فایل ورد کامل مقاله طراحی و تولید انواع بتن؛ بررسی علمی شناخت مصالح و نوآوری‌های مهندسی در ساخت سازه‌ها

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 فایل ورد کامل مقاله طراحی و تولید انواع بتن؛ بررسی علمی شناخت مصالح و نوآوری‌های مهندسی در ساخت سازه‌ها دارای ۱۸ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد فایل ورد کامل مقاله طراحی و تولید انواع بتن؛ بررسی علمی شناخت مصالح و نوآوری‌های مهندسی در ساخت سازه‌ها  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل مقاله طراحی و تولید انواع بتن؛ بررسی علمی شناخت مصالح و نوآوری‌های مهندسی در ساخت سازه‌ها،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن فایل ورد کامل مقاله طراحی و تولید انواع بتن؛ بررسی علمی شناخت مصالح و نوآوری‌های مهندسی در ساخت سازه‌ها :

طراحی و ساخت انواع بتن و شناخت مصالح ان

بتن

پیش بینی تغییرات خصوصیات فیزیکی بتن:

واضح است که جداسازی بخشهایی مانند کاهش میزان تخلخل و تضعیف قدرت در هنگامیکه بتن در تماس با آب قرار می گیرد به این دلیل اتفاق می افتند که مواد تحت این شرایط در اثر جدا شدن از هم و یا ترکیب شدن با هم مبادله می شوند. هر چند که تا کنون روش خاصی برای اندازه گیری مقدار تغییرات خواص یافت نشده است . نویسنده در این مقاله سعی دارد تا کارایی آزمایشات

سیمان در شرایط مایع ودقت سازه های بتنی ۳۴ تا ۱۰۴ ساله را مورد مطالعه قرار دهد و مدلی برای تضعیف خصوصیات فیزیکی به دلیل نشت مواد هیدراته و بر اساس نتایج این مطالعات طراحی کند.

سازه های بتنی مانند مخازن ، تانکرها ، سدها ، لوله های ذخیره آب در طولانی مدت در تماس با آب می باشند و به همین خاطر ممکن است بخشی از مواد آن جدا شده و شسته شود همانند مشکلات محیطی بنابراین نشت مواد هیدراته دلیل اصلی افزایش تحقیقات در این زمینه بوده است. بخشی از اطلاعاتی که اکنون درباره افزایش غلظت مایع به خاطر نشت موادی مانند کلسیم از

هیدراتهای سیمانی بدست آمده نتیجه تحقیقات گذشته می باشد ، همچنین تحقیقات بسیاری برای مدل سازی و اندازه گیری تغییرات شیمیا یی حاصل از نشت مواد صورت گرفته است. هرچند که تاکنون روش و راه حل خاصی برای اندازه گیری کاهش غلظت مواد شیمیایی و تحلیل این تغییرات بدست نیامده است که این مسئله حاصل روند بسیار کند واکنشهای تجزیه حاصل از نشت مواد می باشد. به همین ترتیب نتایج بدست آمده از آزمایش خمیر در آب و رزین عایق و تغییرات

خصوصیات فیزیکی حاصل از نشت مواد هیدراته سیمان مورد مطالعه قرار گرفتند و به طورهم زمان این نتایج با داده های سازه های حقیقی در بازه سنی ۳۴ تا ۱۰۴ سال مقایسه شدند. حاصل این تحقیقات شایان توجه می باشد زیرا کارآمدی و وسعت روشهای مطرح شده را در تخمین و اندازه گیری تغییرات خواص فیزیکی در اثر نشت مواد نشان می دهد ، افزون بر آنکه مدلی برای پیش بینی کمی این تغییرات وبر اساس نتایج این اکتشافات ابداع شد.

نمونه های خمیر مورد آزمایش در ۴ نوع که از نظر میزان آب سیمان با یکدیگر متفاوتند آماده شده و همانطور که مشاهده می شود نتایج آزمایشات کیفیت سیمان به کار برده شده در نمونه آورده شده است.

سیمان معمولی پورتلند (Portland) که برای این تحقیق در نظر گرفته شده است دارای ۱۰۰ % OPC می باشد و هیچ ماده زائدی مانند کربنات کلسیم همراه خود ندارد ، از این سیمان برای تهیه نمونه استفاده شده است وآب یونیزه شده برای مخلوط کردن آن به کار برده شده است.

برای تهیه این مخلوط از مخلوط کن چرخشی استفاده شد و دمای حفره و رطوبت فضای مخلوط کن برابر با ۳۰ C و ۶۰ %RH می باشد. بعد از یک روز که خمیر مورد نظر در شرایط آزمایش قرار داده شد مدت ۵۶ روز زیر آب و در دمای ۴۰ C قرار می گیرد این کار به جهت افزایش میزان

هیدراتاسیون آن در شروع آزمایش و در طول انجام ان می باشد و پس از این مدت آزمایشات انجام شده جهت تثبیت خواص نمونه تکمیل شده است. سرانجام شش نمونه یک اندازه ازقسمت هسته قطعه اصلی جدا شده و برای آزمایش کنار گزارده می شوند.
در آزمایشهای اولیه سعی در تثبیت خواص فیزیکی است و این آزمایشها بر اساس JIS R5210 انجام شده اند. در تمامی این آزمایشها سختی آب به صورت تصادفی در نقاط مختلف اندازه گیری شده و برای هر نمونه ایت کار ۳۰ بار انجام گرفته است . همچنین آزمایشهای خمیر در مایع و در دمای ۲۰C انجام شده است و آب حاصل از تبادل یونها و کاتیونها با میزان غلظت اسیدی بالا در واکنش با سولفات کلسیم با کمترین خسارت در مقایسه با یونهای سیلیس قرار داده شده و بر این اساس تمام کلسیم موجود در خمیر نمونه دارای یونهای تغییر یافته بود برای آماده سازی آب در

تهیه خمیر نمونه و سرانجام پس از مدت زیاد وبا ادامه این آزمایشات میزان سختی و خوردگی را می توان در کنار هم بدست آورد. از نتایخ این آزمایشات مشاهده شد که درجه هیدارات F را می توان ۹۷۷ در نظر گرفت ودر اینصورت نتایج آزمایش فرقی نخواهد کرد. همچنین مشاهده شد که به طور تجربی تغییرات خطی در میان درصد آب سیمان است.

همانگونه که از نتایج بر می آمد ، نیروی قوی در این آزمایشها وجود دارد و واکنشی که سبب تضیف بود به جهت نشت مواد بسیار کند پیش رفته و به همین خاطر تعیین نیروی پس از تضعیف دشوار است.
در مطالعه سازه های نمونه و در پیش بینی میزان تخلخل روشهای به کار برده شده ، این تحقیقات بر روی مجموع ۵ سازه متفاوت انجام شده اند که ازحدود ۳۴ تا ۱۰۴ ساله و در تماس با آب بوده اند و به همین ترتیب ۹ نمونه متفاوت از ملات و سیمان که میزان تخلخل در نظر گرفته شده برای سازه اصلی همان میزان تخلخل ملات می باشد . هرچند به طور معمول هرگاه میزان این مقادیر

اندازه گیری شده افزایش میابد مقادیر پیش بینی شده نیز افزوده می شوند و این در حالیست که کاملا واضح است که مقادیراندازه گرفته شده از مقادیر پیش بینی شده بزرگتر هستند . بنابراین پیش بینی های انجام شده با در نظر گرقتن کلیه احتمالات ممکن انجام می گیرد. بر اساس نمودارهای بدست آمده مقادیر پیش بینی شده و اندازه گیری شده به خوبی با هم مطابقت داشته و نقطه شاخص آنها نشاند هنده ضرورت توجه به میزان خلل پذیری و شدت آن در ملات و سیمان وهمچنین تثبیت تاثیرات زیاد این روش می باشد.

به همین ترتیب یک سری آزمایشهای انجام شده در شرایط مطلوب آزمایشگاه نیز وجود دارند که به بررسی ارتباط میزان تمرکزخمیر سفت کلسیم در آزمایشهای یاد شده می پردازند. با کمک میزان آب سیمان مشاهده می شود که میزان تمرکزخمیر سفت کلسیم کاهش میابد و میزان سختی رو به افزایش می گذارد و به این ترتیب می توان در یک نمودار این روند را نمایش داد. دلیل این امر می تواند این باشد که تمرکز یونهای موجود در آب در طی آزمایشها زیاد شده وسرعت تجزیه و تخلخل تا حد زیادی افزایش میابد همانطور که قبلا هم ذکر شد. و بر اساس منحنی ها می بینیم که در یک طیف ±۵۰ %
از محدوده نمودار این شرایط قابل پیش بینی هستند .

بر همین اساس نتایج نشان می دهند که در سازه های حقیقی میان دو فاکتور تمرکز خمیر جامد کلسیم و میزان سختی ارتباطی وجود دارد و این رابطه کاملا پایدار و ثابت است وهمینطور مشاهده شد که میزان سختی قابل پیش بینی است در صورتیکه تمرکز کلسیم در ملات یا سیمان مشخص باشد. هرچند منحنیهای مشابهی در مورد نتایج آزمایشهای تبادل یون درشرایط آزمایشگاه و

همچنین در مورد سازه های اصلی دیده می شوند اما نتایج آزمایش در شرایط آزمایشگاه از تنوع یکنواخت تری برخوردار است و هرچند تفاوتهایی میان ملات ، سیمان و خمیر مورد آزمایش مشاهده می شود اما ارتباط یافت شده در بررسیها آنها را از نظرکاربردی مشابه نشان می دهد. بر این اساس هدف یافتن ارتباط اولیه و ریشه ای میان میزان تمرکز خمیر جامد کلسیم و میزان سختی مطابق اطلاعات داده شده و تبادل یونهای رزین در آزمایشگاه با تنایج حاصل از سازه های اصلی

می باشد. هرچند شرایط مخلوط را می توان نادیده گرفت و بدین ترتیب میزان سختی را در طیف ±۵۰ % بر اساس این تناسب پیش بینی نمود. همانطور که از مقایسه نمونه ها بدست آمده است قبل و بعد از تجزیه ای که به دلیل نشت مواد اتفاق می افتد هیچگونه تغییری در ارتباط میان تخلخل و سختی رخ نمی دهد و اگر هم چنین چیزی مشاهده شود به دلیل تشابه تغییرات سختی و ارتباط آن با قدرت خلل پذیری می باشد و به هر حال برای این سری از نتایج نمونه ها و ؛آزمایشهای جداگانه ای لازم است .

نتایج بدست آمده از این سری آزمایشها و بررسیها به این شرح می باشند ،
۱ هیچگونه تفاوت قابل توجهی در مکانیسم واکنشها میان آزمایشهای داخل آبی که بر روی رزین با تبادل کاتیونهای با شدت اسیدی بالا و همچنین بدون رزین مشاهده نشد. و از آنجا که بیشترین میزان تجزیه در آزمایشات داخل آب اتفاق می افتد ، می توان این آزمایش را به عنوان یک روش کارآمد آزمایش درمورد نست مواد در نظر گرفت.

۲ میزان خلل پذیری خمیر مورد آزمایش پس از تجزیه حاصل از نشت را می توان بوسیله مدل سازی پیش بینی نمود و همچنین مدلی که نشان دهنده کاهش خلل پذیری در طول نشت است.
۳ در شرایطیکه که سیمان یا ملات را نیز منظور می کنیم پیش بینی ها را می توان بر اساس استانداردهای آئین نامه در نظر گرفت.
۴ مدلی که برای مشخص کردن درجه سختی از میزان پراکندگی شلخص تمرکز خمیر جامدکلسیم و همچنین مدل جدا کننده درجه سختی از تخلخل با یکدیگر مقایسه شده اند و مدل دوم طبق مشاهدات بسیار دقیق تر می باشد.
۵ میزان تخلخل را می توان با محاسبه میزان نغوذ خمیرجامد کلسیم بدست آورد ، و تغییرات قدرت تحمل فشار ، قدرت تطبیق و شدت تجزیه را می توان برای تک تک مواد حاصل از تجزیه در اثر نشت محاسبه نمود

۳-۴- آزمایش فروننینی بتن
۱-۳-۴- اصول
بتن تازه در قالب بشکل مخروط ناقص فشرده می شود زمانی که مخروط بطرف بالا عقب کشانده می شود ، فاصله ای که بتن سقوط کرده است مقدار درجه سفتی بتن را بدست می دهد .
آزمایش فرونشینی بتن قابل اعمال برای دامنه ای از درجه سفتی بتن است که مطابق با افت های بین ۵/۰ و ۵/۲ میلی متر می باشد . خارج از این دامنه ، اندازه گیری افت ممکن است نامناسب باشد و روش های دیگر تعیین درجه سفتی بایستی در نظر گرفته شوند .

اگر افت طی مدت ۱ دقیقه بعد از خروج از قالب به تغییر کردن ادامه دهد ، این آزمایش مناسب نیست توجه برای بتن سیالیت بالا ، آزمایش افت – جریان توصیف شده در ۷-۴ آزمایش مناسبتر می باشد .

۲-۳-۴ تجهیزات
به ضروریتهای تنظیم همرابه ا هر یک تجهیزات توجه کنید
۱-۲-۳-۴- قالب ، مناسب شکل دهی نمونه آزمایش ، ساخته شده از فلز که به راحتی با خمیر سیمان از بین نمی رود و نازکتر از ۵/۱ میلی متر نمی باشد .
قالب ممکن است با درز یا بدون درز ساخته شود . داهل قالب صاف و عادی از برجستگی ها مثل پرچهای برجسته خواهد بود و عاری از فرورفتگی ها خواهد بود . قالب بشکل مخطرو ناقص تو خالی خواهد بود و دارای ابعاد درونی ذیل خواهد بود .

• قطر پایه
• قطر بالا فوقانی
• ارتفاع

پایه و فوقانی باز و موازی با یکدیگر و در زاویه قائمه نسبت به محور مخروط خواهند بود . در قسمت بالایی ، دو دستگیره در دو سوم ارتفاع و در کف گیره های نگهدارنده یا تکه های پایی برای یکنواخت نگهداشتن قالب برای ان فراهم می شوند . قالبی که می تواند به پایه با گیره بسته شود قابل قبول می باشد بشرطی که ترتیب بست می تواند بدون حرکت قالب یا تداخل با بتن در حال سقوط کاملا باز گردد.

برای تضمین کردن اینکه قالب تمیز می باشد و اسیب دیده یا دارای حفره نمی باشد ان قبل از هر یک استفاده بطور چشمی چک خواهد شد . برای تضمین کردن اینکه ابعاد و وضعیتهای مخروط در داخل خطاهای مجاز هستند مخروط بطور دستی چک خواهد شد .

۲-۲-۳-۴- میله کوبه ، راست ، ساخته شده از فولاد ، دارای سطح مقطع دایره ای با قطر ; در طول و انتهاهای گرد می باشد . لوله ممکن است با گیره لوله پلاستیکی فویل گردد بشرطی که طول کلی از ۱۰۰۰ میلی متر تجاوز نکند .
برای تضمین کردن اینکه ابعاد و وضعیتهای میله کوب در داخل خطاهای مجاز هستند میله بطور دستی چک خواهد شد .

۳-۲-۳-۴- قیف ( اختیاری ) ، ساخته شده از ماده غیر جاذبه که براحتی با خمیر سیمان از بین نمی رود می باشد قیف متشکل از دو مخروط ناقص هم محور دارای قطر مشترک ۱۰۰ میلی متر که انتها ها قطر بزرگتر می باشند است و یک مخروط ناقص بعنوان قیف پر کننده و دیگری بعنوان طوقه برای توانا ساختن قیف جهت قرار گرفتن بر روی سطح بیرونی قالب عمل می نمایند .
برای تضمین کردن ابعادو وضعیتهای قیف در داخل خطاهای مجاز هستند ان بطور دستی چک خواهد شد .

۴-۲-۳-۴- قاعده ، دارای درجه بندی از ۵ میلی متر تا ۳۰۰ میلی متر در فواصل که از ۵ میلی متر تجاوز نمی کنند که نقطه صفر در انتهای نهایی قاعده می باشد .
۵-۲-۳-۴- صفحه / سطح پایه ، صفحه سفت ، غیر جاذب و ممکن یا سطح دیگری که بر روی آن قالب قرار می گیرد .
۶-۲-۳-۴- بیل دارای تیغه مربعی
۷-۲-۳-۴- طشت ( سینی ) مخلوط سازی مجدد ، دارای ساختمان محکه و ساخته شده از ماده غیر جاذب می باشد که براحتی با خمیر سیمان خراب نمی گردد.
ان دارای ابعاد مناسب خواهد بود بطریقی که بتن می تواند با استفاده از بیل دارای تیغه مربعی کاملا مخلوط مجدد شود .

۸-۲-۳-۴- چمچمه پیمانه دارای پهنای تقریبا ۱۰۰ میلی متر
۹-۲-۳-۴- تایمر یا ابزار زمان سنج مشابه ، برای مقدور ساختن اندازه گیری زمان تا ۱ ثانیه دید که آیا در زمان تست بطور مناسب تنظیم می باشد .
۱۰-۲-۳-۴- پارچه رطوبت

۳-۲-۴- روش
قالب و صفر پایه را مرطوب سازید . آب اضافی را از سطوح با استفادهاز پارچه جاذب پاک کنید . قالب را بر روی صفحه / سطح پایه افی قرار دهید . در خلال پر کردن قالب را با نستب به بنددید یا با ایستادن بر روی تکه های پایی بطور محکمه در جا نگاهدارید .
بلافاصله بعد از بدست اوردن نمونه بر طبق ۲-۴ قالب را در سه لایه هر یک تقریبا یک سوم ارتفاع قالب زمانی که فشرده یم شود پر کشید . زمان افزودن بتن تضمین کنید که ان بطور متقارن در اطراف قالب پخش می گردد .

هر یک لایه را با ۲۵ ضربه میلع کوبه بکوبید . ربه ها را بطور یکنواخت بر روی سطح مقطع هر یک لایه توزیع کنید .
برای لایه کف این مایل سازی بطور اندک میله و بطور مارپیچ قرا ردادن تقریبا نصف ضربه ها در جهت مرکز را ضروری خواهد ساختن . لایه دوم و لایه بالایی را هر یک سر تا سر عمقش بکوبید ، بنابراین ضربه ها درست بداخل لایه زیری نفوذ نماید . در پر کردن و کوبیدن لایه بالایی قبل از اینکه کوبیدن شروع شود بتن را بالای قالب پر نمائید .
اگر عملیات کوبش لایه بالایی نشست بتن را در زیر لبه بالایی قالب ببار اورد برای نگهداشتن اضالی در فوق بالای قالب در تمام زمان بتن بیشتر اضافه کنید . همچنین تضمین کنید که افزودن بتن به لایه بالایی تراکم اضافی بتن را فراهم نمی سازد . بعد از اینکه لایه بالایی کوبدیه شده است بوسیله حرکت اره کردن و غلتیدن میله کوبش روی سطح بتن با بالای قالب را بخراشید .
بتن پاشیده شده را از صفحه سطح پایه بردارید . قالب را در ۲ + ۵ ثانیه با بنلد کردن بطرف بالای یکنواخت بدون اینکه حرکت جانبی یا پیچش به بتن وارد گردد بردارید . زمان برداشتن ممکن است کوتاهتر باشد زمانی که با ضمیمه ملی لازم باشد .

کل عملیات از شروع پر کردن تا برداشتن قالب بدون وقفه انجام خواهد شد و در عرض Pos تکمیل خواهد گردید .
بلافاصله بعد از برداشتن قالب افت h را با اندازه گیری فرق بین ارتفاع قالب و فرق ارتفاع بالایرین نقطه نمونه ازمایش فرونشینی تعیین کنید شکل را نگاه کنید بجزء جایی که ضمیمه ملی برای این قسمت ۲۰ و ۲۰۱ اندازه گیری فرق بین ارتفاع قالب و نقطه مرکزی یا ارتفاع متوسط بتن فرو نشسته را می طلبد تا نزدیکترین ۱۵ میلی متر اندازه گیری کنید بجزء جایی که ضمیمه ملی برای این قسمت iso 1920 اندازه گیری تا نزدیکترین ۵ میلی متر را می طلبد .

۴-۳-۴- نتایج آزمایش
ازمایش تنها در صورتیکه ان افت درستی را ببار می اورد معتبر میب شاد . این افتی است که در ان بتن بطور اساسی دست نخورده و متقارن قبل نشان داده شده در شکل ۲a باقی می ماند . اگر نمونه مثل نشان داده شده در شکل ۲b برش می نماید ، نمونه گیری را بردارید و روش را تکرار کنید .

افت درست h را مثل نشان داده شده در شکل ۱ تا نزدیکترین ۱۰ میلی متر یا ۵ میلی متر زمانی که با ضمیمه ملی طبیده می شود ثبت کنید .
اگر دو تست متوالی نشان دهند که قسمتی از بتن از توده نمونه تست برش می نماید ، تست را بعنوان یغر معتبر گزارش کنید زیرا بتن فاقد شکل پذیری و چسبندگی لازم برای اینکه تست فرونشینی مناسب باشد می باشد .

۵-۳-۴- گزارش ازمایش
علاوه بر اطلاعات لازم در بند ۷ گزارش ازمایش موارد ذیل را شامل خواهد بود .
۱- افت ، اگر افت درستی ، اندازه گیری شده تا نزدیکترین ۱۰ میلی متر یا ۵ میلی متر زمانی که با ضمیمه ملی خواسته شود وجود داشته باشد ۶ یا ۶
۲- نشانه گذاری که تست افت برشی ارایه کرد .