خلاصة پروژههاي مركز تحقيقات تكنولوژي و دوام بتن
تهیه کننده :امین قرایی نژاد
آزمایشگاه بتن
ارزيابي خرابي برج خنككننده واحد 28 مجتمع فولاد مباركه و ارائه طرح ترميم
ارزيابي خرابي فلاشينگ نورد گرم مجتمع فولاد مباركه و ارائه طرح ترميم
تهيه استاندارد بازبيني و بازرسي ساختمانهاي بتني مجتمع فولاد مباركه
بررسي تاثير نانو سيليس بر جذب آب، نفوذ آب و نفوذ يون كلرايد در بتن
بررسي خوردگي آرماتور در سازههاي بتني مسلح با استفاده از سيمانهاي نوع 2،
پرتلند پوزولاني معمولي و ويژه و پرتلند آهكي توليدي كارخانه سيمان آبيك
بررسي رفتار خمشي تيرهاي بتني مسلح تحت اثر واكنش قليايي سنگدانهها
بررسي اثر پوزولانها در كنترل واكنش قليايي سنگدانهها (AAR) در سد استور
بررسي دوام سدهاي بتني كشور از نظر واكنش قليايي
شناسايي، ارزيابي و خواص پوزولانهاي ايران
طرح توليد سيمان راهسازي (ضد آب)
ارزيابي خرابي برج خنككننده واحد 28 مجتمع فولاد مباركه و ارائه طرح ترميم
برج خنككننده واحد 28 فولاد مباركه جهت خنكسازي و پايين آوردن دماي آب درحال گردش خط توليد ميباشد. اين سازه از نوع بتني و در معرض مستقيم گردش آب ناخالص قرار دارد كه تحت تهاجم سولفاتها و خوردگي آرماتورها به سازه صدمه وارد شده است. خسارتهاي ناشي از خوردگي باعث افزايش و انبساط حجمي آرماتور و در نهايت تركخوردگي و تورق بتن شده است. بهمنظور استفاده بهينه از سازه و پايداري آن، ارزيابي دقيق علل خرابي ناشي از تهاجم املاح مختلف و عمق خرابي ضروري ميباشد. در طرح فوق، ابتدا با يك برنامه زمانبندي و آزمايشات مختلف غيرمخرب، بتن تحت ارزيابي قرار گرفته و علل خرابي و عمق آن مشخص شده است. در ادامه طرح، اقدام به ارائه طرحهاي اختلاط بتن بهمنظور جايگزيني بتنهاي آسيبديده گرديده و روش ترميم آن نيز ارائه شده است.
ارزيابي خرابي فلاشينگ نورد گرم مجتمع فولاد مباركه و ارائه طرح ترميم
تعدادي از سازههاي بتني مجتمع فولاد مباركه با وسعت زياد فعاليتهاي مختلف و گسترددگي خطوط توليد در معرض آسيبديدگي متنوعي قرار دارند. اين آسيبديدگيها باعث تغييرات ناسازگار در خواص مكانيكي، فيزيكي و شيميايي بتن گرديده و معمولاً با متلاشي شدن اجزاي بتن همراه ميباشد. آسيبهاي مشاهدهشده در واحد نورد گرم كه دراثر پاشش شديد آب به ديوارهها و كف اين سازه بتني بهوجود آمده است، باعث فرسايش شديد بتن و خوردگي آرماتورها شده است. بهمنظور استفاده بهينه از سازه و افزايش راندمان خط توليد ارزيابي دقيق علل خرابي و عمق آن بههمراه ارائه طرحهاي اختلاط بتن جايگزين ضروري ميباشد. در اين طرح پژوهشي، ابتدا با يك برنامه زمانبندي و آزمايشات مختلف غيرمخرب، بتن تحت ارزيابي قرار گرفته و علل خرابي و عمق آن مشخص گرديده است. در ادامه طرح، اقدام به ارائه طرحهاي اختلاط بتن مقاوم و جوابگو در مقابل سايش شديد و املاح خورنده بهمنظور جايگزيني بتنهاي آسيبديده گرديده و نحوه و روشهاي ترميم آن نيز ارائه شده است.
