دانلود پایان نامه ارشد: بهبود خواص لرزه ای سازه های بتنی با استفاده از بتن مغناطیسی

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی عمران

گرایش : زلزله

عنوان : بهبود خواص لرزه ای سازه های بتنی با استفاده از بتن مغناطیسی

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد شهرکرد

پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی عمران

گرایش زلزله

عنوان :

بهبود خواص لرزه ای سازه های بتنی با استفاده از بتن مغناطیسی

استاد راهنما :

دکتر محمد علی رهگذر

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

چکیده———————————————————————– 1

فصل اول « کلیات »

1-1 مقدمه——————————————————————- 3

1-2 دستگاه تولید اب مغناطیسی ———————————————— 5

1-3 مبانی نظری تولید آب مغناطیسی ——————————————– 6

1-4 اثر دستگاه فراوری مغناطیسی روی خواص اب ———————————- 8

1-5 تاثیر آب مغناطیسی بر روی میزان هیدراسیون سیمان—————————- 9

1-6 علت افزایش واکنش هیدراسیون سیمان در ترکیب با آب مغناطیسی —————- 10

1-7 افزایش مقاومت فشاری و افزایش کارایی خمیر سیمان تهیه شده با آب مغناطیسی —– 13

فصل دوم « آزمایشات انجام گرقته در زمینه بتن مغناطیسی »

2-1 شرکت مغناطیس شرق ( L.L.C ) ——————————————– 13

2-1-1 مقاومت فشاری سنگ سیمان———————————————- 13

2-1-2 مقاومت ملات ماسه سیمان ———————————————– 15

2-1-3 بررسی خاصیت روانی —————————————————- 16

2-1-4 افزایش شتاب واکنش هیدراسیون —————————————— 16

2-1-5 کاهش وقوع جمع شدگی خشک بتن ————————————— 16

2-1-6 نفوذپذیری بتن در برابر آب و بخار آب ————————————— 17

2-1-7 افزایش مقاومت در برابر یخ زدگی——————————————- 17

2-1-8 دوام بتن در برابر عوامل مخرب موجود در هوا و آب اطراف———————- 17

2-1-9 افزایش تراکم و دوام بتن در محصولات پیش ساخته و جلوگیری از خوردگی ارماتورهای درون بتن    18

2-1-10 مقاومت در برابر محیط‌های نامناسب—————————————- 19

2-1-11 مقاومت فشاری و کششی بتن ——————————————– 20

2-1-12 افزایش مقاومت کششی بتن———————————————- 21

2-1-13 صرفه جویی در مصرف سیمان و استفاده از اب دریا ————————– 21

2-2 تحقیقات و ازمایشات McMahonدر دانشگاهSouthern Queensland ] 5[————- 22

2-2-1 دستگاه مغناطیس کننده آب———————————————– 22

2-2-2 مواد تشکیل دهنده بتن ————————————————– 23

2-2-3 آزمایش مقاومت فشاری بتن ———————————————– 23

2-3 آزمایش نان سو و همکاران ————————————————– 26

2-3-1 شرح ازمایش نان سو و همکاران ——————————————- 27

2-3-2 آزمایش روانی روی خمیر سیمان —————————————— 28

2-3-3 استفاده از GBFS (slag granulated blast furnace) در بتن مغناطیسی———– 28

2-3-4 تعیین مقاومت فشاری ————————————————— 31

2-3-5 رابطه بین مقاومت فشاری بتن با تغییر میدان مغناطیسی———————— 33

2-3-6 میزان هیدراسیون——————————————————– 34

2-3-7 آزمایش بر روی بتن حاوی خاکستر بادی————————————- 35

2-3-8 اثر آب مغناطیسی روی نمونه‌های بتن————————————— 37

فصل سوم « تهیه بتن مغناطیسی و بررسی خواص بتن مغناطیسی »

