۳-۷-۱روش حرارت و برودت
در این تحقیق آزمونه‌های بتنی در داخل حوضچه آب در دمای ۵ ±۲۰ نگهداری شدند. و پس از ۹۰ روز از حوضچه خارج شده و در دستگاه گرمکن در دمای ۱۰۵ درجه سانتی‌گراد خشک شدند. پس از آن نمونه‌ها در داخل کوره تحت دمای ۳۰۰، ۶۰۰ و ۹۰۰ درجه سانتی‌گراد قرار گرفتند. شکل (۳-۴) نرخ افزایش دما برای آزمونه‌ها ˚c /min1تعیین شده است. برای حصول اطمینان از صحت نفوذ درجه حرارت در مرکز نمونه‌های بتنی، نمونه پس از قرار گرفتن تحت درجه حرارت‌های مذکور، به مدت ۱ ساعت در همان درجه حرارت قرار داده شد. سپس دمای نمونه‌های حرارت دیده شده به آرامی به دمای محیط رسانده و تغییرات در خواص مکانیکی بتن با توجه به تأثیر درجه حرارت بالا بر روی آزمونه‌های بتنی مورد بررسی قرار گرقت.

شکل(۳- ۴ ) کوره الکتریکی
۳-۷-۲آزمایش مقاومت فشاری
جهت اندازه‌گیری مقاومت فشاری بتن سخت شده از نمونه‌های مکعبی با ابعاد ۱۰×۱۰×۱۰ سانتی‌متر مطابق با استانداردB.S 1881:Part 116 استفاده گردید. نحوه‌ی انجام این آزمایش بدین‌گونه بود که پس از سخت شدن ۹۰ روزه بتن، نمونه‌ها از حوضچه خارج و در داخل دستگاه گرمکن در دمای ۱۰۵ درجه سانتی‌گراد خشک شده و در داخل کوره تحت درجه حرارت مورد نظر قرار داده شد، پس از آن دمای آزمونه‌ها در آزمایشگاه به آرامی به دمای محیط رسانده شد. برای اندازه‌گیری مقاومت فشاری، نمونه‌های بتنی را در زیر جک فشاری مخصوصی جهت انجام آزمایش قرار داده سپس نیروی قائمی از سوی جک فشاری با سرعتی ثابت به نمونه مکعبی شکل اعمال شده تا نمونه در اثر بار فشاری وارد بر آن گسیخته شود.
لازم به ذکر است نتایج مربوط به این بخش حاصل از میانگین سه آزمونه می باشد.
تنش فشاری مکعبی حاصل نیز با تقسیم این نیرو بر سطح مقطع نمونه مطابق رابطه (۳-۱) بدست می‌آید.
f ‘c= (3-1)
f’c: مقاومت فشاری (KPa)
P: نیروی حداکثر فشاری ( KN)
A: سطح مقطع بتن ( m2)
۳-۷-۳آزمایش امواج اولتراسونیک
در این تحقیق سعی شده است که نحوه عملکرد این نوع روش آزمون غیرمخرب، در مورد بتن خودتراکم‌ که تحت تأثیر درجه حرارت بالا قرار گرفته‌اند،
در تمامی آزمایشات ازگریس نسوز برای اتصال دادن مولدها[۱۹] بر روی سطح بتن استفاده شد، که قبل از انجام آزمایش، سطوح تحت آزمایش، صاف و مسطح می‌شدند.
بر روی هر وجه نمونه ۵ قرائت از زمان عبور پالس در نقاط مختلف سطح بتن انجام می‌شد تا اینکه تقریباً تمامی سطح نمونه و در نتیجه تمام حجم نمونه مورد آزمایش قرار گیرد. امواج برای هرنمونه،متوسط سرعت در دو جهت عمود بر هم در نظرگرفته شده است. نهایتاً میانگین ۱۰قرائت به عنوان مدت زمان انتقال پالس برای هر نمونه ثبت شد.
پس از محاسبه زمان انتقال پالس و با توجه به اینکه طول مسیر انتقال ۱۰سانتی‌متر بود،(نمونه‌های مکعبی۱۰×۱۰ سانتی‌متر) با بهره گرفتن از فرمول زیر براساس استاندارد ایران، سرعت انتقال پالس فراصوت در نمونه بتنی برحسب (km/s) رابطه (۳-۲) محاسبه می‌شد.
V = (3-2)
L: طول مسیر انتقال ( km)
T: مدت زمان انتقال پالس(S)
V: سرعت انتقال پالس در بتن (Km/S) می‌باشد.
۳-۷-۴ آزمایش جذب آب
نتایج این آزمایش ارتباط مستقیمی با منافذ موجود در بتن دارد به نحوی که هرچه منافذ موجود بیشتر باشند در نتیجه جذب آب بتن نیز بیشتر خواهد بود.
آزمایش جذب آب در دو مرحله قبل و بعد از حرارت انجام شده است. جهت انجام این آزمایش نمونه‌های مکعبی پس از عمل‌آوری در آب در دمای ۵ ± ۲۰ درجه سانتی‌گراد ، در سن۹۰ روز مورد آزمایش قرار گرفتند. در مرحله نخست، روش کار به این صورت بود که پس از خارج کردن نمونه‌ها و خشک کردن آن‌ ها در دستگاه خشک‌کن در دمای ۹۵ درجه سانتی‌گراد و به مدت ۲۴ ساعت ، نمونه‌ها از دستگاه خشک‌کن خارج و پس از سرد شدن در دمای محیط وزن شده و برای اندازه‌گیری جذب آب اولیه حجمی (سطحی) به مدت نیم ساعت در آب غوطه‌ور شدند و پس از خشک کردن سطح آن دوباره وزن شدند. به منظور به دست آوردن جذب آب حجمی نهایی پس از ۷۲ ساعت غوطه‌وری آزمونه‌ها در آب، نمونه‌ها دوباره مورد اندازه‌گیری قرار گرفتند و در نهایت از طریق رابطه (۳-۳) درصد جذب آب محاسبه شده است.
در مرحله دوم، نمونه‌ها به مدت ۲۴ ساعت پس از جذب آب مرحله اول در دستگاه خشک‌کن در دمای ۹۵ درجه سانتی‌گراد خشک شده و تحت درجه حرارت ۳۰۰، ۶۰۰ و ۹۰۰ درجه سانتی‌گراد قرار داده شدند و سپس همانند مرحله نخست جذب آب نمونه‌ها مورد ارزیابی واقع شد.
A =× ۱۰۰(۳-۳)
: وزن اشباع
: وزن خشک
A: درصد جذب آب
۳-۷-۵ آزمایش کاهش جرم
آزمایش کاهش جرم این امکان را فراهم می‌سازد که از دست دادن آب بتن بعد از قرارگیری آزمونه‌ها در درجه حرارت بالا به طور کمی ارزیابی شود. تغییرات وزن بتن عمدتأ به دلیل از دست دادن آب از خمیر سیمان حاصل می‌شود. جهت به دست آوردن میزان کاهش جرم، آزمونه‌های بتنی قبل و بعد از حرارت وزن شده و تغییرات مورد بررسی قرار گرفت.

فصل چهار
بررسی و تحلیل نتایج
۴-۱ مقدمه
در این فصل ضمن ارائه نتایج آزمایش‌های مختلف به تجزیه و تحلیل نتایج پرداخته می شود. آزمایش های انجام شده در دو حالت می باشد، آزمایش های انجام شده بتن خودتراکم در حالت تازه و در حالت سخت شده. آزمایش های بتن خودتراکم در حالت تازه شامل آزمایش جریان اسلامپ ، T50، قیف Vشکل و جعبه L شکل می باشد. همچنین آزمایش های بتن خودتراکم در حالت سخت شده شامل مقاومت فشاری ، سرعت امواج فراصوتی ، جذب آب و کاهش وزن نمونه‌های بتنی که همگی در سن ۹۰ روز انجام شده‌اند. آزمایش های انجام شده در حالت سخت شده بتن خودتراکم در چند مرحله انجام شده است. مرحله اول نمونه های بتنی بدون هیچ‌گونه حرارتی تحت آزمایش قرار گرفته‌اند و در مرحله بعدی نمونه‌های بتنی با آهنگ یک درجه سانتی گراد در دقیقه تحت درجه حرارت های مختلف ( ۳۰۰، ۶۰۰ و ۹۰۰ درجه سانتی گراد ) قرار گرفته و پس از ازدست دادن حرارت تحت شرایط کنترل شده و رسیدن به دمای محیط آزمایشگاه، آزمایش های گفته شده در بالا روی نمونه‌ها انجام گرفت. لازم به ذکر است هر چند در اختلاط مصالح از مواد پوزولانی استفاده نشده ولی با توجه به ابعاد کوره مورد استفاده و زمانبر بودن حرارت دادن تمامی نمونه‌های بتنی به جهت اطمینان از تکمیل فرایند هیدراتاسیون و عدم فعالیت معنادار ماتریس خمیر سیمان ، آزمایش های حالت سخت شده همگی در سن ۹۰ روز انجام شده‌اند.
۴-۲ نتایج آزمایش‌های بتن خودتراکم در حالت تازه
در این قسمت تأثیر استفاده از مقادیر مختلف خرده لاستیک بر مشخصات رفتارشناسی بتن خودتراکم در حالت تازه آورده شده است. همچنین تأثیر استفاده از دو اندازه برای بزرگترین بعد سنگدانه مصرفی و دو نسبت آب به مواد پودری بر مشخصات رفتارشناسی بتن خودتراکم توسط آزمایش های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به اینکه مهم ترین معیارهای کنترل کیفی بتن خودتراکم در حالت تازه شامل روانی، لزجت و توانایی عبور می باشد لذا این معیارها به طور مشخص توسط آزمایش های مختلف مورد سنجش قرار گرفته اند به نحوی که تأثیر اعمال هر یک از تغییرات ذکر شده در بالا بر معیارهای یاد شده مورد بررسی قرار گرفته است.
۴-۲-۱ روانی
به منظور بررسی تأثیر استفاده از خرده لاستیک، دو نسبت آب به مواد پودری و دو اندازه برای بزرگترین بعد سنگدانه بر روانی مخلوط بتن خودتراکم از آزمایش جریان اسلامپ استفاده شده است.
در شکل های (۴-۱) و (۴-۲) نتایح آزمایش جریان اسلامپ برای مخلوط های بتن خودتراکم حاوی مقادیر مختلف خرده لاستیک آورده شده است. شکل (۴-۱) مربوط به مخلوط های بتن خودتراکم با بزرگترین اندازه اسمی سنگدانه ۵/۱۲ میلی متر و شکل (۴-۲) مخلوط های ساخته شده با بزرگترین اندازه اسمی سنگدانه ۵/۱۹ میلی متر می باشد.
شکل (۴-۱) نتایج آزمایش جریان اسلامپ مخلوط های با بزرگترین اندازه سنگدانه ۱۲/۵
شکل (۴-۲) نتایج آزمایش جریان اسلامپ مخلوط های با بزرگترین اندازه سنگدانه ۱۹/۵
همان طور که در شکل (۴-۱) نشان داده شده است با افزایش استفاده از خرده لاستیک در هر دو نسبت آب به مواد پودری (۳۴/۰ و ۳۹/۰ ) جریان اسلامپ کاهش یافته است و به عبارتی از روانی مخلوط کاسته شده است به نحوی که استفاده از ۹ درصد خرده لاستیک سبب کاهش جریان اسلامپ تا ۳ درصد شده است این رفتار در شکل (۴-۲) نیز مشاهده می شود همچنین با توجه به شکل (۴-۱) افزایش نسبت آب به مواد پودری از ۳۴/۰ به ۳۹/۰ سبب افزایش روانی مخلوط بتن خودتراکم تا ۷ درصدشده است و این در حالی است که در شکل ۲ افزایش نسبت آب به مواد پودری سبب افزایش ۴ درصدی در جریان اسلامپ شده است. دلیل این مورد با توجه به مشاهدات چشمی مقادیر انباشتگی سنگدانه های بزرگتر در وسط مخروط اسلامپ و عدم جریان پذیری مناسب در مخلوط های با نسبت آب به مواد پودری ۳۹/۰ در مقایسه با مخلوط های با نسبت آب به مواد پودری ۳۴/۰ می باشد.
همان طور که در بالا نیز گفته شد استفاده از خرده لاستیک سبب کاهش روانی مخلوط های بتن خودتراکم شده است. با توجه به اینکه خرده لاستیک به صورت حجمی جایگزین ماسه مصرفی شده است و به لحاظ وزن مخصوص ، خرده لاستیک وزن مخصوص کمتری نسبت به ماسه دارد. یکی از مهم ترین فاکتورهای مورد نیاز در جریان پذیری بتن خودتراکم در آزمایش اسلامپ وزن مخصوص مصالح می باشد چرا که بر اساس تعریف نیز بتن خودتراکم تحت وزن خود جاری میشود بنابراین کاهش وزن مخصوص مصالح مصرفی مهمترین عامل در کاهش روانی در آزمایش جریان اسلامپ می باشد البته به نظر می رسد مشخصات ذاتی جنس ذرات خرده لاستیک در قیاس با مصالح سنگی و درگیری آن ها با یکدیگر نیز از دیگر عوامل تأثیرگذار در کاهش جریان اسلامپ می باشد.
۴-۲-۲ لزجت
لزجت یکی از مهمترین فاکتورهای مورد نیاز به منظور دستیابی به بتن خودتراکم با مشخصات رفتارشناسی مناسب می باشد. لزجت مخلوط خودتراکم ارتباط مستقیم با ویسکوزیته خمیر سیمان مصرفی دارد و به عبارتی مخلوط بتن خودتراکم در صورتی که از این بابت شرایط مطلوبی دارا باشد توانایی مناسبی در حمل و نگه داشتن سنگدانه های مصرفی داشته که در نتیجه آن پایداری دینامیکی ( قابلیت عبور ) مخلوط بتن خودتراکم و پایداری استاتیکی ( به حداقل رسیدن سقوط سنگدانه ها پس از قرارگیری در قالب ) آن شرایط مطلوبی خواهد داشت.
بنابراین برای تعیین تأثیر تغییرات بر لزجت مخلوط بتن خودتراکم ناشی از استفاده از خرده لاستیک و دو نسبت آب به مواد پودری و دو اندازه برای بزرگترین بعد سنگدانه از آزمایش قیف v استفاده شده است. همچنین در کنار نتایج این آزمایش ، نتایج آزمایش T50نیز مورد بررسی قرار گرفته است تا استنباط دقیق تری از نتایج حاصل شود.
شکل (۴-۳) نتایج آزمایش قیف v مخلوط های بابزرگترین اندازه سنگدانه ۱۲/۵
شکل (۴-۴) نتایج آزمایش قیف v مخلوط های با بزرگترین اندازه سنگدانه ۱۹/۵
شکل (۴-۵) نتایج آزمایش T50 مخلوط های با بزرگترین اندازه سنگدانه ۱۲/۵
شکل (۴-۶) نتایج آزمایش T50 مخلوط های با بزرگترین اندازه سنگدانه ۱۹/۵
نتایج آزمایش‌ قیف V در شکل های (۴-۳) و (۴-۴) و همچنین نتایج آزمایش T50در شکل های (۴-۵) و (۴-۶) آورده شده‌اند. همان طور که در شکل های مزبور نشان داده شده است استفاده از مقادیر مختلف خرده لاستیک سبب افزایش زمان خروج بتن خودتراکم از قیف V شکل می باشد. همان طور که در ابتدای توضیحات این قسمت گفته شده نتایج این آزمایش ارتباط مستقیم با ویسکوزیته خمیر سیمان دارد اما با توجه به اینکه تغییرات مشخصات مصالح مصرفی در این پایان نامه به جز مخلوط هایی که در آن نسبت آب به مواد پودری تغییر کرده است ، تأثیری بر ویسکوزیته خمیر سیمان ندارد. بنابراین در مخلوط هایی که تغییرات نتایج مربوط به تغییرات مقادیر خرده لاستیک و تغییرات بزرگترین بعد سنگدانه می باشد عامل یا عواملی غیر از ویسکوزیته خمیر سیمان تازه مؤثر بوده است.
مهم ترین عاملی که در این خصوص تأثیر داشته است همان طور که در قسمت قبل نیز گفته شد وزن مخصوص مصالح می باشد چرا که عامل وزن در خروج مصالح از قیف V و سرعت پخش‌شدگی در جریان بتن خودتراکم در آزمایش T50 تأثیرگذار می باشد. افزایش زمان خروج بتن خودتراکم از قیف V در اثر استفاده از خرده لاستیک در مخلوط های ساخته شده با نسبت آب به مواد پودری ۳۴/۰ و بزرگترین بعد سنگدانه ۵/۱۲ و ۵/۱۹ میلی متر به ترتیب ۹ و ۷/۹ درصد نسبت به مخلوط فاقد خرده لاستیک می باشد و بیشترین تغییرات لزجت در مخلوط های با بزرگترین بعد سنگدانه ۱۹/۵ میلی متر و نسبت آب به مواد پودری ۳۹/۰ با افزایش ۳/۱۳ درصدی می باشد.
مقایسه شکل های (۴-۳) و (۴-۴) نشان می دهد در شکل (۴-۳) ( بزرگترین بعد سنگدانه ۵/۱۲ میلی متر ) افزایش نسبت آب به مواد پودری سبب کاهش زمان خروج بتن خودتراکم از قیف V شکل شده است و این در حالی است که در شکل (۴-۴) (بزرگترین بعد سنگدانه ۵/۱۹ میلی متر) با افزایش نسبت آب به مواد پودری زمان خروج بتن خودتراکم از قیف V افزایش یافته است. دلیل این افزایش قطعاً افزایش ویسکوزیته ( لزجت) مخلوط نمی باشد بلکه برعکس کاهش لزجت مخلوط بتن خودتراکم در اثر افزایش نسبت آب به مواد پودری باعث شده در این سری از مخلوط‌ها با توجه به اینکه بزرگترین بعد سنگدانه افزایش یافته ، قفل شدگی سنگدانه ها سبب افزایش زمان خروج از قیف Vشکل شود.
رفتار تفسیر شده در نتایج آزمایش T50به چشم نمی رسد و در هر دو شکل (۴-۵) و (۴-۶) افزایش نسبت آب به مواد پودری سبب کاهش زمان T50مخلوط های بتن خودتراکم شده است این کاهش در بیشترین حالت خود که مربوط به مخلوط های با بزرگترین بعد سنگدانه ۵/۱۹ میلی متر می باشد ، تا ۱/۴ درصد می باشد.
۴-۲-۳ قابلیت عبور
قابلیت عبور مخلوط بتن خودتراکم ارتباط نزدیک با لزجت مخلوط بتن خودتراکم دارد. به منظور بررسی قابلیت عبور مخلوط های بتن خودتراکم از آزمایش جعبه L شکل استفاده شده است. نتایج این آزمایش در شکل های ۷ و ۸ آورده شده است. براساس این نتایج افزایش نسبت آب به مواد پودری سبب کاهش نسبت h2 ( ارتفاع بتن خودتراکم در انتهای قسمت افقی جعبه L شکل) به h1 ( ارتفاع بتن باقی مانده در بخش قائم جعبه L شکل) به عبارتی کاهش توانایی عبورپذیری بتن خودتراکم شده است.
بیشترین کاهش نسبت یاد شده مربوط به مخلوط با نسبت آب به مواد پودری ۳۹/۰ ، ۹ درصد خرده لاستیک و بزرگترین بعد سنگدانه ۵/۱۹ میلی متر با کاهش ۲/۱۰ درصدی h2 به h1 می باشد.
شکل (۴-۷) نتایج آزمایش جعبه L مخلوط های با بزرگترین اندازه سنگدانه ۱۲/۵
شکل (۴-۸) نتایج آزمایش جعبه L مخلوط های با بزرگترین اندازه سنگدانه ۱۹/۵

برای دانلود متن کامل پایان نامه به سایت fotka.ir مراجعه نمایید.