پایان نامه بررسی تاثیر الیاف و مواد پوزولانی بر روی خواص مکانیکی بتن مسلح شده با الیاف شیشه
رشته : ارشد عمران – سازه
فرمت : word
چکیده :
خرابی و انهدام بتن به شدت به تشکیل ترک¬ها و ریز ترک¬ها بستگی دارد. با افزایش بار¬گذاری, ریز ترک¬ها به هم متصل شده و ترک¬ها را تشکیل می¬دهند. به منظور رفع این مشکل و همچنین ایجاد شرایط همگن، در چند دهه اخیر از یک¬سری رشته‌های نازک که در تمام حجم بتن گسترده شده است، استفاده می¬گردد؛ که به آن¬ها الیاف گفته می¬شود. از جمله¬ی پر کاربرد¬ترین الیاف مورد استفاده در بتن, الیاف شیشه می¬باشد. بتن مسلح به الیاف شیشه، ماده¬ای کامپوزیت شامل یک ملات از سیمان هیدرولیکی و سنگدانه¬ی ریز است که با الیاف شیشه تقویت می¬شود. استفاده از الیاف شیشه در بتن باعث بهبود ویژگی¬های بتن می¬شود که از جمله می¬توان به افزایش مقاومت کششی, افزایش مقاومت خمشی, بهبود مقاومت ضربه, افزایش میزان جذب انرژی, بهبود رفتار بتن در ناحیه¬ی غیرخطی و شکل پذیری بالا اشاره کرد. از آنجا که خواص بتن مسلح به الیاف شیشه در ارتباط مستقیم با شرایط الیاف شیشه¬ی استفاده شده در سطح بتن می¬باشد, موضوعات مرتبط با عملکرد الیاف شیشه در طول زمان, همواره مورد توجه محققین بوده است. عواملی همچون محیط قلیایی بتن و محصولات تولید شده ناشی از فرآیند هیدراسیون سیمان, در طول زمان با تخریب الیاف شیشه, باعث ایجاد تغییر در خواص مکانیکی بتن مسلح به الیاف شیشه می¬شوند. در این تحقیق به منظور کاهش ﺗﺄثیرات ناشی از محیط قلیایی بتن, از الیاف شیشه¬ی مقاوم در محیط قلیایی و برای جلوگیری از ﺗﺄثیر مخرب فرآیند هیدراسیون سیمان, از مواد پوزولانی با درصد¬های مختلف استفاده شده است. به منظور بررسی مقاومت فشاری, مقاومت خمشی و شاخص¬های طاقت در بتن تولید شده به دو روش پیش مخلوط و اسپری, ۱۵ طرح اختلاط حاوی درصد¬های مختلف الیاف شیشه و مواد پوزولانی (میکروسیلیس, متاکائولین و نانوسیلیس) در روش پیش مخلوط و ۱۴ طرح اختلاط در روش اسپری, مورد آزمایش قرار گرفته است. از نتایج بدست آمده چنین می¬توان برداشت کرد که مقاومت فشاری در بتن مسلح به الیاف شیشه, تا حد زیادی به کیفیت ملات بستگی دارد. بر این اساس ملاحظه می¬شود که اضافه نمودن الیاف شیشه باعث کاهش مقاومت فشاری بتن می¬شود. با توجه به این نتایج, کاهش مقاوت فشاری نمونه¬های تقویت شده با الیاف شیشه در حضور مواد پوزولانی به حداقل می¬رسد. در این شرایط مقاومت فشاری در برخی از نمونه¬های مسلح به الیاف شیشه و حاوی مواد پوزولانی, نسبت به نمونه¬های شاهد افزایش یافته است. با توجه به نتایج بدست آمده, مسلح کردن بتن به الیاف شیشه, باعث افزایش قابل توجه مدول گسیختگی می¬شود. مدول گسیختگی با افزایش میزان الیاف شیشه, ابتدا روندی صعودی و سپس روندی نزولی طی می¬کند. استفاده از مواد پوزولانی در نمونه¬های تقویت شده با الیاف شیشه, باعث بهبود مدول گسیختگی می¬شود. همچنین کاهش مدول گسیختگی در طول زمان و با حضور مواد پوزولانی به حداقل می¬رسد. در این تحقیق به منظور بررسی طاقت نمونه¬های مسلح به الیاف شیشه از سطح زیر نمودار بار- تغییر مکان استفاده شده است. به طور کلی استفاده از الیاف شیشه در بتن, باعث افزایش طاقت بتن می¬شود. با توجه به نتایج بدست آمده ملاحظه می¬شود که با افزایش الیاف شیشه, هر سه شاخص طاقت افزایش می¬یابد؛ هر چند در شاخص I5 این افزایش ناچیز می¬باشد. در واقع این امر نشان دهنده¬ی این است که در جابجایی بزرگتر, جذب انرژی بیشتر توسط الیاف شیشه صورت می¬گیرد. در بین نمونه¬های مسلح به الیاف شیشه, بیشترین مقادیر مشخصه¬ی خصوصیات مکانیکی, مربوط به طرح¬های حاوی ۱۰% و ۱۵% متاکائولین می¬باشد. استفاده از نانوسیلیس در طرح¬های اختلاط, باعث کاهش شدید مقاومت فشاری, مقاومت خمشی و طاقت در بتن مسلح به الیاف شیشه می¬شود.
