نام پژوهشگر: محمد رضا نیکودل

بررسی ویژگی های زمین شناسی مهندسی سازندهای حوضه آبریز سیمینه رود با نگرشی ویژه بر فرسایش پذیری آنها
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده علوم انسانی 1388
  هادی شریفی   محمد رضا نیکودل

چکیده امروزه مطالعات زمین شناسی مهندسی در اجرای پروژه های مختلف عمرانی، به دلیل نقشی که در شبیه سازی مراحل طراحی و اجرا دارد، یکی از حیاتی ترین مراحل انجام بسیاری از طرح های مرتبط با فعالیت های عمرانی در دنیا می باشد. از مزایای این مطالعات، به خصوص در مطالعات کلی و فاز یک ارزان بودن روش های جمع آوری اطلاعات، وسعت داده های جمع آوری شده و کاربردی بودن این اطلاعات برای مهندسین در طراحی فاز های بعدی می باشد. در این تحقیق، در راستای اجرای پروژه ی بررسی آلودگی رودخانه ی سیمینه رود، انجام مطالعات زمین شناسی و زمین شناسی مهندسی حوضه ی آبریز به عنوان بخشی از کار مورد توجه قرار گرفته است. در این راستا خواص مهندسی مصالح سنگی و خاکی، بررسی شده و با توجه به نتایج حاصل، نقشه زمین شناسی مهندسی منطقه بر اساس نتایج مطالعات سطحی و آزمایش های مقاومتی نظیر، نتایج آزمایش چکش اشمیت، آزمون تک محوری و آزمون بارنقطه ای تهیه گردید. علاوه بر آن با توجه به نقش فرسایش پذیری سازند ها در میزان آلودگی رودخانه، بر اساس نتایج آزمایش دوام و بازدید های صحرایی، نقشه ی پهنه بندی فرسایش حوضه تهیه گردید. نقشه ی زمین شناسی مهندسی حوضه ی آبریز سیمینه رود، با توجه به نتایج برداشت های صحرایی و آزمون های آزمایشگاهی تهیه شده است. مطالعات صحرایی شامل اندازه گیری سختی اشمیت، تعداد دسته درزه های فرعی و اصلی، فاصله ی درزه ها و میزان هوازدگی در واحد های مختلف سنگی بوده است. آزمون های آزمایشگاهی نیز شامل، تعیین خصوصیات فیزیکی و مقاومتی نمونه های برداشت شده در مرحله ی صحرایی می باشد. در نهایت با توجه به نتایج بدست آمده در دو مرحله ی ذکر شده نقشه ی زمین شناسی مهندسی این حوضه در مقیاس 1:100000 ارائه شده است. در قسمت دوم و در ادامه کار، به منظور بررسی میزان فرسایش پذیری مصالح در کل حوضه، با کمک نتایج آزمون دوام وارفتگی در سنگ ها که در 15 سیکل بر روی آنها انجام شده بود، نقشه ی پهنه بندی فرسایش پذیری کل حوضه ی آبریز نیز تهیه شد.

بررسی خصوصیات زمین شناسی مهندسی نهشته های لسی شمال کلاله در استان گلستان
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده علوم پایه 1390
  کاظم بهرامی   محمد رضا نیکودل

خاک های رمبنده، از نظر ژئوتکنیک و زمین شناسی مهندسی در زمره خاک های مسئله دار قرار می گیرند و یکی از مسائل نگران کننده برای پی ها و پروژه های عمرانی در مناطق خشک و نیمه-خشک می باشند. یکی از مهمترین گروه خاک های رمبنده لس ها می باشند. خاک های لسی، پوشش اصلی شمال کلاله در استان گلستان را تشکیل می دهند. این خاک ها در سطحی معادل 4200 کیلومتر مربع گسترش یافته اند. در این تحقیق به منظور بررسی و شناخت خاک های لسی، نمونه هایی به صورت دست نخورده تهیه و به آزمایشگاه منتقل و حدود اتربرگ، وزن واحد حجم، دانه بندی، درصد آهک، چگالی مخصوص دانه ها، میزان تحکیم، پارامترهای مقاومت برشی و همچنین قابلیت واگرایی و رمبندگی این خاک ها تعیین شد. قابلیت رمبندگی این خاک ها با استفاده از نتایج آزمایش تحکیم مضاعف و همچنین بر اساس دو معیار هندی و کلونجر بدست آمد. نتایج این آزمایش ها نشان می دهد که این خاک ها جزو لس های رسی با خاصیت خمیری پایین بوده و مستعد رمبندگی می باشند. همچنین نتایج آزمایش های انجام شده نشان می دهد که افزایش حضور کربنات کلسیم و در این خاک ها باعث افزایش رمبندگی و افزایش میزان فعالیت کانی های رسی باعث کاهش رمبندگی خاک می شود. بنابر آزمایش های واگرایی خاک، پدیده واگرایی ناشی از حضور سدیم در فرسایش این خاک ها نقشی ندارد و فرسایش پذیری بالای این خاک ها اساساً یک پدیده مکانیکی می باشد که ناشی از بافت و دانه بندی خاص لس ها می باشد.

بررسی اثر آهک بر بهسازی خاک های آلی جنگل شهید زارع ساری
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه بوعلی سینا - دانشکده علوم پایه 1391
  اعظم گلستانی ماچک پشتی   سید داود محمدی

از نظر زمین شناسی مهندسی خاک های آلی در رده خاک های مسئله دار قرار می گیرند که به دلیل حضور مواد آلی در آنها، مشکلات عدیده ای را در اغلب پروژه ها ایجاد می کنند. از جمله این مشکلات می توان به ظرفیت باربری پایین، نشست زیاد در محل شالوده سازه ها، تورم و غیره اشاره کرد که در صورت حضور این خاک ها در محل پروژه های مهندسی باید آنها را بهسازی و تقویت نمود. به دلیل وجود پوشش گیاهی متراکم و شرایط مناسب آب و هوایی، پراکندگی خاک های آلی در مناطق شمالی ایران فراوان است و با توجه به رشد روز افزون جمعیت و توسعه پروژه های عمرانی، حضور این نوع خاک ها در بسیاری از موارد اجتناب ناپذیر بوده و در صورت وجود این خاک ها به-عنوان پی سازه ها باید از روش های مختلف بهسازی استفاده کرد. افزودنی های مختلفی از قبیل سیمان، آهک و مواد دیگری مثل خاکستر آتش فشانی و غیره برای تثبیت و پایدار سازی خاک های ضعیف مورد استفاده قرار می گیرند. آهک یکی از این مصالح می باشد که به علت تاثیر گذاری بیشتر و اقتصادی بودن، برای بهسازی خاک های ریز دانه بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. در این تحقیق خصوصیات ژئوتکنیکی خاک های آلی جنگل شهید زارع ساری بررسی شده و بهسازی آن با آهک، مورد مطالعه قرار گرفته است. در این بررسی از آهک زنده و شکفته همدان استفاده شده است. خاک آلی مورد مطالعه در این بررسی حاوی 11 درصد ماده آلی است که پس از نمونه برداری به آزمایشگاه منتقل شده و خصوصیات ژئوتکنیکی آن تعیین گردید. در مراحل بعدی تحقیق، خاک آلی با 1، 3، 5 و 7 درصد وزنی مرطوب با آهک زنده و 1، 3، 5، 7 و 9 درصد وزنی مرطوب با آهک شکفته مخلوط شده و آزمایش های دانه بندی، حدود آتربرگ، تراکم، مقاومت فشاری تک محوری، تعیین ضریب کالیفرنیایی، نفوذسنج جیبی، برش پره، تورم و تعیین اسیدیته بر روی آن انجام شده است. نمونه ها قبل از انجام آزمایش دوره های عمل آوری 1، 3، 7، 14، 21 و 28 روزه را در شرایط آزمایشگاه سپری کردند. نتایج آزمایش ها نشان داد که افزودن آهک به خاک آلی موجب بهبود خصوصیات ژئوتکنیکی آن از قبیل افزایش مقاومت، افزایش درصد cbr، کاهش شاخص خمیری و کاهش درصد تورم می شود. در این بررسی مقدار بهینه آهک زنده و شکفته به ترتیب 5 و 7 درصد تعیین شده است.

بررسی زمین شناسی مهندسی و اثرات ساختگاهی در شمال شرق استان سیستان و بلوچستان -شهرهای زابل و خاش
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده علوم پایه 1388
  ابراهیم رحیمی   ناصر حافظی مقدس

در این تحقیق کوشش بر آن است تا با استفاده از داده های موجود و انجام مطالعات زمین شناسی مهندسی یا ژئوتکنیکی، انجام آزمایش های آزمایشگاهی و استفاده از نگاشت های لرزه ای موجود شبکه شتاب نگاری ایران در شمال شرق استان سیستان و بلوچستان به همراه بهره گیری از داده های خردلرزه ای، ویژگی های زمین شناسی مهندسی و اثرات ساختگاهی در شهرهای زابل و خاش مورد بررسی قرار گیرد. روش انجام این تحقیق بدین گونه است که مشابه با سایر تحقیقات علمی، مطالعات با جمع آوری ادبیات فنی موجود نظیر مقاله ها، کتاب ها، نقشه های موجود، عکس ها و سایر مدارک و مستندات کتابخانه ای شروع می گردد. با استفاده از این دستاوردها و بر طبق پیش بینی های اولیه، عملیات بازدید صحرایی زمین شناسی و سپس گمانه زنی ژئوتکنیکی برای تعیین مواردی نظیر تعیین نیمرخ و مشخصات ژئوتکنیکی خاک یا سنگ مناطق و تعیین سطح آب زیرزمینی صورت خواهد گرفت. در ادامه عملیات لرزه شناسی و تعیین پارامترهای لرزه ای و زمین شناسی مهندسی خاک با بهره گیری از برداشت های خردلرزه ای رئوس فعالیت ها را تشکیل خواهد داد. بدین منظور جهت تعیین پارامترهای ژئوتکنیکی نظیر تعیین جنس و نیمرخ لایه های خاک، عدد spt، تعیین دانسیته برجا، سطح آب زیرزمینی و ... عملیات حفاری ژئوتکنیکی با تجهیز دستگاه های حفاری در محل های یاد شده به انجام خواهد رسید. عملیات حفاری به روش مغزه گیری پیوسته (continuous coring) انجام می گردد. طی عملیات حفاری، آزمایش های صحرایی پیش بینی شده انجام می گیرد و نمونه های اخذ شده جهت انجام آزمایش های آزمایشگاهی به آزمایشگاه منتقل می گردد. در ادامه، برداشت های خردلرزه ای (میکروترمور) در محل گره های شبکه ترسیم شده برای حالت نقطه ای (یک بعدی) با استفاده از دستگاه های لرزه نگار سه مولفه ای، داده های لازم جهت تعیین اثرات ساختگاهی را فراهم می کند. در صورت امکان در ارزیابی مشخصات لایه بندی از شیوه برداشت آرایه ای (array) خردلرزه ها نیز استفاده خواهد گردید. تعدادی آزمایش 3 محوری سیکلی نیز بر روی نمونه های اخذ شده جهت استفاده در تحلیل ها، از سایت های مورد مطالعه پیش بینی شده است. تحلیل و تفسیر داده ها مرحله بعدی انجام تحقیق می باشد. ارزیابی اثرات ساختگاهی با روش های خطی معادل و نسبت طیفی صورت می گیرد. گزارش نهایی نیز پس از کسب داده های لازم حاصل از مطالعات دفتری و برداشت های صحرایی و تحلیل داده ها در جهت ارائه ویژگی های زمین شناسی مهندسی و تعیین اثرات ساختگاهی منطقه تنظیم خواهد گردید.

