%34تخفیف

دانلود پروژه:بررسی خواص مکانیکی بتن سبک حاوی الیاف ترکیبی فولادی و پلی‌پروپیلن

تعداد 141 صفحه فایل word قابل ویرایش

Site: www.filenaab.ir

دانشکده فنی

رشته عمران گرایش سازه

عنوان:

بررسی خواص مکانیکی بتن سبک حاوی الیاف ترکیبی فولادی و پلی‌پروپیلن

چکیده

یکی از مشکلات مهم در طراحی و اجرای ساختمان‌ها، به‌خصوص ساختمان‌های مرتفع و پل‌های ‏بزرگ ‏‏بتنی، وزن مرده قابل‌توجه بتن به‌کاررفته در ساخت آن‌ها است. ازاین‌رو استفاده از بتن ‏سبکی که ‏‏دارای خواص مکانیکی مطلوب باشد، دارای امتیازات قابل‌توجهی است. لکن ضعف و ‏شکنندگی سنگ‌دانه‌های ‏سبک نیز نقایصی را در خواص مکانیکی بتن ‏سبکدانه سخت شده به وجود ‏می‌آورد.‏‎ ‎استفاده‎ ‎از‎ ‎الیاف‎ ‎در‎ ‎‎بتن‎ ‎می‌تواند‎ ‎راه‌حل‎ ‎مناسبی‎ ‎جهت‎ ‎بهبود‎ ‎خواص مکانیکی‎ ‎باشد‎‏.‏

 در این پایان‌نامه به بررسی خواص مکانیکی بتن سبک حاوی سبکدانه اسکوریا و الیاف ترکیبی فولادی و پلی‌پروپیلن با پوزولان میکروسیلیس و نانوسیلیس پرداخته‌شده است. همچنین تأثیر دانه‌بندی سبکدانه بر مشخصات مکانیکی بتن سبک الیافی با بزرگ‌ترین اندازه‌های 5/9 و 5/12 میلی‌متر موردبررسی قرارگرفته است. سپس با ارائه طرح اختلاط مناسب، خواص سخت شده هر یک از طرح‌ها موردمطالعه قرار گرفت. آزمایش‌های بتن سخت شده شامل اندازه‌گیری چگالی، مقاومت فشاری، مقاومت کششی، مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته و جذب آب بر روی نمونه‌های نگهداری شده در محیط مرطوب می‌باشد. نتایج نشان می‌دهد که الیاف فولادی در مقایسه با الیاف پلی‌پروپیلن عملکرد بهتری جهت بهبود خواص مکانیکی دارد. نتایج بتن سخت شده نیز بیانگر قرارگیری تمامی طرح‌ها در محدوده بتن سبک سازه‌ای است. به‌علاوه سبکدانه با بزرگ‌ترین اندازه 5/9 میلی‌متر نسبت به سبکدانه با بزرگ‌ترین اندازه 5/12 میلی‌متر مقاومت بالاتری را از خود نشان می‌دهد. همچنین با توجه به نتایج مشاهده گردید که درصد بهینه میکروسیلیس 10% و درصد بهینه میکروسیلیس به همراه نانوسیلیس 10% و 3% می‌باشد.

واژه‌های کلیدی: بتن سبک، سبکدانه اسکوریا، الیاف فولادی و پلی‌پروپیلن، میکروسیلیس، نانوسیلیس، بزرگ‌ترین اندازه، خواص مکانیکی

فهرست مطالب

 عنوان                                                                                         صفحه

فهرست جدول­ها…………………………………………………………………………………………………………………..و

فهرست نمودار­ها…………………………………………………………………………………………………………………..ز

فهرست شکل­ها…………………………………………………………………………………………………………………..ط

فصل اول: پیشگفتار

1-1: مقدمه. 2

1-2: هدف از انجام پروژه 3

1-3: ساختار پایان‌نامه. 3

فصل دوم: مقدمه ای بر بتن سبک

2-1: مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..6

2 – 2: تاریخچه کاربرد بتن سبک…. 8

2-2-1: کاربرد بتن سبک در صنعت کشتی‌سازی و ساخت اسکله. 9

2-2-2: کاربرد بتن سبک در پل‌ها 10

2-3: مزایای استفاده از بتن سبک…. 11

2-4: معایب بتن سبک…. 11

2-5: طبقه‌بندی بتن سبک…. 12

2 -5 -1: بر اساس روش تولید. 12

2-5-1-1: بتن اسفنجی……………………………………………………………………………………………………………………….12

2- 5 -1 -1-1: بتن سبک گازی یا بتن سبک هوا دمیده اتو کلاو شده …………………………………………..12

