ارزیابی جامع مزایا و چالش های بتن سبک سازه ای تقویت شده با نانو C-S-H از خواص مکانیکی تا ریزساختار

بتن سبک سازه ای به عنوان یکی از مصالح نوین در کاهش بار مرده سازه ها و بهینه سازی طراحی لرزه ای مورد توجه گسترده قرار گرفته است. با وجود مزایای وزنی، این نوع بتن همواره با محدودیت هایی نظیر مقاومت فشاری پایین، تخلخل زیاد و نفوذپذیری بالا در برابر یون های مهاجم مواجه است. در تحقیق حاضر، با هدف ارتقای عملکرد بتن سبک، از ژل نانو کلسیم سیلیکات هیدرات C-S-H) ) به عنوان یک افزودنی اصلاح کننده ریزساختار استفاده شد. چهار طرح اختلاط شامل نمونه شاهد (بدون افزودنی) و نمونه های حاوی ۲، ۳ و ۵ درصد ژل نانو C-S-H ساخته و تحت آزمایش های مقاومت فشاری، جذب آب، مقاومت در برابر نفوذ کلر (RCPT) و بررسی های ریزساختاری (SEM، XRD و EDS) قرار گرفتند. نتایج نشان داد که حضور نانو ژل C-S-H موجب افزایش مقاومت فشاری تا بیش از ۳۰ درصد در سن ۲۸ 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 حالی که الگوهای XRD کاهش پیک های هیدروکسید کلسیم و افزایش تشکیل ژل C-S-H ثانویه را تایید کردند. علاوه بر مزایای فنی، چالش هایی نظیر هزینه اولیه بالاتر، حساسیت نسبت به شرایط عمل آوری و نیاز به کنترل کیفی دقیق نیز شناسایی شد. در مجموع، یافته های این تحقیق نشان می دهد که استفاده از نانو C-S-H می تواند به عنوان یک راهکار نوین و اثربخش برای ارتقای بتن سبک سازه ای به ویژه در مناطق لرزه خیز و محیط های خورنده مورد استفاده قرار گیرد.

Keywords:

بتن سبک سازه ای , نانو ژل C-S-H , دوام , ریزساختار , مقاومت فشاری