کلمات کلیدی: بتن مسلح به الیاف شیشه، میکروسیلیس، متاکائولین، نانوسیلیس، مقاومت فشاری، مقاومت خمشی، شاخص
فهرست :
چکیده۱
فصل اول: بررسی کلیات و اهداف تحقیق
۱-۱- مقدمه ۲
۱-۲- بتن الیافی ۳
۱-۳- الیاف مورد استفاده در بتن ۳
۱-۳-۱- الیاف طبیعی ۴
۱-۳-۲- الیاف فولادی ۴
۱-۳-۳- الیاف آرامید ۵
۱-۳-۴- الیاف کربن ۵
۱-۳-۵- الیاف شیشه ۵
۱-۴- اهداف تحقیق ۶
۱-۵- خلاصه¬ی فصل و بررسی محتویات فصل¬های بعد ۷
فصل دوم: ویژگی¬های بتن مسلح به الیاف شیشه
۲-۱- مقدمه ۸
۲-۲- بتن مسلح به الیاف شیشه (GFRC) 8
۲-۲-۱- ملاحظات اقتصادی استفاده از بتن مسلح به الیاف شیشه ۹
۲-۳- روش¬های ساخت بتن مسلح به الیاف شیشه ۹
۲-۳-۱- روش پیش مخلوط ۹
۲-۳-۲- روش اسپری ۱۰
۲-۴- عمل¬آوری بتن مسلح به الیاف شیشه ۱۱
۲-۴-۱- عمل¬آوری مرطوب ۱۲
۲-۴-۲- عمل¬آوری با هوا ۱۲
۲-۵- خواص مکانیکی ۱۳
۲-۵-۱- مقاومت فشاری ۱۳
۲-۵-۲- مقاومت کششی ۱۳
۲-۵-۳- مقاومت خمشی ۱۴
۲-۵-۴- مقاومت ضربه ۱۶
۲-۵-۵- مدول الاستیسیته ۱۶
۲-۵-۶- طاقت ۱۷
۲-۶- دوام ۱۷
الف- بررسی ﺗﺄثیر محیط قلیایی ۱۷
ب- بررسی ﺗﺄثیر فرآیند هیدراسیون سیمان ۱۷
۲-۷- ﺗﺄثیر گذر زمان بر خواص مکانیکی GFRC 18
۲-۷-۱- خصوصیات مکانیکی وابسته به ملات ۱۸
۲-۷-۲- خصوصیات مکانیکی وابسته به الیاف شیشه ۱۸
۲-۸- مواد پوزولانی ۱۹
۲-۸-۱- انواع پوزولان¬ها ۲۰
۲-۸-۲- ﺗﺄثیر مواد پوزولانی بر خصوصیات مکانیکی بتن ۲۰
۲-۸-۳- میکروسیلیس ۲۱
۲-۸-۴- متاکائولین ۲۲
۲-۹- فناوری نانو ۲۲
۲-۹-۱- کاربرد فناوری نانو در بتن ۲۲
۲-۱۰- خلاصه¬ی فصل ۲۶
فصل سوم: مروری بر پیشینه¬ی علمی موضوع
۳-۱- مقدمه ۲۷
۳-۲- تاریخچه¬ی تولید الیاف مقاوم در محیط قلیایی ۲۷
۳-۳- استفاده از مواد پلیمری در بتن مسلح به الیاف شیشه ۲۸
۳-۴- بررسی مقاومت فشاری بتن مسلح به الیاف شیشه ۳۲
۳-۵- استفاده از میکروسیلیس و متاکائولین در بتن مسلح به الیاف شیشه ۳۴
۳-۵-۱- ﺗﺄثیر مواد پوزولانی بر رفتار خمشی بتن مسلح به الیاف شیشه ۳۴
۳-۵-۲- ﺗﺄثیر مواد پوزولانی بر رفتار کششی بتن مسلح به الیاف شیشه ۳۶
۳-۵-۳- ﺗﺄثیر مواد پوزولانی بر روی طاقت بتن مسلح به الیاف شیشه ۳۸
۳-۵-۴- بررسی مکانیزم شکست بتن مسلح به الیاف شیشه ۳۸
۳-۶- استفاده از نانوسیلیس به عنوان جایگزین بخشی از سیمان در بتن ۴۰
۳-۷- خلاصه¬ی فصل ۴۱
فصل چهارم: مشخصات مصالح و چگونگی ساخت نمونه¬ها
۴-۱- مقدمه ۴۲
۴-۲- مشخصات و ویژگی¬های مصالح به کار رفته ۴۲
۴-۲-۱- سنگدانه¬ها ۴۲
۴-۲-۲- مصالح ریز دانه ۴۳
۴-۲-۳- سیمان ۴۵
۴-۲-۴- آب ۴۶
۴-۲-۵- مواد پوزولانی ۴۷
الف- میکروسیلیس ۴۷
ب- متاکائولین ۴۸
ج- نانوسیلیس ۴۸
۴-۲-۶- فوق روان¬کننده ۴۹
۴-۲-۷- الیاف شیشه ۵۰
۴-۳- طرح اختلاط ۵۱
۴-۳-۱- نحوه¬ی محاسبه¬ی طرح¬های اختلاط ۵۲
۴-۴- نحوه¬ی اختلاط مواد و ساخت نمونه¬ها ۵۳
۴-۴-۱- ساخت نمونه¬ها در روش پیش مخلوط ۵۳
۴-۴-۲- ساخت نمونه¬ها در روش اسپری ۵۶
۴-۵- نام¬گذاری طرح¬های اختلاط ۵۸
۴-۶- بیرون آوردن نمونه¬ها از قالب و عمل¬آوری نمونه¬ها ۶۰
۴-۷- خلاصه¬ی فصل ۶۱
فصل پنجم: نحوه¬ی انجام آزمایش¬ها و بیان نتایج
۵-۱- مقدمه ۶۲
۵-۲- مقاومت فشاری ۶۳
۵-۲-۱- نتایج مربوط به مقاومت فشاری ۶۳
۵-۲-۲- ﺗﺄثیر استفاده از مواد پوزولانی بر روی مقاومت فشاری ۶۴
۵-۲-۳- ﺗﺄثیر استفاده از الیاف شیشه بر روی مقاومت فشاری ۶۵
۵-۳- آزمایش مقاومت خمشی ۶۹
۵-۳-۱- نتایج آزمایش خمش چهار نقطه¬ای ۷۰
۵-۳-۲- بررسی ﺗﺄثیر استفاده از مواد پوزولانی بر روی مدول گسیختگی بتن مسلح به الیاف شیشه ۷۴
۵-۳-۳- بررسی ﺗﺄثیر الیاف شیشه و روش¬های تولید بتن مسلح به الیاف شیشه بر مدول گسیختگی ۷۷
۵-۴- سهم پوزولان از مقاومت بتن ۸۲
۵-۴-۱- سهم پوزولان از مقاومت فشاری ۸۳
۵-۴-۲- سهم مواد پوزولانی از مدول گسیختگی ۸۶
۵-۵- طاقت خمشی ۹۰
۵-۵-۱- بررسی شاخص¬های طاقت ۹۱
۵-۵-۲- بررسی مقادیر مربوط به شاخص I5 در بتن مسلح به الیاف شیشه ۹۴
۵-۵-۳- بررسی مقادیر شاخص I10 در بتن مسلح به الیاف شیشه ۹۵
۵-۵-۴- بررسی مقادیر شاخص I20 در بتن مسلح به الیاف شیشه ۹۷
۵-۵-۵- نحوه¬ی شکست نمونه¬های خمشی ۱۰۰
۵-۶- خلاصه¬ی فصل ۱۰۲
فصل ششم: خلاصه, نتایج و پیشنهادات
۶-۱- مقدمه ۱۰۳
۶-۲- مروری اجمالی بر فعالیت¬های انجام گرفته در تحقیق حاضر ۱۰۴
۶-۳- نتایج به¬دست آمده در این تحقیق ۱۰۵
۶-۳-۱- مقاومت فشاری ۱۰۵
۶-۳-۲- مدول گسیختگی ۱۰۵
۶-۳-۳- سهم مواد پوزولانی از مقاومت بتن ۱۰۶
۶-۳-۴- شاخص¬های طاقت ۱۰۶
۶-۴- پیشنهادات جهت انجام تحقیقات آینده ۱۰۷
پیوست: نمودارهای بار- تغییر مکان. ۱۰۸
مراجع۱۳۸
این پروژه به عنوان کمک آموزشی و در راستای تکمیل مطالعات شما ، در وبسایت قرار گرفته است .
لطفا از این پروژه به عنوان پایان نامه و یا پروژه تخصصی استفاده ننمایید .
- فاقد لینک دانلود و فروش. این پروژه فقط جهت معرفی در سایت قرار گرفته است. [purchase_link id=”۶۴۸۰″ text=”اضافه‌کردن به سبدخرید” style=”button” color=”green”]
پیشنهاد:
پروژه خواص مکانیکی آسفالت سر باره ای مسلح شده توسط…
بررسی آزمایشگاهی خواص مکانیکی و جمع شدگی بتن سبک…- پروژه بررسی تأثیر مواد نانویی بر خواص بتن خود متراکم
- بررسی تاثیر نانوسیلیس بر خواص مکانیکی و دوام بتن های…
رفتار مکانیکی بتن و بررسی تاثیر شکل هندسی دانه های شن بر آن
مقاله ارزیابی تاثیر آب مغناطیسی بر مشخصات مکانیکی و…