ارزیابی جامع مزایا و چالش‌های بتن سبک سازه‌ای تقویت‌شده با نانو c-s-h از خواص مکانیکی تا ریزساختار

بتن سبک سازه‌ای به‌عنوان یکی از مصالح نوین در کاهش بار مرده سازه‌ها و بهینه‌سازی طراحی لرزه‌ای مورد توجه گسترده قرار گرفته است. با وجود مزایای وزنی، این نوع بتن همواره با محدودیت‌هایی نظیر مقاومت فشاری پایین، تخلخل زیاد و نفوذپذیری بالا در برابر یون‌های مهاجم مواجه است. در تحقیق حاضر، با هدف ارتقای عملکرد بتن سبک، از ژل نانو کلسیم سیلیکات هیدرات c-s-h) ) به‌عنوان یک افزودنی اصلاح‌کننده ریزساختار استفاده شد. چهار طرح اختلاط شامل نمونه شاهد (بدون افزودنی) و نمونه‌های حاوی 2، 3 و 5 درصد ژل نانو c-s-h ساخته و تحت آزمایش‌های مقاومت فشاری، جذب آب، مقاومت در برابر نفوذ کلر (rcpt) و بررسی‌های ریزساختاری (sem، xrd و eds) قرار گرفتند. نتایج نشان داد که حضور نانو ژل c-s-h موجب افزایش مقاومت فشاری تا بیش از 30 درصد در سن 28 روزه و کاهش محسوس جذب آب و بار عبوری rcpt گردید. تصاویر sem تراکم بیشتر خمیر سیمان و کاهش حفرات مویینه را نشان داد، در حالی‌که الگوهای xrd کاهش پیک‌های هیدروکسید کلسیم و افزایش تشکیل ژل c-s-h ثانویه را تایید کردند. علاوه بر مزایای فنی، چالش‌هایی نظیر هزینه اولیه بالاتر، حساسیت نسبت به شرایط عمل‌آوری و نیاز به کنترل کیفی دقیق نیز شناسایی شد. در مجموع، یافته‌های این تحقیق نشان می‌دهد که استفاده از نانو c-s-h می‌تواند به‌عنوان یک راهکار نوین و اثربخش برای ارتقای بتن سبک سازه‌ای به‌ویژه در مناطق لرزه‌خیز و محیط‌های خورنده مورد استفاده قرار گیرد.