بررسي خصوصيات مكانيكي بتن ساخته شده با سراميك و آجر نسوز مسلح شده با الياف در دماهاي بالا

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي عمران

كارشناسي ارشد

به علت تغيير برخي از ويژگي¬هاي فيزيكي و شيميايي بتن در معرض حرارت بالا، اصلاح ساختار بتن براي رفع ضعف¬هاي اين ماده در برابر حرارت از اهميت ويژه¬اي برخوردار است. تغييرات فيزيكي و شيميايي بتن در معرض حرارت بالا منجر به كاهش مقاومت فشاري، مقاومت كششي، مقاومت خمشي و مدول الاستيسيته¬ي آن مي¬شود كه در نهايت تخريب تدريجي سازه را به دنبال دارد تخريب و زوال بتن روزها و هفته¬ها پس از سرد شدن نيز ادامه مي¬يابد. با جايگريني¬مصالح مقاوم در برابر حرارت به¬جاي مصالح مرسوم مورد استفاده در بتن و يا افزودن مواد جديد در بتن مي¬توان مقاومت بتن را در برابر حرارت تا حدودي افزايش داد. با توجه به تجزيه¬ي سنگ دانه¬هاي آهكي در دماي زياد در بسياري از پژوهش¬ها از سنگ¬دانه¬هاي مقاوم در برابر حرارت به عنوان سنگ دانه در بتن استفاده شده است. استفاده از سيمان نسوز به عنوان جاي¬گزين سيمان پرتلند نيز مقاومت بتن را در برابر حرارت افزايش مي¬دهد، زيرا بتن ساخته شده با سيمان معمولي در دماي بالاي 600 درجه¬ي سانتي گراد مقاومت خود را از دست مي¬دهد. استفاده از الياف مناسب در بتني كه در معرض حرارت قرار دارد، باعث جلوگيري از پديده¬ي جدا شدگي پوسته¬ي بتن و افزايش مقاومت فشاري، مقاومت كششي و مقاومت خمشي در برابر حرارت مي¬شود. در اين تحقيق از دورريز سراميك پرسلان و دور ريز آجر نماي نسوز آلومينا و دور ريز آجر نسوز كوره¬اي آلومينا به عنوان سنگ دانه در بتن استفاده شده است. استفاده از ضايعات در بتن نه تنها باعث جلوگيري از آلودگي محيط زيست و استفاده¬ي مجدد از اين ضايعات مي¬شود، بلكه خصوصيات بتن را نيز بهبود مي¬بخشد. در اين تحقيق از پنج نوع الياف پلي پروپيلن، الياف فولادي، الياف بازالت، الياف بارچيب، الياف كربن و هم¬چنين الياف هيبريد كه مخلوطي از اين الياف است و دو نوع سيمان پرتلند معمولي و سيمان نسوز استفاده شده است. به اين منظور 17 طرح اختلاط ساخته شد. در ابتدا براي انتخاب برترين سنگ دانه و سيمان، نمونه¬هايي براي آزمايش مقاومت فشاري ساخته شد. در اين مرحله نمونه¬¬ها با سنگ¬دانه¬هاي سراميك پرسلان، آجر نسوزكوره¬اي آلومينا و آجر نسوز نماي كوره¬اي با سيمان پرتلند و سيمان نسوز ساخته شد و در دماي آزمايشگاه و 800 درجه¬ي سانتي گراد آزمايش شد. با مقايسه¬ي كاهش مقاومت فشاري در نمونه¬ها پس از اعمال حرارت، سنگ دانه¬ي آجر نسوز كوره¬اي آلومينا و سيمان نسوز به عنوان سنگ دانه و سيمان نسوز براي مرحله¬ي بعدي آزمايش¬ها انتخاب شد. هم¬چنين با پنج نوع الياف مورد استفاده در اين پژوهش و سراميك پرسلان و سيمان نسوز نمونه¬هايي براي آزمايش مقاومت فشاري ساخته شد والياف بازالت، بارچيپ و فولادي براي گام دوم اين پژوهش انتخاب شد. در گام دوم با سنگ¬دانه آجر نسوز كوره¬اي آلومينا، سيمان نسوز و الياف فولادي، بازالت و بارچيپ نمونه¬هاي فشاري و خمشي ساخته شد. نتايج نشان داد كه كليه¬ي نمونه¬ها با افزايش دما دچار كاهش مقاومت فشاري و مقاومت خمشي مي¬شوند، ولي ميزان كاهش مقاومت آن¬ها متغير است. كاهش مقاومت فشاري در نمونه¬هاي ساخته شده از آجر نسوز كوره¬اي كم¬تر از ديگر سنگ¬دانه¬ها به دست آمد. استفاده از الياف فولادي و بازالت مقاومت فشاري و مقاومت خمشي نمونه¬ها را در برابر حرارت افزايش داد و هم¬چنين باعث كاهش ميزان ترك خوردگي و افت مقاومت را گرديد. الياف پلي ¬پروپيلن و بارچيپ نيز باعث جلوگيري از پديده¬ي جداشدگي پوسته¬ي بتن شد.

219483

سازه

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان