تحقیق رایگان درباره خودمتراکم، ميباشد.، بتن،، جداشدگي

دانلود پایان نامه ارشد

يونهاي موجود در آبهاي دريا
بتن خودمتراكم به علت نسبت آب به سيمان كمتر و استفادهي بيشتر از ريزدانهها به علت ارضاي خود تراكمي و همچنين استفاده از انواع فيلرها، و داشتن مقاومت فشاري بيشتر وارتباط آن با نفوذپذيري، نفوذپذيري كمتري داشته و در نتيجه به علت دشواري نفوذ مواد خارجي و مهاجم به اين نوع بتن، از دوام بهتري نسبت به بتن معمولي برخوردار ميگردد.
1-7- دلايل گسترش بتن خودمتراكم
بنا به مزاياي ذکر شده براي بتن خودمتراکم، اين بتن به سرعت در پروژههاي عمراني جا باز کرده و گسترش يافته است که در زير به برخي از اين دلايل گسترش، اشاره ميشود.
– توسعه سازههاي بتني در دنيا و نياز به بتنهاي با خواص ويژه
– كمبود کارگران ماهر بتنريزي بهويژه كارگران ويبرهزن
– افزايش سرعت اجراي سازههاي بتني و سهولت بتنريزي
– امكان بهبود كيفيت مكانيكي بتن
– امكان اجراي سازههاي بتني ظريف و سنگين از لحاظ مقدار آرماتور مصرفی و انتخاب مقاطع كوچك با ميلگردهاي فشرده (آزادي عمل بيشتر در طراحي)
– توسعه صنايع پيشساخته بتني
– صرفهجوئي اقتصادي، با توجه به كاهش نيروي انساني لازم و زمان ساخت
– اجراي سازههاي بتني ويژه مانند سازههاي زير آبي
– توجه به سطوح تمام شده زيبا و مرغوب سازههاي بتني
– كاهش سر و صدا و آلودگي صوتي محيط كار بويژه در صنايع پيش ساخته بتني
1-8- کاربردهاي بتن خودمتراكم
بتن خودمتراکم به علت ويژگيها و قابليتهايي که دارد، براي اجراي موارد زير مناسب ميباشد:
سازههاي بتني هنري، که به خاطر ظرافت خاص، آرماتورگذاري در آنها فشرده و متراکم ميباشد.
2- پلها و تونلهاي شهري که در آنها مسافت طولاني انتقال بتن، جداشدگي ذرات بتن و حفظ کيفيت بتن از مشکلات اجرايي ميباشد.
3- ساختمانها و برجهاي بلند و ستونهاي با تراکم بالاي آرماتور
4- بتنريزي کفها و سطوح افقي
5- بتنريزي در سازههاي زير آبي
6- بتنريزي مواردي که نياز به پمپاژ بتن براي مسافت طولاني دارد.
1-9- بررسي ويژگيهاي بتن خودمتراكم
1-9-1- رئولوژي بتن خودمتراکم
خاصيت اصلي تأثيرگذار بر عملکرد بتن تازه در هنگام بتنريزي و در حين متراکم شدن، همان رفتار رئولوژي بتن ميباشد [14]. مکانيزم اصلي موثر بر رفتار رئولوژي بتن، اصطکاک بين دانهاي (ذرهاي) و ميزان آب آزاد که بستگي به کشش سطحي و پراکندگي ذرات دارند، ميباشد. استفاده از فوقروانکنندهها به مقدار مجاز و مناسب و استفاده از مواد پودري، پرکنندهها و عوامل لزجکننده، ميتواند خصوصيات رئولوژيکي بتن خودمتراکم، که تنش تسليم پايين و لزجت خميري مناسب جهت حفظ يکپارچگي بتن ميباشد را، توأماً فراهم کند.
براي سنجش رفتار رئولوژيکي بتن خودمتراکم، وسايل و راههاي مختلفي وجود دارد. استفاده از روانسنجها يکي از اين راهها ميباشد. روانسنجها با اعمال گشتاور پيچشي، تنش برشي را با سرعت متفاوت به بتن اعمال کرده و پارامترهاي تنش تسليم و لزجت خميري را اندازه ميگيرد. در شکل 1-6 دو نوع اين روانسنجها مشاهده ميشود.

شكل 1-6- تصاويري از روان سنجهاي با صفحههاي موازي و استوانهاي هممحور [15]

1-9-2- کارايي بتن خودمتراکم
کارايي تجسم ويژگي رئولوژي بتن ميباشد. از لحاظ کارايي، بتن خودمتراکم، توانايي جاري شدن و پر کردن کليه منافذ و فضاهاي مورد نظر قالب، تحت شتاب ثقلي و وزن خود را دارد. بتن براي خودتراکمي، نياز به ارضاي موارد زير دارد:
1- توانايي پرکنندگي: توانايي پرکنندگي بتن خودمتراکم، از دو منظر قابل بررسي ميباشد. ظرفيت تغيير شکل و سرعت تغيير شکل. آزمايش جريان اسلامپ، وسيلهاي براي ارزيابي هر دو جنبه پرکنندگي ميباشد. قطر نهايي بتن پخش شده در آزمايش جريان اسلامپ، معياري براي ظرفيت تغيير شکل، و مدت زمان لازم براي رسيدن به تغيير شکلي معين از بتن، به عنوان معياري از سرعت تغيير شکل ميباشد. برقراري تعادل بين دو جنبه ذکر شده، براي داشتن بتني با توانايي پرکنندگي خوب، امري مهم ميباشد. دستيابي به توانايي پرکنندگي مناسب، با دو ويژگي زير ميسر ميشود:
1- اصطکاک پايين بين ذرهاي
2- خمير با توانايي تغيير شکل عالي
براي کاهش اصطکاک بين ذرهاي، بايد تماس بين ذرات را با افزايش فاصله بين ذرهاي، توسط کاهش ميزان سنگدانهها يا افزايش خمير سيمان، کاهش داد. همچنين براي مصالح پودري، با افزودن فوقروانکننده، اين اصطکاک را ميتوان کاهش داد. براي داشتن توانايي تغيير شکل خوب در خمير نيز، ميتوان از فوقروانکنندهها، که علاوه بر کاهش بيشتر تنش تسليم (قابليت رواني) در مقايسه با آب، لزجت بتن را نيز کمتر از آب کاهش ميدهد، استفاده کرد. تنش تسليم پايين با داشتن لزجت مناسب، از عوامل مهم پرکنندگي مناسب بتن خودمتراکم ميباشند.
2- مقاومت در برابر جداشدگي: جداشدگي در بتن به علت عدم پخش يکنواخت مواد تشکيل دهنده آن، اتفاق ميافتد. جداشدگي ممکن است در حالت سکون يا حرکت از کنار موانع ايجاد شود. موارد زير، انواع جداشدگي بتن ميباشد.
1- آبانداختگي
2- جداشدگي خمير و سنگدانه
3- جداشدگي سنگدانههاي درشت كه منجر به انسداد (بلوكهشدن) شود.
4- توزيع غير يكنواخت حفرات هوا
لزجت مناسب بتن، مهمترين عامل در برابر جداشدگي ذرات بتن ميباشد. براي جلوگيري از جداشدگي آب و ذرات جامد بتن SCC ، کاهش ميزان آب مصرفي، يا استفاده از مواد پرکننده با سطح مخصوص بالا، يا افزايش لزجت آب با استفاده از مواد لزجکننده، راه حل مناسبي خواهد بود.
3- توانايي عبور کنندگي: بتن خودمتراکم براي داشتن عملکرد بالا، بايد روانگرايي کافي را نيز در کنار مقاومت در برابر جداشدگي داشته باشد تا در مواقعي که قالبها داراي بازشو تنگ و باريک هستند، يا بتن با تراکم بالاي آرماتور مواجه ميشود، با پديده انسداد مواجه نشود. پديده انسداد به علت تغيير حرکت سنگدانهها در محل بازشو، و ايجاد برخورد بين ذرات سنگدانه در مجاورت بازشو، اتفاق ميافتد [3].
مسلم است که بزرگتر بودن ذرات سنگدانه و زياد بودن ميزان سنگدانهها پديده انسداد را بيشتر محتمل ميکند. همچنين وقوع پديده جداشدگي ذرات در بتن، حتي در صورتي که اندازه و تعداد درشتدانه زياد نباشد، وقوع پديده انسداد را محتملتر ميکند. بنابراين افزايش لزجت بالا در بتن، با راهکارهاي گفته شده، و کاهش حجم و اندازه سنگدانهها، اقدامات لازم براي فراهمآوري توانايي عبور مناسب بتن خودمتراکم ميباشد.
1-10- معرفي بتن سبک خودمتراكم
يکي از مشکلات مهم در طراحي و اجراي ساختمانهاي مرتفع و پلها، وزن مرده قابل توجه به کار رفته در آنها ميباشد. لذا استفاده از بتن سبک باعث کاهش وزن قابل توجهي در اين سازهها ميگردد. کاهش وزن سازه، بارهاي ثقلي و نيروهاي ناشي از زلزله را کم کرده و منجر به کاهش ابعاد اعضاي سازه و صرفهجويي در مصرف مصالح ميشود. در صورت استفاده از بتن سبک بار مرده سازهها ميتواند حدود 22% تا 38% کاهش يابد [16]. علاوه بر وزن کم، بتن سبک کاربرد موفقي به دليل ظرفيت بالاي عايق کاري و دوام بالا و مقاومت بيشتر در برابر آتشسوزي در ساختمانها داشته است [16]. اما يکي از مشکلات بتن سبک، متراکم کردن آن ميباشد. به علت وجود سبکدانهها در اين نوع بتن، در صورت استفاده از لرزانندهها، سبکدانهها از بتن جدا شده و بر روي سطح بتن شناور ميشوند كه به اين پديده جداشدگي دانهها ميگويند. از سويي نياز به تراکم مناسب و جابهجايي آسان بتن در سازههاي با آرماتوربندي حجيم و نياز به خودتراکمي بتن، منجر به رشد و توسعه بتن سبک خودمتراکم شده است [17]. بتن سبک خودمتراکم، نقطه تلاقي خصوصيات و مزاياي بتن سبک و بتن خودمتراکم ميباشد. اين بتن، ترکيبي از همه ويژگيهاي بتن سبک و بتن خودمتراکم معمولي را در بر دارد و نقطه عطفي براي رفع نقصهاي بتن سبک از قبيل کارايي کم و تراکم ضعيف ميباشد.
چون بتن سبک خودمتراکم، مثل بتن خودمتراکم معمولي بايد تحت وزن خود جاري شود، و اين بتن نسبت به بتن خودمتراکم معمولي وزن کمتري دارد، بنابراين طرح اختلاط خاصي را براي ارضاي خاصيت خودتراکمي ميطلبد.
بتن سبک طبق آييننامه 213R-03 ACI [18]، ضمن دارا بودن چگالي در حدودkg/m3 1120 تا kg/m3 1920، مقامت فشاري 28 روزه بيش از MPa17 بايد داشته باشد. همچنين طبق اين استاندارد، علاوه بر داشتن مقاومت ذکر شده براي چگالي بيشتر ازkg/m3 1850، بتن سبک به سه دسته سازهاي، غيرسازهاي و با مقاومت متوسط تقسيم ميشود که در اين تحقيق بتن سازهاي مدنظر ميباشد. چون آييننامه خاصي براي بتن سبک خودمتراکم وجود ندارد، از ضوابط و استانداردهاي بتن خودمتراکم معمولي استفاده ميشود. يکي از استانداردهاي معتبر اروپايي در اين زمينه، آييننامه EFNARC [19] ميباشد که توصيههايي براي طرح اختلاط و خصوصيات لازم براي بتن تازه خودمتراکم را داراست.
استفاده از بتن سبک خودمتراکم به علت سبک بودن و خودمتراکم بودن، مزاياي بسياري دارد و با ضرورتهاي ذکرشده، استفاده از آن روبهگسترش است. از مهمترين موارد استفاده اين نوع بتن، ميتوان به موارد زير اشاره کرد:
پلها و تونلهاي شهري که بتنهاي معمولي بار مرده قابل توجهي براي سازه به وجود ميآورند و نياز به کاهش بار مرده وجود دارد.
ساختمانها و برجهاي مرتفع که بنا به دلايل گفته شده، علاوه بر نياز به خودتراکمي بتن در آنها، کاهش بار ثقلي نيز از اهميت بالايي برخوردار ميباشد.
بتنريزي کفها و سطوح افقي چه براي منظورهاي سازهاي و چه غيرسازهاي که علاوه بر تسهيل کار به علت خودتراکمي، بار مرده نيز کاهش مييابد.
ديوار برشي، قطعات پيشساخته، سازههاي دريايي و…
و به طور کلي هرجا که نياز به استفاده از بتن خودمتراکم باشد، از بتن سبک خودمتراکم نيز ميتوان استفاده کرد. در مورد رئولوژي و کارايي بتن سبک خودمتراکم، شامل توانايي پرکنندگي، مقاومت در برابر جداشدگي و توانايي عبورکنندگي، چون اين بتن گونهاي از بتن خودمتراکم ميباشد، تمام خصوصيات و ويژگيهاي لازم ذکر شده براي بتن خودمتراکم معمولي، براي اين بتن نيز صادق ميباشد.
1-11- نحوه سبک سازي بتن خودمتراكم
بتن سبک براي اولين بار توسط روميان و بيش از 2000 سال پيش مورد استفاده قرار گرفت. سه نمونه از بهترين کاربردهاي بتن سبک در امپراطوري روم، بندر کوسا، کليساي پانتئون و و ورزشگاه کلوسئوم ميباشد که تمامي اين سازهها در سواحل مديترانهاي واقع شدهاند. بندر کوسا 273 سال قبل از ميلاد مسيح با استفاده از سنگدانههاي منبسط شده حاصل از آتشفشان ساخته شده است. مهندسان رومي به اين نکته پي برده بودند که استفاده از اين دانههاي منبسط شده بهتر از استفاده از شن و ماسه ساحلي ميباشد. پي ورزشگاه کلوسئوم نيز با استفاده از گدازههاي آتشفشاني ساخته شده. در ديوارههاي اين بنا، تکه آجرهاي شکسته متخلخل به عنوان سبکدانه به کار رفته و در سقف و فضاي ميان ديوارها، از سنگهاي خرد شده و متخلخل توف به عنوان سبکدانه استفاده شده است [20].
امروزه از روشهاي متفاوتي براي سبک سازي بتن استفاده ميشود. از جمله متداولترين اين راهها، موارد زير ميباشند:
استفاده از دانههاي منبسط شده پلياستايرن به عنوان جايگزين قسمتي از سنگدانه
2- ساخت بتن سبک با استفاده از ساختار سلولي(فوم) بر پايه چربيهاي حيواني
3-استفاده از انواع سنگدانههاي سبک داراي منشأ طبيعي و مصنوعي
در ادامه به بررسي اجمالي هر کدام از روشها ميپردازيم.
1-11-1- استفاده از دانههاي منبسط شده پلي استايرن
استفاده از سنگدانههاي متخلخل در ساخت بتن سبک معمولي و سبک خودمتراکم، سبب افزايش جذب آب و رطوبت بالا در بتن ميگردد. بنابراين براي نگهداشتن جريانپذيري در حد مطلوب و براي ساخت بتن، افزودن آب اضافي، و با افزودن آب اضافي، افزودن سيمان اضافي بدون افزايش مقاومتي در بتن، الزامي خواهد بود. از اينرو استفاده از دانههاي آبگريز منبسط شده پلي استايرن راه حلي براي اين مشکل ميباشد [21]. مطالعات نشان ميدهند که با استفاده از اين دانهها به عنوان جايگزين قسمتي از سنگدانه مصرفي، رواني بتن و مدت زمان تخليه قيف V افزايش، و مقاومت فشاري و ساير مقاومتهاي مکانيکي به شدت کاهش يافته و اين نوع سبک سازي براي منظورهاي غير سازهاي مناسبتر از

پایان نامه
Previous Entries تحقیق رایگان درباره فشار بخار آب، بهبود عملکرد Next Entries تحقیق رایگان درباره افزايش، اسلامپ، نتايج، كاهش