3-1-1 دستگاه تولید آب مغناطیسی ———————————————- 39

3-1-2 راه‌های تشخیص مغناطسیسی شدن اب ————————————- 42

3-1-3 ازمایش کشش سطحی ————————————————— 43

3-1-4 اندازه گیری PH آب—————————————————– 43

3-1-5 بررسی تغیرات کشش سطحی و PH اب مغناطیسی نسبت به آب معمولی ——— 44

3-2-1 بررسی زمان گیرش سیمان (هیدراسیون سیمان)—————————— 46

3-2-2 تاثیر زمان چرخش آب در میدان بر مقاومت فشاری سنگ سیمان —————- 51

3-2-3 بررسی مدت جرخش اب د میدان مغناطیسی بر کارایی خمیر سیمان ( اسلامپ)—- 51

3-2-4 بررسی نسبت اب به سیمان بر مقاومت فشاری سنگ سیمان——————— 55

3-3-1 بررسی خواص بتن مغناطیسی ——————————————— 61

3-3-2 مشخصات سنگدانه‌های مصرفی——————————————— 62

3-3-3 طرح اختلاط———————————————————— 62

3-3-5 بررسی مقاومت فشاری و کارایی بتن معمولی و مغناطیسی———————– 63

3-3-6- بررسی مقاومت فشاری بتن مغناطیسی همراه با میکروسلیس——————– 66

فصل چهارم « بررسی شکل پذیری در بتن مغناطیسی »

4-1-1 مزایای استفاده از بتن مغناطیسی —————————————— 70

4-1-2 تعریف بتن با مقاومت بالا————————————————– 71

4-1-3 محدودیتهای آیین نامه‌ای استفاده از بتن با مقاومت با مقاومت بالا—————– 72

4-1-4 ملاحظات سازهای بتنی با مقاومت بالا از جمله بتن مغناطیسی——————- 74

4-2 بررسی شکل پذیری سازههای بتنی با بتن مغناطیسی —————————- 78

4-2-1 بررسی شکل پذیری در بتن ———————————————– 79

4-2-6 شکل پذیری تیرهای بتن مسلح ——————————————– 80

4-2-2 شکل پذیری تیرهای بتن مسلح ——————————————– 81

4-2-3 پارامترهای بلوک تنش فشاری بتن با مقاومت بالا——————————- 83

4-2-4 اثر محصور کنندگی میلگردهای جانبی————————————— 83

4-2-5 طرح شکل پذیری مقاطع خمشی دارای بتن با مقاومت بالا بکمک جداول و نمودارهای طرح  85

4-2-7- بررسی شکل پذیری ستونهای ساخته شده با بتن مغناطیسی ——————- 89

فصل پنجم « نتیجه گیری »

منابع———————————————————————— 96

فهرست جداول

جدول (2-1 ) مقاومت فشاری بتن مغناطیسی و بتن معمولی————————— 20

جدول (2-2) مقاومت کششی بتن مغناطیسی و بتن معمولی ————————– 21

جدول : (2-3) مواد تشکیل دهنده بتن——————————————— 23

جدول (2-4) مشخصات آب مصرفی آزمایش نان سو وهمکاران————————– 27

جدول (2-5) مشخصات فیزیکی شن و ماسه—————————————- 27

جدول (2-6) تغییرات روانی با افزایش میدان مغناطیسی——————————- 28

جدول (2-7) مشخصات شیمیایی و فیزیکی GBFS———————————- 29

جدول (2-8) مواد تشکیل دهنده خمیر سیمان با درصدهای متفاوت GBFS————– 30

جدول (2-9) مواد تشکیل دهنده بتن با درصدهای متفاوت GBFS———————- 30

جدول(2-10) جایگزینی سیمان با GBFS در درصد‌های مختلف W/B——————- 31

جدول(2-11)تاثیر اب مغناطیسی بر روی مقاومت فشاری بتن در میدان مغناطیسی متفاوت واحد (Mpa)     31

جدول (2-12)تاثیر اب مغناطیسی بر روی مقاومت فشاری در میدان مغناطیسی متفاوت واحد (Mpa)          32

