تاثیر اندازه سنگ‌دانه بر خصوصیات مکانیکی و میزان آسیب‌های وارده به بتن ناشی از وقوع واکنش قلیایی - سیلیسی در گذر زمان

واکنش قلیایی– سیلیسی به عنوان یکی از دلایل تخریب سازه‌های بتنی در گذر زمان و تهدیدی برای دوام آنها شناسایی شده است. این واکنش موجب انبساط خمیر سیمان، ترک خوردن و به دنبال آن از دست رفتن مقاومت بتن می‌شود. ساده‌ترین راهکار برای جلوگیری از این واکنش، بررسی قابلیت واکنش‌زایی سنگ‌دانه‌ها و عدم مصرف سنگ‌دانه‌ی واکنش‌پذیر در بتن است. هدف از این پژوهش، بررسی میزان تاثیرگذاری سنگ‌دانه‌ی ریز و درشت واکنش‌پذیر بر خصوصیات مکانیکی بتن آسیب‌دیده شامل مقاومت فشاری، کششی و مدول گسیختگی و نیز میزان انبساط رخ‌داده در آن ناشی از وقوع این پدیده‌ی مخرب در گذر زمان است. بدین‌منظور، چهار نوع مخلوط بتنی از ترکیب‌های مختلف سنگ‌دانه‌ی ریز و درشت واکنش‌پذیر و غیر واکنش‌پذیر با نسبت آب به سیمان 0.5 در آزمایشگاه ساخته شد. نمونه‌های مورد مطالعه به مدت 6 ماه در محیط شبیه‌سازی شده و تحت شرایط تسریع‌شده قرار گرفت. نتایج نشان داد، انبساط مخلوط بتنی که بخش واکنش‌پذیر سنگ‌دانه‌های مصرفی آن، فقط ماسه یا فقط شن بود، به ترتیب به مقدار 4.4 و 3.5 برابر طرح مخلوط شاهد (مخلوط بتنی که تمام سنگ‌دانه‌های ریز و درشت آن غیر واکنش‌پذیر می‌باشد) بود. همچنین، مصرف سنگ‌دانه‌ی ریز واکنش‌پذیر در مقایسه با مصرف سنگ‌دانه‌ی درشت واکنش‌پذیر، موجب کاهش بیشتر مقاومت فشاری، کششی و مدول گسیختگی در مخلوط بتن شد. بنابراین، جایگزینی ماسه‌ی واکنش‌پذیر با ماسه‌ی غیر واکنش‌پذیر، در مقایسه با جایگزینی شن واکنش‌پذیر با شن غیر واکنش‌پذیر به عنوان راهکار موثرتری برای کنترل واکنش قلیایی – سیلیسی توصیه می‌شود.

the impact of the size of reactive aggregate on the mechanical properties of concrete and the extent of asr damage over the time

alkali silica reaction (asr) is identified as one of the reasons for destruction of the concrete structures and poses a threat to its durability. asr causes the cement paste to expand, crack, and consequently weakens the strength of the concrete. the simplest solution to prevent asr is to test aggregates’ reactivity potential, identify the reactive ones, and then exclude them from the concrete mix. this research aims to examine the impact of fine and coarse reactive aggregate on (1) the mechanical properties of damaged concrete including compressive strength, tensile strength, and modulus of rupture, and (2) the extent of expansion that occurred over time due to the occurrence of this phenomenon. to this aim, four concrete mixtures are made using different combinations of fine and coarse aggregates, that could be reactive or nonreactive, with a water cement ratio of 0.5. according to the results, the concrete mix whose reactive part was only sand or only gravel expanded 4.4 or 3.5 times over the control mix design (a concrete mixture that is only made of non reactive aggregates), respectively. furthermore, using fine reactive aggregates in the concrete mixture reduces compressive strength, tensile strength, and modulus of rupture compared to using coarse reactive aggregates. therefore, replacing reactive sand with non reactive sand is recommended as a more effective solution to control the asr, compared to replacing reactive gravel with non reactive gravel.