کیورینگ (عمل آوری) بتن

کیورینگ یا عمل‌آوری بتن، به پروسه‌ی نگهداری از بتن تازه گفته می‌شود که هدف از آن ارتقا سطح کیفی بتن و جلوگیری از افت ویژگی‌های آن می‌باشد. احتیاج بتن به یک کیورینگِ مناسب بسیاری ضروری است. کیورینگ تاثیر بسیاری زیادی در ویژگی‌های بتن سخت شده دارد؛ کیورینگِ مناسب باعث افزایش دوام، مقاومت، مقاومت در برابر فرسایش، ثبات حجم و مقاومت در برابر چرخه‌ی انجماد آب می‌شود. سطوح خارجی بتن، به طور خاص به کیورینگ بیشتر نیاز دارند، چرا که بیشتر در مواجهه با عوامل خارجی هم چون چرخه‌ی انجماد آب هستند.

زمانی که سیمان پرتلند با آب ترکیب می‌شود، واکنشی رخ می‌دهد که به آن هیدراسیون گفته می‌شود. دوام و مقاومت بتن، به کیفیت و محدوده‌ی این واکنش بستگی دارد. بتن تازه، معمولاً حاوی آب بیشتری نسبت به نیازش برای انجامواکنش هیدراسیون را داراست. با این حال، تبخیر آب می‌تواند هیدارسیون مناسب را به تاخیر بیندازد یا حتی جلوی آن را بگیرد. خصوصاً سطوح خارجی که به دلیل تبخیر بیش از حد، معمولاً هیدراسیون در آن‌ها به صورت کامل صورت نمی‌پذیرد. اگر دمای بتن مناسب باشد، هیدراسیون در چند روز نخست پس از بتن‌ریزی به سرعت پیش می‌رود. نکته‌ای که در این حین مهم و حیاتی است، این است که همواره آب بتن باید به مقدار کافی باشد که به خاطر تبخیر معمولاً این طور نمی‌شود. در واقع هدف از کیورینگ، ایجاد شرایطی برای بتن تازه است که هیدراسیون در آن به بهترین نحو صورت بگیرد.

انتخابِ روش کیورینگ بتن به عواملی چون مواد مورد استفاده، متد ساخت و ساز و مقاومت نهایی مورد نظر بتن بستگی دارد. در بیشتر پروژه‌ها، کیورینگ به معنای اضافه کردن مواد، پوشاندن بتن با روکش‌های مخصوص و یا پتوهای خیس می‌باشد. در برخی موارد خاص در مناطقی که آب و هوای سرد یا گرم دارند، کیورینگ به اقدامات دیگری نیز احتیاج دارد.

بتن‌هایی با نسبت آب به سیمان کم (کم‌تر از 0٫40) ممکن است به کیورینگ ویژه احتیاج داشته باشند. هنگامی کهسیمان در این نوع بتن‌ها هیدارته می‌شود، رطوبت نسبی داخل بتن کاهش می‌یابد و باعث خشک شدن چسب سیمانمی‌شود. در این هنگام بایستی آب اضافی برای جلوگیری از این اتفاق برای بتن فراهم شود. اگر رطوبت نسبی داخلیبتن در هفت روز نخست به کم‌تر از 80 درصد کاهش یابد، می‌توان تاثیر بدی بر روی ویژگی‌های مورد نظر بتن بگذارد. در این شرایط ایجاد رطوبت محیطی و کیورینگ مرطوب برای به حداکثر رساندن هیدراسیون ضروری می‌باشد.

زمانی که دمای بتن کم باشد، هیدراسیون با سرعت بسیاری کم‌تری پیش‌روی می‌کند. دمای زیر 10 درجه سانتی گراد برای پیشرفت گیرش و سخت شدن بتن نامناسب می‌باشد. اگر دما به زیر 4 درجه سانتی گراد برسد، سخت شدن بتنتا حد زیادی به تاخیر می‌افتد. در دمای منفی 10 درجه و کمتر، هیدراسیون متوقف شده و بتن هیچ مقاومتی کسب نمی‌کند. از این جهت است که دمای بتن تاثیر قابل توجهی بر روی ویژگی‌های بتن و هیدراسیون دارد. در کیورینگ بتن‌هایی که در مناطق بسیار سرد و یا گرم صورت می‌گیرد، بایستی تدابیر ویژه‌ای برای تنظیم دمای بتن تازه اعمال شود.

