1-3-1. بتن پرتابی(شاتکریت) ………………………………………………………………………………………………………………4
1-3-2. دالهای روی بستر …………………………………………………………………………………………………………………….5
1-3-3. صنایع نظامی ……………………………………………………………………………………………………………………………7
1-3-4. کف سالنهای صنعتی ……………………………………………………………………………………………………………….7
1-4. مزایا و معایب بتن الیافی ………………………………………………………………………………………………………………7
1-5. جنبه های اقتصادی بتن الیافی…………………………………………………………………………………………………….8
1-6. نانو مواد در بتن …………………………………………………………………………………………………………………………….9
1-7. خلاصه و اهداف تحقیق ……………………………………………………………………………………………………………..10
1-8.پیشینه تحقیق …………………………………………………………………………………………………………………………….10
1-9. مقایسه چند نوع الیاف از نظر هندسه ……………………………………………………………………………………….11
1-10.مقایسه اثر نوع های مختلف الیاف از نظر جنس در بتن الیافی ……………………………………………….12
1-11. تحقیقاتی که منحصراً بر روی خواص مکانیکی بتن حاوی الیاف پلی پروپیلن با و بدون نانومواد انجام گرفته است………………………………………………………………………………………………………………………………….13
1-12. اثر نانوسیلیس بر روی خمیر سیمان……………………………………………………………………………………….15
1-13. اثر نانوسیلیس بر بتن ………………………………………………………………………………………………………………15
1-14. تحقیقات انجام شده در ایران ………………………………………………………………………………………………….16
1-15. خواص مکانیکی الیاف………………………………………………………………………………………………………………18
1-15-1. تاریخچه………………………………………………………………………………………………………………………………..18
1-15-2. انواع الیاف…………………………………………………………………………………………………………………………….19
1-15-2-1. الیاف مصنوعی…………………………………………………………………………………………………………………19
1-15-2-2. الیاف کربن………………………………………………………………………………………………………………………19
1-15-2-3. الیاف آرامید……………………………………………………………………………………………………………………..20
1-15-2-4. الیاف شیشه و آزبست……………………………………………………………………………………………………..20
1-15-2-5. الیاف فلزی……………………………………………………………………………………………………………………….21
1-15-2-6. الیاف گیاهی وطبیعی………………………………………………………………………………………………………22
1-51-2-7. الیاف پلی پروپیلن……………………………………………………………………………………………………………22
1-15-2-7-1. مزایای الیاف پلی پروپیلن نسبت به مش ضد ترک ( آرماتور حرارتی )……………………23
1-15-2-7-2. روش و میزان مصرف …………………………………………………………………………………………………24
1-15-2-7-3. ویژگیهای بتن الیافی حاوی الیاف پلی پروپیلن…………………………………………………………24
1-15-2-7-4. کاربردهای الیاف پلی پروپیلن …………………………………………………………………………………..25
1-15-2-8. آزمایش اسلامپ   بتن الیافی…………………………………………………………………………………………….26
1-16. نانو مواد ها و مشخصات آنها…………………………………………………………………………………………………….26
1-16-1. مواد نانو کمپوزیت………………………………………………………………………………………………………………..27
1-16-2. بتن با عملکرد بالا (HPC) ………………………………………………………………………………………………..27
1-16-3. نانو سیلیس آمورف……………………………………………………………………………………………………………..27
1-16-3-1. نانوسیلیس و مقایسه بعضی خواص آن با سیلیکافیوم……………………………………………………28
1-16-4. نانو لوله ها…………………………………………………………………………………………………………………………….30

فصل دوم: مواد و روشها
2-1. مواد مورد استفاده(Material) ………………………………………………………………………………………………..33
2-1-1. سیمان…………………………………………………………………………………………………………………………………….33
2-1-1-1. سیمان پرتلند پوزولانی (PPC) ………………………………………………………………………………………33
2-1-2. آب اختلاط……………………………………………………………………………………………………………………………..35
2-1-3. سنگدانه ها……………………………………………………………………………………………………………………………..35
2-1-3-1. آزمایش لس آنجلس بر روی سنگدانه های درشت……………………………………………………………36
2-1-4. الیاف پلی پروپیلن…………………………………………………………………………………………………………………..37
2-1-5. ماده افزودنی نانوسیلیس………………………………………………………………………………………………………..38
2-1-6. ماده افزودنی فوق روان کننده………………………………………………………………………………………………..38
2-1-7. قالب ها……………………………………………………………………………………………………………………………………40
2-1-8. روش انجام آزمایشها(Methods) ……………………………………………………………………………………….40
2-1-9. روش تعیین طرح اختلاط به صورت کلی………………………………………………………………………………41

فصل سوم: نتایج و بحث
3-1. آزمایشهای انجام شده…………………………………………………………………………………………………………………45
3-2. نتایج آزمایشهای بتن الیافی……………………………………………………………………………………………………….45
3-2-1. آزمایش مقاومت فشاری…………………………………………………………………………………………………………46
3-2-1-1. آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاط های ردیف A (مرجع)………………………………..47
3-2-1-2. آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاط های ردیف B ……………………………………………..50
3-2-1-3. آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاط های ردیف C………………………………………………51
3-2-1-4. آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاط های ردیف D …………………………………………….54
3-2-1-5. بررسی کلی نمودار های آزمایش مقاومت فشاری……………………………………………………………56
3-2-2. آزمایش مقاومت کششی غیر مستقیم……………………………………………………………………………………57
3-2-2-1. آزمایش مقاومت کششی غیرمستقیم برای طرح اختلاط های ردیف A(مرجع)……………..59
3-2-2-2. آزمایش مقاومت کششی غیرمستقیم برای طرح اختلاط های ردیف B………………………….61
3-2-2-3. آزمایش مقاومت کششی غیرمستقیم برای طرح اختلاط های ردیف C…………………………63
3-2-2-4. آزمایش مقاومت کششی غیرمستقیم برای طرح اختلاط های ردیف D………………………….65
3-2-2-5. بررسی کلی نمودارهای آزمایش مقاومت کششی غیر مستقیم………………………………………..67
3-2-3. آزمایش سرعت پالس التراسونیک (UPV)…………………………………………………………………………..68
3-2-3-1. روش سرعت پالس……………………………………………………………………………………………………………..68
3-2-3-2. عوامل موثر بر سرعت پالس……………………………………………………………………………………………….69
3-2-3-3. کاربرد روش سرعت پالس………………………………………………………………………………………………….69
3-2-3-4. بررسی نتایج آزمایش التراسونیک برای طرح اختلاط های ردیف A……………………………….70
3-2-3-5. بررسی نتایج آزمایش التراسونیک برای طرح اختلاط های ردیف B……………………………….73
3-2-3-6. بررسی نتایج آزمایش التراسونیک برای طرح اختلاط های ردیف C……………………………….75
3-2-3-7. بررسی نتایج آزمایش التراسونیک برای طرح اختلاط های ردیف D……………………………….77
3-2-3-8. بررسی کلی نمودارهای آزمایش التراسونیک…………………………………………………………………….79
3-2-4. مقاومت الکتریکی……………………………………………………………………………………………………………………80
3-2-4-1. بررسی نتایج آزمایش مقاومت الکتریکی برای طرح اختلاط های ردیف A (مرجع)……….82
3-2-4-2. بررسی نتایج آزمایش مقاومت الکتریکی برای طرح اختلاط های ردیف B……………………..85
3-2-4-3. بررسی نتایج آزمایش مقاومت الکتریکی برای طرح اختلاط های ردیف C……………………..87
3-2-4-4. بررسی نتایج آزمایش مقاومت الکتریکی برای طرح اختلاط های ردیف D…………………….89
3-2-4-5. بررسی کلی نمودارهای آزمایش مقاومت الکتریکی…………………………………………………………..90

فصل چهارم: نتیجه­گیری و پیشنهادات
4-1. نتیجه­گیری………………………………………………………………………………………………………………………………….96
4-2. پیشنهادها و موضوعات تحقیقی…………………………………………………………………………………………………97
منابع……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..99


فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل1-1 . یک نمونه شاتکریت با بتن الیافی با الیاف 6 میلیمتری پلی پروپیلن…………………………………6
شکل1-2 . یک نمونه دال پل که در کانزاس آمریکا با بتن الیافی ساخته شده است………………………….6
شکل 1-3. نمودار تنش-کرنش بتن الیافی و بتن حاوی نانوذرات(نانوسیلیس)…………………………………..9
شکل 1-4. شاخص سایش بتن­های حاوی درصد های مختلف نانوتیتانیوم در سن 28 روزه……………31
شکل 2-1. سیمان پوزولانی اردبیل…………………………………………………………………………………………………….34
شکل 2-2. الیاف 18 میلیمتری مورد استفاده در آزمایشات………………………………………………………………38
شکل 2-3. فوق روان کننده و نانوسیلیس مصرفی(سمت چپ نانوسیلیس) …………………………………….39
شکل 3-1. دستگاه آزمایش مقاومت فشاری و کششی غیرمستقیم…………………………………………………..47
شکل 3-2. مقاومت فشاری نمونه های بدون نانوسیلیس در سنین 28 و 90 روزه (مرجع) ……………49
شکل 3-3. درصد افزایش مقاومت فشاری نمونه های بدون نانوسیلیس……………………………………………49
شکل 3-4. مقاومت فشاری نمونه های حاوی 2 % نانوسیلیس…………………………………………………………..51
شکل 3-5. درصد افزایش مقاومت فشاری نمونه های حاوی 2 % نانوسیلیس ………………………………….51
شکل 3-6. مقاومت فشاری نمونه های حاوی 4 % نانوسیلیس…………………………………………………………..53
شکل 3-7. درصد افزایش مقاومت فشاری نمونه های حاوی 4 % نانوسیلیس ………………………………….53
شکل 3-8. مقاومت فشاری نمونه های حاوی 6 % نانوسیلیس در سنین مختلف……………… …………….55
شکل 3-9. درصد افزایش مقاومت فشاری نمونه های حاوی 6 % نانوسیلیس……………………………………55
شکل 3-10.درصد افزایش مقاومت فشاری نمونه های 28 روزه به ازای درصدهای مختلف نانوسیلیس…………………………………………………………………………………………………………………………………………..56
شکل 3-11. درصد افزایش مقاومت فشاری نمونه های 90 روزه به ازای درصد های مختلف نانوسیلیس…………………………………………………………………………………………………………………………………………….57
شکل 3-12. مقاومت کششی غیرمستقیم نمونه های بدون نانوسیلیس(مرجع) ………………………………60
شکل 3-13. درصد افزایش مقاومت کششی غیر مستقیم برای نمونه های بدون نانوسیلیس…………..60
شکل 3-14. مقاومت کششی غیرمستقیم نمونه های حاوی 2 % نانوسیلیس……………………………………62
شکل 3-15. درصد افزایش مقاومت کششی غیر مستقیم نمونه های حاوی 2 % نانوسیلیس…………..62
شکل 3-16. مقاومت کششی غیرمستقیم نمونه های حاوی 4 % نانوسیلیس……………………………………64
شکل 3-17. درصد افزایش مقاومت کششی غیر مستقیم نمونه های حاوی 4 % نانوسیلیس…………..64
شکل 3-18. مقاومت کششی غیرمستقیم نمونه های حاوی 6 % نانوسیلیس……………………………………66
شکل 3-19. درصد افزایش مقاومت کششی غیر مستقیم نمونه های حاوی 6 % نانوسیلیس…………..66
شکل 3-20. درصد افزایش مقاومت کششی نمونه­های 28 روزه به ازای درصد های مختلف نانوسیلیس……………………………………………………………………………………………………………………………………………67
شکل 3-21. درصد افزایش مقاومت کششی نمونه­های 90 روزه به ازای درصد های مختلف نانوسیلیس…………………………………………………………………………………………………………………………………………….68
شکل 3-22. سونیسکوپ مورد استفاده در آزمایش التراسونیک(تعیین مدول الاستیسیته دینامیکی)…………………………………………………………………………………………………………………………………………….69
شکل 3-23. مدول الاستیسیته دینامیکی نمونه های بدون نانوسیلیس(مرجع)……………………………….72
شکل3-24. درصد افزایش مدول الاستیسیته دینامیکی حاوی درصد های مختلف الیاف pp………….72
شکل 3-25. مدوا الاستیسیته دینامیکی نمونه های حاوی 2% نانوسیلیس……………………………………….74
شکل 3-26. درصد افزایش مدول الاستیسیته دینامیکی حاوی 2% نانوسیلیس……………………………….74
شکل 3-27. مدول الاستیسیته دینامیکی نمونه های حاوی 4 % نانوسیلیس……………………………………76
شکل 3-28. درصد افزایش مدول الاستیسیته دینامیکی حاوی 4 % نانوسیلیس………………………………76
شکل 3-29. مدول الاستیسیته دینامیکی نمونه های حاوی 6 % نانوسیلیس……………………………………78
شکل 3-30. درصد افزایش مدول الاستیسیته دینامیکی حاوی 6 % نانوسیلیس………………………………78
شکل 3-31. درصد افزایش مدول الاستیسیته نمونه های 28 روزه…………………………………………………..79
شکل 3-32. درصد افزایش مدول الاستیسیته نمونه های 90 روزه…………………………………………………..80
شکل 3-33. دستگاه اندازه گیری مقاومت الکتریکی………………………………………………………………………….82
شکل 3-34. مقاومت الکتریکی نمونه های بدون نانوسیلیس(مرجع) ……………………………………………….84
شکل 3-35. درصد افزایش مقاومت الکتریکی نمونه های بدون نانوسیلیس……………………………………..84
شکل 3-36. مقاومت الکتریکی نمونه های حاوی 2 % نانوسیلیس…………………………………………………….86
شکل 3-37. درصد افزایش مقاومت الکتریکی نمونه های حاوی 2 % نانوسیلیس…………………………….86
شکل 3-38. مقاومت الکتریکی نمونه های حاوی 4 % نانوسیلیس…………………………………………………….88
شکل 3-39. درصد افزایش مقاومت الکتریکی نمونه های حاوی 4 % نانوسیلیس…………………………….88
شکل 3-40. مقاومت الکتریکی نمونه های حاوی 6 % نانوسیلیس…………………………………………………….90
شکل 3-41. درصد افزایش مقاومت الکتریکی نمونه های حاوی 6 % نانوسیلیس……………………………..90
شکل 3-42. درصد افزایش مقاومت الکتریکی نمونه های 28 روزه ………………………………………………….91
شکل 3-43. درصد افزایش مقاومت الکتریکی نمونه های 90 روزه ………………………………………………….92


فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول 1-1. فرآورده های سیمانی تقویت شده با الیاف ………………………………………………………………………………5
جدول 1-2. الیاف های مورد استفاده در بتن…………………………………………………………………………………………….21
جدول 2-1. ترکیب سیمان مصرفی……………………………………………………………………………………………………………34
جدول 2-2. دانه بندی سنگدانه های مصرفی…………………………………………………………………………………………….35
جدول 2-3. آزمایش لس آنجلس برای ترکیب A……………………………………………………………………………………..36
جدول 2-4. آزمایش لس آنجلس برای ترکیب B……………………………………………………………………………………..36
جدول 2-5. آزمایش لس آنجلس برای ترکیب C……………………………………………………………………………………..36
جدول 2-6. نتایج آزمایش لس آنجلس برای ترکیب هایA و B و C……………………………………………………37
جدول 2-7. مشخصات الیاف پلی پروپیلن مصرفی…………………………………………………………………………………….37
جدول 2-8. مشخصات نانوسیلیس مصرفی………………………………………………………………………………………………..38
جدول 2-9. مشخصات فوق روان کننده مصرفی……………………………………………………………………………………….39
جدول 2-10. مشخصات مصالح برای طرح اختلاط طبق ACI………………………………………………………………..41
جدول 2-11. نتایج طرح اختلاط بتن براساس ACI………………………………………………………………………………..42
جدول 2-12. میزان مصالح مصرفی در طرح اختلاط ها……………………………………………………………………………42
جدول 2-13. طرح اختلاط های بتن الیافی حاوی نانوسیلیس…………………………………………………………………43
جدول 3-1. نتایج آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاط های ردیف A………………………………………….48
جدول 3-2. نتایج آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاط های ردیف B …………………………………………50
جدول 3-3. نتایج آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاط های ردیف C………………………………………….52
جدول 3-4. نتایج آزمایش مقاومت فشاری برای طرح اختلاط های ردیف D………………………………………….54
جدول 3-5. نتایج آزمایش مقاومت کششی غیر مستقیم برای طرح اختلاط های ردیف A …………………..59
جدول 3-6. نتایج آزمایش مقاومت کششی غیر مستقیم برای طرح اختلاط های ردیف B…………………….61
جدول 3-7. نتایج آزمایش مقاومت کششی غیر مستقیم برای طرح اختلاط های ردیف C…………………….63
جدول 3-8. نتایج آزمایش مقاومت کششی غیر مستقیم برای طرح اختلاط های ردیف D…………………….65
جدول 3-9. نتایج آزمایش التراسونیک برای طرح اختلاط های ردیف A ……………………………………………….71
جدول 3-10. نتایج آزمایش التراسونیک برای طرح اختلاط های ردیف B…………………………………………….73