دانلود پروژه:بهبود خواص مهندسی بتن سبک با استفاده از میکروسیلیس و متاکائولن

فهرست

عنوان                                                                                                               صفحه

فهرست جدول ها………………………………………………………………………………………………..و

فهرست نمودار ها………………………………………………………………………………………………ح

فهرست شکل ها ……………………………………………………………………………………………….ط

فصل اول: کلیات

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

1-2 علل انجام تحقیق بر روی بتن سبک …………………………………………………………………………………………… 2

1-3 خلاصه‌ای از تحقیقات انجام‌گرفته در این زمینه ………………………………………………………………………… 3

1-4 اهداف پایان‌نامه ……………………………………………………………………………………………………………………………. 5

1-5 فصل‌بندی پایان‌نامه………………………………………………………………………………………………………………………. 7

فصل دوم: بتن سبک

2-1 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 9

2-2 تاریخچه………………………………………………………………………………………………………………………………………. 9

2-3 مشخصات عمومی بتن سبک…………………………………………………………………………………………………….. 10

2-3-1 مقاومت فشاری بتن سبک…………………………………………………………………………………………………….. 10

2-3-2 مقاومت کششی بتن سبک……………………………………………………………………………………………………. 10

2-3-3 مدول الاستیسیته بتن سبک…………………………………………………………………………………………………. 11

2-3-4 تخلخل و جذب آب……………………………………………………………………………………………………………….. 12

2-3-5 خزش و انقباض بتن سبک……………………………………………………………………………………………………. 12

2-3-6 مقاومت فشاری و وزن مخصوص بتن سبک………………………………………………………………………….. 13

2-3-7 دوام بتن سبک………………………………………………………………………………………………………………………. 13

2-3-8 اثر رطوبت در بتن سبک……………………………………………………………………………………………………….. 13

2-3-9 قابلیت انتقال حرارت ……………………………………………………………………………………………………………. 13

2-3-9-1 مقاومت در برابر حریق………………………………………………………………………………………………………. 14

2-4 توجیه اقتصادی…………………………………………………………………………………………………………………………… 14

2-5 لیکا……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 15

2-5-1 انواع لیکا………………………………………………………………………………………………………………………………… 17

2-5-2 استفاده از لیکا در صنعت ساختمان ……………………………………………………………………………….18

2-6 انواع بتن سبک ازنظر باربری……………………………………………………………………………………………………… 19

2-6-1 بتن سبک غیر سازه‌ای…………………………………………………………………………………………………………… 19

2-6-2 بتن سبک سازه‌ای………………………………………………………………………………………………………………….. 19

2-7 روش‌های تولید بتن سبک…………………………………………………………………………………………………………. 18

2-8 بتن سبک با سنگ‌دانه‌های سبک………………………………………………………………………………………………. 19

2-9 پوزولان……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 22

2-10 میکروسیلیس و متاکائولن……………………………………………………………………………………………………….. 22

2-10-1 میکروسیلیس ……………………………………………………………………………………………………………………… 23

2-10-1-1 معرفی……………………………………………………………………………………………………………………………… 23

2-10-1-2 فواید استفاده از میکروسیلیس……………………………………………………………………………………….. 23

2-10-1-3 میزان مصرف میکروسیلیس…………………………………………………………………………………………… 24

2-10-1-4 نتیجه‌گیری استفاده از میکروسیلیس …………………………………………………………………………… 25

2-10-1-5 ژل میکروسیلیس……………………………………………………………………………………………………………. 25

2-10-2 متاکائولن ……………………………………………………………………………………………………………………………. 26

2-10-2-1 تعریف …………………………………………………………………………………………………………………………….. 26

2-10-2-2 کائولین……………………………………………………………………………………………………………………………. 28

2-10-2-3 خواص فیزیکی و شیمیایی کائولن ………………………………………………………………………………… 28

2-10-2-4 اندازه ذرات …………………………………………………………………………………………………………………….. 28

2-10-2-5 تکلیس…………………………………………………………………………………………………………………………….. 29

2-10-2-6 ساخت متاکائولن…………………………………………………………………………………………………………….. 31

2-11 روان کننده ……………………………………………………………………………………………………………………………… 31

2-11-1 اهداف استفاده از روان کننده …………………………………………………………………………………………….. 32

2-11-2 انواع روان کننده………………………………………………………………………………………………………………….. 32

2-11-3 مکانیسم عملکرد روان کننده‌ها …………………………………………………………………………………………. 32

2-11-4 فوق روان کننده‌ها ……………………………………………………………………………………………………………… 33

2-12 بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی بتن حاوی لیکا و میکروسیلیس………………………………………. 34