جدول (2-13)تاثیر اب مغناطیسی بر روی مقاومت فشاری در میدان مغناطیسی متفاوت واحد (Mpa)          32

جدول (2-14) تاثیر اب مغناطیسی بر روی مقاومت فشاری در میدان مغناطیسی متفاوت واحد (Mpa)         33

جدول (2-15) رابطه بین مقاومت فشاری بتن در میدان مغناطیسی متفاوت————— 33

جدول (2-16) میزان هیدراسیون نمونه‌های بتن با میزان اب به سیمان (485/ =  ( W/B واحد : %   34

جدول (2-17) میزان هیدراسیون نمونه‌های بتن با میزان اب به سیمان (485/ = ( W/B واحد : %    35

جدول (2-18) میزان هیدراسیون نمونه‌های بتن با میزان اب به سیمان (485/ =  ( W/B واحد : %   35

جدول (2-19) میزان هیدراسیون نمونه‌های بتن با میزان اب به سیمان (485/ = ( W/B واحد : %    35

جدول (2-20) جایگزینی سیمان با خاکستر بادی نسبت آب به سیمان 35/0————– 36

جدول (2-21)  جایگزینی سیمان با خاکستر بادی نسبت آب به سیمان 4/0————– 36

جدول (2-22 ) جایگزینی سیمان با خاکستر بادی نسبت آب به سیمان 485/0———— 36

جدول (2-23) جایگزینی سیمان با خاکستر بادی———————————— 36

جدول (3-1) : مقادیر کشش سطحی و آب با تغییرات میدان مغناطیسی—————— 44

جدول (3-2) : مشخصات شیمیایی و فیزیکی سیمان تیپ 1 شهرکرد——————– 47

جدول (3-3) : زمان گیرش اولیه و ثانویه خمیر سیمان مغناطیسی و خمیر سیمان معمولی– 51

جدول (3-4) : درصد تغییرات و روانی خمیر مغناطیسی سیمان با تغییر در زمان چرخش اب در میدان مغناطیسی   55

جدول (3-4) : تغییر مقادیر مقاومت فشاری سنگ سیمان با تغییر زمان چرخش آب در میدان مغناطیسی    56

جدول (3-5) : مقادیر محاسبه شده براای مقاومت فشاری سنگ سیمان در نسبت‌های مختلف آب به سیمان  59

جدول (3-6) : مشخصات سنگدانه مصرفی در تولید بتن——————————- 62

جدول (3-7) : طرح اختلاط بتن————————————————– 62

جدول (3-8) : مقاومت فشاری و کارایی بتن معمولی و مغناطیسی———————– 63

جدول (3-9) : طرح اختلاط بتن با عیار مختلف سیمان——————————- 65

جدول (3-10) : مقاومت فشاری بتن 7 روزه و 28 روزه با عیار مختلف سیمان————- 65

جدول (3-11) : طرح اختلاط بتن همراه با میکروسلیس——————————- 66

جدول (3-12) : مقاومت فشاری بتن 7 روزه و 28 روزه مغناطیسی همراه با میکروسلیس—- 67

جدول (4-1) :حد بالایی مقاومت فشاری مشخصه مجاز بتن و ابعاد نمونه‌های استاندارد آزمایشگاهی  73

جدول (4-2) : ضرایب بلوک مستطیلی تنش—————————————- 76

جدول (4-3) : مدول ارتجاعی بتن در آیین نامه‌های مختلف—————————- 77

جدول (4-4) : مدول گسیختگی بتن در آیین نامه‌ها و مراجع مختلف——————– 78

جدول (4-5) : درصدهای مختلف فولاد برای نسبتهای شکل پذیری گوناگون در حالت محصور نشدگی         85

جدول (4-6) :درصدهای مختلف فولاد برای نسبت‌های شکل پذیری گوناگون در حالت محصور شدگی         87

جدول (4-7) : درصدهای مختلف  برای مقادیر متفاوت 1000  در حالت محصور شدگ— 87

فهرست نمودارها

نمودار (2-1 ) : تغیرات مقاومت فشاری نمونه‌‌های خمیر سیمان نسبت به عمر نمونه‌ها—— 14

