ارزیابی انواع ترک در بتن و بررسی نقش الیاف بر ترمیم ترک بتن خود متراکم
چکیده
برای داشتن بتنی مقاوم در مقابل شرایط جوی تمهیدات مناسبی میبایست قبل از اجرا و در زمان طراحی در نظر گرفته شوند. طرح اختلاط بتن، مقدار آب به سیمان، دانهبندی شن و ماسه و استفاده از افزودنیهای استاندارد بتن بخصوص کاهنده های آب در این زمینه بسیار موثر هستند. در هر صورت وجود تخلخل در بتن و نفوذ عوامل مهاجم مانند کلریدها و سولفاتها و واکنش قلیایی سنگدانه ها در شرایط محیطی نامناسب اجتناب ناپذیرند ولی میتوان با ساختن یک بتن نفوذ ناپذیر، مقاوم و پایا روند تخریب بتن را به تعویق انداخت. ترک در بتن بدلیل بروز تنشهای کششی بالاتر از ظرفیت بتن رخ میدهد ولی گاهی اوقات ممکن است وقوع تنشهای کششی نشانهای از منبع دیگری از تنشهای خنثی باشد. از متداولترین دلایل ترک خوردگی سازههای بتنی، مسلح نبودن سازه در نقاطی که تنش کششی رخ می دهد، میباشد. اگر ترکها باعث ایجاد خرابیهای خاص در اعضا شوند که نیاز به تقویت عضو یا سازه احساس شود، لازم است یک تحلیل و ارزیابی سازهای کامل و دقیق همراه با کنترل تنش انجام شود تا بتوان یک طرح تقویتی مناسب را تهیه نمود. تکنیکها و روشهای متعددی برای محافظت و ترمیم بتن وجود دارد. در این پایان نامه، در ابتدا به شناسایی انواع ترکها و عوامل پیدایش آنها در سازههای بتنی و پیامدهای ناشی از آنها پرداخته میشود. سپس روشهای ترمیم و بهسازی ترکها و مزایا و معایب آنها معرفی میشوند و میتوان بیان کرد که ترمیم ترک وابسته به آگاهی از علل ترک خوردگی، انتخاب روش ترمیم مناسب و در نظر گرفتن مصالح ترمیم استاندارد میباشد که پاسخ گوی هدف مورد نظر یعنی ترمیم ترک میباشد. در پایان، نقش الیافهای فولادی و پلی پروپیلن برترمیم ترک های بتن خودمتراکم مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
بیان مساله
بتن از پر کاربردترین مصالح ساختمانی است. ویژگی اصلی بتن ارزان بودن و در دسترس بودن مواد اولیه آن است. همچنین میتوان خاطر نشان کرد که تولید انواع بتن با استفاده از حرارت، بخار، اتوکلاو، تخلیه هوا، فشار هیدرولیکی ویبره و قالب انجام می‌گیرد. بتن به طور کلی محصولی است که از مخلوط آب با سیمان پرتلند و سنگدانه‌های مختلف در اثر واکنش آب با سیمان در شرایط محیطی خاصی حاصل میشود و دارای ویژگیهای خاص است. بتن اینک با گذشت بیش از ۱۷۰ سال از پیدایش سیمان پرتلند، دستخوش تحولات و پیشرفتهای شگرفی شده است. در دسترس بودن مصالح آن، دوام نسبتاً زیاد و نیاز به ساخت و سازهای فراوان سازههای بتنی چون ساختمان‌ها، سازه‌ها، سدها، پل‌ها، تونل‌ها و راه‌ها، این ماده را بسیار پر مصرف نموده است. اینک حدود سه تا چهار دهه است که کاربرد این ماده در شرایط خاص مورد استقبال کاربران آن قرار گرفته است. امروزه با پیشرفت علم و تکنولوژی مشخص شده است که صرف توجه به مقاوت به عنوان یک معیار برای طرح بتن برای محیط های مختلف و کاربردهای مختلف نمی‌تواند جوابگوی مشکلاتی باشد که در دراز مدت در سازههای بتنی ایجاد می‌گردد. چند سالی است که مساله دوام بتن در محیط‌های مختلف مورد توجه قرار گرفته است. مشاهده خرابی‌هایی با عوامل فیزیکی و شیمیایی در بتن‌ها در اکثر نقاط جهان و با شدتی بیشتر در کشورهای در حال توسعه، افکار و اذهان را به سمت طرح بتن‌هایی با ویژگی خاص و با دوام لازم سوق داده است. در این راستا در پاره‌ای از کشورها دستورالعمل‌ها و استانداردهایی نیز برای طرح بتن با عملکرد بالا تهیه شده و طراحان و مجریان در بعضی از این کشورهای پیشرفته ملزم به رعایت این دستورالعمل‌ها گشته‌اند، (نویل، بروکس، ۱۳۶۹). برخی از انواع بتن عبارتند از: بتن سبک، متخلخل، کریستالی، خودمتراکم، خودترمیم شونده، الیافی، شفاف و بتن ساخته شده از پسماندهای صنعتی یا شهری. (شکرچیزاده، میرزایی، ۱۳۸۸):
بتن به عنوان ماده ساختمانی قرن پـر مصرفترین مصالح ساختمانی است و از دیدگاه حفظ محیط زیست، جا دارد که تولید و مصـرف بـتن و مواد متشکله آن، تعامل بتن با محیط زیست در طـول عمـر مفیـد و بـالاخره چگـونگی تخریـب بـتن و بازگشت مواد حاصل از تخریب آن به طبیعت و محیط مورد بررسی قرار گیرند. تعاریف مختلفی از توسعه پایدار ارائه شدهاند که در زیر نمونههایی از آنها آورده شده است. کمیسـیون جهـانی محیط زیست و توسعه در سال ۱۹۷۸ توسعه پایدار را بصورت زیر تعریف نمود: توسعهای که پاسخگوی نیازهای حاضر باشد بدون آنکه بر توانایی نسلهای آینده برای تامین نیازهـای خـود تاثیر منفی داشته باشد. در سمینار کره زمین که در سال ۱۹۹۲ در ریو دوژانیرو برگزار گردید توسعه پایدار بدین صورت بیان شده است: فعالیتهای اقتصادی که با چرخه حیات جهانی هم آهنگ باشد. بر اساس تعبیر Mehta در سال ۱۹۹۹ توسعه پایدار یعنی: تا حد امکان کمتر از نعمتهای خوب و مواد اولیه کره زمین بهرهبرداری شود و کمترین مقدار مواد زیان آور به آن برگردانده شود. وی همچنین توسعه پایدار را در برقراری تعادل میـان دو نیـاز هـم ارز اجتمـاعی یعنـی تـامین ساختمانهای مورد نیاز و حفظ منابع طبیعی و محیط زیست میداند، (قربانی و همکاران، ۱۳۸۸).
برای داشتن بتنی مقاوم در مقابل شرایط جوی تمهیدات مناسبی میبایست قبل از اجرا و در زمان طراحی در نظر گرفته شوند. طرح اختلاط بتن، مقدار آب به سیمان، دانهبندی شن و ماسه و استفاده از افزودنیهای استاندارد بتن بخصوص کاهندههای آب در این زمینه بسیار موثر هستند. در هر صورت وجود تخلخل در بتن و نفوذ عوامل مهاجم مانند کلریدها و سولفاتها و واکنش قلیایی سنگدانهها در شرایط محیطی نامناسب اجتناب ناپذیرند ولی میتوان با ساختن یک بتن نفوذ ناپذیر، مقاوم و پایا روند تخریب بتن را به تعویق انداخت. ترک در بتن بدلیل بروز تنشهای کششی بالاتر از ظرفیت بتن رخ میدهد ولی گاهی اوقات ممکن است وقوع تنشهای کششی نشانهای از منبع دیگری از تنشهای خنثی باشد. از متداولترین دلایل ترک خوردگی سازههای بتنی، مسلح نبودن سازه در نقاطی که تنش کششی رخ می دهد، میباشد.
