مقاله در مورد آزمایشگاه مکانیک خاک و سنگ

بخشی از مقاله

آزمایشگاه مکانیک خاک و سنگ

نمونه هاي دست نخورده حاصل از از حفر گمانه ها ، منابع قرضه و چاهكها جهت انجام آزمايشات مختلف به اين آزمايشگاه فرستاده مي شود و در بخشهاي دانه بندي و طبقه بندي خاك ، تراكم و سي بي آر ، نشست و مقاومت خاك و مكانيك سنگ ، آزمايشات لازم انجام مي گردد.

در اين بخش آزمايشات دانه بندي ، هيدرومتري ، تعيين حدود اتر برگ ( حد رواني ، حد خميري ، حد انقباض ) ، تعيين ارزش ماسه اي آزمايش پين هول و كرامب بر اساس آخرين استانداردهاي بين المللي انجام مي گردد. نتايج حاصله ، كارشناسان را در شناخت كلي خواص خاكها و كاربرد آنها در پروژه هاي مختلف ياري مي كند.

در اين بخش آزمايشهاي تراكم و سي . بي . آر. انجام مي شود و حداكثر وزن مخصوص خشك خاك و در صد رطوبت بهينه تعيين مي گردد. با انجام آزمايش سي. بي . آر. مي توان نشانه باربري خاك متراكم شده را بدست آورد كه جهت ارزيابي و طرح روسازي راه بكار مي رود.

در اين بخش با انجام آزمايشات مختلف خاك مانند برش مستقيم، تحكيم، تك محوري و سه محوري. پارامترهاي مقاومت برشي و نشست پذيري خاكها تعيين مي گردد. كليه آزمايشها توسط كارشناسان با استفاده از تجهيزات مدرن و منطبق با آخرين استانداردهاي بين المللي انجام مي گردد.

در اين بخش كارشناسان با انجام آزمايشات لازم، علاوه بر بررسي مرغوبيت ستنگدانه ها ( سنگريزه، شن، ماسه) ، خواص فيزيكي و مكانيكي سنگها را به همراه كاني هاي متشكله آنها شناسايي و تعيين مي كنند. آزمايشها بر طبق آخرين استانداردهـاي بيـن المللـي و با استفـاده از تجهيـزات مـدرن انجـام مي گردد.

پی ها ساختمان
از مهمترين وظايف بخش مصالح و فرآورده‌هاي ساختماني مركز تحقيقات ساختمان و مسكن مطالعه و پژوهش و ارائه رهنمودهاي لازم در زمينه‌هاي بهبود كيفيت مصالح ساختماني، بررسي كمي و كيفي مصالح ساختماني سنتي به منظور شناخت خواص مكانيكي، فيزيكي و شيميايي آنها، امكان ساخت مصالح جديد، تدوين استانداردها و آيين‏نامه‏هاي علمي – فني و اجرايي مربوط به مصالح ساختماني با توجه به شرايط اقليمي و اقتصادي، كنترل و تعيين كيفيت مواد و مصالح ساختماني است.
همكاري با دانشگاهها، مؤسسات تحقيقاتي و واحدهاي توليد مصالح ساختماني در زمينه پروژه‏هاي تحقيقاتي در مورد مصالح ساختماني و ارائه مشاوره تحقيقاتي به منظور اصلاح خط توليد كارگاهها و كارخانه‏هاي فعال توليد مصالح از ديگر فعاليتهاي اين بخش به شمار مي‏آيد.
امكانات آزمايشگاهي
آزمايشگاههاي مجهز اين بخش شامل آزمايشگاه شيمي تجزيه، آزمايشگاه تعيين رفتار حرارتي، آزمايشگاه كاني‏شناسي و آزمايشگاه بررسي خواص فيزيكي و مكانيكي مصالح ساختماني مي‏باشد.

آزمايشگاه شيمي تجزيه
از آنجا كه عناصر تشكيل دهنده مواد خام در كيفيت و تركيبات شيميايي مصالح ساختماني و همچنين بر عملكرد آنها در برابر عوامل جوي و محيطي مؤثر است، لذا با استفاده از تجهيزات و روشهاي آزمايش استاندارد، تركيبات شيميايي مواد و مصالح و در نتيجه ارزيابي كيفيت آنها امكان‌پذير مي‌گردد. اين ارزيابي از طريق آزمايشهاي شيمي تجزيه و تعيين مقدار دقيق تركيب (درصد عناصر) و اجزاي تشكيل دهنده مواد با استفاده از روشهايي چون سنجش حجمي، سنجش رسوبي، نشر شعله‌اي، جذب اتمي و الكتروشيميايي انجام مي‌شود.

از تجهيزات اين آزمايشگاه مي‌توان به دستگاههاي جذب اتمي، فليم فتومتر، تيتراسيون اتوماتيك، كانداكتيويتي متر. توربيدي متر و انواع كوره‌ها واون‌هاي آزمايشگاهي اشاره نمود.
آزمايشگاه تعيين رفتار حرارتي
بر اساس آناليز حرارتي و تغييراتي كه خواص اساسي مواد (فيزيكي و شيميايي) نسبت به دما پيدا مي‏كنند، پيش‏بيني رفتار مواد و تعيين كيفيت آنها امكان‏پذير است. به اين منظور از دستگاههاي مختلف آناليز حرارتي كه مبتني بر روشهاي آناليز حرارتي بسيار متنوعي هستند استفاده مي‏شود. اين روشها بر روي سه خاصيت اساسي تغييرات وزني، تغييرات فازي به واسطه تغييرات دما (گرماگيري و گرمادهي) و تغييرات ابعادي بنا شده‏اند كه آنها را مي‏توان به طور جداگانه و يا به صورت تلفيقي با يكديگر مورد استفاده قرار داد. تجهيزات موجود در اين آزمايشگاه شامل دستگاه‏هاي D.T.A T.G,. دستگاه ديلاتومتر و كوره اندازه‏گيري ضريب هدايت حرارتي مي‏باشد.
آزمايشگاه كاني شناسي

مواد اوليه مصالح ساختماني، عمدتاً از انواع سنگ و خاك مي‏باشد كه در محيطهاي طبيعي مختلفي تشكيل شده‏اند. مطالعه اين مواد از ديد خواستگاه زمين‏شناسي آنها و نيز خواص سنگ‏شناسي، كاني‏شناسي و بلورشناسي مواد مزبور، هدف مطالعات آزمايشگاه كاني‏شناسي بخش مصالح ساختماني است كه در تجزيه و تحليل خصوصيات مصالح توليدي، نقش اساسي را ايفا مي‏كند. بررسي پارامترهاي اصلي نظير فشردگي، سيماني شدن، تخلخل و نفوذپذيري، وجود درزه و شكافهاي ميكروسكوپي، بافت و اندازه دانه‏ها همراه با ساير خصوصيات كاني‏شناسي در مقاطع نازك ميكروسكوپي تهيه شده از سنگها و خاكها و نيز مطالعات x-Ray از جمله مطالعاتي هستند كه در اين آزمايشگاه انجام مي‏شود.

از تجهيزات اين بخش مي‏توان به دستگاههاي x-Ray شامل ديفراكتومتر و اسپكترومتر، ميكروسكوپ پلاريزان، استريو ميكروسكوپ، دستگاه برش و پوليش سنگ، دستگاه پرس زمين‏شناسي و دستگاه سنگ شكن اشاره نمود.
آزمايشگاه بررسي خواص فيزيكي و مكانيكي مصالح ساختماني
بررسي خواص فيزيكي و مكانيكي مصالح ساختماني و مواد اوليه سازنده آنها، به خواص ساختار مولكولي، وزن مخصوص و تركيب مواد بستگي دارد، كه به پيش‏بيني پايداري يا عدم پايداري تركيبات فوق در مقابل تنشها و نيروهاي وارده از محيط اطراف، تأثير آب و تغييرات دما بر روي خواص فيزيكي مواد و غيره منجر مي‏شود، و اين از اساسي‏ترين مطالعاتي است كه بايد بر روي مواد و مصالح

ساختماني صورت بگيرد. در اين آزمايشگاه طيف وسيعي از خواص فيزيكي و مكانيكي نظير جذب آب، مقاومت فشاري، خمشي و سايشي مصالح، دانه‏بندي و وزن مخصوص سنگدانه‏ها و خاكها، انقباض و انبساط، زمان گيرش و سطح مخصوص سيمان، شوره‏زدگي آجر و نيز مطالعات كمي و كيفي ديگري بر روي خصوصيات فيزيكي و مكانيكي مواد اوليه و مصالح متنوع ساخته شده از آنها انجام مي‏پذيرد.
از تجهيزات اين بخش مي‏توان به دستگاههاي اندازه‏گيري مقاومت كششي، فشاري و خمشي، دستگاه اتوكلاو، دستگاه بلين، دستگاه اندازه‏گيري حرارت هيدراتاسيون سيمان، دستگاه اندازه‏گيري توزيع دانه‏ها، دستگاه لس‏آنجلس و كوره‌هاي پخت آجر و سراميك اشاره نمود.
پروژه‏هاي تحقيقاتي