2 – 5 -1 -1-2: بتن سبک کفی یا بتن سبک سلولی………………………………………………………………………..13

2 – 5 -1 -2: بتن بدون ریزدانه…………………………………………………………………………………………………………..13

2 – 5 -1 -3: بتن سبکدانه………………………………………………………………………………………………………………….13

2-5-1-3-1: مقاومت فشاری بتن سبکدانه………………………………………………………………………………………..14

2-5-1-3-2: مقاومت کششی و خمشی بتن سبکدانه……………………………………………………………………….14

2-5-1-3-3: مدول الاستیسیته بتن سبکدانه…………………………………………………………………………………….15

2 -5 -2: بر اساس مقاومت… 17

2 -5 -2- 1: بتن سبک غیر سازه‌ای ………………………………………………………………………………………………….17

2 -5 -2- 2: بتن نیمه سبک سازه‌ای ………………………………………………………………………………………………..18

2 -5 -2- 3: بتن سبک سازه‌ای………………………………………………………………………………………………………….19

2-6: سبکدانه‌های مورداستفاده در بتن سبکدانه. 20

2-6-1: سبکدانه‌های طبیعی……………………………………………………………………………………………………………….22

2-6-1-1: اسکوریا………………………………………………………………………………………………………………………………..22

2-6-1-2: پومیس………………………………………………………………………………………………………………………………..24

2-6-1-3: توف……………………………………………………………………………………………………………………………………..24

2-6-2: سبکدانه‌های مصنوعی.. 25

2-6-2-1: لایتگ………………………………………………………………………………………………………………………………….25

2-6-2-2: لیکا……………………………………………………………………………………………………………………………………..26

2-6-2-2-1: ویژگی‌های عمومی…………………………………………………………………………………………………………26

2-6-2-2-1-1: ویژگی‌های شیمیایی………………………………………………………………………………………………….26

2-6-2-3: پرلیت………………………………………………………………………………………………………………………………….27

2-6-2-4: ورمیکولیت………………………………………………………………………………………………………………………….28

2-6-2-5: دیاتومیت…………………………………………………………………………………………………………………………….29

2-6-2-6: اسلیت منبسط‌شده……………………………………………………………………………………………………………..29

2-6-2-7: دانه‌های منبسط‌شده و گندله شده خاکستر بادی…………………………………………………………….30

2-6-2-8: پلی استایرن منبسط‌شده………………………………………………………………………………………………..30

2-7: بررسی تحقیقات انجام‌شده درباره سبکدانه ها 30

2-8: بزرگ‌ترین اندازه سبکدانه. 31

فصل سوم: پوزولان­ها

3-1: مقدمه. 34

3 – 2: انواع پوزولان­ها 35

3-3: نقش پوزولان­ها در بتن.. 36

3 -3 -1: اثر پوزولان­ها در بتن تازه 36

3-3-1-1: زمان گیرش………………………………………………………………………………………………………………………..36

3-3-1-2: کارایی…………………………………………………………………………………………………………………………………36

3 -3 -2: اثر پوزولان­ها در بتن سخت شده 37

3 – 3- 2 -1­: افزايش مقاومت درازمدت…………………………………………………………………………………………….37

3 – 3- 2 -2­: كاهش حرارت هيدراتاسيون………………………………………………………………………………………….37

3 – 3- 2 -3­: دوام به‌ویژه در برابر سولفات‌ها………………………………………………………………………………………38

3 – 3- 2 -4­: كنترل واكنش قليايي سنگدانه……………………………………………………………………………………..39

3-4: میکروسیلیس………………………………………………………………………………………………………………………………………….40

3-5: بررسی تحقیقات انجام‌شده با میکروسیلیس…. 41

3-6: نانوسیلیس…. 44

3-7: بررسی تحقیقات انجام‌شده با نانوسیلیس…. 45

فصل چهارم: بتن الیافی

4-1: مقدمه. 51

4-2: مکانیزم عملکرد الیاف در بتن.. 52

4-3: انواع الیاف مورداستفاده در بتن.. 54

4-3-1: الیاف فولادی.. .54

4-3-2: الیاف پلی‌پروپیلن.. 55

4-3-3: الیاف شیشه. 56

4-3-4: الیاف نایلون.. 57

4-3-5: الیاف کربن.. 58

4-4: ویژگی‌های بتن الیافی.. 58

4-4-1: مقاومت… 58

4-4-2: طاقت و مقاومت در برابر ضربه. 61

4-4-3: مدول ارتجاعی، خزش و جمع شدگی ناشی از خشک شدن.. 62

4-5: مزایای بتن الیافی.. 62

4- 6: کاربردهای بتن الیافی.. 63

4 – 7: مطالعات انجام‌شده در زمینه بتن الیافی.. 63

فصل پنجم: برنامه آزمایشگاهی

5-1: مقدمه. 73

5-2: مصالح مورداستفاده 73

5-2-1: سیمان.. 73

5-2-2: میکروسیلیس…. 74

5-2-3: نانوسیلیس…. 75

5-2-4: فوق روان کننده 75

5-2-5: آب… 76

5-2-6: سنگدانه ها 76

5-2-6-1: ماسه……………………………………………………………………………………………………………………………………76

5-2-6-2: اسکوریا………………………………………………………………………………………………………………………………..77

5-2-6-2-1: دانه بندی……………………………………………………………………………………………………………………….77

5-2-7: الیاف… 79

5-2-7-1: الیاف فولادی………………………………………………………………………………………………………………………79

5-2-7-2: الیاف پلی پروپیلن………………………………………………………………………………………………………………79

5-3: طرح اختلاط بتن.. 80

5-4: نحوه ساخت نمونه‌ها 82

5-5: قالب‌گیری نمونه‌ها 82

5-6: نحوه عمل‌آوری.. 83

5-7: آزمایشات بتن سخت شده 83

5-7-1: آزمایش مقاومت فشاری.. 83

5-7-2: آزمایش مقاومت کششی به روش دونیم نمودن استوانه‌ای بتن.. 84

5-7-3: مقاومت خمشی (مدول گسیختگی) 84

5-7-4: مدول الاستیسیته. 85

5-7-5: آزمایش جذب آب… 86

فصل ششم: ارائه و تفسیر نتایج، نتیجه گیری و پیشنهادات

6-1: مقدمه. 89

6-2: نتایج آزمایش‌های بتن سخت شده 89

6-2-1: چگالی.. 89

6-2-2: مقاومت فشاری.. 90

6-2-3: عملکرد سازه‌ای.. 93

6-2-4: نتایج آزمایش مقاومت کششی به روش دونیم شدن.. 94

6-2-5: مقاومت فشاری برحسب مقاومت کششی.. 96

6-2-6: مقاومت خمشی.. 98

6-2-7: مقاومت فشاری برحسب مقاومت خمشی.. 101

6-2-8: مدول الاستیسیته بتن.. 103

6-2-9: مقاومت فشاری برحسب مدول الاستیسیته. 104

6-2-10: جذب آب… 106

6-3: نتیجه‌گیری.. 108

6-4: پیشنهاد برای تحقیقات آینده 111

مراجع.. 113

فهرست جدول­ها

عنوان                                                                                                                                   صفحه

جدول2-1 آنالیز شیمیایی دانه لیکا 26

جدول2-2: آنالیز شیمیایی ورمیکولیت متورق املش و برخی ویژگی های فیزیکی آن.. 29

جدول 3-1: الزامات خاصیت پوزولانی در مواد. 35

جدول 4-1:خواص متداول الیاف… 54

جدول4-2: اشکال مختلف الیاف فولادی.. 55

جدول 5-1: مقاومت فشاری سیمان تیپ 2 هگمتان.. 73

جدول 5-2: خصوصیات سیمان تیپ 2 هگمتان.. 74

جدول 5-3: آنالیز شیمیایی سیمان و میکروسیلیس…. 74

جدول 5-4: مشخصات نانوسیلیس…. 75

جدول 5-5: مشخصات فوق روان کننده 75

جدول 5-6: دانه بندی ماسه مصرفی.. 76

جدول5-7: مشخصات اسکوریا 77

جدول 5-8:دانه‌بندی اسکوریا 78

جدول5-9: مشخصات الیاف فولادی.. 79

جدول5-10: مشخصات : الیاف پلی‌پروپیلن.. 80

جدول5-11: طرح های اختلاط بتن.. 81

جدول 6-1: نتایج مقاومت فشاری.. 90

جدول 6-2: نتایج عملکرد سازه ای طرح های مختلف… 93

جدول 6-3: نتایج مقاومت کششی.. 94

جدول 6-4: نتایج مقاومت خمشی.. 98

جدول 6-5: نتایج مدول الاستیسیته. 104

جدول6-6: نتایج جذب آب… 107

 

 

 

 

فهرست نمودارها

عنوان                                                                                                                                   صفحه

