بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
بررسی مقاومت خمشی نمونه های بتنی در روش پرس خشک و پرس تر
چکیده
امروزه استفاده از کفپوشهای بتنی درسطح معابر به دلیل مقاومت ،دوام واجرای آسان بسیارگسترش یافته است .اما گاهی شاهد تعمیر و تعویض آنها به دلایل مختلف هستیم که در پی آن شاهد افزایش هزینهها و نیروی کار را خواهیم بود و همچنین ساعات کاری بیشتر و تخریب محیط زیست را خواهیم داشت. بنابراین درصدد شدیم تا با انجام آزمایش به بررسی نحوه افزایش کیفیت این کفپوشها در مقاوت خمشی آن و افزایش عمر مفید آنها که منجر به کاهش چشمگیر هزینهها میشود بپردازیم.در این مقاله به بررسی نحوه تاثیر نسبت آب به سیمان در مقاومت خمشی این محصول و ارائه نتایج آن در جهت کاهش هزینههای تولید و افزایش طول عمر مفید کفپوش بتنی و همچنین افزایش کارایی و کیفیت این کفپوشها میپردازیم.
واژههای کلیدی: کف پوش بتنی ، مقاومت خمشی ، پرس تر ، کاهش هزینه، افزایش طول عمر
-1مقدمه
پیشینه تحقیق
Robert S.Cade در ســال 1921 پیشــرفتی در تولید کف پوشهای بتنی به وجود آورد. هدف او تهیه کف پوشهای بتنی قابل اسـتفاده در سوارهرو بود. در این کف پوشها اتصال به گونه ای است که انبساط و انقباض لازم کف پوش تحت اثر گرما یا سرما امکان پذیر میباشد در نتیجه خطر ترک خوردگی در کف پوشها از بین میرود .ساخت این کف پوشها بسیار ساده و ارزان است .همچنین آنها بادوام هستند و مصرف آنها به صرفه میباشد .این کف پوشها از دیدگاه هنری هم یک پیشرفت به شمار میآید.
Clande T.Siebs در سـال 1943 در مـورد کـفسـازی و بـه خصـوص کـف پـوش بتنـی مسـلح و روشهـای تولیـد آن بحـث کـرد .در ایـن کـف پـوشهـا امکـان شـکم دادن از وسـط ناشـی از نشسـت زمـین وجـود دارد .بـرای مقابلـه بـا ایـن مشـکل، کـف پوشهای بتنی میتوانند به طور مستقیم روی خاک به عنوان دال مستقل قرار گیرند و به همدیگر با میخ متصل شوند.
Timothy Walkerو Robert Mc Guigan اظهـار داشـتند نـوع کـف پـوش انتخـاب شـده در یـک پـروژه بـه مقـدار زیـادی بـه بـار طراحـی بسـتگی دارد. بیشـترین نگرانـی در کـف پـوشهـای صـنعتی در مفاصـل اسـت. بـه همـین دلیـل کـم کـردن ایـن اتصالات یا به طور کلی از بین بردن حضور آنها بسیار مفید خواهد بود.
امروزه بتن یکی از پرکاربردترین مصالح سـاختمانی مـی باشـد. بـه جهـت هزینـههـای سـنگین تعمیـر و نگهـداری سـازههـای بتنـی دوام آنها در شرایط محیطی بهـره بـرداری از اهمیـت ویـژه ای برخـوردار اسـت .در گذشـته تصـور بـر ایـن بـود کـه چنانچـه بتنـی دارای مقاومـت فشـاری بـالایی باشـد،لزومـاً از دوام بـالایی در شـرایط محیطـی بهـره بـرداری برخـوردار مـیباشـد امـا بـر اسـاس مشاهدات صورت گرفته به این نتیجـه رسـیدند کـه ایـن امـر همـواره صـادق نبـوده و دوام و مقاومـت فشـاری بـتن بایـد توامـان بـا یکدیگر مد نظر قرار گیرد.
یکـی از پرکـاربردترین قطعـات بتنـی در امـر شهرسـازی، جـداول بتنـی مـیباشـد .سـالیانه هزینـههـای سـنگینی بـه سـازمانهـای متولی خدمات شهری به جهت تخریـب جـداول بتنـی کـم دوام در اثـر تـاثیر عوامـل مخـرب (سـولفاتهـا، سـیکلهـای یخبنـدان و آب شدگی، تبلور نمکهـا، ) دچـار پکیـدگی و تـرک خـوردگی مـی شـوند، تحمیـل مـی گـردد.در ایـن مقـا لـه بررسـیها مبنـی بر کا هش هزینهها و همچنین در راستای افزایش کارایی و کیفیت کفپوشهای بتنی است.
