پایان نامه بررسی ساختار بتن سبک سازه ای با بکارگیری مخلوطی از سبکدانه های پرلیت ، پوکه معدنی و دانه های رس منبسط شده (لیکا)

فهرست و منابع پایان نامه بررسی ساختار بتن سبک سازه ای با بکارگیری مخلوطی از سبکدانه های پرلیت ، پوکه معدنی و دانه های رس منبسط شده (لیکا)

فهرست:

چکیده...........................................................................................................................................................1

فصل اول :کلیات پژوهش                                                                                                                

1-1- مقدمه..................................................................................................................................................3

1-2- بیان مسئله وضرورت انجام تحقیق.........................................................................................................3

1-3- اهداف تحقیق......................................................................................................................................4

1-4- روند ارائه پایان نامه..............................................................................................................................5  

فصل دوم: بتن سبک سازه­ای و مروری بر تحقیقات انجام شده

2-1 - مقدمه................................................................................................................................................ 8

2-2 - تاریخچه.............................................................................................................................................9

2-3 - سبک­دانه ها......................................................................................................................................11

2-3-1 -تعریف .........................................................................................................................................11

2-3-2- طبقه بندی سبک دانه هااز نظر روش تولید......................................................................................12

2-3-3- سبک­دانه­های طبیعی......................................................................................................................12

2-3-3-1- پامیس.......................................................................................................................................12

2-3-3-2- اسکوریا....................................................................................................................................13

2-3-3-3- سنگ پا....................................................................................................................................13

2-3-3-4- پوکه معدنی..............................................................................................................................13

2-3-3-5- توف آتشفشانی.........................................................................................................................14

2-3-3-6- دیاتومیت..................................................................................................................................14

2-3-4- سبکدانه های طبیعی حاصل از مواد آلی.........................................................................................15

2-3-4-1- پوکه نخل روغن.......................................................................................................................15

2-3-5 - سبک­دانه­های مصنوعی ................................................................................................................15

2-3-5-1- تکنیک های تولید.....................................................................................................................15

2-3-5-2- خاک رس منبسط شده(LECA)فرآیند تر...............................................................................16

2-3-5-3- لیاپور آلمانی ،روش خشک.......................................................................................................17

2-3-5-4- سنگدانه های اسلیت منبسط شده................................................................................................18

2-3-5-5- سبکدانه های به دست آمده از سنگ پرلیت...............................................................................18

2-3-5-6- سبکدانه های بدست آمده از ورمیکولیت...................................................................................19

2-3-5-7- سبکدانه های بدست آمده از خاکستر بادی،لیتاژ.........................................................................20

2-4 - خصوصیات کلی سبکدانه­ها..............................................................................................................20

2-4-1- چسبندگی.....................................................................................................................................20

2-4-2- جذب آب.....................................................................................................................................20

2-4-3- مقاومت.........................................................................................................................................21

2-4-4- چگالی انبوهی...............................................................................................................................21

2-5- خصوصیات فیزیکی بتن سبکدانه سازه ای..........................................................................................22

2-5-1- مقاومت وچگالی...........................................................................................................................22

2-5-2- مقاومت کششی.............................................................................................................................23

2-5-2-1- مقاومت کششی ترکاندن(آزمایش برزیلی)................................................................................23

2-5-2-2- مقاومت کششی ناشی از خمش..................................................................................................24

2-5-3- محاسبه مقاومت برشی از نظر آیین نامه ACI ................................................................................24

2-5-4- تغییر شکل بتن دانه سبک...............................................................................................................24

2-5-4-1- تغییر شکل الاستیک ناشی از بارگذاری.....................................................................................24

2-5-4-2- خزش.......................................................................................................................................25

2-5-4-3- جمع شدگی..............................................................................................................................25

2-5-5- ضریب ارتجاعی............................................................................................................................26

2-5-6- مقاومت سایش..............................................................................................................................26

2-5-7- ثبات شیمیایی................................................................................................................................27

2-5-8- چسبندگی بین آرماتور وبتن...........................................................................................................27

2-5-9- مقاومت در برابر بارگذاری دائم وایجاد بار خستگی........................................................................28

2-5-10- مقاومت در برابر بارگذاری متمرکز..............................................................................................28

2-5-11- مقاومت در مقابل آتش................................................................................................................28

2-5-12- خواص حرارتی...........................................................................................................................29

2-5-12-1- قابلیت انتقال حرارت...............................................................................................................29

2-5-12-2- مقاومت در برابرحریق.............................................................................................................29

2-6 - بررسی مقایسه­ای سبک­دانه­ها............................................................................................................29

2-7 - روش­های تولید بتن سبک ............................................................................................................... 31

2-7-1- تقسیم بندی بتن سبک از نظر روش ساخت.....................................................................................31

2-8- بتن سبک سازه ای.............................................................................................................................31

2-8-1- تعریف......................................................................................................................................... 31

2-9- انواع بتن­های سبک........................................................................................... ............................... 33

2-9-1- بتن گازی .....................................................................................................................................33

2-9-2- بتن کفی........................................................................................................................................33

2-9-3- بتن EPS......................................................................................................................................35

2-9-4- بتن بدون ریزدانه ...........................................................................................................................36

2-9-5- بتن خاک اره­ای............................................................................................................................38

2-9-6- بتن دانه سبک لیکا ........................................................................................................................39

2-9-6-1- دانه­بندی دانه های لیکا...............................................................................................................39

2-10- تحقیقات انجام شده.........................................................................................................................41

2-10-1- بتن با سبکدانه طبیعی پومیس .......................................................................................................41

2-10-2- ساخت بتن سبک مقاوم با ترکیب مصالح سیمان، خاکستر بادی، میکروسیلیس و اسکوریا............ 51

2-10-2-1- مصالح مصرفی........................................................................................................................51

2-10-2-2- طرح اختلاط ..........................................................................................................................51

2-10-3- بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی بتن حاوی لیکا ومیکروسیلیس ................................................55

2-10-3-1- ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی لیکا............................................................................................55

2-10-3-2- وزن مخصوص دانه­های لیکا....................................................................................................56

2-10-3-3- جذب آب دانه­های لیکا..........................................................................................................56

2-10-3-4- مصالح مصرف شده................................................................................................................57

2-10-3-5- طرحهای اختلاط.....................................................................................................................57

2-10-4-  ساخت بتن سبک مقاوم با استفاده از لیکا و استالیت ....................................................................59

2-10-5- خلاصه برخی مطالعات دیگر.......................................................................................................60

فصل سوم: روشهای انجام آزمایشات

3-1- مقدمه................................................................................................................................................63

3-2- مشخصات نمونه ها.............................................................................................................................63

3-3- مصالح مصرفی...................................................................................................................................64

3-3-1-سیمان.............................................................................................................................................64

3-3-2-آب................................................................................................................................................66

3-3-3- افزودنی های معدنی.......................................................................................................................66

3-3-3 -1- تعریف میکروسیلیس یا دوده سیلیس.........................................................................................66

3-3-3-2- دلایل بهبود و دوام بتن حاوی میکرو سیلیس..............................................................................67

3-3-3-3- میکرو سیلیس و ژل سیلیس مصرفی...........................................................................................67

3-3-4- فوق روان کننده(plasticizer Super).......................................................................................68

3-3-4-1- تعریف......................................................................................................................................68

3-3-4-2- مکانیسم اثر فوق روان کننده ها..................................................................................................69

3-3-4-3- اثر سیمان برروی افزودنی های فوق روان کننده.........................................................................69

3-3-4- 4- فوق روان کننده مصرفی...........................................................................................................70

3-3-5- سنگدانه های طبیعی.......................................................................................................................71

3-3-5-1-درشن دانه (شن)........................................................................................................................71

3-3-5-2- ریزدانه(ماسه طبیعی)..................................................................................................................71

3-3-6-  پودر سنگ ..................................................................................................................................74

3-3-7- دانه های پرلیت..............................................................................................................................75

3-3-7-1- تکنیک و روش تولید پرلیت منبسط شده....................................................................................76

3-3-8- دانه های لیکا( خاک رس منبسط شده)..........................................................................................78

3-3-8-1- تعیین وزن مخصوص لیکای مصرفی..........................................................................................80

3-3-8-2- دانه بندی..................................................................................................................................81

3-3-8-3- جذب آب................................................................................................................................82

3-3-9- دانه های پوکه معدنی.....................................................................................................................84

3-3-9-1- جرم حجمی فضایی و جذب آب سنگدانه پوکه.........................................................................85

3-4- روند طراحی طرح های  اختلاط بتن...................................................................................................86

3-4-1-مقدمه ............................................................................................................................................86

3-4-2- معیار نسبتهای اختلاط.....................................................................................................................87

3-4-3- نحوه ساخت و عمل آوری بتن.......................................................................................................90

3-4-4- طرحهای اختلاط اولیه و مقدماتی...................................................................................................92

3-4-5- طرحهای نهایی اختلاط بتن آزمایش شده  با مخلوط دانه های پرلیت و لیکا و پوکه معدنی.............100

3-5-آزمایشهای بتن سخت شده................................................................................................................102

3-5-1- آزمایش تعیین مقاومت فشاری بتن سخت شده.............................................................................102

3-5-2- آزمایش کششی غیر مستقیم.........................................................................................................104

3-5-3- آزمایش تعیین مدول الاستیسیته....................................................................................................105

3-5-4-آزمایش تعیین مقاومت کششی ناشی از خمش..............................................................................106

فصل چهارم: بررسی نتایج حاصل از آزمایش

4- 1-مقدمه..............................................................................................................................................111

4-2- خواص مکانیکی وفیزیکی بتن های سبک بتن..................................................................................111

4-2-1 - بررسی کلی................................................................................................................................111

4-2-2- مقاومت فشاری و وزن مخصوص.................................................................................................112

4-2-3 - مقاومت کششی غیر مستقیم........................................................................................................115

4-2-4 - مقاومت کششی ناشی از خمش...................................................................................................117

4-2-5 - رابطه مقاومت فشاری و وزن مخصوص.......................................................................................118

4-2-6- تخمین مقاومت فشاری 28 روزه از 7 روزه...................................................................................119

4-2-7 - مدول الاستیسیته.........................................................................................................................119

4-2-8- اعیار سیمان مصرفی.....................................................................................................................120

4-2-9- نسبت آب به سیمان.....................................................................................................................121

4-2-10- نسبت حجم سبکدانه ها به حجم بتن...........................................................................................122

4-2-11- درصد افت بتن..........................................................................................................................124

4-2-12- نسبت دانه ها به سیمان برروی وزن مخصوص............................................................................125

فصل پنجم: خلاصه نتایج و پیشنهادات

5-1- نتایج حاصله.....................................................................................................................................127

5-2- پیشنهادات.......................................................................................................................................129

منابع و مأخذ: ......................................................................................................................................131

منبع:

1-علیرضا باقری و همکاران، 1380،"بررسی آزمایشگاهی خواص مهندسی بتنهای سبک ساخته شده با سنگدانه طبیعی(پومیس)"، اولین کنفرانس بین المللی بتن و توسعه.

2 -نویل.آدام، ترجمه هرمز فامیلی، 1369، "بتن شناسی"، جهاد دانشگاهی علم و صنعت ایران.

3-پ.کومارمهتاوهمکاران، ترجمه علی اکبر رمضانیانپورو همکاران، 1385،" ریز ساختار ،خواص واجزای بتن "، انتشارات دانشگاه صنعتی امیر کبیر.

4-ساتیش چاندرا.لیف بر نتسون،ترجمه محمدشکرچی زاده وهمکاران،1387،"بتن سبکدانه"،انتشارات دانشگاه تهران.

5- محمد شکرچی زاده، نیکلاس علی لیبروهمکاران،1387،"راهنمای کاربردی بتن سبکدانه سازه ای لیکا"، انستیتو مصالح ساختمانی دانشکده فنی دانشگاه تهران.

6-فریبرز محمدی تهرانی ، 1377  ، "راهنمای جامع لیکا" ، شرکت لیکا.

7- احمد حامی،1374، "راهنمای بتن ساز "، انتشارات دانشگاه تهران،چاپ زمستان.

8-مجیدرضا نقیه ،1380 ، "شرحی بر آیین نامه سازه های بتن آرمه ACI 318 (جلد اول)"،چاپ دوم،پاییز.

9-کامبیز تاییدی،1385،"لیکا بتن،بتن سبک با استفاده از پوکه صنعتی"،مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن.

10-جهانبخش ایزدی ،1381، "بتن سبک و کاربرد آن در صنعت ساختمان"، شرکت صنعتی و معدنی سبک عایق تبریز.

11-علیرضا باقری وهمکاران، اردیبهشت1380، " بتن گازی (AAC (.خواص و زمینه های کاربرد"، اولین کنفرانس بین المللی بتن و توسعه ،تهران،ایران.

12-ابوالفضل حسنی، سهیلا سیاهپوش، دی 1376 ،"کاربرد بتن کفی در صنعت راه و ساختمان"،شماره هفتم.

13-داود مستوفی نژاد،فرهنگ فرحبد، 15-17 اردیبهشت 1382، "بررسی خواص مکانیکی بتن سبک.   سازه ای با استفاده از مصالح موجود در ایران و میکروسیلیس"،ششمین کنفرانس بین المللی مهندسی عمران (ICCE 2003) ،دانشگاه صنعتی اصفهان.

14- کامیار اسماعیلی وهمکاران ،1384،"ترکیب بتن سبک ویژه و اجزای متناسب با آن برای دستیابی به سیستمهای نوین سازه ای در صنعت ساختمان".

15-علیرضا خالو، 1386،"بتن سبک با مقاومت بالا"، یادمان، نشریه مرکز ارتباطات بین المللی تهران.

16-طیبه پرهیزگار،پرویزقدوسی،1380،"بررسی خواص فیزیکی ومکانیکی بتن حاوی لیکا میکروسیلیس"،اولین کنفرانس بین المللی بتن و توسعه.

17- کمیته 211.1 انجمن بتن آمریکا، ترجمه دکتر علیرضا باقری وهمکاران، چاپ اول مهرماه 1378، "طرح اختلاط بتن طبق آیین نامه بتن آمریکا" انتشارمرکز تحقیقات ساختمان ومسکن،نشر انگیزه.

18-صمد دیلمقانی،1380، "تکنولوژی بتن"،انتشارات دانشگاه تبریز،چاپ چهارم.

19-مرکز تحقیقات سازمان مسکن،1377، "مواد جایگزین سیمان در بتن".

20-عباس ایران منش،1385،"بتن سبک سازه ای ،اولین کنفرانس بین الملی بتن و توسعه".

21- طیبه پرهیزگار،1381،"مواد افزودنی روان کننده و فوق روان کننده"،مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن،نشریه شماره 275.

22-جواد برنجیان،محمود مقیمی، تیر ماه 1383.، "بررسی خواص مکانیکی بتن با جایگزینی مصالح سنگی بازیافتی بتنی"،پایان نامه کارشناسی ارشد عمران سازه مجتمع فنی مهندسی دانشگاه مازندران.

23-سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور،معاونت امور فنی دفتر و تعیین معیارها،1382، "آیین نامه بتن ایران(تجدید نظر اول)" ، ویرایش سوم،چاپ ششم.

24-مجیدرضا نقیه،1384،"آیین نامه سازه های بتن آرمهACI 318-89(92)   ،وتفسیر "ACI 318R-89(92).

25-نصرت اله تاجیک،7-8 اردیبهشت 1376،"تاثیر دوده سیلیسی بر خواص بتنهای پرمقاومت"،سمینار بین المللی کاربرد میکروسیلیس در بتن.

26-Abdulkadir Kan,R.D,12May2009,"A novel material for lightweight concrete                                                 production",Turkey.                                                                                                          27-Ilker Bekir Topcu,B.I,22October2008,"Effect of expanded perlite aggregate on the properties of lightweight concrete" ,Turkey.

28-Holm, T.A, ASTM STP 169C,1994, " Lightweight  concrete and Aggregates", Significance  of  Tests and properties  of  concrete .                                          

29-page,M., Nkinamubanzi,P.C., and Aitkin, P.C., pp.48-55(Mar.21-26,1999), The Cement/Superplasticizer Compatility Headache for superplasticizer  Manufacturers,  proc. Int. symp.The Role of Admixtures  in High performance Concr., Monterry, Mexico,(j,g,Cabrera and p. riveravillareal ,eds.).

30-hoseinian S.B. ,2000,"shrinkage of high strength concrete",ph.D Thesis.

31-Thomas a.Holm and Theodore W.Bremner,augost2000,"state of the Art Report on high strength,Durability structural Low density concrete for  appiocation in severe marine environments",us army crorps of engineers,engineer research and development center.

32- American concrete institute,ACI 211.2-98.2004, "standad practice for selecting proportions for structural lightweight concrete".

33- Ergul YASAR,cengiz duran ATIS,alaettin KILIC,21.04.2003 "high strength lightweight concrete made with ternary mixtures of cement-fly ash-silica fume and scoria as aggregate",cuchurova university,department of mining and civil engineering ,adana- Turkey.

34- American concrete institute,2006, ACI committee 318,"building cod requirements for structural concrete(ACI 318 M-99).

35- www.sintef.no/static/BM/projrcts/eurolightcon/ec-ipp/annexll

36-Zhang,M.H,gjorv,O.E. ,1991,"Mechanical properties of high-strenght lightweight concrete,ACI Material journal 88(3),240-247.