17027

17027

بررسي خواص مكانيكي بتن هاي حاوي مواد جايگزين سيمان، الياف و افزودني حباب هوازا جهت استفاده در رويه هاي بتني آزاد راه ها

كارشناسي ارشد

مديريت ساخت

دي ماه 1395

دكتر پرويز قدوسي - دكتر علي اكبر شيرزادي جاويد

عمران

چكيده حمل و نقل جاده اي به عنوان يكي از شيوه هاي پر كاربرد در زمينه جابجايي مسافر، بار و نيازمندي هاي امنيتي مطرح است. در اين ميان يكي از انواع روش هايي كه در ساخت راه ها در دنيا مرسوم است، استفاده از رويه هاي بتني مي باشد. اگرچه استفاده از بتن در روسازي راه ها مزاياي بسياري دارد، اما بتن مصرفي براي اين منظور بايد بتني توانمند از نظر مكانيكي به جهت تحمل بار هاي وارده و همچنين بتني توانمند از نظر دوام به جهت تحمل شرايط محيطي باشد. تحقيقات زيادي در دنيا با هدف دستيابي به طرح هاي مخلوط بتني توانمند و بهينه به منظور استفاده در رويه هاي بتني صورت گرفته است. هدف اصلي اين تحقيق بررسي خواص مكانيكي بتن هاي حاوي افزودني حباب هوازا، الياف و افزودني هاي جايگزين سيمان جهت استفاده در رويه هاي بتني آزاد راه ها مي باشد. جهت نيل به هدف اين تحقيق نمونه هاي بتني با بكارگيري افزودني حباب هوازا، الياف ماكروسنتتيك به ميزان 4.5 كيلوگرم بر متر مكعب و افزودني هاي معدني ميكروسيليس و متاكائولن هركدام به ميزان 8 و 20 درصد وزني سيمان ساخته و به مدت 28 و 90 روز تحت عمل آوري با آب قرار گرفتند. نتايج بدست آمده از آزمايش هاي اين تحقيق نشان مي دهد كه بكارگيري الياف ماكروسينتتيك باعث بهبود خواص مكانيكي و در نقطه مقابل استفاده از ماده هوازا باعث كاهش اين مقاومت ها در بتن هاي رويه مي شود. نتايج بدست آمده نشان ميدهد كه جهت رفع كاهش به وجود آمده در مقاومت هاي مكانيكي به واسطه مصرف ماده هوازا، در درجه اول استفاده از ميكروسيليس، در درجه دوم بكارگيري الياف ماكروسنتتيك و در آخر افزودني متاكائولن مي توانند موثر باشند. مقايسه نتايج بدست آمده از آزمايش هاي مقاومت هاي مكانيكي اين تحقيق با حداقل مقادير ارائه شده در استاندارد آزاد راهي DIN، نشان ميدهد كه مخلوط هاي بتني حاوي ماده هوازا قادر به ارائه مقاومت هاي لازم از نظر اين استاندارد نيستند. حال آنكه مخلوط هاي حاوي ماده هوازا و الياف ماكروسنتتيك و افزودني هاي معدني توانسته اند نتايج رضايت بخشي را از نظر استاندارد DIN كسب كنند. در اين مطالعه با ارتباط دادن مقاومت هاي فشاري با مقاومت هاي كششي، سايشي و ضربه اي كسب شده در اين تحقيق و همچنين مبنا قرار دادن حداقل مقاومت فشاري لازم جهت استفاده در رويه هاي بتني آزاد راهي در استاندارد DIN، حداقل مقاديري براي مقاومت هاي كششي، سايشي و ضربه اي به جهت استفاده در رويه هاي بتني آزاد راهي پيشنهاد گرديد. واژه‌هاي كليدي: مقاومت هاي مكانيكي، رويه هاي بتني آزاد راهي، افزودني حباب هوازا، الياف ماكروسنتتيك، افزودني هاي معدني

1396/01/16

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: Road transportation is one of the most known methods of transporting passengers, cargo an​d is one of the vital security requirements. Nowadays the use of concrete paving in road construction is common. Although the use of concrete in road construction has many advantages, the used concrete should be High-Performance to have satisfactory load bearing capacity in terms of vehicle loads an​d also, should be able to tolerate different environmental conditions. There have been many studies in the world to introduce the best economical High Performance Concrete (HPC) to be used in concrete pavements. The main goal of this research is to investigate the mechanical properties of concrete mixes containing cement replacement materials, fibers an​d air-entraining admixture for using in concrete pavements. For this purpose concrete samples containing air-entraining admixture, fibers an​d cement replacement materials were mixed, casted an​d cured to the age of 28 an​d 90 days in water with temperature of 21˚C. The obtained results from compressive, flexural an​d splitting tensile strengths an​d also, abrasive an​d impact resistance experiments show that the use of Macro-Synthetic Fibers will enhance mechanical properties of concrete samples. In contrast, the results show that the use of air entraining admixtures has negative effect on the mechanical properties of concrete samples. However, this drawback is improved when air entraining admixture was used with macro-synthetic fibers o​r cement replacement materials like silica fume an​d metakaolin in the concrete mixes. The obtained results from mechanical experiments of concrete mixes were compared with the minimum values introduced by DIN standard for highways concrete paving. The results show that the mixes containing air entrained admixture have not met the needed conditions. However the mixes containing air an​d fibers o​r silica fume an​d metakaolin, could pass the minimum values introduced by DIN standard. The results obtained from splitting tensile, abrasive an​d impact resistance experiments were related to compressive strengths of same samples. The gained diagrams were compared with minimum compressive strength value of DIN standard an​d as a result, minimum values for splitting tensile strength, abrasive an​d impact resistance of highway concrete pavements were proposed. Keywords: Mechanical Strengths, Highway Concrete Pavements, Air Entraining Admixtures, Macro-Synthetic Fibers, Cement Replacement Mater