نمودار(2-2 ) : تغییرات مقاومت پلاستیک نمونه‌های خمیر سیمان نسبت به زمان ——— 14

نمودار (2-3 ) : مقایسه مقاومت فشاری بتن مغناطیسی و بتن معمولی——————- 22

نمودار ( 2-4 ) افزایش PH اب با افزایش میزان چرخش اب در میدان مغناطیسی———- 29

نمودار ( 2-5 ) رابطه بین مقاومت فشاری بتن با تغییر میدان مغناطیسی—————– 34

نمودار (3-1) : تغییرات کشش سطحی آب بر اساس تغیرات میدان مغناطیسی ———— 45

نمودار (3-2) : تغییرات PH بر اساس تغییر میدان مغناطیسی————————– 45

نمودار (3-3) : نمودار گیرش اولیه خمیر سیمان معمولی و مغناطیسی بر اساس مقادیر مختلف W/C          48

نمودار (3-4) : نمودار گیرش ثانویه خمیر سیمان معمولی و مغناطیسی بر اساس مقادیر مختلف W/C         49

نمودار (3-5) : نمودار میله‌ای گیرش اولیه خمیر سیمان معمولی و مغناطیسی بر اساس مقادیر W/C          49

نمودار (3-6) : نمودار میله‌ای گیرش ثانویه خمیر سیمان معمولی و مغناطیسی بر اساس مقادیر W/C         50

نمودار (3-6) : تغییر مقادیر مقاومت فشاری سنگ سیمان با تغییر زمان چرخش آب در میدان مغناطیسی     51

نمودار (3-7) : تغییرات و روانی خمیر مغناطیسی سیمان با تغییر در زمان چرخش اب در میدان مغناطیسی 55

نمودار (3-8) : تاثیر مقدار نسبت آب به سیمان بر مقاومت فشاری بتن——————- 56

نمودار (3-9) : مقاومت فشاری سنگ سیمان 1 روزه معمولی و مغناطیسی با نسبت آب به سیمان متفاوت    60

نمودار (3-10) : مقاومت فشاری سنگ سیمان 7 روزه معمولی و مغناطیسی با نسبت آب به سیمان متفاوت  60

نمودار (3-11) : مقاومت فشاری سنگ سیمان 28 روزه معمولی و مغناطیسی با نسبت آب به سیمان متفاوت 61

نمودار (3-12) : کارایی بتن معمولی و مغناطیسی با نسبتهای مختلف آب به سیمان——– 63

نمودار (3-13) : مقاومت فشاری بتن 7 روزه معمولی و مغناطیسی با نسبتهای مختلف آب به سیمان           64

نمودار (3-14) : مقاومت فشاری بتن 28 روزه معمولی و مغناطیسی با نسبتهای مختلف آب به سیمان         64

نمودار (3-15) : مقاومت فشاری بتن 7 روزه با عیار مختلف سیمان———————- 65

نمودار (3-16) : مقاومت فشاری بتن 28 روزه با عیار مختلف سیمان——————— 66

نمودار (3-17) : تغییرات مقاومت فشاری بتن معمولی و مغناطیسی7 روزه ( سیمان همراه با میکرو سیلیس ) با تغییر نسبت آب به مواد چسبنده ————————————————————— 67

نمودار (3-17) : : تغییرات مقاومت فشاری بتن معمولی و مغناطیسی28روزه ( سیمان همراه با میکرو سیلیس ) با تغییر نسبت آب به مواد چسبنده————————————————————— 68

نمودار (4-1) : منحنی تنش کرنش بتن با مقاومت‌های فشاری مختلف——————– 74

نمودار (4-2) :مدل پیشنهادی تنش-کرنش بتن————————————– 83

نمودار (4-3) : ضریب شکل پذیری و درصد فولاد، بتن با مقاومت بالا بدون محصور شدگی280=    85

نمودار (4-4) : ضریب شکل پذیری و درصد فولاد، بتن با مقاومت بالا بدون محصور شدگی (420= )         86

