متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :عمران

گرایش :سازه

عنوان : بررسی آزمایشگاهی خواص مکانیکی و جمع شدگی بتن سبک حاوی ذرات نانوسیلیس

دانشگاه شمال

دانشكده فنی و مهندسی

پایان نامه جهت اخذ درجه كارشناسی ارشد

رشته عمران - سازه

عنوان پایان نامه:

بررسی آزمایشگاهی خواص مکانیکی و جمع شدگی بتن سبک حاوی ذرات نانوسیلیس

استاد راهنما:

دکتر مرتضی حسینعلی بیگی

دکتر حسن افشین

 

استاد مشاور:

مهندس سعید فلاحیان

 زمستان 90

 

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده:

یكی از مشكلات مهم در طراحی لرزه ای و اجرای ساختمان ها وزن مرده قابل توجه بكار رفته در آن است. از این رو درصورت استفاده از بتن سبكی كه دارای خواص مكانیكی مطلوب باشد، امتیازات قابل توجهی را میتوان به دست آورد كه از جمله آن كاهش در بار مرده و نیروی زلزله می باشد که در نهایت به اقتصادی شدن طرح منجر خواهد شد. با توجه به اینكه در بتن سبك به خاطر پایین بودن وزن مخصوص این نوع بتن از مقاومت كمتری برخوردار میباشد، بنابراین محققان همواره در صدد بوده اند تا با بهره گرفتن از مواد افزودنی به بتن سبك بتوانند خواص مكانیكی آن را بهبود بخشند.

در این تحقیق آزمایشگاهی به بررسی اثر پوزولانهای نانوسیلیس و میکروسیلیس بر خصوصیات مکانیکی بتن سبک، شامل مقاومت فشاری، مقاومت کششی و همچنین آزمایش اولتراسونیک جهت تعیین مدول الاستیسیته دینامیکی و آزمایش جمع شدگی مورد آزمایش قرار گرفته است، که نتایج حاصل از آزمایشات حاکی از افزایش خصوصیات مکانیکی به ازای جایگزینی نانوسیلیس تا 4 درصد وزن سیمان می باشد. در بررسی اثر اختلاط نانو سیلیس با میکرو سیلیس بالاترین مقاومت فشاری به ازای ۲ درصد نانوسیلیس به همراه 5/7 درصد میکرو سیلیس حاصل شد. مصرف نانو سیلیس تا ۴ درصد باعث کاهش کرنش ناشی از جمع شدگی و بهبود مدول الاستیسیته دینامیکی میشود. همچنین اختلاط ۲ درصد نانوسیلیس به همراه 5/7 درصد میکرو سیلیس کاهش کرنش را به همراه دارد. اما اختلاط نانو سیلیس با درصد های بالاتر از 5/7 درصد میکرو سیلیس باعث کاهش خواص مکانیکی مذکور می گردد.

                                  

کلید واژه ها: نانوسیلیس، میكروسیلیس، بتن سبكدانه، لیكا، خواص مکانیکی


 

فهرست مطالب

 

