بانک اطلاعات [ انواع بتن] ►

P O U R I A · Jan 24, 2014

بتن غلطکی RCCP

بتن غلطکی RCCP

بتن غلتکی بتنی است که در اجرای سازه های حجیم ( سدها ، شالوده های بزرگ و... ) کاربرد دارد و برای اجرای آن از ماشین آلات راهسازی و عملیات خاکی استفاده می شود .
چنین روش اجرایی نتایج و تبعات اولیه زیر را به دنبال خواهد داشت :

• انرژی لازم برای اجرا و جا دادن این گونه مصالح بیش از مقداری است که با لرزاننده های ( ویبراتور ) معمولی تامین می گردد . به همین دلیل در صورت استفاده از مصالح و مواد سیمانی مشابه آنچه در بتن لرزاننده سنتی (CVC) یا بتن متعارف به کار برده می شوند و با اجرای لایه های متوالی بتن ، می توان به کیفیتی بهتر از کیفیت بتن متعارف (CVC) دست یافت .
• از سوی دیگر ، مانند سدهای خاکی ، ناحیه بین دو لایه متوالی و ناحیه واقع در درون لایه ها با یکدیگر متفاوتند .
• روش اجرای بتن غلتکی در مقایسه با بتن متعارف ، امکان دستیابی به سرعت زیادتری را فراهم می سازد که مزایای اقتصادی چون صرفه جویی در قیمت واحد حجم بتن و کاهشی قابل ملاحظه در زمان ساخت و همچنین در قالب بندی و ... را در پی خواهد داشت .

بتن غلتکی همچون تمامی انواع موجود بتن ، مخلوطی از مصالح سنگی خنثی ، مواد سیمانی و آب است .

بتن غلتکی مصالح و روشی نوین برای ساخت اقتصادی سازه های حجیم از جمله سدهای وزنی می باشد . در این نوع بتن ترکیبی از ویژگی های تکنولوژی بتن و خاک به کار گرفته شده و با استفاده از ماشین الات ساخت سدهای خاکی حمل ، پخش و متراکم می شود . بنابراین بتن ریزی سریعتر و هزینه اجرا به شدت کاهش می یابد .

امروزه سدهای بتن غلتکی در بسیاری از کشورهای در حال توسعه ساخته می شوند . زیرا این سدها مزایای اقتصادی و سرعت زیاد اجرای سدهای خاکی و ایمنی سدهای بتنی را تواماً در بردارند . فهرست سدهایی که در ایران به این روش مطالعه شده اند در جدول شماره 1 آمده است . پیشرفت حاصل در تکنولوژی بتن حجیم به منظور کاهش درصد سیمان منجر به پیدایش روش بتن غلتکی گردیده است . در این روش با منظور نمودن عوامل زیر درصد سیمان مصرفی کاهش یافته و بتن ریزی سریعتر و با هزینه ای کمتر انجام می شود:
• استفاده از سنگدانه های با حداکثر ابعاد بیشتر و دانه بندی خاص
• استفاده از پوزولان
• استفاده از مواد افزودنی حباب ساز و روان کننده
• استفاده از ماشین آلات حمل ، پخش و تراکم در عملیات خاکی و استفاده از ویبره سنگین در بتن ریزی

این نوع بتن به دلیل شرایط خاص اجرایی باید دارای روانی مناسب باشد . هنگامی که بتن غلتکی خیلی سفت باشد دانه بندی و چسبندگی مناسب جهت تراکم یکنواخت را نداشته باشد ، قسمت های تحتانی لایه تراکم مناسب را نمی بیند و هرگاه روانی این بتن خیلی زیاد باشد تحمل وزن غلتک را نداشته و غلتک لرزاننده نمی تواند مورد استفاده قرار گیرد . بنابراین در این نوع بتن انتخاب مصالح و نسبت های اختلاط از اهمیت خاصی برخوردار می باشد .

ملاحظات اساسی در انتخاب نسبت اختلاط مناسب بتن غلطکی عبارتند از :
1. روانی مناسب ( توجه به دانه بندی و درصد آب مناسب برای تراکم )
2. مقاومت کافی ( تامین خواص مکانیکی و چسبندگی درزها )
3. آب بندی ( کنترل تراوش )
4. حرارت هیدراتاسیون کم ( محدود نمودن پتانسیل ترک های حرارتی )

2- سه روش طراحی سد بتن غلتکی :

روش طراحی سد بتن غلتکی در سال های 1970 به سه طریق متفاوت در حال شکل گیری و تبیین بود . در ایالات متحده نوع کم سیمان آن مبتنی بر روش های مربوط به مصالح و اجرای سدهای خاکی توسط گروه مهندسین ارتش (Army Corps of Engineers ) توسعه یافت. مهندسین انگلیسی گزینه دیگری با خمیر سیمان زیاد به صورت تلفیقی از طرح اختلاط بتن متدوال و روش های ساخت سدهای خاکی را در نظر داشتند . گروه مهندسین ژاپنی روش دیگری را تعقیب نمودند که سد بتنی متراکم شده با غلتک ( RCD ) نامیده می شد . از سه حالت فوق RCD محافظه کارانه ترین حالت نسبت به سد بتنی مرسوم و تجارب اجرایی آن می باشد.

2-1- روش طرح مخلوط با خمیر زیاد (روش انگلیسی):
روش طراحی مخلوط با خمیر زیاد اولین بار توسط مهندسی به نام دانستان (Dunstan ) ابداع گردید و اداره عمران ایالات متحده بعداً تغییراتی در آن اعمال نمود که در سد آپراستیل واتر (Upper Still Water ) به کار برد . این روش با مفاهیم طراحی سد بتن غلتکی با خمیر زیاد منطبق بوده و در آن کل سازه غیرقابل نفوذ منظور می شود و چسبندگی بین لایه ها با توجه به ویژگی مخلوط فراهم می گردد . به منظور دستیابی به چنین معیارهایی مواد شیمیایی بیشتر در مخلوط مصرف می شود تا بتن غلتکی با خمیر زیاد حاصل شود .

2-2- روش سد بتنی متراکم شده با غلطک RCD ( روش ژاپنی) :
معیارهای طراحی مخلوط در روش RCD به شرح زیر است :
1. مقدار سیمان بایستی حتی الامکان کم در نظر گرفته شود در حالی که با مشخصه های مقاومت در نظر گرفته شده سازگار باشد . مقداری خاکستر بادی به عنوان ماده افزودنی مصرف شده تا بدین وسیله گرمای هیدراتاسیون و نیازهای آب مخلوط کاهش یابد .
2. لازم است نسبتی از ماسه به مصالح سنگدانه ای درشت دانه بیش از نسبت در نظر گرفته شده برای بتن حجیم معمولی منظور شود تا جدا شدن دانه ها کاهش یافته و تسهیلاتی در عمل تراکم با غلتک های ارتعاشی فراهم آورد .

2-3- روش کم سیمان (گروه مهندسین ارتش آمریکا) :
این روش مبتنی بر تجارب حاصله در هفت پروژه بتن غلتکی می باشد . روش مذکور از دستورالعمل ACI شماره 3/211 تحت عنوان روش استاندارد برای انتخاب نسبت های اختلاط در بتن بدون اسلامپ پیروی می کند . دستورالعمل فوق شامل چند جدول است که از روی تجربیات مذکور در ارتباط با بتن غلتکی تهیه شده است . این روش تعیین نسبت های اختلاط می تواند برای دامنه وسیعی از مصالح و مشخصات پروژه مورد استفاده قرار گیرد .

بتن غلطکی (RCC) بعنوان مصالحی جدید در صنعت سدسازی در حال حاضر مورد توجه سدسازان بزرگ دنیا و مؤسسات تحقیقاتی می‌باشد. یکی از مسائل این نوع بتن در اجرا، بالابودن ضریب تراوایی آن می‌باشد که بعضا در سدهای بزرگ تزریق‌های دوغاب پس از انجام ساختمان را طلب می‌کند. در طرح اختلاط این بتن می‌توان از برخی مواد جایگزین سیمان (غیرچسبنده) به منظور کاهش فضاهای خالی موجود در جسم بتن غلطکی و واکنش‌های ثانویه بهره گرفت که تاثیر این مواد بر پارامترهایی چون مقاومت‌های فشاری و برشی در محل درزهای سد بایستی در نظر گرفته شد. در مقاله حاضر میزان نفوذپذیری در جسم بتن غلطکی و در محل درزها و چگونگی کنترل آنها مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است . این تحقیق با کار آزمایشگاهی بر روی نمونه‌های بتن غلطکی که با استفاده از طرح اختلاط های مختلف با و بدون ماده پوزولانی آماه شده بود صورت گرفته است . براساس نتایج بدست آمده روند تغییرات بدین تربیت است که با افزایش میزان وزن مخصوص و مقاومت فشاری میزان ضریب نفوذپذیری کاهش می‌یابد. همچنین نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهد که بتن غلطکی که دارای مواد جایگزین سیمان مانند پوزولان‌ها می‌باشد دارای ضریب نفوذپذیری کمتری نسبت به نمونه‌هایی که بدون پوزولان هستند، می‌باشد.

خواص بتن غلطكی

به طور كلی خواص بتن غلطكی سخت شونده بستگی به دانه‌بندی،‌ جنس و شكل سنگدانه‌ها، و مواد سیمانی، نحوه ساخت مخلوط، درصد تراكم و كنترل اجرا دارد. مزیت این روش ساخت بتن، هزینه كمتر از انواع دیگر بتن و سرعت اجرایی بسیار زیاد آن بوده و در عین حال دارای خواص مكانیكی مورد نیاز بتن معمولی نیز می‌‌باشد. عموماً بتن غلطكی را بتنی سفت با اسلامپ صفر تعریف می‌كنند

كاربرد رویه بتنی آر سی سی زود سخت شونده
دامنه كاربرد بسیار وسیع در ساخت جاده‌ها و خیابانهای اصلی و فرعی، آزاد راه‌ها، باند پرواز، آشیانه هواپیما، كف سالن‌های صنعتی، محوطه‌های صنعتی و انبارها، باراندازها، جاده معادن، پیاده روها، ورزشگاه‌ها، پیست اتومبیل‌رانی، كف نمایشگاه‌های صنعتی و تجاری، محوطه‌های تجاری، بنادر اسكله‌ها، دامداری‌ها، سردخانه‌ها، جاده‌های شیب‌دار، لوپ‌ها، میادین، دورها، پلها، كف ترمینال‌ها، ایستگاه‌های اتوبوس‌ و كامیون (گاراژ)‌ را می‌توان نام برد.

مقاومت رویه بتنی آر سی سی زود سخت شونده
مقاومت فشاری با نسبت آب به سیمان پایین و صفر بودن اسلامپ از 150 تا 300 كیلوگرم بر سانتی‌متر مربع كه در شرایط عمل آوری و با مرغوبترین مصالح به دست آمده است كه تحمل بارهای سنگین ترافیكی به ویژه در محل شیبها، دورها، بارهای ترافیكی و ایستگاه‌های سنگین را به راحتی تحمل می‌كند.

صلبیت
صلب بودن و عدم تغییر شكل در برابر بارهای وارده و ضربات ناشی از سقوط اجسام سخت.

سازگاری با شرایط آب و هوایی
دوام بلندمدت نسبت به آسفالت قیری در مناطق گرمسیر و معتدل با توجه به اینكه در برابر افزایش دما مقاوم بوده و هیچگونه تغییر شكلی در آنها ایجاد نمی‌شود. در مناطق سردسیر رویه بتنی (آر سی سی) به خاطر جذب آب پایین و مقاوم بودن در برابر سیكل‌های یخبندان در مواجه با آسیبهای احتمالی ایمن و مقاوم است.

اجرا و بهره‌برداری زود هنگام
سرعت بالای اجرا و سهولت نگهداری و قابلیت بهره‌برداری زود هنگام حتی در مواقع اضطرار

3ـ6ـ سازگاری با محیط زیست

رویه بتنی (آر سی سی) به خاطر نفوذناپذیری مواد متشكله آن به بافت مصالح و طبیعت، به عنوان رویه سازگار هیچگونه مشكل زیست محیطی در محدوده كاربردی خود ندارند. و تا پایان دوره دوام مواد و مصالح متشكله آن به عنوان بخشی از طبیعت تعریف می‌شود. رنگ خاكستری و خنثی (آر سی سی)، ضریب جذب دمای مناسبی دارد و این به خاصیت پایین آوردن دمای محیط كمك می‌كند.

گزارش فنی بتن توانمند زود سخت شونده
پس از انجام مطالعات اولیه، بررسی و ارزیابی قابلیت‌های مصالح موجود در كشور در نهایت طرحی مناسب با كشورمان تهیه و تدوین شد كه در ابتدای سال 1384 به ثمر نشست نتایج آزمایشهای ما كه پس از طی 28 روز با عنوان دوره بلوغ بتن انجام شد، نشان داد كه همه چیز براساس پیش‌بینی ما و مطابق با محاسبات و طراحی‌های اولیه جواب داده است كه می‌توان به نمونة‌ اجرا شده در هشتگرد اشاره كرد.

رویه بتن غلطکی
یكی از مشكلات اساسی معابر سواره رو ، خیابان ها و شبكه های بزرگراهی و محوطه های صنعتی در كشور ما ، تخریب و تعویض های متوالی آسفالت میباشد كه در كنار تحمیل خسارات میلیاردی به اقتصاد ملی ، ضریب ایمنی جاده ها و خیابان های كشور را نیز به شدت كاهش داده است و البته خسارات فراوانی نیز به خودروها وارد می كند به نحوی كه این وضعیت مورد اعتراض صاحبان اتومبیل ها و رانندگان می باشد . اعتراضی كه تكنولوژی فعلی ساخت معابر قادر به پاسخگوئی و رفع این معضل نیست و نیازمند تغییر ساختاری و تكنیكی طراحی و ساخت معابر سواره رو و ترافیكی می باشد . از طرفی معضل زیست محیطی استفاده از مواد نفتی و هیدروكربن ها در تركیب آسفالت قیری در كنار پائین بودن قابلیت های آسفالت قیری برای احراز بسیاری از مشخصات فنی مورد لزوم در معابر ترافیكی بالاخص در بخش دوام و پایداری در برابر تغییرات جوی و سیكل های یخبندان ، گزینه رویه بتن غلطکی ( RCCP ) را پیش رو قرار داده است . رویه بتن غلطکی فصل نوینی را در طراحی و ساخت معابر سواره رو به وجود آورده است .

قابلیت های فنی رویه رویه بتن غلطکی

1- دامنه كاربرد بسیار وسیع در ساخت جاده ها و خیابان های اصلی و فرعی ، آزادراه ها ، باند پرواز و آشیانه هواپیما ، كف سالن های صنعتی ، محوطه های صنعتی و انبارها ، باراندازها ، جاده معادن ، پیاده روها ، ورزشگاه ها ، پیست اتومبیل رانی ، كف نمایشگاه های صنعتی و تجاری ، محوطه های تجاری ، بنادر و اسكله ها ، دامداری ها ، سردخانه ها ، جاده های شیب دار ، لوپ ها ، میادین ، دورها ، پل ها و كف ترمینال ها و ایستگاه های اتوبوس و كامیون ( گاراژها ) و . . .

2- تحمل بارهای سنگین ترافیكی به ویژه در محل شیب ها ، دورها و ایستگاه ها و بارهای ترافیكی و ایستگاه های سنگین با توجه به بالا بودن مقاومت فشاری ( بیش از 3 برابر ماكزیمم مقاومت فشاری ثبت شده برای آسفالت ) این قابلیت را برای رویه بتن غلطکی فراهم نموده است كه بارهای سنگین و فوق سنگین را به راحتی تحمل نماید

3- صلب بودن و عدم تغییر شكل در برابر بارهای وارده و ضربات ناشی از سقوط اجسام سخت .

4- دوام بلند مدت نسبت به آسفالت قیری در مناطق گرمسیر و معتدل با توجه به این كه در برابر افزایش دما مقاوم بوده و هیچ گونه تغییر شكلی در آنها ایجاد نمی شود .

5- قابلیت بهره برداری زود هنگام حتی در مواقع اضطرار ( 12 ساعت پس از اجرا )

6- دوام بلند مدت رویه بتن غلطکی در مناطق دارای سیكل های یخبندان و سردسیر ، بخش قابل توجهی از افت كیفیت آسفالت های قیری در عبور از فصل سرما و یخبندان اتفاق می افتد و عواملی از قبیل پدیده جذب آب و یخ زدگی و آب شدگی ، نفوذ آب به لایه های زیرین و یا استفاده از نمك برای یخ زدائی از جمله عوامل اصلی تخریب آسفالت های قیری در عبور از فصل سرما می باشند . رویه بتن غلطکی به خاطر جذب آب پائین و مقاوم بودن در برابر سیكل های یخبندان در مواجهه با آسیب های احتمالی پیش روی آسفالت های قیری ایمن و مقاوم می باشد .

7- سرعت بالای اجرا و سهولت نگهداری و ایجاد تغییرات آسان و كم هزینه به منظور ترمیم و یا مرمت محل های آسیب دیده .

8- صرفه جوئی در مصرف سوخت و حذف آلودگی های حین پخت و انتقال آسفالت .

9- رویه بتن غلطکی ، به خاطر نفوذناپذیری مواد متشكله آن به بافت مصالح و طبیعت ، به عنوان رویه سازگار با محیط زیست هیچ گونه مشكل زیست محیطی در محدوده كاربردی خود ندارد و تا پایان دوره دوام مواد و مصالح متشكله آن به عنوان بخشی از طبیعت تعریف می شود .

10- مقاوم دربرابر ریزش انواع مواد نفتی و هیدروكربن ها و بسیاری از اسیدها كه از جمله نقاط ضعف آسفالت قیری می باشد . زیرا در آسفالت های قیری به خاطر هم خانوادگی مواد نفتی با قیر ، واكنش های تركیبی و شیمیائی صورت گرفته به شدت مشخصات فنی آسفالت قیری را تحت تاثیر قرار می دهد . این در حالیست كه مواد نفتی و هیدروكربن ها و بسیاری از اسیدها در مواجهه با رویه بتن غلطکی به عنوان ماده خنثی عمل می كند .

11- رنگ خاكستری و خنثی رویه بتن غلطکی ، ضمن ایجاد كنتراست و چشم انداز لطیف ضریب جذب دمای پائین تری دارد و این به پائین آوردن دمای محیط كمك می كند .

12- امكان تعبیه كف های رنگی برای كل محوطه و قسمت های ضروری راه كه پایداری آن نسبت به روش متداول رنگ زدن و خط كشی قابل توجه می باشد .

برای نخستین بار در کشور بتن غلطکی RCCP با موفقیت اجرا شد (بتن) 6/1/2005
مجتمع تولیدی تحقیقاتی بتن ایران فریمکو برای اولین بار توانست بتن غلطکی RCCP که جایگزین مناسبی برای آسفالت می باشد را در شهرستان هشتگرد با موفقیت اجرا کنند. مطالعات اولیه برای تولید و اجرای بتن غلطکی از 3 سال پیش در مرکز تحقیقات این مجتمع شروع و مراحل اجرای آزمایشی آن از فروردین سال جاری آغاز و در نهایت اجرای صنعتی و انبوه آن نیز دو ماه بعد با موفقیت اجرا و نتایج آزمایشات صورت گرفته نشان میدهد که این پروژه با موفقیت اجرا شده است. کارشناسان مرکز تحقیقات ایران فریمکو درباره نقش و جایگاه بتن‌های غلطکی RCCP معتقدند که با توجه به مسائل زیست محیطی ناشی از آسفالت در کنار دوام اندک آسفالت در برابر تغییرات جوی، ضربه پذیری و سایش، موضوع بتن RCCP از دهه های گذشته در کشورهای توسعه یافته مورد توجه قرار گرفت به نحوی که در حال حاضر بیش از 80 درصد معابر سواره رو در اغلب کشورهای توسعه یافته با استفاده از بتن غلطکی اجرا شده است. «تکنیک ساخت معابر سواره رو در دنیا دستخوش تغییرات وسیعی شده است و بخاطر واکنش‌های مختلفی که در مواد نفتی به مرور زمان بوجود می آید، موضوع تغییر بافت خیابان‌ها و اتوبان‌ها جایگزینی RCCP را پیش روی کشور های توسعه یافته قرار داده است و وضعیت امروزی خیابان‌ها در کشورهای در حال توسعه در وضعیتی است که ناشی از بی توجهی به فن آوری های جدید است لذا باید مدیران و صاحبان صنایع برای وارد کردن فناوری های جدید به هماهنگی برسند؛ در غیر اینصورت وضعیت نادرست موجود در بخش‌های مختلف ادامه خواهد داشت...». کارشناسان مرکز تحقیقات ایران فریمکو با اشاره به توانمندی‌های فنی و مهندسی موجود در کشور در بخش بتن و فرآورده های بتنی می گویند : کشور ما کلیه امکانات لازم برای کسب رتبه نخست دانش و صنعت بتن را دارد اما آنچه که تا به حال باعث توقف رشد این صنعت شده بی توجهی به کیفیت بتن در فعالیت های عمرانی بوده است به نحوی که حتی دستگاه‌های دولتی در پروژه های عمرانی خود استانداردهای تدوین شده در زمینه بتن را رعایت نمی کنند. مهندس کیهانی مدیر این مجتمع درباره دلایل توجه به بتن غلطکی میگوید: «همه ساله صدها میلیارد تومان در کشور ما برای تأمین روکش آسفالت خیابان‌ها هزینه می شود که پس از گذشت یک تا 5 سال این آسفالت مجدداً بایستی تعویض شود، این مسئله باعث شکل گیری نارضایتی های وسیعی در بین همه اقشار جامعه شده است.و البته ابعاد فقدان کیفیت آسفالت خیابانها در همین جا به پایان نمی رسد بلکه باعث آبروریزی ملی و بین المللی برای صنعت و جامعه مهندسی نیز شده است. به همین خاطر این مجتمع در ضمن بازدید از کشورهای مختلف اروپائی و همکاریهای علمی با مجامع دانشگاهی موضوع جایگزینی بتن غلطکی به جای آسفالت را از 3 سال پیش شروع نموده و با توجه به اینکه هزینه اجرای بتن غلطکی از آسفالت پائین تر است، به نظر می رسد می توان در یک فرآیند 10 ساله تمام خیابانها و اتوبانهای کشور را با بتن غلطکی اجرا کرد و پس از آن برای چندین سال نیازی به هزینه تعویض و ترمیم این معابر وجود ندارد.» مهندس کیهانی اضافه کرد «مجتمع ایران فریمکو آمادگی آنرا دارد تا با هر یک از شهرداری‌ها و یا ادارات وزارت راه که علاقه مند به اجرای بتن RCCP در معابر خود هستند وارد مذاکره شود و امیدواریم این فن آوری بتواند گره حل نشده 70 ساله خیابان‌های کشور را برطرف کند...». به گفته کیهانی، پیچیدگی‌های بتن غلطکی به مرحله اجرا و دانش فنی تولید منتهی می شود و به نظر می رسد با تجربیاتی که بدست آمده می توان امروزه گفت که تکنولوژی ساخت خیابان و اتوبان‌های با دوره دوام بالا نیز در کشور ما بومی شده است، لیکن بایستی ببینیم که مسئولین تا چه حد از این دست آورد استقبال می‌کنند.

نحوه اجرای سدهای مخزنی به روش بتن غلتكی

38 درصد از كل سدهائی كه تا سال 1950 به ارتفاع 50 فوت (15 متر) و بیشتر احداث گردید (بدون درنظر گرفتن سدهائی كه در چین ساخته شد) بتنی بوده است. از سال 1951 تا 1977 نسبت سدهای بتنی ساخته شده به حدود 25 درصد رسید. این تقلیل طی سالهای 1978 تا 1982 ادامه داشت و نسبت سدهای بتنی به 5/16 درصد رسید اما این كاهش در محبوبیت سدهای بتنی مقارن با زمانی بود كه استفاده از سدهای بتنی در دره های تنگ رو به افزایش بود. بنابراین كاهش سدهای بتنی مربوط به دره های عریض می شد كه به جای سدهای بتنی وزنی، سدهای خاكی و سنگریزه ای احداث گردید كه ارزانتر و بیشتر قابل توجیه بودند دلیل این امر بازده خیلی بالی ماشین آلات، تجهیزات و روش ساخت در این نوع سدها بوده است.

كاهش تعداد سدهای بتنی باعث تشكیل دو گردهمایی مهم توسط دست اندركاران سدسازی در آسیا در ایالت كالیفرنیای آمیركا شد. گردهمایی اول تحت عنوان ساخت سریع سدهای بتنی در سال 1970 و گردهمایی دوم در سال 1972 بنام ساخت اقتصادی سدهای بتنی برگزاری گردید. اقدام مشابهی در ژاپن باعث تشكیل كمیته ای تحت عنوان كمیته ساخت منطقی سدهای بتنی در سال 1974 توسط وزارت عمران شد.

در خلال این زمان هر چند هزینه ساخت سدهای خاكی نسبت به سدهای بتنی در حال كاهش بود ولی از طرف دیگری تجارب نشان دادند كه سدهای خاكی ایمنی كمتری نسبت به سدهای بتنی داشته و دارند، سوابق نشان می دهد كه از سال 1928 به بعد از سدهای بتنی به ارتفاع بیش از 15 متر فقط سدی 62 متری كالیفرنیا بخاطر نقص پی و سدهالپاست فرانسه به ارتفاع 61 متر در اثر لغزش تكیه گاه آن ویران شدند. در حالیكه آمار موجود نشان داده كه صدها سد خاكی با اندازه های مختلف طی 60 سال گذشته تخریب شده اند. دلیل اصلی تخریب سد خاكی روگذری و فرسایش درونی خاكریز می باشد.

با توجه به آسیب پذیری سدهای خاكی، متخصصین در گردهمایی آسلیمار (Asiolmar) و دیگر محققین به دنبال نوع جدیدی از مصالح برای سدسازی بودند كه ایمنی سد بتنی و سرعت اجرای سد خاكی را تواماً دارا باشد. تا اینكه در اوایل سال 1960 و 1970 ابتكار جدید احداث سد بتنی غلتكی مطرح شد. در سالهای 1960 چند پروژه با اندیشه تركیب مزایای سدهای بتنی و خاكی طراحی شدند این سدهای مخلوط نتیجه مطالعات و نوآوری های مهندسین سازه و ژئوتكنیك بودند، متاسفانه بعلت تخصصی بودن هر یك از این دو رشته، ارتباط محدودی بین پیشگامان اولیه برقرار بوده بر این اساس متخصصین هر یك از این دو رشته آگاهی محدودی نسبت به تلاشهای اولیه یكدیگر داشتند.

سدهای بتن غلتكی (آر، سی، سی) بعنوان نوع جدیدی از سد طی سالهای 1980 مطرح شد. این نوع سدها با توجه به هزینه كم كه قسمتی از آن ساخت سریع آنها ناشی در زمان نسبتا كوتاهی در سراسر دنیا مورد قبول واقع شده و پیشرفت ناگهانی قابل توجهی را در امر طراحی و ساخت بوجود آورند كاربرد این در سالهای 1990 و بعد از آن مطرح گردید: این سد با هزینه كمتر و ایمنی نظیر سدهای بتنی كلاسیك می باشد بتن غلطكی بیش از آنكه یك نوع مصالح جدید باشد روشی جدید برای اجراست. بتنی غلتكی با خاك سیمانته شده كه با روشهای مشابه اجرا می شود.

بعلت آنكه شامل سنگدانه های بزرگتر از 4،3 اینچ (19 میلی متر) بعنوان درشت ترین سنگدانه بوده و خواص مشابه با بتن معمولی داراست. متفاوت می باشد. در خاك سیمانته عموما ماسه مصرف شده با مقاومت پائین تر نسبت به بتن غلتكی حاصل می شود در حال حاضر سه نوع سد (پای پل، جگین، زیروان) از اینگونه سدها در كشور در مرحله اجرا قرار دارد و سدهای دیگری نیز در مرحله اجرا قرار دارد.

هدف از تشكیل این كارگاه آمزوشی توجه به یكی از روشهای جدید سد سازی بمنظور صرفه جوئی در هزینه ساخت سدها و آشنائی با مسائل مختلف در این ارتباط می باشد.

در فرهنگ اصطلاحات بتن و سیمان انجمن بتن آمریكا (90- R 116 ACI)، بتن غلتكی بدین ترتیب تعریف می شود: بتن متراكم شده با غلتك، بتنی كه با حركت بر روی آن در حالت سخت نشده، متراكم می شود. در ادبیات فنی با نام رول كریت نیز از آن نامبرده می شود. این روش، امروزه اغلب تحت عنوان بتن غلتكی یا به صورت خلاصه Rcc به كار برده می شود.

بتن غلتكی سخت شده، در اصل دارای همان خصوصیات بتن های معمولی كه به صورت درجا ریخته شده و به عمل می آیند، می باشد و محصول نهایی به زبان ساده «بتن» تلقی می شود.

خاصیت روانی و پلاستیكی بتن غلتكی در حالت تر، اساسا متفاوت با خواص پلاستیكی بتن درجا ریز معمولی می باشد. اسلامپ بتن غلتكی باید در حد صفر باشد تا قادر به تحمل وزن غلتك متراكم كننده باشد. ماشین آلات مورد استفاده جهت حمل و نقل، بارگیری .و تراكم بتن Rcc شامل ماشین آلاتی با ظرفیت زیاد می باشند كه در كارهای خاكی حجیم، نظیر سد سازی و راهسازی به كار می روند. به طور كلی در ساختن بتن غلتكی میزان عملیات دستی (غیر ماشینی) مورد نیاز در مقایسه با عملیات ساخت بتن های معمولی كمتر است

P O U R I A · Jan 24, 2014

بتن ریزی و پرداخت بتن

بتن ریزی و پرداخت بتن

مخلوط كردن ، انتقال و حمل بتن باید بدقت و هماهنگ با عملیات بتن ریزی و پرداخت انجام شود ، بتن را باید به سرعتی مستقر نمود كه بتن پخش كرد ، اضافه ها را برداشت ، یكپارچه نمود و به حالت شناور به حركت در آورد . بتن را باید تا حد ممكن و بطور مستقر در نزدیكی محل نهایی ریخت. در حالت ساخت قالب یك تخته ، باید از یك گوشه و در امتداد پیرامون قطعه ، بتن ریزی را آغاز نمود و پر بار، مقابل بار بتن قبلی ، ریخته شود . بتن را نباید به شكل توده های مجزا ریخت و سپس هموار نمود و نیز نباید پربار یك توده بزرگ را یكجا ریخت و سپس آنرا به صورت حركت افقی به نقطه مورد نظر و نهایی منتقل نمود.

یكپارچه سازی
در برخی ساختمان سازی ها ، بتن را درون فرم یا قالب می ریزد و سپس آنرا یكپارچه می كند. با یكپارچه سازی ،بتن تازه به شكل و فرم قالب در می آید و اطراف آنرا مسلح می كنند و بسته ها سنگی ، اشكال نشانه عسلی و فضا های هوایی محبوس

را حذف و ترمیم می كنند. بخشی از هوای محبوس ، عمدی است و نباید حد قابل توجهی از آن از بین برود . ارتغاش دادن، روش بسیار متداول برای یك كاسه كردن بتن است و به دو صورت از داخل یا از خارج انجام می شود. بتن هنگام ارتعاش ، اصطكاك داخلیش در بین ذرات شن و ماسه و به طور موقتی از بین می رود و به شكل مایع عمل می نماید ودر اثر نیروی گرانیش در داخل قالب مس نشینند و هوای محبوس درون فضای خالی به راحتی به سطح بتن بالا می آید. اصطكاك داخلی به محض توفقف ارتعاش مجددا بر قرارمی گردد.
پرداخت
بتنی كه در برابر چشم قرار خواهد گرفت باید به چندین شكل پرداخت شود از جمله بتن یك تخته كه در ساخت جاده ،بزرگراه یا حیاط مسطح كنار حانه بكار می رود.
انواع پرداخت با رنگها و بافتهای ممتنوع دیده می شود از جمله شن و ماسه برجسته و بیرون از بتن و یا سطوح منقوش دربعضی از سطوح فقط همواره سازی انجام می شود، پستی و بلندیها را می گیرد و در بعضی از موارد دیگر عمل جارو كردن ، قوطه دادن یا بیلچه زدن به طرز خاصی انجام می شود. هموار كردن در عملیات تهیه بتن یك تخته یعنی برش دادن قسمتهای اضافی بتن تا سطح بتن به گیرش معینی برسد با یك حركت اره ای در امتداد و لبه بتن بطورمستقیم حركت می كنند و پر بار مسافت كمی به جلو می روند. نقاط پست و بلند از بین می رود و بلافاضله بعد از این عمل ، ذرات دانه درشت شن و ماسه كار گذاشته می شود. مثل این است كه لبه تخته بتن را در یك امتدا و مستقیم و از طول بكشند. درزهای نامشهود و اتفاقی را باید بهم پیوند داد تا محو شوند. با شیار كن دستی یا با فروبردن قطعات پلاستیكی ، چوپی ، فلزی ، فاصله های مفصل را بهم متراكم می كنند یا ماده اتصال را به بتن در حالتی كه هنوز سفت نشد. اضافه می نمایند. مفصل های دندانه اره ای وقتی است كه بتن به حد كافی سفت شده یا به حد كافی قوی است تا از بازشدگی جلوگیری می كند. بعد از مفصل بندی بتن ، باید با استفاده از ابزار چوپی یا فلزی عمل غوطه دادن را انجام داد یا از ماشین پرداخت استفاده . نمود . این ماشین تیغه هایی برای غوطه دادن دارد. در نتیجه ذرات شن و ماسه به زیر سطح بتن اضافه می شود. و عیب و ایرادهای جزئی، فضاهای خالی و نقاط قلمبه شده را از بین می رود و تمام سطوح ملاط آماده عملیات بعدی پرداخت می گردد. در صورت تمایل به ایجاد یك سطح هموار ، سخت و مزاكه ، بعد از عوطه دادن باید با بیلچه فولادی ، بیلچه زنی كرد. بیلچه زنی تنها بعد از انجام پرداخت كافی نیست . یك سطح ضد لغزش باید به صورت جارویی كردن پرداخت شود. پیش از آنكه بتن كاملا سفت شده باشد اما بقدر كافی هم باید سفت باشد تا آثار و رد جاروب باقی بماند.

اصول بتن = افزودنی های شیمیائی
افزودنی های شیمائی از جمله تركیبات داخل بتن غیر از سیمان پرتلند، آب و شن ماسه هستند كه بعد از محل مخلوط كردن این مواد یا در حین این عمل ، به مخلوط اضافه می شوند اصولا منظور از استفاده از این افزودنی های این است كه هزینه ساخت بتن كم شود، كیفیت سنتی بتن بهتر شود، كیفیت بتن موقع مخلوط كردن، حمل و نقل، بتن ریزی و نرمیم بهتر شود و بر برخی حوادث اضطراری حین عملیات بتن ریزی غلبه گردد.موفقیت در اضافه كردن مواد افزودنی مستلزم كاربرد روش های مناسب و درست در مجموعه عملیات بتن ریزی است. اكثرا مواد افزودنی به فرم مایع آماده به كار است و در محل كارگاه یا در محل ریختن بتن، به بتن اضافه می شوند. برخی مواد افزودنی مثل رنگدانه ها، مواد گرانقیمت و مواد كمكی برای پمپاژ فقط به مقدار بسیار بسیار كم معمولا به صورت دستی و با ظروف سنجش شده بكار می روند. میزان تاثیر یك ماده افزودنی به چندین فاكتور بستگی دارد از جمله : نوع و مقدار سیمان، تركیب آب، مدت زمان مخلوط كردن ، سفت وشل بودن بتن و دمای بتنودمای هواوافزودنی رسید/برای این كاربایدازانواع سیمان استفاده كرد یا درجه شن وماسه را تعییر داد.

5 نوع كاربرد
افزودنی ها را بر اساس نوع كاربرد تقسیم می كنند. 5 طبقه مواد افزودنی شیمیایی مشخص شده است: محبوس كننده هوا، كاهش دهنده آب ، تاخیر دهنده ، شتاب دهنده، مواد شكل دهندن ( فوق شكل دهنده ها ) بقیه مواد افزودنی در طبقه خاصی جای می گیرند و كارهای خاصی انجام می دهند: جلوگیری از خوردگی، كاهش چروكیدگی، كاهش فعل و انفعال قلیا ـ سلیكا ، تقویت كاربری ، پیوند شیمیایی، ضد رطوبت ور نگ دادن ، مواد افزودنی محبوس كنند. هوا كه بطورعمدی برای قرار دادن حباب هوا در داخل بتن استفاده می شوند، در بحث « بتن دارای هوا محبوس » به طور كامل بررسی گردیده اند. مواد افزودنی كاهش دهنده آب معمولا حدوده تا 10 درصد از تركیب آب بتن را كم می كنند. این نوع بتن به آب كمتری نیاز دار تا به حد سفتی لازم برسد. نسبت آب و سیمان در این بتن كمتر است. در نتیجه استقامت بتن بدون اضافه كردن بتن، بالاتر می رود. پیشرفت های جدید در تكنولوژی اضافه كردن مواد افزودنی موجب گردیده ، طیف متوسطی از كاهش دهنده های آب تهیه گردد- این مواد حدود 8 درصد از آب بتن را كم می كنند و در دماهای مختلف استقامت و دوام بیشتری دارند. مواد كاهش دهنده آب در طیف متوسط، نسبت به انواع استاندارد ، تنظیم زمانی دقیقتری دارند.

مواد افزودنی تاثیر دهنده كه سفت شدن بتن را كندتر می سازد، برای مقابله با اثر تشدیدی آب و هوای داغ بر سفت شدن بتن استفاده می شوند. دمای زیاد موجب افزایش سرعت سفت شدن بتن می شود، در نتیجه كار پرداخت بتن دشوار می گردد. مواد تاخیر دهنده موجب سهولت عملیات استقرار بتن می شوند و سفتی اولیه بتن را به تاخیر می اندازند. اكثر آنها عمل كاهش دادن آب را نیز انجام می دهند و ممكن است هوا را نیز در بتن محبوس كنند. مواد افزودنی شتاب دهنده، سرعت افزایش استحكام اولیه بتن محبوس كنند. مواد افزودنی شتاب دهنده، سرعت افزایش استحكام اولیه بتن را بالا می برند و از زمان لازم برای ترمیم و حفاظت از بتن می كاهند و عملیات پرداخت را سرعت می بخشند. مواد افزودنی شتاب دهنده از لحاظ اصلاح خصوصیات بتن از آب و هوای سرد، اهمیت خاصی دارند. سوپر شكل دهنده ها نیز در حد زیاد كاهش دهنده آب و شكل دهنده بتن هستند ( HRW R ) و 12 تا 30 درجه آب از داخل بتن كم می كنند . و بهنسبت نوع ماده و مقدار مصرف فرق می كند ودر نتیجه كار ایی بتن به سرعت از دست می رود و در سفتی بتن تاثیر می گذارد. این مواد معمولا در محل استفاده بتن، به بتن اضافه می شوند ، مواد افزودنی ضد خوردگی،در گرد. خاص خود قرار دارند. و برای كند كردن خوردگی فلز درون بتن بكار می روند.

مواد ضد خوردگی یك استراژی دفاعی برای ساختار های بتنی است از جمله در امكانات دریائی ، پل ، بزرگراه و محل توقف اتومبیل ها كه با كلراید غلظت بالا مواجه هستند. سایر مواد افزودنی خاص عبارتند از : مواد كاهش دهنده چروك و مواد ضد فعل و انفعال قلیا با سلیكا....... مواد كاهش دهنده چرو كیدگی برای كنترل خشك شدن و به حداقل رساندن تشكیل ترك و ارز استفاده می شوند ولی مواد ضد ASR برای كنترل مسایل پایدار مربوط به فعل و انفعال قلیا ، سلیكا بكار می روند.

اصول بتن = شن و ماسه
مواد شن و ماسه ، مواد دانه ای و بی حركتی هستند از جمله ماسه ، گراویه یا سنگ خرد شده كه در كنار آب و سیمان پرتلند، از تركیبات اساسی بتن محسوب می شوند . برای تهیه یك تركیب خوب از بتن باید شن ماسه، تمیز ، سفت، خوی و عادی از مواد شیمیایی جذبی یا خاك رس و سایر ذرات ریز كه موجب خرابی بتن می شوند، باشد. مواد شن و ماسه 60 تا 75 درصد مجموع حجم بتن را تشكیل می دهند و به دو نوع دانه درشت و دانه ریز تقسیم می گردند. مواد شن و ماسه دانه ریز معمولا شامل شن طبیعی یا خرده سنگ هستند به صورتی از سرند 5/9 تا 5/37 میلیمترقطر دارند. اكثر مواد شن و ماسه درشت دانه از نوع گراویه است كه در بین بتن همراه با خرده سنگ بخش اعظم باقیمانده را می سازند ، گراویه و ماسه طبیعی معمولا با كندن زمین چك چاله، رودخانه، دریاچه یا بشر دریا تهیه می شوند. مواد خرد شده از شكستن و خرد كردن سنگ، و قلوه سنگ یا گراویه سایز بزرگ تهیه می شوند. بتن كهنه یك منبع برای تهیه مواد شن و ماسه است و در زیر پایه ها گرانولی به طرز رضایت بخشی بكار رفته است هم چنین در سیمان كاری روی خاك و در بتن جدید كاربرد دارد. تهیه مواد شن و ماسه شامل خرد كردن ، سرند كردن و شستن تا حد درجه و تمیزی معین است. در صورت لزوم ، برای ارتقا درجه كیفی شن و ماسه می توان از روش های جدا سازی با وسیله سنگین یا حركت دادن استفاده كرد. بعد از این فرایند، مواد حاصل را به نحوی انبار می كنند تا تفكیك و كوچك شدن به حداقل برسد و آلوده نشوند، خصوصیات سفت شدن بتن و مخلوط شدگی در بتن تازه تا حد زیاد به نوع شن ماسه بستگی دارد و در نسبت اختلاط و صرفه جویی اقتصادی موثر می باشد: در نتیجه انتخاب نوع شن و ماسه دیده شود ولی خصوصیات شن و ماسه موقع انتخاب آن باید مواردی به شرح زیر باشند:

درجه بندی . دوام . شكل ذره و بافت سطح آن . مقاومت در برابر سایش و لغزندگی . وزن بر واحد و میزان تخاخل وجذب رطوبت و رطوبت سطحی آن .

درجه بندی یعنی تعیین میزان توزیع اندازه ذرات شن و ماسه . حدود درجه بندی و حداكثر اندازه ذرات شن و ماسه مشخص است زیرا بر میزان كاربرد شن و ماسه و نیز میزان كاربرد سیمان و آب لازم تاثیر دارند و بر كار آیی، قابلیت پمپاژ و دوام بتن موثرند. بطوركلی، اگر نسبت آب به سیمان درست تعیین گردد، درجه بندی درطیفی وسیع كاربرد پیدا خواهد كرد بدون اینكه بر استحكام بتن تاثیری داشته باشد، وقتی درجه شكاف در شن و ماسه معین گردد، برخی اندازه های این ذرات حذف می شوند و برای دستیابی به یك بافت یكبار چه و واحد بتن به صورتیكه ذرات شن ماسه دیده شوند، از مواد شن و ماسه اضافه ای استفاده می شوند تا بافت بتن یكنواخت شود. جهت اجتناب از فاصله افتادن بین ذرات، نسبت های اختلاط شن و ماسه و سیمان باید دقیقا كنترل شود.

مسئله شكل و اندازه
شكل ذرات و بافت سطح بر خصوصیات بتن تازه بیشتر تاثیر دارد تا خصوصیات بتن سفت شد. بافت غیرهموار، زاویه دارد ذرات دراز و بلند نیازمند آب بیشتر است تا بتن كارآیی بیشتری پیدا كند ولی در شن و ماسه هموار و گرد و فشرده اینگونه نیست. در نتیجه مقدار سیمان نیز باید اضافه شود تا نسبت آب – سیمان ثابت بماند . عموما از ذرات بلند وپهن استفاده نمی شود یا به 15 درصد وزن مجموع شنو ماسه درجه بندی شده است كه با بتن اشغال می شوند .مقدارفضای خالی بین ذرات بر میزان خمیر سیمان جهت مخلوط تاثیر دارد .مواد شن و ماسه درشت دانه از انواع از نوع كاملا درجه بندی شده و اصلاح شده باعث كاهش فضای خالی می شود .رطوبت سطحی و میزان جذب اب در شن و ماسه موقع انتخاب آن ، اندازه گیری میشود چون ساختار داخلی شن و ماسه از مواد جامد و تخاخل در بر گیرنده آب یا فاقد آب تشكیل می شود ، مقدار آب لازم در مخلوط سیمان در بتن باید مناسب با شرایط رطوبت شن و ماسه تعیین گردد . در شرایطی كه بتن برای مصارف تردد سنگین یا جاده بكار برود كه ساییدگی زیاد است ،تغیین مقدار ساییدگی و مقاومت شن و ماسه در برابر آن و در برابر لغزندگی ضرویست. مواد مختلف در داخل شن وماسه به نسبت های مختلف ساییده و ساییده و صیقلی می شوند ، برای كاهش فرسایش ،در شرایط بسیار سایش می توان از شن و ماسه ای كه سنتی بیشتر دارند استفاده كرد.

P O U R I A · Jan 24, 2014

فناوری نانو تکنولوژی در بتن

فناوری نانو تکنولوژی در بتن

فناوری نانو تکنولوژی در بتن

مواد نانو به عنوان موادی كه حداقل یكی از ابعاد آن (طول ، عرض ، ضخامت ) زیر 100nm باشد تعریف شده اند ، یك نانومتر یك هزارم میكرون یا حدود 100000 برابر كوچكتر از موی انسان است . خواص فیزیكی و شیمیایی مواد نانو (در شكل و فرمهای متعددی كه وجود دارند از جمله ذرات ، الیاف ، گلوله و . . . ) در مقایسه با مواد میكروسكوپی تفاوت اساسی دارند . تغییرات اصولی كه وجود دارد نه تنها از نظر كوچكی اندازه بلكه از نظر خواص جدید آنها در سطح مقیاس نانو می باشد .

هدف نهایی از بررسی مواد در مقیاس نانو ، یافتن طبقه جدیدی از مصالح ساختمانی با عملكرد بالا می باشد ، كه آنها را می توان به عنوان مصالحی با عملكرد بالا و چند منظوره اطلاق نمود . منظور از عملكرد چند منظوره ، ظهور خواصی جدید و متفاوت نسبت به خواص مواد معمولی می باشد به گونه ای كه مصالح بتوانند كاربردهای گوناگونی را ارائه نمایند .

-2 مواد نانو كمپوزیت:
مواد نانو كمپوزیت بر پایه پلیمر (ماتریس پلیمری ) اولین بار در سالهای 70 معرفی شده اندكه از تكنولوژی سول- ژل(Sol-Gel) جهت انتشار (Disperse) دادن ذرات نانو كانی درون ماتریس پلیمر استفاده شده است .
هرچند تحقیقات انجام شده در دو دهه گذشته برای توسعه تجاری این مواد توسط شركت تویوتا در ژاپن در اواخر سالهای 80 صورت گرفته است ، ولی رشته نانو كمپوزیت پلیمر هنوز در مرحله جنینی و در آغاز راه می باشد .

در این شرایط نانو آلومینا ، بهترین ساختار نانوئی است كه افق جدیدی را در صنعت سرامیك نوید می دهد . زیرا كاربرد این مواد پدیده ای است كه از نظر مكانیكی ، الكتریكی و خواص حرارتی به طور مناسب دارای تعادل بوده و در رشته های مختلف كاربرد دارد . از جمله می توان به چند نمونه اشاره كرد:
• تكنولوژی نانو فلز آرتوناید كه اخیراً به طور تجاری ، الیاف نانویی آلومینا ، انقلابی در رشته سرامیك بوجود آورده است .
• ذرات نانویی غیر فلز مانند:نانو سیلیكا ، نانو زیركونیا و مواد دیگر اصلاح كننده سرامیك ها می باشد .

-3 بتن با عملكرد بالا (HPC)

یكی از چالشهایی كه در رشته مصالح ساختمانی بوجود آمده است ، بتن با عملكرد بالا(HPC ) می باشد . این نوع بتن مقاوم از نوع مصالح كامپوزیت بوده و از نظر دوام جزو مصالح كامپوزیت و چند فازی مركب و پیچیده می باشد . خواص ، رفتار و عملكرد بتن بستگی به نانو ساختار ماده زمینه بتن و سیمانی دارد كه چسبندگی ، پیوستگی و یكپارچگی را بوجود می آورد .

بنابراین ، مطالعات بتن و خمیر سیمان در مقیاس نانو برای توسعه مصالح ساختمانی جدید و كاربرد آنها بسیار حائز اهمیت می باشد . روش معمولی برای توسعه بتن با عملكرد بالا اغلب شامل پارامترهای مختلفی از جمله طرح اختلاط بتن معمولی و بتن مسلح با انواع مختلف الیاف می باشد . در مورد بتن به طور خاص ، علاوه بر عملكرد با دوام و خواص مكانیكی بهتر ، بتن با عملكرد بالای چند منظوره (MHPC) خواص اضافه دیگری را دارا می باشد ، از جمله می توان به خاصیت الكترو مغناطیسی ، و قابلیت به كار گیری در سازه های اتمی (محافظت از تشعشعات ) و افزایش موثر بودن آن در حفظ انرژی ساختمانها و ... را نام برد .

-4 نانو سیلیس آمورف:
در صنعت بتن ، سیلیس یكی از معروفترین موادی است كه نقش مهمی در چسبندگی و پر كنندگی بتن با عملكرد بالا (HPC) ایفا می كند .

محصول معمولی همان سلیكیافیوم یا میكرو سیلیكا می باشد كه دارای قطری در حدود 1/0 تا 1 میلی متر می باشد و دارای اكسید سیلیس حدود 90% می باشد . می توان گفت كه میكرو سیلیكا محصولی است كه در محدوده بالای اشل اندازه نانو متر جهت افزایش عملكرد كامپوزیت مواد سیمانی به كار برده می شود .

محصول نانو سیلیس متشكل از ذراتی هستند كه دارای شكل گلوله ای بوده و با قطر كمتر از 100nm یا بصورت ذرات خشك پودر یا بصورت معلق در مایع محلول قابل انتشار می باشند ، كه مایع آن معمول ترین نوع محلول نانو سیلیس می باشد ، این نوع محلول در آزمایشات مشخص در بتن خود تراكم([2]SCC) به كار گرفته شده است . نانو سیلیس معلق كاربردهای چند منظوره از خود نشان می دهد مانند:

خاصیت ضد سایش
ضد لغزش
ضد حریق
ضد انعكاس سطوح

آزمایشات نشان داده اند كه واكنش مواد نانو سیلیس (Colloidal Silica ) با هیدرواكسید كلسیم در مقایسه با میكرو سیلیكا بسیار سریع تر انجام گرفته و مقدار بسیار كم این مواد همان تاثیر پوزالانی مقدار بسیار بالای میكرو سیلیكا را در سنین اولیه دارا می باشد . تمام كارهای انجام یافته بر روی كاربرد مواد نانو سیلیس كلوئیدی (Colloidal Nano Silica ) در بخش اصلاح خواص ریولوژی ، كار پذیری و مكانیكی خمیر سیمان بوده است . آنچه كه در اینجا مطرح است نتایج اولیه محصولات نانو سیلیس با قطری در محدوده 5 تا 100 نانومتر می باشد .

هدف از مطالب ارائه شده نشان دادن مصالح جدید ساختمانی و بیان مزایای استفاده از این نوع مواد در صنعت ساختمان می باشد .

P O U R I A · Jan 24, 2014

بتن سبك و اثر ميكروسيليس ها در افزایش مقاومت آن

بتن سبك و اثر ميكروسيليس ها در افزایش مقاومت آن

بتن سبك و اثر ميكروسيليس ها در افزایش مقاومت آن

تولید سیمان كه ماده اصلی چسبندگی در بتن است در سال 1756 میلادی در كشور انگلستان توسط «John smeaton » كه مسئولیت ساخت پایه برج دریایی «Eddystone » را بر عهده داشت آغاز شد و درنهایت سیمان پرتلند در سال 1824 میلادی در جزیره ای به همین نام در انگلستان توسط «Joseph Aspdin » به ثبت رسید . مردم كشور ما نیز از سال 1312 با احداث كارخانه سیمان ری با مصرف سیمان آشنا شدند و با پیشرفت صنایع كشور ، امروزه در حدود 26 الی 30 میلیون تن سیمان در سال تولید می گردد . با آگاهی مهندسان از نحوه استفاده سیمان در كارهای عمرانی ، این ماده جایگاه خودش را در كشورمان پیدا كرد.

یكی از روشهای ساختمان سازی كه امروزه در جهان به سرعت توسعه می یابد ساختمانهای بتنی است . بعد از انقلاب اسلامی به علت كمبود تیر آهن در نتیجه تحریمها و نیز گسترش ساخت و سازهای عمرانی در كشور ، كاربرد بتن بسیار رشد نمود . علاوه بر این موضوع ساختمانهای بتنی نسبت به ساختمانهای فولادی دارای مزایایی از قبیل مقاومت بیشتر در مقابل آتش سوزی و عوامل جوی ( خورندگی ) آسان بودن امكان تهیه بتن به علت فراوانی مواد متشكله بتون و عایق بودن در مقابل حرارت و صوت می باشند كه توسعه روز افزون این نوع ساختمانها را فراهم می سازد .

یكی از معایب مهم ساختمانهای بتنی وزن بسیار زیاد ساختمان می باشد كه با میزان تخریب ساختمان در اثر زلزله نسبت مستقیم دارد . اگر بتوانیم تیغه های جدا كننده و پانل ها را از بتن سبك بسازیم وزن ساختمان و در نتیجه آن تخریب ساختمان توسط زلزله مقدار زیادی كاهش می یابد . ولی كم بودن مقاومت بتن سبك عامل مهمی در محدود نمودن دامنه كاربرد این نوع بتن و بهره گیری از امتیازات آن بوده است . استفاده از میكروسیلیس در ساخت بتن سبك سبب شده است كه مقاومت بتن سبك بالا رود و این محدودیت كاهش یابد . در این تحقیق ضمن توضیحاتی در مورد بتن و تاثیر آب بر روی مقاومت بتن ، بیشتر در باره بتن سبك و روشهای افزایش مقاومت آن با استفاده از میكروسیلس ، خواص مكانیكی و همچنین موارد كاربرد آن بحث می شود .

1- سیمان
- سیمان تولید شده در كشور ما با سیمان تولید شده در كشورهای صنعتی متفاوت است كه لازم است تفاوت آن تا حد ممكن بررسی شود .
- طبقه بندی سیمانها شناسایی شود .
- عدم تنوع در كیفیت سیمان نشانه ضعفهایی از سیستم ساخت و ساز می باشد .
- عدم استفاده از سیمان با كیفیت بالا از عوامل اولیه عمر كوتاه ساختمان در بحث مصالح می باشد .

2 – شن و ماسه
- معیارها و آئین نامه های تولید كلان شن و ماسه بررسی شود .
- تولید كلان شن و ماسه در كشور ما از نظر معیار و رعایت آئین نامه های تولید بررسی شود .
- معایب شن و ماسه تولیدی در كشور در حد كلان بدلائل زیر آنرا در درجه دوم و یا سوم كیفیت قرار می دهد .

الف : وجود گرد و غبار
ب : عدم شستشو
ج : دانه بندی نا صحیح
د : استفاده از شن و ماسه رودخانه ای بجای شن و ماسه شكسته .

- استفاده از شن و ماسه درجه 2 و یا 3 از عوامل ثانوی عمر كوتاه ساختمان در بحث مصالح می باشد .

افزایش مقاومت بتن مد نظر تمام دست اندركاران صنعت تولید بتن می باشد .

ساختار بتن :

- بتن دارای چهار ركن اصلی می باشد كه به صورت مناسبی مخلوط شده اند ، این چهار ركن عبارتند از :

الف : شن
ب : ماسه
ج : سیمان
د : آب

- در برخی شرایط برای رسیدن به هدفی خاص مواد مضاف به آن اضافه می شود كه جزﺀ اركان اصلی بتن به شمار نمی آید .
- توده اصلی بتن مصالح سنگی درشت و ریز ( شن و ماسه ) می باشد .
- فعل و انفعال شیمیایی بین سیمان و آب موجب می شود شیرابه ای بوجود آید و اطراف مصالح سنگی را بپوشاند و مصالح سنگی را بصورت یكپارچه بهم بچسباند .
- استفاده از آب برای ایجاد واكنش شیمیایی است .
- برای ایجاد كار پذیری لازم بتن مقداری آب اضافی استفاده می شود تا بتن با پر كردن كامل زوایای قالب بتواند دور كلیه میلگرد های مسلح كننده را بگیرد .
- جایگاه استفاده آب در بتن به لحاظ انجام عمل هیدراتاسیون دارای حساسیت بسیار زیادی است .

ویژگیهای آب مصرفی بتن :

- آب های مناسب برای ساختن بتن
1- آب باران
2- آب چاه
3- آب بركه
4- آب رودخانه در صورتی كه به پسابهای شیمیایی كارخانجات آلوده نباشد و غیره ...

بطور كلی آبی كه برای نوشیدن مناسب باشد برای بتن نیز مناسب است باستثناﺀ مواردی كه متعاقبا توضیح داده خواهد شد .
- آبهای نا مناسب برای ساختن بتن

1- آبهای دارای كلر ( موجب زنگ زدگی آرماتور می شود )
2- آبهایی كه بیش از حد به روغن و چربی آلوده می باشند .
3- وجود باقیمانده نباتات در آب .
4- آب گل آلود ( موجب پایین آوردن مقاومت بتن می شود )
5- آب باتلاقها و مردابها
6- آبهای دارای رنگ تیره و بدبو
7- آبهای گازدار مانند2 co و...
8- آبهای دارای گچ و سولفات و یا كلرید موجب اثر گذاری نا مطلوب روی بتن می شوند .

نكته : 1- آبی كه مثلا شكر در آن حل شده است برای نوشیدن مناسب است ولی برای ساخت بتن مناسب نیست .
نكته : 2- مزه بو و یا منبع تهیه آب نباید به تنهایی دلیل رد استفاده از آب باشد .
نكته : 3- ناخالصیهای موجود در آب چنانچه از حد معین بیشتر گردد ممكن است بشدت روی زمان گرفتن بتن ، مقاومت بتن ، پایداری حجمی آن ، اثر بگذارد و موجب زنگ زدگی فولاد شود .
نكته : 4- استفاده از آب مغناطیسی بعنوان یكی از چهار ركن اصلی مخلوط بتن می تواند بعنوان تاثیرگذار بر روی یارامترهای مقاومت بتن انتخاب گردد .

تمایز بتن از نظر چگالی :

الف : بتن معمولی : چگالی بتن معمولی در دامنه باریك 2200 تا 2600 kg/m3 قرار دارد زیرا اكثر سنگها در وزن مخصوص تفاوت اندكی دارند ( ادامه این مبحث از بحث ما خارج است )

ب : بتن سنگین : از این بتنها در ساختمان محافظهای بیولوژیكی بیشتر استفاده می شود مانند ساختار ، آكتورهای هسته ای و پناهگاههای ضد هسته ای كه مورد بحث ما نمی باشد كه چگالی آن معمولا بیشتر از 2200 تا 2600 كیلوگرم بر متر مكعب می باشد .

ج : بتن سبك : مصرف بتن سبك اصولا تابعی از ملاحظات اقتصادی است ضمن اینكه استفاده از این بتن بعنوان مصالح ساختمانی دارای اهمیت بسیار زیادی است این بتن دارای چگالی كمتر از 2200 تا 2600 كیلوگرم در متر مكعب می باشد . بدلیل اینكه دارای چگالی كمتر از بتن سنگین است دارای امتیاز قابل توجهی از نظر ایجاد بار وارده بر سازه می باشد چگالی بتن سبك تقریبا بین 300 و 1850 كیلوگرم بر متر مكعب می باشد یكی از امتیازات مهم امكان استفاده از مقاطع كوچكتر و كاهش مربوطه در اندازه پی ها می باشد ضمن اینكه قالبها فشار كمتری را از حالت بتن معمولی تحمل می كنند و همچنین در كاهش جابجایی كل وزن مصالح بدلیل افزایش تولید جایگاه ویژه ای دارد .

روش های كلی تولید بتن سبك :

- روش اول : از مصالح متخلخل سبك با وزن مخصوص ظاهری كم بجای سنگدانه معمولی كه تقریبا دارای چگالی 6/2 می باشد استفاده می كنند .

- روش دوم : بتن سبك تولید شده در این روش بر اساس ایجاد منافذ متعدد در داخل بتن یا ملات می باشد كه این منافذ باید به وضوح از منافذ بسیار ریز بتن با حباب هوا متمایز باشد كه بنام بتن اسفنجی ، بتن منفذ دار و یا بتن گازی یا بتن هوادار می شناسند .

- روش سوم : در این روش تولید ، سنگدانه ها ی ریز از مخلوط بتن حذف می شوند . بطوریكه منافذ متعددی بین ذرات بوجود می آید و عموما از سنگدانه های درشت با وزن معمولی استفاده می شود . این نوع بتن را بتن بدون سنگدانه ریز می نامند .

نكته : كاهش در وزن مخصوص در هر حالت به واسطه و جود منافذ یا در مصالح یا در ملات و یا در فضای بین ذرات درشت موجب كاهش مقاومت بتن می شود .

طبقه بندی بتن های سبك بر حسب نوع كاربرد آنها :
- بتن سبك بار بر ساختمان
- بتن مصرفی در دیوارهای غیر بار بر
- بتن عایق حرارتی

نكته 1- طبقه بندی بتن سبك بار بر طبق حداقل مقاومت فشاری انجام می گیرد .

مثال : طبق استاندارد 77 – 330 ASTM C در بتن سبك ---- مقاومت فشاری بر مبنای نمونه های استوانه ای استاندارد از شده پس از 28 روز نباید كمتر از Mpa 17 باشد . و وزن مخصوص آن نباید از 1850 كیلوگرم بر متر مكعب تجاوز نماید كه معمولا بین 1400 او 1800 كیلوگرم بر متر مكعب است .

نكته : 2- بتن مخصوص عایق كاری معمولا دارای وزن مخصوص كمتر از 800 كیلوگرم بر متر مكعب و مقاومت بین 7/0 و Mpa 7 می باشد .

انواع سبك دانه هایی كه به عنوان مصالح در ساختار بتن سبك استفاده می شود :

الف - سبك دانه های طبیعی : مانند دیاتومه ها ، سنگ پا ، پوكه سنگ ، خاكستر ، توف كه بجز دیاتومه ها بقیه آنها منشاﺀ آتشفشانی دارند .

نكته :1- این نوع سبك دانه ها معمولا بدلیل اینكه فقط در بعضی از جاها یافت می شوند به میزان زیاد مصرف نمی شوند ، معمولا از ایتالیا و آلمان اینگونه مصالح صادر می شود .

نكته : 2- از انواعی پوكه معدنی سنگی كه ساختمان داخلی آن ضعیف نباشد بتن رضایت بخشی با وزن مخصوص 700 تا 1400 كیلو گرم بر متر مكعب تولید می شود كه خاصیت عایق بودن آن خوب می باشد اما جذب آب و جمع شدگی آن زیاد است . سنگ پا نیز دارای خاصیت مشابه است .

ب - سبك دانه های مصنوعی : این سبك دانه ها به چهار گروه تقسیم می شوند .

- گروه اول : كه با حرارت دادن و منبسط شدن خاك رس ، سنگ رسی ، سنگ لوح ، سنگ رسی دیاتومه ای ، پرلیت ، اسیدین، ورمیكولیت بدست می آیند .

- گروه دوم : از سرد نمودن و منبسط شدن دوباره كوره آهن گدازی به طریقی مخصوص بدست می آید .

- گروه سوم : جوشهای صنعتی ( سبكدانه های كلینكری) می باشند .

- گروه چهارم : مخلوطی از خاك رس با زباله خانگی و لجن فاضلاب پردازش شده را می توان به صورت گندوله در آورد تا با پختن در كوره تبدیل به سبك دانه شود ولی این روش هنوز به صورت تولید منظم در نیامده است .

الزامات سبكدانه ها بتن سازه ای :

الزامات سبكدانه ها در آیین نامه های ASTM C330-89 ( مشخصات سبكدانه ها برای بتن سازه ای در آمریكا ) و BS 3797:1990 ( مشخصات سبكدانه ها برای قطعات بنایی و بتن سازه ای در بریتانیا ) داده شده اند . در استاندارد بریتانیایی مشخصات واحدهای بنایی نیز مورد بحث قرار گرفته است . این آیین نامه ها محدودیتهایی برای افت حرارتی ( 5% درASTM و4% در BS)و همچنین در BS برای مقدار سولفات 1% 3 so (به صورت جرمی ) را مشخص نموده اند .

ذكر این نكات برای فهم بهتر مفید است :
1- آیین نامه BS 1047:7983 مشخصات دوباره در هوای سرد شده ، كه منبسط نشده است را در بر می گیرد .
2- سبكدانه های به كار رفته در بتن سازه ای ، صرفنظر از منشأ آنها تولیداتی مصنوعی می باشند و در نتیجه معمولا یكنواخت تر از سبكدانه طبیعی می باشند . بنابراین سبكدانه را می توان برای تولید بتن سازه ای با كیفیت ثابت مورد استفاده قرار داد .

نكته : سبكدانه ها دارای خصوصیت ویژه ای هستند كه سنگدانه های معمولی فاقد آن می باشند و در رابطه با انتخاب نسبتهای مخلوط و خواص مربوط به بتن حاصل دارای اهمیت ویژه ای می باشند .این ویژگی عبارتست از توانایی سبكدانه ها در جذب مقادیر زیاد آب و همچنین امكان نفوذ مقداری از خمیر تازه سیمان به درون منافذ باز ( سطحی ) ذرات سبكدانه (مخصوصا ذرات درشت تر ) در نتیجه این جذب آب توسط سبكدانه ، وزن مخصوص آنها زیادتر از وزن مخصوص ذراتی می شود كه در گرمچال خشك شده اند .

روشهای افزایش مقاومت بتن سبك :

كم بودن مقاومت بتن سبك عامل مهمی در محدود نمودن دامنه كاربرد این نوع بتن و بهره گیری از امتیازات آن بوده است برای بدست آوردن بتن سبك با مقاومت زیاد روشهای زیادی مورد توجه قرار گرفته است .

نكته : عامل موثر و مشترك در كلیه این پژوهشها مصرف میكروسیلیس در بتن می باشد . در اینجا اجمالا به چند روش اشاره می گردد :

1- تحقیقات مشترك V.Novokshchenov و W.Whitcomb جهت افزایش مقاومت بتن سبك و بهبود دیگر خواص آن با استفاده از سبكدانه های سیلیسی منبسط شده ، به اعتقاد آنان مقاومت بتن سبك تابعی از مقاومت سبكدانه ها و ملات است كه این رابطه به صورت ذیل ارائه گردید .

fc = fm (vm)+fa (1-vm)

fc = مقاومت بتن fa = مقاومت سبكدانه

fm = مقاومت ملات vm = حجم نسبی ملات

بدین ترتیب مشاهده می شود كه می توان با افزایش مقاومت سبكدانه و مقاومت و حجم ملات مقاومت بتن سبك را افزایش داد .

P O U R I A · Jan 24, 2014

نقش حباب در بتن

نقش حباب در بتن

نقش حباب در بتن

بتن به عنوان ماده برای استحكام سازه از اهمیت ویژه ای بر خوردار است به همین دلیل به هنگام ساخت و به كار بردن بتن باید به نكاتی توجه كرد تا باعث سستی و ناپایداری بتن نشود .

از این رو به هنگام هوای سرد كه ممكن است باعث یخ زدگی بتن شود كه از مواد حباب زا استفاده میشود.

عمل یخ زدگی:

برای بتنهای خیس، عمل یخ زدگی یك عامل تخریب می باشد، چون آب به هنگام یخ زدن ازدیاد حجم پیدا كرده و باعث تولید تنشهای مخرب درونی شده و لذا بتن ترك می خورد. تركها و درزهایی كه نتیجه یخ زدگی و ذوب متناوب می باشند، باعث می گردند سطح بتن به صورت پولكی درآمده و بر اثر فرسایش، خرابی عمق بیشتری یابد بنابراین عمل یخ زدگی بتن و میزان تخریب حاصله، بستگی به درجه تخلخل و نفوذپذیری بتن دارد كه این موضوع علاوه بر تاثیر تركها و درزهاست.

نمكهای ذوب یخ:

اگر برای ذوب نمودن یخ بتن، از نمكهای ذوب یخ استفاده شود، علاوه بر خرابیهای حاصله از یخ زدگی، ممكن است همین نمكها نیز باعث خرابی سطحی بتن گردند. چون باور آن است كه خرابیهای حاصل از نمكهای ذوب یخ، در نتیجه یك عمل فیزیكی به وقوع می پیوندد، غلظت نمكها، موجود بودن آبی كه قابلیت یخ زدگی داشته باشد و در كل فشارهای هیدرولیكی و غشایی (OSMOTIC) نقش بسیار مهمی در دامنه و وسعت خرابیها ایفا می كنند.

مواد حباب زا :

مواد حباب زا جزء آن دسته از افزودنی هایی است كه در هنگام ساخت بتن استفاده میشود. مواد شیمیایی حباب ساز می تواند از نمك های رزین چوب ، دترجنت مصنوعی ، نمك های اسید چرب ، نمك اسیدهای پتروشیمی و ... باشد.

عملكرد مواد حباب زا در جلو گیری از یخ زدگی:

وجود حباب‌های هوا در ملات صدمات ناشی از افزایش حجم آب ملات در موقع یخ زدن را به حداقل ممکن کاهش می‌دهد.

مهمترین خصوصیتی كه افزودنی های حباب ساز در بتن ایجاد میكنند ، و دلیل عمده بكار بردن این مواد در بتن ، كاهش نفوذ پذیری است كه در بتن ایجاد میكند. حباب های ریز كروی كه قطری حدود 100 تا 150 میكرون دارند لوله های باریك موئینه در بتن را از بین میبرند ، قطعه قطعه می كنند و یا با قرار گرفتن در ابتدا و انتهای این لوله ها آنها را آب بند میكنند و مانع ورود آب درون آنها می شوند. با این عمل فشار اسموزی درون این لوله ها از بین میرود و مانع ورود آب به بتن می شود. در نتیجه در سیكل های ذوب و انجماد به بتن آسیب نمی رسد. در واقع بتن آب بند می شود. همچنین حباب های هوا باعث آب بندی بتن در برابر مایعات ، گازها ، حملات سولفاتی نیز آب بند شده و عمر بیشتری پیدا میكند.

البته نوعی از مواد حباب زا در پایین آوردن جذب آب بتن نیز کاربرد دارند؛ این مواد با ایجاد حفرات بسیار ریز که برای حداکثر قطر آنها استاندارد تعریف شده، حفرات موئینه داخل بتن را بسته و مانع از نفوذ آب در آنها می شود.

1. اصلاح كننده جدا شدگی :
با میزان پخش مناسب در سطح بتن پوشش یكدستی به بتن داده و تا حدودی جداشدگی سنگدانه ها را اصلاح می كند.

2. افزایش كار پذیری :
سطح بتن با حباب هوا كار پذیری بالاتری نسبت به بتن های معمولی دارد و لیسه ای كردن و پرداخت سطوح آن با راحتی بیشتری انجام میگردد. لیسه ای كردن سطح بتن با ماله حباب های سطح بتن را از بین میرود. در صورتی كه بخواهیم با دستگاه سطح بتن را لیسه ای كنیم ، سطح ما نباید سطح كف سازی باشد. زیرا به دلیل سرعت بالای دستگاه و تیغه آن ، حباب های لایه زیر سطح بتن از بین میرود كه این امر باعث پدیده ای در بتن می شود كه به آن " تاول زدن " بتن می گویند.

3.عدم آب اندازی :
اضافه كردن حباب به بتن مانع آب اندازی بتن می شود ( Bleeding ) . وقتی ویبره میشود و كاملاً جا می افتد اگر آب آن زیاد باشد ، كم كم آب به سطح بتن می آید و به اصطلاح آب می اندازد و اگر بتن كم آب باشد ، در نقطه ای كه میله ویبراتور قرار دارد آب جمع می شود و آن ناحیه شل می شود. به این حالت اصطلاحا خونریزی داخلی بتن می گونند.

4.تولید بتن های سبك
بتن سبك تولید شده در این روش بر اساس ایجاد منافذ متعدد در داخل بتن یا ملات می باشد كه این منافذ باید به وضوح از منافذ بسیار ریز بتن با حباب هوا متمایز باشد كه بنام بتن اسفنجی ، بتن منفذ دار و یا بتن گازی یا بتن هوادار می شناسند

P O U R I A · Jan 24, 2014

بتن خود تراکم SCC

بتن خود تراکم SCC

بتن خود تراکم SCC

بتن خود تراکم SCC self – consolidating concrete

بتن خود تراکم ، شامل بازه گسترده ای از طرح های اختلاط می باشد که خواص بتن تازه و سخت شده لازم برای کاربری های خاص دارا می باشند . اگرچه مقاومت هم چنان معیار اصلی موفقیت این بتن می باشند اما ویژگی های بتن تازه آن ، بسیار گسترده تر از بتن معمولی و متراکم شده توسط لرزاننده ها می باشد . این خواص مطلوب باید در زمان ، محل و بتن ریزی حفظ شوند . بتن خود تراکم در مواردی که شبکه بندی آرماتور ها فشرده است ، گزینه ای مطلوب می باشد . هم چنین عدم نیاز به لرزاننده ،آلودگی صوتی محیط را به نحو قابل ملاحظه ای کاهش می دهد.علی رغم ویژگی های مطلوب، طرح اختلاط و اجرای این نوع بتن به عوامل متعددی از قبیل دانه بندی مصالح سنگی ، نوع مواد افزودنی و همچنین فیلرهای مورد استفاده بستگی دارد . در نظر گرفتن هر یک از معیارهای فوق ، کیفیت بتن سخت شده و کار پذیری بتن تازه را تحت تاثیر قرار میدهد .

زمان هزینه و کیفیت سه عامل مهم در اجرا می باشد که تاثیر مهمی در صنعت ساخت دارند . هر گونه پیشرفت و یا توسعه ای که باعث بهبود این سه عامل گردد ، همواره مورد علاقه مهندسان عمران خواهد بود . هرگاه این پیشرفت ها در صنعت ساخت و ساز تاثیر گذار باشد باید تحقیقات کافی بر روی فواید و مضرات آنها انجام گرفته و اقدامات لازم برای اجرایی ساختن آنها در صنعت ساخت و ساز صورت پذیرد . بتن خود تراکم با توجه به خصوصیات ویژه خود یکی از این توسعه هاست که می تواند تاثیر قابل توجهی بر صنعت ساخت داشته باشد .

برای سالیان متمادی دست یابی به بتنی با قابلیت خودترازی ( خود تراکمی ) بدون افت در مقاومت ، روانی و یا جداشدگی ، آرزوی مهندسین در کشورهای مختلف بوده است در اوایل قرن بیستم به دلیل خشک بودن مخلوط بتنی ، تراکم بتن تنها از طریق اعمال ضربه های سنگین در مقاطع وسیع و در دسترس ممکن بود . با شیوع استفاده از بتن های مسلح و آشکار شدن مشکلات اجرایی کاربرد مخلوطهای خشک ، گرایش به استفاده از مخلوطهای مرطوب تر گسترش یافت اما شناسایی تاثیر نسبت آب به سیمان در دهه 1920 نشان داد که افزایش این نسبت می تواند موجب افت در مقاومت بتن گردد . در سالهای بعد ، توجه به مسئله دوام بتن همچنین تاثیر مخرب افزایش نسبت آب به سیمان را به نفوذ پذیری و کاهش دوام بتن آشکار ساخت . این همه باعث گردید تا توجه ویژه ای بر خواص کارایی و رئولوژی بتن و نیز روشهای تراکم ، با هدف بهبود خواص مقاومت و دوام آن صورت گیرد . این تحقیقات در نهایت منجر به معرفی بتن خود متراکم در ژاپن گردید . بتنی با قابلیت جریان زیاد که می تواند تنها تحت تاثیر نیروی ثقل و بدون نیاز به انجام هرگونه فرآیند دیگری تمامی زوایای قالب را پر کرده و آرماتور ها دربرگیرد، بدون آنکه جداشدگی یا آب انداختن ایجاد گردد . بررسی رئولوژی و کارایی ، تاثیر بالایی بر تعیین خواص بتن خود تراکم را نشان می دهد ؛ لذا بر اساس روابط مایع لزج نیوتنی ، پارامترهای موثر در تعریف رفتار جریان بتن خود تراکم را معرفی می کند و آزمایش جی – رینگ آزمایش ساده و مناسبی برای اندازه گیری مقاومت بتن در مقابل جداشدگی سنگدانه ها است و چنانچه مقدار آب و خصوصا فوق روان کننده از یک حد معینی افزایش یابد مقاومت جداشدگی بتن کاهش می یابد و از آزمایش دو نقطه ایی می توان بدست آورد که ثابت های رئولوژی می توانند خواص رئولوژی ، خصوصا توانمندی بتن از نظر حرکت پذیری و پرشدگی را بخوبی تعیین نماید .

بتن خود تراکم نخست در سال 1986 توسط H.okamura در ژاپن پیشنهاد گردید و در سال 1988 این نوع بتن در کارگاه ساخته شد و نتایج قابل قبولی را از نظر خواص فیزیکی و مکانیکی بتن ارائه داد . مقالات متعددی در ارتباط با توسعه بتن خودتراکم در دنیا ارائه شد امروزه بتن خود تراکم همزمان با کشور ژاپن در مراکز دانشگاهی و تحقیقاتی کشورهای اروپایی ، کانادا و امریکا تحت عنوان self – consolidating concrete موضوع بحث، بررسی و اجرای سازه های بتنی است.

درایران نیز استفاده از بتن خود تراکم از چند سال قبل آغاز شده و از مزایای آن بهره گرفته شده است برای مثال می توان از مصرف بتن خود تراکم در تونل رسالت در تهران نام برد .

مبانی طراحی مخلوط بتن خود تراکم

سیال و پایدار بودن از مبانی طراحی مخلوط scc هست ، اما غیر از این خصوصیات، عوامل اقتصادی را نیز باید در طراحی در نظر گرفت . چالش مهم در طراحی مخلوط scc ، معادل بودن مشخصات مورد نیاز با مشخصات واقعی است. مواد مورد نیاز برای ساخت scc به شرح زیر است :

1 – سیمان : نوع و مقدار سیمان براساس خواص و دوام مورد نیاز تعیین می گردد . معمولا مقدار سیمان بین kg/m3 450- 350 است .
2 – سنگدانه درشت : تمام سنگدانه های درشت که برای بتن معمولی استفاده می شود ، قابل مصرف در scc است . اندازه حداکثر معمولا بین mm20-16 است. به طور کلی مقدار سنگدانه درشت در scc کمتر از بتن معمولی است زیرا سنگدانه درشت انرژی زیادی مصرف می کند که باعث کاهش جاری شدن بتن می شود و در هنگام عبور از موانع مانند آرماتور سبب مسدود شدن بتن می گردد .
3 - سنگدانه ریز : تمام سنگدانه های ریز که برای بتن معمولی استفاده می شود برای scc نیز مناسب است هر دو نوع ماسه شامل شکسته و گرد گوشه قابل استفاده میباشد هرچه مقدار ماسه در مخلوط بیشتر باشد ، مقاومت برشی مخلوط بیشتر است .
4 – مواد افزودنی معدنی : انواع مواد افزودنی معدنی یا پوزولان را میتوان در scc مصرف کرد این مواد برای بهبود خواص بتن تازه و یا بتن سخت شده و دوام مورد استفاده قرار می گیرد . از جمله این موارد می توان میکروسیلیس ، سرباره و روباره را نام برد .
5 – فوق کاهنده آب : فوق کاهنده آب یا فوق روان کننده ها از مواد بسیار مهم برای ساخت scc محسوب می شوند .
6 – مواد اصلاح کننده ویسکوزیته : مواد اصلاح کننده ویسکوزیته برای افزایش مقاومت جداشدگی در scc مصرف می شود .
7 – فیلرها : به دلیل الزامات رئولوژی خاص scc هردو مواد افزودنی فعال و خنثی برای بهبود کارایی و همچنین برای تعادل در مقدار مصرف سیمان مورد استفاده قرار می گیرد.

تنظیم طرح مخلوط

پس از ساخت مخلوط های آزمایشی ، اگر عملکرد آنها مطلوب نباشد ، باید طرح مخلوط مجددا انجام شود . بسته به مشکلاتی که در خواص بتن تازه ایجاد می شود ، ممکن است واکنش های زیر انجام گردد : - اضافه کردن فیلر یا استفاده از نوع دیگر فیلر – تجدید نظر در مقادیر شن وماسه – تغییر در مقدار فوق روان کننده یا ماده اصلاح کننده ویسکوزیته – تغییر در مقدار آب و نسبت آب به پودر – تغییر در نوع مواد اصلاح کننده ویسکوزیته یا فوق روان کننده

امروزه برای بتن خود تراکم مشخصات کلی زیر را پیشنهاد می کنند :

الف ) کارآیی
از نظر کارآیی یک بتن خود تراکم مناسب دارای خواص زیر خواهد بود :
در حالت معمولی دارای جریان اسلامپی بیش از 600 میلی متر و بدون جداشدگی ، حفظ روانی به مدت حداقل 90 دقیقه ، توانایی مقاومت در شیب 3 % در سطح افقی آزاد ، قابلیت پمپ شدن در لوله ها بطول حداقل 100 متر و به مدت 90 دقیقه ، مقاومت فشاری 28 روزه حدود 600-250 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع ، مقاومت در مقابل خوردگی تهاجم سولفاتها و کلریدها و انجماد و ذوب مطابق استاندارد ، کاهش خطر ترکهای حرارتی در مقایسه با بتن معمولی لرزانده شده.

بتن خود تراکم مزایایی در اجرای موارد خاصی از سازه های بتنی دارد که به نمونه هایی از آنها اشاره میشود :

- سازه های بتنی معماری – هنری که نیاز به ظرافت خاص با میلگرد گذاری فشرده دارند .
- پل های با دهانه بزرگ که به دلیل طولانی بودن خط انتقال بتن اجرای آن ها با بتن معمولی امکان پذیر نمی باشد و در ضمن استفاده از بتن معمولی موجب قطور تر شدن اندازه پایه ها و نازیبایی سازه می گردد.
- تونل های شهری و آبی که در آنها مسافت طولانی انتقال بتن معمولی و حفظ کیفیت و تراکم آن از مشکلات اجرایی است.
- ساختمان های بلند و برج ها
- ستونها و دیوارهای بلند یا میلگردهای متراکم
- ستونهای بتن ریزی شده با پمپ
- بتن ریزی بلوک های بتنی
- بتن ریزی کف ها و سطوح افقی
- بتن ریزی در سازه های زیر آبی

مزایای چشمگیر بتن خود تراکم موجب گسترش سریع آن در دنیا شده است که بطور اجمال میتوان به مواردی از آنها اشاره نمود :
- توسعه سازه های بتنی در دنیا و نیاز به بتن های با خواص ویژه
- کمبود کارگران ماهر بتن ریزی بویژه کارگران ویبره زن
- افزایش سرعت اجرای سازه های بتنی در سهولت بتن ریزی
- امکان بهبود کیفیت مکانیکی بتن
- امکان اجرای سازه های بتنی ظریف و سنگین و انتخاب مقاطع کوچک یا میلگردهای فشرده
- توسعه صنایع پیش ساخته بتنی
- صرفه جویی اقتصادی با توجه به کاهش نیروی انسانی لازم و زمان ساخت
- توجه به سطوح تمام شده زیبا و مرغوب سازه های بتنی
- کاهش سر و صدا و آلودگی صوتی محیط کار بویژه در صنایع پیش ساخته بتنی

سازه های مختلفی با استفاده از بتن خود تراکم در دنیا اجرا شده اند که به نمونه هایی از آنها در سراسر دنیا اشاره می شود . قابل ذکر است که اجرای بعضی از این پروژه ها بدون استفاده از بتن خود تراکم امکان اجرا نداشته اند .

دیواره های مخازن عظیم LNG شرکت گاز Osaka در ژاپن
حجم بتن خود تراکم مصرفی = 12000 متر مکعب ( تکمیل بتن ریزی در سال 1998 )
صرفه جویی در تعداد کارگران = حدود 67 درصد در مقایسه با بتن معمولی
صرفه جویی در مدت زمان ساخت = حدود 18 درصد در مقایسه با بتن معمولی
صرفه جویی در تعداد کارگاهها = حدود 29 درصد در مقایسه با بتن معمولی
بازار بزرگ Midsummer Place واقع در لندن – انگلستان
ستونهای بیضوی با میلگردهای خیلی تراکم به ارتفاع 8.5 – 10 متر
صرفه جویی در مدت زمان ساخت = حدود 40 درصد در مقایسه با بتن معمولی، صرفه جویی در هزینه = حدود 10 درصد در مقایسه با بتن معمولی
برج Landmark در شهر یوکوهاما ژاپن
ستونهای 9 طبقه اول این برج با استفاده از بتن خود تراکم اجرا شدهاست

(با توجه به فشردگی میلگرد ها)

تعداد ستونهای 9 طبقه = 66 ستون

مقدار بتن خود تراکم مصرفی = 885 متر مکعب

P O U R I A · Jan 24, 2014

اسکلت بتنی یا فلزی کدام یک بهتر است

اسکلت بتنی یا فلزی کدام یک بهتر است

اسکلت بتنی یا فلزی کدام یک بهتر است

هر روز هنگام عبور از خیابان‌های شهر شاهد ساخت و سازهای روز افزونی هستیم، ساختمان‌های مختلف از یک طبقه تا 60 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. معمولاً معیارهای ساخت، جواب‌های متفاوتی برای ما به همراه دارند.

عمده عوامل مؤثر در این روند، هزینه، زمان و کیفیت ساخت هستند. هزینه ساخت و سود حاصل از این سرمایه‌گذاری با زمان اتمام طرح رابطه تنگاتنگی دارند. بدیهی است هر چه زمان طرح طولانی‌تر ‌شود شاهد افزایش قیمت مصالح، قیمت تمام شده طرح، هزینه‌های متفرقه و بازگشت دیرتر سرمایه خواهیم بود که خوشایند هیچ سازنده‌ای نیست.

سازه‌های بتن آرمه در مقابل سازه‌های فولادی معمولاً نیاز به هزینه کمتر و زمان بیشتری برای ساخت دارد؛ در حالی‌که سازه‌های فولادی ابتدا نیاز به سرمایه زیادی برای خرید آهن آلات دارد ولی در عوض شاهد سرعت اجرای بالاتری خواهیم بود. بنابراین در ساختمان‌های عادی کمتر از 6 طبقه در نهایت از این منظر تفاوت زیادی وجود ندارد.

در اسکلت‌های فولادی حتماً باید تمام اسکلت آماده باشد تا بتوان سقف را اجراکرد. به عبارت دیگر اول باید تیر و ستون‌هایی وجود داشته باشد تا بتوان روی آن سطحی به نام سقف یا همان کف اجرا کرد. در حالی‌که در سازه‌های بتن آرمه ابتدا ستون‌های هر طبقه و سپس سقف همان طبقه که خود مشتمل بر تیر‌ها و کف یکپارچه‌تری نسبت به سازه‌های فولادی است اجرا می‌شود.

مزیت این روش نسبت به روش اول آن است که می‌توان طبقه مورد نظر را سریعتر برای اجرای دیگر مراحل از جمله تیغه چینی، اجرای تأسیسات مکانیکی و برقی و... در اختیار سایر پیمانکاران قرار داد که خود موجب تسریع در روند طرح خواهد بود.

ولی به‌طور کلی زمان اجرای سازه‌های فولادی در مقیاسهای بزرگ تا حدودی کوتاه‌تر از سازه‌های بتن آرمه و هزینه‌های سازه‌های بتن آرمه کمتر از سازه‌های فولادی است که هر سازنده‌ای با توجه به شرایط و معیار‌های خود تصمیم‌گیرنده اصلی است.

حال با فرض وجود شرایطی کاملاً ایده‌آل، یعنی عدم ‌وجود محدودیت زمان و هزینه‌ها، عامل سوم یعنی کیفیت سازه را بررسی می‌کنیم. کیفیت را می‌توان از جنبه‌های متفاوتی مانند مقاومت در برابر بارهای ثقلی وارده و زلزله، مقاومت در برابر حرارت، ابعاد، دهانه‌های قابل پوشش، تعداد طبقات قابل طراحی، قابلیت ترمیم آسان و ... مورد نقد و بررسی قرار داد. با توجه به گستردگی و پیچیدگی مسئله، در اینجا فقط تصمیم‌گیری برای ساختمان‌های عادی را مورد توجه قرار می‌دهیم.

اولین و مهم‌ترین نکته قابل ذکر در این مورد مقاومت مصالح و ابعاد مصالح مصرفی است. معمولاً هر چه اعضای باربر ما ابعاد بزرگتر از نگاه عام و ممان اینرسی بالاتر از دید مهندسی داشته باشد، رفتار سازه‌ای مناسب‌تر است و هر چه مصالح مصرفی که در عرف ساختمان‌سازی‌ بتن یا فولاد هستند قابلیت تحمل نیروهای بیشتر را داشته باشند منجر به طراحی اعضای ظریف‌تری خواهند شد.

اگر هر دو عامل در کنار هم قرار گیرند منجر به رسیدن به سختی و صلبیت بالاتری خواهند شد که جزء اصلی‌ترین آیتم‌های طراحی یک مهندس محاسب به شمار می‌روند.

در طراحی سازه‌ها، مقاومت بتن را 10 درصد مقاومت فولاد فرض می‌کنند بنابراین ابعاد ستون‌ها و تیرهای بتنی، به‌مراتب بیش از سازه‌های فولادی است. البته این ابعاد بزرگ اعضای بتنی، ممان اینرسی بسیار بالاتری نسبت به گزینه دیگر به ارمغان خواهند آورد که در نهایت سازه بتنی، سختی بالاتر و معمولاً رفتار سازه‌ای مناسب‌تری دارد.

« سازه‌های بتنی سنگین هستند.» در پاسخ به این ایراد باید گفت: ابعاد بزرگ سازه تا جایی مورد پذیرش یک مهندس است که منجر به سنگینی بیش از حد سازه نشود و با توجه به آنکه بحث ما در مورد سازه‌های عادی کمتر از 6 طبقه است تفاوت وزن اسکلت نیز آنچنان نخواهد بود تا مهندس طراح را به سمت طراحی سازه فولادی بکشاند. این موضوع در بسیاری از سازه‌های عظیم نیز صادق است که برج 56 طبقه تهران نمونه بارزی از این دست است.

بحث زلزله که بحث داغ این روزهای تهران است می‌تواند جنبه دیگری از کیفیت مناسب یک سازه باشد. سازه‌های بتن آرمه عادی و به ویژه مجهز به دیوارهای بتنی به‌علت سختی بالا نسبت به سازه‌های فولادی در برابر زلزله، در بیشتر موارد مقاومت بسیار بالایی از خود نشان می‌دهند اما سازه‌های فولادی نیز می‌توانند همین رفتار را از خود نشان دهند مشروط برآنکه طراحی مناسبی داشته باشند.

نکته قابل تامل اینجا است که این رفتار به چه قیمتی به دست خواهد آمد؟ اگر طراحی، یک طراحی بدون نقص باشد، هم سازه فولادی و هم سازه بتن آرمه در چند ثانیه وقوع زلزله، با حداقل خسارت ممکن جان سالم به در خواهند برد. اما کار به اینجا ختم نخواهد شد و پس از زلزله‌های زیادی شاهد شکستگی لوله‌های گاز و وقوع آتش سوزی‌های مهیب بوده‌ایم که گاه از خود زلزله مخرب‌تر هستند.

با توجه به اینکه اطفاء حریق بلافاصله بعد از وقوع حادثه ممکن نیست، ساختمان باید به گونه‌ای طراحی شود که تا چند ساعت متوالی بتواند آتش را با حداقل خسارات وارده تحمل کند. در سازه‌های بتن آرمه مقاومت بالایی در برابر آتش سوزی وجود دارد، اما درسازه‌های فولادی درصورتی‌که تمهیدات ایمنی لازم در آنها صورت نپذیرد در چند دقیقه ابتدایی حریق، شاهد تخریب‌های بسیار سریع و غیرقابل جبران خواهیم بود که این مورد نیز مزیتی بسیار ارزشمند برای سازه‌های بتن آرمه به حساب می‌آید.

اما آنچه اکثر مهندسان را نسبت به سازه‌های بتن آرمه به شدت بد‌بین کرده، عدم‌قطعیت‌ها، یکنواخت نبودن مقاومت بتن و کم اطلاعی بسیاری از سازندگان از نحوه عمل‌آوری و به دست آوردن نتیجه‌ای مطلوب از این ماده است.

قابلیت اشتباه در تهیه بالقوه این نوع ماده در مقابل فولاد توجیه دیگری است که از سوی عده زیادی در مخالفت با بتن ارائه می‌شود، چرا‌که ممکن است حین عمل آوری، مقاومت فشاری کمتر از حد مورد نیاز به دست آید.

این گروه معتقدند جبران یک اشتباه در سازه‌های بتن آرمه در مواردی منجر به تخریب اجباری سازه می‌شود در حالی‌که فولاد در هر لحظه که سازنده اراده کند با هزینه‌ای به نسبت پایین قابل ترمیم و تقویت است.

در پاسخ به این ایراد باید گفت این عدم‌قطعیت‌ها در آیین نامه‌ها با اعمال ضریب ایمنی بسیار بالایی پیش‌بینی شده تا جایی که در موارد زیادی شاهد مقاومتی چند برابر مقاومت مورد نیاز در ساخت این قبیل سازه‌ها هستیم. از سوی دیگر این عدم‌قطعیت کیفیت بتن در شالوده و سقف‌های سازه فولادی نیز وجود دارد و صرفاً متعلق به سازه‌های بتن آرمه نیست.

در نهایت باید بر این موضوع تاکید کرد که به‌طور کلی هم سازه‌های فولادی و هم سازه‌های بتن آرمه درصورتی که در طراحی آنها سیستم مناسب و منطبق بر آیین‌نامه‌های به روز، مورد استفاده قرار نگیرد و متخصصین متبحر آنها را اجرا و مهندسین با تجربه بر اجرای آنها نظارت مستمر نکنند، هیچ رجحانی از نظر کیفیت و قابلیت اطمینان بر دیگری ندارند.

فراموش نکنیم معیار چهارمی نیز در انتخاب وجود دارد؛ معیاری که 3 معیار هزینه، زمان و کیفیت را تحت سیطره خود قرار می‌دهد: فولاد به‌عنوان یک سرمایه ملی ماده‌ای است که ارزان به دست نمی‌آید و همانند نفت روزی تمام خواهد شد؛ ماده‌ای که باید در صنایع ارزشمندتر ‌ و یا حداقل در سازه‌های خاص که نیاز به ظرافت خاصی دارند و پس از بررسی‌های علمی برتری فولاد در آن محرز شده، مورد استفاده و بهره برداری قرار گیرد تا شاهد رشد اقتصادی در دیگر زمینه‌ها باشیم.

به‌نظر میرسد استفاده از سازه‌های بتن آرمه با توجه به مصرف به‌مراتب پایین‌تر از فولاد (به‌صورت میلگرد) هم از نظر سازه‌ای و هم از نظر اقتصادی و هم از جنبه ملی به‌مراتب مناسب‌تر و بهینه‌تر از سازه‌های فولادی است.

P O U R I A · Jan 24, 2014

مسائل اجرائی بتن سبك دانه سازه ای

مسائل اجرائی بتن سبك دانه سازه ای

مسائل اجرائی بتن سبك دانه سازه ای

بسیاری از اصول اجرائی حاكم بر بتن ریزیهای معمولی در بتن ریزی با بتن سبــكدانه سازه ای كماكان از اهمیت برخوردار است . مسلما" در بتن های غیر سازه و سبكدانه بسیاری از نكات مورد نظر نمیتواند با اهمیت تلقی شود و عدم رعایت برخی قواعد تا آنجا كه به وزن مخصوص بتن ریخته شده لطمه نزند و آنرا بالا نبرد با اهمیت تلقـی نمیشود.

اصل پیوستگی و تدوام در بتن ریزی ( عدم ایجاد درز سرد ) ، اصل عدم گیرش یا نزدیكی به گیرش در بتن قبل از ریختن و تراكم ، اصل عدم جدا شدگی مواد (نا همگنی ) بتن ، اصل رعایت دمای مناسب بتن ریزی ، اصل عدم آلودگی بتن به مواد مضر ، اصل رعایت تراكم صحیح ، اصل رعایت پرداخت صحیح سطح بتن ، اصل انتخاب صحیح اسلامپ با توجه به وضعیت قطعه و وسایل تراكمی موجود ، اصل رعایت و بكارگیری نسبت ها و مقادیر صحیح مصالح و پرهیز از مصرف مواد نا مناسب ، و در نهایت اصل عمل آوری صحیح و قالب برداری به موقع و با دقت همواره در این نوع بتن ریزیها مانند بتن های معمولی از اهمیت برخوردار می باشد .

استفاده از مواد مناسب و نسبت های صحیح :

بكار گیری مواد و مصالح مناسب طبق مشخصات پروژه ، رعایت مصرف سیمان تازه و غیر فاسد از نوع مورد نظر و مطابق با استاندارد مورد قبول كاملا" مهم می باشد . توزین یا پیمانه كردن دقیق و صحیح مصالح مصرفی طبق طرح اختلاط ارائه شده از اهمیت برخوردار است . بهتر است مصالح سنگی مصرفی به ویژه سبكدانه در شرایطی قرار گیرد كه نوسانات رطوبتی اندكی داشته باشد . برای مثال خوبست بدانیم لیكاهای موجود در ایران میتواند تا بیش از 30 درصد آب را در خود جذب و نگهداری كند . بنا براین بین سنگدانه كاملا" خشك و كاملا" اشباع تفاوت فاحشی وجود دارد و میتواند بر اسلامپ حاصله و نسبت آب به سیمان و در نتیجه به مقاومت و دوام بتن سبكدانه سازه ای اثر چشمگیری باقی گذارد . بهر حال اگر بدانیم مثلا" سنگدانه های ما حدود 5 درصد رطوبت دارد میتوانیم مقدار آب مصرفی را تنظیم نمائیم تا به طرح اختلاط مورد نظر دست یابیم .

باید دانست مشكل بزرگ تولید بتن سبكدانه همین تغییر رطوبت است و لذا كنترل نسبت آب به سیمان در این بتن ها مشكل می باشد و حتی مانند بتن های معمولی نیز نمیتوان با كنترل اسلامپ به نتیجه مورد نظر رسید .

انتخاب اسلامپ صحیح :

مانند بتن های معمول انتخاب اسلامپ میتواند مهم باشد . از نظر جدا شدگی ، آب انداختن ، رسیدن به تراكم مورد نظر با توجه به ابعاد قطعه ، طرز قرارگیری ، وضعیت درهمی میلگردها ، وسایل تراكمی موجود قابل تأمین این انتخاب كاملا" معنا دار و با اهمیت است . به دلیل سبكی سنگدانه ها بویژه سبكدانه های درشت احتمال جدا شدگی در بتن شل افزایش می یابد . لذا اسلامپ های بیش از ده سانتی متر ابدا" مطلوب نیست مگر اینكه بتن پر عیاری داشته باشیم ، همچنین با وجود موادی مانند میكرو سیلیس ممكنست این جدا شدگی به حداقل برسد .

بنا براین اگر قرار باشد بتن سبكدانه پمپی با اسلامپ 10 تا 15 سانتی متر را داشته باشیم عیار سیمان باید از حدود 400 كیلو در متر مكعب فراتر رود . در حالیكه اگر اسلامپ كمتر باشد حداقل عیار سیمان در ACI برابرkg/m3 335 مطرح شده است . در حالات عادی اسلامپ های 5 تا 8 سانتی متر برای بتن سبكدانه غیر پمپی و اسلامپ 7 تا 10 سانتی متر برای بتن سبكدانه پمپی مطلوب تلقی میشود بدون اینكه این اعداد جنبه آئین نامه ای داشته باشد .

تغییرات اسلامپ در طول اجراء در بتن سبكدانه بسیار جدی است . در بتن های معمولی نیز این پدیده به چشم میخورد بویژه وقتی سنگدانه های درشت خیلی خشك باشند ممكن است حتی در طول 15 دقیقه پس از ساخت شاهد افت جدی در اسلامپ باشیم . در بتن سبكدانه این امر به شدت وجود دارد . فرض كنید اگر در طول 15 تا 30 دقیقه جذب آب سبكدانه 5 تا 10 درصد فرض شود و فقط سبكدانه درشت به میزان 300 كیلو داشته باشیم 15 تا 30 كیلو آب را جذب می كند كه كاهش اسلامپ 6 تا 15 سانتی متر را میتوان شاهد بود . اگر قرار باشد طول مدت حمل و ریختن و تراكم زیاد باشد كاملا" دچار مشكل میشویم . همچنین در بتن های پمپی ، این كاهش و افت در اسلامپ مسئله ساز است . بنا براین سعی میشود كه چنین پروژه هائی حتی الامكان از 24 ساعت قبل از ساخت بتن ، سبكدانه ها را خیس كرد (Presoaking ) تا آب قابل ملاحظه ای را جذب نماید و پس از اختلاط بتن شاهد افت اسلامپ زیادی نباشیم . این خیس كردن ممكن است حتی از سه روز قبل شروع شود ادامه یابد . خیس كردن سنگدانه ممكنست با آب پاشی تحت فشار و بصورت بارانی باشد و یا از سیستم خلاء برای نفوذ سریعتر آب به داخل سبكدانه استفاده شود كه در ایران روش ساده اول معمولتر و عملی تر می باشد . ریختن آب و سبكدانه در مخلوط كن و اضافه كردن سیمان و غیره پس از مدتی تأخیر میتواند به افت اسلامپ كمتر منجر شود .

میزان جذب آب سبكدانه ها علاوه بر زمان تابع میزان آب موجود در آن ( رطوبت اولیه ) نیز می باشد كه پیش بینی جذب آب را در مدت معین دشوار می كند مگراینكه قبلا" آزمایشهائی را با رطوبت اولیه موجود انجام داده باشیم .

اسلامپ های كمتر از 5 سانتی متری نیز كار تراكم را با مشكل مواجه می سازد و فضای خالی زیادی را در بتن بهمراه دارد . بسیاری از تحقیقات نشان داده اند مقاومت و دوام بتن های سبكدانه كه با سبكدانه خشك ساخته شده اند بهتر از وقتی است كه از سبكدانه قبلا" خیس شده یا اشباع شده استفاده گشته است .

اصل رعایت دمای مناسب :

حداقل و حداكثر دمای مجاز و مطلوب در أئین نامه ها مشخص شده است . رعایت این امر برای بتن سبك سازه ای و با دوام بشدت ضروری است و از این نظر تفاوتی با بتن معمولی وجود ندارد . حداقل دمای مجاز 5+ درجه سانتی گراد و حداقل دمای مطلوب 10+ درجه سانتی گراد است . حداكثر دمای مجاز معمولا" 32-30 درجه سانتی گراد تا هنگام گیرش می باشد و بهتر است از این حد فاصله معقولی را داشته باشیم . در هوای سرد و گرم كه بتن با دمای مناسب تولید می شود نباید در حین اجرا آنقدر تأخیر و معطلی بوجود آورد كه با تبادل گرمائی ، دمای مطلوب از دست برود .

اصل همگنی ( عدم جداشدگی ) :

اصول جداشدگی و عوامل مؤثر بر آن برای بتن سبكدانه همچون بتن معمولی است ، اما برای بتن سبكدانه یك عامل دیگر یعنی اختلاف در چگالی ذرات و خمیر سیمان یا ملات میتواند به جداشدگی منجر گردد . عوامل جداشدگی میتوانند داخلی باشند كه صرفا" استعداد جداشدگی را بوجود می آورند و یا عامل خارجی باشند كه مربوط به اجرا هستند و استعداد را شكوفا می كنند . از عوامل داخلی بالا رفتن حداكثر اندازه سبكدانه می باشد كه معمولا" باعث جداشدگی میگردد و بهتر است حداكثر اندازه سبكدانه برای بتن سازه ای به 20 میلی متر محدود شود و توصیه می گردد تا از حداكثر اندازه 15 – 12ر میلی متر استفاده شود . جالب است بدانیم معمولا" با افزایش حداكثر اندازه ، چگالی حجمی خشك ذرات سبكدانه درشت كاهش می یابد و از این نظر نیز امكان جداشدگی را قوت می بخشد .

بالا رفتن اسلامپ به افزایش استعداد جداشدگی منجر می شود . كاهش میزان عیار سیمان و مواد سیمانی و چسباننده میتواند بشدت باعث افزایش استعداد جداشدگی گردد . اختلاف وزن مخصوص ( چگالی ) ذرات سبكدانه با خمیر سیمان و یا اختلاف چگالی ذرات ریزدانه و درشت دانه به بالا رفتن استعداد جداشدگی منجر می گردد . بالا رفتن نسبت آب به سیمان به افزایش پتانسیل جداشدگی می انجامد . درشت تر شدن بافت دانه بندی سنگدانه ها معمولا" امكان جداشدگی را افزایش می دهد . وجود مواد ریز دانه و چسباننده مانند پوزولان و میكروسیلیس و سرباره ها می تواند باعث كاهش استعداد جداشدگی بتن سبكدانه گردد ، همچنین بكارگیری مواد حبابزا و ایجاد حباب هوا میتواند جداشدگی و آب انداختن را كاهش دهد ضمن اینكه روانی و كارآئی مورد نظر تأمین میگردد .

از عوامل خارجی می توان حمل نامناسب ، ریختن غلط ، استفاده از شوت های طولانی و یا شیب نامطلوب ، برخورد بتن با قالب و میلگردها ، ریختن بتن از ارتفاع زیاد بدون لوله و قیف هادی و یا بدون پمپ معمولا" به جداشدگی منجر میشود . بخاطر حساسیت جداشدگی در این بتن ها باید دقت بیشتری را اعمال نمود . باید دانست نتیجه جداشدگی در بتن سبكدانه نیز از نظر مقاومتی و دوام بمراتب حادتر و مضرتر از بتن معمولی است .

اصل عدم آلودگی بتن به مواد مضر :

در طول حمل و ریختن و تراكم نباید مواد مضر اعم از مواد ریزدانه رسی ( گل و لای ) ، مواد شیمیایی شامل چربی ها و مواد قندی یا انواع مختلف نمكها و آب شور و غیره با بتن مخلوط شود . مخلوط شدن موادی همچون گچ نیز توجیه ندارد . بهرحال در این رابطه هیچ تفاوتی بین بتن معمولی و سبكدانه سازه ای وجود ندارد .

اصل عدم كاركردن با بتن در مرحله گیرش :

اگر عملیات بتن ریزی با بتنی كه در مرحله گیرش است انجام گیرد مقاومت و دوام آن بشدت كاهش می یابد و نفوذپذیری آن زیاد میشود . از این نظر بتن مانند ملات گچ زنده است كه اگر آن را مرتبا" بهم بزنیم و ورز دهیم تبدیل به ملات گچ كشته میشود كه بشدت كم مقاومت و كم دوام است ، هرچند گیرش آن به تأخیر می افتد و یا اصلا" خود را نمی گیرد و صرفا" خشك می شود . بهرحال نباید بتن را در هنگامی كه در شرف گیرش است مخلوط نمود و یا ریخت و متراكم كرد . از این نظر بین بتن سبكدانه و بتن معمولی اختلافی احساس نمی گردد .

مسلما" در هوای گرم و یا بتن با دمای زیاد ، گیرش زودتر حاصل میشود . زمان گیرش تابع نوع سیمان ( جنس و ریزی ) ، نسبت آب به سیمان و وجود مواد افزودنی می باشد . برای افزایش زمان گیرش و ایجاد مهلت برای عملیات اجرائی می توان از بتن خنك ، كار در هنگام خنكی هوا یا شب ، سیمانهای كندگیر كننده استفاده نمود .

اصل پیوستگی و تداوم بتن ریزی ( عدم ایجاد درز سرد در بین لایه ها ) :

اگر در هنگام بتن ریزی به هر علت ، لایه زیرین قبل از ریختن و تراكم لایه روئی گیرش خود را انجام داده باشد درز سرد Cold Joint بوجود می آید . در این رابطه فرقی بین بتن سبكدانه و معمولی وجود ندارد . باید با تجهیز مناسب كارگاه ، افزایش توان تولید و حمل در ریختن و تراكم بتن ، افزایش زمان گیرش بتن و یا ایجاد درزهای اجرائی مناسب و كاهش سطح بتن ریزی و یا كاهش ضخامت لایه ها امكان ایجاد درز سرد را به حداقل رساند .

تراكم صحیح بتن سبكدانه :

از آنجا كه بتن های سبكدانه بشدت در معرض جدا شدگی هستند ، تراكم با قدرت زیاد و یا مدت بیش از حد مشكلات جدی را بوجود می آورد . به محض اینكه احساس می نمائیم كه شیره یا سنگدانه ها شروع به روزدن می نمایند باید تراكم را قطع كرد . لرزش ، بیش از فشار و ضربه میتواند موجب جدا شدگی گردد.

به هر حال باید كاملا" هوای بتن خارج و فضای خالی به حداقل برسد تا مقاومت و دوام كافی ایجاد گردد.

پرداخت سطح بتن سبكدانه :

آب انداختن بتن همواره مشكل بزرگی در پرداخت نهائی سطح بتن می باشد و این امر اختصاص به بتن سبكدانه ندارد . خوشبختانه به دلیل جذب آب تدریجـــی توسط سبكدانه ها ، آب انداختن میتواند به كمترین مقدار برسد اما اگر سبكدانه ها قبل از اختلاط كاملا" اشباع شده باشد امكان آب انداختن بیشتر می گردد . كم بودن عیار سیمان و مواد چسباننده سیمانی ، فقدان مواد ریزدانه ، عدم وجود حباب هوا در بتن ، درشتی بافت دانه بندی ، افزایش حداكثر اندازه سبكدانه ، گردگوشه گی سنگدانه ها و بافت صاف سطح سنگدانه ، بالا بودن اسلامپ ، زیادی نسبت آب به سیمان و ... میتواند موجب افزایش آب انداختن شود .

وقتی بتن آب می اندازد باید اجازه داد آب تبخیر گردد و اگر تبخیر به سرعت میسر نمی گردد یا نگران گیرش هستیم باید سعی كنیم آب روزده را با وسیله مناسبی ( گونی یا اسفنج ) از سطح پاك نمائیم و سپس سطح را با ماله چوبی و بدنبال آن با ماله فلزی یا لاستیكی صاف كنیم .

عدم رعایت این نكات موجب افزایش نسبت آب به سیمان در سطح و كاهش مقاومت و دوام و افزایش نفوذپذیری بتن سطحی می گردد .

عمل آوری بتن و سبكدانه :

هر چند عمل آوری رطوبتی و حرارتی بتن سبكدانه با بتن معمولی تفاوت چندانی ندارد اما اعتقاد بر این است كه سبكدانه ها بعلت پوكی و تخلخل و جذب آب میتوانند در صورت فقدان عمل آوری رطوبتی از ناحیه اجرا كنندگان ، بخشی از آب خود را در اختیار خمیر سیمان قرار دهند و توقف شدیدی در هیدراسیون سیمان رخ ندهد . این امر را عمل آوری داخلی بتن سبكدانه می گویند .

كنترل كیفی بتن سبكدانه :

كنترل كیفی بتن سبكدانه شامل بتن تازه و سخت شده است . كنترل روانی ، وزن مخصوص و هوای بتن از مهمترین كنترلهای بتن تازه است . استفاده از آزمایش اسلامپ ، میز آلمانی ( روانی ) و درجه تراكم برای این بتن ها پیش بینی شده است . وزن مخصوص بتن تازه سبكدانه متراكم معمولا" كنترل می شود و در آئین نامه های مختلف اختلاف 2 تا 3 درصد مجاز شمرده میشود ( نسبت به طرح اختلاط ) . هوای بتن را برای بتن سبكدانه نمیتوان بكمك روش فشاری بدست آورد و حتما" باید از روش حجمی بهره گرفت . برای بتن سبكدانه سخت شده ، وزن مخصوص ، مقاومت فشاری ، كششی خمشی و نفوذپذیری ، جذب آب ، جذب موئینه و آزمایشهای دوام در برابر خوردگی قابل كنترل است .

وزن مخصوص بتن سخت شده سبكدانه بصورت اشباع و خشك اندازه گیری میشود و گاه بجای خشك كردن از جمع زدن مقادیر اجزاء در هر متر مكعب و افزودن مقداری رطوبت ثابت به آن ، وزن مخصوص بتن سخت شده را بدست می آورند .

برای تعیین مقاومت فشاری و سایر پارامتر ها تفاوت چندانی بین بتن سبكدانه و معمولی وجود ندارد و شباهت جدی و كامل بین آنها وجود دارد . بهرحال ممكنست در مواردی نتایج حاصله در مقایسه با بتن های معمولی گمراه كننده باشد . مثلا" اگر جذب آب بتن سبكدانه را بصورت درصد وزنی گزارش كنیم و آنرا با جذب آب بتن معمولی مقایسه نمائیم دچار اشتباه میشویم و لذا توصیه میشود جذب آب بتن بصورت درصد حجمی گزارش گردد .

بتن فاقد ریزدانه ( Concrete finez – No ) :

اگر سنگدانه های درشت تك اندازه را با سیمان و آب مخلوط كنیم و در قالب بدون تراكم بریزیم بتن فاقد ریزدانه و متخلخل بدست می آید كه از وزن مخصوص كمتری نسبت به بتن معمولی برخوردار خواهد بود . اگر چگالی سنگدانه ها در حدود معمولی باشد وزن مخصوص بتن فاقد ریزدانه حدود 1600 تا kg/m3 2000 بدست می آید اما اگر از سبكدانه درشت استفاده نمائیم ممكنست وزن مخصوص بتن حاصله از kg/m3 1000 كمتر شود ( حتی تا حدود kg/m3 650 ) . بهرحال در هر مورد بتن مورد نظر سبك یا نیمه سبك تلقی می شود اما اگر سنگدانه معمولی استفاده شود نمیتوان آنرا بتن سبكدانه دانست .

مسلما" اگر سنگدانه تك اندازه بكار نرود و حاوی ذرات ریز تا درشت باشد وزن مخصوص بتن حاصل نیز زیاد خواهد شد . سنگدانه درشت مصرفی باید 20-10 میلی متر باشد و 5 درصد ذرات درشتر و 10 درصد ذرات ریزتر در این نوع سنگدانه تك اندازه (Singl Size) مجاز است اما بهرحال نباید ذرات ریزتر از 5 میلی متر در آن مشاهده گردد . سنگدانه درشت بهتر است پولكی و كشیده و یا بسیار تیزگوشه نباشد . سنگدانه های گرد گوشه یا نیمه شكسته برای تولید این بتن ارجح است .

ساختار بتن فاقد ریزدانه دارای تخلخل ظاهری است و حفرات موجود در بتن با چشم براحتی دیده می شود كه در این مجموعه خمیر سیمان باید صرفا" تا حد امكان سنگدانه ها را بهم چسباند و از پر كردن فضاها با خمیر سیمان پرهیز شود زیرا وزن مخصوص بالا خواهد رفت . وجود خمیر سیمان با ضخامت حدود 1 میلی متر بر روی سنگدانه ها كاملا" مناسب است .

اگر سنگدانه معمولی بكار رود معمولا" مقدار شن اشباع تك اندازه بین 1400 تا 1750 كیلوگرم می باشد . حجم اشغالی ذرات شن در حدود 550 تا 700 لیتر در هر متر مكعب است . وزن سیمان مصرفی بین 75 تا 150 كیلو در متر مكعب یا بیشتر است كه حجم آن حدود 25 تا 50 لیتر می باشد . معمولا" نسبت آب به سیمان مصرفی 4/0 تا 5/0 می باشد كه افزایش آن می تواند به شلی خمیر سیمان و روانی آن منجر شود كه موجب جداشدگی و پرشدن خلل و فرج می گردد و بتن مورد نظر حاصل نمی شود . با كاهش نسبت آب به سیمان چسبندگی لازم بوجود نمی آید و از نظر اجرائی دچار مشكل می شویم . نسبت وزنی سیمان به سنگدانه تا می باشد . همانطور كه از محاسبات فوق بر می آید فضای خالی این بتن ( پوكی ) بین 25 تا 40 درصد می باشد و ابعاد این فضاها نیز بزرگ است درصد جذب آب بصورت وزنی حدود 15 تا 25 درصد است . طبیعتا" با افزایش مقدار سیمان و آب و یا مصرف شن با دانه بندی پیوسته ( Graded Size ) وزن مخصوص بتن بیشتر خواهد شد . توصیه می شود شن ها قبل از مصرف خیس و اشباع گردند .

طرح اختلاط این بتن ها بصورت آزمون و خطا خواهد بود و بشدت تابع شرایط ساخت بتن می باشد . بتن فاقد ریزدانه معمولا" بدون تراكم تولید می شود و اگر مرتعش یا متراكم شود بسیار جزئی خواهد بود زیرا خمیر سیمان میل به پر كردن فضای خالی بین سنگدانه ها را خواهد داشت و چسبندگی سنگدانه به یكدیگر به حداقل خواهد رسید .

معمولا" انجام آزمایش كارآئی یا اسلامپ برای این نوع بتن موردی نخواهد داشت . از آنجاكه سنگدانه تك اندازه مصرف می شود جداشدگی از نوع جدائی ریز و درشت سنگدانه معنائی ندارد و می توان آن را از ارتفاع قابل ملاحظه ریخت .

بعلت محدودیت دامنه نسبت آب به سیمان و وجود فضای خالی قابل توجه در این نوع بتن ، مقاومت فشاری این نوع بتن اغلب در حدود 5 تا 15 مگا پاسكال می باشد و طبیعتا" یك بتن سبك سازه ای تلقی نمی گردد و بصورت مسلح مصرف نمی شود . برخی اوقات سعی می كنند میلگردها را با یك لایه ضد خوردگی ( پوشش مناسب ) آغشته كنند و سپس در بتن فاقد ریزدانه بكار برند . اگر از سبكدانه برای ساخت این بتن استفاده شود ، مقاومت فشاری آن 2 تا 8 مگا پاسكال می باشد .

جمع شدگی بتن های فاقد ریزدانه بمراتب كمتر از بتن معمولی است زیرا مقدار سنگدانه در مقایسه با خمیر سیمان زیاد است و یقه قابل توجه بوجود می آورد . بتن فاقد ریزدانه سریعا" خشك می شود زیرا خمیر سیمان در مجاورت هوای موجود و فضای خالی است و علی القاعده در ابتدا از جمع شدگی بیشتری نسبت به بتن معمولی برخوردار می باشد و عمل آوری آن از اهمیت برخوردار است . قابلیت انتقال حرارتی آن بمراتب از بتن معمولی با سنگدانه مشابه كمتر است ( حدود تا ) كه با افزایش رطوبت و اشباع بودن این بتن ، این قابلیت انتقال حرارت افزایش می یابد .

مدول الاستیسیته این بتن ها بین 5 تا Gpa20 است ( برای مقاومت های 2 تا 15مگا پاسكال ) . نسبت مقاومت خمشی به فشاری حدود 30 درصد است كه از نسبت مقاومت خمشی به فشاری بتن های معمولی بیشتر می باشد . ضریب انبساط حرارتی این نوع بتن در حدود تا بتن معمولی است .

نفوذپذیری زیاد از مزایا و شاید معایب این نوع بتن است . اما نكته مهم آنست كه موئینگی در این نوع بتن كم تا ناچیز می باشد . اگر اشباع از آب نباشد در برابر یخبندان مقاوم است . بعنوان یك نفوذپذیر زهكش و تثبیت شده و همچنین یك مسیر درناژ و مقاوم بسیار مفید است . بازی كردن لایه های قلوه سنگ و شن درشت و متوسط یا ریز بعنوان زهكش یا بلوکاژ و فیلتر از مشكلات اجرائی محسوب می شود بویژه اگر بخواهد باربر باشد یكی از معدود راههای حل مشكل ، استفاده از بتن فاقد ریزدانه است و در این حالت مسئله سبكی زیاد مهم نیست .

این نوع بتن مانند بسیاری از بتن های سبك می تواند جاذب صوت باشد ( نه عایق صوت ) و برای این منظور نباید سطح این بتن با اندودی پوشانده شود .

اندودكردن این بتن بسیار خوب و ساده انجام می شود . استفاده از این بتن برای روسازی و پیاده رو سازی اطراف درختان و یا پاركینگ ها بسیار مفید است ( بدلیل نفوذپذیری ) . در دیوارهای باربر با طبقات كم می توان از این نوع بتن استفاده نمود . برای ایجاد نفوذپذیری بعنوان لایه اساس یا زیر اساس میتواند بطور مؤثر عمل نماید . همچنین بعنوان یك لایه بتن مگر نفوذپذیر مناسب است در زیر دال كف یا شالوده منابع آب بتنی نیز از این بتن می توان استفاده نمود .

طرح اختلاط بتن سبکدانه ( سازه ای و غیر سازه ای )

در طرح اختلاط هر نوع بتن ابتدا باید خواسته ها را بررسی و فهرست نمود که در مورد بتن سبک نیز این خواسته ها عبارتند از :

مقاومت فشاری در سن مورد نظر ، وزن مخصوص بتن تازه و خشک ، دوام بتن در شرایط محیطی یا سولفاتی ، اسلامپ و کارآئی بتن ، مقدار حباب هوای لازم با توجه به حداکثر اندازه وشرایط محیطی ، و احتمالا" موارد دیگری همچون مدول الاستیسیته یا خواص فیزیکی مکانیکی دیگر مثل قابلیت انتقال حرارت و غیره ، در کنار این موارد ممکنست محدوده دانه بندی مطلوب ( بویژه در روشهای اروپائی ) از جمله محدودیت ها و خواسته ها باشد .

- در کنار این خواسته ها ، داده هائی نیز بر اساس اطلاعات موجود از سیمان ، سنگدانه و ... در دست است و یا باید در آزمایشگاه بدست آید از جمله اینها می توان به موارد زیر اشاره نمود :

نوع سیمان ، حداقل و حداکثر مجاز مصرف سیمان ، حداکثر مجاز نسبت آب به سیمان ، نوع مواد افزودنی مورد نظر و مشخصات آن ، نوع سنگدانه درشت و ریزدانه ، شکل و بافت سطحی سنگدانه ها ، چگالی و جذب آب سبکدانه ها و سنگدانه های معمولی ، رژیم و روند جذب آب سبکدانه ، وزن مخصوص توده ای سنگدانه درشت متراکم با میله ( در طرح امریکائی ) ، دانه بندی سنگدانه ها و حداکثر اندازه آنها ، ویژگیهای مکانیکی و دوام سنگدانه ها ، مدول ریزی سنگدانه ها و ریزدانه ها ( بویژه در روش امریکائی ) ، چگالی ذرات سیمان و افزودنیها : گاه لازمست دانه بندی یا مدول ریزی سبکدانه ها معادل سازی شود یعنی با توجه به اختلاف در چگالی ذرات ، دانه بندی وزنی به دانه بندی و مدول ریزی حجمی تبدیل گردد که در این حالت لازمست برای چگالی ذرات هر بخش اندازه ای را تعیین کنیم .

روش طرح اختلاط و جداول و اطلاعات ضروری در هر روش :

معمولا" در هر نوع روش طرح اختلاط لازمست حدود مقدار آب آزاد با توجه به کارآئی ، حداکثر اندازه سنگدانه و شکل آن فرض گردد و بدست آید . نسبت آب به سیمان از جداول راهنما یا تجربیات گذشته و شخصی فرض می گردد . پس مقدار سیمان در این صورت مشخص می گردد . هر چند گاه در طرح اختلاط بتن سبک ابتدا عیار سیمان فرض شده و با در نظر گرفتن نسبت آب به سیمان یا کارآئی ، مقدار آب مشخص می شود .

