اثر استفاده ترکیبی از مواد مکمل سیمانی روی خواص بتن
Download
1 / 80

اثر استفاده ترکیبی از مواد مکمل سیمانی روی خواص بتن - PowerPoint PPT Presentation


  • 194 Views
  • Uploaded on

اثر استفاده ترکیبی از مواد مکمل سیمانی روی خواص بتن. تهیه کنندگان : دکتر عليرضا باقري مهندس حامد زنگانه دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی. چهارچوب ارائه مطالب. اصول عملکرد مواد مکمل سیمانی در بتن معرفی مواد مکمل سیمانی مختلف اثراستفاده از هریک از مواد مکمل سیمانی به تنهایی روی خواص بتن

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' اثر استفاده ترکیبی از مواد مکمل سیمانی روی خواص بتن' - habib


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
اثر استفاده ترکیبی از مواد مکمل سیمانی روی خواص بتن

تهیه کنندگان :

دکتر عليرضا باقري

مهندس حامد زنگانه

دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی


چهارچوب ارائه مطالب سیمانی روی خواص بتن

  • اصول عملکرد مواد مکمل سیمانی در بتن

  • معرفی مواد مکمل سیمانی مختلف

  • اثراستفاده از هریک از مواد مکمل سیمانی به تنهایی روی خواص بتن

  • اثر استفاده توام از مواد مکمل سیمانی روی خواص بتن


اصول عملکرد مواد مکمل سیمانی در بتن:

  • واکنش ترکیبات اصلی سیمان با آب

49

75

24

100

99

21

100

22



خواص بتنCH:

  • قابلیت انحلال در آب و کاهش دوام بتن از طریق حل شدن (Dissolution)

  • ضعف در برابر حمله سولفاتها از طریق واکنش تبادل کاتیونی و تبدیل به مواد ضعیف و یا حل شونده

  • اتصال نسبتا ضعیف به بقیه اجزاء خمیر سیمان هیدراته به علت سطح ویژه نسبتا کم


واکنش پوزولانی بتن:

واکنش مواد سیلیسی فعال (S) با CH و تبدیل آن به CSH:

  • برخی منافع تبدیل CH به CSH:

    کاهش قابلیت انحلال

    بهبود اتصال به بقیه اجزا

    بهبود مقاومت در برابر حملات سولفاتی

    ریزتر کردن منافذ و کاهش نفوذ پذیری


تاثیر واکنش پوزولانی بر روی ریز ساختار بتن:

  • تخلخل ریزتر می گردد ولی مقدار کل تخلخل کمتر نمی شود و بلکه قدری هم بیشتر می شود زیرا

    در صورتیکه

    آبی برای ایجاد C3S2H3 مصرف نمی شود و لذا مقداری آب اضافه می ماند که تخلخل را می تواند افزایش دهد. البته بخشی از آب اضافی در آب بین لایه ای بالاتر CSH ناشی از واکنش پوزولانی وارد می گردد.



مقدار سیمان قابل جایگزینی با مواد مکمل سیمانی:

  • طبق رابطه

    با فرض اینکه پوزولان SiO2 خالص باشدو آن را با (S) نشان دهیم، خواهیم داشت:

    براساس رابطه فوق نسبت وزنی لازم از S برای واکنش با CH ناشی از هیدراته شدن کامل C3S برابر 26 درصد و مقدار متناظر برای واکنش با C2S برابر با 12 درصد قابل محاسبه است. براین اساس برای یک سیمان پرتلند با مقادیر متعارف C3S و C2S، مقدار پوزولان 20 تا 22 درصد وزنی جهت مصرف کامل CH تولیدی کافی خواهد بود.



معرفی برخی از انواع اصلی مواد مکمل سیمانی:

  • خاکستربادی (Fly ash)

  • پوزولان طبیعی پومیس

  • دوده سیلیسی (Silica Fume)

  • سرباره کوره آهن گدازی (Ground Granulated Blast Furnace Slag GGBFS)


خاکستربادی مکمل سیمانی:

خاکستربادی محصول زائد حاصل از سوزاندن زغال سنگ در نیروگاههای حرارتی تولید برق می باشد.


خاکستربادی مکمل سیمانی:

خاکستربادی محصول زائد حاصل از سوخت زغال سنگ می باشد.


خاکستربادی مکمل سیمانی:

خاکستربادی دارای ذرات کروی شکل بوده و دانه بندی و سطح ویژه آن مشابه سیمان می باشد.

ترکیبات شیمیایی خاکستربادی در کشورهای مختلف


پوزولان طبیعی مکمل سیمانی:

پومیس پوکه سنگ آتشفشانی است که منابع آن در دامنه کوه های آتشفشانی یافت می شود. پوزولان پومیس از آسیاب کردن پوکه سنگ پومیس حاصل می گردد. ذرات این پوزولان شکسته و معمولا به ریزی سیمان یا ریزتر آسیاب می شوند. در ایران معادن پوزولان پومیس در سیستان و بلوچستان و آذربایجان وجود دارد.


پوزولان طبیعی مکمل سیمانی:

آنالیز شیمیایی برخی پوزولان های طبیعی در کشورهای مختلف


پوزولان طبیعی مکمل سیمانی:

آنالیز شیمیایی برخی پوزولان های طبیعی ایران


دوده سیلیسی مکمل سیمانی:

دوده سیلیسی محصول زائد حاصل از صنایع فروسیلیسیم می باشد.


دوده سیلیسی مکمل سیمانی:


دوده سیلیسی مکمل سیمانی:

مقایسه ترکیبات شیمیایی میکروسیلیس های تولید داخل کشور


سرباره کوره آهن گدازی مکمل سیمانی:

  • محصول زائد جانبی فرآیند تولید آهن خام در کوره بلند ذوب آهن است.

  • سرباره به ریزی ذرات سیمان و ترجیحا ریزتر آسیاب می کنند.

  • سرباره به لحاظ فعالیت به سه رده 80، 100 و 120 تقسیم می گردد.

    آنالیز شیمیایی سرباره



سرباره کوره آهن گدازی مکمل سیمانی:

مقایسه ترکیبات شیمیایی سرباره تولید داخل کشور


بررسی آزمایشگاهی عملکرد مواد مکمل سیمانی بر روی خواص بتن:

  • مخلوط های مورد مطالعه:

  • کنترل

  • FA15

  • FA30

  • PU15

  • PU30

  • SL15

  • SL30

  • SL50

  • PU15SF2.5

  • PU15SF5

  • PU15SF7.5

  • PU30SF2.5

  • PU30SF5

  • PU30SF7.5

  • FA15SF2.5

  • FA15SF5

  • FA15SF7.5

  • FA30SF2.5

  • FA30SF5

  • FA30SF7.5

  • SL15SF2.5

  • SL15SF5

  • SL15SF7.5

  • SL30SF2.5

  • SL30SF5

  • SL30SF7.5

  • SL50SF2.5

  • SL50SF5

  • SL50SF7.5

پوزولان طبیعی پومیس (PU)

دوده سیلیسی (SF)

خاکستربادی (FA)

در همه طرح ها نسبت آب به مواد سیمانی برابر با 0/38

کارآیی برابر با 125±25 mm (محدوده S3 طبق استاندارد ایران)

سرباره قبل از آسیاب

سرباره آسیاب شده (SL)


بررسی آزمایشگاهی عملکرد مواد مکمل سیمانی بر روی خواص بتن:

  • آزمایشهای انجام شده

    ارزیابی کارآیی : با استفاده از مقدار فوق روانساز مورد نیاز جهت دستیابی به روانی مورد نظر

    مقاومت فشاری

    نفوذپذیری بتن براساس مقدار شارژ الکتریکی عبوری از بتن (RCPT)

    نفوذپذیری بتن در برابر یون کلر (RCMT)

    مقاومت الکتریکی بتن

    درصد جذب آب

    عمق نفوذ آب تحت هد فشار 5 بار

دستگاه تعیین مقاومت فشاری

دستگاه RCMT

دستگاه RCPT

دستگاه تعیین عمق نفوذ آب

دستگاه مقاومت الکتریکی


مقایسه بین تاثیر خاکستربادی و پوزولان طبیعی بر روی نیاز آبی:


مقایسه بین تاثیر خاکستربادی و پوزولان طبیعی بر روی مقاومت فشاری:


مقایسه بین تاثیر خاکستربادی و پوزولان طبیعی بر روی شار عبوری :


مقایسه بین تاثیر خاکستربادی و پوزولان طبیعی بر روی نرخ نفوذ یون کلر:


تاثیر سرباره بر روی نیاز آبی پوزولان طبیعی بر روی نرخ نفوذ یون کلر:


تاثیر سرباره بر روی مقاومت فشاری پوزولان طبیعی بر روی نرخ نفوذ یون کلر:


تاثیر سرباره بر روی شار عبوری پوزولان طبیعی بر روی نرخ نفوذ یون کلر:







دلایل استفاده از سیمان سه جزئی یون کلر:

  • استفاده از مزایای همزمان کاربرد دو ماده مکمل سیمانی مختلف

  • حفظ محیط زیست از طریق مصرف مواد زائد صنعتی به عنوان ماده مکمل سیمانی

  • صرفه جویی در مصرف انرژی

  • افزایش دوام و مقاومت بتن در برابر حملات شیمیایی و خوردگی آرماتور

  • کاهش آب انداختگی و جداشدگی بتن

  • بهبود روند کسب مقاومت بتن های دوجزئی حاوی مواد مکمل سیمانی با روند کند کسب مقاومت

  • دستیابی به بتنهای توانمند با روند کسب مقاومت و دوام مناسب


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی نیاز آبی مخلوط حاوی خاکستربادی:


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی مقاومت فشاری مخلوط حاوی خاکستربادی:


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی مقاومت فشاری مخلوط حاوی خاکستربادی:


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی شار عبوری مخلوط حاوی خاکستربادی:


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی شار عبوری مخلوط حاوی خاکستربادی:


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی نرخ نفوذ یون کلر مخلوط حاوی خاکستربادی:


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی نرخ نفوذ یون کلر مخلوط حاوی خاکستربادی:


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی نیاز آبی مخلوط حاوی پومیس:


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی مقاومت فشاری مخلوط حاوی پومیس :


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی مقاومت فشاری مخلوط حاوی پومیس :


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی شار عبوری مخلوط حاوی پومیس :


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی شار عبوری مخلوط حاوی پومیس :


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی نرخ نفوذ یون کلر مخلوط حاوی پومیس :


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی نرخ نفوذ یون کلر مخلوط حاوی پومیس :


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی نیاز آبی مخلوط حاوی سرباره:


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی مقاومت فشاری مخلوط حاوی سرباره :


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی مقاومت فشاری مخلوط حاوی سرباره :


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی مقاومت فشاری مخلوط حاوی سرباره :


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی مقاومت فشاری مخلوط حاوی سرباره :


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی شار عبوری مخلوط حاوی سرباره :


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی شار عبوری مخلوط حاوی سرباره :


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی شار عبوری مخلوط حاوی سرباره :


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی شار عبوری مخلوط حاوی سرباره :


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی نرخ نفوذ یون کلر مخلوط حاوی سرباره :


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی نرخ نفوذ یون کلر مخلوط حاوی سرباره :


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی نرخ نفوذ یون کلر مخلوط حاوی سرباره :


تاثیر افزودن دوده سیلیسی بر روی نرخ نفوذ یون کلر مخلوط حاوی سرباره :





مخلوط های منتخب نتایج آزمایش

  • دوجزئی حاوی 7/5 درصد دوده سیلیسی (SF7.5)

  • سه جزئی حاوی 15 درصد پومیس و 5 درصد دوده سیلسی (PU15SF5)

  • سه جزئی حاوی 15 درصد خاکستربادی و 5 درصد دوده سیلسی (FA15SF5)


بررسی آزمایشگاهی عملکرد مخلوط های منتخب در آزمایشهای طولانی مدت دوام:

نمونه های ماکروسل خوردگی مطابق استاندارد ASTM G109

نمونه های میکروسل خوردگی

پروفیلگیری از نمونه ها

نمونه آماده شده مطابق استاندارد ASTM C1556

نمونه خوردگی میکروسل تسریع شده مطابق استاندارد FM5-522

نمونه آماده شده مطابق استاندارد AASHTO T259


نتایج آزمایش های تعیین ضریب انتشار یون کلر در بتن:

پروفیل یون کلر مخلوط 0.38SF5-PU15در معرض یون کلر مطابق استاندارد ASTM C1556


نتایج آزمایش خوردگی تسریع شده انتشار یون کلر در بتن:

نمونه بعد از انجام آزمایش خوردگی شده ی میکروسل تسریع شده مطابق استاندارد FM5-522


مقایسه اقتصادی مخلوط های منتخب: انتشار یون کلر در بتن


مقایسه اقتصادی مخلوط های منتخب: انتشار یون کلر در بتن


جمع بندی انتشار یون کلر در بتن

  • بتن کنترل (بدون مواد مکمل سیمانی) علارغم به لحاظ عملکرد دوام در برابر نفوذ یون کلر و خوردگی آرماتور چه در سن 28 روز و چه دراز مدت عملکرد مناسبی ندارد و استفاده از مواد مکمل سیمانی ضروری است


جمع بندی انتشار یون کلر در بتن

  • بتن های دوجزئی حاوی پومیس و یا خاکستربادی و یا سرباره در مقادیر کم جایگزینی (15 درصد) در مقایسه با بتن کنترل در سن 28 روز دارای افت نسبتاً کمی به لحاظ مقاومت می باشند لیکن با افزایش درصد جایگزینی این افت بیشتر می شود.


جمع بندی انتشار یون کلر در بتن

  • بتن های دوجزئی حاوی پومیس و یا خاکستربادی و یا سرباره در سن 28 روز مزیتی به لحاظ دوام ایجاد نمی کنند لیکن در سن 90 و خصوصا 180 روز دوام را بهبود می دهند. این بهبود در سنین بالا و برای مقادیر بالاتر جایگزینی بیشتر است.


جمع بندی انتشار یون کلر در بتن

  • در مقدار برابر جایگزینی در بتن های دوجزئی عملکرد پومیس و خاکستربادی در ارتقاع خواص بتن بهتر از سرباره بوده است.


جمع بندی انتشار یون کلر در بتن

  • بتن های سه جزئی حاوی 15 درصد پومیس و یا 15 درصد خاکستربادی و یا 15 درصد سرباره به صورت توام با دوده سیلیسی در مقایسه با مخلوط کنترل دارای مقاومت 28 روزه بالاتر و عملکرد دوام بهتر در تمام سنین خصوصاً سنین بالاتر می باشند.

  • عملکرد پومیس و دوده سیلیسی در مخلوطهای سه جزئی بهتر از سرباره بوده است.


جمع بندی انتشار یون کلر در بتن

  • مخلوط های سه جزئی قابل پیشنهاد

  • PU15-SF5 تا PU25-SF4

  • FA15-SF5 تا FA20-SF4


ad