فصل اول: مقدمه و کلّیات

1-1. مقدمه 2

1-2. سبك سازی 2

1-3. بتن سبك 3

1-3-1. تعریف 3

1-3-2. روشهای ساخت بتن سبك 3

1-3-3. خصوصیات بتن سبك 4

1-3-4. مزایای بتن سبك 4

1-3-5. معایب ساختمان های ساخته شده با بتن سبک 5

1-3-6. مشکلات طرح اختلاط بتن سبک و راه های مقابله با آن 5

1-4. پیشینه تحقیق 6

1-5. هدف پژوهش 9

فصل دوم: شناخت انواع سبكدانه و مواد افزودنی بتن سبك و نانو مواد

2-1. مقدمه 12

2-2. طبقه بندی بتن سبك 12

2-3. خواص بتن سبكدانه 16

2-4. روشهای افزایش مقاومت بتن سبك 17

2– 5. انواع سبكدانه ها 17

2-6.  سبكدانه های طبیعی 18

2-6-1. پومیس 18

2-6-2. پوکه معدنى 18

2-6-2-1. موارد مصرف پوکه معدنی 18

2- 7. سبكدانه های مصنوعی تولید داخل كشور 19

2-7-1. پرلیت 19

2-7-1-1. طرز تهیه پرلیت 19

2-7-1-2. كاربرد پرلیت 20

2-7-1-3. منابع پرلیت در كشور و جهان 21

2-7-2.  لیكا 21

2-7-2-1. مزایا و موارد كاربرد لیكا در صنعت ساختمان 22

2-8. انواع بتن سبك 27

2-8-1.  بتن لیكا 27

2-8-2.  بتن سبک گازى 27

2-8-3.  بتن پلى استایرنى 28

2-8-3-1.  مزایای بتن سبک پلی استایرنی عبارتند از: 28

2-8-3-2.  معایب بتن سبک پلی استایرنی 29

2-9.  بتن با مقاومت بالا 29

2-9-1.  مزایای استفاده از بتن با مقاومت بالا 30

2-9-2.  معایب استفاده از بتن با مقاومت بالا 31

2-9-3. طرح اختلاط بتن با مقاومت بالا 31

2-10. جنبه های اقتصادی بتن سبك 34

2-11. پوزولانها 35

2-11-1. تعریف پوزولانها 35

2-11-2. انگیزه مصرف پوزولانها 35

2-11-3. تاثیر پوزولانها بر مقاومت فشاری بتن 36

2-11-4. سیمان پرتلند پوزولانی 36

2-11-5. میكروسیلیس 37

2-11-6.  خاكستر بادی 38

2-12. روان كننده ها و فوق روان كننده ها: 39

2-13. نقش پودر سنگ در بهبود خواص بتن سبك با مقاومت بالا 40

2-14. اثر نوع دانه بندی لیكا بر خواص مكانیكی بتن سبك 40

2-15. مسائل اجرائی بتن سبكدانه سازه ای 41

2-16. نانومواد ها و مشخصات آنها 41

2-16-1. مقدمه 41

2-16-2. مواد نانوكمپوزیت 42

2-16-3. نانو سیلیس آمورف 43

2-16-3-1. نانوسیلیس و مقایسه بعضی خواص آن با میکروسیلیکا 44

2-16-4. نانو لوله ها 46

فصل سوم: مواد اولیه و روشها

3-1. مقدمه 49

3-2. مواد مورد استفاده(Material) 49

3-2-1. سیمان 49

3-2-1-1. سیمان پرتلند پوزولانی (PPC) 49

3-2-2. آب اختلاط 50

3-2-3. سنگدانه ها 50

3-2-3-1. آزمایش لس آنجلس بر روی سنگدانه های درشت 52

3-2-4. ماده افزودنی نانوسیلیس 54

3-2-5. ماده افزودنی میكروسیلیس 55

3-2-6. ماده افزودنی فوق روان کننده 56

3-3. نمونه ها و نحوه عمل آوری آنها 57

3-4. روش تحقیق 57

3-5. طرح اختلاط 58

فصل چهارم: نتایج آزمایشها و بحث و بررسی آنها

4-1. مقدمه 61

4-2. نتایج آزمایشهای بتن سبك 61

4-2-1. آزمایش مقاومت فشاری 62

4-2-1-1. آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاطهای حاوی نانوسیلیس (2و3 و4) 63

4-2-1-2. آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاطهای حاوی میكروسیلیس(5و6 ) 67

4-2-1-3. آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاطهای حاوی اختلاط نانو با میكرو(7 تا 12 ) 69

4-2-2. آزمایش مقاومت کششی غیر مستقیم 72

4-2-2-1. آزمایش مقاومت کششی غیرمستقیم برای طرح اختلاطهای حاوی نانوسیلیس (2و3و4) 74

4-2-2-2. آزمایش مقاومت کششی غیرمستقیم برای طرح اختلاطهای حاوی میكروسیلیس (5و6) 76

4-2-2-3. آزمایش مقاومت کششی غیرمستقیم برای طرح اختلاطهای حاوی اختلاط نانوسیلیس با میكروسیلیس (7 تا 12 ) 78

4-2-3. آزمایش سرعت پالس التراسونیک (UPV) 83

4-2-3-1. روش سرعت پالس 83

4-2-3-2. عوامل موثر بر سرعت پالس 83

4-2-3-3. کاربرد روش سرعت پالس 84

4-2-3-4. آزمایش التراسونیک برای طرح اختلاطهای حاوی نانوسیلیس (2و3و4) 86

4-2-3-5. آزمایش التراسونیک برای طرح اختلاطهای حاوی میكروسیلیس(5و6) 88

4-2-3-6. آزمایش مدول الاستیسیته دینامیكی برای طرح اختلاطهای حاوی اختلاط نانوسیلیس با میكروسیلیس (7 تا 12 ) 90

