پایان نامه ارشد عمران در ارتباط با نانوسیلیس و الیاف پلی پروپیلن

عنوان:

بررسی تاثیر نانوسیلیس بر خواص مکانیکی و دوام بتن­های حاوی الیاف پلی­پروپیلن

با فرمت قابل ویرایش word

تعداد صفحات: 120  صفحه

تکه های از متن به عنوان نمونه :

چکیده:

در این پایان­نامه اثر نانوسیلیس بر روی خواص مکانیکی و دوام بتن حاوی الیاف پلی­پروپیلن بررسی شد. الیاف پلی­پروپیلن مصرفی به طول mm 18 و نسبت طول به قطر mµ 9/0 استفاده گردید. تاثیر الیاف و نانوسیلیس در سه درصد مختلف برای هر کدام در نسبتهای 1/0 ، 2/0 و 3/0 درصد برای الیاف و2 ، 4 و 6 درصد برای نانوسیلیس روی بتن با نسبت آب به سیمان 38/0 مورد مقایسه و بررسی قرار گرفت. در مجموع بیش از 192 نمونه مکعبی و استوانه­ای براساس استانداردهای ASTM  ساخته شد و آزمایش­های مقاومت فشاری، مقاومت کششی غیر­مستقیم، آزمایش التراسونیک و مقاومت الکتریکی روی نمونه­ها انجام پذیرفت.

   نتایج حاصل از آزمایشات بیانگر افزایش قابل توجهی در مشخصات مکانیکی و دوام بتن بود. مقاومت فشاری تا 55 درصد و مقاومت کششی تا 25 درصد افزایش یافت. افزایش چشم­گیر مقاومت الکتریکی نیز نشان از دوام بالای این نوع بتن داشت.

فصل اول: مقدمه و کلیات

1-1- مقدمه

   امروزه بتن به عنوان یکی از پرمصرفترین مصالح جهان و به عنوان ماده ساختمانی قرن بیست و یکم شناخته شده است. ساخت این ماده مرکب با استفاده از ارزانترین و در دسترس­ترین مواد ساده از یک سو، انعطاف­پذیری، خواص مقاومتی و دوام آن از سوی دیگر و نیز استفاده از موادی در ساخت آن که به پاکسازی و کاهش آلودگی محیط زیست کمک می­نماید موجب آن شده است که بتن به عنوان مصالح ممتاز مطرح شود]1[. بتن ماده ای است که دارای مقاومت زیاد در فشار بوده و از این رو استفاده از آن برای قطعات تحت فشار مانند ستونها و قوسها بسیار مناسب است. لیکن علیرغم مقاومت فشاری قابل توجه، مقاومت کششی کم و شکنندگی نسبتاً زیاد بتن استفاده از آن را برای قطعاتی که تماماً یا به طور موضعی تحت کشش هستند را محدود مینماید]2[. این عیب اساسی بتن در عمل با مسلح کردن آن با استقرار آرماتورهای فولادی در جهت نیروهای کششی برطرف می­گردد. شایان ذکر است که در موارد متعددی جهت این نیروهای کششی به طور دقیق معلوم نیست. همچنین با توجه به اینکه آرماتور بخش کوچکی از مقطع را تشکیل می­دهد، تصور اینکه مقطع بتن یک مقطع همگن و ایزوتروپ باشد صحیح نخواهد بود. به منظور ایجاد شرایط ایزوتروپی و کاهش ضعف شکنندگی و تردی بتن تا حد ممکن در چند دهه اخیر استفاده از الیاف نازک و نسبتاً طویل که در تمام حجم بتن پراکنده می­شود متداول شده است]3[.

   مساله دیگری که اخیراً مورد توجه دانشمندان علم بتن قرار گرفته است استفاده از نانو­مواد در بتن بوده است. محققان با آزمایشات مختلف به این نتیجه رسیدند که مشخصات بتن حاوی نانو مواد در مقایسه با بتن معمولی تحت تاثیر واکنش­های شیمیایی نانو­مواد با ذرات سیمان و بلورهای هیدروکسید کلسیم موجود در سیمان، عملکرد ماده مرکب بتنی را به شدت تحت تأثیر قرار می­دهد]4.[

- معرفی بتن الیافی

1-2-1. تعریف: طبق تعریف ACI 544.1R-82 ، بتن ساخته شده از سیمان هیدرولیکی، آب، شن، ماسه و الیاف، بتن مسلح با الیاف یا بتن الیافی نامیده می­شود. در بتن الیافی مانند بتن معمولی می­توان از پوزولانها و دیگر مواد مضاعف استفاده کرد. الیاف در شکلها و اندازه های متفاوت، و از جنس فولاد، مواد پلیمری، شیشه و مواد طبیعی مورد استفاده قرار می­گیرد ]5[.

2-2-1- آیین نامه های معتبر بتن الیافی

علاوه بر مطالعات و پژوهشهایی که بصورت مقالات معتبر در مجلات و یا کنفرانسها ارائه گردیده است. آیین نامه­های بتن نیز بخشی از قسمتهای خود را به بتن الیافی اختصاص داده­اند. از جمله این  آیین نامه­ها، آیین نامه ACI (انجمن بتن آمریکا)  می­باشد که با معرفی کمیته­ای جداگانه به نام ACI-544 به بررسی مسائل بتن الیافی پرداخته است. این کمیته اولین گزارش را در سال 1973 ارائه نمود و تاکنون این کمیته با چهار گزارش کلی کار خود را افزایش داده است. گزارش های این کمیته با نامهای فرعی  3R,2R,1Rو  4R نامیده می­شوند.

در گزارش ACI,544-1R که در سال 1996 ارائه گردید و در سال 1999 بازبینی شد، اطلاعات کاملی از انواع الیاف و خواص آنها و تاثیر آنها بر روی خواص مکانیکی بتن به علاوه آزمایش  اندازه­گیری طاقت بتن الیافی آمده است. در اصل این گزارش بیشتر به شناسایی انواع الیاف قابل کاربرد در بتن پرداخته و آنها را مقایسه کرده است]6.[

در گزارش ACI,544-2R که در سال 1989 ارائه گردید طریقه انجام آزمایشات و استانداردهای لازم آورده شده است و در مواردی همانند آزمایش ضربه و … حتی طریقه ساخت دستگاه آزمایش نیز توضیح داده شده است]7[.

در گزارش ACI,544-3R که در سال 1998 ارائه گردید، در مورد طرح اختلاط و مصالح مناسب برای بتن الیافی توضیح داده شده است. در این گزارش روشی برای طرح اختلاط آورده نشده بلکه دو طرح اختلاط مثال زده شده و پیشنهاداتی برای بهتر شدن  خواص بتن الیافی آورده شده است. به عنوان مثال هر چه سنگدانه ها در بتن الیافی کوچکتر باشند نقش الیاف در بتن اثرگذارتر خواهد بود و یا اینکه پیشنهاد گردیده که در بتن الیافی در صورت امکان از سیمان بیشتری استفاده گردد]8[.

در گزارش ACI,544-4R که در سال 1988 ارائه گردید. به روشهای طراحی با الیاف فولادی پرداخته شده است. البته نتایج این طراحی­ها هنوز در ACI- 318 وارد نگردیده است]9[.

از آیین­نامه های دیگر، آیین­نامه JSCE [1] ژاپن می­باشد که روش اندازه­گیری طاقت بتن الیافی که توسط این آیین­نامه ارائه گردیده از اهمیت بالایی نزد محققین برخوردار است. در ضمن آیین­نامه RILEM در اروپا نیز گزارشهایی در مورد بتن الیافی منتشر کرده است.]10[.

- کاربردهای بتن الیافی

بتن مسلح به الیاف را می­توان به تنهایی و یا به همراه بتن مسلح معمولی بکار برد. در مواردی که   می­توان بتن الیافی را به تنهایی بکار گرفت، عبارتند از:

– کف کارخانه ها، توقفگاهها، جایگاههای بنزین و سالنهای صنعتی

– روسازی بتنی بزرگراهها، جاده ها و فرودگاهها

– سازه های ضد انفجار و ضد حریق

– دیواره ها و کف کانال ها

– قطعات پیش ساخته

در دیگر مواردی که می­توان بتن مسلح معمولی و یا بتن پیش ساخته به کار برد:

– شالوده برای موتورها و ماشین­آلات بزرگ، پرس­های بزرگ، ژنراتورهای دیزلی

– قطعات مربوط به تونل­سازی و حفاری معادن

– دیوارهای حفاظتی، پناهگاهها

– تیر های پیش­تنیده بتنی شمع­های ضربه­ گیر

موارد استفاده از فراورده­های سیمانی تقویت شده با الیاف گوناگون در جدول 1-1  آورده شده است.

کاربردهای مهم بتن الیافی عبارتند از:

پایان نامه کامل و جامع

تعداد منابع زیاد

و......