تاثیر بهسازی بر ویژگی های زمین شناسی مهندسی خاک های آلوده نفتی جنوب استان خوزستان
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده علوم پایه 1391
  نیما قنواتی   محمد رضا نیکودل

استان خوزستان در جنوب غربی ایران به علت وجود منابع عظیم نفت و گاز در معرض آلودگی شدید نفتی قرار دارد. آلودگی های نفتی در این منطقه به علت حجم بالای عملیات استخراج و فرآوری، سوانح بارگیری و تردد نفتکش ها و همچنین فرسودگی و شکستگی لوله های انتقال نفت می باشد. نفوذ مواد نفتی به خاک اطراف و زیر پی سازه ها باعث تغییراتی در خصوصیات ژئوتکنیکی آن می شود. هر تغییری در مشخصات مهندسی لایه خاک می تواند منجر به کاهش ظرفیت باربری و افزایش نشست کلی و نسبی پی سازه ها شود. در این تحقیق با هدف ارزیابی تاثیر گازوئیل به عنوان یک فراورده نفتی بر روی ویژگی های مهندسی خاک های جنوب خوزستان پس از نمونه برداری از ده.نقطه و انتقال نمونه ها به آزمایشگاه، و گروه بندی نمودن آنها، برخی ویژگی های رسوبات از قبیل وزن واحد حجم، مشخصات دانه بندی و تراکم پذیری آنها تعیین شد. سپس هر نمونه به هفت قسمت تقسیم شد و هر نمونه به ترتیب با 2، 4، 6، 8، 10 و 15 درصد وزنی گازوئیل ترکیب شد و بر روی هر کدام آزمایش های حدود آتربرگ، تراکم و برش مستقیم انجام شد، انتخاب گازوئیل به دلیل فراوانی این ماده نفتی و همچنین پایداری آن در طبیعت انجام شد. به منظور بهسازی نمونه ها و کاهش یا از بین بردن تاثیر منفی گازوئیل بر خواص مهندسی نمونه ها، هر نمونه در ظرف مخصوصی قرار گرفت و 6 درصد وزنی خاک، آهک با آب مخلوط و به نمونه اضافه شد، در طول یک ماه آینده هر پنج روز یکبار تغییرات مقاومتی هر نمونه با یک پنترومتر جیبی اندازه گیری شد و در پایان یک ماه بر روی همه ی نمونه ها آزمایش های برش مستقیم، حدود آتربرگ و کلسیمتری انجام شد و نتایج آن با حالت بهسازی نشده مقایسه شد. نتایج حاصل نشان دهنده تاثیر آهک بر افزایش مقاومت با گذشت زمان در خاک آلوده با درصد های مختلف گازوئیل می باشد.

ارزیابی تأثیر خصوصیات زمین شناسی مهندسی ریز سنگ دانه ها در تراکم پذیری آن ها
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده علوم 1392
  شیرین سامانی   علی ارومیه ای

عمل تراکم یکی از روش های مکانیکی بهسازی زمین به شمار می¬آید که طی آن، با اعمال انرژی، فضاهای خالی خاک کاهش یافته و منجر به بهبود ویژگی¬های مهندسی آن می¬شود. تراکم¬پذیری، کاربرد گسترده¬ای در طرح های زیربنایی از جمله سدهای خاکی، خاک ریز راه¬ها، ساخت دیوارهای حائل و دیگر فعالیت¬ها دارد. عوامل متعددی در تراکم¬پذیری خاک ها تأثیر گذارند که نوع خاک و انرژی تراکم از مهم¬ترین آن ها به شمار می¬آیند. در این پژوهش ویژگی¬های زمین¬شناسی مهندسی مصالح مورد استفاده در عمل تراکم نیز مورد توجه قرار گرفته¬اند. در این راستا نمونه هایی از سنگ با جنس متفاوت( شیل، ماسه سنگ کوارتزی، ماسه سنگ قرمز، توفیت، آهک، تراورتن، گرانیت، اسلیت، آندزیت، بازالت) تهیه شده و پس از خرد کردن، آزمایش تراکم بر روی آن ها انجام پذیرفت. منحنی¬های تراکم به دست آمده با توجه به یکسان بودن دانه¬بندی، انرژی اعمالی و استاندارد مورد استفاده اشکال متفاوتی را نشان می¬دهند.این امر نشان از متاثر بودن شکل منحنی از جنس مصالح -است. این منحنی¬ها در سه گروه، زنگوله¬ای شکل(شیل، ماسه سنگ قرمز، اسلیت)،خطی (گرانیت، آندزیت، بازالت، ماسه سنگ کوارتزیتی) و نامتعارف (توف و تراورتن) تقسیم شده است. علاوه بر تفاوت در شکل منحنی تراکم، با بررسی تغییرات دانه¬بندی مصالح پیش و پس از آزمایش تراکم و بررسی ثابت¬ها (d10-d30-d60) و ضرایب(یکنواختی وخمیدگی) مرتبط با منحنی¬دانه¬بندی، میزان خردشدگی ذرات در طی آزمایش تراکم (انرژی یکسان) نمایش داده شده است.