در بخش مصالح و فرآورده‏ها تعداد زيادي طرح پژوهشي با هدف ارائه راهكارهاي لازم براي بالا بردن ايمني، دوام و عمر ساختمانها از طريق تحقيق و مطالعه كاربردي مرتبط با مصالح ساختماني انجام ‏شده است كه مي‏توان به موارد زير اشاره كرد:
1- ويژگيها و كاربردهاي توف سبز البرز
2- كاربرد رسوبات سد سپيدرود در صنايع ساختماني
3- تدوين آيين كار انتخاب، نصب و نگهداري سنگ ساختماني
4- تهيه نوعي ماده چسباننده با استفاده از پوسته برنج و آهك

5- مطالعات بررسي امكان اجباري كردن استاندارد مصالح ساختماني عمده (شن و ماسه)
6- كنترل كيفيت سيمانها توليدي كارخانه‏هاي سيمان كشور (بررسي موردي كيفيت سيمانهاي كشور)
7- بررسي كيفي مواد تشكيل دهنده بتن (سيمان، شن، ماسه و آب)
8- ساخت و بررسي خواص اندودهاي مقاوم در برابر آتش
9- بررسي و مطالعه براي تدوين روش مناسب تعيين عيار سيمان در بتن‏هاي سخت شده
10-كندگير كردن گيرش گچ و استفاده از افزونه‏هاي مختلف به منظور بهبود خواص فيزيكي و مكانيكي گچ
11-بررسي و استفاده از ذخاير پوزولاني منطقه تفتان جهت توليد سيمان پوزولاني
12-آجر سبك
13-بررسي كيفيت آجرهاي توليد شده در هفت استان كشور
14-بررسي كيفيت مواد اوليه مصالح ساختماني استان ايلام (سنگ گچ، سنگ آهك، خاك رس جهت ساخت آجر)

15-تعيين كيفيت تعدادي از سنگهاي ساختماني ايران

نانوتكنولوژي چيست ؟
- يك نانو ، يك ميلياردم متر است يعني حدوداً چهار برابر قطر يك اتم
- يك نانوتكنولوژي توليد كارآمد مواد و دستگاهها و سيتسم ها با كنترل ماده در مقياس طولي نانومتر و بهره برداري از خواص و پديده هاي نوظهوري است كه در مقياس نانو توسعه يافته اند .
- با توليد ساختارهايي در مقياس نانومتر ، امكان كنترل خواص ذاتي مواد از جمله دماي ذوب ، خواص مغناطيسي ، ظرفيت بار و حتي رنگ مواد بدون تغيير در تركيب شيميايي بوجود مي آيد .
- استفاده از اين پتانسيل به محصولات و تكنولوژي هاي جديدي با كارايي بالا منتهي مي شود كه بيش از اين ميسر نبود .

برخي از كاربردهاي نانوتكنولوژي
سراميك هاي نانو ساختاري غالباً سخت تر و غير شكننده تر از مشابه مقياس ميكروني خود هستند .
كاتاليزورهاي مقياس نانو راندمان واكنش هاي شيميايي و احتراق را افزايش داده و به ميزان چشمگيري از مواد زايد و آلودگي آن كم مي كنند .
*وسايل الكترونيكي جديد ، مدارهاي كوچكتر و سريعتر و . . . با مصرف خيلي كمتر مي توانند با كنترل واكنش ها در نانو ساختار بطور همزمان بدست آيند .
*معلوم شده كه اضافه كردن نوعي از خاك رس به لاستيك ، به طور قابل توجهي باعث افزايش طول عمر و بهبود خواص سايش آن مي گردد زيرا ذرات نانومتر خاك رس به انتهاي مولكول هاي پليمر چسبيده و تشكيل رشته ي مولكولي داده و آنها را از شكسته شدن باز مي دارد .
* نانو مواد و نانوالكترونيك ، خودروهايي سبك تر ، سريع تر و ايمن تر و جاده ها ، پل ها ، باندهاي پرواز ، خطوط لوله و خطوط ريلي بادوام تر ، مطمئن تر و ارزان تري ايجاد خواهد كرد .
* با استفاده از نانوتكنولوژي مي توان روبات كوچكي ساخت كه وارد بدن مي شود و ويروس ها يا سلول هاي سرطاني را از بين ببرد و بعد خودش از بدن خارج شود .
* حــــدود 250 ميليون حرف نانومتري ( حرفي 4 نانومتر ارتفاع و 3 نانومتر پهنا ) را كه معادل 300 كتاب 300 صفحه اي است ، مي توان بر روي سطح مقطع يك موي انسان نوشت .
* شكوفايي دو تكنولوژي مهم اطلاعات و بيوتكنولوژي بدون مفاهيم ، ابزارها ، مواد ، سيستم ها و هم انديشي كه در آينده با رشد نانوتكنولوژي فراهم مي شود ، بصورت جدي مختل خواهد شد .
پيش بيني شده است .

در 10 تا 15 سال آينده ، 50 درصد صنعت دارو متكي بر نانوتكنولوژي باشد ( بيش از 180 ميليارد دلار )
در 10 تا 15 سال آينده ، 100 درصد صنعت نيمه هادي متكي بر نانوتكنولوژي باشد و سالانه 300 ميليارد دلار براي اين صنعت در آمد خواهد داشت .
در 10 سـال آينده ، نانوتكنولوژي ، مصرف انرژي را 10 درصد معادل 100 ميليارد دلار در سال كاهش دهد .
بازار 100 ميليارد دلاري كاتاليست ها در صنايع شيميايي و نفت به نانوكاتاليست ها متكي خواهد شد .
در 10 سال آينده ، مواد و فرآينده هاي نانوساختاري ، بازاري در حد 340 ميليارد دلار داشته باشد .
تنها محصولات هوافضاي حاصل از نانوتكنولوژي در 10 سال آينده ، سالانه بازاري 70 ميليارد دلاري داشته باشد
در ديگر كشورها
• برخي كشورها براي تبديل شدن به يكي از 10 كشور اول دنيا برنامه اي 10 ساله تدوين كرده اند .
• نخستين گام ارتش آمريكا در نانوتكنولوژي ، توسعه ي لباس هاي اونيفورم ايمن و هوشمند براي سربازان است . امروزه براي متوقف نمودن گلوله كاليبر 45 ، به يك قطعه به وزن 10 تا 15 پوند بر فوت مربع نياز است در صورتيكه با استفاده از نانوتكنولوژي قادر خواهيم بود همان گلوله را با يك سطح نازك و سبك مثل ورق كاغذ متوقف كنيم

.
كميته علمي ، مهندسي و تكنولوژي نانو در آمريكا ، مبلغ 9/518 ميليون دلار را در سال 2002 به منظور سرمايه گذاري در تحقيق و توسعه ي نانوتكنولوژي در آمريكا پيشنهاد نموده است .
نانوتكنولوژي يكي از چهارركني است كه در برنامه هاي بنيادي دوم علوم و تكنولوژي ژاپن ( 2005-2001 ) در نظر گرفته شده است .
در پايان
نانوتكنولوژي داراي جنبه هاي بسيار مهم فرا رشته اي است كه هماهنگي آنها بدون وجود يك برنامه ي استراتژيك تحقيق و توسعه دشوار است . برخي معتقدند ، نانوتكنولوژي يكي از 5 تكنولوژي تعيين كننده ي توسعه اقتصادي قرن 21 خواهد بود .

امروزه از زلزله به عنوان یكی از مخرب ترین عوامل طبیعی كه باعث تخریب سازه‌های ساخت بشر مي‌گردد، نام برده مي‌شود. اگر چه در مورد علل اصلی ایجاد زلزله فرضیات مختلفی وجود داشته و هنوز قطعیت آنها به اثبات نرسیده، ولی با پیشرفت علم و بویژه علوم مهندسی عمران و زلزله با ثبت حركات لرزه ای زمین در اثر زلزله‌های بوجود آمده و بررسی خرابي‌های ایجاد شده در ر برابر زلزله و راههای پیشگیری و یا كاهش خسارات ناشی از زلزله در دسترس مي‌باشد كه با وقوع زلزله‌های جدیدتر و نیز از طریق انجام پروژه‌های تحقیقاتی در زمینه مهندسی زلزله بر حجم و دقت این اطلاعات همواره افزوده مي‌گردد.

عوامل طبیعی كه باعث ایجاد زلزله مي‌گردند را مي‌توان به چهار نوع عوامل فروریزشی نظیر ایجاد امواج لرزه ای در اثر فروریزش غارها و حفره‌های داخل زمین، عوامل برخوردی نظیر ایجاد زلزله در اثر برخورد سنگ‌های آسمانی با زمین، عوامل آتش فشانی و عوامل زمین ساختی تقسیم نمود.