اگر ترکها باعث ایجاد خرابیهای خاص در اعضا شوند که نیاز به تقویت عضو یا سازه احساس شود، لازم است یک تحلیل و ارزیابی سازهای کامل و دقیق همراه با کنترل تنش انجام شود تا بتوان یک طرح تقویتی مناسب را تهیه نمود. تکنیکها و روشهای متعددی برای محافظت و ترمیم بتن وجود دارد. در این پایان نامه، در ابتدا به شناسایی انواع ترکها و عوامل پیدایش آنها در سازههای بتنی و پیامدهای ناشی از آنها پرداخته میشود. سپس روشهای ترمیم و بهسازی ترکها و مزایا و معایب آنها معرفی میشوند و میتوان بیان کرد که ترمیم ترک وابسته به آگاهی از علل ترک خوردگی، انتخاب روش ترمیم مناسب و در نظر گرفتن مصالح ترمیم استاندارد میباشد که پاسخ گوی هدف مورد نظر یعنی ترمیم ترک میباشد. در پایان، نقش الیافهای فولادی و شیشهای برترمیم ترک های بتن خودمتراکم مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
فهرست مطالب
۱- فصل اول: کلیات تحقیق
۱-۱- مقدمه
۱-۲- بیان مساله
۱-۳- اهمیت و ضرورت تحقیق
۱-۴- اهداف
۱-۴-۱- اهداف علمی
۱-۴-۲- اهداف کاربردی
۲- در صنعت ساختمان برای افزایش عمر و مقاومت مصالح بتنی
۱-۵- سوالات تحقیق
۱-۶- فرضیه ها
۱-۷- محدوده تحقیق
۱-۸- تعاریف واژه ها
۲- فصل دوم: مروری بر ادبیات تحقیق و پیشینه تحقیق
۲-۱- ادبیات تحقیق
۲-۱-۱- بتن الیافی
۲-۱-۲- الیاف شیشه و پلی پروپیلن
۲-۲- پیشینه تحقیق
۳- فصل سوم: روش اجرای تحقیق
۳-۱- سیمان
۳-۱-۱- ساختار سیمان
۳-۱-۲- حرارت هیدراتاسیون
۳-۱-۳- آزمایشهای سیمان
۳-۲- روشهای تولید سیمان
۳-۳- مراحل تولید سیمان
۳-۳-۱- مواد اولیه
۳-۳-۲- سالن مواد
۳-۳-۳- آسیاب مواد
۳-۳-۴- غبارگیر
۳-۳-۵- سیلوهای ذخیره مواد
۳-۳-۶- کوره و پیش گرمکن
۳-۳-۷- خنک کن کلینکر
۳-۳-۸- خرد کن و قیف سنگ گچ
۳-۳-۹- آسیاب سیمان
۳-۳-۱۰- سیلوهای سیمان و بارگیرخانه
۳-۴- بتن
۳-۵- مصالح تشکیل دهنده بتن
۳-۵-۱- مصالح سنگى مصرفى در بتن
۳-۵-۲- سیمان در بتن
۳-۵-۳- آب در بتن
۳-۵-۴- مواد افزودنی در بتن
۳-۵-۵- پوزولانها
۳-۵-۶- فولاد در بتن
۳-۶- انواع بتن
۳-۶-۱- بتن شفاف
۳-۶-۲- بتن مسلح
۳-۶-۳- بتن الیافی
۳-۶-۴- بتن خودمتراکم
۳-۶-۵- بتن ژئوپلیمری
۳-۶-۶- بتن متخلخل (اسفنجی)
۳-۶-۷- بتن سبک
۳-۶-۸- بتن سازگار با محیط زیست (بتن سبز)
۳-۷- رویکرد توسعه پایدار
۳-۷-۱- مقدمه
۳-۷-۲- مفهوم توسعه پایدار
۳-۷-۳- اثرات بتن بر محیط زیست
۳-۸- راهکارهای تولید بتن در راستای توسعه پایدار
۴- فصل چهارم: تجزیه و تحلیل داده ها
۴-۱- مقدمه
۴-۲- ترک
۴-۳- انواع ترک در بتن
۴-۴- عوامل پیدایش ترک در بتن
۴-۵- روشهای ترمیم ترک
۴-۵-۱- تزریق (Injection)
۴-۵-۲- دوغاب ریزی و درزگیری (Caulking)
۴-۵-۳- بخیه زدن یا دوختن (Stitching)
۴-۵-۴- تنیدن (Stressing)
۴-۵-۵- تراکم یا فشرده سازی خشک (Drypacking)
۴-۵-۶- بتن پاشی (Shotcreting)
۴-۶- الیاف و انواع آن
۴-۶-۱- الیاف فولادی
۴-۶-۲- الیاف کربن
۴-۶-۳- الیاف پلی پروپیلن
۴-۶-۴- الیاف شیشه
۴-۷- بتن الیافی
۴-۷-۱- مزایای بتن الیافی
۴-۸- موارد کاربرد بتن الیافی و محدودیت آن
۴-۸-۱- سنگدانه ها
۴-۸-۲- الیاف فلزی
۴-۸-۳- الیاف پلی پروپیلن
۴-۸-۴- روشها
۴-۸-۵- روش تعیین نسبت اختلاط بتن
۴-۸-۶- روش اختلاط بتن
۴-۸-۷- آماده سازی و عمل آوری نمونههای بتنی
۴-۹- آزمایشهای بتن خودمتراکم
۴-۹-۱- زمان گیرش
۴-۹-۲- اسلامپ
۴-۱۰- طرح اختلاط بتن معمولی
۴-۱۱- طرح اختلاط بتن الیافی
۴-۱۲- آزمایش تعیین مقاومت فشاری بتن
۴-۱۲-۱- مقاومت فشاری
۵- فصل پنجم: بحث و نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات
۵-۱- مقدمه
۵-۲- نتیجه گیری
۵-۳- ارائه پیشنهادات
فهرست منابع و مآخذ
چکیده انگلیسی
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.