پایان نامه ارشد: بررسی آزمایشگاهی خواص مکانیکی و جمع شدگی بتن سبک حاوی ذرات نانوسیلیس

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :عمران

گرایش :سازه

عنوان : بررسی آزمایشگاهی خواص مکانیکی و جمع شدگی بتن سبک حاوی ذرات نانوسیلیس

دانشگاه شمال

دانشکده فنی و مهندسی

پایان نامه جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد

رشته عمران سازه

عنوان پایان نامه:

بررسی آزمایشگاهی خواص مکانیکی و جمع شدگی بتن سبک حاوی ذرات نانوسیلیس

استاد راهنما:

دکتر مرتضی حسینعلی بیگی

دکتر حسن افشین

 

استاد مشاور:

مهندس سعید فلاحیان

 زمستان 90

 

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)

چکیده:

یکی از مشکلات مهم در طراحی لرزه ای و اجرای ساختمان ها وزن مرده قابل توجه بکار رفته در آن است. از این رو درصورت استفاده از بتن سبکی که دارای خواص مکانیکی مطلوب باشد، امتیازات قابل توجهی را میتوان به دست آورد که از جمله آن کاهش در بار مرده و نیروی زلزله می باشد که در نهایت به اقتصادی شدن طرح منجر خواهد شد. با توجه به اینکه در بتن سبک به خاطر پایین بودن وزن مخصوص این نوع بتن از مقاومت کمتری برخوردار میباشد، بنابراین محققان همواره در صدد بوده اند تا با استفاده از مواد افزودنی به بتن سبک بتوانند خواص مکانیکی آن را بهبود بخشند.

در این تحقیق آزمایشگاهی به بررسی اثر پوزولانهای نانوسیلیس و میکروسیلیس بر خصوصیات مکانیکی بتن سبک، شامل مقاومت فشاری، مقاومت کششی و همچنین آزمایش اولتراسونیک جهت تعیین مدول الاستیسیته دینامیکی و آزمایش جمع شدگی مورد آزمایش قرار گرفته است، که نتایج حاصل از آزمایشات حاکی از افزایش خصوصیات مکانیکی به ازای جایگزینی نانوسیلیس تا 4 درصد وزن سیمان می باشد. در بررسی اثر اختلاط نانو سیلیس با میکرو سیلیس بالاترین مقاومت فشاری به ازای ۲ درصد نانوسیلیس به همراه 5/7 درصد میکرو سیلیس حاصل شد. مصرف نانو سیلیس تا ۴ درصد باعث کاهش کرنش ناشی از جمع شدگی و بهبود مدول الاستیسیته دینامیکی میشود. همچنین اختلاط ۲ درصد نانوسیلیس به همراه 5/7 درصد میکرو سیلیس کاهش کرنش را به همراه دارد. اما اختلاط نانو سیلیس با درصد های بالاتر از 5/7 درصد میکرو سیلیس باعث کاهش خواص مکانیکی مذکور می گردد.

                                  

کلید واژه ها: نانوسیلیس، میکروسیلیس، بتن سبکدانه، لیکا، خواص مکانیکی


 

فهرست مطالب

 

