تحقیق رایگان درباره بهبود عملکرد، آزمون و خطا

دانلود پایان نامه ارشد

است.
Uysal و همکاران [90] براي بررسي عملکرد حرارت، بتنخودمتراکم را در سن 56 روزگي، به دو نوع با الياف پروپيلن و بي الياف پروپيلن، تحت حرارتC○ 200، C○ 400، C○ 600 و C○ 800 قرار دادهاند و شاهد کاهش شديد مقاومت و وزن بتنخودمتراکم در دماي C○ 600 بودهاند. همچنين شاهد کاهش سرعت امواج مافوق صوت در بتن در ازاي افزايش حرارت بودهاند.
لطف اللهي و همکاران [91]، در يک مشابهسازي ستونهاي بتن آرمه، 32 ستون با مقطعهاي مربعي و دايرهاي را که با آرماتور مسلح شدهاند، براي مدتهاي min 30، min 60 و min 90 تحت حرارتهاي C○ 300 تا C○ 700 قرار دادهاند و افت مقاومت فشاري ناشي از اين اعمال حرارت را مورد بررسي قرار دادهاند. طي نتايج حاصله از اين آزمايشها، در دماي C○ 300، بتن افت حرارتي تا 30% را نيز از خود نشان داده است. همچنين افزايش حرارت از C○ 400 تا C○ 700، ميزان اين افت حرارت را تا ميزان زيادي افزايش ميدهد. همچنين طبق نتايج اين تحقيق، ستونهاي داراي مقطع دايرهاي، بيشتر و زودتر از مقاطع مربعي آسيبپذيري خود را نشان دادهاند. علاوه بر اين در اين تحقيق مشخص شده است که مدت زمان اعمال حرارت، بيشتر از ميزان درجه حرارت بر افت مقاومت ستونها اثر گذاشته، تا جايي که ميزان مقاومت در دماي C○ 700، در بازههاي اعمال حرارت min 30، min 60 و min 90، به ترتيب برابر 7/0، 53/0 و 48/0 مقدار اوليه ميباشد که اين افت مقاومت با افزايش حرارت قابل حصول نميباشد. علاوه بر موارد ذکر شده، تحقيقات زيادي در مورد مقاومت بتن در برابر حرارت وجود دارد که در اينجا به همين موارد بسنده ميشود.
3-14-7- تست يخزدگي و آبشدگي بتن8
آزمايش ذوب و يخزدگي، يکي از آزمايشهاي مهم و اساسي بر روي بتن، براي تعيين عملکرد بتن ميباشد. با توجه به مناطق سردسير موجود در کشور و وجود سيکلهاي يخزدگي و ذوبشدگي در طول شبانه روز خصوصاً در زمستان، مقاومت بتن در برابر اين پديده از اهميت بالايي برخوردار ميباشد.
آسيبي که سيکل ذوب و يخزدگي ميتواند بر بتن وارد کند، تخريب سطح بيروني با ايجاد ترکهاي داخلي ميباشد. اين ترکها ميتوانند براي سطوحي که در معرض آب آزاد يا مکش مويينگي هستند، مثل ديوارهاي حائل و يا سازههاي مربوط به سد که بالاي سطح آب قرار دارد، اتفاق افتد. البته اين ترکها ممکنند بر اثر عوامل ديگري از جمله واکنش سنگدانههاي قليايي به وجود آيد [92].
هنگامي که آب در قسمتهاي مويين بتن شروع به تبديل شدن به يخ ميکند، بر اثر انبساط حاصل شده، مطابق با تئوري فشار هيدروليکي، قسمتي از آب که در اين لولههاي مويين و ژل بتن يخ نزدهاند، فشار هيدروليکيشان بالا ميرود. اگر اين آب راهي براي گريز به محيط غير اشباع پيدا کند (خروج آب از نمونه)، اين فشار قابل دفع ميباشد. اما اگر اين امکان نباشد و درجه اشباع بتن بالا باشد و مصالح مقاومت ايستادگي در برابر اين فشار را نداشته باشد، نمونه ترک ميخورد. علاوه بر فشار هيدروليکي، ايجاد فشار تراوشي نيز در بتن مزيد علت شده و بر فشار هيدروليکي افزوده ميشود. فشار تراوشي به اين معناست که هنگامي که آب درسوراخهاي مويين سنگدانه شروع به يخزدن ميکند، املاح مختلف در قسمت آب يخنزده سوراخهاي مويينه، متمرکز ميشود. افزايش تمرکز املاح، سبب ايجاد فشار تراوشي ميشود، به اين طريق که طبق قانون پتانسيل براي برقراري تعادل محيط، آب از قسمت يخنزده به قسمت يخزده براي انتقال فشار وارد ميآورد. اين فشار ايجاد شده که فشار تراوشي نام دارد، با فشار هيدروليکي همسو و هم جهت شده و عامل تخريب بتن را تشديد ميکند [92]. همچنين اگر آب درون بتن، يک محلول اشباع شده از نمک باشد، تبلور کريستالهاي نمک هنگام يخزدگي، نيز فشاري همسو با فشارهاي ياد شده ايجاد ميکند [92].
يکي ديگر از مشکلات ايجاد شده توسط پروسه يخزدگي و ذوبشدگي، ايجاد شک حرارتي بر بتن ميباشد. يخزدايي از روي سطح بتن (آب کردن يخ بتن)، باعث ايجاد شک و استرس بر سطح بتن ميشود. يخ زدن سطح بيروني بتن، يک کاهش حرارتي معناداري را به وجود ميآورد که اين کاهش حرارتي به لايههاي بيروني محدود نميشود. بنابراين بيم آن ميرود که تنش حرارتي ايجاد شده، فراتر از مقاومت کششي بتن باشد.

شکل 3-29- کرنش حاصله در شوک حرارتي [92]

شکل 3 -30- ترکهاي ايجاد شده در اثر سيکل حرارتي [92]

شکل 3-29 و 3-30، کرنش حاصل از اين شوک و ترکهاي ايجاد شده را نشان ميدهد. ممکن است لايههايي با ضخامت mm 10 تا mm 20 به صورت ناگهاني از بتن جدا شوند که به اين پديده، تغيير شکل در حالت يخزدگي ميگويند9. اين عامل ناشي از اثر توأم املاح و تغييرات حرارتي ميباشد که سطح بيروني بتن را يخزده و لايه زيري را با حصر آب براي رهايي مجبور به جدا شدن ميکند [92].
براي انجام تست يخزدگي و ذوب بتن، آييننامههاي متفاوتي وجود دارد. معروفترين اين آييننامهها، آييننامه ASTM C666[93] ميباشد. در اين آييننامه دو راه براي انجام اين تست وجود دارد:
– روش A: يخ زدن و آب شدن در آب
– روش B: يخ زدن در هواي سرد و آبشدن در آب
در هر دو از اين روشها، سيکل حرارتي، بازهC○ 18- تا C○ 4+ را شامل ميشود که يک سيکل حرارتي نبايد کمتر از h 2 و بيشتر از h 5 باشد. از لحاظ زمان انجام آزمايش، براي انجام روش A، نبايد کمتر از 25% زمان و براي روش B، نبايد کمتر از 20% زمان، صرف مرحله يخزدگي شود. حداقل دما در هر دو روش، در انتهاي مرحله يخزدگي، نبايد کمتر از C○ 2± C○ 18- و در انتهاي مرحله آبشدگي، نبايد بيشتر از C○ 2±C○ 4+ باشد [93].
همچنين در اين استاندارد، براي روند يخزدگي و آبشدگي، نکاتي ذکر شده است که مانع از وارد شدن شک حرارتي ميشود. طبق اين استاندارد، مدت زمان کاهش دما ازC○ 3+ به C○ 16- نبايد کمتر از نصف زمان انتخاب شده براي يخزدگي، و مدت زمان لازم براي افزايش مجدد دما، نبايد کمتر از نصف زمان انتخاب شده براي آبشدگي نمونه باشد. طبق اين استاندارد، براي اثر مطلوب شرايط بر بتن، محدوديتهاي ابعادي براي نمونه ذکر شده است که طبق اين استاندارد، نمونهها بايد بين mm 75 تا mm 125 عمق، عرض و يا شعاع داشته و بين mm 275 تا mm 405 طول داشته باشند.
علاوه بر استاندارد ASTM C666، استانداردهاي مشابهي براي انجام تست وجود دارند. استاندارد چيني GB/T 50082-2009 يا”Test Method of Long-term and Durability on Ordinary Concrete” [94] استاندارد ديگري است که طبق اين استاندارد، نمونهها در يک سيکل حرارتي با بازه دمايي C○ 2± C○ 8 تا C○ 2 ± C○ 17- براي بازه زماني h 5/2 تاh 3 قرار ميگيرند. استاندارد DIN EN 15304:2010-06 [95] استاندارد ديگريست که طبق آن نمونهها به مدت h 8 در دماي C○ 15- الي C○ 20- قرار ميگيرند و سپس به مدت h8، براي مرحله آبشدگي، در آب با دماي C○ 20 قرار ميگيرند. طبق اين استاندارد نمونهها بايد حداقل تا 30 سيکل در اين شرايط قرار داشته باشند. چنانچه نسبت وزن خشک مربوطه به قبل و بعد از آن 9/0 يا بيشتر باشد، بتن مقاوم در برابر يخزدگي محسوب ميشود. محققان مختلف، آزمايشها متعددي با توجه به استانداردهاي ياد شده و ساير استانداردها انجام دادهاند که به عنوان پيشينه اين سري از آزمايشها به چندين تحقيق در ادامه اشاره ميشود.
بهفرنيا و همکاران [96] نمونههاي بتني سالم و تعمير شده توسط مصالح مختلف را تحت 10 تا 100 سيکل حرارتي ، مطابق با استاندارد ASTM C666 قرار دادهاند و مشاهده کردهاند با افزايش زمان عملآوري نمونههاي بتني، درصد کاهش وزن در اثر يخزدگي و آبشدگي، کاهش مييابد. همچنين مشاهده کردهاند که افزايش سيکلهاي حرارتي، مقاومت بتن معمولي و بتن تعمير شده را به شدت کاهش ميدهد.
Kelly [97]، نمونههاي بتني مکعبيcm 15× cm 15× cm 15 را در دستگاهي به نام CDM10 که براي ايجاد شرايط يخزدگي و ذوب بتن طراحي شده است، قرار داده و نمونهها را تحت 8، 22 و 28 سيکل حرارتي 12 ساعته، شامل کاهش دماي نمونه از C○ 20+ بهC○ 20- در مدت h 4، توقف در دماي C○ 20- به مدت h 3، افزايش دما از C○ 20- به C○ 20+ در مدت h 4و توقف در دماي C○ 20+ به مدتh 1، قرار داده است. سپس به بررسي اثر اين سيکلها بر سرعت امواج پالس و همچنين تخريب و ريزش بتن پرداخته است.
Cao و Chung [98]، به بررسي اثر سيکلهاي يخزدگي و ذوب بر مقاومت ويژه الکتريکي بتن پرداختهاند. به اين منظور، نمونههاي خود را تحت سيکل حرارتي از C○ 20- تا C○ 52 به صورت h 3 يخزدگي و h 3 آبشدگي قرار دادهاند. آنها مشاهده کردند که به افزايش دما از ميزان اين مقاومت کاسته شده و با کاهش دما، به آن افزوده شده. اما اين دو مسير بر هم منطبق نبوده و در نهايت منجر به کاهش اين مقاومت در دماهاي متناظر شده است که حاکي از آسيب بتن ميباشد.
Shang و همکاران [99] مطابق با استاندارد چيني نمونههاي خود را تحت 15، 25، 40، 50 و 75 سيکل حرارتي قرار دادهاند و اثر اين سيکلها را بر مدول الاستيسيته، کاهش وزن، مقاومت فشاري و مقاومت خمشي مورد بررسي قرار دادهاند. طبق نتايج حاصل شده، ميزان مدول الاستيسيته با افزايش سيکلها کاهش يافته و در نهايت به کمتر از نصف مقدار اوليه کاهش يافته است. اما ميزان تغييرات وزن، تغيير محسوسي نشان نداده است. همچنين نتايج آزمايش مقاومت فشاري و کششي، نشاندهنده کاهش شديد اين مقاومتها ميباشد تا جايي که مقاومت فشاري در 50 سيکل حدود 50% و مقاومت کششي در 75 سيکل تا 71% درصد کاهش داشته است.
Shang و همکاران [100]، در مقاله ديگري بتنهاي هوادار با مقاومتهايMPa 20، MPa 25، MPa 30، MPa 40 و MPa 50 را مطابق با استاندارد چيني GB/T 50082-2009، تحت 100، 200، 300 و 400 سيکل حرارتي، که شامل کاهش دما ازC○ 6+ بهC○ 15- ، و سپس افزايش دما از C○ 15- به C○ 6+، در يک بازه زماني h 5/2 تا h 3 ساعت ميباشد، قرار دادهاند. آنها پس از انجام اين سيکلها، مدول الاستيسيته و درصد کاهش وزن نمونهها را مورد ارزيابي قرار دادهاند و مشخص شد که اکثر نمونهها بعد از 200 سيکل حرارتي، مدول الاستيسيتهشان تا حد زيادي کاهش يافته و نمونههاي با مقاومت بالا، مقاومت خود را تقريباً حفظ کردهاند. همچنين ميزان درصد کاهش وزن نمونهها با افزايش تعداد سيکلها، افزايش يافته است.
Haiyan و همکاران [101] با افزودن الياف فولادي به بتن با مقاومت بالا و مقايسه آن با بتن با مقاومت بالاي معمولي، با توجه به ضوابط آييننامه GBJ 82-85 که شبيه به ASTM C666 ميباشد، شاهد بهبود عملکرد بتن با الياف فولادي بودهاند و مشاهده کردهاند بتن تا 700 سيکل حرارتي، تغييري در مدولالاستيسيته نداشته است.

فصل چهارم
طرح اختلاط بتن خودمتراکم معمولي و سبک

مقدمه
تحقيقات فراواني برروي خصوصيات مكانيكي بتنهاي خودمتراكم صورت گرفته است. ولي اكثر آنها به بررسي دامنه خاصي از خواص مكانيكي پرداختهاند. بتنهاي خودمتراكم طيف وسيعي از طرحهاي اختلاط با خواص مكانيكي سختشده و تازه متفاوت را شامل ميشود كه در بين كشورهاي مختلف، اين طرح هاي اختلاط كه اغلب تجربي ميباشند، با يكديگر متفاوت هستند. علاوه بر آن، کشورهاي مختلف استانداردهايي را بر اساس همين تجربيات آزمايشگاهي طراحي کردهاند که موسسه EFNARC [19] يکي از اين موسسات معتبر ميباشد که توصيههايي در رابطه با طرح اختلاط، ارائه ميدهد. چنانچه گفته شد، علاوه بر اين توصيهها، راههاي ديگري نيز وجود دارد که در ادامه اشاره خواهد شد.
4-2- توصيههاي EFNARC
موسسه EFNARC [19] براي طرح اختلاط بتن خودمتراکم، پيشنهادهاي کلي را ارائه داده است که اين توصيهها در قالب بازه و محدوده ميباشند و براي اختلاط بتن خودمتراکم، بايد با آزمون و خطا، مصالح مورد استفاده را با مقدار مناسب به کار برد. توصيه اين موسسه ارائه طرح اختلاط حجمي به جاي طرح اختلاط وزني ميباشد. محدودههاي ذکر شده توسط اين موسسه در زير مشاهده ميشود.
– نسبت حجمي آب به مواد پودري (سيمان، پودرسنگ، ميکروسيليس و…) بين 8/0 تا 1/1 باشد.
– حجم کل مواد پودري به کار رفته درm3 1 بتن، Lit 160 تا Lit 240 (يا در حدود kg/m3 400 تا kg/m3 600) باشد.
– نسبت حجمي درشتدانه در کل

پایان نامه
Previous Entries تحقیق رایگان درباره آزمايش، ميباشد.، استاندارد، ASTM Next Entries تحقیق رایگان درباره سيمان، ميباشد.، سنگدانهها، ميشود.