نوع فایل: word
تعداد صفحات: 200 صفحه
چکیده:
با توجه به زلزله خيز بودن ايران، مسئله سبک سازي ساختمان ها، از اهميت ويژه اي برخوردار است. نظر به اينکه در کشور ما تا کنون تحقيقات جدي در اين مورد صورت نگرفته است، بر آن شديم تا موضوع پايان نامه را به اين موضوع اختصاص دهيم.
استفاده از افزودنيهاي گوناگون در بتن و محصولات سيماني در سالهاي اخير مورد توجه ويژه ي محققين مختلف قرار گرفته است. الياف تقويت کننده بتن را نيز مي توان در اين بخش به عنوان يکي ازپرمصرف ترين اين افزودنيها درنظر گرفت. نتايج حاصل از مطالعات صورت گرفته در خصوص استفاده از الياف پلي پروپيلن در بتنهاي معمول، نشان دهنده تاثير بسيار مثبت آن در اين محصولات در جهت کنترل ترك خوردگي سطحي و افزايش برخي از پارامترهاي مقاومتي آن مانند مقاومت خمشي مي باشد.
در تحقيق پيش رو با مروري بر سوابق و مزيت هاي استفاده از الياف پلي پروپيلن در بتن هاي سبکدانه، طرحهاي اختلاطي با درصدها و اندازه هاي مختلف الياف و همچنين با استفاده از مواد جايگزين سيمان نظير پودر سنگ و ميکروسيليس، توليد و مورد آزمايش قرار گرفته و نتايج مورد ارزيابي قرار گرفتند.
يکي از راه هاي بهبود خصوصيات فيزيکي و افزايش مقاومت بتن هاي سبک، مسلح نمودن آن با الياف است. اين الياف ممکن است انواع مختلفي داشته باشند. مانند الياف پلي پروپيلن، الياف فولادي، الياف شيشه اي و... از جمله محاسن بتن هاي سبک مسلح به اين الياف، بهبود خواص مکانيکي، کاهش نفوذ پذيري، مقاومت شيميايي بالا در برابر عوامل مخرب و مقاومت در برابر ضربه هاي مکانيکي شديد مي باشد. جهت مقابله کردن با اين مشکلات و رسيدن به بتني با خصوصيات ذکر شده در بالا، تصميم گرفتيم از الياف پلي پروپيلن با توجه به خواص ويژه و ارزان بودن آن استفاده کنيم.
اين پژوهش به بررسي مقاومت فشاري و خمشي، به عنوان دو شاخص اصلي از خواص مکانيکي بتن هاي سبک سازه اي ساخته شده با ليکا و حاوي الياف پلي پروپيلن مي پردازد. به همين منظور نمونه هايي با وزن حجمي کمتر از 1600 کيلو گرم بر مترمکعب و مقاومت فشاري استوانه اي 28 روزه بالاي 17 مگا پاسکال توليد شده و سپس نمونه هايي از همين بتن با الياف پلي پروپيلن با طول هاي 6 ،12 و19 ميلي متر و درصد حجمي 1/0،2/0و3/0 توليد شده است. سپس تاثير هر يک از پارامتر هاي طول و درصد الياف، در مقاومت فشاري و خمشي نمونه ها مورد بررسي قرار گرفته است تا طرح اختلاط بهينه اي به جهت استفاده در کاربرد هاي سازه اي بدست آيد. در انتها نيز به بررسي تاثير پودر سنگ به عنوان پر کننده، بر مقاومت فشاري و خمشي نمونه ها پرداخته شده است.