فصل اول: مقدمه و کلّیات

1-1. مقدمه 2

1-2. سبک سازی 2

1-3. بتن سبک 3

1-3-1. تعریف 3

1-3-2. روشهای ساخت بتن سبک 3

1-3-3. خصوصیات بتن سبک 4

1-3-4. مزایای بتن سبک 4

1-3-5. معایب ساختمان های ساخته شده با بتن سبک 5

1-3-6. مشکلات طرح اختلاط بتن سبک و راههای مقابله با آن 5

1-4. پیشینه تحقیق 6

1-5. هدف پژوهش 9

فصل دوم: شناخت انواع سبکدانه و مواد افزودنی بتن سبک و نانو مواد

2-1. مقدمه 12

2-2. طبقه بندی بتن سبک 12

2-3. خواص بتن سبکدانه 16

2-4. روشهای افزایش مقاومت بتن سبک 17

2– 5. انواع سبکدانه ها 17

2-6.  سبکدانه های طبیعی 18

2-6-1. پومیس 18

2-6-2. پوکه معدنى 18

2-6-2-1. موارد مصرف پوکه معدنی 18

2- 7. سبکدانه های مصنوعی تولید داخل کشور 19

2-7-1. پرلیت 19

2-7-1-1. طرز تهیه پرلیت 19

2-7-1-2. کاربرد پرلیت 20

2-7-1-3. منابع پرلیت در کشور و جهان 21

2-7-2.  لیکا 21

2-7-2-1. مزایا و موارد کاربرد لیکا در صنعت ساختمان 22

2-8. انواع بتن سبک 27

2-8-1.  بتن لیکا 27

2-8-2.  بتن سبک گازى 27

2-8-3.  بتن پلى استایرنى 28

2-8-3-1.  مزایای بتن سبک پلی استایرنی عبارتند از: 28

2-8-3-2.  معایب بتن سبک پلی استایرنی 29

2-9.  بتن با مقاومت بالا 29

2-9-1.  مزایای استفاده از بتن با مقاومت بالا 30

2-9-2.  معایب استفاده از بتن با مقاومت بالا 31

2-9-3. طرح اختلاط بتن با مقاومت بالا 31

2-10. جنبه های اقتصادی بتن سبک 34

2-11. پوزولانها 35

2-11-1. تعریف پوزولانها 35

2-11-2. انگیزه مصرف پوزولانها 35

2-11-3. تاثیر پوزولانها بر مقاومت فشاری بتن 36

2-11-4. سیمان پرتلند پوزولانی 36

2-11-5. میکروسیلیس 37

2-11-6.  خاکستر بادی 38

2-12. روان کننده ها و فوق روان کننده ها: 39

2-13. نقش پودر سنگ در بهبود خواص بتن سبک با مقاومت بالا 40

2-14. اثر نوع دانه بندی لیکا بر خواص مکانیکی بتن سبک 40

2-15. مسائل اجرائی بتن سبکدانه سازه ای 41

2-16. نانومواد ها و مشخصات آنها 41

2-16-1. مقدمه 41

2-16-2. مواد نانوکمپوزیت 42

2-16-3. نانو سیلیس آمورف 43

2-16-3-1. نانوسیلیس و مقایسه بعضی خواص آن با میکروسیلیکا 44

2-16-4. نانو لوله ها 46

فصل سوم: مواد اولیه و روشها

3-1. مقدمه 49

3-2. مواد مورد استفاده(Material) 49

3-2-1. سیمان 49

3-2-1-1. سیمان پرتلند پوزولانی (PPC) 49

3-2-2. آب اختلاط 50

3-2-3. سنگدانه ها 50

3-2-3-1. آزمایش لس آنجلس بر روی سنگدانه های درشت 52

3-2-4. ماده افزودنی نانوسیلیس 54

3-2-5. ماده افزودنی میکروسیلیس 55

3-2-6. ماده افزودنی فوق روان کننده 56

3-3. نمونه ها و نحوه عمل آوری آنها 57

3-4. روش تحقیق 57

3-5. طرح اختلاط 58

فصل چهارم: نتایج آزمایشها و بحث و بررسی آنها

4-1. مقدمه 61

4-2. نتایج آزمایشهای بتن سبک 61

4-2-1. آزمایش مقاومت فشاری 62

4-2-1-1. آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاطهای حاوی نانوسیلیس (2و3 و4) 63

4-2-1-2. آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاطهای حاوی میکروسیلیس(5و6 ) 67

4-2-1-3. آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاطهای حاوی اختلاط نانو با میکرو(7 تا 12 ) 69

4-2-2. آزمایش مقاومت کششی غیر مستقیم 72

4-2-2-1. آزمایش مقاومت کششی غیرمستقیم برای طرح اختلاطهای حاوی نانوسیلیس (2و3و4) 74

4-2-2-2. آزمایش مقاومت کششی غیرمستقیم برای طرح اختلاطهای حاوی میکروسیلیس (5و6) 76

4-2-2-3. آزمایش مقاومت کششی غیرمستقیم برای طرح اختلاطهای حاوی اختلاط نانوسیلیس با میکروسیلیس (7 تا 12 ) 78

4-2-3. آزمایش سرعت پالس التراسونیک (UPV) 83

4-2-3-1. روش سرعت پالس 83

4-2-3-2. عوامل موثر بر سرعت پالس 83

4-2-3-3. کاربرد روش سرعت پالس 84

4-2-3-4. آزمایش التراسونیک برای طرح اختلاطهای حاوی نانوسیلیس (2و3و4) 86

4-2-3-5. آزمایش التراسونیک برای طرح اختلاطهای حاوی میکروسیلیس(5و6) 88

4-2-3-6. آزمایش مدول الاستیسیته دینامیکی برای طرح اختلاطهای حاوی اختلاط نانوسیلیس با میکروسیلیس (7 تا 12 ) 90

