دانلود پروژه:اثر ترکیب درصد مواد تشکیل دهنده ژئوسیمان بر روی خواص سیمان و بتن تولیدی

فصل اول: مقدمه………………………………………………………………………………………………………………..1

1-1-مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………………2

فصل دوم: تئوری ژئوپلیمر و مواد اولیه مورد نیاز………………………………………………………………………4

2-1-مکانیزم و واکنش­های گیرش…………………………………………………………………………………………………………………….5

2-2-طبقه بندی ساختمان ژئوپلیمرها………………………………………………………………………………………………………………….8

2-3-مقایسه مراحل تشکیل ژئوپلیمر با زئولیت…………………………………………………………………………………………………….9

2-4-تاثیر عوامل مختلف فرآیندی بر نانو ساختار آن…………………………………………………………………………………………..10

2-5-کاربرد کائولن در صنعت سیمان و تولید دیرگدازها…………………………………………………………………………………….11

2-6-کائولن­زایی در ایران………………………………………………………………………………………………………………………………13

2-7-کانه ­آرایی و شست­و­شوی کائولن……………………………………………………………………………………………………………13

2-8-آشنایی با سیلیکات سدیم……………………………………………………………………………………………………………………….15

2-8-1-نسبت سیلیس به سودا………………………………………………………………………………………………..16

2-9-روش تولید سیلیکات سدیم…………………………………………………………………………………………………………………….16

2-9-1-گام نخست: تولید ساچمه (خرده شیشه)…………………………………………………………………………………………………17

2-9-2-گام دوم: تبدیل به آب شیشه……………………………………………………………………………………………………………….17

2-9-3-گام سوم: تغییر نسبت سیلیس به سودا…………………………………………………………………………………………………….17

فصل سوم: مروری بر کارهای گذشته……………………………………………………………………………………19

مروری بر کارهای گذشته………………………………………………………………………………………………………………………………20

فصل چهارم: مواد و روش تحقیق…………………………………………………………………………………………23

4-1-مواد اولیه…………………………………………………………………………………………………………………………………………….24

4-2-دستگاه­های مورد استفاده………………………………………………………………………………………………………………………..26

4-2-1-دستگاه الک…………………………………………………………………………………………………………………………………….26

4-2-2-دستگاه همزن……………………………………………………………………………………………………………………………………26

4-2-3-دستگاه اندازه­گیری مقاومت فشاری……………………………………………………………………………………………………..27

4-2-4-دستگاه اندازه­گیری زمان گیرش…………………………………………………………………………………………………………..28

4-3- مراحل انجام آزمايشات………………………………………………………………………………………………………………………..29

4-3-1-طراحي آزمايش……………………………………………………………………………………………………………………………….29

4-3-1-1-مراحل انجام طراحي آزمايش………………………………………………………………………………………………………….30

4-3-1-2-طراحي آزمايشات به روش پاسخ سطح براي بهينه سازي……………………………………………………………………….32

4-3-1-2-1-روش Central Composite در طراحي پاسخ سطح (CCD)………………………………………………………33

4-3-2-طراحی آزمایش مورد استفاده در این تحقیق…………………………………………………………………………………………..36

4-3-3-نحوه انجام آزمایشات………………………………………………………………………………………………………………………..38

4-3-3-1-شیوه اندازه­گیری زمان گیرش و مقاومت فشاری………………………………………………………………………………….39

فصل پنجم: نتایج بدست آمده و بحث در مورد آن­ها………………………………………………………………41

5-1-نتایج بدست آمده از روش طراحی آزمایشات در اندازه­گیری مقاومت فشاری………………………………………………….42

5-1-1-ارائه مدل ریاضی و بررسی اثر پارامترهای مورد نظر برای مقاومت فشاری 3 روزه………………………………………….43

5-1-2-ارائه مدل ریاضی و بررسی اثر پارامترهای مورد نظر برای مقاومت فشاری 7 روزه………………………………………….47

5-1-3-ارائه مدل ریاضی و بررسی اثر پارامترهای مورد نظر برای مقاومت فشاری 28 روزه………………………………………..51

5-2-نتایج بدست آمده از روش طراحی آزمایشات در اندازه­گیری زمان گیرش………………………………………………………55

5-2-1-ارائه مدل ریاضی و بررسی اثر پارامترهای مورد نظر برای زمان گیرش اولیه………………………………………………….56

5-2-2-ارائه مدل ریاضی و بررسی اثر پارامترهای مورد نظر برای زمان گیرش نهایی…………………………………………………60

5-3-تعيين شرايط بهينه برای دست­یابی به کمترین زمان گیرش و بیشترین مقاومت فشاری…………………………………………64

5-4-مقایسه خصوصیات فیزیکی و مکانیکی ژئوپلیمر تولیدی با بتن حاصل از سیمان تیپ دو……………………………………..65

