new5 free

بررسي تاثير نانوسيليس بر خواص مکانيکي و دوام بتن¬هاي حاوي الياف پلي¬پروپيلن

59.000تومان

توضیحات

دانلود و مشاهده قسمتی از متن کامل پایان نامه :

 

دانشکده فني و مهندسي

گروه عمران

 

بررسي تاثير نانوسيليس بر خواص مکانيکي

و دوام بتن­هاي حاوي الياف پلي­پروپيلن

 

استاد راهنما:

دکتر يعقوب محمدي

 

استاد مشاور:

مهندس طاهر باهر طالاري

 

توسط:

…….

 

دانشگاه محقق اردبيلي

تابستان 1390

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

تقدير و تشکر

   حمد و سپاس خداي را که بر من منت نهاد و اين توفيق حاصل شد که خدمتي ناچيز به دست اندرکاران جامعه مهندسي نمايم.

بر خود لازم مي دانم از زحمات و عنايات اساتيد محترم، جناب آقاي دکتر يعقوب محمدي که مسئوليت هدايت و راهنمايي اينجانب را بر عهده داشتند، آقاي مهندس طاهر باهر طالاري، دکتر قاسم زاده موسوي نژاد و مهندس ابی­ترابی که زحمات اين عزيزان در به ثمر نشستن اين پايان نامه بسي چشمگير و قابل ستايش بود کمال تشکر را دارم.از  مسئولين محترم آزمايشگاههاي بتن و تحصيلات تکميلي آقاي مهندس اصغري و مهندس هوشمند و همچنين آقاي سليمي نگهبان محترم آزمايشگاهها که در هر ساعتي پذيراي من و دوستانم بودند سپاسگزاري مي کنم. از خانواده و دوستان عزيزم که مرا در اين راه همراهي کردند نهايت قدرداني را دارم.

در پايان از کليه کارکنان دانشکده فني و مهندسي بخصوص اساتيد گروه عمران صميمانه تشکر و قدرداني مي نمايم.

 

 

…..

تابستان1390

 

 

 

 

 

 

 

 

 

….
عنوان پايان­نامه : بررسي تاثير نانوسيليس بر خواص مکانيکي و دوام بتن حاوي الياف پلي­پروپيلن
استاد راهنما : دکتر يعقوب محمدي

استاد مشاور : مهندس طاهر باهر طالاري

مقطع تحصيلي : کارشناسي­ارشد        رشته : عمران     گرايش : سازه   دانشگاه : محقق اردبيلي

دانشکده : فني و مهندسي          تاريخ فارغ التحصيلي : 14/4/90       تعداد صفحات :100

کلمات کليدي : 1– نانوسيليس       2- پلي­پروپيلن    3-  بتن اليافي
چکيده :

در اين پايان­نامه اثر نانوسيليس بر روي خواص مکانيکي و دوام بتن حاوي الياف پلي­پروپيلن بررسي شد. الياف پلي­پروپيلن مصرفي به طول mm 18 و نسبت طول به قطر mµ 9/0 استفاده گرديد. تاثير الياف و نانوسيليس در سه درصد مختلف براي هر کدام در نسبتهاي 1/0 ، 2/0 و 3/0 درصد براي الياف و2 ، 4 و 6 درصد براي نانوسيليس روي بتن با نسبت آب به سيمان 38/0 مورد مقايسه و بررسي قرار گرفت. در مجموع بيش از 192 نمونه مکعبي و استوانه­اي براساس استانداردهاي ASTM  ساخته شد و آزمايش­هاي مقاومت فشاري، مقاومت کششي غير­مستقيم، آزمايش التراسونيک و مقاومت الکتريکي روي نمونه­ها انجام پذيرفت.

نتايج حاصل از آزمايشات بيانگر افزايش قابل توجهي در مشخصات مکانيکي و دوام بتن بود. مقاومت فشاري تا 55 درصد و مقاومت کششي تا 25 درصد افزايش يافت. افزايش چشم­گير مقاومت الکتريکي نيز نشان از دوام بالاي اين نوع بتن داشت.

 

 

 

 

 

 


فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                         صفحه

فصل اول :مقدمه و کلّيات            

1-1. مقدمه…… 2

1-2. معرفي بتن اليافي….2

1-2-1. تعريف………..3

1-2-2. آيين نامه هاي معتبر بتن اليافي………..3

1-3. کاربردهاي بتن اليافي ………..4

1-3-1. بتن پرتابي(شاتکريت) ……4

1-3-2. دالهاي روي بستر …..5

1-3-3. صنايع نظامي …..7

1-3-4. کف سالنهاي صنعتي …….7

1-4. مزايا و معايب بتن اليافي ……7

1-5. جنبه هاي اقتصادي بتن اليافي………..8

1-6. نانو مواد در بتن ……9

1-7. خلاصه و اهداف تحقيق …..10

1-8.پيشينه تحقيق ……10

1-9. مقايسه چند نوع الياف از نظر هندسه ….11

1-10.مقايسه اثر نوع هاي مختلف الياف از نظر جنس در بتن اليافي …….12

1-11. تحقيقاتي که منحصراً بر روي خواص مکانيکي بتن حاوي الياف پلي پروپيلن با و بدون نانومواد انجام گرفته است….13

1-12. اثر نانوسيليس بر روي خمير سيمان….15

1-13. اثر نانوسيليس بر بتن ……15

1-14. تحقيقات انجام شده در ايران ……..16

1-15. خواص مکانيکي الياف……18

1-15-1. تاريخچه……….18

1-15-2. انواع الياف……19

1-15-2-1. الياف مصنوعي………19

1-15-2-2. الياف کربن…….19

1-15-2-3. الياف آراميد……20

1-15-2-4. الياف شيشه و آزبست….20

1-15-2-5. الياف فلزي……..21

1-15-2-6. الياف گياهي وطبيعي…..22

1-51-2-7. الياف پلي پروپيلن………..22

1-15-2-7-1. مزاياي الياف پلي پروپيلن نسبت به مش ضد ترك ( آرماتور حرارتي )……..23

1-15-2-7-2. روش و ميزان مصرف …….24

1-15-2-7-3. ويژگيهاي بتن اليافي حاوي الياف پلي پروپيلن……….24

1-15-2-7-4. كاربردهاي الياف پلي پروپيلن …….25

1-15-2-8. آزمايش اسلامپ بتن اليافي……….26

1-16. نانو مواد ها و مشخصات آنها………..26

1-16-1. مواد نانو كمپوزيت……..27

1-16-2. بتن با عملكرد بالا (HPC) ……27

1-16-3. نانو سيليس آمورف…..27

1-16-3-1. نانوسيليس و مقايسه بعضي خواص آن با سيليکافيوم….28

1-16-4. نانو لوله ها……30

 

 

فصل دوم: مواد و روشها

2-1. مواد مورد استفاده(Material) ……33

2-1-1. سيمان…….33

2-1-1-1. سيمان پرتلند پوزولاني (PPC) ………..33

2-1-2. آب اختلاط…….35

2-1-3. سنگدانه ها…….35

2-1-3-1. آزمايش لس آنجلس بر روي سنگدانه هاي درشت…..36

2-1-4. الياف پلي پروپيلن………..37

2-1-5. ماده افزودني نانوسيليس…….38

2-1-6. ماده افزودني فوق روان کننده……38

2-1-7. قالب ها……40

2-1-8. روش انجام آزمايشها(Methods) ….40

2-1-9. روش تعيين طرح اختلاط به صورت کلي……….41

 

فصل سوم: نتايج و بحث

3-1. آزمايشهاي انجام شده………45

3-2. نتايج آزمايشهاي بتن اليافي……45

3-2-1. آزمايش مقاومت فشاري……..46

3-2-1-1. آزمايش مقاومت فشاري براي طرح اختلاط هاي رديف A (مرجع)……47

3-2-1-2. آزمايش مقاومت فشاري براي طرح اختلاط هاي رديف B …..50

3-2-1-3. آزمايش مقاومت فشاري براي طرح اختلاط هاي رديف C……51

3-2-1-4. آزمايش مقاومت فشاري براي طرح اختلاط هاي رديف D ….54

3-2-1-5. بررسي کلي نمودار هاي  آزمايش مقاومت فشاري…..56

3-2-2. آزمايش مقاومت کششي غير مستقيم……..57

3-2-2-1. آزمايش مقاومت کششي غيرمستقيم براي طرح اختلاط هاي رديف A(مرجع)………59

3-2-2-2. آزمايش مقاومت کششي غيرمستقيم براي طرح اختلاط هاي رديف B…….61

3-2-2-3. آزمايش مقاومت کششي غيرمستقيم براي طرح اختلاط هاي رديف C……63

3-2-2-4. آزمايش مقاومت کششي غيرمستقيم براي طرح اختلاط هاي رديف D…….65

3-2-2-5. بررسي کلي نمودارهاي آزمايش مقاومت کششي غير مستقيم…….67

3-2-3. آزمايش سرعت پالس التراسونيک (UPV)……68

3-2-3-1. روش سرعت پالس…..68

3-2-3-2. عوامل موثر بر سرعت پالس…..69

3-2-3-3. کاربرد روش سرعت پالس……..69

3-2-3-4. بررسي نتايج آزمايش التراسونيک براي طرح اختلاط هاي رديف A…..70

3-2-3-5. بررسي نتايج آزمايش التراسونيک براي طرح اختلاط هاي رديف B…..73

3-2-3-6. بررسي نتايج آزمايش التراسونيک براي طرح اختلاط هاي رديف C…..75

3-2-3-7. بررسي نتايج آزمايش التراسونيک براي طرح اختلاط هاي رديف D…..77

3-2-3-8. بررسي کلي نمودارهاي آزمايش التراسونيک…….79

3-2-4. مقاومت الکتريکي….80

3-2-4-1. بررسي نتايج آزمايش مقاومت الکتريکي براي طرح اختلاط هاي رديف A (مرجع)……….82

3-2-4-2. بررسي نتايج آزمايش مقاومت الکتريکي براي طرح اختلاط هاي رديف B……….85

3-2-4-3. بررسي نتايج آزمايش مقاومت الکتريکي براي طرح اختلاط هاي رديف C……….87

3-2-4-4. بررسي نتايج آزمايش مقاومت الکتريکي براي طرح اختلاط هاي رديف D………89

3-2-4-5. بررسي کلي نمودارهاي آزمايش مقاومت الکتريکي….90

 

 

فصل چهارم: نتيجه­گيري و پيشنهادات

4-1. نتيجه­گيري….96

4-2. پيشنهادها و موضوعات تحقيقي…….97

منابع……….99

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست اشکال

 

عنوان                                                                                                                         صفحه

شکل1-1 . يک نمونه شاتکريت با بتن اليافي با الياف 6 ميليمتري پلي پروپيلن…….6

شکل1-2 . يک نمونه دال پل که در کانزاس آمريکا با بتن اليافي ساخته شده است…….6

شکل 1-3. نمودار تنش-کرنش بتن اليافي و بتن حاوي نانوذرات(نانوسيليس)………9

شکل 1-4. شاخص سايش بتن­هاي حاوي درصد هاي مختلف نانوتيتانيوم در سن 28 روزه…….31

شکل 2-1. سيمان پوزولاني اردبيل………..34

شکل 2-2. الياف 18 ميليمتري مورد استفاده در آزمايشات……..38

شکل 2-3. فوق روان کننده و نانوسيليس مصرفي(سمت چپ نانوسيليس) ………..39

شکل 3-1. دستگاه آزمايش مقاومت فشاري و کششي غيرمستقيم………..47

شکل 3-2. مقاومت فشاري نمونه هاي بدون نانوسيليس در سنين 28 و 90 روزه (مرجع) …….49

شکل 3-3. درصد افزايش مقاومت فشاري نمونه هاي بدون نانوسيليس………..49

شکل 3-4. مقاومت فشاري نمونه هاي حاوي 2 % نانوسيليس….51

شکل 3-5. درصد افزايش مقاومت فشاري نمونه هاي حاوي 2 % نانوسيليس ……..51

شکل 3-6. مقاومت فشاري نمونه هاي حاوي 4 % نانوسيليس….53

شکل 3-7. درصد افزايش مقاومت فشاري نمونه هاي حاوي 4 % نانوسيليس ……..53

شکل 3-8. مقاومت فشاري نمونه هاي حاوي 6 % نانوسيليس در سنين مختلف………. ……..55

شکل 3-9. درصد افزايش مقاومت فشاري نمونه هاي حاوي 6 % نانوسيليس……….55

شکل 3-10.درصد افزايش مقاومت فشاري نمونه هاي 28 روزه به ازاي درصدهاي مختلف نانوسيليس……56

شکل 3-11. درصد افزايش مقاومت فشاري نمونه هاي 90 روزه به ازاي درصد هاي مختلف نانوسيليس……..57

شکل 3-12. مقاومت کششي غيرمستقيم نمونه هاي بدون نانوسيليس(مرجع) ….60

شکل 3-13. درصد افزايش مقاومت کششي غير مستقيم براي نمونه هاي بدون نانوسيليس……60

شکل 3-14. مقاومت کششي غيرمستقيم نمونه هاي حاوي 2 % نانوسيليس……….62

شکل 3-15. درصد افزايش مقاومت کششي غير مستقيم نمونه هاي حاوي 2 % نانوسيليس……62

شکل 3-16. مقاومت کششي غيرمستقيم نمونه هاي حاوي 4 % نانوسيليس……….64

شکل 3-17. درصد افزايش مقاومت کششي غير مستقيم نمونه هاي حاوي 4 % نانوسيليس……64

شکل 3-18. مقاومت کششي غيرمستقيم نمونه هاي حاوي 6 % نانوسيليس……….66

شکل 3-19. درصد افزايش مقاومت کششي غير مستقيم نمونه هاي حاوي 6 % نانوسيليس……66

شکل 3-20. درصد افزايش مقاومت کششي نمونه­هاي 28 روزه به ازاي درصد هاي مختلف نانوسيليس…….67

شکل 3-21. درصد افزايش مقاومت کششي نمونه­هاي 90 روزه به ازاي درصد هاي مختلف نانوسيليس……..68

شکل 3-22. سونيسکوپ مورد استفاده در آزمايش التراسونيک(تعيين مدول الاستيسيته ديناميکي)……..69

شکل 3-23. مدول الاستيسيته ديناميکي نمونه هاي بدون نانوسيليس(مرجع)…..72

شکل3-24. درصد افزايش مدول الاستيسيته ديناميکي حاوي درصد هاي مختلف الياف pp…..72

شکل 3-25. مدوا الاستيسيته ديناميکي نمونه هاي حاوي 2% نانوسيليس……74

شکل 3-26. درصد افزايش مدول الاستيسيته ديناميکي حاوي 2% نانوسيليس…..74

شکل 3-27. مدول الاستيسيته ديناميکي نمونه هاي حاوي 4 % نانوسيليس……….76

شکل 3-28. درصد افزايش مدول الاستيسيته ديناميکي حاوي 4 % نانوسيليس….76

شکل 3-29. مدول الاستيسيته ديناميکي نمونه هاي حاوي 6 % نانوسيليس……….78

شکل 3-30. درصد افزايش مدول الاستيسيته ديناميکي حاوي 6 % نانوسيليس….78

شکل 3-31. درصد افزايش مدول الاستيسيته نمونه هاي 28 روزه………..79

شکل 3-32. درصد افزايش مدول الاستيسيته نمونه هاي 90 روزه………..80

شکل 3-33. دستگاه اندازه گيري مقاومت الکتريکي…..82

شکل 3-34. مقاومت الکتريکي نمونه هاي بدون نانوسيليس(مرجع) …….84

شکل 3-35. درصد افزايش مقاومت الکتريکي نمونه هاي بدون نانوسيليس….84

شکل 3-36. مقاومت الکتريکي نمونه هاي حاوي 2 % نانوسيليس…..86

شکل 3-37. درصد افزايش مقاومت الکتريکي نمونه هاي حاوي 2 % نانوسيليس……….86

شکل 3-38. مقاومت الکتريکي نمونه هاي حاوي 4 % نانوسيليس…..88

شکل 3-39. درصد افزايش مقاومت الکتريکي نمونه هاي حاوي 4 % نانوسيليس……….88

شکل 3-40. مقاومت الکتريکي نمونه هاي حاوي 6 % نانوسيليس…..90

شکل 3-41. درصد افزايش مقاومت الکتريکي نمونه هاي حاوي 6 % نانوسيليس………..90

شکل 3-42. درصد افزايش مقاومت الکتريکي نمونه هاي 28 روزه ……….91

شکل 3-43. درصد افزايش مقاومت الکتريکي نمونه هاي 90 روزه ……….92

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول

 

عنوان                                                                                                               صفحه

جدول 1-1. فرآورده هاي سيماني تقويت شده با الياف ……….5

جدول 1-2. الياف هاي مورد استفاده در بتن……….21

جدول 2-1. ترکيب سيمان مصرفي………..34

جدول 2-2. دانه بندي سنگدانه هاي مصرفي……….35

جدول 2-3. آزمايش لس آنجلس براي ترکيب A……….36

جدول 2-4. آزمايش لس آنجلس براي ترکيب B……….36

جدول 2-5. آزمايش لس آنجلس براي ترکيب C……….36

جدول 2-6. نتايج آزمايش لس آنجلس براي ترکيب هايA و B و C….37

جدول 2-7. مشخصات الياف پلي پروپيلن مصرفي………37

جدول 2-8. مشخصات نانوسيليس مصرفي……38

جدول 2-9. مشخصات فوق روان کننده مصرفي….39

جدول 2-10. مشخصات مصالح براي طرح اختلاط طبق ACI……….41

جدول 2-11. نتايج طرح اختلاط بتن براساس ACI….42

جدول 2-12. ميزان مصالح مصرفي در طرح اختلاط ها…….42

جدول 2-13. طرح اختلاط هاي بتن اليافي حاوي نانوسيليس………..43

جدول 3-1. نتايج آزمايش مقاومت فشاري براي طرح اختلاط هاي رديف A………48

جدول 3-2. نتايج آزمايش مقاومت فشاري براي طرح اختلاط هاي رديف B ……..50

جدول 3-3. نتايج آزمايش مقاومت فشاري براي طرح اختلاط هاي رديف C………52

جدول 3-4. نتايج آزمايش مقاومت فشاري براي طرح اختلاط هاي رديف D………54

جدول 3-5. نتايج آزمايش مقاومت کششي غير مستقيم براي طرح اختلاط هاي رديف A …….59

جدول 3-6. نتايج آزمايش مقاومت کششي غير مستقيم براي طرح اختلاط هاي رديف B………61

جدول 3-7. نتايج آزمايش مقاومت کششي غير مستقيم براي طرح اختلاط هاي رديف C………63

جدول 3-8. نتايج آزمايش مقاومت کششي غير مستقيم براي طرح اختلاط هاي رديف D………65

جدول 3-9. نتايج آزمايش التراسونيک براي طرح اختلاط هاي رديف A …….71

جدول 3-10. نتايج آزمايش التراسونيک براي طرح اختلاط هاي رديف B….73

جدول 3-11. نتايج آزمايش التراسونيک براي طرح اختلاط هاي رديف C ….75

جدول 3-12. نتايج آزمايش التراسونيک براي طرح اختلاط هاي رديف D…..77

جدول 3-13. رابطه بين مقاومت الکتريکي و خوردگي بتن………81

جدول 3-14. نتايج آزمايش مقاومت الکتريکي براي طرح اختلاط رديف A………..83

جدول 3-15. نتايج آزمايش مقاومت الکتريکي براي طرح اختلاط رديف B….85

جدول 3-16. نتايج آزمايش مقاومت الکتريکي براي طرح اختلاط رديف C….87

جدول 3-17. نتايج آزمايش مقاومت الکتريکي براي طرح اختلاط رديف D………..89

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

فصل اول

 

مقدمه و کلیات

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

فصل اول

مقدمه و کلّيات

 

1-1. مقدمه

امروزه بتن به عنوان يکي از پرمصرفترين مصالح جهان و به عنوان ماده ساختماني قرن بيست و يکم شناخته شده است. ساخت اين ماده مرکب با استفاده از ارزانترين و در دسترس­ترين مواد ساده از يک سو، انعطاف­پذيري، خواص مقاومتي و دوام آن از سوي ديگر و نيز استفاده از موادي در ساخت آن که به پاکسازي و کاهش آلودگي محيط زيست کمک مي­نمايد موجب آن شده است که بتن به عنوان مصالح ممتاز مطرح شود]1[. بتن ماده اي است که داراي مقاومت زياد در فشار بوده و از اين رو استفاده از آن براي قطعات تحت فشار مانند ستونها و قوسها بسيار مناسب است. ليکن عليرغم مقاومت فشاري قابل توجه، مقاومت کششي کم و شکنندگي نسبتاً زياد بتن استفاده از آن را براي قطعاتي که تماماً يا به طور موضعي تحت کشش هستند را محدود مينمايد]2[. اين عيب اساسي بتن در عمل با مسلح کردن آن با استقرار آرماتورهاي فولادي در جهت نيروهاي کششي برطرف مي­گردد. شايان ذکر است که در موارد متعددي جهت اين نيروهاي کششي به طور دقيق معلوم نيست. همچنين با توجه به اينکه آرماتور بخش کوچکي از مقطع را تشکيل مي­دهد، تصور اينکه مقطع بتن يک مقطع همگن و ايزوتروپ باشد صحيح نخواهد بود. به منظور ايجاد شرايط ايزوتروپي و کاهش ضعف شکنندگي و تردي بتن تا حد ممکن در چند دهه اخير استفاده از الياف نازک و نسبتاً طويل که در تمام حجم بتن پراکنده مي­شود متداول شده است]3[.

مساله ديگري که اخيراً مورد توجه دانشمندان علم بتن قرار گرفته است استفاده از نانو­مواد در بتن بوده است. محققان با آزمايشات مختلف به اين نتيجه رسيدند که مشخصات بتن حاوي نانو مواد در مقايسه با بتن معمولي تحت تاثير واکنش­هاي شيميايي نانو­مواد با ذرات سيمان و بلورهاي هيدروکسيد کلسيم موجود در سيمان، عملکرد ماده مرکب بتني را به شدت تحت تأثير قرار مي­دهد]4.[

1-2. معرفي بتن اليافي

1-2-1. تعريف: طبق تعريف ACI 544.1R-82 ، بتن ساخته شده از سيمان هيدروليکي، آب، شن، ماسه و الياف، بتن مسلح با الياف يا بتن اليافي ناميده مي­شود. در بتن اليافي مانند بتن معمولي مي­توان از پوزولانها و ديگر مواد مضاعف استفاده کرد. الياف در شکلها و اندازه هاي متفاوت، و از جنس فولاد، مواد پليمري، شيشه و مواد طبيعي مورد استفاده قرار مي­گيرد ]5[.

 

1-2-2. آيين نامه­هاي معتبر بتن اليافي

علاوه بر مطالعات و پژوهشهايي که بصورت مقالات معتبر در مجلات و يا کنفرانسها ارائه گرديده است. آيين نامه­هاي بتن نيز بخشي از قسمتهاي خود را به بتن اليافي اختصاص داده­اند. از جمله اين         آيين نامه­ها، آيين نامه ACI (انجمن بتن آمريکا)  مي­باشد که با معرفي کميته­اي جداگانه به نام ACI-544 به بررسي مسائل بتن اليافي پرداخته است. اين کميته اولين گزارش را در سال 1973 ارائه نمود و تاکنون اين کميته با چهار گزارش کلي کار خود را افزايش داده است. گزارش هاي اين کميته با نامهاي فرعي  3R,2R,1Rو  4R ناميده مي­شوند.

در گزارش ACI,544-1R که در سال 1996 ارائه گرديد و در سال 1999 بازبيني شد، اطلاعات کاملي از انواع الياف و خواص آنها و تاثير آنها بر روي خواص مکانيکي بتن به علاوه آزمايش  اندازه­گيري طاقت بتن اليافي آمده است. در اصل اين گزارش بيشتر به شناسايي انواع الياف قابل کاربرد در بتن پرداخته و آنها را مقايسه کرده است]6.[

در گزارش ACI,544-2R که در سال 1989 ارائه گرديد طريقه انجام آزمايشات و استانداردهاي لازم آورده شده است و در مواردي همانند آزمايش ضربه و … حتي طريقه ساخت دستگاه آزمايش نيز توضيح داده شده است]7[.

در گزارش ACI,544-3R که در سال 1998 ارائه گرديد، در مورد طرح اختلاط و مصالح مناسب براي بتن اليافي توضيح داده شده است. در اين گزارش روشي براي طرح اختلاط آورده نشده بلکه دو طرح اختلاط مثال زده شده و پيشنهاداتي براي بهتر شدن  خواص بتن اليافي آورده شده است. به عنوان مثال هر چه سنگدانه ها در بتن اليافي کوچکتر باشند نقش الياف در بتن اثرگذارتر خواهد بود و يا اينکه پيشنهاد گرديده که در بتن اليافي در صورت امکان از سيمان بيشتري استفاده گردد]8[.

در گزارش ACI,544-4R که در سال 1988 ارائه گرديد. به روشهاي طراحي با الياف فولادي پرداخته شده است. البته نتايج اين طراحي­ها هنوز در ACI- 318 وارد نگرديده است]9[.

از آيين­نامه هاي ديگر، آيين­نامه JSCE [1] ژاپن مي­باشد که روش اندازه­گيري طاقت بتن اليافي که توسط اين آيين­نامه ارائه گرديده از اهميت بالايي نزد محققين برخوردار است. در ضمن آيين­نامه RILEM در اروپا نيز گزارشهايي در مورد بتن اليافي منتشر کرده است.]10[.

 

  • کاربردهاي بتن اليافي

بتن مسلح به الياف را مي­توان به تنهايي و يا به همراه بتن مسلح معمولي بکار برد. در مواردي که   مي­توان بتن اليافي را به تنهايي بکار گرفت، عبارتند از:

  • کف کارخانه ها، توقفگاهها، جايگاههاي بنزين و سالنهاي صنعتي
  • روسازي بتني بزرگراهها، جاده ها و فرودگاهها
  • سازه هاي ضد انفجار و ضد حريق
  • ديواره ها و کف کانالها
  • قطعات پيش ساخته

در ديگر مواردي که مي­توان بتن مسلح معمولي و يا بتن پيش ساخته به کار برد:

  • شالوده براي موتورها و ماشين­آلات بزرگ، پرس­هاي بزرگ، ژنراتورهاي ديزلي
  • قطعات مربوط به تونل­سازي و حفاري معادن
  • ديوارهاي حفاظتي، پناهگاهها
  • تير هاي پيش­تنيده بتني شمع­هاي ضربه­گير

موارد استفاده از فراورده­هاي سيماني تقويت شده با الياف گوناگون در جدول 1-1  آورده شده است.

کاربردهاي مهم بتن اليافي عبارتند از]11[:

1-3-1. بتن پرتابي(شاتکريت)[2]

يکي از کاربردهاي مهم الياف در بتن­پاشي است، بتن­پاشي معمولاً براي اجراي لايه­هاي نازک مناسب است. به طور کلي بتن پاشي به دو روش خشک و تر قابل اجراست. در روش خشک پس از اختلاط مصالح خشک، در حين عبور افشانک آب مورد نياز اضافه مي­گردد. در روش تر، مخلوط به طور کامل ساخته مي­شود و سپس در محفظه پمپ دستگاه بتن پاش قرار مي­گيرد و از طريق لوله به افشانک انتقال  مي­يابد. در عمده شاتکريتهاي بتن اليافي از روش خشک استفاده به عمل مي­آيد. از روش تر نيز مي­توان استفاده کرد، با اين وجود توجه بيشتري جهت توزيع الياف بايد به عمل آيد. بيشترين استفاده از بتن­پاشي با الياف در نگهداري زيرزمينها، بويژه ديواره تونلها و معادن، سازه هاي پوسته اي و تعميرات     سازه­هاي دريايي و کانالهاي آب مي­باشد ]12و13[.

 

 

 

1-3-2. دالهاي روي بستر

دالهاي روي بستر حاوي الياف جهت جلوگيري از شکستهاي ناشي از بارهاي ديناميکي[3] و متمرکز و ترکهاي ناشي از بار و غير آن (مانند حرارت و جمع شدگي) در کف سالنهاي صنعتي مورد استفاده قرار   مي­گيرند و جايگزين دالهاي مسلح به آرماتور در اکثر موارد مي­شوند. اين دالها در روسازي جاده­ها،  پياده­روها، فرودگاهها و بويژه سالنهاي صنعتي مورد استفاده قرار مي­گيرند. با استفاده از اين نوع بتن(بتن اليافي) روسازي فرودگاهها را مي توان 25 تا 40 درصد نازکتر از بتن غير مسلح و با فاصله درزهاي اجرايي بيشتر، اجرا کرد.

خستگي خمشي عامل مهمي است که بر عملکرد روسازي اثر مي­گذارد. اطلاعات موجود نشان مي­دهد که الياف، مقاومت بتن را بطور موضعي و کلي در برابر خستگي به نحو قابل ملاحظه­اي افزايش ميدهند]12[.

 

جدول 1-1. فرآورده هاي سيماني تقويت شده با الياف

شيشه پانلهاي پيش ساخته، ديوارنما، لوله­هاي فاضلاب، سقف­هاي پوسته­اي بتني
فولاد بلوکهاي سقفي، روکش جاده­ها، کف پلها، سازه­هاي مقاوم در برابر انفجار، پي ماشين­آلات
پلي­پروپيلن شمعها، دالهاي بتني، سازه­هاي دريايي، پوشش تونلها، سازه­هاي تحت بارگذاري ضربه­اي
آزبست ورقه­ها، لوله، صفحه­ها، لوله­هاي فاضلاب، ورقه­هاي صاف يا موج­دار
کربن واحدهاي موج دار جهت کف­سازي، جداکننده­هاي موج دار
کولار همانند الياف کربن
بامبو صفحات ساختماني (اجزاي چوبي در ساختمانها)
پودر ميکا به عنوان ماده جايگزين آزبست در ورقه­هاي سيماني و لوله­هاي بتني
الياف گياهي مواد ارزان قيمت جهت پوشش سقف و پانلهاي نما

 

شکل1-1 . يک نمونه شاتکريت با بتن اليافي با الياف 6 ميليمتري پلي­پروپيلن]14[

 

شکل1-2 . يک نمونه دال پل که در کانزاس آمريکا با بتن اليافي ساخته شده است.

 

 

1-3-3. صنايع نظامي

از بتن مسلح به الياف در برخي از کشورها در صنايع نظامي استفاده گسترده به عمل مي­آيد. کاربردهاي سازه اي آن استفاده از الياف با و يا بدون تسليح توسط آرماتورهاي معمولي است که در قطعات دالها، ديوارها، کف، تيرها و ستونها انجام مي­گيرد. نتايج آزمايشها نشان داده است که اين گونه قطعات در مقابل انفجار، پخش شدگي و پراکندگي بسيار کمتري در مقايسه با دالهاي غيرمسلح به آرماتورهاي معمولي ايجاد مي­کنند]12[.

 

1-3-4. کف سالنهاي صنعتي

به علت خاصيت الياف در افزايش مقاومت ضربه اي، بتن الياف­دار نسبت به بتن معمولي (حدود 5 تا 10 برابر)، توجه عمده­اي در ساخت کف سالنهاي صنعتي به الياف معطوف است زيرا تخريب سريع سالنهاي صنعتي، بر اثر بارهاي ديناميکي و ضربه ماشين­آلات و قطعات سنگين، بزرگترين مشکل در اين گونه سازه ها به شمار مي­رود. افزايش مقاومت ضربه­اي، مقاومت بيشتري را در مقابل تورق و هوازدگي بتن به وجود مي­آورد]11[.

 

1-4. مزايا و معايب بتن اليافي

اليافي که به طور تصادفي در سرتاسر بتن پخش شده اند مي توانند ترکها و افت هاي حاصل از    جمع­شدگي پلاستيک را بطور همزمان کنترل کنند. اين مواد ترکيبي (بتن اليافي) مقاومت و ظرفيت جذب انرژي بالايي دارند. به طور کلي الياف نمي­توانند جايگزين خوبي براي آرماتورهاي مرسوم مورد استفاده در سازه هاي باربر همانند تيرها و ستونها باشند. الياف و آرماتور هر کدام نقش خود را در تکنولوژي بتن دارند و نمي­توانند جايگزين يکديگر شوند ولي مي­توانند در جاهاي زيادي با يکديگر مورد استفاده قرار بگيرند]12[. هر چند در تنشهاي کششي بزرگ الياف در مقايسه با آرماتورهاي فولادي کارآمد نيستند ولي الياف در کنترل ترکها و جمع شدگي بتن بهتر عمل مي­کنند. در نتيجه آرماتورهاي متداول براي ظرفيت باربري عضو بتني استفاده مي­شوند ولي الياف در کنترل ترکها بسيار موثر هستند.

به علت اين تفاوتها کاربردهاي بخصوصي براي الياف وجود دارد که آنها را از آرماتورهاي معمول متمايز کرده­است که عبارتند از:

  • الياف نقش مسلح­کننده اوليه را بازي مي­کنند کاري که آرماتورهاي فولادي نمي­توانند انجام دهند. تراکم الياف در سازه­هاي پوسته­اي نازک معمولا مي­تواند به ميزان حداکثر 5 درصد حجمي افزايش يابد که اين امر موجب افزايش چشمگيري در طاقت و مقاومت ملات و بتن مي­شود.
  • الياف در سازه­هايي که بار يا تغيير­شکلهاي زيادي را به صورت موضعي تحمل مي­کنند مثل شمع­هاي پيش­ساخته، ديوارهاي پيش­ساخته، سازه هاي مقاوم در برابر انفجار و در تونلها مي­توانند مورد استفاده قرار بگيرند.
  • الياف در کنترل ترکهايي که بر اثر دما و رطوبت به وجود مي­آيند از قبيل روسازي راهها و دالها کاربرد دارند.
  • استفاده از آرماتورهاي فولادي و شبکه هاي سيمي مستلزم مصرف هزينه­هاي غير­ضروري جهت نيروي انساني و مصالح مي­گردد. با جايگزين کردن توزيع پخش تصادفي الياف کوتاه جهت مسلح کردن بتن، هزينه­هاي نيروي انساني و مصالح به طور قابل توجهي کاهش مي­يابد.
  • الياف تغيير شکلهاي حاصل از افت پلاستيک و خستگي را کاهش مي­دهند.
  • به طور کلي الياف يک مسلح کننده موثر براي کنترل عرض ترکها و افت حاصل از جمع شدگي مي­باشند و زماني که ترکهاي ريز توسط الياف کنترل مي­گردند از بوجود آمدن ترکهاي بزرگ و مسائل بعدي مي­توان جلوگيري کرد]15[.

مزاياي استفاده از بتن اليافي عبارتند از]12[:

  • مقاومت ضربه­اي و دوام خستگي و مقاومت برشي بتن را افزايش مي­دهند.
  • براي اجرا و نصب آنها تجهيزات خاصي نياز نمي­باشد.
  • مقاومت در برابر ترک خوردگي، شکل­پذيري بلند­مدت، ظرفيت جذب انرژي و طاقت بتن را افزايش ميدهند.
  • يک بتن مسلح در همه جهات را در اختيار ما قرار مي­دهند.
  • با مواد مضاعف و همه تيپهاي سيمان و مواد تشکيل دهنده بتن سازگار مي­باشند.
  • مقاومت بتن را در مقابل تورق، سايش و هوازدگي سطحي افزايش مي­دهند.

 

1-5. جنبه­هاي اقتصادي بتن اليافي

از ديد اقتصادي استفاده از الياف بستگي به کاربرد و شرايط پروژه دارد. الياف اکنون جايگاه خود را در پروژه هاي عمراني پيدا کرده­است. و ارزيابي اقتصادي آن بيشتر مربوط به نوع الياف مصرفي و چگونگي استفاده از آن مي­باشد. ولي در مواردي که از الياف به جاي مش بندي استفاده مي­گردد، فقط بحث برابري قيمت الياف و مش بندي فولادي نمي­باشد بلکه نيروي انساني ماهر، وسايل و تجهيزات و فضاي انبار مصالح و … نيز مطرح مي­باشد و حتي مي­توان با آينده­نگري به قضيه نگريست. هزينه­هاي تعمير و نگهداري، شرايط جوي و کاربردهايي که سازه در آينده خواهد داشت تمام اينها عواملي هستند که    مي­توانند مصرف الياف را از لحاظ اقتصادي توجيه نمايند و يا عکس اين موضوع برقرار باشد.

در مواردي ممکن است زمانبندي پروژه بسيار اهميت داشته باشد و استفاده از الياف باعث سرعت بخشيدن به روند انجام کار شود و همين موضوع باعث صرفه­جويي اقتصادي فراواني شود مثل زماني که اجراي يک تونل باعث صرفه جويي زيادي در حمل و نقل مي­گردد. شايد بحث زمان در پروژه­هاي عمراني تاکنون در کشور ما مطرح نبوده ولي با پيشرفت روز افزون کشور زمان­بندي پروژه­ها و برآورد اقتصادي آنها حائز اهميت شده ده است.

 

1-6. نانو­مواد در بتن

در چند سال اخير فناوري تازه نانو اميدهاي بسياري براي بهبود خواص مواد مختلف در دنيا بوجود آورده­است. فناوري نانو بسياري از خواص بتن را بهبود مي­بخشد و تحقيقاتي در اين زمينه در کشورهاي مختلف جهان در حال انجام است. محصولات نانو براي بتن متشکل از ذراتي هستند که گلوله­اي شکل بوده و بصورت ذرات خشک پودري يا بصورت معلق  در مايع محلول قابل انتشار مي­باشند که مايع آن معمولترين نوع محلول نانوسيليس مي­باشد. در فصل دوم با خصوصيات نانوسيليس و برتري­هاي آن نسبت به ساير افزودني­هاي سيليسي بيشتر آشنا خواهيم شد. نانو مواد به دليل برخورداري از خصوصيات فيزيکي و شيميايي برتر، کاربردهاي بسياري در زمينه­هاي مختلف يافته­اند که از جمله مي­توان به مواد عايق­کننده و فيلترها، ماشين ابزارها، نمايشگرها، باتري­ها و آهنرباهاي پرقدرت اشاره کرد]15[. تاثير نانوسيليس بر روي بتن اليافي در شکل 1-3 نشان داده شده است]16[.

 

شکل 1-3. نمودار تنش-کرنش بتن اليافي و بتن حاوي نانوذرات(نانوسيليس)]16[

 

1-7. خلاصه و اهداف تحقيق

تاکنون تحقيق و پژوهشهاي زيادي بر روي بتن اليافي انجام گرفته ولي در کشور ما بر روي بتن حاوي الياف پلي­پروپيلن(PP) تحقيقات انجام شده اندک و محدود مي­باشد. مخصوصاً اينکه تاثير نانوسيليس روي بتن اليافي بويژه الياف پلي­پروپيلن خيلي کم انجام شده­است، به همين دليل استفاده از بتن اليافي بويژه الياف PP به همراه نانوسيليس(NS)در اين پروژه در نظر گرفته­شد. هدف از انجام اين پايان نامه بررسي اثر نانوسليس بر روي بتن حاوي الياف 18 ميليمتري PP و بررسي مشخصات و خواص مکانيکي و دوام بتن مي­باشد. براي اين منظور نمونه­هاي بتني با درصد هاي مختلف 0 ، 1/0 ، 2/0 و 3/0 درصد الياف PP همراه با درصدهاي نانوسيليس 0 ، 2 ، 4 و 6 درصد نسبت به وزن سيمان مصرفي تهيه  شده­اند. نسبت آب به سيمان در اين بتن ها برابر38/0 در نظر گرفته شده است. همچنين عيارسيمان kg/m3 436 بوده است. جمعاً 16 طرح اختلاط مختلف ساخته شد و آزمايش هاي لازم روي بيش از 192 نمونه انجام پذيرفت. آزمايشهاي مقاومت فشاري، مقاومت کششي غيرمستقيم(آزمايش برزيلي)، التراسونيک(براي تعيين مدول الاستيسيته ديناميکي)، مقاومت الکتريکي، در سنين 28 و 90 روزه روي نمونه ها انجام گرفت.

در ادامه اين مطالب در فصل دوم برنامه­ريزي جهت ساخت نمونه­ها، تعداد نمونه­ها، روش انجام آزمايش و به نحوه انتخاب مصالح و طرح اختلاط بتن و مشخصات اين مصالح اختصاص يافته­است. در فصل سوم ارائه نتايج و بررسي و آناليز نتايج آورده­شده است. در آخر، فصل چهارم شامل نتيجه­گيري و ارائه پيشنهادات جهت مطالعات آتي مي­باشد.

 

1-8. پيشينه تحقيق

پژوهشهاي انجام شده در زمينه بهره­گيري از مواد نانو در بتن و مصالح سيماني بسيار محدود بوده است. آنچه مسلم است تحقيقات صورت گرفته عموماً بر استفاده از  nano-Tio2، nano-Fe2o3  و nano-Sio2 (نانوسيليس) متمرکز بوده است. از بين نانو مواد مذکور، نانوسيليس به دليل دارا بودن خواص پوزولاني از جايگاه بهتري برخوردار بوده و عملکرد مناسب­تري از خود نشان داده است. در زمينه استفاده از الياف پلي­پروپيلن در ماتريس­هاي سيماني تحقيقات بيشتري صورت گرفته، اما در زمينه اثربخشي الياف بر خواص مکانيکي و شکل­پذيري، اختلاف نظرهايي وجود دارد. برخي از تحقيقات از افزايش پارامترهاي مکانيکي خبر داده­اند، در حالي که در برخي ديگر اثر الياف بسيار ناچيز دانسته شده است. در هرحال مخالفان، عدم برقراري پيوند مناسب را از جمله عوامل موثر بر عملکرد ضعيف الياف پلي­پروپيلن در ماتريس­هاي سيماني مي­پندارند.

در سالهاي اخير از بتن اليافي در ساخت سازه­ها بسيار استفاده شده است. بين سالهاي 1960 تا 2010 تحقيقات زيادي بر روي بتن اليافي انجام گرفته است. در اکثر اين تحقيقات، پخش تصادفي الياف به عنوان يک روش مناسب جهت افزايش خواص مکانيکي بتن تشخيص داده شدند. بخشي از اين پژوهشها در مورد خود الياف و مقايسه آنها با هم از لحاظ جنس، نوع، شکل، درصد حجمي و عملکرد آنها درشرايط مختلف مي­باشد. قسمت ديگر درباره تاًثير انواع مختلف الياف بر روي خواص مکانيکي بتن و مقايسه آنها با همديگر مي­باشد. عده ديگري نيز تلاش کرده­اند تا کاربردهاي جديدتري براي استفاده از الياف بيابند، بعضي نيز به دنبال ارائه روابطي براي بتن اليافي بودند.عده­اي با اضافه کردن افزودني­هاي سيليسي آزمايشات خود را در پيش گرفتند. کشور ما نيز از اين پژوهش بي­بهره نبوده است به گونه اي که تحقيقات زيادي به صورت پايان­نامه، مقاله و پژوهش­هاي دانشگاهي در داخل و يا عرصه بين المللي ارائه گرديده است. ولي با اين وجود بر روي الياف پليمري و به خصوص پلي­پروپيلن تحقيقات بسيار کمي انجام شده است و با توجه به اينکه کشور ما نفت­خيز   مي­باشد استفاده از اين الياف در مقايسه با ساير اليافها از لحاظ اقتصادي به صرفه مي­باشد. لذا توصيه مي­شود که در اين زمينه تحقيقات بيشتري انجام گيرد تا اين الياف و کاربردهاي آن به پيمانکاران و مشاوران معرفي گردد. در ادامه تحقيقاتي که در زمينه الياف پلي­پروپيلن با و بدون نانو­مواد انجام گرفته است در قالب بخشهاي مختلف ارائه مي­گردد و در پايان نيز راهنماها و آيين نامه هايي که در زمينه بتن اليافي تاکنون در جهان ارائه گرديده است معرفي خواهد شد.

 

1-9. مقايسه چند نوع الياف از نظر هندسه

  • بانديا و دابي[4] در سال 2000 با استفاده از روش آزمايش مقاومت پسماند[5] براي اندازه گيري طاقت بتن اليافي بر حسب نقطه اوج مقاومت پسماند، تحقيقاتي انجام دادند، اين روش توانايي داشت تا تاًثير هريک از پارامترهاي مختلف الياف همچون نوع، طول، شکل، درصد حجمي، هندسه و مدول الاستيسيته را مورد بررسي قرار دهد]17[. دو گروه آزمايش انجام گرفت در آزمايش اول دو نوع الياف پلي­پروپيلن يکي ريسه اي[6] و ديگري الياف منفرد[7] با مقاومت بالا مورد آزمايش قرار گرفتند، جوابها بدين گونه بود که الياف منفرد(مونوفيلامنت) طاقت بتن را بهتر از الياف ريسه­اي افزايش دادند. آزمايش دوم نشان داد که الياف فولادي قلاب­دار طاقت بهتري را نسبت به الياف فولادي موجدار در بتن اليافي از خود نشان مي­دهند.

 

 

 

 

 

 1-10. مقايسه اثر نوع­هاي مختلف الياف از نظر جنس در بتن اليافي

  • سونگ و هوانگ[8] از دانشگاه دفاع ملي تايوان در سال 2004 تحقيقاتي را بر روي خواص مقاومتي بتن مسلح به الياف پلي­پروپيلن و نايلون انجام دادند که در آن توان مقاومتي بتن مسلح به الياف PP  در مقابل بتن مسلح به الياف نايلون مورد مقايسه قرار گرفت، در اين تحقيق از الياف رشته اي و نازک PP به مقدار 6/0 درصد استفاده گرديد]18[، در بتن مسلح به الياف نايلون تنشهاي فشاري و کششي و مدول گسيختگي به ترتيب 3/6 و 7/6 و 3/4  درصد نسبت به بتن مسلح به پلي­پروپيلن افزايش يافتند. ولي در آزمايش ضربه ايجاد اولين ترک و گسيختگي نهايي در بتن نايلون دار زودتر رخ داد. همچنين در کاهش ترکهاي پلاستيک الياف پلي­پروپيلن موثرتر واقع شدند. علت اينکه الياف نايلون تنش کششي را بيشتر افزايش داد خوب پخش شدن در بتن تشخيص داده شد.
  • پري[9] در سال 2003 از الياف کوتاه و بلند پلي­پروپيلن با مقاومت بالا و از نوع منفرد جهت مسلح کردن کف سازي خارجي استفاده کرد]19[. او گزارش داد که فرسايش سطح کف سازي ها موجب در معرض ديد قرار گرفتن و بيرون زدگي الياف فولادي مي­گردد. چه کف سازي، براي پياده­روها باشد چه براي عبور وسايل نقليه، اين امر مي­تواند خطرناک باشد. براي اين تحقيق دو آزمايش صورت گرفت، در آزمايش اول يک دال کوچک مخصوص کف­سازي خارجي حاوي الياف فولادي با انتهاي قلاب دار و طول 60 ميليمتر به مقدار  30 کيلوگرم بر مترمکعب و يک دال مشابه شامل الياف      پلي­پروپيلن به طول 50 ميليمتر به مقدار 9/6 کيلوگرم بر مترمکعب ساخته شد. براي آزمايش مقاومت خمشي و طاقت خمشي از روش آزمايش سه نقطه­اي استفاده گرديد. نتايج آزمايش خمش نشان داد که بتن مسلح به الياف فولادي به اندازه 53 درصد مقاومت خمشي را افزايش داده، در حالي که بتن شامل پلي­پروپيلن عدد 78 درصد را به ثبت رساند. همچنين در آزمايش دوم از لحاظ مقاومت خارجي در برابر فرسايش الياف فولادي 20 درصد و الياف پلي­پروپيلن 41 درصد افزايش را ايجاد کردند. پري نتيجه گرفت که الياف PP براي ساخت کف سازي ها از لحاظ کنترل ترک ها بهتر از الياف فولادي عمل مي­کنند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

منابع

1– مهتا، مونته­يرو، ترجمه علي رمضانيانپور، پرويز قدسي، اسماعيل گنجيان، (1383)، تکنولوژي بتن پيشرفته، ريز ساختار، خواص و اجزاي بتن.

2 – محمد ابراهيم­زاده نجف­آبادي، (1374)، تاثير سه نوع الياف داخلي بر روي پيوستگي بين فولاد و بتن، پايان­نامه کارشناسي ارشد، دانشگاه آزاد اسلامي کرمان.

4- Mostafa. Khanzadi, ­­­­­Mohsen.Tadayon, Hamed.Sepehri and Mohammad.Sepehri, (2009), Influence of  Nano-Silica Particles on Mechanical Properties and Permeability of Concrete, Department of Civil Engineering, Science & Technology University of Tehran, Iran

5 –  نويل و بروکس، ترجمه علي­اکبر رمضانيانپور، محمد رضا شاه­نظري، (1383)، تکنولوژي بتن.

6 -ACI Committee 544, (2000), State of the Art Report on Fibrereinforceed concrete, ACI 544, 1R-96, ACI Manual of Concrete Practice.

7- ACI Committee 544, ( Reapproved 1999), Measurement of properties of Fibre Reinforced concrete, ACI 544,2R-89, ACI Manual of Concrete Practice.

8- ACI Committee 544, (Reapproved 1998), Guide for specifying, proportiononing, Mixing, Placing and Finishing Steel Fibre Reinforced Concrete, ACI 544, 3R-93, ACI Manual of Concrete Practice.

9- ACI Committee 544, (Reapproved 1999) , Design Consideration for Steel Fibre Reinforced Concrete, ACI 544, 4R-88, ACI Manual of Concrete Practice.

10- Japan Society of  Civil Engineering Standard, JSCE-SF, (1986), Metod of making steel fibre reinforced Concrete in laboratory.

11 –  ابوالفضل حسني، سعيد محمد، (1378)، تاثير الياف فولادي در کنترل ترک­هاي کششي بتن، مرکز تحقيقات ساختمان و مسکن، نشريه شماره 263.

12 – عليرضا خالو، (1378)، رفتار و کاردبرد­هاي بتن اليافي، کنفرانس تخصصي بتن اليافي، دانشگاه صنعتي شريف.

13 –عليرضا باقري، طيبه پرهيزکار ، پرويز قدوسي، افشين طاهري، (1378)، کاربرد الياف و فرآورده­هاي سيماني، مرکز تحقيقات ساختمان و مسکن(چاپ اول).

14- فرزين صمصامي، (1382)، الياف پلي­پروپيلن و کاربرد آن در بتن، مجله راه و ساختمان.

15- سيما حبيبي، مهدي محمدي شادپور، (1385)، نانوتکنولوژي و پيدايش کاربرد­هاي جديد، انتشارات الماس دانش.

16- W. Sun, H. Chen, X. Luo and H. Qian, (2001), the effect of hybrid fibers and expansive agent on the shrinkage and permeability of high-performance

17- N. Banthia, A. Duby, (2000), Measurement of flexural Toughness of  Fibre Reinforced Concrete Using Technique, Part 2, Performance of various Composites, ACI  Material Journal,Volume 97, Number 1.

18- P.S. Songa, S. Hawang, B.C. Sheu, (2005), Strength properties of naylon and polypropylene Fibre Reinforced Concrete, Cement &Reserch 35,1546-1550.

19- B. Perry, (2003), Reinforcing external pavements with both larg and small synthetic Fibres, Concrete, p46-47.

20- Chunxiang. Qian, Piet. Stroeven, (2000), Fracture Propertise of concrete reinforced with steel-polypropylene hybrid fibre, Cement & Concrete 22, 343-351.

21- Atef. Badra, Ashraf  F. Ashourb, Andrew K. Plattena, (2005), Statistical variations in impact resistance of polypropylene Fibre Reinforced Concrete, International Journal of  impact  Engineering.

22- Cheon-Goo. Han , Yin-Seongr. Hawang, (2005), Performance of spalling resistance of  high performance concrete with polypropylene fibre contents and lateral confinement, Cement & Concrete Research 35,1747-1753.

23- Yeol. Choia, Robert. Yuan, (2005), experimental relationship between splitting tensile strength and compressive strength of GFRC and  PFRC, Cement & Concrete Research 35, 1587-1591.

24- P. Soroushian, H. Elyamany and K. Ostowarid, (1998), Mixed-mode Fracture Properties of Concrete Reinforced with Low Volume Fractions of  Steel and Polypropylene Fibers, Cement & Concrete Composites 20, 67-78.

25- P. Soroushian, A. M. Alhozaimy, F. Mirza, (1999), Mechanical properties of polypropylene fiber reinforced concrete and the effects of pozzolanic materials, King Saud University, Riyadh, Saudi Arabia 11421.

26- H. Toutanji, S. Mc Neil and  Z. Bayasi, (1998), chloride permeability and impact resistance of polypropylene-fiber-reinforced silica fume concrete, Cement and Concrete Research,Vol. 28, No. 7, pp. 961–968.

27- H. Toutanji, (1999), Properties of polypropylene fiber reinforced silicafume expansive-cement concrete, Construction and Building Materials 13,171-177.

28- W. Sun, H. Chen, X. Luo and H. Qian, (2001), the effect of hybrid fibers and expansive agent on the shrinkage and permeability of high-performance concrete, Cement and Concrete Research 31, 595-601.

29- T. B. Aulia, (2002), Effects of  Polypropylene  Fibers on the  Properties of High-Strength Concretes, Lacer No. 7.

30- Chunxiang. Qian, Piet. Stroeven, (2006), Fracture properties of concrete reinforced with steel-polypropylene hybrid fibres, Southeast University, Nanjing 210096, People’s Republic of  China.

31- Zengzhi. Sun, Qinwu. Xu, (2009), Microscopic, physical and mechanical analysis of polypropylene fiber reinforced concrete, University of Texas at Austin, TX 78712, USA.

32- Luciano. Senff, Joao. A. Labrincha, Victor. M. Ferreira, Dachamir. Hotza, Wellington. L. Repette, (2009), Effect of nano-silica on rheology and

33- J. Y. Shih, T. P. Chang, T. C. Hsiao, (2006), Effect of  Nanosilica on characterization of Portland cement composite, Materials Science and engineering A424, 266-274.

34- J. Tao, (2005), Priliminary study on the water permeability and microstructure of concrete incorporating nano-Sio2 , Cement & concrete Research 35, 1943-1947.

35- H. Li, M. H. Zhang, J. Ou, (2006), Abration  resistance of  concrete containing  nano-particle s for pavement, water260, 1262-1266.

36- مستوفي­نژاد، حاتمي، (1383)، اثر الياف پلي­پروپيلن بر ترک خوردگي ناشي از آبرفتگي پلاستيک و کارايي بتن، نشريه دانشکده مهندسي، سال شانزدهم، شماره اول.

37- عليرضا خالو، بررسي ترکهاي جمع­شدگي در بتن مسلح به الياف پلي­پروپيلن، مجموعه مقالات چهارمين کنفرانس بين­المللي مهندسي عمران، دانشگاه صنعتي شريف، ص 205-211.

38- Mahmoud. Nili, V. Afroughsabet, (2009), The effects of silica fume and polypropylene fibers on the impact resistance and mechanical properties of concrete, Civil Eng. Dept, Bu-Ali Sina University, Hamedan, I.R, Iran.

39- Mostafa. Khanzadi, Mohsen. Tadayon, Hamed.Sepehri,and Mohammad. Sepehri, (2009), InfluenceofNano-Silica Particles on Mechanical Properties and Permeability of Concrete, Department of Civil Engineering, Science & Technology University of Tehran, Iran.

40- A. Bentur, S. Mindess, (1990), Fibre reinforced Cementition composites, Elseveir Science publishing Ltd, New York, United State of  America.

41- fresh properties of cement pastes and mortars, Construction and Building Materials 23, 2487–2491.

42- عليرضا رهايي، (1384)، ترميم وتقويت سازه­هاي بتن مسلح با الياف پليمري مرکب (FRP)، انتشارات دانشگاه تفرش.

43- احمد­رضا براتي­فر، (1378)، بررسي و ارزيابي تاثير افزايش الياف مختلف به بتن بر روي استحکام مکانيکي بتن و ميزان خوردگي آرماتورهاي درون آن، پايان­نامه کارشناسي ارشد، دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشکده مهندسي شيمي.

44- V. Bindiganavile, N. Banthia, (2001), Polymer and steel fibre-reinforced cementitious composites under Impact loading- part1, Bond-slip response, ACI Material Journal, v98.

45- R. Brown, A. Shukla and K. R. Natarajan, (2002), fibre Reinforcement of Concrete Structure , URITC  PROJECT  NO. 536101 , University of  Rhode Island.

46- G. Quercia, H. Brouwers, (2010), Aplicationof  Nano-silica (ns)  in concrete mixture, 8th fib PhD Symposium in Kgs. Lyngby, Denmark.

47- J. Newman, B. Choo, (2003), Advanced Concrete Technology(concrete propertises), First published, Elseveir 1td.280-290.

48- علي اکبر رمضانيانپور، شاپور طاحوني، منصور پيدايش(اعضاي هيئت علمي دانشگاه صنعتي اميرکبير)، (1380)، دستنامه اجراي بتن، تهران، انتشارات علم­وادب.

 

 

 

 

 

 

 

……….
Title of thesis : An investigation of  the effect of Nano – silica on mechanical properties and durability of polypropylene  Fibr-rinforced  concrete

 

Suoervisor : Dr. Yaghoub Mohammadi

Advisor :  Taher Baher Talari

Graduate Degree: master of science  Major: civil Eng.

 Specialty: structure

Uneversity of Mohaghegh Ardabili       Faculty: Civil Eng.

Graduation date:  2011/07/05                             Number of page :100

Key word : 1. Nano-silica    2. Polypropylene     3. Fibre concrete
Abstract :

The effect of  Nano-silica on mechanical properties and durability of concrete contains polypropylene fibre was studid in this thesis. The length of  the used polypylene fibre was 18 mm and the ratio of length to diameter 0.9 µm was used. The effect of PP fibre and Nano-silica was compared and investigated in three different percentage for each of them in the proportion of  0.1 , 0.2 and 0.3 percentage for PP Fibre and 2 , 4 and 6 percentage for Nano-silica on the concrete which its proportion of water to cement was 0.38. Altogether more than 192 cubic and cylyndrical examples were made based on ASTM standard and stress strength & indirect tensile strength, ultrasonic & electrical resistance experiment showed considerable increase in mechanical characteristics  and concrete durability.

Stress & indirect tensil strength increased to 55 and 25 percen respectively. Spectacular increase in electrical resistance was an indication of high durability of this kind of concrete.

 

 

 

 

 

 

Faculty of Engineering

Department Of Structure

 

 

An investigation of  the effect of  Nano-silica on mechanical properties and durability of polypropylene 

Fibre-rinforced concrete

 

 

Supervisor :

Dr. Yaghoub Mohammadi

 

Advisor :

Taher Baher Talari

 

By :

………

 

Uneversity of Mohaghegh Ardabili

July 2011

1 Japan Society of Civil Engineering Standard

1 Shotcrete

1 Dynamic load

1 Banthia & Duby

2 Hysteresis resistance

3 Fibrillated fibre

4  Monofilament fibre

1 Songa & Hawang

2 Perry

دیدگاهها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین نفری باشید که دیدگاهی را ارسال می کنید برای “بررسي تاثير نانوسيليس بر خواص مکانيکي و دوام بتن¬هاي حاوي الياف پلي¬پروپيلن”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

70 − = 66