پایان نامه اختلاط بتن خود تراکم با استفاده ازنانوسیلیس و مقایسه مقاومت فشاری-کششی

پایان نامه اختلاط بتن خود تراکم با استفاده ازنانوسیلیس و مقایسه مقاومت فشاری-کششی

چکیده :

بتن  پدیده  ای است  که  در محدوده  وسیعی از انـواع  و انـدازه  سـازه  هـا کـاربرد دارد . باتوجـه  بـه  پیشرفت  علم  و تکنولـوژی در قـرن  اخیـر، علـم   شـناخت   انـواع  بـتن  و خـواص  آن هـا نیـز توسـعه  قابـل  ملاحظه  ای داشته  است . امروزه انواع  مختلف  بتن  با مصـالح  مختلـف  تولیـد و اسـتفاده  مـی شـود و هـر یک خـواص  و کـاربری مخصـوص  بـه  خـود را داراسـت  کـه  یکـی از انـواع  آن  بـتن  خـودتراکم  حـاوی نانوسیلیس  می باشد. نانوسیلیس  به  صورت  ذرات  خشک  پودر و یا به  صورت  معلق  در مایع  محلـول  قابل  انتشار می باشند. ذرات  نانوسیلیس  بـا جایگـذار ی  در حفـرات  ریـز سـیمان   بـا ایجـاد ژل  سیل یس ـی حاصل  از هیدراتاسیون  می توانند ساختار آن  را به  عنوان  فیلرهایی در ابعاد نانو بهبود بخشند.

در ایـن  تحقیـق  بـه  بررسـی تـأثیر نانوسـیلیس  و میکروسـیلیس  در خـواص  فیزیکـی و مکـانیکی بتن  ها ی خودتراکم  از طریق  آزمایش  مقاومت  های فشاری و کششی غیر مسـتقیم ، مـدول  الاستیسـیته  و آزمایشـات  کنتـرل  کیفیـت  بـر روی خـواص  بـتن  خـودتراکم  تـازه  (L-Box  ,  V-Fannel  ,  J-Ring) 

مقدمه

در سال  های اخیر نیاز به  احداث  ساختمانهائی که  حجم  زیادی دارند مانند سدها، پل  های بلند و  ...  روز  به  روز بیشتر می  شود.  بتن  یکی  از  معمولی  ترین  مصالحی  است  که  در  این  نوع  ساختارها مورد استفاده  قرار می گیرد. با گسترش  استفاده  از بتن ، ویژگی هایی همچون  پایداری و دوام ، کیفیت ، تراکم  و بهینه  سازی آن  از اهمیت  ویژه  ای برخوردار می شوند. ایجاد ساختار پایدار در بتن  نیاز به  تراکم  کافی توسط  کارگر ماهر و استفاده  از لرزاننده  دارد. کمبود کارگر ماهر در کشورها اغلب  موجب  نقص  و خطا در اجرای سازه  های مختلف  بویژه  سازه  های بتنی شده  است . مطالعات  زیادی به  منظور استفاده  بهتر از ویژگی های بتن  در صنعت  ساختمان  در بسیاری از کشورهای جهان  صورت  گرفته  است  و یکی از راه  حل  های مناسب  برای کاهش  دخالت  نیروی انسانی  در  ساختمان  جهت  دستیابی  به  پایداری  و  قوام  مناسب  که  سبب  افزایش  کیفیت  وسرعت  کارسازه  ای می شود را بکارگیری بتن  خودتراکم  معرفی کرده  اند.

بتن  خود تراکم  (Concrete Compacting Self) به  بتنی اطلاق  می شود که  بدون  اعمال  هیچگونه  انرژی خارجی و تحت  اثر وزن  خود متراکم  گردد. این  بتن  که  ماده  ای بسیار سیال  و روان  و مخلوطی همگن  است ، بسیاری از مشکلات  بتن  معمولی نظیر جداشدگی، آب  انداختگی، جذب  آب ، نفوذپذیری و... را رفع  نموده  و علاوه  بر این  بدون  نیاز به  هیچ  ویبره  داخلی یا ویبره  بدنه  قالب  تحت  اثر وزن  خود متراکم  می شود که  این  ویژگی کمک  شایانی به  اجرای عناصر سازه  ای بخصوص  با تراکم  زیاد  آرماتور خواهد  نمود  و  بتنی است  که  مثل  عسل  جریان  می یابد  و  پس  از قرارگیری، سطحی نزدیک  به  افق  می سازد. [١] 

سنگدانه  ها

سنگدانه  ها ازمهمترین  مصالح  ساختمانی بشمار می آید و بین   ٪٨٠-۶٠ حجم  بتن  های نرمال  را اشغال  می کند. حال  آنکه  این  درصد برای بتن  های خودتراکم  مقداری کمتر و درحدود ٪۶٠-۵٠ کل  حجم  بتن  را شامل  می گردد. بنابراین  آزمایش  های مربوط  به  آن ها و همچنین  ویژگی سنگدانه  ها نقش  مهمی را در بتن  بازی می کند. این  مواد در مقاومت  بتن  و حتی در دوام  بتن  تأثیر می گذارند. بتن  خودتراکم  بیش  از  اندازه  به  تغییر  در  خصوصیات  مصالح  بکار  رفته  در  ساخت  بتن  مذکور حساس  است . بنابراین  هرگونه  تغییری در نوع ، کیفیت ، تمیزی، دانه  بندی، مقدار رطوبت  و سایر خواص  سنگدانه  های بکار رفته  در بتن  بایستی تحت  کنترل  و دقت  زیادی صورت  پذیرد و تا جائی که  امکان  دارد بهتر است  تغییری در خواص  سنگدانه  ها ایجاد نشود. سنگدانه  ها باید ذراتی پاکیزه ، سخت  و مقاوم  باشند و از هرگونه  مواد شیمیایی جذب  شده ، پوشش های رسی و مصالح  ریز دیگری که  بر آبگیری (هیدراسیون ) و چسبندگی خمیر سیمان  تأثیر می گذارند عاری باشند. 

فهرست  مطالب

عنوان  مطالب                                                                   شماره  صفحه

چکیده                                                                                   ١

فصل  اول  : کلیات

 ١-١) مقدمه                                                                          ٣

 ١-٢) هدف  تحقیق                                                                  ٤

١-٣) روش  تحقیق

فصل  دوم  : تاریخچه  بتن  خودتراکم

 ٢-١) مروری بر تحقیقات  انجام  شده                                            ٦

 ٢-١- ١) تحقیقات  انجام شده  در ژاپن                                              ٦

 ٢-١- ٢) تحقیقات  انجام  شده  در اروپا و آمریکا                                ١٠

 ٢-٢) نتایج  تحقیقات  انجام  شده  در کاربرد بتن  خودتراکم  حاوی نانوسیلیس        ١٣ 

فصل  سوم  : معرفی  بتن  خود تراکم

٣-١) مواد تشکیل  دهنده  بتن  خودتراکم                                          ٢١

٣-١- ١) سنگدانه  ها                                                                 ٢١

٣-١- ١-١) مشخصات  سنگدانه  ها

٣-١- ١-٢) دانه  بندی                                                               ٢٣

٣-١- ١-٢-١) آزمایش  دانه  بندی مصالح  سنگی                               ٢٣

٣-١- ١-٢-٢) دانه  بندی سنگدانه  های ریز                                      ٢٤

٣-١- ١-٢-٣) دانه  بندی سنگدانه  های درشت                                  ٢٥

٣-١- ١-٣) آزمایش  ارزش  ماسه  ای                                            ٢٧

٣-١- ١-۴) مدول  نرمی                                                            ٢٧

٣-١- ١) شن  و ماسه                                                                ٢٧

٣-١- ٢) آب                                                                           ٢٩

٣-١- ٣) سیمان                                                                       ٣١

٣-١- ٣-١) مشخصه  های سیمان                                                  ٣٥

٣-١- ٣-٢) ترکیبات  شیمیایی  سیمان                                             ٣٦

٣-١- ٣-٣) آزمایشات  شیمیایی  و فیزیکی  سیمان                              ٣٧

٣-١- ٣-۴) سیمان  مصرفی                                                        ٣٨

٣-١- ۴) پودر سنگ  آهک                                                         ٣٩

٣-١- ۵) مواد افزودنی                                                               ٤٠

٣-١- ۵-١) روان  کننده  ها                                                         ٤١

٣-١- ۵-٢) فوق  روان  کننده  ها                                                  ٤٢

٣-١- ۵-٣) فوق  روان  کننده مصرفی                                            ٤٥

٣-١-۶) میکروسیلیس                                                               ٤٦

٣-١-۶-١) خصوصیات  پوزولانی  میکروسیلیس                              ۴٧

٣-١-۶-٢) خصوصیات  فیزیکی  میکروسیلیس                                ۴٧

٣-١-۶-٣) ویژگی  های بتن  خودتراکم  تازه                                    ۴٩

٣-١-۶-۴) مقاومت  فشاری و سایشی  بتن  حاوی میکروسیلیس              ۴٩

٣-١-۶-۵) میکروسیلیس  مصرفی                                                ۵٠

٣-١-٧) نانوسیلیس                                                                  ۵١

٣-١-٧-١) فناوری نانو                                                             ۵١

٣-١-٧-٢) نانوسیلیس  مصرفی                                                   ۵٧

٣-٢) طرح  اختلاط                                                                 ۵٨

٣-٣) شرح  ساخت  بتن  خودتراکم                                               ۵٩

٣-۴) آزمایشات  بتن  تازه  خودتراکم                                             ۶١

٣-۴- ١) آزمایش  جریان  اسلامپ                                                ۶٢

٣-۴- ٢) آزمایش  حلقه  J-Ring                                                 ۶۴

٣-۴- ٣) آزمایش  قیف  V شکل                                                  ۶۵

٣-۴- ۴) آزمایش  جعبه  L شکل                                                  ۶۶

٣-۵) آزمایشات  مکانیکی بتن                                                     ۶٨

٣-۵- ١) آزمایش  تعیین  مقاومت  فشاری بتن                                   ۶٨

٣-۵- ٢) آزمایش  کشش  غیر مستقیم                                             ۶٩

٣-۵- ٣) آزمایش  تعیین  مدول  الاستیسیته                                       ٧٠

فصل  چهارم  : نتایج  و آنالیز نتایج

۴-١) نتایج  آزمایشات  فیزیکی                                                    ٧٧

۴-٢) نتایج  آزمایشات  مکانیکی                                                  ٧٨

فصل  پنجم  : نتیجه گیری و پیشنهادات

۵-١) نتیجه  گیری                                                                   ٨۶

۵-٢) پیشنهادات                                                                     ٨٨

منابع  و ماخذ                                                                        ٩٠

فهرست  منابع  فارسی                                                             ٩٠

فهرست  منابع  لاتین                                                               ٩١

چکیده  انگلیسی                                                                     ٩٤