نمودار (4-5) : نمودار  و کرنش نهایی بتن با مقاومت بالا محصور شده ( )—- 88

نمودار (4-6) : نمودار  و کرنش نهایی بتن با مقاومت بالا محصور شده ( )——– 88

نمودار (4-7) : درصد فولاد و ضریب شکل پذیری بتن با مقاومت بالا با محصور شدگی( mpa 280= )        88

نمودار (4-8) : درصد فولاد و ضریب شکل پذیری بتن با مقاومت بالا با محصور شدگی (mpa 420 = )       89

فهرست شکل ها

شکل 1-1 استفاده از آهنربای دائمی و سیم پیچها برای ایجاد میدان مغناطیسی———— 4

شکل 1-2 دستگاه AQUA و طرز کار ان جهت تهیه آب مغناطیسی ——————– 5

شکل 1-3: مولکول‌های آب قبل از قرار گرفتن در معرض میدان مغناطیسی————— 6

شکل 1-4: مولکول‌های دو قطبی اب که مانند یک اهن ربا عمل می‌کنند—————– 7

شکل 1-5: کاهش کشش سطحی مولکول‌های اب در اثر میدان مغناطیسی—————- 7

شکل 1-6 : شکل مولکول‌های آب بعد از قرار گرفتن در میدان مغناطیسی و کاهش زاویه بین مولکولها        8

شکل1-7 : اجتماع مولکول‌های آب معمولی—————————————– 8

شکل 1-8 : کوچکتر شدن اجتماع مولکولها و یون‌های موجود در اب بعد از عبور از میدان مغناطیسی         9

شکل (2-1) : ساختار خمیر سیمان 3 روزه ساخته شده با اب معمولی و مغناطیسی——– 15

شکل (2-2) : ازمایش روانی ) slump test ) برای نمونه‌های تهیه شده از اب معمولی و مغناطیسی   16

شکل (2-3): میزان دوام نمونه‌های بتن بعد از انجماد و ذوب مداوم———————- 17

شکل (2-4 ) : ساخت و سازهای کرانه دریا به صورت پیش ساخته با عمر 5 سال ———- 18

شکل (2-5 ) : پانل‌های پیش ساخته بتنی ببا عمر 5 سال در شهر مسکو کشور روسیه —— 18

شکل (2-6 ) قطعه پیش ساخته بزرگراه با عمر سه سال Rostov-na-donu در کشور روسیه- 19

شکل (2-7) : بلوک‌های پیش ساخته بزرگراه تحت شرایط تغییر سریع دما (در تابستان بالای 40 درجه سانتیگراد و در زمستان پایینتر از 40- درجه سانتیگراد ) با عمر یک سال در سیبری روسیه———————- 19

شکل (2-8 ) 15 دستگاه KONMAG و نحوه استفاده در بتن ریزی در محل————– 22

شکل (2-9 ) : دستگاه مورد استفاده جهت مغناطیس نمودن اب شامل 6 جفت اهن ربای دائمی      22

شکل (2-10 ) نمونه‌‌‌های استوانه ای مغناطیسی سمت چپ و نمونه معمولی سمت راست—- 24

شکل (2-11 ) : عمل اوری نمونه‌‌های بتن در دما و رطوبت مناسب———————- 24

شکل (3-1 ) : سیم پیچ و هسته آهنی جهت تولید میدان مغناطیسی برای تولید آب مغناطیسی     39

شکل (3-2 ) : دستگاه تسلا متر جهت اندازه گیری میدان مغناطیسی——————– 40

شکل (3-3 ) : نمای کلی از دستگاه طراحی شده جهت تولید آب مغناطیسی————– 41

شکل (3-4 ) : قسمت سیم پیچ دستگاه تولید آب مغناطیسی که از مهمترین قسمت‌های دستگاه تولید آب مغناطیسی می‌باشد                       41