تاثیر دوام بتن بر روی کاهش زیان آن برای محیط زیست

دوام بتن هم اگر مهم‌ترین مسئله‌ی آن نباشد، قطعاً یکی از مهم‌ترین‌هاست. به طور مثال، اگر عمر سازه‌های بتنی به جای 50 سال، 500 سال بشود؛ بازده صنعت تولید بتن 10 برابر خواهد شد. از این نظر که دیگر لازم نخواهد بود تا مدت زیادی برای ترمیم و جایگزینی سازه‌های بتنی که عمرشان تمام شده یا به خاطر دوام پایین آسیب دیده‌اند، بتن تولید کرد.

البته دوام ادعا شده‌ی بتن‌های امروزی هم زیر سوال رفته است. بیشتر سازه‌های بتنی، بعد از حدود 20 سال، مشکلاتشان شروع می‌شود. در حالی که هم اکنون سازه‌هایی از دوران روم باستان باقی مانده و این یعنی سازه‌هایی که آن‌ها ساخته‌اند 2000 سال دوام داشته است! علت این موضوع (پایین بودن دوام بتن‌های امروزی) احتمالاً نفوذپذیریسیمان پرتلند باشد. همچنین فولاد تقویت شده‌ی درون بتن، به سرعت خورده می‌شود و آسیب هزینه‌زایی بر بتنتحمیل می‌کند.

در دنیای امروز، رکن اصلی تمامی کارها «سرعت» است. برای بالا بردن شتاب پیشرفت پروژه‌های عمرانی، از سیمان پرتلند با مقاومت اولیه زیاد استفاده می‌شود. زیرا در زمان کوتاه، خواهان نتیجه‌ی بهتر و بیشتری هستیم. اما عواقب آن را در نظر نمی‌گیریم. استفاده‌ی گسترده از سیمان پرتلند با مقاومت اولیه‌ی بالا، باعث وقوع جمع شدگی، خزش و ترک خوردگیِ شدید بتن می‌گردد.

راز ماندگاری سازه‌های رومی استفاده از خاکستر آتشفشان است. رومیان برای تولید بتن از خاکستر آتشفشان استفاده می‌کردند و بتنی می‌ساختند که شاید گیرش اولیه‌ی آن کند بود، اما دوام آن در برابر تغییرات شرایط محیطی از جمله دما، فوق‌العاده بالا بود. همچنین نیاز به استفاده از آب در این نوع بتن‌ها نیز کم‌تر بود که این مسئله خود باعث پایین آمدن احتمال ترک خوردن بتن می‌گشت.

اگر می‌خواهیم سازه‌ی بتنی‌مان دوام بالایی داشته باشد و تولید بتن را برای ضرر کمتر رساندن به طبیعت کاهش دهیم، بایستی صبوری به خرج دهیم و همه چیز را خرج بالا بردن سرعت پروژه‌های عمرانی نکنیم. در واقع با صرف زمان بیشتر، سازه‌ای با دوام بیشتر می‌سازیم که کم‌ترین زیان را نیز برای طبیعت ما دارد و سود آن را در آینده خواهیم دید. آزمایش‌ها نشان داده که بتن رومی، در طی 90 روز، مقاومتی معادل 20 مگاپاسکال کسب می‌کند که پایین بودنسرعت گیرش و سخت شدگی بتن را نشان می‌دهد.

