ﺑﺮرﺳﻲ ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﺑﺘﻦ ﺣﺎوي ﻣﻴﻜﺮوﺳﻴﻠﻴﺲ و ﺧﺎﻛﺴﺘﺮ ﭘﻮﺳﺘﻪ ﭘﺴﺘﻪ

پايان­نامه براي دريافت درجه کارشناسي ارشدM.Sc.

عنوان:

ﺑﺮرﺳﻲ ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﺑﺘﻦ ﺣﺎوي ﻣﻴﻜﺮوﺳﻴﻠﻴﺲ و ﺧﺎﻛﺴﺘﺮ ﭘﻮﺳﺘﻪ ﭘﺴﺘﻪ

چکیده

در سالهاي اخير بيشترين پيشرفتهاي سريع در محدوده تكنولوژي بتن رخ داده است.افزايش رقابتهاي ساخت در تركيب استفاده از مصالح جديد و تكنولوژي ساخت موقعيت بتن را به عنوان يك ماده ساختماني تثبيت كرده است. در این مطالعه به بررسی خواص مکانیکی بتن های معمولی با افزودن موادی همچون میکرو سیلیس و خاکستر پوسته پسته پرداخته شد. بدین منظور آزمونهای مقاومت فشاری، مقاومت کششی و خمشی بر روی نمونه های بتنی صورت پذیرفت. همان طور که نتایج کلی تحقیق مشخص میکند در مقاومت فشاری بهترین حالت برای ترکیبات بتن ۵ درصد خاکستر پوست پسته و ۱۰ درصد میکروسیلیس است و این ترگیبات برای بهترین حالت مقاومت فشاری و خمشی به این صورت است که ده درصد خاکستر پوست پسته و در درصد میکروسیلیس به بتن اضافه شود همچنین با روند افزایش عداد میتوان مشخص نمود خاکستر پوست پسته در مقاومت فشاری تاثیر خوبی داشته ولی برای مقاومت کششی تاثیر کمی دارد و برای مقاومت خمشی انقدر تاثیرش کم است که حتی میتوان ان را حذف نمود چون پی ولیو در انالیز واریانس نزدیک یک است و یعنی تاثیر بسیار کم خاکستر پوست پسته بر مقاومت خمشی بتن. دارد.

کلمات کلیدی: ﺑﺮرﺳﻲ ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ، ﺑﺘﻦ ﺣﺎوي ﻣﻴﻜﺮوﺳﻴﻠﻴﺲ، ﺧﺎﻛﺴﺘﺮ ﭘﻮﺳﺘﻪ ﭘﺴﺘﻪ

فهرست مطالب

۱-فصل اول ۱

۱-۱-مقدمه. ۲

۱-۲-ميكروسيليس: ۳

۱-۳-خصوصيات فيزيكي و شيميايي ميكروسيليس : ۷

۱-۴-فعل و انفعالات شيميايي ميكروسيليس در بتن: ۹

۱-۵-خواص بتن با استفاده از ميكروسيليس : ۱۲

۱-۶-قابليت پمپاژ: ۱۳

۱-۷-زمان گيرش: ۱۳

۱-۸-آب انداختن:……………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………. ۱۴

۱-۹-تكيدگي(انقباظ- افت): ۱۵

۱-۱۰-تاثير ميكروسيليس بر مقاومت بتن: ۱۵

۱-۱۱-مقاومت در برابر سايش: ۱۸

۱-۱۲-مقاومت در برابر خوردگي و نفوذ پذيري: ۱۸

۱-۱۳-بیان مسئله. ۲۰

۲-فصل دوم ۲۶

۲-۱-مقدمه. ۲۷

۲-۲-خوردگي: ۲۸

۲-۳-مكانيزم كاهش شدت خوردگي در بتن ميكروسيليسي: ۲۹

۲-۶-دوام: ۳۱

۲-۷-عدم موفقيتهاي محتمل در كاربرد ميكروسيليس: ۳۱

۲-۸-كنترل كيفيت ميكروسيليس: ۳۱

۲-۱۰-كاربرد ميكروسيليس در بتنهاي معروض به يخبندان: ۳۲

۲-۱۱-ضرورت عمل آوردن بتن های حاوی میکروسیلیس… ۳۴

۲-۱۳-تاریخچه : ۳۵

۲-۱۴-تحقیقات مربوط به مقاومت های فشاری وکششی.. ۴۳

۲-۱۵-اثر میکروسیلیس بر خواص بتن.. ۴۴

۲-۱۶-خواص بتن تازه ۴۴

۲-۱۷-مشخصات مکانیکی.. ۴۵

۲-۱۷-۱-مقاومت فشاری………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………… ۴۵

۲-۱۷-۲-مدول الاستیسیته. ۴۵

۲-۱۸-پایداری ابعادی.. ۴۶

۲-۱۹- دوام. ۴۷

۲-۱۹-۱-نفوذ یونهای کلراید و خوردگی آرماتور. ۴۸

۲-۲۰-نتیجه گیری.. ۵۱

۳-فصل سوم………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………………. ۵۲

۳-۱-مقدمه       53

۳-۲-برنامه آزمایش… ۵۳

۳-۳-روش‌شناسی تحقیق.. ۵۳

۳-۳-۲-روش گردآوري اطلاعات… ۵۴

۳-۴-مشخصات مصالح مصرفی.. ۵۴

۳-۴-۱-مصالح سنگدانه ای……………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………….. ۵۵

۳-۵-آزمایش تعیین میزان رطوبت سنگدانه ها ۵۹

۳-۶-آزمایش تعیین وزن مخصوص سنگدانهها ۶۰

۳-۷-آزمایش تعیین چگالی سنگدانهها ۶۰

۳-۸-سیمان……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ۶۱

۳-۹-آزمایشهای انجام شده بر روی نمونه‌های بتنی.. ۶۴

۳-۹-۱-آزمون اسلامپ… ۶۴


فهرست اشکال

شکل ‏۱‑۱نمايي از كارخانه اي كه در آن ميكروسيليس تهيه مي شود. ۵

شکل ‏۱‑۲مكانيزم توليد ميكروسيليس در كارخانه. ۵

شکل ‏۱‑۳مواد خامي (raw materials) كه براي توليد ميكروسيليس استفاده مي شود. ۵

شکل ‏۱‑۴نوع كوره اثر مهمي بركيفيت ورنگ ميكروسيليس توليد شده دارد. ۶

شکل ‏۱‑۵قسمتهاي مختلف كوره اي كه ميكروسيليس در آن توليد مي شود. ۶

شکل ‏۱‑۶ الف)و ب)خصوصيات فيزيكي ميكروسيليس… ۸

شکل ‏۱‑۷اثر ميكروسيليس و فوق روان كننده بر تراكم ذرات… ۹

شکل ‏۱‑۸اثر ميكروسيليس و فوق روان كننده بر تراكم ذرات… ۱۰

شکل ‏۱‑۹فعل وانفعالات شيميايي ميكروسيليس… ۱۱

شکل ‏۱‑۱۰مقايسه خصوصيات فيزيكي وشيميايي ميكروسيليس و خاكستر بادي و سيمان.. ۱۲

شکل ‏۲‑۱نتایج نفوذ تسریع یافته یونهای کلراید. ۴۸

شکل ‏۲‑۲نتایج نفوذ تسریع یافته یونهای کلراید؛ بکارگیری میکروسیلیس بصورت لجن و گرانول  . 49

شکل ‏۲‑۳ نتایج مهاجرت تسریع یافته یونهای کلراید؛ بکارگیری میکروسیلیس لجن  و گرانول  . 49

شکل ‏۲‑۴نتایج شدت جریان خوردگی در بتنهای میکروسیلیس و بتنهای سیمان پرتلند معمولی.. ۵۰

فهرست جداول

جدول ‏۲‑۴ مدول الاستیسیته بتنهای حاوی میکروسیلیس… ۴۶

جدول ‏۳‑۱ دانه بندی ماسه ریزدانه تهیه شده از معدن.. ۵۶

جدول ‏۳‑۲دانه بندی درشت دانه نخودی تهیه شده از معدن.. ۵۷

جدول ‏۳‑۳دانه بندی درشت دانه بادامی تهیه شده از معدن.. ۵۸

جدول ‏۳‑۴ میزان رطوبت کلی و جذب شده و سطحی سنگدانه ها ۶۰

جدول ‏۳‑۵ چگالی مصالح سنگدانه ای.. ۶۱

جدول ‏۳‑۶  مشخصات فیزیکی سیمان استفاده شده جهت تهیه نمونههای بتنی.. ۶۲

جدول ‏۳‑۷مشخصات شیمیایی سیمان استفاده شده ۶۳

۱-       فصل اول

مقدمه

۱-۱- مقدمه

در سالهاي اخير بيشترين پيشرفتهاي سريع در محدوده تكنولوژي بتن رخ داده است.افزايش رقابتهاي ساخت در تركيب استفاده از مصالح جديد و تكنولوژي ساخت موقعيت بتن را به عنوان يك ماده ساختماني تثبيت كرده است.

بدون ترديد امروزه بتن جايگاه ويژه اي در صنعت ساختمان دارد وپرمصرف ترين مصالح ساختماني در دنيا است كه كاربرد آن روزبه روز فراگيرتر مي شود. دليل احراز جايگاه ويژه, پاسخگو بودن بتن به ضرورتهاي فني, اقتصادي و زيست محيطي جوامع انساني است.اجراي سازه هاي بتن آرمه به عنوان ارزانترين و بادوام ترين سازه ها,پژوهشگران به يافتن روشهايي براي افزايش هر چه بيشتر مقاومت بتن واداشته است كه در اين راه موفقيتهاي زيادي نيز حاصل شده است.در اين رابطه استفاده از ميكروسيليس و مواد افزودني فوق روان كننده جهت توليد بتن با مقاومت كاربرد پيدا نموده ونتايج جالب توجه و مهمي حاصل شده است.ميكروسيليس ديگر به عنوان محصول جنبي حاصل از صنايع فلز سيليكون و آلياژ فروسيليكون, ماده اي زائد نيست ويك ماده پوزولاني تثبيت شده است كه قادر به بهبود خواص توليدات سيمان پرتلند مي باشد.استفاده از ميكروسيليس در تكنولوژي سيمان وبتن در چند سال اخير افزايش قابل توجهي يافته است. ميكروسيليس مشخصه هاي فيزيكي خمير تازه سيمان وهمچنين ريزسازه اي خمير پس از سخت شدن را اصلاح مي كند. نقش ميكروسيليس در خواص مهندسي بتن به ويژه خواص ريولوژي (نظير:چسبندگي و يكنواختي), خواص مكانيكي (نظير: مقاومتهاي فشاري,كششي,خمشي,مقاومت پيوستگي با آرماتور,خزش و جمع شدگي و دوام( نظير: مقاومت در برابرخرابي ناشي از حملات شيميايي,سايش و فرسايش و سيكلهاي يخ زدن و ذوب شدن )حائز اهميت است.

تاثيرمثبت ميكروسيليس در بتن عموماً به خاطر دو مكانيزم شناخته شده است:

يكي بدليل فعاليت پوزولاني بسيار زياد آن است كه باعث كاهش هيدروكسيد كلسيم حاصل از هيدراتاسيون سيمان پرتلند با آب و افزايش ژل توليدي در خمير سيمان مي گردد.

دوم اينكه بدليل نرمي بسيار زياد آن است كه باعث پركردن خلل و فرج بين ذرات ژل و سيمان مي گردد.

۱-۲- ميكروسيليس:

ميكروسيليس به روش جذب و فرونشاندن الكترواستاتيكي گرد همراه با گازهاي متصاعد از كوره هاي الكتريكي از نوع قوسي غوطه ور,كارخانجات سيليس و آلياژهاي آن تهيه مي شود.ميكروسيليس بسيار نرم وبه صورت ذره هاي بي نهايت ريز مي باشد و مركب از مواد غير بلوري با قطرهاي بيت۱/۰ تا۲/۰ ميكرون است وجرم مخصوص آن با ۲/۲ گرم بر سانتي متر مكعب داراي بزرگترين سطح مخصوص با مقدار تقريبي(m²/g)20 مي باشد. چگالي ظاهري اين ماده (kg/m³)۲۰۰ مي باشد. هدف اصلي كاربرد اين ماده ابتدا به عنوان جايگزين بخشي از سيمان و به منظور كاهش قيمت تمام شده بتن بود ولي با افزايش قيمت تمام شده توليد اين ماده ,مقرون به صرفه نبود ولي نقش خود را به عنوان يك ماده افزودني براي به دست آوردن خواص مورد نظر و كسب مقاومت بيشتر, حفظ نمود.ميزان سيليس ميكروسيليس معمولاً ۸۵ تا ۹۸ درصد كه به نوع محصول و كوره و كارخانه سيليس دارد.كوره هاي الكتريكي كه اين ماده در آن توليد مي شود, اثر مهمي بر كيفيت و رنگ توليدات خود دارند,اين كوره ها معمولاً مجهز به سيستم بازيابي حرارتي و با بدون آن هستند.اگر مجهز به سيستم ياد شده باشد دماي گاز خروجي حدود ۸۰۰ درجه سانتيگراد و ميكروسيليس حاصل داراي رنگ روشن خواهد بود ودر غير اين صورت دماي گاز خروجي حدود ۲۰۰ درجه سانتيگراد بوده و مقداري كربن در آن باقي مي ماند و در نتيجه سيليسي خاكستري رنگ توليد مي شود. مواد معدني مختلفي براي ساخت بتن هاي مقاوم وجود دارند, از اين مواد براي بهبود و توسعه كارآيي بتن تازه و دوام بتن سخت شده استفاده مي شود.يكي از اين مواد پوزولاني نظير ميكروسيليس مي باشند,ذرات اين مواد ۵۰ تا ۱۰۰ مرتبه از ذرات سيمان كوچكتر به عنوان مواد پركننده بين اجزاء متشكله بتن عمل نموده و نه تنها باعث چسبندگي بين ذرات سيمان مي شوند بلكه چسبندگي بين سيمان و سنگدانه را نيز افزايش مي دهند.

Slide19

 شکل ‏۱‑۱نمايي از كارخانه اي كه در آن ميكروسيليس تهيه مي شود

Slide20

شکل ‏۱‑۲مكانيزم توليد ميكروسيليس در كارخانه

Slide21

شکل ‏۱‑۳مواد خامي (raw materials) كه براي توليد ميكروسيليس استفاده مي شود

Slide45

شکل ‏۱‑۴نوع كوره اثر مهمي بركيفيت ورنگ ميكروسيليس توليد شده دارد

Slide27

شکل ‏۱‑۵قسمتهاي مختلف كوره اي كه ميكروسيليس در آن توليد مي شود

۱-۳- خصوصيات فيزيكي و شيميايي ميكروسيليس :

توده ويژه ميكروسيليس تقريباً ۲/۲ مي باشد.يكي از ويژگيهاي ميكروسيليس كه باعث بهبود خواص بتن تازه وسخت مي گردد نرمي ذرات آن است براساس اطلاعات به دست آمده اكثر دانه هاي ميكروسيليس به نرمي ۳/۰ الي ۰۱/۰ ميكرون مي باشد و اندازه متوسط آن بين ۲/۰ الي ۱/۰ است. دانه هاي ميكروسيليس كه تقريباً ۱۰۰ برابر از سيمان نرمتر هستند منافذ بين سيمان را در بتن پر مي كنند و باعث افزايش مقاومت بتن و كاهش نفوذپذيري آن مي گردد.ذرات ميكروسيليس معمولاً به شكل متراكم و توده شده وجود دارند. اين عمل به دليل سهولت در امر حمل ونقل اين ماده انجام مي گيرد.

شكل۱-۵نشان دهنده اين ذرات كروي ميكروسيليس است.بررسي دقيق تر اين شكلها ساختار تجمعي اين ماده (Agglomorate) را يادآور مي شود. نرمي بسيار زياد ميكروسيليس و ساختار تجمعي آن سبب ايجاد مشكل در مخلوط كردن و كاركردن با بتن حاوي اين ماده و همچنين افزايش تقاضاي آب مخلوط هاي بتن مي شود البته افزودن فوق روان كننده به مخلوط هاي حاوي ميكروسيليس براي دفع همين مشكلات ضروري مي باشد.

پيستيلي(Pistilli) سي نمونه ميكروسيليس از توليد روزانه يك كوره توليد آلياژ ۷۵ درصد فروسيليس در طول يك ماه را آناليز شيميايي كرده ونتايج حاصل در جدول۱ نشان داده شده است. قابل ذكر است كه تركيب شيميايي ميكروسيليس بستگي به تركيب محصول اصلي دارد كه در كوره توليد مي شود كه آن هم در رابطه با تركيب شيميايي مواد خامي است كه در كوره ريخته مي شوند همچنين نوع كوره نيز برروي تركيبات شيميايي ميكروسيليس اثر مي گذارد.به عنوان مثال يك كوره مجهز به سيستم بازيابي حرارتي ميكروسيليس با درصد كربن كم توليد مي كند. برخلاف ساير پوزولان هاي مصنوعي ,ميكروسيليس حاصله از يك منبع مشخص داراي تركيبات شيميايي تقريباً يكسان در طول زمان خواهد بود. اين اثبات شيميايي ناشي از اين حقيقت است كه مواد خام تقريباً خالصي در توليد فلز سيليس و آلياژهاي فروسيليس مورد استفاده قرار مي گيرد.همچنين اين ثبات شيميايي باعث اعتماد بيشتر در مصرف ميكروسيليس در بتن نسبت با پوزولان هاي ديگر مي شود.

Slide49

الف)

Slide48

ب)

شکل ‏۱‑۶ الف)و ب)خصوصيات فيزيكي ميكروسيليس

۱-۴- فعل و انفعالات شيميايي ميكروسيليس در بتن:

بين مواد پوزولاني ميكروسيليس يكي از فعال ترين آنهاست.رفتار پوزولاني ميكروسيليس در بتن مهمترين خاصيتي است كه باعث مي شود بتن سخت شده داراي خواص قابل ملاحظه اي گردد.تفاوت اساسي بين ميكروسيليس و پوزولان هاي معمولي مانند خاكستر بادي(fly ash), خاكستر آتشفشاني و رس كلسينه شده اين است كه فعاليت پوزولاني ميكروسيليس زودتر از پوزولانهاي فوق قابل حصول است. ميكروسيليس به واسطه شكل و اندازه ذراتش يك پوزولان خيلي فعال و پركننده بسيار موثري در بتن است.

ab%20copy

شکل ‏۱‑۷اثر ميكروسيليس و فوق روان كننده بر تراكم ذرات

شكل۱-۷دانه بندي ذرات ميكروسيليس را در مقايسه با سيمان پرتلند معمولي و انواع خاكستر بادي نشان مي دهد. اگرچه در مخلوط هاي ساخته شده با سيمان و ميكروسيليس طبيعت هيدراتاسيون اجزاء ميكروسيليس و تاثير آنها بر روي هيدراتاسيون سيمان به خوبي مشخص نيست.ولي برخي نتايج حاصل از بررسي هاي انجام شده در اين زمينه وجود دارند كه اشاره مي شود.

Slide59
Slide60

شکل ‏۱‑۸اثر ميكروسيليس و فوق روان كننده بر تراكم ذرات

در جريان هيدراتاسيون سيمان پرتلند بخش زيادي از فعاليت پوزولاني ميكروسيليس باعث تبديل كريستالهاي هيدروكسيدكلسيم غيرمفيد به ژل مي شود يعني ميكروسيليس با هيدروكسيدكلسيم تركيب شده و آن را تبديل به تركيبات سيليكات كلسيم پايدار مي نمايد.اين ژل (C_S_H)دارايC/S كمتري نسبت به ژل هاي معمولي است و ظرفيت بالايي در تركيب با يون هاي خارجي خصوصاً يونهاي بازي دارد.خاصيت پراكنندگي ميكروسيليس نيز باعث توزيع يكنواخت و هموژن محصولات به دست آمده از هيدراتاسيون در مخلوط مي گردد.نهايتاً تركيب در خاصيت پركنندگي و پوزولاني ميكروسيليس ايجاد يك جسم بسيار متراكم و كم تخلخل خرد را نشان مي دهد.

Slide51

شکل ‏۱‑۹فعل وانفعالات شيميايي ميكروسيليس

يكي از مهمترين واكنشهاي شيميايي مواد پوزولاني در استفاده از ميكروسيليس,كاهش قليايي هاي فلزي و محدوده آن مقادير يك سطح مطمئن از ۶/۱۳ به ۵/۱۲ توسط پايدار كردن قليائيها و تركيبات غيرقابل انبساط و بنابر اين كم كردن فعل وانفعالات دراز مدت قليائي ها خواهد شد.

منحني شكل۱-۹ نشان مي دهد كه با افزايش ميكروسيليس به بتن درصد هيدروكسيدكلسيم خمير سيمان به شدت كاهش مي يابد و با اضافه كردن ۲۰ درصد ميكروسيليس تقريباًهمه هيدروكسيدكلسيم خميرسيمان از بين رفته است.با افزايش درصد ميكروسيليس مقادير زيادي از هيدروكسيدكلسيم به سيليكات كلسيم هيدراته تبديل مي شود. شكل۱-۹ در حالي كه باقيمانده هيدروكسيدكلسيم به طرف فرم كريستالهاي كوچكتر همانند خمير سيمان پرتلند خالص كشيده مي شود.از جدول ۲ مي توان مشاهده نمود كه نسبت كلسيم به سيليكات هيدراته كاهش يافته,كه حامل واكنشها به يونهاي تركيبي از قبيل آلومينيوم و قليائيها را نيز در بر مي گيرد. مي دانيد كه هيدروكسيدكلسيم خود منشا ضعف بتن مي شود زيرا آب مي تواند آن را در خود حل نمايد و به خارج از بتن انتقال دهد كه در اين حالت به صورت پودر كربنات كلسيم برروي سطح بتن رسوب مي نمايد و سبب بروز لايه اي از سفيدك مي گردد و يا سولفاتها با آن تركيب شده كه حاصل آن گچ و يا سولفوآلومينات كلسيم است كه حجم آن چند برابر بزرگتر است و اين تغيير حجم باعث تخريب بتن مي گرددو همچنين واكنشهاي قليايي سيليسي سنگدانه ها نيز با وجود هيدروكسيدكلسيم در خمير سيمان تشديد مي يابد.بنابر اين واكنش ميكروسيليس با هيدروكسيدكلسيم از بروز اين مشكلات جلوگيري مي كند.

Slide52

شکل ‏۱‑۱۰مقايسه خصوصيات فيزيكي وشيميايي ميكروسيليس و خاكستر پسته و سيمان

۱-۵- خواص بتن با استفاده از ميكروسيليس :

تحقيقات نشان مي دهد كه معمولاًمقدار آب لازم براي ثابت نگه داشتن اسلامپ مورد نظر بر حسب مقدار ميكروسيليس اضافه شده به مخلوط تقريباً به صورت خطي تغيير مي كنند. ميكروسيليس اگر تنها به كار برده شود بر ويژگيهاي مربوط به كارايي بتن تازه اثر منفي مي گذارد و از رواني آن مي كاهد و براي باز گرداندن رواني بتن به حالت بتن بدون ميكروسيليس, بايد مقدار آب اختلاط افزايش داده شود ولي اگر از ميكروسيليس همراه با مواد روان كننده استفاده شود دانه هاي بسيار ريز و كروي شكل ميكروسيليس از هم جدا شده در حد فاصل دانه هاي سيمان پراكنده گشته و به نوبه خود,همانند ساچمه به حركت دانه ها برروي هم و رواني مخلوط كمك مي كند. فوق روان كننده ها محصولات آلي يا تركيبات آلي و مواد غير آلي هستند. اين مواد با خاصيت جذب سطحي با افزودني هاي فعال كننده سطح هستند كه بيشتر شامل ملامين سولفاته شده يا نفتالين فرم آلوئيدي مي باشند.اين مواد ممكن است داراي خواص ديرگير كننده يا تسريع كننده يا كف كننده باشند.

قابل ذكر است كه استفاده از فوق روان كننده ها در مخلوط هاي بتني حاوي ميكروسيليس ضروري است چرا كه استفاده موفق ميكروسيليس تنها زماني نتيجه مي دهد كه اين مواد در سطح بتن توزيع شوند.

۱-۶- قابليت پمپاژ:

همان طور كه گفته شد معمولاً چسبندگي مخلوط هاي بتن حاوي ميكروسيليس بسيار زياد است.افزايش ميزان چسبندگي به دليل افزايش نقاط تماس ذرات جامد به يكديگر مي باشد وبه همين دليل است كه اين مواد مي توانند در پمپاژ و يا بتن پاشي مورد استفاده قرار مي گيرند.

۱-۷- زمان گيرش:

افزودن ميكروسيليس تا حدود ۱۰ درصد وزن سيمان تاثير مهمي بر زمان گيرش نخواهد داشت ولي مقادير زيادتر باعث تاخير در گيرش تا۴۰ دقيقه مي شود يعني زمان افزايش پيدا مي كند.

ميكروسيليس از آنجا كه جايگزين قسمتي از سيمان مي شود بنابراين نتيجه حاصل كاهش قدرت سخت شدن اوليه مي گردد.البته درجه حرارت محيط در حصول امر مذكور تاثير بسزايي و به طور كلي دماي زياد باعث افزايش دماي آبگيري مواد سيماني مي شود كه در نتيجه حاصل آن كاهش زمان گيرش خواهد شد يعني در دماهاي زياد محيط, تاخير زمان گيرش كمتر خواهد شد(شكل ۶).

۱-۸- آب انداختن:

ميكروسيليس پديده آب انداختگي را كنترل كرده و پرداخت را تسريع مي بخشد,با اين وجود خطر ايجاد تركهاي جمع شدگي پلاستيك را به ويژه در مناطق گرم وخشك افزايش مي دهد.بدون ميكروسيليس, ريز ترين ذرات بتن دانه هاي سيمان پرتلند است كه معمولاً اندازه آنها تا mm80  مي باشد و از آنجا كه دانه هاي سنگي درشت و ريز بسيار بزرگتر از دانه هاي سيمان هستند .لذا ذرات سيمان به عنوان تثبيت كننده باعث كاهش ابعاد لوله هايي مي شود كه ميان آنها آب خود را به سطح بتن مي رساند.وقتي ذرات ميكروسيليس به بتن اضافه مي شود اندازه لوله هاي موئينه به مقدار زيادي كاهش مي يابد زيرا اين ذرات قادر هستند راه خود را به فضاهاي خالي و بين ذرات سيمان پيدا كنند و باعث قطعه قطعه شدن كانالهاي جريان آب گردند(شكل ۷)همچنين باعث افزايش تعداد نقاط تماس ذرات خمير به يكديگر ناشي از عملكرد فوق,چسبندگي مخلوط بتن به مقدار قابل توجهي افزايش مي يابد. از ديدگاه ديگر اثر كندگير كنندگي روان كننده ها باعث خواهد شد تا آب افتادگي براي تحقق, زمان كافي داشته باشد لذا در بتن هاي حاوي ميكروسيليس ميزان آب افتادگي كمتر و ديرتر انجام مي شود.

۱-۹- تكيدگي(انقباظ- افت):

معمولاً در هواي گرم وخشك به دليل تبخير زياد آب بتن جمع شدگي و نهايتاً تركهاي ناشي از اين پديده مستعد مي گردد. دراين نوع بتن ها تكيدگي كمتري نسبت به بتن هاي معمولي را شاهد هستيم اما به نظر مي رسد اين امر احتمالاً در مراحل اوليه و ابتدايي بتن ريزي صورت مي گيرد(يك تا هفت روز) تكيدگي خشك شدن به صورت خطي با آب آزاد موجود در مخلوط بتن بستگي دارد ضمناً افزايش مدت نگهداري و عمل آوردن بتن از يك روز به چهارده روز در ۲۰ درجه سانتيگراد باعث كاهش تكيدگي بتن هاي با مقاومت زياد شده است.

تكيدگي خميري در خصوص بتن هاي حاوي ميكروسيليس حائز اهميت بوده و به منظور اطمينان از اينكه رطوبت داخلي سريع از دست نرود مراقبتهاي ويژه ضروري است در اين غير اين صورت فعاليت پوزولاني انجام نمي گيرد.

۱-۱۰- تاثير ميكروسيليس بر مقاومت بتن:

تاثير ميكروسيليس بر مقاومت بتن بستگي به روش استفاده و هدف از كاربرد اين ماده دارد.چنانچه اين ماده به عنوان افزودني مصرف شود تاثير منفي بر روي مقاومتهاي كوتاه مدت بتن ندارد و افزايش قابل توجهي در خلال ۳ تا ۲۸ روز عمل آوري و نگهداري در شرايط مرطوب ايجاد مي گردد ولي هنگامي كه به عنوان جايگزين بخشي از سيمان پرتلند مصرف شود با توجه به ميزان مصرف آن,مقاومت هاي كوتاه مدت بتن خصوصاً براي مخلوط هايي با نسبت آب به سيمان بيش از ۵/۰ مقداري كاهش مي يابد. با به كار بردن ميكروسيليس و روان كننده قوي بدست آوردن مقاومت فشاري حدود Mpa100 تا Mpa150 نسبتاً  امري آسان است.تحقيقات قابل توجهي بر روي ميزان تاثير ميكروسيليس به مقاومت و ساير خواص بتن در مقايسه با تاثير سيمان انجام شده است. به طور شماتيك اثر خواص مختلف ميكروسيليس شامل خاصيت پركنندگي با دانه هاي بسيار ريز,خاصيت افزايش آب مورد نياز را بر روي مقاومت نشان مي دهد.

البته گراف فوق نمي تواند از نظر كمي بدليل وجود عوامل مختلف موثر در نحئه واكنش ميكروسيليس,متغير مي باشد. اين عوامل موثر عبارتند از:

·         مقدار سيمان.

·         تركيب شيميايي سيمان و ريز دانه هاي آن.

·         مدول نرمي ماسه.

·         نسبت ماسه به كل دانه ها.

·         نوع ومقدار مصرف ماده مضاف روان كننده.

·         درجه حرارت.

به علاوه براساس اين كه مقاومت بتن در چه سني اندازه گيري شده باشد و يا كداميك از پارامترهاي مقاومتي مورد نظر باشد, منحني فوق مي تواند تغيير كند.به عنوان مثال با افزايش مقدار سيمان نقطه اوج منحني به سمت راست تمايل پيدا مي كند.ضمناً همان گونه كه اشاره شده افزايش آب مورد نياز را مي توان با استفاده از روان كننده و ترجيحاً روان كننده هاي قوي با مقدار سيمان زياد جبران نمود.

از نقطه نظر تاثير ميكروسيليس بر مقاومت بتن,ابتدا نظري به رابطه بين مقاومت فشاري و نسبت آب به سيمان مي اندازيم.يك قانون اساسي در تكنولوژي بتن,همواره رابطه واحدي را بين مقاومت فشاري و نسبت آب به سيمان براي يك بتن با مصالح مشخص بيان مي كند.

وقتي ميكروسيليس در بتن استفاده مي شود اين رابطه از لحاظ كيفي ثابت مي ماند ولي از نظر كمي تغيير مي كند.استفاده از مقدار ثابتي ميكروسيليس در بتن , باعث تثبيت پيدا كردن منحني مقاومت بر حسب W/C به سمت بالاتر مي شود ولي شكل منحني ثابت مي ماند..اين مطلب را براي مقاومت ۲۸ روزه بتن با سيمان پرتلند معمولي با مقادير صفر,۸ و ۱۶ درصد ميكروسيليس نشان مي دهد.براي يك مقدار مشخص ميكروسيليس نقاط روي منحني انحراف سيستماتيكي از منحني عمومي را نشان نمي دهد و اين بيانگر اين مطلب نيز هست كه با وجود اينكه مقادير مختلف روان كننده تاثير قابل توجهي بر روي خواص بتن تازه دارد ولي خواص مكانيكي بتن سخت شده را تحت تاثير قرار نمي دهد.

تحقيقات مالهوترا بر روي سه مجموعه مخلوط بتن هوادار و بدون هوا و حاوي ميكروسيليس نتايج جالبي را ارائه داده است:

تحقيقات وي, مخلوط اول شامل kg/m³ ۲۸۴ سيمان پرتلند نوعI  ,نسبت آب به مواد سيماني برابر با ۶/۰ و مقادير ميكروسيليس صفر,۵ , ۱۰ ,۱۵ درصد به عنوان جايگزين بخشي از سيمان ,مخلوط دوم شامل kg/m³۴۳۱ سيمان پرتلند نسبت آب به مواد سيماني ۴/۰ و مقادير ميكروسيليس مشابه مخلوط قبلي است. مقدار هواي بتن هاي هوادار بين ۵ تا ۷ درصد بوده است.

همه مخلوط ها براي اسلامپ mm100-75 طراحي شده اندو لذا هرگونه كاهش اسلامپ ناشي از استفاده ميكروسيليس با افزودن فوق روان كننده جبران شده است.از آزمايشهاي وي نتايج زير استنتاج مي گردد:

ميكروسيليس تغيير مهمي در مقاومت فشاري تا ۳ روزه بتن هاي با نسبت آب به مواد سيماني برابر با ۵/۰ و۶/۰ نداشته است در حالي كه با نسبت آب به مصالح سيماني برابر با ۴/۰ افزايش مقاومت با افزايش مقدار ميكروسيليس همراه بوده است.

صرف نظر از نسبت آب به مصالح سيماني,مقاومت هاي فشاري ۷ و ۲۸ روزه بتن افزايش يافته است و مقداري افزايش متناسب با مقدار ميكروسيليس مصرفي در مخلوط است.

كليه بتن هاي هوادار اعم از با و بدون ميكروسيليس داراي مقاومت هاي كمتري در مقايسه با بتن هاي نظير بدون هواست و مقدار افت مقاومت حدود ۵ درصد به ازاي هر يك درصد هوا است.

۱-۱۱- مقاومت در برابر سايش:

در چنين بتن هايي,رابطه مستقيمي بين مقاومت فشاري و مقاومت سايشي وجود دارد.شايان ذكر است كه مقاومتهاي بالاي بتن در صورتي قابل دسترسي مي باشد كه بتن كاملاً متراكم از سنگدانه هاي مقاوم استفاده مي گردد.عواملي كه به افزايش مقاومت كمك مي كند به مقاومت در برابر سايش نيز تاثير مي گذارند.ولسيفز(wolsiefer) نشان داد كه مقاومت سايش بتن هاي حاوي ميكروسيليس با مقاومت فشاري بالا,بهبود مي يابد.آزمايشهاي هلند(Holland) نيز نشان دهنده عملكرد بسيار خوب بتن حاوي ميكروسيليس در برابر سايش مي باشد.

۱-۱۲- مقاومت در برابر خوردگي و نفوذ پذيري:

‌در فرآيند خوردگي, واكنش كاتدي به اكسيژن و آب نياز دارد و براي ادامه واكنش آندي وجود يونهاي كلر ضروري است.اين عناصر مورد نياز فرآيند خوردگي يعني اكسيژن, آب و يونهاي كلر معمولاً از محيط اطراف بتن به داخل بتن نفوذ مي كنند.از طرف ديگر براي ادامه روند خوردگي بايد يونهاي هيدروكسيدOH از محل كاتد به محل آند منتقل شده و بنابر اين نفوذپذيري بتن عامل مهم فرآيند خوردگي است, هر چند مكانيزم هاي نفوذپذيري متفاوت است و به شرايط محيطي و نوع عناصر نفوذپذير بستگي دارد,معمولاً مكانيزم هاي نفوذپذيري به فرآيندهاي جذب(Absorption), انتشار(Piffasion) و نفوذ(Perneation)تقسيم مي شود.

به طور كلي نفوذ پذيري بتن تابع مقدار تخلخل و اندازه منافذ(Por Size Distribution) است.بخصوص مقدار منافذ بزرگتر (بزرگتر از mm 1/0) در ميزان نفوذپذيري تاثير بسزايي دارد. درباره اثر ميكروسيليس در ساختار منافذ دو نظريه كاملاً متضاد وجود دارد:

Gjorv , Mehta معتقدند كه با افزودن ميكروسيليس به بتن,منافذ بزرگتر به اندازه كوچكتر تغيير مي يابند(شكل۱۳). ولي نتايج ديگران نشان مي دهد كه مقدار منافذ بزرگ(بزرگتر از mm 1/0) در بتن ميكروسيليس در مقايسه با بتن معمولي بيشتر است ولي درباره نفوذپذيري بتن ميكروسيليس در مقابل كلر تقريباً نظريه واحد بين متخصصين وجود دارد.براساس اين نظريه,نفوذ پذيري بتن ميكروسيليس در مقايسه با بتن معمولي به مراتب كمتر است.

RoJ , Li نشان دادند كه نفوذ پذيري بتن ميكروسيليس در مقابل كلر(با نسبت آب به سيمان۳۵/۰) ۱۰*۶/۷ و نفوذ پذيري بتن معمولي برابر ۱۰*۱۵۶ به عبارت ديگر نفوذپذيري بتن معمولي در مقابل كلر حدود ۲۰برابر بتن ميكروسيليس است.

۱-۱۳- خاکستر پوست پسته

در این تحقیق از فرایند انعقاد به وسیله کلرید فریک و پلی آلومینیوم کلراید که جاذب پوست پسته به صورت خاکستر برای مقاوم سازی بتن مد نظر قرار گرفته است . ﺑﺮاﺳﺎس آﻣﺎرﻫﺎی ﻣﻮﺟﻮد دراﯾﺮان ﺗﻘﺮﯾﺒﺎ ﻧﯿﻤﯽ از ﻣﺤﺼﻮﻻت ﮐﺸﺎورزی ﺑﺪون این که ﺑـﻪ ﻣـﺼﺮف ﺑﺮﺳـﺪ درﻣﺮاﺣـﻞ ﻣﺨﺘﻠﻒ از ﺑﯿﻦ ﻣﯽ روﻧﺪ و ﺻﻨﺎﯾﻊ ﺗﺒﺪﯾﻠﯽ ﻣﻮﺟﻮد در اﯾﺮان ﺑﻪ آن ﺣﺪ از رﺷﺪ ﻧﺮﺳﯿﺪه ﮐﻪ ﺑﺘﻮاﻧﺪ از ﺗﻤﺎﻣﯽاﺟـﺰاء ﯾـﮏ ﻣﺤﺼﻮل ﮐﺸﺎورزی ﺑﻬﺮه ﻣﻨﺎﺳﺐ و ﮐﺎﻣﻞ را ﺑﺒﺮد.درﻣﻮرد ﭘـﺴﺘﻪ به طور متوسط از هر ۳ کیلوگرم پسته تازه ، یک کیلوگرم پسته خشک حاصل می شود که ۲ کیلوی باقیمانده ، ضایعات پسته است. ﺳـﺎﻻﻧﻪ ﺣـﺪود ۱۳۵ ﻫـﺰار ﺗـﻦﺿـﺎﯾﻌﺎت تولید میشود ﮐـﻪ ﺑﯿﺸﺘﺮ آﻧﻬﺎ ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ ﺿﺎﯾﻌﺎت ﭘﻮﺳﺖ ﮔﯿﺮی ﻣﯽ ﺑﺎﺷـﺪ. در ﺻـﻮرت داﺷـﺘﻦ ﺑﺮﻧﺎﻣـﻪای ﻣـﺪون و ﺳﺎﻣﺎﻧﺪﻫﯽ داﺷﺘﻪ ﻫﺎ ﻣﯽ ﺗﻮان از اﯾﻦ ﻣﻮاد ﮐﻪدراﮐﺜﺮﻣﻮاﻗـﻊ ﻧﯿـﺰﻣـﺴﺎئل زﯾـﺴﺖ ﻣﺤﯿﻄـﯽ ﺣـﺎدی را ﻫـﻢ ﺑـﻪدﻧﺒﺎل دارد در ﺟﻬﺖ اﺳﺘﻔﺎده ﺑﻬﯿﻨﻪوﺗﺒﺪﯾﻞ آﻧﻬﺎ ﺑﻪ ﻣـﻮادﺑـﺎ ارزش ﮔـﺎﻣﯽ ﺑﺮداﺷـﺖ. ﭘﻮﺳﺖ اﺳﺘﺨﻮاﻧﯽپسته ﺑﻪ ﺧﺎﻃﺮﻣﻮاد ﻓﺮار و ﻣﯿﺰان ﮐﺮﺑﻦ ﺑﺎﻻ، ﻣﯿﺰان ﺧﺎﮐﺴﺘﺮ ﮐﻢ و ﺧﻮاص ﺳﺨﺘﯽ ﺧﻮب ﺑﺮای ﺗﻮﻟﯿﺪ ﮐﺮﺑﻦ ﻓﻌﺎل ﻣﻨﺎﺳﺐ اﺳﺖ. خاکستر در ﺻﻨﺎﯾﻊ ﺗﺼﻔﯿﻪ روﻏﻦ و در این تحقیق برای مقاوم سازی کاربرد دارد

۱-۱۴- بیان مسئله

 بتن به هر نوع مواد یا ترکیبی می گویند که از ماده ای چسبنده با خواص سیمانی شده ساخته میشود. انواع گوناگون سیمان، افزودنی بتن، پلیمرها، الياف و غیره میتواند در ساخت و همچنین تولید بتن استفاده شود. نوع های گوناگون بتن همراه با مصالح ساختمانی گوناگون که هر کدام خاصیت به خصوص خود را دارند و در این روزها کاربردهای مختلفی بوجود آورده اند، مواد اولیه بتن با قیمت پایین و اکثرا قابل دسترسی هستند که از مزایای بتن به حساب می آید. اما در نهایت بتن از ترکیب آب به همراه سیمان آبی و سنگدانه های گوناگون بر اثر واکنش آب با سیمان بوجود می آید که حاوی ویژگی های خاصی هستند، قابل دسترس بودن مصالح بتن، استحکام تقريبا بالا و نیاز به ساخت و ساز و خونه ساز های بسیار زیاد سازه های بتنی حاوی ساختمان ها، پل ها، تونل ها، سدها ، راه ها و … مصرف این محصول را بسیار کرده است . یتن یکی از پر مصرفترین مصالح ساختمانی در سطح جهان است که در شرایط مختلف جوی در ساختمان ها مورد استفاده قرار می گیرد همین امر سبب شده است تحقیقات مختلفی برای افزایش کیفیت و دوام بتن در شرایط دمایی زیر صفر درجه انجام گیرد که نتیجه آنها منجر به تولید ضد یخ بتن شده است. در تعریف کلی بتن می توان گفت بتن بصورت کلی به هر ماده یا محصولی که از یک ماده چسبنده با خاصیت سیمانی شدن تشکیل شده باشد و در حالت خاص، بتن مخلوطی از سیمان ، مصالح سنگی شن و ماسه)، آب و مواد افزودنی می باشد. استفاده نامناسب از بتن در شرایط دمایی زیر صفر درجه باعث بروز تراکم نامناسب در بتن و در نهایت ترک خوردگی و تخریب سازه ها می شود. در گذشته عموما مبنای پذیرش بتن بدون توجه به دوام آن فقط میزان مقاومت آن بوده در صورتیکه امروزه با افزایش تخریب بتن های بکار رفته در شرایط آب و هوایی مختلف با تناسب مختلف مواد تشکیل | دهنده این محصول باعث شده است که دوام بتن های تولیدی و مواد افزودنی بر بتن برای پیشگیری از شرایط جوی را جدی بگیرند. بتن ماده ای تشکیل شده از شن (سنگ دانه های درشت دانه از ۰٫۵ تا ۲٫۵ سانتیمتر است)، ماسه سنگ دانه های کوچک تر از ۲٫۵ سانتیمتر است)، سیمان که در بتن نقش اتصال سنگ دانه ها را دارد و در ارتباط مستقیم با مقاومت بتن است و آب در بتن نقش روان کردن بتن برای کارایی بهتر و انجام عملیات هیدراتاسیون را داراست. بصورت کلی می توان بتن را به اجزاء تشکیل دهنده که عبارتنداز : سیمان، آب، دانه های سنگ و در مواردی مواد افزودنی تفکیک کرد علاوه بر اجزاء تشکیل دهنده ی بتن، امروز استفاده از مواد افزودنی بتن کاربردهای بسیار متنوعی دارد. مواد افزودنی به هر نوع موادی، جدا از آب، دانه های سنگ و سیمان (از جمله سیمان های مخلوط دارای مواد افزاینده که به هر یک از اجزاء تشکیل دهنده بتن یا به مخلوط آنها اضافه می گردد، به نام مواد افزودنی موسوم است دلیل | افزودن اینگونه مواد به سیمان با بتن، ایجاد برخی خواص ویژه در بتن به منظور پاسخگویی به برخی نیازهای کاربردی بتن می باشد

بتن به عنوان یک ماده ی پر مصرف در فعالیت های عمرانی، دارای اهمیت زیادی در زمینه های تحقیقاتی می باشد. یافتن روابط منطقی بین پارامترهای تأثیر گذار بر عملکرد مطلوب بتن موجب انجام تحقیقاتی زیادی در این زمینه شده است. عملکرد بتن عموما با مقاومت آن شناخته می شود، مقاومت میزان تنش لازم برای به شکست رساندن مصالح میباشد تئوری تنشهای مجاز در طراحی بتن آن را اغلب به عنوان مصالح مناسب برای تحمل بارهای فشاری مطرح میکند و به همین دلیل است که بتن اغلب با مقاومت فشاری مشخص میگردد. ۱ میکروسیلیس در بتن می تواند ایجاد کننده خواص منحصر به فردی از جمله کاهش نفوذپذیری و افزایش مقاومت فشاری ، سایشی و افزایش مقاومت الکتریکی و کاهش پتانسیل خوردگی باشد. استفاده از میکروسیلیس در بتن ریزی های مجاور سواحل دریاها به طور | جدی مورد توجه مهندسین ساختمان قرار گرفته است و حتی منجر به تدوین آئین نامه های مرتبط از جمله آئین نامه بتن ریزی در حاشیه خلیج فارس گردید و به دلیل خصوصیات بارز پوزولانی میکروسیلیس، استفاده از آن جهت بهبود خواص مکانیکی و افزایش دوام بتن در کشور های پیشرفته رو به افزایش است. میکروسیلیس در حال حاضر به عنوان یکی از بهترین مواد افزودنی معدنی بتن شناخته می شود و اضافه کردن آن به مخلوط باعث کاهش نفوذ پذیری و در نتیجه افزایش دوام بتن می شود. افزایش چشمگیر مقاومتهای مکانیکی بتن، کاهش نفوذپذیری بتن، کاهش تحرک یون کلر، جلوگیری از خوردگی آرماتور در بتن های مسلح میکروسیلیس مانند سیمان هنگام ساخت بتن به آن اضافه می شود. میزان مصرف بهینه آن ۶ الى ۱۵ درصد وزن سیمان مصرفی است که به همان میزان میتوان از مقدار سیمان مصرفی کم کرد. شناسایی خواص بتن به عنوان یکی از پرمصرف ترین مصالح ساختمانی، همواره مورد بررسی بسیاری از محققین قرار گرفته است. در این میان، مقاومت فشاری بتن همواره یکی از ویژگی هایی بوده است که بسیاری از متخصصین به بررسی آن پرداخته اند. به کار بردن پوزولان در ساخت بتن همواره تاثیرات قابل توجهی در خواص بتن داشته است. میکروسیلیس به عنوان یک ماده ی پوزولانی، یکی از ترکیبات افزایش دهنده ی مقاومت بتن به حساب می آید. از آن جایی که دستیابی به مقاومت فشاری مناسب بتن همواره یکی از چالش های اساسی تحقیقات دانشمندان بوده است، این تحقیق بنا دارد خواص مکانیکی بتن را با استفاده از ترکیب میکروسیلیس و خاکستر پوست پسته که به عنوان مواد افزودنی در جهت کارایی و مقاومت بهتر بتن استفاده می گردد بررسی نماید.

۱-۱۵- فرضیه ها:

۱-    بتن حاوی میکروسیلیس و خاکستر پوسته پسته باعث بهبود خواص مکانیکی بتن می شود.

۲-     خاکستر پوسته پسته با جایگزینی آن به جای بخشی از سیمان باعث کاهش گرمای هیدراتاسیون بتن خواهد شد.

 3- شرایط سنگ دانه ها مانند جنس، مقدار رطوبت، دانه بندی و ، یکسان است. ۴٫ طول مدت و شرایط عمل آوری نمونه ها یکسان فرض شده است.

۱-۱۶-  سوالات تحقیق

استفاده از خاکستر پوسته پسته و میکروسیلیس تا چه میزان می تواند در مقاومت و کارایی بتن تاثیر گذار باشد؟

۱-۱۷-  اهداف تحقيق:

هدف کلی این تحقیق تاثیر استفاده از خاکستر پوسته پسته به همراه میکروسیلیس به عنوان جایگزین بخشی از سیمان مصرفی در بتن  می باشد. شایان ذکر است ایا کاهش استفاده از سیمان در بتن، بهبود خواص مکانیکی بتن و بررسی امکان استفاده از خاکستر پوسته پسته به همراه میکروسیلیس در بتن امکان پذیر می نماید.

۱-۱۸-  جنبه نوآوری

از آنجایی که فضای کافی درون کلان شهرها موجود نمی باشد میل به بلند مرتبه سازی رو به افزایش است لذا ضرورت تحقیق و بررسی بیشتر بر روی سیستم هایی در سازه های بلند که با صرف کمترین هزینه و زمان بتوان دارای مقاومت فشاری مناسب، آب بندی مطلوبه سرعت و کیفیت بالا و بالاخره رفتار مناسبی از سازه در مقابل بارهای جانبی داشته باشد بسیار مهم است. مهمترین نوآوری این موضوع پیشنهادی آن است که که با استفاده از استفاده از میکروسیلیس در بتن حاوی پوزولان خاکستر پوسته پسته به بررسی تاثیرات مثبت استفاده از میکروسیلیس و خاکستر پوسته پسته در بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی بتن به صورت آزمایشگاهی خواهیم پرداخت.

۲-       فصل دوم

مرورتحقیقات وآزمایشات انجام شده

۲-۱- مقدمه

درباره رفتار بتن ميكروسيليسي, نظريه هاي متفاوت ارائه شده است.

Mehta, Feldman معتقدند كه در بتن پوزولاني بدليل تبديل هيدروكسيدكلسيم Ca(OH2)به فاز سيليكات كلسيم هيدراته شده C_S_Hباعث كوچكتر شدن منافذ مي گردد.هر چند اين فازC_S_H تشكيل يافته در مقايسه با C_S_H موجود در خمير سيمان معمولي از تراكم كمتري برخوردار است ولي به هر حال منافذ بزرگتر پر مي شود,همچنين Mehtaنظريه اي ارائه مي دهد كه براساس آن وجود ذرات پوزولاني از ضخامت منطقه انتقالي Transition Zone (سطح تماس) بين خمير سيمان و سنگدانه ها مي كاهد.اين فرآيند براساس چندين مكانيزم انجام مي شود:

اولاً:وجود ذرات ريز پوزولاني از آب آوري در منطقه انتقالي مي كاهد.

دوماً:ذرات ريز پوزولاني سبب بلوري شدن هيدروكسيدكلسيم شده و به جاي بلورهاي بزرگ,بلورهاي كوچكتر در امتداد تصادفي( به جاي يك امتداد مشخص)ايجاد مي گردد.

سوماً:واكنش شيميايي كه شامل تبديل هيدروكسيدكلسيم به C_S_H است,سبب كاهش ضخامت منطقه انتقالي مي شود.

هرچند نظريه هاي مورد استفاده درباره مكانيزم نفوذپذيري پوزولانهاي ديگر عامل مهم محسوب مي شود ولي به نظر نمي آيد كه درباره بتن ميكروسيليسي چندان صادق باشد يا حداقل مكانيزم تعيين كننده باشد.زيرا همانطور كه در بخش نفوذپذيري مشاهده گرديد,ممكن است كه منافذ بزرگ در بتن ميكروسيليس بيشتر از بتن معمولي باشد.

به عبارت ديگر كاهش نفوذپذيري پتن ميكروسيليسي در مقابل آب و اكسيژن كاملاً محرز نيست ولي به طور مسلم نفوذپذيري بتن ميكروسيليسي در مقابل كلر كمتر از بتن معمولي است اين پديده نشان مي دهد كه بايد مكانيزم نفوذپذيري را در قابليت تحرك يونها جستجو كرد.

به عبارت ديگر ساختار شيميايي بتن ميكروسيليس مهم تر از ساختار فيزيكي (منافذ)است و كاهش نفوذ پذيري كلر بيشتر به ساختار شيميايي بتن ميكروسيليس ارتباط دارد. در محلول منفذ بتن,يونهايي از قبيل K ,Si ,Ca ,Al  وجود دارد كه يون K سبب تحرك بيشتر Clدر منافذ مي گردد ولي يونهاي Si ,Ca ,Alاز تحرك كلر مي كاهند.

از طرف ديگر مقدار Si نيز در بتن ميكروسيليسي بيشتر از بتن معمولي است.پس مي توان نتيجه گرفت كه تحرك يونهاي Cl در بتن ميكروسيليسي كمتر از بتن معمولي است. از طرف ديگر تحرك Cl فقط تابع يونهاي موجود در منافذ نيست بلكه شكل منافذ نيز در فرآيند نقش دارد.ظاهراً منافذ در بتن پوزولاني داراي پيچ وخم (Tortuosit) بيشتري نسبت به بتن معمولي است. وجود خم در منافذ باعث مي شود كه حركت يونهاي كلر در داخل بتن با كندي صورت پذيرد,هرچند مقدار منافذ در بتن سيليسي بيشتر از بتن معمولي است ولي خميدگي منافذ نقش مهمي در نفوذپذيري كلر دارد.

۲-۲- خوردگي:

به طور كلي اكثر تحقيقات نشان مي دهد كه شروع خوردگي بتن ميكروسيليس در زمان طولاني تر از بتن معمولي است و شدت خوردگي آن نيز به مراتب كمتر از بتن معمولي مي باشد.Maslehuddion و همكارانش آزمون هاي ابتدايي بتن را در داخل سولفات-كلر قرار دادند و مشاهده كردند كه شروع خوردگي براي بتن ميكروسيليسي و بتن معمولي به ترتيب ۶۴۵ روز و ۱۰۸ روز مي باشد ,همچنين شدت خوردگي بتن ميكروسيليسي ۰۳/۰ در مقابل uA/cm²۵۶/۳ در بتن معمولي است.روند كاهش شدت خوردگي بتن ميكروسيليسي (خوردگي از نوع گالوانيكي كه در آن ميلگرد آند از ميلگرد كاتد جدا مي باشد)توسط French, Lorentz نيز مشاهده شده است

۲-۳- مكانيزم كاهش شدت خوردگي در بتن ميكروسيليسي:

به نظر مي آيد كه كاهش شدت خوردگي در بتن ميكروسيليسي تابع ساختار فيزيكي(مقدار واندازه منافذ) نيست (هرچند شكل و خم منافذ مهم است)بلكه ساختار شيميايي(وجود يون هاي مختلف)از اهميت بيشتري برخوردار است. به طور كلي در فرآيند خوردگي,بتن در نقش الكتروليت عمل مي كندكه انتقال يونها را بر عهده دارد.بنابراين با افزايش مقاومت الكتريكي بتن از تحرك و انتقال يونها كاسته مي شود و در نتيجه شدت خوردگي كاهش مي يابد.

با افزايش مقدار آب (رطوبت بتن) و مقدار كلر آزاد در بتن از مقاومت الكتريكي كاسته مي شود.

عوامل ديگري كه مقاومت الكتريكي را تحت تاثير قرار مي دهند عبارتند از:

·         مقدار و توزيع اندازه منافذ

·         نوع يونهاي موجود در منافذ و در ژل سيمان

·         قدرت تحرك يونها

·         مقدار يون ها

به طور كلي مقاومت الكتريكي تنها خاصيت بتن است كه با تمام عوامل كنترل كننده شدت خوردگي,ارتباط دارد. ممكن است در بتن معمولي مقدار وتوزيع اندازه منافذ عامل مهم كنترل شدت خوردگي باشد ولي ظاهراً نوع و مقدار يونها و قدرت تحرك آنها در بتن ميكروسيليسي كنترل كننده اصلي در شدت خوردگي مي باشد.به هر حال تمام اين عوامل متغير سبب تغيير در مقاومت الكتريكي مي شوند.

مهمترين يونها در ژل سيمانOH ,Al ,Fe ,Si ,Ca است و يونهاي داخل منافذ OH ,Ca ,K ,Na مي باشد.سرعت يونهاي K ,Na ,Ca ,OHدر داخل آب به ترتيب ۱۰*۶/۲۰ ,۱۰* ۲/۶ , ۱۰* ۲/۵ , ۱۰* ۶/۷ m²/Vs است.

به عبارت ديگر سرعت يونهاي OH, Kنسبتاً بيشتر است و اين يونها در بتن ميكروسيليسي كمتر از بتن معمولي است و در نتيجه كاهش اين يونها از تحرك يونهاي كلر كاسته مي شود. وجود يونSi نيز باعث كاهش تحرك كلر مي شود كه به وفور در بتن ميكروسيليسي يافت مي شود.مقدار افزايش مقاومت الكتريكي در بتن ميكروسيليسي توسط Gjorv ارائه شده است.

اثر ميكروسيليس در مقاومت الكتريكي بتن در دانشگاه علم وصنعت نيز مورد تحقيق قرار گرفته است.در اين تحقيق , آزمون هاي بتن با سيمان پرتلند معمولي و ۱۰ درصد جايگزيني با ميكروسيليس ساخته شد و براي ساخت اين آزمون ها از kg/cm²۳۷۰ سيمان (كل سيمان پرتلند و ميكروسيليس)استفاده گرديد.پس از ۲۸ روز عمل آوري در آب ,مقداري ازآزمون ها در معرض آب و تعدادي ديگر در محلول ۱۳درصد NaCl قرار داده شدند.نتايج به دست آمده در ارائه شده است.نتايج نشان مي دهد كه مقاومت الكتريكي بتن معمولي و ميكروسيليس در آب روند افزايشي دارند,زيرا با افزايش سن بتن و افزايش محصولات هيدراتاسيون از مقدار يونها كاسته مي شودو همچنين به دليل كاهش تخلخل تحرك يونها نيز كاهش مي يابد.ولي در محلول نمك بدليل وجود يونهاي Cl در بتن و تحرك اين يونها از مقدار مقاومت الكتريكي كاسته شده است. هر چند هر دو نمونه بتن معمولي و ميكروسيليسي در محلول نمك كاهش در مقاومت الكتريكي را نشان مي دهد ولي احتمالاً مكانيزم كاهش مقاومت الكتريكي در دو نوع بتن ,متفاوت مي باشد.در بتن معمولي بدليل نفوذ زياد (عمق زياد) يونهاي كلر سبب كاهش مقاومت الكتريكي شده است.ولي در بتن ميكروسيليسي عمق نفوذ كلر كم است ولي بدليل وجود كلرهاي آزاد, مقاومت الكتريكي كاهش يافته است.

۲-۴-  دوام:

در اين مورد بيشتر آزمايشها كاركرد خوبي از اين بتنها نشان داده اند.اين بتنها با داشتن تراكم زياد و نفوذپذيري بسيار زياد كه در اثر ميزان كم آب ,به عنوان يك ماده  واردكننده هوا در بتن عمل مي نمايد,ايجاد مي شود و همچنين توانايي آنها در دفع يونهاي خارجي در ساختمان هيدراتها اين عملكرد مثبت به جاي گذاشته است.

۲-۵- عدم موفقيتهاي محتمل در كاربرد ميكروسيليس:

هرچند كاربرد ميكروسيليس در بتن,كيفيت آن را بهبود مي بخشد,دستيابي به اين بهبود كيفيت,مستلزم شناخت و مراعات نكات ريز و حساسي به شرح زير است كه بي توجهي به هر يك از آنها مي تواند منشاء عدم موفقيتهاي كوچك و بزرگ باشد.

۲-۶- كنترل كيفيت ميكروسيليس:

همان طور كه اشاره شد, ميكروسيليس توليد جنبي صنايع توليد آلياژهاي سيليكون است. بديهي است كه مواد معدني اوليه كه در كارخانه هاي مختلف ,حتي در مقاطع زماني مختلف در يك كارخانه,مصرف مي شوند,يكسان نيستند و اين يكسان نبودن مواد اوليه سبب مي شود كه توليد جنبي كارخانه ها هم مشخصه هاي صد در صد ثابت و معلوم نداشته باشند.لذا براي حصول اطمينان از قابليت مصرف و عملكرد ميكروسيليس توليد شده در اين كارخانه ها,بايد به طور مستمر ميزان نرمي(سطح مخصوص دانه ها),,درصد سيليس,نسبت بخش بي شكل و آمورف سيليس به قسمت بلوري آن, درصد قليايي و درصد كربن موادي كه از الكتروفيلترها استحصال مي شوند,كنترل گردند.

۲-۷- كاربرد ميكروسيليس در بتنهاي معروض به يخبندان:

خردشدن سنگ,بتن و مصالح مشابه آنها در اثر يخبندان,به عوامل متعددي بستگي دارد كه عملكردهائي ضدونقيض دارند و بدليل همين كثرت عوامل موثر,بررسي مسئله پيچيده است:

سنگ يا بتن در وضعيت متعارف,به دليل دارا بودن خلل وفرج ,مقداري آب جذب مي كند كه معمولاً از حد اشباع آن كمتر است.هر چند خلل و فرج زيادتر باشند درصد جذب آب متعارف بيشتراست.

براي هر سنگ يا بتن يك درصد آب بحراني وجود دارد كه اگر آب موجود در حجم سنگ يا بتن به اين حد برسد ,اگر در دماي زير صفر قرار گيرد,به جاي انقباض ,دچار انبساط مي گردد.اين درصد از مقدار آب جذب شده در شرايط متعارف بيشتر و از حد اشباع كمتر است.

هر چه درصد آب جذب شده در وضع متعارف به درصد آب بحراني نزديكتر باشد,سنگ يا بتن به يخبندان حساستر خواهد بود. اثر مخرب يخبندان ناشي از اين است كه وقتي آب يخ مي زند, حجم آن به ميزان ۹ درصد افزايش مي يابد.

اگر مقدار آب از مقدار نظير درصد بحراني كمتر باشد,هواي موجود در خلل و فرج سنگ يا بتن در كنار يخ,در اثر فشار يخ متراكم شده واجازه نمي دهد كه سنگ يا بتن خرد شود. مصرف مواد حبابساز در بتن, از اين نقطه نظر,كيفيت بتن را بهبود مي بخشد و بر مقاومت آن در برابر يخبندان مي افزايد.

اگر مقدار آب از مقدار نظير درصد بحراني بيشتر باشد, هواي موجود در كنار يخ ,قادر به مستهلك كردن فشار يخ نخواهد بود و سنگ يا بتن در اثر يخبندان آسيب مي بيند. در اين حالت به ازاي نيروي فشاري ايجاد شده در يخ, نيروي كششي در جسم سنگ يا بتن به وجود مي آيد كه با نيروي فشاري در حال تعادل است. اين تعادل در عين حال تابع سطح مقطع نسبي يخ و جسم توپر سنگ يا بتن در هر مقطع و ضريب تغيير شكل يخ,سنگ وبتن است.

هر چه ضرايب تغيير شكل ها بزرگتر باشند ,تغيير شكل ها كمتر و نيروها بيشتر خواهند بود.

همچنين هر چه مقطع نسبي يخ بيشتر باشد نيرو بزرگتر خواهد بود و برعكس ,اگر خلل و فرج كم شود مقطع نسبي يخ كمتر و نيرو كوچكتر مي شود. هرچه نيرو بزرگتر باشد,به همان نسبت تنش كششي در سنگ يا بتن افزايش خواهد يافت و ممكن است به گسيختگي آن منجر شود. هرچه قاب كششي سنگ يا بتن بيشتر باشد,گسيختگي ديرتر رخ خواهد داد.مصرف مواد حبابساز كه وضع حبابهاي هوا رادر داخل بتن تثبيت مي كنند,باعث كاهش ,نسبي مقاومت شده و از اين ديدگاه, آسيب پذيري بتن را در برابر يخبندان زيادتر مي كند. هرچه سنگ يا بتن تردتر باشد,گسيختگي زودتر پديدار خواهد شد.

كاربرد ميكروسيليس در بتن به كاهش ميزان تخلخل در بتن و ابعاد خلل و فرج آن منجر مي شود كه مي تواند از سوئي ميزان جذب آب متعارف را افزوده, آن را به درصد اشباع نزديكتر كرده و بر حساسيت بتن در برابر يخبندان بيفزايد و از سوي ديگر به دليل تقليل ميزان خلل و فرج از نيروي فشاري داخل آن بكاهد. همچنين بتن حاوي ميكروسيليس داراي مقاومت بيشتري است كه پايداري آن را در مقابل نيروي فشاري داخلي افزايش مي دهد, ولي معمولاً بيشتر شدن مقاومت, با افزايش ضريب تغيير شكل همراه است و زيادترشدن ضريب تغيير شكل به افزايش نيروي فشاري داخل بتن مي انجامد.

به طوري كه ملاحظه مي شود كاربرد ميكروسيليس در بتن,همانند مواد حبابساز , اثرهاي متناقضي بر عوامل موثر در پايداري بتن در برابر يخبندان دارد.پژوهشهاي  انجام شده نيز اين تناقض را تايي مي كنند.اين مسئله ,كاربرد بتن حاوي ميكروسيليس رادر سازه هايي كه معروض به يخ زدن و باز شدن يخ باشند, با ابهام روبه رو مي سازد. و براي رفع ابهام , راه حلي جزء انجام آزمايشهاي مناسب در هر مورد خاص , وجود ندارد.

۲-۸- ضرورت عمل آوردن بتن های حاوی میکروسیلیس

ميكروسيليس موجود در بتن, به سرعت آب آزاد موجود در بتن را جذب مي نمايد و بروز تركهاي ناشي از نشست خميري و خشك شدن سطح را تشديد و تسريع مي كند.از اين ديدگاه, بتن هاي حاوي ميكروسيليس بايد بلافاصله پس از جادادن و پرداخت سطح, مراقبت شوند و از خشك شدن سطوح آزاد آنها به هر قيمت,جلوگيري به عمل آيد. اين امر به ويژه در مناطقي كه اقليم خورنده دارند و همچنين در صورت مصرف سنگدانه هايي كه مشكوك به دارا بودن پتانسيل واكنش قليايي مي باشند, حائز اهميت بسيار است زيرا تركهاي سطحي مي توانند بهترين راه را براي ورورد مواد خورنده به داخل بتن باشند و مناطق طرفين ترك معمولاً مناسب ترين محل براي آغاز شدن واكنش قليائي مي باشند.

۲-۹- تاریخچه :

همان طور که می دانیم گسیختگی مواد که به وسیله سیمان تهیه شده ومی شکنند به علت ترد بودن ان می باشد همان طور که قبلا” توضیح داده شد تقویت بتن توسط الیاف کوتاه به صورت تصادفی ونا منظم می شد وباعث تثبیت ترکها واستحکام کششی بتن می شود.

در دهه ۱۹۵۰برای اولین بار در کشور شوروی و بعد درکشور امریکادر سال۱۹۶۰ تحقیقاتی انجام شده در صورت استفاده از الیاف فولادی در ماتریس شکننده، تمرکز تنش در محل ترکهای بوجود آمده کاهش می یابد.

در مطالعه­ای که توسط ابراهیم[۱] (۲۰۱۶) صورت گرفته به بررسی نوعی بتن که در آن جهت مسلح کردن آن از الیاف استفاده شده پرداخته است. براساس آزمایشات صورت گرفته در بتن فیبری (FRC) بتن حاوی سیلیسم به مقدار ۰% و ۱/۰% و ۳/۰% و ۵/۰% و نمونه­های مکعبی، استوانه­ای و تیر شکل ساخته شد و به نتایج زیر رسید. با افزودن ۱/۰% میکروسیلیس افزایش مقاومت فشاری در حدود ۵/۷% و مقاومت خمشی در حدود ۸/۱۱% و مقاومت کششی (برزیلی) در حدود۲۷/۱% نسبت به بتن معمولی بود. با افزودن ۳/۰% میکروسیلیس افزایش مقاومت فشاری در حدود ۱۷% و مقاومت خمشی در حدود ۴۱/۲% و مقاومت کششی (برزیلی) در حدود۸/۷۱% نسبت به بتن معمولی بود. با افزودن ۵/۰% میکروسیلیس افزایش مقاومت فشاری در حدود ۳/۲۲% و مقاومت خمشی در حدود ۸۸/۸% و مقاومت کششی (برزیلی) در حدود ۸/۹۴% نسبت به بتن معمولی بود.

بنابراین استفاده از میکروسیلیس به شدت باعث افزایش مقاومت می­شود.

در پژوهشی که توسط احمت[۲] و همکاران (۲۰۱۸) صورت گرفت به مقایسه استفاده از الیاف بازالت و شیشه­ به عنوان تقویت در بتن با مقاومت بالا پرداختند و به نتایج زیر رسیدند. استفاده از این دو الیاف در بتن کارایی بتن را کاهش داد محتوای فیبر بیش از ۲۵/۰٪ سبب افزایش اندکی در مقاومت فشاری برای بازالت و میکروسیلیس شده است. افزودن فیبر اثر معنی داری بر مدول الاستیسیته بتونی نداشت. استحکام کششی (برزیلی) با افزایش میزان دوز الیاف از ۱% تا ۴۰% افزایش می یابد و از این دوز بالاتر دیگر افزایشی نداشته. افزودن الیاف بازالت و شیشه منجر به افزایش مقاومت خمشی به مقدار خیلی کم شد. در این پژوهش به این نتیجه رسیدند که الیاف بازالت از شیشه بهتر عمل می­کند.

در آزمایشاتی که توسط لیوبل[۳] و تاسو[۴] (۲۰۱۵) صورت گرفت به بررسی خواص مکانیکی و رئولوژیکی بتن سرامیکی تقویت شده با میکروسیلیس پرداختند. در این تحقیق به دو نوع طرح اختلاط دانه­های شنی و سنگهای سبک پرداخته شده است ذرات الیاف به مقدار ۰ تا۲ درصد مورد بررسی قرار گرفت، آنها به این نتیجه رسیدند که افزودن میکروسیلیس به بتن سرامیکی تاثیر کمی بر مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته گذاشته، اما منجر به افزایش قابل توجهی در مقاومت خمشی و مقاومت برشی شده. نتایج همچنین نشان داد که فشرده سازی، انعطاف پذیری و چقرمگی برشی با افزایش میزان الیاف افزایش می­یابد، در حالی که قابلیت کار با افزایش محتوای فیبر کاهش می­یابد. به طور کلی، نتایج نشان می­دهد که بتن های سرامیکی تقویت شده با میکروسیلیس می­توانند با کارایی و خواص مکانیکی مناسب برای کاربرد در عناصر ساختمان تولید شوند.

در تحقیقی که توسط صدرممتازی[۵] و طهمورثی[۶] (۲۰۱۷) صورت گرفت که در این مطالعه اثرات دمای بالا (۲۰۰، ۳۰۰، ۴۰۰ و ۶۰۰ درجه سانتیگراد) بر مقاومت فشاری، مقاومت برشی، مقاومت خمشی و ظرفیت جذب انرژی یا چقرمگی بتن­های خودتراکم شامل الیاف فولادی، پلی­پروپیلن و پلی­اتیلن ترفتالات (PET) مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج آزمایش بر روی بتن تازه نشان می­دهد که افزایش الیاف، برخی از معیارهای بتن خود متراکم را غیر قابل دستیابی می­سازد. در مقايسه با نمونه­های شاهد، افزايش دما تا ۶۰۰ درجه سانتيگراد با الیاف فولادی، پلی­پروپیلن و الیاف (PET) به ترتیب به مقدار ۳۰، ۳۷٫۵ و ۳۴٫۵ درصد باعث کاهش مقاومت فشاری شده است. در دمای ۶۰۰ درجه سانتیگراد، سختی خمشی و حداکثر بار خمشی ۵ و ۸/۱ برابر بیشتر از نمونه‌های شاهد مشاهده شده است.

در پژوهشی دیگر که توسط ریچارد[۷]، اکادمی میلیتر صورت گرفت به بررسی مواد کامپوزیتی تقویت شده با نانو لوله­های کربنی پرداخت، هدف اصلی این کار بررسی توانمندی­های نانولوله­های کربن (CNT) در تقویت مواد کامپوزیتی، با مواد پلیمری و سیمانی است. اهداف این کار عبارتند از: (۱) برای نشان دادن تکنیک­ها و روش­های جدید برای ساخت مواد نانوکامپوزیت (CNT)، (۲) ارائه مزایای اصلی و اشکالات عمده در استفاده از این نانو کامپوزیت ها و  با ارائه این روش اطلاعات در مورد مواد مبتنی بر  (CNT)، به افراد علاقه­مند داده می­شود. برخی از نتایجی که گرفته شده از نانولوله­های کربن، توزیع بهتر بارهای مکانیکی را امکان پذیر می­سازد باعث بهبود پایداری بتن تازه می­شود همچنین باعث افزایش ۳۷ و ۱۹ درصد مقاومت در برابر فشار و افزایش مقاومت در برابر برش را دارد.

جدول ‏۳‑۱ دانه بندی ماسه ریزدانه تهیه شده از معدن

شماره الکوزن مانده روی الک (گرم)درصد وزنی مانده روی الک جداگانهدرصد وزنی تجمعی مانده روی الکدرصد تجمعی وزنی عبوری از الک
۴/۳۰۰۰۱۰۰
۲/۱۰۰۰۱۰۰
۸/۳۸/۴۵/۰۵/۰۵/۹۹
۴۶/۱۷۷۸/۱۷۲/۱۸۸/۸۱
۱۰۶/۳۵۲۳/۳۵۵/۵۳۵/۴۶
۱۶۷/۱۹۰۱/۹۶/۷۲۴/۲۷
۳۰۱۱۵۵/۱۱۱/۸۴۹/۱۵
۵۰۹/۷۹۸۱/۹۲۹/۷
۱۰۰۷/۵۳۴/۵۴/۹۷۶/۲
سینی۵/۲۵۶/۲  
مجموع۱۰۰۰۱۰۰  

جدول ‏۳‑۲دانه بندی درشت دانه نخودی تهیه شده از معدن

شماره الکوزن مانده روی الک (گرم)درصد وزنی مانده روی الکدرصد وزنی تجمعی مانده روی الکدرصد تجمعی وزنی عبوری از الک
۴/۳۰۰۰۱۰۰
۲/۱۸/۳۵۸/۱۸/۱۲/۹۸
۸/۳۸/۴۴۷۴/۲۲۲/۲۴۸/۷۵
۴۸/۹۸۴۲/۴۹۴/۷۳۶/۲۶
۱۰۵/۳۸۰۱۹۴/۹۲۶/۷
۱۶۱/۴۲½۶/۹۴۵/۵
۳۰۷/۱۶۸/۰۴/۹۵۶/۴
۵۰۴/۱۶۸/۰۲/۹۶۸/۳
۱۰۰۹/۲۹۵/۱۷/۹۷۳/۲
سینی۴۶۳/۲  
مجموع۲۰۰۰۱۰۰  

جدول ‏۳‑۳دانه بندی درشت دانه بادامی تهیه شده از معدن

شماره الکوزن مانده روی الک (گرم)درصد وزنی مانده روی الکدرصد وزنی تجمعی مانده روی الکدرصد تجمعی وزنی عبوری از الک
۴/۳۰۰۰۱۰۰
۲/۱۹/۱۳۷۴۷/۶۸۷/۶۸۳/۳۱
۸/۳۴۵۶۸/۲۲۵/۹۱۵/۸
۴۱/۱۱۷۹/۵۴/۹۷۶/۲
۱۰۳۱/۰۵/۹۷۵/۲
۱۶۲۱/۰۶/۹۷۴/۲
۳۰۵/۸۴/۰۱/۹۸۹/۱
۵۰۳۱/۰۲/۹۸۸/۱
۱۰۰۴/۶۳/۰۵/۹۸۵/۱
سینی۲/۲۹۵/۱  
مجموع۲۰۰۰۱۰۰  

شکل ‏۳‑۱ منحنی دانه بندی بادامی

شکل ‏۳‑۲ منحنی دانه بندی نخودی

شکل ‏۳‑۳ منحنی ماسه

 شکل ‏۳‑۴ منحنی اختلاط مصالح

۲-۱۰- آزمایش تعیین میزان رطوبت سنگدانه ها

مقدار رطوبت سنگدانه های ریز و درشت با استفاده از روش آزمایش ارائه شده در استاندارد ASTM C566 [7] تعیین می شود. در این روش، نمونه وزن شده ای از سنگدانه مرطوب در کوره خشک می شود؛ با معلوم بودن وزن، پیش و پس از خشک کردن، می توان مقادیر رطوبت کلی و سطحی را محاسبه کرد. سپس رطوبت کل سنگدانه­ها را با فرمول زیر محاسبه نمود کرد:

(۱-۳)

به طوری که در این رابطه:

 رطوبت کل نمونه برحسب درصد

 وزن اولیه نمونه (قبل از خشک کردن)

 وزن خشک شده نمونه

باید توجه شود که فقط رطوبت سطحی سنگدانه­ها بخشی از آب اختلاط بتن به شمار می­رود و رطوبت جذب شده در آن­ها در بتن نقشی ندارد. مقدار رطوبت سطحی سنگدانه با کم کردن مقدار رطوبت جذب شده سنگدانه از مقدار رطوبت کل آن به دست می­آید. مقدار رطوبت جذب شده سنگدانه را می­توان مطابق روش ارائه شده در استاندارد ASTM C127 [7] برای سنگدانه درشت و استاندارد ASTM C128 [7] برای سنگدانه ریز محاسبه کرد. نتایج آزمایش­ها جهت تعیین میزان رطوبت سنگدانه­ها در جدول (۳-۴) ارائه شده که همخوانی خوبی با مقادیر مجاز در استاندارد داشته است.

جدول ‏۳‑۴ میزان رطوبت کلی و جذب شده و سطحی سنگدانه ها

نوع سنگدانهمیزان رطوبت کلی برحسب درصدمیزان رطوبت جزئی برحسب درصدمیزان رطوبت سطحی برحسب درصد
سنگدانه درشت۷۰/۰۶۵/۰۰۵/۰
سنگدانه ریز۷۷/۰۱۳/۰۶۴/۰

۲-۱۱- آزمایش تعیین وزن مخصوص سنگدانه­ها

وزن مخصوص سنگدانه، وزن مورد نیاز آن سنگدانه برای پر کردن ظرفی به حجم واحد است. حجم مدنظر در اینجا توسط سنگدانه‌ها و فضای خالی بین دانه‌های سنگدانه اشغال می‌شود. وزن مخصوص سنگدانه به روش ارائه شده در ASTM C29 [7] به روش کوبیدن با میله برای سنگدانه درشت و به روش تکان دادن برای سنگدانه ریز تعیین می‌شود. در تعیین نسبت‌های اختلاط فقط به وزن مخصوص سنگدانه‌های درشت نیاز بوده که برابر با ۶/۱۶۵۱ کیلوگرم بر مترمکعب محاسبه شده است.

۲-۱۲- آزمایش تعیین چگالی سنگدانه­ها

چگالی یک سنگدانه عبارت است از نسبت وزن سنگدانه به وزن آب هم‌حجم آن سنگدانه. روش تعیین چگالی سنگدانه‌های درشت و ریز به ترتیب در ASTM C127 [7] و ASTM C128 [7] بیان شده است. چگالی یک سنگدانه هم می‌تواند بر اساس حالت خشک شده در کوره و هم بر اساس حالت اشباع با سطح خشک تعیین شود. در این تحقیق چگالی سنگدانه‌ها بر اساس حالت خشک شده در کوره محاسبه شده است که نتایج تعیین چگالی سنگدانه‌ها در جدول (۳-۵) ارائه شده است.

جدول ‏۳‑۵ آزمایشات فیزیکی مصالح سنگی

ردیفنوع مصالحوزن واحد حجم مصالح ۷۸-۲۹  ASTM Cوزن مخصوص و جذب آب مصالح مانده روی الک نمره۴ ۷۴-۸۵  AASHTO Tوزن مخصوص و جذب آب مصالح ردشده ازالک نمره۴ ۷۴-۸۴AASHTO T
gr/cm3gr/cm3%gr/cm3%
غیر متراکممخلوط شنهاظاهریحقیقیجذب آبظاهریحقیقیجذب آب
۱بادامی۱٫۵۹۲۱٫۶۱۶۲٫۷۴۰۲٫۶۳۰۰٫۸۰
۲نخودی۱٫۵۳۳۲٫۷۲۰۲٫۶۶۰۰٫۹۵
۳ماسه۲٫۶۴۰۲٫۵۱۰۱٫۸

منابع

۱٫    رﻣﻀﺎﻧﻴﺎن ﭘﻮر ع.، ﭘﻴﺪاﻳﺶ م.، دوام ﺑﺘﻦ و ﻧﻘﺶ ﺳﻴﻤﺎن ﻫﺎي ﭘﻮزوﻻﻧ ﻲ، اﻧﺘﺸﺎرات ﻣﺮﻛﺰ ﺗﺤﻘﻴﻘﺎت ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن و ﻣﺴﻜﻦ، ۱۳۷۶

۲٫    رﻣﻀﺎﻧﻴﺎن ﭘﻮر ع.، ﻣﻮﺳﻮ ي س.، ﻛﻠﻬﺮ ي م.، اﺣﻤﺪ ي ب.، ﺧﻮاص مهندسی و دوام ﺑﺘﻦ ﻫﺎي ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪه از ژیولیت، ﺳﻮﻣﻴﻦ ۲  . ﻛﻨﻔﺮاﻧﺲ ﻣﻠﻲ ﺑﺘﻦ، ﺗﻬﺮان، اﻳﺮان،۱۳۹۰

۳٫    مكانيزم و علل كاهش آسيب پذيري بتن داراي ميكروسيليس: دكتر پرويز قدوسي.

۴٫    تاثير دوده سيليسي بر خواص بتن هاي مقاومت: دكتر نصرت الله تاجيك.

۵٫    بتن با مقاومت زياد : دكتر علي اكبر رمضانپور.

۶٫    خواص مكانيكي و فيزيكي ميكروسيليس ايران: دكتر اسماعيل گنجيان.

ميكروسيليس و ضريب بازده آن در مقاومت بتن :دكتر رمضانپور و مهندس منصور پيرايش.

۷٫    مواد مضاف و روان كننده : دكتر طيبه پرهيزگار

۸٫    مقاومت در برابر سايش : دكتر طيبه پرهيزگار

۹٫    كاربرد ميكروسيليس در ملات و بتن در ايران به ويژه در بهسازي : دكتر مهدي قاليبافيان.

۱۰٫         رفتار سازه اي بتن داراي ميكروسيليس : دكتر عليرضا خالو.

۱۱٫  Ahmaruzzaman M. A., (2010). Review on the Utilization of Fly Ash. Progress in Energy

and Combustion Science, 36 327-363.

۱۲٫  Annelies D.W., (2011). Behaviour and structural design of concrete structure. Master of Science Thesis Stockholm, Sweden.

۱۳٫  Dave N., et al., (2016). Setting Time and Standard Consistency of Quaternary Binders : The Influence of Cementitious Material Addition and Mixing. International journal of sustainable built environment

۱۴٫  Dipayan J., (2015 . ) CLINOPTILOLITE – A PROMISING POZZOLAN IN

CONCRETE. Construction Materials Consultants, Greenburg, PA, USA.

۱۵٫  Gesog M, et al., (2013). Effect of silica fume and steel fiber on the mechanical properties of the concretes produced with cold bonded fly ash aggregates. Construction and Building Materials 49, 05.-009.

۱۶٫  Jaturapitakkul C, et al., (2004). Use of ground coarse fly ash as a replacement of condensed silica fume in producing high-strength concrete. Cement and Concrete Research 3424: 840-888.

۱۷٫  Mazloom, M, Ramezanianpour A, Brooks J., (2004). Effect of silica fume on mechanical properties of high-strength concrete. Cement and Concrete Composites .024: 347-387.

۱۸٫  Kudera K, Lehmanb D, Bermanb J, Hannessonb G, Shogren R., (2017).  Mechanical properties of self consolidating concrete blended with high volumesof fly ash and slag.Mechanical Properties of NSelf Consolidating Concrete Blended with High Volumes of Fly Ash and Slag accessed Oct 06 

۱۹٫  Poon C, Kou S. C., (2006). Compressive strength, chloride diffusivity and pore structure of high performance metakaolin and silica fume concrete. Construction and building materials .9219: 585508.

۲۰٫  Tanyildizi H., (2008). Effect of temperature, carbon fibers, and silica fume on the mechanical properties of lightweight concretes. New Carbon Materials, 330–۳۴۴٫

۲۱٫  Dhir R.K, and Jones M.R., (2014). Development of Chloride-Resisting Concrete Using Fly Ash. Fuel, 78, 137-142.

۲۲٫  Verma A, Chandak R, Yadav R.K., (2012) . Effect of micro silica on the strength of concrete with ordinary Portland cement. Research Journal of Engineering Science ISSN 2278-9472 vol.1(3).


[۱] – Ibrahim

[۲] – Ahmet

[۳] -Lubell

[۴] -Tassew

[۵] -Sadrmomtazi

[۶] -Tahmouresi

[۷] – Ricardo José












 

برچسبها
مطالب مرتبط

دیدگاهی بنویسید.

بهتر است دیدگاه شما در ارتباط با همین مطلب باشد.

0