انتخاب صفحه

فهرست مطالب
فصل اول

بتن، به عنوان پرمصرفترین و مهمترین مصالح ساختمانی قرن بیستم معرفی شده است. مصرف سرانۀ بتن در دنیا در حدود یک تن است. لذا، بتن پس از آب، بیشترین ماده¬ای است که بشر مصرف می کند. این، در حالی است که فقط حدود دو قرن از ابداع سیمان و بتن گذشته است و این مصرف به سرعت در حال فزونی می¬باشد [1و2].
دوام بتن از جمله مسائلی است که امروزه در مباحث توسعه پایدار از اهمیت بالایی برخوردار بوده و عمر سازه های شهری را تحت الشعاع خود قرار می دهد و در آینده ای نزدیک از مهمترین شرایط پذیرش بتن های در حال ساخت، طول عمر آن خواهد بود که باید قبل از ساخت، آزمایش های لازم بر روی آن صورت گیرد.
با توجه به شرایط واقعی شهری همانند تهران، بتن دائما در معرض کربناسیون و گاه نفوذ یون کلرید به طور همزمان است. از یک سو آلاینده ها با ورود گازهای سمی و مخرب و از سوی دیگر فعالیت های مربوط به جلوگیری از یخ زدگی معبر شهری با ورود مواد مضر دارای کلرید و نمک، به سلامت بتن آسیب جدی وارد می کند.
تاکنون آزمایش های مختلفی برای بررسی دوام بتن در برابر کربناسیون(نفوذ و تاثیر گازهای موجود در هوا) و در برابر نفوذ یون کلراید (نفوذ و تاثیر گازهای موجود در نمک و آب) انجام شده است اما در هیچیک از آزمایش ها در هیچ نقطه ای از دنیا تا، به حال تاثیر این دو عامل بسیار مخرب به طور همزمان بررسی نشده است و از این حیث نیز این پروژه دارای ارزشی مضاعف است.
1-2- ضرورت انجام تحقیق
هم اکنون در تمامی پروژه های عمرانی بزرگ دنیا، تمامی آزمایش های دوام برای بتن انجام می گیرد که می تواند عمر پروژه را افزایش دوچندانی دهد. در راستای موارد فوق الذکر، بررسی دوام بتن آن پروژه مهم شهری و کشوری، از لحاظ حملات کلریدی و کربناسیون، بسیار حیاتی خواهد بود و می تواند عمر پروژه را افزایش چشمگیری دهد. با انجام چنین پروژه ای عمر پروژه های شهری و کشوری افزایش چشمگیری پیدا خواهد کرد زیرا می توان قبل از انجام بتن ریزی به بهینه عمر بتن دست پیدا نمود و آن را پیش بینی کرد. با توجه به این تخمین و پیش بینی، چرخه های تعمیر و نگهداری نیز به تعویق افتاده و عمر سازه های شهری افزایش چشمگیری خواهد یافت و این امر صرفه جویی ارزی بسیار بالایی را به ارمغان خواهد داشت.
برای سنجش چنین مواردی، ساخت دستگاهی که بتواند علاوه بر شبیه سازی حملات کلریدی، کربناسیون را نیز توامان اعمال کند، ضروری می نماید. تا کنون در بررسی های آزمایشگاهی عوامل مخرب کربناسیون و نفوذ یون کلرید ، به طور جداگانه انجام می شده است و نتایج واقعی بدست نمی آمده است و متعاقب آن، نتایج حاصل از بررسی دوام نمونه های بتنی از واقعیت به دور بوده است زیرا در حالت طبیعی و در محیط هایی که بتن ریزی انجام می شود، گاز CO2 ناشی از دود کارخانه ها و اتومبیل ها و نیز یون های مضر کلرید ناشی از آب باران و نمک پاشی سطح معابر شهری وجود دارد.
هدف استفاده از این دستگاه آن است که با بکارگیری آن در محیط های آزمایشگاهی، نگهداری نمونه های بتنی در شرایطی انجام گیرد که بتواند تحت کربناسیون(نفوذ و تاثیر گازهای موجود در هوا) و نیز نفوذ یون کلرید(نفوذ و تاثیر گازهای موجود در نمک و آب) به طور همزمان قرار گرفته و بتواند جوابگوی شرایط واقعی محیطی که بتن در آن قرار می گیرد، باشد و نتایج آزمایش های صورت گرفته بر روی بتن به واقعیت نزدیک تر شود. ضمنا در کارخانه ها و کارگاه های بتن سازی که بحث کنترل دوام بتن بسیار مهم است، و نیز در پروژه های پل سازی، اعم از پل های اتومبیل رو و پل های راه آهن و نیز در بندرسازی، می توان از این دستگاه که قابل حمل است استفاده نمود تا از نتایج آزمایشات کاملا اطمینان حاصل کرد. در صورت دانستن نتایج دقیق، شاهدکاهش هزینه های تعمیر و نگهداری خواهیم بود زیرا با تغییر در طرح اختلاط بتن، عمر بتن افزایش پیدا خواهد کرد. بهتر است از این دستگاه برای بررسی دوام بتن هایی که در پروژه های مناطق جنوبی کشورمان تولید می شود، که خرابی ناشی از کربناسیون و حمله یون های کلریدی، بالاست استفاده گردد تا بتوان به نتایج دقیق تری در آزمایشات نمونه های بتنی دست پیدا کرد و بدین وسیله طرح اختلاط بتن بهبود چشمگیری پیدا کرده و عمر سازه های بتنی افزایش قابل ملاحظه ای یابد زیرا بتن جدید حاصل از آزمایشاتی که به شرایط واقعی نزدیک تر باشد، عمر بیشتری خواهد داشت.

1- مقدمه………………………………………………………………………….. 1
1-1- مقدمه و اهمیت موضوع…………………………………………………… 1
1-2- ضرورت انجام تحقیق……………………………………………………….. 1
1-3- اهداف پایان نامه……………………………………………………………. 3
1-4- چارچوب پایان نامه…………………………………………………………. 3

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل دوم

در این فصل به بررسی و مرور تحقیقات انجام شده در زمینه نفوذ یون کلراید، اعمال کربناسیون و اعمال توامان نفوذ یون کلراید و کربناسیون می پردازیم. همانطور که مستحضرید، بتن پر مصرف ترین مصالح ساختمانی است. این ماده معمولا از مخلوط نمودن سیمان پرتلند، ماسه، سنگ شکسته و آب تشکیل می شود. در اغلب کشورهای جهان نسبت مصرف بتن به فولاد، از 10 به 1 نیز فراتر رفته است. میزان مصرف امروز بتن در جهان بالغ بر 5/5 میلیون تن در سال است.
دلایل زیادی برای این پر مصرف ترین مصالح مهندسی ذکر شده است:
بتن مقاومت بالایی در مقابل آب دارد. برخلاف چوب و فولاد معمولی، توانایی بتن برای مقاومت در مقابل آب و عدم ایجاد خرابی در آن، از مصالحی ایده آل برای کنترل و ذخیره کردن و حمل و انتقال آب ساخته است.
سهولت شکل دادن به آن برای ساخت اجزای مختلف سازه که به راحتی به درون قالب ها با شکل های مختلف ریخته می شود. [1].
سیمان پرتلند و سنگدانه به آسانی قابل دسترسی و ارزان می باشند.
بتن مسلح که در آن از فولاد و بتن استفاده می شود، طوری طراحی می شود که دو مصالح بتن و فولاد تواما برای تحمل نیروهای وارد به قطعه مقاومت کنند.
بتن پیش تنیده، که در آن با کشیدن کابل های پیش تنیدگی و آرماتورها در بتن فشاری اولیه ایجاد می کنند، برای تحمل تنش های کششی بیشتر در حین بارگذاری قطعات، طراحی شده اند. [2].
بتن به عنوان یکی از مهمترین مصالح ساختمانی در جهان مطرح می¬باشد و با توجه به اینکه کمتر از دو قرن از اختراع آن با ترکیبات امروزی می¬گذرد، کماکان رفتار آن در شرایط مختلف در هاله¬ای از ابهام قرار دارد. بتن علیرغم سادگی آشکار آن، دارای ساختار بسیار پیچیده¬ای است و روابط بین ساختار ماده و مشخصات آن، که معمولاً برای درک و کنترل مواد مختلف سودمند است، را نمی¬توان به سادگی به کار برد. بتن شامل یک توزیع غیرهمگن از تعداد زیادی اجزاء جامد است و نیز دارای منافذی است که دارای شکل¬ها و اندازه¬های گوناگونی می¬باشند. تمامی این منافذ و یا بخشی از آنها از محلول¬های قلیایی پر شده¬اند. روش¬های تحلیلی علم مواد و مکانیک جامدات، در مصنوعاتی که نسبتاً همگن هستند و پیچیدگی بسیار کمتری از بتن دارند به خوبی به کار برده می-شود. از جمله این مواد می¬توان به فولاد، پلاستیک¬ها و سرامیک¬ها اشاره نمود. به نظر نمی¬رسد که این روش¬ها بتوانند در مورد بتن خیلی موثر واقع شوند[1]. در واقع واژه بتن (Concrete) از واژه لاتین (Concretus) به معنای “رشد کردن” اشتقاق یافته است [1] و بنا بر دانش تکنولوژی بتن فرآیند هیدراتاسیون سیمان و محصولات حاصل از آن تا سال¬ها پس از ساخت ادامه خواهند داشت. این امر سبب مطرح شدن بتن به عنوان یک موجود زنده می¬باشد. نیاز به آب برای ادامه حیات و بارورتر شدن آن، تاثیرپذیری از شرایط محیطی مانند دما، رطوبت و یون¬های مخرب، تغییر خواص با گذشت زمان و بالاخره پیری مصالح تشکیل دهنده آن مؤید زنده بودن این ماده می¬باشد [2].
در مقایسه با سایر مواد، ساختار بتن یک مشخصه ایستا و ثابت از این ماده نیست. دلیل این امر نیز آن است که دو جزء از سه جزء کاملاً متمایز در ساختار بتن، یعنی خمیر سیمان و ناحیه انتقال بین خمیر و سنگدانه با گذشت زمان و به طور مستمر تغییر می¬کنند، از طرفی دیگر بر خلاف سایر مصالح، که به صورت یک “کالای آماده برای مصرف” ارائه می¬شوند، بتن ماده¬¬ای است که اغلب می¬باید درست قبل از مصرف در محل کارگاه یا نزدیک آن ساخته شود. از این رو اگر در دو مرحله بتنی با مشخصات یکسان در دو کارگاه متفاوت ساخته شود، نمی¬توان از رفتار یکسان آنها مطمئن بود.
به طور کلی، به هر ماده یا محصولی که از یک ماده چسبنده با خاصیت سیمانی شدن، تشکیل شده باشد، بتن اطلاق می¬شود. تاریخ ساخت و کاربرد بتن به عنوان مصالح ساختمانی از قدمت چند هزار ساله برخوردار می¬باشد و سازه¬های ساخته شده از این جنس در ایران و جهان گواه این امر می¬باشند. با این تعریف، بتن طیف وسیعی از محصولات را شامل می¬شود ولی در اینجا منظور از بتن، ماده ساخته شده با سیمان پرتلند، آب و سنگدانه (و افزودنی) می¬باشد.
ساخت بتن با سیمان پرتلند پس از پیدایش سیمان پرتلند در سال 1827 آغاز شده و در طی این دوران به یکی از پرمصرفترین مصالح در صنعت ساختمان تبدیل شده است که این خود گواه پارامتر¬ها و ویژگی¬های منحصر بفرد آن می¬باشد. مقاومت عالی بتن در مقابل آب، سهولت فرم-پذیری بتن در اشکال و اندازه¬های مختلف، ارزان¬تر بودن و سهولت دسترسی به مصالح تشکیل¬دهنده آن تقریباً در هر نقطه از جهان، از علل متعدد این امر می¬باشند. طی سالیان گذشته، نوع و کیفیت مصالح بتنی و روش¬های ساخت به¬طور قابل ملاحظه¬ای تغییر کرده است.
اجزاء اصلی تشکیل¬دهنده بتن، عبارتند از سنگدانه¬، سیمان و آب. در سال¬های اولیه، استفاده از بتن به دلیل کم بودن مقاومت کششی آن، محدودتر بود ولی در اواسط قرن نوزدهم میلادی برای اولین بار از تسلیح بتن استفاده شد و به این ترتیب با لاغر شدن اعضای بتنی، امکان طرح دهانه¬های بزرگتر و استفاده از تنش¬های طراحی بالاتر، به عنوان یکی از مهم¬ترین پیشرفت¬ها در زمینه استفاده از بتن فراهم گردید. با توجه به اینکه مواد اولیه برای ساخت بتن در همه جای دنیا در دسترس است، استفاده از آن در سطح دنیا از همان ابتدا رو به گسترش گذاشت.
بتن از سه فاز مختلف تشکیل شده است. این فازها عبارتند از: سنگدانه، خمیر و ناحیه انتقال. مشخصات مکانیکی و دوام بتن به هر سه فاز ذکر شده وابسته است. بنابراین برای ارزیابی و تعیین مشخصات بتن باید هر سه فاز بررسی شوند. این بررسی¬ها باید از دو دیدگاه صورت گیرد. دیدگاه اول، بررسی هر یک از سه فاز به صورت مستقل و دیدگاه دوم، بررسی اثر این سه فاز بر یکدیگر.

2- مروری بر ادبیات فنی……………………………………………………….. 5
2-1- مقدمه ………………………………………………………………………5
2-1-1- ساختار بتن…………………………………………………………….. 7
2-1-2- ساختار فاز سنگدانه…………………………………………………… 7
2-1-3- ساختار سیمان خمیر هیدراته……………………………………….. 7
2-1-4- مواد جامد در خمیر هیدراته شده…………………………………… 8
2-1-5- فضاهای خالی در خمیر سیمان هیدراته شده…………………….. 9
2-1-6- فضاهای بین لایه ای در C–S–Hا……………………………………. 9
2-1-7- فضاهای مویینه……………………………………………………….. 10
2-1-8- حباب های هوا ………………………………………………………10
2-1-9- آب بین لایه ای…………………………………………………….. 11
2-1-10- مقاومت…………………………………………………………… 11
2-2- نفوذ یون کلراید……………………………………………………….. 13
2-2-1- مکانیزمهای انتقال یون کلرید و عوامل مؤثر بر آن……………… 14
2-3- کربناسیون…………………………………………………………… 17
2-3-1- فرآیند شیمیایی- فیزیکی کربناتاسیون……………………….. 18
2-3-2- عوامل موثربر فرآیند کربناتاسیون بتن………………………….. 18
2-3-3- تاثیر عوامل خارجی (شرایط محیطی) بر کربناتاسیون بتن …..26
2-3-4- تاثیرشرایط اجرایی بر کربناتاسیون بتن ………………………..29
2-3-5- تاثیر کربناتاسیون بر خواص بتن………………………………… 31
2-4- تاثیر کربناتاسیون بر یون کلرید…………………………………….. 33
2-4-1- تاثیر کربناتاسیون بر مقیدسازی یون کلرید…………………… 33
2-4-2- پدیده توام کربناسیون و نفوذ یون کلراید……………………… 34
2-4-3- بررسی پدیده…………………………………………………… 34
2-4-4- انواع مدل های تاثیر توامان کربناسیون و نفوذ یون کلراید…. 38
2-4-4-4- مدل song و همکاران………………………………………. 40
2-4-5- رفتار کربناسیون و نفوذ کلراید به طور همزمان ……………..41

فصل سوم

3-1- مقدمه
ASTM C618 ، پوزولان را به این صورت تعریف می کند: ماده سیلیسی یا سیلیسی آلومیناتی که به خودی خود ارزش چسبندگی ندارد، اما به شکل ذرات بسیار ریز و در مجاورت رطوبت و درجات حرارت معمولی با هیدروکسید کلسیم واکنش شیمیایی داده و ترکیباتی را به وجود می آورد که خاصیت سیمانی و چسبندگی دارند.
بنابراین پوزولان یک ماده طبیعی یا مصنوعی است که حاوی سیلیس فعال است. لازم است که ماده پوزولانی به شکل پودر شده باشد، زیرا فقط در این صورت سیلیس می تواند در حضور آب با آهک ( که بر اثر هیدراتاسیون سیمان پرتلند ایجاد می گردد ) سیلیکات های کلسیم پایدار را که دارای خواص چسبندگی اند، تشکیل دهد. ضمنا در بررسی کلی پوزولان ها باید متذکر شد که سیلیس آنها باید بی شکل ( آمورف ) باشد، زیرا قابلیت ایجاد واکنش سیلیس متبلور بسیار کم است.
3-2- دوده سیلیس
یکروسیلیس یک سوپر پوزولان است که در صورت کاربرد درست از دوده سیلیس، تأثیر بسیار قابل توجهی در افزایش مقاومت و دوام سازهای بتنی دارد. در دوده سیلیس حرارت زایی بتن تا حد زیادی ناشی از همان مکانیزم هایی است که باعث افزایش دوام و مقاومت بتن می شود، در حقیقت خواص پرکنندگی و واکنش پوزولانی دوده سیلیس می تواند باعث کاهش میزان حرارت زایی بتن شود. حرارت زایی یک گرم دوده سیلیس بیشتر از یک گرم سیمان پرتلند معمولی است و در مواردی بیشتر از 2 برابر آن خواهد بود.اما مقاومت زایی بالاتر دوده سیلیس (2 تا حدود 4 برابر سیمان) امکان کاهش مقدار کل مواد سیمانی بتن جهت دستیابی به یک مقاومت مشخص را فراهم نموده و بدین شکل استفاده از دوده سیلیس میتواند باعث کاهش حرارت زایی بتن شود.
دوده سیلیس یک ماده فرعی است در تولید سیلیسیم و آلیاژهای سیلیسیم، مخصوصا آلیاژ فروسیلیس است و برای استفاده ماده سیمانی در بتن کاربرد دارد. دیگر فواید استفاده ازدوده سیلیس برای پایین آمدن جنبش یونهاى کلر و پایین آوردن عمق نفوذی کلر در بتن مخصوصا در مناطق ساحلى جنوب ایران است. ]45[

3-2-1- مواردمصرف دوده سیلیس
دوده سیلیس در بتن ریزى برای ساخت بارانداز های کشتی، فونداسیون ماشین آلات، سـتون ها ،شمع ها و قطـعات پـیش ساخته و سازه هاى بتنى که در معرض عوامل شیمیایى به ویژه یون کلر و سولفات ها هستند استفاده میگردد. فواید مصرف دوده سیلیس : مصرف دوده سیلیس باعث افزایش مقاومت هاى دینامیکى در بتن می شود مثل فشاری، خمشی، کششی و برشی. دوده سیلیس باعث افزایش تراکم در بتن و کاهش نفوذپذیرى آن در بتن می شود. مصرف دوده سیلیس برای جلوگیری از خوردگی بتن در مقابل عوامل خورنده می شود. برای افزایش مقاومت در مقابل آسیب آرماتور در بتن هاى مسلح از دوده سیلیس استفاده می کنند.
3-2-2- اثر واکنش پوزولانی دوده سیلیس
واکنش پوزولانی دوده سیلیس سریعتر از پوزولان های معمولی است مثل خاکستر بادی و اکثر پوزولان های طبیعی ایجاد می شود. با اینکه واکنش پوزولانی در کل بین سیلیس موجود در پوزولان و هیدرواکسید کلسیم ناشی از هیدراتاسیون سیمان ایجاد می شود. با در نظر داشتن ریزی و خواص افزایش دوده سیلیس حدود 90 درصد این انتظار می رود که حرارت زایی واکنش پوزولانی دوده سیلیس به میزان زیادی بیشتر از پوزولان ها باشد مثل خاکستر بادی. حرارت زایی خاکستر بادی در بتن درعوض هر گرم حدودا نصف حرارت زایی سیمان را با جرم برابر برآورده می کند. بر این اساس قابل انتظار است که حرارت زایی واکنش پوزولانی دوده سیلیس در بتن بیشتر ازجرم مساوی سیمان است. بخصوص لازم به توجه است که حرارت زایی دوده سیلیس در بتن به عواملی مثل درصد استفاده از دوده سیلیس، نسبت آب به مواد سیمانی و دما در حین واکنش دارد.
3-2-3- میزان حرارت زایی دوده سیلیس
حرارت زایی مواد پوزولانی در دوده سیلیس دیگر معمولاً با حرارت زایی جرم معادل سیمان مقایسه می شود. این واکنش را کمیت “ضریب حرارت زایی” می نامند. در صورت استفاده از دوده سیلیس در بتن های قوی با میزان آب به سیمان کمتر از 0.4 حرارت زایی آن کمتر از سیمان معمولی است. در بتن هایی که مقاومت متوسط آن با نسبت آب به مواد سیمانی بالاتر از 0.4 است و درصد متعارف استفاده از حرارت زایی دوده سیلیس 10 درصد بیشتر از سیمان پرتلند معمولی بوده است و نسبت های آب به سیمان می تواند بیش از 2 برابر آن با آن باشد.

مخلوط کردن تدریجی لجن دوده سیلیس

مخلوط کردن تدریجی لجن دوده سیلیس

3- مصالح، روش های ساخت و آزمایش ها …………………………..43
3-1- مقدمه……………………………………………………………… 43
3-2- دوده سیلیس……………………………………………………… 43
3-2-1- مواردمصرف دوده سیلیس…………………………………….. 44
3-2-2- اثر واکنش پوزولانی دوده سیلیس…………………………… 44
3-2-3- میزان حرارت زایی دوده سیلیس…………………………….. 44
3-3- مشخصات مصالح مصرفی………………………………………. 45
3-3-1- سیمان…………………………………………………………. 45
3-3-2- سنگدانه……………………………………………………….. 45
3-3-3- آب………………………………………………………………. 46
3-3-4- فوق روان کننده ……………………………………………….46
3-4- ساخت و عملآوری آزمونههای بتنی…………………………. 47
3-4-1- طرح اختلاط نمونه آزمایشگاهی…………………………… 47
3-4-2- ساخت بتن………………………………………………….. 51
3-5- آزمایش های فیزیکی………………………………………… 55
3-5-1- آزمایشهای تعیین نفوذ کلراید…………………………….. 55
3-5-2- آزمایشهای خواص مکانیکی و نفوذ‌پذیری بتن ………….56
3-6- آزمایشهای صورت گرفته در آزمایشگاه……………………. 56
3-6-1- آزمایش تسریعشده نفوذ یون کلرید در بتن(RCPT) ا…….56
3-6-2- آزمایش مقاومت الکتریکی سطحی به روش ونر……….. 58
3-6-3- مقاومت فشاری………………………………………….. 61
3-4-6- آزمایش جذب آب موئینه ………………………………….61
3-6-5- تعیین عمق کربناتاسیون………………………………… 61
3-6-6- تعیین میزان نفوذ یون کلراید…………………………….. 62

فصل چهارم

در شرایط واقعی، بتن دائما در معرض کربناسیون و نفوذ یون کلرید به طور همزمان است، این در حالیست که تا کنون در بررسی های آزمایشگاهی عوامل مخرب کربناسیون و نفوذ یون کلرید ، به طور جداگانه انجام می شده و نتایج واقعی بدست نمی آمده است. زیرا در حالت طبیعی و در محیط هایی که بتن ریزی انجام می شود، گاز CO2 و نیز یون های مضر کلرید وجود دارد. هدف استفاده از این دستگاه آن است که با بکارگیری آن در محیط های آزمایشگاهی، نگهداری نمونه های بتنی در شرایطی انجام گیرد که بتواند به طور همزمان تحت کربناسیون(نفوذ و تاثیر گازهای موجود در هوا) و نیز نفوذ یون کلرید(نفوذ و تاثیر گازهای موجود در نمک و آب) قرار گرفته و نتایج آزمایش های صورت گرفته بر روی بتن به واقعیت نزدیک تر شود. لازم به ذکر است که در کارخانه ها و کارگاه های بتن سازی مخصوصا در پل سازی و بندرسازی، می توان از این دستگاه که قابل حمل و سبک است استفاده نمود تا از نتایج آزمایشات اطمینان کامل حاصل کرد. در ادامه، شکل زیر نشان داده شده

تاکنون آزمایش های مختلفی برای بررسی دوام بتن در برابر کربناسیون(نفوذ و تاثیر گازهای موجود در هوا) و به طور مجزا ، در برابر نفوذ یون کلرید(نفوذ و تاثیر گازهای موجود در نمک و آب) انجام شده است، اما تاثیر این دو عامل بسیار مخرب به طور همزمان بررسی نشده است و از این حیث نیز این اختراع دارای ارزشی مضاعف است. تا به حال در دنیا، دستگاهی که بتواند بتن را تحت اعمال توامان شرایط کربناسیون و حمله یون کلرید قرار دهد ساخته نشده است. محققان در زمینه تکنولوژی بتن تا کنون در بررسی های آزمایشگاهی عوامل مخرب کربناسیون و نفوذ یون کلرید ، به طور جداگانه پرداخته اند و نتایج واقعی بدست نمی آمده است و متعاقب آن، نتایج حاصل از بررسی دوام نمونه های بتنی از واقعیت به دور و غیر قابل استناد بوده است زیرا در حالت طبیعی و در محیط هایی که بتن ریزی انجام می شود، گاز دی اکسید کربن و نیز یون های مضر کلرید وجود دارد. با بکارگیری این دستگاه در محیط های آزمایشگاهی، که نمونه های بتنی را در معرض توامان کربناسیونو حمله یون کلرید قرار می دهد و محیطی را بوجود می آورد که در عمل، بتن در آن قرار می گیرد، نتایج حاصل از آزمایش بر روی نمونه های بتنی دقیق تر خواهد شد و طرح اختلاط بهینه بر اساس شرایط واقعی تر بدست خواهد آمد.
هم اکنون در بررسی هایی که بر روی دوام نمونه های بتنی صورت می گیرد اثر کربناسیون و اثر انتشار یون کلرید به ندرت مورد بررسی قرار می گیرد و اگر هم مورد بررسی قرار گیرد، به صورت توامان این بررسی صورت نمی گیرد و بنابراین نتایج از واقعیت به دور خواهد بود. این دستگاه که می تواند بتن را در معرض همزمان کربناسیون و انتشار یون کلرید قرار دهد باعث دستیابی به نتایج دقیق تری می شود زیرا بتن ها مخصوصا در محیط های شهری همیشه در معرض توامان کربناسیون و حملات کلریدی هستند. با توجه به نتایج دقیق تر حاصل از بررسی دوام بتن و دستیابی به طرح اختلاط بهتر، چرخه های تعمیر و نگهداری نیز به تعویق افتاده و عمر سازه های شهری افزایش چشمگیری خواهد یافت و این امر صرفه جویی ارزی بسیار بالایی را به ارمغان خواهد داشت. در این دستگاه حضور گاز دی اکسید کربن توسط کپسول گاز مربوطه، شیرهای فشار شکن و شیر یکطرفه برای عدم خروج گاز تامین شده است. ضمنا برای شبیه سازی چرخه نفوذ مواد مضر همانند یون کلرید از طریق آب نمک، ظرف آبی که نمونه های بتنی در آن نگه داری می شوند توسط پمپ آب در فاصله زمانی 6 ساعت یکبار پر و خالی می شود تا شبیه سازی تر و خشک شدن بتن و نیز جزر و مد دریا انجام گردد. برای ثبت کلیه متغیر ها همچون دما، غلظت گاز، رطوبت دستگاه و غلظت آب نمک از یک ثبات اطلاعات با قابلیت ارسال اطلاعات بر روی نمایشگر و ذخیره آن بر روی حافظه جانبی استفاده می گردد تا بتوان تمامی اتفاقات را به دقت گزارش کرد. تمامی نمونه ها باید بر روی شبکه های قفسه بندی و در فاصله معینی از یکدیگر قرار گیرند تا جریان گاز و محلول آب نمک تمام سطوح نمونه ها را در بر گیرد. برای ایزوله کردن دستگاه و عدم فرار گاز ها درب دستگاه به لاستیک ایزولاسیون مانند لاستیک درب یخچال مجهز شده و با بست های مهماتی محکم می گردد. تمامی جریانات الکتریکی شامل قطع و وصل موتور پمپ از یک تابلو برق مجهز به ترموستات دما و گاز قابل کنترل است و نیز می توان دما، رطوبت و میزان غلظت گاز را توسط این تابلو کنترل کرد. ضمنا برای افزایش حجم مخزن به دو برابر در صورت تیاز، از یک هواکش و چند لوله ارتباطی جهت انتقال مداوم گاز ها از مخزن اصلی به مخزن افزوده شده، استفاده می گردد.

دستگاه ساخته شده نگهداری بتن در چرخه همزمان کربناسیون و انتشار یون کلرید

دستگاه ساخته شده نگهداری بتن در چرخه همزمان کربناسیون و انتشار یون کلرید

4- توسعه دستگاه…………………………………………………. 65
4-1- مقدمه………………………………………………………… 65
4-2- لوازم استفاده شده در ساخت دستگاه………………….. 66
4-3- هدف ساخت دستگاه………………………………………. 66
4-4- اجزاء دستگاه ………………………………………………….68
4-4-1- شمای کلی دستگاه……………………………………… 68
4-4-2- طراحی مدار فرمان………………………………………… 76
4-4-3- رگولاتور و فشار شکنو…………………………………….. 77
4-4-4- پیچ های کنترل کننده سطح آب توسط فلوتر………….. 78
4-4-5- صافی – پمپ آب – یکطرفه…………………………….. 79
4-4-6- غلظت سنج، رطوبت سنج و دما سنج……………….. 82
4-4-7- دستگاه رطوبت گیر……………………………………… 84
4-5- نحوه کار با دستگاه…………………………………………. 85

فصل پنجم

97
5- نتایج آزمایشها و تجزیه و تحلیل آن ها……………………… 97
5-1- مقدمه………………………………………………………. 97
5-2- مقاومت فشاری نمونهها………………………………….. 97
5-3- آزمایش تسریعشده نفوذ یون کلرید در بتن (RCPT) ا……98
5-4- آزمایش مقاومت الکتریکی سطحی به روش ونر……….. 99
5-5- آزمایش جذب آب موئینه………………………………….. 100
5-5-1- تعیین عمق کربناتاسیون………………………………. 101
5-6- تعیین میزان نفوذ یون کلراید…………………………….. 102
5-7- مقایسه نتایج آزمایشها …………………………………..103
5-7-1- بررسی اثر کربناسیون و نفوذ یون کلراید در مقاومت فشاری بتن……………………………………………………………….. 103
5-7-2- بررسی جذب موئینه…………………………………… 108
5-7-3- بررسی مقاومت الکتریکی……………………………. 110
5-7-4- بررسی آزمایش تسریع شده نفوذ یون کلراید………. 112
5-7-5- بررسی عمق کربناسیون……………………………… 113
5-7-6- بررسی نفوذ یون کلراید………………………………. 115
5-7-7- بررسی در اندازه نانو TEM ا…………………………….116
5-7-8- بررسی روابط بین مشخصات مکانیکی و فیزیکی بتن ها…………………………………………………………………. 118

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل ششم

121
6- نتیجه گیری و پیشنهادات……………………………………. 121
6-1- نتایج ………………………………………………………….121
6-2- پیشنهادات…………………………………………………… 124
7- فهرست مراجع……………………………………………….. 125
پیوست……………………………………………………………. 130
8- دستآورد ها و تقدیر و تشکر……………………………….. 130
8-1- دستاوردهای پایان نامه………………………………….. 130
8-2- تقدیر و تشکر………………………………………………132

Abstract
Deterioration of concrete structures, especially exposed structures, can happen because of several phenomena such as, carbonation, chloride ion attacks, sulfate attacks, freezing and thawing cycles. Among such deleterious environmental elements, carbonation and chloride ion attacks are more probable, especially in urban and marine environments like large harbors. In this study the effects of different silica fume contents and water to binder ratios on mechanical characteristics and durability of concrete due to simultaneous carbonation and chloride ion ingress has been investigated. Specimens containing different amounts of silica fume (0%,7%,and10%) and water to binder (0.35,0.4,and0.45) were cured in an apparatus in which CO2 pressure and volume, temperature, and relative humidity were held constant, and cycles that simulate tide were executed automatically. In order to signify the mechanical properties and durability of silica fume concrete due to simultaneous carbonation and chloride ion attacks, compressive strength, surface resistivity, sorptivity, depth of carbonation and chloride ion ingress, and RCPT were measured. It is expected to have synergic effect in the splash zone, because of the presence of CaCO3 from CO2 gas, and actions on Friedel’s salt, Kuzel’ssalt, and mono sulphate (AFm) phase because of chloride ion attack. However, the reason of less compressive strength for specimens cured in the splash zone than specimens cured in CO2 gas could be due to the moisture that may available near the surface of the specimens which hinders CO2 from penetrating into the pores of specimens. Besides, although mechanical properties and durability of concrete is affected by simultaneous carbonation and chloride ion attacks, implementing silica fume as binder in concrete can reduce the deleterious effects because of its role as filler and C-S-H gel producer. It was also concluded that, optimum amount of silica fume and water to binder is 10% and 0.35 respectively. Results indicate that the ideal amount of silica fume can improve the durability of concrete by reducing carbon penetration depth, chloride diffusion, and sorptivity, and it increases compressive strength



بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان

.