چکیده
مقاومت اتصال خوب بین سطح قدیمی و جدید بتن یک فاکتور کلیدی در عملکرد تعمیرات بتنی است. هدف این پایان‌نامه بررسی و ارزیابی مقاومت اتصال بین سطح بتن قدیمی و بتن اضافه شده است. در این پایان‌نامه یک تحقیق آزمایشگاهی برای اندازه‌گیری مقاومت برشی سطوح اتصال بتنی که در زمان‌های متفاوتی بتن‌ریزی شده‌اند انجام شد. این سطوح با روش‌های سندبلاست، خراش با برس فلزی، سوراخ‌شدگی توسط مته و حالت صاف آماده‌سازی شدند. برای اتصال این سطوح از چسب‌های Latex ‌ ‌,‌Epoxy IV و Epoxy V موجود در بازار داخلی کشور از شرکت‌های طراحان بتن، نامیکاران، آبادگران و بتن شیمی خاتم تهیه و استفاده شد.
همچنین برای مقایسه با حالت نرمال آزمایشی بدون استفاده از چسب و تنها با ریختن بتن تازه به طور مستقیم به روی سطوح قدیمی انجام شد. علاوه بر آن برای بررسی تأثیر مقاومت بتن در مقاومت اتصال از بتن با مقاومت‌های 20 ، 30 و40 مگاپاسکال استفاده شد.
برای انجام آزمایش از آیین‌نامه‌ی ASTM C 882 و ASTM C 1042 استفاده شد. نتایج آزمایش ها نشان داد که افزایش مقاومت بتن در صورت وجود عامل اتصال، موجب افزایش مقاومت اتصال با شیب ملایمی می شود در حالی که در صورت اتصال مستقیم، تاثیر چشمگیری در مقاومت اتصال خواهد گذاشت. همچنین افزایش زبری سطح در صورت وجود عامل اتصال تغییر محسوسی در مقاومت اتصال ایجاد نکرد اما در صورت نبود عامل اتصال، سند بلاست می‌تواند بهترین شرایط را برای آماده سازی سطح مهیا کند. به طور کلی استفاده از عوامل چسبنده ی مناسب اقتصادی ترند و نتایج بهتری نسبت به آماده‌سازی‌های گران و پر دردسر دارند.

کلمات کلیدی: برش اصطکاکی، Slant shear،تعمیر بتن، زبری سطح بتنی






فهرست مطالب

عنوان صفحه
فصل اول: کلیات
1-1- مقدمه 2
1-2- عوامل چسبنده . 2
1-2-1- اپوکسی 2
1-2-1-1- انواع اپوکسی 3
1-2-1-2- درجه 4
1-2-1-3- کلاس‌های اپوکسی . 4
1-2-2- لاتکس 5
1-2-2-1- انواع لاتکس 6
1-3- تعمیر سازه های بتنی 6
1-3-1- انواع تعمیر بتنی . 6
1-3-1-1- تعمیر ترک . 6
1-3-1-2- تعمیرات اساسی بتن . 7
1-3-2- اهمیت اتصال در تعمیر بتن 8
1-3-3- توصیف مقاومت اتصال . 8
1-3-4- فاکتورهای مهم تاثیر گذار در اتصال 8
1-3-5- فاکتورهای ثانویه تاثیر گذار در اتصال 13
1-3-6- فاکتورهای دیگری که در مقاومت اتصال موثرند . 12
1-4- شیوه‌های آزمایش برای ارزیابی مقاومت اتصال 11
1-4-1- آزمایش برش مایل 14
1-4-2- مشکلات شیوه‌ی برش مایل . 14
1-5- اهداف پژوهش 17
1-6- ساختار پایان‌نامه . 18

فصل دوم: مروری بر پژوهش های پیشین
2-1- تحقیقات گذشته 20
2-2- آزمایشات و نتایج آنها 22
2-2-1- آزمایش انجام شده توسط silva، brano و Julio و نتایج بدست آمده 22
2-2-2- تاثیر زبری سطح بتن در اتصال ملات اصلاح شده‌ی پلیمری, bachrian lubis 25
2-2-3- آیشا، رامسوندار و هارون . 27
2-2-4- آزمایش به فر نیا، جان نثاری و مشرف 28

فصل سوم: مصالح مصرفی، نحوه‌ی آماده‌سازی و روش انجام آزمایش
3-1- مقدمه 30
3-2- مصالح مصرفی 30
3-3- آزمایش‌های انجام شده 29
3-3-1- آزمایش طرح اختلاط بتن . 29
3-3-1-1- مدول نرمی ماسه 31
3-3-1-2- آزمایش چگالی انبوهی شن . 32
3-3-2- آزمایش برش مایل 33
3-3-2-1- نکات انجام آزمایش برش مایل در ASTM . 33
3-3-2-1-1- لاتکس . 35
3-3-2-1-2- اپوکسی . 37
3-3-2-2- نکات کارگاهی ACI 39
3-3-2-2-1- ACI 5031-92 . 39
3-3-2-2-2- ACI 5032-92 . 41
3-3-2-2-3- ACI 5032R-92 42
3-3-2-2-3-1- شرایط اعمال چسب . 42
3-3-2-2-3-2- ضوابط انتخاب چسب 43
3-3-2-3- چگونگی انجام آزمایش . 43
3-3-2-3-1- تعداد نمونه‌های مورد نیاز 43
3-3-2-3-2- مراحل ساخت مقطع دست‌ساز 45
3-3-2-3-3- مراحل ساخت نمونه‌های آزمایش 47
3-3-2-3-4- روش آماده سازی سطح . 50
3-3-2-3-4-1- سوراخ شده با مته 50
3-3-2-3-4-2- خش دار با برس فلزی 51
3-3-2-3-4-3-صاف 52
3-3-2-3-4-4- سند پلاست 53
3-3-2-3-5- ساخت قالب تست برش مایل 53
3-3-2-3-6- اعمال چسب 54
3-3-2-3-7- عمل‌آوری 57
3-3-2-3-8- دستگاه مقاومت فشاری . 60


فصل چهارم: نتایج آزمایش‌ها و بحث در مورد آنها
4-1- مقدمه 63
4-2- روش محاسبه‌ی مقاومت برشی از نتایج آزمایش . 64
4-3- شروع آزمایش 64
4-3-1- تنظیمات دستگاه مقاومت فشاری 64
4-3-1-1- سرعت اعمال بار 64
4-3-1-2- تنظیم نوع قالب 64
4-3-2- مقاومت فشاری 28 روزه‌ی نمونه‌های بتنی برای بتن های سخت شده (بتن قدیم ) 64
4-3-2-1- مقاومت فشاری 28 روزه برای طرح اختلاط 20 MPa . 64
4-3-2-2- مقاومت فشاری 28 روزه برای طرح اختلاط 30 MPa 65
4-3-2-3- مقاومت فشاری 28 روزه برای طرح اختلاط 40 MPa 65
4-4- نتایج 65
4-4-1- نتایج آزمایش چسب‌های لاتکس, اپوکسی نوع 4 و اپوکسی نوع 5 شرکت طراحان بتن پایدار . 65
4-4-1-1- Epoxy EA-222 عامل اتصال بتن سخت شده به بتن سخت شده 66
4-4-1-2- اپوکسی نوع 5 عامل اتصال بتن تازه به بتن سخت شده 68
4-4-1-3- لاتکس 68
4-4-2- نتایج آزمایش‌های چسب‌های لاتکس, اپوکسی نوع 4 و اپوکسی نوع 5 نامیکاران . 72
4-4-2-1- Epoxy GE-2 عامل اتصال بتن سخت شده به بتن سخت شده 72
4-4-2-2- Epoxy Dur 32 عامل اتصال بتن تازه به بتن سخت شده 75
4-4-2-3- لاتکس 78
4-4-3- نتایج آزمایش‌های چسب‌های لاتکس, اپوکسی نوع 4 و اپوکسی نوع 5 شرکت آبادگران 81
4-4-3-1- EM Epoxy Bond عامل اتصال بتن سخت شده به بتن سخت شده 81
4-4-3-2- Epoxy ABADUR P1 عامل اتصال بتن تازه به بتن سخت شده 85
4-4-3-3- Latex، EM Bond 88
4-4-4- نتایج آزمایش‌های چسب لاتکس شرکت بتن شیمی خاتم . 91
4-4-4-1- لاتکس 91
4-4-5- نتایج آزمایش بتن تازه به بتن سخت شده بدون استفاده از عوامل چسبنده 95
4-5- نمودارها . 98
4-5-1- نتایج آزمایشات بدون چسب با مقاومت‌های مختلف بتن 98
4-5-2- نتایج آزمایشات نمونه‌های متصل شده با لاتکس 99
4-5-3- نتایج آزمایشات نمونه‌های متصل شده با اپوکسی نوع 4 100
4-5-4- نتایج آزمایشات نمونه‌های متصل شده با اپوکسی نوع 5 101
4-5-5- بررسی تاثیر افزایش مقاومت بتن در مقاومت اتصال 102
4-6- نحوه‌ی شکست 103

فصل پنجم: نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات برای پژوهش های آینده
5-1- مقدمه 110
5-2- نتایج مطالعات آزمایشگاهی 110
5-3- ارائه پیشنهادات برای پژوهش های آینده . 112
منابع . 113


فهرست اشکال

عنوان صفحه
شکل 1-1- سرنگ اپوکسی 2
شکل 1-2- رزین لاتکس 5
شکل 1-3- لاتکس تازه از برش 5
شکل 1-4- شیوه های مختلف آزمایش مقاومت اتصال 13
شکل 1-5- پیکر بندی Slant Shear (Austin) . 14
شکل 1-6- تغییر مود برش از صفحه‌ی اتصال به صفحات بالاتر . 15
شکل 1-7- دایره‌ی مور آزمایش Slant Shear (Austin) . 16
شکل 1-8- ارتباط زاویه‌ی صفحه‌ی اتصال و زبری در تنش شکست (Austin et al 1999) 17
شکل 3-1- چسب‌های تهیه شده 30
شکل 3-2- ابعاد مقطع برش مایل 34
شکل 3-3- مقطع دست ساز . 35
شکل 3-4- استفاده از دستگاه تراز کننده برای صاف کردن سطح قالب 45
شکل 3-5- استفاده از دستگاه برای تراز انتهای قالب . 45
شکل 3-6- شکل نهایی قالب . 46
شکل 3-7- نمونه‌ی Slant shear 46
شکل 3-8- لوله‌ی پلیکا پر شده از بتن . 47
شکل 3-9- قالب سیلندری برای مقاومت فشاری 48
شکل 3-10- جدایی لوله از بتن به کمک اره . 49
شکل 3-11- استفاده از دستگاه سنگ بر برای برش مقطعی بتن 49
شکل 3-12- نمونه‌ی بریده شده 50
شکل 3-13- سوراخ شده با مته 51
شکل 3-14- خش دار با برس فلزی 51
شکل 3-15- صاف . 52
شکل 3-16- سند پلاست 53
شکل 3-17- قالب Slant Shear 53
شکل 3-18- مخلوط چسب بتن، آب و سیمان . 54
شکل 3-19- اعمال چسب . 55
شکل 3-20- مخلوط کردن گروت اپوکسی . 55
شکل 3-21-کوبیدن بتن . 56
شکل 3-22- آماده برای عمل‌آوری 56
شکل 3-23- نمونه‌های اپوکسی نوع 4 آماده برای عمل‌آوری . 57
شکل 3-24- باز کردن قالب نمونه برای عمل‌آوری . 58
شکل 3-25- نمونه‌ی آماده‌ی تست اپوکسی نوع 4 . 59
شکل 3-26- نمونه‌های آماده‌ی تست چسب بتن و اپوکسی . 59
شکل 3-27- اندازه گیری قطر نمونه 60
شکل 3-28- دستگاه مقاومت فشاری . 61
شکل 3-29- قرار گیری نمونه در دستگاه و تست 61
شکل 4-1- نمایش نیروی برش 63
شکل 4-2- محاسبه‌ی قطر هر نمونه . 64
شکل 4-3- Epoxy EA-222 طراحان بتن . 65
شکل 4-4- Latex BA 310 طراحان بتن 69
شکل 4-5- Epoxy GE 2 نامیکاران 72
شکل 4-6- Epoxy Dur – 32 نامیکاران 75
شکل 4-7- لاتکس نامیکاران . 78
شکل 4-8- EMEpoxy Bond آبادگران 82
شکل 4-9- Epoxy ABADUR P1 آبادگران 85
شکل 4-10- EMBOND آبادگران . 88
شکل 4-11- چسب بتن از شرکت بتن شیمی خاتم 92
شکل 4-12- اتصال بدون چسب و شکست در سطح روش آماده سازی سطح، نرمال . 103
شکل 4-13- اتصال بدون چسب و شکست در سطح روش آماده سازی سطح، سند بلاست . 104
شکل 4-14- اتصال با لاتکس و شکست در سطح، روش آماده سازی سطح، صاف . 104
شکل 4-15- اتصال با اپوکسی و شکست در سطح، روش آماده سازی سطح، سند بلاست 105
شکل 4-16- اتصال با اپوکسی نوع 5، شکت در بتن، روش آماده سازی سطح، سند بلاست 107
شکل 4-17- اتصال با اپوکسی نوع4، شکت در بتن، روش آماده سازی سطح، سوراخ شده با مته . 107
شکل 4-18- اتصال با اپوکسی نوع4، شکت در بتن، روش آماده سازی سطح، خراش با برس فلزی . 108



فهرست جدول‌‌ها

عنوان صفحه
جدول 1-1- روش‌های حذف بتن (Couvard 2006, Silfwerbereand, 1990) 10
جدول 2-1- طرح اختلاط بتن آزمایش سیلوا و همکارانش 23
جدول 2-2- نتایج آزمایشات D Silva (etal 2005) و همکارانش 24
جدول 2-3- نتایج آزمایشات bachrian lubis و همکارانش . 26
جدول 2-4- نتایج آزمایش آیشا و همکارانش . 27
جدول 2-5- نتایج آزمایشات به فر نیا,جان نثاری و مشرف 28
جدول 3-1- نتایج آزمایش مدول نرمی ماسه 32
جدول 3-2- طرح اختلاط برای بتن‌های استفاده شده 33
جدول 3-3- محاسبه‌ی تعداد نمونه‌های مورد نیاز . 44
جدول 4-1- نتایج آزمایش برش مایل خش دار شده با برس فلزی Epoxy EA-222 طراحان بتن پایدار 66
جدول 4-2- نتایج آزمایش برش مایل سوراخ شده با مته Epoxy EA-222 طراحان بتن پایدار 67
جدول 4-3- نتایج آزمایش برش مایل سند پلاست Epoxy EA-222 طراحان بتن پایدار 67
جدول 4-4- نتایج آزمایش برش مایل صاف Epoxy EA-222 طراحان بتن پایدار 68
جدول 4-5- نتایج آزمایش برش مایل خش دار شده با برس فلزی Latex BA-310 طراحان بتن پایدار . 70
جدول 4-6- نتایج آزمایش برش مایل سوراخ شده با مته Latex BA-310 طراحان بتن پایدار 70
جدول 4-7- نتایج آزمایش برش مایل سند پلاست Latex BA-310 طراحان بتن پایدار 71
جدول 4-8- نتایج آزمایش برش مایل صاف Latex BA-310 طراحان بتن پایدار 71
جدول 4-9- نتایج آزمایش برش مایل خش دار با برس فلزیEpoxy GE-2 نامیکاران 73
جدول 4-10- نتایج آزمایش برش مایل سوراخ شده با متهEpoxy GE-2 نامیکاران 73
جدول 4-11- نتایج آزمایش برش مایل سند پلاستEpoxy GE-2 نامیکاران 74
جدول 4-12- نتایج آزمایش برش مایل صافEpoxy GE-2 نامیکاران 74
جدول 4-13- نتایج آزمایش برش مایل خش دار با برس فلزی Epoxy Dur-32 نامیکاران . 76
جدول 4-14- نتایج آزمایش برش مایل سوراخ شده با مته Epoxy Dur-32 نامیکاران 76
جدول 4-15- نتایج آزمایش برش مایل سند پلاست Epoxy Dur-32 نامیکاران 77
جدول 4-16- نتایج آزمایش برش مایل صاف Epoxy Dur-32 نامیکاران 77
جدول 4-17- نتایج آزمایش برش مایل خش دار با برس فلزی Latex نامیکاران 79
جدول 4-18- نتایج آزمایش برش مایل سوراخ شده با مته Latex نامیکاران 80
جدول 4-19- نتایج آزمایش برش مایل سند پلاست Latex نامیکاران 80
جدول 4-20- نتایج آزمایش برش مایل صاف Latex نامیکاران 81
جدول 4-21- نتایج آزمایش برش مایل خش دار با برس فلزی EM Epoxy Bond آبادگران 83
جدول 4-22- نتایج آزمایش برش مایل سوراخ شده با مته EM Epoxy Bond آبادگران 83
جدول 4-23- نتایج آزمایش برش مایل سند پلاست EM Epoxy Bond آبادگران 84
جدول 4-24- نتایج آزمایش برش مایل صاف EM Epoxy Bond آبادگران 84
جدول 4-25- نتایج آزمایش برش مایل خش دار با برس فلزی Epoxy ABADUR-P1 آبادگران 86
جدول 4-26- نتایج آزمایش برش مایل سوراخ شده با مته Epoxy ABADUR-P1 آبادگران 86
جدول 4-27- نتایج آزمایش برش مایل سند پلاست Epoxy ABADUR-P1 آبادگران 87
جدول 4-28- نتایج آزمایش برش مایل صاف Epoxy ABADUR-P1 آبادگران 87
جدول 4-29- نتایج آزمایش برش مایل خش دار با برس فلزی EM Bond آبادگران 89
جدول 4-30- نتایج آزمایش برش مایل خش دار با برس فلزی EM Bond آبادگران 90
جدول 4-31- نتایج آزمایش برش مایل سند پلاست EM Bond آبادگران 90
جدول 4-32- نتایج آزمایش برش مایل صاف EM Bond آبادگران . 91
جدول 4-33- نتایج آزمایش برش مایل خش دار با برس فلزی چسب بتن، بتن شیمی خاتم . 93
جدول 4-34- نتایج آزمایش برش مایل سوراخ شده با مته چسب بتن، بتن شیمی خاتم . 93
جدول 4-35- نتایج آزمایش برش مایل سند پلاست چسب بتن، بتن شیمی خاتم 94