دانشگاه محقق اردبیلی

دانشکده فنی و مهندسی

گروه عمران

مطالعه تاثیر نانوسیلیس بر خواص مکانیکی

و دوام بتن­های حاوی الیاف پلی­پروپیلن

 

استاد راهنما:

دکتر یعقوب محمدی

 

استاد مشاور:

مهندس طاهر باهر طالاری

 

دانشگاه محقق اردبیلی

تابستان 1390

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
فهرست مطالب
عنوان                                                                                                                         صفحه
فصل اول :مقدمه و کلّیات            
1-1. مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 2
1-2. معرفی بتن الیافی…………………………………………………………………………………………………………………………..2
1-2-1. تعریف………………………………………………………………………………………………………………………………………..3
1-2-2. آیین نامه های معتبر بتن الیافی……………………………………………………………………………………………..3
1-3. کاربردهای بتن الیافی …………………………………………………………………………………………………………………..4
1-3-1. بتن پرتابی(شاتکریت) ………………………………………………………………………………………………………………4
1-3-2. دالهای روی بستر …………………………………………………………………………………………………………………….5
1-3-3. صنایع نظامی ……………………………………………………………………………………………………………………………7
1-3-4. کف سالنهای صنعتی ……………………………………………………………………………………………………………….7
1-4. مزایا و معایب بتن الیافی ………………………………………………………………………………………………………………7
1-5. جنبه های اقتصادی بتن الیافی…………………………………………………………………………………………………….8
1-6. نانو مواد در بتن …………………………………………………………………………………………………………………………….9
1-7. اختصار و اهداف پژوهش ……………………………………………………………………………………………………………..10
1-8.پیشینه پژوهش …………………………………………………………………………………………………………………………….10
1-9. مقایسه چند نوع الیاف از نظر هندسه ……………………………………………………………………………………….11
1-10.مقایسه اثر نوع های مختلف الیاف از نظر جنس در بتن الیافی ……………………………………………….12
1-11. تحقیقاتی که منحصراً بر روی خواص مکانیکی بتن حاوی الیاف پلی پروپیلن با و بدون نانومواد انجام گرفته می باشد………………………………………………………………………………………………………………………………….13
1-12. اثر نانوسیلیس بر روی خمیر سیمان……………………………………………………………………………………….15
1-13. اثر نانوسیلیس بر بتن ………………………………………………………………………………………………………………15
1-14. تحقیقات انجام شده در ایران ………………………………………………………………………………………………….16
1-15. خواص مکانیکی الیاف………………………………………………………………………………………………………………18
1-15-1. تاریخچه………………………………………………………………………………………………………………………………..18
1-15-2. انواع الیاف…………………………………………………………………………………………………………………………….19
1-15-2-1. الیاف مصنوعی…………………………………………………………………………………………………………………19
1-15-2-2. الیاف کربن………………………………………………………………………………………………………………………19
1-15-2-3. الیاف آرامید……………………………………………………………………………………………………………………..20
1-15-2-4. الیاف شیشه و آزبست……………………………………………………………………………………………………..20
1-15-2-5. الیاف فلزی……………………………………………………………………………………………………………………….21
1-15-2-6. الیاف گیاهی وطبیعی………………………………………………………………………………………………………22
1-51-2-7. الیاف پلی پروپیلن……………………………………………………………………………………………………………22
1-15-2-7-1. مزایای الیاف پلی پروپیلن نسبت به مش ضد ترک ( آرماتور حرارتی )……………………23
1-15-2-7-2. روش و اندازه مصرف …………………………………………………………………………………………………24
1-15-2-7-3. ویژگیهای بتن الیافی حاوی الیاف پلی پروپیلن…………………………………………………………24
1-15-2-7-4. کاربردهای الیاف پلی پروپیلن …………………………………………………………………………………..25
1-15-2-8. آزمایش اسلامپ بتن الیافی…………………………………………………………………………………………….26
1-16. نانو مواد ها و مشخصات آنها…………………………………………………………………………………………………….26
1-16-1. مواد نانو کمپوزیت………………………………………………………………………………………………………………..27
1-16-2. بتن با عملکرد بالا (HPC) ………………………………………………………………………………………………..27
1-16-3. نانو سیلیس آمورف……………………………………………………………………………………………………………..27
1-16-3-1. نانوسیلیس و مقایسه بعضی خواص آن با سیلیکافیوم……………………………………………………28
1-16-4. نانو لوله ها…………………………………………………………………………………………………………………………….30
 
 
فصل دوم: مواد و روشها
2-1. مواد مورد بهره گیری(Material) ………………………………………………………………………………………………..33
2-1-1. سیمان…………………………………………………………………………………………………………………………………….33
2-1-1-1. سیمان پرتلند پوزولانی (PPC) ………………………………………………………………………………………33
2-1-2. آب اختلاط……………………………………………………………………………………………………………………………..35
2-1-3. سنگدانه ها……………………………………………………………………………………………………………………………..35
2-1-3-1. آزمایش لس آنجلس بر روی سنگدانه های درشت……………………………………………………………36
2-1-4. الیاف پلی پروپیلن…………………………………………………………………………………………………………………..37
2-1-5. ماده افزودنی نانوسیلیس………………………………………………………………………………………………………..38
2-1-6. ماده افزودنی فوق روان کننده………………………………………………………………………………………………..38
2-1-7. قالب ها……………………………………………………………………………………………………………………………………40
2-1-8. روش انجام آزمایشها(Methods) ……………………………………………………………………………………….40
2-1-9. روش تعیین طرح اختلاط به صورت کلی………………………………………………………………………………41
 
فصل سوم: نتایج و بحث
3-1. آزمایشهای انجام شده…………………………………………………………………………………………………………………45
3-2. نتایج آزمایشهای بتن الیافی……………………………………………………………………………………………………….45
3-2-1. آزمایش مقاومت فشاری…………………………………………………………………………………………………………46
3-2-1-1. آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاط های ردیف A (مرجع)………………………………..47
3-2-1-2. آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاط های ردیف B ……………………………………………..50
3-2-1-3. آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاط های ردیف C………………………………………………51
3-2-1-4. آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاط های ردیف D …………………………………………….54
3-2-1-5. مطالعه کلی نمودار های  آزمایش مقاومت فشاری……………………………………………………………56
3-2-2. آزمایش مقاومت کششی غیر مستقیم……………………………………………………………………………………57
3-2-2-1. آزمایش مقاومت کششی غیرمستقیم برای طرح اختلاط های ردیف A(مرجع)……………..59
3-2-2-2. آزمایش مقاومت کششی غیرمستقیم برای طرح اختلاط های ردیف B………………………….61
3-2-2-3. آزمایش مقاومت کششی غیرمستقیم برای طرح اختلاط های ردیف C…………………………63
3-2-2-4. آزمایش مقاومت کششی غیرمستقیم برای طرح اختلاط های ردیف D………………………….65
3-2-2-5. مطالعه کلی نمودارهای آزمایش مقاومت کششی غیر مستقیم………………………………………..67
3-2-3. آزمایش سرعت پالس التراسونیک (UPV)…………………………………………………………………………..68
3-2-3-1. روش سرعت پالس……………………………………………………………………………………………………………..68
3-2-3-2. عوامل موثر بر سرعت پالس……………………………………………………………………………………………….69
3-2-3-3. کاربرد روش سرعت پالس………………………………………………………………………………………………….69
3-2-3-4. مطالعه نتایج آزمایش التراسونیک برای طرح اختلاط های ردیف A……………………………….70
3-2-3-5. مطالعه نتایج آزمایش التراسونیک برای طرح اختلاط های ردیف B……………………………….73
3-2-3-6. مطالعه نتایج آزمایش التراسونیک برای طرح اختلاط های ردیف C……………………………….75
3-2-3-7. مطالعه نتایج آزمایش التراسونیک برای طرح اختلاط های ردیف D……………………………….77
3-2-3-8. مطالعه کلی نمودارهای آزمایش التراسونیک…………………………………………………………………….79
3-2-4. مقاومت الکتریکی……………………………………………………………………………………………………………………80
3-2-4-1. مطالعه نتایج آزمایش مقاومت الکتریکی برای طرح اختلاط های ردیف A (مرجع)……….82
3-2-4-2. مطالعه نتایج آزمایش مقاومت الکتریکی برای طرح اختلاط های ردیف B……………………..85
3-2-4-3. مطالعه نتایج آزمایش مقاومت الکتریکی برای طرح اختلاط های ردیف C……………………..87
3-2-4-4. مطالعه نتایج آزمایش مقاومت الکتریکی برای طرح اختلاط های ردیف D…………………….89
3-2-4-5. مطالعه کلی نمودارهای آزمایش مقاومت الکتریکی…………………………………………………………..90
 
 
فصل چهارم: نتیجه­گیری و پیشنهادات
4-1. نتیجه­گیری………………………………………………………………………………………………………………………………….96
4-2. پیشنهادها و موضوعات تحقیقی…………………………………………………………………………………………………97
منابع……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..99
 
 
 
 
فهرست اشکال
 
عنوان                                                                                                                         صفحه
شکل1-1 . یک نمونه شاتکریت با بتن الیافی با الیاف 6 میلیمتری پلی پروپیلن…………………………………6
شکل1-2 . یک نمونه دال پل که در کانزاس آمریکا با بتن الیافی ساخته شده می باشد………………………….6
شکل 1-3. نمودار تنش-کرنش بتن الیافی و بتن حاوی نانوذرات(نانوسیلیس)…………………………………..9
شکل 1-4. شاخص سایش بتن­های حاوی درصد های مختلف نانوتیتانیوم در سن 28 روزه……………31
شکل 2-1. سیمان پوزولانی اردبیل…………………………………………………………………………………………………….34
شکل 2-2. الیاف 18 میلیمتری مورد بهره گیری در آزمایشات………………………………………………………………38
شکل 2-3. فوق روان کننده و نانوسیلیس مصرفی(سمت چپ نانوسیلیس) …………………………………….39
شکل 3-1. دستگاه آزمایش مقاومت فشاری و کششی غیرمستقیم…………………………………………………..47
شکل 3-2. مقاومت فشاری نمونه های بدون نانوسیلیس در سنین 28 و 90 روزه (مرجع) ……………49
شکل 3-3. درصد افزایش مقاومت فشاری نمونه های بدون نانوسیلیس……………………………………………49
شکل 3-4. مقاومت فشاری نمونه های حاوی 2 % نانوسیلیس…………………………………………………………..51
شکل 3-5. درصد افزایش مقاومت فشاری نمونه های حاوی 2 % نانوسیلیس ………………………………….51
شکل 3-6. مقاومت فشاری نمونه های حاوی 4 % نانوسیلیس…………………………………………………………..53
شکل 3-7. درصد افزایش مقاومت فشاری نمونه های حاوی 4 % نانوسیلیس ………………………………….53
شکل 3-8. مقاومت فشاری نمونه های حاوی 6 % نانوسیلیس در سنین مختلف……………… …………….55
شکل 3-9. درصد افزایش مقاومت فشاری نمونه های حاوی 6 % نانوسیلیس……………………………………55
شکل 3-10.درصد افزایش مقاومت فشاری نمونه های 28 روزه به ازای درصدهای مختلف نانوسیلیس…………………………………………………………………………………………………………………………………………..56
شکل 3-11. درصد افزایش مقاومت فشاری نمونه های 90 روزه به ازای درصد های مختلف نانوسیلیس…………………………………………………………………………………………………………………………………………….57
شکل 3-12. مقاومت کششی غیرمستقیم نمونه های بدون نانوسیلیس(مرجع) ………………………………60
شکل 3-13. درصد افزایش مقاومت کششی غیر مستقیم برای نمونه های بدون نانوسیلیس…………..60
شکل 3-14. مقاومت کششی غیرمستقیم نمونه های حاوی 2 % نانوسیلیس……………………………………62
شکل 3-15. درصد افزایش مقاومت کششی غیر مستقیم نمونه های حاوی 2 % نانوسیلیس…………..62
شکل 3-16. مقاومت کششی غیرمستقیم نمونه های حاوی 4 % نانوسیلیس……………………………………64
شکل 3-17. درصد افزایش مقاومت کششی غیر مستقیم نمونه های حاوی 4 % نانوسیلیس…………..64
شکل 3-18. مقاومت کششی غیرمستقیم نمونه های حاوی 6 % نانوسیلیس……………………………………66
شکل 3-19. درصد افزایش مقاومت کششی غیر مستقیم نمونه های حاوی 6 % نانوسیلیس…………..66
شکل 3-20. درصد افزایش مقاومت کششی نمونه­های 28 روزه به ازای درصد های مختلف نانوسیلیس……………………………………………………………………………………………………………………………………………67
شکل 3-21. درصد افزایش مقاومت کششی نمونه­های 90 روزه به ازای درصد های مختلف نانوسیلیس…………………………………………………………………………………………………………………………………………….68
شکل 3-22. سونیسکوپ مورد بهره گیری در آزمایش التراسونیک(تعیین مدول الاستیسیته دینامیکی)…………………………………………………………………………………………………………………………………………….69
شکل 3-23. مدول الاستیسیته دینامیکی نمونه های بدون نانوسیلیس(مرجع)……………………………….72
شکل3-24. درصد افزایش مدول الاستیسیته دینامیکی حاوی درصد های مختلف الیاف pp………….72
شکل 3-25. مدوا الاستیسیته دینامیکی نمونه های حاوی 2% نانوسیلیس……………………………………….74
شکل 3-26. درصد افزایش مدول الاستیسیته دینامیکی حاوی 2% نانوسیلیس……………………………….74
شکل 3-27. مدول الاستیسیته دینامیکی نمونه های حاوی 4 % نانوسیلیس……………………………………76
شکل 3-28. درصد افزایش مدول الاستیسیته دینامیکی حاوی 4 % نانوسیلیس………………………………76
شکل 3-29. مدول الاستیسیته دینامیکی نمونه های حاوی 6 % نانوسیلیس……………………………………78
شکل 3-30. درصد افزایش مدول الاستیسیته دینامیکی حاوی 6 % نانوسیلیس………………………………78
شکل 3-31. درصد افزایش مدول الاستیسیته نمونه های 28 روزه…………………………………………………..79
شکل 3-32. درصد افزایش مدول الاستیسیته نمونه های 90 روزه…………………………………………………..80
شکل 3-33. دستگاه اندازه گیری مقاومت الکتریکی………………………………………………………………………….82
شکل 3-34. مقاومت الکتریکی نمونه های بدون نانوسیلیس(مرجع) ……………………………………………….84
شکل 3-35. درصد افزایش مقاومت الکتریکی نمونه های بدون نانوسیلیس……………………………………..84
شکل 3-36. مقاومت الکتریکی نمونه های حاوی 2 % نانوسیلیس…………………………………………………….86
شکل 3-37. درصد افزایش مقاومت الکتریکی نمونه های حاوی 2 % نانوسیلیس…………………………….86
شکل 3-38. مقاومت الکتریکی نمونه های حاوی 4 % نانوسیلیس…………………………………………………….88
شکل 3-39. درصد افزایش مقاومت الکتریکی نمونه های حاوی 4 % نانوسیلیس…………………………….88
شکل 3-40. مقاومت الکتریکی نمونه های حاوی 6 % نانوسیلیس…………………………………………………….90
شکل 3-41. درصد افزایش مقاومت الکتریکی نمونه های حاوی 6 % نانوسیلیس……………………………..90
شکل 3-42. درصد افزایش مقاومت الکتریکی نمونه های 28 روزه ………………………………………………….91
شکل 3-43. درصد افزایش مقاومت الکتریکی نمونه های 90 روزه ………………………………………………….92
 
 
 
 
 
 
فهرست جداول
 
عنوان                                                                                                               صفحه
جدول 1-1. فرآورده های سیمانی تقویت شده با الیاف ………………………………………………………………………………5
جدول 1-2. الیاف های مورد بهره گیری در بتن…………………………………………………………………………………………….21
جدول 2-1. ترکیب سیمان مصرفی……………………………………………………………………………………………………………34
جدول 2-2. دانه بندی سنگدانه های مصرفی…………………………………………………………………………………………….35
جدول 2-3. آزمایش لس آنجلس برای ترکیب A……………………………………………………………………………………..36
جدول 2-4. آزمایش لس آنجلس برای ترکیب B……………………………………………………………………………………..36
جدول 2-5. آزمایش لس آنجلس برای ترکیب C……………………………………………………………………………………..36
جدول 2-6. نتایج آزمایش لس آنجلس برای ترکیب هایA و B و C……………………………………………………37
جدول 2-7. مشخصات الیاف پلی پروپیلن مصرفی…………………………………………………………………………………….37
جدول 2-8. مشخصات نانوسیلیس مصرفی………………………………………………………………………………………………..38
جدول 2-9. مشخصات فوق روان کننده مصرفی……………………………………………………………………………………….39
جدول 2-10. مشخصات مصالح برای طرح اختلاط طبق ACI………………………………………………………………..41
جدول 2-11. نتایج طرح اختلاط بتن براساس ACI………………………………………………………………………………..42
جدول 2-12. اندازه مصالح مصرفی در طرح اختلاط ها……………………………………………………………………………42
جدول 2-13. طرح اختلاط های بتن الیافی حاوی نانوسیلیس…………………………………………………………………43
جدول 3-1. نتایج آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاط های ردیف A………………………………………….48
جدول 3-2. نتایج آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاط های ردیف B …………………………………………50
جدول 3-3. نتایج آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاط های ردیف C………………………………………….52
جدول 3-4. نتایج آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاط های ردیف D………………………………………….54
جدول 3-5. نتایج آزمایش مقاومت کششی غیر مستقیم برای طرح اختلاط های ردیف A …………………..59
جدول 3-6. نتایج آزمایش مقاومت کششی غیر مستقیم برای طرح اختلاط های ردیف B…………………….61
جدول 3-7. نتایج آزمایش مقاومت کششی غیر مستقیم برای طرح اختلاط های ردیف C…………………….63
جدول 3-8. نتایج آزمایش مقاومت کششی غیر مستقیم برای طرح اختلاط های ردیف D…………………….65
جدول 3-9. نتایج آزمایش التراسونیک برای طرح اختلاط های ردیف A ……………………………………………….71
جدول 3-10. نتایج آزمایش التراسونیک برای طرح اختلاط های ردیف B…………………………………………….73
جدول 3-11. نتایج آزمایش التراسونیک برای طرح اختلاط های ردیف C …………………………………………….75
جدول 3-12. نتایج آزمایش التراسونیک برای طرح اختلاط های ردیف D……………………………………………..77
جدول 3-13. ارتباط بین مقاومت الکتریکی و خوردگی بتن………………………………………………………………………81
جدول 3-14. نتایج آزمایش مقاومت الکتریکی برای طرح اختلاط ردیف A……………………………………………83
جدول 3-15. نتایج آزمایش مقاومت الکتریکی برای طرح اختلاط ردیف B…………………………………………….85
جدول 3-16. نتایج آزمایش مقاومت الکتریکی برای طرح اختلاط ردیف C…………………………………………….87
جدول 3-17. نتایج آزمایش مقاومت الکتریکی برای طرح اختلاط ردیف D……………………………………………89
 
 
 
 
 
فصل اول
 
مقدمه و کلیات
 
 
 
 
 
 
فصل اول
مقدمه و کلّیات
 
1-1. مقدمه
امروزه بتن به عنوان یکی از پرمصرفترین مصالح جهان و به عنوان ماده ساختمانی قرن بیست و یکم شناخته شده می باشد. ساخت این ماده مرکب با بهره گیری از ارزانترین و در دسترس­ترین مواد ساده از یک سو، انعطاف­پذیری، خواص مقاومتی و دوام آن از سوی دیگر و نیز بهره گیری از موادی در ساخت آن که به پاکسازی و کاهش آلودگی محیط زیست کمک می­نماید موجب آن شده می باشد که بتن به عنوان مصالح ممتاز مطرح گردد]1[. بتن ماده ای می باشد که دارای مقاومت زیاد در فشار بوده و از این رو بهره گیری از آن برای قطعات تحت فشار مانند ستونها و قوسها بسیار مناسب می باشد. لیکن علیرغم مقاومت فشاری قابل توجه، مقاومت کششی کم و شکنندگی نسبتاً زیاد بتن بهره گیری از آن را برای قطعاتی که تماماً یا به گونه موضعی تحت کشش هستند را محدود مینماید]2[. این عیب اساسی بتن در اقدام با مسلح کردن آن با استقرار آرماتورهای فولادی در جهت نیروهای کششی برطرف می­گردد. شایان ذکر می باشد که در موردها متعددی جهت این نیروهای کششی به گونه دقیق معلوم نیست. همچنین با در نظر داشتن اینکه آرماتور بخش کوچکی از مقطع را تشکیل می­دهد، تصور اینکه مقطع بتن یک مقطع همگن و ایزوتروپ باشد صحیح نخواهد بود. به مقصود ایجاد شرایط ایزوتروپی و کاهش اشکال شکنندگی و تردی بتن تا حد ممکن در چند دهه اخیر بهره گیری از الیاف نازک و نسبتاً طویل که در تمام حجم بتن پراکنده می­گردد متداول شده می باشد]3[.
مساله دیگری که اخیراً مورد توجه دانشمندان علم بتن قرار گرفته می باشد بهره گیری از نانو­مواد در بتن بوده می باشد. 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.[
تعداد صفحه : 138
قیمت : 14700 تومان

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه کارشناسی ارشد رشته عمران : بررسی نرم افزار Auto Desk Civil 3D و مقایسه آن با نرم افزار های موجود

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

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

دسته‌ها: عمران