واژه هاي كليدي(Keyword): بتن سبک،کشش،ECC،الیاف
مقدمه(Introduction):
با توجه به قرار گیری ایران روی کمربند زلزله ای آلپ هیمالیا این کشور از لرزه خیز ترین کشور های جهان است پس لزوم استفاده از سازه های ضد زلزله از مفاهیم اساسی در صنعت ساخت و ساز این کشور می باشد و بتن که یکی از پر مصرف ترین مصالح ساختمانی است باید به دقت مورد توجه قرار گیرد. ضعف این ماده در کشش با قرار دادن آرماتور تا حد زیادی جبران شده است علاوه بر ضعف در کشش مساله دوام و پایایی این سازه ها بخصوص در محیط های خورنده و سخت نیز باید مورد توجه قرار گیرد. این مشکل را می توان با اضافه نمودن موادی به بتن بدون اینکه تغییر قابل ملاحظه ای در مقاومت ٱن صورت گیردجبران کرد.به طوری که بتوان به بتن هایی بادوام زیاد و انعطاف پذیری بالا دست یافت.همچنین وزن بیشتر سازه های بتنی به خصوص در دهانه های بزرگتر و بلندتریکی از مشکلات اساسی این سازه هااست که هم تاثیر قابل ملاحظه ای بر میزان لنگر خمشی داشته و هم بار زلزله را افزایش داده و از طرفی منجر به اشغال فضای بیشتری توسط تیر و ستون ها شده که از نقطه نظر معماری مطلوب نمی باشد و همانطور که می دانیم میزان خرابی های وارد بر یک بنا در اثر تکان های زلزله با وزن آن رابطه ی مستقیمی دارد به طوریکه هر چه سازه سنگین تر باشد در برابر زلزله آسیب پذیر تر خواهد بود پس هر چه وزن سازه را کاهش دهیم در برابر ویرانی ایمن تر شده.
فهرست مطالب:
چکیده
فصل اول مقدمه
پیشگفتار
2- اهداف و حیطه تحقیق
3- مراحل انجام پروژه
فصل دوم تاریخچه و مروری بر تحقیقات گذشته
1- مقدمه
2– 2 – تاریخچه
2- 1- تاریخچه استفاده از بتن سبک
2- 2- تاریخچه استفاده از الیاف
3 – مروری بر تحقیقات انجام یافته
فصل سوم کلیاتی در مورد بتن سبک و بتن الیافی
1- سبکدانه
1- 1- تعریف
1- 2- انواع سبکدانه
2- سبکدانه های طبیعی
3- سبکدانه های مصنوعی
3- خواص کلی سبکدانه ها
3- بررسی مقایسه ای سبکدانه ها
3- تعریف بتن سبک
3- روش های تولید بتن سبک
3- دسته بندی بتن سبک بر اساس زمینه های کاربرد
3- 8- 1- بتن سبک غیر سازه ای
3- 8- 2- بتن سبک نیمه سازه ای
3- 8- 3- بتن سبک سازه ای
3- 9- طبقه بندی بتن های سبک بر اساس روش دستیابی به سبکی
3- 10- انواع بتن های سبک
3- 10- 1- بتن گازی
3- 10- 2- بتن کفی
3 - 10- 3- بتن EPS
3- 10- 4- بتن بدون ریزدانه
3- 10- 5- بتن خاک اره ای
3- 11- بررسی اقتصادی بتن سبک
3- 12- مثال هایی از کاربرد بتن سبکدانه
3- 12- 1- کاربرد بتن سبکدانه در نیوزلند
3- 12- 2- کاربرد بتن سبکدانه در سوئد
3- 12- 3- کاربرد بتن سبکدانه درانگلستان
3- 13- بتن الیافی
3- 13- 1- مقدمه
3- 13- 2- شکل و اندازه الیاف
3- 13- 3- نسبت ظاهری الیاف
3- 13- 4- ضریب ارتجایی الیاف
3- 13- 5- پیوستگی الیاف به ماتریس
3- 13- 6- ضریب پواسن
3- 13- 7- خاصیت ارتجایی
3- 13- 8- مقاومت کششی الیاف
3- 13- 9- کرنش پذیری الیاف
3- 13- 10- حجم بحرانی الیاف
3- 13- 11- شیوه قرار گرفتن و توزیع الیاف در ماتریس
3- 13- 12- اصول تقویت الیاف با ماتریس ها
3- 13- 13- نقش الیاف در ترکیب های سیمانی
3- 13- 14- طاقت شکست
3- 13- 15- مقایسه استفاده از الیاف در بتن
