کلمات کلیدی: بتن سبک خودمتراکم، الیاف فولادی، لیکا، مقاومت­های مکانیکی، آزمایش حرارتی، آزمایش یخ­زدگی و آب­شدگی

 

 

 

 

 

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                           صفحه

فصل اول: معرفی بتن خودمتراکم

1-1- مقدمه. 1

1-2- اهداف تحقیق.. 4

1-3- تاریخچه. 4

1-4- تعریف بتن خودمتراکم.. 8

1-5- مشخصات بتن خودمتراکم.. 8

1-6- محاسن بتن خودمتراکم.. 9

1-7- دلایل گسترش بتن خودمتراکم.. 10

1-8- کاربرد­های بتن خودمتراکم.. 10

1-9- بررسی ویژگی­های بتن خودمتراکم.. 11

1-9-1- رئولوژی بتن خودمتراکم.. 11

1-9-2- کارایی بتن خودمتراکم.. 12

1-10- معرفی بتن سبک خودمتراکم.. 13

1-11- نحوه سبک سازی بتن خودمتراکم.. 14

1-11-1- استفاده از دانه­های منبسط شده پلی استایرن.. 15

1-11-2- استفاده از ساختار سلولی (فوم) 15

1-11-3- استفاده از انواع سنگدانه­های سبک با منشأ طیبعی و مصنوعی.. 17

1-11-4- معرفی سبک­دانه لیکا 18

1-11-4-1-  فرآیند تولید لیکا 18

 

1-11-5- معرفی سبک­دانه اسکریا و پومیس…. 20

 

 

 

عنوان                                                                                                                           صفحه

فصل دوم: معرفی مواد پوزولانی، مواد جایگزینی و مصالح

2-1- مقدمه  26

2-2- میکروسیلیس و نانوسیلیس (دودهای سیلیسی) 26

2-2-1-  تعریف… 27

2-2-2- خصوصیات شیمیایی میکروسیلیس…. 27

2-2-3- تأثیر میکروسیلیس بر خواص بتن.. 28

2-2-3-1- مقاومت فشاری.. 28

2-2-3-2- دوام بتن.. 30

2-2-3-3- نفوذ آب… 30

2-2-3-4- نفوذ یون کلراید. 31

2-2-3-5- مقاومت در برابر آب دریا و اثرات جزر و مد ………………………………………………………………………………………….31

2-2-3-6- نتیجه­گیری.. 32

2-3- متاکائولین.. 32

2-4- تأثیر مس باره بر بتن خود متراکم.. 34

2-4-1- نتیجه­گیری.. 36

2-5- تاثیر ضایعات لوله های PVC بر بتن خود متراکم.. 36

2-5-1- نتیجه­گیری.. 40

2-6- تاثیر خاکستر بادی بر  بتن خودمتراکم.. 40

2-6-1- نتیجه­گیری.. 42

2-7- تاثیر ضایعات خرده لاستیک بر بتن خود متراکم.. 42

2-7-1- نتیجه­گیری.. 44

2-8- فوق­روان­کننده. 44

 

این مطلب را هم بخوانید :

 

عنوان                                                                                                                           صفحه

2-9- مصالح سنگی.. 45

2-9-1- آزمایش دانه‌بندی مصالح سنگی.. 45

2-9-2- مدول نرمی ماسه. 47

2-10- سیمان مصرفی.. 48

2-11- پودر سنگ آهک…. 48

2-12- لیکا 49

2-13- الیاف و کاربرد آن.. 52

2-13-1- مقدمه. 52

2-13-2- ویژگی­های فیزیکی الیاف… 53

2-13-3- شیوه قرار گرفتن و توزیع الیاف در ماتریس…. 54

2-13-4- موارد مصرف محصولات سیمانی تقویت شده با الیاف… 55

2-13-5- ضرورت استفاده از الیاف… 55

2-13-6- انواع الیاف از لحاظ شکل و اندازه قطری آنها 57

2-14- بتن مسلح به الیاف فولادی.. 58

2-14-1- مزایا و خواص بتن الیافی مسلح به الیاف فولادی.. 59

4-14-2- نحوه ساخت الیاف فولادی.. 61

2-14-3- کاربردهای بتن مسلح به الیاف فولادی.. 61

2-14-4- تاریخچه الیاف فولادی و تحقیقات انجام شده در این زمینه. 62

فصل سوم: آزمایش­های بتن تازه و سخت شده

3-1- مقدمه. 67

3-2- آزمایش جریان اسلامپ… 67

3-2-1- وسایل مورد نیاز. 68

 

