تاثیر عوامل تشکیل‌ دهنده بتن بر نفوذ آب‌های سطحی

بتن یکی از مصالحی است که در ساخت سازه‎های هیدرولیکی مصرف زیادی دارد. با توجه به اهمیت کم تراوا بودن چنین سازه‌هایی، نفوذپذیری به عنوان یکی از عوامل مهم تاثیرگذار بر عمر مفید و دوام آنها به شمار می‌‎رود. لذا، در این مقاله، تاثیر عوامل تشکیل‌دهنده بتن، یعنی سنگدانه، خمیر سیمان، مرز بین این دو و همچنین مقاومت سطحی بتن بر نفوذ آب سطحی به داخل بتن ارائه شده است. برای این مطالعات، نمونه‌های بتنی مکعبی 28 روزه با ابعاد 150 میلی‌متر، با بکارگیری انواع سنگدانه‌ها از قبیل گرانیت، اندزیت، سیلیس، آهک، مرمر و توف ساخته شدند. این نمونه‌های بتنی، دارای سیمان پرتلند نوع 2، دوده سیلیس، خاکستر بادی، زئولیت و پودر سنگ آهک نیز بودند. برای اندازه‌گیری نفوذپذیری و مقاومت سطحی بتن به ترتیب از روش ‎‌های محفظه استوانه ای و پیچش استفاده گردید. نتایج به دست آمده نشان می دهند که نفودپذیری سنگ صخره از نفوذپذیری بتن ساخته شده با ستگدانه های حاصل از همان سنگ صخره، کمتر است. همچنین مشاهده گردید که نفوذپذیری خمیر سیمان سخت شده، بیشتر از نفوذپذیری بتن ساخته شده از همان خمیر سیمان است. به علاوه، تحلیل رگرسیونی نتایج مربوط به مقادیر نفوذپذیری سنگ‌های صخره، خمیر سیمان، ناحیه انتقال و مقاومت سطحی بتن‎ها نشان می‌دهد که می‌توان با استفاده از معادله رگرسیونی ارائه شده، حجم آب نفوذی به درون نمونه های بتنی را پیش ‎بینی کرد. همچنین مشاهده شد که در مقایسه با سایر پارامترهای در نظر گرفته شده، خمیر سیمان و مقاومت سطحی به ترتیب بیشترین و کمترین تاثیر را بر نفوذپذیری بتن‎ دارند.

effects of concrete constituent materials on the penetration of surface water

concrete is one of the widely used materials in hydraulic structures. the permeability of these structures is considered to be one of the most important factors. therefore, in this paper, the effects of aggregates, cement paste, transition zones, and concrete surface strength, on the penetration of surface water into the concrete are presented. for this study, 150 mm concrete cubes containing granite, andesite, siliceous, limestone, marble, and tuff aggregates were prepared. these specimens also contained type 2 portland cement, silica fume, fly-ash, zeolite, and limestone powder. these admixtures replaced 10% of the cement content. while the “cylindrical chamber” was used for the permeability measurement, the “twist-off” method was used to estimate the surface strength of the concrete specimens. regression analysis of the permeability readings of the parent rocks, cement paste, interfacial transition zone length, and concrete surface strength revealed that the penetrated water volume into the concrete specimens could be predicted, using the proposed regression equation. it was also observed that, compared with other considered parameters, the cement paste, and concrete surface strength had the highest and lowest impact on the concrete permeability, respectively.