اختلاف عمده روش ها در تعیین مقدار سنگدانه ها خواهد بود و بویژه در طرح مخلوط بتن سبکدانه یا نیمه سبکدانه ، اختلافات موجود روشها برای بتن معمولی ، بیشتر می گردد .

در روشهای اروپائی ( آلمانی و اتحادیه بتن اروپا ) با توجه به محدوده مطلوب دانه بندی حجمی، سهم سنگدانه های ریز و درشت ( خواه هر دو سبکدانه یا یکی از آنها سبکدانه باشد ) بدست می آید، سپس چگالی متوسط سنگدانه ها تعیین شده و در فرمول حجم مطلق قرار می گیرد و مقدار کل سنگدانه بدست می آید . فرمول حجم مطلق در شکل ساده آن در این حالت بصورت زیر است :

که C و و به ترتیب وزن سیمان ، آب آزاد و کل سنگدانه ها بصورت اشباع با سطح خشک است و و و به ترتیب چگالی ذرات سیمان ، آب و چگالی متوسط سنگدانه های اشباع با سطح خشک می باشد و حجم هوا در واحد حجم بتن است .

با داشتن اطلاعات مورد نیاز ، مجهول ما فقط می باشد که تعیین می شود . اگر افزودنی داشته باشیم حجم افزودنی از تقسیم وزن به چگالی آن بدست می آید و در رابطه قرار داده می شود .

پس از تعیین با توجه به سهم هر سنگدانه ، وزن آن مشخص می گردد و با توجه به ظرفیت جذب آب هر نوع سنگدانه می توان وزن خشک هر کدام و آب کل را تعیین کرد . وزن مخصوص بتن تازه نیز از جمع اوزان اجزاء بتن بدست می آید ( بصورت محاسباتی ) در عمل پس از ساخت مخلوط آزمون با توجه به نتیجه محاسبات و اطلاعات حاصله مانند اسلامپ ، کارآئی و مقاومت و وزن مخصوص بتن میتوان اصلاحات لازم را در محاسبات به انجام رسانید و طرح اختلاط را نهائی کرد. امریکائی ها نیز در ACI 211.1 و ACI 211.2 و ACI 213 R سه روش را برای طرح اختلاط بتن سشبکدانه و یا نیمه سبکدانه توصیه نموده اند :

1. روش حجم مطلق :

در این روش عملا" پس از تعیین آب آزاد ، سیمان ، سنگدانه درشت خشک و اشباع ، ازفرمول حجم مطلق استفاده نموده و وزن ماسه اشباع با سطح خشک بدست می آید . این روش برای بتن معمولی ، نیمه سبکدانه و تمام سبکدانه قابل اجراست . مشکل عمده در این حالت تعیین مقدار چگالی اشباع با سطح خشک سبکدانه ها و ظرفیت جذب آب آنهاست . علاوه بر آن عملا" یک اشکال مفهومی نیز در این حالت وجود دارد و آن اینکه آیا اصولا" در هنگام ریختن و گیرش بتن ، سبکدانه ها به مرحله اشباع با سطح خشک رسیده اند که بتوان از چگالی اشباع با سطح خشک آنها برای تعیین حجم اشغال آنها در بتن استفاده نمود . از آنجا که تفاوت حالت واقعی با فرضی گاه خیلی زیاد است . استفاده از این روش بویژه اگر قرار باشد وزن اشباع با سطح خشک و چگال مربوط در فرمول حجم مطلق بکار رود محل تأمل است مگر اینکه از یک چگالی یا وزن دیگر با توجه به جذب آب واقعی در این حالت استفاده نمود که روش بسیار دقیقی حاصل می گردد . امروزه سعی شده است با این روش به طرح اختلاط مناسب دست یافت . مثلا" در روش های اروپائی که این مشکل وجود دارد سعی می شود از جذب آب و چگالی نیم ساعته ، 1 ساعته یا 2 ساعته و حتی 4 ساعته استفاده گردد.

آنچه در اینجا اهمیت دارد آنست که در هنگام گیرش نسبت آب به سیمان واقعی چقدر است و با دانستن اینکه آبهای موجود در بتن ، در سنگدانه یا خمیر سیمان است به این نتیجه رسید که آب آزاد واقعی چیست و چقدر می باشد . مسلما" کارآئی و اسلامپ را آب آزاد مربوط به زمانهای کوتاهتر مثل 15 دقیقه یا 30 دقیقه تعیین می کنند . این امر مستلزم آنست که رژیم جذب آب سبکدانه را بدانیم و در هر حالت چگالی سبکدانه را محاسبه کنیم .

2. روش حجمی ( Volumetric ) :

در روش حجمی از یک مخلوط آزمون با مقادیر تخمینی استفاده می شود ( آب ، سیمان ، سنگدانه ریز و درشت ) . پس از ساخت مخلوط آزمون و انجام آزمایشهای لازم مانند : اسلامپ ، درصد هوا و وزن مخصوص بتن تازه و مشاهده قابلیت تراکم ، ماله خوری و کارآئی ، خصوصیات دیگر نیز می تواند در زمانهای بعد بدست آید ( مثل مقاومت و ..... ) . اما پس از ساخت بتن و اندازه گیری وزن مخصوص بتن تازه ، با توجه به وزن مصالح مورد استفاده در ساخت بتن ، حجم بتن حاصله تعیین می شود . حجم محاسباتی بتن نیز قبلا" مشخص شده است و لذا و اصلاح در مخلوط برای یکی شدن این ها صورت می گیرد . مسلما" باید اهداف مقاومتی و دوام نیز تأمین گردد . در اینجا نیز مشکل چگالی ذرات و جذب آب وجود دارد که معمولا" رطوبت و چگالی موجود مد نظر قرار می گیرد . لازم به ذکر است که این روش برای بتن های نیمه سبکدانه و تمام سبکدانه کاربرد دارد. همچنین در این روش از حجم سنگدانه ها بصورت شل استفاده می گردد .

3. روش وزنی یا فاکتور چگالی ( Weight Method or Specificgravity factor Method ) :

این روش صرفا" برای سبکدانه درشت و ریز دانه معمولی کاربرد دارد یعنی صرفا" برای بتن نیمه سبکدانه مورد استفاده قرار می گیرد . در این روش از فاکتور چگالی بجاب چگالی ذرات سبکدانه استفاده می شود . فاکتور چگالی تعریف خاصی است که فقط در ACI 211.2 ( در ضمیمه A ) آمده است و با تعریف چگالی تفاوت دارد . S فاکتور چگالی بصورت زیر می باشد. C وزن سبکدانه ( خشک یا مرطوب ) و B وزن پیکنومتر پر از آب و A وزن پیکنومتر پر از آب و سبکدانه می باشد .

بنابراین در این تعریف وضعیت رطوبتی مشخص نیست و میتواند از حالت خشک تا کاملا" اشباع انجام شود اما باید وضعیت رطوبتی در هر مورد گزارش شود یعنی بگوئیم فاکتور چگالی برای سبکدانه ای با رطوبت معین برابر S می باشد . با توجه به روند معمولی طرح اختلاط امریکائی ، مقدار آب آزاد ، نسبت آب به سیمان ، مقدار سیمان ، وزن سبکدانه درشت خشک و مرطوب بدست می آید که در این رابطه مدول زیری ماسه و حداکثر اندازه سنگدانه ها و کارآئی مورد نیاز کاربرد دارد . جذب آب سبکدانه می تواند طبق دستورهای استاندارد موجود و یا ضمیمه B مربوط به ACI 211.2 مشخص شود که بر این اساس آب کل بدست می آید . در این روش نیز باتوجه به وزن یک متر مکعب بتن مقدار ماسه بدست می آید و بتن مورد نظر با اصلاحات رطوبتی ساخته شده و حک و اصلاح لازم بر روی مقادیر بدست آمده صورت می گیرد تا بتن مطلوب حاصل شود .

کاربردهای بتن سبک

همانطور که می دانیم بتن سبک می تواند به صورت های مختلفی طبقه بندی شود ، مثلا" سازه ای و غیر سازه ای . از این نوع طبقه بندی می توان کاربردها را حدس زد . اما گاه از طبقه بندی دیگری استفاده می نمائیم مثل بتن سبکدانه ، بتن اسفنجی و بتن فاقد ریز دانه . در این نوع طبقه بندی ظاهرا" نمی توان کاربردها را حدس زد .

• ساخت قطعاتی است که صرفا" جنبه پر کننده دارند . در نوع سازه ای نیز دو نوع بتن داریم : مسلح و غیر مسلح . مثلا" اجزاء سازه ای غیر مسلح مثل بلوکهای ساختمانی را باید از این جمله موارد دانست . بتن سبکدانه ای سازه ای مسلح کاربردهائی شبیه بتن معمولی مسلح دارد و حتی ممکن است پیش تنیده هم باشد . جالب است بدانیم بتن های سبکدانه سازه ای مسلح در ابتدا عمدتا" در ساخت کشتی های تجاری و جنگی در جنگ جهانی اول از سال 1918 تا 1922 بکار رفته است . کشتی Atlantus به وزن 3000 تن در سال 1918 و کشتی Selmaبه وزن 7500 تن و طول 132متر در سال 1919 به آب افتادند . همچنین در جنگ جهانی دوم ( تا اواسط جنگ) بدلیل محدودیت هائی در تولید ورق فولادی ( مانند جنگ جهانی اول ) کشتی ها و بارج های زیادی ساخته شدند که در همه آنها از بتن سبکدانه ( و معمولا" سبکدانه رسی منبسط شده ) استفاده شده بود . 24 کشتی اقیانوس پیما و 80 بارج دریائی تا پایان جنگ جهانی دوم در امریکا ساخته شد که ظرفیت آنها از 3 تا 000/ 140 تن بود .

جالب است بدانیم تا این اواخر یک کشتی بنام Peralta که در جنگ جهانی اول ساخته شده بود ، شناور بود و آزمایشهای ارزشمندی نیز بر روی آن انجام شده است که نشان دوام عالی بتن آن از نظر خوردگی میلگردها و کربناسیون می باشد .

مخازن شناور آب و مواد نفتی از جمله موارد استفاده بتن سبکدانه ای مسلح در طول دوران جنگ جهانی اول و دوم بوده است که ظاهرا" بعدها نیز بر خلاف ساخت کشتی ها ، تولید و ساخت آنها ادامه یافته است اما بدلیل اقتصادی در زمان صلح بواسطه وفور ورق فولادی ، تولید کشتی مقرون به صرفه نمی باشد .

در سالهای 1950 و 1960 پل ها و ساختمانهای زیادی با بتن سبکدانه مسلح سازه ای در دنیا ساخته شد . بطور مثال در ایالات متحده و کانادا بیش از 150 پل و ساختمان از این نوع مورد بهره برداری قرار گرفت . بطور مثال ساختمان هتل پارک پلازا در سنت لوئیز امریکا ، ساختمان 14 طبقه اداره تلفن بل جنوب غربی در کانزاس سیتی در سال 1929 از ساختمانهائی هستند که در دهه 20 و 30 میلادی ساخته شده اند .

ساختمان 42 طبقه در شیکاگو ، ترمینال TWA در فرودگاه نیویورک ( 1960 ) ، فرودگاه Dulles واشنگتن در 1962 ، کلیسائی در نروژ در 1965 ، پلی در وایسبادن آلمان در 1966 و پل آب بر در روتردام هلند در 1968 از جمله این موارد هستند . در هلند ، انگلستان ، ایتالیا و اسکاتلند در دهه 70 و 80 میلادی پلهائی از نوع ساخته شده اند .

مخازن عظیم گاز طبیعی ، اسکله شناور ، مخزن نفت در زیر آب و ساختمانهای فرا ساحلی مانند سکوهای استخراج نفت و گاز با بتن سبکدانه مسلح سازه ای ساخته شده اند که اغلب بصورت نیمه سبکدانه و گاه تمام سبکدانه بوده اند . سکوی بزرگ پرش اسکی ، جایگاه تماشاچی در برخی استادیومها و همچنین سقف این استادیومها گاه از بتن سبکدانه ساخته شده است .

بزرگترین بنای بتن سبکدانه ، یک ساختمان اداری 52 طبقه در تکزاس با ارتفاع 215 متر می باشد. در هلند در سالهای 60 تا 73 میلادی 15 پل با دهانه بزرگ با بتن سبکدانه ساخته شده است. در سالهای دهه 70 میلادی ساخت بتن های سبکدانه پر مقاومت آغاز شد و در دهه 80 بدلیل نیاز برخی شرکتهای نفتی در امریکا ، نروژ و مکزیک ، ساخت سازه ها و مخازن ساحلی و فرا ساحلی مانند سکوهای نفتی با بتن سبکدانه پر مقاومت آغاز شد که در اواخر دهه 80 و اوائل دهه 90 به بهره برداری رسید و نتایج آن منتشر شده است .

FIP ( fib ) برخی پروژه های مهم ساخته شده با بتن سبکدانه را منتشر نموده است که کاربرد آن را نجومی نشان می دهد .

• بتن اسفنجی معمولا" بع دو نوع گازی و کفی تقسیم میشود . این نوع بتن ها را بتن پوک و متخلخل نیز می نامند و در برخی منابع بتن Cellular نام دارد . اغلب بتن های گازی و کفی غیر سازه ای هستند اما برخی بتن های گازی از قابلیت سازه ای شدن و حتی مسلح شدن برخوردار می باشند .

بتن های اسفنجی عمدتا" پر کننده هستند . ساخت برخی پانل های جداکننده ، ایجاد کف سازی و شیب بندی ، عایق های حرارتی و جاذب صوت از جمله موارد مورد استفاده بتن اسفنج غیر سازه ای است . تولید قطعات و بلوکهای ساختمانی برای بنائی از جمله کاربردهای بتن گازی است . نوعی بتن گازی بنام سیپورکس در سوئد ساخته شد که می توانست مسلح گردد و در ایران نیز مدتی قطعات بتنی مسلح سیپورکسی بکار رفت از جمله دالهای بتن مسلح پیش ساخته برای پوشش سقف از جنس سیپورکس در برخی پروژه های کشور ما مصرف گشته است . قطعات نما از جنس بتن کفی و گازی یا سبکدانه غیر سازه ای نیز تولید و مصرف شده است .

P O U R I A · Jan 24, 2014

تكنیكهای جلوگیری از ازدیاد درجه حرارت بتن در هوای گرم

تكنیكهای جلوگیری از ازدیاد درجه حرارت بتن در هوای گرم

تكنیكهای جلوگیری از ازدیاد درجه حرارت بتن در هوای گرم

1-انتخاب سیمان

استفاده از سیمانهای با حرارت هیدراتاسیون كم، ممكن است تا حدودی سبب تخفیف اشكالات مربوط به از دیاد درجه حرارت بتن شود. ولی باید درنظر داشت كه مصرف سیمانهای مذكور پیشگیری های لازم را غیر ضروری نمی سازد. گر چه در درجه حرارتهای معمولی، سیمانهای با حرارت هیدراتاسیون كم، آهسته تر از سیمانهای معمولی هیدراته می شوند ولی میزان هیدراتاسیون آنها با زیاد شدن درجه حرارت افزایش می یابد. هرنوع سیمانی كه مصرف شود وقتی بتن گرم می شود قابلیت كاربردخودرا سریعتر از موقعی كه سرد باشد از دست می دهد به علاوه گر چه وقتی سیمان با حرارت زائی كم به كار رود درجه حرارت بتن ممكن است تا حدودی در تمام مراحل پائین تر باشد، ولی در شرایط خشك كننده، تبخیر آب در مراحل اختلاط، حمل، جادادن و عمل آوردن، تسریع خواهد شد. اگر بخواهیم عیوبی نظیر ترك خوردگی خمیری یا به عبارتی ترك خوردگی ناشی از باد رخ ندهد، لازم است برای به حداقل رساندن این تبخیر تدابیری اتخاذ گردد.

2-انبار كردن مصالح سنگی

اقدامات انجام شده در جهت محدود كردن درجه حرارت دانه های سنگی انبار شده بیشترین تأثیر در به حداقل رساندن درجه حرارت بتن تازه را به وجود می اورد. به نظر می رسد سایه انداختن و آب پاشی توده دانه های سنگی انبار شده در اغلب اوقات صرفاً بخاطرحجم مصالح غیر عملی باشد. معهذا مشكلات را ممكن است در بسیاری از مواردبتوان با محدود كردن مقادیر سنگی به ابعاد عملی كاهش داد. به این معنی كه مقادیر به اندازه مصرف در بتن ریزی روز بعد مورد نیاز است می توان در زیر سایه قرار داد و خنك كرد.

3-آب

بعضی اوقات پیشنهاد اینست كه آب مورد نیاز برای اختلاط را سرد نمائیم ،در حالیكه به لحاظ نظری این موضوع مطلوب است ولی در عمل برای بتن ریزی های زیاد، مقادیر یخ مورد تقاضا به ندرت در مدت كوتاه و با نرخ مناسب در دسترس می باشد. در مواردیكه آب مصرفی از مخازن ذخیره آب استفاده می شود بایستی مخازن مذكور را پوشانیدویا از طریق قراردادن آنها در سایه و رنگ آمیزی با رنگهای منعكس كننده در مقابل تششع خورشیدی محافظت نمود.

چنانچه آب مصرفی از لوله آب رسانی و یا شیلنگ های طویل متصل به لوله اصلی شهر بدست می آید، بایستی جذب حرارتی آنها را از طریق گذاردن روپوش و یا كپه كردن خاك روی آنها ودرصورت امكان از طریق دفن لوله به حداقل رسانید.

4-انبار كردن سیمان

در مواقعی كه هوا معمولی است و آب مورد اختلاط و دانه های سنگی سرد هستند، سهم گرمائی كه بوسیله سیمان گرم در بتن تازه وارد می شود جزئی است معهذا در شرایط واقعاً گرم، استعمال سیمان گرم قدری بیشتر گرمای ناخواسته به بتن تازه داخل می كند. لذا در حد مقدورات و امكان بایستی از مصرف سیمان گرم اجتناب نمود. از آنجاكه سرد كردن سیمان به طریق مصنوعی قبل از حمل، غیر ممكن می باشد لذا تداركات سیمان باید قبلاً انجام شودبه طوری كه امكان سرد شدن آن در كارگاه و قبل از مصرف وجود داشته باشد .در هر صورت نحوه صحیح انبارداری و جلوگیری از تشعشع مستقیم خورشید به كیسه های سیمان و یا سیلوهای نگهداری سیمان و محافظت صحیح آنها ضروری می باشد كه بایستی مد نظر قرار گیرد.

5-كیل كردن، اختلاط و حمل

حتی در شرایط مطلوب، نباید تأخیری بی مورد بین ساختن بتن و جادادن آن وجود داشته باشد. در هوای خشك، به حداقل رساندن تأخیرات مهمترین اقدام می باشد. از آنجائیكه در اثر درجه حرارت های زیاد تركیب دو عامل تبخیر آب و سفت شدگی باعث تسریع در كاهش قابلیت كاربرد بتن می شود و چون هیچ كدام از این عوامل را نمی توان متوقف كرد، لذا بهترین و تنها راه مبارزه با آنها، جادادن بتن بلافاصله پس از اختلاط است.

اگر اجازه دهیم كاهش قابلیت كاربرد رخ دهد، به ندرت ممكن است كار خوبی بدون آثار نامطلوب داشته باشیم. برای مثال بتنی كه مدت طولانی در یك مخلوط كن با دیگ دوار رها شده باشد، محتمل است به همان اندازه كه از منبع خارجی نظیر تابش خورشید گرما میگیرد، از اصطحكاك داخلی نیز حرارت جذب كند. به همچنین آب خود را بر اثر تبخیر از دست بدهد. گر چه هر گونه كاهش قابلیت كاربرد را ممكن است با افزودن آب بیشتر قبل از خالی كردن آن از دستگاه تصحیح كرد، ولی افزایش نسبت آب به سیمان ممكن است آثار غیر قابل قبولی بر روی انقباض ناشی از خشك شدن، مقاومت فشاری، مقاومت در مقابل سایش و دوام ایجاد كند. هم چنین اگر به منظور بازیابی كاهش قابلیت كاربرد كه بر اثرسفت شدگی حین حمل ایجاد شده، چنانچه سعی شود بتن با آب اضافی در محل جادادن دوباره خمیر گردد، خواص مذكور ممكن است به طریق مشابه فوق آسیب ببیند.

6-جادادن و پرداخت سطوح بتنی

وجود شرایط خشك كننده، احتیاج عادی به جادادن سریع و متراكم كردن مؤثر ( ویبره ) را تاكید می نماید.

همواره خارج گردن هوای محبوس از یك توده بتنی جاداده شده مشكل می باشدمطلوب آنست كه بتن چنان جاداده شود كه در آخرین مرحله جاگرفتن در قالب سریعاً ویبره شود. در شرایط خشك كننده كه بتن سریعتر از معمول تمایل به سفت شدگی دارد، توجه به این موضوع مهمتر است. به محض متراكم شدن بتن در محل خود، تبخیر آب فقط از سطح آزاد آن صورت می گیرد. لذا در صورت عدم تدابیر مناسب، وجود شرایط خشك كننده ممكن است میزان تبخیر را به حدی زیاد كند كه آب موجود در عمق بیشتر در داخل بتن، نتواند به سرعت كافی به سطح بتن نقل مكان نموده و بنابر این كاهش آب به اندازه زیاد صورت گیرد. در این شرایط سطح بتن منقبض شده و چون بتن خمیری نمی تواند در مقابل تنش مقاومت نماید، لذا ترك ها، بلافاصله پس از جادادن بتن می توانند تشكیل شوند.

هر چند این ترك ها ندرتاً در بتن مسلح از اهمیت سازه ای برخوردار هستند اما این ترك ها گاهی به عمق نفوذ كرده و در اینصورت ممكن است در محل مجاورت با آرماتورها، باعث خوردگی آنها و نهایتاً ضعف پنهانی سازه شود.

لذا توصیه اكید می شود پس از جادادن بتن فوراً تدابیری اتخاذ شود كه تبخیر به صورت مثبتی كاهش داده شود. روشهای پیشنهاد شده عبارتند از ایجاد بادشكن های موقت در سمت وزش باد – آب فشانی ریزمه مانندی جهت بالا بردن میزان رطوبت هوائی كه در تماس با بتن است – پیش بینی روكشهایی كه می توانند فوراً پس از جادادن بتن نصب شوند.

7-عمل آوردن ( مراقبت )

هدفهای عمل آوردن اینست كه آب در میان بتن محبوس شود كه بتواند با سیمان تركیب گردیده و بتن را در درجه حرارتی نگه دارد كه عمل تركیب به میزان قابل قبولی پیشرفت نماید. پوشش سطح بتن با ورقه های نفوذ ناپذیر نظیر پولی تن كه ترجیحاً برای انعكاس تابش خورشید، رنگی آن توصیه شده است چنانچه به درستی مورد استفاده واقع شود می تواند مانع مؤثری در مقابل تبخیر باشد. بهتر است در همان حال كه تكمیل بتن پیشرفت می كند، ورقه های مذكور نصب شود به طوری كه هم سطح بتن تازه خراب نگردد و هم لبه های پوشش طوری محكم شود كه از وزش باد زیر آن ها جلوگیری به عمل آید.

چنانچه باد زیر ورقه ها بوزد، تبخیر افزایش یافته و موضوع عمل آمدن به مخاطره خواهد افتاد. در اینصورت یك ورقه شل ممكن است از نبودنش باعث ایجاد ترك خوردگی خمیری شود.

بعضی روشهای عمل آوردن مانند آب گرفتن، پوشش با ماسه نم دار یا خاك اره نمدار با گونی خیس بهتر است تا موقعی كه سطح بتن به اندازه كافی سخت نشده و استحكام كافی در مقابل آسیب پیدا نكرده است بكار نروند در صورت كاربرد آنها، مراقبت دائمی برای محافظت در مقابل خشك شدن لایه های محافظت فرضی و جلوگیری از بی فایده شدن آنها لازم است. چنانچه لایه های ماسه، خاك اره و گونی خشك شوند، نبودنشان بهتر از وجودشان می باشد زیرا در این حالت مانند فتیله ای رطوبت را از بتن كشیده و تبخیر آن را در هوا تسریع می كند .

در صورت كاربرد آب، درجه حرارت آن باید نظر درجه حرارت خود بتن باشد و باید از یك آب فشان با سوراخ ریز نظیر مه خارج شود.

مه مصنوعی كه بدین شكل ایجاد می شود ممكن است به علت وزش باد از بتن دور شود. لذا لازم است بادشكن های موقت در جهت وزش باد به سمت سطح بتنی كه باید عمل آید، تعبیه شود.

در اكثر موارد، منطقی ترین راه برای رسیدن به نتیجه مطلوب، به حداقل رساندن ضریب زاویه منحنی افزایش درجه حرارت است تا كوشش برای كنترل سطح درجه حرارت بدین معنی كه افت حرارت از قسمت خارجی توده توده بتن باید محدود شود. به قسمتی كه حرارتی كه از سیمان آزاد می شود، قادر باشد درجه حرارت تمام توده بتنی كه در حال عمل آمدن است بصورت یكنواختی بالا ببرد. بدیهی است بتنی كه بدین طریق به عمل آمده است نیز باید حتی الامكان بصورت یكنواختی سرد شود. در غیر اینصورت، در حالی كه قسمت خارجی بتن خیلی سریعتر از داخل آن سرد می شود، تنش كشش ممكن است توسعه یابد. در صورت امكان ساده ترین روش عملی اینست كه قالب عایق شده یا چوبی به كار برده شود و نه تنها تا هنگامی كه بتن در حین سخت شدن وگرم آن است بلید بار شد بلكه تا هنگامی كه درجه حرارت آن به حد محیط اطرافش تنزل پیدا كند، لازم است قالب در محل خود بماند .

تهیه و تنظیم : مهندس جعفر هنرمند

P O U R I A · Jan 24, 2014

بتن ریزی فونداسیون

بتن ریزی فونداسیون

بتن ریزی فونداسیون

بـتـن تـشکـیل شده از دانـه هـای سنگی بـه اضافه ی سیمان وآب است. کـه سیمان و آب تشکیل خمیـر سیمان را می دهـنـد . خمیر سیمان کـه در واقـع مخلوط سیمان و آب می باشد در اثر واکنش شیمیایی سیمان و آب روند سخت شـدن را طـی می کـنـد و در نتیجه دانه که شامل ماسه و شن یا سنگ شکسته می باشد را به صورت توده ی سنگ مانندی به یکدیگر می چسباند که به بتن سخت شده معروف است . البته به آن سنگ مصنوعی نیز می گویند .

دانه های سنگی عموما به دو گروه ریز و درشت تقسیم می شوند . دانـه هـای ریز از ماسه طبیعی یا کارخانه ای که اندازه ی ذرات آنها تا یک چهارم اینچ می رسد تشکیل شده و دانه های درشت دانه هایی است کـه روی الک شماره 16 باقی می ماند .

همانطور که گفتیم خمیر سیمان از مخلوط سیمان و آب تشکیل شده و چون به طور کامل اشباع نمی شود پس هوا نیز در آن وجود دارد .

خمیر سیمان معمولا حدود 25 تا 40 درصد کـل حجم بتن را در بـر می گیرد که حجم مطلق سیمان معمولا بین 7 تا 15 درصد و حجم آب از 14 تا 21 درصد است . مقدار هوا در بتن تا حدود 8 درصد حجم بتن تغییر می کند که البته این مقدار به اندازه درشت ترین دانه ها بستگی دارد.

از آنجا که دانه ها حدودا 60 تا 75 درصد بتن را شامـل می شـود انتخاب آنها از اهمیت ویژه ای برخوردار است . دانـه هـا باید از موادی تشکیل یافته باشند که دارای مقاومت کافی بوده و در مقابل شرایط محیطی مقاوم بـاشـنـد . کیفیت بتون تا حد زیادی به کیفیت خمیر سیمان بستگی دارد . در بتنی که به طور صحیح ساخته می شود هر یک از دانه هـا کاملا به خمیر سیمان آغشته می شود و تمامی فضای موجود بین دانه ها کاملا با خمیر سیمان پر می شود. دانه های درشت باید به حدی مصرف شـود کـه فضای خالی در بتن ایـجـاد نکند . یعنی مانع مخلوط شدن دانه های کوچکتر نشود و فضای بین دانه های درشت را دانه های متوسط پر نمایند .

مصرف دانـه هـای متوسط هم باید به حدی باشد که جای دانه های درشت را نگیرد . بتنی کـه دارای دانه بندی متعادل باشد از مقاومت بالایی برخوردار خواهد بود .

مصرف دانـه هـای ریز ، سیمان و آب هم باید به حدی باشد که کاملا اطراف کلیه ی دانه ها را آغشته نماید و فضای خالی دانه ها را بپوشاند. اگر مصرف دانه های ریز زیاد باشد بتن معایب زیر را پیدا خواهد نمود :

1 ــ مقاومت فشاری بتون کم می شود .
2 ــ سیمان مصرفی مورد نیاز بتن زیاد خواهد شد .
3 ــ بتن به آب زیادی احتیاج خواهد داشت که بعد ازسخت شدن به صورت حباب های هوا در بتون باقی خواهد ماند .

علت اینکه مقاومت فشاری بتن کم می شود دلیل مستقیم با مصرف آب زیاد و سیمان زیاد دارد . چرا که هر کدام مقاومت فشاری بتن را به گونه ای کـه توضیح می دهیم کم خواهد نمود .

ــ مصرف آب زیاد : زیرا همانطور که گفته شد بعد از سخت شدن بتن ایجاد خلا در بتن می نماید و هرچه تخلخل بتن زیاد باشد مقاومت آن کمترخواهد شد . ما در هنگام ساخت بتن به دنبال دستیابی بـه یـک جسم متراکم و تـوپـر هستیم . هنگام اضافه کردن آب باید در نظر داشته باشیم کـه آب مصرفی در حدی باشد که بتن اولا براحتی جابجا شود یعنی آب باعث لغزاندن دانه های سنگی روی همدیگر شود و ثانیاً آب مورد نیاز جهت انجام فعالیت شیمیایی و هیدراتاسیون سیمان فراهم گردد .

در زیر برخی از مزایای ناشی از کاهش آب در بتن را شرح می دهیم :

1 ــ افزایش مقاومت فشاری و خمشی
2 ــ باعث افزایش قابلیت آب بندی بتون می گردد
3 ــ افزایش مقاومت و پایداری بتن در مقابل عوامل جوی
4 ــ چسبندگی بهتر بین میلگرد و بتن

پس هر اندازه آب کمتری در بتن استفاده شود بتون مرغوب تری بدست می آید به شرط آنکه بتوان آنرا به طور صحیح مخلوط و متراکم نمود .

مصرف زیاد سیمان در بتن : سیمان اگر با آب مخلوط شود فقط کار یک ماده ی چسباننده را انجام می دهد.

پس دانه های سنگی در بتن توسط سیمان به هم چسبانده می شود. این دانـه های سنگی هستند که باید مقاومت کافی در مقابل عوامل مختلف را دارا باشند.

اگر جای مواد سنگی را در بتن مواد دیگری بگیرند طبیعتاً از مقاومت بتن کاسته می شود . هنگامی که در هنگام ساخت بتون مقدار سیمان زیاد بـاشـد جـای دانـه هـای سـنگـی را اشغال خواهـد کرد در نتیجه مقاومت بتن را کـم خواهد کرد . در ثانی از لحاظ اقتصادی نیز مقرون به صرفه نخواهد بـود کـه مصرف سیمان را زیاد نماییم زیرا هـزینـه ی تهیه ی دانـه های سنگی خیلی کمتر از هزینه ی تهیه ی سیمان خواهد بود.

مصرف زیاد ماسه در بتن : تقریبا تـوضیح در این بـاره مشابه توضیح مصرف زیاد سیمان خواهد بـود .

مصرف سیمان در صورتی در بتن کـم خواهـد شد کـه سطح دانـه هایی کـه سیمان می خواهد آنها را بـه همدیگـر بچسباند کـم شود و این نیز در صورتی ممکن خواهد بود که دانه بندی درشت تر باشد. هرچه دانه های سنگی درشت تر باشد مصرف سیمان نیز لزوماً کمتر می شود چراکه سطحی که سیمان می خواهد دانه ها را بهمدیگـر بچسباند کمتر می شود و هـرچـه مصرف ماسه در بتون زیاد شود سطح جانبی دانـه هـای بتن نسبت به حجم زیاد شده و لذا باید برای چسباندن آنها سیمان بیشتری مصرف نمود .

مخلوط کردن بتن :

مواد تشکیل دهنده ی بتن در ابتدا به طور جداگانه است که باید برای ساختن با هم مخلوط شوند . ترتیب تغذیه ی این مواد در هنگام ساخت نقش مهمی در یکنواختی بتن دارد . بـا این وجود با تغییر ترتیب تغذیه ی این مواد همچنان می توان بتن خوبی تولید کرد .

زمـان افـزودن آب تعداد دور کـل دیـگ مخلوط کـن و سرعت دوران آن باید کنترل شوند . عوامل مهم دیگر در اختلاط عبارتند از اندازه هر پیمانه نسبت به اندازه دیـگ مخلوط کـن ، زمـان مخلوط کـردن ، پیمانه کـردن و اختلاط ، طراحی و شبکه بندی دیگ و تیغه های مخلوط کن .

بتنی که تازه مخلوط می شود باید حالت نیمه پلاستیک و روانی داشته باشد . بـه گـونـه ای کـه بتوان آن را بـه راحتی شکل داد و در درون قالب قرار داد . بتن پلاستیک بتنی است کـه قابلیت خمیری دارد و شکـل پـذیـری آن مـانند خمیر خاک رس در صنعت سفالسازی است. در هنگام حمل نباید جدایی اجزا از هـم صورت گیرد . وقتی کـه بتن سخت می شود مخلوط یک نواختی از مواد متشکله بدست می دهد .

اگر پیمانکار در بدست آوردن عیار بتن مثلا بتون 350 کوتاهی کرده باشـد و عیار کمتری بدست آورده باشد در صورتی که عیار بدست آمده 60 درصد عیار اصلی باشد بـا توجه بـه نوع پروژه دستور تخریب داده نمی شـود بـلکـه جریمه تعلق می گیرد . ولی اگـر 60 درصـد جواب ندهد دستور تخریب داده خواهد شد . این نكات در كتاب رواداری های مجاز كاملاً ذكر شده است.

همانطور کـه گفته شـد در کارگاه کوچک برای قالب بندی فونداسیون از آجـرهـای موجود در کارگاه استفاده می شود . حال برای اجرا و شروع بتن ریزی برای جلو گیری از خورده شدن آب بتن سطح داخلی آنها را که می باید با بتن در تماس باشد با یک ورقه ی نایلون پوشاندیم به این ترتیب از تماس مستقیم بتون بـا قـالـب آجـری جلو گیری می نماییم .

همانطور که می دانیم آجر آب بتن را خورده و درنتیجه باعث فاسد شدن آن می شود .

پـس از کنترل دقیق شبکه آرماتـوربندی اجازه ریختن بتن فونداسیون را صادرمی شود .

کارگـران از دستگاه بتن ریز استفاده نمودند و اقـدام بـه بتن ریزی کـرده . بـالای آن قسمت از قا لب ها و فونداسیون که ناگزیر به عبور و مرور می باشد تخته الـوار گذاشته تا رفت و آمد مسیر و از آسیب احتمالی به قالب جابجا شـدن احتمالی آرماتورهای فونداسیون جلوگیری به عمل آورد . قابل ذکر است کـه همواره در طول بتن ریزی یک کارگر به وسیله دستگاه ویبراتور بتون ریخته شـده در قالب را ویبره می کند تا هوای موجود در بتن را خارج کرده و از پوکی بتون جلوگیری بـه عمل آورد . البته باید دقت داشته باشیم که شیلنگ دستگاه ویبراتور همواره تقریبا عمود بر زمین و محل بتن ریزی بـاشـد . زیرا اگـر شیلنگ دستگاه ویبراتور تقریبا عمود نباشد در سطح بتن گیرکـرده و بـرای خارج کـردن آن دچار مشکل می شویم.

ویبره کردن بتن :

پس از پایان عملیات بتن ریزی و با توجه به هوای منطقه و مراقبت های ویژه ای که باید بعد از بتن ریزی از بتون به عمل آید که بعد از گذشت حدودا چهار الی پنج ساعت از پایان کار به محل بتن ریزی شده آب داده شود.

این کار بـا تـوجه بــه هوای منطقه برای عمل آوری بتن از اهمیت فوق العاده ای برخوردار بود . کار مراقبت و آب پاشی بتن چند روز به طول می انجامد.

در این مدت بتن ریخته شده به سختی لازم رسیده و البته بـرای اجـرای عملیات بعدی که نصب ستون ها بود آماده تاب و تحمل وزن ستون ها و دیوارهـا را پـیـدا کـرده بـود .

P O U R I A · Jan 24, 2014

خلاصه ای درباره بتن

خلاصه ای درباره بتن

خلاصه ای درباره بتن

مواد تشکیل‌دهنده بتن:
سنگدانه‌ها در بتن تقریبا سه چهارم حجم آن و ملات سیمان و آب یک چهارم آن را تشکیل می‌دهند.

آب

کیفیت آب در بتن از آن جهت حائز اهمیت است که ناخالصی‌های موجود در آن ممکن است در گیرش سیمان اثر گذاشته و اختلالاتی به وجود آورد. همچنین آب نامناسب ممکن است روی مقاومت بتن اثر نامطلوب گذاشته و سبب بروز لکه‌هایی در سطح بتن و حتی زنگ زدن آرماتور شود. در اکثر اختلاط‌ها آب مناسب برای بتن آبی است که برای نوشیدن مناسب باشد. مواد جامد چنین آبی به ندرت بیش از ۲۰۰۰ قسمت در میلیونppm خواهد بود، به طور معمول کمتر از ۱۰۰۰ ppm می‌باشد. این مقدار به ازای نسبت آب به سیمان ۰٫۵ معادل ۰٫۰۵ وزن سیمان است. معیار قابل آشامیدن بودن آب برای اختلاط مطلق نیست و ممکن است یک آب آشامیدنی به جهت داشتن درصد بالایی از یون‌های سدیم و پتاسیم که خطر واکنش قلیایی دانه‌های سنگی را به همراه دارد، برای بتن‌سازی مناسب نباشد. به عنوان یک قاعده کلی هر آبی که ph (درجه اسیدیته) آن بین ۶ الی ۸ بوده و طعم شوری نداشته باشد، می‌تواند برای بتن مصرف شود. رنگ تیره و بو لزوما وجود مواد مضر در آب را به اثبات نمی‌رساند.

مقدار آب مصرفی

مقدار آب مصرفی در داخل بتن بسیار با اهمیت است. به منظور تکمیل فرایند واکنش سیمان با آب مقدار مشخصی آب مورد نیاز است. در صورتی که این مقدار کمتر از آن حد باشد، قسمتی از سیمان برای واکنش آب کافی دریافت نمی‌کند و واکنش نداده باقی می‌ماند. در صورتی که بیش از مقدار مورد نیاز آب به مخلوط بتن اضافه شود، پس از تکمیل واکنش، مقداری آب به صورت آزاد در داخل بتن باقی می‌ماند که پس از سخت شدن بتن باعث پوکی آن و نتیجتا کاهش مقاومت خواهد شد. به همین دلیل دقت در مصرف نکردن آب زیاد در داخل بتن به منظور حصول مقاومت بالا ضروری است.

مقدار آب لازم برای تکمیل واکنش به صورت پارامتر نسبت آب به سیمان تعریف می‌شود. این نسبت برای سیمان پرتلند معمولی حدود ۲۵ درصد است. با این مقدار آب بتن فاقد کارایی لازم خواهد بود و معمولاً نسبت آب به سیمان مورد استفاده در کارگاه‌های ساختمانی بیش از این مقدار است. در تعیین نسبت اختلاط بتن پارامتری لحاظ می‌شود که مقدار رطوبت سنگدانه‌ها را نیز قبل از افزودن آب به بتن لحاظ می‌کند که در تعیین مقدار آب مورد نیاز حائز اهمیت است.

عمل‌آوری

با ادامه یافتن Hydration، مقاومت بتن افزایش می‌یابد و این واکنش عامل افزایش مقاومت بتن یا همان گیرش سیمان است. برای عمل‌آوری یا ادامه یافتن فرآیند Hydration باید رطوبت نسبی حداقل 80 درصد باشد. در صورتی که رطوبت کمتر از این مقدار شود، عمل‌آوری متوقف شده و درصورتی رطوبت تسبی به بالای 80 درصد ، فرآیند هیدراسیون دوباره شروع خواهد شد. به دلیل تبخیر قسمتی از آب مورد نیاز قبل از تکمیل واکنش بین آب و سیمان (که چندین روز طول می‌کشد) قسمتی از سیمان موجود در مخلوط بتن واکنش نداده باقی میماند. پس از بتن‌ریزی باید بلافاصله توجه لازم به فرایند عمل‌آوری معطوف گردد. عمل‌آوری عبارت است از حفظ رطوبت بتن تا زمانی که واکنش بین سیمان و آب تکمیل شود. این عمل می‌تواند به وسیله عایقکاری موقت، پاشش آب یا تولید بخار صورت گیرد. از دیدگاه عملی، حفظ رطوبت بتن برای ۷ روز توصیه می‌شود. در شرایطی که این کار ممکن نباشد، حداقل زمان عمل‌آوری بتن نباید کمتر از ۲ روز باشد.

سنگدانه‌ها

سنگدانه‌ها در بتن تقریبا سه چهارم حجم آن را تشکیل می‌دهند، از این رو کیفیت آن‌ها از اهمیت خاصی برخوردار است. در حقیقت خواص فیزیکی، حرارتی و پاره‌ای از اوقات شیمیایی آن‌ها در عملکرد بتن تاثیر می‌گذارد. دانه‌های سنگی طبیعی معمولاً بوسیله هوازدگی و فرسایش و یا به طور مصنوعی باخرد کردن سنگ‌های مادر تشکیل می‌شوند.

اندازه دانه‌های سنگی

بتن عموما از سنگدانه‌هایی به اندازه‌های مختلف که حداکثر قطرآن بین ۱۰ میلی‌متر و۵۰ میلی‌متر و به طور متوسط از سنگدانه‌هایی با قطر ۲۰ میلی‌متر استفاده می‌شود. توزیع اندازه ذرات به نام "دانه‌بندی سنگدانه" مرسوم است. به طور کلی دانه‌های با قطر بیشتر از چهار یا پنج میلی‌متر به نام شن و کوچک‌تر از آن به نام ماسه نامگذاری شده‌اند که این حد فاصل توسط الک ۵ میل‌یمتری یا نمره چهار مشخص می‌گردد. حد پایین ماسه عموما ۰٫۰۷ میلی‌متر یا کمی کمتر می‌باشد. مواد با قطر بین ۰٫۰۶ میلی‌متر و ۰٫۰۲ میلی‌متر به نام لای (سیلت)‌ و مواد ریزتر رس نامگذاری شده‌اند. گل ماده نرمی است که شامل مقادیر نسبتا مساوی ماسه و لای و رس می‌باشد.

کانیهای مهم

کانیهای مهم و متداول سنگدانه‌ها در زمینه استفاده در بتن عبارتند از: کانی‌های سیلیسی (کوارتز، اوپال، کلسه دون، تریمیت، کریستوبالیت)، فلدسپاتها، کانیهای میکا، کانیهای کربناتی، کانیهای سولفاتی، کانیهای سولفور آهن، کانیهای فرومنیزیم، کانیهای اکسیدآهن، زئولیت‌ها و کانیهای رس.

افزودنی‌ها

معمولا به جای استفاده از یک سیمان بخصوص، این امکان وجود دارد که بعضی از خواص سیمان‌های معمولی مورد استفاده را به وسیله ترکیب کردن آن با یک افزودنی تغییر داد. قابل توجه این که نباید عبارات "مواد ترکیبی" و "مواد افزودنی" با معانی مترادف به کار روند، زیرا مواد ترکیبی موادی هستند که در مرحله تولید به سیمان اضافه می‌شوند در حالی که مواد افزودنی در مرحله مخلوط کردن به بتن اضافه می‌شوند. افزودنی‌های شیمیایی اساسا عبارتند از: تقلیل‌دهنده‌های آب، کندگیر کننده‌ها و تسریع کننده‌های گیرش که در آیین نامه ASTM به ترتیب تحت عنوان‌های تیپ‌های C،B،A ‌بندی شده‌اند. افزودنی‌های دیگری نیز وجود دارند که هدف اصلی از کاربرد آن‌ها محافظت بتن از اثرات زیان‌آور یخ‌زدگی و ذوب یخ است.

تسریع‌کننده‌ها

افزودنی‌هایی هستند که سخت‌شدگی بتن را تسریع می‌کنند و مقاومت اولیه بتن را بالا می‌برند. چند نمونه از تسریع‌کننده‌ها عبارتند از: کربنات سدیم، کلرورآلومینیوم، کربنات پتاسیم، فلوئورور سدیم، آلومینات سدیم، نمک‌های آهن و کلرور کلسیم.

کندگیر کننده‌ها

افزودنی‌هایی هستند که زمان گیرش بتن را به تاخیر می‌اندازند. این مواد در هوای خیلی گرم که زمان گیرش معمولی بتن کوتاه می‌شود و همچنین برای جلوگیری از ایجاد ترک‌های ناشی از گیرش در بتن‌ریزی‌های متوالی مفید می‌باشند. به عنوان چند نمونه از کندگیر کننده‌ها می‌توان از شکر، مشتقات هیدروکربنی، نمک‌های محلول روی و براتهای محلول نام برد. به عنوان مثال اگر با یک کنترل دقیق ۰٫۰۵ وزن سیمان شکر به بتن اضافه کنیم، حدود چهار ساعت گیرش آن‌را به تاخیر می‌اندازد. مصرف ۰٫۲ تا یک درصد وزن سیمان از گیرش سیمان جلوگیری به عمل می‌آورد.

تقلیل دهنده‌های آب (روان کننده‌ها)

این افزودنی‌ها به سه منظور به کار می‌روند:

۱- رسیدن به مقاومتی بالاتر به وسیله کاهش نسبت آب به سیمان
۲- رسیدن به کارایی مشخص با کاهش مقدار سیمان مصرفی و نتیجتا کاهش حرارت هیدراتاسیون در توده بتن.
۳- سادگی بتن‌ریزی به وسیله افزایش کارایی در قالب‌هایی با آرماتور انبوه و موقعیت‌های غیرقابل دسترسی

افزودنی‌های تقلیل‌دهنده آب تحت عنوان تیپA دسته‌بندی می‌شوند؛ لیکن اگر افزودنی‌ها همزمان با کاهش نیاز به آب باعث تاخیر در گیرش نیز بشوند تحت عنوان تیپD طبقه‌بندی می‌شوند. اگر این روان‌کننده‌ها باعث تسریع در گیرش شوند، تیپ E نامیده می‌شوند.

فوق روان‌کننده‌ها

این مواد از قوی‌ترین انواع تقلیل‌دهنده‌های آب هستند که در آمریکا به عنوان روان کننده قوی و درASTM به عنوان تیپ F نام‌گذاری شده‌اند. افزودنی‌هایی نیز هستند که ضمن تقلیل شدید آب باعث مقداری تاخیر در گیرش می‌شوند و به عنوان تیپ G طبقه‌بندی شده‌اند. دو نمونه از روان کننده‌های قوی: ملامین فرمالدئید سولفاته شده تغلیظ شده و یا (نفتالین فرمالدئید سولفاته شده تغلیظ شده) می‌باشند. اساسا استفاده از اسیدهای سولفاته شده باعث تسریع عمل پراکنش می‌شود. چون در سطح ذرات سیمان جذب شده و به آنها بار منفی می‌دهند واین باعث دفع ذرات از یکدیگر می‌شود. این فرایند کارایی را در یک نسبت آب به سیمان مشخص افزایش می‌دهد.

P O U R I A · Jan 24, 2014

روش های ترمیم بتن

روش های ترمیم بتن

روش های ترمیم بتن

عمليات ترميمي(REMEDIAL- ACTION)

پس از اينكه عامل يا عوامل سازه دقيقاً مشخص شد، مهندسين مسؤول با در نظر گرفتن هزينه اقدامات لازم، عملياتي را كه براي استفاده و ادامه بهره برداري از سازه براي مدت مورد نظر ضروري است، به كارفرما ارائه مي دهند. اين عمليات ممكن است شامل خراب كردن و از بين بردن كامل سازه و ساخت مجدد آن باشد يا اينكه تعميرات اساسي صورت گيرد و يا اينكه روشهايي اتخاذ شود تا پيشروي خرابي و فرسودگي را در سازه كاهش دهد. البته اين امر يعني كاستن از سرعت پيشرفت خرابي در سازه، در مواقعي ضرورت مي يابد كه امكان تعميرات اساسي پيشگيري كننده وجود نداشته باشد، مانند تخريبي كه علت اصلي آن عكس العمل واكنش قليايي- سيليكا(ALKALI- SILICA) مي باشد.
در هر حال اگر در مراحل تشخيص و ارائه راه حل، تعمير سازه به عنوان تصميم مقتضي، اتخاذ شده باشد، با در نظر گرفتن نوع سازه بتني، طرق متعددي براي اجراي اين تعميرات موجود مي باشد كه اعم آنها عبارتند از:

(الف) جايگزين نمودن تمام يا قسمتي از المانهاي سازه
(ب) تزريق و تلقيح تركها
(پ) چسباندن المانهاي فلزي كمكي (مانند آرماتور، صفحات فلزي، بخيه و …)
(ث) پوششها

از آنجا كه با توجه به موقعيت و موضع مناطق تحت تعمير سازه، ممكن است عمل تعمير در شرايط كاملاً خشك، نيمه خشك، و داخل آب (مغروق) انجام گيرد، مطالبي كه در پي خواهد آمد، شامل تمامي روشهاي مرتبط و معمول در صنعت بتن مي باشد.

2-1- آماده سازي سطوح(SURFACE PREPARATION)
قبل از انجام و اعمال سيستم تعميري، سطوح بتن مادر (قديم) بايستي كاملاً آماده گردد. از جمله اهداف اصلي آماده سازي سطوح را مي توان موارد زير ذكر نمود:
(الف) بر طرف نمودن تمامي تكه ها و قطعه هاي نا مناسب و نرم و جدا شدهء بتني جهت ايجاد سطحي مناسب با مقاومت كافي.
(ب) تميز نمودن تمامي سطوح از آلودگيها. اين آلودگيها مانع از ايجاد چسبندگي لازم بين لايه تعميري و بتن مادر مي گردند.
(پ) آشكار نمودن و در دسترس قرار دادن طول و يا عمق آرماتورها براي تميز كردن، تقويت، پوشش و…
(ت) ازدياد درجه زبري سطوح بتني جهت ايجاد سطح تماس بيشتر بين بتن مادر و لايه تعميري و همچنين ازدياد قفل و بست مكانيكي.
2-1-1 تميز نمودن با اسيد، شستن با اسيد، اسيد خراشي(ACID ETCHING)
اين روش، علاوه بر تميز نمودن، درجه زبري سطح را نيز افزايش مي دهد. با توجه به اهداف تعميرات مورد نظر، اسيد هيدروكلريك رقيق شده را روي سطح بتني ريخته و سپس با برس زبر سطح مذكور را با شدت مي سايند، تا زماني كه عمل ايجاد حباب متوقف گردد. پس از كاربرد اسيد مذكور، سطوح بتني سريعاً با آب شستشوي كامل داده شده، به طريقي كه آب بر روي سطح جاري گردد و آلودگيهاي اسيدي را از بين ببرد. درجه زبري سطح بتن بستگي خواهد داشت به قدرت اسيد و عمل برس زدن. از آنجا كه اسيد مذكور براي پوست ضرر دارد، لازم است كه اقدامات ايمني مناسبي جهت اجتناب از آلودگي به اسيد و همچنين تهويه مناسب صورت گيرد. لازم به يادآوري است كه علاوه بر اسيد هيدروكلريك، اسيد ارتوفسفريك نيز براي تميز كردن سطوح بتني به كار گرفته شده است.

2-1-2 برس زدن (WIRE BRUSHING)
در نقاطي كه قطعات و تكه هاي شل روي سطوح بتني چسبيده است، استفاده از برس زدن جهت تميز نمودن سطوح، از معمولترين روشها مي باشد. مثلاً در مناطقي كه جلبكها و گياهان دريايي روييده اند اين روش به كار مي رود. نقطه ضعف اين روش كند بودن آن مي باشد و عملاً وقت زيادي جهت حصول نتايج مطلوب صرف مي شود.

2-1-3 چكش زدن(JACKHAMMERING)
اين روش در مواقعي مورد استفاده قرار مي گيرد كه علاوه بر برطرف نمودن تكه ها و قطعات شل، ايجاد زبري لازم بر روي سطوح از اهداف آماده سازي باشد.
2-1-4 سند بلاست و گريت بلاست (شن و ساچمه پاشي)(SAND OF GRIT BLASTING)
اين روش يكي از روشهاي بسيار مناسب است، چرا كه علاوه بر تميز نمودن سطوح بتني، طريقه ايده آلي نيز جهت تميز نمودن سطوح آرماتورها ساير فلزات از زنگ زدگي و ساير آلودگيها به شمار مي آيد. اين روش علاوه بر تميز نمودن سطح، درجه زبري سطوح را نيز افزايش مي دهد. بايستي توجه داشت كه گرد خاك حاصله در اين روش آن را بر جاهاي بسته مناسب نمي سازد.

2-1-5 وترجت (آب فشاري) با مواد ساينده و بدون آن (WATER JETTING WITH OR WITHOUT ABRASIVE)
اين روش كه وترجت با فشار بسيار بالا مي باشد، هم مي تواند به همراه مواد ساينده از قبيل شن و ساچمه به كار كرفته شود و هم بدون مواد ساينده. از امتيازات اين روش آن است كه بدون توليد گرد و خاك، سطوح بسيار تميزي ايجاد مي كند كه علت اين امر وجود آب مي باشد. بايستي توجه داشت كه در اين روش رعايت موارد ايمني از اهميت ويژه اي برخوردار است.

2-1-6 روشهاي ديگر(OTHER METHODS)
علاوه بر روشهايي كه شرح آنها گذشت، روشهايي نيز از قبيل جت آتش (فواره آتش)، عمل آوري توسط تفنگهاي سوزني، سائيدن، اسكراپر دستي و دستگاههاي دوار برقي، موجود مي باشد كه بسته به شرايط محيط، سطح بتن تعميري و انتظاراتي كه از تعميرات مي رود، مورد استفاده واقع مي شوند.

2-2 طرق مختلف ترميم(REPAIR TECHIQUES)
در اين قسمت، روشهاي مختلف ترميمي كه در صنعت بتن معمول هستند، شرح داده مي شوند. اين روشها شامل پر كردن تركها، جايگزين نمودن قسمتهايي از سازه كه از دست رفته اند، اضافه نمودن قطعات جديدي براي سازه موجود، اعمال حفاظهاي سطحي و همچنين تعميراتي است كه صرفاً جنبه زيباسازي دارند.

2-2-1 تزريق تركها (CRACK INJECTION)
تركهاي باريكي را مي توان به طريقه تزريق رزينهاي اپوكسي پر نمود. در اين روش، نقاط تزريق متناوباً با فواصل كوتاهي در طول ترك قرار داده شده و سپس سطح ترك كاملاً آب بند(SEAL) مي شود تا از فرار و نشست رزين در مدت تزريق جلوگيري گردد. روش تزريق به اين صورت است كه رزين از يك نقطه تزريق شده و سپس اطمينان حاصل مي گردد كه عمل تزريق تا نقطه بعدي كاملاً صورت گرفته و خلل و فرجهاي اطراف پر شده است. در اين روش، مواد تزريقي به صورت مداوم (لاينقطع) به ترتيب از نقاط مختلف تزريق، پمپ مي شود تا اطمينان حاصل گردد كه علاوه بر مسير اصلي ترك، كليه خلل و فرجها نيز كاملاً پر شده اند.
در صورتي كه كه ابتدا و انتهاي ترك در يك سطح (از جهت ارتفاع) نباشد تزريق بايستي از پايين ترين نقطه آغاز و به بالاترين نقطه ختم گردد؛ و همچنين براي حصول اطمينان از پر شدن مطلوب ترك از مواد تزريقي، از لوله هاي شفاف استفاده مي شود.

2-2-2 قنداق كردن(JACKETING)
براي اينكه مقاومت بتن را در مقابل عوامل مخرب و مزاحمي كه باعث خرابي و خرد شدن آن مي شود، بالا بريم، مي توانيم از مواردي از قبيل فلزات، لاستيك، پلاستيك و يا بتن با مقاومت بالا، جهت پوشش دادن سطح بتني مورد نظر استفاده كنيم. عامل پوششي (حفاظتي) را مي توان با استفاده از ميخ، پيچ، پرچ، چسب، مواد و يا عمل ثقلي روي سطح بتن مورد نظر تثبيت نمود. معمولترين بخشهايي كه در آنها از سيستمJACKETING استفاده مي شود، عبارتند از: تانكها و مخازن، لوله ها، سرريزها، شمعها و غيره كه در معرض عوامل ساينده و يا خورنده قرار دارند.
2-2-3 بتن با سنگدانه از پيش آكنده (PREPLACED AGGREGATE CONCRETE)
در اين روش، سنگدانه هايي كه از نظر دانه بندي داراي شكاف هستند (GAP- GRADED) در داخل حفره ها و يا كانالهايي قرار داده مي شوند و سپس با استفاده از آب، اين سنگدانه ها را كاملاً اشباع مي نمايند (در بعضي اوقات خود كانال و يا حفره از قبل پر از آب مي باشد). سپس ملات و يا دوغاب از پايين ترين نقطه به وسيله پمپ وارد سيستم مي شود، به گونه اي كه آب موجود را جا به جا مي نمايد. اين روش براي محلهايي كه در دسترس نيستند مانند بتنهاي مغروق، بسيار مناسب مي باشد. در مواقعي اين روش به همراه روش قنداق كردن JACKETING نيز مورد استفاده قرار مي گيرد. از اين روش در موارد تعمير شمعها، پايه ها،ستونها،ديوارهاي حائل ABUTMENTS,RETAININGWALLSBASEPLATES, (كف ستون)، تونلها و DAWS استفاده مي گردد.
اگرچه چسبندگي خوب و جمع شدگي كم (LOW SHRINKAGE) از جمله خصوصيات اين روش مي باشد، معذالك خلل و فرجهايي در داخل ين بتن يافت مي شود. با توجه به مهارت و تجهيزات فني پيشرفته كه از ضرورتهاي به كارگيري اين روش مي باشد؛ كار بايستي حتماً به وسيله يا تحت نظر پيمانكاران متخصص انجام گيرد.

2-2-4 لايه هاي سطحي (THIN OR REGULAR RESURFACING)
در اين روش يك لايه يكنواخت (UNIFORM) از مواد تعميري بر روي سطح گسترده اي از بتن اعمال مي شود. اين شيوه بيشتر در تعميرات سطحي كفها و محلهاي عبوري كه از نظر سازه اي يعني استحكام، داراي مقاومت كافي بوده ولي سطح بتن دچار فساد و خرابي و خردشدگي شده است، به كار مي رود.
اعمال يك لايه نازك روي سطح (THIN RESURFACING) را اغلب TOPPING (لايهء رويي) مي نامند كه در اين صورت ضخامت لايه كمتر از پنج سانتيمتر مي باشد. همچنين لايه هاي تعميري كه ضخامت آنها بيش از 5cm باشد، لايه منظم سطحي (REGULAR RESURFACING) ناميده مي شوند.

2-2-5 بتن پاشي (SHOTCRETING)
به روش شاتكريت يا بتن پاشي، روش اعمال بتن يا ملات به طريقه هوايي يا پنوماتيك (PNEUMATIC) نيز اطلاق مي گردد. در اين روش بتن يا ملات با استفاده از فشار هوا به داخل حفره ها، كانالها، قالبها … و سطوحي كه بايستي تعمير گردند، پرتاپ مي شود. اگر اندازه سنگدانه مخلوط كوچكتر از 6 ميليمتر باشد، روش را گانيت (GUNITING) مي خوانند.
اصولاً روش بتن پاشي و يا شاتكريت به دو گروه «تر» و «خشك» تقسيم مي شود. در روش «تر»، عمل مخلوط شدن آب، سيمان و سنگدانه قبلاً مخلوط شده و سپس مواد مخلوط شده با فشار پرتاپ مي گردند. ولي در روش «خشك»، پس از اينكه سيمان و سنگدانه مخلوط شدند، اين مخلوط با فشار پرتاپ شده و در سر نازل (شيلنگ) آب به مخلوط اضافه مي گردد. معمولاً اين سيستم در جاهايي به كار گرفته مي شود كه سطح تعميري وسيع بوده و عمق تعمير در حدود 10 سانتيمتر باشد. همچنين در جاهايي كه عمل آوري لايه تعميري مشكل بوده و يا روشهاي عمل آوري معمول در صنعت بتن، اثر مطلوب را نداشته باشند، مي توان از اين سيستم بهره جست.
نكته اي را كه بايستي در اين روش به خاطر داشت، آن است كه سطح نهايي تعميرات صاف نبوده و بسته به اندازه سنگدانهء مخلوط، داراي زبري و ناهمواري است.

2-2-6 بخيه زني (STITCHING)
اين روش در موقعي به كار گرفته مي شود كه تركهاي زيادي روي سطح بتن ظاهر شده و بايستي براي به دست آوردن و حفظ مقاومت سازه اي، آنها را مسدود كنيم. در اين روش المانهاي "U" شكل با پايه هاي كوتاه در عرض تركها در درون حفره هاي تعبيه شده، قرار گرفته (ANCHORED يا مهاري) و سپس اين حفره ها با ملاتهاي روان يا دوغاب كه خاصيت جمع شدگي ندارند، پر مي شود. براي جلوگيري از تمركز تنشها، المانهايي با اندازه هاي متفاوت در جهات مختلف از نظر صفحه تركها (PLANE)، در نظر گرفته مي شود. نكته اي كه بايستي به هنگام به كارگيري اين روش در نظر داشت؛ آن است كه هرچه تركها بيشتر سخت (STIFF) گردند،احتمال به وجود آمدن ترك در جاهاي ديگر بيشتر مي شود. چارهء كار، آن است كه يك لايه بتن مسطح بر روي محلهايي كه بحراني هستند، اعمال گردد.

2-2-7 تـنـيـدن(STRESSING)
اگر در محلهاي مورد تعمير، تركها در منطقه بسيار وسيعي ظاهر شده باشد، به طوري كه بخيه زدن (STITCHING) بسيار گسترده اي را ايجا ب نمايد، ممكن است راه حل تنيدن (STRESSING) ، را مد نظر قرار داد. در روش تنيدن (STRESSING)، ميلگرد يا كابلهايي در منطقهء بتن آسيب ديده كار گذاري شده و سپس به آنها تنشهاي از پيش محاسبه شده را وارد كرده و در نهايت مهارشان مي نماييم. در اين روش بايستي دقت كافي مبذول گردد تا عمل تنيدگي (STRESSING) باعث به وجود آمدن تركهايي در مناطق ديگر نشود.

2-2-8 درزگيري (CAULKING)
در اين روش، گسل يا RUPTURE (تركهاي باريك ايجاد شده در بتن) با ماده اي پر مي شود كه حالت پلاستيك دارد. از خصوصيات اين مواد آن است كه نه مثل ملات روان و دوغاب، جاري مي شود و نه مثل ملات خشك، سفت مي ماند، بلكه حالت پلاستيكي دارد. در صورتي كه تركهايي كه بايستي پر شوند غير فعال (DORMANT) باشند، مي توان از ملات ساخته شده از سيمان پر تلند و يا ملاتي كه خاصيت انبساطي داشته باشد استفاده نمود. اما اگر تركهاي مذكور فعال باشند، بايستي از مواد ارتجاعي (ELASTOMERIC) كه از خاصيت ارتجاعي برخوردار هستند استفاده گردد. در بعضي مواقع و با توجه به شرايط خاصي، ممكن است عمل درزگيري با فشار نيز انجام پذيرد.

2-2-9 پوشش (COATING)
در اين روش نازكي به حالت مايع يا پلاستيك روي قسمتهايي از سطح بتن آسيب ديده و يا در معرض خرابي است اعمال مي گردد. در موقع انتخاب پوشش مذكور، دقت كافي بايستي مبذول گردد تا لايه محافظ حاصله داراي مشخصات مورد نظر باشد. اين پوشش را مي توان با برس، غلتك و يا به طريقه پاشيدن (اسپري) اعمال نمود. پايداري اين گونه پوششها، بسيار متفاوت است. اين پوششها اغلب براي جلوگيري از نفوذ آب، محافظت در برابر عوامل مخرب شيميايي و ايجاد پايداري و دوام بيشتر براي سطح بتن در مقابل آمد و شد زياد و سنگين كاربرد داشته و يا ممكن است پوشش فقط جنبه ظاهري و زيبايي داشته باشد.

2-2-10 طريقه معمول مرمت قسمتهاي خراب شده با استفاده از مواد شكل پذير
(CONVENTIONAL REPLACEMENT USING PLASTIC MATERIALs)
در اين روش پس از كندن و خارج كردن بتن نامرغوب (نامناسب و ناسالم)، قسمتهاي بر داشته شده را مي توان با استفاده از ملات، بتن، سيمان معمولي و يا ساير موادي كه براي تعميرات تكه اي يا وصله پينه اي (PATCH)به كار مي روند، جايگزين نمود. بايستي توجه داشت كه اين گونه مواد، شامل مواد الاستومري (ارتجاعي) نمي باشند. اين روش يكي از روشهاي بسيار معمول در تعميرات سازه هاي بتني بوده و مناسب جاهايي است كه عامل خرابي تكرار نشده و يا كاملاً از بين رفته باشد.

2-2-11 باروري توسط خلاء(VACUUM IMPREGNATION)
در اين روش، معمولاً قسمت آسيب ديده به وسيله صفحه پوليتن (POLYTHENE SHEET ) پوشانده شده، سپس عمل خشك كردن سطح با استفاده از خلأ (VACUUM) انجام پذيرفته و منافذ كاملاً مسدود مي شوند. پس از اطمينان كامل از هوابند و آب بند بودن سيستم، موادي كه قرار است بر روي سطوح و خلل و فرج آسيب ديده اعمال شود، مورد مصرف قرار مي گيرند.
در اين روش ادعا شده است كه از طرفي به دليل ايجاد خلأ در قسمتهاي اطراف منطقهء آسيب ديده و از طرف ديگر به دليل اينكه رزين و يا ساير بارور كننده (IMPREGNANT) به توسط فشار اتمسفر درون منافذ و خلل و فرج تزريق مي گردند، مواد بارور كننده به درون منافذ كاملاً نفوذ كرده و حتي تركهاي مويي را نيز به واسطه عمل موئينگي CAPILLARY پر مي نمايد، لذا پس از انجام باروري (IMPREGNATION) هيچگونه حفره اي باقي نمي ماند. به عنوان مقايسه، بايد توجه داشت كه در سيستم باروري (IMPREGNATION) با فشار، ممكن است مواد، كاملاً منافذ و خلل و فرجها را پر نكند. تشكيل حفره هاي هوادار و يا وجود ذرات خاشاك و غيره از استحكام پوشش كاسته و در نتيجه رسيدن به يك پوشش كامل و بي نقص را تقريباً غير ممكن مي سازد.

2-2-12 روشهاي سطلي(DUMPBUCKET METHODS)
در اين روش سطلهايي را از مواد تعميري پر كرده و بر روي نقاطي كه بايد تعمير شود قرار مي دهند. اگر اين روش براي تعميرات زير آبي به كار گرفته شود، قسمتي از مواد تعميري هر سطل به علت شسته شدن (WASH- OUT) از بين رفته و در نتيجه حفره هاي لانه زنبوري در سيستم تعمير شده به وجود مي آيد. جهت جلوگيري يا به حداقل رساندن حفره هاي لانه زنبوري، بايستي از مخلوطي با درجه چسبندگي (COHESIVE) بالا استفاده نمود. بايد به خاطر داشت كه اين روش، مناسب مكانهايي است كه به اندازه كافي وسيع بوده و عمل خالي كردن سطل داراي مواد تعميري، بدون آسيب رساندن به قالب امكان پذير باشد.

2-2-13 روش قيفي(HOPPER METHODS)
در اين روش، لوله سخت و يا ارتجاعي به يك قيف (HOPPER) كه منبع تغذيه اي مواد تعميري است، اتصال دارد. با اينكه در شروع عمليات، خروجي لوله بر روي كف قرار مي گيرد، اما به تدريج كه جريان مواد تعميري ادامه مي يابد، خروجي لوله پايين تر از سطح مواد واقع شده و امكان تماس مواد را با آب كه ممكن است در اطراف وجود داشته باشد، قطع كرده و يا به حداقل مي رساند. در اين سيستم جريان مواد به طريقه ثقلي صورت مي گيرد.

2-2-14 روش پمپ (PUMP METHOD)
اين روش شباهت زيادي به روش HOPPER دارد (قسمت 2-2-13) و فرق اساسي اين دو روش در آن است كه در اين روش به جاي استفاده از جريان ثقلي، از يك پمپ داراي فشار استفاده مي شود كه فشار آن را نيز مي توان تغيير داد.

2-2-15 روش كيسه اي (BAGGED METHOD)
اين روش مشابه روش پيش آكنده (PREPACKED) مي باشد. تفاوت اين روش با روش مذكور در آن است كه در اين سيستم سنگدانه هاي درشت درون قالبي قرار داده شده و سپس فضاهاي خالي بين سنگدانه ها با تزريق ملات روان يا دوغاب پر مي گردد.
انتخاب مواد و مصالح مصرفي در بهسازي سازه هاي بتني از اهميت ويژه اي برخوردار است. به همين دليل در اين بخش علاوه بر دوغاب، ملات و بتن ساخته شده از سيمان معمولي، مواد جديد شيميايي مناسبي كه براي اين منظور متداول گرديده شرح داده شده است. مواد و مصالحي كه براي سازه هاي بتني زيرآبي مورد نياز است نيز مبسوط تر مورد بررسي قرار گرفته است.

P O U R I A · Jan 24, 2014

آب بند بتن water stop

آب بند بتن water stop

آب بند بتن water stop

برای آب بندی یک سازه بتنی باید 2 کار اساسی صورت بگیرد:

1-آب بندی خود بتن توسط بتن مناسب
2-آب بندی درزهای بتن توسط واتراستاپ و باید هر دو صورت برقرار باشد.

اصول آب بندی بتن:

اصلاح منحنی دانه بندی و کنترل میزان فیلر بتن یعنی FILLER بیشتری نسبت به سایر مواد داشته باشد و تغییرنسبت مصالح درشت به ریز(در بتن های معمولی شن بیشتر است ولی در اینجا نسبتها برابر باید باشد.

در قسمتهای بعدی نسبت آب به سیمان حداقل است،از دیگر عوامل موثر ویبره ی مناسب است و برای افزایش ضریب اطمینان لزوما همه بتن ها نیاز به افزودنی ندارند البته اگرخوب اجرا شود.

اصول آب بندی درزها:

1- واتر استاپ
2- درزگیر که به عنوان مکمل استفاده می شود نه به عنوان جایگزین.

واتراستاپ ها برای آب بندی درزهای اجرایی و درزهای انبساط در سازه های بتنی آبی استفاده می شوند. اهمیت واتر استاپ ها را در سازه های آبی می توان به مانند بادبند ها در سازه ها عنوان نمود.WATER STOP طول مسیر جریان و حرکت آب را طولانی می کند تا آب نتواند نشت کند. ضخامت بتن بر اساس میزان نفوذ پذیری از آن جهت اهمیت دارد که اگر ضخامتش بیشتر از میزان نفوذ پذیری آب باشد تا آب از آن عبور نکند. یکی از نکات در طراحی عرض واتر استاپ این موضوع است که عمق نفوذ بیشتر از یک دور رفت و برگشت باشد.

انواع درزها:

1- درزهای ثابت:در این درزها آرماتور قطع نمی شود.

الف)درزهای اجرایی(مثل قطع بتن ریزی و عدم پیوستگی)در این درزها آرماتور قطع نمی شود.
ب) ترک

2- درزهای حرکتی :

الف) انبساط حرارتی
ب) انقباض
ج) فرعی ترکیبی

بنا به نوع درزها 2 نوع واتر استاپ داریم که شامل تخت که در وسطش حفره نمی باشد. همه واتر استاپ ها آج دارند که باعث چسبندگی و افزایش طول مسیر آب می باشند و نوع آنها با توجه به نوع درز تعیین می شوند. در واتر استاپ هایی که وسطشان حفره دارند،حفره دقیقا وسط درز حرارتی انبساطی می افتد که باعث جلوگیری از بازی کردن درز میشود.

انواع واتر استاپ ها از لحاظ محل قرار گیری در مقاطع بتنی به صورت زیر تقسیم می شوند:
الف)واتر استاپ های میانی
ب) واتر استاپ های کفی(کف استخر)
ج) واتر استاپ های روکارنکته: در درزهای انبساطی واتر استاپ ها مستقیما با آب در تماس هستند ولی در درزهای اجرائی اینگونه نیست.

عوامل موثر در تعیین اشکال و ابعاد واتر استاپ ها:
الف)نوع و اندازه درز
ب) محل قرار گیری واتر استاپ ها در مقطع بتنی
ج) ضخامت قطعه بتنی که واتر استاپ ها در آن قرار دارند
د) فشار هیدرواستاتیک درون سازه

نکته: دو گوه انتهایی واتر استاپ ها نقش بسیار مهمی در جلوگیری از عبور آب دارد،چون گوه های وسطی که در کشش قرار می گیرند تخت می شوند ولی انتها هیچ تغییری نمی کند.

نکته: واتر استاپ به هیچ وجه خم یا سوراخ نمی شود. این واتر استاپ ها را باید از بالا و پایین کاملا مهار شود. ساده ترین راه overlap است. هرچقدر که overlap زیاد باشد به خاطر آج ها دو سر کاملا بر هم منطبق نمی شوند. بهترین راه overlap توسط جوش لب به لب توسط دستگاه مخصوص هویه برقی می باشد که به این صورت است که دو سر واتر استاپ را ذوب می کنند و به هم می چسبانند.

نکته: دقت شود که واتر استاپ باید ذوب شود نه اینکه بسوزد.

نکته: در هنگام ذوب باید دقت شود که در این هنگام گاز سمی متصاعد می شود که در این صورت باید در فضای باز و از ماسک استفاده شود.

مراحل کار: هنگام ذوب کردن هر دو لبه به طور همزمان توسط المانی که وسطش می گذاریم و با گرما ذوبش می کنیم.واتر استاپ در محل عمود بر درز در کشش است و ما در مورد مقاومت کششی این محل اتصال نداریم.

آزمایش کنترل کیفیت واتر استاپ: دو قطعه I شکل از واتر استاپ در هر دو جهت آنها بریده می شود و مورد بررسی قرار می گیرد.

نکته: افزایش طول در زمان بریدگی و مقاومتش مهم است. در سالهای گذشته ار واتر استاپ های مسی استفاده می شد که راحت پاره می شدند و در جوش دادن آنها به مشکل بر می خوردند و در ضمن گران بودند و استفاده از آنها مرغون به صرفه نبود.از تنها مشکلات استفاده از واتر استاپ های P.V.C ،عدم مقاومت در مقابل اشعه ماوراء بنفش است که محصول را خشک و شکننده می کند.

از ویژگی های واتر استاپ های مرغوب می توان به موارد زیر اشاره کرد:
1- دارای رنگ روشن باشد (چون رنگ تیره از جنس مواد کهنه می باشد)،
2- سطح آنها حتما آجدار باشد
3- زیر تابش مستقیم نور خورشید قرار نگیرد،
4- به هیچ وجه سطح آن چرب نباشد.

P O U R I A · Jan 24, 2014

مواد ترمیم بتن

مواد ترمیم بتن

مواد ترمیم بتن

مواد ترمیم بتن (REPAIR MATERIAL)

در این بخش موادی كه در تعمیرات بتنی معمول است، شرح داده شده اند.

3-1 بنتونیت (BENTONITE)
این ماده كه از صخره و یا سنگPULVERISED ROCK استخراج شده از خاكسترهای آتشفشانی است و دارای درصد بالایی از املاح (مینرال) رس است. بنتونیت در تماس با آب تا حدود 30 برابر حجم اولیه خود آب جذب نموده و منبسط می گردد. محصول به دست آمده دارای شكل ژله مانند بوده و به صورت سد كننده نفوذ و گذر آب عمل می كند. از این ماده برای جلوگیری از نشت آب در زیر زمینهای موجود، استخرها، مخازن آب، حوضچه ها، كانالهای آبیاری، سدها و تأسیسات مشابه استفاده می شود. هنگام مصرف بنونیت می توان آن را به صورت خشك كه در درون حفره ها و منافذ سطوح قرار داده می شود و یا به صورت ژل، به كار برد.

3-2 پوششهای قیری(BITUMINOUS COATINGS)
این سیستمهای پوششی عبارتند از: آسفالت و یا موادی چون قطران ذغال سنگ (COAL – TAR). این مواد موقعی كه آب بند نمودن بتن و یا حفاظت آن در مقابل عوامل جوی مورد نظر باشند به كار گرفته می شوند. از جمله مشخصات این مواد می توان ارزانی و شناخته شدن آن بین دست اندركاران را نام برد. از خصوصیات دیگر این پوششها آن است كه ضخامت لایه اعمالی را می توان متناسب با عملكرد خواسته شده از سیستم، تغییر داد. از معایب این گونه پوششها می توان نیاز به تجدید متناوب، متصاعد شدن بوی بد، كثیفی (MESSINESS) به هنگام اعمال لایه، خشك شدن و ترك خوردن در مقابل نور خورشید، حساسیت آنها نسبت به درجه حرارت محیط و آسیب پذیری و از بین رفتن این پوششها در با بعضی محلولها از قبیل بنزین را، ذكر نمود.

3-3 بتن، ملات و دوغاب ساخته شده از سیمان پرتلند معمول
(ORDINARY PORTLAND CEMENT CONCRETE, MORTAR AND GROUT)
این سیستمها كه به عنوان مواد تعمیری در نظر گرفته می شوند، امتیازاتی از قبیل: تغییر حجم مشابه با بتن مادر، شباهت ظاهری، ارزانی نسبی در مقایسه با سایر سیستمها و در دسترس بودن و موجود بودن دانش لازم در مورد خود سیستمها را، دارا می باشند. در حالی كه جایگزین كردن قسمتهایی از سازه و همچنین نقاطی كه عمیقاً نیاز به تعمیر دارند، با بتن انجام می گیرد؛ ملات برای قسمتهایی كه كمتر از 35 میلیمتر عمق دارند. باید توجه داشت كه اندازه سنگدانه بتن نیز می تواند در انتخاب سیستم تعمیری دخالت داشته باشد. نلات سیمانی را می توان با دست، پمپ و یا جریان ثقلی بر روی قسمتهای تعمیری اعمال نمود. خصوصاً در نقاطی كه عمق تعمیر زیاد نبوده و جریان روان و مداوم (CONSISTENCY) دوغاب مورد نیاز نباشد، بایستی از ملات استفاده نمود.
دوغاب برای جاهایی مصرف می شود كه عمق تعمیر كم بوده و یا قسمتهای مورد تعمیر قابل رؤیت نیستند. دوغاب را می توان با استتفاده از جریان ثقلی و یا پمپ اعمال نمود. بایستی توجه داشت كه دوغاب به علت داشتن آب زیاد، پس از خشك شدن بیش از ملات و یا بتن با دانه بندی خوب، جمع شدگی حاصل می كند. در مواردی كه دوغاب به عنوان سیستم تعمیری مد نظر قرار می گیرد، بهتر است دوغابهای انحصاری با مشخصه های فنی خاص را مورد توجه و بررسی قرار داد.

3-4 درزگیریهای ارتجاعی (ELASTOMERIC SEALANTS)
از این مواد برای پر كردن تركهای زنده استفاده می گردد. از وظایف این گونه مواد آن است كه از نفوذ آب، خاشاك و آلودگیها جلوگیری كرده، انبساط و انقباض مداوم و مورد نظر از خود نشان داده و چسبندگی خوبی را به اطراف و لبه تركها داشته باشد. اساساً این گونه مواد شامل سیستمهای گرم و سرد می باشند. اثرات جوی، حرارتهای زیاد، دماهای پایین، عبور و مرور، اثرات محیطی، چسبندگی و خاصیت ارتجاعی این گونه مواد بایستی قبل از انتخاب، به طور دقیق و كامل مورد بررسی قرار گیرند.

3-5 رزینه(RESINS)
رزینهای مصنوعی یا سینتتیكی (SYNTHETIC) كه در صنعت راه و ساختمان به كار گرفته می شوند، از تولیدات صنایع پتروشیمی می باشند. انواع این رزینها بسیار زیاد و گسترده بوده ولی از جمله آنهایی كه بیشتر در این صنعت معمول هستند، می توان اپوكسیها (اپوكسیدها نیز گفته می شوند)، پلی استرها، پلی یورتانها، اكریلیك ها، پلی وینیل استاتها و استیرن بوتادین ها، را نام برد. از آنجا كه سه گروه آخری اساساً برای باروری (IMPREGNATION) و یا همراه سیمان پرتلند معمولی به كار گرفته می شوند، تنها به شرح سه گروه اولی یعنی اپوكسی ها، پلی استرها و پلی یورتانها در این بخش می پردازیم.

3-5-1 اپوكسیها (EPOXIES)
نام اپوكسی از این واقعیت منشأ می گیرد كه مولكولهای این سیستم از رزینها، دارای كربن و اكسیژن هستند و به همین علت اپوكسیدها نامیده می شوند. اتم اكسیژن به دو اتم كربن اتصال دارد كه خود این اتمهای كربن نیز به طرق دیگری به یكدیگر متصل هستند. بنابراین ساده ترین نوع اپوكسیدها، اكسید اتیلین می باشد كه واكنش(REACTIVITY) رزینهای اپوكسی وابسته به نوع گروههای اكسید ایتلن می باشد. گروههای اپوكسید به خاطر داشتن ساختمان مولكولی خاص، دارای مشخصه عكس العمل (REACTIVITY) بسیار بالایی بوده و در واقع می توانند با بیش از 50 نوع نمونه (SPECIES) شیمیایی مخلوط شده و سیستمهای عمل آمده و سخت شده رزینی را ایجاد كنند. از انواع مواد عمل آورنده ای كه بعضی از اوقات سخت كننده (HARDENERS) نیز گفته می شوند، می توان آمین ها، آمیدها، استرها، تریفلوریدبرن و غیره را نام برد.
باید توجه داشت كه تفاوت در به كارگیری مواد عمل آورنده(CURING AGENTS) ، با محصولات رزینی سخت شده (SET) خصوصیات مختلفی را ایجاد می نماید. لذا با توجه به عملكرد فیزیكی كه از یك سیستم رزینی انتظار می رود، مواد عمل آورنده یا (CURING – AGENTS) را بایستی طوری انتخاب كرد كه انتظار مذكور حاصل گردد. با این حال رزینهایی كه در عمل مورد استفاده قرار می گیرند هر كدام حاصل اختلاط و تركیب چند سیستم می باشند كه با نسبتهای دقیق مخلوط و تركیب شده اند. این امر از عهده یك عمل آورنده خارج بوده و معمولاً به این طریق فرمول دهندگان، عوامل اصلی تشكیل دهنده رزینها را خریداری و با اطلاع كافی از خصوصیات عمل آورنده های مختلف، با دقت و توجه به سیستم رزین در عمل و پس از توزین و مخلوط نمودن دقیق نسبتهای لازم از پایه و عمل آورندهء رزینها، رزین مورد نظر را می سازند.
نكته قابل توجه این است كه بعضی اوقات برای دسترسی به خصوصیاتی، ممكن است علاوه بر پایه و عمل آورنده رزینی، از موادی نیز به صورت پر كننده و تغییر دهنده، در ساخت اولیه رزین مورد نظر كمك گرفته شود. از سال 1940 كه اپوكسی ها در صنعت راه و ساختمان به كار گرفته شدند، از آنها برای چسباندن قطعه های ساختمانی، تزریق تركها، پوششها، تعمیرات تكه ای (PATCH)، تحكیم پیچها، تحكیم پایهء ماشین آلات، به كارگیری در سطوح قابل سایش، اعمال در كارهای زیر آبی و به عنوان ماده چسباننده استفاده شده است. دلایل عمده علاقه و موارد استفاده مهندسین از رزینهای اپوكسی را، می توان به شرح زیر توصیف نمود:
(الف) دارا بودن ویسكوزیته (غلظت) پایین كه نفوذ آن را آسان می سازد.
(ب) بسته به نوع عمل آمرنده و دمای محیط، رزینهای اپوكسی در مدت زمان كوتاهی عمل آمده و سخت می شوند.
(پ) با توجه به اینكه سیستم اپوكسی رزینها طوری فرمول بندی شده است كه خالی از حلال می باشد، تغییرات در نحوه قرار گیری و ترتیب مجدد مولكولها در زمان عمل آوری (CURING) سیستم بسیار اندك بوده و جمع شدگی در موقع سفت شدن نیز در حد پایین می باشد. همچنین این سیستمها به هنگام عمل آوری و تركیبات داخلی، دچار واكنشهای غیره منتظره نمی گردند.
(ت) دارا بودن قدرت چسباندن بسیار بالا.
با وجود امتیازات فوق الذكر اپوكسیها، عوامل محدود كننده ای نیز وجود دارند كه موقع انتخاب این سیستمها بایستی دقیقاً مد نظر قرار گیرند. بعضی از این عوامل محدود كننده را می توان به صورت زیر بیان نمود:
1- سطح بتن مادر بایستی مقاوم، تمیز و برای بیشتر سیستمهای اپوكسی خشك باشد.
2- حرارت حاصل از تركیب و عمل آوری اپوكسیها می تواند به خاطر اثر حرارت زای آنها(EXOTHERMAL)، به طور فاحشی بالاتر از سیستمهای تعمیری با سیمان معمولی باشد.
3- با اینكه قدرت انقباض (جمع شدگی) سیستمهای اپوكسی به گفتهء تولید كنندگان آنها در حد ناچیزی می باشد، معذالك نمی توان از اثرات منفی آنها صرفنظر نمود. این موضوع خصوصاً وقتی با اثرت حاصل از حرارت ایجاد شده (EXOTHERMIC) همراه باشد، ممكن است نتایج مخربی را به بار آورد.
4- برای مصرف اپوكسیها حداقل درجه حرارت محیط معمولاً 5 درجه سانتیگراد قید می شود كه بایستی كاملاً مراعات گردیده و ممكن است كنترل دوباره این موضوع ضرورت یابد. البته این محدودیتها در صورتی است كه انتظار داشته باشیم سیستم حداكثر مقاومت خود را در مدت زمان نسبتاً كوتاهی به دست آورد.
5- اغلب سیستمهای اپوكسی در مقابل رطوبت حساس می باشند. بنابراین هنگام استفاده از سیستمهای اپوكسی، رطوبت و خیسی محیط، بایستی مورد توجه و مطالعه قرار گیرد.
6- نسبت اجزا و همچنین اختلاط كامل اجزای سیستمهای اپوكسی بایستی دقیقاً مورد كنترل و بررسی قرار گیرد. بایستی یادآور شد كه اهمیت این مطلب در نظر افرادی كه دائم با مواد سیمانی معمولی سر و كار دارند به قدری نیست كه توجه دست اندكاران را آن گونه كه شایسته است به خود معطوف دارد.
7- مسأله ایمنی از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده و بایستی حتماً در تمامی مراحل مراعات شود. باید توجه داشت كه اجزای سیستمهای اپوكسی در صورت تماس با پوست و یا استشمام بخار اپوكسی توسط افراد، ایجاد ناراحتی بسیار جدی می نماید. علاوه بر این بعضی از اجزا قابل احترق بوده كه رعایت اصول و ملاحظات ایمنی را حتمی و ضروری می سازد. اماكنی كه در آنها اقدام به مصرف آپوكسی می گردد، بایستی از تهویه مؤثر و مطلوبی برخوردار باشند. خصوصاً هنگامی كه اپوكسی ها در فضایی محدود و سر بسته به كار گرفته می شوند.
8- باید توجه داشت كه بین مدول الاستیسیته (ضریب ارتجاعی) اپوكسی ها و ضریب ارتجاعی بتن مادر و همچنین بین ضریب انبساط حرارتی این دو، اختلاف فاحش و قابل تأملی وجود دارد كه در صورت نیاز، انجام مقایسه و به كارگیری تمهیدات لازم ضروری است. اختلاف قابل ملاحظهء ضرایب فوق الذكر باعث تشكیل تنشهای برشی در مرز بین لایه اپوكسی و بتن قدیم گردیده و در صورت ازدیاد بیش از حد، باعث جدا شدگی دو سیستم از یكدیگر می شود.

3-5-2 پلی استرها (POLYESTERS)
عمل گیرش و سخت شدن پلی استرها كاملاً با گیرش و سخت شدن اپوكسیها تفاوت دارد. در مورد پلی استرها باید گفت كه در صورت وجود كاتالیست ها، عمل و عكس العمل پلیمری بین نقاط مشابه در زنجیره های رزینی یكسان صورت می گیرد. بنابراین كنترل دقیق نسبتهای اختلاط به آن اندازه كه در مورد رزینهای اپوكسی ضرورت دارد، حساس و بحرانی نیست. برای بهبود بخشیدن به قدرت عمل و عكس العمل تركیبی و ویسكوزیته پلی استرها، معمولاً از حلالهایی مانند استیرن كمك گرفته می شود. هنگامی كه یك سیستم رزینی دارای پر كننده باشد، معمولاً كاتالیست مربوطه به صورت پودر كه به ماده پر كنندهء خنثی (از نظر تركیب شدن) مخلوط شده، به كار گرفته می شود. نكتهء حائز اهمیت اینكه، نه نتها از نظر خواص مكانیكی پلی استرها و اپوكسی ها به هم شباهت دارند، بلكه موارد كاربرد آنها نیز به مشابه هم می باشد. با این همه تا آنجا كه به تعمیرات بتنی مربوط می شود، تفاوتهایی بین این دو سیستم یعنی پلی استرها و اپوكسیها وجود دارد كه اهم آنها را می توان به شرح زیر بیان نمود:
1- در مقایسه با اپوكسی ها، پلی استرها حداكثر مقاومت نهایی خود را در مدت زمان كمتری به دست می آورند.
2- با توجه به مدت زمان عمل آوری كوتاه پلی استرها، اثرات اگزوترمی آنها بیش از اثرات اگزوترمی اپوكسی هاست. در نتیجه به هنگام مصرف پلی استرها باید ضخامت لایه های اجرایی كمتر از زمانی باشد كه اپوكسی به كار گرفته می شود.
3- حساسیت سیستمهای پلی استری نسبت به رطوبت، بیشتر از حساسیت سیستمهای اپوكسی در شرایط مرطوب می باشد.
4- امكان حملات شیمیایی از طرف خمیر حاصل از سیمان پرتلند كه آلكالین (قلیایی) است، در مورد سیستمهای پلی استری بیشتر از سیستمهای اپوكسی است.
5- مقدار جمع شدگی (SHRINKAGE) سیستمهای پلی استری حین عمل آوری بیشتر از مقدار همین نوع جمع شدگی در سیستمهای اپوكسی است.
با توجه به امكان تأثیر حملات شیمیایی بر روی سیستمهای پلی استری و اینكه این سیستمها دارای حساسیت بیشتری (در مقایسه با اپوكسی ها) در مقابل رطوبت می باشند، نمی توان از این سیستمها به عنوان پر كننده تركها بهره جست.

3-5-3 پلی یورتانها (POLYURETHANES)
معمولاً از پلی یورتانها در مواقعی استفاده می شود كه نیاز به ماده فنری (RESILIENT) احساس می شود. زیرا خاصیت ارتجاعی و انعطاف پذیری (FLEXIBILITY) پلی یورتانها بیش از سیستمهای پلی استری و سیستم اپوكسی ها است. یكی از نمونه های پلی یورتانها، به كارگیری آنها در داخل مخازن و جاهایی است كه از سیستم، انتظار مقاومت بالایی در برابر تغییرات و اختلاف دما می رود. در مورد رطبت باید توجه داشت كه سیستمهای پلی یورتانی، حساسیت بسیار زیادی نسبت به میزان رطوبت محیط داشته و به همین دلیل مصرف آنها در كارهای زیر آبی توصیه نمی شود.

3-6 بتن، ملات، و دوغابهای منبسط شونده
(EXPANDING MORTARS, GROUTS & CONCRETES)
دلیل عمده استفاده از بتن، ملات و دوغابهای منبسط شونده آن است كه بتوان بر مشكلات انقباض (جمع شدگی) كه معمولاً در به كارگیری مواد با سیمان معمولی مشاهده می شود فائق آمد. مكانیزم عمل به نحوی است كه باعث می شود مواد تعمیری به هنگام گیرش و سخت شدن (عمل آوری (CURINGانبساط پیدا كرده و با عمل انقباض مخالفت و آن را خنثی نماید.

3-7 بتن و ملات دارای الیاف مصنوعی
(FIBRE REINFORCED CONCRETE & MORTAR)
اساساً افزودن الیاف مصنوعی به بتن یا ملات به سه منظور اصلی افزایش مقاومت كششی، افزایش مقاومت خمشی و افزایش در مقابل ضربات ناگهانی (IMPACT RESISTANCE) صورت می گیرد.
به طور كلی دو گروه اصلی از الیاف مصنوعی وجود دارند كه برای منظورهای فوق مورد استفاده قرار می گیرند. مدلهای گروهی از این الیاف مصنوعی پایینتر از مدلهای بتن یا ملات می باشد؛ مانند نایلون (NYLON) و پلی پروپیلن (POLYPROPYLENE). در حالیكه مدولهای گروه دوم بالاتر از مدولهای بتن یا ملات هستند؛ مانند شیشه (GLASS)، استیل و كربن. از بتن یا ملات مسلح به الیاف مصنوعی به طور موفقیت آمیزی به عنوان لایه های نازك روكشی (OVERLAYS) روی جاده ها، خیابانها و باندهای فرودگاه (RUNWAYS) استفاده شده است. همچنین از این سیستم می توان در مكانهایی كه خلأزایی(CAVITATION) و فرسایش (EROSION) مشكلاتی را باعث شده است (مانند روی سرریزهای سدها) و سایر مراحل خاص كمك گرفت. روشهایی نیز ابداع شده است كه با به كارگیری آنها می توان از مخلوطهای واجد الیاف مصنوعی، در سیستمهای بتن پاشی استفاده نمود.
اخیراً گزارش شده است كه افزایش الیاف مصنوعی در سیستمهای باعث ازدیاد قدرت چسبندگی لایه های تعمیری به بتن مادر می گردد. البته سیستمهای انحصاری نیز وجود دارند كه برای تعمیرات بتن به كار می روند و در آنها علاوه بر پلیمرها، الیاف مصنوعی نیز دیده می شود. علیرغم موفقیتهایی كه تا امروز به دست آمده، ممكن است پیشنهاد این سیستم به عنوان یك ماده تعمیری، ناپخته به نظر برسد چرا كه مسأله دوام و پایداری آن در دراز مدت، در مرحله آزمون و بررسی و مطالعه قرار دارد. نكته ای كه باید مورد توجه خاص قرار گیرد، نحوه مخلوط و پخش شدن (DISPERSION) الیاف مصنوعی در سیستم است. بارها مشاهده گردیده كه به هنگام مخلوط نمودن الیاف با سایر مواد بتنی یا ملات (سیمان- سنگدانه- آب و…)، الیاف مصنوعی تمایل به جمع شدن در یك جا داشته یا در جهات مشخصی قرار می گیرند. كه این امر توزیع برابر و یكنواخت الیاف را با اشكال مواجه می سازد.

3-8 لاتكس (LATICES)
در حال حاضر باور بر این است كه بتن یا ملاتی كه دارای افزودنیهای لاتكسی (LATEX) می باشد، برای مرمت سازه های بتنی آسیب دیده بسیار مفید واقع می شود. اصطلاحاتی كه برای این گونه مواد تعمیری به كار برده می شود، به شرح زیر است:
بتن لاتكسی (LATEX CONCRETE)
بتن اصلاح شده لاتكسی (LATEX MODIFIED CONCRETE)
و اخیراً بتن اصلاح شده پلیمری (POLYMER MODIFIED CONCRETE)
توضیح ضروری این است كه نباید سیستمهای یاد شده را با بتن پلیمری (POLY. CONC.) اشتباه نمود. چون در بتن پلیمری تنها عامل گیرش (BINDER) خود پلیمر می باشد در صورتی كه در بتن اصلاح شده پلیمری، سیمان كه دارای خاصیت چسبندگی و گیرش می باشد نیز به كار رفته است.
به طور كلی، در مقایسه با بتن و ملات ساخته شده از سیمان پرتلند معمولی، بتن و ملات اصلاح شده پلیمری دارای خواص و مشخصات ویژه ای می باشند. این مشخصات را می توان به صورت زیر خلاصه نمود:
(الف) در صورت نیاز می توان آن را به صورت لایه های نازك و لبه پری (FEATHER- EDGED) به كار برد.
(ب) از قدرت چسبندگی بیشتر به بتن مادری كه دارای مقاومت و مرغوبیت كافی باشد، برخوردار است.
(پ) به علت اینكه این گونه مواد خود حالت نگهدارندهء آب (WATER RETENTIVE) دارند، عامل عمل آورنده و یا پوششهای عمل آورنده از اهمیت چندانی برخوردار نیستند، البته بایستی از خشك شدن در شرایط تابش مستقیم آفتاب و باد اجتناب گردد.
(ت) دارای مقاومت كششی بیشتری می باشند.
(ث) دارای حالت ارتجاعی و نرمش بیشتری می باشند.
(ج) از دوام و پایایی بهتری برخوردارند.
با اینكه قیمت بتن و ملات اصلاح شده پلیمری از قیمت بتن و ملات با سیمان معمولی، بیشتر است ولی آنها بسیار ارزانتر از مواد اپوكسی به شمار می آیند. باید توجه داشت كه وقتی پلیمر به مخلوط بتن یا ملات افزوده می گردد، به كارگیری افزودنیهای دیگر بایستی با دقت بیشتری صورت گیرد. چرا كه ممكن است سازگاری (COMPATIBILITY) لازم بین آنها موجود نبوده و اختلالاتی را شاهد باشیم. نكته قابل ذكر اینكه جا به جا كردن و پرداخت سطح نهایی بتن و ملات اصلاح شده پلیمری مشكلتر از مواردی است كه در آنها از بتن و ملات با سیمان معمولی استفاده شده است.
از جمله پلیمرهای لاتكسی كه در صنعت بتن كاربرد بیشتری دارند، می توان استیرن بوتادین(STYRENE BUTADIENE)، ساران(SARAN) اكلریك (ACRYLIC) و پلی وینیل استات (POLYVINYL ACETATE) را نام برد. این پلیمرها به صورت پودر و یا مایع به مخلوط بتن یا ملات اضافه می گردند. گفته می شود كه نتایج بهینه موقعی حاصل می گردد كه سیستم به مدت 3-1 روز به صورت خیس، عمل آمده و سپس در هوای آزاد قرار گیرد. صاحبنظران بر این عقیده هستند كه حداقل بخشی از بهبود مكانیكی و پایایی یا دوام حاصل از به كارگیری این گونه سیستمها، به دلیل كاستن از درجه تخلخلی است كه در نتیجهء وجود پلیمر در سیستم پدید می آید. همچنین ادعا بر این است كه یكی از مهمترین مشخصه های بتن یا ملات اصلاح شده پلیمری، به عنوان دو مادهء تعمیری در سازه های بتنی، قدرت چسبندگی خوب آنها به بتن قدیم (مادر) می باشد.

3-9 سایر مواد پوششی
(OTHER COATING MATERIALS)
علاوه بر موادی كه مانند بنتونیت، سیستمهای قیری و رزینی به عنوان مادهء پوششی مورد استفاده قرار می گیرند، مواد دیگری نیز از قبیل روغنLINSEED ، سیلیكونها (SILICONES) سیلانها (SILANES) موجود می باشند.

3-10 سیمانهای مخصوص
(SPECIAL CEMENTS)
سیمانهای مخصوصی از قبیل سیمان با آلومینای بالا (HIGH ALUMINA) و سیمانهای فسفات منیزیوم (MAGNESIUM PHOSPHATE) وجود دارند كه می توان از آنها برای كارهای تعمیرات بتنی استفاده نمود. عمده ترین امتیازات این سیمانها، گیرش سریع و مقاومت بالای آنها در زمان كوتاه می باشد. همچنین این سیمانها در مقابل بعضی از اسیدها، روغنها و چربیها، آب دریا، مواد شكری و سولفاتها از خود مقاومت و پایایی بالایی نشان می دهند.

3 - 11 مواد تعمیری زیر آبی
(UNDER WATER REPAIR MATERIALS)
به طور كلی می توان موادی را كه برای تعمیرات زیر آبی به كار می روند، به دو گروه سیمانی (CEMENTITIOUS) و رزینی (RESINOUS) تقسیم نمود. با توجه به اندازه و وسعت محل تعمیر، ممكن است این طبقه بندی به چند گروه دیگر از قبیل تعمیرات تركها (CRACK REPAIRS) و تعمیرات قطعه ای یا سطحی (PATCH REPAIRS) نیز تقسیم گردد. بررسی مدارك موجود نشان می دهد با وجود آن كه از سیستهای رزینی هم برای تعمیر و تزریق تركها وهم برای تعمیرات سطحی (PATCH) استفاده شده است، سیستهای سیمانی هنوز برای تزریق تركها به كار گرفته نشده اند.
در میان سیستمهای رزینی به نظر می رسد كه اكثراً اپوكسیها برای انجام تعمیرات بتنی زیر آبی مورد استفاده قرار گرفته اند و دلیل این امر را می توان عملكرد و ویژگیهای بهتر سیستمهای اپوكسی، در مقایسه با سایر سیتمهای موجود دانست. از جلمه ویژگیهای اپوكسیها كه باعث می گردد آنها برای تعمیرات زیر آبی مورد توجه و درخواست قرار گیرند می توان مقاومت بالا، قدرت جمع شدگی (SHRINKAGE) كم در مقابل رطوبت را نام برد. از آنجا كه شرح سیستمهای رزینی در بخش 3-5 (رزینها-RESINS ) آمده است، فقط به شرح و بررسی كامل سیستهای سیمانی كه برای تعمیرات بتنی در زیر آب به كار گرفته می شوند، می پردازیم.
3-11-1 مواد سیمانی برای تعمیرات زیر آبی
(CEMENTITIOUS MATERIALS FOR UNDER WATER REPAIRS)
بر عكس دوغابهای (GROUTS) رزینی، دوغابهای سیمانی كاملاً برای مهندسین و دست اندر كاران آشنا و شناخته شده می باشند. ماده چسباننده و گیرش (BINDER) دوغابهای سیمانی، سیمان پرتلند معمولی است كه به دلیل در دسترس بودن، قیمت پایین، سهولت مصرف و همچنین به واسطهء شناخته شدن آن در صنعت بتن، ملات و دوغاب ساخته شده با سیمان پرتلند معمولی برای تعمیرات داخل آب چندان مناسب نیستند. دلایل آن و اقداماتی كه می توان برای غلبه بر این نارساییها و همچنین سیستمهای تعمیراتی ساخته شده با سیمان معمولی به كار برد، در این بخش به تفصیل شرح داده شده اند.
3-11-1-1 ویژگیهای آب اندازی
(HIGH BLEED CHARACTERISTICS)
پس از قرار گرفتن مخلوط بتن یا ملات، آب آن به خاطر پایین بودن وزن مخصوصش، از دانه ها جدا شده و نزدیك سطح جمع می گردد. این فرآیند (PROCESS) كه نوعی جداشدگی (SEGREGATION) است به نام آب انداختن (BLEEDING) خوانده می شود. از آنجا كه آب انداختن (BLEEDING) برای تعمیرات بتنی مخرب می باشد، بایستی آن را كنترل نمود. یك راه حل آن است كه آب مخلوط را كم می كنیم كه در این صورت روانی مخلوط تحت تأثیر قرار می گیرد. راه دیگر آن است كه از افزودنیها كمك گرفته شود.
ماده افزودنی كه مورد استفاده قرار می گیرد بایستی طوری انتخاب شود كه ضمن كم نمودن آب مورد نیاز مخلوط، روانی آن را حفظ نماید. برای این منظور از روان كننده ها (PLASTICIZERS) استفاده می شود كه به واسطهء وارد نمودن هوا به درون مخلوط، روانی مخلوط را بهبود می بخشد بدون آنكه نیازی به آب بیشتر باشد. همچنین می توان آب انداختن (BLEEDING) را با به كارگیری پودر آلومینیوم، یك ماده منبسط شونده، كلرید كلسیم (cac12)، یك ماده شتاب دهنده با C3A (تری كلسیم آلومینات) بالا و ذرات ریزتر سیمان كم نمود.
3-11-1-2 زمان گیرش طولانی (PROLONGED SETTING TIME)
زمان لازم برای سخت شدن و گیرش مخلوط سیمان پرتلند معمولی، خصوصاً در حرارتهای پایین بسیار طولانی بوده و حدود چند روز به طول می انجامد. گرچه ممكن است این خاصیت، موقع انجام تعمیرات، مزیتی به شمار آید، ولی پس از اینكه بتن در جای خود قرار گرفت این مزیت تبدیل به یك عیب می شود. از انجا كه زمان گیرش به حرارت وابسته است، اهل فن دریافته اند كه می توان با انجام اقداماتی حتی در دماهای زیر 50 درجه سانتیگراد نیز به محض قرار دادن بتن، عمل گیرش آغاز گردد.
3-11-1-3 شسته شدن (WASHOUT)
اگر سیمان پرتلند معمولی در تماس با آب قرار گیرد (مثلاً آب دریا)، به علت تمایل آن برای مخلوط شدن با آب بیشتر، در آب پخش و در نتیجه مواد متشكله (CONSTITUENTS) خود را از دست می دهد. از آنجا كه در تعمیرات بتنی زیر آب، بایستی مواد تعمیری با آب تماس پیدا كرده و آن را جا به جا نماید، عمل شسته شدن (WASHOUT) می تواند اثرات منفی بسیار جدی بر جای بگذارد. جهت غلبه براین مشكل، از افزودنیهایی با مواد شیمیایی با بنیان (BASE) سلولزی (CELLULOSE) و یا پلی اتیلنی (POLYETHYLENE) كه به آب مخلوط اضافه می گردد، كمك گرفته می شود. در واقع ماده افزودنی، تولید محلول كلوئیدی (COLLOID) می نماید كه با تشكیل مانع یا پوسته ای با جریان الكتریكی ELECTRO STATIC، در روی سطح، از مخلوط شدن بیشتر آب جلوگیری می كند.
3-11-1-4 آسیب پذیری در مقابل مواد شیمیایی (SUSCEPTIBILITY TO CHEMICAL ATTACK)
گفته می شود كه تری كلسیم آلومینات (C3A) موجود در مخلوط سیمان پرتلند معمولی، در مقابل عوامل شیمیایی چون كلریدها و سولفاتها، آسیب پذیر می باشد. برای بهبود بخشیدن به مقاومت مخلوط سیمان پرتلند معمولی در قبال مواد شیمیایی موجود در آب، از افزودنیهای آب گریز (HYDROPHOBIC) كمك گرفته می شود. رفتار این افزودنیها مانند عمل آب بند كننده ها (WATER PROOFERS) بوده و برای پایین آوردن نفوذ پذیری بتن به كار می روند. راه دیگر آن است كه از سیمانی استفاده شود كه دارای تری كلسیم آلومینات كمتری باشد.
3-11-1-5 روانی ضعیف (POOR FLOWABILITY)
تا آنجا كه به روانی یك مخلوط (بتن، ملات، دوغاب) مربوط می شود، به كارگیری روشها و تجهیزات مورد نیاز از اهمیت شایانی برخوردار است. زیرا اعمالی چون هم زدن، جا به جا كردن (HANDLING)، حمل و نقل و قرار دادن (PLACING) یك مخلوط بستگی به حد روانی (FLOWABILITY) یا كارآیی (WORKABILITY) دارد.
هچنین به این نكته نیز باید توجه داشت كه موقعیت مكانی محل تعمیر و قابل دسترس بودن آن، در میزان روانی و جریان مخلوط نقش تعیین كننده دارد.
یك روش برای بهبود بخشیدن به حد روانی (FLOWABILITY)، این است كه موقع هم زدن مخلوط، آب بیشتری به آن اضافه گردد. اما این عمل نتایج منفی در پی خواهد داشت. بنابراین به نظر می رسد كه راه حل در كمك گرفتن از روان كننده ها (PLASTICIZERS) و سایر افزودنیهایی كه باعث كاهش آب مخلوط می گردد، باشد. با علم به اینكه وظیفه آب موجود در مخلوط، فراهم آوردن روانی لازمه و نیز امكان انجام تركیبات شیمیایی با دانه های سیمان می باشد، لذا انتخاب روان كننده (PLASTICIZERS)و سایر مواد كاهندهء آب باید به طریقی انجام پذیرد كه به وظیفه دوم آب مخلوط یعنی فراهم آوردن امكان انجام تركیبات سیمان در مخلوط نه تنها آسیب نرساند بلكه آن را تسهیل نماید.
باور این است كه روان كننده ها (PLASTICIZERS) دارای خواصی هستند كه باعث كاهش كشش سطحی (SURFACE TENSION) آب مخلوط شده و با پخش نمودن ذرات سیمان در تمامی فاز AQUEOUS، این ذرات توسط آب مخلوط كاملاً احاطه شده به نوبه خود باعث بهبود انجام تركیبات شیمیایی در درون مخلوط می شوند.
3-11-1-6 جمع شدگی یا انقباض (SHRINKAGE)
موضوع انقباض یا جمع شدگی (SHRINKAGE) از خصوصیات بسیار مهم یك سیستم تعمیری است. اگر این جمع شدگی بیش از حد مجاز باشد، باعث ترك خوردگی، جدا شدن لایه تعمیری و در نتیجه كاهش استحمام و پایایی می گردد.
عمل جداشدن لایه تعمیری به دلیل ایجاد تنشهای موجود (RESIDUAL) در مرز بین لایه تعمیری و بتن قدیمی، كه حاصل انقباض سیستم تعمیری است، بسیار بحرانی بوده و خستگی (FATIGUE) و گسیختگیهای چسبندگی در طول مرز دو لایه را باعث می گردد. به طور كلی، بسته به مقدار آب مخلوط، انقباض سیمان پرتلند معمولی بالاست. گفته می شود كه این موضوع اساساً به دلیل كاهش حجم مخلوط به هنگام گیرش است.
برای فائق آمدن به این مشكلات، از افزودنیهایی كمك گرفته می شود كه نه تنها باعث از بین رفتن انقباض (جمع شدگی) سیستم می گردند، بلكه انبساط كلی را نیز ایجاد می نمایند. بعضی از موارد منبسط شونده كه در صنعت راه و ساختمان معمول هستند به قرار زیر می باشند:
(الف) پودر آلومینیوم متالیكی (METALLIC ALUMINUM POWDER): در این سیستم عمل منبسط شدن به دلیل آزاد شدن گاز هیدروژن می باشد كه خود حاصل عمل شیمیایی آلكالی روی آلومینیوم متالیكی است.
(ب) آهن متالیكی (METALLIC IRON): در این سیستم عمل انبساط مربوط می شود به اكسیدی كه حاصل عكس العمل شیمیایی یونهای كلریدی در یك محیط (MEDIUM) قلیایی است كه باعث خوردگی (CORROSION) یا زنگ زدگی (OXIDATION) آهن شده و نتیجتاً حجم بیشتری را ایجاد می نماید.
(پ) سولفات كلسیم (GYPSUM): در این سیستم انبساط حاصله در اثر تولید كلسیم سولفو آلومینات (CALCIUM SULPHO ALUMINATE) می باشد كه از تركیب شیمیایی سولفات كلسیم با تری كلسیم آلومینات به وجود می آید.
3-11-1-7 جدا شدن (SEGREGATION)
جدا شدن (SEGREGATION) در اصطلاح به عملی اطلاق می گردد كه طی آن اجزای تشكیل دهندهء یك مخلوط از یكدیگر جدا می شوند. وقتی عمل جدا شدن (SEGREGATION) به وقوع می پیوندد، ذرات (PARTICLES) سنگینتر تمایل به ته نشین شدن داشته و در نتیجه ذرات سبكتر در قسمتهای بالا قرار می گیرند. در نتیجه به خاطر اینكه مخلوط حالت یكنواختی خود را از دست می دهد، ضعفهایی در سیستم ایجاد شده و باعث خرابی و گسیختگی نهایی آن می گردد. این مشكل معمولاً با استفاده از برخی مواد افزودنی قابل بر طرف شدن می باشند. مواد افزودنی باعث می شوند قدرت چسبندگی درون مخلوط (COHESIVE STRENGTH) افزایش یابد.
3-11-1-8 نفوذ آب دریا به سیستم تعمیری (PERMEABILITY TO SEA WATER)
در رابطه با مسأله نفوذ پذیری، دو مرحلهء كاملاً متمایز را می توان تعریف نمود:
یكی نفوذ پذیری لایه سخت شده كه برای حفاظت از بتن مادر یا سازه زیرین به كار رفته است و دیگری میزان نفوذ (PENETRATION) آب دریا به درون مخلوط تازه سفت نشده.
راجع به مسأله دوم یعنی نفوذ آب دریا به درون مخلوط تازه باید گفت، مشكلات حاصله تا حدی به مشكلات شسته شدن (WASHOUT)، آب انداختن (BLEEDING) و جدا شدگی (SEGREGATION) شباهت دارند كه در مباحث قبلی به آنها اشاره شد. اما به دلیل آنكه نفوذ پذیری سازه های بتنی دریایی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است، انواع مختلف آب بند كننده ها (WATER PROOFERS) موجود می باشد كه می توان با افزودن آنها به مخلوط تازه، نفوذ پذیری لایهء تعمیری سخت شده را كاهش داد.
3-11-1-9چسبندگی به بتن قدیمی (بتن مادر)
(ADHESION TO THE SUBSTRATE CONCRETE)
یكی از وظایف مهم یك سیستم تعمیری، حفاظت از سطحی است كه بر روی آن اعمال می شود. پر واضح است تا وقتی كه چسبندگی لازم و كافی بین لایه تعمیری و بتن قدیمی وجود نداشته باشد، لایه تعمیری از انجام این وظیفه باز خواهد ماند. برای بهبود خاصیت جسبندگی مخلوط های ساخته شده از سیمان پر تلند معمولی، مولكولهای آلی با زنجیره های طولانی، مانند استیرن بوتادین (STYRENEBUTADIENE RUBBERS) به سیستم افزوده می گردد. گفته می شود كه این افزودنیهای پلیمری مقاومت چسبندگی و كششی مخلوط را بهبود می بخشند.
استیرن (STYRENE) و بوتادین (BUTADIENE) را می توان به حالت تك مولكولی(MONOMER) در آب مخلوط EMULSIFY كرده، سپس با اضافه نمودن پخش كننده های (DISRERSANT) مناسب (COMPATIBLE)، آن را به طور معمولی به آب مخلوط افزود.
علیرغم ادعاهایی كه توسط تولید كنندگان در رابطه با سیستمهای تعمیری اصلاح شده با پلیمر می شود، تحقیقات انجام شده در این زمینه نسبتاً جوان بوده و اطلاعات كمی در مورد دوام و پایایی بتنهای پلیمری در دراز مدت در دست می باشد.

P O U R I A · Jan 24, 2014

روش های سبک کردن بتن

روش های سبک کردن بتن

روش های سبک کردن بتن
پسه گروه اصلی بتن سبک عبارتند از : بتن ساخته شده با مواد پر کننده سبک ، بتن گاز دار و بتن خشن یا بدون ذرات ریز.

خیلی از مواد پر کننده سبک به عنوان محصولات فرعی دیگر عملیات صنعتی تولید می شوند یا مستقیم از منابع طبیعی به دست می آیند. تنها استثنا پلی استایرن منبسط شده است که دارای بالا ترین اندازه نارسانایی ( عایق بودن حرارتی) است ولی چون از محصولات پتروشیمی به دست می آید گران است.

پودر خاکستر سوخت یا دوده

پودر خاکستر سوخت ، ماده دفعی کارخانجات الکتریکی است که با زغال سنگ کار می کنند. پودر ریز خاکستر سوخت را مرطوب ، گلوله ، داغ و یکپارچه می کند تا ماده سبک و همگنی به دست آید . می توان از این ماده در جاهای که تحمل بار لازم است اسنفاده کرد.

پوکه سرباره کوره آهن گذلری

سرباره کوره بلند یک تولید جانبی صنعت فولاد سازی است. سرباره مذاب را در برابر آبی که با فشار زیاد پاشیده می شود قرار می دهند تا ماده ای به شکل سنگ پا تولید شود. این ماده را خرد کرده و دانه بندی می کنند تا ماده پر کننده ای که قابل استفاده در بتن باشد تولید کنند . کاربرد آن در محل هایی است که تحمل بار لازم باشد. می توان آنهارا به صورت پوکه های کروی شکل نیز در آورد.

پوکه رسی (پوکه صنعتی)

انواع خاصی از مواد رسی طبیعی را به صورت گلوله هایی در می آورند و سپس در کوره گرم می کنند . بر اثر رها شدن آرام گازها گلوله ها از داخل ، منبسط و متخلخل می شنود و این واکنش ها باعث ایجاد یک پوسته سخت و محکم بر روی گلوله نیز می شوند.این مواد پر کننده سبک وزن نیز در محل هایی که تحمل بار لازم است به کار می روند.

پرلیت منبسط شده

پرلیت نوعی سنگ آتشفشانی شیشه ای شکل است . ار آن را تا نزدیکی نقطه ذوب خود گرم کنیمدر داخل آن بخار ایجاد می شود که یک ماده متخلخل با چگالی پایین ایجاد می کند . بتنی که با پرلیت منبسط شده تولید شود عایق حرارتی خوبی است ولی مقاومت فشاری کمی دارد و بر اثر خشک شدن زیاد منقبض می شود.

ور میکولیت متورق:

ورمیکولیت یک کانی است که مثل میکا از لایه های نازک تشکیل شده است و وقتی گرم می شود این لایه ها از هم جدا می شوند. جدا شدن لایه ها حجم ماده را به حدود 30 برابر حجم اولیه می رساند و ماده پر کننده بسیار سبک وزنی ایجاد می کند. بتن تهیه شده با این ماده پرکننده دارای خصوصیات بسیار خوبی از نظر عایق گرمایی است ولی مقاومت فشاری آن کم است و انقباض آن بر اثر خشک شدن بسیار زیاد است.

پلی استایرن منبسط شده

دانه های گرد پلی استایرن منبسط شده دارای بالا تریت نا رسانایی گرمایی هستند ولی مقاومت فشاری آن آندک است. بتن تهیه شده با دانه های پلی استایرن بیشتر زمانها به عنوان ماده اصلی عایق حرارتی ، همراه با پیش ساخته بتن ، استفاده می شود.

بتن حباب دار

بتن حبابدار از مواد کف سازیا پودر آلومینیوم تهیه می شود . وزن مخصوص آن بین 400 تا 1600 کیلوگرم در متر مکعب و مقاومت فشاری آن از یک تا ده نیوتن بر میلیمتر مربع متغیر است . در این نوع بتن ، بتن هایی با چگالی پایین تر ، انقباض در اثر از دست دادن رطوبت در بتن های با چگالی کمتر ، زیاد است . بلوک های پخته شده در کارخانه از این نوع بتن دارای انقباض بسیار اندک هستند و مقاومت فشاری آنها از بتن حبابدار ریخته شده در کارگاه بهتر است. به طور کلی بتن حبابدا ر در یخبندان مقاوم است .اما سطح خارجی آن باید پرداخت شود تا جلوی جذب اضافی آب را بگیرد . کارایی بتن حبابدار بالا است و به راحتی بریده می شود و میخ در آن به راحتی فرو می رود.

بتن بدون ریز دانه

از دانه بندی یک نواخت ( معمولا بین 10 تا 30 میلی متر) و خمیر سیمان تهیه می شود. برای ماده پر کننده می توان هم از ماده پر کننده چگال ( شن و ماسه ) و هم از مواد پر کننده سبک استفاده کرد. در هر صورت باید در تهیه مخلوط و ریخت دقت کرد که خمیر سیمان ماده پر کننده را بپوشاند و از هم جدا نشود. خمیر ایجاد شده را نباید هم زد ویا لرزاند، چون هنگامی که ماده در محل ریخته می شود فضاهای خالی ایجاد می شود. این نوع بتن بر اثر از دست دادن آب زیاد منقبض نمی شود. و جود فضاهای خالی نارسانایی گرمایی بتن را در مقایسه با بتن چگال مشابه افزایش می دهد. سطح نا صاف بتن پس از خشک شدن نیاز به پرداخت یا اندود کردن دارد. این کار برای جلوگیر از نفوذ باران ، هوا و یا صدا لازم است.

P O U R I A · Jan 24, 2014

علل فرسودگی و تخریب سازه های بتنی

علل فرسودگی و تخریب سازه های بتنی

علل فرسودگی و تخریب سازه های بتنی

علل فرسودگی و تخریب سازه های بتنی (CAUSES OF DETERIORATIONS)

علل مختلفی که باعث فرسودگی و تخریب سازه های بتنی می شود همراه با علائم هشدار دهنده دیگری که کار تعمیرات را الزامی می دارند، در نخستین بخش از کتاب مورد بررسی و تحلیل قرار می گیرند:

۱ـ۱- نفوذ نمکها (INGRESS OF SALTS)
نمکهای ته نشین شده که حاصل تبخیر و یا جریان آبهای دارای املاح می باشند و همچنین نمکهایی که توسط باد در خلل و فرج و ترکها جمع می شوند، هنگام کریستالیزه شدن می توانند فشار مخربی به سازه ها وارد کنند که این عمل علاوه بر تسریع و تشدید زنگ زدگی و خوردگی آرماتورها به واسطه وجود نمکهاست. تر وخشک شدن متناوب نیز می تواند تمرکز نمکها را شدت بخشد زیرا آب دارای املاح، پس از تبخیر، املاح خود را به جا می گذارد.

۱ـ۲- اشتباهات طراحی (SPECIFICATION ERRORS)
به کارگیری استانداردهای نامناسب و مشخصات فنی غلط در رابطه با انتخاب مواد، روشهای اجرایی و عملکرد خود سازه، می تواند به خرابی بتن منجر شود. به عنوان مثال استفاده از استانداردهای اروپایی و آمریکایی جهت اجرای پروژه هایی در مناطق خلیج فارس، جایی که آب و هوا و مواد و مصالح ساختمانی و مهارت افراد متفاوت با همه این عوامل در شمال اروپا و آمریکاست، باعث می شود تا دوام و پایایی سازه های بتنی در مناطق یاد شده کاهش یافته و در بهره برداری از سازه نیز با مسائل بسیار جدی مواجه گردیم.

۱ـ۳- اشتباهات اجرایی (CON STRUCTION ERRORS)
کم کاریها، اشتباهات و نقصهایی که به هنگام اجرای پروژه ها رخ می دهد، ممکن است باعث گردد تا آسیبهایی چون پدیدهء لانه زنبوری، حفره های آب انداختگی، جداشدگی، ترکهای جمع شدگی، فضاهای خالی اضافی یا بتن آلوده شده، به وجود آید که همگی آنها به مشکلات جدی می انجامند.
این گونه نقصها و اشکالات را می توان زاییدهء کارآئی، درجهء فشردگی، سیستم عمل آوری، آب مخلوط آلوده، سنگدانه های آلوده و استفاده غلط از افزودنیها به صورت فردی و یا گروهی دانست.

۱ـ۴- حملات کلریدی (CHLORIDE ATTACK)
وجود کلرید آزاد در بتن می تواند به لایهء حفاظتی غیر فعالی که در اطراف آرماتورها قرار دارد، آسیب وارد نموده و آن را از بین ببرد.
خوردگی کلریدی آرماتورهایی که درون بتن قرار دارند، یک عمل الکتروشیمیایی است که بنا به خاصیتش، جهت انجام این فرآیند، غلظت مورد نیاز یون کلرید، نواحی آندی و کاتدی، وجود الکترولیت و رسیدن اکسیژن به مناطق کاتدی در سل (CELL)خوردگی را فراهم می کند.
گفته می شود که خوردگی کلریدی وقتی حاصل می شود که مقدار کلرید موجود در بتن بیش از ۶/۰ کیلوگرم در هر متر مکعب بتن باشد. ولی این مقدار به کیفیت بتن نیز بستگی دارد.
خوردگی آبله رویی حاصل از کلرید می تواند موضعی و عمیق باشد که این عمل در صورت وجود یک سطح بسیار کوچک آندی و یک سطح بسیار وسیع کاتدی به وقوع می پیوندد که خوردگی آن نیز با شدت بسیار صورت می گیرد. از جمله مشخصات (FEATURES ) خوردگی کلریدی، می توان موارد زیر را نام برد:
الف- هنگامی که کلرید در مراحل میانی ترکیبات (عمل و عکس العمل) شیمیایی مورد استفاده قرار گرفته ولی در انتها کلرید مصرف نشده باشد.
ب- هنگامی که تشکیل همزمان اسید هیدروکلریک، درجه PH مناطق خورده شده را پایین بیاورد. وجود کلریدها هم می تواند به علت استفاده از افزودنیهای کلرید باشد و هم می تواند ناشی از نفوذیابی کلرید از هوای اطراف باشد.
فرض بر این است که مقدار نفوذ یونهای کلریدی تابعیت از قانون نفوذ FICK دارد. ولی علاوه بر انتشار (DIFFUSION) به نفوذ(PENETRATION) کلرید احتمال دارد به خاطر مکش موئینه (CAPILLARY SUCTION) نیز انجام پذیرد.

۱ـ۵- حملات سولفاتی (SULPHATE ATTACK)
محلول نمکهای سولفاتی از قبیل سولفاتهای سدیم و منیزیم به دو طریق می توانند بتن را مورد حمله و تخریب قرار دهند. در طریق اول یون سولفات ممکن است آلومینات سیمان را مورد حمله قرار داده و ضمن ترکیب، نمکهای دوتایی از قبیل:THAUMASITE و ETTRINGITEتولید نماید که در آب محلول می باشند. وجود این گونه نمکها در حضور هیدروکسید کلسیم، طبیعت کلوئیدی(COLLOIDAL) داشته که می تواند منبسط شده و با ازدیاد حجم، تخریب بتن را باعث گردد. طریق دومی که محلولهای سولفاتی قادر به آسیب رسانی به بتن هستند عبارتست از: تبدیل هیدروکسید کلسیم به نمکهای محلول در آب مانند گچ (GYPSUM) و میرابلیت MIRABILITE که باعث تجزیه و نرم شدن سطوح بتن می شود و عمل LEACHING یا خلل و فرج دار شدن بتن به واسطه یک مایع حلال، به وقوع می پیوند.

1-6- حريق (FIRE)
سه عامل اصلي وجود دارد كه مي توانند مقاومت بتن را در مقابل حرارت بالا تعيين كنند. اين عوامل عبارتند از:
(الف) توانايي بتن در مقابله با گرما و همچنين عمل آب بندي، بدون اينكه ترك، ريختگي و نزول مقاومت حاصل گردد.
(ب) رسانايي بتن (CONDUCTIVITY)
(ج) ظرفيت گرمايي بتن(HEAT CAPACITY)
بايد توجه داشت دو مكانيزم كاملاً متضاد انبساط (EXPANSION) و جمع شدگي مسؤول خرابي بتن در مقابل حرارت مي باشند. در حالي كه سيمان خالص به محض قرار گرفتن در مجاورت حرارتهاي بالا، انبساط حجم پيدا مي كند، بتن در همين شرايط يعني در معرض حرارتهاي (دماي) بالا، تمايل به جمع شدگي و انقباض نشان مي دهد. چون حرارت باعث از دست دادن آب بتن مي گردد، نهايتاً اينكه مقدار انقباض در نتيجه عمل خشك شدن از مقدار انبساط فراتر رفته و باعث مي شود جمع شدگي حاصل شود و به دنبال آن ترك خوردگي و ريختگي بتن به وجود مي آيد .به علاوه در درجه حرارت 400 درجه سانتي گراد، هيدروكسيد كلسيم آزاد بتن كه در سيمان پر تلند هيدراته شده موجود است، آب خود را از دست داده و تشكيل اكسيد كلسيم مي دهد. سپس خنك شدن مجدد و در معرض رطوبت قرار گرفتن باعث مي شود، تا از نو عمل هيدراته شدن حاصل شود كه اين عمل به علت انبساط حجمي موجب بروز تنشهاي مخرب مي گردد. هچنين انبساط و انقباض نا هماهنگ و متمايز (DIFFERENTIAL EXPANSION AND CONTRACTION)مواد تشكيل دهنده بتن مسلح مانند آرماتور، شن، ماسه و ... مي توانند در ازدياد تنشهاي تخريبي نقش مؤثري داشته باشند.

1-7- عمل يخ زدگي (FROST ACTION)
براي بتنهاي خيس، عمل يخ زدگي يك عامل تخريب مي باشد، چون آب به هنگام يخ زدن ازدياد حجم پيدا كرده و باعث توليد تنشهاي مخرب دروني شده و لذا بتن ترك مي خورد. تركها و درزهائيي كه نتيجه يخ زدگي و ذوب متناوب مي باشند، باعث مي گردند سطح بتن به صورت پولكي درآمده و بر اثر فرسايش، خرابي عمق بيشتري يابد بنابراين عمل يخ ز دگي بتن و ميزان تخريب حاصله، بستگي به درجه تخلخل و نفوذپذيري بتن دارد كه اين موضوع علاوه بر تأثير تركها و درزهاست.

1-8- نمكهاي ذوب يخ (DE-ICING SALTS)
اگر براي ذوب نمودن يخ بتن، از نمكهاي ذوب يخ استفاده شود، علاوه بر خرابيهاي حاصله از يخ زدگي، ممكن است همين نمكها نيز باعث خرابي سطحي بتن گردند. چون باور آن است كه خرابيهاي حاصل از نمكهاي ذوب يخ، در نتيجه يك عمل فيزيكي به وقوع مي پيوندد، غلظت نمكها، موجود بودن آبي كه قابليت يخ زدگي داشته باشد و در كل فشارهاي هيدروليكي و غشايي (OSMOTIC) نقش بسيار مهمي در دامنه و وسعت خرابيها ايفا مي كنند.

1-9- عكس العمل قليايي سنگدانه ها (ALKALI-AGGREGATE REACTION)
در اين قسمت مي توان از واكنشهاي "قليايي- سيليكا" و "قليايي- كربناتها" نام برد.
عكس العمل قليايي – سيليكا(ALKALI-SILICA) عبارتست از: ژلي كه از عكس العمل بين هيدروكسيد پتاسيم و سيليكاي واكنش پذير موجود در سنگدانه حاصل مي شود. بر اثر جذب آب، اين ژل انبساط پيدا كرده و با ايجاد تنشهايي منجر به تشكيل تركهاي دروني در بتن مي شود. واكنش قليايي –كربنات، بين قلياهاي موجود در سيمان و گروه مشخصي از سنگهاي آهكي (DOLOMITIC) كه در شرايط مرطوب قرار مي گيرند، به وقوع مي پيوندد. در اينجا نيز انبساط حاصله باعث مي شود تا تركهايي ايجاد شود يا در مقاطع باريك خميدگيهايي به وجود آيد.

1-10- كربناسيون(CARBONATION)
گاه لايه حفاظتي كه در مجاورت آرماتور داخل بتن موجود است، در صورت كاهش PH بتن اطراف، به كلي آسيب ديده و از بين مي رود. بنابراين نفوذ دي اكسيد كربن از هوا، عكس العملي را با بتن آلكالين ايجاد مي نمايد كه حاصل آن كربنات خواهد بود و در نتيجه درجه PH بتن كاهش مي يابد. همچنان كه اين عمل از سطح بتن شروع شده و به داخل بتن پيشروي مي نمايد؛ آرماتور بتن تحت تأثير اين عمل دچار خوردگي مي گردد. علاوه بر خوردگي، دي اكسيد كربن و بعضي اسيدهاي موجود در آب دريا مي توانند هيدروكسيد كلسيم را در خود حل كرده و باعث فرسايش سطح بتن گردند.

1-11- علل ديگر (OTHER CAUSES)
علل بسيار ديگري نيز باعث آسيب ديدگي و خرابي بتن مي شوند كه در سالهاي اخير شناسايي شده اند. بعضي از اين عوامل داراي مشخصات خاصي بوده و كاربرد بسيار موضعي دارند. مانند تأثير مخرب چربيها بر كف بتن كشتارگاهها، مواد اوليه در كارخانه ها و كارگاههاي توليدي، آسيب حاصله از عوارض مخرب فاضلابها و مورد استفاده قرار دادن سازه هايي كه براي منظورها و مقاصد ديگري ساخته شده باشند، نه آنچه كه مورد بهره برداري است. مانند تبديل ساختمان معمولي به سردخانه، محل شستشو، انباري، آشپزخانه، كتابخانه و غيره. با اين همه اكثر آنها را مي توان در گروههاي ذيل طبقه بندي نمود:
(الف) ضربات و بارههاي وارده (ناگهاني و غيره) در صورتي كه موقع طراحي سازه براي اين گونه بارگذاريها پيش بينيهاي لازم صورت نگرفته باشد.
(ب) اثرات جوي و محيطي
(پ) اثرات نامطلوب مواد شيميايي مخرب

P O U R I A · Jan 24, 2014

تخریب بتن در مناطق دریایی

تخریب بتن در مناطق دریایی

تخریب بتن در مناطق دریایی

در مناطق گرمسیری و دریایی، به سبب وجود شرایط محیطی حاد و خورنده، سازههای بتن مسلح در معرض ابتلا به انواع خرابیها قرار دارند. در حال حاضر سالانه برای ترمیم خرابیهای آرماتور و خسارت ناشی از آن، میلیاردها دلار در سراسر دنیا هزینه میشود. تعمیر بتن در مناطق دریایی شامل تعمیر بتن در خارج از آب و تعمیر آن در داخل آب میگردد. در خارج از آب عمدهترین خرابیها ناشی از خوردگی میلگرد در بتن، خرابی سولفاتی، واکنش قلیایی سنگدانهها و کربناتی شدن بتن میباشد که سبب خوردگی فولاد میگردد. تعمیر سازههای بتنی در زیر آب مسائل پیچیده و مشکلی را در بردارد. هر چند که روشهای تعمیر و نوع مصالحی که به کار میرود شبیه به حالتهای تعمیر بتن در خارج از آب است، ولی شرایط سخت محیطی و مشکلاتی که کار در زیر آب و یا در ناحیه ی پاشش آب به همراه دارد، تفاوتهای عمدهای را ایجاد میکند. فرسایش و تخریب بتن در نواحی جزر و مد و یا در ناحیه ی پاشش آب نیز یک مساله ی جدی از نقطه نظر اقتصادی میباشد. موج آب که حاوی اکسیژن و املاح متعددی میباشد، اثر تخریبی مؤثری بر سنگدانههای بتن دارد.

اثرات مواد زیان آور بر خواص بتن

1. کربنات سدیم » گیرش سیمان را تسریع می کند،با حداکثر غلظت 0.1%

2. بی کربنات سدیم » گیرش سیمان را تسریع یا کند می کند با حداکثر غلظت 0.4% تا 0.1%

3. کلرورها » تسریع در زنگ زدگی آرماتور و کابل های پیش تنیدگی.بیش از 0.06% در بتن پیش تنیده و 0.1% در بتن آرمه خطرناک است.

4. سولفاتها » اثر نامطلوب روی بتن.به ازای هر 1% سولفات در آب،10% کاهش مقاومت بوجود می آید.

5. فسفاتها،آرسنات ها و براتها » افزایش زمان گیرش.حداکثر غلظت 0.05%

6. نمک های مس،روی،سرب،منگنز،قلع » افزایش زمان گیرش.حداکثر غلظت 0.05%

7. آبهای اسیدی » در صورت وجود اسید کلریدریک و اسید سولفوریک و سایر اسیدهای غیرآلی،حداکثر تا 0.1% بلامانع است و آبهای با 4.5<8.5< FONT> مجاز نیست.

8. آبهای قلیایی » در صورت وجود بیش از 0.5% هیدروکسید سدیم و 1.2% هیدروکسید پتاسیم ( نسبت به وزن سیمان ) باشد،مقاومت بتن تقلیل می یابد.

9. آبهای گل آلود » قبل از مصرف از حوضچه های ته نشینی عبور داده و یا به روش دیگر تصفیه کرد.

10. آب دریا » با حداکثر 3.5% نمک محلول برای ساخت بتن ( بدون آرماتور ) بلامانع است.

11. مقاومت بتن ساخته شده با آب دریا بین 10% تا 20% کاهش می یابد.

P O U R I A · Jan 24, 2014

خوردگی و تقویت بتن

خوردگی یکی از مؤثرترین فاکتورها در تعیین عمر اقتصادی برای ساختمانها می باشد. خوردگی نتیجه یک سری فعل و انفعالات شیمیایی در بتن و آرماتور ها می باشد. در بتن آرماتورها توسط بتن، محافظت می گردد. (PH=13) بالا که از خصوصیات بتن می باشد PH بالا کاهش یابد، محافظت بتن از روی آرماتورها حذف می گردد. این جزء از PH زمانی که این مقاطع بتنی زنگ می زند،این زنگ زدگی باعث افزایش حجم میلگردها می گردد که این موضوع موجب ایجاد ترک در مقطع به موازات میلگردها خواهد شد. زمانیکه بتن ترک خورد میلگرد به طور کامل در معرض اثرات جوی و عوامل خوردگی قرار می گیرد که این خود باعث کاهش عمر ساختمان خواهد گردید. از عوامل دیگر خوردگی در بتن یک واکنش شیمیایی با نام کربناسیون در مقطع بتنی است که عامل آن یون های فعال کلسیم که ناشی از هیدراسیون سیمان است، می باشد. این یون های فعال به سرعت با گازهای جو و رطوبت هوا واکنش انجام داده و باعث ایجاد ترکیبات شیمیایی پیچیده می گردد که سبب تغییرات در مشخصات مقطع واحد گردید. این زنجیره از واکنشهای شیمیایی به سرعت بتن را کاهش داده و بنابراین باعث شروع خوردگی در میل گردها می گردد. در ادامه PH سیمان نیز خواص خود را از دست می دهد و قابلیت تحمل خمش در آن به شدت کاهش می یابد. در واقع یک روش ترمیم بتن است که برای مقاطع بتنی که مقاومت خود را در اثر Izo-BTS خوردگی از دست داده اند و یا آنکه در هنگام اجرا در اثر عدم دقت کافی به مقاومت مورد نظر نرسیده اند و یا در اثر زلزله دچار تخریب شده اند، استفاده می گردد. با توجه به مراحل کار در این روش ابتدا قسمتهای ضعیف مقطع بتنی که مقاومت لازم را ندارند توسط روشهای مکانیکی تخریب می گردد که لازمه آن، در ابتدای کار قبل از تخریب، تعیین عمق دقیق نفوذ خوردگی در مقطع است که توسط آزمایشات خاصی این عمق و نواحی که ترمیم باید در آن انجام شود مشخص می گردد. ترمیم می گردد، این ماده در مرحله بعد سطح بتن توسط ماده ای خاص با نام IZOMET-BRM دارای شباهت زیادی با بتن می باشد اما قابلیتها و خواص آن چه به لحاظ مشخصات ساختمانی و چه به لحاظ مقاومت در برابر عوامل خوردگی بسیار بالاتر از بتنهای معمولی است.

تقویت سازه های بتنی

هدف در این روش مقاوم سازی سازه ها در مقابل زلزله و یا بالا بردن مقاومت سازه بنا بهنیازمواردی همچون تغییر کاربری ساختمان و یا اشتباه درمحاسبات اولیه طراح می باشد. در این روش علاوه بر بدست آوردن مشخصات مورد نظر به لحاظ ساختمانی مسایل معماری ساختمان و زیبایی بنا نیز مد نظر است بدین صورت که در این روش بعد از اتمام کار سطح مقطع اجزا ساختمان تغییراتی نخواهد داشت. روش کار بدین صورت است که یک سری ورقهای فولادی با توجه به محاسبات انجام شده و مقاومت موردنظر از خارج مقطع توسط یک نوع Steel-plates اپوکسی خاص به مقطع اضافه می گردد. طراحی این فولادها و مقادیر آن با توجه به محاسبات اولیه ساختمان و نیز مشخصاتی از مقطع که در نظر داریم به آن برسیم انجام می گیرد. مراحل انجام کار و نیز مواد استفاده شده به صورتی است که بعد از پایان مقطع جدید و قدیم به خوبی با یکدیگر کار می کنند.

P O U R I A · Jan 24, 2014

مقابله با خوردگی بتن

مقابله با خوردگی بتن

مقابله با خوردگی بتن

مسأله خوردگی فولاد در بتن از معضلات عمده کشورهای مختلف جهان است. این مسأله حتی در کشورهای پیشرفته همچون آمریکا، کانادا، ژاپن و بعضی کشورهای اروپایی هزینه های زیادی را برای تعمیر آنها به دنبال داشته است. به عنوان مثال درگزارش های اخیر بررسی پل ها در امریکا حدود 140،000 پل مسأله داشته اند. این مسأله در کشورهای در حال توسعه و در کشورهای حاشیه خلیج فارس بسیار شدیدتر بوده و سازه های بتنی زیادی در زمانی نه چندان طولانی دچار خوردگی و خرابی گشته اند. بررسی ها در این مناطق نشان می دهد که اگر مصالح مناسب انتخاب گردد، بتن با مشخصات فنی ویژه این مناطق طرح گردد، در اجرای بتن از افراد کاردان استفاده شود و سرانجام اگر عمل آوری کافی ومناسب اعمال شود، بسیاری از مسائل بتن بر طرف خواهد گشت. به هرحال برای پیشگیری در سال های اخیر روش ها و موادی توصیه و به کار گرفته شده است که تا حدی جوابگوی مسأله بوده است.
استفاده از آرماتورهای ضدزنگ و نیز آرماتورهای با الیاف پلاستیکیfrp یکی از این روش ها است که به علت گرانی آن هنوز کاملا توسعه نیافته است. به علاوه عملکرد دراز مدت این مواد باید پس از تحقیقات روشن گردد.

از روش های دیگر کاربرد حفاظت کاتدیک در بتن می باشد با استفاده از جریان معکوس با آند قربانی شونده می توان محافظت خوبی برای آرماتورها ایجاد نمود. این روش نیاز به مراقبت دائم دارد ونسبتا پرخرج است ولی روش مطمئنی می باشد.
برای محافظت آمارتور در مقابل خوردگی، چند سالی است که از آرماتور با پوشش اپوکسی استفاده می شود. تاریخچه مصرف این آرماتورها بویژه در محیط های خورنده نشان می دهد که در بعضی موارد این روش موفق و در پاره ای نا موفق بوده است. به هرحال اگر پوشش سالم بکار گرفته شود با این روش می توان حدود 10 تا 15 سال خوردگی را عقب انداخت.
استفاده از ممانعت کننده ها و بازدارنده های خوردگی بتن نیز به دو دهه اخیر برمی گردد. مصرف بعضی از این مواد همچون نیترات کلسیم و نیترات سدیم جنبه تجارتی یافته است. به هر حال عملکرد این مواد در تاخیر انداختن خوردگی در تحقیقات آزمایشگاهی و نیز در محیط های واقعی مناسب بوده است. بازدارنده های دیگری از نوع آندی و کاتدی مورد آزمایش قرار گرفته اند ولی دلیل گرانی زیاد هنوز کاربرد صنعتی پیدا نکرده اند.
برای محافظت بیشتر آرماتور و کم کردن نفوذپذیری پوشش های مختلف سطحی نیز روی بتن آزمایش و به کار گرفته شده است. این پوشش ها که اغلب پایه سیمانی و یا رزینی دارند با دقت روی سطح بتن اعمال می گردند. عملکرد دوام این پوشش به شرایط محیطی وابسته بوده و در بعضی محیط ها عمر کوتاهی داشته و نیاز به تجدید پوشش بوده است. روی هم رفته پوشش های با پایه سیمانی هم ارزانتر بوده و هم به علت سازگاری با بتن پایه پیوستگی و دوام بهتری در محیط های خورنده و گرم نشان می دهند.
با پیشرفت روزافرون انقلاب تکنولوژیک به ویژه در تولید بتن های خاص برای مناطق و شرایط خاص می توان از این بتن ها در ساخت وسازهای آینده استفاده نمود. دانش استفاده صحیح از مصالح، اجرای مناسب و عمل آوری کافی می تواند به دوام بتن ها در مناطق خاص بیفزاید. تحقیفات گسترده و دامنه داری برای بررسی دوام بتن های خاص در شرایط ویژه و در دراز مدت بایستی برنامه ریزی و به صورت جهانی به اجرا گذاشته شود.

P O U R I A · Jan 24, 2014

حفاظت بتن

حفاظت بتن

حفاظت بتن

علیرغم اینکه مدت نسبتا؛ زیادی از پیرایش بتن نمی گذرد ( حدود ۱۲۵ سال ) شناخت علل فساد در پروسه ی تحقیقات میدانی و جلوگیری از بروز آن ‏‏، مقاومت زیاد ، استحکام و شکل پذیری بتن استفاده از این ماتریال را با استقبال روز افزونی مواجه ساخته است .
با توجه به گستردگی استفاده از بتن نتایج بهره وری از آن همواره رضایت بخش نبوده و در پاره ای از موارد مسائل و مشکلاتی بوجود آورده است . در سازه های بتونی ا«ن پرسش مطرح است که آیا بتن با ترکیبات اولیه ی خویش به تنهایی توانسته است در شرایط زمانی و مکانی مختلف عملکرد بهینه ای داشته باشد ؟ متأسفانه بررسی ها و تحقیقات انجام شده در این زمینه ، پاسخ منفی را بدست می دهد .
مقاله ی حاضر بر اساس تحقیقات میدانی انجام شده در زمینه ی شناخت علل فساد بتن در استان هرمزگان تهیه گردیده است .

فساد پذیری سازه های بتونی که کاهش دوام سازه یی رع به همراه دارد ، اسباب نگرانی سازه های مهمی چون مجتمع بندری شهید رجائی ، سد میناب ، خط انتقال آب میناب – بندر عباس و دهها پروژه ی دیگر را فراهم ساخته است .

شناخت علل فساد بتن در پروسه ی تحقیقات میدانی و جلوگیری از بروز آن در قالب طرح مدیریت حفاظت بتن ، جمع بندی و ارائه گردیده است . لذا لازم است که قبل از ورود به بحث اصلی به تبیین اصطلاحات ویژه ای بپردازیم که کرارا؛ از آن استفاده خواهد شد .

امروزه با عاریه گرفتن اصطلاح خوردگی از بخش متالوژی عنوان ؛ خوردگی بتن ؛ ابداع شده است . در حالی که واژه خوردگی تعریف روشنی از چگونگی بروز فعل و انفعالاتی که تخریب زودرس بتن را بهمراه داردئ به دست نمی دهد .
ازدیاد حجم فولاد درون سازه بتونی بر اثر واکنش های شیمیایی / الکتروشیمیایی ، سبب افزایش فشار درون بتن گردیده که نهایتا“ فرایند تخریب بتن را بهمراه دارد . در این مقطع ترمیم بتن مطلقا“ امکان پذیر نبوده و یا انجحام آن با هزینه های گزافی همراه است .
شباهت این فرایند در بتن با بیماری مهلک سرطان عنوان سرطان بتن ( concrete cancer ) را مطرح نموده است . اما از ؟آنجا که فرایند تخریب بتونهای غیر مسلح به ژگونه دیگری است ، واژه فساد بتن را برای تبیین امری که تخریب بتونهای مسلح و غیر مسلح را بهمراه دارد مناسب تر یافته ایم .

۱- مدیریت حفاظت بتن
مدیریت حفاظت بتن در بر گیرنده تمامی موارد فنی و اجرائی در حد جزئیات است که طرح ، اجرا و بهره برداری از سازه های بتنی را در بر می گیرد .
کشاورزان با استفاده از واژگان کاشت ، داشت و برداشت تعریف جامعی رال در امر کشاورزی ارائه نموده اند . چنانچه ما نیز چنین تعریفی را برای امور عمرانی کشور داشته باشیم از به هدر رفتن میلیاردها ریال سرمایه های ملای جلوگیری کرده ایم .

۱-۱- اجزای تشکیل دهنده مدیریت حفاظت بتن
می توان اجزای تشکیل دهنده مدیریت حفاظت بتن را به طریق زیر فهرست بندی کرد :

الف – تأمین سرمایه
ب- تأمنین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص
پ- شناخت مصالح و مواد اولیه
ج- شناخت عوامل فساد بتن
چ – شناخت اقلیم و عوامل محیطی
ح- تهیه مصالح و مواد مناسب و نگهداری آنها در شرایط خوب و استاندارد
د- تحقیقات:
( تحقیقات خود شامل دو جزء است که بهینه سازی و جایگزینی مواد جدید مقاوم در برابر عوامل فساد بتن و پیدا کردن روشهای جدید مبارزه با فساد بتن را شامل می شود .
ر- طرح اختلاط بتن
ل- تولید، اجرا و عمل آوری
ن- نگهداری

مدیریت حفاظت بتن با هدف تقلیل ضایعات و جلوگیری از بروز واکنشهای منفی درون سازه های بتونی دستورالعمل هایی را در بر دارد که می توان نوعا“ آن را به سازه های دیگر اعم از فلزی ، خاکی و …….. تعمیم داد .

الف – تأمین سرمایه :
تأمین سرمایه کافی به منظور انجام دقیق امر طراحی و اجرا و بهره برداری از سازه در اولویت قرار دارد . عدم امکان تأمین بخشی از سرمایه یعنی عدمن تحقق بخشی از اهداف پروژه .

ب- تأمین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص
تأمین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص به عنوان دو بخشی که بطور متقابل یکدیگر را پوشش منی دهند مطرح است و عدم تأمین و یا حذف بخشی از آن سلامت سازه ای را زیر سؤال خواهد برد .

پ- شناخت مصالح و مواد اولیه
شناخت مصالح و مواد اولیه مصرفی در بتن تعاریف و استانداردهای خاص خود را دارند و با در نظر گرفتن این استانداردها بایستی نسبت به تهیه و بکارگیری آن در امر احداث سازه های بتونی اقدام نمود . نادیده گرفتن و قصور در اجرای استانداردها و دستورالعمل های فنی یعنی به خطر انداختن استحکام ، دوام و بقای سازه ای .

ج- شناخت عوامل فساد بتن
شناخت عوامل فساد بتن که تا کنون شناسائی و طبقه بندی گردیده اند عبارتند از :
۱- نمکها ؛ ۲- اسیدها ؛ ۳- گازهایی نظیر گاز کربنیک ؛ ۴- پوشش نا کافی بتن بر روی فولاد ؛ ۵- کیفیت پایین عمل آوری بتن ؛ ۶- بار اضافی ؛ ۷- آب و رطوبت ؛ ۸- فرآیند یخبندان ؛ ۹- خوردگی میکروبی ( srb ) ؛ ۱۰- باکتری های اکسید کننده گوگرد .

چ – شناخت اقلیم و عوامل محیطی
بحث کلرورها و سولفاتها در سطح کشور همراه سایر عوامل فساد بتن را تحت الشعاع قرار داده و عوامل دیگری که به فساد منجر می شود مورد غفلت قرار گرفته است ( نمونه حاضر آن سازه های بتونی گوناگون در سطح تهران بزرگ ) و اگر به بند “ ج “ که گاز کربنیک را به عنوان یکی از عوامل فساد بتن مطرح ساخته است نظری بیندازیم دیگر هیچگاه سازه بتونی اکسپوز را در سطح شهری که مالامال از گازهای مونو و دی اکسید کربن است احداث نخواهیم کرد .
بررسی های علمی نشان می دهد که گاز کربنیک موجود در هوا سبب کربناتیزه شدن بتن و کاهش مقاومت آن می گردد . به طوری که یک عامل نفوذی بعمق۲۰ میلی متر می تواند تا میزان ۳۵ نیوتن بر میلی متر مربع مقاومت بتن را طی ۳۰ سال کاهش دهد .
نمک آب دریاهای آزاد آب خلیج فارس
که البته میزان این املاح در نواحلی ساحلی به علت تبخیر بیشتر دو چندان می گردد و این ارقام بیانگر آن است که حاشیه خلیج فارس سازه بتونی ما به طور همزمان مورد هجوم دو عامل مخرب سولفات و کلر قرار می گیرد .

ح- تهیه مصالح و مواد مناسب و نگهداری آنها در شرایط خوب و استاندارد
آئین نامه های مجاز بتن در کشورهای مخحتلف و از جمله آئین نامه بتن ایران تهیه مصالح مرغوب و انبار نمودنآن در شرایط مطلوب را توصیه نموده است . تحقیق در امر فساد بتن در مجتمع بندری شهید رجایی بندر عباس نشان داد که هیچ یک از مصالح مصرفی در بتن برابر توصیه های آئین نامه ای تهیه و مصرف نگردیده است .

( تهیه و دپوی شن و ماسه در محیط باز و در مجاورت ماسه های روان آغشته به یون کلر و سولفات ، نشستن شبنم حاوی کلروسولفات و انبار نمودن پاکتهای سیمان تا ۱۷ کیسه بر روی هم ، ( استاندارد ۷ کیسه ) استفاده از آب حاصله از دستگاههای آب شیرین کن با خاصیت قلیلیی بسیار بالا ، استفاده از بتن خشک ، عدم اجرای بتن با چگالی مناسب از بارزترین علل فساد بتن در مچتمع بندری شهید رجائی بندر عباس بوده اند . تهیه مصالح مرغوب از مسافتهای دور را نباید به دلیل افزایش هزینه به تهیه مصالح نا مرغوب از مسافت نزدیک ترجیح داد .

د- تحقیقات :
چون عمدتا“ تحقیقات میدانی انجام شده در حاشیه خلیج فارس صورت گرفته است و مضافا“ این که این خلیج به علت عمق کم و گستردگی زیاد و عدم سیرکولاسیون کافی آب به علت عرض کم دهانه آن و همچنین تجربه زیاد ، بصورت اکوسیستم خاصی عمل می کند علاوه بر میزان بسیار زیاد املاح در میلی لیتر دمای ۳۴-۳۳ درجه شرایطی استثنایی را پدید آورده که طرح اختلاط بتن ویژه ای را طلب می نماید و تا کنون متأسفانه هیچ یک از آئین نامه های داخلی و خارجی بتن به آن نپرداخته اند . تحقیقات در شرایط آزمایشگاهی در بر گیرنده پاسخ های صحیح و دقیق نبوده است و ضرورت دارد کهخ این تحقیقات را به سمت و سوی تحقیقات محیطی بسط داد . بدیهی است که امر تحقیقات باید در دو زمینه بهسازی و جایگزینی مواد جدید و مقاوم در برابر عوامل فساد بتن و ت=از سویی پیدا کردن روشهای جدید مبارزه با فساد بتن از سوی دیگر انجام گیرد .
ر – طرح اختلاط بتن

طرح صحیح صورت مسأله بر اساس شناخت دقیق اقلیم ، مکان ، مکصالح و نوع سازه ، امکان تهیه طرح مطلوب بتن را بدست می دهد . طرح اختلاط بتن به مانند هر گونه طراحی دیگر بایستی به صورت موردی و منفرد انجام گیرد و از استفاده عمومی طرح اختلاط واحد بتن اکیدا“ اجتناب شود . اختلاط بتن بایستی با درصد و طیف مناسبی از عناصر ریزدانه و درشت دانه انجام گیرد و حذف بخشی از این موارد به مخاطره انداختن سازه بتونی ، محسوب می شود .
ل – تولید، اجرا و عمل آوری

اجرا و عمل آوری بتن از مهمترین مباحث مربوط به بتن می باشد که مکمل طرح اختلاط بتن بوده و اجرای صحیح و دقیق آن امکان اتصال بتن با چگالی زیاد را بدست می دهد که به علت فشردگی زیاد اجزای بتن راه نفوذ عوامل را به درون بتن سد نموده و استحکام و دوام سازه ای را تضمین می نماید .

ن- نگهداری
نگهداری سازه های بتونی از مهمترین بحثهای مدیریت حفاظت بتن می باشد که بکارگیری آن در تمامی دوران بهره برداری توصیه گشته و امروزه در تمامی کشورهای پیشرفته به طور جدی مورد توجه قرار گرفته است .

نتیجه گیری :
با توجه به پهناوری کشور شرایط مختلف اقلیمی و محیطی ، تهیه و تنظیم آئین نامه های منطقه ای بتن و فولاد امری ضروری است و بهره برداری بی دردسر از سازه ها ایجاب می کند که به امر طراحی ، اجرا و بهره برداری سازه ای توجه ویژه ای مبذول شود ، از این رو در جهت تکمیل طرح مدیریت حفاظت بتن طرحی را تحت عنوان شناسنامه سازه ای تهیه و ارائه نموده ایم که امیدواریم پس از کسب نظر اساتید ، دانشمندان و صاحبنظران به عنوان امری واجب و ضروری در راه حفظ و نگهداری سرمایه های ملی و کلیه سازه ها ( اعم تاز بتونی ، خاکی ، فلزی و … ) مورد استفاده قرار گیرد .

P O U R I A · Jan 24, 2014

مقاوم سازی و مواد افزودنی بتن

مقاوم سازی و مواد افزودنی بتن

مقاوم سازی و مواد افزودنی بتن

پروسه مقاوم سازی شامل دو مرحله می باشد:
مقاوم ساختن
مقاوم سازی

مقاوم ساختن: به این معنی است که قبل ازساخت(مراحل مطالعه و طراحی)، در هنگام اجرا و همچنین پس از ساخت سازه (مراحل مراقبت و مونیتورینگ)، تمام دست
اندر کاران پروژه طبق استانداردهای موجود و معتبر عمل کنند. بعنوان مثال کیفیت مواد و مصالح بکار رفته در پروژه مورد نظر دارای کیفیت مطلوب و استاندارد باشند.

و اما مقاوم سازی کردن به این معنی است که: چنانچه پس از ساخت و در مرحله مونیتورینگ بخصوص در برابر حوادثی که باید در هنگام طراحی و اجرا در نظر گرفته می شد(مانند زلزله مورد انتظار درمنطقه مورد نظر) سازه عملکرد مطلوبی از خود نشان نداده و از حداکثر تغییر شکل های مجاز در استاندارد تجاوز نماید، آنگاه عملیات تقویت سازه ضروری خواهد بود.

در اینجا در مورد روش های و اینکه مقاوم ساختن بهتر است یا مقاوم سازی کردن!!! صحبتی نخواهیم کرد بلکه می خواهیم به این موضوع بپردازیم که در مقوله مذکور،بخصوص مورد دوم که تقریبا رایج ترین بحث صنعت ساختمان در کشور است، سهم مواد افزودنی چقدراست؟ و اینکه اصولا آیا مواد افزودنی هیچ نقشی در ساختمان می توانند داشته باشند؟ و اگر دارند آیا می توانند در مقابل این سوال همیشگی پیمانکاران یعنی صرفه اقتصادی توجیهی داشته باشد یا خیر؟
براستی مهندسین فعال در پروژه های عمرانی و همچنین مسئولین شرکتهای ساخت بتن(بتن آماده) توجه دارند که در حال حاضر سازه ها باید مقاوم سازی شوند نه عیار بالا سازی؟ در واقع شاید بهتر باشد قانون برای مقاومت بالا،عیار سیمان بیشتر را به صورت برای مقاومت بالاتر، طرح اختلاط خوب تغییر داد.با توجه به اهمیت بحث، ابتدا استفاده از مواد افزودنی را در مقاوم سازی کردن بررسی کرده و سپس مختصری به نقش آنها در مقاوم ساختن سازه ها هم اشاره خواهیم کرد.

بطور عمده مقاوم سازی کردن یا به اختصار مقاوم سازی سازه ها به سه طریق صورت می گیرد:
کاهش بارهای وارده برسازه
وصله کردن یا به عبارتی تقویت اعضای موجود
اضافه کردن یک تعداد اعضای جدید.
در اینجا لازم است به این نکته اشاره گردد که در بحث حاضر مواد افزودنی روان کننده و فوق روان کننده مورد بررسی قرار خواهند گرفت.

مواد افزودنی روان کننده و فوق روان کننده در کاهش بارهای وارده بر سازه بطورمستقیم نمی توانند نقشی داشته باشند اما بطور غیر مستقیم می توانند بدین شکل عمل کنند. چنانچه سازه با بتن بدون مواد افزودنی (بتن ساده) ساخته شود، چون مقاومت آن از بتن با ماده افزودنی (بتن مجهز)کمتر خواهد بود، لذااندازه اعضای سازه بیشتر و بار وارده بر سازه زیادتر خواهد بود. به عبارت دیگر ساختن بتن با مقاومت بالا در شرایط یکسان با مواد افزودنی راحت تراست. کما اینکه در بسیاری موارد بخصوص هنگامی که درصد آب به سیمان از یک مقدار اجرایی کمتر می شود، ساختن بتن اصولا غیر ممکن است. در صورتیکه بااستفاده از مواد افزودنی این امر امکان پذیر می باشد.

اما نقش مواد افزودنی در روش های دوم و سوم مقاوم سازی سازه معقول تر و بطور مشهود تری قابل بررسی است. معمولا در هنگام مقاوم سازی به روش تقویت اعضای موجود،مطلوب است که از مصالحی با کیفیت بالاتر و بهتر از مصالح بکار رفته در سازه استفاده می شود که در مورد بتن، اغلب بتن با مقاومت بالا و یا بتن چگال تر مد نظر است. برای ساخت بتن با مقاومت بالا مهمترین کار، کاهش مقدار نسبت آب به سیمان تا حداقل مقدار ممکن است، اما این کار مشکلات اجرایی را در بر خواهد داشت بطوریکه یک درصد مشخص آب به سیمان اجرایی تعریف می شود(۵/۰ الی ۵۵/۰). مواد افزودنی حتی در نسبت های آب به سیمان کمتر از عددی که اجرایی نامیده می شود می توانند به گونه ای بتن را مجهز کنند که مشکلات اجرایی را مرتفع نمایند.

در روش سوم مقاوم سازی همانند روش قبل معمولا مطلوب این است که اعضای اضافه شده بهتر از اعضای موجود باشند لذا دوباره همانند آنچه در بالا توضیح داده شد می توان یک سازه بتنی با مقاومت بالا را اجرا کرد.روش های مذکور به عبارتی روشهای درمان سازه بیمار هستند اما همواره پیشگیری بر درمان مقدم است به عبارت دیگر بجای مقاوم سازی بعد از ساخت که بخصوص در اکثر موارد روش های اجرای خاص را می طلبد،بهتر است سازه در هنگام طراحی و ساخت، مقاوم و مجهز ساخته شود. در مورد یک سازه و یا عضو بتنی مقاومت بتن مهمترین خصوصیت آن است که تقریبا اکثر خواص دیگر بتن را می توان با آن سنجید. بنابراین بطور کلی و در اکثر موارد و نه همیشه ساخت یک بتن خوب به معنای ساخت بتن با مقاومت فشاری مطلوب است.
و همانطور که اشاره شد چنانچه ماده افزودنی در بتن استفاده گردد نگرانی دست یافتن به مقاومت مورد نظر کمتر خواهد بود.
بد
نیست پس از اینکه فواید مواد افزودنی روان کننده و فوق روان کننده و همچنین مزایای استفاده از بتن مجهز بررسی شد، سوالاتی را هم که در ذهن اکثر مهندسان عمران همواره وجود دارد پاسخ داده شود. به عبارت بهتر ذهنیت موجود در صنعت ساختمان نسبت به مواد افزودنی منفی بوده و یا حداقل مثبت نیست.

اولین سوال صرفه اقتصادی است. با این ذهنیت که اگر از مواد افزودنی استفاده کنم هزینه هر متر مکعب بتن بالا خواهد رفت. این قضیه در اکثر موارد درست نیست.بخصوص اگر در یک ساختمان بررسی شود، برای استفاده از بتن مجهز به دو صورت می توان عمل کرد:
اول اینکه استفاده از مواد افزودنی در اسلامپ ثابت باعث کاهش آب می شود، از طرفی با توجه به اینکه
مقاومت بتن به نسبت آب که به سیمان بستگی دارد لذا می توان مقدار سیمان را به اندازه ای کم کرد که نسبت قبلی ثابت بماند و با استفاده از مواد افزودنی یک بتن مهربانتر ساخت که با توجه به نوع بتن و کاهش سیمان می تواند حتی باعث کاهش قیمت تمام شده بتن شود. البته با توجه به وضعیت فعلی بازار سیمان، کاهش مصرف سیمان هم می تواند یک امتیاز مثبت باشد.

دوم اینکه اکثرا در هنگام طراحی اعضای بتنی مقاومت آن به اندازه ای در نظر گرفته می شود که به راحتی می توان مقاومتی بالاتر از آنرا با ماده افزودنی گرفت. در نگاه اول هزینه اجرای سازه به علت اضافه شدن ماده افزودنی و تبدیل بتن ساده به بتن مجهز، بیشتر شده و به صورت ظاهری نا مطلوب می نماید، در صورتی که کاهش هزینه کلی اجرای سازه به علت کاهش اندازه مقاطع اعضای سازه و در نتیجه کاهش بار مرده ساختمان اصلا در نظر گرفته نمی شود.
علاوه بر دو مورد بالا شعار کاهش مصرف سیمان را نیز همگی شنیده اند!!!

پس از اینکه به این نتیجه رسیدیم که : شاید هم مواد افزودنی بد نباشد، حتما بد نیست، شاید خوب باشد،حتما خوب است و یا حتما باید استفاده شود،همانند هر کالای دیگری استفاده از نوع مناسب ماده روان کننده یا فوق روان کننده در اینجا نیز مطرح خواهد بود.
اما چرا تولید نسل های پی در پی مواد فوق روان کننده احساس شد؟ در جواب سوال می توان این گونه بیان کرد، که بتن یک موجود زنده است. لذا این موجود زنده در شرایط، مکان های مختلف و با مصالح مختلف رفتار متفاوتی از خود نشان می دهد.

بنابراین نسل اول مواد افزودنی در بسیاری مورد نتوانست باعث افزایش اسلامپ بتن تا حد مطلوب شود، حتی وقتی که حداکثر مقدار دوزاج کمتر از نسل اول، بتن قوی مذکور را تکان دهد ولی نسل دوم هم در برخی موارد نتوانست مقدار آب بتن را تا جایی که مطلوب بود، کاهش دهد. لذا نسل سوم فوق روان کننده ها بر پایه پلی نفتالین
به بازار آمد.
این مواد با دوزاج تقریبی یک درصد وزن سیمان، بتنی را که اسلامپ آن حدود صفر باشد به سانتی متر و با دوزاج ۵/۱ درصد به حدود اسلامپ بتن می رساند. البته وقتی که مقصود، اسلامپ ثابت و کاهش آب بتن باشد، مقاومت را در بتن مذکور تا ۱۱۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع نسبت بتن شاهد افزایش خواهد داد. نسل چهارم فوق روان کننده ها که بر پایه پلی کربوکسیلات است. بتن فوق را فقط با ۵/۰ درصد وزن سیمان از اسلامپ حدود صفر به بتن تبدیل می کند. در حال حاضر استفاده از فوق روان کننده های نسل اول و دوم تقریبا منسوخ شده و نسل سوم و حتی چهارم در پروژه ها استفاده می شود.

توجه به این نکته در استفاده از مواد فوق روان کننده ضروری است که:
تفاوت عملکرد فوق روان کننده ها، تفاوت قدرت آنها در کاهش آب و یا افزایش اسلامپ( و یا نگهداری اسلامپ) بتن می باشد. یعنی همانگونه که نمی توان برای طی یک مسیر مشکل از تجهیزات ابتدایی و ضعیف استفاده کرد، نمی توانید یک فوق روان ساز نسل اول، دوم و شاید سوم را برای تولید یک بتن قوی انتخاب کنید. هر چند که ممکن است بتوانید به ظاهر و در ابتدای امر با خرید محصول ارزانتر و صرفا اضافه کردن یک ماده، به عنوان فوق روان ساز در پروژه صرفه جویی کنید.

بطور کلی چهار عامل انگیزشی و امتیازی، در مصرف مواد افزودنی بتن(فوق روانسازها)، بشرح زیر متصور می باشد:
۱ افزایش روانی بتن
۲ افزایش مقاومت بتن
۳ کاهش نفوذپذیری و افزایش دوام بتن
۴ صرفه جویی در مصرف سیمان و نهایتا تقلیل هزینه های متعلقه که هر کدام از موارد مذکور به جای خود و در زمان مناسب قابل محاسبه و وصول خواهد بود.

بدنبال اظهار مزایای مشروحه استفاده از مواد افزودنی بتن فقط یک عامل مهم و باز دارنده مصرف مواد افزودنی، بعنوان دغدغه مهم و پر اهمیت مهندسین و مصرف کنندگان،که همان تضمین کیفیت مواد افزودنی در بتن که در صد بسیار بسیار نازلی از قیمت کل سازه بتنی را شامل می شود مطرح می باشد.
چگونه به این کالا اعتماد کنیم؟ متولی تایید صلاحیت تولید کنندگان و محصولات تولید شده کیست؟

خوشبختانه هم اکنون در کشورمان استاندارد مواد افزودنی فوق روانساز موجود است و یا به عبارت بهتر همه شرکت های تولید کننده مواد افزودنی موظف شده اند که
محصولات خود را به تایید اداره استاندارد برسانند و افزون بر این امر از سوی موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران نیز ورود، تولید و توزیع مواد افزودنی بتن( شامل روان کننده ها، فوق روان کننده ها و کند گیر کننده ها و مواد حباب ساز) بصورت غیر استاندارد ممنوع و عاملین به ورود، تولید و یا توزیع مواد افزودنی غیر استاندارد تهدید به تعقیب قانونی شده اند و این دغدغه استفاده از مواد غیر استاندارد با اخذ مجوز کاربرد علامت استاندارد مرتفع گردیده است.

P O U R I A · Jan 24, 2014

قالب بندی بتن

قالب بندی بتن

قالب بندی بتن

در ساختمانها و ابنیه بتنی قالبها، که در حقیقت ظروف موقتی با شکل و فرم مورد نظر برای نگهداری میل‌گردها (آرماتور) و بتن خیس تازه هستند، نقش مهمی به عهده دارند. قالب‌بندی قسمت عمده‌ای از مخارج ساخت و اجرای اسکلت‌های بتنی و اجزای بتنی ساختمان را به خود اختصاص می‌دهد. هزینه مصالح، ساخت و اجرای قالبهای بتنی بستگی به شکل قالب و دشواری ساخت آن و نوع مصالح مصرفی دارد. در پاره‌ای از موارد ممکن است قالب‌بندی تا بیش از ۷۵ درصد هزینة یک عضو بتنی را به خود اختصاص دهد.

در ساختمانها و ابنیه بتنی قالبها، که در حقیقت ظروف موقتی با شکل و فرم مورد نظر برای نگهداری میل‌گردها (آرماتور) و بتن خیس تازه هستند، نقش مهمی به عهده دارند. قالب‌بندی قسمت عمده‌ای از مخارج ساخت و اجرای اسکلت‌های بتنی و اجزای بتنی ساختمان را به خود اختصاص می‌دهد. هزینه مصالح، ساخت و اجرای قالبهای بتنی بستگی به شکل قالب و دشواری ساخت آن و نوع مصالح مصرفی دارد. در پاره‌ای از موارد ممکن است قالب‌بندی تا بیش از ۷۵ درصد هزینة یک عضو بتنی را به خود اختصاص دهد.

یک قالب، در عین حال که باید دارای فرم مورد نظر بوده و از نظر اقتصادی قابل قبول باشد، باید استحکام و ایمنی کافی داشته باشد.

طرح قالبهای بتن که برای استحکام کافی برای نگهداری بتن داشته و در اثر فشارهای وارده مقاوم باشد و در موقع بتن‌ریزی، از فرم اصلی خارج نشده و به اصطلاح شکم ندهد مسئله‌ایست سازه‌ای. این مسئله، جز در مواردی که از قالبهای پیش‌ساخته با مشخصات معین استفاده شود، در رابطه با طرح قالبهای دیوار، ستون و یا تاوه‌ها که از صفحات و یا تخته‌های چوبی ساخته می‌شوند. صادق است پس از طرح و محاسبه بارهای وارده، هر یک از قسمتهای اصلی قالب را ممکن است به عنوان یک تیر تحلیل نموده و حداکثر ممان و برش و خمشی که ممکن است وجود داشته و پیش آید محاسبه نمود. سپس با محاسبه بارهای کششی و فشارهای وارد بر قطعات تقویتی عمودی و تیرهای نگه‌دارنده خارجی اندازه‌های لازم آنها را محاسبه می‌نمایند.

برای آنکه یک قالب از نظر اقتصادی با صرفه بوده و هزینه‌های مصرفی برای ساخت آن به حداقل برسد باید به نکات زیر توجه نمود:

۱ـ مخارج تهیه مصالح و ساخت قالب متناسب با نیازهای مورد مصرف آن باشد.

۲ـ مصالح مصرفی برای ساخت قالب با دقت کافی انتخاب و تهیه شود به نحوی که بین دفعات استفاده از قالب و تداوم فعالیتهای کارگاه از نظر اقتصادی تعادل برقرار باشد. به عبارت دیگر هرچقدر امکان تعداد دفعات بیشتر استفاده از قالب وجود داشته باشد به همان میزان در استحکام آن و انتخاب نوع مصالح مرغوب باید توجه بیشتری مبذول داشت.

۳ـ انتخاب روش ساخت و مصالح مناسب و در صورت لزوم پوشش مناسب سطوح داخلی قالب، به نحوی که امکان دستیابی به نتایج مورد نظر مستقیماً میسر باشد. ترمیم بتن و یا تغییر و اصلاح فرم مورد نظر طرح شده قبلی پس از گرفتن بتن و باز کردن قالبها هم بسیار دشوار و حتی در صورتی که امکان داشته باشد، به مراتب از پیش‌بینیهای لازم اولیه گرانتر تمام می‌شود.

۴‍ـ روش مناسب و وسایل کافی برای حمل، بلند کردن و سوار نمودن قالبها در محل کار انتخاب و پیش‌بینی شده باشد.

۵ـ انواع مصالحی که ممکن است به کار برده شوند، نظیر قالبهای فلزی و یا چوبی باید مورد توجه و بررسی قرار گیرند و هر کدام که برحسب مورد مناسب‌تر تشخیص داده شد انتخاب شود. قالبهای چوبی معمولاً سبک‌تر و لذا امکان ساخت قطعات بزرگتر و استفاده از آنها بیشتر از قالبهای فلزی نظیرشان است. در عوض قالبهای فلزی را به دفعات بیشتر از قالبهای چوبی می‌توان مصرف نمود.

۶ـ طراحی قالب باید به نحوی انجام شود که در چهارچوب خواسته‌های معماری و سازه‌ای بتوان به تعداد دفعات هر چه بیشتر مصرف کرد و تطبیق و تنظیم آن برای کارهای بعدی تکراری سهل و راحت باشد. تعادل موارد فوق باید طوری باشد که قبل از شروع قالب‌بندی امکان محاسبه مخارج آن مقدور بوده و از نظر اقتصادی به صرفه و توجیه‌پذیر باشد.

در بخش زیر طرز قالب‌بندی اجزاء مختلف ساختمانهای بتنی شرح داده شده است.

قالب‌بندی دیوارهای بتنی :

الف) روش معمولی :

دو نمونه از قالب‌بندی دیوارهای بتنی به طریق معمولی وجود دارد. قسمت اصلی قالب (سطوحی که مستقیماً با بتن در تماس است) از صفحات چوبی و یا از تخته‌های چوبی ساخته می‌شود. برای استحکام قالب و جلوگیری از باز شدن آن هنگام بتن‌ریزی و حفظ فاصلة بین دو دیواره قالب بست‌های مخصوصی را به کار می‌برند. برای نصب بستها یا دو عدد چهارتراش، که به فاصله معینی از هم به صورت افقی قرار می‌گیرند و یا یک چهارتراش به کار می‌برند. در حالت اخیر باید برای عبور میله‌های بستها چهارتراش‌ها را در محلهای لازم سوراخ کرد.

برای جلوگیری از فشار بتن روی مجموعه قالب در هنگام بتن‌ریزی، و همچنین پایداری قالب، تیرهای چوبی که به آنها دستک گفته می‌شود و یک سر آن بر روی زمین محکم شده و سر دیگر آن را به قالب محکم کرده‌اند، به کار می‌برند. پاره‌ای از انواع مختلف بستها وجود دارند. بستها ممکن است همراه با صفحه فلزی نیرو پخش‌کن، نظیر واشر باشند به طوری که بتوان فاصلة دو دیواره قالب را تا موقع بتن‌ریزی به اندازه لازم حفظ کرد. به طور کلی بستها ممکن است شامل یک میله ساده‌ای که دو سر آن و یا گاهی فقط یک سر آن، پیچ شده است باشد که در این صورت یا میله را پس از بتن‌ریزی در بتن گذاشته و پس از باز کردن قالب قسمتهای اضافی که بیرون مانده است را قطع می‌کنند و یا پس از گرفتن بتن و قبل از سخت شدن آن را بیرون می‌کشند و یا به صورت دو پوسته‌ای است که امکان جدا کردن میله از داخل پوسته وجود دارد.

در قالب‌بندی گوشه‌ها و پایه‌ها باید دقت کافی مبذول داشت و با پشت‌بندهای اضافی آنها را تقویت کرد.

ب) روش بالارو :

از جمله محسنات این روش قالب‌بندی که برای دیوارهای نسبتاً بلند استفاده می‌شود تعداد دفعات بیشتر استفاده از قالب و سرعت عمل بیشتر آن است. در اولین دفعه استفاده از قالب دو دیواره قالب با تکیه به پاخور بتنی (رامکا) به صورت معکوس قرار می‌گیرد. پس از ریختن بتن و سخت شدن آن، قسمتهای داخلی قالب را تا حد نهایی بتن ریخته شده بالا می‌برند و پس از محکم کردن آن قسمت دوم دیوار را بتن ریزی می‌کنند. پس از سخت شدن بتن، قالب را باز کرده و نظیر دفعه اول عمل می‌کنند. عمل قالب‌بندی و بتن‌ریزی را به همین ترتیب تا انتهای کار و اتمام بتن‌ریزی دیوار ادامه می‌دهند.

ج) روش لغزنده :

در این روش قالب را به صورت پیوسته و پس از هر مرتبه بتن‌ریزی به کمک جکهای هیدرولیکی و در حالی که دو جداره قالب به بتن ریخته شده قبلی چسبیده است به سمت بالا می‌کشند. این روش برای ساختن سازه‌هایی نظیر منابع آب، هسته مرکزی ساختمانهای چند طبقه و یا سیلوها روش مناسبی است.

از آنجایی که روش لغزنده به صورت پیوسته انجام می‌شود برای استفاده هر چه بهتر و اقتصادی‌تر از قالب و جلوگیری از وقفه کار نیاز به برنامه‌ریزی دقیق و آماده کردن وسایل و امکانات لازم نظیر، تعیین ساعات کار کارگران در مراحل مختلف، فراهم کردن نور مصنوعی کافی برای کار در شب و تهیه و حمل و ریختن به موقع بتن دارد.

فرم معماری و طرح سازه‌ای که قرار است با استفاده از قالبهای لغزنده بتن‌ریزی کرد باید مناسب برای این سیستم قالب‌بندی باشد. معمولاً نکته اصلی در این مورد یکنواختی ضخامت دیوار با حداقل حفره‌ها و سوراخ در بدنه آن با ارتفاعی حداقل برابر ۲۰ متر است.

قسمتهای اصلی یک قالب لغزنده عبارتند از:

دیواره‌های قالب :

دیواره‌های قالب باید به اندازه کافی محکم و مقاوم باشند. جنس این دیواره‌ها ممکن است چوبی و یا فلزی باشند. قالبهای فلزی به مراتب سنگین‌تر از قالبهای چوبی‌اند ولی در عوض استحکام بیشتری داشته و تعداد دفعات استفاده از آنها بیشتر است. تعمیرات و یا تغییرات احتمالی قالبهای فلزی نیز نسبت به قالبهای چوبی دشوارتر است در عوض تمیز کردن آنها آسانتر و نمای بتن پس از باز کردن قالب صاف‌تر است.

طوقه‌ها :

این طوقه‌ها برای نگهداری سکوی کار و انتقال آن و همچنین نگهداری و تحمل وزن قالب و کابل جک در نظر گرفته می‌شوند. طوقه‌ها معمولاً فلزی و به صورت پروفیلهایی مناسب طرح و در نظر گرفته می‌شوند.

سکوی کار :

معمولاً سه سطح کار در نظر می‌گیرند. یکی که بالاتر از طوقه‌ها و در ارتفاعی در حدود دو متر و بالاتر از انتهای دیوار قرار گرفته و برای استفاده از بستهای فلزی ثابت‌کننده به کار می‌روند. دیگری سکویی است که در بالای کف و هم‌تراز بالای قالب قرار می‌گیرد و برای قرار دادن ظرف بتن و انبار کردن مصالح و وسایل تراز کردن و همچنین وسایل کنترل جک مورد استفاده قرار می‌گیرد و بالاخره سومین سکو به صورت چوب‌بست آویزان و یا یکسره که معمولاً در دو طرف دیوار قرار گرفته و برای دسترسی به نمای قسمتی از دیوار، که به تازگی قالب آن را باز کرده و ترمیم احتمالی آن، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

جکهای هیدرولیکی :

جکهای هیدرولیکی مورد استفاده معمولاً با ظرفیت خود، نظیر جکهای سه تنی و یا شش تنی مشخص می‌شوند.

قالب‌بندی ستونها :

دیواره‌های قالب ستونها نظیر قالب دیوار است. پشت‌بندها معمولاً از چهارتراشهایی با مقطع مربع و به اندازه لزوم و به فواصل معین و مساوی هم ساخته شده و به کمک بستهای فلزی و گوه‌ها محکم می‌شوند. با توجه به زیادی تعداد ستونها، به خصوص در ساختمانهای بزرگ، قالب ستونها را می‌توان به دفعات نسبتاً زیادی مورد استفاده قرار داد. به همین علت باید در طراحی و ساخت آنها دقت کافی به کار بست تا ضمن استحکام کافی، باز و بسته کردن آنها ساده و عملی باشد.

قالب ستونهای گرد به صورت لوله‌هایی با قطر مشخص و از جنس فایبرگلاسهای مسلح شده و یا از اجناسی نظیر آن ، که ضمن استحکام کافی نسبتاً سبک باشد، انتخاب می‌کنند. قالبهای ستونهای گرد را گاهی از چوب نیز می‌سازند. در این حالت عرض صفحات چوبی را به مراتب کمتر از حالت قالبهای ستونهای چند ضلعی در نظر می‌گیرند.

امروزه در ایران، به علت کمبود و گرانی چوب، ساختن و استفاده از قالبهای فلزی برای ستونهای بتنی رایج شده است. این قالب که به دفعات نسبتاً زیادی می‌توان به کار برد و از ورق‌های فلزی با پشت‌بندهایی از نبشی ساخته می‌شوند وزن نسبتاً زیادی داشته و جابجایی آنها دشوارتر از قالبهای چوبی نظیرشان است.

نکات عمومی در ساختن قالبها :

در ساختن قالب اجزاء مختلف بتنی نکات زیر را باید رعایت کرد:

۱ـ صفحات و اندازه قالبها باید به اندازه کافی به هم چسبیده و متصل شوند تا از خارج شدن شیره بتن، که باعث ایجاد حفره‌هایی در سطح بتن می‌شود، کرموشدن بتن، جلوگیری گردد.
۲ـ قبل از بتن‌ریزی قالبها را باید در کلیه جهات عمودی و افقی، کنترل نمود و از استحکام پشت‌بندها، دستکها و تیرهای نگهدارنده قالب مطمئن گردید.
۳ـ در موقع بتن‌ریزی قالبها را باید پیوسته کنترل کرد و در صورت لزوم آنها را تنظیم و یا تقویت کرد.
۴ـ قبل از بتن‌ریزی کلیه قسمتهای داخلی قالب را باید کنترل نمود و آن را از هر گونه اشیاء اضافی، نظیر خرده‌های چوب پاک کرد.
۵ـ اگر ارتفاع بتن‌ریزی بیش از ۵/۱ متر باشد باید از وسائلی نظیر ناودانهای فلزی و یا لوله‌های لاستیکی استفاده کرد تا از جدا شدن دانه‌های شن و ماسه و دوغاب سیمان از هم جلوگیری شود.
۶ـ در موقع ویبره کردن بتن باید انتهای ویبراتور تا حد پایین بتن پایین برد و حتی بتن ریخته شده قبلی را تا حداکثر ۲۰ سانتیمتر ویبره کرد. باید توجه داشت که ویبره کردن بتن ریخته شده قبلی، بخصوص اگر بتن نسبتاً سخت شده باشد، ممکن است باعث باز شدن و شکستگی قالب، به خصوص در مورد دیوارها و بتنها شود. یادآوری می‌شود که ویبره کردن بتن ریخته شده قبلی در صورتی که بتن به حالت پلاستیکی درآید برای بتن ضرری نخواهد داشت.
۷ـ موقعی که بتن‌ریزی با پمپ و از ته قالب انجام می‌شود باید توجه داشت که پر کردن قالب از بتن با سرعت زیاد صورت گیرد تا از سخت شدن آن قبل از پر شدن قالب جلوگیری شود. در صورتی که قدرت پمپ و میزان بتن‌ریزی به اندازه‌ای کم باشد که بتن شروع به گرفتن کند فشار زیادی به سطوح داخلی قالب وارد آمده و ممکن است باعث باز شدن و یا شکستگی شود…

گروت من · Jun 26, 2014

میکروسیلیکا و بتن

میکروسیلیکا و بتن

P O U R I A گفت:
بتن سبك و اثر ميكروسيليس ها در افزایش مقاومت آن

تولید سیمان كه ماده اصلی چسبندگی در بتن است در سال 1756 میلادی در كشور انگلستان توسط «John smeaton » كه مسئولیت ساخت پایه برج دریایی «Eddystone » را بر عهده داشت آغاز شد و درنهایت سیمان پرتلند در سال 1824 میلادی در جزیره ای به همین نام در انگلستان توسط «Joseph Aspdin » به ثبت رسید . مردم كشور ما نیز از سال 1312 با احداث كارخانه سیمان ری با مصرف سیمان آشنا شدند و با پیشرفت صنایع كشور ، امروزه در حدود 26 الی 30 میلیون تن سیمان در سال تولید می گردد . با آگاهی مهندسان از نحوه استفاده سیمان در كارهای عمرانی ، این ماده جایگاه خودش را در كشورمان پیدا كرد.

یكی از روشهای ساختمان سازی كه امروزه در جهان به سرعت توسعه می یابد ساختمانهای بتنی است . بعد از انقلاب اسلامی به علت كمبود تیر آهن در نتیجه تحریمها و نیز گسترش ساخت و سازهای عمرانی در كشور ، كاربرد بتن بسیار رشد نمود . علاوه بر این موضوع ساختمانهای بتنی نسبت به ساختمانهای فولادی دارای مزایایی از قبیل مقاومت بیشتر در مقابل آتش سوزی و عوامل جوی ( خورندگی ) آسان بودن امكان تهیه بتن به علت فراوانی مواد متشكله بتون و عایق بودن در مقابل حرارت و صوت می باشند كه توسعه روز افزون این نوع ساختمانها را فراهم می سازد .

یكی از معایب مهم ساختمانهای بتنی وزن بسیار زیاد ساختمان می باشد كه با میزان تخریب ساختمان در اثر زلزله نسبت مستقیم دارد . اگر بتوانیم تیغه های جدا كننده و پانل ها را از بتن سبك بسازیم وزن ساختمان و در نتیجه آن تخریب ساختمان توسط زلزله مقدار زیادی كاهش می یابد . ولی كم بودن مقاومت بتن سبك عامل مهمی در محدود نمودن دامنه كاربرد این نوع بتن و بهره گیری از امتیازات آن بوده است . استفاده از میكروسیلیس در ساخت بتن سبك سبب شده است كه مقاومت بتن سبك بالا رود و این محدودیت كاهش یابد . در این تحقیق ضمن توضیحاتی در مورد بتن و تاثیر آب بر روی مقاومت بتن ، بیشتر در باره بتن سبك و روشهای افزایش مقاومت آن با استفاده از میكروسیلس ، خواص مكانیكی و همچنین موارد كاربرد آن بحث می شود .

1- سیمان
- سیمان تولید شده در كشور ما با سیمان تولید شده در كشورهای صنعتی متفاوت است كه لازم است تفاوت آن تا حد ممكن بررسی شود .
- طبقه بندی سیمانها شناسایی شود .
- عدم تنوع در كیفیت سیمان نشانه ضعفهایی از سیستم ساخت و ساز می باشد .
- عدم استفاده از سیمان با كیفیت بالا از عوامل اولیه عمر كوتاه ساختمان در بحث مصالح می باشد .

2 – شن و ماسه
- معیارها و آئین نامه های تولید كلان شن و ماسه بررسی شود .
- تولید كلان شن و ماسه در كشور ما از نظر معیار و رعایت آئین نامه های تولید بررسی شود .
- معایب شن و ماسه تولیدی در كشور در حد كلان بدلائل زیر آنرا در درجه دوم و یا سوم كیفیت قرار می دهد .
الف : وجود گرد و غبار
ب : عدم شستشو
ج : دانه بندی نا صحیح
د : استفاده از شن و ماسه رودخانه ای بجای شن و ماسه شكسته .
- استفاده از شن و ماسه درجه 2 و یا 3 از عوامل ثانوی عمر كوتاه ساختمان در بحث مصالح می باشد .

افزایش مقاومت بتن مد نظر تمام دست اندركاران صنعت تولید بتن می باشد .

ساختار بتن :

- بتن دارای چهار ركن اصلی می باشد كه به صورت مناسبی مخلوط شده اند ، این چهار ركن عبارتند از :
الف : شن
ب : ماسه
ج : سیمان
د : آب
- در برخی شرایط برای رسیدن به هدفی خاص مواد مضاف به آن اضافه می شود كه جزﺀ اركان اصلی بتن به شمار نمی آید .
- توده اصلی بتن مصالح سنگی درشت و ریز ( شن و ماسه ) می باشد .
- فعل و انفعال شیمیایی بین سیمان و آب موجب می شود شیرابه ای بوجود آید و اطراف مصالح سنگی را بپوشاند و مصالح سنگی را بصورت یكپارچه بهم بچسباند .
- استفاده از آب برای ایجاد واكنش شیمیایی است .
- برای ایجاد كار پذیری لازم بتن مقداری آب اضافی استفاده می شود تا بتن با پر كردن كامل زوایای قالب بتواند دور كلیه میلگرد های مسلح كننده را بگیرد .
- جایگاه استفاده آب در بتن به لحاظ انجام عمل هیدراتاسیون دارای حساسیت بسیار زیادی است .

ویژگیهای آب مصرفی بتن :

- آب های مناسب برای ساختن بتن
1- آب باران
2- آب چاه
3- آب بركه
4- آب رودخانه در صورتی كه به پسابهای شیمیایی كارخانجات آلوده نباشد و غیره ...

بطور كلی آبی كه برای نوشیدن مناسب باشد برای بتن نیز مناسب است باستثناﺀ مواردی كه متعاقبا توضیح داده خواهد شد .
- آبهای نا مناسب برای ساختن بتن

1- آبهای دارای كلر ( موجب زنگ زدگی آرماتور می شود )
2- آبهایی كه بیش از حد به روغن و چربی آلوده می باشند .
3- وجود باقیمانده نباتات در آب .
4- آب گل آلود ( موجب پایین آوردن مقاومت بتن می شود )
5- آب باتلاقها و مردابها
6- آبهای دارای رنگ تیره و بدبو
7- آبهای گازدار مانند2 co و...
8- آبهای دارای گچ و سولفات و یا كلرید موجب اثر گذاری نا مطلوب روی بتن می شوند .

نكته : 1- آبی كه مثلا شكر در آن حل شده است برای نوشیدن مناسب است ولی برای ساخت بتن مناسب نیست .
نكته : 2- مزه بو و یا منبع تهیه آب نباید به تنهایی دلیل رد استفاده از آب باشد .
نكته : 3- ناخالصیهای موجود در آب چنانچه از حد معین بیشتر گردد ممكن است بشدت روی زمان گرفتن بتن ، مقاومت بتن ، پایداری حجمی آن ، اثر بگذارد و موجب زنگ زدگی فولاد شود .
نكته : 4- استفاده از آب مغناطیسی بعنوان یكی از چهار ركن اصلی مخلوط بتن می تواند بعنوان تاثیرگذار بر روی یارامترهای مقاومت بتن انتخاب گردد .

تمایز بتن از نظر چگالی :

الف : بتن معمولی : چگالی بتن معمولی در دامنه باریك 2200 تا 2600 kg/m3 قرار دارد زیرا اكثر سنگها در وزن مخصوص تفاوت اندكی دارند ( ادامه این مبحث از بحث ما خارج است )

ب : بتن سنگین : از این بتنها در ساختمان محافظهای بیولوژیكی بیشتر استفاده می شود مانند ساختار ، آكتورهای هسته ای و پناهگاههای ضد هسته ای كه مورد بحث ما نمی باشد كه چگالی آن معمولا بیشتر از 2200 تا 2600 كیلوگرم بر متر مكعب می باشد .

ج : بتن سبك : مصرف بتن سبك اصولا تابعی از ملاحظات اقتصادی است ضمن اینكه استفاده از این بتن بعنوان مصالح ساختمانی دارای اهمیت بسیار زیادی است این بتن دارای چگالی كمتر از 2200 تا 2600 كیلوگرم در متر مكعب می باشد . بدلیل اینكه دارای چگالی كمتر از بتن سنگین است دارای امتیاز قابل توجهی از نظر ایجاد بار وارده بر سازه می باشد چگالی بتن سبك تقریبا بین 300 و 1850 كیلوگرم بر متر مكعب می باشد یكی از امتیازات مهم امكان استفاده از مقاطع كوچكتر و كاهش مربوطه در اندازه پی ها می باشد ضمن اینكه قالبها فشار كمتری را از حالت بتن معمولی تحمل می كنند و همچنین در كاهش جابجایی كل وزن مصالح بدلیل افزایش تولید جایگاه ویژه ای دارد .

روش های كلی تولید بتن سبك :

- روش اول : از مصالح متخلخل سبك با وزن مخصوص ظاهری كم بجای سنگدانه معمولی كه تقریبا دارای چگالی 6/2 می باشد استفاده می كنند .

- روش دوم : بتن سبك تولید شده در این روش بر اساس ایجاد منافذ متعدد در داخل بتن یا ملات می باشد كه این منافذ باید به وضوح از منافذ بسیار ریز بتن با حباب هوا متمایز باشد كه بنام بتن اسفنجی ، بتن منفذ دار و یا بتن گازی یا بتن هوادار می شناسند .

- روش سوم : در این روش تولید ، سنگدانه ها ی ریز از مخلوط بتن حذف می شوند . بطوریكه منافذ متعددی بین ذرات بوجود می آید و عموما از سنگدانه های درشت با وزن معمولی استفاده می شود . این نوع بتن را بتن بدون سنگدانه ریز می نامند .

نكته : كاهش در وزن مخصوص در هر حالت به واسطه و جود منافذ یا در مصالح یا در ملات و یا در فضای بین ذرات درشت موجب كاهش مقاومت بتن می شود .

طبقه بندی بتن های سبك بر حسب نوع كاربرد آنها :
- بتن سبك بار بر ساختمان
- بتن مصرفی در دیوارهای غیر بار بر
- بتن عایق حرارتی

نكته 1- طبقه بندی بتن سبك بار بر طبق حداقل مقاومت فشاری انجام می گیرد .

مثال : طبق استاندارد 77 – 330 ASTM C در بتن سبك ---- مقاومت فشاری بر مبنای نمونه های استوانه ای استاندارد از شده پس از 28 روز نباید كمتر از Mpa 17 باشد . و وزن مخصوص آن نباید از 1850 كیلوگرم بر متر مكعب تجاوز نماید كه معمولا بین 1400 او 1800 كیلوگرم بر متر مكعب است .

نكته : 2- بتن مخصوص عایق كاری معمولا دارای وزن مخصوص كمتر از 800 كیلوگرم بر متر مكعب و مقاومت بین 7/0 و Mpa 7 می باشد .

انواع سبك دانه هایی كه به عنوان مصالح در ساختار بتن سبك استفاده می شود :

الف - سبك دانه های طبیعی : مانند دیاتومه ها ، سنگ پا ، پوكه سنگ ، خاكستر ، توف كه بجز دیاتومه ها بقیه آنها منشاﺀ آتشفشانی دارند .

نكته :1- این نوع سبك دانه ها معمولا بدلیل اینكه فقط در بعضی از جاها یافت می شوند به میزان زیاد مصرف نمی شوند ، معمولا از ایتالیا و آلمان اینگونه مصالح صادر می شود .

نكته : 2- از انواعی پوكه معدنی سنگی كه ساختمان داخلی آن ضعیف نباشد بتن رضایت بخشی با وزن مخصوص 700 تا 1400 كیلو گرم بر متر مكعب تولید می شود كه خاصیت عایق بودن آن خوب می باشد اما جذب آب و جمع شدگی آن زیاد است . سنگ پا نیز دارای خاصیت مشابه است .

ب - سبك دانه های مصنوعی : این سبك دانه ها به چهار گروه تقسیم می شوند .

- گروه اول : كه با حرارت دادن و منبسط شدن خاك رس ، سنگ رسی ، سنگ لوح ، سنگ رسی دیاتومه ای ، پرلیت ، اسیدین، ورمیكولیت بدست می آیند .

- گروه دوم : از سرد نمودن و منبسط شدن دوباره كوره آهن گدازی به طریقی مخصوص بدست می آید .

- گروه سوم : جوشهای صنعتی ( سبكدانه های كلینكری) می باشند .

- گروه چهارم : مخلوطی از خاك رس با زباله خانگی و لجن فاضلاب پردازش شده را می توان به صورت گندوله در آورد تا با پختن در كوره تبدیل به سبك دانه شود ولی این روش هنوز به صورت تولید منظم در نیامده است .

الزامات سبكدانه ها بتن سازه ای :

الزامات سبكدانه ها در آیین نامه های ASTM C330-89 ( مشخصات سبكدانه ها برای بتن سازه ای در آمریكا ) و BS 3797:1990 ( مشخصات سبكدانه ها برای قطعات بنایی و بتن سازه ای در بریتانیا ) داده شده اند . در استاندارد بریتانیایی مشخصات واحدهای بنایی نیز مورد بحث قرار گرفته است . این آیین نامه ها محدودیتهایی برای افت حرارتی ( 5% درASTM و4% در BS)و همچنین در BS برای مقدار سولفات 1% 3 so (به صورت جرمی ) را مشخص نموده اند .

ذكر این نكات برای فهم بهتر مفید است :
1- آیین نامه BS 1047:7983 مشخصات دوباره در هوای سرد شده ، كه منبسط نشده است را در بر می گیرد .
2- سبكدانه های به كار رفته در بتن سازه ای ، صرفنظر از منشأ آنها تولیداتی مصنوعی می باشند و در نتیجه معمولا یكنواخت تر از سبكدانه طبیعی می باشند . بنابراین سبكدانه را می توان برای تولید بتن سازه ای با كیفیت ثابت مورد استفاده قرار داد .

نكته : سبكدانه ها دارای خصوصیت ویژه ای هستند كه سنگدانه های معمولی فاقد آن می باشند و در رابطه با انتخاب نسبتهای مخلوط و خواص مربوط به بتن حاصل دارای اهمیت ویژه ای می باشند .این ویژگی عبارتست از توانایی سبكدانه ها در جذب مقادیر زیاد آب و همچنین امكان نفوذ مقداری از خمیر تازه سیمان به درون منافذ باز ( سطحی ) ذرات سبكدانه (مخصوصا ذرات درشت تر ) در نتیجه این جذب آب توسط سبكدانه ، وزن مخصوص آنها زیادتر از وزن مخصوص ذراتی می شود كه در گرمچال خشك شده اند .

روشهای افزایش مقاومت بتن سبك :

كم بودن مقاومت بتن سبك عامل مهمی در محدود نمودن دامنه كاربرد این نوع بتن و بهره گیری از امتیازات آن بوده است برای بدست آوردن بتن سبك با مقاومت زیاد روشهای زیادی مورد توجه قرار گرفته است .

نكته : عامل موثر و مشترك در كلیه این پژوهشها مصرف میكروسیلیس در بتن می باشد . در اینجا اجمالا به چند روش اشاره می گردد :

1- تحقیقات مشترك V.Novokshchenov و W.Whitcomb جهت افزایش مقاومت بتن سبك و بهبود دیگر خواص آن با استفاده از سبكدانه های سیلیسی منبسط شده ، به اعتقاد آنان مقاومت بتن سبك تابعی از مقاومت سبكدانه ها و ملات است كه این رابطه به صورت ذیل ارائه گردید .

fc = fm (vm)+fa (1-vm)

fc = مقاومت بتن fa = مقاومت سبكدانه

fm = مقاومت ملات vm = حجم نسبی ملات

بدین ترتیب مشاهده می شود كه می توان با افزایش مقاومت سبكدانه و مقاومت و حجم ملات مقاومت بتن سبك را افزایش داد .

تفاوت پودر ميكروسيليس با ژل ميكروسيليس چی هست
همچنین میکروسیلیس با میکروسیلیکا متفاوت هست

مجتبی1361 · Jun 28, 2014

گروت من گفت:
تفاوت پودر ميكروسيليس با ژل ميكروسيليس چی هست
همچنین میکروسیلیس با میکروسیلیکا متفاوت هست

komeyl67 · Aug 16, 2014

سلام دوستان!
اين مايعي كه تو مصالح فروشي ها به اسم چسب بتن فروخته ميشه، چه كارايي داره؟
از چه موادي تو ساختش استفاده ميشه؟
ممنون.

hamid delfan · Aug 19, 2014

به نظر من سازه بتنی از فولادی بهتره

hamid delfan · Aug 19, 2014

کارایی این چسب ها بیشتر در ترمیم و اتصال بتن قبلی و جدیده

behrooz civil · Sep 16, 2018

بعضی از مسایلی که ممکن است در بتن تازه بوجود آید

بعضی از مسایلی که ممکن است در بتن تازه بوجود آید

1- آب انداختن : ( bleeding )

آب انداختن بتن از نظر یک پدیده ظاهری ، اینگونه تجلی می کند که پس از بتن ریزی و پرداخت سطحی بتن ، یک لایه نازک آب آغشته به سیمان ، روی سطح بتن ظاهر می شود .

این آب از قسمت های زیرین بتن به دلیل خاصیت موئینگی به قسمتهای سطحی بالا آمده و در مسیر خود احتمالا مقداری سیمان را نیز با خود شسته و همراه می کند . لذا در قسمت های بالایی بتن ، مقدار آب موجود ، از آبی که در طراحی در نظر گرفته شده بیشتر خواهد شد و به عکس ، در قسمت های پایینی بتن مقدار آب کمتر خواهد گردید .

-- مشخصات نامطلوب بتن آب انداخته به شرح زیر است :
الف ) پس از سخت شدن نامرغوب بوده و به مقاومت مطلوب و مورد نظر نخواهد رسید .
ب ) لایه رویی بتن آب انداخته ، پس از سفت شدن ( سخت شدن ) به مرور زمان و با استفاده های ترافیکی از آن ، پودر شده و به صورت گرد و خاک در می آید و به این جهت سطح رویی ناصاف شده و پدیده ی پودرشدگی ( dusting ) اتفاق می افتد . چنین بتنی اولا بدنما شده و ثانیا نقطه ضعفی برای شرایط یخ زدگی و هوازدگی خواهد بود . آب انداختن پدیده بسیار نامطلوبی است و باید حتی المقدور از ایجاد آن جلوگیری کرد . متاسفانه برخی از استادکاران سعی می کنند با زیاد ماله کشیدن بر روی سطح بتن ، یک قشر آب در سطح ایجاد کنند ، غافل از اینکه این عمل ، ضعف های اساسی برای بتن ایجاد میکند .

مهمترین دلیل که باعث آب انداختن بتن میشود ، اسلامپ بیش از حد است . بنابراین کارایی و اسلامپ کم در کنار مزایایی دیگر ، احتمال آب انداختن را نیز کاهش میدهد . دلایل دیگری از جمله ویبره بیش از حد و نیز نامناسب بودن دانه بندی ، احتمال آب انداختن بتن را افزایش میدهد .

2- جدا شدن دانه ها : ( segregation )

جداشدن دانه ها از پدیده هایی است که در بتن تازه اتفاق می افتد . به این ترتیب که دانه های درشته مخلوط نشست کرده و به سمت پایین حرکت میکنند . و دانه های ریزتر به سمت بالا منتقل میشوند . بنابراین بتن حالت یکنواختی خود را از دست داده و توزیع دانه بندی بهم میخورد .
جدا شدن دانه ها در بتن تازه یک پدیده نامطلوب محسوب میشود و ناظرین و مهندسین کارگاه همواره باید سعی کنند تا از عواملی که ممکن است منجر به بروز این حالت شود ، جلوگیری نمایند . بتنی که دانه های آن جدا شده از نظر مقاومت فشاری و خمشی ضعیف شده و به حد مطلوب نخواهد رسید .
مهمترین دلیل جداشدن دانه ها در بتن تازه ، اسلامپ بالا و بیش از حد است .
دلایل دیگری از قبیل ویبره بیش از حد ، جا به جا کردن بتن در قالب به وسیله بیل و یا ویبراتور ، ریختن بتن از ارتفاع زیاد نیز ممکن است باعث جدا شدن دانه ها و برهم خوردن دانه بندی شود .

behrooz civil · Sep 17, 2018

استفاده از شوت برای بتن ریزی به منظور جلوگیری از جدا شدن سنگدانه ها

Thread starter	عنوان	تالار	پاسخ ها	تاریخ
	بتن پلاستيکي چيست ؟	مصالح ساختمانی	0	Nov 7, 2015
M	الیاف پلیمری آجدار بتن MFRC محصول مشترک ایران و کانادا - الیاف جایگزین آرماتور	مصالح ساختمانی	1	Feb 26, 2015
	[ آزمایشات بتن ] ►	مصالح ساختمانی	17	Dec 31, 2013
	مصالح [ بتن بیولوژیکال ]	مصالح ساختمانی	0	May 14, 2013
M	مصالح [ بتن مغناطیسی]	مصالح ساختمانی	3	Jul 21, 2010

بانک اطلاعات [ انواع بتن] ►

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد

عضو جدید

کاربر فعال مهندسی عمران ,

پیوست ها

عضو جدید

عضو جدید

عضو جدید

کاربر فعال مهندسی عمران ,

کاربر فعال مهندسی عمران ,

Similar threads