5-4-1-مقایسه مقاومت فشاری و زمان گیرش……………………………………………………………………………………………………65

5-4-2-مقایسه وزن و چگالی نمونه های ساخته شده با بتن تولیدی حاصل از سیمان تیپ دو………………………………………66

5-5-مقایسه آنالیز XRD کائولن و متاکائولن تهیه شده………………………………………………………………………………………67

فصل ششم: جمع بندی و پیشنهادات………………………………………………………………………………………69

6-1-جمع بندي و نتيجه گيري………………………………………………………………………………………………………………………..70

6-2-پیشنهادات……………………………………………………………………………………………………………………………………………71

فهرست منابع و مراجع……………………………………………………………………………………………………………………………………72

فهرست اشکال

شکل 2-1 واکنش ژئوپلیمریزاسیون مواد اولیه………………………………………………………………………………………..5

شکل 2-2 مراحل تشکیل ژئوپلیمر از مونومرهای اولیه……………………………………………………………………………..6

شکل 2-3 مونومرهای اولیه آلومینوسیلیکاتی………………………………………………………………………………………….9

شکل 2-4 ساختار کریستالی مونومر انواع ژئوپلیمر………………………………………………………………………………..11

شکل 4-1 کائولن تولیدی شرکت سپاهان مهر……………………………………………………………………………………..24

شکل 4-2 همزن مورد استفاده در این تحقیق……………………………………………………………………………………….27

شکل 4-3 دستگاه سوزن ویکات……………………………………………………………………………………………………….29

شکل 4-4 نمای سه بعدی از روش پاسخ سطح……………………………………………………………………………………..33

شکل 4-5 روش طراحی CCD، برای a دو عامل و برای b سه عامل…………………………………………………………34

شکل 4-6 پاسخ سطح برای آزمایش پخش شدن کاغذ………………………………………………………………………….36

شکل 4-7 بتن ژئوپلیمر قبل از خروج از قالب………………………………………………………………………………………39

شکل 4-8 ژئوپلیمر تولیدی………………………………………………………………………………………………………………40

شکل5-1 رابطه بین مقادیر حاصل از آزمایشات با مقادیر پیش بینی شده از مدل برای مقاومت فشاری 3 روزه….45

شکل5-2(الف) منحنی پاسخ سطح که تأثیر دو متغیر Aو Bرا بر مقاومت فشاری 3 روزه نشان می­دهد…………..45

شکل5-2(ب)منحنی پاسخ سطح که تأثیر دو متغیر AوCرا بر مقاومت فشاری 3 روزه نشان می­دهد……………46

شکل5-2(پ)منحنی پاسخ سطح که تأثیر دو متغیر B و Cرا بر مقاومت فشاری 3 روزه نشان می­دهد…………….46

شکل5-3 رابطه بین مقادیر حاصل از آزمایشات با مقادیر پیش بینی شده از مدل برای مقاومت فشاری 7 روزه…..49

شکل5-4 (الف) منحنی پاسخ سطح که تأ ثیر دو متغیر A و Bرا بر مقاومت فشاری 7 روزه نشان می­دهد…………49

شکل5-4(ب)منحنی پاسخ سطح که تأثیر دو متغیر A وCرا بر مقاومت فشاری 7 روزه نشان می­دهد……………..50

شکل5-4(پ)منحنی پاسخ سطح که تأثیر دو متغیر B و Cرا بر مقاومت فشاری 7 روزه نشان می­دهد…………….50

شکل5-5 رابطه بین مقادیر حاصل از آزمایشات با مقادیر پیش بینی شده از مدل برای مقاومت فشاری 28 روزه.53

شکل5-6 (الف) منحنی پاسخ سطح که تأثیر دو متغیر A و Bرا بر مقاومت فشاری 28 روزه نشان می­دهد………53

شکل5-6(ب) منحنی پاسخ سطح که تأثیر دو متغیر A و Cرا بر مقاومت فشاری 28 روزه نشان می­دهد………….54

شکل5-6(پ)منحنی پاسخ سطح که تأثیر دو متغیر B و Cرا بر مقاومت فشاری 28 روزه نشان می­دهد………….54

شکل5-7 رابطه بین مقادیر حاصل از آزمایشات با مقادیر پیش بینی شده از مدل برای زمان گیرش اولیه………….58

شکل5-8(الف)منحنی پاسخ سطح که تأثیر دو متغیر A و Bرا بر زمان گیرش اولیه نشان می­دهد…………………..58

شکل5-8(ب)منحنی پاسخ سطح که تأثیر دو متغیر A و Cرا بر زمان گیرش اولیه نشان می­دهد…………………….59