2-12-1 وزن مخصوص دانه‌های لیکا………………………………………………………………………………………………… 34

2-12-2 جذب آب دانه‌های لیکا……………………………………………………………………………………………………….. 35

2-12-3 طرح‌های اختلاط و نتایج آزمایشگاهی……………………………………………………………………………….. 36

فصل سوم: برنامه‌های آزمایشگاهی

3-1 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 39

3-2 مصالح مصرفی…………………………………………………………………………………………………………………………….. 39

3-2-1 سیمان……………………………………………………………………………………………………………………………………. 39

3-2-2 متاکائولن………………………………………………………………………………………………………………………………… 40

3-2-3 میکروسیلیس…………………………………………………………………………………………………………………………. 41

3-2-4 فوق روان کننده…………………………………………………………………………………………………………………….. 42

3-2-5 لیکا ……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 43

3-2-5-1 دانه بندی و وزن مخصوص…………………………………………………………………………………………………43

3-2-5-2 جذب آب……………………………………………………………………………………………………………………………..45

3-3 طرح اختلاط……………………………………………………………………………………………………………………………….. 46

3-4 ساخت نمونه‌ها……………………………………………………………………………………………………………………………. 47

3-5 نگهداری نمونه‌ها………………………………………………………………………………………………………………………… 47

3-6 نحوه انجام آزمایش‌ها و دستگاه‌های آن…………………………………………………………………………………….. 48

فصل چهارم: ارائه نتایج و تحلیل

4-1 مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………. 54

4-2 آزمایش‌های مقاومت فشاری………………………………………………………………………………………………………. 55

4-2-1 بررسی رشد مقاومت فشاری برای طرح‌ها باحالت‌های نگهداری مختلف ……………………………. 58

4-2-1-1 طرح 1 (شاهد)………………………………………………………………………………………………………………….. 58

4-2-1-2 طرح 2 (با پوزولان میکروسیلیس) ………………………………………………………………………………….. 59

4-2-1-3 طرح 3 (با پوزولان متاکئولن)…………………………………………………………………………………………… 60

4-2-1-4 طرح 4 (با پوزولان های میکروسیلیس و متاکائولن)……………………………………………………….. 61

4-2-2 مقایسه رشد مقاومت فشاری در طرح‌های ساخته‌شده ……………………………………………………….. 61

4-2-3 علت تفاوت رشد مقاومت بین طرح‌های مختلف …………………………………………………………………. 62

4-3 آزمایش‌های مقاومت کششی غیرمستقیم (برزیلی)…………………………………………………………………… 64

4-3-1 مقایسه نمودارهای مقاومت کششی در حالت‌های خشک و مرطوب…………………………………… 66

4-3-1-1 طرح 1 (شاهد)………………………………………………………………………………………………………………….. 66

4-3-1-2 طرح 2 (با پوزولان میکروسیلیس)……………………………………………………………………………………. 68

4-3-1-3 طرح 3 (با پوزولان متاکئولن)…………………………………………………………………………………………… 68

4-3-1-4 طرح 4 (با پوزولان های میکروسیلیس و متاکائولن)……………………………………………………….. 68

4-3-2 مقایسه رشد مقاومت کششی در چهار طرح‌های ساخته‌شده ……………………………………………… 68

4-3-3 تحلیل و مقایسه نتایج آزمایش‌های مقاومت کششی برزیلی با آیین‌نامه‌ها………………………….. 69

4-4 دلایل تفاوت مقاومت فشاری و کششی بین شرایط نگهداری خشک و مرطوب …………………….. 71

4-5 تخمین مقاومت فشاری و کششی 90 روزه از روی مقاومت 7 روزه…………………………………………. 72

4-6 آزمایش‌های مدول الاستیسیته…………………………………………………………………………………………………… 73

4-6-1 مقایسه مدول الاستیسیته میانگین برای چهار طرح ساخته‌شده…………………………………………. 76

4-6-2 تحلیل و مقایسه میان نتایج  مدول الاستیسیته به دست آمده و آیین‌نامه‌ها……………………… 76

4-7 مقایسه‌ای نتایج آزمایشگاهی پایان‌نامه حاضر با یکی از مقالات ارائه‌شده………………………………… 79

4-7-1 طرح اختلاط …………………………………………………………………………………………………………………………. 79

4-7-2 مقایسه و تحلیل نتایج ………………………………………………………………………………………………………….. 80

4-7-3 جمع بندی و نتیجه‌گیری کلی مقایسه دو آزمایش …………………………………………………………….. 82

4-8 تفاوت نتایج آزمایش بر روی بتن با سبک دانه (سبک) و بتن با سنگ‌دانه (معمولی) ……………. 82