 

عنوان                                                                                                                           صفحه

3-2-2- روش انجام. 68

3-2-3- تفسیر نتایج.. 69

3-3- آزمایش اسلامپ کوچک…. 70

3-4-  آزمایش حلقه J. 70

3-4-1- وسایل مورد نیاز. 71

3-4-2- روش انجام. 71

3-4-3- تفسیر نتایج.. 71

3-5- آزمایش قیف V شکل و زمان 5 دقیقه. 72

3-5-1- وسایل مورد نیاز. 73

3-5-2- روش انجام. 73

3-5-3- تفسیر نتایج.. 73

3-6- آزمایش جعبه L شکل.. 74

3-6-1- وسایل مورد نیاز. 75

3-6-2- روش انجام. 75

3-6-3- تفسیر نتایج.. 75

3-7- آزمایش جعبه U… 77

3-7-1- وسایل مورد نیاز. 77

3-7-2- روش انجام. 77

3-7- تفسیر نتایج.. 78

3-8- اسلامپ T50. 80

3-9- آزمایش جداشدگی ستون.. 80

3-10- آزمایش پایداری الک GTM…. 81

3-11- آزمایش جعبه پرکنندگی (Fill). 81

 

عنوان                                                                                                                           صفحه

3-12- آزمایش سنگدانه و ملات… 82

3-13- محدوده­های ارائه شده و توصیه شده در EFNARC… 82

3-14- آزمایش­های بتن سخت­شده…………………………………………………………………………………………………………………………..85

3-14-1- مقاومت فشاری بتن.. 86

3-14-1-1- آزمایش نمونه­های مکعبی.. 87

3-14-1-2- شکست نمونه­های فشاری.. 88

3-14-2- مقاومت کششی بتن.. 90

3-14-3- مقاومت خمشی بتن.. 91

3-14-4- آزمایش حرارتی بتن.. 94

3-14-4-1- اثر دمای بالا بر مصالح.. 96

3-14-4-2- اثر دمای بر بتن.. 97

3-14-4-3- تحقیق­های پیشین صورت گرفته. 102

3-14-7- تست یخ­زدگی و آب­شدگی بتن.. 104

فصل چهارم: طرح اختلاط بتن خودمتراکم معمولی و سبک

4-1- مقدمه. 108

4-2- توصیه­های EFNARC  108

4-3- روش طرح اختلاط Void –Bulk Density.. 113

4-4- روشی ساده برای ارائه طرح اختلاط بتن خود متراکم.. 115

4-5- ارائه طرح اختلاط با توجه به نتایج حاصل شده از تحقیقات پایان­نامه. 119

فصل پنجم: ایجاد طرح­های اختلاط و شروع آزمایش­ها

5-1- مقدمه. 123

5-2- طرح­ها و آزمایش­ها 123

 

 

عنوان                                                                                                                           صفحه

5-2-1- طرح اختلاط1. 125

5-2-2- طرح اختلاط2. 127

5-2-3- طرح اختلاط 3. 129

5-2-4- طرح اختلاط 4. 130

5-2-5- طرح اختلاط 5. 132

5-2-6- طرح اختلاط 6. 134

5-2-7- طرح اختلاط 7. 136

5-2-8- طرح اختلاط 8. 137

5-2-9- طرح اختلاط 9. 139

5-2-10- طرح اختلاط 10. 140

5-3- بررسی کلی طرح­های اختلاط و انتخاب طرح شاهد. 142

5-4- انتخاب طرح شاهد و ادامه آزمایش­ها 150

5-4-1- افزودن الیاف فولادی به طرح شاهد. 150

5-4-1-1- افزودن الیاف به میزان 5/0% حجمی بتن.. 151

5-4-1-2- افزودن الیاف به میزان 1% حجمی بتن.. 152

5-4-1-3- افزودن الیاف به میزان 5/1% حجمی بتن.. 153

5-4-1-4- تفسیر نتایج اثر الیاف بر خصوصیات بتن تازه. 153

5-4-1-5- تفسیر نتایج اثر الیاف بر خصوصیات مکانیکی بتن.. 160

5-5- آزمایش حرارتی.. 169

5-6- آزمایش یخ­زدگی و آب­شدگی  بتن.. 179

فصل ششم: نتیجه­گیری

6-1- مقدمه. 183

 

 

عنوان                                                                                                                           صفحه

6-2- اثر الیاف بر رفتار بتن تازه. 183

6-3- اثر الیاف بر رفتار مکانیکی بتن.. 183

6-4- اثر الیاف بر مقاومت حرارتی بتن.. 185

6-5- اثر الیاف بر یخ­زدگی و آب­شدگی بتن.. 185

پیشنهاد­ها 187

منابع و مآخذ. 188

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 فهرست شکل­ها

عنوان                                                                                                                           صفحه

شکل1-1- پل معلق Akashi-Kaiko  ژاپن.. 5

شکل 1-2-دیواره های مخازن  LNG… 6

شکل 1-3-  برج Landmark یوکوهاما – ژاپن.. 6

شکل 1-4- بازار midsummer در لندن.. 7

شکل 1-5- سر در دانشگاه علم و صنعت… 7

شکل 1-6- تصاویری از روان سنج­های با صفحه­های موازی و استوانه­ای هم­محور. 11

شکل  1-7 وزن مخصوص تقریبی و طبقه­بندی استفاده از بتن­های سبک­دانه. 17

شکل 1-8- سبک­دانه لیکا 19

شکل 1-9- ابعاد سبک­دانه اسکریا 22

شکل 1-10- شکل سبک­دانه اسکریا 23

شکل 1-11- سبک­دانه اسکریا با چگالی پایین.. 23

شکل 1-12- شکل سبک­دانه پومیس…. 24

شکل 1-13- ابعاد سبک­دانه پومیس…. 24

شکل 1-14- انواع سبک­دانه­های مورد استفاده در بتن.. 25

شکل 2-1- درصدهای استفاده از مس­باره و اثر آن بر اسلامپ مرجع.. 35

شکل 2-2- ذرات خرد شده PVC… 37

شکل 2-3- اثر افزودن PVC بر جریان اسلامپ… 38

شکل  2-4- اثر افزودن PVC بر جریان اسلامپ با گذر زمان.. 38

شکل 2-5- اثر افزودن PVC بر زمان جریان اسلامپ T50 با گذر زمان.. 39

شکل 2-6- تصاویر میکروسکوپیک از خاکستر بادی.. 40

شکل 2-7- نتایج مقاومت فشاری با افزایش ددرصد خاکستر بادی مرجع.. 42

 

عنوان                                                                                                                           صفحه

شکل 2-8- نسبت استفاده از فوق­روان­کننده به ازای افزایش خرده لاستیک…. 43

 شکل 2-9- کاهش مقاومت بتن با افزایش درصد خرده لاستیک  43

شکل 2-10- فوق­روان­کننده مصرفی در این تحقیق.. 45

شکل 2-11- منحنی دانه­بندی و محدوده­های مشخص شده دانه­بندی ASTM…. 47

شکل 2-12- لیکای درشت… 49

شکل 2-13- لیکای ریز. 50

شکل 2-14- انسداد بتن توسط لیکای درشت… 50

شکل 2-15- بروز پدیده جداشدگی در بتن ناشی از مصرف لیکای درشت… 51

شکل 2-16- مصالح به­کار رفته در طرح اختلاط.. 52

شکل 2-17- انواع الیاف از لحاظ شکل فیزیکی.. 57

شکل 2–18- الیاف فولادی دوپا 58

شکل3-1- آزمایش جریان اسلامپ… 68

شکل 3-2– آب انداختگی و جداشدگی ذرات بتن.. 69

شکل 3-3- شکل اسلامپ کوچک 70

شکل 3-4- تصاویری از حلقه J. 72

شکل 3– 5- قیف V شکل.. 74

شکل 3–6- ابعاد جعبه L.. 76

شکل 3–7- تصاویری از آزمایش جعبه L.. 76

شکل 3–8- انسداد جعبه L توسط دانه­ها 77

شکل 3–9- ابعاد جعبه U… 79

شکل 3–10- تصاویری از آزمایش جعبه U… 79

شکل 3–11- آزمایش جداشدگی بتن.. 80

شکل 3-12- آزمایش پایداری الک…. 81

 

عنوان                                                                                                                           صفحه

شکل 3– 13- نحوه شکسته شدن صحیح بتن در آزمایش مقاومت فشاری.. 88

شکل 3– 14- نحوه شکسته شدن ناصحیح بتن در آزمایش مقاومت فشاری.. 89

شکل  3-15- شکسته شدن صحیح نمونه فشاری مکعبی در تست مقاومت فشاری.. 89

شکل 3–16- شکست­ نمونه­های مردود مقاومت فشاری.. 89

شکل 3-17- نمونه کششی بتن.. 90

شکل 3–18- آزمایش مقاومت کششی غیرمستقیم.. 91

شکل 3–19- مقاومت خمشی بتن با یک نقطه بارگذاری در وسط تیر. 93

شکل 3–20- مقاومت خمشی بتن با چهار نقطه بارگذاری.. 93

شکل 3–21- مقاومت خمشی بتن با یک و دو نقطه بارگذاری در وسط تیر، استانداردهای مختلف… 94