برای کاهش جمع شدگی و خزش در بتن، ضروری است که مصرف سیمان پرتلند را در بتن به حداقل برسانیم. کاهش سیمان، به منزله‌ی کاهش آب در مخلوط نیز خواهد بود که نکته‌ی مثبتی است. استفاده از خاکستر در بتن، باعث چسبندگی بهتر سنگدانه‌ها و پر شدن تمامی فضاهای خالی می‌شود. این موضوع باعث می‌شود تا نفوذپذیری بتن به شدت کاهش یافته و در برابر حملات مواد شیمیایی مصون باشد. همچنین بررسی‌ها نشان داده که این نوع بتن به شدت همگن است و مواد مخلوطی به طور یکنواخت در آن پخش شده‌اند. این نکته هم باعث می‌شود تا احتمال ترک خوردن و آسیب دیدگی بتن در آینده به شدت کاهش یابد.

جایگزینی سنگدانه ها برای کاهش زیان بتن در طبیعت

گزارش‌ها نشان می‌دهد که در آمریکای شمالی، ژاپن و اروپا، چیزی در حدود دو سومِ زباله‌های ساختمانی از بتن قدیمیمخروب و ضایعات سنگ‌تراشی تشکیل شده است. اگر از این ضایعات و مواد اضافی، به جای سنگدانه در بتن استفاده کنیم، بهره‌وری ناشی از تولید بتن افزایش چشمگیری پیدا می‌کند و زیان بتن برای طبیعت تا حد مطلوبی کاهش می‌یابد.

در کنار این‌ها، ضایعات مربوط به گودبرداری و معدن‌کاری، نیز می‌تواند با اعمال اصلاحات، جای سنگدانه‌ها را در بتنبگیرد. با وجود این که اعمال اصلاحات بر روی این نوع مواد، نیازمند صرف هزینه است؛ اما با توجه به این که در بسیاری از کشورها دفع زباله هزینه‌ی به مراتب بیشتری دارد، می‌توان گفت که این روش حتی اقتصادی و به صرفه نیز هست.

تاثیر بازیافت و استفاده‌ی مجدد از ضایعات آن‌قدر بالاست که در بسیاری از مناطق، مشکلاتت کمبود منابع را حل می‌کند و از هزینه‌های اضافی برای جابه‌جایی سنگدانه‌های تازه جلوگیری می‌نماید. تحقیقات نشان داده که سالانه حدود 1 میلیارد تن ضایعات ساختمانی و سنگ‌تراشی تولید می‌شود و مقدار بسیار ناچیزی از آن بازیافت می‌شود.

هزینه‌ی بالای دفع ضایعات و حفاظت از محیط زیست، بسیاری از کشورهای اروپایی را بر آن داشته تا با مشخص کردن اهدافی کوتاه‌مدت، به سمتی بروند که بین 50 تا 90 درصد ضایعات ساختمانی بازیافت شود.

به این نکته نیز بایستی اشاره کرد که سنگدانه‌ها و مواد بازیافتی، تخلخل بسیار بیشتری نسبت به سنگدانه‌ها طبیعیدارند و برای رسیدن به کارایی مشابه، بایستی آب بیشتری مصرف شود. برای مقابله با این مشکل، از روش‌های مختلفی هم چون ترکیب سنگدانه‌ی طبیعی و بازیافتی، استفاده از خاکستر سرباره و افزودنی‌های کاهنده‌ی آباستفاده می‌شود.

جایگزینی آب برای کاهش زیان بتندر طبیعت

بر طبق آمار سازمان‌ها و موسسات تحقیقاتی، تنها حدود 3 درصد از آب کل کره‌ی زمین شیرین است و بیشتر مقدار این 3 درصد، یا به صورت یخ زده است و یا در اعماق زمین جای دارد.

با پیشرفت صنعت، کشاورزی و نیاز بیشتر به آب آشامیدنی (به خاطر افزایش جمعیت) و از طرف دیگر افزایش آلودگی منابع آبی، آب شیرین در دسترس ما روز به روز، رو به کاهش است. منطقی‌ترین و تنها راه حل پیش روی ما، استفاده‌ی منطقی و بهره‌وری حداکثری از منابع موجود می‌باشد.

