عنوان
بررسي آزمايشگاهي و تحليلي اثر ذرات سيليسي در ابعاد نانو، ميكرو و ماكرو بر بهبود مقاومت سايش و لغزيدن رويه¬هاي پايه سيماني
نويسنده اصلي
مازيار زرعي چيان
مقطع تحصيلي
دكتراي تخصصي
چكيده
يكي از دلايل عمده وقوع تصادفات جاده اي در رويه هاي بتني، عدم وجود نيروي اصطكاك كافي بين سطح روسازي و لاستيك وسايل نقليه به خصوص در شرايط باراني است. مقدار اصطكاك سطح روسازي نشان¬دهنده مقدار ايمني روسازي است. از عوامل تأثيرگذار بر مقاومت لغزيدن روسازي¬ها، بافت ريز و بافت درشت روسازي است. در تمام عمر يك روسازي، سطح روسازي بايستي زبري كافي براي تأمين اصطكاك بين لاستيك وسيله نقليه و روسازي را دارا باشد. در صورتي كه يك روسازي بتني از لحاظ مقاومت لغزيدن بافت سطح مناسبي داشته باشد، اين بافت بايستي توانايي مقاومت در برابر عوامل ساينده مانند جريان ترافيك را دارا باشد، تا ايمني روسازي براي مدت زمان قابل قبولي تداوم يابد.
در اين تحقيق هدف اصلي بررسي آزمايشگاهي و تحليلي اثر ذرات سيليسي در ابعاد نانو، ميكرو و ماكرو بر بهبود مقاومت سايش و لغزيدن رويه هاي پايه سيماني مي باشد. در بخش اول از تحقيق، پس از ارائه نتايج خواص كارايي و مكانيكي، آزمايش هاي مقاومت لغزندگي نمونه هاي ملات و بتن با نسبت آب به سيمان 4/0 انجام گرفت. پس از بررسي مقاومت لغزندگي نمونه هاي ملات و بتن حاوي نانوذرات، مقاومت سايش اين نمونه ها، به عبارت ديگر، روند كاهش مقاومت لغزندگي نمونه ها ارزيابي شد. سپس براي بررسي اثر جنس ريزدانه بر روند سايش نمونه هاي حاوي نانوذرات، نتايج نمونه هاي بتني با درصد سيليس مختلف ارائه گرديد. در آخر نيز نتايج اثر پاشش نانوذرات بر مقاومت سايش بتن مورد بررسي قرار گرفت.
نتايج به دست آمده در رابطه با مقاومت لغزندگي نشان داد كه نانوذرات تاثير قابل قبولي بر بهبود بافت سطحي و اصطكاك استاتيكي ايجاد نكرده اند و وجود درشت دانه در بتن عامل اصلي بهبود 3/19درصدي مقاومت لغزندگي نمونه هاي بتن در مقايسه با ملات بوده است. در نتايج مقاومت سايش نمونه هاي حاوي نانوسيليس و نانومنتمريلونيت به صورت ميانگين 3/22 درصد بهبود در مقايسه با نمونه مرجع مشاهده شد. در رابطه با نتايج مقاومت سايش نيز مي توان دريافت در بين پارامترهاي مختلف منافذ در بازه هاي اندازه اي مختلف، حجم منافذ مويينه بزرگ بيشترين تاثير را بر سايش نمونه ها ايجاد كرد (R2=0/93). با تغيير جنس ماسه و افزايش درصد سيليس ماسه به 100 درصد، تاثير حجم منافذ بر سايش نمونه 4/34 درصد كاهش يافت و سايش سنگدانه، تعيين كننده مقاومت سايش نمونه بتن گرديد. در رابطه با پاشش نانوذرات نيز نتايج نشان دهنده تاثير مثبت نانوذرات بر بهبود مقاومت سايش در لايه هاي سطحي بوده است كه در مقايسه با نمونه هاي حاوي نانوذرات اختلاف قابل توجهي در مقاومت سايش ايجاد نشد. همچنين مدل ها و روابطي براي پيش بيني مقاومت سايش نمونه ها بر اساس مقاومت فشاري بتن ارائه گرديد. تعيين اثر نرخ سايش بر كاهش مقاومت لغزندگي و عمر مطلوب اصطكاك طرح روسازي بر اساس روابط رياضي، از مهمترين يافته هاي اين تحقيق بوده است.
شماره ركورد
193837
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
استاد مشاور
دكتر علي اكبر شيرزادي جاويد
رشته تحصيلي
عمران
استاد راهنما
دكتر پرويز قدوسي