4-2-4. آزمایش جمع شدگی بتن 93

4-2-4-1. مقدمه 93

4-2-4- 2. عوامل موثر در جمع شدگی 93

4-2-4-3 . انواع جمع شدگی بتن 94

4-2– 4– 4 . ارتباط عمل آوری داخلی  و جمع شدگی 94

4 -2– 4– 5. نتایج آزمایش جمع شدگی 95

4-2-4-6. آزمایش جمع شدگی برای طرح اختلاطهای حاوی نانوسیلیس (2و3 و4) 96

4-2-4-7. آزمایش جمع شدگی برای طرح اختلاطهای حاوی میكروسیلیس(5و6 ) 98

4-2-4-8 . آزمایش جمع شدگی برای طرح اختلاطهای حاوی اختلاط نانو با میكرو(7 تا 12 ) 100

فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات

5– 1 . مقدمه 105

5–2. نتیجه گیری 105

5– 3. پیشنهادات 107

منابع و مراجع 108

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول

جدول 2-1. وزن مخصوص دانه های لیكا با توجه با دانه بندی 22

جدول 2-2. طرح اختلاط راهنما برای بتنهای با مقاومت بالا (در طرحهای فوق میكروسیلیس وجود ندارد) 32

جدول 2-3. طرح اختلاط راهنما برای بتنهای با مقاومت بالا حاوی میكروسیلیس 33

جدول 2-4. مقایسه انواع بتن سبك با آجر و بتن معمولی 34

جدول 3-1. ترکیب سیمان مصرفی 50

جدول 3-2. دانه بندی سنگدانه های مصرفی 51

جدول 3-3. آزمایش لس آنجلس برای ترکیب A 53

جدول3-4. آزمایش لس آنجلس برای ترکیب B 53

جدول 3-5. آزمایش لس آنجلس برای ترکیب C 53

جدول 3-6. نتایج آزمایش لس آنجلس برای ترکیب های A و B و C 54

جدول 3-7. مشخصات نانوسیلیس مصرفی 54

جدول 3-8. مشخصات میكروسیلیس مصرفی 55

جدول 3-9. مشخصات فوق روان کننده مصرفی 56

جدول 3-10. مشخصات طرح اختلاطها 59

جدول 4–1. نتایج آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاطهای حاوی نانوسیلیس 65

جدول 4–2. نتایج آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاط های حاوی میكروسیلیس 68

جدول4–3. نتایج آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاط های حاوی اختلاط نانو با میكرو 70

جدول 4-4. نتایج آزمایش مقاومت کششی غیرمستقیم برای طرح اختلاطهای حاوی نانوسیلیس 75

جدول 4– 5.  نتایج آزمایش مقاومت کششی غیرمستقیم برای طرح اختلاطهای حاوی میكروسیلیس 77

جدول 4–6. نتایج آزمایش مقاومت كششی برای طرح اختلاط های حاوی اختلاط نانو با میكروسیلیس 80

جدول 4–7. نتایج آزمایش اولتراسونیك برای نمونه های حاوی نانوسیلیس 86

جدول 4–8. نتایج آزمایش اولتراسونیك برای نمونه های حاوی میكروسیلیس 88

جدول 4–9. نتایج آزمایش آولتراسونیك برای نمونه های حاوی اختلاط نانوسیلیس با میكروسیلیس 90

جدول 4–10. نتایج آزمایش جمع شدگی برای طرح اختلاطهای حاوی نانوسیلیس 97

جدول 4–11. نتایج آزمایش جمع شدگی برای طرح اختلاطهای حاوی میكروسیلیس 99

جدول4-12. نتایج آزمایش جمع شدگی برای طرح اختلاطهای حاوی اختلاط نانو با میكروسیلیس 101

 

 

 

