مقاله بررسی تاثیر دانهبندیهای مختلف بر مقاومت فشاری بتن پودری واکنشپذیر

word قابل ویرایش
7 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
12700 تومان
127,000 ریال – خرید و دانلود

بررسی تاثیر دانهبندیهای مختلف بر مقاومت فشاری بتن پودری واکنشپذیر

خلاصه

بتن پودری واکنشپذیر دارای مقاومت فشاری بالایی بوده که در سالهای اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است. این بتن، دارای مقاومت فشاری زیاد، تراکم بالا، نفوذپذیری کم، دوام زیاد و مقاومت سایشی بالایی است که با استفاده از سیمان و مصالح پودری بسیار ریزدانه شامل ماسه کوارتزی، میکروسیلیس، مقادیر کم نسبت آب به سیمان و فوق روانکننده تولید میگردد. از آنجا که تهیه ماسه کوارتزی در کشور دشوار و هزینهبر است در این مقاله برای اولین بار از ماسه آهکی (کربنات کلسیم) بهجای ماسه کوارتزی استفاده شده است. برای این منظور از دو بازه دانهبندی مختلف که شامل ماسه موجود و همچنین ماسهای که عبوری از الک ۵۰ مش آن حذف شده، استفاده میگردد. همچنین از مقادیر مختلف ماسه به سیمان در طرحهای مختلف استفاده شده است. آزمایش انجام شده روی این نمونهها شامل آزمایش مقاومت فشاری در سنین ۱، ۷، ۲۸، ۵۶ و ۹۰ روزه است. نتایج آزمایشها نشان میدهد که دانهبندی اصلاح شده مقاومت فشاری مناسبی دارد.

کلمات کلیدی: بتن پودری، مصالح آهکی، پودر سنگ، مقاومت فشاری، نسبت آب به سیمان.

.۱ مقدمه

بتن در مفهوم وسیع به هر ماده یا ترکیبی که از یک ماده چسبنده با خاصیت سیمانی شدن تشکیل شده باشد گفته میشود. این ماده چسبنده عموماً حاصل فعل و انفعال سیمانهای هیدرولیکی و آب است. طی نتایج بررسیهایی که در زمینه میزان مصرف بتن در سال ۲۰۰۱ میلادی انجام گرفت این نتیجه حاصل شد که بعد از آب، بتن پرمصرفترین ماده در دنیاست. با تفکر در این آمار و نگاه کلی به صنعت ساختوساز، میتوان به نیاز روز افزون سازههایی با کارایی بیشتر، مقاومتر و سبکتر پی برد. مصرف زیاد این ماده بهدلیل خواص منحصر به فرد آن و بهخصوص قیمت تمام شده، استحکام و سهولت تولید و اجرای آن است. از اینرو همواره دانشمندان تحقیقات زیادی در مورد خواص آن و همچنین ابداع انواع بهینهتر و مقاومتر آن انجام دادهاند. در ضمن با توجه به کاربرد روز افزون بتن و نقش مهم آن در توسعه زیر ساختها و همچنین نوآوری در صنعت ساختمان، با توجه به لرزهخیزی کشور و اهمیت کاهش هزینهها مطالعه بر روی انواع بتن و عملکرد آنها ضروری است .[۱-۲]

در اوایل دههی ۸۰ میلادی ایده استفاده از یک دانهبندی بسیار ریز به همراه یک ماتریس همگن و توپر از مواد سیمانی ظهور کرد. این ایده از آنجا پیدا شد که تحقیقات نشان داد ضعیفترین ناحیه بتن محل اتصال خمیر سیمان و سنگدانه یا همان ناحیه انتقال میباشد .[۳]

تحقیقات دانشمندان طی دو دههی اخیر منجر به پیدایش نوع جدیدی بتن با خواص فوقالعاده گردیده که محدودیتهای بتن معمولی را پشت سرگذاشته است. این بتن ابتدا تحت عنوان»بتن فوق توانمند« معرفی شد و بعدها با تلاش دست اندرکارن دانش بتن منجر به ساخت بتنهای پودری واکنشی گردید. بتن پودری نوعی بتن با مقاومت بالا، تخلخل پایین و شکل پذیری زیاد می باشد. مواد تشکیلدهنده بتن پودری عبارتند از: سیمان، ماسه کوارتزی ریز، کوارتز شکسته، میکروسیلیس و فوق روان کننده. این بتن تقریباً غیرقابل نفوذ میباشد و همین مسئله باعث شده است خیلی از ضعفهای بتن معمولی مثل ضعف در برابر سیکلهای یخبندان، خوردگی، آرماتور و حمله یونهای مضر را نداشته باشد. همچنین ضعف عمده بتن یعنی مقاومت کششی را تا حد زیادی مرتفع نموده به گونهای که در یک نوع از بتن پودری با استفاده از الیاف فولادی، دیگر نیازی به استفاده از آرماتور در بتن نمیباشد. بتن پودری متشکل از ذراتی با مدول الاستیسیته مشابه بتن معمولی است که به منظور تراکم بیشتر دانهبندی شده است بنابراین بهطور قابل توجهی ظرفیت نهایی ماده افزایش مییابد. در شکل ۱ مقایسهای از رفتار مکانیکی بتن پودری با سایر بتنها نشان داده شده است.