تهيه استاندارد بازبيني و بازرسي ساختمانهاي بتني مجتمع فولاد مباركه
وسعت سازههاي بتني مجتمع فولاد مباركه اصفهان با مساحتي حدود 4000 متر مربع ميباشد كه برخي از آنها همواره در شرايط تهاجم آبهاي املاحدار، فرسايش ناشي از جريان شديد آب و گراديان حرارتي بالا قرار دارند. بدينعلت بتن اين سازهها تحت تهاجم سولفاتها و اختلاف حرارتي شديد متورق شده و خوردگي آرماتورها و افزايش حجم آنها باعث تركخوردگي و ازهمپاشيدگي بتن گرديده است. ضروري است جهت ممانعت از آسيبهاي احتمالي آينده درمورد سازههايي كه آسيبديدگي در آنها مشهود نيست، و همچنين تعيين علت و وسعت آسيبديدگي و براي جلوگيري از پيشرفت خرابي درمورد سازههايي كه آسيبديدگي در آنها مشهود است، يك برنامه بازبيني دورهاي تهيه گردد. در طرح فوق ابتدا به بررسي آسيبهاي احتمالي بهوجودآمده در ساختمانهاي مجتمع و علت آنها پرداخته شده و مكانيزمهاي خرابي تعيين گرديده است. در ادامه طرح اقدام به يك برنامه بازبيني در قالب فرمهاي استاندارد براي كليه ساختمانها و سازههاي بتني مجتمع فولاد مباركه شده است.
بررسي تاثير نانو سيليس بر جذب آب، نفوذ آب و نفوذ يون كلرايد در بتن
در چند سال اخير، فناوري نوظهور نانو اميدهاي بسياري براي بهبود خواص مواد مختلف در جهان پديد آورده است. ازآنجاييكه بسياري از خواص بتن بهعنوان يك ماده متخلخل از ساختارش در ابعاد نانو نشأت ميگيرد، اسيدهايي براي استفاده از نانو فناوري در بهبود خواص بتن وجود دارد و تحقيقاتي در اين زمينه در كشورهاي مختلف جهان درحال انجام است. با توجه به خواص موادي چون نانو ذرات سيليكا ميتوان به نتايج مطلوبي در زمينه تكنولوژي بتن دست يافت. در اين پروژه تحقيقاتي به بررسي كاربرد نانوسيليس در بتن و تأثير آن بر خواص بتن شامل مقاومت فشاري، جذب آب، نفوذ آب و نفوذ تسريعشده يون كلرايد در بتنهاي حاوي نانوسيليس و ميكروسيليس پرداخته شده است.
بررسي خوردگي آرماتور در سازههاي بتني مسلح با استفاده از سيمانهاي نوع 2، پرتلند پوزولاني معمولي، پرتلند پوزولاني ويژه و پرتلند آهكي توليدي كارخانه سيمان آبيك
سيمان بهعنوان يكي از اجزاي بتن، سير تحولاتي چشمگيري را طي كرده و از مواد با خاصيت سيماني طبيعي به تركيباتي جديد همراه با تكنولوژيهاي بهروز توليد رسيده است. اين محصول تا آنجا اهميت پيدا كرده است كه گاه شاخصهاي اقتصادي صنعت يك كشور را با ميزان توليد آن ميسنجند. در كشور ايران نيز صنعت سيمان بهخصوص در سالهاي اخير بسيار موردتوجه قرار گرفته و سرمايهگذاريهاي كلاني در اين صنعت صورت پذيرفته است. در اين پروژه تحقيقاتي، نمونههاي بتني ساختهشده از 4 نوع سيمان توليدي شركت سيمان آبيك طي يك دوره آزمايش دوساله خواص مكانيكي و دوام قرار گرفته و چگونگي عملكرد آنها در مقايسه با يكديگر ارزيابي ميگردد. آزمايشهاي دوام بتن در اين پروژه را نفوذ و جذب آب، نفوذ يون كلرايد (RCPT)، خرابي سولفاتي و خوردگي آرماتورها در آزمايش نيمپيل و گالواپالس شامل ميشود.
بررسي رفتار خمشي تيرهاي بتني مسلح تحت اثر واكنش قليايي سنگدانهها
تعدادي از سازهها نظير سدها و پلها تحت اثر خرابي ناشي از پديده واكنش قليايي سنگدانهها قرار دارند. اين امر باعث آسيب رساندن به ايمني سازه ميشود. واكنش قليايي سيليسي سنگدانهها، يك واكنش شيميايي بين بعضي سنگدانههاي خاص و قلياييهاي موجود در بتن است كه منجر به تشكيل يك ژل سيليسي- قليايي شده كه توليد فشار كرده و درنهايت سبب انبساط و ايجاد ترك و كاهش مقاومت بتن ميشود. در اين پژوهش براي اولين بار اثر اين پديده در درازمدت همراه با اثر خزش روي تير بتني مسلح و وضعيت تير ازلحاظ رفتار خمشي، تأثير درصد آرماتورهاي كششي و فشاري و ظرفيت باربري بررسي شده است. باتوجه به نتايج آزمايشگاهي دو مدل عددي جهت پيشبيني انبساط ناشي از واكنش قليايي سنگدانهها در داخل تير بتني ارائه گرديدهاند. در مدل اول اثر توأم واكنش قليايي و خزش بهصورت نيروي معادل محوري و كاهش در مدول الاستيسيته بتن درنظر گرفته شد و در مدل دوم واكنش قليايي بهصورت فشار داخلي يكنواخت و خزش با معادلات حاكم بر اين پديده منظور گرديدهاند.
بررسي اثر پوزولانها در كنترل واكنش قليايي سنگدانهها (AAR) در سد استور
سنگدانههاي بكار رفته در بتن سدها ميتوانند در اثر واكنش با قلياييهاي سيمان توليد ژل انبساطپذيري نموده و نهايتاً با ايجاد ترك در بتن خرابي غيرقابل ترميمي را ايجاد نمايند. براي جلوگيري از اين پديده لازم است سنگدانههاي مصرفي در بتن سدها تحت آزمايشهاي مختلف قرار گرفته و با تجزيه و تحليل نتايج امكان واكنشپذيري آنها را مشخص نمود. در پروژه اخير سنگدانههاي انتخابي براي ساخت بتن در سد استور مورد بررسي قرار ميگيرند. آزمايشهاي تسريعشده نشان ميدهد كه اين سنگدانهها فعال بوده و ميتوانند خرابي در بتن به وجود آورند. براي بررسي و كنترل اين واكنش از 3 پوزولان مختلف كشور استفاده شده و آزمايشهاي درازمدت تا يكسال بر روي بتنهاي ساختهشده با اين سنگدانهها و پوزولانها صورت ميپذيرد. نتايج درازمدت ميتواند پاسخگوي نقش پوزولانها در كنترل اين پديده در بتن سد فوق باشد.
بررسي دوام سدهاي بتني كشور از نظر واكنش قليايي
واكنش قليايي سنگدانهها (AAR) يا سرطان بتن پديدهايست كه در برخي از سدهاي بتني در جهان رخ داده است. در اين پديده سنگدانههاي واكنشزاي سيليسي و كربناتي با قلياييهاي سيمان واكنش داده و ژل با انبساط زيادي توليد ميكنند كه منجر به ترك و خرابي بتن سدها ميشود. اين پديده در رطوبت زياد كه در سدها و سازههاي هيدروليكي موجود است تشديد ميگردد.
در پروژه اخير سه سد نسبتاً قديمي مورد ارزيابي قرار ميگيرند تا روشن شود آيا پديده فوق احتمال وقوع دارد يا خير. روش تحقيق با ارزيابي نظري از بتن بدنه سدها آغاز ميگردد و سپس با برداشت نمونههاي بتن آزمايشهاي مختلف پتروگرافي و تعيين انبساط بر روي آنها صورت ميپذيرد. با اين تحقيق روشن خواهد شد كه اگر سنگدانهها درحدي فعال بودهاند تا چه حد امكان پيشرفت فعل و انفعال و بروز تركها اتفاق خواهد افتاد.
شناسايي، ارزيابي و خواص پوزولانهاي ايران
پوزولانها مواد سيليسي يا سيليسي آلوميني هستند كه به صورت طبيعي و مصنوعي موجود و با آهك و يا سيمان پرتلند واكنش داده و خاصيت سيماني پيدا ميكنند. جايگزيني پوزولانها با سيمان سالهاست كه مورد توجه دستاندركاران كارهاي بتني قرار گرفته است و از ابعاد اقتصادي و نيز خواص جديدي كه بتن با كاربرد سيمان پوزولاني پيدا ميكند، مصرف آن گسترش مييابد.
در اين پروژه به شناسايي دو پوزولان طبيعي كشور در منطقه استان تهران و از توفهاي سبز ناحيه البرز و منطقه آذربايجان از پوميس ميپردازيم. با انجام آزمايشهاي تشخيص فعاليتهاي پوزولاني اين دو پوزولان طبقهبندي ميشوند. سپس با كاربرد آنها در بتن با نسبتهاي مختلف خواص بتنهاي حاصله از نقطهنظر خواص مكانيكي نظير مقاومتهاي فشاري و كششي و مدولالاستيسيته و دوام بتنها از نقطهنظرهاي خوردگي سولفاتي، كلريدي، كربناتي و واكنش قليايي مورد مطالعه قرار ميگيرد. با تعيين شناسنامه دقيق پوزولانها مصرف آنها را در كشور و به ويژه در بتنهاي حجيم سدها ميتوان گسترش داده و از جهات اقتصادي و نيز دوام بتن قدمهايي به جلو برداشت.
طرح توليد سيمان راهسازي (ضد آب)
سيمان آب زدا يا ضد آب به عنوان سيماني با پايداري مناسب در مقابل رطوبت با خواص ويژه اي در راهسازي کاربرد دارد. اين سيمان ترکيبي از کلينکر سيمان پرتلند، گچ و يک ماده دافع آب است. در اين پروژه قرار است براي اولين بار با مواد دافع آب مختلف اين سيمان ابتدا در مقياس آزمايشگاهي توليد و پس از انجام آزمايشهاي مختلف خواص فيزيکي و شيميايي در مقياس صنعتي توليد گردد. از آنجا که کاربرد اصلي اين سيمانها در تثبيت خاکها و نيز در بتن براي روسازيهاي بتني و به ويژه در مناطق مرطوب مي باشد، با اين سيمان پس از توليد در دو زمينة تثبيت خاک و ساخت بتن تحقيقات وسيعي صورت پذيرفته و خواص خاکهاي تثبيت شده با اين سيمان و نيز خواص بتن ساخته شده با آن با خواص خاکها و بتن ساخته شده با سيمان معمولي مقايسه مي گردد.
خرابيهاي گستردة سازه هاي بتني در جنوب کشور خسارتهاي جبران ناپذيري را به کشور تحميل نموده است. کاربرد مصالح نامناسب، ساخت و اجراي ضعيف و غيراستاندارد سازه هاي بتني در کشور و به ويژه در سواحل و بنادر جنوبي کشور و محيط بسيار خورنده اين مناطق از عوامل اصل ياين خرابيهاي عظيم مي باشند.
در اين پروژه با انتخاب سيمانهاي مختلف و سيمانهاي پوزولاني و ساخت بتنهايي با طرحهاي اختلاط مختلف و قرار دادن نمونه ها در شرايط محيطي واقعي و خورندة جنوب کشور و در ناحية جزر و مدي، عملکرد اين بتنها در درازمدت مورد بررسي قرار مي گيرد.
اين پروژه با همکاري مرکز تحقيقات ساختمان و مسکن و مرکز تحقيقات بنادر ژاپن در حال انجام است. نتايج اين پروژه ابتدا به صورت توصيه نامه و سپس آئين نامه و دستورالعملهايي براي ساخت سازه هاي بتني بادوام و پايا درجنوب کشور ارائه مي گردد که رعايت آنها صرفه جويي بسيار عظيمي در بودجه هاي عمراني به ارمغان خواهد آورد
اين وبلاگ جهت درج مطالب و تحقيق هاي دانشجويان درس آزمايشگاه بتن دانشكده فني مشهد(شهيد محمد منتظري) تشكيل شده است.