برای تولید بتن، آب زیادی مصرف می‌شود. تخمین زده می‌شود که برای تولید هر متر مکعب بتن، 100 لیتر آب مصرف می‌شود. (مجموع آب مخلوط، عمل‌آوری و غیره). سالیانه حدود 1 تریلیون لیتر آب برای تولید بتن استفاده می‌شود که این مقدار می‌تواند با صرفه‌جویی و بهره‌وری بیشتر به نصف کاهش پیدا کند. استفاده از سنگدانه با دانه‌بندی مناسب و استفاده از افزودنی‌های روان‌کننده می‌تواند نیاز به مصرف آب را تا حد بالایی کاهش دهد.

یکی دیگر از راه‌ها، جایگزین کردن استفاده از آب شیرین با پساب صنعتی یا آب شور تصفیه شده می‌باشد. همچنین استفاده از مواد کندگیرکننده به جای آب، مصرف این ماده‌ی حیاتی را نیز کاهش می‌دهد. استفاده از روش‌های مخصوص مانند کشیدن روکش بر روی بتن در هنگام عمل‌آوری (برای جلوگیری از تبخیر) نیز از راه‌های کاهش مصرف آب می‌باشد.

تجربیات ترمیم بتن در پروژه های سد سازی

گزارش‌ها نشان می‌دهد که در آمریکای شمالی، ژاپن و اروپا، چیزی در حدود دو سومِ زباله‌های ساختمانی از بتن قدیمیمخروب و ضایعات سنگ‌تراشی تشکیل شده است. اگر از این ضایعات و مواد اضافی، به جای سنگدانه در بتن استفاده کنیم، بهره‌وری ناشی از تولید بتن افزایش چشمگیری پیدا می‌کند و زیان بتن برای طبیعت تا حد مطلوبی کاهش می‌یابد.

در کنار این‌ها، ضایعات مربوط به گودبرداری و معدن‌کاری، نیز می‌تواند با اعمال اصلاحات، جای سنگدانه‌ها را در بتنبگیرد. با وجود این که اعمال اصلاحات بر روی این نوع مواد، نیازمند صرف هزینه است؛ اما با توجه به این که در بسیاری از کشورها دفع زباله هزینه‌ی به مراتب بیشتری دارد، می‌توان گفت که این روش حتی اقتصادی و به صرفه نیز هست.

تاثیر بازیافت و استفاده‌ی مجدد از ضایعات آن‌قدر بالاست که در بسیاری از مناطق، مشکلاتت کمبود منابع را حل می‌کند و از هزینه‌های اضافی برای جابه‌جایی سنگدانه‌های تازه جلوگیری می‌نماید. تحقیقات نشان داده که سالانه حدود 1 میلیارد تن ضایعات ساختمانی و سنگ‌تراشی تولید می‌شود و مقدار بسیار ناچیزی از آن بازیافت می‌شود.

هزینه‌ی بالای دفع ضایعات و حفاظت از محیط زیست، بسیاری از کشورهای اروپایی را بر آن داشته تا با مشخص کردن اهدافی کوتاه‌مدت، به سمتی بروند که بین 50 تا 90 درصد ضایعات ساختمانی بازیافت شود.

به این نکته نیز بایستی اشاره کرد که سنگدانه‌ها و مواد بازیافتی، تخلخل بسیار بیشتری نسبت به سنگدانه‌ها طبیعیدارند و برای رسیدن به کارایی مشابه، بایستی آب بیشتری مصرف شود. برای مقابله با این مشکل، از روش‌های مختلفی هم چون ترکیب سنگدانه‌ی طبیعی و بازیافتی، استفاده از خاکستر سرباره و افزودنی‌های کاهنده‌ی آباستفاده می‌شود.

جایگزینی آب برای کاهش زیان بتندر طبیعت

بر طبق آمار سازمان‌ها و موسسات تحقیقاتی، تنها حدود 3 درصد از آب کل کره‌ی زمین شیرین است و بیشتر مقدار این 3 درصد، یا به صورت یخ زده است و یا در اعماق زمین جای دارد.

با پیشرفت صنعت، کشاورزی و نیاز بیشتر به آب آشامیدنی (به خاطر افزایش جمعیت) و از طرف دیگر افزایش آلودگی منابع آبی، آب شیرین در دسترس ما روز به روز، رو به کاهش است. منطقی‌ترین و تنها راه حل پیش روی ما، استفاده‌ی منطقی و بهره‌وری حداکثری از منابع موجود می‌باشد.

برای تولید بتن، آب زیادی مصرف می‌شود. تخمین زده می‌شود که برای تولید هر متر مکعب بتن، 100 لیتر آب مصرف می‌شود. (مجموع آب مخلوط، عمل‌آوری و غیره). سالیانه حدود 1 تریلیون لیتر آب برای تولید بتن استفاده می‌شود که این مقدار می‌تواند با صرفه‌جویی و بهره‌وری بیشتر به نصف کاهش پیدا کند. استفاده از سنگدانه با دانه‌بندی مناسب و استفاده از افزودنی‌های روان‌کننده می‌تواند نیاز به مصرف آب را تا حد بالایی کاهش دهد.

یکی دیگر از راه‌ها، جایگزین کردن استفاده از آب شیرین با پساب صنعتی یا آب شور تصفیه شده می‌باشد. همچنین استفاده از مواد کندگیرکننده به جای آب، مصرف این ماده‌ی حیاتی را نیز کاهش می‌دهد. استفاده از روش‌های مخصوص مانند کشیدن روکش بر روی بتن در هنگام عمل‌آوری (برای جلوگیری از تبخیر) نیز از راه‌های کاهش مصرف آب می‌باشد.

استفاده از میکروسیلیس در بتن

تحقیقات اخیر نشان می دهد که میکروسیلیس تاثیر بسیاری در کنترل انبساط بتن ناشی از ASR دارد و با میزان استفاده 10% یا کمتر استفاده از آن، آسیب های انبساط در منشور سنگدانه های واکنش زا از بین

می رود. این اتفاق به آسانی در محلول های قلیایی، که در آنها از ترکیب سیمان با میکروسیلیس استفاده شده است، مشاهده می شود.

گفتنی است میزان پایین بازدهی میکروسیلیس در کنترل انبساط در دراز مدت به وسیله تعدادی از کاربرها مورد سوال واقع شده است. تحقیقات نشان داده است که 10% میکروسیلیس واکنش ها را به تعویق

می اندازد یا کندتر می کند، اما این واکنش ها را کاملاً در سنگدانه های اپالین از بین نمی برد. مقدار 15% جایگزینیمیکروسیلیس نیز ممکن است برای استفاده با اپال کافی نباشد. کار با کریستوبالیت همچنین نشان می دهد که اساساً مقداری بیشتر از 10% میکروسیلیس، برای از بین رفتن دراز مدت انبساط نیاز است. خاطر نشان می شود، نظر به انجام بعضی مطالعات، برخی از سنگدانه ها ممکن است در بتن حاوی انواع سیلیس های با واکنش زایی کم، مناسب نباشد.

دیگر بررسی ها در کانادا برروی سنگدانه های واکنش زا حاوی موارد اثبات شده بیشتری درخصوص پتانسیل انبساط های زیانآور، در بتن با 10% میکروسیلیس است. میکروسیلیس ممکن است شرایطی را برای عقب انداختن واکنش های آسیب زننده برای مدت 2 سال یا بیشتر در منشورهای بتنی نگهداری شده در 38 درجه سانتی گراد، مهیا کند، اما دلایلی ارائه شده است که نهایتاً برای تعدادی از سنگدانه ها وقتی با سیمان های با قلیاییت بالا استفاده می شوند، انبساط ها از حد 04/0% تجاوز می کند.

