השפעות אפר פחמימני, חומר התפשטות MgO ותוספות להפחתת הצטמקות על עמידות בפני סדקים בבטון משטחי חזית

עמידות בפני סדקים של לוח בטון חשוב מאוד לאורך החיים של סכר מילוי סלעים עם חזית בטון (CFRD). ההשפעות של אפר מרחףנחקרים החוקרים את ההשפעה של חומר מרחיב MgO, ותוסף להפחתת הצטמקות (SRA) על התכונות המכניות, הצטמקות בייבוש ועמידות לסדקים של בטון משטחי פנים, והושוו לבטון הייחוס. התוצאות מראות כי תוספת של 20% אפר פחם (לפי משקל חומר הקישור) משפרת את חוזק הבטון בגיל מאוחר. לעומת זאת, תוספת של חומר מרחיב 6% MgO או 1% SRA מפחיתה את חוזק הדחיסה, חוזק המתיחה בפיצול ואת חוזק המתיחה הסופי במידה מסוימת בגילאים שונים. שילוב של 20% אפר פחם, 6% חומר מרחיב MgO ו-1% SRA יכול להפחית את הצטמקות היבשה בגילאים שונים ולשפר את עמידות הסדקים המוקדמים של בטון, בעוד ששילוב של חומר מרחיב 6% MgO תורם יותר לעיכוב התפתחות הצטמקות ולשיפור עמידות הסדקים של בטון מאשר תוספת של 20% אפר פחם או 1% SRA.

סכר מילוי סלעים מבטון (CFRD) הוא סכר מילוי סלעים שבו מילוי סלעים הוא הכוח העיקרי ופני הבטון במעלה הזרם כגוף עיקרי למניעת חלחול. בשל מאפייני הבטיחות הטובה, יכולת ההסתגלות החזקה, תקופת הבנייה הקצרה והעלות הנמוכה, סכרי מילוי סלעים מבטון הפכו לאחד מסוגי הסכרים הנפוצים ביותר בתכנון סכרים. לוחות בטון הם מבנים דקים ודמויי פס אופייניים הנוטים לסדקים עקב שינויי טמפרטורה, עיוות נפח ושקיעת יסודות הסכר. עבור גוף הסכר, אם יש סדק בפני הבטון, הוא יהרוס את שלמות ועמידות מבנה גוף הסכר, והפער שנגרם עקב סדקים בלוח הפנים עלול לאפשר למים חיצוניים לחלחל לתוך הבטון, מה שגורם ישירות לדליפה מגוף הסכר. לכן, שיפור עמידותם בפני הסדקים של לוחות בטון היא נושא חשוב הקשור לתפעול בטוח של סכרי מילוי סלעים מבטון. הפרקטיקה ההנדסית והמחקר הנוכחיים מראים כי האמצעים הטכניים העיקריים לשיפור עמידות הסדקים של בטון פנים כוללים שליטה באיכות חומרי הגלם של הבטון, אופטימיזציה של יחס תערובת הבטון, הוספת אפר מרחף והוספת כמות מתאימה של סיבים. המרכיבים העיקריים של מפחית הצטמקות בטון הם סוג של תרכובות אורגניות פוליאכורליות או פוליאתר ונגזרותיהן. מחקרים הראו כי הוספת חומר מפחית הצטמקות יכולה להפחית את מתח הפנים של מי נקבוביות הבטון, ובכך להפחית את מאמץ ההתכווצות שנוצר כאשר נקבוביות הנימים מאבדות מים, ולשפר במידה מסוימת את עמידות הסדקים של הבטון. הוספת חומר התפשטות MgO במהלך הכנת הבטון היא שיטה נפוצה לשליטה בסדקים. מכיוון שחומר ההתפשטות MgO יפיק התפשטות נפחית מסוימת במהלך תהליך התקשות והתקשות הבטון, הוא יכול לפצות על הצטמקות הבטון, כולל הצטמקות טמפרטורה, הצטמקות ייבוש והתכווצות עצמית, ובכך להפחית את התרחשות סדקי הבטון. נכון לעכשיו, חומר התפשטות MgO יושם בהצלחה על בטון מסה של תחנת כוח הידרואלקטרית והשיג אפקט טוב נגד סדקים. עם זאת, ישנם מעט מחקרים על השפעת מפחית הצטמקות וחומר התפשטות MgO על עמידות הסדקים של בטון פנים.