مطالعه آزمايشگاهي برخي خواص فيزيكي و مكانيكي بتن گوگردي

Mechanical and Physical Properties of Sulfur Polymer Concrete

بتن پليمر گوگردي، ماده اي ساختماني است كه از تركيب سيمان گوگردي اصلاح شده به صورت مذاب (با استفاده از افزودني هاي پليمري) و مصالح سنگي درشت دانه و ريزدانه حاصل مي شود. در اين تحقيق تاثير مقدار سيمان گوگردي و زمان عمل آوري بر خواص مكانيكي و فيزيكي بتن پليمر گوگردي بررسي شده است. بدين منظور با استفاده از گوگرد اصلاح شده با افزودني پليمر هيدروكربن اولفين و سنگدانه هاي رايج براي بتن معمولي، نمونه هاي آزمايشي با درنظر گرفتن درصدهاي مختلف مقدار سيمان گوگردي و 4 سطح زمان عمل آوري در 5 تكرار تهيه و تحت آزمايش هاي تعيين خواص مكانيكي و فيزيكي قرار گرفتند. خواص مكانيكي شامل مقاومت فشاري، نقطه تسليم و مدول يانگ و خواص فيزيكي شامل وزن واحد حجم بتن، فضاي خالي مصالح در بتن و درصد هواي بتن در نظر گرفته شد. نتايج نشان مي دهد كه خواص مكانيكي با افزايش گوگرد تا يك حد آستانه (بسته به دانه بندي مصالح) افزايش و با تجاوز از آن كاهش مي يابد. بتن پليمرگوگردي مورد تحقيق، به طور متوسط 70 درصد مقاومت 28 روزه اش را حدود 3 روز بعد از بتن ريزي كسب مي كند. مقايسه بين خواص فيزيكي و مقاومت فشاري 28 روزه نشان مي دهد كه براي دستيابي به بالاترين مقاومت، دانه بندي متراكم، مقدار گوگرد كافي براي پر كردن فضاي خالي مصالح و تراكم بتن تا حداكثر وزن واحد حجم، لازم است.

Sulfur polymer concrete (SPC) is a construction material composed of melted modified sulfur cement (MSC) and fine and coarse aggregates. This research investigated the effects of the quantity of MSC and curing time on the mechanical and physical properties of SPC. Samples were prepared using five levels of MSC and four curing times. The MSC used contained olefin hydrocarbon polymeric additive and the aggregates were those commonly used for conventional concrete. The mechanical and physical properties of the samples (compressive strength, yield point and Youngʹs modulus, unit weight, voids in the aggregate and concrete air content) were determined. The results showed that increasing in the amount of MSC up to a specific threshold value (depending on aggregate gradation) improved the mechanical properties of samples. Beyond the threshold point, a decreasing trend was observed. The SPC in the present study gained an average of 70% of its 28-day compressive strength by three days from concrete placement. The greatest 28-day compressive strength was achieved using the densest aggregate gradation, a sufficient amount of MSC to fill voids in the aggregate and the maximum unit weight of SPC.