فصل پنجم: نتیجه‌گیری

5-1 نتیجه‌گیری…………………………………………………………………………………………………………………………………. 84

5-2 پیشنهادهای ادامه کار ………………………………………………………………………………………………………………. 85

مراجع………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 86

پیوست-1: نتایج و نمودارهای ارائه‌شده توسط آزمایشگاه مکانیک خاک اصفهان……………………………. 90

 

فهرست جدول ها

فصل دوم

جدول 2-1 طبقه‌بندی لیکا ازنظر کاربرد …………………………………………………………………………………………. 17

جدول 2-2 کاربردهای سبک دانه لیکا در ایران و جهان………………………………………………………………….. 17

جدول 2-3 جذب آب دانه‌های لیکا ………………………………………………………………………………………………….. 35

جدول 2-4 طرح های اختلاط  بتن سبک حاوی لیکا …………………………………………………………………. 36

جدول 2-5 نتایج آزمایش مقاومت فشاری ……………………………………………………………………………………….. 36

جدول 2-6 نتایج آزمایش مقاومت کششی در سن 28 روز …………………………………………………………….. 37

جدول 2-7 نتایج آزمایش مقاومت خمشی در سن 28 روز …………………………………………………………….. 37

فصل سوم

جدول 3-1 آنالیز سیمان تیپ – II اردستان …………………………………………………………………………………….. 40

جدول 3-2 مشخصات فیزیکی متاکائولن …………………………………………………………………………………………. 41

جدول 3-3 آنالیز شیمیایی متاکائولن شرکت آسان سرام ……………………………………………………………….. 41

جدول 3-4 آنالیز شیمیایی میکروسیلیس شرکت فابیر …………………………………………………………………… 42

جدول 3-5 بیشینه فضایی دانه های سبک برای مصرف در بتن سبک باربر …………………………………….43

جدول 3-6 خلاصه نتایج آزمایش وزن مخصوص توده ای سبک دانه لیکای مصرفی ……………………….43

جدول 3-7 حدود دانه‌بندی دانه‌های سبک در بتن باربر (سازهای) ……………………………………………….. 44

جدول 3-8 درصد جذب آب دانه های لیکای مصرفی …………………………………………………………………….. 46

جدول 3-9 طرح‌های اختلاط برحسب (Kg/m³) …………………………………………………………………………….. 46

فصل چهارم

جدول 4-1 مقاومت فشاری طرح 1 (شاهد) برحسب (Kg/cm³)……………………………………………………… 55

جدول 4-2 مقاومت فشاری طرح 2 برحسب (Kg/cm³) ………………………………………………………………….. 56

جدول 4-3 مقاومت فشاری طرح 3 برحسب (Kg/cm³) ………………………………………………………………….. 57

جدول 4-4 مقاومت فشاری طرح 4 برحسب (Kg/cm³) ………………………………………………………………….. 58

جدول 4-5 اثر افزایش درصد جایگزینی پوزولان بر پارامترهای مختلف بتن ……………………………….. 63

جدول 4-6 مقاومت کششی برای طرح 1………………………………………………………………………………………….. 64

جدول 4-7 مقاومت کششی برای طرح 2………………………………………………………………………………………….. 65

جدول 4-8 مقاومت کششی برای طرح 3 …………………………………………………………………………………………. 65

جدول 4-9 مقاومت کششی برای طرح 4 …………………………………………………………………………………………. 66

جدول 4-10 برخی از رایج‌ترین روابط معمول جهت پیش‌بینی مقاومت کششی غیرمستقیم …….. 70

جدول 4-11 مقایسه مقاومت کششی برزیلی بین نتایج آزمایش‌ها با روابط معمول ……………………… 70

جدول 4-12 نتایج آزمایش‌های مدول الاستیسیته طرح 1 ……………………………………………………………… 74

جدول 4-13 نتایج آزمایش‌های مدول الاستیسیته طرح 2 ……………………………………………………………… 74

جدول 4-14 نتایج آزمایش‌های مدول الاستیسیته طرح 3 ……………………………………………………………… 75

جدول 4-15 نتایج آزمایش‌های مدول الاستیسیته طرح 4 ……………………………………………………………… 75

جدول 4-16 برخی از رایج‌ترین روابط برای تخمین مدول الاستیسیته ………………………………………….. 77

