پديد آورنده :
عمرانيان، عليرضا
عنوان :
بررسي تاثير افزودن الياف مختلف بر مقاومت بتن در برابر فرسايش ناشي از سايش در سازه هاي هيدروليكي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
سازه هاي هيدروليكي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده عمران
صفحه شمار :
[يازده]،[92]ص.: مصور،جدول،نمودار
يادداشت :
ص.ع.به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
محمدرضا افتخار، محمدرضا چمني
استاد مشاور :
عبدالرضا كبيري ساماني
توصيفگر ها :
نرخ شدت فرسايش , عمق فرسايش
استاد داور :
محمد نويد مقيم، محمدعلي رهگذر
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/08/15
چكيده فارسي :
چكيده به علت استحكام مناسب در برابر بار ناشي از وزن و نيروي هيدرواستاتيكي آب بتن همواره بهعنوان اصليترين ماده در ساخت سازههاي هيدروليكي به شمار ميرود با توجه به عمر بهرهبرداري طوالني و اهميت سازههاي بتني بحث دوام حائز اهميت است پديدهي فرسايش همواره يكي از مهمترين پديدههاي مخرب در كاهش عمر بهرهبرداري و دوام بتن سازههاي هيدروليكي مطرح بوده است يكي از انواع فرسايش فرسايش ناشي از سايش است كه اغلب در سازههايي نظير سرريزها كالورتها حوضچههاي آرامش و غيره مشاهده ميگردد فرسايش ناشي از سايش فرايندي است كه در درازمدت در اثر اصطكاك و ضربهي ناشي از جت با سرعت زياد جريان مخلوط آب و مواد معلق جامد باعث خرابي سطح بتن ميشود يكي از مهمترين مواد افزودني كه ميتواند تأثير مناسبي در بهبود مقاومت بتن در برابر فرسايش سايشي داشته باشد الياف است الياف با داشتن مقاومت كششي بسيار زياد و جذب انرژي باال به بهبود مقاومت كششي و مقاومت ضربهاي بتن كمك ميكند در اين پاياننامه به بررسي تأثير استفاده از اليافهاي فوالدي پليپروپيلن و الياف هيبريدي فوالدي پليپروپيلن بر مقاومت بتن در برابر فرسايش ناشي از سايش در سازه هاي هيدروليكي پرداخته شده است تأثير افزودن الياف مختلف بر كارايي بتن و نيز مشخصات مكانيكي بتن از جمله مقاومت فشاري و مقاومت كششي با آزمايشهاي مختلف بررسي شده است براي ارزيابي دقيقتر پارامترهاي هيدروليكي اثرگذار بر فرايند فرسايش ناشي از سايش دستگاه جت جريان مخلوط آب و مواد ماسهاي معلق در آزمايشگاه هيدروليك دانشگاه صنعتي اصفهان ساخته شد از دو نازل جت آب با سرعتهاي 5 و 01 متر بر ثانيه در آزمايش سايش فرسايشي استفاده شد الگوي چاله فرسايش يافته در مقاطع طولي و عرضي و عمق بيشينه فرسايش يافته برداشت شد براي بررسي فرسايش ناشي از سايش نمونهها از دو شاخص نرخ شدت فرسايش يافته و عمق فرسايش نمونهها استفاده گرديد همچنين مدلي تحليلي براي بهدست آوردن عمق بيشينه فرسايش يافته بر اساس تئوري جت آشفته مسطح ارائه گرديد بيشترين ميزان افزايش در مقاومت فشاري در بين طرحهاي اختالطي با افزودن 1 درصد الياف هيبريدي فوالدي پليپروپيلن به بتن مشاهده گرديد با انجام آزمايش مقاومت كششي بر روي نمونهها مشخص گرديد كه تسليح بتن با 5 1 درصد الياف فوالدي باعث افزايش بيش از 07 درصدي در ميزان مقاومت كششي نسبت به بتن معمولي ميشود انجام آزمايشهاي متعدد مشخص شد كه مناسبترين روش توزين نمونهها در آزمايش فرسايش ناشي از سايش توزين به كمك ترازو در حالت اشباع با سطح خشك SSD است تحليل نتايج حاصله از آزمايش سايش با استفاده از شاخص شدت نرخ فرسايش يافته مشخص كرد كه افزودن الياف فوالدي با نسبت 1 درصد حجمي و الياف هيبريدي فوالدي پليپروپيلن با نسبت 1 درصد حجمي به بتن بيشترين مقاومت در برابر سايش ايجاد ميگردد نتايج حاصل از برداشت عمق فرسايش يافته نمونهها نشان داد كه بيشترين ميزان عمق فرسايش سايشي را بتن معمولي دارد با مسلح كردن بتن با الياف هيبريدي فوالدي پليپروپيلن با نسبت 1 درصد حجمي عمق بيشينهي فرسايش 00 درصد نسبت به عمق بيشينهي فرسايش بتن معمولي كاهش يافته است با استفاده از دادههاي آزمايشگاهي و ترسيم پروفيل چاله فرسايش يافته بهصورت 2D و 3D با نرمافزار Techplot تأثير الياف مختلف بر عمق فرسايش يافته در سه دسته كلي طبقهبندي شد براي توصيف الگوي فرسايش و عمق بيشينه در ناحيه فرسايش يافته روابطي بيبعد از برازش دادههاي آزمايشگاهي ارائه گرديد با ارزيابي نتايج دو شاخص نرخ شدت فرسايش و عمق فرسايشي ميتوان دريافت كه تسليح بتن با الياف فوالدي و يا الياف هيبريدي فوالدي پليپروپيلن به دليل مقاومت باالي ضربهاي و محافظت مناسب الياف فوالدي از مالت زيرين سبب كاهش محسوس عمق فرسايش در نمونه و بيشترين افزايش مقاومت بتن در برابر فرسايش ناشي از سايش ميگردد كلمات كليدي سازههاي هيدروليكي فرسايش ناشي از سايش الياف نرخ شدت فرسايش عمق فرسايش
چكيده انگليسي :
91 Abrasion characteristics of reinforcement concrete with steel polypropylene and hybrid fibers Seyed Alireza Omranian A omranian@cv iut ac ir June 5 2016 Department of Civil Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisors Dr Mohamadreza Chamani mchamani@cc iut ac ir Dr Mohamadreza Eftekhar eft@cc iut ac irAbstractConcrete is the most common materials used in hydraulic structures because of its high standing resistanceagainst hydrostatics forces Erosion is one of the main causes of hydraulic structures failure which decreasesthe service life and reduces the durability of the concrete Abrasion erosion usually occurs in spillway aprons stilling basins sluice ways culverts etc Abrasion erosion is a long term process caused by the friction and theimpact of high velocity turbulent jet of water suspended solid particle flow Fiber is one of the additives thatcan improve the abrasion resistant of concrete The present study is aimed to investigate the effects of adding different kinds of fibers on abrasion resistanceof the concrete including steel polypropylene and hybrid steel polypropylene fibers Experiments areconducted to measure the mechanical properties of the concrete including the compressive and the tensilestrengths The water sand apparatus was built in the Hydraulic Laboratory at Isfahan University ofTechnology to measure the abrasion characteristics Two different plane jet water nozzles with flow velocityof 5 and 10 m s were used The scour hole patterns in the lateral and longitudinal cross sections were measured To evaluate the abrasion erosion two indexes were used Intensity abrasion rate IAR and the maximum scourdepth An analytical model has been derived to predict the maximum scour depth based on the plain turbulentjet theory The maximum increase of compressive strength is obtained by adding 1 hybrid steel polypropylene fiberto the concrete Adding 1 5 steel fiber increases the tensile strength of the concrete by 70 It is found thatan appropriate method to evaluate the IAR index is to weight the concrete specimen in Saturated Surface Dried SSD condition Results of IAR index show that the highest abrasion resistant can be obtained by mixtures of1 steel fiber and of 1 hybrid steel polypropylene fiber Ordinary concrete has the maximum scour depthwhile using a mixture with 1 of hybrid steel polypropylene fiber decreases the maximum scour depth 40 By analyzing and plotting the scour hole profiles the effect of adding different fibers on scour depth patternwas classified in three categories The results of the dimensional analysis of scour properties are presented innon dimensional forms fitted from the experimental results It is concluded that reinforce concretes with steelfibers or hybrid steel polypropylene significantly decrease the scour depth and increase the abrasion resistantof the concrete Key Words Hydraulic structures Abrasion erosion Fiber Idensity Abrasion Rate Depth scour Concrete
استاد راهنما :
محمدرضا افتخار، محمدرضا چمني
استاد مشاور :
عبدالرضا كبيري ساماني
استاد داور :
محمد نويد مقيم، محمدعلي رهگذر