3- 13- 16- تاثیر استفاده از الیاف در بتن
3- 13- 17- خواص مکانیکی بتن الیافی
3- 13- 18- الیاف و ماتریس سیمانی
3- 13- 18- الف- ماتریس پایه سیمانی
3- 13- 18- ب- مکانیزم تقویت الیاف در ماتریس بتن وبررسی مهمترین ویژگی های الیاف در بتن
3- 13- 19- بررسی روش های تولید محصولات سیمانی حاوی الیاف و روش های اختلاط الیاف
فصل چهارم بررسی مشخصات و خواص مصالح بکار رفته در این پژوهش
1- مقدمه
1- 1- سیمان
4- 1- 1- الف- تاریخچه سیمان
4- 1- 1- ب- سیمان و آنالیز شیمیایی آن
4- 1- 2- ماسه
4- 1- 2- الف- دانه بندی ماسه
4- 1- 2- ب- محاسبه ضریب نرمی ماسه
4- 1- 2- ج- محاسبه ارزش ماسه ای
4- 1- 2- د- نتایج آزمایش وزن مخصوص و جذب آب مصالح سنگی
4- 1- 2- د- 1- جذب آب سنگدانه ها
4- 1- 2- د- 2- نتایج آزمایش وزن مخصوص
4- 1- 3- لیکای مصرفی
4- 1- 3- الف- دانه بندی لیکا
4- 1- 3- ب- وزن مخصوص دانه های لیکا
4- 1- 3- ج- جذب آب دانه های لیکا
4- 1- 4- میکروسیلیس
4- 1- 4- الف- تعریف
4- 1- 4- ب- موارد کاربرد
4- 1- 4- ج- میزان مصرف
4- 1- 4- د- روش مصرف
4- 1- 4- پ- مواد سازنده میکروسیلیس(آنالیز شیمیایی)
4- 1- 4- ث- مشخصات فیزیکی و شیمیایی
4- 1- 4- ت- ملاحظات و نکات ایمنی
4- 1- 5- فوق روان کننده
4- 1- 5- الف- تعریف
4- 1- 5- ب- مکانیزم اثر فوق روان کننده ها
4- 1- 5- ج- خواص و اثرات فوق روان کننده
4- 1- 5- د- فوق روان کننده مصرفی
4- 1- 6- پودر سنگ آهک
4- 1- 7- آب
4- 1- 8- الیاف پلی پروپیلن
4- 1- 8- الف- تعریف
4- 1- 8- ب- الیاف پلی پروپیلن مصرفی و مشخصات آنها
4- 1- 9- مراحل کار آزمایشگاهی
فصل پنجم تجزیه و تحلیل نتایج
5- 1- آزمایشات انجام شده برای دستیابی به بتن شاهد
5- 2- آزمایش های مربوط به نمونه های فشاری
5- 2- 1- نتایج مربوط به نمونه های فشاری 3 روزه
5- 2- 1- الف- نتایج مربوط به نمونه های فشاری 3 روزه با طول الیاف 6 میلی متر
5- 2- 1- ب- نتایج مربوط به نمونه های فشاری 3 روزه با طول الیاف 12 میلی متر
5- 2- 1- ج- نتایج مربوط به نمونه های فشاری 3 روزه با طول الیاف 19 میلی متر
5- 2- 2- نتایج آزمایش های مربوط به نمونه های فشاری 7 روزه
5- 2- 2- الف- نتایج مربوط به نمونه های فشاری 7 روزه با طول الیاف 6 میلی متر
5- 2- 2- ب- نتایج مربوط به نمونه های فشاری 7 روزه با طول الیاف 12 میلی متر
5- 2- 2- ج- نتایج مربوط به نمونه های فشاری 7 روزه با طول الیاف 19 میلی متر
5- 2- 3- نتایج آزمایش های مربوط به نمونه های فشاری 28 روزه
5- 2- 3- الف- نتایج مربوط به نمونه های فشاری 28 روزه با طول الیاف 6 میلی متر
5- 2- 3- ب- نتایج مربوط به نمونه های فشاری 28 روزه با طول الیاف 12 میلی متر
5- 2- 3- ج- نتایج مربوط به نمونه های فشاری 28 روزه با طول الیاف 19 میلی متر
5- 3- تحلیل نتایج نمودارهای آزمایش مقاومت فشاری
5- 4- بهینه ترین نمونه فشاری از لحاظ طول و درصد الیاف برای نمونه های فشاری
5- 5- آزمایش های مربوط به نمونه های خمشی
5- 5- 1- نتایج مربوط به نمونه های خمشی
5- 5- 1- الف- نتایج میانگین مقاومت خمشی نمونه های 28 روزه با طول الیاف 6 میلی متر
5- 5- 1- ب- نتایج میانگین مقاومت خمشی نمونه های 28 روزه با طول الیاف 12 میلی متر
5- 5- 1- ج- نتایج میانگین مقاومت خمشی نمونه های 28 روزه با طول الیاف
6- 5- بهینه ترین نمونه خمشی از لحاظ طول و درصد الیاف
7- 5- تحلیل نتایج نمودار های آزمایش مقاومت خمشی
فصل ششم نتیجه گیری ها و پیشنهادات
6- 1- نتیجه گیری
6- 2- پیشنهادات
مراجع
ضمیمه
منابع و مأخذ:
١. Daneti Saradhi Babu , K. Ganesh Babu , Wee Tiong-HuanEffect of polystyrene aggregate size on
strength and moisture migration characteristics of lightweight concrete. Cement & Concrete Composites, , T. (٢٠٠٦),٢٨،٥٢٠-٥٢٧
٢. K. Ganesh Babu , D.Saradhi Babu, Behaviour of lightweight expanded polystyrene concrete
containing silica fume. CEMENT AND CONCRETE RESEARCH, T. (٢٠٠٢) ٣٣،٧٥٥–٧٦٢.
٣. D.Saradhi Babu , K. Ganesh Babu , T.H Wee, T. (2004) Properties of lightweight expanded polystyreneaggregate concretes containing fly ash. CEMENT AND CONCRETE RESEARCH, ٣٥،١٢١٨–١٢
4. "How to obtain – strength concrete using Density Aggregate," by V. Norok shchenov and w. whit
comb .ACI. SP 121-33, P.683, (1990).
5. "High – Strength light weight concrete made with Scoria aggregate Containing mineral admixtures," byA. Kilic, C.D. Atis, E. Yasar, F. Ozcan, Cement and Concrete research, (2003).
6. "Properties of high – Performance LWAC for pre -cast structures with Brazilian light weight
aggregates," by J.A. Rossignolo, M.V.C. Agnesinin, J.A. Morais, cement & concrete composites,
(2001).
7. "Properties of High – strength Lightweight concrete Incorporating Fly Ash, Silica & Fume," by V.M.Malhotra, ACI. SP, (1990). 121-31, P.645
8. "Complete directory for Leca and light weight expanded clay and its products," Mohamady, Tehrany,Fariborz, First edition, (1377).
9 "Influence of aggregate pre-wetting and fly ash on mechanical properties of light weight concrete," byT.Y.Lo, H.Z/cui, Z.G.Li, , (2003). waste Management
10. "Mechanical properties of High – strength Lightweight concrete," by zhang, Gjorv, , (1991). ACI materialsjournal 88(3), 240 –247
11. "Lightweight concrete" by short, kinnburgh, applied science publishers Ltd, London, (1978).
12. Chen, P.W. and Chung, D.D.L.: A Comparative Study of Concretes Reinforced with Carbon,
Polyethylene, and Steel Fibers and Their Improvement By Latex Addition, ACI Materials Journal,
Vol. 93, No. 2, March-April 1996, pp. 129-133
13. Jankovic, K. : Polymer Modified Concrete Based On Recycled Bricks - Choice Of Curing, VII INDISand CIB W-63, FTN-IIG, University of Novi Sad, Novi Sad, Yugoslavia, 1997, Vol. II, pp. 115 – 123
14. Jankovic, K. and Loncar, Lj. : Polymer Modified Concrete With Expanded Polystyrene Grains
Reinforced With Polypropylene Fibers, VIII INDIS, FTN-IIG, University of Novi Sad, Novi Sad,
Yugoslavia, 2000, Vol. II, pp. 89-96
مطالب مرتبط با این مطلب را در لینک های زیر مشاهده کنید