ارزیابی خصوصیات زمین شناسی مهندسی توف های سازند کرج با تاکید بر رفتارهای تابع زمان (هوازدگی و خزش) در محدوده شمال قزوین تا شمال تهران
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه بوعلی سینا - دانشکده علوم پایه 1393
  علیرضا طالب بیدختی   محمد حسین قبادی

هدف از انجام این پژوهش بررسی خصوصیات زمین شناسی مهندسی توف های سازند کرج و همچنین ارزیابی رفتار تابع زمان آنها از نظر هوازدگی و خرش می باشد. به منظور ارزیابی ویژگی های زمین شناسی مهندسی توف های مورد مطالعه با انجام مطالعات صحرایی از 13 محل نمونه برداری شد. مطالعات صحرایی نشان می دهد که ویژگی های سنگ شناسی توف های مورد مطالعه بسیار متنوع می باشد بطوری که در فاصله های کم ترکیب کانی شناسی و خصوصیات بافتی نمونه ها تغییر می کند. از نظر زمین ساختی، منطقه مورد مطالعه دارای تکتونیک فعالی بوده و تحت گسلش و چین خوردگی شدیدی قرار گرفته است. بنحوی که البرز مرکزی بیشتر تحت تاثیر چین خوردگی قرار گرفته در حالیکه و نقش گسلش در البرز غربی (شمال قزوین) برجسته تر است. نتایج مطالعات پتروگرافی و آنالیز xrd نشان می دهد که ترکیب کانی شناسی توف های مورد مطالعه متفاوت بوده و می توان نمونه های مورد مطالعه را به سه دسته توف های شیشه ای، توف های کریستالین و توف های جوش خورده (ایگنمبریت) تقسیم بندی نمود. مطالعات xrf نشان می دهد که توف های مورد مطالعه غالباً دارای ترکیب ریولیتی- آندزیتی هستند. پس از نمونه برداری اقدام به تهیه حدود 700 معزه با قطر nx از بلوک ها گردید. با انجام مطالعات آزمایشگاهی خواص فیزیکی و مکانیکی توف ها مورد بررسی قرار گرفت. سپس با توجه به نتایج آزمایش ها روابط کاربردی مناسب برای پیش بینی ویژگی های مهندسی نمونه ها ارائه گردید. به منظور ارزیابی تاثیر هوازدگی فیزیکی بر روی توف ها 510 مغزه از 13 نوع مختلف توف مورد استفاده قرار گرفت. آزمون انجماد و ذوب (70 چرخه)بر روی مغزه ها و آزمون سلامت سنگ (15 چرخه) بر روی سنگدانه و مغزه ها در محلول های اشباع سولفات منیزیم و سولفات سدیم انجام شد. در نهایت تاثیر فرایند هوازدگی فیزیکی بر روی خواص مهندسی نمونه ها با استفاده از مدل تابع تخریب مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آزمون انجماد و ذوب آب نشان می دهد که سرعت تخریب نمونه ها تحت تاثیر اندازه حفرات، عوامل ساختاری، بافت و میزان هوازدگی سنگ می باشد. نتایج آزمون سولفات برروی سنگدانه ها با دانه بندی های مختلف نشان می دهد که در آزمون سولفات منیزیم درصد افت وزنی ذرات ریزتر بیشتر از ذرات درشت تر است در حالی که در آزمون سولفات سدیم این روند بر عکس می باشد. نتایج آزمون سلامت سنگ بر روی خواص مهندسی مغزه ها نشان می دهد که مکانیزم تخریب این دو نمک متفاوت بوده به نحوی که اثر تخریبی محلول سولفات سدیم بر روی خواص مهندسی بیشتر از محلول سولفات منیزیم بوده است. علی رغم اینکه میزان آسیب دیدگی سطحی و خوردگی نمونه ها در محلول سولفات منیزیم بیشتر از سولفات سدیم است. محاسبه نیمه عمر نمونه ها در برابر فرایند های هوازدگی نشان می دهد که اثرات تخریبی فرایند تبلور نمک به مراتب بیشتر از فرایند انجماد و ذوب می باشد به نحوی که عملکرد تخریبی سولفات سدیم 15 برابر عملکرد تخریبی انجماد و ذوب بر روی کاهش مقاومت کششی نمونه ها می باشد. به منظور بررسی رفتار خزشی توف های مورد مطالعه اقدام به طراحی و ساخت دستگاه خزش شد. دستگاه طراحی شده از عملکرد مناسبی برخوردار بوده و می تواند برای بررسی رفتار خزشی سنگ ها در دراز مدت به کار رود. برای تحلیل رفتار خزشی نمونه های مورد مطالعه از مدل ویسکو الاستیک بورگر استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که مقادیر ثابت های ویسکو الاستیک نمونه ها بسیار متغیر بوده و به میزان هوازدگی نمونه، درصد کانی های ناسالم سنگ و همچنین فراوانی ریز ترک های موجود در سنگ بستگی دارد. در نهایت با توجه به نتایج آزمایش های آزمایشگاهی کاربری توف های مورد مطالعه به عنوان مصالح سنگی ارزیابی گردیده است

ارزیابی شاخص های زمین شناسی مهندسی در مکان یابی محل دفن پسماندهای خطرناک استان زنجان
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده علوم پایه 1387
  مهدی برومندی   ماشاءالله خامه چیان

مدیریت پسماندهای خطرناک در برنامه های زیست محیطی اهمیت قابل توجهی دارد. راه کارهای متعددی جهت مدیریت این پسماندها ارائه شده است که کاهش تولید، بازیافت و دفن پسماندها از جمله این موارد می باشند. دفن پسماندها به دلیل هزینه پایین تر و قبول طیف گسترده ای از پسماندها در بسیاری از کشورها رایج ترین روش می باشد. عوامل بسیار زیادی در مکان یابی محل دفن پسماندها تاثیر گذار می باشد. این عوامل شامل عوامل زمین شناسی، هیدرولوژی، هیدروژئولوژی، خاک شناسی، هواشناسی، اقتصادی و اجتماعی و ... می باشند. در این تحقیق به مکان یابی محل دفن پسماندهای خطرناک در استان زنجان پرداخته می شود. مکان یابی با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی و با روش وزن دهی ساده و تحلیل سلسله مراتبی صورت می گیرد. از آن جا که شاخص های زمین شناسی مهندسی در مکان یابی محل دفن پسماندها موثر می باشند، مکان یابی با استفاده از این شاخص ها نیز با دو روش وزن دهی ساده و تحلیل سلسله مراتبی (ahp) انجام شده است. عوامل زمین شناسی مهندسی که در این موضوع تاثیرگذار می باشد شامل نوع ریخت شناسی، مقدار شیب، جنس سنگ، گسل ها، لرزه خیزی، روان گرایی، خاک شناسی (شامل میزان فرسایش پذیری و میزان نفوذپذیری)، کاربری اراضی، هیدرولوژی و هیدروژئولوژی می باشد. پس از انتخاب پهنه های پیشنهادی با استفاده از همه عوامل و بازدید از این پهنه ها اهمیت شاخص های زمین شناسی مهندسی روشن می شود؛ زیرا پهنه هایی در نهایت انتخاب می شوند که با توجه به این شاخص ها نیز امتیاز بالایی کسب کرده اند. در نهایت نتایج هر دو مورد با هم مورد مقایسه و ارزیابی قرار می گیرد. همچنین سه پهنه به عنوان پهنه های پیشنهادی جهت دفن پسماندهای خطرناک معرفی می شوند.

بررسی اثر جنس سنگدانه های مختلف بر خواص مقاومتی بتن
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده علوم پایه 1388
  جواد شریفی   محمد رضا نیکودل

بتن به عنوان یکی از ترکیباتی که برای ساخت سازه های بتنی در پروژه های عمرانی از آن استفاده می شود، از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. مواد و مصالح تشکیل دهنده بتن شامل سیمان، سنگدانه، آب و مواد افزودنی است که کارایی، مقاومت و سایر خصوصیات بتن تابع مواد تشکیل دهنده آن می باشد. سنگدانه ها سه چهارم حجم بتن را تشکیل می دهند. سنگدانه ها نه تنها در مقاومت بتن موثرند، بلکه دوام و پایداری بتن تا حد زیادی تحت تاثیر آنها قرار دارد. در این تحقیق به منظور بررسی تاثیر نوع (جنس) و خواص سنگدانه بر خصوصیات مکانیکی بتن، سنگ هایی از معادن مختلف انتخاب و سپس برای ساخت بتن مورد استفاده قرار گرفته است . به طور کلی نمونه هایی از گروه سنگ های آذرین، رسوبی و دگرگونی انتخاب شده که شامل آندزیت، بازالت، گرانیت، گنایس، آهک، لوماشل، ماسه سنگ، دولومیت، توف و دیوریت می باشد. در ابتدا خصوصیات شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی سنگ های انتخاب شده در آزمایشگاه تعیین شده است. در مرحله بعد، مصالح موجود به سنگدانه هایی در اندازه شن و ماسه خرد شده و برخی از خصوصیات سنگدانه ها مثل زبری، حجم فضای خالی بین دانه ها، شکل دانه ها و دانه بندی آنها نیز تعیین گردید. سپس با استفاده از طرح اختلاط یکسان از سنگدانه های موجود بتن تهیه و خصوصیات مکانیکی بتن بعد از گذشت 7، 28 و 90 روز اندازه گیری شد. نتایج آزمایش ها نشان داد، که جنس سنگدانه ها تاثیر بسزایی بر خصوصیات مقاومتی بتن دارد. به طور کلی سنگدانه هایی که بتوانند پیوستگی فیزیکی و شیمیایی خوبی با خمیر سیمان برقرار کنند، بتن مقاومتری را می سازند. بنابراین چسبندگی بین سنگدانه و خمیر سیمان نقش عمده ای در خواص مقاومتی بتن دارد. در مرحله بعد برای اندازه گیری کمی مقاومت فصل مشترک سنگدانه و خمیر سیمان، آزمایش ساده ای پیشنهاد و نمونه هایی نیز به همین منظور ساخته شد. سپس با استفاده از ادوات تهیه شده برای این آزمایش، مقاومت پیوندی بین سنگدانه ها و خمیر سیمان اندازه گیری شده است. در انتها مشخص گردید که از بین سنگدانه های به کار رفته برای ساخت بتن در این تحقیق، به ترتیب سنگدانه های آهکی، دولومیتی، توفی، گرانیتی، گنایسی، بازالتی، آندزیتی، لوماشلی، ماسه سنگی و دیوریتی دارای خواص مطلوبی از نظر مقاومت و چسبندگی با خمیر سیمان برای استفاده در بتن می باشند.