اثرات دوده سیلیسی بر مقاومت دینامیکی و نرخ کرنش بتن

جهت بررسی اثرات دوده سیلیسی بر مقاومت دینامیکی و نرخ کرنش بتن ، ابتدا باید با مفهوم بتن و خواص آن آشنا شویم.بتن در حال حاضر متداول‌ترین مصالح ساختمانی و ساختمانی است. مقاومت دینامیکی مبنایی اساسی برای ارزیابی ایمنی سازه است. پاسخ بتن به بارگذاری دینامیکی موقت  (شامل بارگذاری فشاری و کششی) در هر دو زمینه دانشگاهی و مهندسی مانند ساخت پل، مهندسی هیدرولیک، مهندسی ساختمان و غیره مورد توجه است. درک بهتر خواص مکانیکی و رفتارهای دینامیکی بتن تحت بارگذاری کششی دینامیکی، یک نیاز بسیار مهم در مهندسی حفاظت شهری و نظامی است. استفاده از پوزولان های طبیعی یا مصنوعی در ترکیب با سیمان پرتلند معمولی  برای به دست آوردن بتن با کارایی بالا روشی مؤثر است که عمدتاً با هدف توسعه خواص مکانیکی بتن مانند مقاومت، نفوذپذیری، پایداری و دوام است. بنابراین، درک استفاده از دوده سیلیسی  و سایر مواد سیمانی بسیار حائز اهمیت است. دوده سیلیسی نوعی ماده است که می‌تواند دوام، خواص مکانیکی و رفتار بتن را بهبود بخشد. اندازه متوسط ذرات دوده سیلیسی نسبتاً کوچک است، با اثر پرکننده خوب و می‌تواند بین شکاف ذرات سیمان را پر کند. در عین حال، تولید ژل، آب و مواد قلیایی از جمله اکسید منیزیم می‌تواند استحکام و دوام بتن را افزایش دهد. مقدار دوده سیلیسی در بتن و ملات می‌تواند مقاومت فشاری، خمشی، نفوذناپذیری، مقاومت در برابر خوردگی و سایش را به طور قابل توجهی بهبود بخشد. علاوه بر این، دوده سیلیسی از ذرات کروی آمورف تشکیل شده است که خواص رئولوژیکی بتن را افزایش می‌دهد. با توجه به ویژگی‌های فوق، دوده سیلیسی یک ماده پوزولانی بسیار واکنش پذیر است و به عنوان یک جایگزین مناسب برای جزیی از سیمان در بتن مورد مطالعه قرار میگیرد.

در این مطالعه از نمونه‌های دیسک برزیلی (BD) حاوی سطوح مختلف دوده سیلیسی، با استفاده از یک دستگاه تست SHPB استفاده شد. بدین ترتیب می‌توان درک بهتری از اثر دوده سیلیسی در مورد خواص مکانیکی تحت بارگذاری ضربه‌ای بتن داشت و در عین حال، استفاده از دوده سیلسی را برای جایگزینی سیمان در بتن ترویج و ارزیابی کنیم. لذا سه سری مخلوط بتن با سطوح مختلف دوده سیلیسی تولید و آزمایش شدند. کرنش‌های مواد و نرخ کرنش آزمایش مشتق شده توسط کرنش سنج‌های مقاومتی که روی سطح میله‌های الاستیک قرار داده شده بودند، ثبت شد. تأثیر نرخ کرنش بر روی خواص مکانیکی و رفتارهای دینامیکی نمونه‌های آزمایش شده با نسبت‌های مختلف مخلوط دوده سیلیسی مورد مطالعه قرار گرفت.

افزودن دوده سیلیسی به مخلوط بتن می تواند تخلخل، نفوذپذیری و میزان آب انداختگی بتن را کاهش دهد.همچنین در مطالعات مشاهده شده با اضافه نمودن دوده سیلیسی به مخلوط بتن و تست نمونه ها ، مقاومت کششی دینامیکی نمونه ها با افزایش نرخ کرنش به دلیل خواص فیزیکی و مکانیکی عالی دوده سیلیسی افزایش می یابد.این مساله نشان می دهد رفتارهای تنش-کرنش بتن حساسیت قابل توجهی به نرخ کرنش خواهد داشت.