اثر الیاف شیشه ای و الیاف پلی پروپیلن بر مقاومت و خصوصیات مکانیکی بتن
چکیده
بتن یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی است که به دلیل مقاومت فشاری بالا و ارزان بودن به طور گسترده از آن استفاده میشود. یکی از معایب بتن مقاوت کششی محدود آن است که باعث شکل گیری ترک در آن میشود. با این حال شکلگیری ترک در بتن امری اجتناب ناپذیر است. گستردهتر شدن این ترکها خوردگی آرماتور و در نتیجه کاهش دوام سازه را به همراه دارد. از طرفی تعمیر ترکها زمانی که قابل رویت و یا در دسترس نیستند مشکل است. تاکنون مشخص شده است که انواع الیافها می توانند ظرفیت کرنش، مقاومت در برابر ضربه، میزان جذب انرژی، مقاومت سایشی و مقاومت کششی بتن را افزایش دهند. بطور کلی برای کاربرد در سازه الیاف میتواند نقش مکملی برای میلگرد داشته باشد. الیاف با پخش ترکها مقابله میکنند و مقاومت بتن را در برابر خستگی، ضربه، جمع شدگی و تنشهای حرارتی افزایش میدهد. به دلیل نیاز به استفاده از الیاف در بتن کاملا مشهود است به منظور افزایش مقاومت کششی و جلوگیری از گسترش ترک و به ویژه افزایش نرمی از الیاف در بتن استفاده میشود. مقدار افزایش با تغییر این مقاومتها بستگی به شکل الیاف و درصد الیاف دارد. بنابراین وجود الیاف مشخصات مکانیکی بتن را نسبت به حالت بدون الیاف بهبود می‌بخشد. در این پایان نامه، به بررسی و مطالعه کاربردها و خصوصیات الیافهای مورد استفاده در بتن پرداخته خواهد شد و مزیتهای بتن الیافی بیان میشوند. به منظور بررسی تاثیر انواع الیاف بر مقاومت فشاری، کششی و مدول الاستیسیته این نوع بتن، تعداد ۱۹ طرح اختلاط (اندازه ۱۵*۱۵*۱۵ سانتی متر مکعب) نمونه مکعبی بتن حاوی الیاف شیشه و پلی پروپیلن و تعداد ۱۹ طرح اختلاط نمونه تیر بتنی حاوی الیاف شیشه و پلی پروپیلن و سن عمل آوری ۲۸ روز مورد آزمایش قرار میگیرند.
کلید واژگان: بتن، ترک، بتن الیافی، الیاف شیشه، الیاف پلی پروپیلن
فهرست مطالب
فصل اول: کلیات تحقیق
۱-۱- مقدمه. ۳
۱-۲- بیان مساله. ۴
۱-۳- اهمیت و ضرورت تحقیق. ۵
۱-۴- اهداف.. ۵
۱-۴-۱- اهداف علمی.. ۵
۱-۴-۲- اهداف کاربردی.. ۵
۲- در صنعت ساختمان برای افزایش عمر و مقاومت مصالح بتنی.. ۶
۱-۵- سوالات تحقیق. ۶
۱-۶- فرضیهها ۶
۱-۷- محدوده تحقیق. ۶
۱-۸- تعاریف واژهها ۷
فصل دوم: مروری بر ادبیات تحقیق و پیشینه تحقیق
۲-۱- ادبیات تحقیق. ۱۰
۲-۱-۱- بتن الیافی.. ۱۰
۲-۱-۲- الیاف شیشه و پلی پروپیلن.. ۱۱
۲-۲- پیشینه تحقیق. ۱۳
۲-۳- جمع بندی.. ۱۶
فصل سوم: روش اجرای تحقیق
۳-۱- سیمان. ۱۸
۳-۱-۱- ساختار سیمان. ۱۸
۳-۱-۲- حرارت هیدراتاسیون. ۱۹
۳-۱-۳- آزمایشهای سیمان. ۱۹
۳-۲- روشهای تولید سیمان. ۲۰
۳-۳- مراحل تولید سیمان. ۲۱
۳-۳-۱- مواد اولیه. ۲۱
۳-۳-۲- سالن مواد. ۲۲
۳-۳-۳- آسیاب مواد. ۲۲
۳-۳-۴- غبارگیر. ۲۳
۳-۳-۵- سیلوهای ذخیره مواد. ۲۳
۳-۳-۶- کوره و پیش گرمکن.. ۲۴
۳-۳-۷- خنک کن کلینکر. ۲۵
۳-۳-۸- خرد کن و قیف سنگ گچ. ۲۶
۳-۳-۹- آسیاب سیمان. ۲۶
۳-۳-۱۰- سیلوهای سیمان و بارگیرخانه. ۲۶
۳-۴- بتن.. ۲۷
۳-۵- مصالح تشکیل دهنده بتن.. ۲۸
۳-۵-۱- مصالح سنگى مصرفى در بتن.. ۲۸
۳-۵-۲- سیمان در بتن.. ۲۹
۳-۵-۳- آب در بتن.. ۳۰
۳-۵-۴- مواد افزودنی در بتن.. ۳۰
۳-۵-۵- پوزولانها ۳۱
۳-۵-۶- فولاد در بتن.. ۳۳
۳-۶- انواع بتن.. ۳۴
۳-۶-۱- بتن شفاف.. ۳۴
۳-۶-۲- بتن مسلح. ۳۶
۳-۶-۳- بتن الیافی.. ۳۷
۳-۶-۴- بتن خودمتراکم. ۳۷
۳-۶-۵- بتن ژئوپلیمری.. ۳۸
۳-۶-۶- بتن متخلخل (اسفنجی) ۳۹
۳-۶-۷- بتن سبک… ۴۰
۳-۶-۸- بتن سازگار با محیط زیست (بتن سبز) ۴۰
۳-۷- اختلاط بتن.. ۴۱
۳-۷-۱- اختلاط دستی.. ۴۱
۳-۷-۲- مخلوط کنهای مکانیکی.. ۴۲
۳-۷-۳- مدت مخلوط کردن. ۴۳
۳-۸- رویکرد توسعه پایدار. ۴۴
۳-۸-۱- مقدمه. ۴۴
۳-۸-۲- مفهوم توسعه پایدار. ۴۷
۳-۸-۳- اثرات بتن بر محیط زیست.. ۴۸
۳-۹- راهکارهای تولید بتن در راستای توسعه پایدار. ۴۹
فصل چهارم: تجزیه و تحلیل داده ها
۴-۱- مقدمه. ۵۴
۴-۲- الیاف و انواع آن. ۵۵
۴-۲-۱- الیاف گیاهی.. ۵۶
۴-۲-۲- الیاف فولادی.. ۵۶
۴-۲-۳- الیاف کربن.. ۵۷
۴-۲-۴- الیاف آرامید. ۵۸
۴-۲-۵- الیاف پلی پروپیلن.. ۵۹
۴-۲-۶- الیاف شیشه. ۶۰
۴-۳- بتن الیافی.. ۶۱
۴-۳-۱- مزایای بتن الیافی.. ۶۲
۴-۴- موارد کاربرد بتن الیافی و محدودیت آن. ۶۳
۴-۵- توجیه اقتصادی بتن الیافی.. ۶۳
۴-۶- طرح اختلاط.. ۶۴
۴-۶-۱- نمونه گیری و دانه بندی.. ۶۴
۴-۷- قالب های بتن.. ۶۸
۴-۸- آزمایشهای بتن.. ۶۹
۴-۸-۱- آزمایش اسلامپ بتن.. ۶۹
۴-۸-۲- آزمایش تعیین مقاومت فشاری بتن.. ۷۱
۴-۸-۳- آزمایش تعیین مقاومت خمشی بتن.. ۷۲
۴-۹- طرح اختلاط بتن معمولی.. ۷۳
۴-۱۰- طرح اختلاط بتن الیافی.. ۷۳
۴-۱۰-۱- الیاف شیشه. ۷۴
۴-۱۰-۲- الیاف پلی پروپیلن.. ۷۴
۴-۱۱- نمونههای مکعبی.. ۷۶
۴-۱۱-۱- مقاومت فشاری.. ۷۶
۴-۱۱-۲- تغییرات کرنش بر حسب نیروی اعمالی.. ۷۹
۴-۱۲- نمونههای تیر. ۸۳
۴-۱۲-۱- نیروی وارد بر تیر. ۸۳
۴-۱۲-۲- لنگر خمشی.. ۸۴
۴-۱۲-۳- مقاومت کششی حاصل از خمش… ۸۵
فصل پنجم: بحث و نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات
۵-۱- مقدمه. ۹۱
۵-۲- نتیجه گیری.. ۹۳
۵-۲-۱- نمونه های مکعبی.. ۹۴
۵-۲-۲- نمونه های تیر بتنی.. ۹۵
۵-۳- ارائه پیشنهادات.. ۹۵
پیوست.. ۹۷
فهرست منابع و مآخذ. ۱۳۱
چکیده انگلیسی.. ۱۴۲
فهرست شکل ها
شکل ۳‑۱ سالن مواد در صنعت سیمان. ۲۲
شکل ۳‑۲ آسیاب غلتکی در صنعت سیمان. ۲۳
شکل ۳‑۳ سیلوهای ذخیره سیمان. ۲۴
شکل ۳‑۴ کلینکر. ۲۵
شکل ۳‑۵ بتن شفاف.. ۳۶
شکل ۳‑۶ بتن الیافی.. ۳۷
شکل ۳‑۷ بتن متخلخل. ۳۹
شکل ۳‑۸ اختلاط دستی بتن.. ۴۱
شکل ۳‑۹ مخلوط کن استوانهای.. ۴۳
شکل ۳‑۱۰ اصول توسعه پایدار. ۴۸
شکل ۴‑۱ برخی از انواع الیاف.. ۵۵
شکل ۴‑۲ الیاف فولادی.. ۵۷
شکل ۴‑۳ الیاف کربن.. ۵۸
شکل ۴‑۴ الیاف آرامید. ۵۹
شکل ۴‑۵ الیاف پلی پروپیلن.. ۶۰
شکل ۴‑۶ الیاف شیشه. ۶۱
شکل ۴‑۷ بتن حاوی الیاف فولادی.. ۶۲
شکل ۴‑۸ مقایسه بتن الیافی با بتن بدون الیاف در مقطع ترک.. ۶۲
شکل ۴‑۹ طبقه بندی مواد. ۶۸
شکل ۴‑۱۰ اختلاط مواد در آزمایشگاه ۶۸
شکل ۴‑۱۱ آزمایش اسلامپ.. ۷۰
شکل ۴‑۱۲ اندازه گیری اسلامپ در آزمایشگاه ۷۰
شکل ۴‑۱۳ نمونه های مکعبی پس از شکست.. ۷۹
شکل ۴‑۱۴ نمونه های تیر. ۸۴
شکل ۴‑۱۵ نمونه های تیر پس از شکست.. ۸۵
شکل ۴‑۱۶ نمونه های تیر در حال شکست.. ۸۹
شکل ۴‑۱۷ نمونه تیر تحت بارگذاری.. ۸۹
فهرست نمودارها
نمودار ۴‑۱ مقاومت فشاری نمونه های مکعبی.. ۷۷
نمودار ۴‑۲ تغییرات طول بر حسب نیروی اعمالی برای نمونه حاوی الیاف شیشه. ۷۹
نمودار ۴‑۳ تغییرات طول بر حسب نیروی اعمالی برای نمونه حاوی الیاف شیشه. ۸۰
نمودار ۴‑۴ تغییرات طول بر حسب نیروی اعمالی برای نمونه حاوی الیاف شیشه. ۸۰
نمودار ۴‑۵ تغییرات طول بر حسب نیروی اعمالی برای نمونه حاوی الیاف شیشه. ۸۱
نمودار ۴‑۶ تغییرات طول بر حسب نیروی اعمالی برای نمونه حاوی الیاف پلی پروپیلن.. ۸۱
نمودار ۴‑۷ تغییرات طول بر حسب نیروی اعمالی برای نمونه حاوی الیاف پلی پروپیلن.. ۸۲
نمودار ۴‑۸ تغییرات طول بر حسب نیروی اعمالی برای نمونه حاوی الیاف پلی پروپیلن.. ۸۲
نمودار ۴‑۹ تغییرات طول بر حسب نیروی اعمالی برای نمونه حاوی الیاف پلی پروپیلن.. ۸۳
نمودار ۴‑۱۰ نیروی وارد بر نمونه های تیر حاوی الیاف (۲۸ روز) ۸۴
نمودار ۴‑۱۱ لنگر خمشی نمونه های تیر حاوی الیاف (۲۸ روز) ۸۵
نمودار ۴‑۱۲ مقاومت کششی حاصل از خمش نمونه های تیر حاوی الیاف (۲۸ روز) ۸۶
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.