جدول 4-17 مقایسه بین تخمین‌های زده‌شده به‌وسیله روابط رایج با نتایج آزمایش‌ها………………….. 78

جدول 4-18 طرح های اختلاط مقاله مورد مقایسه………………………………………………………………………….. 79

جدول 4-19 مقایسه نتایج وزن مخصوص…………………………………………………………………………………………. 82

فهرست نمودارها

فصل سوم

نمودار 3-1 دانه بندی لیکای مصرفی …………………………………………………………………………………………………43

فصل چهارم

نمودار 4-1 مقایسه رشد مقاومت فشاری میانگین در حالت‌های خشک و مرطوب برای طرح 1……. 59

نمودار 4-2 مقایسه رشد مقاومت فشاری میانگین در حالت‌های خشک و مرطوب برای طرح 2…….. 59

نمودار 4-3 مقایسه رشد مقاومت فشاری میانگین در حالت‌های خشک و مرطوب برای طرح 3…….. 60

نمودار 4-4 مقایسه رشد مقاومت فشاری میانگین در حالت‌های خشک و مرطوب برای طرح 4…….. 60

نمودار 4-5 مقایسه مقاومت‌های فشاری میانگین بین چهار طرح مورد آزمایش ……………………………… 62

نمودار 4-6 مقایسه رشد مقاومت کششی میانگین در حالت‌های خشک و مرطوب برای طرح 1…….. 67

نمودار 4-7 مقایسه رشد مقاومت کششی میانگین در حالت‌های خشک و مرطوب برای طرح 2 …… 67

نمودار 4-8 مقایسه رشد مقاومت کششی میانگین در حالت‌های خشک و مرطوب برای طرح 3 …… 67

نمودار 4-9 مقایسه رشد مقاومت کششی میانگین در حالت‌های خشک و مرطوب برای طرح 4 …… 68

نمودار 4-10 مقایسه مقاومت‌های کششی میانگین بین چهار طرح مورد آزمایش ………………………….. 69

نمودار 4-11 مقایسه رابطه بین مقاومت فشاری و مقاومت کششی آزمایش شده با آیین‌نامه…………..71

نمودار 4-12 تخمین مقاومت فشاری 90 روزه از مقاومت فشاری 7 روزه ……………………………………. 73

نمودار 4-13 تخمین مقاومت کششی 90 روزه از مقاومت فشاری 7 روزه ……………………………………. 73

نمودار 4-14 مقایسه مدول الاستیسیته میانگین مابین طرح‌های ساخته‌شده ………………………………… 76

نمودار 4-15 مقایسه روابط بین مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته آزمایش شده و آیین‌نامه‌ها ….78

نمودار 4-16 مقایسه نتایج مقاومت فشاری ………………………………………………………………………………………..81

نمودار 4-17 مقایسه نتایج آزمایش و تخمین آیین نامه ACI برای مدول الاستیسیته ………………….81

فهرست شکل‌ها

فصل دوم

شکل 2-1 لیکا……………………………………………………………………………………………………………………………………. 16

شکل 2-2 دو پروژه انجام شده با بتن سبک حاوی سبکدانه لیکا …………………………………………………..18

شکل 2-3 بتن اسفنجی……………………………………………………………………………………………………………………… 20

شکل 2-4 بتن گازی………………………………………………………………………………………………………………………….. 21

شکل 2-5 بتن کفی……………………………………………………………………………………………………………………………. 21

شکل 2-6 میکروسیلیس……………………………………………………………………………………………………………………. 24

شکل 2-7 ژل میکروسیلیس………………………………………………………………………………………………………………. 26

شکل 2-8 متاکائولن…………………………………………………………………………………………………………………………… 27

شکل 2-9 کائولینیت………………………………………………………………………………………………………………………….. 30

فصل سوم

شکل 3-1 متاکائولن مورداستفاده در آزمایش…………………………………………………………………………………… 41

شکل 3-2 وان نگهداری نمونه‌ها برای شرایط اشباع………………………………………………………………………….. 48

شکل 3-3 دستگاه های آزمایش مقاومت………………………………………………………………………………………. 49

شکل 3-5 قالب برای آزمایش نمونه استوانه‌ای در آزمایش کشش برزیلی……………………………………….. 50

شکل 3-6 نمونه استوانه‌ای پس از شکست در دستگاه……………………………………………………………………… 51

شکل 3-7 پخش منظم سبک دانه در نمونه شکسته شده استوانه‌ای………………………………………………. 51

شکل 3-8 دستگاه تعیین مدول الاستیسیته بتن……………………………………………………………………….. 52