شکل 3-22- منحنی­های مختلف زمان- دما در استانداردهای مختلف… 95

شکل 3-23- انواع منحنی­های زمان- دما 96

شکل 3-24- هدایت گرمایی بتن با مصالح مختلف… 97

شکل 3-25- مقایسه آنالیز حرارتی بتن با عملکرد بالا و بتن خودمتراکم.. 99

شکل 3-26- مقایسه کاهش وزنی بتن با عملکرد بالا و بتن خودمتراکم طی آنالیز حرارتی.. 100

شکل 3-27- سرعت کاهش آب بتن با عملکرد بالا و خودمتراکم.. 101

شکل  3-28- خطوط سیاه نشان دهنده جداشدن سنگ­دانه­ها 102

شکل 3-29- کرنش حاصله در شوک حرارتی.. 105

شکل 3 -30- ترک­های ایجاد شده در اثر سیکل حرارتی  105

شکل 4-1- تخمین اولیه نسبت آب به مواد پودری.. 110

شکل 4-2- اسلامپ و قیف V به کار رفته برای طرح اختلاط.. 110

شکل 4-3- عوامل تأثیرگذار بر طرح اختلاط.. 112

شکل 4-4- تفاوت عمده بتن معمولی و بتن خودمتراکم.. 112

شکل 4-5- اثر خمیر سیمان بر سنگدانه­ها 113

 

عنوان                                                                                                                           صفحه

شکل 4-6- تخمین فضای بین سنگ­دانه­ها با نسبت درشت­دانه به کل سنگ­دانه. 114

شکل  4-7-  نمودار اثر نسبت روان­کننده به قوام­دهنده بر جریان اسلامپ… 119

شکل 4-8- اثر نسبت روان­کننده به قوام­دهنده بر اختلاف ارتفاع جعبه U… 120

شکل  4-9- تخمین اولیه مصالح از روی جریان اسلامپ… 120

شکل 4-10- تخمین اولیه مصالح از روی اختلاف ارتفاع جعبه U… 121

شکل 4-11- تخمین اولیه مصالح از روی مقاومت فشاری 28 روزه. 122

شکل 5-1- طرح اختلاط 1………………………………………………………………………………………………………………………. 126

شکل 5-2- نمونه­های طرح اختلاط 1 و بروز جداشدگی……………………………………………………………………………… 127

شکل 5-3- طرح اختلاط 2 و بروز بلوکاژ……………………………………………………………………………………………………. 128

شکل 5-4- طرح اختلاط 2 و بروز جداشدگی…………………………………………………………………………………………….. 128

شکل 5-5- بتن طرح اختلاط 3……………………………………………………………………………………………………………….. 130

شکل 5-6- آزمایش جعبه U و نمونه ساخته شده طرح اختلاط 3……………………………………………………………….. 130

شکل 5-7- آزمایش حلقه J و جعبه L طرح اختلاط 4……………………………………………………………………………….. 131

شکل 5-8- نمونه¬های طرح اختلاط 4…………………………………………………………………………………………………….. 132

شکل 5-9- بتن طرح اختلاط 5 و آزمایش جعبه L……………………………………………………………………………………. 133

شکل 5-10- آزمایش حلقهJ  و نمونه فشاری طرح اختلاط 5………………………………………………………………………. 133

شکل 5-11- آزمایش جعبه L و جریان اسلامپ طرح اختلاط 6………………………………………………………………….. 135

شکل 5-12- نمونه­های فشاری طرح اختلاط 6………………………………………………………………………………………….. 135

شکل 5-13- آزمایش حلقه J  و بتن طرح اختلاط 7………………………………………………………………………………….. 137

شکل 5-14- نمونه فشاری و آزمایش جعبه L طرح اختلاط 7…………………………………………………………………….. 137

شکل 5-15- آزمایش جریان اسلامپ و حلقه J  ………………………………………………………………………………………… 138

شکل 5-16- آزمایش جعبه L و قیف V طرح اختلاط 8…………………………………………………………………………….. 139

شکل 5-17- آزمایش حلقه J و قیف V طرح اختلاط 9………………………………………………………………………………. 140

 