4-2-4. آزمایش جمع شدگی بتن 93

4-2-4-1. مقدمه 93

4-2-4- 2. عوامل موثر در جمع شدگی 93

4-2-4-3 . انواع جمع شدگی بتن 94

4-2– 4– 4 . ارتباط عمل آوری داخلی  و جمع شدگی 94

4 -2– 4– 5. نتایج آزمایش جمع شدگی 95

4-2-4-6. آزمایش جمع شدگی برای طرح اختلاطهای حاوی نانوسیلیس (2و3 و4) 96

4-2-4-7. آزمایش جمع شدگی برای طرح اختلاطهای حاوی میکروسیلیس(5و6 ) 98

4-2-4-8 . آزمایش جمع شدگی برای طرح اختلاطهای حاوی اختلاط نانو با میکرو(7 تا 12 ) 100

فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات

5– 1 . مقدمه 105

5–2. نتیجه گیری 105

5– 3. پیشنهادات 107

منابع و مراجع 108

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول

جدول 2-1. وزن مخصوص دانه های لیکا با توجه با دانه بندی 22

جدول 2-2. طرح اختلاط راهنما برای بتنهای با مقاومت بالا (در طرحهای فوق میکروسیلیس وجود ندارد) 32

جدول 2-3. طرح اختلاط راهنما برای بتنهای با مقاومت بالا حاوی میکروسیلیس 33

جدول 2-4. مقایسه انواع بتن سبک با آجر و بتن معمولی 34

جدول 3-1. ترکیب سیمان مصرفی 50

جدول 3-2. دانه بندی سنگدانه های مصرفی 51

جدول 3-3. آزمایش لس آنجلس برای ترکیب A 53

جدول3-4. آزمایش لس آنجلس برای ترکیب B 53

جدول 3-5. آزمایش لس آنجلس برای ترکیب C 53

جدول 3-6. نتایج آزمایش لس آنجلس برای ترکیب های A و B و C 54

جدول 3-7. مشخصات نانوسیلیس مصرفی 54

جدول 3-8. مشخصات میکروسیلیس مصرفی 55

جدول 3-9. مشخصات فوق روان کننده مصرفی 56

جدول 3-10. مشخصات طرح اختلاطها 59

جدول 4–1. نتایج آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاطهای حاوی نانوسیلیس 65

جدول 4–2. نتایج آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاط های حاوی میکروسیلیس 68

جدول4–3. نتایج آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاط های حاوی اختلاط نانو با میکرو 70

جدول 4-4. نتایج آزمایش مقاومت کششی غیرمستقیم برای طرح اختلاطهای حاوی نانوسیلیس 75

جدول 4– 5.  نتایج آزمایش مقاومت کششی غیرمستقیم برای طرح اختلاطهای حاوی میکروسیلیس 77

جدول 4–6. نتایج آزمایش مقاومت کششی برای طرح اختلاط های حاوی اختلاط نانو با میکروسیلیس 80

جدول 4–7. نتایج آزمایش اولتراسونیک برای نمونه های حاوی نانوسیلیس 86

جدول 4–8. نتایج آزمایش اولتراسونیک برای نمونه های حاوی میکروسیلیس 88

جدول 4–9. نتایج آزمایش آولتراسونیک برای نمونه های حاوی اختلاط نانوسیلیس با میکروسیلیس 90

جدول 4–10. نتایج آزمایش جمع شدگی برای طرح اختلاطهای حاوی نانوسیلیس 97

جدول 4–11. نتایج آزمایش جمع شدگی برای طرح اختلاطهای حاوی میکروسیلیس 99

جدول4-12. نتایج آزمایش جمع شدگی برای طرح اختلاطهای حاوی اختلاط نانو با میکروسیلیس 101

 

 

 

