تعیین مشخصات مکانیکی سنگ دانه های مصنوعی لیاپور بر اساس روش های تحلیلی و آزمایشگاهی

با توجه به توسعه ی کاربرد و استفاده از سنگدانه های سبک مصنوعی در صنایع مختلف و بخصوص در حوزه عمران، از یک طرف تعیین خواص این سنگدانه ها و از طرف دیگر شناسایی چگونگی دستیابی به سنگدانه هایی با مقاومت بزرگتر و وزن پایین تر اهمیت ویژه ای دارد. در حال حاضر دو نوع سبک دانه مصنوعی سازه ای در کشور تولید می شود، لیکا، از رس انبساط پذیر به روش فرآیند تر و لیاپور، از شیل انبساط پذیر به روش فرآیند خشک در داخل کوره گردان افقی تولید می شوند. عمده تفاوت تولید این دو نوع سبک دانه در روش گندوله سازی آنها می باشد. در این تحقیق ابتدا با ترکیب مطالعات آزمایشگاهی و روش های همگن سازی به تعیین خواص ارتجاعی دانه های لیاپور پرداخته شد. در بحث همگن سازی بر اساس معکوس روش دیفرانسیلی و با فرض کروی بودن دانه ها و در نظر گرفتن حل اشلبی در این مورد، از روابط دیفرانسیلی ارائه شده توسط مکلاگین استفاده شد. برای اطمینان از صحت نتایج هم خواص ارتجاعی استاتیکی و هم دینامیکی و هم تغییر نوع ماتریس انتخابی مورد بررسی قرار گرفت. پس از تعیین این خواص و مقایسه خواص لیاپور با سبک دانه های لیکا سازه ای و معمولی، سعی به برقراری ارتباط بین خواص ارتجاعی سبک دانه ها با سایر آزمایش ها مکانیکی مربوط به سنگدانه ها شد. در مرحله بعد به بررسی تفاوت های لیکا و لیاپور با توجه به خصوصیات شیمیایی محصول نهایی پرداخته شد. نتایج آزمایش ها بیانگر کاهش خطی مدول ارتجاعی نسبت به افزایش قطر دانه های لیاپور است. به طوری که دانه های با قطر متوسط 11.1 میلی متر، دارای مدول ارتجاعی gpa 8.6 و دانه های با قطر متوسط 7.9 میلی متر، دارای مدول ارتجاعی gpa 18.3، در ماتریس ماسه و سیمانی انتخابی نقش ناخالصی تضعیف کننده و دانه های با قطر متوسط 4.9 میلی متر، دارای مدول ارتجاعی gpa 23.9، نقش ناخالصی تقویت کننده را دارند. همچنین متوسط ضریب پوآسون بدست آمده برای دانه های لیاپور 0.24 تعیین شد. در برقراری ارتباط بین مدول ارتجاعی سبک دانه ها با سایر خصوصیات مقاومتی شان، مدول ارتجاعی سبک دانه ها با مقاومت خردشدگی و ارزش ده درصد ریزتر ارتباط خطی و با ارزش ضربه ای ارتباط نمایی دارد. همچنین می توان روابطی به صورت نمایی یا خطی برای ارتباط مدول ارتجاعی دانه ها با وزن مخصوص دانه ای و اندازه دانه ها ارائه داد. یکی دیگر از نتایج بدست آمده از این تحقیق، مقدار سرعت موج طولی و برشی در دانه های لیاپور می باشد که به طور متوسط به ترتیب 4150 و2350 متر بر ثانیه اندازه گیری شد.