الف) تکنولوژی معمولیب) تکنولوژی مغناطیسی شکل (2-4 ) : ساخت و سازهای کرانه دریا به صورت پیش ساخته با عمر 5 سال ] 2[ 2-1-9 افزایش تراکم و دوام بتن در محصولات پیش ساخته و جلوگیری از خوردگی ارماتورهای درون بتن اگر به شکل‌های 2-5 و 2-6 نگاه کنیم می‌بینیم که در شکل سمت راست که از بتن معمولی است ترک‌های ریز در بتن به وضوح قابل مشاهده است در صورتیکه در شکل سمت چپ که با تکنولوزی اب مغناطیسی تهیه شده است ترک دیده نمی‌شود ترک‌های موجود در بتن معمولی نشانگر شروع خرابی ناشی از خوردگی قسمت‌های فلزی می‌باشد که خود باعث نفوذ هر چه اب و بخارات به داخل بتن و تسریع در تخریب ان می‌شود در هنگام استفاده از اب مغناطیسی در تهیه بتن یک لایه محافظ بسیار قوی در اطراف ارماتورها تشکیل می‌شود که از زنگ زدن قسمت‌های فلزی داخل بتن جلوگیری می‌کند الف) تکنولوژی معمولیب) تکنولوژی مغناطیسی شکل (2-5 ) : پانل‌های پیش ساخته بتنی ببا عمر 5 سال در شهر مسکو کشور روسیه ] 2[ الف) تکنولوژی معمولیب) تکنولوژی مغناطیسی شکل (2-6 ) قطعه پیش ساخته بزرگراه با عمر سه سال Rostov-na-donu در کشور روسیه] 2[ 2-1-10 مقاومت در برابر محیط‌های نامناسب با استفاده از بتن مغناطیسی می‌توان بتون با مقاومت بالا به دست اورد که در محیط‌های مهاجم مثل تغییر دمایسریع محیط (دماهای بالا وپایین ) و رطوبت زیاد مقاوم باشد در شکل زیر بلوک‌های پیش ساخته مورد استفاده در بزرگراهای سیبری روسیه مشاهده می‌شود که در محیط با دمای 40+ در تابستان و 40- در زمستان قرار دارند بلوک‌های ساخته شده با بتن مغناطیسی توانسته اند به خوبی در این دما مقاومت کنند اما بتن معمولی دچار خرابی شده است الف) تکنولوژی معمولیب) تکنولوژی مغناطیسی ] 2[ شکل (2-7) : بلوک‌های پیش ساخته بزرگراه تحت شرایط تغییر سریع دما (در تابستان بالای 40 درجه سانتیگراد و در زمستان پایینتر از 40- درجه سانتیگراد ) با عمر یک سال در سیبری روسیه 2-1-11 مقاومت فشاری و کششی بتن ] 2[ طبق ازمایشات انجام گرفته در این شرکت در مورد مقاومت فشاری بتن‌های تهیه شده به اب معمولی و آب مغناطیسی جدول زیر تهیه شده است. جدول (2-1 ) مقاومت فشاری بتن مغناطیسی و بتن معمولی درصد افزایش مقاومت فشاری mpa نسبت اب به سیمان مواد مصرفی Kg/m3 نوع اب 28 روز 1 روز 28 روز 1 روز اب سنگدانه ریز(ماسه) ستگدانه درشت سیمان 0 0 7/33 1/27 46/0 185 690 1115 400 معمولی 8/20% 2% 7/40 7/27 46/0 185 690 1115 400 مغناطیس 0 0 6/39 2/15 395/0 160 590 1185 405 معمولی 1/11% 6/31% 44 20 395/0 154 690 1185 405 مغناطیس 0 0 3/35 /524 5/0 230 725 915 460 معمولی 8/17% 6/8% 6/41 6/26 5/0 230 725 915 460 مغناطیس با توجه به جدول بالا مشاهده می‌شود که در بتن با عیار 400 و نسبت اب به سیمان 46/0 افزایش 6/20 درصد در مقاومت فشاری 28 روزه و 2 درصد در مقاومت فشاری 1 روزه بتن مغناطیسی نسبت به بتن معمولی دیده می‌شود در عیار405 و نسبت اب به سیمان 395/ این افزایش برای مقاومت بتن مغناطیسی 1 روزه 6/31 و برای 28 روزه 1/11 درصد است که مجددا افزایش مقاومت فشاری را برای بتن مغناطیسی نشان می‌دهد و به همین ترتیب برای عیار 460 نیز استفاده از اب مغناطیسی در تهیه بتن 8/17 درصد افزایش را در مقاومت فشاری بتن در پی دارد اما همانگونه که مشاهده می‌کنید تفاوت در مقدار اب به سیمان است بهترین حالت مقدار 46/0 است و با کاهش یا افزایش اب کاهش در مقاومت فشاری دیده می‌شود 2-1-12 افزایش مقاومت کششی بتن جدول (2-2) مقاومت کششی بتن مغناطیسی و بتن معمولی ] 2[ مقاومت 7روز mpa نسبت اب به سیمان مواد مصرفی Kg/m3 نوع اب مقاومت کششی مقاومت فشاری اب سنگدانه ریز ستگدانه درشت سیمان 7/33 1/27 41/0 164 680 1170 400 معمولی 7/40 7/27 41/0 164 680 1170 400 مغناطیس 6/39 2/15 39/0 158 690 1185 405 مغناطیس 44 20 6/0 231 750 1015 385 معمولی 3/35 /524 6/0 231 750 1015 385 مغناطیس 2-1-13 صرفه جویی در مصرف سیمان و استفاده از اب دریا ] 2[ در بعضی موارد اب بدونه املاح برای تولید بتن و دیگر مواد ساختمانی در دسترس نیست با کمک بعضی از سیستم‌های مغناطیسی می‌توان از اب دارای املاح و حتی اب دریا برای تولید بتن استفاده کرد بر اساس گزارشات شرکت مغناطیس شرق ( L.L.C ) اگر از اب دریا که مغناطیس شده باشد برای ساخت ملات ماسه و سیمان استفاده شود مقاومت فشاری نمونه‌ها 30 تا 