عنوان پایان‌نامه
کاربرد بتن سبکدانه به عنوان قالب در بتن ریزی حجیم به منظور کنترل تنش‌های حرارتی
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - سازه‌های هیدرولیکی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1551;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 49958
- تاریخ دفاع
- ۱۴ مهر ۱۳۹۰
- دانشجو
- علی ارفاقی
- استاد راهنما
- محمد شکرچی زاده
- چکیده
- تنش¬ها و ترک¬های حرارتی همواره یکی از مشکلات و دغدغه¬های مهندسان در بتن ریزی¬های حجیم، به خصوص سدهای بتنی بوده است. این ترک¬ها باعث بروز مشکلات فراوانی در سازه می¬شود و مهندسان همواره در پی یافتن راهکاری مناسب برای مقابله با آن بوده¬اند. در صنعت سد سازی، ترک¬های حرارتی جزء مهمترین مشکلات طراحی و اجرای سدهای بتنی می¬باشند. در زمان ترکیب سیمان با آب، گرمای ناشی از هیدراتاسیون این فرایند، موجب ایجاد تنش¬های حرارتی می¬گردد. عوامل مختلفی مانند شرایط آب و هوایی محل احداث سد، برنامه زمان¬بندی اجرا، مقدار و نوع مواد سیمانی در میزان تولید و توزیع حرارت در بتن موثر می¬باشد که در این میان تنها شرایط آب و هوایی توسط مهندسین طراحی و کنترل نمی-شود. بنابراین یافتن راه حلی برای کاهش اثرات این عامل می¬تواند در کنترل ترک¬های حرارتی کمک بسزایی بنماید. در ACI 207-4R استفاده از بتن سبکدانه به عنوان قالب در سدهای بتنی و در جهت کنترل ترک¬های حرارتی پیشنهاد شده است، اما تا کنون روی این موضوع بررسی¬های لازم انجام نگرفته است. در این تحقیق ابتدا تعدادی قالب با ابعاد گوناگون از بتن سبکدانه طراحی شد و تحلیل اقتصادی برای مقایسه قالب بتن فلزی، قالب بتن معمولی و قالب بتن سبکدانه انجام شد. بعد از آن لیفت¬های سدهای بتنی معمولی (CVC)و غلتکی (RCC)بوسیله نرم افزار ANSYS با روش اجزاء محدود مدل¬سازی و تحلیل شد. حالت¬های مختلف استفاده از قالب¬های گوناگون و بتن¬ریزی در فصول مختلف در رابطه با تولید و توزیع حرارت مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بدست آمده از تحلیل تنش¬های حرارتی نشان می¬دهد که قالب بتن سبکدانه در کاهش پدید آمدن ترک¬های حرارتی سطحی تاثیر بسزایی دارد و پتانسیل ایجاد ترک 3/1 تا 2 برابر کاهش می¬یابد. این نتایج نشان می¬دهد که با افزایش ضخامت قالب پتانسیل پدید آمدن این ترک¬ها کاهش می¬یابد. لازم به ذکر است که این نوع قالب نقش چندانی در کنترل ترک¬های حرارتی حجمی ندارد. به علاوه، قالب بتن سبکدانه می¬تواند نقش موثری در حفاظت سطح بتن از یخ زدگی در فصل¬های سرد ایفاء کند. همچنین با بررسی اقتصادی انجام شده در رابطه با مقایسه قالب فلزی، قالب بتن معمولی و قالب بتن سبکدانه مشخص شد که قالب بتن سبکدانه می¬تواند به لحاظ اقتصادی نیز به صرفه باشد.
- Abstract
- One of the engineers' problems and concerns for mass concretes; specially, dams, were Thermal Stresses and cracks. These cracks cause lots of problems and engineers always trying to find a way to control them. In dam industry, thermal cracks are part of the most important problems for designing and constructing concrete dams. Different things like, weather conditions of the dam's site, constructing schedule, amount and type of cement are affected on rate of heat production and heat transfer in mass concrete. Weather conditions are the only thing which is not designed and controlled by engineers. So, finding a way to reduce the effect of weather can be helpful for controlling thermal cracks. In ACI 207-4R, using of LWAC as mold in the control of thermal cracks have been proposed, but so far has not done enough studies on this topic. In this thesis, some LWAC molds are designed and an economic analysis to compare of metal mold, concrete mold and LWAC mold is done. After that CVC's lifts and RCC's lifts are modeled and analyzed with finite elements by ANSYS software. In the end, various types of using different mold and placing in different seasons are surveyed. Results of thermal analysis show that LWAC mold effects on reducing surface cracks and the potential of appearing cracks are reduce 1.3 to 2 times. These results show that by increasing the mold thickness, potential of appearing cracks are decreasing. These kinds of molds have no effect on mass thermal cracks. In addition, LWAC are able to protect the concrete surface from freezing. Also, economic analysis about metal mold, concrete mold and LWAC mold shows that LWAC mold can be economical
