فرمت فایل : word ( قابل ویرایش ) میباشد.
تعداد صفحات: 200
پایان نامه برای دریافت درجه ی کارشناسی ارشد «M.SC»
چکیده:
با توجه به زلزله خیز بودن ایران، مسئله سبک سازی ساختمان ها، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. نظر به اینکه در کشور ما تا کنون تحقیقات جدی در این مورد صورت نگرفته است، بر آن شدیم تا موضوع پایان نامه را به این موضوع اختصاص دهیم.
استفاده از افزودنیهای گوناگون در بتن و محصولات سیمانی در سالهای اخیر مورد توجه ویژه ی محققین مختلف قرار گرفته است. الیاف تقویت کننده بتن را نیز می توان در این بخش به عنوان یکی ازپرمصرف ترین این افزودنیها درنظر گرفت. نتایج حاصل از مطالعات صورت گرفته در خصوص استفاده از الیاف پلی پروپیلن در بتنهای معمول، نشان دهنده تاثیر بسیار مثبت آن در این محصولات در جهت کنترل ترک خوردگی سطحی و افزایش برخی از پارامترهای مقاومتی آن مانند مقاومت خمشی می باشد.
در تحقیق پیش رو با مروری بر سوابق و مزیت های استفاده از الیاف پلی پروپیلن در بتن های سبکدانه، طرحهای اختلاطی با درصدها و اندازه های مختلف الیاف و همچنین با استفاده از مواد جایگزین سیمان نظیر پودر سنگ و میکروسیلیس، تولید و مورد آزمایش قرار گرفته و نتایج مورد ارزیابی قرار گرفتند.
یکی از راه های بهبود خصوصیات فیزیکی و افزایش مقاومت بتن های سبک، مسلح نمودن آن با الیاف است. این الیاف ممکن است انواع مختلفی داشته باشند. مانند الیاف پلی پروپیلن، الیاف فولادی، الیاف شیشه ای و... از جمله محاسن بتن های سبک مسلح به این الیاف، بهبود خواص مکانیکی، کاهش نفوذ پذیری، مقاومت شیمیایی بالا در برابر عوامل مخرب و مقاومت در برابر ضربه های مکانیکی شدید می باشد. جهت مقابله کردن با این مشکلات و رسیدن به بتنی با خصوصیات ذکر شده در بالا، تصمیم گرفتیم از الیاف پلی پروپیلن با توجه به خواص ویژه و ارزان بودن آن استفاده کنیم.
این پژوهش به بررسی مقاومت فشاری و خمشی، به عنوان دو شاخص اصلی از خواص مکانیکی بتن های سبک سازه ای ساخته شده با لیکا و حاوی الیاف پلی پروپیلن می پردازد. به همین منظور نمونه هایی با وزن حجمی کمتر از 1600 کیلو گرم بر مترمکعب و مقاومت فشاری استوانه ای 28 روزه بالای 17 مگا پاسکال تولید شده و سپس نمونه هایی از همین بتن با الیاف پلی پروپیلن با طول های 6 ،12 و19 میلی متر و درصد حجمی 1/0،2/0و3/0 تولید شده است. سپس تاثیر هر یک از پارامتر های طول و درصد الیاف، در مقاومت فشاری و خمشی نمونه ها مورد بررسی قرار گرفته است تا طرح اختلاط بهینه ای به جهت استفاده در کاربرد های سازه ای بدست آید. در انتها نیز به بررسی تاثیر پودر سنگ به عنوان پر کننده، بر مقاومت فشاری و خمشی نمونه ها پرداخته شده است
مقدمه(Introduction):
