بهينه سازي طرح اختلاط روسازي بتني بر اساس پارامترهاي فيزيكي، مكانيكي و پتروگرافي سنگدانه

دكترا

مهندسي عمران راه و ترابري

تهران شمال

1402

تاريخ ثبت در تهران شنبه شمال 1402/11/28

صحافي شده ندارد

شعباني

دانشگاه پيام نور مركز تهران شمال

روسازي بتني سازه اي است كه پايائي آن تابع مشخصات مكانيكي و دوام در برابر چرخه هاي ذوب-انجماد است و مي تواند يك زير ساخت استراتژيك با هزينه چرخه عمر بسيار كمتر در مقايسه با روسازي آسفالتي باشد. اگرچه تحقيقات وسيعي در مورد مواد جايگزين سيمان و نقش سيستم حفره-هوا براي محافظت بتن در برابر آسيب هاي ناشي از چرخه هاي يخ بندان انجام شده است وليكن به ريزساختار سنگدانه هاي بتن به عنوان حجيم ترين اجزاي اختلاط توجه كافي نشده است. از آنجاييكه بيشتر سنگدانه هاي مورد استفاده در بتن بويژه ايران از جنس آهكي هستند، در اين رساله، مطالعه جامعي بر روي دو معدن سنگ آهك نزديك به هم و امكان استفاده از آنها به صورت مخلوط در بتن روسازي انجام پذيرفت. نتايج مطالعات پتروگرافي مقاطع نازك نشان داد سنگدانه‌هايي با ساختاري منظم از ميكرايت (كربنات كلسيم ريزتر از 5 ميكرون) به علت تاريخچه تشكيل در محيطي كم انرژي، دوام بيشتري داشتند. پايائي سنگدانه هاي دو معدن با آزمايش ميكرودوال و افت وزني تحت چرخه هاي يخ بندان در شرايط محصور كننده، تعيين شد. بطوركلي، 19 طرح اختلاط بتن با درصد‌هاي مختلف ريزدانه و درشت دانه هاي سنگدانه هاي بادوام و كم دوام از اين دو معدن ساخته شد بطوريكه دانه بندي تركيبي آنها در دامنه اي مشخص و كاربردي براي اجراي سريع با ماشين پخش بتن روسازي با قالب لغزنده قرار گيرد. كليه اين مخلوط ها كارايي و درصد هواي محبوس مشابهي داشتند بطوريكه ويژگي و حجم خمير سيمان آنها نيز همسان در نظر گرفته شد. با بهره‌گيري از روش سطح پاسخ (Mixture) اثر تغييرات درصد سنگدانه ها بر مشخصات مكانيكي و دوام نمونه هاي بتن روسازي به صورت مدل پيش‌بيني غيرخطي استخراج شد. با استفاده از مدل هاي بدست آمده، درصد بهينه اختلاط سنگدانه هاي دو معدن بر اساس حداكثر جايگزيني ممكن با هدف حداقل شدن اضمحلال و حداكثر شدن مقاومت مكانيكي با مطلوبيت آماري بالغ بر 8/0 در قابليت اعتماد 95% از طريق مقايسه نتايج تئوري و تجربي حاصل شد. در اين رساله نشان داده شد، نمونه هاي برش شده از نمونه هاي منشوري در شرايط محصور شده تحت 50 چرخه ذوب و انجماد در محلول 4% سديم كلرايد، بيشترين افت وزني را بدست دادند كه مي تواند معياري براي سنجش نمونه هاي بادوام با شبيه سازي شرايط بتن در درزهاي برش شده روسازي باشد.

74616