اثر استایرن اکریلات روی مشخصات مکانیکی ملات‏های ترمیمی و مقایسه شرایط عمل‏آوری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد انستیتو مصالح ساختمانی دانشگاه تهران

2 عضو هیات علمی مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی

3 مرکز تحقیقات راه ، مسکن و شهرسازی/ریاست

4 شرکت آرینا پلیمر/مدیرعامل

چکیده

امروزه برای ترمیم سازه‏های بتنی نیازمند شناختی صحیح و متناسب از مصالح ترمیمی هستیم تا بتوان با استفاده از آن به یک تعمیر کارا و موثر دست یافت. لذا مصالح ترمیمی باید به نحوی انتخاب گردد تا ویژگی‏های مختلف از جمله: مدول الاستیسیته و سازگاری حرارتی ملات ترمیمی با بتن اصلی سازه، نزدیک به هم بوده باشد. در این میان یکی از این مصالحی که سازگاری حرارتی مناسبی با بتن اصلی سازه دارد، استفاده از لاتکس استایرن اکریلات (SA) در ملات ترمیمی پایه سیمانی می‏باشد. از اینرو در پژوهش حاضر، ملات ترمیمی با نسبت‏های مختلف لاتکس SA به مواد سیمانی (5، 10، 15 و 20 درصد) ساخته شد و مشخصات فیزیکی و مکانیکی آنها شامل چگالی و میزان روانی و مقاومت‏های فشاری، خمشی و کششی تحت دو شرایط عمل‏آوری، مورد بررسی قرار گرفت. لازم به ذکر است که اولین شرایط عمل‏آوری اینگونه بوده که بعد از درآوردن آزمونه‏ها از قالب، به مدت 24 ساعت در آب، سپس در دما و رطوبت مشخص نگهداری شده‏اند (عمل‏آوری ترکیبی). دومین شرایط عمل‏آوری نیز بدین صورت بوده که بعد از درآوردن آزمونه‏ها از قالب، تا سن آزمایش در آب عمل‏آوری شده‏اند. نتایج آزمایش‏ها نشان داد که مشخصات مکانیکی ملات اصلاح‏شده در شرایط عمل‏آوری ترکیبی به دلیل هیدراته شدن سیمان در سنین اولیه و سپس تشکیل فیلم پلیمری، نسبت به شرایط عمل‏آوری در آب، نتایج بهتری را در همه سنین، به دست می‏دهد. استفاده از لاتکس SA، باعث افزایش روانی و کاهش چگالی شده است. همچنین استفاده از لاتکس SA در ملات ترمیمی، موجب کاهش 49 درصدی مقاومت فشاری در نسبت پلیمر به مواد سیمانی 20 درصد تحت شرایط عمل‏آوری ترکیبی در سن 28 روزه شده است؛ البته لاتکس SA، توانسته مقاومت‌ خمشی و کششی را به ترتیب به میزان 21 و 19 درصد در نسبت پلیمر به مواد سیمانی
10 درصد تحت شرایط عمل‏آوری ترکیبی در سن 28 روز، افزایش دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The effect of styrene acrylate on the mechanical properties of repair mortars and comparison of curing conditions

نویسندگان [English]

  • majid nemati chari 1
  • Mehdi Nemati Chari 2
  • mohammad shekarchizadeh 3
  • mohammadreza reismohammadian 4
1 Research assiatant in Construction Materials Institute
2 Faculty member Concrete Technology Department; Road, Housing & Urban Development Research Center (BHRC)
3 Housing and Urban Development Research Center/Presidency
4 arina polymer.co
چکیده [English]

In order to repair a concrete structure, it is currently necessary to have appropriate recognition of repair materials to achieve an effective and efficient repair. Therefore, the repair materials should be selected in a manner that different properties such as modulus of elasticity and thermal compatibility of the modified mortar be close to the substrate concrete of the structure. Styrene acrylate (SA) is a latex in a cement-based repair mortar, which has a good thermal compatibility with the substrate concrete. So, in this study, five mixtures of repair mortars have been prepared with different ratios of SA to cement materials (0, 5, 10, 15 and 20%) and their physical and mechanical properties including density, consistency and compressive, flexural and tensile strength have been investigated under two curing conditions In the first curing condition, the specimens are immerged in water for 24 hours after demolded and then maintained in the specific temperature and humidity. (Combined curing condition). In the second curing condition, the specimens are immerged in water up to the age of the test. The first curing condition, comparing with the second one, showed the better mechanical properties for the all test ages due to cement hydration at an early age and the formation of the polymeric film. The use of SA increased the flow and reduced the density. Moreover, the use of SA in repair mortar, in polymer to cement material ratio of 20%, reduced the compressive strength by 49% under combined curing condition at 28 days; SA, however, increased the flexural and tensile strength by 21% and 19%, respectively, in the polymer to cement materials ratio of 10% under combined curing condition at 28 days.