شکل -۱ مقایسهی نمودار تنش کرنش انواع بتنهای پودری با بتنهای موجود [۴]

این نوع بتن فاقد سنگدانههای درشت بوده و دارای پودرهای بسیار ریز ماسه (حداکثر درشت دانه ۶۰۰ میکرومتر) است که

در آن از نسبت آب به سیمان کم (کمتر از (۰٫۲ به همراه فوقروانکننده (حدود ۲ درصد) استفاده میشود. مقدار سیمان مصرفی در بتن پودری معمولاً بین ۷۰۰ تا ۱۰۰۰ کیلوگرم در متر مکعب است .[۵]
بتن پودری بهخودی خود به واسطه طرح اختلاط خاص، که شامل دانهبندی بسیار ریز است دارای تخلخل قابل قبول و همگنی میباشد. این مهم در بتنهای معمولی با استفاده از اصلاح دانهبندی مصالح و یا افزودن پوزولانها به بتن حاصل میشود. اما بررسیهای چندانی در زمینه تاثیر این عوامل بر بتن پودری در دسترس نیست. در این مقاله بتنپودری در طرح اختلاطهایی با نسبت ماسه به سیمان گوناگون و همچنین دانهبندی آن با مصالح آهکی اصلاح شده با ابعادی خارج از محدودهی بتن پودری مورد بررسی قرار میگیرد. همچنین بتنهای پودری که پیشتر مورد بررسی قرار گرفتهاند تولید شده از ماسه کوارتزی بودهاند که در این تحقیق بررسی میشود که ساخت بتن با مصالح پودرسنگ کربنات کلسیم چه مقاومت و خواصی خواهد داشت.

.۲ مصالح مصرفی

در این تحقیق از آب، سیمان، فوق روان کننده و ماسه آهکی استفاده شده است. آب مصرفی در این آزمایش آب شرب شهرکرد است و سیمان مصرفی در این آزمایش سیمان پرتلند تیپ ۴۲۵-۱ کارخانه سیمان شهرکرد است. همچنین فوق روانکننده مصرفی در این آزمایش بر پایهی پلیکربکسیلات اتر بوده که دارای استانداردهای ASTMC-494 و ISIRI-2930 است .[۶] ماسه مصرفی در این آزمایش ماسه آهکی موجود در بازار است که در حالت دوم اصلاحاتی روی آن انجام شده است. با اصلاح مصالح موجود، مصالح جدید در محدوده مصالح استاندارد ماسه مورد نیاز در بتن پودری قرار میگیرند.

.۳ نحوهی انجام کار

برای اجرای هر طرح اختلاط ابتدا همه مصالح با ترازوی دیجیتال با دقت ۰٫۱ گرم اندازهگیری شده سپس مصالح خشک هر طرح درون میکسری که خاص این آزمایش تهیه شده، ریخته و ترکیب میشوند. بعد از ترکیب مصالح خشک، آب که با فوقروان کننده مخلوط شده به آرامی به ترکیب اضافه میشود. در شکل ۲ نحوه اختلاط بتن نشان داده شده است.عموما تمایل به این است که بتن در اسرع وقت ساخته شود، لذا حداقل زمان لازم برای ساخت بتن همگن و یکنواخت با مقاومت قابل قبول، اهمیت زیادی دارد. زمان بهینه برای مخلوط کردن مصالح در میکسر به نوع ظرفیت میکسر و سرعت دوران آن بستگی دارد. بهطور کلی زمان اختلاط کمتر از ۱ تا ۱٫۲۵ دقیقه سبب تولید مخلوطی غیریکنواخت با مقاومت نسبتاً کم میشود در حالی که زمان بیش از دو دقیقه تأثیر قابل ملاحظهای در خواص فوق ندارد. زمان اختلاط از موقعی که مواد جامد داخل مخلوطکن ریخته میشوند بهحساب میآید. آب و فوق روان کننده نیز نباید دیرتر از ۰٫۲۵ دقیقه زمان اختلاط به آن اضافه شود. با توجه به حجم مخلوط کن مورد استفاده در این پروژه حداقل زمان اختلاط ۱٫۵دقیقه میباشد. عمل ریختن و تراکم بتن اغلب همزمان انجام میشود. این عمل جهت رسیدن به مقاومت لازم، کاهش نفوذپذیری

