rahmani - mashhad conferenceconfnews.um.ac.ir/images/41/conferences/5ncce/2065.pdf · 2015. 5....

8
ﭘﻨﺠﻤﻴﻦ ﻛﻨ ـ ﻣﻬﻨ ﻣﻠﻲ ﮕﺮه ـ ﻋﻤ ﺪﺳﻲ ـ ﺮان14 ﺗﺎ16 اردﻳ ﺒﻬﺸﺖ1389 داﻧﺸﮕﺎه، ﻣﺸﻬﺪ ﻓﺮدوﺳﻲ، ﻣﺸﻬﺪ اﻳﺮان، ﭘﻮﻛﻪ ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت ﺗﻌﻴﻴﻦ اﻣﻜﺎن و دﻣﺎوﻧﺪ ﻣﻌﺪﻧﻲ ﻫﺎي ﺳﻨﺠﻲ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﺻﻨﻌﺖ در آﻧﻬﺎ ﻛﺎرﺑﺮد ﻣﻮارد رﺣﻤﺎﻧﻲ ﺣﻤﻴﺪرﺿﺎ* ﻧﻴﻜﻮدل ﻣﺤﻤﺪرﺿﺎ ﻳﺰداﻧﻲ، ﻣﺤﻤﻮد، * ﻣﺪرس ﺗﺮﺑﻴﺖ داﻧﺸﮕﺎه ﻋﻤﺮان، ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﺑﺨﺶ، ارﺷﺪ ﻛﺎرﺷﻨﺎﺳﻲ داﻧﺸﺠﻮي ﺗﺮ داﻧﺸﮕﺎه ﻋﻤﺮان، ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﺑﺨﺶ ﭘﻲ، و ﺧﺎك ﮔﺮوه اﺳﺘﺎدﻳﺎر ﻣﺪرس ﺑﻴﺖ ﻣﺪرس ﺗﺮﺑﻴﺖ داﻧﺸﮕﺎه ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ، ﺷﻨﺎﺳﻲ زﻣﻴﻦ ﮔﺮوه اﺳﺘﺎدﻳﺎر[email protected] [email protected] [email protected] ﺧﻼﺻﻪ ﭘﻮﻛﻪً ﻋﻤﺪﺗﺎ ﺳﺒﻚ ﻃﺒﻴﻌﻲ ﻣﻌﺪﻧﻲ ﻫﺎي ﺳﻨﮓ زﻣﺮه در ﺑﻴﺮ آذرﻳﻦ ﻫﺎي ﮔﻴﺮﻧﺪ ﻣﻲ ﻗﺮار وﻧﻲ و ﻓﻌﺎﻟﻴﺖ ﺑﺪﻟﻴﻞ آﺗﺸﻔﺸﺎ ﻫﺎي دوران در ﻧﻲ زﻣﻴﻦ ﮔﺬﺷﺘﻪ ﻫﺎي ﺷﻨﺎﺳﻲ اﻳﺮان در، ﻣﻼﺣﻈﻪ ﻗﺎﺑﻞ ﮔﺴﺘﺮش اي دارﻧﺪ. در ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ ﺑﻪ ﺣﺎﺿﺮ ﻣﻘﺎﻟﻪ وﻳﮋﮔﻲ و ﺼﻮﺻﻴﺎت ﭘﻮﻛﻪ ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻫﺎي ﻣﺤﺪوده در ﻣﻌﺪﻧﻲ ﻫﺎي ﻛﻮه اﺳﺖ ﺷﺪه ﭘﺮداﺧﺘﻪ دﻣﺎوﻧﺪ. ﻧﻤﻮﻧﻪ از ﭘﺲ ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ اﻳﻦ در از ﺑﺮداري ﻣﻌﺪن ﭼﻨﺪ و ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ ﺟﺎﻣﻊ آزﻣﺎﻳﺸﺎت ﺳﻨﮕﺪاﻧﻪ، ﺑﻪ آﻧﻬﺎ ﺗﺒﺪﻳﻞ و دﻣﺎوﻧﺪ ﻧﺎﺣﻴﻪ ﺳﻨﮕﺪاﻧﻪ ﻣﺨﺼﻮص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ آن ﺑﺮروي ﻫﺎ و ﮔﺮﻓﺘﻪ اﻧﺠﺎم ﻫﺎ ﺳﻨﮕﺪا ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت ﻧﻪ ﮔﺮدﻳﺪه ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻣﺬﻛﻮر ﻫﺎي اﻧﺪ. ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺑﻪ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﺎ اداﻣﻪ در ﺗﻮﺻﻴﻪ اراﺋﻪ ﺑﻪ آزﻣﺎﻳﺸﺎت، از ﺣﺎﺻﻞ ﺳﻨﮕﺪاﻧﻪ ﻛﺎرﺑﺮد ﻣﻮارد اﻣﻜﺎن ﺧﺼﻮص در ﻓﻨﻲ ﻫﺎي ﺷﺪ ﭘﺮداﺧﺘﻪ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﺻﻨﻌﺖ در ﻣﻌﺎدن اﻳﻦ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻫﺎي ه اﺳﺖ. ﻛﻠﻴﺪي ﻛﻠﻤﺎت: ﭘﻮﻛﻪ ﻣﻌﺪﻧﻲ دﻣﺎوﻧﺪ ﺳﺒﻜﺪاﻧﻪ، ﺳﺒﻚ ﺑﺘﻦ، آزﻣﺎﻳﺶ، ﺳﻨﮕﺪاﻧ ﻫﺎي1 . ﻣﻘﺪﻣﻪ ﭘﻮﻛﻪ ﭘﺎﻳﻴﻦ ﺣﺮارﺗﻲ و ﺻﻮﺗﻲ ﻫﺪاﻳﺖ ﺿﺮﻳﺐ آﺗﺶ، ﻣﻘﺎﺑﻞ در ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺳﺒﻜﻲ، ﻫﻤﭽﻮن ﺧﻮد ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ ﺧﻮاص از ﺑﻌﻀﻲ ﺑﺪﻟﻴﻞ ﻣﻌﺪﻧﻲ ﻫﺎي) و ﺻﻮﺗﻲ ﻋﺎﻳﻖ ﺣﺮارﺗﻲ( ﻣﻲ ﺻﻨﻌﺖ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺑﺨﺸﻬﺎي در ﻣﺘﻨﻮع ﺑﺴﻴﺎر ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎي داراي ﺑﺎﺷﻨﺪ. ﺷﺎﻳ ﺑﺼﻮرت ﻣﻨﺎﺑﻊ اﻳﻦ دﻧﻴﺎ ﺻﻨﻌﺘﻲ ﻛﺸﻮرﻫﺎي از ﺑﺴﻴﺎري در ﺴﺘﻪ ﻣﻮرد اي ﻣﻲ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺻﻨﺎﻳﻊ در و ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻗﺮار ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ ﺷﻮﻧﺪ] 1 [ . ﻣﻲ اﺳﺘﻔﺎده ﺳﺒﻜﺴﺎزي ﺟﻬﺖ ﻛﻪ ﺑﻮده ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﺻﻨﻌﺖ در ﻣﻮاد اﻳﻦ ﻣﺼﺮف ﻋﻤﺪه ﺷﻮد. ﻟﺮزه اﻳﻤﻨﻲ ﺳﻄﺢ ارﺗﻘﺎء ﺑﺮ ﻋﻼوه و ﺷﺪه ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﺑﺮ وارد زﻟﺰﻟﻪ ﻧﻴﺮوي ﻛﺎﻫﺶ ﺑﻪ ﻣﻨﺠﺮ ﺳﺒﻜﺴﺎزي ﻣﺼﺎﻟﺢ ﻣﺼﺮف ﻛﺎﻫﺶ ﺑﺎﻋﺚ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن اي ﺳﺎزه ﺑﻜﺎر اي ﻣﻲ ﻧﻴﺰ ﺳﺎزه در رﻓﺘﻪ ﮔﺮدد. ﻋﺎﻳﻘﺒﻨﺪي ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺿﻌﻒ ﺑﺪﻟﻴﻞ اﻧﺮژي ﺣﺪ از ﺑﻴﺶ ﻣﺼﺮف و ﺳﻮ ﻳﻚ از ﻛﺸﻮر ﺑﻮدن ﺧﻴﺰ زﻟﺰﻟﻪ ﺑﻪ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﺎ) ﺣﺮارﺗﻲ و ﺻﻮﺗﻲ( ﻣﻲ ﻛﺸﻮر ﻣﻌﺪﻧﻲ ﭘﻮﻛﻪ ارزانً ﻧﺴﺒﺘﺎ ﻣﻨﺎﺑﻊ از ﺑﻬﻴﻨﻪ اﺳﺘﻔﺎده دﻳﮕﺮ، ﺳﻮي از ﺳﺎﺧﺘﻤﺎﻧﻬﺎ اﻛﺜﺮ د اﻳﻤﻨﻲ اﻓﺰاﻳﺶ ﺑﺮ ﻋﻼوه ﺗﻮاﻧﺪ ﻣﻼﺣﻈﻪ ﻗﺎﺑﻞ ﻛﺎﻫﺶ ﺑﻪ زﻟﺰﻟﻪ ﻣﻘﺎﺑﻞ ر ارزش ﺑﺎ ﻣﺼﺎﻟﺢ ﺳﺎﻳﺮ ﻣﺼﺮف در ﺑﻴﺎﻧﺠﺎﻣﺪ وﮔﺎز ﻧﻔﺖ ﻣﻴﻠﮕﺮد، ﺳﻴﻤﺎن، ﻫﻤﭽﻮن ﺗﺮ. ﭘﻮﻛﻪ آن ﺟﻤﻠﻪ از ﻛﻪ دارﻧﺪ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﺻﻨﻌﺖ در ﺑﺨﺼﻮص و ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺻﻨﺎﻳﻊ در زﻳﺎدي ﺑﺴﻴﺎر ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎي ﻣﻌﺪﻧﻲ ﻫﺎي از ﻋﺒﺎرﺗﻨﺪ ﻫﺎ: ﺳﺒﻚ ﺑﺘﻦ ﺳﺎﺧﺖ ﺳﺎزه اي) ﺗﻴﺮ، در ﺳﻘﻒ و ﺳﺘﻮن( ﺳﺎزه ﻏﻴﺮ ﺳﺒﻚ ﺑﺘﻦ و اي) ﺟﺪاﻛﻨﻨﺪه دﻳﻮارﻫﺎي ﻫﻤﭽﻮن3D Panel ( ﻓﺮآورده ﺗﻮﻟﻴﺪ، ﺳﺎزه ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺳﺒﻚ ﻫﺎي و اي ﻏﻴﺮﺳﺎزه ﭘﻴﺶ ﺑﺼﻮرت اي ﺻﻮﺗﻲ ﻋﺎﻳﻘﻬﺎي اﻳﺠﺎد و ﺣﺮارﺗﻲ ﻫﺎي اﻧﺮژي اﺗﻼف ﻛﺎﻫﺶ ﻣﻨﻈﻮر ﺑﻪ ﺳﺎﺧﺘﻪ] 2 و3 [ ، ﻣﺼﺎﻟﺢ ﺑﻌﻨﻮان ﻃﺒﻘﺎت درﻛﻔﺴﺎزي ﭘﺮﻛﻨﻨﺪه ﻣﻨﺎﺳ ﺗﻌﺎﻣﻞ در ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﻟﻮﻟﻪ ﺑﺎ ﺗﻮﻧﻠﻬﺎي ﺑﺘﻨﻲ ﻻﻳﻨﻴﻨﮓ ﭘﺸﺖ ﭘﺮﻛﻨﻨﺪه ﻣﺼﺎﻟﺢ ﺣﺎﺋﻞ، دﻳﻮارﻫﺎي ﭘﺸﺖ ﭘﺮﻛﻨﻨﺪه ﻣﺼﺎﻟﺢ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن، ﺻﻨﻌﺖ در ﺗﺎﺳﻴﺴﺎﺗﻲ ﻫﺎي ﮔﻠﺨﺎﻧﻪ ﮔﻴﺎﻫﺎن ﻛﺎﺷﺖ در اﺳﺘﻔﺎده راﻫﺴﺎزي، ﺻﻨﻌﺖ در زﻫﻜﺸﻲ ﺟﻬﺖ ﻓﻴﻠﺘﺮ و ﺷﻬﺮي ﻣﺘﺮوي زﻣﻴﻦ در اﺳﺘﻔﺎده و اي ﺻﻨﻌﺖ در آب ﻛﻢ ﻛﺸﺎورزي ﻫﺎي د ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎي و ﻛﺸﺎورزي و ﻧﺴﺎﺟﻲ ﺻﻨﺎﻳﻊ ﻓﺎﺿﻼب، درﺗﺼﻔﻴﻪ ﻫﻤﭽﻮن ﻳﮕﺮي. ...

Upload: others

Post on 28-Jun-2021

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Rahmani - mashhad conferenceconfnews.um.ac.ir/images/41/conferences/5ncce/2065.pdf · 2015. 5. 31. · هﺪﺷ مﺎﺠﻧا ASTM-C97 و ASTM-C94 دراﺪﻧﺎﺘﺳا سﺎﺳا

رانـدسي عمـگره ملي مهنـكنپنجمين ، ايران مشهد ،فردوسي مشهد، دانشگاه 1389بهشت اردي16 تا 14

35 mm

سنجي هاي معدني دماوند و امكانتعيين خصوصيات مهندسي پوكه موارد كاربرد آنها در صنعت ساختمان

، محمود يزداني، محمدرضا نيكودل *حميدرضا رحماني دانشجوي كارشناسي ارشد ، بخش مهندسي عمران، دانشگاه تربيت مدرس* بيت مدرساستاديار گروه خاك و پي، بخش مهندسي عمران، دانشگاه تر

استاديار گروه زمين شناسي مهندسي، دانشگاه تربيت مدرس

[email protected] [email protected]

[email protected]

خلاصه

هاي گذشته زمين ني در دورانهاي آتشفشا بدليل فعاليت ووني قرار مي گيرندهاي آذرين بير در زمره سنگهاي معدني طبيعي سبك عمدتاًپوكه كوههاي معدني در محدودههاي مهندسي پوكهصوصيات و ويژگيمقاله حاضر به شناسايي خ در. دارنداي گسترش قابل ملاحظه،در ايران شناسي

ناحيه دماوند و تبديل آنها به سنگدانه، آزمايشات جامع فيزيكي و چند معدنبرداري از در اين مطالعه پس از نمونه .دماوند پرداخته شده است در ادامه با توجه به نتايج .اندهاي مذكور تعيين گرديدهنهخصوصيات مهندسي سنگدا ها انجام گرفته وها برروي آنمكانيكي مخصوص سنگدانه

ه هاي مختلف اين معادن در صنعت ساختمان پرداخته شدهاي فني در خصوص امكان موارد كاربرد سنگدانهحاصل از آزمايشات، به ارائه توصيه .است

ههاي سنگدان، آزمايش، بتن سبك، سبكدانهدماوند معدني پوكه: كلمات كليدي

مقدمه .1 عايق صوتي و (هاي معدني بدليل بعضي از خواص فيزيكي خود همچون سبكي، مقاومت در مقابل آتش، ضريب هدايت صوتي و حرارتي پايين پوكه

اي مورد ستهدر بسياري از كشورهاي صنعتي دنيا اين منابع بصورت شاي. باشندداراي كاربردهاي بسيار متنوع در بخشهاي مختلف صنعت مي) حرارتي. شودعمده مصرف اين مواد در صنعت ساختمان بوده كه جهت سبكسازي استفاده مي. ]1[شوندشناسايي قرار گرفته و در صنايع مختلف استفاده مي

اي بكار سازهاي ساختمان باعث كاهش مصرف مصالحسبكسازي منجر به كاهش نيروي زلزله وارد بر ساختمان شده و علاوه بر ارتقاء سطح ايمني لرزه) صوتي و حرارتي(با توجه به زلزله خيز بودن كشور از يك سو و مصرف بيش از حد انرژي بدليل ضعف سيستم عايقبندي . گرددرفته در سازه نيز مي

ر مقابل زلزله به كاهش قابل ملاحظه تواند علاوه بر افزايش ايمني داكثر ساختمانها از سوي ديگر، استفاده بهينه از منابع نسبتاً ارزان پوكه معدني كشور مي . تر همچون سيمان، ميلگرد، نفت وگاز بيانجامددر مصرف ساير مصالح با ارزش

ساخت بتن سبك : ها عبارتند ازهاي معدني كاربردهاي بسيار زيادي در صنايع مختلف و بخصوص در صنعت ساختمان دارند كه از جمله آنپوكه اي و هاي سبك مختلف سازه، توليد فرآورده)3D Panelهمچون ديوارهاي جداكننده (اي و بتن سبك غير سازه) ستون و سقفدر تير، (اي سازه

پركننده دركفسازي طبقات بعنوان مصالح ، ]3و2[ساخته به منظور كاهش اتلاف انرژي هاي حرارتي و ايجاد عايقهاي صوتياي بصورت پيشغيرسازههاي تاسيساتي در صنعت ساختمان، مصالح پركننده پشت ديوارهاي حائل، مصالح پركننده پشت لاينينگ بتني تونلهاي ب با لولهساختمان در تعامل مناس

هاي كشاورزي كم آب در صنعت اي و استفاده در زمينمتروي شهري و فيلتر جهت زهكشي در صنعت راهسازي، استفاده در كاشت گياهان گلخانه ... . يگري همچون درتصفيه فاضلاب، صنايع نساجي و كشاورزي و كاربردهاي د

Page 2: Rahmani - mashhad conferenceconfnews.um.ac.ir/images/41/conferences/5ncce/2065.pdf · 2015. 5. 31. · هﺪﺷ مﺎﺠﻧا ASTM-C97 و ASTM-C94 دراﺪﻧﺎﺘﺳا سﺎﺳا

رانـدسي عمـگره ملي مهنـكنپنجمين ، ايران مشهد ،فردوسي مشهد، دانشگاه 1389 ارديبهشت 16 تا 14

ين اهاي معدني در كشور وجود دارند كه تعدادي از آنها در حال استخراج و بهره برداري هستند كه از جمله در حال حاضر منابع غني از پوكه

م پتانسيل بالاي اين مواد مصرف آنها از لحاظ حجمي و تنوع كاربرد بصورت ليكن عليرغ. اشاره نمودتوان به معادن حاشيه كوه دماوند و سهندمعادن مييكي از دلايل عمده اين مسئله عدم شناخت كافي توليدكنندگان واحدهاي صنعتي از خواص مهندسي و كاربردهاي بالقوه . گيردشايسته انجام نمي

.باشد نوع از مصالح در ناحيه اطراف دماوند ميهدف اصلي از اين تحقيق تعيين خواص فيزيكي و مكانيكي اين. آنهاست

بردارينمونه .2

باشد كه در رينه يكي از شهرهاي استان مازندران مي. از معادن رينه در اطراف كوه دماوند استفاده شده است،برداري به منظور نمونهپژوهشدر اين ترين ناحيه استان مازندران اين بخش جنوبي. الاتر از روستاي گزنك واقع گرديده است جاده هراز از مسير شهرستان آمل به سمت تهران، ب79كيلومتر

.دهد موقعيت جغرافيايي اين منطفه را نشان مي1شكل. كوه البرز قرار گرفته استهاي شمالي رشتهبوده و در دامنه

هاي بزرگ وكوچك اخذ شده و هايي بصورت كلوخه در حال فعاليت در اطراف رينه، نمونه پوكهندين معدنبدين منظور پس از بازديد از چها اي براي انجام آزمايشات مقاومتي و بعضي از آنها به همان صورت كلوخهدر آزمايشگاه برخي از اين نمونه. به آزمايشگاه مركزي انتقال داده شدند

.در ادامه ذكر خواهد شد، مورد استفاده قرار گرفتندبه صورت سنگدانه كه شرح آن آزمايشگاهيمطالعات .3

. هم بر روي سنگدانه انجام پذيرد بر روي سنگ و همايست آزمايشات مختلفيببه منظورتعيين خصوصيات فيزيكي و مقاومتي مصالح، مي :هاي تعيين خصوصيات فيزيكي عبارتند ازمتداولترين آزمايش

بررسي ماكروسكوپي مصالح، آزمايشات تعيين وزن مخصوص در حالت خشك و اشباع، درصد جذب آب نسبت به مصالح خشك، آزمايش دوام و هاي تعيين مصالح، درصد تخلخل، سلامت سنگدانه، تهيه مقطع نازك و شناسايي آن، آزمايشات شيميايي بر روي مصالح، آزمايشGsوارفتگي، تعيين .]6و5[... گرمايي و صوتي و ضريب هدايت

:سنگدانه ها عبارتند از تعيين خصوصيات مقاومتي سنگ وهاي متداولآزمايش اي، آزمايش آنجلس، آزمايش بار نقطهزمايش لس، آها آزمايش تعيين مقاومت كششي مغزهمحوري، فشاري تكتعيين مقاومتمغزه گيري وآزمايش

ها، تعيين مدول الاستيسيته و ضريب ها، آزمايش تعيين ارزش فشاري سنگدانهاي سنگدانهها، آزمايش تعيين ارزش ضربهدانهتعيين ارزش فشاري سنگ .]5و4 [...و ) سرعت امواج فشاري و برشي ( ديناميكيهاي، آزمايشمحوريسه فشاري مقاومت آزمايشپواسون سنگ،

اسايي شامل وزن مخصوص در حالت خشك و اشباع، درصد جذب آب نسبت به مصالح خشك، شنهايدر اين تحقيق پس از انجام آزمايش محوري و مدول فشاري تك مقاومت وهااي سنگدانه تعيين ارزش ضربههاي مقاومتيآزمايشتعيين دوام و وارفتگي، مصالح، درصد تخلخل و Gsتعيين

. ها خواهيم پرداختكه در ادامه به آنانجام گرديده هاز كلوخههاي بدست آمده ا نيز بر روي مغزهالاستيسيته

موقعيت جغرافيايي منطقه -1شكل

Page 3: Rahmani - mashhad conferenceconfnews.um.ac.ir/images/41/conferences/5ncce/2065.pdf · 2015. 5. 31. · هﺪﺷ مﺎﺠﻧا ASTM-C97 و ASTM-C94 دراﺪﻧﺎﺘﺳا سﺎﺳا

رانـدسي عمـگره ملي مهنـكنپنجمين ، ايران مشهد ،فردوسي مشهد، دانشگاه 1389 ارديبهشت 16 تا 14

هاسازي نمونهآماده .4

معدني اسكوريا به رنگ از ديدگاه ماكروسكوپي، پوكه. باشند معدني اسكوريا و پوميس ميهاي مورد استفاده در اين مطالعه از دو نوع پوكهنمونهها، از اين سنگ.باشد معدني پوميس به رنگ سفيد متمايل به كرم ميپا دارد و پوكهشبيه به سنگاي بوده كه ظاهري خاكستري تيره متمايل به قهوه

].3[اند انجام دادهها در دنيا به منظور شناسايي خصوصيات و كاربرد آن را بسيار زياديمحققين مختلف مطالعاتهاي معدني بوده و متداولترين نوع پوكه با سه اندازه هاي معدنيپوكههاي مختلف و بخصوص بعنوان سنگدانه بتن، تر خصوصيات فيزيكي اين مصالح به منظور استفادهبراي شناسايي به

:شودبندي پرداخته ميمختلف بررسي گرديدند كه در ادامه به جزئيات اين طبقه معدني اسكورياپوكه . 1,4

)هم ابعاد شن درشت( 8/3" و 4/3" اندازه بين الك پوكه معدني اسكوريا با : 1دانه بندي نوع )هم ابعاد شن ريز (4و شماره 8/3"پوكه معدني اسكوريا با اندازه بين الك : 2دانه بندي نوع )ماسه م ابعاده (40 و شماره 4پوكه معدني اسكوريا با اندازه بين الك شماره : 3دانه بندي نوع

.باشدبندي مي، تصوير مربوط به اين طبقه2شكل

يسپوم معدني پوكه . 2,4

)هم ابعاد شن درشت( 8/3" و 4/3"پوكه معدني پوميس با اندازه بين الك : 1دانه بندي نوع )هم ابعاد شن ريز( 4و شماره 8/3"پوكه معدني پوميس با اندازه بين الك : 2دانه بندي نوع )هم ابعادماسه (8 و شماره 4معدني پوميس با اندازه بين الك شماره پوكه : 3دانه بندي نوع

.باشد پوميس ميهايي سبكدانهندب ، تصوير مربوط به طبقه3شكل نتايج آزمايشگاهي .5 Gsتعيين آزمايشات وزن مخصوص، درصد تخلخل، درصد جذب آب و . 5.1

مصالح، Gs وزن مخصوص در حالت خشك و اشباع، آزمايش تعيين عدد آزمايش10هاي معدني، كهبندي پويق بر روي هرسه نوع دانهدر اين تحق انجام شده ASTM-C97 وASTM-C94آزمايشات مربوط به اين قسمت بر اساس استاندارد . ]6[ درصد جذب آب انجام گرديددرصد تخلخل و

نتايج اين 1جدول. شوندور در آب، پارامترهاي مذكور محاسبه مي بصورت غوطهدر هوا ور حالت خشك و اشباع با داشتن وزن مصالح ددر آنها كه .باشد سري آزمايش مي10 ميانگين نتايج هر يك از اعداد داخل جدول،ذكر است كه ه لازم ب. دهدآزمايشات را نشان مي

نتايج آزمايشات خصوصيات فيزيكي-1جدول  جذب آبدرصد

)(% تخلخلدرصد

(%) Gs وزن واحد حجم اشباع ميانگين

)Kg/m3 ( وزن واحد حجم خشك ميانگين

)Kg/m3 ( نوع نمونه

1پوكه اسكوريا نوع 1530 1760 01/2 31 10/15 2پوكه اسكوريا نوع 1570 1816 08/2 33 80/15 3پوكه اسكوريا نوع 1590 1920 25/2 51 43/21 1وكه پوميس نوع پ 726 1060 09/1 50 2/42

2پوكه پوميس نوع 774 1120 18/1 53 75/44 3پوكه پوميس نوع 894 1270 43/1 60 30/46

اياسكور يمعدن پوكهدانه بندي -2شكل

پوميس يمعدن پوكه يبند دانه -3شكل

Page 4: Rahmani - mashhad conferenceconfnews.um.ac.ir/images/41/conferences/5ncce/2065.pdf · 2015. 5. 31. · هﺪﺷ مﺎﺠﻧا ASTM-C97 و ASTM-C94 دراﺪﻧﺎﺘﺳا سﺎﺳا

رانـدسي عمـگره ملي مهنـكنپنجمين ، ايران مشهد ،فردوسي مشهد، دانشگاه 1389 ارديبهشت 16 تا 14

.اند ترسيم شده 7 تا 4هايلاشكابه منظور مقايسه خصوصيات فيزيكي اين دو نوع مصالح، نتايج آزمايشات بصورت مجزا در

)Slake durability( آزمايش دوام . 5.2

هوازدگي برابر در سنگ پايداري نشانگر كه است شدن خشك و تر مرحله دو از پس نمونه باقيمانده وزني درصد مقدار وارفتگي، و دوام

اين . ]6 و5[است كمتر هوازدگي برابر در سنگ شدن خرد و انحلال فرسايش، ميزان باشد بيشتر شاخص اين مقدار هرچه .است طبيعي آزمايش دوام انجام هاي معدني پوميس و اسكوريا، دو نمونهبر روي هر يك از پوكه. باشد ميASTM-D4644آزمايش بر اساس استاندارد

. آورده شده است3 و جدول2ها در جدولگرفته كه نتايج آن

پوميس يها پوكه يرو بر دوام شيآزما -3جدول اسكوريا آزمايش دوام بر روي پوكه هاي-2جدول

با دوام متوسط تا هاي معدني اسكوريا در رده سنگدوام بسيار كم و پوكههاي با معدني پوميس در رده سنگشود پوكههمانطوركه ملاحظه مي

.دگيركم قرار مي )Aggregate Impact Value(اي سنگدانه آزمايش ارزش ضربه . 5.3

ها در دانهاين عامل در كاربرد سنگ. اي براي هر سنگدانه، معياري نسبي از سختي يا مقاومت آن در برابر ضربه ناگهاني استارزش ضربهاي برابر است با نسبت وزني بخشي از ارزش ضربه. ها اهميت بسيار داردها و نظاير آنآمد ساختمانوبزرگراهها، جاده، طبقات پر رفت

شماره نمونه Id2) سيكل2طي(شاخص دوام

947/92 1

215/94 2

ميانگين 58/93

شماره نمونه Id2) سيكل2طي(شاخص دوام

499/97 1

997/97 2

ميانگين 75/97

اشباعحجمواحدوزن -5شكل وزن واحد حجم خشك -4شكل

درصد جذب آب-7شكل درصد تخلخل-6شكل

Page 5: Rahmani - mashhad conferenceconfnews.um.ac.ir/images/41/conferences/5ncce/2065.pdf · 2015. 5. 31. · هﺪﺷ مﺎﺠﻧا ASTM-C97 و ASTM-C94 دراﺪﻧﺎﺘﺳا سﺎﺳا

رانـدسي عمـگره ملي مهنـكنپنجمين ، ايران مشهد ،فردوسي مشهد، دانشگاه 1389 ارديبهشت 16 تا 14

نحوه انجام . ]6و5[شود به وزن كل نمونه انتخاب شده براي آزمايش، كه بر حسب درصد بيان مي،گذرد مي8ها كه از الك شماره سنگدانه

10 و 5/12هايها را با استفاده از الك مشخص شده و روش كار بدين صورت است كه ابتدا سنگدانهBS-812زمايش در استاندارد آ ضربه درون ظرف 25سپس مصالح را در سه لايه و در هر لايه با . شودميليمتري الك كرده و مصالح باقيمانده بين اين دو الك انتخاب مي

ضربه اعمال به آن ميليمتري بصورت سقوط آزاد380 بار از ارتفاع 15 ميليمتر ريخته و با پتك فلزي 50 ميليمتر و ارتفاع 102اي به قطر استوانهاي همانطوري كه گذرد، تعيين شده و ارزش ضربه مي8ها كه از الك شماره در نهايت، پس از اعمال ضربه، وزن بخشي از سنگدانه. گرددمي

هاي اسكوريا تعييين هاي پوميس و دو نمونه از پوكهاي سه نمونه از پوكهدر اين تحقيق ارزش ضربه. شود، محاسبه ميدر بالا شرح داده شد . مشخص شده است5 و جدول 4گرديده كه نتايج آن در جدول

ارزش ضربه اي پوكه معدني پوميس- 5جدول ي اسكوريامعدن پوكه يا ضربه ارزش - 4جدول

)Es(محوري و تعيين مدول الاستيسيتهآزمايش مقاومت فشاري تك . 5.4

ي محور تكيمقاومت فشار ميليمتر جهت انجام آزمايش 43اي با قطر وانههاي معدني، سه مغزه استاي پوكههاي كلوخه، از نمونهدر اين مطالعهبه منظور تعيين مدول الاستيسيته، كرنش ). 8شكل(تهيه شده و پس از بريدن و صاف كردن دو سر نمونه، تحت دستگاه بارگذاري قرار گرفتند

كرنش در -هاي تنشدهد و همچنين منحنيايشات را نشان مي نتايج اين آزم6جدول. ]4[گيري گرديدبصورت پيوسته در طول آزمايش اندازه . ارائه شده است11 و 10 و 9اشكال

نتايج آزمايش تك محوري و مدول الاستيسيته-6جدول

شماره نمونه ) A.I.V (%)اي ارزش ضربه(

46/18 1

64/17 2

ميانگين 96/17

شماره نمونه ) A.I.V (%)اي ارزش ضربه(

42 1

46/38 2

8/58 3

ميانگين 42/46

)Es(مدول الاستيسيته

)MPa(

محوريمقاومت فشاري تك

)Kg/cm2(

قطرمغزهبت طول به نس)L/D( شماره نمونه

760 5/33 2 1

850 123 2 2

815 4/51 2 3

نمونه هاي مغزه گيري شده-8شكل

Page 6: Rahmani - mashhad conferenceconfnews.um.ac.ir/images/41/conferences/5ncce/2065.pdf · 2015. 5. 31. · هﺪﺷ مﺎﺠﻧا ASTM-C97 و ASTM-C94 دراﺪﻧﺎﺘﺳا سﺎﺳا

رانـدسي عمـگره ملي مهنـكنپنجمين ، ايران مشهد ،فردوسي مشهد، دانشگاه 1389 ارديبهشت 16 تا 14

50روش كار به اين صورت است كه در نقطه معادل با . شودكرنش از مدول مماسي استفاده مي-براي تعيين مدول الاستيسيته در منحني تنش

با توجه به شيب خط مماس در آن نقطه، مدول الاستيسيته . گرددكرنش مماس رسم مي-ومت نهايي سنگ، خطي بر منحني تنشدرصد مقا .]4[گرددمماسي مشخص مي

تجزيه و تحليل نتايج .6

هاي معمولي، از دو سنگ بازالت و ريوليت كه نتايج آن ا سنگدانهبه منظور تجزيه و تحليل بهتر نتايج و مقايسه خصوصيات مهندسي اين نوع از مصالح ب . خصوصيات مهندسي دو سنگ بازالت و ريوليت ارائه شده است7در جدول. ، استفاده شده است]۶[باشدموجود مي

مشخصات فيزيكي بازالت و ريوليت-7جدول

شاخص دوام ) سيكل2طي(

Id2

ايارزش ضربهA.I.V (%)

 جذب آبدرصد

(%) تخلخلدرصد

(%) Gs ميانگين

وزن واحد حجم اشباع)Kg/m3 (

ميانگين وزن واحد حجم خشك

)Kg/m3 (

نوع نمونه

بازالت 2435 2521 66/2 59/8 56/3 38/7 4/98 ريوليت 2096 2274 55/2 89/17 59/8 68/14 7/98

ارائه گرديد و همچنين با توجه به مقادير 5ها در بخش معدني اسكوريا و پوميس كه شرح كامل آنهاي پوكهويدر ادامه با توجه به نتايج حاصله بر ر وزن مخصوص مصالح در حالت خشك و اشباع، درصد جذب آب، درصد تخلخل و دوام و وارفتگي و ارزش ضربه اي به مقايسه ،7جدولموجود در

. نشان داده شده است17 تا 12 اشكال كه در سنگ بازالت و ريوليت پرداخته شده با دومعدني اسكوريا و پوميسهايپوكه

2شمارهنمونهكرنش - تنش يمنحن -10شكل 1 كرنش نمونه شماره - منحني تنش- 9 شكل

3 شمارهنمونهكرنش -تنشيمنحن-11شكل

Page 7: Rahmani - mashhad conferenceconfnews.um.ac.ir/images/41/conferences/5ncce/2065.pdf · 2015. 5. 31. · هﺪﺷ مﺎﺠﻧا ASTM-C97 و ASTM-C94 دراﺪﻧﺎﺘﺳا سﺎﺳا

رانـدسي عمـگره ملي مهنـكنپنجمين ، ايران مشهد ،فردوسي مشهد، دانشگاه 1389 ارديبهشت 16 تا 14

1788

1090

25212274

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

اسکوريا پوميس بازالت ريوليت

1550

750

2435

2096

0

500

1000

1500

2000

2500

اسکوريا پوميس بازالت ريوليت

باعوزن واحد حجم اش - 12 شكل وزن واحد حجم خشك -13شكل

15.45

43.48

3.568.59

0

10

20

30

40

50

اسکوريا پوميس بازالت ريوليت

32

51.5

8.59

17.89

0

10

20

30

40

50

60

اسکوريا پوميس بازالت ريوليت

درصد جذب آب -14شكل درصد تخلخل -15شكل

97.75

93.58

98.4 98.7

91

92

93

9495

96

97

98

99

اسکوريا پوميس بازالت ريوليت

17.96

46.42

7.3814.68

0

10

20

30

40

50

اسکوريا پوميس بازالت ريوليت

شاخص دوام -16شكل ايارزش ضربه -17شكل

نتيجه گيري و پيشنهادات .7

آتشفشاني كوه دماوند مورد بررسي قرار گرفت كه نتايج زير حاصل هاي طبيعي اسكوريا و پوميس در ناحيهدر اين تحقيق خصوصيات مهندسي سبكدانه :شد

كيلوگرم بر 750 و 1550دانه اسكوريا و پوميس به ترتيبهاي درشتها، وزن مخصوص خشك پوكهآزمايش مربوط به خصوصيات سنگدانه 60با انجام به ترتيب دانه مخصوص اشباع در حالت درشتوزنهمچنين .باشدمي كيلوگرم بر مترمكعب 890و1590حالت ريزدانه، اين مقادير كه در بوده مترمكعب

Page 8: Rahmani - mashhad conferenceconfnews.um.ac.ir/images/41/conferences/5ncce/2065.pdf · 2015. 5. 31. · هﺪﺷ مﺎﺠﻧا ASTM-C97 و ASTM-C94 دراﺪﻧﺎﺘﺳا سﺎﺳا

رانـدسي عمـگره ملي مهنـكنپنجمين ، ايران مشهد ،فردوسي مشهد، دانشگاه 1389 ارديبهشت 16 تا 14

هايسبكدانه ساعته 24آب درصد جذب . تعيين گرديد كيلوگرم بر مترمكعب 1270و 1920حالت ريزدانه در و كيلوگرم بر مترمكعب 1090و 1780

. بدست آمد44% و براي پوميس 17% بطور ميانگين اسكورياريزدانه اسكوريا دانه ودرشتGs و در پايان شده برآورد 60% و 50%و پوميس 51% و 32%ريزدانه به ترتيب دانه ودرشت ميانگبن درصد تخلخل اسكورياي

، براي سيكل2طيخصوصيات مقاومتي، شاخص دوام در در مورد. محاسبه گرديد43/1 و 14/1 وبراي پوميس به همان ترتيب فوق 25/2 و 04/2 به ترتيبدر نهايت . با همان ترتيب قبلي تعيين شد42/46 و 96/17، هااي اين سبكدانهر ارزش ضربه و همچنين مقدا58/93 و 75/97اسكوريا و پوميس به ترتيب

ميانگينو كيلوگرم بر مترمكعب 70در حدود محوريمقاومت فشاري تكبطور ميانگين برداري شده، هاي نمونهاي از كلوخهبا گرفتن سه مغزه استوانه . حاصل گرديدگاپاسكالم 810 در حدود مدول الاستيسيته

معدني پوميس معدني اسكوريا به مراتب مفيدتر از پوكه استفاده از پوكه،ايشود كه جهت ساخت اعضاي سازه با توجه به نتايج حاصله، مشخص مي اين نوع استفاده از ،هاي معموليسنگدانه همچنين وهاي اسكورياهاي پوميس در مقايسه با پوكهبه علت سبكي و تخلخل بالاي پوكه اما .خواهد بود

جويي بسيار زيادي در وزن سازه، باعث صرفهملاحظه، علاوه بر كاهش قابل قابل و يا بعنوان مصالح پركنندهاياعضاي غير سازه سبكدانه در توليد .خواهد شد... ها، ادارات دولتي و هاي بزرگ مانند مدارس، بيمارستاندرمصرف انرژي بخصوص در مجتمع

مراجع .12 1. Cobanog, I., Ozpinar, Y., Ozbek, A., (2003), “Engineering properties of tuffs in the Sandikli region

(Afyon—Turkey) and their possible use as concrete aggregates”, Bull Eng Geol Env, 369–378

2. Khandaker, M., Hossain, A., (2004), “Properties of volcanic pumice based cement and lightweight concrete”, Department of Civil Engineering, Ryerson University, Canada, 283–291

3. Yasar, E., Atis, C. N., Kilic, A., Gulsen, H., “Strength properties of lightweight concrete made with basaltic pumice and fly ash”, Civil Engineering Department, Engineering and Architecture Faculty, C_ukurova University, Balcali, Turkey, 2267– 2270

پايان نامه ، "نرم سنگ ماسه رفتار بيني پيش در شكست معيارهاي كارايي ارزيابي و مكانيكي خصوصيات تعيين "، )1384 (،.ذ، مراديان .۴ .تهران، تربيت مدرس دانشگاه ، مهندسي مكانيك سنگكارشناسي ارشد

مهندسي ملي كنگره چهارمين، "بتن خواص بر چابهار سنگدانهاي مصالح نامطلوب ويژگيهاي بررسي"، .، يزداني، م.ر. ، منيكودل، .، جشريفي .۵

1387 ارديبهشت تهران، دانشگاه عمران،

.تهران، تربيت مدرس نامه كارشناسي ارشد، دانشگاه پايان، "پذيري سنگمعيارهاي شناخت زوالمطالعه "، )1369(، .ر. نيكودل، م .۶