پایان نامه ارشد رشته عمران تاثیر نانو ذرات بر روی بتن های الیافی

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه ارشد رشته عمران تاثیر نانو ذرات بر روی بتن های الیافی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

دانلود پایان نامه ارشد رشته عمران  تاثیر نانو ذرات بر روی بتن های الیافی با فرمت ورد و قابل ویرایش تعداد صفحات 120

دانلود پایان نامه آماده


چکیده:

در این تحقیق اثر نانو ذرات آلومینا ، اکسید آهن و سیلیکا با درصد های مختلف بر روی مقاومت فشاری بتن الیافی مورد بررسی قرار داده شده است همچنین تاثیر استفاده یا عدم استفاده از فوق روان کننده بر روی نتایج حاصل بررسی گردیده است. بدین منظور از نمونه های مکعبی 10 سانتی متری استفاده گردید. طرح های بتنی حاوی (0و1و2و4 درصد) وزنی سیمان نانو اکسید آهن و نمونه های دیگر بتنی حاوی (0و1و2و4 درصد) وزنی سیمان نانو آلومینا می باشند. همچنین از نمونه های بتنی حاوی (0و2و4و8 درصد) وزنی سیمان نانو سیلیکا استفاده گردیده است. تمامی طرح ها با نسبت آب به سیمان 0.45 و از هر طرح 3 نمونه تهیه گردیده است . عیار سیمان در نمونه های حاوی نانو آلومینا و اکسید آهن 300 و در نمونه های حاوی نانو سیلیکا 300و400 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد. طرح ها حاوی 0.2 درصد وزنی سیمان الیاف پلی پروپیلن می باشند. بر مبنای نتایج حاصل از مقاومت فشاری 7 و 28 روزه شاهد بهبود و افزایش چشمگیر مقاومت فشاری، با افزایش میزان نانو ذرات می باشیم.


 مقدمه

استفاده از نانو ذرات در ساخت مواد و مصالح روز به روز در حال افزایش است تاثیر چشمگیر این نوع ذرات بر روی مقاومت و خصوصیات دیگر بتن باعث شده تا تحقیقات در مورد انواع نانو ذرات روز به روز افزایش پیدا کند.

نانو ذرات به موادی اطلاق می شود که حداقل یک بعد آن (طول ، عرض و ضخامت) زیر 100 نانو متر باشد. خواص فیزیکی و شیمیایی مواد نانو (در شکل و فرمهای متعددی که وجود دارند از جمله ذرات ، الیاف ، گلوله و . . . ) در مقایسه با مواد میکروسکوپی تفاوت اساسی دارند . تغییرات اصولی که وجود دارد نه تنها از نظر کوچکی اندازه بلکه از نظر خواص جدید آنها در سطح مقیاس نانو می باشد.

هدف نهایی از بررسی مواد در مقیاس نانو ، یافتن طبقه جدیدی از مصالح ساختمانی با عملکرد بالا می باشد ، که آنها را می توان به عنوان مصالحی با عملکرد بالا و چند منظوره اطلاق نمود . منظور از عملکرد چند منظوره ، ظهور خواصی جدید و متفاوت نسبت به خواص مواد معمولی می باشد به گونه ای که مصالح بتوانند کاربردهای گوناگونی را ارائه نمایند.با توجه به نو ظهور بودن چنین موادی می توانند تحولی شگرف در صنعت ساختمان سازی آن ایجاد کنند.

فهرست

صفحه

فصل اول:مقدمه
1-1- مقدمه................................................................................................................................................3
فصل دوم: کلیاتی در مورد تاریخچه نانو و نانو تکنولوژی
2-1- نانو چیست؟.......................................................................................................................................8
2-2- نانو تکنولوژی و تاریخچه آن..............................................................................................................8
2-2-1- برخی اهداف کلی در استفاده از فناوری نانو.................................................................................10
2-2-2- تفاوت فناوری نانو با فناوری دیگر...............................................................................................11
2-2-3- روش های ساخت در فناوری نانو.....................................................................11
2-2-4- نقش نانو ساختارها در فناوری نانو...............................................................................................12
2-2-5- انواع رویکردهای نانو تکنولوژی...................................................................................................13
2-3- انواع نانو ذرات.................................................................................................................................14
2-3-1- نانو ذرات نیمه رسانا (نقاط کوانتومی)..........................................................................................15
2-3-2- نانو ذرات سرامیکی......................................................................................................................16
2-3-3 نانو ذرات فلزی .............................................................................................................................17
2-4- کاربرد نانو ذرات..............................................................................................................................17
2-4-1- فناوری نانو در صنعت ساختمان..................................................................................................17
2-4-2- فناوری نانو وپوشش های ساختمانی............................................................................................18
2-4-3- نانو پوشش های سنگ وچوب......................................................................................................18
2-4-4- سیمان های الیافی..........................................................................................................................19
2-4-5- شیشه های خود تمیز شونده.........................................................................................................19
2-4-6- شیشه های کنترل کننده انرژی.......................................................................................................20
2-4-7- شیشه های محافظ در برابر آتش...................................................................................................20
2-4-8- استفاده از نانو ذرات برای جلوگیری از یخ زدگی جاده ...............................................................20
2-4-9- نانو لوله های کربنی......................................................................................................................22
2-4-9-1- انواع نانولوله های‌ کربنی..........................................................................................................22
2-4-9-2- ویژگی‌های نانولوله های کربنی................................................................................................23
2-4-10- روکش‌های ضد خوردگی فولادی..............................................................................................25
2-4-11- عایق حرارتی نانویی به صورت رنگ .......................................................................................26
2-4-12- نانو ذرات رس.........................................................................................................................26
2-5- انواع نانو ذرات متداول مورد استفاده  در بتن و عمران ....................................................................28
2-5-1-  کاربرد نانو تیوب های کربنی در بتن........................................................................................28
2-5-2- نانوسیلیس ها..............................................................................................................................29
2-5-3- نانو ذرات اکسید آهن یا هماتیت................................................................................................30
2-5-4- نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم......................................................................................................30
2-6- سیمان و بتن بهبود یافته با استفاده از فناوری نانو ............................................................................31
2-7- بتن الیافی و انواع الیاف..................................................................................................................35
2-7-1- کاربرد های بتن الیافی..............................................................................................................39
2-7-1-1- دالها.....................................................................................................................................39
2-7-1-2- عرشه پلها............................................................................................................................40
2-7-1-3- خمش در تیرها...................................................................................................................40
2-7-2- انواع مختلف الیاف..................................................................................................................44
2-7-2-1- الیاف مصنوعی....................................................................................................................45
2-7-2-2- الیاف فلزی.........................................................................................................................46
فصل سوم: بتن و اجزای تشکیل دهنده آن
3-1-سنگ دانه ها.................................................................................................................................48
3-1-1چسبندگی سنگدانه ها.................................................................................................................48
3-1-2- مقاومت سنگدانه ها................................................................................................................49
3-1-3- سختی.....................................................................................................................................50
3-1-4- تخلخل وجذب آب دانه ها.....................................................................................................50
3-1-5- انبساط حجمی ماسه................................................................................................................51
3-1-6- تغییرات حجم سنگدانه ها.......................................................................................................51
3-1-7- خواص حرارتی سنگ دانه ها..................................................................................................52
3-1-8- مواد مضردرسنگدانه ها............................................................................................................52
3-1-9- واکنش های قلیایی سنگ دانه ها..............................................................................................52
3-1-10- اندازه سنگ دانه ها.................................................................................................................53
3-1-11- دانه بندی مناسب برای بتن.....................................................................................................53
3-1-12- مدول نرمی.............................................................................................................................54
3-2- سیمان..........................................................................................................................................54
3-2-1تاریخچه سیمان...........................................................................................................................54
3-2-2- روشهای ساخت سیمان...........................................................................................................56
3-2-2-1- روش تر و نیمه تر..............................................................................................................56                                                         
3-2-2-2- روش نیمه خشک...............................................................................................................57                                                    
3-2-2-3- روش خشک.......................................................................................................................57                                   3-2-3- انواع سیمان وکاربرد آن...........................................................................................................57
3-2-3-1- سیمان پرتلند نوع 1 سیمان پرتلند معمولی..........................................................................57
3-2-3-2- سیمان پرتلند نوع2 ..............................................................................................................58
3-2-3-3- سیمان پرتلند نوع3 ..............................................................................................................58
3-2-3-4- سیمان پرتلند نوع5 ..............................................................................................................58
3-2-3-5- سیمان سفید..........................................................................................................................58
3-2-3-6- سیمان سرباره ای ضد سولفات.............................................................................................58
3-2-3-7- سیمان پرتلند – پوزولانی......................................................................................................58
3-2-3-8- سیمان پرتلند – آهکی...........................................................................................................58
3-2-3-9- سیمان بنائی...........................................................................................................................58
3-2-3-10- سیمان نسوز 450 ...............................................................................................................58
3-2-3-11- سیمان نسوز 500.................................................................................................................59
3-2-3-12- سیمان نسوز 550.................................................................................................................59  
3-2-3-13- سیمان هاى چاه نفت............................................................................................................59
3-2-3-14- سیمان هاى پرتلند ضد آب..................................................................................................59
3-2-3-15- سیمان های با گیرش تنظیم شده..........................................................................................59
3-2-3-16- سیمان های رنگی.................................................................................................................60
3-2-4-  سلامت سیمان ..........................................................................................................................60
3-2-5-  ریزی سیمان...............................................................................................................................60
3-2-6- زمان گیرش سیمان ....................................................................................................................61
3-2-7- ضوابط الزامی انبار کردن و مصرف سیمان فله ای ....................................................................61
3-2-8- ضوابط الزامی بسته بندی ،حمل ونقل وانبار کردن ،ومصرف سیمان های کیسه ای.................62
3-3- کیفیت آب مورد نیاز در بتن...........................................................................................................64
3-4- شناخت خصوصیات بتن و عوامل تاثیر گذار بر خواص مکانیکی و شیمیایی آن...........................66
3-4-1- تاثیر درجه حرارت بر مقاومت بتن............................................................................................66
3-4-2- تاثیر سنگدانه های درشت بر مقاومت بتن ................................................................................67
3-4-3- خواص الکتریکی بتن.................................................................................................................68
3-4-4- مقاومت ضربه ای بتن.................................................................................................................68
3-4-5- پدیده خستگی در بتن................................................................................................................70
3-4-6- تاثیر میزان آب در خصوصیات بتن............................................................................................71
3-4-7- نحوه متراکم کردن بتن..............................................................................................................73
3-4-8- آب انداختن بتن.........................................................................................................................75
3-5- بررسی و تعریف انواع شرایط محیطی بتن....................................................................................77
3-6- روش های حمل بتن.....................................................................................................................78
3-7- بتن پاشی.......................................................................................................................................81
3-8- بتن ریزی حجیم.............................................................................................................................84
3-9- بتن با سنگ دانه های پیش آکنده....................................................................................................86
2-10- بتن ریزی......................................................................................................................................87
فصل چهارم: مصالح مصرفی
4-1- مواد و مصالح مصرفی......................................................................................................................91
4-1-1- مواد سیمانی................................................................................................................................91
4-1-2- نانو آلومینا...................................................................................................................................91
4-1-3- نانو اکسید آهن...........................................................................................................................91
4-1-4- نانو سیلیکا..................................................................................................................................92
4-1-5- سنگدانه ها..................................................................................................................................92
4-1-6- آب..............................................................................................................................................93
4-1-7- الیاف پلی پروپیلن.......................................................................................................................93
4-1-8- فوق روان کننده...........................................................................................................................93
4-2- طرح اختلاط....................................................................................................................................93
4-2-1- نانوآلومینا.....................................................................................................................................94
4-2-2- نانو اکسید آهن............................................................................................................................95
4-2-3- نانو سیلیکا...................................................................................................................................96
4- 3- ساخت و عمل آوری نمونه ها........................................................................................................97
فصل پنجم: نتایج آزمایشها بر روی بتن های الیافی معمولی وبتن های الیافی حاوی نانو ذرات
5-1- نتایج آزمایشات..............................................................................................................................100
5-1-1- مقاومت فشاری نانو آلومینا........................................................................................................100
5-1-2- مقاومت فشاری نانو اکسید آهن................................................................................................102
5-1-3- مقاومت فشاری نانو سیلیکا............................................................................................105
5-2- تاثیر فوق روان کننده ها بر روی بتن الیافی حاوی نانو آلومینا و نانو اکسید آهن...............108  5-2-1- تاثیرفوق روان کننده بر روی بتن های الیافی حاوی نانو آلومینا ..................................109
5-2-2- تاثیرفوق روان کننده بر روی بتن های الیافی حاوی نانو اکسید آهن ............................113
فصل ششم: نتیجه گیری
6-1- نتیجه گیری.........................................................................................................................117
2-6- منابع و مراجع......................................................................................................................118