در این زمینه مطالعات گسترده ای با نتایج متفاوت و متغیر به وسیله بررسی کنندگان بسیاری، حاصل شده است. منابع این تفاوت ها شامل موارد زیر است :

خصوصیات میکروسیلیس مورد استفاده و اثر بخشی حاصل از پراکندگی در بتن
واکنش طبیعی سنگدانه ها
مقدار قلیاییت سیمان پرتلند
نسبت بندی های مخلوط
انواع نمونه ها (ابعاد،بتن،یا ملات)
شرایط نگهداری ها
مدت زمان آزمایش کردن
با تمام این تفاوت ها به طور کلی می توان تجمیع نظرات محققان را به صورت زیر بیان کرد :

اگر چه رفتارهای نامطلوبی در برخی مطالعات با میزان جایگزینی 5% میکروسیلیس مشاهده شده است، اما کاهش انبساط با افزایش مقدار میکروسیلیس حاصل می شود.
اطلاعات نامطلوبی درخصوص تاثیر ترکیب میکروسیلیس ارزیابی شده موجود است. میکروسیلیس با مقدار کم SiO2 یا به طور غیرمعمولی با میزان Na2Oe بالا، نمی تواند تاثیر چشمگیری در کنترل انبساط داشته باشد.
در مقدار معمول میکروسیلیس (5 تا 10%)، انبساط با افزایش مقدار قلیاییت سیمان یا کل مقدار قلیاییت بتن افزایش می یابد.
اثر میکروسیلیس با واکنش طبیعی سنگدانه ها حاصل می شود و توانایی کم میکروسیلیس در کنترل انبساط اپال وکریستوبالیت با واکنش زایی بالا پایدار می شود.
میکروسیلیس سرعت انبساط را کندتر می کند، و مطمئناً تاثیر بیشتری در درصد جایگزینی دارد.
در صنعت ساخت و ساز ایسلند، میکروسیلیس با سیمان قلیایی بالا (تقریباً 5/1% Na2Oe) استفاده می شود و سنگدانههای با واکنش زایی بالا، در مسکن سازی های بتنی از سال 1979 به کار گرفته شده است. این نکته حائز اهمیت است که این روزها هیچ گزارشی مبنی بر وجود ASR در این بتن ها وجود ندارد.

در افریقای جنوبی حداقل جایگزینی میزان 15% میکروسیلیس برای کنترل ASR توصیه شده است. در درصدهای جایگزینی کمتر، مقدار قلیاییت فعال مخلوط سیمان- میکروسیلیس باید برای سنگدانه های ویژه، قبل از اینکه مورد استفاده قرار گیرد، کنترل شود. فعال بودن قلیایی ها با میکروسیلیس با تعیین انجام آزمون ASTM C 311 برای قلیایی های موجود یا محاسبه یا فرض 30% از کل قلیایی ها فعال هستند، تعیین می شود.

در CSA A23.2-27A، حداقل میزان میکروسیلیس مورد نیاز برای کنترل انبساط واکنش پذیری سنگدانه ها به موارد متععدی بستگی دارد. مقدار قلیایی ها در بتن به مدت زمان بهره برداری، اندازه اعضای سازه ای و شرایط محیطی بستگی دارد.میکروسیلیس با مقدار قلیاییت متجاوز از 1% Na2Oe، نمی تواند مورد استفاده قرار بگیرد، مگر اینکه درجه تاثیر میکروسیلیس بر سنگدانه های پای کار توسط آزمون، مطابق با CSA A23.2-28A به اثبات رسیده باشد.

 استفاده از پوزولان های طبیعی

واژه پوزولان ها، پوشش دهنده انواع متفاوت سنگ دانه های طبیعی سیلیسی واکنش دار، از خاکسترهای آتشفشانی و مواد حاصل از چرخه موادی مثل سیلیس (رس یا سنگ رسی خشک شده یا متاکائولین) است. بعضی سنگدانه های واکنش دار در تولید مواد برای استفاده به صورت افزودنی پوزولانی در بتن مناسب اند. استفاده از پوزولان ها برای بتن در ACI 232.1R تشریح شده است. خصوصیات شیمیایی و فیزیکی آنها نیز در ASTM C 618 مشخص شده است.

در اولین نشریات و مقالاتی که در مورد ASR، گزارش شده است، انبساط ناشی از واکنش باید با استفاده از سیمانپوزولانی حاوی ریزدانه های سنگ رسی یا جایگزینی 25 درصد سیمان با قلیاییت بالا با 25% پومیس، کاهش داده شود. جایگزینی پومیس تاثیر بیشتری برکاهش انبساط نسبت به مقدار معادل آن با ماسه اتاوا دارد. مواد پوزولانی متعددی مورد آزمایش قرار گرفته است و تاثیر همه آنها در کنترل انبساط ASR که در آن مقدار مناسبی از افزودنی ها مورد استفاده بودند، به دست آمده است. پوزولان های طبیعی به طور گسترده ای با هم مخلوط می شوند و میزان مورد نیاز برای از بین بردن انبساط باید توسط آزمون ASTM C 441 یا ترجیحاً در بتن با سنگدانه های پای کار (ASTM C 1293) تعیین شود.

 آزمون هایی برای ارزیابی تاثیر پوزولان ها و سرباره ها بر روی ASR

آزمون منشور ملات شیشه نشکن ASTM C 441 روش آزمودنی است که معمولاً برای ارزیابی تاثیر پوزولان ها و سربارهدر کنترل انبساط ناشی از ASR استفاده می شود. آزمون های اخیر با U.S.A.C.E و U.S.B.R نشان داده است که خاکستر بادی و سرباره تاثیر کمتری نسبت به پوزولان های طبیعی با سیلیس بالا دارند و استفاده از نسبت بندی متجاوز از 40%، بنا به تعریف مطرح شده در ASTM C 441 تاثیر می گذارد. پس از آن بسیاری از کاربرها از این آزمایش برای ارزیابی عملکرد پوزولان ها و سرباره استفاده کردند.

در ویرایش اخیر آزمون ASTM C 441، انبساط منشور ملات (نگهداره شده در دمای 38 درجه) ساخته شده با سیمان با قلیاییت بالا (95/0 تا 05/1% Na2Oe) و 25% خاکستر بادی (براساس حجم) یا 50% سرباره با کنترل منشورها (تنها سیمان) مقایسه و کاهش درصد پوزولان و سرباره محاسبه شده است. به عنوان گزینه ای دیگر می توان مصالح و میزان درصد مواد جایگزینی که به صورت واقعی در پروژه استفاده شده است را مورد استفاده قرار داد. در ASTM C 618 (مشخصات برای پوزولان طبیعی و خاکستر بادی) ملزم می کند که انبساط مخلوط آزمون (صرف نظر از مقدار قلیاییت سیمان مورد استفاده) نباید بیشتر از انبساط با قلیایی کم باشد. در ASTM C 989 (مشخصات فنی برای سرباره) بتنحاوی ملزومات ASR نیست، اما پیشنهاداتی در پیوست غیر الزامی آن، برای استفاده از ASTM C 441، انبساط در 14 روز به وسیله 75% کنترل یا نگهداشتن پایین تر از 020/0% وقتی با مواد پروژه استفاده می شود، کاهش می یابد. ویرایش های اخخیر این آزمون ملزم می کند سرباره جایگزین 20 درصد (براساس حجم)، مورد استفاده قرار گیرد. معیارهای مورد استفاده برای ارزیابی پوزولان ها یا سرباره در این آزمون، به دلیل محافظه کارانه بودن آن، همواره مورد نقد بعضی از کاربرهاست.

پتانسیل میکروسیلیس برای کاهش انبساط ASR آشکار است، البته اگر به میزان مشخص شده 25% حجمی در آزمون های مورد استفاده ASTM C 441 جایگزین شود. اغلب جمع شدگی ها بعد از 14 روز از زمان آزمایش مشاهده می شود. تحقیقات دیگری، مقادیر متفاوتی از جایگزینی را مورد استفاده قرار دادند و پی بردند که مقدار 10% در کاهش انبساط 14 روزه بیشتر از 75% در کنترل انبساط موثر است.

دیگر کاربردها بر مطابقت استفاده از 10% و حتی کمتر، از میکروسیلیس با این معیارها تاکید دارند. مطالعات نشان می دهد انبساط نمونه های میکروسیلیس بعد از 14 روز ادامه می یابد و پرسش هایی را برای اعتماد به آزمون های با زمان کم مطرح می کند.

 یکی از مطمئن ترین روش ها برای ارزیابی تاثیر پوزولان ها و سرباره برروی انبساط حاصل از ASR،‌ به وسیله انجام آزمون های آزمایشگاهی بدون شک آزمون انبساط مخلوط های بتنی برپایه شرایط مشابه آزمون ASTM C 1293 است. متاسفانه، این آزمون ممکن است تا 2 سال برای حصول اطلاعات رضایت بخش برای خاکستر بادی و سرباره طول بکشد و حتی دوره طولانی تری برای میکروسیلیس نیاز است. ارتباط و همبستگی مستدلی در مقایسه نتایج آزمون منشور بتنی(حد انبساط 2 ساله 04/0% در

ASTM C 1293) و در آزمون منشور ملات تسریع شده (حد انبساط 14 روزه 10/0% در

 ASTM C 1567) وجود دارد. بسیاری از سازمان ها، راهنماها و پیش نویس ها برنامه های خود را برای تعیین کنترل ASR، پوزولان ها، سرباره یا ترکیب این مواد توسعه داده اند. راهنماها استفاده از ترکیب ازمون های منشور ملات ومنشور بتنی را برای ارزیابی پتانسیل واکنش زایی مخلوط های بتنی مطرح می کنند.

10-11 استفاده از افزودنی های شیمیایی

استفاده از افزودنی های شیمیایی برای جلوگیری از ASR در صنعت ساخت و ساز چندان گسترده نیست. این مواد شامل نمک های لیتیم و دیگر نمک ها شامل باریم و غیره است.

 نمک های لیتیم

تحقیقات نشان می دهد که توانایی ترکیبات لیتیم (Li2CO3 , LiF , LiCI) برای کنترل ASR زیاد است اما ذکر این نکته مهم است که استفاده از لیتیم برای ساخت و سازهای صنعتی و با توجه به هزینه نسبتاً بالای آن قابل قبول نیست. بسیاری از تحقیقات نشان می دهد که استفاده از لیتیم در سال های اخیر مورد توجه بیشتری قرار گرفته است.

میزان لیتیم مورد نیاز برای کنترل انبساط زیان آور بستگی به مقدار قلیاییت بتن و واکنش های طبیعی سنگدانه هادارد. به طور کلی تحقیقات ثابت می کند که نسبت هایی در محدوده 6/0 تا 1 Li/(Na+K) عملکرد مناسبی در خنثی کردن انبساط ها از خود نشان می دهد. به هر حال باید توجه کرد که لیتیم ناکافی می تواند باعث افزایش انبساط و سودمندی لیتیم شود و به واکنش طبیعی سنگدانه ها بستگی دارد. چندین سند (براساس AASHTO)‌ برای راهنمایی استفاده ازافزودنی لیتیم برای کنترل ASR ارائه می دهند.

 دیگر افزودنی های شیمیایی

ترکیبات شیمیایی دیگری در کاهش انبساط ناشی از ASR پیدا شده است. اینها شامل موارد گوناگونی از نمک های باریم، سیلیکوفلوراید سدیم و آلکیل الکوکسی سیلان هستند که مورد مطالعه قرار گرفته اند، اما نتایج مطمئنی به دست نداده است. علاوه بر این تحقیقات تکمیلی برای اثبات تاثیر افزودنی های مختلف برای کنترل ASR به آزمایشات بیشتری نیاز دارد.