تحقیق سازه های بتنی

تحقیق سازه های بتنی

بخشهایی از متن:

كلیات

سال ها قبل، انسان به این كشف مهم و ارزنده نائل آمد و دریافت كه وقتی مواد سیلیسی بسیار ریز با آهك مخلوط می شود، سیمان های دارای خواص هیدرولیكی تولید می‌نماید. یك نوع از این مواد، خاكستر آتشفشانی تحكیم یافته یا توف بود كه در حوالی پوزولی ایتالیا پیدا شد. پس از آن، واژه پوزولان به هر نوع ماده ای با خاصیت مشابه فوق صرف نظر از منشأ زمین شناسی آن، اطلاق گردید.

ASTM-C618 پوزولان را به این صورت تعریف می كند: «ماده سیلیسی یا سیلیسی آلومیناتی كه به خودی خود ارزش چسبندگی ندارد، اما به شكل ذرات بسیار ریز و در مجاورت رطوبت با درجات حرارت معمولی با هیدروكسید كلسیم واكنش شیمیایی داشته و تركیباتی را به وجود می آورد كه خاصیت سیمانی و چسبندگی دارد.» بنابراین، پوزولان یك ماده طبیعی یا مصنوعی است كه حاوی سیلیس فعال است. لازم است كه ماده پوزولانی به شكل پودر شده باشد، زیرا فقط در این صورت سیلیس می تواند در حضور آب با آهك (كه بر اثر هیدراتاسیون سیمان پرتلند ایجاد می گردد) سیلیكات های كلسیم پایدار را كه دارای خواص چسبندگی اند، تشكیل دهند. ضمناً در بررسی كلی پوزولون ها باید متذكر شد كه سیلیس آنها باید بی شكل (آمورف) باشد، زیرا قابلیت ایجاد واكنش سیلیس متبلور بسیار كم است.

سیمان پرتلند پوزولانی به مخلوط های توأم آسیاب شده یا مخلوط شده سیمان پرتلند و مواد پوزولانی اطلاق می گردد. غالباً مواد پوزولانی از سیمان پرتلندی كه جایگزین آن می شوند ارزانترند.

...

مطالعات انجام شده در مورد تأثیر پوزولان های طبیعی بر روی مقاومت ملات ها و بتن‌ها نشان می دهد كه مقاومت بتن های حاوی مقدار پوزولان زیاد، در سنین كم یك كاهش جزیی دارد، اما مقاومت نهایی این بتن ها ممكن است از بتن معمولی بیشتر باشد.

ماسازا تأثیر بعضی از پوزولان های طبیعی ایتالیا بر روی مقاومت فشاری ملات ها را بررسی كرده است و ی دریافته است كه افزودن بیش از20 درصد از بعضی پوزولان ها، مقاومت ملات را كاهش خواهد داد. علاوه بر این، مقاومت ملات های حاوی سیمان پرتلند و مواد پوزولانی تا28 روز، از مقاومت ملات های معمولی كمتر و این نتیجه برای تمامی درصدهای پوزولان جایگزین سیمان صادق بوده است. در فاصله 28-90 روز فعالیت پوزولانی بسیار مهم است زیرا مقاومت سیمان با20 درصد پوزولان بیشتر از بتن كنترل در سن90 روزه است.

د) مدول الاستیسیته و خزش بتن اساساً بستگی به مقاومت بتن و سختی دانه ها دارد. در بتن های حاوی سیمان پرتلند و پوزولان طبیعی با مقاومت اولیه پایین، به طور كلی مدول الاستیسیته به مقدار خیلی جزیی كمتر و خزش به مقدار خیلی جزیی بیشتر از بتن بدون پوزولان است. اطلاعات زیادی در مورد خواص مربوط به مدول الاستیسیته و خزش بتن با دوده سیلیس وجود ندارد، اما با توجه به توانایی دوده سیلیس در افزایش مقاومت اولیه بتن واضح است كه مدول الاستیسیته را افزایش داده و خزش را كم می‌كند. با آزمایش های انجام شده بر روی بتن با25 درصد دوده سیلیس جایگزین شده به جای بخشی از سیمان پرتلند این نظریه تأیید شده است.

هـ) یكی از مهمترین خواص پوزولان ها وقتی به عنوان جایگزین بخشی از سیمان پرتلند استفاده می شوند، عبارت از توانایی قابل ملاحظه آنها در كاهش منافذ بزرگ و نفوذ پذیر بتن است. بررسی های مختلف نشان داده است كه پوزولان ها مؤثرترین كاهش دهنده نفوذپذیری در مخلوط های كم مایه اند. از یك بررسی بر روی مقاومت و نفوذپذیری (به روش آب) سیمان پرتلند به اضافه مواد پوزولانی، این نتیجه حاصل شده كه در مراحل مختلف روند عمل آوردن بتن، حجم منافذ بزرگ با قطر بیشتر از1000 آنگستروم (و نه كل تخلخل خمیر هیدراته شده) به طور معكوس با مقاومت و نفوذپذیری بتن ارتباط دارد. نتایج برخی تحقیقات حاكی از آن است كه افزودن پوزولان‌هایی چون PFA و سرباره كوره ذوب آهن دانه ای به سیمان پرتلند باعث ایجاد منافذ خیلی ریز با تبدیل منافذ بزرگ به منافذ ریز می گردد.

...

ساخت سیمان های سرباره ای

همانطور كه قبلاً اشاره شد سرباره دانه دانه را جهت ساخت سیمان های سرباره ای استفاده می كنند، برای انجام شدن این امر سه روش وجود دارد:

1- گرد سرباره را به مواد اولیه سیمان پرتلند اضافه می كنند.

2- به همراه كلینكر سیمان پرتلند و قدری سنگ گچ، آن را آسیاب می كنند كه به سیمان آهنگدازی معروف است.

3- از آسیاب كردن آن با سنگ گچ و قدری كلینگر، سیمان سوپر سولفات می سازند.

زمان زیادی طول كشیده است تا سیمان های سرباره ای جای خود را به عنوان یك سیمان پرتلند استاندارد بیابند. كاربرد و مصرف این سیمان ها اثر نامطلوب در مقاومت و دوام بتن های ساخته شده ندارد و كلاً هدف از ساخت سیمان های پرتلند آهنگدازی با استفاده از ضایعات ذوب آهن، كاهش قیمت تمام شده آهن خام و صرفه جویی در هزینه تولید سیمان پرتلند است. شكل (5-20) نمودار شماتیك جریان تولید سیمان های سرباره ای را نشان می دهد.

سیمان های پرتلند آهنگدازی كه از آسیاب كردن كلینكر سیمان پرتلند به همراه سرباره دانه دانه و قدری سنگ گچ تولید می شود. دارای نسبت های اختلاف گوناگون در كشورهای مختلف است. در اكثر كشورها با توجه به موارد استفاده از سیمان پرتلند سرباره ای و خواص شیمیایی سرابره از درصدهای مختلف سرباره در تولید سیمان فوق استفاده می كنند.