با توجه به قرار گیری ایران روی کمربند زلزله ای آلپ هیمالیا این کشور از لرزه خیز ترین کشور های جهان است پس لزوم استفاده از سازه های ضد زلزله از مفاهیم اساسی در صنعت ساخت و ساز این کشور می باشد و بتن که یکی از پر مصرف ترین مصالح ساختمانی است باید به دقت مورد توجه قرار گیرد. ضعف این ماده در کشش با قرار دادن آرماتور تا حد زیادی جبران شده است علاوه بر ضعف در کشش مساله دوام و پایایی این سازه ها بخصوص در محیط های خورنده و سخت نیز باید مورد توجه قرار گیرد. این مشکل را می توان با اضافه نمودن موادی به بتن بدون اینکه تغییر قابل ملاحظه ای در مقاومت ٱن صورت گیردجبران کرد.به طوری که بتوان به بتن هایی بادوام زیاد و انعطاف پذیری بالا دست یافت.همچنین وزن بیشتر سازه های بتنی به خصوص در دهانه های بزرگتر و بلندتریکی از مشکلات اساسی این سازه هااست که هم تاثیر قابل ملاحظه ای بر میزان لنگر خمشی داشته و هم بار زلزله را افزایش داده و از طرفی منجر به اشغال فضای بیشتری توسط تیر و ستون ها شده که از نقطه نظر معماری مطلوب نمی باشد و همانطور که می دانیم میزان خرابی های وارد بر یک بنا در اثر تکان های زلزله با وزن آن رابطه ی مستقیمی دارد به طوریکه هر چه سازه سنگین تر باشد در برابر زلزله آسیب پذیر تر خواهد بود پس هر چه وزن سازه را کاهش دهیم در برابر ویرانی ایمن تر شده.
فهرست مطالب:
چکیده
فصل اول مقدمه
پیشگفتار
2- اهداف و حیطه تحقیق
3- مراحل انجام پروژه
فصل دوم تاریخچه و مروری بر تحقیقات گذشته
1- مقدمه
2– 2 – تاریخچه
2- 1- تاریخچه استفاده از بتن سبک
2- 2- تاریخچه استفاده از الیاف
3 – مروری بر تحقیقات انجام یافته
فصل سوم کلیاتی در مورد بتن سبک و بتن الیافی
1- سبکدانه
1- 1- تعریف
1- 2- انواع سبکدانه
2- سبکدانه های طبیعی
3- سبکدانه های مصنوعی
3- خواص کلی سبکدانه ها
3- بررسی مقایسه ای سبکدانه ها
3- تعریف بتن سبک
3- روش های تولید بتن سبک
3- دسته بندی بتن سبک بر اساس زمینه های کاربرد
3- 8- 1- بتن سبک غیر سازه ای
3- 8- 2- بتن سبک نیمه سازه ای
3- 8- 3- بتن سبک سازه ای
3- 9- طبقه بندی بتن های سبک بر اساس روش دستیابی به سبکی
3- 10- انواع بتن های سبک
3- 10- 1- بتن گازی
3- 10- 2- بتن کفی
3 - 10- 3- بتن EPS
3- 10- 4- بتن بدون ریزدانه
3- 10- 5- بتن خاک اره ای
3- 11- بررسی اقتصادی بتن سبک
3- 12- مثال هایی از کاربرد بتن سبکدانه
3- 12- 1- کاربرد بتن سبکدانه در نیوزلند
3- 12- 2- کاربرد بتن سبکدانه در سوئد
3- 12- 3- کاربرد بتن سبکدانه درانگلستان
3- 13- بتن الیافی
3- 13- 1- مقدمه
3- 13- 2- شکل و اندازه الیاف
3- 13- 3- نسبت ظاهری الیاف
3- 13- 4- ضریب ارتجایی الیاف
3- 13- 5- پیوستگی الیاف به ماتریس
3- 13- 6- ضریب پواسن
3- 13- 7- خاصیت ارتجایی
3- 13- 8- مقاومت کششی الیاف
3- 13- 9- کرنش پذیری الیاف
3- 13- 10- حجم بحرانی الیاف
3- 13- 11- شیوه قرار گرفتن و توزیع الیاف در ماتریس
3- 13- 12- اصول تقویت الیاف با ماتریس ها
3- 13- 13- نقش الیاف در ترکیب های سیمانی
3- 13- 14- طاقت شکست
3- 13- 15- مقایسه استفاده از الیاف در بتن
3- 13- 16- تاثیر استفاده از الیاف در بتن
3- 13- 17- خواص مکانیکی بتن الیافی
3- 13- 18- الیاف و ماتریس سیمانی
3- 13- 18- الف- ماتریس پایه سیمانی
3- 13- 18- ب- مکانیزم تقویت الیاف در ماتریس بتن وبررسی مهمترین ویژگی های الیاف در بتن