فهرست اشکال

شکل 1-1. بتن ساخته شده توسط شرکت وندیداد 9

شکل 2-1. سنگ پرلیت 20

شکل 2-2. لیکای درشت دانه 21

شکل 2-3. مصالح گوناگون با مقایسه مقاومت حرارتی بلوک های  لیکا 23

شکل 2-4. پروژه های کار شده با محصولات لیکا 26

شکل 3-1. نمودار دانه بندی شن مصرفی 52

شکل 3-2. نمونه منشوری جهت انجام آزمایش جمع شدگی 57

شکل4-1.  دستگاه آزمایش مقاومت فشاری و کششی غیرمستقیم 63

شکل 4–2. روند تغییرات مقاومت فشاری با افزایش درصد نانوسیلیس 66

شکل4–3. درصد افزایش مقاومت فشاری با افزایش نانو نسبت به نمونه شاهد 67

شکل 4– 4. روند تغییرات مقاومت فشاری با افزایش درصد میکروسیلیس 69

شکل 4– 5. روند تغییرات مقاومت فشاری در اثر اختلاط نانوسیلیس با میکروسیلیس 71

شکل 4– 6. روند تغییرات مقاومت فشاری در اثر اختلاط نانوسیلیس با میکروسیلیس 72

شکل 4– 7. روند تغییرات مقاومت کششی با درصد نانو 76

شکل 4-8 . روند تغییر مقاومت کششی با درصد میکرو 78

شکل 4– 9. روند تغییرات مقاومت کششی با افزودن نانوسیلیس به میکروسیلیس 81

شکل 4– 10. روند تغییرات مقاومت کششی با افزودن نانوسیلیس به میکروسیلیس 82

شکل 4-11. سونیسکوپ مورد استفاده در آزمایش التراسونیک(تعیین مدول الاستیسیته دینامیکی) 84

شکل 4– 12. روند تغییر مدول الاستیسیته با افزایش درصد نانوسیلیس 87

شکل 4– 13. روند تغییرات مدول الاستیسیته دینامیکی با افزایش میکروسیلیس 89

شکل 4– 14. روند تغییرات مدول الاستیسیته دینامیکی با افزودن نانوسیلیس به میکروسیلیس 91

شکل 4– 15. روند تغییرات مدول الاستیسیته دینامیکی با افزودن نانوسیلیس به میکروسیلیس 92

شکل 4– 16. روند تغییرات کرنش با افزایش درصد نانوسیلیس 98

شکل 4– 17. روند تغییرات کرنش با افزایش درصد میکروسیلیس 100

شکل 4– 18. روند تغییرات کرنش با اختلاط نانو با 7.5 درصد میکروسیلیس 102

شکل 4– 19. روند تغییرات کرنش با اختلاط نانو با 15 درصد میکروسیلیس 103

 


 

 

فصل اول:

مقدمه و

کلیات

 

 

1-1. مقدمه

یکی از مشکلات مهم در طراحی لرزه ای و اجرای ساختمان ها، بخصوص ساختمان های مرتفع و پل های بزرگ بتنی وزن مرده قابل توجه بکار رفته در آن است. از این رو درصورت استفاده از بتن سبکی که دارای خواص مکانیکی مطلوب باشد، امتیازات قابل توجهی را میتوان به دست آورد که از جمله آن کاهش در بار مرده و نیروی زلزله و به تبع آن کاهش  مقاطع در تیر، ستون، دال و پی و همچنین عملکرد بهتر از نظر عایق بندی حرارتی و مقاومت مطلوب در برابر آتش است که در نهایت به اقتصادی شدن طرح منجر خواهد شد. اما با توجه به اینکه خصوصیات مکانیکی بتن غالباً با وزن مخصوص آن نسبت مستقیم داشته لذا در بتن سبک به خاطر پایین بودن وزن مخصوص این نوع بتن از مقاومت کمتری برخوردار میباشد. بنابراین محققان همواره در صدد بوده اند تا با استفاده از مواد افزودنی به بتن سبک بتوانند خواص مکانیکی آن را بهبود بخشند.

با پیشرفت تکنولوژی و دسترسی بشر به فناوری نانو به دلیل قابلیت های ویژه ای که پیش روی انسان قرار می دهد، لزوم استفاده از آن در صنعت بتن به شدت احساس می شود. علت توجه به فناوری نانو این است که با کاهش در اندازه ذرات، خصوصیات جدید و غیرعادی مکانیکی، الکتریکی، مغناطیسی و … مشاهده می گردد که در حالت عادی دستیابی به این ویژگی ها ممکن نمی باشد.  

تعداد صفحه : 132

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 :        09309714541 (فقط پیامک)        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.

--  -- --

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