و پایایی بتن سخت شده مهم است. در بتنریزی و تراکم آن رعایت ضخامت مناسب لایهی بتن ریخته شده، سرعت ریختن
و همچنین تراکم لایه، قبل از ریختن لایه بعدی، باید بهخوبی انجام شوند
و .[۷]
.۴ فرآیند ساخت

کلیه فرایند اختلاط توسط میکسر انجام میگیرد. طرح اختلاط مصالح بدین صورت بوده که ابتدا پودر سنگ و سیمان در میکسر ریخته شده و پس از مخلوط شدن در حالت خشک مقداری آب با فوق روان کننده کاملاً مخلوط گردیده و به مواد داخل میکسر اضافه میشود. سپس کلیه مصالح به مدت ۱٫۵ تا ۲ دقیقه با یکدیگر مخلوط شده تا یکنواختی کامل حاصل گردد. سپس نمونه ها آزمایش شده و جهت قالبگیری آماده میشوند. قالبهارا با روغن چرب کرده تا هنگام باز کردن مشکلی پیش نیاید. سپس بتن در ۳ لایه در قالب ریخته میشود که هر لایه توسط میز ویبره به مدت ۳۰ ثانیه ویبره میشود و بعد از ارتعاش به مدت ۲۴ ساعت در قالب نگهداری میشود تا اینکه گیرش بتن رخ دهد. نوع عملآوری در این پروژه عملآوری معمولی بوده و بعد از گیرش بتن قالبها باز شده و نمونههای بتنی درون وانهای آب قرار داده –

میشوند و بعداز آن آزمایش مقاومت فشاری روی نمونهها انجام میگیرد.

.۵ انجام آزمایش

آزمایش مقاومت فشاری بر روی نمونهها براساس استاندارد BS 1881 P 116 با استفاده از جک استاندارد ۲۰۰۰

کیلونیوتن( شکل (۳ انجام گرفت. برای این منظور از نمونههای ۱۰۰×۱۰۰×۱۰۰ میلیمتر استفاده شده که در سنین ۱، ۷، ۲۸، ۵۶ و ۹۰ روزه، آزمایش مقاومت فشاری روی آنها انجام شده است.

.۶ بررسی نتایج آزمایش

.۱٫۶ نتایج نمونههای طرح A

در نمونههای طرح A از ماسه موجود که شامل دانهبندی از بزرگترین دانه ۲٫۳۶mm تا کوچکترین دانه با اندازه

۲۰۰ مش است، استفاده شده است. نتایج حاصل از تعیین مقاومت فشاری در سنین مختلف در جدول ۱ آورده شده است.

در شکل ۴ نتایج مقاومت فشاری نمونههای طرح A در سنین مختلف نشان داده شده است. در سن ۱ تا ۲۸ روزه، مقاومت فشاری نمونه A1 بیشتر از بقیه نمونهها است. اگرچه در سنین ۷ و ۲۸ روزه مقاومت نمونه A2 نزدیک به نمونه A1
است، ولی در سنین بالاتر نمونه با نسبت ماسه به سیمان ۱ دارای رشد قابل مشاهدهای میباشد. همانطور که از نتایج پیداست در سنین ۵۶ و ۹۰ روز در A1، مقاومت فشاری رشد چشمگیری را نشان داده که در سن ۹۰ روز دارای بالاترین مقاومت فشاری میباشد. سایر نسبتها نیز این رشد صعودی را با شیب کمتری دارا میباشند. با توجه به نمودار این مصالح میتوان نتیجه گرفت که با کمتر شدن مقدار سیمان، مقاومت فشاری نیز کاهش پیدا کرده است. در سنین ۵۶ و ۹۰ روزه، کمترین مقاومت فشاری مربوط به دو نمونه A5 و A4 است.

شکل -۴ نمودار مقاومت فشاری طرح A

.۲ .۶ نتایج نمونههای طرح B
در طرح B از ترکیب ماسه موجود بههمراه ماسهی موجود که عبوری از الک شماره ۵۰ آن حذف شده، استفاده شده است. دانهبندی طرح B شامل بزرگترین دانه ۲٫۳۶mm تا کوچکترین دانه با اندازه الک ۵۰ میباشد. نتایج حاصل از

تعیین مقاومت فشاری در سنین مختلف این طرح در جدول ۲ آورده شده است.

در شکل ۵ نیز نمودار مقاومت فشاری نمونه ها آورده شده است.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 12700 تومان در 7 صفحه
127,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد