استفاده از لاستيکهای فرسوده در بتن

استفاده از لاستیک های فرسوده در بتن

 

در هر سال فقط در ايالات متحده  ۲۵۰  ميليون تاير فرسوده به وزن بيش از  ۳  ميليون تن جمع آوری می شود. همچنين يکی از بزرگترين چالشهای محيط زيستی موجود در اطراف کلان شهرها در جهان نحوه بازيافت و حذف مواد لاستيکی زائد از چرخه زيست محيطی می باشد. يکی از راه حلهای که برای حل اين مشکل پيشنهاد شده است استفاده از ذرات لاستيک تاير بعنوان يک ماده افزودنی در مصالح بر پايه سيمان است.

اگرچه بتن يک ماده محبوب و پراستفاده در مصالح ساختمانی است اما دارای تقطه ضعفهايی نيز می باشد . همانند مقاومت کششی پايين ، شکل پذيری پايين ، جذب انرژی کم، انقباض و جمع شدگی بتن (shrinkage) و در پی آن ترک خوردگی ناشی از آن و در نهايت ترکهای ناشی از عمل آوری نامناسب و سخت شدگی بتن (hardening and curing cracking). يافته های جديد نشان می دهد که استفاده از ذرات تايرهای فرسوده به ميزان زيادی می تواند اين نقاط ضعف بتن را برطرف کند. هر چند استفاده از لاستيک در آسفالت بيشتر از يک دهه است که صورت می گيرد اما کاربرد آن در بتن بتازگی صورت گرفته است و تحقيقات زيادی بر امکان سنجی آن انجام شده. هرچند اين تحقيقات هنوز کامل نشده است اما  ...

برای مشاهده ادامه این مطلب روی لینک ادامه مطلب کلیک فرمایید .

ادامه نوشته

فوق روان کننده بتن و کاهش دهنده شدید آب بتن

فوق روان کننده بر اساس الزامات استاندارد ASTM-C494 Types A& F

فوق روان کننده بر اساس الزامات استاندارد ASTM-C494 Types A& F ساخته می شوند این مواد را بعنوان روانسازهای بتن و فوق روانسازهای بتن مصرف کنند و براساس استاندارد 2930 ایران ساخته می شوند.
گفتنی است این مواد ممکن است توسط تولید کنندگان بتن آماده و قطعات پیش ساخته بتنی برای تولید کار آمد و مقرون به صرفه زمانی که شکل پذیری زیاد بتن و افزایش مقاومت اولیه و نهایی مد نظر است ، مورداستفاده قرار گیرند .
باید اشاره کرد این محصولات در کاهش آب بسیار موثر بوده تا جایی که وقتی به عنوان یک کاهش آب دهنده شدید آب بتن مورد استفاده قرار می گیرند در مقادیر متعارف می تواند به سادگی بین 20%-18% کاهش در میزان آب مصرفی ایجاد نماید ودر مواردی در بتنهای خاص و با استفاده از مقادیر متعارف، کاهش آب تا حداکثر 40% نیز ممکن شده است .  ...

برای مشاهده ادامه این مطلب روی لینک ادامه مطلب کلیک فرمایید .

ادامه نوشته

آرماتورهای غیر فولادی در بتن

در سال های اخیر استفاده محدودی از آرماتورهای غیر فلزی آغاز گشته است هر چند تحقیقات بر روی کاربرد وسیعتر آنها و عملکرد دراز مدت این نوع آرماتورها ادامه دارد این آرماتورها که معروف به آرماتورهای با الیاف پلاستیکی (FRP) هستند از الیاف مختلفی چون الیاف شیشه ای (GFRP) الیاف آرامیدی (Afrp) والیاف کربنی (CFRP) در یک رزین چسباننده تشکیل شده اند.

خاصیت عمده این آرماتورها که سبب کار برد آنها شده است مقاومت در برابر خوردگی آنهاست که می تواند در محیط های بسیار خورنده دوام دراز مدتی داشته باشند. علاوه بر این مقاومت بالا، مقاومت به خستگی بالا، ظرفیت بالای تغییر شکل ارتجاعی، مقاومت الکتریکی زیاد و هدایت مغناطیسی پایین و کم این مواد از مزایای آنها شمرده می شود. البته این مواد معایبی چون کرنش گسیختگی کم و شکننده بودن و خزش زیاد و تفاوت قابل ملاحظه ضریب انبساط حرارتی آنها در مقایسه با بتن را به همراه دارند.  ...

برای مشاهده ادامه این مطلب روی لینک ادامه مطلب کلیک فرمایید .

ادامه نوشته

مرمت بتن های قدیمی

 مرمت بتن های قدیمی

چكيده :

همواره در جهان شاهد استفاده از بتن در دوره هاي معين مي باشيم. اما در مواقعي شاهد اين مطلب هستيم كه بتن بايستي مرمت شود، تا استقامت لازم را در مكان هاي مختلف حفظ نمايد. اين امر را بيشتردر جهان سوم مشاهده مي كنيم ، دليل اصلي در مرمت بتن ، تخريبات حاصل از عوامل مختلف فيزيكي ، شيميايي و... بر روي بتن مي باشد ، در اكثر كشورهاي پيشرفته بتن داراي عمر مفيد مي باشد كه پس از آن پروژه مربوطه را تخريب مي نمايند، اما در كشورهاي جهان سوم به انواع مختلف در حفظ بتن تلاش بعمل مي آيد ، بدين منظور در اين مقاله سعي بر معرفي روش هاي مقابله و همچنين عوامل تخريب بتن شده است. ...

برای مشاهده ادامه این مطلب روی لینک ادامه مطلب کلیک فرمایید .

ادامه نوشته

بتن با عملکرد و دوام زیاد

بتن های با عملکرد و دوام زیاد

از آنجا که رسیدن به مقاومت بالا در بتن از اهداف دست اندرکاران کارهای بتنی در دو دهه اخیر بوده است، ابتدا این نوع بتن با مقاومت بیش از MPA50 ساخته شد.با پایین آوردن نسبت آب به سیمان تا حد 3/0 رسیدن به چنین مقاومتهایی بسیار آسان است. برای ساخت بتن هایی با مقاومت بیشتر و در حد Mpa 110-80 و برای تقویت ناحیه فصل مشترک سنگدانه درشت و خمیر سیمان مواد سیلیسی فعال و غیر بلوری به نام دوده سیلیس به کار گرفته شد. همزمان سنگدانه هایی با مقاومت بیشتر و با دانه بندی مناسب تر و با کنترل حداکثر اندازه سنگدانه در این مخلوط ها به کار رفت.
از آنجا که در کاربرد این بتن گاه مقادیر بالایی سیمان و بیش از 400 کیلوگرم (حتی تا 500 کیلوگرم) مصرف می شد، علاوه بر گرانی این بتن، ترک هایی نیز حین ساخت به دلیل جمع شدگی پلاستیکی و ناشی از خشک شدن بیشتر این بتن ها و نیز ترک های حرارتی بوجود آمد. همچنین با افزایش این مقاومت تردی و شکنندگی بتن نیز افزایش یافت. چنین بتنی نمی توانست در شرایط محیطی سخت و محیطهای خورنده به علت وجود ترک های زیاد دوام قابل قبولی داشته باشد. . . .

برای مشاهده ادامه این مطلب روی لینک ادامه مطلب کلیک فرمایید .

ادامه نوشته

بررسی کيفيت بتن با دوام در برابر خوردگی ميلگردها

بررسی کيفيت بتن با دوام در برابر خوردگی ميلگردها

 برای مشخص کردن بتن با دوام در برابر خوردگی ميلگردها روشهای مختلفی ارائه شده است که هر آزمايش و روش پيشنهادی به پارامتر معينی توجه دارد . آزمايشهای بسيار ساده تا بسيار مشکل و پر هزينه در اين مجموعه قرار دارد و معمولا" آزمايشهای دقيق تر و معتبر تر پر هزينه و زمان بر
می باشند . دست اندرکاران همواره بدنبال آزمايشهای ساده ، کم هزينه و سريع هستند هر چند از دقت کمتری ممکنست بر خوردار باشند .

معمولا" آزمايشهايي معتبر تلقی می گردند که مستقيما" به مسئله خوردگی ميلگردها می پردازند . آزمايشهای غير مستقيم همواره غير معتبرتر تلقی ميشوند ولی کاربرد آنها در دنيا رواج زيادی دارد .

آزمايشهای زير از جمله  اين موارد است و در هر بررسی بايد مشخص کرد که از کدام آزمايش زير بهره گرفته ايم . . . .

برای مشاهده ادامه این مطلب روی لینک ادامه مطلب کلیک فرمایید .

 

ادامه نوشته

نقش افزودنی های بتن درمقاوم سازی سازه ها

 نقش افزودنی های بتن درمقاوم سازی سازه ها

پروژه مقاوم سازي شامل دو مرحله مي باشد:
مقاوم ساختن
مقاوم سازي
مقاوم ساختن: به اين معني است که قبل ازساخت(مراحل مطالعه و طراحي)، در هنگام اجرا و همچنين پس از ساخت سازه (مراحل مراقبت و مونيتورينگ)، تمام دست اندر کاران پروژه طبق استانداردهاي موجود و معتبر عمل کنند. بعنوان مثال کيفيت مواد و مصالح بکار رفته در پروژه مورد نظر داراي کيفيت مطلوب و استاندارد باشند.

و اما مقاوم سازي کردن به اين معني است که: چنانچه پس از ساخت و در مرحله مونيتورينگ بخصوص در برابر حوادثي که بايد در هنگام طراحي و اجرا در نظر گرفته مي شد(مانند زلزله مورد انتظار در منطقه مورد نظر) سازه عملکرد مطلوبي از خود نشان نداده و از حداکثر تغيير شکل هاي مجاز در استاندارد تجاوز نمايد، آنگاه عمليات تقويت سازه ضروري خواهد بود.  . . .

برای مشاهده ادامه این مطلب روی لینک ادامه مطلب کلیک فرمایید .

ادامه نوشته

بتن ریزی در هوای سرد و اقدامات اصلاحی

بتن ریزی در هوای سرد و اقدامات اصلاحی

در جهت کاهش مدت زمان اجرای اسکلت بتنی با سیستم قالب تونلی

به حجم 2.6 مگابايت

در فرمت پي دي اف ...

برای مشاهده ادامه این مطلب روی لینک ادامه مطلب کلیک فرمایید .

ادامه نوشته

انواع خرابيهاي بتن

 انواع خرابيهاي بتن

- شيميايي:

  1) تهاجم سولفات   2) تهاجم کلرايد     3) کربناتاسيون    4) واکنش قليايي سنگدانه ها

- فيزيکي:

-  1) يخ زدن و آب شدن ....

برای مشاهده ادامه این مطلب روی لینک ادامه مطلب کلیک فرمایید .

ادامه نوشته

بتن يا فولاد؟

بتن يا فولاد؟

هر روز هنگام عبور از خیابان‌های شهر شاهد ساخت و سازهای روز افزونی هستیم،ساختمان‌های مختلف از یک طبقه تا ۶۰ طبقه که جلوی آنها انواع مصالح دیده می‌شود؛سازه‌هایی که گاه از بتن ساخته می‌شوند و گاه از فولاد.در مورد اینکه کدام نوع سازه بر دیگری برتری دارد، اختلاف نظر شدیدی بین سازندگان ساختمان‌ها وجود دارد. معمولاًمعیارهای ساخت، جواب‌های متفاوتی برای ما به همراه دارند. ....

برای مشاهده ادامه این مطلب روی لینک ادامه مطلب کلیک فرمایید .

ادامه نوشته

چسبندگی بین فولاد و بتن

چسبندگی بین فولاد و بتن

بهبود مقاومت چسبندگی بین فولاد و بتن با استفاده از متیل سلولز در طرح اختلاط بتن    

دکتر صمد دیلمقانی دانشیار دانشکده فنی دانشگاه تبریز 

مهندس رسول صیامی دانشجوی دوره کارشناسی ارشد سازه  دانشگاه تبریز

گروه مهندسی عمران

به حجم 534 کیلوبایت ...

برای مشاهده ادامه این مطلب روی لینک ادامه مطلب کلیک فرمایید .

ادامه نوشته

فایل پاورپوینت : سیلیکوزیس

 فایل پاورپوینت : سیلیکوزیس

نقل قول:

ابری که در هنگام برش و یا تراشیدن سنگ یا بتون توسط کارگر به وجود می آید میتواند مضر و کشنده باشد. این غبارها حاوی سیلیس هستند و بعضی بلورهای سیلیس به فرم کوارتز هستند. شن یا ماسه معمولی تقریباً صددرصد کوارتز است. ذرات ریزی که در برش یا تراشیدن سنگ تولید میشود میتواند به قسمتهای عمقی ریه برسد. .....

برای مشاهده ادامه این مطلب روی لینک ادامه مطلب کلیک فرمایید .

ادامه نوشته

دانلود نسخه ژورنال ACI Material (July-August)2011

دانلود نسخه ژورنال

 ACI Material (July-August)2011

.

.

.

برای مشاهده ادامه این مطلب روی لینک ادامه مطلب کلیک فرمایید .

ادامه نوشته

بتن با عملکرد و دوام زیاد (توانمند یا ابربتن)

بتن با عملکرد و دوام زیاد (توانمند یا ابربتن)

نقل قول:

از آنجا که رسیدن به مقاومت بالا در بتن  از اهداف دست اندرکاران کارهای بتنی در دو دهه اخیر بوده است، ابتدا این نوع بتن با مقاومت بیش از MPA50 ساخته شد.با پایین آوردن نسبت آب به سیمان  تا حد 3/0 رسیدن به چنین مقاومتهایی بسیار آسان است. برای ساخت بتن هایی با مقاومت بیشتر و در حد Mpa 110-80 و برای تقویت ناحیه فصل مشترک سنگدانه درشت و خمیر سیمان مواد سیلیسی فعال و غیر بلوری به نام دوده سیلیس به کار گرفته شد. همزمان سنگدانه هایی با مقاومت بیشتر و با دانه بندی مناسب تر و با کنترل حداکثر اندازه سنگدانه در این مخلوط ها به کار رفت. ....

برای مشاهده ادامه این مطلب روی لینک ادامه مطلب کلیک فرمایید .

ادامه نوشته

نکاتی در بارۀ میزان مصرف میکروسیلیس در بتن

نکاتی در بارۀ میزان مصرف میکروسیلیس در بتن

حداکثر میزان مصرف میکروسیلیس در بتن که منجر به افزایش مقاومت فشاری آن میگردد چه میزان است؟

برای دریافت این مطلب ،یک سری اطلاعات فشرده را در سه بخش مقالات داخلی ، مقالات خارجی و چند نمونه از آزمایشات انجام گرفته بیان خواهم نمود.

در این نوشتار سعی بر آن است تا خلاصه ای از مقالات مختلف ،در نتیجه گیری از میزان مناسب مصرف میکرو سیلیس در اختیار شما قرار داده شود. البته گاهی نکات دیگری هم که میتوانست در ارایه یک طرح اختلاط بتن با مقاومت بالا مورد استفاده قرار گیرد در لابلای این نوشتار بیان گردیده است.

به سبب اینکه هر طرح اختلاط بتن حتی با اندکی تغییر ، ترکیبی یکتا و انحصاری تشکیل می دهد و حال اینکه شرایط آزمایش و حتی نوع و عیار بتن مصرفی در مقالاتی که در زیر به آنها رجوع خواهیم نمود با دیگری تفاوت بسیار دارد از هرگونه نتیجه گیری در باره حداکثر میزان مصرف میکرو سیلیس ، درپایان مبحث اجتناب نموده ام.

به خاطر داشته باشید هنگامی که در مقالات از میزان بهینه مصرف میکرو سیلیس در بتن نام برده می شود،این الزاما به معنای حداکثر میزانی که منجر به افزایش مقاومت فشاری بتن می گردد نیست . گرچه عمده مقالات میزان بهینه را درصدی از میکرو سیلیس که استفاده بیشتر از آن موجب کاهش مقاومت بتن می شود در نظر گرفته اند.

الف) مقالات ایرانی:



1)دکتر خالو در مقالۀ «نقش میکروسیلیس در افزایش دوام بتن»می نویسد:مقدار بهینۀ آن بین 6 تا 10 درصد وزن سیمان می باشد.

2- در جزوۀ "طرح اختلاط بتن مقاومت بالا "نوشته فرامرز صارمی نکات زیر به چشم می خورد:

-مصرف 10 تا 15 درصد میکروسیلیکا برای کلیۀ نسبت های آب به سیمان بیشترین تأثیر را در افزایش مقاومت بتن خواهد داشت.

-در نسبت های پایین آب به مواد سیمان w(ctm) مخلوط های حاوی میکروسیلیسها در مقایسه با مخلوط های سادۀ خمیر سیمان پرتلند به روان ساز ممتاز کمتری نیاز دارند.

3- در مقالۀ«ارائۀ روشی جهت طرح اختلاط بتن با مقاومت بالا» داوود مستوفی نژاد-مجید نزهتی با نگاهی به جداول این میزان متغیر میان 10 تا 15 درصد بدست می آمد و نشان داده شده که با مصرف میزان 20 درصد مقاومت کاهش می یابد.

4- در مقاله ای با عنوان «تأثیر بتن و ماسۀ سیلیسی و میکروسیلیس بر مقاومت فشاری،زمان گیرش اولیه،درصد انبساط حجمی و مقاومت الکتریکی بتن»که توسط چنگیز دهقانیان،دانشیار دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی اصفهان، و مریم حیدری در ششمین کنگره ملی مهندسی شیمی ارائه شده است.

نتایج به شرح زیر ارائه شده است:

الف)تا 5 درصد میکروسیلیس نسبت به نمونۀ شاهد مقاومت فشاری تغییری نکرده و اضافه کردن میکروسیلیس باعث افزایش زمان گیرش در مقایسه با بتن شاهد می شود.

ج)با افزایش میکروسیلیس مقاومت الکتریکی بتن افزایش یافته و شدت نفوذ یونها به داخل آن کاهش می یابد.

