نوع فایل: word
تعداد صفحات: 170 صفحه
چکیده:
استفاده از پودر سنگ آهک به عنوان جایگزین بخشی از مواد تشکیل دهنده بتن، به دلیل ارزانی و فراوانی این ماده ، امروزه بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است . در این تحقیقاز جایگزینی پودر سنگ آهک به جای بخشی از سیمان استفاده شده است. ازآنجایی کهبه هر میزان پودر سنگ آهک نسبت به سیمان در سازه های بتنی بیشتر باشد باعثاقتصادی شدن پروژهمی گردد لذا در این تحقیق از نسبتهای بالایپودر سنگ آهکبه سیمان با مقادیر9.0.، 1 و 1.1 وبا نسبت های آب به مواد سیمانی35.0، 4.0، 45.0و نانوسیلیس به مواد سیمانی 0،5.1و 3 درصد استفاده شده است. با توجه به اینکه استفاده از پودر سنگ آهک بجای بخشی از سیمان باعث کاهش مقاومت فشاری و بخصوص مقاومت کششی بتن میشود برای جبران این کاهش مقاومت از نانوسیلیس استفاده شده است. و با اضافه کردن نانوسیلیس از مقدار هیدرو اکسید کلسیم در بتن کاسته می شود وبا تشکیل ژل سیلیکات از منافذ موئینه در بتن کم شده واین امر باعث افزایش تراکم و مقاومت در بتن می شود . از اهداف این تحقیق تعیین میزان بهینهبکار گیرینسبت های بالای پودر سنگ آهک به سیمان می باشد. علی رغمبالا بودن نسبت های بکار گرفته شده پودرسنگ آهک به سیمان ،نشان داده شده است که با استفاده از نانوسیلیس بعنوان ماده افزودنیمی توان به مقاومت های نسبتا" قابل قبولی دست یافت.لازم به یاد آوری است که مجموع پودر سنگ آهک و سیمان در کل تحقیق ثابت وبرابر 450 کیلو گرم بر متر مکعب است.
مقدمه:
امروزه در سراسر دنیا سالیانه میلیارد ها دلار هزینه صرف سازه های بتنی می گردد و از لحاظ اقتصادی هزینه بسیار زیادی را دولت ها برای کار های عمرانی صرف می کنند. و از آنجایی که یکی از اجزای اصلی بتن ،سیمان است و همواره تولید سیمان به دلیلمشکلات و سختی فرآیند تولید باعث بالا رفتن قیمت این محصول می گردد در ضمن کارخانه های تولید سیمان همواره محیظ زیست منطقه را به مخاطره می اندازند ،لذا محققین همواره در تلاشند تا بتوانند با اضافه کردن مکمل های دیگرعیار سیمان را در بتن کاهش دهند.استفاده از پودر سنگ آهک در سالهای اخیر به عنوان جایگزین یکی از اجزای بتن رواجپیدا کرده به طوری که استاندارد EN197-1 اروپا در سال 2000 دو نوع سیمان پرتلند سنگ آهکی را وارد استاندارد سیمان اروپا کرده است .پودر سنگ آهک به پنج صورت جایگزین اجزای بتن میشود. ولی در این تحقیق به دلیل اهمیت فراوان سیمان، از جایگزینی پودر سنگ آهک بجای بخشی از سیمان استفاده شده است. البته استفاده از پودر سنگ آهک معایبی از جمله کاهشمقاومت در فشار وکشش را بدنبال دارد. در این تحقیق از نانوسیلیس برای جبران کاهش مقاومت استفاده شده است. امروزه با پیشرفت فناوری نانو تمامی رشته ها گویا از نوع بنیانگذاری شده، و بنا به تعریفی ، فناوری نانو یک رشته نیست بلکه رویکردی تازه در تمامی رشته ها است.و صنعت ساختمان و عمران نیز به نوبه خود، از این پیشرفت حاصل شده از فناوری نانو بی بهره نمانده است.از آنجایی که مقدار بسیار کم نانوسیلیس بدلیل سطح مخصوص بالا همان کارایی میکروسیلیس را در واکنش با هیدروکسید کلسیممی تواند داسته باشد لذا در این تحقیق نسبت پودر سنگ آهک به سیمان (L/c) نسبتا" بالاتر در نظر گرفته شده است.البته با وجود تحقیقات به عمل آمده هنوز هم رفتار و نحوه واکنش نانوسیلس به طور کامل برای دانشمندان شناخته شده نیست که این موضوع باعث کاهش مصرف این ماده اسرار آمیز شده است به عنوان مثال در تحقیقات مشخص شده است که تقریبا" (بر حسب غلظت می تواند فرق کند)اگر مقدا مصرف نانوسیلیس بالای 3% باشد کاهش مقاومت در نمونه های بتنی اتفاق می افتد. ولی در آزمایشی که به طور اشتباهی مقدار نانو سیلیس به 17درصد رسیده بود ،دوباره مقاومت فشاری نمونه ها افزایش یافته بود که این موضوع باعث انجام آزمایشات دیگری شد که دوباره مقدار نانوسیلیس را افزایش دادند ولی بعد از چند درصد افزایش، دوباره مقاومت نمونه افت پیدا کرد .که این مثال گویایی بر پیچیدگی رفتار این ماده است .در این تحقیق علاوه بر بررسی اثر توام دو ماده پودر سنگ آهک و نانوسیلیسبر یکدیگر ، با تغییر نسبت آب سعی در شناخت بهتر رفتار نانو سیلیس با تغییر نسبت آب به مواد سیمانی ویافتن بهترین طرح اختلاط ممکن شده است.
فهرست مطالب:
چکیده
فصل اولکلیاتی در مورد نانو تکنولوژی وتاثیر آن
لزوم انجام تحقیق
مروری بر کار های دیگر محققین
1-1-تاریخچه نانوتکنولوژی
1-2- نانوتکنولوژی
1-3-شاخه‌های اصلی در نانو
1-4- تجسمی از ابعاد نانو
1-5- چشم انداز آینده تکنولوژی نانو در صنعت ساختمان
1-6- متداول ترین کاربردهای نانو تکنولوژی در عمران
1 -6-1تکنولوژی نانو در فیلتراسیون مایعات وآب
1-6-2-نانو الیاف کربنی
1-6-3 نانو سیمان ها
1 -6-4-نانو پوششها
1-6-5-نانو آسفالت ها
1-6-6-استفاده از فناوری نانو در کاهش هزینه های پاک سازی
1-6-7-نانو ذرات ضد آب کننده سازه ها
1-6-8- استفاده از نانو ذرات برای جلوگیری از یخ زدگی جاده
1-7-ضرورت به کار گیری فناوری نانو در بتن به عنوان یک نانو مواد
1-8-انواع نانو ذرات متداول مورد استفاده در بتن
1-9- خصوصیات عمومی نانو ذرات و نانوسیلیس
1-10- نحوه واکنش نانوسیلس
1-11- تاثیر نانوسیلیس در مقاومت فشاری وخمشی بتن
1-12-تاثیر نانوسیلیس در کاهش گرمای هیدراسیون
1-13-تاثیر نانو سیلیس در زمان گیرش سیمان
1-14-اثر نانوسیلیس در کاهش سرعت نفوذ یون کلرید
1-15-تاثیر نانوسیلیس در کاهش تخلخل بتن
1-16تاریخچه استفاده از آهک
1-17-رفع موانع استفاده از پودر سنگ آهک
1-18-ترکیبات شیمیایی پودر سنگ استفاده شده در این تحقیق
فصل دومشناخت اجزای تشکیل دهنده بتن و خود بتن
2-1-سنگ دانه ها
2-1-1چسبندگی سنگدانه ها
2-1-2 -مقاومت سنگدانه ها
2-1-3 سختی
2-1-4تخلخل وجذب آب دانه ها
2-1-5-انبساط حجمی ماسه
2-1-6 تغییرات حجم سنگدانه ها
2-1-7خواص حرارتی سنگ دانه ها
2-1-8 مواد مضردرسنگدانه ها
2-1-9واکنش های قلیایی سنگ دانه ها
2-1-10اندازه سنگ دانه ها
2-1-11دانه بندی مناسب برای بتن
2-12-مدول نرم
2-2-سیمان
2-2-1تاریخچه سیمان
2-2-2روشهاي ساخت سيمان
2-2-3-ترکیبات شیمیایی سیمان
2-2-4-انواع سیمان وکاربرد آن
2-2-5-سلامت سیمان
2-2-6- ریزی سیمان
2-2-7- زمان گیرش سیمان
2-2-8 -ضوابط الزامی انبار کردن و مصرف سیمان فله ای
2-2-9-ضوابط الزامی بسته بندی ،حمل ونقل وانبار کردن ،ومصرف سیمان های کیسه ای
2-3-کیفیت آب مورد نیاز در بتن
2-4- شناخت خصوصیات بتن و عوامل تاثیر گذار بر خواص مکانیکی و شیمیایی آن
2-4-1-تاتثیر درجه حرارت بر مقاومت بتن
2-4-2-تاثیر سنگدانه های درشت بر مقاومت بتن
2-4-3-اثر زمان بر مقاومت بتن
2-4-4-خواص الکتریکی بتن
2-4-5-مقاومت ضربه ای بتن
2-4-6-پدیده خستگی در بتن
2-4-7-تاثیر میزان آب در خصوصیات بتن
2-4-8-نحوه متراکم کردن بتن
2-4-9-آب انداختن بتن
2-5-بررس و تعریف انواع شرایط محیطی بتن
2-6-روش های حمل بتن
2-7-بتن پاشی
2-8-بتن ریزی حجیم
2-9-بتن با سنگ دانه های پیش آکنده
2-11-بتن ریزی
فصل سوم آزمایشات
3-1-چکیده پروسه آزمایشات
3-2-مصالح مصرفی
3-2-1دانه بندی وخصوصیاتمصالح سنگی مورد استفاده
3-2-2-خصوصیات سیمان ، پودر سنگ آهک ، نانوسیلیس وآب استفاده شده در این تحقیق
3-3-آزمایش مقاومت فشاری
3-4-شرایط عمل آوری
3-نتایج آزمایشات
3-1- نتایج آزماشهای 28 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط های0 9=L/Cو W/C'=0 35و با تغییر نانو سیلیس
3-2- نتایج آزماشهای 28 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط های 1=L/C و W/C' =0 35و با تغییر نانو سیلیس
3-3-نتایج آزماشهای 28 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط های 11=L/C و W/C' =0 35و با تغییر نانو سیلیس
3-4- نتایج آزماشهای 28 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط0 9، 1 ،1 1 =L/C و W/C' =0 35و با تغییر نانو سیلیس
3-5-، نتایج آزماشهای 28 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط های0 9 =L/C و W/C'=0 4و با تغییر نانو سیلیس
3-6- نتایج آزماشهای 28 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط های1=L/C و W/C'=0 4و با تغییر نانو سیلیس
3- 7- نتایج آزماشهای 28 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط های1 1=L/C و W/C'=0 4و با تغییر نانو سیلیس
3-8، نتایج آزماشهای 28 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط0 9، 1 ،1 1 =L/C و W/C' =0 4و با تغییر نانو سیلیس
3-9، نتایج آزماشهای 28 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط های0 9 =L/C و5W/C'=0 4و با تغییر نانو سیلیس
3- 10، نتایج آزماشهای 28 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط های1 =L/C و5W/C'=0 4و با تغییر نانو سیلیس
3-11، نتایج آزماشهای 28 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط های1 1 =L/C و5W/C'=0 4و با تغییر نانو سیلیس
3-12، نتایج آزماشهای 28 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط0 9، 1 ،1 1 =L/C و5W/C' =0 4و با تغییر نانوسیلیس
3-13، نتایج آزماشهای 28 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط0 9 =L/cو0 35،0 4،0 45 W/C'=و با تغییر نانوسیلیس
3-14، نتایج آزماشهای 28 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط1 =L/C,و0 35،0 4،0 45 W/C'=و با تغییر نانوسیلیس
3-15، نتایج آزماشهای 28 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط1 1 =L/C,و0 35،0 4،0 45 W/C'=و با تغییر نانوسیلیس
3-16، نتایج آزماشهای 7 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط های0 9 =L/C و W/C'=0 35و با تغییر نانو سیلیس
3-17، نتایج آزماشهای 7 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط های1 =L/C و W/C'=0 35و با تغییر نانو سیلیس
3-18، نتایج آزماشهای 7 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط های1 1 =L/C و W/C'=0 35و با تغییر نانو سیلیس
3-19، نتایج آزماشهای 7 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط0 9، 1 ،1 1 =L/C و W/C' =0 35و با تغییر نانو سیلیس
3-20، نتایج آزماشهای 7 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط های0 9 =L/C و W/C'=0 4 و با تغییر نانو سیلیس
3-21-، نتایج آزماشهای 7 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط های1 =L/C و W/C'=0 4 و با تغییر نانو سیلیس
3-22-، نتایج آزماشهای 7 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط های1 1 =L/C و W/C'=0 4 و با تغییر نانو سیلیس
3-23، نتایج آزماشهای 7 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط0 9، 1 ،1 1 =L/C و W/C' =0 4 و با تغییر نانو سیلیس
3-24-، نتایج آزماشهای 7 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط های0 9 =L/C و W/C'=0 45 و با تغییر نانو سیلیس
3-25-، نتایج آزماشهای 7 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط های1 =L/C و W/C'=0 45 و با تغییر نانو سیلیس