عنوان                                                                                                                           صفحه

شکل 5-18- نمونه فشاری و جریان اسلامپ طرح اختلاط 9. 140

شکل 5-19- آزمایش حلقه J و جریان اسلامپ طرح اختلاط 10. 141

شکل 5-20- آزمایش جعبه L و قیف V طرح اختلاط 10. 142

شکل 5-21- نتایج آزمایش جریان اسلامپ… 143

شکل 5-22- زمان تخلیه بتن از قیف V.. 144

شکل 5-23- اختلاف ارتفاع آزمایش حلقه J. 144

شکل 5-24- اختلاف ارتفاع آزمایش جعبه U.. 145

شکل 5-25- نتایج آزمایش جریان اسلامپ… 146

شکل 5-26- روند تغییرات اختلاف ارتفاع حلقه J در برابر قطر اسلامپ… 147

شکل 5-27- روند تغییرات اختلاف ارتفاع جعبه U در برابر نسبت آب به پودر. 147

 شکل 5-28- روند تغییرات اختلاف ارتفاع جعبه U در برابر جریان اسلامپ  148

شکل 5-29- مقاومت­های مکانیکی طرح­ها 149

شکل 5-30- روند افزایش مقاومت فشاری 7 روزه به 28 روزه. 149

شکل 5-31- بتن 5/0% الیاف… 152

شکل 5-32- تأثیر الیاف بر زمان T50 بتن.. 154

شکل5 -33- تأثیر افزایش درصد الیاف بر قطر جریان اسلامپ… 154

شکل 5-34- تأتیر الیاف بر اختلاف ارتفاع در آزمایش حلقه J. 155

شکل5–35- اثر افزایش الیاف بر زمان تخلیه آزمایش قیف V.. 155

شکل 5-36- بتن حاوی 5/0% حجمی الیاف فولادی.. 156

شکل 5-37- آزمایش جعبهU بتن 5/0% الیافی.. 157

شکل 5-38- آزمایش حلقهJ برای بتن 1% الیافی.. 157

شکل 5-39- بروز پدیده انسداد برای بتن 1% الیافی.. 158

شکل 5-40- بتن حاوی 5/1% الیاف فولادی.. 158

 

عنوان                                                                                                                           صفحه

شکل 5-41- انسداد بتن دارای 5/1% الیاف… 159

شکل 5-42- الیاف فولادی مصرفی در طرح­ها 159

شکل 5-43- الیاف فولادی مصرفی در طرح­ها 160

شکل 5-44- روند افزایش مقاومت فشاری درصدهای مختلف الیاف… 161

شکل 5-45- مقایسه مقاومت فشاری 7 روزه بتن­های الیافی.. 161

شکل 5-46- مقایسه مقاومت فشاری 28 روزه بتن­های الیافی.. 162

شکل 5-47- مقایسه مقاومت فشاری 90 روزه بتن­های الیافی.. 162

شکل 5-48- مقایسه مقاومت­های فشاری بتن­های الیافی در سنین مختلف… 163

شکل 5-49- روند افزایش مقاومت کششی درصدهای مختلف بتن الیافی.. 164

شکل 5-50- مقایسه مقاومت کششی 7 روزه بتن­های الیافی.. 164

شکل 5-51- مقایسه مقاومت کششی 28 روزه بتن­های الیافی.. 165

شکل 5-52- مقایسه مقاومت کششی 90 روزه بتن­های الیافی.. 165

شکل 5-53- مقایسه مقاومت کششی بتن­های الیافی در سنین مختلف… 166

شکل 5-54- اثر الیاف بر تحمل نیروی وارده در آزمایش خمشی تیر بتنی.. 167

شکل 5-55- تیرهای بتنی الیافی با شکست نرم در آزمایش خمش…. 168

شکل 5-56- نمونه بتن الیافی مقاومت فشاری بعد از اعمال بار. 168

شکل 5-57- نمونه بتن الیافی مقاومت کششی بعد از اعمال بار. 168

شکل 5-58- آنالیز حرارتی بتن خودمتراکم و بتن با عملکرد بالا.. 169

 شکل 5-59- منحنی زمان- دمای نمونه منفجر شده  170

شکل 5-60- نمونه منفجر شده در منحنی زمان – دمای شکل 5-59. 170

شکل 5-61- نمودار زمان- دمای اعمال شده. 171

شکل 5-62- مقاومت فشاری نمونه­ها پس از آزمایش حرارت… 174

شکل 5-63- مقاومت فشاری نسبی نمونه­ها و نسبت رطوبت پس از آزمایش حرارتی.. 174

 