-میزان (sio2)در میکروسیلیس ایرانی بین 91 تا 92 درصد اندازه گیری شده است.

در یک پایان نامه که از دانشگاه مشهد ارسال شد آمده است:

-با افزایش میکروسیلیس مقدار هیدروکسید کلسیم در بتن کم می شود و با اضافه کردن 20 درصد میکروسیلیس تقریباً همۀ ca(OH)2 خمیر سیمان از بین می رود.

در صورتی که نسبت آب به سیمان بیش از 50 درصد باشد مصرف میکروسیلیس به عنوان مادۀ مضاف مقاومت فشاری بتن را افزایش می دهد اما در صورت مصرف به عنوان پزولان مقاومت کوتاه مدت بتن را کاهش می دهد.

5-در یک پایان نامه که از دانشگاه مشهد برایم ارسال شد چنین آمده است:

-با افزایش میکروسیلیس مقدار هیدروکسید کلسیم در بتن کم می شود و با اضافه کردن 20 درصد میکروسیلیس تقریباً همۀ ca(OH)2 خمیر سیمان از بین می رود.

در صورتی که نسبت آب به سیمان بیش از 50 درصد باشد مصرف میکروسیلیس به عنوان مادۀ مضاف مقاومت فشاری بتن را افزایش می دهد اما در صورت مصرف به عنوان پزولان مقاومت کوتاه مدت بتن را کاهش می دهد.

6- -در مقالۀ «دست یابی به مقاومت زیاد در بتن سبک با استفاده از میکروسیلیس»دکتر هرمز فامیلی-مهندس جهانفر که گردآوری و قیاس کار سه دانشمند اروپایی است اساساً در هیچ کجا میکروسیلیس به میزان بیش از 20 درصد مصرف نمی گردد.



ب)نوشته های خارجی:

1- در کتاب« دستنامۀ اجرای بتن»تألیف وادل دوبرووسکی-پس از مصرف 20 درصدی میکروسیلیس (دورۀ سیلیسی)میزان هیروکسید کلسیوم از3/. به07/. کاهش یافته است و در نهایت به جهت مقاومت فشاری بتن می گوید:«داشتن بتن با مقاومت بالا و دوام زیاد با استفاده از دورۀ سیلیسی به میزان 10 تا 20 درصد وزنی سیمان امکان پذیر است.»

2- نشریه اداره کل بزرگراههای آمریکا میزان نرمال مصرف 7 تا 10 درصد ، عنوان میکند .

و مصرف بیش از 15 درصد را در بتن شکننده با مقاومت بسیار بالا می داند ( ترجمه این مطلب در آینده روی همین وبلاگ قرار خواهد گرفت)

3- در سایت concrete network حداکثر میزان مصرف 10 تا 15 درصد وزنی سیمان عنوان شده است.

4- در طرح اختلاط بتن با مقاومت زیاد (ارائه شده در 1984- کتاب تکنولوژی بتن پیشرفته) میزان دورۀ سیلیسی مصرفی 20 درصد می باشد.



-طبق تمامی تحقیقاتی که من مشاهده کرده ام میزان میکروسیلیس از بالای 20 درصد مقاومت بتن را کاهش می دهد.

معمولاً کسی حاضر به تست درصد های بالای 20 درصد میکروسیلیس با سیمان نیست.

درصد های بهینه معمولاً 7،10و15 درصد گزارش می شوند و بالای 15 یا 20 درصد باعث کاهش مقاومت بتن می شود.

و اما 3 نکته:

ج) چند طرح اختلاط آزمایشگاهی:

1)بالاترین مقاومتی را که با لیکای ایرانی مشاهده کرده ام مربوط به تیم مسابقاتی دانشگاه صنعتی اصفهان- که موفق به کسب مقام اول مسابقات کشوری سال 84 شدند- بود؛در طرح اختلاط آنها میزان 17.5 درصد میکروسیلیس استفاده شده بود.(به پاس قدر دانی از سرگروه این تیم در آینده این طرح اختلاط را با ریز جزییات در روی همین وبلاگ منتشر خواهم نمود)

2)دوستانمان در دانشگاه ساری نیز میزان میکروسیلیس را بالای 20 درصد مصرف می کردند (و توانستند به مقام نایب قهرمانی مسابقات قاب محافظ دست یابند.)

3)طی یک اشتباه که در یکی از طرح اختلاط های بتن سبک تیم ما ((NORTHصورت گرفت میزان میکروسیلیس به 40 درصد افزایش یافت اما با کمال تعجب دیده شد بر خلاف اینکه استفاده از 20 و 30 درصد میکروسیلیس باعث کاهش مقاومت فشاری بتن می گردید در 40 درصد مقاومت بتن افزایش یافت و این باعث ان شد که ما در نهایت تا 60 درصد میزان آن را افزایش دادیم که نتایج جالبی در بر داشت و البته تغییرات مقاومتی غیر قابل پیش بینی به خصوص در سنین مختلف ما را از ادامۀ آزمایشات بر روی درصد های بالاتر از 40 درصد باز داشت.

تا زمانی که تیم ما از لیکا به عنوان سبک دانه استفاده می کرد ما بالا ترین مقاومت را از میزان 40 درصدی مصرف میکروسیلیس بدست آوردیم.

افزودنی تبدیل گچ به سیمان

 

بتن سبك و اثر ميكروسيليس ها در افزایش مقاومت آن

بتن سبك و اثر ميكروسيليس ها در افزایش

 مقاومت آن

 

مقدمه :
توليد سيمان كه ماده اصلي چسبندگي در بتن است در سال 1756 ميلادي در كشور انگلستان توسط «John smeaton » كه مسئوليت ساخت پايه برج دريايي «Eddystone » را بر عهده داشت آغاز شد و درنهايت سيمان پرتلند در سال 1824 ميلادي در جزيره اي به همين نام در انگلستان توسط «Joseph Aspdin » به ثبت رسيد . مردم كشور ما نيز از سال 1312 با احداث كارخانه سيمان ري با مصرف سيمان آشنا شدند و با پيشرفت صنايع كشور ، امروزه در حدود 26 الي 30 ميليون تن سيمان در سال توليد مي گردد . با آگاهي مهندسان از نحوه استفاده سيمان در كارهاي عمراني ، اين ماده جايگاه خودش را در كشورمان پيدا كرد .
يكي از روشهاي ساختمان سازي كه امروزه در جهان به سرعت توسعه مي يابد ساختمانهاي بتني است . بعد از انقلاب اسلامي به علت كمبود تير آهن در نتيجه تحريمها و نيز گسترش ساخت و سازهاي عمراني در كشور ، كاربرد بتن بسيار رشد نمود . علاوه بر اين موضوع ساختمانهاي بتني نسبت به ساختمانهاي فولادي داراي مزايايي از قبيل مقاومت بيشتر در مقابل آتش سوزي و عوامل جوي ( خورندگي ) آسان بودن امكان تهيه بتن به علت فراواني مواد متشكله بتون و عايق بودن در مقابل حرارت و صوت مي باشند كه توسعه روز افزون اين نوع ساختمانها را فراهم مي سازد .
يكي از معايب مهم ساختمانهاي بتني وزن بسيار زياد ساختمان مي باشد كه با ميزان تخريب ساختمان در اثر زلزله نسبت مستقيم دارد . اگر بتوانيم تيغه هاي جدا كننده و پانل ها را از بتن سبك بسازيم وزن ساختمان و در نتيجه آن تخريب ساختمان توسط زلزله مقدار زيادي كاهش مي يابد . ولي كم بودن مقاومت بتن سبك عامل مهمي در محدود نمودن دامنه كاربرد اين نوع بتن و بهره گيري از امتيازات آن بوده است . استفاده از ميكروسيليس در ساخت بتن سبك سبب شده است كه مقاومت بتن سبك بالا رود و اين محدوديت كاهش يابد . در اين تحقيق ضمن توضيحاتي در مورد بتن و تاثير آب بر روي مقاومت بتن ، بيشتر در باره بتن سبك و روشهاي افزايش مقاومت آن با استفاده از ميكروسيلس ، خواص مكانيكي و همچنين موارد كاربرد آن بحث مي شود .
1- سيمان
- سيمان توليد شده در كشور ما با سيمان توليد شده در كشورهاي صنعتي متفاوت است كه لازم است تفاوت آن تا حد ممكن بررسي شود .
- طبقه بندي سيمانها شناسايي شود .
-  عدم تنوع در كيفيت سيمان نشانه ضعفهايي از سيستم ساخت و ساز مي باشد .
-  عدم استفاده از سيمان با كيفيت بالا از عوامل اوليه عمر كوتاه ساختمان در بحث مصالح مي باشد .
2 – شن و ماسه
- معيارها و آئين نامه هاي توليد كلان شن و ماسه بررسي شود .
- توليد كلان  شن و ماسه در كشور ما از نظر معيار و رعايت آئين نامه هاي توليد بررسي شود .
-  معايب شن و ماسه توليدي در كشور در حد كلان بدلائل زير آنرا در درجه دوم و يا سوم كيفيت قرار مي دهد .
الف : وجود گرد و غبار
ب : عدم شستشو
ج : دانه بندي نا صحيح
د : استفاده از شن و ماسه رودخانه اي بجاي شن و ماسه شكسته .
- استفاده از شن و ماسه درجه 2 و يا 3 از عوامل ثانوي عمر كوتاه ساختمان در بحث مصالح مي باشد .
افزايش مقاومت بتن مد نظر تمام دست اندركاران صنعت توليد بتن مي باشد .
ساختار بتن :
- بتن داراي چهار ركن اصلي مي باشد كه به صورت مناسبي مخلوط شده اند ، اين چهار ركن عبارتند از :
الف : شن
ب : ماسه
ج : سيمان
د : آب
- در برخي شرايط براي رسيدن به هدفي خاص مواد مضاف به آن اضافه مي شود كه جزﺀ اركان اصلي بتن به شمار نمي آيد .
- توده اصلي بتن مصالح سنگي درشت و ريز ( شن و ماسه ) مي باشد .
-  فعل و انفعال شيميايي بين سيمان و آب موجب مي شود شيرابه اي بوجود آيد و اطراف مصالح سنگي را بپوشاند و مصالح سنگي را بصورت يكپارچه بهم بچسباند .
-  استفاده از آب براي ايجاد واكنش شيميايي است .
-  براي ايجاد كار پذيري لازم بتن مقداري آب اضافي استفاده مي شود تا بتن با پر كردن كامل زواياي قالب بتواند دور كليه ميلگرد هاي مسلح كننده را بگيرد .
-  جايگاه استفاده آب در بتن به لحاظ انجام عمل هيدراتاسيون داراي حساسيت بسيار زيادي است .
ويژگيهاي آب مصرفي بتن :
- آب هاي مناسب براي ساختن بتن
1- آب باران
2- آب چاه
3- آب بركه
4- آب رودخانه در صورتي كه به پسابهاي  شيميايي كارخانجات آلوده نباشد و غيره …
بطور كلي آبي كه براي نوشيدن مناسب باشد براي بتن نيز مناسب است باستثناﺀ مواردي كه متعاقبا توضيح داده خواهد شد .
- آبهاي نا مناسب براي ساختن بتن
1- آبهاي داراي كلر ( موجب زنگ زدگي آرماتور مي شود )
2-  آبهايي كه بيش از حد به روغن و چربي آلوده مي باشند .
3-  وجود باقيمانده نباتات در آب .
4-  آب گل آلود ( موجب پايين آوردن مقاومت بتن مي شود )
5-  آب باتلاقها و مردابها
6-  آبهاي داراي رنگ تيره و بدبو
7-  آبهاي گازدار مانند2 co و…
8- آبهاي داراي گچ و سولفات و يا كلريد موجب اثر گذاري نا مطلوب روي بتن مي شوند .
نكته : 1- آبي كه مثلا شكر در آن حل شده است براي نوشيدن مناسب است ولي براي ساخت بتن مناسب نيست .
نكته : 2- مزه بو و يا منبع تهيه آب نبايد به تنهايي دليل رد استفاده از آب باشد .
نكته : 3- ناخالصيهاي موجود در آب چنانچه از حد معين بيشتر گردد ممكن است بشدت روي زمان گرفتن بتن ، مقاومت بتن ، پايداري حجمي آن ، اثر بگذارد و موجب زنگ زدگي فولاد شود .
نكته : 4- استفاده از آب مغناطيسي بعنوان يكي از چهار ركن اصلي مخلوط بتن مي تواند بعنوان تاثيرگذار بر روي يارامترهاي مقاومت بتن انتخاب گردد .
تمايز بتن از نظر چگالي :
الف : بتن معمولي : چگالي بتن معمولي در دامنه باريك 2200 تا 2600 kg/m3 قرار دارد زيرا اكثر سنگها در وزن مخصوص تفاوت اندكي دارند ( ادامه اين مبحث از بحث ما خارج است )
ب : بتن سنگين : از اين بتنها در ساختمان محافظهاي بيولوژيكي بيشتر استفاده مي شود مانند ساختار ، آكتورهاي هسته اي و پناهگاههاي ضد هسته اي كه مورد بحث ما نمي باشد كه چگالي آن معمولا بيشتر از 2200 تا 2600 كيلوگرم بر متر مكعب مي باشد .
ج : بتن سبك : مصرف بتن سبك اصولا تابعي از ملاحظات اقتصادي است ضمن اينكه استفاده از اين بتن بعنوان مصالح ساختماني داراي اهميت بسيار زيادي است اين بتن داراي چگالي كمتر از 2200 تا 2600 كيلوگرم در متر مكعب مي باشد . بدليل اينكه داراي چگالي كمتر از بتن سنگين است داراي امتياز قابل توجهي از نظر ايجاد بار وارده بر سازه مي باشد چگالي بتن سبك تقريبا بين 300 و 1850 كيلوگرم بر متر مكعب مي باشد يكي از امتيازات مهم امكان استفاده از مقاطع كوچكتر و كاهش مربوطه در اندازه پي ها مي باشد ضمن اينكه قالبها فشار كمتري را از حالت بتن معمولي تحمل مي كنند و همچنين در كاهش جابجايي كل وزن مصالح بدليل افزايش توليد جايگاه ويژه اي دارد .
روش هاي كلي توليد بتن سبك :
- روش اول : از مصالح متخلخل سبك با وزن مخصوص ظاهري كم بجاي سنگدانه معمولي كه تقريبا داراي چگالي 6/2 مي باشد استفاده مي كنند .
-  روش دوم : بتن سبك توليد شده در اين روش بر اساس ايجاد منافذ متعدد در داخل بتن يا ملات مي باشد كه اين منافذ بايد به وضوح از منافذ بسيار ريز بتن با حباب هوا متمايز باشد كه بنام بتن اسفنجي ، بتن منفذ دار و يا بتن گازي يا بتن هوادار مي شناسند .
- روش سوم : در اين روش توليد ، سنگدانه ها ي ريز از مخلوط بتن حذف مي شوند . بطوريكه منافذ متعددي بين ذرات بوجود مي آيد و عموما از سنگدانه هاي درشت با وزن معمولي استفاده مي شود . اين نوع بتن را بتن بدون سنگدانه ريز مي نامند .
نكته : كاهش در وزن مخصوص در هر حالت به واسطه  و جود منافذ يا در مصالح يا در ملات و يا در فضاي بين ذرات درشت موجب كاهش مقاومت بتن مي شود .
طبقه بندي بتن هاي سبك بر حسب نوع كاربرد آنها :
- بتن سبك بار بر ساختمان
-  بتن مصرفي در ديوارهاي غير بار بر
-  بتن عايق حرارتي
نكته 1- طبقه بندي بتن سبك بار بر طبق حداقل مقاومت فشاري انجام مي گيرد .
مثال : طبق استاندارد 77 – 330 ASTM C در بتن سبك ---- مقاومت فشاري بر مبناي نمونه هاي استوانه اي استاندارد از    شده پس از 28 روز نبايد كمتر از Mpa 17 باشد . و وزن مخصوص آن نبايد از 1850 كيلوگرم بر متر مكعب تجاوز نمايد كه معمولا بين 1400 او 1800 كيلوگرم بر متر مكعب است .
نكته : 2- بتن مخصوص عايق كاري معمولا داراي وزن مخصوص كمتر از 800 كيلوگرم بر متر مكعب و مقاومت بين 7/0 و Mpa 7 مي باشد .
انواع سبك دانه هايي كه به عنوان مصالح در ساختار بتن سبك استفاده مي شود :
الف -  سبك دانه هاي طبيعي : مانند دياتومه ها ، سنگ پا ، پوكه سنگ ، خاكستر ، توف كه بجز دياتومه ها بقيه آنها منشاﺀ آتشفشاني دارند .
نكته :1- اين نوع سبك دانه ها معمولا بدليل اينكه فقط در بعضي از جاها يافت مي شوند به ميزان  زياد مصرف نمي شوند ، معمولا از ايتاليا و آلمان اينگونه مصالح صادر مي شود .
نكته : 2- از انواعي پوكه معدني سنگي كه ساختمان داخلي آن ضعيف نباشد بتن رضايت بخشي با وزن مخصوص 700 تا 1400 كيلو گرم بر متر مكعب توليد مي شود كه خاصيت عايق بودن آن خوب مي باشد اما جذب آب و جمع شدگي آن زياد است . سنگ پا نيز داراي خاصيت مشابه است .
ب -  سبك دانه هاي مصنوعي : اين سبك دانه ها به چهار گروه تقسيم مي شوند .
- گروه اول : كه با حرارت دادن و منبسط شدن خاك رس ، سنگ رسي ، سنگ لوح ، سنگ رسي دياتومه اي ، پرليت ، اسيدين، ورميكوليت بدست مي آيند .
- گروه دوم : از سرد نمودن و منبسط شدن دوباره كوره آهن گدازي به طريقي مخصوص بدست مي آيد .
- گروه سوم : جوشهاي صنعتي ( سبكدانه هاي كلينكري) مي باشند .
- گروه چهارم : مخلوطي از خاك رس با زباله خانگي و لجن فاضلاب پردازش شده را مي توان به صورت گندوله در آورد تا با پختن در كوره تبديل به سبك دانه شود ولي اين روش هنوز به صورت توليد منظم در نيامده است .
در جدول ( 1 ) خواص انواع بتن هاي سبك كه با اين سنگدانه ها ساخته مي شوند نشان داده شده اند :
الزامات سبكدانه ها بتن سازه اي :
الزامات سبكدانه ها در آيين نامه هاي ASTM C330-89 ( مشخصات سبكدانه ها براي بتن سازه اي در آمريكا ) و BS 3797:1990 ( مشخصات سبكدانه ها براي قطعات بنايي و بتن سازه اي در بريتانيا ) داده شده اند . در استاندارد بريتانيايي مشخصات واحدهاي بنايي نيز مورد بحث قرار گرفته است . اين آيين نامه ها محدوديتهايي براي افت حرارتي ( 5% درASTM و4% در BS)و همچنين در BS براي مقدار سولفات  1% 3 so  (به صورت جرمي ) را مشخص نموده اند . برخي الزامات دانه بندي اين آيين نامه ها در جداول 2 ، 3 و 4 نشان داده شده اند .
ذكر اين نكات براي فهم بهتر اين جداول مفيد است :
1- آيين نامه BS 1047:7983 مشخصات دوباره در هواي سرد شده ، كه منبسط نشده است را در بر مي گيرد .
2- سبكدانه هاي به كار رفته در بتن سازه اي ، صرفنظر از منشأ آنها توليداتي مصنوعي مي باشند و در نتيجه معمولا يكنواخت تر از سبكدانه طبيعي مي باشند . بنابراين سبكدانه را مي توان براي توليد بتن سازه اي با كيفيت ثابت مورد استفاده قرار داد .
نكته : سبكدانه ها داراي خصوصيت ويژه اي هستند كه سنگدانه هاي معمولي فاقد آن مي باشند و در رابطه با انتخاب نسبتهاي  مخلوط و خواص مربوط به بتن حاصل داراي اهميت ويژه اي مي باشند .اين ويژگي عبارتست از توانايي سبكدانه ها در جذب مقادير زياد آب و همچنين امكان نفوذ مقداري از خمير تازه سيمان به درون منافذ باز ( سطحي ) ذرات سبكدانه (مخصوصا ذرات درشت تر ) در نتيجه اين جذب آب توسط سبكدانه ، وزن مخصوص آنها زيادتر از وزن مخصوص ذراتي مي شود كه در گرمچال خشك شده اند .
روشهاي افزايش مقاومت بتن سبك :
كم بودن مقاومت بتن سبك عامل مهمي در محدود نمودن دامنه كاربرد اين نوع بتن و بهره گيري از امتيازات آن بوده است براي بدست آوردن بتن سبك با مقاومت زياد روشهاي زيادي مورد توجه قرار گرفته است .
نكته : عامل موثر و مشترك در كليه اين پژوهشها مصرف ميكروسيليس در بتن مي باشد . در اينجا اجمالا به چند روش اشاره مي گردد :
1- تحقيقات مشترك V.Novokshchenov و W.Whitcomb جهت افزايش مقاومت بتن سبك و بهبود ديگر خواص آن با استفاده از سبكدانه هاي سيليسي منبسط شده ، به اعتقاد آنان مقاومت بتن سبك تابعي از مقاومت سبكدانه ها و ملات است كه اين رابطه به صورت ذيل ارائه گرديد .
fc = fm (vm)+fa (1-vm)
fc = مقاومت بتن    fa = مقاومت سبكدانه
fm = مقاومت ملات  vm = حجم نسبي ملات
بدين ترتيب مشاهده مي شود كه مي توان با افزايش مقاومت سبكدانه و مقاومت و حجم ملات مقاومت بتن سبك را افزايش داد .(مقاله نت)

...........................................................................................................................................

بتن پیش تنیده:

استفاده از بتن پيش تنيده در ايجاد پلها و ساختمان ها و تمام سازه ها از حدود 50 سال پيش تا کنون در سطح وسيع متداول شده است. با توجه به عيوب مختلف فولاد( نا پايداري الاستيک نيمرخ هاي فلزي، خوردگي و زنگ زدگي، فزوني بهاي توليد...) امروزه اغلب پلهاي بزرگ از بتن پيش تنيده ساخته مي شوند، اما برخلاف حالت بتن مسلح مصالح مصرفي جهت اين پلها بايد از کيفيت بسيار خوبي برخوردار باشند .

در بتن پيش تنيده نيز مانند بتن مسلح از بتن که داراي مقاومت بسيار خوب فشاري است و فولاد استفاد مي شود اما بتن مسلح ترکيبي از بتن و فولاد است که در آن بتن در مقابل فشار و فولاد در مقابل کشش مقاومت مي کند در حالي که در بتن پيش تنيده با انجام يک عمل مکانيکي بتن به تنهايي تنشهاي کششي و فشاري ايجاد شده را تحمل مي نمايد. براي طرح محاسبه قطعات پيش تنيده روش و ترتيب اجراي سازه بايد دقيقا مشخص باشد زيرا مقادير تنش هاي ايجاد شده در قطعات در حين اجراي سازه بسيار مهم و گاهي تعيين کننده مي باشند. همچنين برخلاف حالت بتن مسلح بعد از بررسي پايداري سازه تغيير شکلهاي کوتاه مدت و دراز مدت بتن و فولاد نيز بايد به دقت مورد مطالعه قرار گيرند. مصالح مصرفي در سازه هاي بتن پيش تنيده بايد از کيفيت عالي برخوردار بوده و با دقت نيز مورد استفاده قرار گيرند با توجه به اين که بتن در سن کم که مقاومت نسبتاً ضعيفي داشته و قابل تغيير شکل نيز مي باشد تحت فشار فوق العاده زيادي قرار مي گيرد بايد کيفيت آن به مراتب از کيفيت بتن مصرفي در سازه هاي بتن مسلح بالاتر باشد همچنين فولاد نيز با توجه به اينکه تحت کشش فوق العاده زيادي قرار مي گيرد (100تا 180 کيلو گرم بر ميلي متر مربع ) بايد مقاومت مناسبي داشته باشد بنابر اين در زمان اجراي سازه مصالح مصرفي در بتن پيش تنيده تحت تنش هاي فوق العاده مهمي قرار مي گيرند که عمل تنيدن آزمايش مناسبي براي کنترل کيفيت مصالح به کار رفته است.

 افزودنی تبدیل گچ به سیمان

بتن‌هاي توانمند و ويژه

 

چکيده

سالهاي زيادي است که بتن بعنوان يک ماده ساختماني مهم در ساخت و سازه‌هاي بتني چون ساختمانها، سدها، پلها، تونلها، راهها، اسکله‌ها و برجها و سازه‌هاي خاص ديگر کاربرد دارد. در اکثر موارد به بتن بعنوان ماده‌اي مقاوم در برابر نيروهاي فشاري نگريسته مي‌شده است. انجام پروژه‌هاي وسيع تحقيقاتي بر روي مواد مختلف تشکيل دهنده بتن و ازمايش‌ بتن‌هاي مختلف با مواد جديد در سالهاي آخر قرن اخير منجر به پيدايش بتن‌هايي شده است که علاوه بر تأمين مقاومت خواص ديگري از اين ماده نظير دوام، کارايي، نرمي و مقاومت در برابر عواملي چون آتش و محيط و هوازدگي را دستخوش تغييرات اساسي نموده است. علاوه بر دگرگوني و تحول در مواد تشکيل دهندة بتن، افزودن مواد ديگري به بتن همچون افزودنيهاي مختلف، انواع الياف‌ها و حتي مواد زائدي که ارزش خاصي نداشته و باعث آلودگي محيط زيست نيز مي‌شوند، موجب پيدايش بتن‌هاي جديد با خواص جديد و بهبود يافته شده است.

در بتن مسلح علاوه بر خود بتن بر روي آرماتور نيز تحولاتي صورت پذيرفته است. بعنوان مثال کاربرد فولادهاي ضد زنگ براي مناطق بسيار خورنده، استفاده از آرماتورهاي ساخته شده با الياف‌هاي مختلف پلاستيکي و پليمري از جمله تحقيقاتي بوده است که نتايج اوليه سودمندي بدست داده است، ليکن کار بر روي آنها و تحقيقات وسيع‌تر و دراز مدت براي بررسي داوم آنها هنوز ادامه داشته و به قرن آينده خواهد رسيد.

هدف از مقالة اخير عنوان نمودن پاره‌اي از دستاوردهاي اخير در بتن و بتن مسلح و ادامه راه در سالهاي آينده مي‌باشد. در اين خصوص به تحول دستيابي به بتن‌هاي با مقاومت زياد و بسيار زياد و بالاتر ازMPa 100 و همچنين بتن‌‌‌هاي توانمند با عملکرد بالا خواهيم پرداخت. همچنين کاربرد مواد مختلف و الياف‌ها براي افزايش نرمي بتن که مسألة بسيار مهمي در پديدة زلزله و بارهاي ديناميکي بر روي سازه‌هاي بتني است، بيان خواهد شد. در ادامه به بتن‌هايي که بسيار کارا بوده و نياز به لرزاندن نداشته و درعين حال مقاومت زيادي دارند، اشاره خواهد شد. در بخش ديگري از مقاله کاربرد بتن بعنوان راه حلي براي کاهش آلودگي محيط زيست توضيح داده خواهد شد. در بخش پاياني آخرين نتايج و کاربرد محدود آرماتورها با جنسيت‌هاي مختلف از جمله الياف کربني، پليمري و پلاستيکي شده است.

بايد اذعان نمود که نتايج تحقيقات سالهاي آخر قرن حاضر و ادامة‌ آنها در آينده و قرن جديد مي‌تواند نگرش تازه‌اي به بتن بعنوان يک مادة ساختماني پرمصرف بدهد. اين نتايج منجر خواهد شد تا ديدگاه بتن بعنوان تنها يک ماده با مقاومت فشاري خوب به کلي دگرگون شده و خواص ويژه بتن‌هاي جديد نظر اکثر دست‌اندرکاران پروژه‌هاي بزرگ عمراني را در جهان بخود معطوف سازد.

 

مقدمه

سالهاي زيادي است که از بتن بعنوان يک مادة ساختماني مهم و با تحمل فشارهاي بالا جهت ساخت و ساز انواع سازه‌ها استفاده مي‌شود. ضعف اين مادة مهم و پر مصرف ساختماني در مقابل کشش با قرار دادن آرماتور تا حد زيادي جبران شده است. در سالهاي اخير و با بررسي دوام سازه‌هاي بتني مسلح بويژه در مناطق خورنده و سخت براي بتن نظر اکثر کارشناسان و دست‌اندرکاران کارهاي بتني به اين مسأله جلب شده است که مقاومت به تنهايي نمي‌تواند جوابگوي کليه خواص مربوط به بتن بخصوص دوام آن باشد و لازم است در طراحي بتن براي مناطق مختلف علاوه بر مسأله مقاومت و تحمل بارها در طول مدت بهره‌دهي، پايايي و دوام آن نيز مد نظر قرار گيرد. در حال حاضر با اضافه نمودن مواد مختلف بتن و تغييرات در طرح اختلاط مي‌توان به بتن‌هايي دست يافت که بدون تغيير قابل ملاحظه در مقاومت آنها از نقطه نظر دوام به بتن‌هايي با دوام بالا دست يافت. مسأله محيط زيست وآلودگي آن نيز در سالهاي اخير نظر جهانيان را بخود معطوف ساخته است. کاربرد مواد و مصالحي که در ساخت آن آلودگي کمتري به محيط منتقل گردد و همچنين برداشت مصالح طبيعي که کمتر محيط را تخريب نمايد، مورد توجه خاص قرار دارد. در اين راستا محدوديت کاربرد سنگدانه‌ها، دستيابي به مواد جديد و نيز استفاده از مواد زائد کارخانه‌ها و آلاينده‌هاي محيط زيست در بتن در رأس برنامه‌هاي تحقيقاتي پاره‌اي از کشورهاي جهان قرار گرفته است.

علاوه بر خود بتن و مصالح تشکيل‌دهندة آن در سالهاي اخير بر روي آرماتور مصرفي در سازه‌هاي بتني مسلح نيز تحولاتي صورت گرفته است. بعنوان مثال و براي پرهيز از خطر خوردگي آرماتور، از فولادهاي ضد زنگ و نيز آرماتورهاي ساخته شده با الياف‌ مختلف پلاستيکي و پليمري در محيط‌هاي بسيار خورنده استفاده مي‌شود. کار بر روي عملکرد دراز مدت چنين موادي هنوز ادامه دارد.

در مقالة اخير به چند مورد از بتن‌هاي جديد که چند سالي است از آنها در صنعت ساخت و ساز براي سازه‌هاي بتني استفاده مي‌شود اشاره شده و مواد جديد مورد استفاده در بتن که تحقيقات روي آنها هنوز ادامه دارد، نيز بيان خواهد شد. بعنوان مثال بتن‌هاي با مقاومت زياد و بتن‌هاي توانمند و با عملکرد بالا در اين خصوص جايگاه ويژه‌اي دارند. کاربرد الياف و مواد مختلف در بتن براي افزايش نرمي آن و مقاومت در مقابل بارهاي ضربه‌اي و نيروهاي ناشي از زلزله مورد ديگري از بتن‌هاي خاص مي‌باشد. با نگرشي عميق به مسأله دوام بتن و ضمن تأمين مقاومت لازم، کاربرد بتن‌هاي با کارايي بالا که اجراي آن را نيز آسان مي‌سازد در برنامه کار مراکز بسياري قرار گرفته و برخي از اين بتن‌ها با اضافه کردن افزودنيهاي مختلف به آنها،  اينک وارد صنعت بتن شده‌اند.

 

بتن با مقاومت زياد

امروزه بر اساس تکنولوژي رايج بتن، ساخت بتن‌هاي با مقاومت‌هاي فشاري زياد و دور از انتظار که مي‌تواند براي طراحي سازه‌هاي اجرايي رايج مورد استفاده قرار گيرند، امکان‌پذير مي‌باشد. اگر چه اغلب آيين‌نامه‌هاي بتن هنوز مقاومت بتن مورد استفاده در سازه‌ها را به MPa 60 محدود مي‌کنند، اما آيين‌نامه‌هاي جديد اخيراً حدي بالاتر از MPa 105 را نيز در نظر گرفته‌‌اند ] 1 [. ساخت بتن‌هاي با مقاومت زياد و در حد MPa 120 و کاربرد آن در ساختمان‌هاي بلند در کشورهاي پيشرفته دنيا رواج يافته است. اين مقاومت با اضافه نمودن مواد ريز و فعال به سيمان تا حدي افزايش يافته که بتن‌هايي با مقاومت‌هاي فشاري بين MPa 200 و MPa 800 و مقاومت‌هاي کششي بين MPa 30 و MPa 150 در نمونه‌هاي آزمايشگاهي بدست آمده است. براي دستيابي به چنين مقاومت‌هايي لازم است تغييراتي در طرح اختلاط داده و از مواد و افزودني‌هاي جديدي استفاده نمود.

از عوامل مهم در رسيدن به چنين مقاومت‌هايي استفاده از سنگدانه‌هاي مقاوم و کاهش حداکثر اندازه سنگدانه در مخلوط بتني براي همگني بيشتر آن مي‌باشد. همچنين با استفاده از مواد بسيار ريزدانه و با اندازه‌هاي کمتر از دهم ميکرون مي‌توان مجموعه‌اي متراکم‌تر و با تخلخل بسيار کم که بالاترين وزن مخصوص را خواهد داشت، تهيه نمود. در بتن‌هاي با مقاومت زياد بايستي تا حد ممکن نسبت آب به سيمان (w/c) را کاهش داد (امروزه حتي نسبت 18/0 = w/c استفاده شده است) که در اين حالت بعضي دانه‌هاي سيمان هيدراته نشده بصورت مواد ريزدانه پرکننده، دانسيته را افزايش داده و در نتيجه سبب افزايش مقاومت مي‌شوند. بديهي است براي تأمين کارايي چنين مخلوط‌هايي با آب بسيار کم لازم است از روان‌کننده‌ها، فوق‌روان‌کننده‌ها و پخش کننده ذرات ريز در بتن استفاده نمود. براي افزايش نرمي چنين بتن‌هايي (با افزايش مقاومت شکنندگي و تردي بتن افزايش مي‌يابد) مي‌توان به آنها الياف‌هاي کوتاه اضافه نمود. در ساخت چنين بتن‌هايي (مقاومت در حد فولاد و بالاتر) از روشهاي سخت شده تحت فشار و دما براي عمل آوري بتن و تأمين مقاومت اوليه زياد استفاده مي‌گردد.

جدول 1- مشخصات بتن بکار رفته در يک ساختمان بلند در مونترال کانادا

طرح اختلاط	خواص بتن
نسبت آب به سيمان   25/0	اسلامپ   250 ميلي‌متر
آب   135 ليتر	درصد هوا    4/4 درصد
سيمان نوع 1   500 کيلوگرم در متر مکعب	مقاومت فشاري 7 روزه   77 مگاپاسکال
دوده سيليس   30 کيلوگرم در متر مکعب	مقاومت فشاري 28 روزه 3/92 مگاپاسکال
شن‌با‌حداکثر اندازه10ميليمتر ‌1100‌کيلوگرم‌در مترمکعب	مقاومت فشاري 90 روزه  106 مگاپاسکال
ماسه طبيعي     700 کيلوگرم در متر مکعب	مقاومت فشاري يکساله  4/119 مگاپاسکال
ديرگير کننده   8/1 ليتر در متر مکعب
فوق روان کننده     14 ليتر در متر مکعب

 

بتن هاي با کارايي بسيار زياد (بتن خود متراکم)

امروزه در بعضي کشورهاي جهان و بويژه در ژاپن بتن جديدي با کارايي بسيار بالا که نياز به لرزاندن نداشته و خودبخود متراکم مي‌گردد ساخته شده و در برخي پروژه‌ها اجرا شده است. با داشتن کارايي بسيار زياد اين بتن در اجرا، خطر جدايي سنگدانه‌ها و خمير را نداشته و در عين حال از مقاومت زياد و دوام نسبتاً بالايي برخوردار است. در طرح اختلاط اين بتن، موارد زير در نظر گرفته شده است.

ميزان شن در اين بتن حدود 50 درصد حجم مواد جامد بتن بوده و در آن ماسه به ميزان
40 درصد حجم ملات استفاده شده است. نسبت آب به مواد ريزدانه و پودري بر اساس خواص مواد ريز بين9/0 تا 1 انتخاب مي‌شود. براي تعيين ميزان نسبت آب به سيمان و مقدار فوق روان کننده مخصوص مصرفي با استفاده از روش ميز رواني، مقدار بهينه با آزمون و خطا تعيين مي‌گردد ]2و3[.    

 

بتن با سنگدانه بازيافتي

امروزه با توجه به پيشرفت جمعيت و مشکل فضا در شهرهاي بزرگ براي ساخت و ساز لازم است ساختمان‌هاي قديمي بتني تخريب و بجاي آن ساختمان‌هاي بلند جديد احداث شوند. در کشور ژاپن و چند کشور اروپايي که زمين و فضاي لازم براي ايجاد بنا ارزش ويژه‌اي دارد و همچنين براي جلوگيري از مسائل محيط‌زيستي که از تخريب ساختمانها ناشي مي‌شود و کاربرد مصالح آن در بناي جديد تحقيقات وسيعي در ساخت بتن با سنگدانه بازيافتي (خورد کردن بتن قديم و استفاده از آن بعنوان سنگدانه در بتن جديد) در حال انجام است. بعنوان مثال در کشور هلند هر سال حدود 10 ميليون تن مصالح ناشي از تخريب ساختمان‌هاي بتني که حدود  حجم بتن مورد نياز در ساخت ساختمانهاست، توليد مي‌شود. قرار است نيمي از اين مصالح در بتن‌هاي جديد استفاده شوند. در حال حاضر تحقيقات روي ميزان جمع‌شدگي و خزش و دوام اين بتن‌ها ادامه دارد تا در قرن بيست و يکم کاربرد وسيع‌تر آن را امکان‌پذير سازد.

 

بتن‌هاي با نرمي بالا

امروزه کاربرد بتن با نرمي بالاتر که بتواند تغيير شکل‌هاي زياد را بدون شکست تحمل نمايد، مورد توجه قرار گرفته است. تحقيقات وسيعي در خصوص تأمين نرمي لازم در بتن با الياف‌هاي مختلف و حتي حذف آرماتور در حال انجام مي‌باشد. هدف از کاربرد الياف در بتن افزايش مقاومت کششي، کنترل گسترش ترکها و افزايش طاقت (Toughness) بتن مي‌باشد تا قطعه بتني بتواند در مقابل بارهاي وارده در يک مقطع ترک خورده تغيير شکل‌هاي زيادي را پس از نقطه حداکثر تنش تحمل نمايد. شکل شماره 1 عملکرد يک تير خمشي با الياف را در تحمل خيزهاي زياد در مقايسه با بتن بدون آرماتور نشان مي‌دهد.

شکل 1- منحني تغيير شکل يک تير با و بدون الياف در يک تير خمشي

 

بتن با الياف مختلف در سالهاي اخير در سازه‌هاي عمده‌اي چون روسازي راهها و فرودگاه‌ها، بتن پي‌هاي عظيم با تغيير شکل‌هاي زياد و بويژه در پوشش بتني تونلها بکار رفته است. در ساخت پوشش تونلها بتن اليافي با پاشيدن بر جداره شکل مي‌پذيرد. اخيراً براي حذف ترکها در پوشش تونلهايي که بصورت چند تکه پيش ساخته اجرا مي‌شود از بتن بدون آرماتور و تنها الياف استفاده شده و اين نوع بتن سبب حذف ترکها در حين عمل‌آوري و حمل و نقل قطعات و نصب آنها براي کامل کردن مقطع تونلهاي مترو شده است.

در نوع بسيار جديد بتن اليافي که مي‌توان با آن به حداکثر نرمي در بتن رسيد از روش ريختن دوغاب روي الياف (SIFCON) استفاده مي‌شود. در اين روش ابتدا الياف ريخته شده و سپس فضاي بين آنها با ملات دوغابي پر مي‌شود. ميزان الياف در اين بتن حدود 10 درصد مي‌باشد که حدود 10 برابر ميزان الياف در بتن‌هاي اليافي متداول است. با اين مصالح لايه‌هاي محافظي بدون ترک و تقريباً غير قابل نفوذ مي‌توان ايجاد نمود. بعلت نرمي زياد اين قطعات ظرفيت تغيير شکل‌پذيري اين قطعات به ميزان ظرفيت دالهاي فولادي مي‌رسد. مقاومت فشاري اين نوع بتن حدود 110-85 مگاپاسکال و مقاومت خمشي حدود 45-35 مگاپاسکال مي‌باشد. از اين قطعات نه تنها مي‌توان بعنوان لايه‌هاي محافظ کوچک استفاده نمود، بلکه در باندهاي فرودگاه در برابر ضربات عملکرد خوبي نشان مي‌دهند. در کارهاي تعميراتي دالها مي‌توان از آنها بعنوان لايه روي بتن قديم و بدون درز و در زماني کوتاه استفاده نمود  ]4[.

 

آرماتورهاي غيرفولادي در بتن

در سالهاي اخير استفاده محدودي از آرماتورهاي غيرفلزي آغاز گشته است هر چند تحقيقات بر روي کاربرد وسيع‌تر آنها و عملکرد دراز مدت اين نوع آرماتورها ادامه دارد.   اين آرماتورها که معروف به آرماتورهاي با الياف پلاستيکي (FRP) هستند از الياف مختلفي چون الياف شيشه‌اي (GFRP)، الياف آراميدي (AFRP) و الياف کربني (CFRP) در يک رزين چسباننده تشکيل شده اند. در جدول 2 خواص مکانيکي چند آرماتور اليافي که کاربرد پيدا کرد‌ه‌اند‌، آورده شده است. در شکل 2 ميله‌هاي پلاستيکي ساخته شده با الياف مختلف و فولادهاي پيش تنيدگي از نقطه نظر منحني‌هاي تنش-کرنش با يکديگر مقايسه شده‌اند.

جدول - خواص مکانيکي الياف‌هاي مختلف

نوع الياف	مقاومت کششي (MPa)	کرنش نهايي (٪)	E (Gpa)
آراميد	3400-2700	4-5/2	165-73
شيشهE	3500	5-3	75
شيشه S	4500	5/5-5/4	87
کربن مدول پايين	3900-3200	6/1-1	250
کربن مدول بالا	2700-2300	6/0	400

شکل 2- منحني تنش-کرنش فولاد و آرماتورهاي اليافي

 

خاصيت عمده اين آرماتوها که سبب کاربرد آنها شده است، مقاومت در برابر خوردگي آنهاست که مي‌تواند در محيط‌هاي بسيار خورنده دوام دراز مدتي داشته باشند. علاوه بر اين مقاومت بالا، مقاومت به خستگي بالا، ظرفيت بالاي تغيير شکل ارتجاعي، مقاومت الکتريکي زياد و هدايت مغناطيسي پايين و کم اين مواد از مزاياي آنها شمرده مي‌شود. البته اين مواد معايبي چون کرنش گسيختگي کم و شکننده بودن و خزش زياد و تفاوت قابل ملاحظه ضريب انبساط حرارتي آنها در مقايسه با بتن را به همراه دارند  ] 5[.

اخيراً از الياف مختلف شبکه‌هايي بافته شده و بصورت يک شبکه آرماتور در سطح بتن براي کنترل ترک و کم کردن عرض آن و همچنين در ديوارهاي نماي بتني از آن استفاده مي‌کنند. تحقيقات روي کاربرد صفحات اليافي بجاي صفحات فولادي براي تقويت قطعات خمشي و تيرها و دالها بويژه در پلها ادامه دارد. اين صفحات بارزين‌هاي اپوکسي به نواحي کششي از خارج اتصال داده مي‌شوند. کاربرد صفحات با الياف کربني براي اين تقويت بيشتر رايج گشته و در چندين پل در ژاپن و در بعضي کشورهاي اروپايي از آن استفاده شده است ]6[.

 

بتن‌هاي ابداعي

در بعضي موارد با تغيير در مواد تشکيل‌ دهنده بتن و با روش‌هاي ابداعي مي‌توان پاره‌اي از خواص نامطلوب بتن را حذف نمود. اين امر منجر به پيدايش بتن‌هاي خاص با خواص ويژه‌اي مي‌گردد. بعنوان مثال تغييراتي است که مي‌توان در ترکيب بتن‌هاي با مقاومت زياد که اين روزها کاربرد بيشتري پيدا مي‌کنند را نام برد. بتن‌هاي با مقاومت بالا معمولاً با سيمان زياد و نسبت آب به سيمان کم و اضافه و جايگزين نمودن سيمان با دوده سيليس ساخته مي‌شوند. در حين عمل هيدراسيون سيمان و سخت شدن اين بتن‌ها چون آب داخل بتن کافي نيستَ، مقداري آب از سطح خارجي به قسمت داخلي براي تکميل عمل فوق مي‌رسد. بنابراين بتن هاي با مقاومت زياد در ساعت اوليه سخت شدن دچار جمع‌شدگي ذاتي قابل ملاحظه‌اي مي‌شوند. ممکن  است اثرات منفي ديگري نظير حساسيت به ترک‌خوردگي بيشتر در اين بتن‌ها مشاهده شود. اين معايب را مي‌توان با روش ساده‌اي برطرف نمود. در يک عمل ابداعي مي‌توان حدود 25 درصد از حجم سنگدانه را با سنگدانه سبک وزن قبلاً خيس شده جايگزين نمود. اين سنگدانه‌ها باعث ايجاد ذخيره آب در بتن شده و محيطي با عمل‌آوري مرطوب فراهم مي‌سازند. نتيجه اضافه کردن سنگدانه پيش اشباع شده به بتن با مقاومت زياد، کاهش جمع‌شدگي ذاتي و کم شدن و حذف ترکهاي مويي خواهد بود. همچنين تراکم و دانسيته بالاي بتن‌هاي با مقاومت زياد سبب کاهش مقاومت در برابر آتش اين بتن‌ها مي‌شود که بعنوان يک عيب محسوب مي‌شود. در دماي بالا آب شيميايي خمير سيمان بخار شده ولي به علت متراکم بودن بتن با مقاومت زياد نمي‌تواند از آن خارج شود. در نتيجه پوشش بتني بصورت ورقه جدا شده و ظرفيت بارپذيري ستون کاهش مي‌يابد. در يک کار ابداعي مي‌توان الياف پروپيلني به بتن اضافه نمود. در دماي بالا الياف ذوب شده و کانالهايي براي فرار و خروج بخار آب از بتن فراهم مي‌سازند و از ورقه ورقه شدن بتن جلوگيري بعمل مي‌آورند ]7[.

 

نتيجه‌گيري

در سالهاي اخير تحول عظيمي در تکنولوژي بتن و پيدايش بتن‌هاي جديد صورت گرفته است. اين تحولات به پيدايش بتن‌هاي با مقاومت بسيار زياد، بتن‌هاي با نرمي بالا، بتن‌هاي با آرماتورهاي غيرفلزي، بتن با کارايي بسيار زياد، بتن با سنگدانه‌هاي بازيافتي و بتن‌هاي ابداعي منجر شده است. بايد اذعان نمود که نتايج تحقيقات سالهاي آخر قرن حاضر و ادامه آنها در قرن جديد مي‌تواند نگرش تازه‌اي به بتن بعنوان يک ماده ساختماني پرمصرف بدهد. اين نتايج منجر خواهد شد تا ديدگاه بتن بعنوان تنها يک ماده با مقاومت فشاري خوب به کلي دگرگون شده و خواص جديد بتن‌هاي نوين نظر اکثر دست اندرکاران پروژه‌هاي عظيم عمراني را در جهان بخود معطوف سازد.

 

فهرست مراجع

[1] “ Norwegian standard NS3473, concrete structures, Design rules”, Oslo, 1989.

 

[2] H. Okamura, “Self compacting high performance concrete”, Ferguson Lecture at ACI convention (New Orleans), November 1996.

 

[3] H. Okamura and K.Ozawa, “Mix design for Self compacting concrete”, Concrete library international, Japan, No. 25, Dec. 1995.

 

[4] G. Konig et. Al., “New concepts for high performance concrete with improved ductility”, proceedings of the 12^th FIP congress on challenges for concrete in the next millennium, Netherlands, 1998, pp. 49-53.

 

[5] A. Nanni, “Fiber-reinforced plastic (FRP) reinforcement for concrete structures: properties and applications”, Elsevier, London, 1993.

 

[6] Taerwe, “Non-Metallic (FRP) reinforcement for concrete structures”, RILEM proceedings, No. 29, E & FN Spon, London, 1995.

 

[7] R.Breitenbucher, “High strength concrete C 105 with increased fiber resistance due to polypropylene fibers”, 4^th international symposium on the utilization of high strength-high performance concrete, Paris, May 1996, pp 571-577.

افزودنی تبدیل گچ به سیمان

بتن

بتن

بتن و فولاد دو نوع مصالحی هستند که امروزه بیشتر از سایر مصالح در ساختمان انواع بناها از قبیل ساختمان پلها،ساختمان سدها، ساختمان متروها،ساختمان فرودگاه ها و ساختمان بناهای مسکونی و اداری و غیره به کار برده می شوند.و شاید به جرأت می توان گفت که بدون این دو پیشرفت جوامع بشری به شکل کنونی میسر نبود.با توجه به اهدافی که از ساخت یک بنا دنبال می شود،بتن و فولاد به تنهایی و یا به صورت مکمل کار برد پیدا می کنند. فولاد به لحاظ اینکه در شرایط به دقت کنترل شده ای تولید می شود و مشخصات و خواص آن از قبیل تعیین و با آزمایشات متعددی کنترل می شود،دارای کاربری آسانتر از بتن است. اما بتن در یک شرایط کاملا متفاوتی با توجه به پارامتر های مختلف از قبیل نوع سیمان،نوع مصالح و شرایط آب و هوایی تولید و استفاده می شود و عدم اطلاع کافی از خواص مواد تشکیل دهنده بتن و نحوه تولید و کاربرد آن می تواند ضایعات جبران ناپذیری را به دنبال داشته باشد.

با توجه به پیشرفت علم و تکنولوژی در قرن اخیر، علم شناخت انواع بتن و خواص آنها نیز توسعه قابل ملاحظه ای داشته است، به نحوی که امروزه انواع مختلف بتن با مصالح مختلف تولید و استفاده می شود و هر یک خواص و کاربری مخصوص به خود را داراست.هم اکنون انواع مختلفی از سیمانها که حاوی پوزولانها ،خاکستر بادی،سرباره کوره های آهن گدازی،سولفورها،پلیمرها،الیافهای مختلف،و افزودنیهای متفاوتی هستند،تولید می شد. ضمن اینکه تولید انواع بتن نیز با استفاده از حرارت،بخار،اتوکلاو،تخلیه هوا،فشار هیدرولیکی،ویبره و قالب انجام می گیرد.

بتن به طور کلی محصولی است که از اختلاط آب با سیمان آبی و سنگدانه های مختلف در اثر واکنش آب با سیمان در شرایط محیطی خاصی به دست می آیدو دارای ویژگیهای خاص است.

اولین سؤالی که پیش می آید این است که چه رابطه ای بین تشکیل دهنده بتن باید وجود داشته باشد تا یک بتن خوب به دست آید و اصولا بتن خوب دارای چه شرایط و ویژگیهایی است. رابطه بین اجزاء تشکیل دهنده بتن،در خواص فیزیکی و شیمیایی و همچنین نسبت اختلاط آنها با هم است.چه اگر مصالح یا آب و سیمانی با خواصی مناسب بتن با هم مخلوط گردند و در شرایط و محیطی مناسب به عمل آیند،یقینا بتن خوبی حاصل می شودو اصولا بتن خوب، بتنی است که دارای مقاومت فشاری دلخواه و رضایت بخشی باشد. رسیدن به یک مقاومت فشاری دلخواه و رضایت بخش بدین معناست که سایر خواص بتن مانند مقاومت کششی، وزن مخصوص، مقاومت دربرابر سایش، نفوذ ناپذیری، دوام، مقاومت دربرابر سولفاتها و ... نیز همسو با مقاومت فشاری، بهبود یافته و متناسب می شوند.

اگر چه شناخت مصالح مورد مصرف در ساخت بتن و همچنین خواص مختلف بتن کار آسانی نیست اما سعی می شود به خواص عمومی مصالح و همچنین بتن پرداخته شود.

بتن اینک با گذشت بیش از 170 سال از پیدایش سیمان پرتلند به صورت کنونی توسط یک بنّای لیدزی، دستخوش تحولات و پیشرفتهای شگرفی شده است.در دسترس بودن مصالح آن، دوام نسبتاً زیاد و نیاز به ساخت و سازهای فراوان سازه های بتنی چون ساختمان ها، پل ها، تونل ها، سدها، اسکله ها، راه ها و سایر سازه های خاص دیگر، این ماده را بسیار پر مصرف نموده است.

اینک حدود سه تا چهار دهه است که کاربرد این ماده ارزشمند در شرایط ویژه و خاص مورد توجه کاربران آن گشته است. اکنون کاملاً مشخص شده است که توجه به مقاومت تنها به عنوان یک معیار برای طرح بتن برای محیطهای مختلف و کاربریهای متفاوت نمی تواند جوابگوی مشکلاتی باشد که در درازمدت در سازه های بتنی ایجاد می گردد. چند سالی است که مسأله پایایی و دوام بتن در محیط های مختلف و به ویژه خورنده برای بتن و بتن مسلح مورد توجه خاص قرار گرفته است.مشاهده خرابی هایی با عوامل فیزیکی و شیمیایی در بتن ها در اکثر نقاط جهان و با شدتی بیشتر در کشور های در حال توسعه، افکار را به سمت طرح بتن هایی با ویژگی خاص و با دوام لازم سوق داده است. در این راستا در پاره ای از کشورها مشخصات و دستورالعمل ها واستانداردهایی نیز برای طرح بتن با عملکرد بالا تهیه شده و طراحان و مجریان در بعضی از این کشورهای پیشرفته ملزم به رعایت این دستورالعمل ها گشته اند.

در مواد تشکیل دهنده بتن نیز تحولات شگرفی حاصل شده است. استفاده از افزودنی های مختلف به عنوان ماده چهارم بتن، گسترش وسیعی یافته و در پاره ای از کشورها دیگر بتنی بدون استفاده از یک افزودنی در آن ساخته نمی شود. استفاده از سیمان های مختلف با خواص جدید و سیمان های مخلوط با مواد پوزولانی و نیز زائده های کارخانه های صنعتی روز به روز بیشتر شده و امید است که بتواند تحولی عظیم در صنعت بتن چه از نقطه نظر اقتصادی و چه از نظر دوام و نیز حفظ محیط زیست در قرن آینده بوجود آورد. در سازه های بتنی مسلح نیز جهت پرهیز از خوردگی آرماتور فولادی از مواد دیگری چون فولاد ضد زنگ و نیز مواد پلاستیکی و پلیمری (FRP) استفاده می شود که گسترش آن منوط به عملکرد آن در دراز مدت گشته است. با توجه به نیاز روز افزون به بتن های خاص که بتوانند عملکرد قابل و مناسبی در شرایط ویژه داشته باشند،سعی شده است تا در این مقاله به پاره ای از این بتن ها اشاره گردد. کاربرد مواد افزودنی به ویژه فوق روان کننده ها و نیز مواد پوزولانی به ویژه دوده سیلیس در تولید بتن با مقاومت زیاد و با عملکرد خوب مختصراً آورده می شود. بتن های خیلی روان که تحولی در اجرا پدید آورده است و نیز بتن های با نرمی بالا برای تحمل ضربه و نیروهای ناشی از زلزله نیز از مواردی است که باید به آنها اشاره نمود. کوشش های فراوان برای مبارزه با مسأله خوردگی آرماتور در بتن و راه حل ها و ارائه مواد جدید نیز در اواخر سالهای قرن بیستم پیشرفت شتابنده ای داشته است که به آنها اشاره خواهد شد.

افزودنی های خاص در شرایط ویژه :

برای ساخت بتن های ویژه در شرایط خاص نیاز به استفاده از افزودنی های مختلفی می باشد. پس از پیدایش مواد افزودنی حباب هواساز در سالهای 1940 کاربرد این ماده در هوای سرد و در مناطقی که دمای هوا متناوباً به زیر صفر رفته و آب بتن یخ می زند، رونق بسیار یافت. این ماده امروز یکی از پر مصرف ترین افزودنی ها در مناطق سرد نظیر شمال آمریکا و کانادا و بعضی کشورهای اروپایی است.

ساخت افزودنی های فوق روان کننده که ابتدا نوع نفتالین فرمالدئید آن در سالهای 1960 در ژاپن و سپس نوع ملامین آن بعداً در آلمان به بازار آمد شاید نقطه عطفی بود که در صنعت افزودنی ها در بتن پیش آمد. ابتدا این مواد برای کاستن آب و به دست آوردن کارایی ثابت به کار گرفته شد و چند سال بعد با پیدایش بتن های با مقاومت زیاد نقش این افزودنی اهمیت بیشتری یافت. امروزه بتن های مختلفی برای منظور ها و خواص ویژه و نیز به منظور مصرف در شرایط خاص با این مواد ساخته می شود که ازمیان آنها به ساخت بتن های با مقاومت زیاد، بتن های با دوام زیاد، بتن های با مواد پوزولانی زیاد (سرباره کوره های آهن گدازی و خاکستر بادی)، بتن های با کارایی بالا، بتن های با الیاف و بتن های زیر آب و ضد شسته شدن می توان اشاره نمود.

بتن های با کارآیی بسیار زیاد که چند سالی است از پیدایش آن در جهان و برای اولین بار در ژاپن نمی گذرد، تحول جدیدی در صنعت ساخت و ساز بتنی ایجاد کرده است. این بتن که نیاز به لرزاندن نداشته و خود به خود متراکم می گردد، مشکل لرزاندن در قالب های با آرماتور انبوه و محلهای مشکل برای ایجاد تراکم را حل نموده است. این بتن علیرغم کارایی بسیار زیاد خطر جدایی سنگدانه ها و خمیر بتن را نداشته و ضمن ثابت بودن کارایی و اسلامپ تامدتی طولانی می تواند بتنی با مقاومت زیاد و دوام و پایاپی مناسب ایجاد کند. در طرح اختلاط این بتن باید نسبت های خاصی را رعایت نمود. به عنوان مثال شن حدود 50 درصد حجم مواد جامد بتن را تشکیل داده و ماسه حدود 40 درصد حجم ملات انتخاب می شود. نسبت آب به مواد ریزدانه و پودری بر اساس خواص مواد ریز بین 9/0 تا 1 می باشد. با روش آزمون و خطا نسبت دقیق آب به سیمان و مقدار ماده فوق روان کننده مخصوص برای مصالح مختلف تعیین می گردد. از این بتن با استفاده از افزودنی دیگری که گرانروی بتن را می افزاید در زیر آب استفاده شده است.

افزودنی تبدیل گچ به سیمان

بتن های با عملکرد و دوام زیاد

بتن های با عملکرد و دوام زیاد

 

از آنجا که رسیدن به مقاومت بالا در بتن از اهداف دست اندرکاران کارهای بتنی در دو دهه اخیر بوده است، ابتدا این نوع بتن با مقاومت بیش از MPA50 ساخته شد.با پایین آوردن نسبت آب به سیمان تا حد 3/0 رسیدن به چنین مقاومتهایی بسیار آسان است. برای ساخت بتن هایی با مقاومت بیشتر و در حد Mpa 110-80 و برای تقویت ناحیه فصل مشترک سنگدانه درشت و خمیر سیمان مواد سیلیسی فعال و غیر بلوری به نام دوده سیلیس به کار گرفته شد. همزمان سنگدانه هایی با مقاومت بیشتر و با دانه بندی مناسب تر و با کنترل حداکثر اندازه سنگدانه در این مخلوط ها به کار رفت.

از آنجا که در کاربرد این بتن گاه مقادیر بالایی سیمان و بیش از 400 کیلوگرم (حتی تا 500 کیلوگرم) مصرف می شد، علاوه بر گرانی این بتن، ترک هایی نیز حین ساخت به دلیل جمع شدگی پلاستیکی و ناشی از خشک شدن بیشتر این بتن ها و نیز ترک های حرارتی بوجود آمد. همچنین با افزایش این مقاومت تردی و شکنندگی بتن نیز افزایش یافت. چنین بتنی نمی توانست در شرایط محیطی سخت و محیطهای خورنده به علت وجود ترک های زیاد دوام قابل قبولی داشته باشد.

به منظور افزایش دوام حین افزایش مقاومت ضمن کاربرد دوده سیلیس و کم کردن آب و مصرف فوق روان کننده، مقدار سیمان کاهش یافته و در عوض مواد پوزولانی همچون دوده سیلیس، خاکستر بادی، سرباره کوره های آهن گدازی، خاکستر پوسته برنج و بالاخره پوزولان های طبیعی به صورت مواد ریزدانه جایگزین آن گردید. امروز شاهد ساخت بتن هایی با دوام که نفوذپذیری کمی دارند و در مقابل حملات شیمیایی کلرورها و سولفات ها و گاز کربنیک و بعضاً واکنش قلیایی پایدارتر می باشند، هستیم.

برای مصرف این بتن در سازه های بلند و رفع نقیصه شکنندگی در پاره ای موارد از الیاف های کوتاه استفاده شده تا بدین وسیله نرمی این بتن ها افزایش یابد. از مزایای عمده این بتن ها کاهش وزن ساختمان ها به علت کم کردن ابعاد ستون ها، صرفه جویی در میزان بتن و فولاد، کوتاه شدن دوران ساخت، تغییر شکل های وابسته به زمان کمتر و پایایی و داوم بشتر آ نها می باشد.

به منظور کاستن وزن سازه های بتنی که با بتن با مقاومت زیاد ساخته می شوند چند سالی است که با مصرف بخشی از سنگدانه های سبک در آن، بتن های سبک تری تولید نموده اند. امروزه بتن هایی با وزن مخصوص 2 تن بر متر مکعب و مقاومت های mpa 80-60 در بعضی پروژه ها به کار رفته است. به علت دوام قابل قبولی که این بتن ها در آزمایشات متعدد از خود نشان داده اند مصرف آنها در چند سازه بتنی دریایی در محیط های خورنده در کشورهای نروژ، کانادا، ژاپن، آمریکا و استرالیا گزارش شده است.

در کشور ما نیز اخیراً با تولید دوده سیلیس در کارخانه های داخلی کاربرد این ماده در بتن آغاز گشته است. در چند پروژه در جنوب کشور که به علت داشتن آب و هوای گرم و محیطی خورنده برای بتن و نیز فولاد از سخت ترین شرایط محیطی برای بتن است، بتن با سیمان دارای حدود 7 تا 10 در صد میکرو سیلیس به عنوان جابگزین سیمان استفاده شده است. بایستی توجه داشت که به علت عدم آب انداختگی این بتن و واکنش های سریع و گرمای محیط خطر ایجاد ترک های پلاستیک در ساعات اولیه و سپس ترک های ناشی از خشک شدن و حرارتی در این بتن ها زیاد بوده و در صورت عدم کنترل و دقت و عمل آوری سریع و مناسب علیرغم مقاومت زیاد وجود ترک در این بتن ها سبب افزایش نفوذ پذیری آنها گشته و در نتیحه املاح و مواد خورنده به داخل بتن و خوردگی آرماتور خرابی بتن تشدید می گردد. در پاره ای از تونل های انتقال آب و نیز تونل سدها نیز از این ماده در طرح اختلاط بتن برای بتن پاشی پوشش استفاده شده است. پیوستگی خوب این بتن و کم شدن مصالح بازگشتی و مقاومت و دوام خوب از خصوصیات آن درپوشش تونل ها است. این ماده در لایه نهایی سرریز بعضی سدهای کشور نیز در حال استفاده و یا در آینده استفاده نخواهد شد. مصرف میکرو سیلیس در بتن سبب افزایش مقاومت سایشی و فرسایشی بتن می گردد.

افزودنی تبدیل گچ به سیمان

بتن خود تراکم از تئوری تا تولید

بتن خود تراکم از تئوری تا تولید

 

چکیده

تراکم کامل بتن و جاگیری مناسب آن در قالب از مهمترین نکات در اجرای صحیح سازه های بتنی می باشد. متراکم نمودن بتن با استفاده از روشهای معمول یعنی استفاده از ویبراتورها مشکلات متعددی از جمله جداشدگی دانه ها، شن‌نماشدن بعضی نقاط را به همراه دارد.
بتن خودتراکم راه حل بسیار مناسبی برای مقابله با این مشکلات است که اولین بار در دهه گذشته توسط دانشمندان ژاپنی ابداع گردید...

سطح تمام شده بهتر، اطمینان از تراکم بتن بدون استفاده از ویبراتور، افزایش سرعت اجرا و کاهش نیروی انسانی مورد نیاز برای اجرا، از جمله مزایای بتن خودتراکم می باشد.
در این مقاله علاوه بر معرفی کلی بتن خودتراکم و خواص آن آزمایشات مربوطه به صورت کامل تشریح گردیده است.

1- مقدمه

یکی از نکات مهم در اجرای صحیح سازه های بتنی تراکم کامل بتن و جا گیری مناسب آن در قالب می باشد . این مسأله در مورد المان هایی همچون دیوار برشی و ستون که در آنها فشردگی آرماتور زیاد و ابعاد مقطع بتن ریزی کوچک می باشد از اهمیت بیشتری برخوردار است.
استفاده از ویبراتور جهت متراکم کردن بتن، مشکلات زیادی به همراه دارد که از جمله آنها می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
· جداشدگی دانه بندی بتن به علت ویبره زیاد در بعضی مناطق
· تراکم ناهمگن در نقاط مختلف سازه و در نتیجه مقاومت فشاری متفاوت در مقاطع مختلف سازه
· گیر کردن شیلنگ ویبره بین آرماتورها در حین اجرا
· کرمو شدن بعضی مناطق به علت غیرقابل دسترس بودن
· کرمو شدن نقاطی از سطح بتن به علت ویبره بیش از حد و فرار شیره بتن

جاگیری ناقص بتن در قالب


به موارد فوق باید آلودگی صوتی و خطرات جانی عملیات ویبره در مورد دیوارها و ستونهای بتنی را نیز افزود.
بتن خود تراکم راه حلی است که امروزه جهت رفع این مشکلات و همچنین رسیدن به بتنی با کیفیت بالاتر مطرح می باشد .
نظریه بتن خود تراکم که انقلابی در زمینه تکنولوژی بتن نامیده شده است اولین بار توسط پروفسور حجیم اکمورا از دانشگاه کوجی ژاپن در سال 1986 مطرح گردید .
درسال 1988 این نظر تکمیل و برای اولین بار بتن خود تراکم ساخته شد .
درسال 1989 اولین مقاله درباره بتن خود تراکم در دومین کنفرانس مهندسی سازه و ساختمان آسیای شرقی ارائه شد .
امروزه بتن خود تراکم در پروژه های مختلف عمرانی در سطح دنیا مورد استفاده قرار می گیرد همچنین آزمایشات تحقیقی و پژوهشی در این زمینه ادامه دارد .

2- آشنایی کلی با بتن خود تراکم

بتن خود تراکم بتنی است که بدون اعمال هیچگونه انرژی خارجی و تحت اثر وزن خود متراکم گردد. این بتن که ماده ای بسیار سیال و روان و مخلوطی همگن است ، بسیاری از مشکلات بتن معمولی نظیر جدا شدگی ، آب انداختن ، جذب آب ، نفوذپذیری و ...را رفع نموده و علاوه بر این بدون نیاز به هیچ لرزاننده (ویبره) داخلی یا ویبره بدنه قالب تحت اثر وزن خود متراکم می شود.
این بتن به راحتی توانایی پر کردن قالب در محل شبکه های آرماتور فشرده را دارا می باشد و حتی در جاهایی که دسترسی به آنها دشوار است به راحتی عبور می کند .
بتن خود تراکم در طرح اختلاط و ساختارش تفاوت عمده ای با بتن معمولی ندارد . البته مواد خاصی جهت نیل به مشخصات ویژه این بتن در تولید آن مورد مصرف قرار می گیرد. این مواد عمدتاً شامل فوق روان کننده ها، مواد مضاف پوزولانی و فیلرها (پودر سنگ با قطر دانه های ریزتر از 125 میکرون) می باشند. همچنین ملاحظات خاصی در مورد دانه بندی سنگدانه های مورد مصرف در این نوع بتن در نظر گرفته می شود .
مزایای استفاده از بتن خود تراکم به شرح زیر می باشد:
· اطمینان از تراکم بخصوص در مقاطعی که کاربرد لرزاننده دشوار است .
· جاگیری آسانتر در قالب
· سطح تمام شده بهتر
· کاهش نیروی انسانی
· اجرای سریعتر خصوصاً در مورد مقاطع دیوار و ستون
· آزادی عمل بیشتر در طراحی (امکان ایجاد مقاطع نازک تر )
·
کاهش آلودگی صوتی ناشی از عملیات ویبره
سطح تمام شده بتن خود تراکم در مقایسه با بتن معمولی


3- مواد تشکیل دهنده بتن خود تراکم

3-1- سنگدانه :

سنگدانه ها به دو دسته تقسیم می شوند:

3-1-1- ماسه:

تمامی ماسه های متداول در تولید بتن معمولی در این صنعت نیز به کار می رود . هر دونوع ماسه شکسته و یا گرد گوشه اعم از سلیسی و یا آهکی می تواند مورد استفاده قرار گیرد . ذرات ریزتر از
125 میکرون که به عنوان " پودر" تلقی میشوند، برخواص روانی بتن خود تراکم بسیار مؤثر بوده و به منظور تولید بتن یکنواخت ، رطوبت آن باید دقیقاً کنترل شود. حداقل میزان ریزدانه ها (از ماسه تا مواد چسباننده پودری ) به منظور جلوگیری از جداشدگی دانه‌بندی از مقدار شخصی نباید کمتر باشد.

3-1-2- شن (درشت دانه ها ):

تمامی انواع درشت دانه در اینجا به کار می رود، ولی حداکثر اندازه معمولی دانه ها 16 تا
20 میلی‌متر می باشد . به هر حال سنگدانه های تا حدود 40 میلی متر نیز می تواند در بتن خود تراکم به کار رود.استفاده از سنگدانه های شکسته سبب افزایش مقاومت بتن خود تراکم(بدلیل افزایش قفل و بست بین ذرات) می شود در حالیکه سنگدانه های گرد گوشه بدلیل گوشه بدلیل کاهش اصطکاک داخلی روانی آن را بهبود می بخشد .

3-2- سیمان:

به طور کلی تمامی انواع سیمان های استاندارد می تواند در بتن خود تراکم به کار رود . انتخاب نوع سیمان بستگی به پارامترهای مورد انتظار بتن مثل مقاومت ، دوام و ... دارد .
دامنه عمومی میزان مصرف سیمان در اینجا 350 تا 450 کیلوگرم در مترمکعب می باشد . میزان بیشتر از 500 می تواند سبب افزایش خطر جمع شدگی شود . میزان کمتر از 350 نیز فقط در صورتی قابل قبول می باشد که به همراه مواد پوزولانی ، خاکسترهای بادی ، دوده سیلیسی و ... به کار رود .
حضور بیش از 10% میزان در سیمان می تواند سبب کاهش نگهداشت کارایی بتن گردد .

3-3- مواد مضاف :

مصالح بسیار ریز غیر آلی هستند که به منظور بهبود و یا ایجاد خواص مشخص در بتن به آن افزوده می شوند .این مواد باعث بهبود کارایی ، کاهش حرارت هیدراتاسیون و عملکرد بهتر بتن در دراز مدت می گردند .
مواد مضاف عمومی مورد استفاده عبارتند از:

3-3-1- پودر سنگ:

ذرات شکسته بسیار ریز (کوچکتر از 125 میکرون) سنگ آهک، دولومیت و یا گرانیت است که به منظور افزایش مواد پودری به کار می رود . استفاده از پودرهای دولومیتی، بدلیل واکنش های کربنات قلیایی می تواند دوام بتن را با مشکل مواجه نماید .
3-3-2- خاکستر بادی:

ماده ای است که از سوختن زغال سنگ حاصل می شود و دارای خصوصیات پوزولانی است که در بهبود خواص بتن خیلی مؤثر می باشد .

3-3-3- میکرو سیلیس

میکرو سیلیس در بتن خود تراکم باعث سیالیت بالای بتن شده و دوام بتن را افزایش می دهد و نقش مهمی در چسبندگی و پرکنندگی بتن با عملکرد بالا دارد. میکروسیلیس دارای حدود 90 درصد دی اکسید سیلیس می باشد .
ذکر این نکته ضروری می نماید که استفاده از پرکننده در هر کشوری با توجه به ذخائر همان کشور تعیین می شود. برای مثال در کشورهای اروپایی که هنوز از زغال سنگ به عنوان سوخت کربنی استفاده می شود به کاربردن خاکستر بادی امری بهینه و مفید است، در کشورهایی که به لحاظ صنعت ذوب آهن در مرحله صنعتی قراردارند ، میتوان از سرباره کارخانجات ذوب آهن استفاده نمود در کشور ما نیز با توجه به در دسترس بودن و همچنین کارآیی آن پرکننده، باید به دنبال ماده ای مناسب و مقرون به صرفه برای جایگزینی فیلرهای مرسوم در صنعت بتن خود تراکم اروپایی باشیم .

3-4- مواد افزودنی :

موادی هستند که به منظور ایجاد و یا بهبود خواص مشخصی به بتن تازه و یا سخت شده در حین ساخت بتن به آن افزوده میشوند. استفاده از فوق روان کننده ها برای تولید بتن خود تراکم به منظور ایجاد کارآیی مناسب، ضروری می باشد. از انواع دیگر مواد افزودنی میتوان به عامل اصلاح لزجت (V.M.A) به منظور اصلاح لزجت، مواد افزودنی حباب زا (A.E.A) به منظور بهبود مقاومت در برابر یخ زدگی و آب شدن، کندگیر کننده ها به منظورکنترل گیرش و . . . اشاره نمود .
استفاده از V.M.A در حضور پودرها امکان جدا شدگی دانه بندی را کاهش داده و مخلوط را یکنواخت‌تر می‌کند ولی در استفاده از آن باید به اثرات آنها برروی عملکرد بلند مدت بتن توجه داشت‌.
استفاده از فوق روان کننده ها می تواند تاحدود 20% مصرف آب را کاهش دهند .

3-5- آب مخلوط :

مطابق استاندارد بتن های معمولی به کار می رود .

4- خصوصیات ویژه بتن خود تراکم

این بتن می تواند برای ساخت هر نوع سازه با ویژگیهای مطلوب دوام ، مقاومت و ... به کار رود . به لحاظ مقاومت فشاری ، کششی ، مدول الاستیسیته و . . . با بتن های معمولی فرق نمی کند و تمامی پارامترها و فرمول های طراحی بتن معمولی اینجا نیز کاربرد دارد . بدلیل استفاده از مقادیر زیاد مواد پودری ، انقباض خمیری و خزش بیشتری را نسبت به بتن معمولی انتظار داریم لذا سرعت در شروع عملیات عمل آوری در بتن خود تراکم یک امر ضروری است .
جهت بررسی خواص بتن تازه مهمترین فاکتورمطرح، روانی بتن می باشد که عموماً بوسیله آزمایش اسلامپ سنجیده می شود ولی در مورد بتن خود تراکم باید فاکتورهای بیشتری مورد بررسی قرار گیرد تا از توانایی بتن ساخته شده جهت تراکم خودکار اطمینان حاصل شود ، این پارامترها به شرح ذیل می باشد:
- روانی
- توان عبور
- مقاومت در برابر جدا شدگی
- لزجت (ویسکوزیته)

4-1- روانی


به قابلیت جریان یابی روان و آسان بتن تازه وقتی مانعی بر سر راه آن نباشد، روانی گویند این ویژگی با آزمایش جریان اسلامپ سنجیده می شود.

4-2- توان عبور:

به توانایی بتن خود تراکم در جاری شدن وعبور از بین فضای کوچک شبکه آرماتور بدون توقف یا جدا شدگی توان عبور گویند .
این ویژگی با آزمایش جعبه L سنجیده می شود .


4-3- مقاومت در برابر جدا شدگی:

به توانایی بتن خود تراکم برای یکنواخت و همگن ماندن، طی مراحل حمل و بتن ریزی گویند .
مقاومت در برابر جدا شدگی به وسیله آزمایش پایایی الک سنجیده می شود .

4-4- لزجت (ویسکوزیته)

به خاصیتی که باعث مقاومت دربرابر جاری شدن سریع بتن می گردد گویند . بتن دارای لزجت پایین به سرعت جریان می یابد و توقف می کند ولی بتن با لزجت زیاد مدت زمان بیشتری حرکت می کند تا متوقف شود .

افزودنی تبدیل گچ به سیمان

 

بتن های سبک

بتن های سبک

دانستن اين موضوع كه بتن سبك از 50 سال پيش تا به حال در اروپا در ساختن بنا كاربرد دارد اما هنوز در ايران ناشناخته است تعجبي همراه با افسوس را به همراه دارد. كشور ما درحالي از قافله صنايع مدرن ساختمان سازي عقب مانده كه زلزله هاي مخربي را در 15 سال گذشته تجربه كرده است.

اغلب بتنهای سبک خواصی از قبیل عایق بودن نسبت به حرارت و صوت، مقاومت در برابر یخ زدگی و آتش سوزی و کاهش لطمات ناشی از زلزله را دارا می باشند. سبك و يكپارچه سازى را می توان راهكارى محورى و عملى براى افزايش ايستادگى و ايمنى بناها در برابر زلزله محسوب داشت. ويژگى هايى چون كاهش جدى وزن سازه و ابعاد برخى اجزا، صرفه جويى زياد در ميزان فولاد مصرفى در اسكلت و پى، حائل صدا و رطوبت و به ويژه عايق حرارت بودن، افزايش مؤثر فضاى مفيد داخل بنا، قابليت هاى گوناگون كار پذيرى، انعطاف و تنوع در اشكال، سادگى، و سرعت و سهولت در حمل و اجرا، كاهش خستگى بنا و پايانى مناسب در برابر عوامل آسيب زا .نيز مى توانند از مزاياى بهره گيرى تجربه شده از اين بتن ها با موارد كاربرى متعدد در ساخت و سازها باشند. بديهى است تكيه بر اين راهكار محورى در رويكردى منسجم و نظام يافته و با توجه به مجموعه موارد فنى، اقتصادى و اجرايى، نه تنها به معنى كم بها دادن به ساير عوامل مؤثر در ايمن و مقاوم سازى بناها و مجموعه فن آورى هاى مربوط به آن نخواهد بود بلكه ضمن جبران نسبى بسيارى كاستى ها در ديگر زمينه ها به ارتقا و افزايش كارآيى ديگر راهكارهاى مقتضى نیز می انجامد.

بتن های سبک اغلب داراى ويژگى هاى مطلوب كار پذيرى چون قابليت هاى برش، تراش و پذيرش ميخ، پيچ، رول-پلاك و كورپى، امكان مرمت و نيز عبور تأسيسات و نصب و اجراى چارچوب ها و درب و پنجره و تزئينات و پوشش ها و رنگ هاى مقتضى و توان پذيرش پوشش ها و نماهاى مختلف را داراست و ضمن عدم نياز به اندودهاى سنگين اضافى، امكان تطبيق با طرح هاى گوناگون معمارى را از جمله در سطوح و احجام منحنى در كاربرى های مختلف دارا می باشد.

 

2-6-1) مهمترین مزایای بتن سبک در مقایسه با بتن معمولی

آنچه مسلم است اینست که دانسیته بالای بتن معمولی بعنوان یکی از محدودیت های آن بشمار می رود و کاهش آن با تولید بتن سبک می تواند گامی مهم در رفع این محدودیت تلقی شود. بعلاوه بتن های سبک عموماً دارای خواص مهندسی ویژه ای هستند که کاربرد آنها را در بخش ساختمان ارجح می نماید. در ادامه مهمترین مزایای بتن سبک در مقایسه با بتن های معمولی ارائه خواهد شد.

 

سبک بودن

بار مرده در ساختمان که ناشی از وزن سازه می باشد بخش مهم و اصلی نیروی وارده به اجزای باربر در یک سازه تلقی می شود و لذا کاهش آن منجر به کاهش نیروهای وارده و لذا کاهش وزن اسكلت فلزي و ديوار ها شده و كاهش مخارج فونداسيون و پي را بدنبال خواهد داشت. از طرفی دیگر وزن کمتر سازه باعث کاهش نيروي منتقل شده به سازه از طریق زلزله و کاهش احتمال خسارات مربوط به آن خواهد شد. سبکی اجزای بتنی سهولت در حمل و نقل و نصب قطعات پيش ساخته را نیز بدنبال خواهد داشت.

 

عایق گرما

مقاومت حرارتی بالاتر این بتن ها باعث کاهش سرعت انتقال حرارت در آنها شده و منافع متعددی را بدنبال خواهد داشت. یکی از این موارد کاهش تلفات انرژی می باشد. این موضوع هم در انتقال حرارت از داخل به خارج از ساختمان در فصل زمستان و هم انتقال حرارت از خارج به داخل ساختمان در فصل تابستان مطرح خواهد بود. انتقال حرارت در جامدات با مکانیزم هدایت صورت می گیرد و ضریب هدایت حرارتی معیاری از رسانائی حرارتی آنها تلقی می شود که با علامت k و با دیمانسیون W/m.K در سیستم SI ارزیابی می گردد. مقدار k برابر با 1 به این معنی است که چنانچه دو طرف دیواری به مساحت 1 متر مربع و ضخامت 1 متر اختلاف دمائی برابر با 1 درجه کلوین (یا سانتی گراد) داشته باشد گرمائی برابر با 1 ژول را در هر ثانیه منتقل خواهد کرد. ژول واحد انرژی و معادل با N.m است که کمی کمتر از 25/0 کالری خواهد بود. ضریب هدایت حرارتی مواد در محدوده گسترده ای با اختلاف 10⁵ برابر از 3400 برای الماس خالص و 400 برای مس که فلزی با هدایت حرارتی خوب محسوب می شود تا 038/0 برای پشم شیشه که ایزوله حرارتی خوبی محسوب می شود تغییر می نماید. بتن با ضریب هدایت حرارتی بتن معمولی 2-1 و گچ 5/0 و بتن های سبک در چگالی پائین کمتر از 2/0 است. این بدین معنی است که در شرایط یکسان، دیواری با ضخامت 1/0 متر از بتن سبک معادل دیواری به ضخامت 1 متر از بتن معمولی در مقابل انتقال حرارت مقاومت خواهد کرد.

          از طرف دیگر عایق بودن این بتن ها باعث کاهش سرعت تغییرات حجمی در اثر تغییرات دمائی شده و مقاومت آنها را در مقابل سیکل های حرارتی و یخبندان افزایش می دهد. عایق بودن حرارتی باعث خواهد شد تا سرعت انتقال حرارت به داخل این بتن ها کاهش یابد و لذا تنش های وارده ناشی از تغییرات حجمی در اثر تغییر شکل های پلاستیکی موضعی تعدیل شود. همچنین این خاصیت فیزیکی باعث افزایش مقاومت این بتن ها در مقابل آتش می گردد.

 

عایق صوتی

ساختار پفکی این بتن ها باعث قابلیت جذب صوت در آنها شده و لذا کاربرد های آکوستیکی را برای آنها ایجاد می نماید.

 

قابلیت برش

انجام عملیات تأسیساتی و برش بر روی این بتن ها عموماً بمراتب بهتر از بتن معمولی میسر است که در کاربرد های ساختمانی از اهمیت زیادی برخوردار است.

 

2-6-2) انواع بتن سبک

در یک تقسیم بندی کلی می توان انواع بتن سبک را به دو گروه متکی بر سبکدانه بجای سنگدانه و متخلخل یا سلولی تقسیم بندی نمود. در گروه اول انواع گوناگون سبکدانه های طبیعی و یا صنعتی بجای سنگدانه مورد استفاده قرار می گیرد و در گروه دوم ایجاد چگالی پائین در بتن بر مبنای ایجاد تخلخل در خمیر سیمان صورت می گیرد. وزن مخصوص فضايي بتن سبك بستگي به روش ساخت، مقدار و انواع اجزاي متشكله آن دارد. تمام بتن‌هاي سبك، وزن مخصوص كم خود را مديون همراه داشت هوا در ساختمان داخليشان هستند. بتن فوق سبك با وزن فضايي 300 تا 1000 كيلوگرم در متر مكعب را براي گرمابندي و به عنوان پركننده مي‌توان مورد استفاده قرار دارد. مقاومت بتن سبك به وزن مخصوص آن بستگي دارد به طوري كه هر چه وزن مخصوص زيادتر شود مقاومت آن افزايش مي‌يابد. البته نحوه به عمل آوردن قطعات بتنی ساخته شده، روش ساخت، دانه‌بندي و مقادير اجزاي متشكله آن در اين امر مؤثرند.

 

2-6-3) بتن سبک سبکدانه

در این نوع بتن ها از انواع گوناگون سبکدانه بجای سنگدانه برای ایجاد دانسیته پائین استفاده می شود. این مواد سبکدانه ممکن است در حالت طبیعی و یا در فرآیند های صنعتی تولید شوند. پامیس یکی از مهمترین سبکدانه های طبیعی محسوب می شود که منابع معدنی آن در مناطق متعددی از ایران وجود دارد. پوکه معدنی فاروج یکی از منابع معدنی سبک دانه پامیس در استان خراسان تلقی می شود. لیکا، پرلیت و دانه های پلی استایرن نیز تعدادی از مهمترین سبکدانه های صنعتی مورد استفاده در تولید بتن سبک هستند. مهمترین انواع این بتن ها در گروه بتن های متکی بر استفاده از سبکدانه شامل بتن سبک لیکا، بتن سبک پرلیتی، بتن سبک پلی استیرن و بتن سبک پوکه ای می باشد که در ادامه به توضیح هر کدام پرداخته خواهد شد.

 

بتن سبک ليكا

امروزه دانه هاى سبك خاك رس منبسط شده در بيش از 30 كشور جهان با نامهاى تجارى گوناگون توليد و عرضه مى شوند. در اروپا و آمريكا اين دانه ها را با عناوينى نظير لايتگ، ليكا، آگلايت و آرژكس مى شناسند. اين دانه ها به طور مشابه در ايران با نام ليكا توليد مى شوند. ويژگى هاى اين دانه ها باعث شده است تا در طيف وسيعى از كارهاى عمرانى و صنعتى به كار روند.

          لیکا[1] که مخفف "مصالح رسی منبسط شده سبک" در زبان انگلیسی است یکی از سبک دانه های مهم صنعتی تلقی می شود. برای تهيه این دانه هاي سبك از كوره های گردان استفاده است. رس با دانه هايي به ريزي صفر تا دو ميكرون در دماي بالاتر از 1000 درجه سانتي گراد در اين كوره ها حرارت مي بينند و گازهاي ايجادشده در داخل آنها منبسط مي شوند و هزاران سلول هواي ريز تشكيل مي دهند. با سردشدن این مصالح سلول های فوق  باقي مي مانند و سطح آنها سخت مي شود. خواص ليكا باعث شده است تا بتن سبك ليكا كاربردهاي فراواني داشته باشد. يكى از روشهاى تهيه دانه هاى سبك استفاده از كوره گردان است. وقتى برخى از انواع رس با دانه هايى به ريزى صفر تا دو ميكرون در دماى بالاتر از 1000 درجه سانتى گراد در اين كوره ها حرارت مى بينند، گازهاى ايجاد شده در داخل آنها منبسط مى شوند و هزاران سلول هواى ريز تشكيل مى دهند. با سرد شدن مصالح، اين سلولها باقى مى مانند و سطح آنها سخت مى شود.

          مهم ترين ويژگى هاى ليكا عبارتند از : وزن كم، عايق حرارت، عايق صوت، بازدارنده نفوذ رطوبت، مقاومت در برابر يخ زدگى، تراكم ناپذيرى تحت فشار ثابت و دائمى، فسادناپذيرى، مقاوت در برابر آتش و PH نزديك به نرمال.  وزن كم اين دانه ها و در نتيجه هزينه حمل پائين آن باعث شده است تا از ليكا در پر كردن فضاهاى خالى استفاده شود. در كاربردهاى خاص نظير زير سازى ساختمان و تسطيح و شيب بندى بام، خواص عايق حرارتى و دوام ليكا مشخصات فنى مناسبى براى آن فراهم مى كند. در راهسازى نيز از تراكم ناپذيرى ليكا براى كنترل نشست پلاستيك بسترهاى سست استفاده مى شود. همچنين جذب آب مناسب ، تخلخل و دوام ليكا آن را براى كشاورزى بدون خاك مناسب ساخته است. همين خواص باعث شده است تا در تصفيه فاضلابهاى خانگى از فيلترهاى ساخته شده از ليكا استفاده شود.

          خواص ليكا باعث شده است تا بتن سبك ليكا كاربردهاى فراوانى داشته باشد. مهم ترين ويژگى هاى بتن ليكا عبارتند از:وزن كم، سهولت حمل و نقل، بهره ورى بالا هنگام اجرا، سطح مناسب براى اندود كارى، مقاومت و باربرى در شرايط خاص، عايق حرارت، مقاومت در برابر آتش، عايق صدا ،‌مقاومت در برابر يخ زدگى، بازدارندگى در برابر نفوذ رطوبت و دوام در برابر مواد آهكى.

          متناسب با وزن و مقاومت مورد نظر از بتن سبك ليكا به عنوان پر كننده ، عايق و يا باربر استفاده مى شود. بتن ليكا مى تواند در جا ريخته شود و يا بصورت بلوك، اجزاى ساختمانى وساير قطعات پيش ساخته بكار رود. در هر مورد متناسب با كاربرد و روش اجرا از دانه بندى هاى مناسب ليكا استفاده مى شود.

          بتن هاى پر كننده و عايق اغلب در پى سازى و زير سازى ساختمان، شيب بندى كف و بام، بلوك ها يا اجزاى ديوارهاى جدا كننده و محيطى غيرباربر به كار مى روند.

          از بتن هاى سبك كه البته عايق نيز هستند در ساخت اجزاى مقاوم نظير بلوك هاى باربر، پانل هاى ديوارى و سقفى مسلح و نيز اسكلت بتن مسلح ساختمانها استفاده مى شود.

          مهم ترين ويژگي هاي بتن ليكا وزن كم، سهولت حمل و نقل، بهره وري بالا هنگام اجرا، سطح مناسب براي اندودكاري، مقاومت و باربري در شرايط خاص، عايق حرارت، مقاومت در برابر آتش، عايق صدا، مقاومت در برابر يخ زدگي، بازدارندگي در برابر نفوذ رطوبت و دوام در برابر مواد آهكي می باشد. از بتن سبك ليكا به عنوان پركننده، عايق و يا باربر استفاده مي شود. بتن ليكا   مي تواند درجا ريخته شود و يا به صورت بلوك، اجزاي ساختماني و ساير قطعات پيش ساخته به كار رود. در هر مورد متناسب با كاربرد و روش اجرا از دانه بندي هاي مناسب آن استفاده مي شود. بتن هاي پركننده و عايق اغلب درپي سازي و زيرسازي ساختمان، شيب بندي كف و بام، بلوك ها يا اجزاي ديوارهاي جداكننده و محيطي غيرباربر به كار مي روند.

 

جدول كاربردهاى ليكا بر حسب اندازه دانه ها

كاربرد	اندازه
عايق سازى كف، حذف، عايق سازى پى، پركننده سبك، توليد بلوك كف، تسطيح بام، زير سازى ساختمان، زهكشى ابنيه	ليكاى درشت (بادامى)-  10-20 mm
توليد بتن سبك ليكا، توليد بلوك، دال و اجزاى ساختمانى، زيرسازى ساختمان	ليكاى متوسط (نخودى)-  3-10 mm
توليد بلوك، دال و اجزاى ساختمانى توليد بتن سبك، توليد اندود و ملات ليكا	ليكاى ريز و بسيار ريز (عدسی)-   0-3 mm

 

 

بتن سبك ليكا از مخلوط كردن دانه هاى ليكا با سيمان و آب بدست مى آيد-دوغاب سيمان عمل بهم چسباندن دانه ها به يكديگر و ايجاد پيوستگى در دانه هاى ليكا را انجام مى دهد. افزايش ماسه بافت بتن را پيوسته تر و در نتيجه تخلخل را كاهش مى دهد. با اين عمل حجم هواى داخل بتن كاهش و در عوض استحكام ساختار بتن افزايش پيدا مى كند. اين نوع بتن ساخته شده از سيمان، ليكا، ماسه و آب، بتن نيمه سبك ناميده مى شود. اين دو نوع بتن اصولأ براى نيل به هدف سبك كردن در صنعت ساختمان به كار گرفته مى شوند. مصرف ليكا ضمن كاهش وزن فضايى بتن ضریب هدايت حرارتى بتن را نيز بشدت كاهش مى دهد.

 

بتن سبک پرلیتی

این بتن ها با استفاده از پرلیت بعنوان تمام یا بخشی از سنگدانه تولید می شوند. پرلیت یک سبکدانه صنعتی تلقی می شود که توسط حرارت در کوره های مخصوص تولید می شود. در ادامه جزویات کاملی راجع به این ماده مهم صنعتی که مصرف آن در ساختمان نیز حائز اهمیت بالائی است آورده می شود.

 

بتن های سبک متخلخل یا سلولی

در این نوع بتن ها کاهش دانسیته با ایجاد تخلخل در خمیر سیمان روی می دهد. برای این منظور از دو روش عمده استفاده می شود. در یک روش از عوامل حباب ساز در مخلوط طرح اختلاط بتن استفاده شده و محصول را بتن گازی گویند و در روش دوم تخلخل با استفاده از حباب های خارجی (کف) که توسط ماشین کف ساز یا فوم ژنراتور تهیه شده است ایجاد می شود که با عنوان بتن کفی یا فومی یا هوادار شناخته می شود.

 

بتن سبک گازی

سبک سازی در این نوع بتن بر مبنای ایجاد حباب های گازی استوار است. این حباب ها در هنگام گرفتن دوغاب سيمان در بتن درست می شود و بدین ترتیب دوغاب سيمان هنگام گرفتن پف كند تا پس از گرفتن بتن سبک ایجاد شود. براي ایجاد گاز در این بتن از پودذ آلومینیم استفاده مي‌شود. در گذشته از كاربيد كلسيم (CaC₂) + آلومينيوم و همچنين كلروركلسيم (CaCl₂) + آب اكسيژنه (H₂O₂) هم به این منظور استفاده مي‌شد. با مصرف پودر آلومينيوم در بتن، گاز هيدروژن و با كاربيد كلسيم، گاز استيلن (C₂H₂) و آب اكسيژنه، گاز اكسيژن ایجاد مي‌شود. چون گاز استيلن می تواند مشتعل شود و آب اكسيژنه نیز گران است امروزه از اين دو روش درتولید این نوع بتن سبک استفاده نمي‌شوند.

          براي ساختن هر مترمكعب از این بتن 5/0 كيلوگرم پودر آلومينيوم + 400 كيلوگرم ماسه سيليسي + 140 كيلوگرم پودر آهك زنده + 35 كيلوگرم سيمان را مخلوط مي‌كنند تا مخلوط همگني بدست آيد. سپس آب اضافه می شود. در این مرحله واکنش های شیمیائی شروع شده و بتن شروع به پف کردن و انبساط می نماید. در این مرحله تقریباً حجم تا 3 برابر افزایش می یابد. محصول پس از برش توسط سیم برش به اتوکلاو با 8 تا 10 بار (آتمسفر) فشار بخار‌ آب و دمای 230 درجه سانتی گراد منتقل می شود. در این فشار آهك زنده مي‌شكفد و در رويه دانه‌هاي ماسة سيليسي اثر مي‌كند و سيليكات كلسيم ایجاد مي‌شود (مانند آجر ماسه آهكي). پودر آلومينيوم هم در این فشار بخار آب با آهك شكفته تركيب شده و گاز هيدروژن آزاد مي‌گردد. واکنش مربوطه بصورت زیر است:

 

2Al + 3Ca(OH)₂ = Al₂O₃.3CaO + 6H

 

گاز هيدروژن آزاد شده در بتن جا مي‌گيرد و آن را پوك مي‌كند. اين نوع بتن گازي Ytong نام دارد و دارای وزن فضايي تا kg/m³770، جاي خالي 65% حجم بتن، تاب فشاري 28 روزة N/mm² 6، آبمكي پس از 24 ساعت ماندن زير آب 2% حجم بتن، اندازة جمع شدن آن پس از 60 روز mm17/0 در هر متر است.

          سيپوركس[3] که نام آن از حرفهاي آغاز واژه‌هايSilic Pore Expansion  گرفته شده است نیز گونه ای دیگر از این نوع بتن می باشد. براي ساختن هر مترمكعب آن، بسته به جنس سيليس و آهك، حدود 200 كيلوگرم سيمان + 350 كليوگرم ماسة سيليسي ريزدانه + 100 کیلو گرم آهك + 300 تا 500 گرم پودر آلومينيوم + كمي افزونه‌هاي ديگر استفاده می شود و آن را در اتوکلاو زير 10 آتمسفر فشار بخار آب و تا 180 درجه سانتی گراد قرار می دهند.

 

بتن سبک کفی

این نوع بتن پيش از جنگ جهاني دوم اختراع شد و گسترش يافت و بجاي بتن گازي مصرف مي‌شود. با يك روش ارزان و ساده مي‌توان در همه جا بتن كفي با وزن فضايي kg/m³ 1600 - 600 ساخت. اين بتن از تركيب سيمان، ماسه، آب و فــوم (کف) با درصـد هاي مختلـف (بسـته به نياز) تشــكيل مي شـود و مي توان از آن بصورت در جا و يا در قالبهاي مختلف استفاده نمود. ضمناًً هر گونه نازك كاري براحتي روي آن قابل اجراست و چسبندگي بسيار خوبي با سيمان و گچ دارد. بتن كفي در ساختن تيغه و ديوار سبك و شيب دادن بامهاي افقي و بارگذاري سبك، همچنين براي صدابندي و گرمابندي مصرف مي‌شود. بايد از اين روش در جاهايي مانند كنارة درياي مازندران، كنارة خليج فارس، خوزستان، كرمان، بلوچستان، كنارهاي كوير و جاهاي ديگر كه ماسه بادي فراوان است بهره‌گيري كرد. بتن كفي را مي‌توان به شكل آجر سبك و بلوك هم ريخت. با بتن كفي شن سبك هم ساخته مي‌شود. با توجه به اینکه این بتن در پروژه بعنوان بهترین نوع بتن سبک برای تولید در محدوده های غیر سازه ای، نیمه سازه ای و سازه ای انتخاب گردیده است بحث تئوری مفصلی راجع به آن در بخش 2-7 بیان خواهد شد.

 بتن فومی یکی از مواد مهندسی جدیدی است که کاربرد های گوناگون آن در مهندسی عمران روز بروز در حال افزایش است. امروزه محدوده مصرف این بتن از مصرف در ساختمان پا فراتر نهاده و در مصارف جدیدی از جمله در نگهداری معادن، راه سازی و پایدار سازی خاک[5] راه یافته است. این نوع بتن پيش از جنگ جهاني دوم اختراع شد و گسترش يافت و امروزه بجاي بتن گازي مصرف مي‌شود. با يك روش ارزان و ساده مي‌توان در همه جا بتن كفي با وزن فضايي kg/m³ 1600 - 400 ساخت. برای تولید این بتن نیازی به کارخانه بزرگ و امکانات زیاد مانند اتوکلاو (شرایط بخار در دمای بالا همراه با فشار) وجود ندارد. اين بتن از تركيب سيمان، ماسه، آب و فــوم (کف) با درصـد هاي مختلـف (بسـته به نياز) تشــكيل مي شـود و مي توان از آن بصورت در جا و يا در قالبهاي مختلف استفاده نمود. بتن کفی می تواند بخوبی به طبقات و یا فواصل دورتر پمپ شود. از این بتن می توان در تمام بخش های ساختمان استفاده نمود. ممکن است در کف ساختمان بعنوان ایزوله حرارتی و همچنین بعنوان پرکننده و یا شیب بندی از بتن کفی استفاده شود. بتن کفی در چگالی مناسب و در مقاومت لازم می تواند در قطعات بعنوان بتن مسلح نیز بکار رود. ضمناًً هر گونه نازك كاري براحتي روي آن قابل اجراست و چسبندگي بسيار خوبي با سيمان و گچ دارد. بتن كفي در ساختن تيغه و ديوار سبك و شيب دادن بامهاي افقي و بارگذاري سبك، همچنين براي صدابندي و گرمابندي مصرف مي‌شود. تولید این نوع بتن در جاهايي مانند كنارة درياي مازندران، كنارة خليج فارس، خوزستان، كرمان، بلوچستان، كنارهاي كوير و جاهاي ديگر كه ماسه بادي فراوان است بخوبی می تواند صورت پذیرد. بتن كفي را مي‌توان به شكل آجر سبك و بلوك هم ريخت. با بتن كفي پوکه سبك هم ساخته مي‌شود. 20 تا 70 درصد حجمی این بتن از هوا تشکیل شده است. وجود حباب های هوا مانند ساچمه هائی در داخل بتن بوده و اثری شبیه به مکانیزم بولبورینگ[6] را باعث میگردد و بدین سان این بتن روانی بالائی را خواهد داشت. بتن کفی مناسب ترین نوع بتن برای مصرف بسیاری از محصولات جانبی و ضایعات کارخانجات[7] (RAS) که بصورت پودری هستند و اثر مخربی بر مقاومت ندارند خواهد بود.

 

مواد خام مورد نیاز برای تولید بتن سبک کفی

مواد لازم برای تولید این بتن شبیه به بتن معمولی است و لازم است ماسه در دانه بندی مناسب انتخاب شود و فوم یا کف در سیستم فوم ژنراتور تولید و به میکسر مربوطه وارد شود. بنابر این می توان مواد لازم را شامل ماده کف کننده، سیمان، آب، مصالح و افزودنی ها دانست.

            ماده کف کننده از مواد فعال[8] سطحی بوده و به دو دسته طبیعی (پروتئینی) و مصنوعی[9]  تقسیم می شود. این مواد در گروه های آنیون – کاتیون (نمک های سدیم اسید های کربن و نفتالین) و فعال کاتیونی (آمین ها و فرآورده های آن) و غیر یونی (فرآورده هائی از الکل پلی اتیلن در انواع OP-7 و  OP-10) می باشند. مواد کف زا با محلول های یونی SSA به 5 گروه تقسیم می شوند که در جدول زیر آمده است.

             مواد کف زا از ضایعات کشتارگاه ها، صنایع چرم سازی، صابون سازی و . . . نیز می توانند تولید شوند. این مواد نمی توانند به مدت طولانی انبار شوند و لازم است بصورت تازه مصرف شوند. مواد کف زای مصنوعی در شرایطی کنترل شده تولید و طول عمر بیشتری داشته و زمان نگهداری آنها می تواند طولانی تر باشد اما اغلب به دلیل وجود یون کلر برای بتن های مسلح نامناسب بوده و باعث خوردگی آرماتور می شوند. انتخاب ماده کف زا برای یک تولید خاص با توجه به ظرفیت تولید، روش اختلاط و شرایط محیطی می بایست انتخاب گردد.

            مصالح مصرفی در تولید این بتن ماسه سیلیسی با دانه بندی مناسب است. برای چگالی های پائین لازم است این ماسه ریزدانه باشد بطوری که در چگالی های کمتر از 800 می بایست اندازه بزرگترین دانه ماسه از 2 میلی متر تجاوز ننماید. در چگالی های بالاتر می توان از دانه های با اندازه بیشتر و تا 4 میلی متر نیز استفاده نمود. لازم است الزامات استاندارد ASTM به شماره 77-8736 رعایت شود و حداکثر رس از 3 درصد تجاوز ننماید.

            حباب های هوا در بتن کفی بسیار ریز و حداکثر 4/0 – 3/0 میلی متر است. این حباب ها از یکدیگر جدا و لذا تخلخل ایجاد شده در بتن بصورت تخلخل مسدود خواهد بود. این موضوع باعث می گردد تا جذب آب این بتن علی رغم تخلخل بسیار بالای آن در حد مناسبی و حتی کمتر از آجر باشد. بتن کفی می تواند در چگالی 200 تا 2000 کیلوگرم بر متر مکعب تولید شود.  

            در سه دهه گذشته فناوری تولید بتن کفی در آلمان توسعه زیادی یافته است. استفاده از خاکستر بادی[10] که یک پوزولان فعال و از محصولات جانبی سوخت زغال سنگ است در بتن کفی در هند بخوبی گسترش یافته است و نتایج مناسبی را بدنبال داشته است. به این منظور خاکستر بادی 35 – 25 درصد از مواد جامدی مورد نیاز در طرح اختلاط را تشکیل می دهد. بتن کفی در چگالی های بالا در محدوده kg/m3 1800-1600 رفتار سازه ای داشته و می تواند تا مقاومت kg/cm2 250 را ایجاد نماید. این نوع بتن ها تحت عنوان بتن های سبک با مقاومت بالا[11] شناخته می شوند. بتن های کفی کیفی (HPCC)[12] بر مبنای بکارگیری مصالح ویژه در طرح اختلاط می توانند مقاومت های فشاری بالائی را ایجاد نمایند. امروزه دستیابی به مقاومت Mpa 3/48-5/34 (psi  7000-5000) در چگالی   kg/m³ 1522-1041 (lb/ft³ 95-65) بخوبی حاصل گردیده است. این موضوع در بدنه اصلی پروژه حاضر مورد بررسی قرار گرفته و نتایج آن ارائه شده است. جدول زیر انواع طرح اختلاط برای بتن سبک کفی معمولی در چگالی های گوناگون را نشان می دهد. میزان مصرف فوم مایع با توجه به جنس آن ممکن است تغییر یابد. 

 

مهمترین مزایای بتن کفی

دوام – بتن کفی تقریباً عمر نامحدوددی دارد و ماده ای است که با گذشت زمان دوام خود را حفظ می نماید. دوام این بتن مانند سنگ بوده و تجزیه نمی شود.

سبکی – این بتن ضمن آنکه سبک است می تواند در چگالی های گوناگون نیز تهیه و تولید شود.

مقاومت به آتش – این بتن بخوبی در مقابل آتش مقاوم است و در کاربردهای خاصی که نگرانی از آتش سوزی در آن وجود دارد می تواند عملکرد عالی داشته باشد. آزمایشات نشان داده اند که قرارگیری این بتن در معرض شعله با دمای بالا اثر مخربی بر آن نداشته و بر خلاف بتن های معمولی هیچگونه خردشدگی و تخریبی را بدنبال ندارد.

اثر تهویه ای – با توجه به تخلخل موجود در این بتن و همچنین ضریب هدایت حرارتی پائین اثر تهویه ای عالی را ایجاد می نماید. این بتن از تلفات حرارتی در زمستان جلوگیری، ضد رطوبت، از افزایش دمای بالا در تابستان جلوگیری و با جذب و آزاد کردن رطوبت، میزان رطوبت نسبی هوا را کنترل می نماید که منجر به هوای مطبوع می گردد.

دوست محیط زیست – نگهداری از این بتن با گذشت زمان منجر به هیچ آلودگی زیستی نشده و بعد از چوب، در مقام دوم قرار دارد.

 
 

جدول 5 : ضريب هدايت حرارتي فوم بتن سبك

 

ضريب هدايت حرارتي W/m.K	چگالی Kg/m3
065/0 07/0 084/0 09/0 095/0 10/0 115/0 13/0 15/0 175/0 205/0 23/0 27/0 305/0 345/0 39/0 435/0	300 350 400 450 500 550 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600

 

 

كاربرد بتن سبك کفی در ساختمان

- شيب بندي پشت بام

بهترين مصالـح به لـحاظ سبـكي، محكمي و همچنين اقتــصادي بـراي شيـب بندي، بتن کفی  مي باشد و مي توان آن را به صورت يكپارچه استفاده نمود (بتن با وزن 300 الي 400كيلوگرم بر متر مکعب).

 

- كف بندي طبقات

از این بتن مي توان بعد از اتمام كار تأسيسات،‌ تمامي كـف طبقات و محوطه و بالــكن ساختمان را با آن پوشانيد و عمليات بعدي را روي آن انجام داد (بتن با وزن 300 الي 400 كيلو گرم).

 

- بلوكهاي غير باربر

با بــلوكهاي تو پـر از این بتن مي تــوان (بـا ابـعاد دلخـواه) تــمام تيغـه بنـديهـا و ديوارهاي جــدا كنــــنده ساختـمان را بـا استفاده از چسب بتن يـا ملات بتن انجام داد. با استفاده از اين بلوكها علاوه بر جلوگيري ازسنگين شدن ساختمان، عمليات حمل و نصب نيز بسيار سريع صورت مي گيرد و دستمزد كمتري هزينه مي شود و پـس از اجـراي صحـيح ديــوار مي توان مستقيـماً روي آن گچ يا ديگر پوششهاي دلخواه را انجام داد ( وزن مخصوص 600 الي 800 كيلو ).

 

- ديوار هاي جدا كننده يكپارچه و بلوک های جداکننده و پانل های سبک

یکی از متداولترین مصالح ساختمانی مورد استفاده در صنعت ساختمان ایران در نیم قرن گذشته انواع بلوک و پانل های سیمانی و همچنین آجر و بلوک سفالی می باشد که به لحاظ وزن و روش تولید سنتی از کیفیت مطلوبی برخوردار نبوده است. همگام با پیشرفت تکنولوژی و همچنین وضع استانداردهای جدید جهانی در این صنعت و با نگرش جدی تر به فاکتورهای زیست محیطی، مصرف انرژی، سهولت تولید و اجرا و ایمنی، صرفه اقتصادی و عامل رفاهی، امروزه استفاده از اینگونه مصالح سنتی کم کم در حال منسوخ شدن بوده و بهترین گزینه جایگزین استفاده از انواع بتن سبک به خصوص بتن های سبک هوادار (بتن کفی و گازی) و همچنین بتن سبک دانه می باشد که خوشبختانه با همت مهندسان و معماران بخش ساختمان و پشتیبانی دست اندرکاران دولتی و مراجع علمی استفاده از آنها در کشورمان در حال فراگیر شدن است. از اين بتن مي توان پنـلهاي جدا كننـده مسلح ساخـت كه براي ديوار محوطه، نماهاي ساختمـان، ديـوار سوله كاربرد دارد. همچنين بعلـت خصوصـيات عايـق بودن اين بتــن مي توان از آن براي ديوارهاي سرد خانه ها، گرم خانه ها (موتور خانه)، سالنهاي ضد صدا بصورت يكپارچه با قالب بندي عمودي استفاده نمود (وزن مخصوص 1200 كيلوگرم بر متر مکعب).

 

كاربرد هاي ديگر بتن سبك کفی عبارتند از:

عايق سازي لوله هاي حرارتي و برودتي.

عايق سازي لوله هاي گاز و كابلهاي برق.

جايگزين بتن سبك هوادار بجاي خاك در پشت ديوارهاي حائل.

پوشش سازه هاي زير زميني بجاي خاك مانند كانال هاي زير زميني.

استفاده در راه، پل، تونل، فرودگاه، سد سازي و ...

استفاده در ساخت فضاهاي سبز.

ساخت قطعات تزئيني (مجسمه سازي).

 

قابليت استفاده از بتن کفی درساخت ساختمانهاي پيش ساخته.

ساختمان به طور مستقيم (به لحاظ سبكي ويژه اين نوع بتن) و صرفه جويي در مصرف انرژي بطور غير مستقيم (به لحاظ عايق بودن اين نوع بتن در مقابل سرما و گرما و در نتيجه كاهش ميزان مواد سوختي) تحت تأثیر عوامل مختلف ناشی از نوع بتن به کار رفته می باشد.

 

قطعات حجیم در کاربرد های نیمه سازه ای

طراحی آرماتور در بسیاری از قطعات سیمانی با توجه به ورن قطعه[13] و فرآیند تولید و حمل و نصب آن صورت می گیرد. با توجه به سبک شدن ناشی از بکار گیری این بتن در ساخت این قطعات می توان بخوبی در تولید قطعات حجیم بتنی در کاربرد های نیمه سازه ای مانند نیوجرسی و دیوار حصار از این بتن استفاده نمود.

 

کاربردهای سازه ای

آخرین دستاوردهای علمی نشان از امکان استفاده از بتن کفی در کاربردهای سازه ای دارد. یکی از مراکزی که تحقیقات گسترده ای در زمینه بتن کفی و کاربردهای آن نموده است مرکز فناوری بتن[14] ، CTU در انگلستان است. این مرکز توسط صنایع و مؤسسات دیگری از قبیل DETR، DTI و  WRAPحمایت مالی می شود. تحقیقات گوناگونی در این مرکز انجام شده است که مهمترین آنها تحقیقات پروفسور هیر و همکارانش[15] در سال 1999 در مطالعه رفتار سازه ای بتن کفی بوده است. نتایج این تحقیق 18 ماهه نشان می دهد که بتن کفی بخوبی قابلیت ایجاد رفتار سازه ای را دارد. تحقیقات و مطالعات این مرکز همچنین نشان می دهد که بتن کفی ماده ای عالی برای مصرف بسیاری از ضایعات پودری و میکرونیزه صنایع[16] که می توانند منجر به آلودگی محیط زیست شوند می باشد.

---

[1]  Cellular Lightweight Concrete, CLC

[2] Gas Concrete

[3] Siporex

[4] Foam Beton or Foam Concrete or Cellular Lightweight Conncrete, CLC

[5]  mine reinstatement and ground stabilisation

[6]  ball bearing effect of foam bubbles

[7]  Recycled & Secondary Aggregates (RSA)

[8]  Surface-Active Agents (SAA)

[9]  Natural and Synthetical Foaming Agents

[10]  Fly Ash

[11] High-Strength Structural Lightweight Concrete

[12] High Performance Cellular Concrete

[13]  Self Weight

[14]  Concrete Technology Unit (CTU)

[15]  Professor R K Dhir, Concrete Technology Unit,

University of Dundee, DD1 4HN. Tel. [phone], Fax: [phone], Email [e-mail]

[16]  recycled and secondary aggregates (RSA)

 

---

[1]  Light Expanded Clay Aggregate, lieca

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 

مسعود رجائی - آزمایشگاه بتن دانشکده فنی مشهد azebeton.blogfa

*************************************************************************

بتن سبك تا كنون ( در ایران ) بصـورت سنتی و با استفاده از دانه های سبك وزن مانند پوكه های معـدنی ،‌پوكه صنـعتی وبتن سبك گازی تولید شده است و هر كدام از نظر جذب رطوبت ، تخریب طبیعت و ... معایبی دارند. ولی در حال حاضر در دنیا نوعی بتن سبك با تزریق حباب هوا به مخلوط ماسه و سیـمان تولید مـی شود كه علاوه برهر چه سبكتر شدن بتن ، ساز گاری كامل با طبیعت و محیط زیست را دارا می باشد.
امروزه در دنیای صنعت ساختـمان با وجـود بتن سبك دارای تــحولاتی شـده كه متاسـفانه در كشـور ما به چشـم نمی خورد.

بتن سبک هوادار

بتن سبك تا كنون ( در ایران ) بصـورت سنتی و با استفاده از دانه های سبك وزن مانند پوكه های معـدنی ،‌پوكه صنـعتی وبتن سبك گازی تولید شده است و هر كدام از نظر جذب رطوبت ، تخریب طبیعت و ... معایبی دارند. ولی در حال حاضر در دنیا نوعی بتن سبك با تزریق حباب هوا به مخلوط ماسه و سیـمان تولید مـی شود كه علاوه برهر چه سبكتر شدن بتن ، ساز گاری كامل با طبیعت و محیط زیست را دارا می باشد. امروزه در دنیای صنعت ساختـمان با وجـود بتن سبك دارای تــحولاتی شـده كه متاسـفانه در كشـور ما به چشـم نمی خورد.

 استفاده از بتن سبك در ساختمان از دو جهت حائز اهمیت است :

اولاً‌: سبك كردن وزن ساختمان

ثانیا: صرفه جویی در مصرف انرژی كه به لحاظ اقتصادی نیز جایگاه خاصی دارد.

 از بتن سبك ( فوم سٍم) جـهت مصـارف مختلف در ساختـمان می توان استـفاده كرد چرا كه می توان از آن به لحـاظ خواص فیزیكی منحصر بفردش بتنی عایق ، با كیفیت و همچنین با مقــاومت لازم ارائه كرد . این بتن از تركیب سیمان ، ماسه ، آب و فــوم با درصـد های مختلـف ( بسـته به نیاز) تشــكیل می شـود كه با یـك سری دستگا ه های مخصوص آماده می گردد و می توان از آن بصورت در جا و یا در قالبهای مختلف استفاده نمود . از این نوع بتن می توان ، بتنی با وزن مخصوص 300 الی 1600 كیلو گرم برمتر مكعب ساخت . ( بتن معمولی حدود 2400 كیلو گرم بر متر مكعب می باشد) ضمناً‌هر گونه نازك كاری براحتی روی آن قابل اجراست و چسبندگی بسیار خوبی با سیمان و گچ دارد.

خصوصیات بتن سبك:

صرفه جویی اقتصادی : استفاده از بتن سبك ( فوم سٍم ) مخارج ساختمـان را به میزان قابل توجـه ای كاهش می دهد كه می توان از دو جهت بررسی نمود:

‌كاهش بار مرده ساختمان : این عامل باعث كاهش هزینه اسكلت و همچنین فنداسیون می گردد . نكته : كاهش بار مرده ساختمان ، خسارت كمتری در زمان زلزله در پی خواهد داشت.

صرفه جویی در مصرف انرژی : با توجه به راحتی در عمل بریدن و سوراخ كردن این نوع بتن شاهد كاهش هزینه اجرا تاسیسات خواهیم بود و در زمان بهره برداری از ساختـمان نیز بعلت عایق بودن بدنه ساختمان ، كاهش هزینه قابل توجه ای در بر خواهد داشت .

عایق گرما ، سرماو صدا: بتن سبك ( فوم سٍم ) بعلت پائـین بودن وزن مخصوص و همـچنین متخلخل بودن آن یك عایـق مناسب برای گرما ، ســرما و صـدا می باشد و به همیـن علت باعث صرفه جـویی در استفاده از وسائل گرما زا وسـرما زا می گردد .( ضریب انتقال حرارت فوم سٍم بین 65./0 تا 5/. می باشد ولی بتن معمولی بین 3/1 تا 7/1 است)همچنین عایق صدابودن این نوع بتن باعث جلوگیری از ورود صداهای اضافی می گردد كه بعنوان یك فاكتور فاهی مورد توجه طراحان می باشد.

مقاوم در مقابل یخ زدگی : یكی ازخصوصیات این بتن عدم نفوذ پذیری آب( رطوبت) در آن می باشدكه خود باعث عدم یخ زدگی و فرسایش ناشی از آن می گردد و در نتیجه دارای طول عمر بیشتری برای مناطق سردسیر می باشد .

مقاوم در مقابل آتش : این نوع بتن ( فوم سٍم ) در مقابل آتش مقاومت فـوق العاده ای دارد ، بطوریكه یـك دیوار با ضخامت 8 سانتی متر با وزن مخصوص 600 تا 800 كیلو می تواند تا 1200 درجه سانتیگـراد را تحمل نماید و قاعد تاًدر وزن های كمتر غیرقابل احتراق می باشد .

سهولت در حمل ونقل قطعات پیش ساخته : قطعات پیش ساخته با بتن سبك نسبت به قطعات بتنی معمولی هزینه ی ترانسپورت كمتری دارد و همچنین نسبت آنهاآسانتر است . قابل برش بودن : این نوع بتن در وزنهای 600 الی 900 براحتی با اره بخاری بریده می شود كه كارهای بنایی و همچنین سیم كشی وتاسیسات بسیار سریع و راحت صورت می گیرد .

 

بتن سبک EPS

 برای اولین‏بار در كشور و با بهره‏گیری  دانش فنی كشور آلمان, بتن سبك EPS توسط تولیدكنندگان ایرانی ساخته شد. بتن EPS كه در سال 1349 برای اولین بار توسط مهندس شهربراز فرح مهر (پدر بتن ایران) وارد كشور شد, توسط این متخصص صنعت بتن طراحی و با استفاده از ماشین‏آلات داخلی ساخته شد. این محصول كه مخلوطی از سه ماده سیمان, ماسه و گرانول EPS است. در وزن‏های مختلفی اعم از 450 كیلو و 1500 كیلو در مترمكعب قابل ارایه برای ساختمان‏سازی است. گفته می‏شود؛ محصول فوق ضد حریق, ضد زلزله و با تبادل حرارتی بسیار عالی بوده و سبب تعدیل وزن تیرآهن و فونداسیون در ساختمان شده و توجیه اقتصادی بسیار بالایی خواهد شد. از دیگر مشخصات این محصول می‏توان به عایق صدا, سرعت عمل سه برابر آجر و سفال و عدم نیاز به خاك گچ و ملات ماسه و سیمان در نصب اشاره كرد. تولیدكنندگان این محصول معتقدند؛ تمامی جزئیات بتن سبك EPS در كشور فراهم شده و هیچ وابستگی به خارج در حال حاضر وجود ندارد. آنها همچنین, از تولید انبوه این محصول در آینده‏ای نه چندان دور و پس از به ثبت رسیدن آن به صورت روزانه خبر دادند. گفتنی است, ماشین‏آلات تولید این محصول نیز در صورت وجود امكانات مالی قابل تولید در كشور خواهد بود. لازم به ذكر است, استفاده از بتن EPS 30 تا 40 درصد هزینه‏های ساختمان را كاهش داده و از آنجایی كه عایق حرارتی بوده, بهینه‏سازی مصرف سوخت را نیز به همراه خواهد داشت. محصول فوق قابلیت نصب رنگ روغن, پلاستیك , كنیتكس, چسب موكت و كاشی را نیز داراست.

 

كاربرد بتن سبك ( فوم سِم ) در ساختمان:

شیب بندی پشت بام :بهترین مصالـح به لـحاظ سبـكی ، محكمی و همچنین اقتــصادی بـرای شیـب بندی بتن فوم سٍم می باشد و می توان آن را به صورت یكپارچه استفاده نمود .(بتن با وزن 300 الی 400كیلو ) ·

كف بندی طبقات :  با توجه به خصوصیات فوم سٍم می توان بعد از اتمام كار تا سیسات ،تمامی كـف طبقات، محوطه و بالــكن ساختمان را با آن پوشانیدوعملیات بعدی را روی آن انجام داد.(بتن با وزن 300 الی 400 كیلو گرم) ·

بلوكهای غیر بار بر : با بــلوكهای تو پـر فــوم ســٍم می تــوان( بـا ابـعاد دلخـواه ) تــمام تیغـه بنـدیهـا،دیوار های جــدا كنــــنده ساختـمان رابـا استفاده از چسب بتن یـا ملات بتن انجام داد.بااستفاده از اینبلوكهاعلاوه برجلو گیری ازسنگین شدن ساختمان،عملیات حمل ونصب نیزبسیار سریع صورت می گیرد و دستمزد كمتری هزینه می شود . و پـس از اجـرای صحـیح دیــوار می توان مستقیـماً روی آن گچ یا دیگر پوششهای دلخواه را انجام داد.( وزن مخصوص 600 الی 800 كیلو ) ·

دیوار های جدا كننده یكپارچه : از این بتن می توان پنـلهای جدا كننـده مسلح ساخـت كه برای دیوار محوطه، نماهای ساختمـان ، دیـوار سوله و ...كاربرد دارد .همچنین بعلـت خصوصـیات عایـق بودن این بتــن می توان از آن برای دیوارهای سرد خانه ها ،گرم خانه ها( موتور خانه)سالنهای ضدصدا بصورت یكپارچه با قالب بندی عمری استفاده نمود.( وزن مخصوص 1200 كیلو )

كاربرد های دیگر بتن سبك ( فوم سِم ): عایق سازی لوله های حرارتی و برودتی · عایق سازی لوله های گاز و كابلهای برق · جایگزین بتن سبك هوادار بجای خاك در پشت دیوارهای حائل · پوشش سازهای زیر زمینی بجای خاك مانند كانال های زیر زمینی · استفاده در راه ، پل ، تونل ، فرودگاه ، سد سازی و ... · استفاده در ساخت فضاهای سبز · ساخت قطعات تزئینی ( مجسمه سازی ) · قابلیت استفاده ازبتن فوم سِم درساخت ساختمانهای پیش ساخت 

افزودنی تبدیل گچ به سیمان

 

جزوه سازه های بتنی

 جزوه سازه های بتنی 

 

جزوه سازه های بتنی را می توانید از سایت ایر سازه دانلود نمایید...

ایر سازه

 جزوه سازه های بتنی 

http://forum.irsaze.com/Forum-%D8%B3%D8%A7%D8%B2%D9%87-%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%A8%D8%AA%D9%86%DB%8C--357

 

 

افزودنی تبدیل گچ به سیمان