Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad reza Eftekhar,Kiachehr Behfarnia
محمدرضا افتخار (استاد راهنما) کیاچهر بهفرنیا (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad Niknam
محمد نیکنام

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Experimental Study on Freeze and Thaw Durability of Self Consolidating Lightweight Aggregate Concrete
By attention to Iran’s seismicity condition, light weight and resistant structures, using of new capable concretes seems to be necessary; such as self-consolidating lightweight aggregate concrete that either use from lightweight concrete benefits in reducing the dead load of the building, sound insulation, heating insulation and other improved properties and or have workability and power of self-consolidating concrete to flow into the framework, passing through the compacted reinforcement and is capable of self-compacting properties. Concrete under destructive chemical and physical attacks quickly and in a shorter time than what for it is considered as useful life, damaged and lose its strength. This issue in structures such as dams, power plants, bridges and tunnels that life of its operation is very long and repair and retention costs is higher that initial construction costs in many cases, has a particular importance. For example physical destructive factors can be cited to process freeze and thawing. If sufficient durability of concrete against freeze and thaw cycles does not have the exposure to attacks in very less time of the useful life will be destroyed. The aim of this study was to evaluate and compare the effects of pozzolans and also effect of water absorption of lightweight aggregate on the durability self-consolidating lightweight concrete against the destructive cycles of freeze and thawing. Frosts effect on the concrete can be investigated by measurement compressive strength, elongation, weight change and change of water absorption concrete samples. Considering the effect of the water-cement ratio on the durability of concrete in the frost condition, the water to cement ratio in this study is considered equal to 0.42. Pozzolans used in this study are, silica fume and metakaolin. In preparing the mix designs a mix design without pozzolans and two mix designs containing silica fume or metakaolin replacement cement to 10% by weight is used. Lightweight aggregates are used in three modes. The first with a 24-hour saturation that water absorption percent is 6.65% (short-term saturation), the latter with two months saturated that have a water absorption percent 15.31% (long-term saturation) and the third case is dry lightweight in the open air. Therefore by considering the combined modes for a total of 9 mix designs is used. From the each of the mix design, 21 of the 10 cm cube made. In accordance with standard ASTM-C666-B samples tested were frozen and thawed. To compare the performance of mix design against frost, changes in weight, length, water absorption and compressive strength before and after exposure to freezing conditions, were studied. In this study it was shown that saturation of the lightweight aggregates before mixing is a good strategy for improvement the fresh properties of self consolidating concrete and prevents a severe slump loss that occurs in concrete made with dry lightweight. But after spending freeze and thaw cycles decrease the compressive strength more than mix designs that containing dried lightweight aggregates. Pozzolanic materials could in addition to increase the strength of all ages have a significant impact on the durability of concrete against freeze and thaw agent. By comparing the two used pozzolans in research silica fume have the most effects on increasing the strength, reduced weight changes, length and concrete water absorption. Keywords Self-consolidating lightweight concrete, Durable concrete against freeze and thaw, Silica fume, Metakaolin, Water absorption of lightweight aggregates
با توجه به قرار گیری ایران در منطقه ای لرزه خیز، لزوم ساخت ساختمان های سبک و مقاوم، به کارگیری بتن های توانمند جدید ضروری می نماید؛ همانند بتن خود متراکم سبک که هم از مزایای بتن های سبک در کاهش بار مرده ساختمان، عایق صدا، حرارت و سایر خواص بهبود یافته بهره می برد و هم کارائی و قدرت بتن خودمتراکم در جریان یافتن در درون قالب، عبور از میان آرماتورهای فشرده و خاصیت خودتراکمی را دارا می باشد. بتن تحت حملات شیمیایی و فیزیکی مخرب به سرعت و در زمان کوتاه تری از آن چه به عنوان عمر مفید برای آن در نظر گرفته شده است، آسیب دیده و مقاومت خود را از دست می دهد. این مسئله در سازه هایی مانند سد ها، نیروگاه ها، پل ها و تونل ها که عمر بهره برداری از آن ها بسیار زیاد بوده و هزینه ی تعمیر و نگه داری آن ها در بسیاری موارد از هزینه ی اولیه hy;ی ساخت بالاتر است، از اهمیت ویژه ای برخودار است. از عوامل مخرب فیزیکی می توان به فرآیند یخ و ذوب اشاره نمود. چنان چه بتنی دوام کافی در برابر چرخه های یخ و ذوب را نداشته باشد با قرار گیری در معرض حملات آن در مدتی بسیار کم تر از عمر مفید از بین خواهد رفت. هدف از انجام این تحقیق، بررسی و مقایسه ی تأثیر پوزولان ها و هم چنین تأثیر جذب آب سبک دانه ها بر روی دوام بتن خودمتراکم سبک در برابر چرخه های مخرب یخ و ذوب است. تأثیر یخبندان بر روی بتن را می توان با اندازه گیری مقاومت فشاری، تغییر طول، تغییر وزن و تغییر جذب آب نمونه های بتنی بررسی نمود. با توجه به تأثیری که نسبت آب به سیمان بر روی دوام بتن در اثر یخبندان دارد، نسبت آب به مواد سیمانی در این پژوهش ثابت و برابر 42/0 در نظر گرفته شده است. پوزولان های مصرفی در این تحقیق، میکروسیلیس و متاکائولین هستند. در تهیه ی طرح ها از یک طرح فاقد پوزولان و دو طرح حاوی پوزولان با جایگزینی میکروسیلیس یا متاکائولین به میزان 10% وزنی سیمان استفاده شده است. سبک دانه ها در سه حالت مورد استفاده قرار گرفته اند. حالت اول با اشباع 24 ساعته که جذب آبی 65/6 درصدی داشته (اشباع کوتاه مدت)، حالت دوم با اشباع دو ماهه که جذب آبی 31/15 درصدی داشته اند (اشباع بلند مدت) و حالت سوم سبک دانه ی خشک شده در هوای آزاد می باشد. بنابراین با در نظر گرفتن حالت های ترکیبی در مجموع از 9 طرح اختلاط استفاده شده است. از هر کدام از طرح ها 21 نمونه ی مکعبی به ابعاد 10 سانتی متر ساخته شده است. نمونه ها مطابق با استاندارد ASTM-C666-B تحت آزمایش یخ و ذوب قرار گرفتند. برای مقایسه ی عملکرد طرح های اختلاط در برابر یخبندان، تغییرات وزن، طول، درصد جذب آب و مقاومت فشاری نمونه ها قبل و بعد از قرارگیری در شرایط یخبندان، مورد بررسی قرار گرفت. در این تحقیق نشان داده شد که اشباع سبک دانه ها قبل از اختلاط بتن راه کار مناسبی جهت بهبود خواص تازه ی بتن سبک خودمتراکم می باشد و مانع از افت اسلامپ شدیدی که در بتن ساخته شده با سبک دانه ی خشک رخ می دهد، شده است؛ ولی پس از گذراندن سیکل های یخ و ذوب باعث کاهش مقاومت فشاری بیش تری نسبت به طرح های حاوی سبک دانه های خشک شده است. استفاده از مواد پوزولانی توانسته علاوه بر افزایش مقاومت فشاری در تمام سنین، تأثیر بسزایی بر دوام بتن نسبت به عامل یخ و ذوب داشته باشد. با مقایسه ی دو پوزولان استفاده شده در تحقیق میکروسیلیس بیش ترین تأثیر را بر روی افزایش مقاومت، کاهش تغییرات وزن، طول و درصد جذب آب بتن داشته است. کلمات کلیدی: بتن خودمتراکم سبک، دوام بتن در برابر یخ و ذوب، میکروسیلیس، متاکائولین، جذب آب سبک دانه

ارتقاء امنیت وب با وف بومی