نمودار 5-1:منحنی دانه بندی ماسه مصرفی.. 77

نمودار5-2:منحنی دانه‌بندی اسکوریا با بزرگ‌ترین اندازه 5/9 میلی‌متر. 78

نمودار5-3: منحنی دانه‌بندی اسکوریا با بزرگ‌ترین اندازه 5/12 میلی‌متر. 79

نمودار 6-1 : تغییرات چگالی.. 89

نمودار6-2: تغییرات مقاومت فشاری در سن 7 روزه 91

نمودار6-3: تغییرات مقاومت فشاری در سن 28 روزه 91

نمودار6-4: تغییرات مقاومت فشاری در سن 7 و28 روزه 91

نمودار 6-5: مقایسه عملکرد سازه ای طرح های مختلف… 94

نمودار 6-6: نمودار تغییرات مقاومت کششی.. 95

نمودار6- 7: رابطه بین مقاومت فشاری و مقاومت کششی.. 96

نمودار6 – 8: رابطه بین مقاومت فشاری و مقاومت کششی در بتن حاوی میکروسیلیس…. 97

نمودار 6- 9: رابطه بین مقاومت فشاری و مقاومت کششی در بتن حاوی نانوسیلیس…. 97

نمودار 6-10: رابطه بین مقاومت فشاری و مقاومت کششی در بتن حاوی سبکدانه اسکوریا با دانه‌بندی‌های مختلف……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..97

نمودار6-11: نمودار تغییرات مقاومت خمشی.. 99

نمودار 6 -12: رابطه بین مقاومت فشاری و مقاومت خمشی.. 101

نمودار6 -13: رابطه بین مقاومت فشاری و مقاومت خمشی در بتن حاوی میکروسیلیس…. 102

نمودار 6-14: رابطه بین مقاومت فشاری و مقاومت خمشی در بتن حاوی نانوسیلیس…. 102

نمودار 6-15: رابطه بین مقاومت فشاری و مقاومت خمشی در بتن حاوی سبکدانه اسکوریا با دانه­بندی­های مختلف…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..102

نمودار 6-16: نمودار تغییرات مدول الاستیسیته. 104

نمودار 6-17: رابطه بین مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته. 105

نمودار 6-18: رابطه بین مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته در بتن حاوی میکروسیلیس…. 105

نمودار6-19: رابطه بین مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته در بتن حاوی نانوسیلیس…. 105

نمودار 6-20: رابطه بین مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته در بتن حاوی سبکدانه اسکوریا با دانه بندی های مختلف   106

نمودار 6-21: مقایسه جذب آب کوتاه مدت و نهایی طرح های اختلاط بتن.. 107

فهرست شکل­ها

عنوان                                                                                                                                   صفحه

شکل 2-1: محدوده های وزن حجمی بتن های ساخته شده با انواع مختلف سنگدانه های سبک 7

شکل 2-2: ارتباط بین وزن مخصوص و مقاومت فشاری.. 7

شکل 2- 3: استادیوم کولوسیوم 9

شکل 2- 4:  معبد پانتئون…………………………………………………………………………………………………………………………………9

شکل 2-5: طیف سنگدانه های سبک 21

شکل 2-6 : سطح ظاهری سبکدانه اسکوریا 23

شکل 2-7 : سبکدانه پومیس…. 24

شکل2-8: سبکدانه توف… 25

شکل 2-9: آنالیز شیمیایی دانه لیکا 27

شکل2-10: ورمیکولیت املش.………………………………………………………………………………………………………………………..28

شکل 2-11 رگه ورمیکولیتی در اسفندقه کرمان…………………………………………………………………………………………..28

شکل 3-1: اثر جایگزینی پوزولان در حرارت هیدراتاسیون سیمان.. 38

شکل 4-1: رفتار بار – تغییر شکل بتن ساده و الیافی.. 53

شکل 4-2: نقش الیاف در مراحل مختلف ترک‌خوردگی کششی بتن.. 53

شکل 4-3: عوامل موثر بر روی خواص مکانیکی بتن الیافی: الف)تاثیر افزایش حجم الیاف, ب) تاثیر افزایش نسبت ظاهر 59 و59

شکل 4-4 : تاثیر الیاف بر روی مقاومت نظیر اولین ترک… 60

شکل4-5 : مقایسه بین تاثیرات چیندار بودن و دندانه دار بودن الیاف بر روی مقاومت در برابر ضربه. 61

شکل 4- 6 :نمودار تنش – کرنش…. 64

شکل 4-7: رابطه بین حجم الیاف و میزان اسلامپ 66

شکل 4-8 : رابطه بین حجم الیاف و چگالی.. 66

شکل 4-9: نمودار تنش – کرنش…. 67

شکل 4-10: رابطه بین حجم الیاف و مقاومت فشاری.. 68

شکل5-1: دستگاه اندازه‌گیری مقاومت فشاری.. 83

شکل5-2: دستگاه اندازه‌گیری مقاومت کششی.. 84

شکل5-3: دستگاه اندازه‌گیری مقاومت خمشی.. 85

شکل5-4: دستگاه اندازه‌گیری مدول الاستیسیته. 86

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo