تحقیق رایگان درباره سيمان، ميباشد.، سنگدانهها، ميشود.

دانلود پایان نامه ارشد

بتن، 28% تا 38% حجم بتن باشد.
– نسبت آب به سيمان، متناظر با مقاومت مورد انتظار، از استاندارد E206 بدست آيد.
– حجم ماسه و سنگدانه ريز، پس از احتساب درصد حجمي ساير مصالح، به صورت حجمي محاسبه و به کار رود.
موارد بالا، نتايج حاصل شده از آزمايشهاي فراوان صورت گرفته توسط اين موسسه ميباشد که رعايت آن باعث ايجاد بتن خودمتراکمي با قابليت بالاي خودتراکمي و و کاهش جداشدگي ذرات ميشود [19]. روش توصيه شده در اين استاندارد، بر اساس بسط روش ارائه شده توسط پروفسور Okamura ميباشد [19]. اين روش مانند ساير روشهاي طرح اختلاط، شامل چندين گام ميباشد که عبارتند از:
الف) تعيين ميزان درصد هواي لازم: ميزان درصد هواي لازم و به کار رفته در بتن خودمتراکم، معمولاً 2% ميباشد، مگر در حالاتي که از بتن انتظار دوام در برابر سيکلهاي ذوب و يخزدگي (freez & thaw) را داشته باشيم که اين درصد، افزايش مييابد.
ب) تعيين حجمي درشتدانه: مقدار حجم سنگدانه درشت، بر اساس حجم انبوهي تعيين ميشود. معمولاً حجم درشتدانه بتن mm)4 (D بايد بين 50% تا 60% حجم بتن باشد. اگر حجم درشتدانه از حد مجاز بيشتر شود، احتمال برخورد سنگدانهها و خطر بلوکاژ شدن بتن هنگام برخورد با آرماتورها، بيشتر ميشود. تعيين مقدار حجم درشتدانه به موارد زير بستگي دارد:
– حداکثر قطر سنگدانه درشت
– شکل سنگدانه از لحاظ شکسته بودن يا گرد گوشه بودن. براي سنگدانه گردگوشه، مقدار حجم بيشتري در مقايسه با سنگدانه شکسته ميتوان به کار برد.
ج) تعيين ميزان حجم ماسه: منظور از ماسه در اين استاندارد، سنگدانه با سايز بين mm125/0 تا mm4 ميباشد. مقدار حجم بهينه ماسه در ملات بتن، بين 40% تا 50% حجم ملات، متغير ميباشد.
د) طراحي ترکيب خمير سيمان: نسبت آب به مواد پودري براي جريانپذيري صفر (βp)، با توجه به نسبت سيمان انتخاب ميشود. در شکل4-1، نسبت آب به مواد پودري با نسبتهاي 1/1، 2/1، 3/1 و 4/1 در مقابل نتايج جريان اسلامپ نسبي نشان داده شده است.

شکل 4-1- تخمين اوليه نسبت آب به مواد پودري [19]
ﻫ) محاسبه نسبت حجمي بهينه آب به مواد پودري و ميزان دوز فوقروانکننده در ملات بتن: براي تعيين اين نسبت بهينه، آزمايشهاي اوليه جريان اسلامپ و قيف V، با نسبت آب به مواد پودري 8/0 تا 9/0 انجام ميشود. مخروط جريان اسلامپ و قيف V به کار رفته در اين قسمت، با مخروط و قيف مورد استفاده در آزمايشها بتن تازه متفاوت بوده و ابعاد آن در شکل 4-2 مشاهده ميشود.

شکل 4-2- اسلامپ و قيف V به کار رفته براي طرح اختلاط [19]
بازه هدف جريان اسلامپ در اين آزمايش cm24 تا cm26 و بازه هدف قيف s V7 تا s11 ميباشد. اگر قطر جريان اسلامپ در بازه هدف باشد، و زمان قيف V کمتر از s 7 باشد، نسبت آب به مواد پودري بايد کاهش پيدا کند. اگر قطر جريان اسلامپ در بازه هدف باشد، و زمان قيف V از s11 تجاوز کند، نسبت آب به مواد پودري بايد افزايش يابد.
و) تست و آزمايش بتن حاصل شده: ترکيب بتن اکنون تعيين شده و نسبت فوقروانکننده متناسب با آزمايشهاي بتن تازه بايد تعيين شود.
در زير نيز روشي ارائه ميشود كه در آن سيستم مقدار سنگدانههاي درشت و ريز ثابت نگهداشته ميشود و خودتراكمي با تنظيم نسبت آب به پودر و عيار فوق روانكننده اعلاء امكان پذير ميباشد. مراحل اين روش به صورت زير ميباشد:
1-مقدار سنگدانههاي درشت در بتن به 50% حجم مواد خشك ثابت نگهداشته ميشود.
2-مقدار سنگدانههاي ريز به 40% حجم ملات ثابت نگهداشته ميشود.
3- نسبت آب به مواد پودري 9/0 تا 1 فرض ميشود كه بستگي به خواص پودر دارد.
4- عيار فوقروانكننده اعلا و نسبت آب به مواد پودري نهايي طوري تعيين شود كه خودتراكمي را تأمين كند.
در بتن معمولي نسبت آب به سيمان تابع مقاومت فشاري مورد نظر ميباشد، در صورتيكه در بتن خودمتراكم، اين نسبت براي رسيدن به خودتراكم پذيري در نظر گرفته ميشود. در جدول 4-1 سه طرح اختلاط رايج در كشورهاي آمريکا، كانادا و ژاپن نشان داده شده است. با تغيير در شرايط هر يك از اين طرحها ميتوان به بتن خودمتراكم مناسبتري دست يافت [102].

جدول 4-1- طرح اختلاطهاي به کار رفته در آمريکا، کانادا و ژاپن [102]
مصالح (در واحد حجم)
ايالات متحده
کانادا
ژاپن
آب (kg)
1/221
218
165
سيمان (kg)
470
400
220
خاکستر بادي (kg)

115

سرباره (kg)


220
دوده سيليکا (kg)

17

ريزدانه (kg)
8/764
667
870
درشتدانه(kg)
4/765
785
825
HRWR (kg)
53/1
9/1
4/4
قوام دهنده (kg)

5/4
1/4
ديرگير کننده (Lit)

5/0

مواد حباب ساز (Lit)
23/0
45/0

نسبت آب به سيمان
47/0
41/0
38/0
(High-Range Water Reducer) HRWR= فوقروانکننده
تفاوت عمده بتن خودمتراكم با بتن معمولي از لحاظ اختلاط عبارتند از:
1-محدوديت مقدار سنگدانه ها
2-استفاده از فوق روان كننده اعلا
3- نسبت پايين آب به پودر
تأثير اين سه عامل در شکل 4-3 به صورت چارت، در اختلاط بتن خودمتراكم تا رسيدن به خودتراكمي نشان داده شده است.

شکل 4-3- عوامل تأثيرگذار بر طرح اختلاط [60]
به طور ساده تفاوت عمده طرح اختلاط بتن خودمتراكم و بتن ساده مطابق شكل 4-4 ميباشد.

شکل 4-4- تفاوت عمده بتن معمولي و بتن خودمتراکم [60]

4-3- روش طرح اختلاط بر اساس حجم فضاي خالي11
در طرح اختلاط بايد توجه داشت كه به علت ارزانتر بودن سنگدانه نسبت به خمير سيمان، يك بتن خود متراكم با كيفيت بايد در حد امكان شامل بيشترين مقدار سنگدانه و كمترين خمير سيمان باشد [103]. بنابراين عاقلانهترين كار تعيين ميزان خميرسيمان براساس خصوصيات سنگدانههاي مورد استفاده ميباشد.
اين روش طرح اختلاط، مبتني بر ميزان حجم فضاي خالي بين سنگدانهها و نظريه خمير اضافه ميباشد [103]. در قسمت الف شكل 4-5، سنگدانههاي متراكم شده در بتن ملاحظه ميشود. در قسمت ب مشاهده ميشود كه براي رسيدن به بتن با كارايي بالا، خمير سيمان تنها براي پركردن فضاي بين سنگدانهها كافي نميباشد و براي جلوگيري از سايش بين سنگدانهها، نيازمند خميري اضافي براي ايجاد لايهاي نازك برروي سطح سنگدانهها ميباشد. براي بيشتر شدن كارايي و توانايي حركت سنگدانهها روي يكديگر چنانچه در قسمت ج ملاحظه ميشود، حجم مقدار خمير اضافي افزايش يافته است.

شکل 4-5- اثر خمير سيمان بر سنگدانهها [60]
براي تعيين حجم خمير پركننده و خمير اضافي، ابتدا بايد حجم فضاي خالي بين تركيب سنگدانههاي خشك تعيين شود. رابطه 4-1، رابطه ميان وزن مخصوص حجمي و ميزان فضاي خالي براي نسبتهاي مختلف درشتدانه به كل سنگدانه را براساس ASTM C29 [104] نشان ميدهد.
%Void= (100×[(S×W)-(M)])/(S×W) (4-1)
که در آن
M = وزن مخصوص حجمي سنگدانه ها (kg/m3)
S= وزن مخصوص نسبي ويژه سنگدانه ها (kg/m3)
W = وزن مخصوص آب (kg/m3)
در شكل 4-6 رابطه بين وزن مخصوص حجمي و ميزان فضاي خالي بين سنگدانهها (ريزدانه + درشتدانه) براي نسبتهاي مختلف حجمي درشتدانهها به كل سنگدانهها (Vg / Va) براي نمونهاي با حداكثر اندازه درشتدانه mm 5/12 و ريزدانه با مدول نرمي 16/3 با وزن مخصوص موجود در جدول 4-2، نشان داده شده است.

جدول 4-2- وزن مخصوص مصالح سنگي [103]
نوع مصالح
وزن مخصوص انبوهي ميل نخورده (kg/m3)

وزن مخصوص انبوهي ميل خورده (kg/m3)

ريزدانه
457
517
درشتدانه
1588
1715

شکل 4-6- تخمين فضاي بين سنگدانهها با نسبت درشتدانه به کل سنگدانه [103]
به دليل استفاده بهينه از خميرسيمان و صرفهجويي در هزينهها، پايينترين حجم فضاي خالي اهميت خاصي در طرح اختلاط دارد. در اين نمونه ذكر شده اين نسبت براي 4/0 V_g/V_a = بدست ميآيد.
حجم خمير اضافي جهت رسيدن به خواص بتن خودمتراكم، با سعي و خطا بايد مشخص گردد، كه تقريباً عددي بين 10 % تا 16% حجم سنگدانهها (Va) ميباشد. مقدار پودر لازم جهت استفاده در بتن خودمتراكم از رابطه 4-2 حساب ميشود.
V_P=V_EXP+V_Oid-V_w-V_c (4-2)
که در آن:
V_P = حجم پودر
V_EXP = حجم خمير اضافي
V_Oid = حجم فضاي خالي بين سنگدانه ها
V_w = حجم آب
V_c = حجم سيمان
همانگونه كه گفته شد در بتنهاي خودمتراكم عيار سيمان غالباً kg/m3 350 تا kg/m3 450 ميباشد و حجم آب مصرفي، به همراه فوقروانكنندهها نيز متناسب با كارايي بتن تعيين ميشود و در نهايت حجم پودر مورد استفاده در بتن نيز مشخص ميشود. روش فوق تا حد زيادي روشي تقريبي براي ارائه طرح اختلاط ميباشد كه با تغيير در نسبتها ميتوان به بتن حد دلخواه خود رسيد. در ادامه روش ديگري براي ارائه طرح اختلاط بيان ميشود.
4-4- روشي ساده براي ارائه طرح اختلاط بتن خود متراكم
اين روش توسط Chong Hsu و همکاران [105] ارائه شده و نسبت به ساير راهها و طرحهاي اختلاط سادهتر و فرموليتهتر ميباشد. اين روش به چندگام تقسيم ميشود كه در زير توضيح داده ميشود. قبل از توضيح مراحل اين طرح اختلاط، ضريبي تحت عنوان PF12 تعريف ميشود. بعد از اضافه كردن آب و مواد سيماني به سنگدانهها، سنگدانهها در واقع روغنكاري شده و متراكمتر و فشردهتر ميشوند. در اين حالت حجم آن به 59% الي 68% حجم قبلي كاهش مييابد. بنابراين ضريب PF برابر خواهد بود با نسبت جرم سنگدانهها در حالت سختمتراكم شده به جرم سنگدانهها در حالت شل متراكم شده براي يك واحد حجم. PF از معلومات ما ميباشد. بالا بودن PF به معناي استفاده زياد از سنگدانهها در بتن و كاهش خمير سيمان ميباشد. مراحل اين طرح اختلاط به شرح زير است.

گام اول: محاسبه حجم درشتدانه و ريزدانه:
W_g=PF×W_gl (1-S/a),W_S=PF×W_SL×S/a (4-3 )
که در آن:
W_g = مقدار درشتدانه
W_S = مقدار ريزدانه
W_SL = وزن واحد حجم ريزدانه اشباع با سطح خشك در حالت شل ( غيرمتراكم )
W_gL = وزن واحد حجم درشتدانه اشباع با سطح خشك در حالت شل ( غير متراكم )
S/a = حجم نسبي ريزدانه به كل سنگدانه كه عددي بين 50% تا 57% ميباشد
گام دوم : محاسبه سيمان :
براي محاسبه سيمان مصرفي از رابطه C=(f^’ c)/20 استفاده ميشود كه f^’ c مقاومت مشخصه برحسب Psi و C مقدار سيمان برحسب kg/m3 ميباشد.
گام سوم : محاسبه ماكزيمم آب لازم براي سيمان
W_wc=(W/C)×C كه Wwc مقدار آب مورد نياز براي سيمان بر حسب kg/m3 و W/C نسبت آب به سيمان ميباشد. نسبت W/C با توجه به روابط تجربي و آزمايشي و مقدار كارايي مورد نظر از بتن، به صورتي تجربي داده ميشود كه تابعي از f^’ c ميباشد و جزء معلومات مسئله ميباشد.
گام چهارم : محاسبه خاكستربادي و سرباره كوره آهن گذاري
رابطه 4-4 حجم خاکستر بادي و سرباره را حساب ميکند. توجه شود كه به جاي اين دو ماده ميتوان هر ماده پوزولاني ديگري را جايگزين كرد.
(4-4) V_PF+V_PB=1-Wg/(1000×G_y )-Ws/(1000×G_s )-C/(1000×G_e )-Wwc/(1000×G_w )-V_a
که در آن:
G_y = وزن مخصوص درشتدانه
G_s = وزن مخصوص ريزدانه
G_e = وزن مخصوص سيمان
G_w = وزن مخصوص آب
V_a = درصد هواي موجود در بتن
اگر وزن تمام مواد پوزولاني ( خاكستر بادي + سرباره) برابر W_PM برحسب kg/m3 باشد كه حجمش نيز در بالا محاسبه شده و خاكستر A% وزن مواد پوزولاني و سرباره B% وزن مواد پوزولاني باشد، داريم:
(4-5)V_PF+V_PB=(1+W/F)×A%×Wpm/(1000×G_f )+(1+W/S)×B%×Wpm/(1000×G_B )
در رابطه 4-5، W/F نسبت آب به خاكستر و W/S نسبت آب به سرباره، متناسب با نسبت W/C انتخابي، تعيين ميگردد كه مقادير آن در جدولي تهيه شده است. G_f وزن مخصوص خاكستر (ton/m3) و G_B وزن مخصوص سرباره (ton/m3) ميباشد. از رابطه بالا Wpm حاصل ميگردد . پس از آن:
W_f=W_pm×A% وزن خاکستر
W_B=W_pm×B% وزن سرباره
= آب مورد

پایان نامه
Previous Entries تحقیق رایگان درباره بهبود عملکرد، آزمون و خطا Next Entries پایان نامه با واژه های کلیدی ایدئولوژی، امنیت ملی، خاورمیانه، محیط امنیتی