منوی اصلی

پیوندهای روزانه

آرشیو مطالب

آرشیو موضوعی

پیوندها

  RSS  

  حل اجزای محدود مسئله شکست سد به روش گالرکین پراکنده

فرم چکیده : پایان نامه

عنوان پایان نامه : حل اجزای محدود مسئله شکست سد به روش گالرکین پراکنده

اساتید راهنما : دکتر جلیل ابریشمی

استاد مشاور : دکتر محمود فغفور مغربی

نگارش : رضا هراتی

تاریخ ثبت : 1380

شماره ثبت : -----

 
چکیده

 

پیش بینی موج سیلاب ناشی از شکست سد و زمان رسیدن آن به پایین دست محل سد ، از مسائل مهم هیدرولیک می باشد . در این پایان نامه روشهای مختلف حل مسئله شکست سد بیان شده و برای بررسی مسئله مذکور به روش اجزای محدود ، یک مدل عددی ارائه شده است . این مدل ، حل عددی معادلات جریانهای غیر دائمی در حالت یک بعدی را انجام می دهد . فرمولاسیون اجزای محدود معادلات ، براساس روش گالرکین پراکنده قرار دارد . این روش قادر است اثر ناپیوستگی را در حل مسائل در نظر بگیرد . هیدروگرافهای عمیق و شدت جریان با استفاده از این مدل ، برای مسائل یک بعدی و دو بعدی بدست آمده و با نتایج روشهای عددی دیگر مقایسه شده است .

مقایسه ها نشان می دهد که بین نتایج مدل اجزای محدود و نتایج آزمایشگاهی و روشهای عددی دیگر ، خصوصاً در مسائل یک بعدی همخوانی مناسبی وجود دارد .

 

 

دانشکده علوم ( دانشگاه فردوسی مشهد )

|+| نوشته شده توسط احسان خوشخرام در  |

 بررسی رسوبگذاری در مخازن سدها با استفاده از GSTARS 2.0

فرم چکیده : پایان نامه

عنوان پایان نامه : بررسی رسوبگذاری در مخازن سدها با استفاده از GSTARS 2.0

اساتید راهنما : دکتر محمود فغفور مغربی

استاد مشاور : دکتر محمد رضا جعفرزاده

نگارش : محمد رضا رضائی صدرآبادی

تاریخ ثبت : 22/4/1381

شماره ثبت : 604

 
چکیده

 

مسأله رسوب و چگونگی توزیع آن در مخزن سد از اهمیت قابل ملاحظه ای برخوردار است بطوریکه اگر در طراحی یک سد مسأله رسوب مورد توجه قرار نگیرد پس از مدتی سازه های آبگیر و تأسیسات نیروگاههای برق آبی با مشکل جدی مواجه می گردند و از همه مهمتر اینکه حجم مخزن کاهش می یابد .

از طرف دیگر گرچه مدلهای کامپیوتری در مقایسه با مساحی مخزن از دقت و اطمینان کمتری برخوردار هستند اما با توجه به هزینه بالای مساحی استفاده از مدلهای کامپیوتری جهت مشخص کردن وضعیت رسوبات در مخزن به نظر می رسد .

در پایان نامه حاضر پس از توضیحاتی در مورد خواص فیزیکی رسوب و حمل آن و آوردن مطالبی در زمینه هیدرو گرافی مخازن یک مدل کامپیوترهای تحت عنوان GSTARS 2.0 جهت تعیین حجم و نحوه پخش توده های رسوبی مخزن سد طرق واقع در استان خراسان مورد بررسی قرار می گیرد . سپس نتایج بدست آمده از مدل با نتایج حاصل از مساحی مخزن مورد مقایسه و تجزیه و تحلیل قرار می گیرند . لازم به ذکر است مدل مذکور مبتنی بر تئوری مجاری مجزای جریان بوده و قادر به محاسبه شرایط جریان در یک حالت شبه دو بعدی می باشد و هندسه کانال را در حالت شبه سه بعدی بررسی می کند . این مدل در سال 1998 توسط یانگ و همکارانش تدوین گردیده است .

نتایج نشان می دهد که مدل GSTARS 2.0 زمانی برای مخزن سد طرق مناسبترین جواب را می دهد که نوع معادله رسوب فرمول یانگ ( 1974، 1979، 1973 ) تعداد مجاری جریان برابر 4 تعداد اندازه گروهها برابر 6 و پریود زمانی رسوب برابر 3 ساعت می باشد در این حالت درصد خطای حجم رسوب محاسبه شده توسط برنامه نسبت به حجم رسوب حاصل از مساحی برابر 62/7 می باشد . همچنین نمودارهای مربوط به مقاطع عرضی تطابق نسبتاً خوبی بین نتایج حاصل از مساحی ونتایج محاسبه شده توسط برنامه نشان می دهند . در ضمن با بررسی نقشه توپوگرافی رسوب موجود در مخزن که از اطلاعات بدست آمده از خروجی مدل تهیه گردیده است ، می توان به صحت عملکرد مدل پی برد .