شکل (3-5 ) : دستگاه ویکات جهت اندازه گیری زمان گیرش سیمان——————– 47

شکل (3-6 ) : مراحل مختلف عمل هیدراسیون و گیرایی سیمان بر حسب زمان———— 51

شکل (3-7 ) : میز جریان جهت اندازه گیری کارایی بتن یا خمیر سیمان—————– 54

شکل (3-8 ) : قطر باز شده خمیر سیمان جهت اندازه گیری کارایی خمیر سیمان———- 54

شکل (4-1 ) : بلوک تنش مستطیلی———————————————– 75

شکل (4-2 ) : (a انحنای تسلیم   (b انحنای نهایی   (c پارامترهای بلوک تنش——– 81

چکیده

بتن با کارایی بالا (HPC) از نظر روانی و مقاومت فشاری و دوام عملکرد بهترو مناسبتری نسبت به بتونهای معمولی دارند یکی از انواع بتنها با مقاومت بالا بتنهای مغناطیسی است. در این تکنولوژی با القای میدان مغناطیسی به آب ساختار فیزیکی آن را تغییر می‌دهند در نتیجه این تغییرات تعداد مولکولها در یک تجمع مولکولی از13 مولکول، به 5 یا 6 مولکول نقصان یافته و کشش سطحی آب کاهش پیدا می‌کند با استفاده از این آب در تهیه بتن از یک سو افزایش روانی مخلوط بتن و کاهش آب مورد نیاز و از سوی دیگر با تسهیل هیدراسیون سیمان موجب بالا رفتن مقاومت فشاری بتن و دوام بتن می‌گردد که این افزایش مقاومت فشاری باعث بالا رفتن پایداری و مقاومت سازه در برابر نیروی زلزله می‌شود همچنین می‌توان با ثابت نگه داشتن مقاومت فشاری بتن و با استفاده از آب مغناطیسیی مصرف سیمان را کاهش داد که این کاهش در مصرف سیمان می‌تواند وزن سازه را کاهش دهد که برای کاستن از نیروی زلزله در سازه بلند بسیار موثر می‌باشد

1-1 مقدمه

اولین تحقیقات و آزمایشات علمی در مورد کاربرد میدان‌های مغناطیسی در تولید بتن و بلوک‌های بتنی برای ساخت و ساز ابنیه‌‌های نظامی نظیر لنگرگاه‌های و فرودگاه‌های نظامی در سال 1964 در شوروی سابق آغاز شد

این تحقیقات به تدریج در مورد سایر زمینه‌‌های صنعت ساختمان انجام یافت و نتایج مثبتی به دست امد ادامه این آزمایشات باعث شد که دید گاه دانشمندان امریکا و کشور‌های دیگر در مورد استفاده از آب مغناطیسی در صنعت بتن تغیر کند

در سال 1993 دولت جماهیر شوروی آیین نامه‌ای تحت عنوان کاربرد میدان مغناطیسی در اقتصاد بین الملل منتشر کرد و صنعت ساختمان روسیه ملزم به استفاده از این تکنولوژی جدید در تولید بتن و سیمان شد

در سال 1998 مقاله‌ای تحت عنوان کاربرد آب القاء شده مغناطیسی در خواص فیزیکی و مکانیکی بتن تازه توسط آبدیس مگالهاس گمز انتشار یافت در این مقاله، نویسنده به مقایسه بتن تهیه شده با آب معمولی و مغناطیسی پرداخته و در پایان نتیجه گرفت که آب مغناطیسی مقاومت فشاری و کششی بتن را تا 20% افزایش می‌دهد.تحقیقای از این نوع باعث شد نظرها به سمت تهیه وتولید دستگاها تولید آب مغناطیسی جلب شود هم اکنون دستگاه‌های مختلفی برای تولید آب مغناطیسی و کاربردهای ان در بتن در کشورهای مختلف جهان تولید می‌شود که به بررسی طرز کار آنها می‌پردازیم

 

تعداد صفحه : 111

قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09361998026        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

شماره کارت :  6037997263131360 بانک ملی به نام محمد علی رودسرابی

11

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید