چکیده:
دوام و خوردگی بتن از موضوعات مهم و غیرقابل انکار در سازه‌های بتن مسلح می‌باشد. دلیل خرابی‌های بسیاری از این سازه‌ها، خوردگی آرماتور های درون بتن می‌باشد و تا حد قابل ملاحظه‌ای عمر مفید این سازه‌ها را کاهش می‌دهد. هدف از انجام این پژوهش، ارائه روشی بهینه با استفاده از مواد بازدارنده جهت کاهش میزان خوردگی آرماتور فولادی درون بتن می‌باشد. به کار بردن مواد افزودنی به عنوان بازدارنده می‌تواند تأثیر عمده‌ای بر خواص بتن به خصوص بر دوام بتن در محیطهای خورده داشته باشد. در این تحقیق دوام نمونه‌های بتن مسلح ساخته شده با سیمان نوع 2، میکروسیلیس، الیاف پروپیلن، نانو لوله کربنی در شرایط شبیه سازی شده پی‌های مغروق در آب دکل پست فشار قوی که حاوی جریان‌های نشتی و سرگردان برق می‌باشد در مدت 12 هفته بررسی شده است. آزمایشهای مقاومت فشاری، مقاومت الکتریکی بتن، پتانسیل خوردگی، شدت خوردگی آرماتور در سنین مختلف بر روی نمونه‌ها انجام گرفته است. نتایج آزمایشهای انجام شده بیانگر این است که جایگزین کردن قسمتی از سیمان با میکروسیلس تأثیر بسیار زیادی بر مقاومت فشاری بتن دارد. افزودن میکروسیلیس افزایش 36 درصدی مقاومت فشاری را نشان می‌دهد. همچنین میکروسیلیس بهبود چشمگیری را در آزمایشهای خوردگی نشان می‌دهد. در مجموع افزودن 10 درصد میکروسیلیس بجای سیمان مصرفی در این نوع سازه‌ها بهترین عملکرد را از لحاظ مقاومتی، خوردگی و اقتصادی داشته است و باعث بهبود دوام و خوردگی بتن می‌شود.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده.......................................................................................................................................... 1
مقدمه ........................................................................................................................................ 2
فصل اول:کلیات تحقیق
1-1 بیان مسئله.............................................................................................................................. 3 1-2 ضرورت و اهداف تحقیق .................................................................................................... 4
1-3 محدوده و سئوالات تحقیق .................................................................................................... 4
1-4 روش تحقیق ...................................................................................................................... 5 1-5 پیشینه تحقیق.......................................................................................................................... 5
1-6 اهداف کاربردی تحقیق........................................................................................................... 6
1-7 محدودیت ها و مشکلات تحقیق .......................................................................................... 6 1-8 استفاده کنندگان از نتایج تحقیق ........................................................................................... 7
1- 9 خلاصه فصول ..................................................................................................................... 7
فصل دوم: مروری بر ادبیات و تاریخچه کنترل خوردگی بتن
2-1 تعریف بتن........................................................................................................................... 8
2-2 ساختار و شیمی بتن............................................................................................................. 8
2-2-1 ساختار بتن....................................................................................................................... 8 2-2-2 شیمی بتن......................................................................................................................... 9 2-3 تعاریف بتن........................................................................................................................... 13
2-3-1 تعریف سیمان مطابق مقررات ملی ساختمانی ایران................................................................. 13
2-3-2 انواع سیمان....................................................................................................................... 13 2-3-3 هیدراتسیون سیمان............................................................................................................. 27 2-3-4 خواص سنگدانه............................................................................................................... 29 2-3-5 اندازه سنگ دانه................................................................................................................. 30
2-3-6 مواد تشکیل دهنده بتن....................................................................................................... 32
2-4 ویژگیهای مهم بتن............................................................................................................... 33 2-4-1 کارایی بتن........................................................................................................................ 33
2-4-2 اسلامپ............................................................................................................................ 33
2-4-3 مصالح مصرفی.................................................................................................................. 34 2-4-4 پایایی (دوام) بتن.............................................................................................................. 35
2-4-5 نسبت آب به سیمان........................................................................................................... 35
2-4-6 حداقل مقدار سیمان........................................................................................................... 36 2-5 تهیه بتن................................................................................................................................ 39
2-6 حمل بتن.............................................................................................................................. 50
2-7 بتن ریزی و متراکم ساختن بتن............................................................................................... 50 2-8 ریختن بتن و انتقال آن به قالب............................................................................................... 51
2-9 تراکم و تحکیم بتن................................................................................................................ 56
2-10 عمل آوری بتن................................................................................................................... 61 2-10-1 روش های عمل آوری..................................................................................................... 62
2-10-2 زمان شروع عمل آوری.................................................................................................... 63
2-10-3 مدت زمان لازم برای عمل آوری ..................................................................................... 64 2-10-4 تشریح روش های عمل آوری......................................................................................... 65
2-11 مقاومت بتن........................................................................................................................ 68
2-11-1 نسبت آب به سیمان......................................................................................................... 69
2-11-2 نوع سیمان...................................................................................................................... 70
2-11-3 نوع و حداکثر قطر مصالح سنگی...................................................................................... 70 2-11-4 مواد افزودنی.................................................................................................................... 71
2-12 تاریخچه بتن....................................................................................................................... 71
2-13 خوردگی فولاد در بتن.......................................................................................................... 73 2-14 پیشینه تحقیق ..................................................................................................................... 75
فصل سوم : تشریح ساخت بتن و راههای کنترل خوردگی بتن
3-1 مقدمه................................................................................................................................... 86
3-2 تاریخچه مقابله با خوردگی بتن................................................................................................ 87 3-2-1 تاریخچه و دامنه کاربرد....................................................................................................... 87
3-2-2 روشهای کنترل خوردگی................................................................................................... 90
3-3 کنترل کارهای بتنی................................................................................................................. 98 3-4 آب در بتن........................................................................................................................... 103
3-4-1 نفوذ.................................................................................................................................. 104
3-4-1-1 نفوذ ایستا..................................................................................................................... 104
3-4-1-2 نفوذ غیر ایستا............................................................................................................... 105 3-4-2 نفوذ و پیوند...................................................................................................................... 107
3-4-3 مکش موئین...................................................................................................................... 108
3-4-4 مقاومت ویژه بتن.............................................................................................................. 110
3-5 افزودنی های بتن.................................................................................................................. 112 3-5-1 اطلاعات کلی در مورد افزودنی ها...................................................................................... 115
3-5-2 پیش بینی ضروری در کاربرد افزودنی ها............................................................................. 116
3-5-3 طبقه بندی افزودنی ها........................................................................................................ 117 3-5-4 انطباق با مشخصات و استانداردها....................................................................................... 118
3-5-5 تاثیر مواد افزودنی با اثر فیزیکی.......................................................................................... 119
3-5-6 تاثیر مواد افزودنی با اثر شیمیایی......................................................................................... 120
3-6 تعریف خوردگی................................................................................................................... 121 3-6-1 فرآیند خوردگی فلزات داخل بتن....................................................................................... 123
3-6-2 ترک خوردگی و کنده شدگی بتن ناشی از خوردگی............................................................. 125
3-6-3 کاهش ظرفیت سازه ای...................................................................................................... 126 3-7 تعریف ساختمان دکل پست فشار قوی..................................................................................... 128
3-7-1 انواع دکل های انتقال......................................................................................................... 128
3-7-2 انواع فنداسیوان هایی دکل.................................................................................................. 130
فصل چهارم: آنالیز و تحلیل موردی نتایج آزمایشگاهی ساخت بتن
4-1 مقدمه.................................................................................................................................... 132
4-2 مشخصات مصالح مصرفی....................................................................................................... 132 4-2-1 سیمان................................................................................................................................ 132
4-2-2 سنگدانه............................................................................................................................. 133
4-2-3 آب................................................................................................................................... 135 4-2-4 مواد افزودنی...................................................................................................................... 136
4-2-4-1 میکروسیلیس.................................................................................................................. 136
4-2-4-2 الیاف پروپیلن............................................................................................................... 138 4-2-4-3 نانو لوله های کربنی........................................................................................................ 146
4-2-4-4 فوق روان کننده ............................................................................................................. 164
4-3 طرح اختلاط.......................................................................................................................... 165 4-3-1 روش و شیوه طرح اختلاط.................................................................................................. 165
4-4 ساخت نمونه ها...................................................................................................................... 173
4-4-1 روش ساخت و ترتیب اختلاط مصالح................................................................................. 173
4-4-2 روش ریختن در قالب و تراکم بتن تازه................................................................................ 175 4-4-3 عمل آوری نمونه ها............................................................................................................ 177
4-4-4 باز کردن قالب ها............................................................................................................... 177
4-5 دلایل توجیهی ساخت طرح ها................................................................................................. 178 4-6 آزمایشهای انجام شده.............................................................................................................. 178
4-6-1 آزمایش مقاومت فشاری بتن.............................................................................................. 178
4-6-1-1 شرح آزمایش................................................................................................................. 178 4-6-1-2 وسایل مورد نیاز............................................................................................................. 179
4-6-1-3 نتایج آزمایش................................................................................................................. 180
4-6-2 آزمایش مقاومت الکتریکی بتن............................................................................................. 181 4-6-2-1 شرح آزمایش................................................................................................................. 182
4-6-2-2 وسایل مورد نیاز............................................................................................................. 184
4-6-2-3 نتایج آزمایش ................................................................................................................ 184
4-6-3 آزمایش پتانسیل خوردگی (نیم سل ).................................................................................... 186 4-6-3-1 شرح آزمایش................................................................................................................. 187
4-6-3-2 وسایل مورد نیاز ............................................................................................................ 189
4-6-3-3 نتایج آزمایش................................................................................................................. 189 4-6-4 آزمایش شدت خوردگی (پتانسیواستات) ............................................................................ 191
4-6-4-1 شرح آزمایش................................................................................................................. 192
4-6-4-2 وسایل مورد نیاز............................................................................................................. 193 4-6-4-3 نتایج آزمایش................................................................................................................. 193
4-7 بررسی اقتصادی طرح ها نسبت به یکدیگر.................................................................................. 195
فصل پنجم: نتیجه‌گیری و پیشنهادات
5-1 نتیجه گیری...................................................................................................................................................................... 198
5-2 پیشنهادات....................................................................................................................................................................... 199
منابع و مآخذ................................................................................................................................. 200
چکیده انگلیسی
ارائه روشی بهینه برای جلوگیری از خوردگی بتن های مغروق در آب با افزودنی های مختلف بررسی موردی : بتن پی دکل پست فشار قوی