عنوان                                                                                                                           صفحه

شکل 5-64- وزن نسبی نمونه­های فشاری پس از آزمایش حرارتی.. 175

شکل 5-65- مقاومت کششی نمونه­ها پس از آزمایش حرارتی.. 176

شکل 5-66- مقاومت کششی نسبی نمونه­ها و نسبت رطوبت پس از آزمایش حرارتی.. 176

شکل 5-67- وزن نسبی نمونه­های کششی پس از آزمایش حرارتی.. 177

شکل 5-68- مدت زمان دوام بتن در برابر حرارت ناگهانی C○ 950. 178

شکل 5–69- نتایج آزمایش فشاری نمونه­های تحت سیکل حرارتی و طبیعی.. 180

شکل 5-70- مقایسه نیروی وارده در آزمایش خمشی نمونه­های تحت سیکل حرارتی و طبیعی.. 181

شکل 5-71- نیروی وارده در آزمایش خمشی نمونه­های تحت سیکل حرارتی و نمونه­های طبیعی.. 182

شکل 5-72- نیروی نسبی وارده در آزمایش خمش نمونه­های تحت سیکل حرارتی به نمونه­های طبیعی.. 182

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول

عنوان                                                                                                                           صفحه

جدول 1-1- مشخصات مکانیکی بتن فوم متناسب با چگالی.. 16

جدول 1-2- کاربردهای بتن فوم متناسب با چگالی.. 16

جدول 1-3- چگالی انواع لیکا 20

جدول 1-4- تجزیه شیمیایی اسکریا 22

جدول 2-1- تجزیه شیمیایی میکروسیلیس…. 28

جدول 2-2-  طرح­های بتنی مرجع.. 29

جدول 2-3-  مقاومت طرح­های بتنی مرجع…………………………………………………………………………………………………. 29

جدول  2-4 ترکیبات شیمیایی متاکائولین…………………………………………………………………………………………………… 33

جدول 2-5- نتایج بتن تازه طرح اختلاط­های منبع………………………………………………………………………………………. 33

جدول  2-6- اکسیدهای موجود در سرباره مس……………………………………………………………………………………………. 35

جدول 2-7- آنالیز شیمیایی خاکستر بادی…………………………………………………………………………………………………… 41

جدول 2-8- مدول نرمی ماسه مصرفی………………………………………………………………………………………………………… 48

جدول 2–9- مشخصات مکانیکی انواع الیاف………………………………………………………………………………………………… 54

جدول 2–10- موارد استفاده از انواع الیاف……………………………………………………………………………………………………. 55

جدول 2–11- محدوده قطر انواع الیاف……………………………………………………………………………………………………….. 58

جدول 3-1 نتایج جریان اسلامپ بتن تازه طبق طبقه­بندی مؤسسه EFNARC…………………………………………… 69

جدول 3–2- دسته­بندی بتن بر اساس نتایج T50……………………………………………………………………………………….. 74

جدول 3– 3- مشخصه­های آزمایش­های بتن تازه…………………………………………………………………………………………. 82

جدول 3– 4- محدوده مجاز آزمایش­های بتن تازه خودمتراکم……………………………………………………………………….. 83

جدول 3-5-  محدوده مجاز آزمایش­های بتن تازه خودمتراکم.. 83

جدول 3–6- نقص بتن­های خارج از محدوده مجاز. 84

 

عنوان                                                                                                                           صفحه

جدول 3–7- نقص بتن­های خارج از محدوده مجاز. 84

جدول 3-8-  راهکارهای رفع نقص­های بتن تازه خودمتراکم.. 85

جدول 4-1- طرح اختلاط­های به کار رفته در آمریکا، کانادا و ژاپن.. 111

جدول 4-2- وزن مخصوص مصالح سنگی.. 114

جدول 4-3- طرح اختلاط بر اساس مقاومت 28 روزه. 118

جدول 5-1- طرح آزمایش­ها…………………………………………………………………………………………………………………….. 124

جدول 5-2- طرح کلی اختلاط­ها……………………………………………………………………………………………………………… 125

جدول 5-3- طرح اختلاط 1…………………………………………………………………………………………………………………….. 125

جدول 5-4- نتایج آزمایش­های بتن تازه……………………………………………………………………………………………………. 125

جدول 5-5- نتایج آزمایش­های بتن سخت­شده………………………………………………………………………………………….. 126

جدول 5-6- طرح اختلاط 2…………………………………………………………………………………………………………………….. 127

جدول 5-7- نتایج آزمایش­های بتن تازه……………………………………………………………………………………………………. 127

جدول 5-8- نتایج آزمایش­های بتن سخت­شده………………………………………………………………………………………….. 128

جدول 5-9- طرح 3 اختلاط…………………………………………………………………………………………………………………….. 129

جدول 5-10- نتایج آزمایش­های بتن تازه…………………………………………………………………………………………………. 129

جدول 5-11- نتایج آزمایش­های بتن سخت­شده………………………………………………………………………………………… 129

جدول 5-12- طرح اختلاط 4…………………………………………………………………………………………………………………… 130

جدول 5-13- نتایج آزمایش­های بتن تازه…………………………………………………………………………………………………. 131

جدول 5-14- نتایج آزمایش­های بتن سخت­شده. 131

 جدول 5-15- طرح اختلاط 5 132

جدول 5-16- نتایج آزمایش­های بتن تازه. 132

جدول 5-17- نتایج آزمایش­های بتن سخت­شده. 132

 

 

عنوان                                                                                                                           صفحه

جدول 5-18- ششمین طرح اختلاط.. 134

جدول 5-19- نتایج آزمایش­های بتن تازه. 134

جدول 5-20- نتایج آزمایش­های بتن سخت­شده. 134

جدول 5-21- طرح اختلاط 7…………………………………………………………………………………………………………………… 136

جدول 5-22- نتایج آزمایش­های بتن تازه…………………………………………………………………………………………………. 136

جدول 5-23- نتایج آزمایش­های بتن سخت­شده………………………………………………………………………………………… 136

جدول 5-24- طرح اختلاط 8…………………………………………………………………………………………………………………… 137

جدول 5-25- نتایج آزمایش­های بتن تازه…………………………………………………………………………………………………. 138

جدول 5-26- نتایج آزمایش­های بتن سخت­شده………………………………………………………………………………………… 138

جدول 5-27- طرح اختلاط 9…………………………………………………………………………………………………………………… 139

جدول 5-28- نتایج آزمایش­های بتن تازه…………………………………………………………………………………………………. 139

جدول 5-29- نتایج آزمایش­های بتن سخت­شده………………………………………………………………………………………… 139

جدول 5-30- طرح اختلاط 10………………………………………………………………………………………………………………… 140

جدول 5-31- نتایج آزمایش­های بتن تازه…………………………………………………………………………………………………. 141

جدول 5-32- نتایج آزمایش­های بتن سخت­شده………………………………………………………………………………………… 141

جدول 5-33- نتایج آزمایش­ها بتن تازه همه طرح­ها………………………………………………………………………………….. 142

جدول 5-34- نتایج آزمایش­های بتن سخت­شده همه طرح­ها 143

جدول 5-35- مقادیر پیشنهادی بتن سبک خودمتراکم.. 148

جدول 5-36- طرح اختلاط منتخب… 150

جدول 5-37- محدوده آزمایش­های بتن تازه. 150

جدول 5-38- مقاومت­های مکانیکی طرح منتخب… 150

جدول 5-39- مشخصات الیاف به کار رفته. 151

 

 

عنوان                                                                                                                           صفحه

جدول 5-40- نتایج آزمایش­های بتن تازه با 5/0% الیاف… 151

جدول 5-41- نتایج آزمایش­های مکانیکی بتن با 5/0% الیاف… 151

جدول 5-42- نتایج آزمایش­های بتن تازه با 1% الیاف… 152

جدول 5-43- نتایج آزمایش­های مکانیکی بتن با 1% الیاف… 152

جدول 5-44- نتایج آزمایش­های بتن تازه با 5/1% الیاف… 153

جدول 5-45- نتایج آزمایش­های مکانیکی بتن با 5/1% الیاف… 153

جدول 5-46- درصد تغییرات پارامترهای خودتراکمی درصدهای مختلف الیاف… 156

جدول 5-47- مقاومت فشاری سنین مختلف بتن الیافی.. 161

جدول 5-48- درصد تغییرات مقاومت فشاری بتن الیافی.. 163

جدول 5-49- درصد تغییرات مقاومت کششی بتن الیافی.. 166

جدول 5-50- درصد تغییرات نیروی وارده در آزمایش خمشی تیر بتنی با درصدهای مختلف الیاف… 167