3-26-، نتایج آزماشهای 7 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط های1 1 =L/C و W/C'=0 45 و با تغییر نانو سیلیس
3-27-، نتایج آزماشهای 7 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط0 9، 1 ،1 1 =L/C و W/C' =0 45 و با تغییر نانسیلیس
3-28-، نتایج آزماشهای 28 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط0 9 =L/C,و0 35،0 4،0 45 W/C'=و با تغییر نانوسیلیس
3-29-، نتایج آزماشهای 28 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط1 =L/C,و0 35،0 4،0 45 W/C'=و با تغییر نانوسیلیس
3-30-، نتایج آزماشهای 28 روزه نمونه فشاری با طرح اختلاط1 1 =L/C,و0 35،0 4،0 45 W/C'=و با تغییر نانوسیلیس
3-31مقایسه نتایج آزماشهای 7 و28 روزه نمونه فشاریباطرح اختلاطL/C=0 9 وW/C'=0 35 وبا تغییر نانوسیلیس
3- 32-مقایسه نتایج آزماشهای 7 و28 روزه نمونه فشاری باطرح اختلاط L/C=1 وW/C'=0 35 وبا تغییر نانوسیلیس
3- 33-مقایسه نتایج آزماشهای 7 و28 روزه نمونه فشاری باطرح اختلاط L/C=1 1 وW/C'=0 35 وبا تغییر نانوسیلیس
3- 34-مقایسه نتایج آزماشهای 7 و28 روزه نمونه فشاری باطرح اختلاط L/C=0 9 وW/C'=0 4 وبا تغییر نانوسیلیس
3- 35-مقایسه نتایج آزماشهای 7 و28 روزه نمونه فشاری باطرح اختلاط L/C=1 وW/C'=0 4 وبا تغییر نانوسیلیس
3- 36-مقایسه نتایج آزماشهای 7 و28 روزه نمونه فشاری باطرح اختلاط L/C=1 1 وW/C'=0 4 وبا تغییر نانوسیلیس
3- 37-مقایسه نتایج آزماشهای 7 و28 روزه نمونه فشاری باطرح اختلاط L/C=0 9 و W/C'=0 45 وبا تغییر نانوسیلیس
3- 38-مقایسه نتایج آزماشهای 7 و28 روزه نمونه فشاریباطرح اختلاطL/C=1 وW/C'=0 45وبا تغییر نانوسیلیس
3- 39-مقایسه نتایج آزماشهای 7 و28 روزه نمونه فشاریباطرح اختلاطL/C=1 1 وW/C'=0 45با تغییر نانوسیلیس
4- بررسی و تحلیل نتایج آزمایشات مربوط به مقاومت فشاری
فصل چهارمنتیجه گیری وپیشنهادات برای کارهای آتی
4-1- نتیجه گیری
4-2پیشنهادات
4-3-منابع
منابع و مأخذ:
1-احمد مشحونی ،کاربرد نانو مواد در صنعت بتن
2- محدیه محمدی ،حمید خرسند،بهار 1390،سنتز نانوسیلیکا
3-گرشاسب خزائنی ،مصطفی خانزادی ،اثر نانوسیلیس در بهبود مشخصات مکانیکی بتن با افزایش عیار سیمان 13//2/1390
4-تکنولوژی بتن تالیف پرفسور نویل ،ترجمه هرمز فامیلی
5-تکنولوژی بتن، مترجمین: دکتر علی اکبررمضانیان پور ودکتر محمد رضا شاه نظری،انتشارات علم وصنعت.
6-خصوصیات مکانیکی بتن با پودر سنگ آهک ،تالیف دکترعلیرضا حبیبی اردیبهشت سال 1383
7-بررسی تاثیر پودر سنگ آهک بر مقاومت فشاری بتن حاوی میکروسیلیس دکتر داود مستوفی نژاد.29/10/83
8-اثر نانو سیلیس بر روی بتن های متعارف پایان نامه مهندس فرزاد حسین زاده.1390
9-دانستنی های بتن تالیف مهندس مصطفی احمدوند،مهندس فرید غفاری مقدم،مهندس آریا احمدوند.
10-تکنولوژی بتن مجله تخصصی بین المللی نحوه استفاده از نانو سیلیس ترجمه شرکت وند شیمی
1-Genging li (2004) ,"properties ofhigh-volume fly ash concrete incroporating-sio2" cement and concrete reserach 34/1043-1049
2-ye Qing Zhang zenan and Kong Deyu and chen Rongshen,(2007)"Influence of nano -sio2 on propertes of dhardened cement paste as compared with silica fume"construction and bulding materials 21,539-545
.