محمد جواد همایون - کارشناس ارشد مهندسی عمران گرایش سازه، دانشکده مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد سپیدان، فارس، ایران
روزبه آقامجیدی - استادیار، دانشکده مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد سپیدان، فارس، ایران
امیرحسین بازایی - مربی، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فنی و حرفه ای، تهران، ایران
بابک منصوری - استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد فیروزآباد مرکز میمند، میمند، ایران

اساسا بتن با وزن مخصوص حدود ۵/۱ تا ۵/۲ برابر بتن معمولی بتن سنگین تلقی می شود. برای ساخت بتن سنگین از مصالحی با وزن مخصوص بالا به جای بخشی از سنگدانه در بتن استفاده می شود. بتن سنگین به عنوان سپر محافظ در مقابل تشعشعات به کار می رود و اصولا در سازه تاسیسات اتمی و یا بیمارستان ها مورد استفاده قرار می گیرد. ایلمنیت یک نوع ماده معدنی است که بعنوان زباله معدنی هم از آن یاد می شود. ایلمنیت بطور مستقیم از معدن تیتانیوم استخراج می گردد و به وفور در ایران یافت می شود. در این تحقیق برای ساخت بتن سنگین از ایلمنیت در نسبت های مختلف حجمی ۱۰%، ۲۰%، ۳۰%، ۴۰% به جای ماسه استفاده شده است. همچنین جهت افزایش کیفیت و دوام بتن در برابر چرخه ذوب و انجماد از ژل نانو سیلیس به میزان ۱% وزنی سیمان استفاده شده است. آزمایشات انجام شده در این تحقیق شامل مقاومت فشاری، مقاومت کششی، جذب آب اولیه و ثانویه، تعیین دوام ذوب و انجماد مطابق با استاندارد ASTM-C۶۶۶ می باشد. نتایج این تحقیق نشان داد که حداقل افزودن ۲۰% ایلمنیت به جای ماسه در بتن، باعث قرار گیری وزن مخصوص بتن سنگین در زمره ضوابط آیین نامه ای خواهد شد. همچنین افزودن ۳۰% حجمی ایلمنیت به جای ماسه، تا ۳۳% میزان مقاومت فشاری نهایی (۹۰روزه) را افزایش خواهد داد. در نهایت افزودن ژل نانو سیلیس در ترکیب بتن سنگین باعث گردید تا رفتار بتن در برابر چرخه ذوب و انجماد از پایداری مطلوبی برخوردار گردد.

بتن سنگین, دوام یخ زدگی, ایلمنیت, اکسید تیتانیوم, ژل نانو سیلیس