فهرست اشكال

شكل 1-1. بتن ساخته شده توسط شركت وندیداد 9

شكل 2-1. سنگ پرلیت 20

شكل 2-2. لیكای درشت دانه 21

شكل 2-3. مصالح گوناگون با مقایسه مقاومت حرارتی بلوک های  لیکا 23

شكل 2-4. پروژه های كار شده با محصولات لیكا 26

شكل 3-1. نمودار دانه بندی شن مصرفی 52

شكل 3-2. نمونه منشوری جهت انجام آزمایش جمع شدگی 57

شکل4-1.  دستگاه آزمایش مقاومت فشاری و کششی غیرمستقیم 63

شكل 4–2. روند تغییرات مقاومت فشاری با افزایش درصد نانوسیلیس 66

شكل4–3. درصد افزایش مقاومت فشاری با افزایش نانو نسبت به نمونه شاهد 67

شكل 4– 4. روند تغییرات مقاومت فشاری با افزایش درصد میكروسیلیس 69

شكل 4– 5. روند تغییرات مقاومت فشاری در اثر اختلاط نانوسیلیس با میكروسیلیس 71

شكل 4– 6. روند تغییرات مقاومت فشاری در اثر اختلاط نانوسیلیس با میكروسیلیس 72

شكل 4– 7. روند تغییرات مقاومت كششی با درصد نانو 76

شكل 4-8 . روند تغییر مقاومت كششی با درصد میكرو 78

شكل 4– 9. روند تغییرات مقاومت كششی با افزودن نانوسیلیس به میكروسیلیس 81

شكل 4– 10. روند تغییرات مقاومت كششی با افزودن نانوسیلیس به میكروسیلیس 82

شکل 4-11. سونیسکوپ مورد استفاده در آزمایش التراسونیک(تعیین مدول الاستیسیته دینامیکی) 84

شكل 4– 12. روند تغییر مدول الاستیسیته با افزایش درصد نانوسیلیس 87

شكل 4– 13. روند تغییرات مدول الاستیسیته دینامیكی با افزایش میكروسیلیس 89

شكل 4– 14. روند تغییرات مدول الاستیسیته دینامیكی با افزودن نانوسیلیس به میكروسیلیس 91

شكل 4– 15. روند تغییرات مدول الاستیسیته دینامیكی با افزودن نانوسیلیس به میكروسیلیس 92

شكل 4– 16. روند تغییرات كرنش با افزایش درصد نانوسیلیس 98

شكل 4– 17. روند تغییرات كرنش با افزایش درصد میكروسیلیس 100

شكل 4– 18. روند تغییرات كرنش با اختلاط نانو با 7.5 درصد میكروسیلیس 102

شكل 4– 19. روند تغییرات كرنش با اختلاط نانو با 15 درصد میكروسیلیس 103

 


 

 

فصل اول:

مقدمه و

كلیات

 

 

1-1. مقدمه

یكی از مشكلات مهم در طراحی لرزه ای و اجرای ساختمان ها، بخصوص ساختمان های مرتفع و پل های بزرگ بتنی وزن مرده قابل توجه بكار رفته در آن است. از این رو درصورت استفاده از بتن سبكی كه دارای خواص مكانیكی مطلوب باشد، امتیازات قابل توجهی را میتوان به دست آورد كه از جمله آن كاهش در بار مرده و نیروی زلزله و به تبع آن كاهش  مقاطع در تیر، ستون، دال و پی و همچنین عملكرد بهتر از نظر عایق بندی حرارتی و مقاومت مطلوب در برابر آتش است که در نهایت به اقتصادی شدن طرح منجر خواهد شد. اما با توجه به اینكه خصوصیات مكانیكی بتن غالباً با وزن مخصوص آن نسبت مستقیم داشته لذا در بتن سبك به خاطر پایین بودن وزن مخصوص این نوع بتن از مقاومت كمتری برخوردار میباشد. بنابراین محققان همواره در صدد بوده اند تا با بهره گرفتن از مواد افزودنی به بتن سبك بتوانند خواص مكانیكی آن را بهبود بخشند.

با پیشرفت تكنولوژی و دسترسی بشر به فناوری نانو به دلیل قابلیت های ویژه ای كه پیش روی انسان قرار می دهد، لزوم استفاده از آن در صنعت بتن به شدت احساس می شود. علت توجه به فناوری نانو این است كه با كاهش در اندازه ذرات، خصوصیات جدید و غیرعادی مكانیكی، الكتریكی، مغناطیسی و ... مشاهده می گردد كه در حالت عادی دستیابی به این ویژگی ها ممكن نمی باشد.  

تعداد صفحه : 132

قیمت :14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        *       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.