گیل فان |مقاله | تحقیق| کتاب

تحقیق اجزا تشکیل دهنده بتن

بتن ترکیبی ازسیمان ، آب ومصالح خرده سنگی(شن و ماسه) است که بهنسبتهای متناسب بطور دستی یا مکانیکی با یکدیگر مخلوط می شوند.

ترکیبات سیمان

مواد خام اصلی مورد مصرف برای ساخت سیمان عبارتند از: آهک ، سیلیس ، آلومینا و اکسید آهن ، که بیشترین مواد تشکیل دهنده مواد تشکیل دهنده آن آهک و سیلیس است. این مواد را به نسبت ها و درصدهای معین با هم مخلوط و آسیاب کرده و در کوره می پزند.

مقدار زیاد سیمان دربتن باعث مقاوت بتن در برابر اثر نفوذ هوا وتغییرات جوی وهمچنین حفاظت فولاد جهت پیش گیری از زنگ زدگی می گردد.اما باید توجه داشت مصرف بیش از 500 کیلوگرم سیمان در متر مکعب نمی تواند در ازدیاد مقاومت بتن موثر باشد.

انواع بتن به لحاظ مقدار سیمان

1-بتن کم مایه با 100تا 150 کیلوگرم سیمان در متر مکعب بتن

2-بتن میان مایه با 150تا 250 کیلوگرم سیمان در متر مکعب بتن

3-بتن پر مایه با 250تا 400 کیلوگرم سیمان در متر مکعب بتن

سنگدانه ها ( شن وماسه):

که حدود 4/3 حجم بتن را تشکیل می دهد.شکل سنگ دانه ها و بافت آنها تاثیر زیادی در مقاومت بتن ومیزان اب لازم وکارآیی وروانی بتن تولیدی دارد.هرچه مصالح تیزگوشه تر باشد،روانی بتن تقلیل یافته وهرچه بافت آنها ریزتر وخشن تر باشد چسبندگی وپیوستگی بیشتری بین آنها وخمیر سیمان بوجود می آید.

امروزه در تهیه بتن‌ها دامنه گسترده‌ای از مواد طبیعی ومصنوعی بکار گرفته می‌شوند. از این میانشن و ماسهطبیعی بهترین و پرمصرفترین مصالحهستند. مصالح دانه‌ای بکار گرفته شده در بتن در درجه اول شن و ماسه طبیعی و پس ازآن سنگ شکسته یا مخلوطی از آنهاست. یکی از دلایل عمده عدم استحکام کافی و تخریب زودرس بتن ، استفاده از مصالح دانه‌ای نامرغوب است. بطور کلی ذراتی مناسب‌اند که تمیز، بدون پوشش سطحی ، دارای دانه بندی مناسب ، محکم و بادوام و عاری از مواد آلودهکننده باشند. علاوه بر آن ، این مواد باید قادر باشند بطور مناسبی در مقابل تغییراتفیزیکی و شیمیایی محیط مقاومت نمایند.

به طور کلی سخت دانه ای که برای ساخت بتن بکار میرود برای کسب حداکثر نتیجه باید دارای حداقل فضای خالی بین دانه ای باشد وحداکثر فضاهای خالی بین دانه ای با دانه های ریزتر پر شود ودوغاب سیمان نقش چسباننده بین این ذرات را داشته باشد.

سنگ دانه های مصرفی در بتن باید مقاومت فشاری بیش از مقاومت فشاری بتن موردنظر داشته باشدوسختی دانه ها نباید کمتر آز 3 باشد.

آب:

آبی که در ساختن بتن مصرف می‌شود، باید عاری از مواد مضر برای بتنباشد. در این رابطه مقدار سولفاتهای آب نباید از یک گرم در لیتر بیشتر باشد. آبگندآبها وفاضلاب شهرهابرای ساختن بتن مناسب نیست. آبمصرفی نبایدخاصیت اسیدیزیاد داشته و PH آن نباید کمتراز 4 باشد. مقدار آب بکار رفته در بتن متغیر است و به عوامل مختلف بستگی دارد. غلیظبودن بتن ، درشتی ذرات سنگی ، صاف بودن سطح دانه‌ها ، کروی بودن ذرات سنگی ، سردیهوا و وجود رطوبت در آن مقدار آب لازم را کاهش می‌دهد. در مقابل رقیق بودن بتن ،ریز و خشک بودن ذرات سنگی ، گرمی هوا ، ناصافی سطح دانه‌ها و گوشه داری آنها مصرفآب را افزایش می‌دهد.

آب که یکی از عوامل اصلی بتن می باشد دوعمل در بتن اجرا می نماید:

1:باسیمان ترکیب شده و تشکیل سیلیکات و آلومینات کلسیم بلوری می دهد که اساس خودگیری وسخت شدن بتن می باشد.

2:دادن روانی کافی به بتن ومرطوب نمودن دانه های سنگی

سیمان در موقع گرفتن به اندازه 20 تا 25 درصد وزن خود به اب نیاز دارد.اگر از این مقدار زیادتر باشد بتن در اثر اب زیاد مقاومت خود را از دست می دهد.

جدول دانه بندی مصالح

نوع مصالح : ماسه

جدول دانه بندی مصالح

نوع مصالح : شن نخودی

جدول دانه بندی مصالح

نوع مصالح : شن بادامی

آزمایش وزن مخصوص حقیقی:

وسایل مورد نیاز:

1-ترازو با دقت 0.01 گرم

2-سرتاس

3-ظروف فلزی

4-پیکنومتر 1000 سی سی

روش انجام آزمایش:

ابتدا سنگ دانه های مورد آزمایش را شسته وخوب تمیز می کنیم سپس داخل اوون گذاشته تا کاملا خشک شود سپس بمدت 24 ساعت داخل آب قرار می دهیم تا کاملا اشباع شود این عمل برای هرکدام از مصالح ( نخودی ،بادامی و ماسه ) انجام می دهیم .

در پیکنومتر به اندازه 1000 سی سی آب ریخته وزن می نمائیم سپس به اندازه 500 گرم از هر سه مصالح را در سه نوبت در پیکنومتر ریخته  و مقدار آب را تاجایی که دقیقا 1000 سی سی را نشان دهد خالی می کنیم.باردیگز وزن پیکنومتر همراه با آب ومصالح را بدست می آوریم.

حال با استفاده از فرمول زیر وزن مخصوص درون اشباع بدست می آید:

وزن نمونه اشباع با سطح خشک شده در هوا              =  وزن مخصوص درون اشباع

وزن پیکنومتربه همراه آب وصالح- وزن پیکنومتر وآب + وزن نمونه اشباع

مراحل ساخت ده نمونه بتن مکعبی:

-ابتدا قالبهارا کاملا تمیز وروغن کاری می کنیم.

حجم مخلوط بتن را15315315 -برای ده نمونه مکعبی به ابعاد

محاسبه میکنیم.

-10%نیزبه عنوان پرت در نظر می گیریم.

مقدار مصالح برای دهر متر مکعب:

وزن آب:     215 کیلو گرم

وزن ماسه:   922.9 کیلو گرم

وزن نخودی:  528.57 کیلو گرم 

وزن بادامی:    226.53 کیلو گرم

وزن سیمان:    448  کیلوگرم

     -حجم کل به صورت زیر محاسبه می شود: 

   15*15*15*10=0.0371m3   

-مقدار مصالح مورد نیاز برای 10 نمونه:

وزن آب:   8 کیلو گرم

وزن ماسه: 35 کیلو گرم

وزن نخودی: 20 کیلو گرم

وزن بادامی: 9 کیلو گرم

وزن سیمان:17  کیلوگرم

-پس از محا سبه مقدار مصالح مورد نیاز برای ساخت 10 نمونه مکعبی

به وسیله ترازو هر کدام از مصالح مورد نیاز را به مقدار مشخص شده

جدا کردیم. سپس آنها را با هم مخلوط کردیم. پس از تهیه بتن

آنرا در داخل قالبها در سه مرحله ریختیم. وهر لایه را با 25ضربه متراکم

کردیم. تا کلیه فضاهای داخل بتن پر شود پس از ویبره کامل بتن قالبها

را درگوشه ای چیدیم بعد از24ساعت قالبها را باز کردیم و 8 نمونه رادر

داخل آب و 2 نمونه را در فضای خشک قرار دادیم و به این ترتیب کار

ساخت 10 نمونه مکعبی تمام شد.

نتایج بدست آمده از آزمایش مقاومت فشاری بتن های ساخته شده:

تست 3 روزه دو نمونه مکعبی مرطوب:

تاریخ:

نمونه اول:

وزن=    7900 گرم                         مقاومت=15000 کیلو گرم

نمونه دوم:

وزن=   7800 گرم                          مقاومت=16000 کیلو گرم

تست 7 روزه دو نمونه مکعبی مرطوب:

تاریخ:

نمونه اول:

وزن=      7800 گرم                       مقاومت=20000 کیلو گرم

نمونه دوم:

وزن=      8000 گرم                       مقاومت=21000 کیلو گرم

تست 28 روزه دو نمونه مکعبی مرطوب و دو نمونه مکعبی خشک:

تاریخ:

نمونه خشک:

نمونه اول:

وزن=    7500 گرم                         مقاومت=28000 کیلو گرم

نمونه دوم:

وزن=    7600 گرم                         مقاومت=27000 کیلو گرم

نمونه مرطوب:

نمونه اول:

وزن=        7600 گرم                     مقاومت=34000 کیلو گرم

نمونه دوم:

وزن=             7500 گرم                مقاومت=35000 کیلو گرم

تست 42 روزه دو نمونه مکعبی مرطوب:

تاریخ:

نمونه اول:

وزن=        7800 گرم                     مقاومت=44000 کیلو گرم

نمونه دوم:

وزن=           7750 گرم                  مقاومت=45000 کیلو گرم