توصيفگر ها :
بتن , حرارت , سراميك پرسلان , سيمان نسوز , الياف فولادي , الياف پلي پروپيلن , الياف بازالت , اليف بارچيپ , الياف كربن , آجر نسوز
چكيده فارسي :
به علت تغيير برخي از ويژگي¬هاي فيزيكي و شيميايي بتن در معرض حرارت بالا، اصلاح ساختار بتن براي رفع ضعف¬هاي اين ماده در برابر حرارت از اهميت ويژه¬اي برخوردار است. تغييرات فيزيكي و شيميايي بتن در معرض حرارت بالا منجر به كاهش مقاومت فشاري، مقاومت كششي، مقاومت خمشي و مدول الاستيسيته¬ي آن مي¬شود كه در نهايت تخريب تدريجي سازه را به دنبال دارد تخريب و زوال بتن روزها و هفته¬ها پس از سرد شدن نيز ادامه مي¬يابد. با جايگريني¬مصالح مقاوم در برابر حرارت به¬جاي مصالح مرسوم مورد استفاده در بتن و يا افزودن مواد جديد در بتن مي¬توان مقاومت بتن را در برابر حرارت تا حدودي افزايش داد. با توجه به تجزيه¬ي سنگ دانه¬هاي آهكي در دماي زياد در بسياري از پژوهش¬ها از سنگ¬دانه¬هاي مقاوم در برابر حرارت به عنوان سنگ دانه در بتن استفاده شده است. استفاده از سيمان نسوز به عنوان جاي¬گزين سيمان پرتلند نيز مقاومت بتن را در برابر حرارت افزايش مي¬دهد، زيرا بتن ساخته شده با سيمان معمولي در دماي بالاي 600 درجه¬ي سانتي گراد مقاومت خود را از دست مي¬دهد. استفاده از الياف مناسب در بتني كه در معرض حرارت قرار دارد، باعث جلوگيري از پديده¬ي جدا شدگي پوسته¬ي بتن و افزايش مقاومت فشاري، مقاومت كششي و مقاومت خمشي در برابر حرارت مي¬شود. در اين تحقيق از دورريز سراميك پرسلان و دور ريز آجر نماي نسوز آلومينا و دور ريز آجر نسوز كوره¬اي آلومينا به عنوان سنگ دانه در بتن استفاده شده است. استفاده از ضايعات در بتن نه تنها باعث جلوگيري از آلودگي محيط زيست و استفاده¬ي مجدد از اين ضايعات مي¬شود، بلكه خصوصيات بتن را نيز بهبود مي¬بخشد. در اين تحقيق از پنج نوع الياف پلي پروپيلن، الياف فولادي، الياف بازالت، الياف بارچيب، الياف كربن و هم¬چنين الياف هيبريد كه مخلوطي از اين الياف است و دو نوع سيمان پرتلند معمولي و سيمان نسوز استفاده شده است. به اين منظور 17 طرح اختلاط ساخته شد. در ابتدا براي انتخاب برترين سنگ دانه و سيمان، نمونه¬هايي براي آزمايش مقاومت فشاري ساخته شد. در اين مرحله نمونه¬¬ها با سنگ¬دانه¬هاي سراميك پرسلان، آجر نسوزكوره¬اي آلومينا و آجر نسوز نماي كوره¬اي با سيمان پرتلند و سيمان نسوز ساخته شد و در دماي آزمايشگاه و 800 درجه¬ي سانتي گراد آزمايش شد. با مقايسه¬ي كاهش مقاومت فشاري در نمونه¬ها پس از اعمال حرارت، سنگ دانه¬ي آجر نسوز كوره¬اي آلومينا و سيمان نسوز به عنوان سنگ دانه و سيمان نسوز براي مرحله¬ي بعدي آزمايش¬ها انتخاب شد. هم¬چنين با پنج نوع الياف مورد استفاده در اين پژوهش و سراميك پرسلان و سيمان نسوز نمونه¬هايي براي آزمايش مقاومت فشاري ساخته شد والياف بازالت، بارچيپ و فولادي براي گام دوم اين پژوهش انتخاب شد. در گام دوم با سنگ¬دانه آجر نسوز كوره¬اي آلومينا، سيمان نسوز و الياف فولادي، بازالت و بارچيپ نمونه¬هاي فشاري و خمشي ساخته شد. نتايج نشان داد كه كليه¬ي نمونه¬ها با افزايش دما دچار كاهش مقاومت فشاري و مقاومت خمشي مي¬شوند، ولي ميزان كاهش مقاومت آن¬ها متغير است. كاهش مقاومت فشاري در نمونه¬هاي ساخته شده از آجر نسوز كوره¬اي كم¬تر از ديگر سنگ¬دانه¬ها به دست آمد. استفاده از الياف فولادي و بازالت مقاومت فشاري و مقاومت خمشي نمونه¬ها را در برابر حرارت افزايش داد و هم¬چنين باعث كاهش ميزان ترك خوردگي و افت مقاومت را گرديد. الياف پلي ¬پروپيلن و بارچيپ نيز باعث جلوگيري از پديده¬ي جداشدگي پوسته¬ي بتن شد.
چكيده انگليسي :
Due to the change of some physical and chemical characteristics of concrete exposed to high heat, modifying the structure of concrete is of particular importance to eliminate the weaknesses of this material against heat. The physical and chemical changes of concrete exposed to high heat lead to a decrease in its compressive strength, tensile strength, bending strength and modulus of elasticity, which ultimately leads to the gradual destruction of the structure. The cooling continues. By substituting heat-resistant materials instead of conventional materials used in concrete or adding new materials in concrete, the resistance of concrete against heat can be increased to some extent. Due to the decomposition of limestone aggregates at high temperature, in many researches, heat-resistant aggregates have been used as aggregates in concrete. Using refractory cement as a substitute for Portland cement also increases the resistance of concrete against heat, because concrete made with ordinary cement loses its resistance at temperatures above 600 degrees Celsius. The use of suitable fibers in concrete that is exposed to heat prevents the separation of the concrete shell and increases the compressive strength, tensile strength and bending resistance against heat. In this research, porcelain ceramic aggregates, alumina refractory brick aggregates, and alumina refractory brick aggregates have been used as aggregates in concrete. The use of waste in concrete not only prevents environmental pollution and the reuse of these wastes, but also improves the properties of concrete. In this research, five types of polypropylene fibers, steel fibers, basalt fibers, Barchib fibers, carbon fibers, and also hybrid fibers, which are a mixture of these fibers, and two types of normal portland cement and refractory cement were used. For this purpose, 17 mixing plans were made. At first, to select the best aggregate and cement, samples were made to test the compressive strength. At this stage, the samples were made with porcelain ceramic aggregates, alumina refractory bricks and kiln-faced refractory bricks with Portland cement and refractory cement and tested at 20 and 800 degrees Celsius. By comparing the reduction of compressive strength in the samples after applying heat, alumina furnace refractory brick aggregate and refractory cement were selected as aggregate and refractory cement for the next stage of experiments. Also, with the five types of fibers used in this research and porcelain ceramics and refractory cement, samples were made for compressive strength testing. Basalt, barchip and steel fibers were selected for the second step of this research. In the second step, compression and bending samples were made with alumina refractory brick aggregate, refractory cement and steel fibers, basalt and barchip. The results showed that all the samples decrease in compressive strength and bending strength with increasing temperature, but the amount of their strength reduction is variable. The decrease in compressive strength in the samples made of firebrick was less than other aggregates. The use of steel and basalt fibers increased the compressive strength and bending strength of the samples against heat and also reduced the amount of cracking and loss of strength. Polypropylene and barchip fibers also prevented the separation of the concrete shell.