امروزه جداول بتنی به سه روش تولید می شوند:
· روش سنتی
· روش پرسی خشک
· روش پرسی تر
روش سنتی :در این روش بتن در قالب ریخته شده و پس از گذشت زمان لازم قالبها باز و پس از عملآوری مناسب قطعه آماده نصب میباشد .در این روش برای افزایش دوام قطعه میبایست نسبت آب به سیمان پایین آورده شود که این مهم به کمک مواد افزودنی روانکننده قابل دسترسی میباشد .در این روش به منظور افزایش دوام در برابر دورههای یخبندان و آبشدگی استفاده از مواد حبابزا نیز پیشنهاد میشود.
روش پرسی خشک :در این روش بتن با نسبت آب به سیمان پایین (اسلامپ صفر) داخل قالب ریخته شده و سپس با فشار پرس متراکم میگردد.
روش پرسی تر :در این روش بتننسبتاً روان( اسلامپ فلو بالای 40 سانتی متر ) در قالب ریخته شده و سپس با فشار پرس متراکم میگردد .در اثر فشار آب از بتن خارج شده و به این ترتیب نسبت آب به سیمان پایین آورده میشود .از مزایای این روش نسبت به روش پرس خشک نفوذپذیری کمتر و سطح صاف بتن میباشد.
-2شرح آزمایش
در این مقاله سعی بر محاسبه مقاومت خمشی کف پوشهای بتنی شدهاست. این مقاومت خمشی در بسترهای غیرصلب، نقش تعیینکنندهای دارد. به این منظور ،آزمایش در چهار طرح ،در دو اندازه مختلف انجام گردیدهاست.
برای درنظرگرفتن تغییرات مقاومت خمشی برحسب میزان تغییرات ماسه، برای هر طرح ،نسبت آب به سیمان را ثابت و میزان ماسه را در مدلها متغیر در نظر میگیریم و برای صحت در انجام آزمایش و تغصیر خطاها برای هر نسبت ماسه ،چند مدل مورد آزمایش قرار میگیرد و متوسط میزان تنش خمشی ،معیار مقایسه بین مدلها است.تنش محاسبه شده از جنس تنش خمشی است و آزمایش بر روی نمونه مستطیلی انجام میگیرد که مطابق فرمول زیر محاسبه میشود:
که در رابطه فوق ، P، نیروی وارد از طریق جک، L، طول تکیهگاه و b و t به ترتیب عرض نمونه و ضخامت نمونه میباشند.
همچنین در رابطه فوق، عدد 1,5 ضریب تاثیر به دلیل مستطیلی بودن نمونه میباشد.
آزمایش برای دو طرح با نسبت آب به سیمان 0,446 و 0,5 انجام شدهاست که این دو نسبت با توجه به تجربه درنظرگرفته شدهاست و هر نسبت آب به سیمان را برای دو طول مختلف مورد بررسی قرارگرفتهاست.
در این رابطه ، P ، درصد تجمعی گذشته از الک d (به صورت درصد حجمی) ، D ، حداکثر اندازه سنگدانه است.
n، ضریبی بین 0,1 تا 0,67 که با خواص دانهبندی ارتباط دارد و عددهای مختلفی بر حسب تجربه میباشد. ( 0,67 برای منحنی با درشتترین دانهبندی و 0,1 برای منحنی با ریزترین دانهبندی ) که طبق جدول زیر دسته بندی میشود:
در این آزمایش ، مقدار n را تغییر داده و در رابطه فولر- تامسون قرار میدهیم.
-3 نتایج
نسبت آب به سیمان 0,446
طرح اول:
5 نمونه ساختهشده برای هر نسبت ماسه در روزهای مختلف مختلف پس از 28 روز در دستگاه تنش خمشی شکست دادهشده و میزان نیروی مورد نیاز برای شکست برداشت شدهاست. نمونهها دارای طول 400 میلیمتر و عرض 400 میلیمتر و ضخامت 57 میلیمتر هستند و نتایج به دستآمده در جدول زیر قابلمشاهدهاست.
در جدول فوق:
:S ماسه ، :a پارامتر دستگاه ، :C مقدار سیمان، :n توان رابطه فولر- تامسون ، : 3.4 جذب آب ماسه و : 2.8 جذب آب شن میباشد.
طرح دوم:
در این طرح ابعاد به طول 200 میلیمتر، عرض 98 میلیمتر و ضخامت 80 میلیمتر تغییرکردهاست.
مقایسه این دو طرح:
تاثیر طول بر مقاومت خمشی برای نسبت آب به سیمان 0,446