40 درصد افزایش می‌یابد و می‌توان در مصرف سیمان 14 در صد صرفه جویی داشته باشیم در شکل2-8 دستگاه KONMAG ساخته شده توسط این شرکت را می‌بینیم که در این دستگاه ابتدا مصالح بتن و اب معمولی با هم مخلوط شده و به محل بتن ریزی پمپاژ می‌شود و در محل بتن ریزی بالای دستگاه به سر لوله وصل می‌شود و بتن بعد از عبور از دستگاه و در حین بتن ریزی مغناطیس می‌شود این شرکت افزایش 15 تا 25 درصدی برای مقاومت فشاری و افزایش 30 تا 40 درصدی برای مقاومت کششی بتن تهیه شده با این دستگاه را گزارش کرده است شکل (2-8 ) 15 دستگاه KONMAG و نحوه استفاده در بتن ریزی در محل] 2[ 2-2 تحقیقات و ازمایشات McMahonدر دانشگاهSouthern Queensland ] 5[ 2-2-1 دستگاه مغناطیس کننده آب] 5[ در ازمایشی که در این دانشگاه در سال 2009 انجام گرفت مقاومت فشاری بتون ساخته شده با اب معمولی و مغناطیسی با همدیگر مقایسه شده است در این ازمایش از دستگاه مغناطیس کننده اب به فرم زیر استفاده شده است که اب 5 مرتبه از دستکاه عبور کرده است شکل (2-9 ) : دستگاه مورد استفاده جهت مغناطیس نمودن اب شامل 6 جفت اهن ربای دائمی] 5[ در شکل بالا همانگونه که ملاحظه می‌کنید از 6 جفت اهن ربای دائمی با قدرت 4400 گوس معادل 44/ تسلا استفاده شده که قطب‌های غیر هم نام مقابل هم قرار دارد و یک میدان مغناطیسی یکنواخت ایجاد نموده اند 2-2-2 مواد تشکیل دهنده بتن ] 5[ برای تهیه نمونه‌‌های بتن معمولی و مغناطیسی ابتدا ترکیبی از مواد لازم جهت تهیه بتن مطابق جدول زیر در نظر گرفته شد. جدول : (2-3) مواد تشکیل دهنده بتن مواد تشکیل دهنده بتون مقدار مواد سیمان 25/3 کیلوگرم درشت دانه (شن) با فطر تقریبی 10 میلیمتر 8/5 کیلوگرم درشت دانه (شن) با فطر تقریبی 7 میلیمتر 05/3 کیلوگرم ریز دانه (ماسه ) 55/3 کیلوگرم آب 45/1 لیتر همانگونه که در جدول ملاحظه می‌شود ترکیب بتن براساس نسبت آب به سیمان (W/B) برابر 446/0 و بدون افزودن هیچ ماده دیگری همراه با ریز دانه و درشت دانه تهیه شده است در بتن مغناطیسی ابتدا آب را 5 مرتبه از دستگاه مغناطیس کننده که در شکل 16 نشان داده شده عبور داده و از ان در ساخت بتن استفاده می‌گردد 2-2-3 آزمایش مقاومت فشاری بتن ] 5[ برای بررسی مقاوت فشاری بتن مغناطیسی و بتن معمولی در این دانشگاه اقدام به ساخت نمونه‌های بتون شده برای ساخت بتون ابتدا اب مغناطیسی را با سیمان مخلوط نموده سپس مواد درشت دانه و ریز دانه نیز به ان اضافه می‌شود سپس مواد مخلوط شده را در دستگاه میکسر می‌ریزند انگاه مواد که خوب مخلوط شده را در استوانه‌های مانند شکل زیر می‌ریزند شکل (2-10 ) نمونه‌‌‌های استوانه ای مغناطیسی سمت چپ و نمونه معمولی سمت راست] 5[ به نسبت مواد موجود قبلی و با اب معمولی نیز بتون تهیه شده تا بتوان مقاومت فشاری بتن معمولی و بتن مغناطیسی را مقایسه کرد جهت انجام بهتر ازمایش و بدست آوردن نتایج دقیقتر از هر نوع بتن معمولی و مغناطیسی 4 نمونه تهیه می‌شود که نسبت و نوع مواد تشکیل دهنده انها یکسان است. بعد از 24 ساعت از تهیه بتن‌های معمولی و مغناطیسی نمونه‌‌های تهیه شده را برای عمل اوری در یک اطاقک با رطوبت 84% و دمای 18 درجه سانتیگراد به مدت 31 روز قرار می‌دهند شکل (2-11 ) : عمل اوری نمونه‌‌های بتن در دما و رطوبت مناسب] 5[ سپس انها را برای تست بتن از اطاقک خارج نموده و با استفاده از جک هیدرولیک مقدار مقاومت فشاری نمونه‌‌های معمولی و مغناطیسی را بدست می‌اورند که مطابق نمودار زیر است نمودار (2-3 ) : مقایسه مقاومت فشاری بتن مغناطیسی و بتن معمولی ] 5[ برای برسی اینکه ایا بتن مغناطیسی در بهبود خواص لرزهای سازه می‌تواند موثر باشد باید مواردی همچون مقاومت فشاری جرم حجمی شکل پذیری کارایی بتن و موارد دیگری مورد برسی قرار گیرد . در نمودار بالا مقاومت فشاری چهار نمونه بتن تهیه شده با آب معمولی و چهار نمونه بتن تهیه شده با آب مغناطیسی گزارش شده بتن معمولی را با نام گروه A با رنگ آبی مشخص نموده و بتن مغناطیسی رابا گروه B و رنگ قرمز مشخص نموده است برای بتن معمولی مقاومت فشاری برابراست با 350 و 410 و 435و490 وبرای بتن مغناطیسی برابر با 430 و470 و510 و520 می‌باشد متوسط مقاومت برای بتن معمولی برابر420 که در نمودار هم با خط ابی کم رنگ دیده می‌شود و برای بتن مغناطیسی 480 بدست می‌اید که در نمودار با رنگ نارنجی مشخص شده که این افزایشی برابر با 12% در مقاومت فشاری بتن مغناطیسی را نشان می‌دهد 2-3 آزمایش نان سو و همکاران ] 1[ نان سو و همکارانش در سال 2000 یک سری ازمایشات کامل و مفصلی در مورد بتن مغناطیسی انجام دادند که به نتایج جالبی دست یافتند خلاصه‌ای از کار انها در زیر بیان شده است انها در مورد کارایی خمیر سیمان و مقاومت فشاری سنگ سیمان و مقاومت فشاری بتن تهیه شده با اب مغناطیسی و اب معمولی تحقیقاتی انجام دادند انها به این نتیجه رسیدند که مقاومت فشاری سنگ سیمان تهیه شده با اب مغناطیسی 9 الی 19 درصد و بتن تهیه شده با اب مغناطیسی 10 الی 23 درصد افزایش نشان می‌دهد همچنین دریافتند که کارایی خمیر سیمان تهیه شده با اب مغناطیسی بهتر از اب معمولی است و از طرفی برای یک مقاومت فشاری ثابت می‌توان با تهیه بتن مغناطیسی به جای بتن معمولی در مصرف سیمان صرفه جویی نمود بدونه اینکه در مقاومت فشاری بتن کاهش دیده شود که این کاهش مصرف سیمان هم از نظر اقتصادی کمک می‌کند و هم وزن سازه را بایین می‌اورد که مزیت خوبی برای کاهش نیروی زلزله می‌باشد 2-3-1 شرح ازمایش نان سو و همکاران ] 1[ در این ازمایش ابتدا آب را با عبور از یک دستگاه که دارای میدان مغناطیسی قابل تغییر با قدرت 0 و 2/. و 4/0 و6/0 و8/0 و 2/1و35/1 تسلا بود عبور داده و آّ ب مغناطیسی با قدرت مغناطیسی متفاوت به دست آوردن سپس با استفاده از این اب و سیمان پرتلند نوع 1 و شن و ماسه با دانه بندی منطبق با استاندارد ASTM C788 گه مشخصات ان طبق جداول زیر می‌باشد اقدام به ساخت بتن نمودند و ازمایشاتی انجام دادند که به قرار زیر است جدول (2-4) مشخصات آب مصرفی آزمایش نان سو وهمکاران ایتم مورد ازمایش نتیجه ازمایش مقدار استاندارد مقدار PH 69/6 9-5 نمک SO4 (ppm) 125 3000< میزان گل ولای 05/ 4< مواد ته نشین بعد از تبخیر(g/l) 4/2 30< KMno4 ((mg/l 0 10< مواد جامد معلق در اب 0 2< Cl (ppm) 46/10 200< جدول (2-5) مشخصات فیزیکی شن و ماسه خاصیت مود درشت دانه (شن) ریز دانه (ماسه) Sp (gr) 61/2 62/2 قابلیت جذب 92/ 24/1 مدول نرمی - 84/2 درشت دانه ( شن ) ریز دانه ( ماسه ) سایز الک واحد (In) مقدار عبوری از الک واحد ( % ) تنظیم بر اساس ASTM C136 سایز الک واحد (In) مقدار عبوری از الک واحد ( % ) تنظیم بر اساس ASTM C136 1 9/99 90-100 4# 6/99 95-100 4/3 7/92 - 8# 8/85 80-100 2/1 46 25-60 16# 6/59 50-85 8/3 4/26 - 30# 6/40 25-60 4# 8/0 0-10 50# 7/19 10-30 100# 8/9 2-10 2-3-2 آزمایش روانی روی خمیر سیمان ] 1[ برای آزمایش کارایی خمیر سیمان از اسلامپ استفاده گردیده است ابتدا نمونه را در مخروط ناقص ریخته سپس میزان افت آنم را محاسبه میکنند،قطر نمونه بعد از انجام ازمایش اندازه گیری شده که در جدول زیر امده است جدول (2-6) تغییرات روانی با افزایش میدان مغناطیسی قدرت میدان (تسلا ) 0 2/0 4/0 6/0 8/0 2/1 35/1 قطر نمونه ( سانتیمتر) 18 5/ 18 8/18 9/18 2/19 19 6/19 درصذ افزایش روانی 0% 3% 5% 0% 7% 6% 9% طبق جدول میزان روانی یا کارایی نمونه ملاتها در میدان 8/0 و 3/1 افزایش یافته پس برای افزایش روانی میدان‌های ذکر شده پیشنهاد می‌شود 2-3-3 استفاده از GBFS (slag granulated blast furnace) در بتن مغناطیسی] 1[ سو وهمکاران برای افزایش مقاومت فشاری و کاهش مصرف سیمان و کاهش پدیده جمع شدگی علاوه بر مغناطیس کردن اب به اضافه نمودن سرباره کوره ذوب آهن یا GBFS ( granulated blast furnace slag )به مواد بتن در نسبت‌های مختلف نمودند GBFS یا سرباره کوره ذوب اهن حزء مواد شبه سیمانی میباشند این مواد دارای خاصیت پنهانی هیدرولیکی هستند و در صورتی که به گونه مناسب فعال شوند خواص سیمانی پیدا می‌کند نکته در این است که این مواد فقط در محیط‌های قلیایی با اب واکنشی مشابه سیمان نشان می‌دهند پس اگر بتوان محیط را قلیایی نمود می‌توان از این مواد به جای سیمان استفاده نمود در مورد اب مغناطیسی نیز این مورد به خوبی دیده می‌شود همانگونه که در نمودار زیر مشخص با عبور اب از دستگاه مغناطیسی کننده اب PH اب افزایش پیدا می‌کند اب معمولی دارای PH هفت می‌باشد با افزایش PH محیط به سمت قلیا ژیش می‌رود و هر چه محیط دارای PH بالاتری باشد محیط قلیاتر که این موضوع بستگی به میدان مغناطیسی اعمال شده بر روی اب دارد با افزایش میدان و تعداد چرخه اب در میدان مغناطیسی PH بالاتر میرود نمودار ( 2-4 ) افزایش PH اب با افزایش میزان چرخش اب در میدان مغناطیسی پس اب مغناطیسی دارای محیط قلیاتری نسبت به اب معمولی است و جایگزینی GBFS میتواند مفید با شد که در ازمایش سو وهمکارانش به خوبی دیده می‌شود. به همین منظور نان سو از GBFS با مشخصات زیر در آزمایش استفاده نمود جدول (2-7) مشخصات شیمیایی و فیزیکی GBFS ایتم مورد ازمایش نتیجه ازمایش نرمی ریزذانه (cm2/g ) 4/407 مقدار هوای تولید شده 48/3 فعالیت 3/72 SIO2 (%) 37/34 AL2O3 (%) 76/13 Fe2O3 (%) 31/0 CaO (%) 3/40 Mgo (%) 46/7 SO3 (%) 19/1 K2O (%) 28/0 Na2o (%) 08/0 برای انجام کامل آزمایش و استفاده بهینه از GBFS، نسبت‌‌های مختلفی از این ماده مورد استفاده قرار گرفت این نسبتها برای تهیه خمیر سیمان ( سنگ سیمان ) و بتن به صورت جداول زیر است جدول (2-8) مواد تشکیل دهنده خمیر سیمان با درصدهای متفاوت GBFS مصالح (gr) درصد سیمان جایگزین شده به وسیله GBFS 0% 5% 15% 25% سیمان تیپ 1 500 475 425 375 GBFS 0 25 75 125 آب 146 146 146 146 و برای تهیه بتن به قرار زیر است جدول (2-9) مواد تشکیل دهنده بتن با درصدهای متفاوت GBFS مصالح (gr) درصد سیمان جایگزین شده به وسیله GBFS 0% 5% 15% 25% سیمان تیپ 1 357 339 303 268 GBFS 0 18 54 89 آب 182 182 182 182 درشت دانه 1008 1008 1008 1008 ریز دانه 827 827 827 827 نان سو و همکاران با جایگزینی درصد‌‌‌های مختلف GBFS به جای سیمان و در درصد‌‌های مختلف آب به سیمان نمونه‌‌های مختلف از ماسه سیمان تهیه نمودند آنگاه با استفاده از این نمونه‌ها به بررسی تاثیر GBFS بر خواص ماسه سیمان پرداختند نسبتها و نمونه‌‌های تهیه شده به قرار زیر است جدول(2-10) جایگزینی سیمان با GBFS در درصد‌های مختلف W/B مصالح جایگزینی سیمان با GBFS W/B 0% 5% 15% 25% سیمان 723 687 615 542 4/ GBFS 0 36 108 181 آب 289 289 289 289 ماسه استاندارد 1989 1989 1989 1989 سیمان 708 672 601 531 485/ GBFS 0 36 2/106 177 آب 343 343 4/343 343 ماسه استاندارد 1947 1947 1947 1947 سیمان 914 869 4/777 686 55/ GBFS 0 45 2/137 6/228 آب 504 504 504 504 ماسه استاندارد 2514 8/2514 2514 8/2514 2-3-4 تعیین مقاومت فشاری ] 1[ جدول(2-11)تاثیر اب مغناطیسی بر روی مقاومت فشاری بتن در میدان مغناطیسی متفاوت واحد ( Mpa) سن بتن (روز ) میدان مغناطیسی (تسلا) درصد مقدار GBFS جایگزین شده به جای سیمان %0 0 2/0 4/0 6/0 8/0 2/1 35/1 7 1/27 1/30 8/29 6/29 5/32 29 28 28 6/29 5/34 2/33 2/34 9/36 9/32 4/31 56 7/33 38 9/36 37 40 6/37 5/35 در جدول بالا می‌بینیم که اولا در بتن مقدار GBFS صفر است و فقط از سیمان استفاده شده در حالتی که اب معمولی استفاده می‌شود در سن 7 روزه مقاومت فشاری برابر 1/27 است با اعمال میدان مغناطیسی به اب میزان مقاومت فشاری بتن افزایش یافته ولی این افزایش رابطه خطی با میدان ندارد و در 8/ تسلا به مقدار ماکزیمم خود 5/32 میرسد به همین ترتیب در سن 28 روزه که مقاومت فشاری بتن با اب معمولی برابر 6/29 است با استفاده از اب مغناطیسی مقاومت فشاری افزایش یافته و به مقدار ماکزیمم خود 9/36 در میدان 8/ تسلا میرسد و در سن 56 روزه نیز به همین ترتیب افزایش مقاومت فشاری از 7/33 به 40 در میدان 8/ را داریم پس مناسبترین میدان برای افزایش مقاومت فشاری بتن 8/ تسلا است در این مرحله درصد مقدار GBFS جایگزین شده به جای سیمان تغییر داده میشود و ان را برابر 5% انتخاب شده است جدول (2-12)تاثیر اب مغناطیسی بر روی مقاومت فشاری در میدان مغناطیسی متفاوت واحد ( Mpa) سن بتن (روز ) میدان مغناطیسی درصد مقدار GBFS جایگزین شده به جای سیمان %5 0 2/0 4/0 6/0 8/0 2/1 35/1 7 5/26 28 2/31 7/31 1/31 5/32 1/31 28 5/29 5/30 8/34 7/35 4/35 9/36 1/35 56 4/32 6/33 4/38 1/39 8/37 4/39 3/37 با توجه به جدول بالا می‌بینیم که جایگزینی GBFS به جای سیمان در بتن تهیه شده با اب معمولی باعث کاهش مقاومت فشاری بتن در سنین 7و28و56 روزه شده است اما با مغناطیس نمودن اب و بالا بردن میزان قلیا اب مقاومت فشاری بتن افزایش میابد در سن 7 روزه مقدار 5/32 به ازای میدان 2/1 تسلا و برای 28 روز مقدار 9/36 و 56 روز مقدار 4/39 میرسد که نسبت به بتن معمولی افزایش مقاومت داریم اما با حالت که مقدار GBFS صفر بود تغییری در مقاومت مشاهده نمی‌شود و در هر دو حالت تقریبا مقاومت فشاری برابر است پس درصد مقدار GBFS جایگزین شده به جای سیمان را افزایش داده و به 15% رسانیده و نتایج را برسی کرده جدول (2-13)تاثیر اب مغناطیسی بر روی مقاومت فشاری در میدان مغناطیسی متفاوت واحد ( Mpa) سن بتن (روز ) میدان مغناطیسی درصد مقدار GBFS جایگزین شده به جای سیمان %15 0 2/0 4/0 6/0 8/0 2/1 35/1 7 26 29 4/31 5/28 6/32 7/33 6/29 28 6/32 7/34 3/37 2/33 3/38 39 1/35 56 9/36 4/39 3/42 9/38 1/42 1/42 2/39 در این حالت می‌بینیم مشابه حالت قبل با افزایش GBFS مقدار مقاومت فشاری سیمان افزایش یافته است جدول (2-14) تاثیر اب مغناطیسی بر روی مقاومت فشاری در میدان مغناطیسی متفاوت واحد ( Mpa) سن بتن (روز ) میدان مغناطیسی درصد مقدار GBFS جایگزین شده به جای سیمان %25 0 2/0 4/0 6/0 8/0 2/1 35/1 7 5/23 29 1/30 28 4/30 4/29 2/28 28 6/29 3/35 38 7/34 3/36 8/35 7/34 56 7/33 3/38 4/40 4/38 2/39 7/38 4/39 2-3-5 رابطه بین مقاومت فشاری بتن با تغییر میدان مغناطیسی ] 1[ با توجه به تغییرات میدان مغناطیسی که برای تهیه آب مغناطیسی مورد استفاده قرار می‌گیرد و نمونه‌‌های تهیه شده با این آب و محاسبه مقاومت فشاری نمونه‌ها جدول زیر تکمیل شده است. جدول (2-15) رابطه بین مقاومت فشاری بتن در میدان مغناطیسی متفاوت سن بتن (روز ) میدان مغناطیسی رابطه بین مقاومت فشاری بتن در میدان مغناطیسی متفاوت 0 2/0 4/0 6/0 8/0 2/1 35/1 7 100% 113% 119% 115% 123% 121% 114% 28 100% 111% 118% 114% 121% 119% 113% 56 100% 110% 116% 113% 117% 117% 111% طبق نتایج این جدول با افزایش میدان مغناطیسی در مقاومت فشاری بتن افزایش داریم تا 8/0 تسلا، از آن به بعد کاهش دیده می‌شود پس می‌توان نتیجه گرفت میدان مناسب جهت افزایش مقاومت فشاری در بتن مغناطیسی در حدود 8/0 تا 1 تسلا می‌باشد نمودار ( 2-5 ) رابطه بین مقاومت فشاری بتن با تغییر میدان مغناطیسی] 1[ 2-3-6 میزان هیدراسیون ] 1[ طبق جداول زیر میزان هیدراسیون سیمان در روزهای 7، 28، 56 روز نشان داده شده است جدول (2-16) میزان هیدراسیون نمونه‌های بتن با میزان اب به سیمان (485/ = ( W/B واحد : % سن بتن (روز ) میدان مغناطیسی (تسلا) درصد مقدار GBFS جایگزین شده به جای سیمان %0 0 2/0 4/0 6/0 8/0 2/1 35/1 7 5/60 8/61 5/62 8/61 64 64 5/65 28 2/64 65 66 66 7/67 4/67 7/69 56 66 6/66 68 4/67 2/69 2/741 9/72 جدول (2-17) میزان هیدراسیون نمونه‌های بتن با میزان اب به سیمان (485/ = ( W/B واحد : % سن بتن (روز ) میدان مغناطیسی درصد مقدار GBFS جایگزین شده به جای سیمان %5 0 2/0 4/0 6/0 8/0 2/1 35/1 7 8/61 9/62 8/65 66 2/65 5/65 5/68 28 2/68 4/69 72 72 6/72 6/73 8/74 56 2/71 4/72 4/74 3/75 4/74 76 78 جدول (2-18) میزان هیدراسیون نمونه‌های بتن با میزان اب به سیمان (485/ = ( W/B واحد : % سن بتن (روز ) میدان مغناطیسی درصد مقدار GBFS جایگزین شده به جای سیمان %15 0 2/0 4/0 6/0 8/0 2/1 35/1 7 8/64 5/66 5/70 1/70 3/71 5/70 6/71 28 4/73 2/73 3/75 3/76 8/74 7/75 2/78 56 2/78 1/79 4/78 78 80 5/79 81 جدول (2-19) میزان هیدراسیون نمونه‌های بتن با میزان اب به سیمان (485/ = ( W/B واحد : % سن بتن (روز ) میدان مغناطیسی درصد مقدار GBFS جایگزین شده به جای سیمان %25  

 نکته مهم : هنگام انتقال متون از فایل ورد به داخل سایت بعضی از فرمول ها و اشکال (تصاویر) درج نمی شود یا به هم ریخته می شود یا به صورت کد نشان داده می شود ولی در سایت اصلی می توانید فایل اصلی را با فرمت ورد به صورت کاملا خوانا خریداری کنید: سایت مرجع پایان نامه ها (خرید و دانلود با امکان دانلود رایگان نمونه ها) : jahandoc.com   0 2/0 4/0 6/0 8/0 2/1 35/1 7 4/71 3/72 72 73 72 2/74 75 28 5/75 76 4/76 3/77 2/76 1/79 8/79 56 2/80 8/80 3/79 80 1/83 82 3/84 2-3-7 آزمایش بر روی بتن حاوی خاکستر بادی ] 4[ نان سو و همکارانش در آزمایش دیگری از خاکستر بادی به جای روباره کوره آهن گدازی یا GBFS استفاده نمودندکه به شرح این ازمایش می‌پردازیم نمونه‌های ملات از نمونه‌های مکعبی به ضلع 50 میلی متر به وسیله مخلوط کردن مواد سیمانی (سیمان و خاکستر بادی )و ماسه مطابق با طرح اختلاط جدول زیر تولید شده است. جدول (2-20) جایگزینی سیمان با خاکستر بادی نسبت آب به سیمان 35/0] 4[ مصالح جایگزینی سیمان با خاکستر بادی نسبت اب به مواد سیمان 0% 5% 15% 25% آّب 35/0 35/0 35/0 35/0 35/0 ماسه استاندارد 75/2 75/2 75/2 75/2 35/0 سیمان 1 95/0 85/0 75/0 35/0 خاکستر بادی 0 05/0 15/0 25/0 35/0 جدول (2-21) جایگزینی سیمان با خاکستر بادی نسبت آب به سیمان 4/0] 4[ مصالح جایگزینی سیمان با خاکستر بادی نسبت اب به مواد سیمان 0% 5% 15% 25% آّب 4/0 4/0 4/0 4/0 4/0 ماسه استاندارد 75/2 75/2 75/2 75/2 4/0 سیمان 1 95/0 85/0 75/0 4/0 خاکستر بادی 0 05/0 15/0 25/0 4/0 جدول (2-22 ) جایگزینی سیمان با خاکستر بادی نسبت آب به سیمان 485/0] 4[ مصالح جایگزینی سیمان با خاکستر بادی نسبت اب به مواد سیمان 0% 5% 15% 25% آّب 485/0 485/0 485/0 485/0 485/0 ماسه استاندارد 75/2 75/2 75/2 75/2 485/0 سیمان 1 95/0 85/0 75/0 485/0 خاکستر بادی 0 05/0 15/0 25/0 485/0 سیمان و خاکستر بادی و آب و ریز دانه و در شت دانه مطابق جدول زیر مخلوط گشته و نمونه‌های سیلندری جهت انجام آزمایش تهیه شده است جدول (2-23) جایگزینی سیمان با خاکستر بادی مصالح جایگزینی سیمان با خاکستر بادی 0% 5% 10% 15% سیمان 349 331 314 297 آب 192 192 192 192 درشت دانه 969 969 969 969 ریز دانه 784 784 784 784 خاکستر بادی 0 18 35 52 2-3-8 اثر آب مغناطیسی روی نمونه‌های بتن ] 4[ بعد از آزمایش مقاومت فشاری و کششی نمونه‌های بتن انها دریافتند که با مقادیر یکسان خاکستر بادی و سن نگهداری یکسان مقاومت فشاری بتن تهیه شده با آب مغناطیسی بیشتر از نمونه‌های تهیه شده با آب معمولی است به علاوه بیشترین افزایش در مقاومت فشاری در قدرت میدان 8/0 و 2/1 تسلا حاصل می‌شود تمامی نمونه‌های بتن تهیه شده با اب معمولی و آب مغناطیسی روند مشابهی از افزایش سن نشان می‌دهند و مقاومت فشاری بتن دارای خاکستر بادی در نمونه‌های 7 روزه کمتر از بتن معمولی است به علاوه با افزایش مقدار خاکستر بادی متوسط مقاومت فشاری بتن کاهش پیدا می‌کندبه عنوان مثال با جایگزینی 5% در حدود 5% کاهش در مقاومت فشاری بتن دیده می‌شود و به همین ترتیب با افزایش 10% و 15% در مقدار خاکستر بادی با کاهش مقاومت 8 و 9 درصدی مواجه می‌شویم اما در سن نگهداری 90روز مقاومت فشاری بتن مغناطیسی افزایش چشمگیری را نسبت به بتن معمولی نشان می‌دهد نمونه‌های بتن با 5% و 10%و 15% خاکستر بادی به ترتیب در حدود 4% و 14% و 23% افزایش در مقاومت فشاری نسبت به بتن معمولی را نشان می‌دهد بنابراین تنها درسنین نگهداری کم مقاومت فشاری بتن دارای خاکستر بادی همراه با آب مغناطیسی کمتر از بتن بدونه خاکستر بادی است اما در سنین بالاتر با افزایش درصد جایگزینی خاکستر بادی با سیمان مقاومت فشاری بتن افزایش چشمگیری دارد فصل سوم « تهیه بتن مغناطیسی و بررسی خواص بتن مغناطیسی » در دو فصل قبل خلاصه‌ای از کارهای انجام گرفته در مورد بتن مغناطیسی و خواص ان و روش‌های تولید ان بیان شد در این فصل می‌خواهیم اقدام به ساخت بتن مغناطیسی و بررسی خواص آن نماییم. در ابتدای امر به شرح دستگاه تولید اب مغناطیسی می‌پردازیم 3-1-1 دستگاه تولید آب مغناطیسی دستگاهی که برای تولید آب مغناطیسی جهت تولید بتن مغناطیسی در این تحقیق استفاده شد به این ترتیب طراحی شد برای تولید میدان از دو سیم پیچ با تعداد دور سیم و قطر مشخص که بر روی یک پایه قرار گرفته است استفاده گردید شکل شکل (3-1 ) : سیم پیچ و هسته آهنی جهت تولید میدان مغناطیسی برای تولید آب مغناطیسی همانطور که در شکل می‌بینید برای افزایش میدان مغناطیسی از دو هسته آهنی استفاده می‌گردد این دو هسته در داخل سیم پیجها قرار می‌گیرد بعد ازاین دوسم پیچ را به منبع تغذیه‌ای که مقدار شدت جریان ان را می‌توان تغییر داد متصل می‌کنیم هر چه شدت جریان عبوری از سیمها بیشتر شود میدان مغناطیسی ایجاد شده نیز بیشتر می‌گرددجهت اندازه گیری شدت میدان مغناطیسی از دستگاه تسلا متر استفاده می‌شود به منظور بررسی اثر میدان بر اب مغناطیسی و تاثیر ان در تولید بتن مغناطیسی باید بتوان شدت میدان را تغییر داد و با ازمایش خواص بتن در شدت‌های مختلف میزان بهینه ان را به دست اورد همانطور که گفته شد با تغییر شدت جریان عبوری از سیم پیچها توسط منبع تغذیه و اندازه کیری میدان توسط تسلا متر می‌توان میدان را در بازه‌های 1/0 یا 2/0 تسلا با دقت کافی تغییر داد شکل (3-2 ) : دستگاه تسلا متر جهت اندازه گیری میدان مغناطیسی مطلب بعدی در مورد دستگاه، جهت جریان آب و میزان آب عبوری و مدت زمان چرخش اب در میدان میباشد برای جریان اب در میدان مغناطیسی و چرخش ان از دو عدد شیلنگ که به یک پمپ متصل شده است استفاده می‌گردد به این صورت که ابتدا اب را درون یک مخزن می‌ریزیم سپس اب را توسط پمپ به سمت سیم پیجها پمپاژ می‌نماییم بعد از عبور اب از درون میدان مغناطیسی اب مجددا درون مخزن ریخته می‌شود و این عمل تا مدت زمان مورد نظر ادامه می‌یابد. برای تنظیم مدت زمان نیز از تایمری که روی پمپ قرار دارد استفاده می‌کنیم شکل (3-3 ) : نمای کلی از دستگاه طراحی شده جهت تولید آب مغناطیسی شکل (3-4 ) : قسمت سیم پیچ دستگاه تولید آب مغناطیسی که از مهمترین قسمت‌های دستگاه تولید آب مغناطیسی می‌باشد در مورد حهت حرکت اب نسبت به میدان مغناطیسی مطلب مهمی وجود دارد که باید به ان دقت نمود نکته مهم این موضوع است که مسیر عبور آب و خطوط میدان مغناطیسی باید بر هم عمود باشند یعنی همانطور که در شکل مشخص است مسیر عبور اب از درون شیلنگهایی که به منظور افزایش دبی اب عبوری و استفاده بهینه از میدان دو عدد در نظر گرفته شده بر خطوط میدان که به صورت یکنواخت و از قطب N سیم پیچ به سمت قطب S امتداد دارند عمود باشد اگر به این موضوع توجه نگردد، مانند حالتی که مسیر اب در جهت میدان باشد مثل وقتیکه اب از درون سیمپیچها عبور نمایید، با انکه در کشش سطحی و PH آب تغییراتی حاصل می‌گردد ولی در مقاومت فشاری بتن افزایشی حاصل نمی‌شود این مطلبی بود که اینجانب نیز با ان مواجه بودم، وقتی اب ازدرون سیم پیچها عبور داده و در ساخت بتن از ان استفاده کردم نتیجه مقاومت فشاری بتن بدونه افزایش یا حتی کاهش در ان دیده می‌شد که علت ان همین مطلب بود که ذکر گردید، با تغییر مسیر اب به صورت عمود بر میدان این مشکل رفع میگردید در مورد سرعت اب عبوری از میدان،می توان با استفاده از یک دستگاه تنظیم شدت جریان، شدت جریان پمپ را تغییر داده تا سرعت پمپاژ اب کم یا زیاد گردد 3-1-2 راه‌های تشخیص مغناطسیسی شدن اب جهت بررسی اثر میدان مغناطیسی روی اب و تشخیص این که اب عبوری از دستگاه فراوری مغناطیسی، تغییر خواص داده و مغناطیس شده است یا خیر، آزمایشات مختلفی انجام یافته این آزمایشات را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد آزمایشات فیزیکی و آزمایشات شیمیایی، از آزمایشات فیزیکی ازمایش تغییر کشش سطحی و از آزمایشات شیمیایی آزمایش تغییر PH اب را انجام دادیم 3-1-3 ازمایش کشش سطحی در این آزمایشات از اب لوله کشی شهرکرد با دمای 24 الی 25 درجه سانتیگراد استفاده گردید، برای محاسبه کشش سطحی آب و تغیرات ان در اب معمولی و اب مغناطیسی از دستگاه شکل ( 2-5 ) استفاده گردید روش کار ساده است به این ترتیب که ابتدا یک حلقه نازک از جنس الومنیم را از 3 نقطه سوراخ کرده و با وصل کردن سیم نازک به این سوراخها، انتهیشان را به یکدیگر گره می‌زنند سپس در محل اتصالشان نیروسنجی با دقت 02/0 نیوتن وصل می‌گردد و توسط گیره ازمایشگاه این نیروسنج را ثابت می‌کنند سپس اب معمولی و یا اب مغناطیس شده را در یک بشر می‌ریزیم ودر زیر حلقه قرار می‌دهیم حلقه را به ارامی به سمت پایین حرکت می‌دهیم تا سطح زیرین حلقه با اب تماس حاصل کند به دلیل وجود جاذبه مولکولی میان مولکول‌های سطح آب و سطح حلقه این حلقه اندکی به سمت پایین کشیده می‌شود حال در این حا لت عدد نیروسنج را می‌خوانیم سپس بشر اب را به ارامی به سمت پایین حرکت می‌دهیم به دلیل وجود کشش سطحی در اب که همان نیروی بین مولکول‌های اب وحلقه است با پایین امدن بشر مولکول‌های اب به حلقه نیرو اورده و موجب حرکت ان به سمت پایین می‌شوند در یک لحظه نیروی فنر نیروسنج بر نیروی کشش سطحی اب غلبه می‌کند و حلقه از اب جدا می‌شود در این حالت عدد نیروسنج را یاداشت می‌کنیم حال تفاوت این دو عدد نشانگر نیرویی است که به مولکول‌های اب وارد شده است و می‌توان معادل نیروی کشش سطحی باشد 3-1-4 اندازه گیری PH آب ازمایش شیمیایی مورد بحث برای تشخیص مغناطیدگی اب اندازه گیری PH آب می‌باشد برای اندازه گیری PH از دستگاه PH متر استفاده می‌کنیم به این ترتیب که بعد از عبور آب از دستگاه مغناطیس کننده آن را در درون بشر مخصوص دستگاه ریخته و مقدار آن را اندازه گیری می‌کنیم 3-1-5 بررسی تغیرات کشش سطحی و PH اب مغناطیسی نسبت به آب معمولی همانطور که قبلا نیز گفته شد برای بررسی صحت درستی دستگاه باید کشش سطحی و PH آب را بعد از عبور از میدان مغناطیسی بدست اورد و با کشش سطحی و PH اب معمولی مقایسه نمود البته باید به این موضوع نیز توجه نماییم که تولید آب مغناطیسی با دستگاه به سه عامل مهم بستگی دارد که تغییر هرکدام از این عوامل موجب تغییر در خواص آب مغناطیسی می‌شود این عوامل عبارتند از 1- میدان مغناطیسی تولید شده به وسیله سیم پیچها 2- مدت زمان چرخش اب در میدان مغناطیسی 3- دبی عبوری آب در میدان با توجه به متغییر بودن هر سه عامل بالا برای محاسبه مقدار بهینه عوامل گفته شده، ابتدا دبی اب را برابر 5/2 لیتر بر دقیقه و مدت چرخش آب در میدان را 30 دقیقه در نظر می‌گریم و به بررسی تاثیر شدت میدان می‌پردازیم برای بررسی تاثیر میزان شدت میدان مغناطیسی در مغناطیدگی اب در ازمایش کشش سطحی و PH با تغییر میدان مغناطیسی با بازه 2/0 ازمایش را انجام داده نتایج حاصل در جدول زیر اورده شده است جدول (3-1) : مقادیر کشش سطحی و آب با تغییرات میدان مغناطیسی میدان مغناطیسی (تسلا) 0 2/ 4/ 6/ 8/ 1 کشش سطحی اب ( (N/M) 072/ 069/ 068/ 066/ 060/ 060/ PH اب 8/6 2/7 4/7 8/7 2/8 3/8 بعد از محاسبه کشش سطحی و PH آب به رسم نمودار کشش سطحی و PH آب بر حسب میدان می‌پردازیم نمودار (3-1) : تغییرات کشش سطحی آب بر اساس تغیرات میدان مغناطیسی نمودار (3-2) : تغییرات PH بر اساس تغییر میدان مغناطیسی با توجه به اعداد حاصل می‌توان نتیجه گرفت که دستگاه فناوری مغناطیسی ما درست عمل نموده است چون کشش سطحی اب را کاهش داده و PH اب را افزایش داده و در میدان مغناطیسی حدود 8/ تا 1 تسلا عملکرد بهتری داشته است بعد از اطمینان از کارکرد دستگاه مغناطیسی کننده آب ابتدا تاثیر آب مغناطیسی بر روی سیمان و خواص خمیر سیمان مغناطیسی رابررسی کرده سپس به بررسی تاثیر آب مغناطیسی بر روی بتن و یا خواص بتن مغناطیسی می‌پردازیم 3-2-1 بررسی زمان گیرش سیمان (هیدراسیون سیمان) برای تعیین زمان‌‌های گیرش اولیه و ثانویه و سلامت بتن لازم است از خمیر سیمان با روانی متعارف استفاده شود. بنا بر این ضرورت دارد که برای هر سیمان معین میزان آب خمیر، که روانی متعارف را بدست می‌دهد مشخص گردد. نسبت این آب به سیمان را که به صورت درصد بیان می‌کنند، غلظت نرمال می‌تامند. بر مبنا ی استاندارد ASTM، غلضت خمیری هنگامی نر مال خواهد بود که میزان نفوذ سوزن آب سنج 10میلیمتری ویکات در داخل خمیر به مدت 30 ثانیه و در شرایط استاندارد برابر با1 10 میلیمتر باشد ابتدا نیاز به خمیر سیمان استاندارد داریم، به طور فرضی مقدار آب را 180 گرم و مقدار سیمان را 650 گرم در نظر می‌گیریم. برای تهیه ی خمیر سیمان پس از اضافه کردن آب به سیمان مدت 30 ثانیه را برای جذب آب توسط سیمان صبر می‌کنیم.سپس دستگاه سه دور همزن را با دور کند به مدت 30 ثانیه روشن می‌کنیم و بعد دستگاه را به مدت 15 ثانیه خاموش کرده و با کاردک جداره ی ظرف و پروانه ی دستگاه را تمیز می‌کنیم و مجددأ دستگاه را به مدت یک دقیقه و این بار با دور متوسط روشن می‌کنیم. سپس دستگاه را خاموش کرده و خمیر را از آن خارج می‌کنیم پس از آماده شدن خمیر، ظرف دستگاه ویکات را از خمیر پر می‌کنیم. سطح خمیر با ظرف باید کاملأ تراز و صاف شده باشد. پس از آن ظرف را زیر دستگاه قرار داده و سوزن ویکات را تنظیم می‌کنیم. حال باید زمان گیرش اولیه و گیرش ثانویه را که به صورت زیر تعریف می‌شود بدست آوریم گیرش اولیه : طبق استاندارد ASTM، گیرش اولیه هنگامی خواهد بود که نفوذ سوزن ویکات در خمیر با غلظت نرمال، در مدت 30 ثانیه پس از رها شدن، برابر با 25 میلیمتر یا کمتر باشد. در طول گیرش اولیه، حرارت آزاد می‌شود و این گیرش با ویبره ی مجدد از بین نخواهد رفت. شکل (3-5 ) : دستگاه ویکات جهت اندازه گیری زمان گیرش سیمان گیرش ثانویه یا نهایی : طبق استاندارد ASTM، گیرش ثانویه هنگامی خواهد بود که سوزن ویکات به وضوح در داخل خمیر فرو نرود. طبق استاندارد ASTM، گیرش اولیه نباید کمتر از 45 دقیقه و گیرش ثانویه نباید بیش از 375 دقیقه باشد. لازم به ذکر است در این آزمایشات از سیمان پرتلند تیپ 1 ساخت کارخانه شهرکرد استفاده شده که مشخصات فیزیکی و شیمیایی ان به شرح زیر است جدول (3-2) : مشخصات شیمیایی و فیزیکی سیمان تیپ 1 شهرکرد ایتم مورد ازمایش نتیجه ازمایش نرمی ریزذانه (cm2/g ) 3000> انبساط گرمایی (%) 2/< گیرایی اولیه (دقیقه) 45> SIO2 (%) 90/20-30/21 AL2O3 (%) 10/5-40/5 Fe2O3 (%) 80/3-3/95 CaO (%) 80/64-20/65 Mgo (%) 65/1<