شکل5-8(پ)منحنی پاسخ سطح که تأثیر دو متغیر B و Cرا بر زمان گیرش اولیه نشان می­دهد…………………….59

شکل5-9 رابطه بین مقادیر حاصل از آزمایشات با مقادیر پیش بینی شده از مدل برای زمان گیرش نهایی……….62

شکل5-10(الف)منحنی پاسخ سطح که تأثیر دو متغیر A و Bرا بر زمان گیرش نهایی نشان می­دهد……………..62

شکل5-10(ب)منحنی پاسخ سطح که تأثیر دو متغیر A و Cرا بر زمان گیرش نهایی نشان می­دهد……………….63

شکل5-10(پ) منحنی پاسخ سطح که تأثیر دو متغیر B و Cرا بر زمان گیرش نهایی نشان می­دهد………………..63

شکل 5- 11 مقایسه خواص ژئوپلیمر تهیه شده در شرایط بهینه با بتن تولیدی سیمان تیپ دو (الف) مقاومت فشاری (ب) زمان گیرش……………………………………………………………………………………………………………………………65

شکل5- 12 مقایسه وزن نمونه­های تهیه شده با بتن سیمان تیپ دو……………………………………………………………67

شکل5- 13 (الف) آنالیز XRD کائولن………………………………………………………………………………………………68

شکل5- 13(ب) آنالیز XRD متاکائولن……………………………………………………………………………………………..68

فهرست جداول

جدولشماره2-1 مقایسه مراحل تشکیل ژئوپلیمر و زئولیت……………………………………………………………………10

جدولشماره2-2 آنالیز شیمیایی رس­ها……………………………………………………………………………………………..12

جدولشماره2-3 ترکیب شیمیایی و کانی شناسی کانسنگ معادن کائولن ایران…………………………………………14

جدولشماره2-4 کاربرد و محدوده نسبت های مختلف R ………………………………………………………………….16

جدولشماره4-1 ترکیب شیمیایی کائولن سپاهان مهر………………………………………………………………………….24

جدولشماره4-2 آنالیز مینرالی کائولن سپاهان مهر………………………………………………………………………………25

جدولشماره4-3 ترکیب درصد متاکائولن تولیدی………………………………………………………………………………25

جدولشماره 4-4 ترکیب شیمیایی محلول سیلیکات سدیم آریا سیلیکات اصفهان………………………………………25

جدول شماره 4-5 طراحي به روش Central Composite براي آزمايش دو عاملي………………………………………34

جدول شماره 4-6 آناليز واريانس………………………………………………………………………………………………………35

جدول شماره 4-7رابطه بين کدها و تغييرات واقعي متغيرها……………………………………………………………………..37

جدول شماره 4-8متغير­هاي مستقل و سطوح آن­ها برايCCD…………………………………………………………..37

جدول شماره4-9طراحيآزمايشباCCDبرايمطالعه سه فاکتور آزمايشگاهي به صورت کد وسطوح واقعي….38

جدولشماره5-1 طراحی آزمایش به کمک روش CCD و نتایج حاصل از آزمایش­های مقاومت فشاری……….42

جدولشماره5-2 آنالیز واریانس مقاومت فشاری 3 روزه………………………………………………………………………43

جدولشماره 5-3  R² حاصل از آنالیز واریانس برای مقاومت فشاری 3 روزه…………………………………………….44

جدولشماره 5-4 آنالیز واریانس برای مقاومت فشاری 7 روزه……………………………………………………………….47

جدولشماره 5-5  R²حاصل از آنالیز واریانس برای مقاومت فشاری 7 روزه……………………………………………..48

جدولشماره5-6 آنالیز واریانس مقاومت فشاری 28 روزه……………………………………………………………………..51

جدولشماره 5-7 R² حاصل از آنالیز واریانس برای مقاومت فشاری 28 روزه……………………………………………52

جدولشماره5-8 نتایج حاصل از آزمایش­های مربوط به زمان گیرش و طراحی آزمایش به روش CCD……….55

جدولشماره 5-9 آنالیز واریانس برای زمان گیرش اولیه……………………………………………………………………….56

جدولشماره 5- 10 R² حاصل از آنالیز واریانس برای زمان گیرش اولیه…………………………………………………..57

جدولشماره 5- 11 آنالیز واریانس برای زمان گیرش نهایی……………………………………………………………………60

جدول شماره 5-12 R² حاصل از آنالیز واریانس برای زمان گیرش نهایی…………………………………………………………….61

جدولشماره 5-13 شرایط بهینه پاسخ­ها……………………………………………………………………………………………..64

جدولشماره 5-14 مقایسه نتایج تجربی با داده­های نرم افزار در شرایط بهینه پاسخ­ها………………………………….65

جدولشماره5-15 وزن و چگالی نمونه­ها پس از سه روز تولید………………………………………………………………66