3- 13- 19- بررسی روش های تولید محصولات سیمانی حاوی الیاف و روش های اختلاط الیاف
فصل چهارم بررسی مشخصات و خواص مصالح بکار رفته در این پژوهش
1- مقدمه
1- 1- سیمان
4- 1- 1- الف- تاریخچه سیمان
4- 1- 1- ب- سیمان و آنالیز شیمیایی آن
4- 1- 2- ماسه
4- 1- 2- الف- دانه بندی ماسه
4- 1- 2- ب- محاسبه ضریب نرمی ماسه
4- 1- 2- ج- محاسبه ارزش ماسه ای
4- 1- 2- د- نتایج آزمایش وزن مخصوص و جذب آب مصالح سنگی
4- 1- 2- د- 1- جذب آب سنگدانه ها
4- 1- 2- د- 2- نتایج آزمایش وزن مخصوص
4- 1- 3- لیکای مصرفی
4- 1- 3- الف- دانه بندی لیکا
4- 1- 3- ب- وزن مخصوص دانه های لیکا
4- 1- 3- ج- جذب آب دانه های لیکا
4- 1- 4- میکروسیلیس
4- 1- 4- الف- تعریف
4- 1- 4- ب- موارد کاربرد
4- 1- 4- ج- میزان مصرف
4- 1- 4- د- روش مصرف
4- 1- 4- پ- مواد سازنده میکروسیلیس(آنالیز شیمیایی)
4- 1- 4- ث- مشخصات فیزیکی و شیمیایی
4- 1- 4- ت- ملاحظات و نکات ایمنی
4- 1- 5- فوق روان کننده
4- 1- 5- الف- تعریف
4- 1- 5- ب- مکانیزم اثر فوق روان کننده ها
4- 1- 5- ج- خواص و اثرات فوق روان کننده
4- 1- 5- د- فوق روان کننده مصرفی
4- 1- 6- پودر سنگ آهک
4- 1- 7- آب
4- 1- 8- الیاف پلی پروپیلن
4- 1- 8- الف- تعریف
4- 1- 8- ب- الیاف پلی پروپیلن مصرفی و مشخصات آنها
4- 1- 9- مراحل کار آزمایشگاهی
فصل پنجم تجزیه و تحلیل نتایج
5- 1- آزمایشات انجام شده برای دستیابی به بتن شاهد
5- 2- آزمایش های مربوط به نمونه های فشاری
5- 2- 1- نتایج مربوط به نمونه های فشاری 3 روزه
5- 2- 1- الف- نتایج مربوط به نمونه های فشاری 3 روزه با طول الیاف 6 میلی متر
5- 2- 1- ب- نتایج مربوط به نمونه های فشاری 3 روزه با طول الیاف 12 میلی متر
5- 2- 1- ج- نتایج مربوط به نمونه های فشاری 3 روزه با طول الیاف 19 میلی متر
5- 2- 2- نتایج آزمایش های مربوط به نمونه های فشاری 7 روزه
5- 2- 2- الف- نتایج مربوط به نمونه های فشاری 7 روزه با طول الیاف 6 میلی متر
5- 2- 2- ب- نتایج مربوط به نمونه های فشاری 7 روزه با طول الیاف 12 میلی متر
5- 2- 2- ج- نتایج مربوط به نمونه های فشاری 7 روزه با طول الیاف 19 میلی متر
5- 2- 3- نتایج آزمایش های مربوط به نمونه های فشاری 28 روزه
5- 2- 3- الف- نتایج مربوط به نمونه های فشاری 28 روزه با طول الیاف 6 میلی متر
5- 2- 3- ب- نتایج مربوط به نمونه های فشاری 28 روزه با طول الیاف 12 میلی متر
5- 2- 3- ج- نتایج مربوط به نمونه های فشاری 28 روزه با طول الیاف 19 میلی متر
5- 3- تحلیل نتایج نمودارهای آزمایش مقاومت فشاری
5- 4- بهینه ترین نمونه فشاری از لحاظ طول و درصد الیاف برای نمونه های فشاری
5- 5- آزمایش های مربوط به نمونه های خمشی
5- 5- 1- نتایج مربوط به نمونه های خمشی
5- 5- 1- الف- نتایج میانگین مقاومت خمشی نمونه های 28 روزه با طول الیاف 6 میلی متر
5- 5- 1- ب- نتایج میانگین مقاومت خمشی نمونه های 28 روزه با طول الیاف 12 میلی متر
5- 5- 1- ج- نتایج میانگین مقاومت خمشی نمونه های 28 روزه با طول الیاف
6- 5- بهینه ترین نمونه خمشی از لحاظ طول و درصد الیاف
7- 5- تحلیل نتایج نمودار های آزمایش مقاومت خمشی
فصل ششم نتیجه گیری ها و پیشنهادات
6- 1- نتیجه گیری
6- 2- پیشنهادات
مراجع
ضمیمه
منابع و مأخذ:
١. Daneti Saradhi Babu , K. Ganesh Babu , Wee Tiong-HuanEffect of polystyrene aggregate size on
strength and moisture migration characteristics of lightweight concrete. Cement & Concrete Composites, , T. (٢٠٠٦),٢٨،٥٢٠-٥٢٧
٢. K. Ganesh Babu , D.Saradhi Babu, Behaviour of lightweight expanded polystyrene concrete
containing silica fume. CEMENT AND CONCRETE RESEARCH, T. (٢٠٠٢) ٣٣،٧٥٥–٧٦٢.
٣. D.Saradhi Babu , K. Ganesh Babu , T.H Wee, T. (2004) Properties of lightweight expanded polystyreneaggregate concretes containing fly ash. CEMENT AND CONCRETE RESEARCH, ٣٥،١٢١٨–١٢
"How to obtain – strength concrete using Density Aggregate," by V. Norok shchenov and w. whit
comb .ACI. SP 121-33, P.683, (1990).
"High – Strength light weight concrete made with Scoria aggregate Containing mineral admixtures," byA. Kilic, C.D. Atis, E. Yasar, F. Ozcan, Cement and Concrete research, (2003).
"Properties of high – Performance LWAC for pre -cast structures with Brazilian light weight
aggregates," by J.A. Rossignolo, M.V.C. Agnesinin, J.A. Morais, cement & concrete composites,
(2001).
7. "Properties of High – strength Lightweight concrete Incorporating Fly Ash, Silica & Fume," by V.M.Malhotra, ACI. SP, (1990). 121-31, P.645
"Complete directory for Leca and light weight expanded clay and its products," Mohamady, Tehrany,Fariborz, First edition, (1377).
9 "Influence of aggregate pre-wetting and fly ash on mechanical properties of light weight concrete," byT.Y.Lo, H.Z/cui, Z.G.Li, , (2003). waste Management
"Mechanical properties of High – strength Lightweight concrete," by zhang, Gjorv, , (1991). ACI materialsjournal 88(3), 240 –247
"Lightweight concrete" by short, kinnburgh, applied science publishers Ltd, London, (1978).
Chen, P.W. and Chung, D.D.L.: A Comparative Study of Concretes Reinforced with Carbon,
Polyethylene, and Steel Fibers and Their Improvement By Latex Addition, ACI Materials Journal,
93, No. 2, March-April 1996, pp. 129-133
Jankovic, K. : Polymer Modified Concrete Based On Recycled Bricks - Choice Of Curing, VII INDISand CIB W-63, FTN-IIG, University of Novi Sad, Novi Sad, Yugoslavia, 1997, Vol. II, pp. 115 – 123
Jankovic, K. and Loncar, Lj. : Polymer Modified Concrete With Expanded Polystyrene Grains
Reinforced With Polypropylene Fibers, VIII INDIS, FTN-IIG, University of Novi Sad, Novi Sad,
Yugoslavia, 2000, Vol. II, pp. 89-96
