مقاله انجمن بتن شهرآرا
پنج شنبه 15 آبان 1399
    
بازدید: 713
    

 

تاًثیر رطوبت بهینه بر دوام بتن، با اسلامپ صفر


چکیده


استفاده از تولیدات قطعات به روش پیش ساخته در حال گسترش می باشد و یکی از پرکاربردترین این قطعات، جداول و کفپوش های بتنی می باشند. روش های تولید کفپوش های پیش ساخته عبارتند از روش های معمولی، روش فشاری خشک و روش فشاری تر. در روش فشاری خشک، بتن با سطح کارایی پایین که بتنی با اسلامپ صفر می باشد، در قالب ریخته و با فشار متراکم می شود. یکی از مزایای روش فشاری خشک، سرعت اجرا و خروج قطعه از قالب بلافاصله پس از جایدهی و تراکم است که عدم نیاز به تعداد زیادی قالب را به دنبال دارد. همچنین نسبت آب به سیمان پایین در بتنهای مورد استفاده در این روش، بهبود کیفیت بتن را سبب میگردد. دستیابی به ویژگیهای مقاومتی و دوامی مطلوب در قطعات بتنی میتواند نتیجه ی عوامل مختلفی باشد؛ از جمله مصالح مناسب، طرح اختلاط صحیح و رعایت اصول فنی دز ساخت، حمل، تخلیه و عمل آوری. یکی از مواردی که در شرایط ساخت بتن تاًثیرگذار است، میزان تراکم قطعات پیش ساخته در هنگام اختلاط و جایدهی بتن می باشد. در شرایط فشار تراکم ثابت، میزان رطوبت بهینه در کیفیت بتن تاًثیر به سزایی دارد که افزایش یا کاهش آن بر تراکم بتن موثر می باشد. لذا هدف این تحقیق عبارتست از بررسی میزان رطوبت بتن بر کیفیت کفپوش های بتنی تولید شده به روش فشاری خشک و نیز تعیین رطوبت بهینه که منجر به بهترین کیفیت بتن سخت شده می گردد.


1.مقدمه


هدف از طراحی روسازی فراهم آوردن یک ترکیب سازه ای بر روی مسیر حرکت جهت اتقال ترافیک عبوری به صورت ایمن، یکنواخت و کارآمد می باشد. به طور کلی روسازی ها به سه دسته: 1صلب، 2انعطاف پذبر و 3مرکب تقسیم میشوند. روسازی های انعطاف پذیر به روسازی هایی اطلاق می شود که سطح آن ها با آسفالت یا مصالح قیری پوشش شده باشد. علت استفاده از واژه ی انعطاف پذیر در این نوع روسازی، خمش و تغییر شکل سازه ی روسازی تحت بارهای ترافیکی می باشد. از سوی دیگر روسازی صلب به آن دسته از روسازی ها گفته می شود که لایه ی سطحی آن از بتن تشکیل شده باشد. 


همانطور که می دانیم روسازی آسفالتی به دلایلی از قبیل تولید سر و صدای کمتر، زمان کوتاهتر برای بازگشایی به ترافیک و هزینه ساخت کمتر، در ایران بسیار متداول است؛ اما از آنجا که روسازی آسفالتی، انعطاف پذیر است( رفتار ویسکوالاستیک دارد)، مشکلاتی از قبیل شیارافتادگی مسیر چرخ، کناررفتگی و موج زدگی را نشان میدهد. همچنین روسازی های انعطاف پذیر باعث تمرکز تنش در نزدیکی بار میشود(تصویر شماره1)؛ در تقابل با اینکه تنشها در زیر لایه های سخت نظیر بتن، پخش میشود و بدون شک، تنشهای کم منتقل شده به واسطه لایه بتن روی اساس وبستر روسازی، در کم کردن یا حذف تغییر شکل روسازی در چنین لایه هایی موثر است. به علت مقاومت بالای بتن، بلوک ها در برابر دوره های یخ زدن و آب شدن ناشی از استفاده نمک در فصل زمستان، مقاوم بوده و همچنین دارای مقاومت سایشی و اصطکاکی بالایی می باشد.
پس از اجرای بلوک ها بلافاصله می توان ترافیک را از روی آن عبور داد. یکی از مزایای منحصر به فرد سیستم روسازی بلوکی این است که مدول سختی رویه بلوکی با گذشت زمان و عبور وسایل نقلیه افزایش می یابد. فرایند فوق به این دلیل اتفاق می افتد که با گذشت زمان و در نتیجه افززایش تجمعی بار عبوری ترافیکی، یک عملیات تراکم در سطح رویه بلوکی صورت گرفته و در نتیجه سبب افزایش میزان قفل شدگی بلوک های بتنی نسبت به هم می شود. این کاهش نشست یا افزایش مدول سختی معادل رویه پس از عبور 10000 الی 16000 بار محور استاندارد معادل حاصل گردد. که تنها 5% تعداد محور عبوری کل عمر طرح روسازی بوده است.


به علت وجود درزهای پر از ماسه که به عنوان ابزاری برای انتقال بار به کار برده می شوند، ترک های ناشی از تنش و غیر یکنواختی به حداقل می رسد. همانند روسازی های انعطاف پذیر آسفالتی، مصالح دانه ای اساس با مقدار کمی نشست تطبیق داده می شوند بدون اینکه ترکی در سطح ایجاد شود. هزینه های تعمیر و نگهداری کاهش می یابد. زیرا امکان مرمت قسمت های مفروش شده با بلوک های یتنی بدون ایجاد یک سطح جدید وجود دارد.
روسازی بلوکی بتنی به علت دارا بودن بافت و ساختار ویژه، الگوها، رنگ ها، زیبایی منحصر به فردی را به ارمغان می آورند که در مقام مقایسه با سایر شکل های روسازی، توانایی ترکیب و هم گونی چشم گیری با محیط اطراف خود دارد.
• نصب بلوک های روسازی با ماشین آلات زمان اجرای پروژه را کاهش می دهد.
• در این نوع روسازی برای تعمیر و بازسازی می توان بلوک های استفاده شده را دوباره به کار برد که در نتیجه میزان پرت مصالح کاهش می یابد. به طور خلاصه، با مقایسه روسازی بلوکی با روسازی های متدالول بتنی و آسفالتی به مزایای آن از قبیل سرعت اجرای بالا، عدم استفاده از ماشین آلات گران قیمت، هماهنگی با محیط زیست، عدم مشکلات ناشی از کسب مقاومت و پرداخت بتن در روسازی بتنی و مشکلات موجود زیست محیطی روسازی های آسفالتی پی برده می شود.


• فاقد تغییرات شکلی دائمی نظیر شیار افتادگی می باشد.
• هنگام ترمز گرفتن جمع یا فیتیله نمی شود.
• در هوای گرم و بسیار گرم روان و نرم نمی شود.
• در زیر بارهای استاتیک جای چرخ وسایل نقلیه ایجاد نمی شود.
• از مقاومت خزش بسیار بالایی برخوردار می باشد.
• در سرازیری یا سربالایی دچار جمع شدگی و شیار افتادگی نمی گردد.
• در اثر ریزش سوخت منجر به تخریب لایه و حل شدن ماده چسبنده نمی گردد.
• در اثر پارک نمودن وسایل نقلیه در مدت زمان کوتاه یا بلند تغییر شکل نمی دهد.
• در هنگام شب قابلیت روئیت بسیار مناسب تری در اثر انعکاس نور از خود نشان می دهد.
در این تحقیق تاًثیر رطوبت بهینه بر دوام بتن با اسلامپ صفر در مورد کفپوش های بتنی که در رده روسازی صلب و بتن با اسلامپ صفر قرار می گیرند، مورد بررسی قرار می گیرد.
کفپوش های بتنی بایستی عملکرد مناسبی در برابر شرایط آسیب رسان محیطی برخوردار باشد تا بدین ترتیب عمر مفید آن ها افزایش یافته و در نتیجه هزینه تعمیر و نگهداری آن ها به حداقل برسد. به منظور تعیین و پیش بینی مشخصه های دوام از یکسری آزمایشات ساده مطابق استاندارد شماره 20185 ملی ایران استفاده می شود[1و2] که در بخش 3 به تفسیر توضیح داده خواهد شد.
یکی از پارامترها در طراحی مخلوط بتن با اسلامپ پایین، روش تراکم مصالح خاکی می باشد. در این روش بر اساس تراکم ژئوتکنیکی مصالح با تغییر رطوبتهای زیاد شونده تقریباً 5 درصدی به منحنی دانسیته- رطوبت دست می یابد. با استفاده از منحنی به رطوبت بهینه با یک عیار سیمان ثابت تعیین می شود و شاخصهای دوام از جمله آزمایش سیکل های ذوب و یخبندان و جذب آب و ... در نمونه های با رطوبت متفاوت با یکدیگر مقایسه خواهد شد.[3]


2.مشخصات مصالح


سیمان مورد استفاده در این مطالعه از نوع تیپ 2 بوده و آنالیز شیمیایی آن در جدول 1 ارائه شده است. سنگ دانه ها نیز شامل ماسه طبیعی سیلیسی رودخانه ای با حداکثر بعد 4.75 میلی متر از معدن دوکوهک شیراز که اطلاعات و منحنی دانه بندی در جدول 2 و شکل 2، سنگدانه نخودی سیلیسی شکسته با حداکثر بعد 12.5 میلی متر و از معدن گله زن می باشد که اطلاعات و منحنی دانه بندی در جدول 3 و شکل 3 نشان داده شده است. طرح اختلاط بر اساس آیین نامه ACI [5] که جهت اختصار توضیح داده نخواهد شد و الزامات دستگاه تولید که محدودیت هایی ایجاد می نمود، طراحی شده است.  


3-مطالعات آزمایشگاهی5


1-3 روش انجام آزمون کششی:


دستگاه آزمون باید به دو تکیه گاه به فرم شکل 4 مجهز باشد تکیه گاه بالایی باید توانایی چرخش حول محور عرضی را داشته باشد.
از بلوکهای کامل جهت این آزمایش استفاده می شود و هرگونه ناهمواری از سطح از بین برده شده و در آب با دمای5 ±20 درجه سلسیوس به مدت 24 ساعت قرار داده، سپس با پارچه خشک و آزمون انجام شود.
بلوک را در داخل دستگاه آزمون قرار داده با نوار پر کننده از جنس لاستیک فشرده جهت جلوگیری از تمرکز تنش استفاده نموده و بار را به آرامی و به تدریج با سرعتی معادل 0.01±0.05 مگاپاسکال اعمال نموده و تنش کششی از فرمول زیر محاسبه می گردد.[2]

 
2-3 روش انجام آزمون جذب آب:


در این آزمایش آزمونه های عمل آوری شده، با ثبت زمان به مدت 3 روز داخل آب غوطه ور می شوند تا به یک وزن ثابت برسند. در این مدت در زمان هایی، از داخل آب خارج شده و سطح آن ها با یک پارچه خشک می گردد و سپس توزین می شوند. سپس در دستگاه آون خشک شده توزین می شوند و تا زمانی که تغییرات وزن کمتر از 0.1 درصد بوده ادامه می یابد سپس وزن ثبت می شود(وزن خشک). معمولأ پس از گذشت یک روز روند تغییرات وزن آزمونه ها اندک است. مقدار درصد جذب آزمونه ها در هر زمان با استفاده از رابطه زیر بدست می آید. به شکل 5 رجوع گردد.[8و6و2]

  

3-3 روش انجام آزمون ذوب و یخبندان:


آزمونه ها را در محفظه یخبندان چنان تراز قرار دهید که سطح آزمون از حالت افقی در هر جهت بیش از 3 میلی متر انحراف نداشته باشد و در معرض یخبندان و آب شدن پی در پی قرار گیرد. در طی آزمون، چرخه زمان-دما (مطابق شکل 6) در محلول سدیم کلرید در وسط سطح همه آزمونه ها باید در ناحیه هاشورخورده شکل 6 واقع شوند.
پس از 7 چرخه و 14 چرخه، در هنگام آب شدن یخ، در صورت لزوم مقداری محلول 3 درصد سدیم کلراید را اضافه نموده تا ضخامت محلول بر روی سطح آزمونه به میزان(2±5) میلی متر باشد.
پس از 28 چرخه پوسته ها را با برس و آبفشان جمع کرده و در دمای 5±105 درجه سلسیوس به مدت 24 ساعت خشک کرده و تناسب وزن به مساحت آزمونه بر حسب متر مربع جواب آزمون و مقدار میانگین باید کمتر از 1 و منفرد کمتر از 1.5 کیلوگرم بر متر مربع باشد.[2و7و6]



3-4 روش انجام آزمون سایش:


ابتدا قیف هدایت کننده را از مواد ساینده خشک پر کنید این ماده از کوراندوم(اکسید آلومینیوم ذوب شده) می باشد. سپس شیر خروجی را باز کرده و موتور چرخ پهن روشن نموده و آزمونه را در تماس با چرخ پهن قرار داده. پس از 75 دور چرخش که معادل گذشت یک دقیقه می باشد موتور را خاموش کرده، دو شیر ماده ساینده را ببندید و نمونه برای تعیین میزان سایش بردارید.[2]

  
4-نتیجه گیری:


مطالعه حاضر با به کار گیری روش تجربی و نتایج آزمایشگاهی به بررسی تأثیر رطوبت بهینه بر دوام بتن با اسلامپ صفر در تولید کفپوش های بتنی پرداخته است. با توجه به شکل9 نتایج نشانگر آن هستند که در معیارهای مکانیکی و دوام بتن، علاوه بر جنس مصالح، نوع سیمان، عیار سیمان پارامترهایی مانند رطوبت بهینه، فشار تراکم، دمای اولیه بتن و سایر نکات جانبی نقش بسزایی ایفا می نمایند حال آنکه می توان مقدار فشار تراکم و رطوبت و دماهای متفاوت پایه تحقیقات بعدی در این زمینه باشند.

با تحلیل دقیق، میزان مصالح مصرفی را در بهینه ترین حالت از نظر فنی و اقتصادی انتخاب کنیم. جرم حجمی خشک همبستگی مناسبی با منافذ قابل نفوذ و جذب حجمی آب داشته است. به عبارتی با افزایش جرم حجمی خشک میتوان انتظار داشت که حجم تخلخل قابل نفوذ کاهش یابد. فاکتورهای مقدار سیمان، نسبت آب به سیمان و تعامل این دو از نظر آماری فاکتورهای موثر بر جرم حجمی خشک، منافذ قابل نفوذ و جذب حجمی آب بوده اند و با انتخاب مقادیر مناسب عیار سیمان و نسبت آب به سیمان مقادیر پارامترهای مذکور در حد بهینه قرار می گیرد. نکته حائز اهمیت این ایت که مقاومت کششی بتن همبستگی مناسبی با جرم حجمی خشک، منافذ قابل نفوذ و ضریب جذب آب نداشته است، به عبارتی مقاومت کششی به تنهایی نمیتواند از نظر مشخصه های دوام نتایج قابل اعتمادی را فراهم آورد. لذا روش تراکم ژئوتکنیکی که حداکثر جرم حجمی خشک را برای دستیابی به طرح اختلاط مخلوط الزام می داند از کارایی مناسب برخوردار خواهد بود، لیکن الزام است مطالعات بیشتری روی روش های مبتنی بر کارایی صورت گیرد.

 

 

  نظرات
دیدگاه های ارسال شده توسط شما، پس از تایید مدیر سایت در وب سایت منتشر خواهد شد.
پیام هایی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
پیام هایی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط با خبر باشد منتشر نخواهد شد.