نوع فایل: word
تعداد صفحات: 145 صفحه
چکیده:
هدف ازاين تحقيق ساختن بتن سبکی است که با استفاده از سنگدانه پرلیت تهيه مي شود تا با دارا بودن مقاومت مناسب بتوان به عنوان بتن اصلي سازه اي وغير سازه اي استفاده کرد و بررسی پتروگرافی آن زیر میکروسکوپ پلاریزان.
براساس بازديدها وکاوش هاي متعددي که در محدوده آذربايجان با همکاري بخش مطالعات زمين شناسي انجام گرفته گزارشات حاکي از آن بود که سنگدانه خام پرلیت در این منطقه موجود است با حضور استاد راهنما به همراه نگارنده از کارخانه تولید پرلیت بازيد شد وبا تاييد چنين سنگي دراین منطقه توسط استاد، کار تحقيق و تهيه بتن سبکدانه فوق انجام شد. طبق استاندارد 330 ASTM C (مشخصات سبک دانه ها براي بتن هاي سازه اي در آمريکا)مقاومت فشاري 28 روزه نمونه استوانه اي نبايد کمتراز (Mpa) 2/17 و وزن مخصوص آن در واحد حجم نبايد بيشتر از(kg/m3 ) 1842 باشد هرگاه در بتني اين الزامات رعايت شود به آن بتن سبک سازه اي اطلاق مي شود. در اين تحقيق عیار سیمان 350کیلوگرم بر مترمکعب وبا حجم ثابت وسبکدانه پرلیت جايگزين ماسه طبيعي شده وحجم آن متغییر می باشد، واز سبکدانه پرلیت با نمره الک کمتر از mm 75/4 استفاده شده است. براين اساس 6 طرح اختلاط، و در كل 60 نمونه مکعبي براي آزمايش مقاومتفشاري و 60نمونه منشوري براي آزمايش مقاومت كششي تحت خمش مورد استفاده قرار گرفت.
هر مخلوط، شامل 5 نمونه مکعبي cm15 15و 3نمونه cm 50 10 10 مي باشد. نمونه هاي فشاريو خمشي در سن هاي 7 و 28 روزه مورد آزمايش قرار گرفتند. در اين نمونه ها با توجه به برآورده نشدن الزامات استاندارد ASTMC330 از ژل ميکروسيليس با 5%وزن سيمان استفاده شد.
وزن مخصوص بتن تازه ساخته شده با نسبت پرلیت 1:1 حدود 1950 کیلوگرم بر متر مکعب گردید.
وزن مخصوص بتن تازه ساخته شده با نسبت 1:2 حدود 1750 کیلوگرم بر متر مکعب گردید.
وزن مخصوص بتن تازه ساخته شده با نسبت 1:3 حدود 1640 کیلوگرم بر متر مکعب گردید.
نسبت آب به سیمان بهینه برای ساخت بتن سبک پرلیتی 6/0 می باشد.
مقاومت فشاری 28 روزه با نسبت پرلیت 1:1 برابر با 5/220 کیلوگرم بر سانتی متر مربع می باشد.
مقاومت فشاری 28 روزه با نسبت پرلیت 1:2 برابر با 5/176 کیلوگرم بر سانتی متر مربع می باشد.
مقاومت فشاری 28 روزه با نسبت پرلیت 1:3 برابر با 5/159 کیلوگرم بر سانتی متر مربع می باشد.
بدین ترتیب بتن با عیار 350 کیلوگرم بر متر مکعب و نسبت پرلیت 2:1 و 5 درصد ژل میکرو سیلیس بتن سبک سازه ای تلقی می شود.
از نمونه ها ي بتني فوق مقاطع نازک ميکروسکوپي به ضخامت 30 ميکرون تهيه گرديد و مطالعه پترو گرافي آنها با تشخيص شن و ماسه ، سنگهای آذزین ، کانيهایی ازقبیل فلدسپار ، کوارتز ، میکای سیاه موجود در آنها و سبکدانه پرلیت وژل سيمان تکميل گرديد.
مقدمه:
کارخانه پرلیت ایران
این کارخانه در کیلومتر 18 جاده تبریز- صوفیان روبروی شهرک سرمایه گذاری خارجی واقع گرديده است و معادن سنگ خام این کارخانه در آذربایجان (شهریار و میانه و...)موجود می باشد(شکل1و2).
سنگ شناسي تحليلي پرلیت
پرلیت خام سنگ آتشفشان شیشه ای با ترکیب ریولیتی است که نزدیک به 75درصد آن اکسید سیلسیم است که درحدود 3تا5درصدآب به صورت حبس شده درخود دارد و در اثر حرارت بین 900تا1100درجه سانتیگراد آب حبس شده درآن به صورت بخار در می آید وخروج این آب حبس شده از داخل ذرات نرم شده سنگ پرلیت، سبب می شود که حجم آن چهار تا بیست برابر افزایش یابد پرلیت خام دارای وزن مخصوص 2/2است و پس از انبساط حجم آن 4تا20 برابر افزایش می یابد ودر هر مترمکعب تقریبا وزنی برابر با 60 تا 110 کیلوگرم خواهد داشت. پرلیت به دلیل دارا بودن ضریب حرارتی پایین و خاصیت جذب صدای زیاد،در ساختمان و صنایع دیگر مصرف فراوان دارد.ذرات پرلیت با سیمان وآب ترکیب می شود و بتن سبکی تولید می نماید که می توان آن را برای دیوارهای پرکننده وسقف سبک وپوشش اصلی سقف و تولیدات پیشساخته و نمونه های مختلف عایق دایم استفاده نمود.
سنگ پرلیت را نخست خرد و سپس دانه بندی می‌نمایند. پرلیت دانه بندی شده ابتدا به بخش پیش گرم و از آنجا به داخل کوره هدایت می‌گردد. دمای داخل کوره بین 900 تا 1100 درجه سانتیگراد و بر پایه ترکیب شیمیایی و میزان آب موجود در پرلیت تنظیم میشود. پرلیت در داخل کوره منبسط و به کمکجریان هوا به طرف بالا رسانده میشود. مواد زاید به طرف پایین کوره سقوط می‌کنند.
فهرست مطالب:
چکيده
مقدمه
فصل اول: بتن سبک و خواص آن
1-1 هدف از اين تحقيق
1-2تاريخچه استفاده از بتن سبک در جهان
1-2-1 بتن سبک در کشتي سازي
1-2-2 ساخت پل با استفاده از بتن سبک
1-2-2-1 پل بنيشيا- مارتينز
1-2-3 استفاده از بتن سبک در ساختمان سازي
1-3 تاريخچه بتن سبک در ايران
1-4 سبکدانه ها(LWA)
1-4-1 طبقه بندي سبکدانه هاي سازه اي
1-4-2 طبقه بندي سبک دانه از نظر روش توليد
1-4-2-1 سبک دانه هاي طبيعي
1-4-2-1-1 اسکوریا
1-4-2-1-2 توف
1-4-2-1-3 پوميس( Pumic )
1-4-2-2 سبک دانه هاي مصنوعي
1-5 خواص سبکدانه ها
1-5-1 شکل دانه و بافت سطحي
1-5-2 مقاومت سبکدانه
1-5-3سقف مقاومت
1-5-4چگالي انبوه
1-5-5 تخلخل کل
1-5-6 مقدار رطوبت و جذب آب
1-5-7 دانه بندي
1-5-8چگالي نسبي
1-6 خصوصيات فيزيکي بتن سبکدانه مصنوعی پرلیت
1-6-1 مقاومت و چگالي
1-6-2 مقاومت کششي
1-6-3مقاومت كششي تركاندن (آزمايش برزيلي)
1-6-4مقاومت كششي ناشي از خمش
1-7 تغيير شكل بتن دانه سبك
1-7-1خزش
1-7-2 جمع شدگي
1-7-3 مقاومت سايش
1-8ثبات شيميايي
1-9 چسبندگي بين آرماتور و بتن
1-10 مقاومت در برابر بارگذاري دائم وايجادبار خستگي
1-11 مقاومت در مقابل آتش
1-12 خواص حرارتي
1-12-1 قابليت انتقال حرارت
1-12-2 ضريب انبساط حرارتي
1-12-3 مقاومت در برابر حريق
1-13 مقايسه مقاومت بتن سبک پرلیت با ديگر سبک دانه ها
1-14 روشهاي توليد بتن سبک
1-14-1 تقسيم بندي بتن سبك ازنظر روش ساخت
1-14-2 تقسيم بندي بتن سبك از نظر مقاومت فشاري و چگالي
1-15 بتن سبک غيرسازه‌اي
1-16 بتن سبک با مقاومت متوسط
1-17 بتن سبک سازه اي
1-18 خواص بتن تازه با سنگدانه سبک
1-18-1 بررسي اقتصادي بتن سبک
1-18-2 مزاياي اقتصادي استفاده از بتن سبک
1-19مشکلات موجود در تأمين سبکدانه
1-19-1 مشکلات مربوط به طرح مخلوط بتن
1-19-2 مشکلات مربوط به ساخت واجراي بتن سبکدانه
1-19-3مشکلات مربوط به بهره برداري
1-20 بررسي و تعريف انواع شرايط محيطي بتن
1-20-1 شرايط محيطي ملايم
1-20-2 شرايط محيطي متوسط
1-20-3شرايط محيطي شديد
1-20-4 شرايط محيطي بسيار شديد
1-20-5 شرايط محيطي فوق العاده شديد
1-21 مسائل اجرائي بتن سبکدانه سازه اي
1-21-1 استفاده از مواد مناسب و نسبتهاي صحيح
1-21-2 اصل رعايت دماي مناسب
1-21-3 اصل همگني (عدم جداشدگي)
1-21-4 اصل عدم آلودگي بتن به مواد مضر
1-21-5 اصل عدم کارکردن با بتن در مرحله گيرش
1-21-6 اصل پيوستگي و تداوم بتن ريزي (عدم ايجاد درز سرد در بين لايه ها)
1-21-7 تراکم صحيح بتن سبکدانه
1-21-8 پرداخت سطح بتن سبکدانه
1-22 عمل آوري بتن سبکدانه
1-23 کنترل کيفي بتن سبکدانه
1-24 بتن فاقد ريزدانه
1-25 طرح اختلاط بتن سبکدانه (سازه اي و غير سازه اي)
1-26 روش طرح اختلاط و جداول و اطلاعات ضروري در هر روش
1-27 کاربردهاي بتن سبک
1-28 بتن سبکدانه
1-29 بتن اسفنجي
فصل دوم: بتن سبک سازه اي و مروري بر تحقيقات انجام شده
2-1 مقدمه
2-2 بتن سبک سازه اي
2-2-1 تعريف
2-2-2 معيار اختلاط
2-2-3 وزن مخصوص
2-2-4 مقاومت
2-2-5 کاربردها
2-3 چکيده اي از مطالعات انجام شده
فصل سوم: روش انجام آزمایشات و بررسی نتایجحاصل ازآن
3-1 مقدمه
3-2 لوازم وتجهیزات لازم برای آزمایش
3-3 مشخصات نمونه ها
3-4 مصالح مصرفی
3-4-1 سیمان
3-4-2 سیمان مصرفی
3-4-3 ماسه مصرفی در ملات سیمان
3-4-3-1ماسه مصرفی استاندارد شده بر اساس استاندارد های ASTMونشریه302
3-4-4آب
3-5 افزودني هاي معدني (ژل میکروسیلیس)
3-6 نتایج آزمایشگاهی بدست آمده در این پروژه
3-7 نتایج آزمایشگاهی بدست آمده از دانه بندی مصالح در این پروژه
3-8 مطالعات پتروگرافي نمونه هاي بتن توسط ميکروسکوپ پلاريزان
3-8-1 ميكروسكوپ پلاريزان
3-9 مطالعات پتروگرافي نمونه هاي بتن توسط ميکروسکوپ پلاريزان
3- 10 نتیجه گیری:
3-11پیشنهادات
3-12منابع
فهرست شکلها:
شکل(1): نمايي از معدن پرلیت خام
شکل(2): نمايي از معدن پرلیت خام
شکل(3) : تصویری از سنگ پرلیت خام
شکل(4): تصويري از پرلیت خام و منبسط شده
شکل(5): تصويري از پرلیت منبسط شده
شکل(1-1): تصاوير آثار باقي مانده از اولين کاربردهاي بتن سبک از معبد پانتئون،ورزشگاه کلوسئوم
شکل(1-2): کشتي آتلانتيس و کشتي سلما
شکل(1-3): نمونه اي از کاربرد بتن سبک در پل سازي
شکل(1-4): برج اداري کارخانه بي ام و
شکل(1-5): تصویر اسکوریا – پومیس
شکل(1-6): توف
شکل(1-7): نمونه هايي از پوميس
شکل(3-1): دستگاه ویکات
شکل(3-2): آزمایش تعیین ارزش ماسهای
شکل(3-3): آزمایش مقاومت فشاری و کششی
شکل(3-4): دستگاه جک فشاری و کششی
شکل(3-5): دستگاه شیکرالک
شکل(3-6): نمودار دانهبندی مصالح سنگی
شکل(3-7): نمودار دانهبندی پرلیت
شکل(3-8):نمودارمقاومت فشاری7و28روزه نمونه‌های شاهد بدون پرلیت و بدون ژل-میکروسیلیس
شکل(3-9):نمودارمقاومت فشاری7و28روزه نمونه‌های شاهد بدون پرلیت و 5 درصد ژل میکروسیلیس
شکل(3-10): نمودارمقاومت فشاری7و28روزه نمونه ها با نسبت پرلیت به سیمان یک به یک و 5 درصد ژل میکروسیلیس
شکل(3-11): نمودارمقاومت فشاری7و28روزه نمونه ها با نسبت پرلیت به سیمان دو به یک و 5 درصد ژل میکروسیلیس
شکل(3-12): نمودارمقاومت فشاری7و28روزه نمونه ها با نسبت پرلیت به سیمان سه به یک و 5 درصد ژل میکروسیلیس
شکل(3-13):نمودارمقاومت کششی7و28روزه نمونه‌های شاهد بدون پرلیت و بدون ژل میکروسیلیس
شکل(3-14):نمودارمقاومت کششی7و28روزه نمونه‌های شاهد بدون پرلیت و 5 درصد ژل میکروسیلیس
شکل(3-15): نمودارمقاومت کششی7و28روزه نمونه ها با نسبت پرلیت به سیمان یک به یک و 5 درصد ژل میکروسیلیس
شکل(3-16): نمودارمقاومت کششی7و28روزه نمونه ها با نسبت پرلیت به سیمان دو به یک و 5 درصد ژل میکروسیلیس
شکل(3-17): نمودارمقاومت کششی7و28روزه نمونه ها با نسبت پرلیت به سیمان سه به یک و 5 درصد ژل میکروسیلیس
شکل(3-18): نمودار رابطه وزن مخصوص ومقاومت فشاری
شکل(3-19):نمودارمقایس ای رابطه وزن مخصوص- مقاومت فشاری
شکل(3-20):نمودار رابطه وزن مخصوص ومقاومت کششی
شکل(3-21): نمودارمقایسه ای وزن مخصوص-مقاومت کششی
شکل(3-22): تجزیه شیمیایی نقطه ای توسط دستگاه SEM
شکل(3-23): ذرات هوا دربتن
شکل(3-24): واکنش آلکالی سیلیکات در یک بتن
شکل(3-25): واکنش آلکالی سیلیکات در یک بتن
شکل(3-26): واکنش آلکالی سیلیکات در یک بتن
شکل(3-27): ميکروسکوپ پلاريزان
شکل(3-28): پرلیت خالص (بدون آنالیزور)
شکل(3-29): پرلیت خالص (بدون آنالیزور)
شکل(3-30): مخلوط بتن به نسبت 1:1
شکل(3-31): مخلوط بتن به نسبت 1:1
شکل(3-32): مخلوط بتن به نسبت 1:1
شکل(3-33): مخلوط بتن به نسبت 1:2
شکل(3-34): مخلوط بتن به نسبت 1:2
شکل(3-35): مخلوط بتن به نسبت 1:2
شکل(3-36): مخلوط بتن به نسبت 1:3
شکل(3-37): مخلوط بتن به نسبت 1:3
شکل(3-38): مخلوط بتن به نسبت 1:3
شکل(3-39): مخلوط بتن(بدون پرلیت)
شکل(3-40): مخلوط بتن(بدون پرلیت)
فهرست جداول:
جدول شماره(1-1) : حداکثر چگالي ها براي سبکدانه فهرست شده استاندارد330 ASTM C و 331ASTM C
جدول شماره(2-1) : ويژگي هاي بتن سبک سازه اي
جدول شماره(2-2) :رابطه تقریبی بین مقاومت فشاری متوسط ومقدار سیمان
جدول شماره(3-1) : برخی از خصوصیات فیزیکی سیمان پرتلند کارخانه سیمان صوفیان
جدول شماره(3-2) : ترکیبات اصلی سیمان پرتلند مصرفی کارخانه سیمان صوفیان
جدول شماره(3-3):دانه بندی ماسه استفاده شده درپروژه
جدول شماره(3-4) : مقدار مصالح مورد استفاده برای اختلاط نمونه ها
جدول شماره(3-5) : دانه بندی
جدول شماره(3-6):مقاومت فشاری7و28روزه نمونه های شاهد بدون پرلیت و بدون ژل میکروسیلیس
جدول شماره(3-7): مقاومت فشاری7و28روزه نمونه های شاهد بدون پرلیت و 5 درصد ژل میکروسیلیس
جدول شماره(3-8):مقاومت فشاری7و28روزه نمونه ها با نسبت پرلیت به سیمان یک به یک و 5 درصد ژل میکروسیلیس
جدول شماره(3-9): مقاومت فشاری7و28روزه نمونه ها با نسبت پرلیت به سیمان دو به یک و 5 درصد ژل میکروسیلیس
جدول شماره(3-10):مقاومت فشاری7و28روزه نمونه ها با نسبت پرلیت به سیمان سه به یک و 5 درصد ژل میکروسیلیس
جدول شماره(3-11):مقاومت کششی7و28روزه نمونه های شاهدبدونپرلیتو بدون ژل میکروسیلیس
جدول شماره(3-12): مقاومت کششی7و28روزه نمونه های شاهدبدونپرلیتو 5 درصد ژل میکروسیلیس
جدول شماره(3-13):مقاومت کششی7و28روزه نمونه ها با نسبت پرلیت به سیمان یک به یک و 5درصد ژل میکروسیلیس
جدول شماره(3-14):مقاومت کششی7و28روزه نمونه ها با نسبت پرلیت به سیمان دو به یک و 5درصد ژل میکروسیلیس
جدول شماره(3-15):مقاومت کششی7و28روزه نمونه ها با نسبت پرلیت به سیمان سه به یک و 5درصد ژل میکروسیلیس
منابع و مأخذ:
1- خطیبی جاوید،ربانی علیرضا،حسینی مقداد (طرح بتن سبک) مطالعات کتابخانه ای و تخصصی 1381
2- فامیلی هرمز (پروژه تحقیقاتی بتن دانه سبک) گروه عمران جهاد دانشگاهی ،دانشگاه علم و صنعت
3- ساتیش ،چاندرا ،برنتسون ،لیف،ترجمه شکری زاده (بتن سیکدانه) دانشگاه تهران 1387
4-احمدی مقدم ،حق بین،قادر،اصغری نیا (بررسی مقاومت فشاری و خمشی بتن های سبک به منظور تهیه بتن سیک با مقاومت بالا) ششمین کنگره ملی مهندسی ایران اردیبهشت 1390
5- یوسف زندی (استفاده از پرلیت به عنوان مصالح بومی درسبک سازی وزن بتن همراه با قابلیت افزایش مقامت آن) دانشگاه آزاد تبریز
6- یوسف زندی (تاثیر پرلیت در کاهش وزن بتن) همایش عمران معماری کرمان1384
7- پیام اشتری (بررسی طرح اخطلاط پیشنهادی بتن سبک سازه ای با سبکدانه پرلیت) دانشگاه زنجان
8- دکتر توکلی زاده (نقش پرلیت در بتن) مرکز ملی مقاومسازی ایران
9- کاربردبتن وبهسازی آن،تالیف جان-سی روپکه ترجمه بزرگمهر ریاحی
10- ASTM D2419 - Standard test method for sand equivalent value of soils and fine aggregate, Volume 04.03,1998.
11- ASTM C191 - Standard Test Methods for Time of Setting of Hydraulic Cement by Vicat Needle.
12- ASTM C109 - Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortars