تحقیق درمورد خواص مکانیکی کوتاه مدت با فرمت ورد

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 16

خواص مکانیکی کوتاه مدت

مقدمه:

کیفیت بتن توسط خواص مکانیکی و توانایی مقاومت آن در برابر خرابی های مختلف تعیین می شود خواص

مکانیکی بتن را می توان به طور کلی به دو گروه خواص کوتاه مدت (بویژه فوری )و خواص بلند مدت تقسیم

-بندی نمود.خواص کوتاه مدت عبارتند از :مقاومت فشاری و کششی مدول الاستیسیته و چسبندگی خواص بلند

مدت عبارتند از : خزش جمع شدگی عملکرد تحت اثر خستگی و خواص مرتبط با دوام از قبیل تخلخل نفوذ

پذیری مقاومت در برابر یخ زدن و آب شدن و مقاومت در برابر سایش .

یک گروه از بتن های توانمند بتن های زود سخت شونده می باشد.خواص مکانیکی آنها توسط برنامه های

تحقیقی بر روی بزرگراه های مهم در دانشگاه کارولینا مورد بررسی قرار گرفته است.از آنجا که بتن های

توانمند عموما" دارای نسبت آب به مصالح سیمانی کمی هستندو میزان خمیر موجود در آنها زیاد است در

بسیاری از حالات دارای خواص مشابه بتن های با مقاومت بالا می باشد.

یک اختلاف مهم بین بتن های زود سخت شونده و بتن های با مقاومت بالا در ارتباط بین مقاومت فشاری و

خواص مکانیکی آنها است به عنوان مثال افزایش مقاومت در فشار عموما" بسیار سریعتر از افزایش مقاومت

در ناحیه پیوستگی خمیر و سنگدانه است این موضوع باعث ایجاد اختلاف در مدول الاستیسیته و مقاومت

کششی بتن های با مقاومت بالا و بتن های زود سخت شونده می شود. این خواص تابعی از مقاومت فشاری

بتن است. در بتن های زود سخت شومده نمی توان الزاما" انتظار داشت که روابط بین خواص مکانیکی و

مقاومت فشاری28 روزه سایر بتن ها, در آنها صادق باشد.

مقاومت:

مقاومت بتن عموما" نشان دهنده کیفیت آن است.علت آن این است که میزان مقاومت مستقیما" به کیفیت خمیر

سیمان سخت شده مربوط میشود. اگر چه مقاومت مستقیما" نشان دهنده میزان دوام بتن ویا ایستادگی آن در

برابرتغییر شکل نیست,اما شدیدا" به نسبت آب به سیمان بستگی دارد.نسبت آب به سیمان با کنترل میزان

تخلخل بتن , بر روی دوام, مقاوت در برابر تغییر شکل و.... تاثیر گذار است. مقاوت فشاری به طور وسیعی

در کنترل و تعیین کیفیت بتن مورد استفاده قرار می گیرد. مقاوت بتن به عوامل متعددی بستگی دارد که شامل:

خواص مواد تشکیل دهنده, نسبت اختلاط, درجه هیدراتاسیون, نرخ بار گذاری و روش آزمایش.

بر روی مقاوت بتن خواص زیر تاثیر گذارند:

کیفیت سنگدانه های درشت و ریز و خمیر سیمان و چسبندگی سنگدانه ها به خمیر. این عوامل به ترتیب

بستگی به چگونگی ریز ساختار و درشت ساختار بتن دارند که شامل میزان کل خلل و فرج , اندازه و شکل و

نحوه پخش آنها , شکل محصولات هیداتاسیون و میزان پیوستگی بین ذرات جامد مختلف میباشد.

سنگدانه های درشت

مشخصه های سنگدانه های درشت عبارتند از: شکل, بافت , و حداکثر اندازه دانه ها.از آنجا که سنگدانه ها

عموما" قویتر از خمیر می باشد , مقاوت آنها عامل مهمی در تعیین مقاومت بتنهای معمولی یا بتن زود سخت

شونده نیست.اما در بتن با مقاوت بالا یا بتن ها با سنگدانه سبک , مقاومت سنگدانه ها اهمیت پیدا می کند.

اثرات انواع سنگدانه های درشت بر روی مقاومت بتن در مقالات متعدد آمده است. در یکی از مقالات اخیر

تاثیرات چهار نوع مختلف از سنگدانه های درشت در یک بتن با مقاومت بسیار بالا (دارای نسبت آب به سیمان

برابر0.27 ) گزارش شده است. نتایج مطالعات فوق نشان دادهاند که مقاومت فشاری به میزان قابل توجهی به

خواص کانی های سنگدانه بستگی دارد.سنگدانه های شکسته از جنس آهک و دیابیس با دانه بندی خوب بهترین

نتایج را از خود نشان دادند بتن ساخته شده از شن های رود خانه ای و از گرانیت شکسته ای که مقداری کانی

های ضعیف داشتند , مقاومت نسبتا" کمتری را دارا بودند.

استفاده از سنگدا نه ها با حدا کثر اندازه بزرگتر به طرق مختلف مقاومت را تحت تاثیر قرار می دهند.از آنجا

که سنگدانه های بزر گتر مساحت پیرامونی ویژه کمتری دارند, مقاومت چسبندگی بین سنگدانه ها و خمیر

کمتر می شود و مقاومت فشاری کمتر می شود.استفاده از سنگدانه ها ی بزرگتر باعث می شود که حجم خمیر

کاهش یابدودر نتیجه حجم آن کم می شود.این موضوع باعث افزایش تنش در خمیر و ایجاد ترک های ریز قبل

از بار گذاری گردد. این مسئله در بتن با مقاومت بالا یک عامل بحرانی است.

تاثیر سنگدانه های درشت در مقاوت بتن توسط یکی از محققین مورد بحث قرار گرفته است. سنگدانه های

آهکی مورد بحث دارای دو اندازه 10 و25 میلیمتری می باشند.در تمام مخلوط ها از یک نوع فوق روان کننده

استفاده شده است.در حالت کلی و در یک نسبت آب به سیمان مشخص و ثابت , بتن های دارای ریز ترین شن

بیشترین مقاومت را دارند.لازم به ذکر است با استفاده از سنگدانه ها با حداکثر اندازه 25 میلیمتر هم می توان

در صورت داشتن طرح اختلاط مناسب به مقاومت فشاری بیش از 70 مگا پاسگال رسید.

اگر چه مطالعات نتایج مفیدی را در بر داشته اند ولی تحقیقات بیشتری لازم است تا شکل سنگدانه ها , بر روی

مقاومت و دوام بتن با مقاومت بالا انجام شود.این موضوع توسط انجمن ACI363 , به عنوان یکی از

موضوعاتی که لازم است بر روی آن مطالعات بیشتری صورت گیرد , شناخته شده است.

خصوصیات خمیر

مهمترین عاملی که مقاومت بتن را تحت تاثیر قرار می دهد, نسبت آب به سیمان می باشد. اگر چه مقاومت بتن

به مقدار زیادی به خاصیت موئینگی خلل و فرج وابسته است, اما این مئرد را نمی توان به راحتی اندازگیری

یا پیش بینی نمود. خاصیت موئینگی خلل و فرج را در یک بتن با تراکم مناسب , می توان توسط نسبت آب به

سیمان یا درجه هیدراتاسیون تعیین نمود.

مواد سیمانی متمم از قبیل خاکستر بادی , روباره و میکروسیلیس مواد افزونی موثری در تولید بتن با مقاومت

بالا می باشند.اگر چه خاکستر بادی متداولترین ماده افزودنی معدنی است, اما با استفاده از میکروسیلیس و _

فوق روان کنندهها می توان مقاومت قابل حصول را به میزان قابل ملاحظه ای افزایش داد.

میزان تاثیر میکروسیلیس در تولید بتن با مقاومت بالا به نسبت آب به مجموع میزان سیمان و میکروسیلیس,

مقدار میکروسیلیس , در نسبت های پایین آب به سیمان انجام گرفته است . نتایج تحقیقات حاکی از آن است

که مقدار تاثیر فوق در تسبت آب به سیمان 0.28 به مراتب کمتر از حالتی است که این نسبت برابر 0.48 است.

نحوه کار با افزودنی های شیمییایی ,به نوع سیمان و مصالح سیمانی دیگر موجود در مخلوط وابسته است.

ترکیباتی که در موارد زیادی موثر واقع شدند ممکن است در تمام حالات موثر نباشند .

افزایش مقاومت و دمای عمل آوری

افزایش مقاومت بتن با گذشت زمان به مواد تشکیل دهنده و روش عمل آوری آن وابسته است.وجود رطوبت

کافی برای اطمینان از ادامه هیدراتاسیون لازم است چرا که با این مقدار خلل و فرج موجود به مرور کاهش

یافته و مقاومت افزایش می یابد اگر چه هیدراتاسیون کامل خمیر سیمان در عمل غیر ممکن است با عمل

آوری می توان به مقدار هیدراتاسیون لازم رسید.در خمیر های با نسبت آب به سیمان کم خشک شدگی

خودبخودی می تواند به دلیل واکنش های هیدراتاسیون و مصرف آب سیستم اتفاق بیفتد در این حالت برای

ادامه واکنش های فوق باید به بتن آب اضافه نمود.

تحقیقات نشان می دهند که در سنین اولیه بتن های با مقاومت بالا نرخ افزایش مقاومت بیشتری دارند در

سنین بعدی میزان اختلاف ناچیز است ازمایش بر روی ۳ نوع بتن که دارای مقاومت

62 و76 و97 مگاپاسکال بوده اند تا سن 400 روزه نشان داد مخلوط های فوق دارای سیمان تنها یا

سیمان و خاکستر بادی بوده اند و در برخی از آنها فوق روان کننده وجود داشته اند . اطلاعات بدست آمده

نشان می دهند که در نمونه هایی که در شرایط مرطوب به عمل آمده اند مقاومت 56 روزه و 90 روزه به

ترتیب حدود 10و15% بیشتر از مقاومت 28روزه می باشد اگر چه اعداد فوق را در حالت کلی نمی توان

پذیرفت ولی به توانایی بتن در رسیدن به مقاومت بالاتر در سنین بعدی می توان تاکید کرد. در تحقیقات اخیر

انجام شده در دانشگاه کارولینا بتن های ساخته شده از سنگدانه ها و افزودنیهای معدنی متفاوت مورد بررسی

قرار گرفته اند . مقاومت 28 روزه و یک ساله آنها به ترتیب از 48 تا38واز 69تا124 مگاپاسکال بوده اند از

کارهای انجام شده در تعیین مقدار افزایش مقاومت بر حسب درصدی از مقاومت به دست آمده در یک سن

خاص این نتیجه حاصل آمده است که یک ضریب تنها و ثابت برای پیشگویی مقاومت های سنین بعدی از

روی سنین اولیه مگر در حالتی بسیار کلی وجود ندارد این موضوع بدون شک به مقاومت نهایی سنگدانه و

ملات ناحیه انتقال یا مقاومت چسبندگی فصل مشترک سنگدانه و ملات و ناحیه انتقال بستگی دارد . مقاومت