جدول 5–51- مقاومت نمونه­ها پس از آزمایش حرارتی.. 172

جدول 5–52- درصد کاهش وزن نمونه­ها در اثر آزمایش حرارتی.. 173

جدول 5–53- زمان مقاومت بتن الیافی در برابر حرارت ناگهانی C○ 950. 178

جدول 5-54- درصد کاهش وزن نمونه­ها در اثر آزمایش یخ­زدگی و آب­شدگی.. 179

جدول 5-55- تغییرات مقاومت فشاری نمونه­های تحت سیکل حرارتی.. 180

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل اول

معرفی بتن خودمتراکم

 

 

 

مقدمه

بتن به عنوان پر مصرف­ترین مصالح ساختمانی در تمامی دنیا شناخته می­شود که استفاده از آن هم­چنان در حال افزایش است. با گسترش استفاده از بتن، اقتصاد و دوام و کیفیت آن اهمیت ویژه­ای می­یابد. در سازه­های بتنی برای رسیدن به مقاومت مورد نیاز و کاهش تخلخل و هوای درون بتن، همچنین حصول پایایی، بتن به روش­های مختلف لرزانده می­شود. با استفاده روزافزون از بتن و کمبود کارگران ماهر ساختمانی و مشکلات عدیده در اجرا و متراکم سازی بتن، از جمله سروصدا و هزینه بالای امور اجرایی، بالأخص در موارد با تراکم بالای آرماتور، تراکم بتن به طور کامل و رضایت بخش صورت نگرفته و سبب ایجاد مشکلاتی در مقاومت­های مکانیکی بتن می­گردد. لذا ساخت بتنی بدون نیاز به امور اجرایی برای متراکم کردن، رویای تکنولوژیست­های بتن بوده تا بتوانند با استفاده از مواد افزودنی مختلف و تغییر در درصدهای مصالح به کار رفته، به این مهم دست یابند و با ایجاد بتن خودمتراکم این نقیصه را رفع کنند [1].

ایده بتن خود­متراکم اولین بار در سال 1986 در ژاپن توسط شخصی به نام Okamura مطرح گردید [2] و به تدریج از ژاپن به اروپا و سایر نقاط جهان توسعه یافت. برای بهبود کارایی بتن خودمتراکم، ناگزیر از فوق­روان­کننده­ها استفاده می­شود. استفاده بیش از حد از مواد شیمیایی ­روان­کننده برای روانی بتن می­تواند سبب ایجاد جداشدگی در ذرات بتن و عدم کارایی آن شود. استفاده از فوق­روان­کننده­های نسل جدید و فیلر در بتن، ضمن ایجاد روانی لازم در بتن، از جداشدگی ذرات بتن جلوگیری کرده و بتنی کارا را به ارمغان می­آورد.

از سویی هزینه­های بالای ساخت و ساز، به خصوص هزینه­های تحمیل شده از سوی بار مرده، طراحان و مجریان را به فکر کاهش بار مرده به کار رفته در سازه­ها، به خصوص سازه­های مرتفع، و به تبع آن کاهش هزینه­های ساخت و ساز انداخته است. ایجاد و استفاده از بتن سبک با استفاده از سنگ­دانه­های سبک، راهی برای کاهش این بار مرده می­باشد که تلفیق این خاصیت با خاصیت خودتراکمی، سبب ایجاد بتن سبک خودمتراکم می­شود. از مزایای استفاده از بتن خودمتراکم می­توان به موارد زیر اشاره کرد [3]:

1- افزایش سرعت اجرای سازه­های بتنی

2- اطمینان از تراکم کافی در مناطق با تراکم بالای آرماتور

3- کاهش آلودگی صوتی

4- بالا رفتن کیفیت محصول نهایی

5- صرفه­جویی اقتصادی ناشی از کاهش نیروی انسانی اجرایی و کاهش بار مرده سازه

علی­رغم تحقیقات انجام شده در مورد بتن خودمتراکم متأسفانه تاکنون استانداردی برای استفاده حداکثر از مزیت خودتراکمی بتن، تهیه نگردیده است [3]. هر چند در برخی مناطق جهان، آیین­نامه­هایی برای استفاده از این نوع بتن وجود دارد که از جمله عبارتند از EFNAC در اروپا، AFGC در فرانسه  و NCS در نروژ. امروزه در بسیاری از پروژه­های بزرگ دنیا از بتن [1]SCC استفاده می­شود. به همین سبب حصول اطمینان از مقاومت بالای این نوع بتن بسیار حائز اهمیت می­باشد. یکی از روش­های بالا بردن مقاومت بتن­های خودمتراکم، استفاده از مواد پوزولانی می­باشد. یکی از مواد پوزولانی مورد استفاده در بتن