3049-101741

نشریه مهندسی دریــا سال دهم/ شماره 20/ پاییز و زمستان 1393(101-111)

بررسی آزمایشگاهی خواص مکانیکی بتن سبک وخوردگی میلگرد آن جهت کاربرد در سازه هاي ساحلی و فراساحلی

5394957547864

ABSTRACT

ABSTRACT

محمد جواد کتابداري*، رضا کوکبی سیوکی2
دانشیار، دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، ketabdar@aut.ac.ir
کارشناس ارشد سازه هاي دریایی، مهندسی عمران،دانشگاه هرمزگان، kokabi1118@gmail.com اطلاعات مقاله

چکیده

چکیده

تاریخچه مقاله:
4895090584639

تاریخ دریافت مقاله: 10/03/1392 تاریخ پذیرش مقاله: 23/10/1393 تاریخ انتشار مقاله: 20/12/1393
48950902125575

کلمات کلیدي:
تهیه بتن سبکدانه بامقاومت بالا نیز بررسی شود تا بتوان به کمک این اطلاعات امکان کاربردي کردن این بتن ها را در پروژههاي دریایی فراهم نمود.
بتن هاي نیمه سبکدانه سازهاي با عیار زیاد با استفاده ازلیکا، ماسه معمولی، ژل میکروسیلیس (ترکیب دوده سیلیسی و فوق روانکننده) و سیمان تیپ دو ساخته شد. سپس ویژگیهاي مختلفی مانند، وزن مخصوص مصالح، مقاومت سایشی، مقاومت فشاري، وزن مخصوص بتن تازه و سخت شده، و شدت خوردگی میلگردها با مقایسه پتانسیل خوردگی میلگرد، بین بتن ساخته شده با لیکا و بتن معمولی بدست آمد. نتیجه این بررسی ها مشخص کرد که بتن ساخته شده با لیکا درمحدوده تعریف بتن سبک بوده و میتوان از آن بعنوان بتن مناسب سازه اي و نیمه سازه اي استفاده کرد. همچنین مشخص گردید بتنهاي نیمه سبکدانه از نظر دوام در محیطهاي خورنده میتوانند به خوبی بتنهاي معمولی و حتی بهتر از آن باشند و در ساخت سازههاي دریایی کنار ساحل و فراساحل مورد استفاده قرار گیرند. بتن سبک لیکا
مقاومت فشاري خوردگی میلگرد سازه هاي دریایی
365772919060

در کشورهاي مختلف از سبکدانه لیکا براي تولید بتن هاي سبک سازه اي و نیمه سازه اي استفاده می شود .در ایران از این سبکدانه معمولاً براي ساخت بتن هاي سبک پرکننده و تولید بلوك ها و دیوارهاي سبک ساختمانی استفاده می گردد. در این تحقیق جهت ساخت بتن از این نوع لیکا استفاده گردید وسعی شده با بررسی هاي آزمایشگاهی خصوصیات فیزیکی و مکانیکی، علاوه بر تهیه بتن هاي سبک سازه اي، امکان

Experimental Assessment of Mechanical Properties and Corrosion of Reinforced Steel Bars in Lightweight Concrete for Application in Onshore and Offshore Structures

Mohammad Javad Ketabdari 1*, Reza Koukabi Siuki2

Leca lightweight particles are used for structural and semi structural concrete in different countries. In Iran it is usually used as Mass lightweight concrete, blokes and partitions. In this research an experimental work carried out using Leca concrete to assess its physical and mechanical properties and possibility of constructing high strength lightweight concrete to use as structural element in marine environment.
Using leca, microsilica gel (silica soot plus super plasticizer) and cement type II, structural high cement content semi lightweight concrete was constructed. Then different characteristics such as specific weight, percentage of abrasion strength, compressive strength, specific gravity of fresh and hard concrete and intensity of bare steel bar corrosion by comparing bar corrosion potential in lightweight and ordinary concrete was obtained. The results show that the leca concrete is in the range of lightweight concrete and is suitable as semi structural and structural element. Furthermore it is found that this kind of lightweight concrete in corrosive environment behaves similar to or better than ordinary concrete. Therefore it can be used in onshore and offshore structures.

Article History:
Received: 31 May. 2013
Accepted: 13 Jan. 2015
Available online: 11 Mar. 2015

Keywords:
Lightweight concrete
Leca
Compressive strength
Steel bar corrosion Marine structures

مقدمه
بتن سبک را با روش هاي مختلفی تولید می کنند. براي داشتن بـتنسبک سازه اي و پرمقاومت، سبکدانه ها به عنوان جایگزین بخشی از س نگدانه ه اي معم ولی ی ا هم ه آن ب ه ک ار م ی رود. از جمل ه سبکدانه هاي مصنوعی، رس منبسـط شـده اسـت کـه اغلـب لیکـانامیده می شـود. در کشـورهاي مختلـف بـا لیکـا، بـتن هـاي تمـامسبکدانه یا نیمه سبکدانه سـازه اي را مـی سـازند. در ایـران لیکـايسبک تولید می شود. لیکاي ایران معمـولاً بـراي سـاخت بـتن هـايتمام سبکدانه یا نیمه سبکدانه سازه اي بکـار نمـی رود بلکـه بـرايساخت بـتن هـاي پرکن نـده، شـیب بنـدي بـام هـا و نهایتـاً سـاختبلوك هاي سبک که کاربرد نیمه سـازه اي دارد، اسـتفاده مـی شـود.انتظار می رود بکارگیري بتن هاي سبک سـازه اي در دنیـا گسـترشیابد و به تبع با توجه به اینکه از اواخر سال 85 در ایـران اقـدام بـهتولید لیکاي سازه اي شده اسـت در آینـده نزدیـک بتـوانیم شـاهدساخت بتن سـبکدانه سـازه اي باشـیم. امـروزه سـاخت ایـن گونـهبتن هاي سبکدانه سازه اي و پر مقاومت با بکارگیري دوده سیلیسـیو فوق روان کننده ها مقدور است. از آن جا کـه گسـترش و توسـعهکاربرد بتن سبکدانه سازه اي حاوي لیکا، در گـرو شـناخت خـواصفیزیکی و مکانیکی و دوام آن ها است، نیاز به بررسی و ارزیابی ایـنخواص و ایجاد رابطه بین آن ها براي استفاده محققین است. هـدفاین تحقیق، ساخت بتن هاي نیمه سبکدانه سازه اي پـر مقاومـت بـالیکاو ژل میکروسیلیس و سپس بررسی و ارزیابی خواص آن شـاملروانی، وزن مخصوص بتن تازه و سخت شده، مقاومت فشاري، وزن مخصوص انبوهی مصالح، جذب آب حجمی، جـذب آب موئینـه، بـابتن معمولی است که قسمتی از نتایج در این مقاله آمده است.

خواص سبک دانه لیکا
برخی از رس ها در صورتی که سریعا گرما داده شوند حجـم شـان 5 تا 6 برابر افزایش می یابد و ساختارشـان متخلخـل مـی گـردد ایـنتغییرات به خاطر تولید وحبس گازها دردماي بالا وناشی از واکنش کربنات ها، سولفید ها وتجزیه ترکیبات محتوي آب و ترکیبات عالی است. انبساط عمدتا به خاطر تجزیه یـا کـاهش اکسـید هـاي آهـناست[ 1]. با استفاده از دانه هـاي لیکـا مـی تـوان بـتن را بـا جـرم
حجمــی 1300تــا / 1650 ومقاومــت فشــاري 5/10تــا MPa26 ساخت که می توان از آن در ساخت قطعات نیمه سـازه اي وسازه اي استفاده کرد. دستیابی به مقاومت هاي قابل قبول سـازه اي بدون کاربرد افزودنـی هـاي بـتن تنهـا بـا مقـادیر سـیمان بـیش از/ 350 ممکن می شود. با کاربرد دانه لیکایی سنگین که به روش خاصی تولید می شود می توان بتن هاي با مقاومت بالا بـیش ازMPa40 با جرم حجمی / 1800سـاخت . شـکل سـبکدانهلیکا می تواند از تیزگوشه تا کاملاً گردگوشه باشـد. انـدازه سـبکدانهلیکا معمولاً از صفر تا 25 میلی متر است. انـدازه دانـه هـا تـا حـدودزیادي به روش تولید بستگی دارد و به این دلیـل مـی تـوان انـدازهذرات را کنترل نمود. هم چنین با سرند کردن دانه هـا انـدازه هـايمختلف را می توان از هم جدا کرد. سپس با اختلاط آن هـا بـا سـهمدلخواه، می تـوان دانـه بنـدي مطلـوب را بدسـت آورد. انـدازه ذراتسـنکدانه و توزیع اندازه ذرات (دانه بندي) بر خـواص مخلـوط بـتنتازه و سخت شده تأثیر می گذارد. بنابر این دانـه بنـدي سـبکدانه ازاهمی ت زی ادي برخ وردار اس ت[2]. ح داکثر ان دازه س بکدانه در کاربرده اي نیم ه س ازه اي و س ازه اي 19، 5/12 و 5/9 میل ی مت ر منظور می شود که براي بتن هاي پـ ر مقاومـت تـر بـه 5/12 یـا 5/9 میلی متر محدود می شود. حداکثر اندازه دانـه هـا بـر عـواملی نظیـرکارآیی، نسبت ریزدانه به درشت دانه، عیار سـیمان، درصـد بهینـههوا، مقاومـت نهـایی و جمـع شـدگی ناشـی از خشـک شـدن بـتنسبکدانه اثر می گذارد [3].
در کشورهاي مختلف گروه بندي اندازه اي لیکا متفاوت است [4].
در ایران لیکا به صورت گروه هاي اندازه اي( 3-0)، (10-3) و( 20-10) یا( 25-10) میلی متر تولید و عرضه می گردد [5]. با کم کردن حداکثر اندازه سبکدانه و افزایش درصد ریزدانه، گرچه افزایش وزن در بتن ایجاد می گردد؛ اما مقاومت بتن نیز بیشتر می شود. مثلاً اگر حداکثر اندازه از 25 به 16 میلی متر کاهش یابد، مقاومت بتن با سبکدانه لیکا حدود 30 درصد افزایش می یابد؛ ضمن این که با اضافه کردن ماسه معمولی کارآیی بتن بیشتر شده و مقاومت آن اضافه می شود[6]. مقاومت سبکدانه نقش مهمی در افزایش مقاومت بتن سبکدانه دارد. وزن مخصوص یا چگالی انبوهی لیکا به صورت غیر متراکم و متراکم اندازه گیري می شود. در همه دستورالعمل ها از وزن مخصوص غیر متراکم استفاده می گردد؛ اما در دستورالعمل2-ACI 211 براي تعیین نسبت هاي اختلاط بتن سبکدانه، وزن مخصوص انبوهی خشک متراکم با میله براي سبکدانه درشت بکار می رود. در تعیین وزن مخصوص انبوهی یا توده اي، فضاي خالی بین ذرات سبکدانه منظور می شود و وزن خشک سبکدانه به حجم پیمانه یا ظرفی که در آن ریخته شده تقسیم می گردد. براي ایجاد سبکی بیشتر، علاقه به تولید لیکاي سبک در اروپا با وزن مخصوص 400-250 کیلوگرم بر متر مکعب وجود دارد [2]. وزن مخصوص (چگالی) انبوهی لیکاي ایران بدست آمده از منابع مختلف در جدول 1 دیده می شود. صرف نظر از اختلاف در مورد روش تعیین چگالی هاي مختلف براي سبکدانه ها، باید گفت چگالی حجمی خشک سبکدانه 5/0 تا 25/0 سنگدانه هاي معمولی است و طبق DIN 4226 مقدار چگالی حجمی خشک نباید بیش از 20 درصد با مقدار اعلام شده اختلاف داشته باشد [2]. چگالی حجمی خشک لیکا در منابع مختلف بین 500 تا 1550 کیلوگرم بر متر مکعب ذکر شده است [7و 5]. براي
جدول 1 – وزن مخصوص انبوهی خشک لیکاي ایران
(0-3)
mm (3- 10) mm (10- 20) mm مخلوط (25-0)
mm منبع
485±30 385±30 335±30 380±30 [8]
383 338 [9]

جدول 2 – چگالی حجمی خشک و اشباع با سطح خشک لیکاي ایران (طبق ASTM)
(19- 38) (9/5- 19) (4/75-9/5) (0-4/75)
-213359-219086



قیمت: تومان

دسته بندی : مهندسی دریا و بندر

پاسخ دهید