کلیدواژه‌ها [English]

  • repair mortar
  • Latex
  • styrene acrylate
  • Curing

]1[ قدوسی، پ. (1380). ”تعمیر سازه‏های بتنی ( مصالح و روش‏ها) “. شهر و سازه، تهران.

]2[ انجمن بتن ایران. (1393). ” کاربرد افزودنی‏های شیمیایی در بتن“. یزدا، تهران.

[3] Tateyashiki, H., Inoue, T., and Yokoe, S. (1993),The 47th Annual Meeting of JCA, Extended Abstracts, pp. 224-229, Japan Cement Association, Tokyo.

[4] Z. Su, J.M.J.M. Bijen and J.A.Larbi. (1991) “Influence od Polymer Modification on the Hydration Portland Cement”. Cement and Concrete Research, Vol. 21, pp. 242–250.    

 

[5] Meishan P., Wanki K., Wongil H., Aaron J. A., Yangseob S., “Effects of emulsifiers on properties of poly(styrene–butyl acrylate) latex-modified mortars”, Cement And Concrete Research, Pages 837-841, 2002.

[6] Shiyun, Z., Zhiyuan, C. (2002). “Properties of latex blends and its modified cement mortars”, Cement and Concrete Research, Vol. 32, pp. 1515–1524.

[7] ASTM C150 (2012). Standard Specification for Portland Cement.

[8] ASTM C1240 (2010). Standard Specification for Silica Fume Used in Cementitious Mixtures.

[9] ASTM C1602 (2006). Mixing Water Used in the Production of Hydraulic Cement Concrete.

[10] ISO 124 (2008), Latex, rubber - Determination of total solids content.

[11] ASTM D1217 (2003). Standard Test Method for Density and Relative Density (Specific Gravity) of Liquids by Bingham Pycnometer.

[12] ASTM C138 (2012). Standard Test Method for Density (Unit Weight), Yield, and Air Content (Gravimetric)  of Concrete.

[13] ASTM C230 (2003). Standard Specification for Flow Table for Use in Tests of Hydraulic Cement.

[14] ASTM C109 (2008). Standard Test Method for Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortars (Using 2-in. or [50-mm] Cube Specimens).

[15] ASTM C348 (2002). Standard Test Method for Flexural Strength of Hydraulic-Cement Mortars.

[16] ASTM C307 (2003). Standard Test Method for Tensile Strength of Chemical-Resistant Mortar, Grouts, and Monolithic Surfacings.

]17[ مهتا، پ.ک.، مونته ئیرو، د.ج.م. (1383). ”ریز ساختار، خواص و اجزای بتن“. ترجمه رمضانیانپور، ع.ا.، قدوسی، پ.، گنجیان، ا.، انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر.

[18] Wang R., Pei-Ming W., Xin-Gui L., “Physical and mechanical properties of styrene–butadiene rubber emulsion modified cement mortars”, Cement And Concrete Research, Pages 900-906, 2005.

[19] Khamputa, P., Suweero, K. (2011). “Properties of Mortar Mixing with Medium Ammonia Concentrated Latex”. Energy Procedia, Vol. 9, pp. 559-567.

[20] Ahmed, S.A., Hawraa, S.J., Inas, S.M. (2012). “Improvement the Properties of Cement Mortar by Using Styrene Butadiene Rubber Polymer”. Engineering and Development, Vol. 16(3), pp. 61-72.

[21] Ohama, Y. (1995). “Polymer Modified Concrete Mortars- Properties and Process Technology”. Noyes, United States of America.

[22] ACI 212.3R (2004). Chemical Admixtures for Concrete, Reported by ACI Committee 212.

23- میندس و همکاران، "بتن"، ترجمه محمد شکرچی‏زاده، پرویز قدوسی، علی اکبر رمضانیانپور، انتشارات دانشگاه تهران، 1392.

[24] Afridi, M.U.K., Ohama, Y., Zafar Iqbal, M., Demura, K. (1995). “Water Retention and Adhesion of Powdered and Aqueous Polymer-Modified Mortars”. Cement And Concrete Composites, Vol. 17, pp. 113-118.