• بازدید : 63 views
  • بدون نظر
این فایل به صورت زیر تهیه شده است:

محاسبه تغییرات اندازه سنگدانه ها در بتن بخش مهمی از طرح اختلاط است. در این مقاله به انواع مختلف منحنی های
ایده آل ارائه شده و روشهای تحلیلی و روشهای عددی طرح اختلاط پیشنهاد شده است. طرح اختلاط برای محاسبه
پارامترهای دانه بندی سنگدانه ها بکار می رود و روشهای بهینه سازی نیز برای انتخاب مناسب ترین اندازه سنگدانه بکار
می رود. خواص زیر باید بهینه شوند:
قیمت مصالح، کیفیت دپو کردن سنگدانه ها، مقدار مصرف آب به سیمان.
برنامه های کامپیوتری برای طرح اختلاط بتن و سنگدانه ها و نیز بهینه سازی اختلاط بتن تدوین شده است.
طرح اختلاط سنگدانه ها
۶۰ حجم نهائی بتن را تشکیل می دهند. انتخاب مناسب نوع سنگدانه ها و پراکندگی اندازه ~ % سنگدانه ها در حدود ۹۰
سنگدانه ها بر خواص اصلی بتن اعم از مقاومت بتن، نفوپذیری و کارپذیری بتن و همچنین زمان نهائی گیرش بتن تأثیر
می گذارد. بنابراین طرح مناسب اندازه سنگدانه ها یکی از قسمتهای مهم طرح اختلاط و بهینه سازی آن می باشد. دو
روش برای طرح اندازه سنگدانه ها وجود دارد: الف) بوسیله منحنی منحنی طبقه بندی ایده آل
ب)بوسیله محاسبه تئوری و عملی ارزش اضافه نمودن سنگدانه ها
۱-۱ ) طبقه بندی ایده آل سنگدانه ها
و مقدار نهایی گذرنده Xi (mm) طبقه بندی سنگدانه ها به این صورت تعریف می شود: نسبت بین اندازه الک استاندارد
این نسبت می تواند بوسیله فرمول، جدول و یا نمودارهای مخصوص نشان داده شود. طبقه بندی .Yi (Xi ) از این الک
بهینه اندازه سنگدانه ها بوسیله منحنی طبقه بندی ایده آل، انتخاب مناسب اندازه سنگدانه ها و خواص مناسب بتن را
بدنبال دارد.
انواع مختلف منحنی های ایده آل بر پایه محاسبات تئوری و یا آزمایشهای عملی بوسیله بلومی، فولر، گرافت، رسیل ارائه
شده است [ ۴و ۳و ۲و ۱] مشهورترین و پذیرفته شده ترین این منحنی ها، منحنی فولر می باشد که بوسیله معادله ساده
زیر ارائه می شود:
i مقدار تئوری گذرنده بر حسب درصد = YT
max اندازه ماکزیمم سنگدانه ها (نقطه انتهائی منحنی ایده آل) = X
mm زیرا اندازه های کوچکتر از X0 =0/075 mm شروع می شود که ( X معمولاً منحنی ایده آل از نقطه ( ۰و ۰
۰ =۰/۰۷۵ بصورت رسی می باشد. بنابراین معادله منحنی ایده آل فولر بصورت زیر نوشته می شود. X
ضریبی که بستگی به اندازه ماکزیمم سنگدانه ها دارد. = T
،[ باید به این موضوع اشاره شود که دو جزء منحنی فولر اصلاح شده بستگی به نوع سنگدانه ها (زاویه دار، صاف) دارد[ ۵
بعبارت دیگر منحنی فولر در صورتی نتایج خوبی را به ما می دهد که مخلوط بتن سخت بوده و کارائی کمتری داشته
۵ یا بیشتر مخصوصاً برای بتن پمپ شده مقدار ماسه باید cm باشد. برای مخلوط بتن خمیری با اسلامپ مخروطی
افزایش یابد. برای این منظور پیشنهاد می شود که درجه منحنی نوار با توجه به سازگاری بتن و انواع سنگدانه ها تغییر
یابد پس:
درجه معادله منحنی ایده آل = n
n ضریبی که بستگی به اندازه ماکزیمم سنگدانه ها و درجه معادله دارد. = T
طبقه بندی ایده آل سنگدانه ها همچنین می تواند بوسیله منحنی های محدود کننده تعریف شود. در شکل ۱ منحنی
DIN های ایده آل مختلف و منحنی تغییر یافته فولر با درجات مختلف و همچنین منحنی های محدود کننده بر حسب
۵] نشان داده شده است. ] ۱۰۴۵
طبقه بندی ایده آل سنگدانه ها
طبقه بندی ایده آل را می توان با تقسیم کردن شن و ماسه به بخشهای مختلف و سپس مخلوط کردن آن بخشها بر
طبق مقدار محاسبه شده بدست آورد. ولی این روش بسیار مشکل و و قت گیر است. در عمل مخصوصاً برای ماسه و شن
با اندازه های مختلف یا طبیعی، سنگدانه های دپو نشده استفاده می شود. بنابراین عمل محاسبه هر نوع سنگدانه در بتن
متغیر برای تهیه بهترین نمونه است. روشهای زیر برای محاسبه طرح اختلاط بهینه سنگدانه ها استفاده می N شامل
۶]) روش تحلیلی شامل ] Dutch Shockbeton شود. روشهای نموداری (برای مثال روش تقریبی منحنی فولر بوسیله
نمودارها [ ۷]، روش تحلیلی مجموع مربعات حداقل[ ۳و ۷]، روشهای تکرار در ریاضیات، روشهای عملی و تحلیلی بر پایه
محاسبات حداکثر درجه.
۱-۲ ) محاسبه مقدار بهینه سنگدانه ها بوسیله روشهای تحلیلی و عددی
نوع سنگدانه داده شده است (منحنی طبقه بندی هر نوع سنگدانه معلوم است) N شرایط مسئله بدین صورت است که
نسبت مقدار هر سنگدانه در بتن باید طوری باشد که بهترین همبستگی با منحنی ایده آل حاصل شود.
معادله منحنی طبقه بندی مخلوط سنگدانه ها = Yi
j امین سنگدانه در بتن j نسبت مقدار = K
ji امین سنگدانه j تغییرت واقعی = Y
را می توان بوسیله مینیمم کردن مجموع مربعات اختلاف جزئی بین منحنی ایده آل (تئوری) و منحنی K j ضریب
تغییرات واقعی بدست آورد.
تعداد الکها = M
پس معادلات زیر بدست می آیند:
ضوابطی هستند که از منحنی طبقه بندی سنگدانه ها حاصل می شوند. B وA
در روش بالا منحنی تغییرات واقعی بوسیله منحنی تعریف شده ابتدائی تخمین زده می شود. (تمام نقاط در ابتدا مجهول
مشخص می شود. این ( Xmax و نقاط انتهائی ( ۱۰۰ و ( X هستند). برای مثال منحنی فولر بوسیله نقاط شروع ( ۰و ۰
می گذارد. اما در واقعیت بهترین ( Xmax بدین معنی است که منحنی فولر بصورت تعریفی و نه محاسباتی از ( ۱۰۰ و
در این Xmax همبستگی بین منحنی واقعی و منحنی ایده آل ممکن است موقعی بدست آید که عدد دیگری بجای
مختصات قرار داده شود. این فرض یک معادله دیگر را به معادلات اضافه می نماید.
محاسبات ضرائب و حل معادلات بوسیله کامپیوتر انجام می شود. این روش تقریباً آسان بوده و مقدار دقیق ضرائب را بر
طبق مقدار بهینه سنگدانه ها بدست می دهد. ممکن است نگرانیهائی وجود داشته باشد چون ممکن است نتایجی از
منفی باشد و یا بزرگتر از ۱ K j محاسبات بدست آوریم که از نظر فیزیکی توجیه نداشته باشد مثلاً ممکن است ضریب
برسد: K j باشد. اما روش تحلیلی اجازه نمی دهد که محاسبات به حاشیه محدودیت های ضریب
جوابهای پایدار موقعی حاصل می شود که روش عمودی برای محاسبه بهینه سنگدانه ها بکار برده شود. این روش برای
محاسبه نسبتهای ممکن سنگدانه ها تهیه شده است. معیار بهینه بودن اختلاط سنگدانه ها انحراف معیار بین منحنی
واقعی و ایده آل محاسبه شده برای کل الکهاست:
بعنوان معیاری برای مناسب بودن s در عمل منحنی های شماره ۲ تا ۴ در اختلاط بتن استفاده می شوند. انحراف معیار
اختلاط سنگدانه های داده شده استفاده می شود و اجازه می دهد تا بتوان بین اختلاط سنگدانه های مختلف امکان
سنجی نمود:


عتیقه زیرخاکی گنج