 

دانشکده علوم ( دانشگاه فردوسی مشهد )

|+| نوشته شده توسط احسان خوشخرام در  |

  تآثیر میانقابهای آجری بر رفتار لرزه ای سازه ها

فرم چکیده : پایان نامه

عنوان پایان نامه : تآثیر میانقابهای آجری بر رفتار لرزه ای سازه های بتن مسلح

اساتید راهنما : دکتر احمد شوشتری

استاد مشاور : دکتر فریدون ایرانی  

نگارش : ابوالفضل سمیعی دلوئی

تاریخ ثبت : 3/6/1381

شماره ثبت : 649

 
چکیده

 

در ایران معمولاً ساختمانها بدون در نظر گرفتن اثرات میانقابها بر رفتار لرزه ای سازه طراحی می شوند . این در حالیست که مشاهدات انجام شده در طی زلزله های گذشته و همچنین تحقیقات صورت پذیرفته در سالهای اخیر نشان دهنده آن است که قابهای میان پر باعث افزایش سختی و مقاومت سازه شده و در نتیجه موجب تغییر در پاسخ لرزه ای سازه می شوند . با توجه به اهمیت این موضوع لازم است تا ضمن بررسی چگونگی تغییرات مزبور تأثیرات مطلوب و یا نامطلوب میانقابها بر عملکرد سازه را مشخص نمود .

بر این اساس در این پژوهش ابتدا با چگونگی  تغییر رفتار در قابهای کیان پر آشنایی لازم صورت پذیرفته آنگاه با مروری بر روشهای مختلف موجود جهت مدلسازی میانقابها الگوی مناسبی برای مدل نمودن میانقابها در تحلیل سازه های دارای میانقاب انتخاب می گردد. در ادامه جهت بررسی نحوه اثر گذاری میانقابهای آجری متداول بر روی سازه های بتنی چندین ساختمان بتن مسلح مقاوم در برابر زلزله که بر اساس آئین نامه ایران طراحی شده اند ، در حالتهای مختلف با و بدون میانقاب مورد ارزیابی قرار گرفته و رفتار لرزه ای آنها با استفاده از تحلیلهای غیر خطی مورد بررسی قرار می گیرد .

نتایج بدست آمده نشان می دهد که نمی توان تأثیر میانقابهای آجری را بر رفتار لرزه ای سازه های بتنی نادیده گرفت ، بلکه با توجه به جنس میانقاب محل قرار گیری و تعداد آنها در هر حالت با توجه به رفتار متفاوت سازه ، باید نکات خاصی را در هنگام تحلیل و طراحی مورد توجه قرار داد .

 

دانشکده علوم ( دانشگاه فردوسی مشهد )

|+| نوشته شده توسط احسان خوشخرام در  |

  تآثیر میانقابهای آجری بر رفتار لرزه ای سازه ها

فرم چکیده : پایان نامه

عنوان پایان نامه : تآثیر میانقابهای آجری بر رفتار لرزه ای سازه های بتن مسلح

اساتید راهنما : دکتر احمد شوشتری

استاد مشاور : دکتر فریدون ایرانی  

نگارش : ابوالفضل سمیعی دلوئی

تاریخ ثبت : 3/6/1381

شماره ثبت : 649

 
چکیده

 

در ایران معمولاً ساختمانها بدون در نظر گرفتن اثرات میانقابها بر رفتار لرزه ای سازه طراحی می شوند . این در حالیست که مشاهدات انجام شده در طی زلزله های گذشته و همچنین تحقیقات صورت پذیرفته در سالهای اخیر نشان دهنده آن است که قابهای میان پر باعث افزایش سختی و مقاومت سازه شده و در نتیجه موجب تغییر در پاسخ لرزه ای سازه می شوند . با توجه به اهمیت این موضوع لازم است تا ضمن بررسی چگونگی تغییرات مزبور تأثیرات مطلوب و یا نامطلوب میانقابها بر عملکرد سازه را مشخص نمود .

بر این اساس در این پژوهش ابتدا با چگونگی  تغییر رفتار در قابهای کیان پر آشنایی لازم صورت پذیرفته آنگاه با مروری بر روشهای مختلف موجود جهت مدلسازی میانقابها الگوی مناسبی برای مدل نمودن میانقابها در تحلیل سازه های دارای میانقاب انتخاب می گردد. در ادامه جهت بررسی نحوه اثر گذاری میانقابهای آجری متداول بر روی سازه های بتنی چندین ساختمان بتن مسلح مقاوم در برابر زلزله که بر اساس آئین نامه ایران طراحی شده اند ، در حالتهای مختلف با و بدون میانقاب مورد ارزیابی قرار گرفته و رفتار لرزه ای آنها با استفاده از تحلیلهای غیر خطی مورد بررسی قرار می گیرد .

نتایج بدست آمده نشان می دهد که نمی توان تأثیر میانقابهای آجری را بر رفتار لرزه ای سازه های بتنی نادیده گرفت ، بلکه با توجه به جنس میانقاب محل قرار گیری و تعداد آنها در هر حالت با توجه به رفتار متفاوت سازه ، باید نکات خاصی را در هنگام تحلیل و طراحی مورد توجه قرار داد .

 

دانشکده علوم ( دانشگاه فردوسی مشهد )

|+| نوشته شده توسط احسان خوشخرام در  |

  بررسی پارامتریک عوامل مؤثر بر رفتار سازه قاب

فرم چکیده : پایان نامه

عنوان پایان نامه : بررسی پارامتریک عوامل مؤثر بر رفتار سازه قاب- دیوار برشی  

اساتید راهنما : دکتر حسن حاجی کاظمی 

استاد مشاور : --------

نگارش : احمد مقیمی  

تاریخ ثبت : 15/12/1381

شماره ثبت : 668

 
چکیده

 

استفاده از دیوارهای برشی در قابهای ساختمانهای مرتفع و نیمه مرتفع روشی مرسوم جهت مقابله با نیروهای جانبی وارد بر سازه نظیر باد و زلزله می باشد . هنگامی که یک سازه قاب- دیوار تحت اثر بارهای جانبی قرار می گیرد ، شکل متفاوت تغییر مکان آزاد قابها و دیوارهای آن موجب اندر کنش افقی بین انها می شود که این اندرکنش از طریق دال کف اعمال می گردد . لذا توزیع بار جانبی در دیوار و قاب به تنهایی بسیار متفاوت با حالت ترکیبی آنها می باشد . با توجه به نوع تغییر شکل دیوار و قاب تحت اثر بارهای جانبی اصولاً مود تغییر شکل دیوار تحت اثر بار جانبی ، یک مود خمشی و تغییر شکل برای قاب یک مود برشی خواهد بود . لذا در طبقات پایین قاب خود را بر دیوار تحمیل می نماید ، ولی به علت سختی فوق العاده دیوار این تأثیرات ناچیز خواهد بود . در طبقات بالای ساختمان به علت افزایش تغییر شکل دیوار ، اثرات تحمیلی دیوار به قاب قابل ملاحظه بوده و نیروهای موجود در قاب افزایش می یابد . پس می توان ترازی در ارتفاع سازه بدست آورد که با قطع دیوار در آن تراز نیروهای اعمالی از طرف دیوار بر قاب از بین برود . این امر باعث کاهش نیروهای اضافی تحمل شده توسط قاب می گردد . در این پژوهش سعی شده است که علاوه بر بررسی وضعیت قطع دیوار برشی در ارتفاع در مورد پارامترهای تأثیر گذار دیگر از جمله موقعیت دیوار برشی در پلان سازه ، تأثیر نوع کف  ( صلب و انعطاف پذیر ) و بررسی نوع تحلیل بر رفتار سازه قاب – دیوار برشی نیز مطالعه گردد .

 

دانشکده علوم ( دانشگاه فردوسی مشهد )

|+| نوشته شده توسط احسان خوشخرام در  |

  مقاومت پيوستگی آرماتور در تیرها

فرم چکیده : پایان نامه

عنوان پایان نامه : مقاومت پيوستگی آرماتور در تیرها و دالهای بتنی سبک

اساتید راهنما : دکتر محمدرضا اصفهانی

استاد مشاور : فرزاد شهابیان

نگارش : کاموس زارع کاریزک

تاریخ ثبت : 30/6/1381

شماره ثبت : 648

 
چکیده

 
در این تحقیق پیوستگی موضعی بین آرماتور و بتن سبک سازه ای با نوع شکست V شکل و همچنین مقاومت پیوستگی وصله در بتن معمولی و بتن سبک سازه ای در دالهای بتن آرمه مورد بررسی قرار می گیرد . در گذشته مطالعات اندکی در مورد شکست V شکل عموماً در دالهای بتن آرمه اتفاق می افتد انجام گرفته است . پارامترهای مورد بررسی نسبت پوشش آرماتور در دو جهت (   ) و همچنین اثر نسبت پوشش قائم آرماتور به قطر آرماتور (   ) بر روی مقاومت پیوستگی در نمونه های ساخته شده از بتن سبک با شکست پیوستگی V شکل می باشد . مبنای تعیین مقاومت پیوستگی فرمول اصلاح شده تپفرز می باشد که با نتیج آزمایشگاهی در نمونه های ساخته شده از بتن معمولی با رفتار تیری شکل تطابق مناسبی دارد . برای تعیین مقاومت پیوستگی بتن سبک ، 46 نمونه آزمایشگاهی با طول کوتاه ساخته و آزمایش شدند . در هر نمونه  آرماتوری به طول کوتاه در یک بلوک بتنی تعبیه شده و در آزمایش بیرون کشیده شد . در این نمونه ها نسبت   طوری تعیین شد که شکست پیوستگی از نوع V شکل باشد . همچنین برای بررسی مقاومت پیوستگی وصله در دالها ، 8 نمونه آزمایشگاهی از بتن های معمولی و سبک با طول بلند و تعبیه یک وصله در قسمت تحتانی وسط نمونه ساخته شد .

نتایج آزمایش نشان می دهند که رابطه اصلاح شده تپفرز برای شکست پیوستگی V شکل مناسب نمی باشد . بنابراین این رابطه برای نسبت های زیاد   که مربوط به دالهای بتن آرمه می باشد تصحیح گردید . در مورد بتن سبک تفاوت عمده ای در مقاومت پیوستگی موضعی بتن معمولی و بتن سبک مشاهده نشد .

 

دانشکده علوم ( دانشگاه فردوسی مشهد )

|+| نوشته شده توسط احسان خوشخرام در  |

  تجزیه و تحلیل عدم اطمینان روابط تخمین

فرم چکیده : پایان نامه

عنوان پایان نامه : تجزیه و تحلیل عدم اطمینان روابط تخمین پارامترهای هیدرولیکی جریان در محیط سنگریزه

اساتید راهنما :  دکتر سید محمود حسینی 

استاد مشاور : دکتر محمد باقر شریفی

نگارش : مصطفی جهانگیری

تاریخ ثبت : 30/6/1381

شماره ردیف : 644

 

چکیده

 

استفاده از سنگریزه ، به عنوان یکی از مصالح ساخت در اجرای بسیاری از سازه های هیدرولیکی ، نظیر سدهای سنگریزه ای ، گابیون ها ، موج شکن ها و سازه های کنترل فرسایش در ودخانه ها در بیشتر نقاط جهان معمول می باشد . از انجا که جریان آب در محیط سنگریزه از یک رابطه غیر خطی تبعیت می کند ، یکی از روشهای تخمین پارامترهای هیدرولیکی برای این گونه جریان ، استفاده از روابط تجربی هیدرولیکی می باشد . این روابط که تعداد زیاد می باشد ، از ساختار ریاضی متفاوتی برخوردارند و ضزایب تجربی و نیمه تجربی در این روابط به خواص فیزیکی محیط نظیر اندازه دانه ، تخلخل و ... مرتبط می باشند . متأسفانه در هنگام استفاده ، این روابط به نتایج متفاوتی در برآورد گرادیان هیدرولیکی به ازاء یک سرعت خاص منجر می شوند .

در این تحقیق ، به منظور شناسایی دقیق تر عملکرد این روابط ، روشهای مختلف تجزیه و تحلیل عدم اطمینان و آنالیز حساسیت ، یعنی روشهای تخمین مرتبه اول  تغییرات (FOVE ) تخمین نقطه ای هار و روش شبیه سازی مونت کالو با نمونه گیری مربع لاتین (LHS ) بر روی جهار رابطه از این روابط یعنی روابط آدل ، مک کورکودل و همکاران ، استیفنسن و ویلکینز ، که اعتبار بیشتری برخوردارند . اعمال می شوند . در انجام این عمل فرض می گردد که سرعت ، متغیر قطعی ، سایر پارامترها ، متغیر تصادفی و گرادیان هیدرولیکی متغیر خروجی باشند . در این راستا ، در آزمایشگاه یک توده سنگریزه ای با اندازه میانگین حسابی 37 میلیمتر ساخته شد و 15 نمونه تصادفی از این توده برداشت گردید و مشخصات فیزیکی ، مرتبط با هر یک از روابط هیدرولیکی یاد شده اندازه گیری و یا تخمین زده شد . نتایج نشان داد ، که از میان روشهای تجزیه و تحلیل عدم اطمینان ، روش شبیه سازی مونت کارلو با نمونه گیری مربع لاتین (LHS ) نسبت به دیگر روشها محافظه کارانه تر است . نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل عدم اطمینان نشان داد که در محاسبه گرادیان هیدرولیکی رابطه مک کورکودل و همکاران می تواند بیشترین مقدار عدم اطمینان را داشته باشد، در حالی که رابطه استیفنسن از کمترین میزان عدم اطمینان برخوردار است . برای رابطه استیفنسن ، با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو با نمونه گیری مربه لاتین (LHS ) و بع ازاء سرعت 15/0 متر بر ثانیه ، میزان عدم اطمینان برحسب ضریب تغییرات گرادیان هیدرولیکی 21 درصد می باشد ، در حالی که این عدد برای رابطه مک کورکودل و همکاران 25 درصد می باشد . همچنین ، نتایج نشان داد ، که روشهای تخمین مرتبه اول تغییرات (FOVE ) و روش شبیه سازی مونت کارلو با نمونه گیری مربع لاتین (LHS ) در انجام تجزیه و تحلیل حساسیت و اهمیت بندی پارامترهای مؤثر ، قابل اعتمادتر بوده و به نتایج یکسانی منجر می شوند .

نتایج تجزیه و تحلیل حساسیت نشان می دهد که در رابطه استیفنسن ، پارامترهای میانگین هارمونیک اندازه ذرات (d) و تخلخل (n) به ترتیب از اهمیت بیشتری برخوردارند . بر مبنای روش شبیه سازی مونت کارلو با نمونه گیری مربع لاتین (LHS ) در سرعت 15/0 متر بر ثانیه ، سهم d در عدم اطمینان گرادیان هیدرولیکی محاسبه شده حدود 59 درصد و سهم n حدود 35 درصد می باشد در حالی که در روش تخمین مرتبه اول تغییرات (FOVE ) این سهم به ترتیب 66 و 27 درصد بدست می آیند .

در مجموع ، نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که رابطه استیفنسن ، در صورتی که پارامترهای فیزیکی آن با دقت مناسبی اندازه گیری و یا تخمین زده شوند ، هم از لحاظ محاسبه مقدار متوسط گرادیان هیدرولیکی و هم از لحاظ میزان عدم اطمینان در نتایج حاصل ، عملکرد بهتری نشان می دهد و لذا استفاده از آن در طراحی های مهندسی مرتبط توصیه می گردد .

 

دانشکده علوم ( دانشگاه فردوسی مشهد ) 

|+| نوشته شده توسط احسان خوشخرام در  |

  بتن سبك و اثر ميكروسيليس ها در افزایش مقاومت آن

مقدمه :
توليد سيمان كه ماده اصلي چسبندگي در بتن است در سال 1756 ميلادي در كشور انگلستان توسط «John smeaton » كه مسئوليت ساخت پايه برج دريايي «Eddystone » را بر عهده داشت آغاز شد و درنهايت سيمان پرتلند در سال 1824 ميلادي در جزيره اي به همين نام در انگلستان توسط «Joseph Aspdin » به ثبت رسيد . مردم كشور ما نيز از سال 1312 با احداث كارخانه سيمان ري با مصرف سيمان آشنا شدند و با پيشرفت صنايع كشور ، امروزه در حدود 26 الي 30 ميليون تن سيمان در سال توليد مي گردد . با آگاهي مهندسان از نحوه استفاده سيمان در كارهاي عمراني ، اين ماده جايگاه خودش را در كشورمان پيدا كرد .
يكي از روشهاي ساختمان سازي كه امروزه در جهان به سرعت توسعه مي يابد ساختمانهاي بتني است . بعد از انقلاب اسلامي به علت كمبود تير آهن در نتيجه تحريمها و نيز گسترش ساخت و سازهاي عمراني در كشور ، كاربرد بتن بسيار رشد نمود . علاوه بر اين موضوع ساختمانهاي بتني نسبت به ساختمانهاي فولادي داراي مزايايي از قبيل مقاومت بيشتر در مقابل آتش سوزي و عوامل جوي ( خورندگي ) آسان بودن امكان تهيه بتن به علت فراواني مواد متشكله بتون و عايق بودن در مقابل حرارت و صوت مي باشند كه توسعه روز افزون اين نوع ساختمانها را فراهم مي سازد .
يكي از معايب مهم ساختمانهاي بتني وزن بسيار زياد ساختمان مي باشد كه با ميزان تخريب ساختمان در اثر زلزله نسبت مستقيم دارد . اگر بتوانيم تيغه هاي جدا كننده و پانل ها را از بتن سبك بسازيم وزن ساختمان و در نتيجه آن تخريب ساختمان توسط زلزله مقدار زيادي كاهش مي يابد . ولي كم بودن مقاومت بتن سبك عامل مهمي در محدود نمودن دامنه كاربرد اين نوع بتن و بهره گيري از امتيازات آن بوده است . استفاده از ميكروسيليس در ساخت بتن سبك سبب شده است كه مقاومت بتن سبك بالا رود و اين محدوديت كاهش يابد . در اين تحقيق ضمن توضيحاتي در مورد بتن و تاثير آب بر روي مقاومت بتن ، بيشتر در باره بتن سبك و روشهاي افزايش مقاومت آن با استفاده از ميكروسيلس ، خواص مكانيكي و همچنين موارد كاربرد آن بحث مي شود .
1- سيمان
- سيمان توليد شده در كشور ما با سيمان توليد شده در كشورهاي صنعتي متفاوت است كه لازم است تفاوت آن تا حد ممكن بررسي شود .
- طبقه بندي سيمانها شناسايي شود .
-  عدم تنوع در كيفيت سيمان نشانه ضعفهايي از سيستم ساخت و ساز مي باشد .
-  عدم استفاده از سيمان با كيفيت بالا از عوامل اوليه عمر كوتاه ساختمان در بحث مصالح مي باشد .
2 – شن و ماسه
- معيارها و آئين نامه هاي توليد كلان شن و ماسه بررسي شود .
- توليد كلان  شن و ماسه در كشور ما از نظر معيار و رعايت آئين نامه هاي توليد بررسي شود .
-  معايب شن و ماسه توليدي در كشور در حد كلان بدلائل زير آنرا در درجه دوم و يا سوم كيفيت قرار مي دهد .
الف : وجود گرد و غبار
ب : عدم شستشو
ج : دانه بندي نا صحيح
د : استفاده از شن و ماسه رودخانه اي بجاي شن و ماسه شكسته .
- استفاده از شن و ماسه درجه 2 و يا 3 از عوامل ثانوي عمر كوتاه ساختمان در بحث مصالح مي باشد .
افزايش مقاومت بتن مد نظر تمام دست اندركاران صنعت توليد بتن مي باشد .
ساختار بتن :
- بتن داراي چهار ركن اصلي مي باشد كه به صورت مناسبي مخلوط شده اند ، اين چهار ركن عبارتند از :
الف : شن
ب : ماسه
ج : سيمان
د : آب
- در برخي شرايط براي رسيدن به هدفي خاص مواد مضاف به آن اضافه مي شود كه جزﺀ اركان اصلي بتن به شمار نمي آيد .
- توده اصلي بتن مصالح سنگي درشت و ريز ( شن و ماسه ) مي باشد .
-  فعل و انفعال شيميايي بين سيمان و آب موجب مي شود شيرابه اي بوجود آيد و اطراف مصالح سنگي را بپوشاند و مصالح سنگي را بصورت يكپارچه بهم بچسباند .
-  استفاده از آب براي ايجاد واكنش شيميايي است .
-  براي ايجاد كار پذيري لازم بتن مقداري آب اضافي استفاده مي شود تا بتن با پر كردن كامل زواياي قالب بتواند دور كليه ميلگرد هاي مسلح كننده را بگيرد .
-  جايگاه استفاده آب در بتن به لحاظ انجام عمل هيدراتاسيون داراي حساسيت بسيار زيادي است .
ويژگيهاي آب مصرفي بتن :
- آب هاي مناسب براي ساختن بتن
1- آب باران
2- آب چاه
3- آب بركه
4- آب رودخانه در صورتي كه به پسابهاي  شيميايي كارخانجات آلوده نباشد و غيره …
بطور كلي آبي كه براي نوشيدن مناسب باشد براي بتن نيز مناسب است باستثناﺀ مواردي كه متعاقبا توضيح داده خواهد شد .
- آبهاي نا مناسب براي ساختن بتن
1- آبهاي داراي كلر ( موجب زنگ زدگي آرماتور مي شود )
2-  آبهايي كه بيش از حد به روغن و چربي آلوده مي باشند .
3-  وجود باقيمانده نباتات در آب .
4-  آب گل آلود ( موجب پايين آوردن مقاومت بتن مي شود )
5-  آب باتلاقها و مردابها
6-  آبهاي داراي رنگ تيره و بدبو
7-  آبهاي گازدار مانند2 co و…
8- آبهاي داراي گچ و سولفات و يا كلريد موجب اثر گذاري نا مطلوب روي بتن مي شوند .
نكته : 1- آبي كه مثلا شكر در آن حل شده است براي نوشيدن مناسب است ولي براي ساخت بتن مناسب نيست .
نكته : 2- مزه بو و يا منبع تهيه آب نبايد به تنهايي دليل رد استفاده از آب باشد .
نكته : 3- ناخالصيهاي موجود در آب چنانچه از حد معين بيشتر گردد ممكن است بشدت روي زمان گرفتن بتن ، مقاومت بتن ، پايداري حجمي آن ، اثر بگذارد و موجب زنگ زدگي فولاد شود .
نكته : 4- استفاده از آب مغناطيسي بعنوان يكي از چهار ركن اصلي مخلوط بتن مي تواند بعنوان تاثيرگذار بر روي يارامترهاي مقاومت بتن انتخاب گردد .
تمايز بتن از نظر چگالي :
الف : بتن معمولي : چگالي بتن معمولي در دامنه باريك 2200 تا 2600 kg/m3 قرار دارد زيرا اكثر سنگها در وزن مخصوص تفاوت اندكي دارند ( ادامه اين مبحث از بحث ما خارج است )
ب : بتن سنگين : از اين بتنها در ساختمان محافظهاي بيولوژيكي بيشتر استفاده مي شود مانند ساختار ، آكتورهاي هسته اي و پناهگاههاي ضد هسته اي كه مورد بحث ما نمي باشد كه چگالي آن معمولا بيشتر از 2200 تا 2600 كيلوگرم بر متر مكعب مي باشد .
ج : بتن سبك : مصرف بتن سبك اصولا تابعي از ملاحظات اقتصادي است ضمن اينكه استفاده از اين بتن بعنوان مصالح ساختماني داراي اهميت بسيار زيادي است اين بتن داراي چگالي كمتر از 2200 تا 2600 كيلوگرم در متر مكعب مي باشد . بدليل اينكه داراي چگالي كمتر از بتن سنگين است داراي امتياز قابل توجهي از نظر ايجاد بار وارده بر سازه مي باشد چگالي بتن سبك تقريبا بين 300 و 1850 كيلوگرم بر متر مكعب مي باشد يكي از امتيازات مهم امكان استفاده از مقاطع كوچكتر و كاهش مربوطه در اندازه پي ها مي باشد ضمن اينكه قالبها فشار كمتري را از حالت بتن معمولي تحمل مي كنند و همچنين در كاهش جابجايي كل وزن مصالح بدليل افزايش توليد جايگاه ويژه اي دارد .
روش هاي كلي توليد بتن سبك :
- روش اول : از مصالح متخلخل سبك با وزن مخصوص ظاهري كم بجاي سنگدانه معمولي كه تقريبا داراي چگالي 6/2 مي باشد استفاده مي كنند .
-  روش دوم : بتن سبك توليد شده در اين روش بر اساس ايجاد منافذ متعدد در داخل بتن يا ملات مي باشد كه اين منافذ بايد به وضوح از منافذ بسيار ريز بتن با حباب هوا متمايز باشد كه بنام بتن اسفنجي ، بتن منفذ دار و يا بتن گازي يا بتن هوادار مي شناسند .
- روش سوم : در اين روش توليد ، سنگدانه ها ي ريز از مخلوط بتن حذف مي شوند . بطوريكه منافذ متعددي بين ذرات بوجود مي آيد و عموما از سنگدانه هاي درشت با وزن معمولي استفاده مي شود . اين نوع بتن را بتن بدون سنگدانه ريز مي نامند .
نكته : كاهش در وزن مخصوص در هر حالت به واسطه  و جود منافذ يا در مصالح يا در ملات و يا در فضاي بين ذرات درشت موجب كاهش مقاومت بتن مي شود .
طبقه بندي بتن هاي سبك بر حسب نوع كاربرد آنها :
- بتن سبك بار بر ساختمان
-  بتن مصرفي در ديوارهاي غير بار بر
-  بتن عايق حرارتي
نكته 1- طبقه بندي بتن سبك بار بر طبق حداقل مقاومت فشاري انجام مي گيرد .
مثال : طبق استاندارد 77 – 330 ASTM C در بتن سبك ---- مقاومت فشاري بر مبناي نمونه هاي استوانه اي استاندارد از    شده پس از 28 روز نبايد كمتر از Mpa 17 باشد . و وزن مخصوص آن نبايد از 1850 كيلوگرم بر متر مكعب تجاوز نمايد كه معمولا بين 1400 او 1800 كيلوگرم بر متر مكعب است .
نكته : 2- بتن مخصوص عايق كاري معمولا داراي وزن مخصوص كمتر از 800 كيلوگرم بر متر مكعب و مقاومت بين 7/0 و Mpa 7 مي باشد .
انواع سبك دانه هايي كه به عنوان مصالح در ساختار بتن سبك استفاده مي شود :
الف -  سبك دانه هاي طبيعي : مانند دياتومه ها ، سنگ پا ، پوكه سنگ ، خاكستر ، توف كه بجز دياتومه ها بقيه آنها منشاﺀ آتشفشاني دارند .
نكته :1- اين نوع سبك دانه ها معمولا بدليل اينكه فقط در بعضي از جاها يافت مي شوند به ميزان  زياد مصرف نمي شوند ، معمولا از ايتاليا و آلمان اينگونه مصالح صادر مي شود .
نكته : 2- از انواعي پوكه معدني سنگي كه ساختمان داخلي آن ضعيف نباشد بتن رضايت بخشي با وزن مخصوص 700 تا 1400 كيلو گرم بر متر مكعب توليد مي شود كه خاصيت عايق بودن آن خوب مي باشد اما جذب آب و جمع شدگي آن زياد است . سنگ پا نيز داراي خاصيت مشابه است .
ب -  سبك دانه هاي مصنوعي : اين سبك دانه ها به چهار گروه تقسيم مي شوند .
- گروه اول : كه با حرارت دادن و منبسط شدن خاك رس ، سنگ رسي ، سنگ لوح ، سنگ رسي دياتومه اي ، پرليت ، اسيدين، ورميكوليت بدست مي آيند .
- گروه دوم : از سرد نمودن و منبسط شدن دوباره كوره آهن گدازي به طريقي مخصوص بدست مي آيد .
- گروه سوم : جوشهاي صنعتي ( سبكدانه هاي كلينكري) مي باشند .
- گروه چهارم : مخلوطي از خاك رس با زباله خانگي و لجن فاضلاب پردازش شده را مي توان به صورت گندوله در آورد تا با پختن در كوره تبديل به سبك دانه شود ولي اين روش هنوز به صورت توليد منظم در نيامده است .
در جدول ( 1 ) خواص انواع بتن هاي سبك كه با اين سنگدانه ها ساخته مي شوند نشان داده شده اند :
الزامات سبكدانه ها بتن سازه اي :
الزامات سبكدانه ها در آيين نامه هاي ASTM C330-89 ( مشخصات سبكدانه ها براي بتن سازه اي در آمريكا ) و BS 3797:1990 ( مشخصات سبكدانه ها براي قطعات بنايي و بتن سازه اي در بريتانيا ) داده شده اند . در استاندارد بريتانيايي مشخصات واحدهاي بنايي نيز مورد بحث قرار گرفته است . اين آيين نامه ها محدوديتهايي براي افت حرارتي ( 5% درASTM و4% در BS)و همچنين در BS براي مقدار سولفات  1% 3 so  (به صورت جرمي ) را مشخص نموده اند . برخي الزامات دانه بندي اين آيين نامه ها در جداول 2 ، 3 و 4 نشان داده شده اند .
ذكر اين نكات براي فهم بهتر اين جداول مفيد است :
1- آيين نامه BS 1047:7983 مشخصات دوباره در هواي سرد شده ، كه منبسط نشده است را در بر مي گيرد .
2- سبكدانه هاي به كار رفته در بتن سازه اي ، صرفنظر از منشأ آنها توليداتي مصنوعي مي باشند و در نتيجه معمولا يكنواخت تر از سبكدانه طبيعي مي باشند . بنابراين سبكدانه را مي توان براي توليد بتن سازه اي با كيفيت ثابت مورد استفاده قرار داد .
نكته : سبكدانه ها داراي خصوصيت ويژه اي هستند كه سنگدانه هاي معمولي فاقد آن مي باشند و در رابطه با انتخاب نسبتهاي  مخلوط و خواص مربوط به بتن حاصل داراي اهميت ويژه اي مي باشند .اين ويژگي عبارتست از توانايي سبكدانه ها در جذب مقادير زياد آب و همچنين امكان نفوذ مقداري از خمير تازه سيمان به درون منافذ باز ( سطحي ) ذرات سبكدانه (مخصوصا ذرات درشت تر ) در نتيجه اين جذب آب توسط سبكدانه ، وزن مخصوص آنها زيادتر از وزن مخصوص ذراتي مي شود كه در گرمچال خشك شده اند .
روشهاي افزايش مقاومت بتن سبك :
كم بودن مقاومت بتن سبك عامل مهمي در محدود نمودن دامنه كاربرد اين نوع بتن و بهره گيري از امتيازات آن بوده است براي بدست آوردن بتن سبك با مقاومت زياد روشهاي زيادي مورد توجه قرار گرفته است .
نكته : عامل موثر و مشترك در كليه اين پژوهشها مصرف ميكروسيليس در بتن مي باشد . در اينجا اجمالا به چند روش اشاره مي گردد :
1- تحقيقات مشترك V.Novokshchenov و W.Whitcomb جهت افزايش مقاومت بتن سبك و بهبود ديگر خواص آن با استفاده از سبكدانه هاي سيليسي منبسط شده ، به اعتقاد آنان مقاومت بتن سبك تابعي از مقاومت سبكدانه ها و ملات است كه اين رابطه به صورت ذيل ارائه گرديد .
fc = fm (vm)+fa (1-vm)
fc = مقاومت بتن    fa = مقاومت سبكدانه
fm = مقاومت ملات  vm = حجم نسبي ملات
بدين ترتيب مشاهده مي شود كه مي توان با افزايش مقاومت سبكدانه و مقاومت و حجم ملات مقاومت بتن سبك را افزايش داد

|+| نوشته شده توسط احسان خوشخرام در  |