کمک درباره درس شناخت مواد و مصالح

[jabbary_zohreh]

سلام
ایا کسی مقاله ای در رابطه با موادو مشالح جدید یا بتن دارد که برای من بگذارد:((:!::((:!::((:!:

[معمار]

فكر كنم لينك زير بتونه كمكتون كنه ....

[jabbary_zohreh]

متاسفانه مقاله ای که من نیاز دارم باید حداقل 15 صفحه باشد و در رابطه با یک نوع ماده

[معمار]

خب ....
راستش اين جا يه مركز هم فكريه ...
پيشنهاد مي دم شما موضوعتون رو انتخاب كنيد بعد با كمك هم (و ساير دوستاي گلم) سعي در كامل كردن و معرفي منابع و سرچ و.... بكنيم

فكر كنم اين راه بهتر از پيدا كردن يه مقاله اماده است ... (البته الان استادا كاملا مقالات موجود در اينترنت رو مي شناسن ... و معمولا چيز جالبي گيرت نمي اد) . راستش بهتر اسمي كه به عنوان دانش جو يدك مي كشيم رو براش ارزش قائل باشيم
دنبال دانش بگرديم تا پيداش كنيم ...

موضوع رو بگو همه جوره در خدمتيم

[jabbary_zohreh]

موضوع من بتنهای سنگسن است اما گفتم شاید شخص دیگری موضوع بهتری را پیشنهاد دهد

[معمار]

موضوع خوبيه ...hامممممممم ... نظرت راجع به تري دي پنل ها چيه؟

[معمار]

يه سر به كتاب (مواد و مصالح شناسي جامع ساختمان) ، تاليف : محمد علي كليدري دار بزن ... يه منبع خوب به شمار مياد اي كتاب جزء منابع كنكور هم هست . فكر كنم از اون جا هم بتوني موضوع مناسبي پيدا كني ... بازم فكر كنم ... موضوع قطعي كه مي خواهي روش كار كني را بگو ... (راستش من تا حالا درباره بتنهای سنگسن چيزي نشنيدم مطمئنم درست نوشتي؟ اخه توي سرچ هم چيزي نبود و اگه معادل انگليسيشم بنويسي عالي مي شه : )‌ )

[jabbary_zohreh]

ببخشید منظور من بتنهای سنگین بود و این یک اشتباه تایپی

[معمار]

يه سري مطلب درباره بتن هاي پليمري پيدا كردم ..

:

معرفي بتن پليمري...
بتن پليمري
قرن بيستم را به حق بايد قرن پليمر ها نيز دانست ، محصولات پليمري از لحاظ حجمي در سال 1990 بر حجم محصولات آهني فايق آمد و پيش بيني مي شود كه در قرن حاضر ، از لحاظ وزن نيز بالاتر رود . صنايع ساختمان بزرگترين مصرف كننده موادّ پليمري ، 25 تا 30 درصد از كلّ پليمر ها را مصرف مي كند .
يكي از مواردي كه در ساختمان به وفور استفاده مي شود بتن است . اين مادّه به دليل هزينه پايين توليد ، راحتي استفاده و استحكام فشاري ، يكي از موادّ پرمصرف در سازه هاست ولي به دليل نقايصي كه دارد ( نقايصي چون : 1 – تخريب يخ زدگي و ذوب 2 – تخريب پذيري توسّط موادّ شيميايي خورنده 3 – استحكام كششي كم 4- ديرپخت بودن و …. ) همزمان با توليد اين مادّه ، تركيب آن با فولاد ( مسلّح كردن بتن )‌ و ايجاد خاصيّت تاب خمشي مطرح شد و از همان موقع ، استفاده از موادّ و تركيبات شيميايي ، براي بهبود خواصّ آن مورد توجّه قرار گرفت . حاصل تحقيقياتي كه در اين زمينه صورت گرفت اين نتيجه را در بر داشت كه جايگزيني مناسبي ، با موادّ پليمري انجام شده است و با به كارگيري آنها به روش هاي مختلف ، خواصّ بتن ارتقا مي يابد . ( اين تحقيقات بيشتر در ژاپن ، آمريكا و روسيه انجام شده است ) . در اين رابطه خانواده بتن هاي پليمري ، بهترين خاصيّت ها را از خود نشان دادند . خواصّ اين نوع بتن ، برتر از بتن هاي سيماني بود و گاهي خواصّ
منحصر به فردي از خود نشان مي دهد . با توجّه به ‌نياز بيشتر به استحكام در سازه ها و برتري هاي اين نوع بتن ، بتن پليمري مورد علاقه دانشمندان واقع شد و با وجود آنكه مدّت زيادي از اختراع آن نمي گذرد و عليرغم قيمت بالايي نيز كه داراست مورد استقبال روزافزون قرار گرفته است . بتن هاي پليمري از حدود سال 1950 وارد بازار شده اند و پيش بيني مي شود در طيّ دهه پيش رو ، مصرفشان 10 برابر شود . كاربرد اين نوع پليمرها به دو شاخه استفاده جامد و استفاده غير جامد تقسيم مي شود .
در حالت جامد محصولات پليمري به جاي فولاد جايگزين مي شوند و بتن را مسلّح مي كنند كه در اين حالت ، پليمر به صورت رشته ، شبكه و يا ميلگرد در بتن استفاده مي شود . در حالت غير جامد با تزريق پليمر هاي پودري و مايع ، در دوام بتن بهبود حاصل مي شود .
در كشور ما كار خاصّي روي بتن پليمري صورت نگرفته است و هنوز در سطح يك موضوع تحقيقاتي براي دانشجويان
باقي مانده است ، موضوعي كه منابع تحقيق آن نيز غالباً خارجي هستند .
بتن هاي پليمري( Polymer Concrete ) حالت جامد :
اكثر موادّ و مصالح طبيعي به دليل ناپيوستگي هاي سطحي و تركيباتي كه در خود دارند ، داراي مقاومت لازم براي تحمّل
تنش هاي زياد نيستند و لازم است تا با موادّ ديگري مسلّح شوند . دانشمندان به دنبال موادّي هستند كه در ضمن مسلّح كردن بتن ، داراي وزن كمتر ، مقاومت بيشتر در برابر عوامل جوّي ، رفتار بهتر در بارگذاري هاي متناوب باشد و بتواند مقاومت خود را در دماهاي بالا مثل دماي كوره حفظ كند و …..از اين قبيل.
يكي از مشهورترين اين مصالح ، كامپوزيت هاي پليمري مي باشند . اوّلين باري كه كامپوزيت ها در بنا استفاده شد در زمان جنگ جهاني دوّم بود . در آن زمان بر روي ساختمان هايي كه بايد رادار نصب مي كردند ، استفاده از سازه هاي فلزّي و يا حتّي بتن آرمه ، مشكل ايجاد مي كرد ، با مسلّح كردن بتن توسّط كامپوزيت هاي بتني ، اين مشكل برطرف شد . همچنين در همان بحبوحه جنگ بعضي از قسمت هاي هواپيماهاي جنگي را از پلي استرهايي كه با رشته هاي شيشه تقويت شده بودند
مي ساختند .
در ساختمان هاي مسكوني از كامپوزيت هايي با فيبر شيشه اي يا پلي استر استفاده مي شد . (‌ سازه كامپوزيتي GPR ) ، دو ساختمان استثنايي با سازه كامپوزيتي ساخته شده است كه يكي سازه گنبدي شكل در بن غازي (‌ 1968 )‌ و ديگري سقف فرودگاه دبي ( 1972 )‌ است كه تأثير محسوسي بر استفاده از اين نوع سازه ها داشته است .
اكثر اين سازه ها داراي سازه اصلي بتن مسلّح بود و براي ساخت پانل ها از GPR (Glass Polymer Reinforced ) بهره مي برد ، همانند سازه قوسي فضاكار زمين فوتبال شهر منچستر (‌1980 ) ، مهمّترين كاربردهاي GPR به قرار زير است :
1- ساختمان هايي كه تحت اثر خوردگي شديد هستند .
2- سازه هاي پيشرفته رادارها .
3- ساختمان هايي كه كنترل كيفيّت آنها مهم است .
4- ماهواره ها .
5- آنتن هاي بزرگ .
مهمّ ترين دلايل افزايش استفاده از كامپوزيت ( Composite ) :
1 – وزن كم 2- قابليّت ايجاد معماري هاي زيبا 3- مقاومت در برابر شرايط جوّي 4- خواصّ ضدّ خوردگي
5 – وجود سازه هايي كه در آنها نبايد از فلز استفاده كرد .
امروزه بسياري از پل هاي بتن آرمه به دليل وجود كلر در آب دريا ، تخريب شده اند كه بتن پليمري اين نقيصه را ندارد و خورده نمي شود ، محصولات پليمري در حالت جامد بيشتر به صورت ميلگرد و شبكه مورد استفاده قرار مي گيرند .
انواع بتن هاي پليمري ( حالت غير جامد ) :
پيش از بيان انواع بتن هاي پليمري لازم است با فرآيند پليمريزاسيون بيشتر آشنا شويم :
پليمريزه شدن : از اتّصال واحد هاي مونومر به يكديگر ، رشته يا شبكه هاي مولكولي سطحي يا فضايي
تشكيل مي شود كه داراي وزن مولكولي بالايي هستند و به آنها پلي مر مي گويند ، اين فرآيند را پليمريزه شدن مي گويند .
انواع بتن هاي پليمري بدين قرارند :
1- بتن هاي باردار شده توسّط پليمر ( PIC ) : شامل بتن پورتلند پيش ريخته شده است كه توسّط يك سيستم مونومري باردار گرديده است (‌ آماده واكنش است )‌ و متعاقباً در محلّ ، پليمريزه مي شود .
2- بتن هاي پليمر – سيمان (PCC) : شامل يك مونومر است كه به مخلوط آبي بتن تازه افزوده مي شود و متعاقباً در محلّ، پليمريزه مي شود .
3- بتن هاي پليمري (PC) : شامل يك سيستم مخلوط از سنگريزه ( Aggregate ) و پركننده ( Filler ) در مونومر مي باشد كه متعاقباً در محلّ ، پليمريزه مي شود .
4- بتن هاي پليمر – گوگرد (PSC ) : شامل يك سيستم مخلوط از بتن هاي گوگردي است كه توسّط پليمر ها اصلاح خواصّ پيدا كرده باشد .
نحوه توليد بتن پليمري (‌حالت غير جامد ) :
بتن هاي پليمري از 80 تا 95 درصد پركننده هاي معدني و گاهي آلي تشكيل شده اند و حدود 5 تا 20 درصد بايندر پليمري نيز
بتن را نگاه مي دارد ( بايندر ( Binder ) به معناي پيوند دهنده يا متّصل كننده است و منظور همان محلول مونومر است كه پس از فرآيند پليمريزاسيون بتن را نگاه مي دارد ) ، خواصّ بتن هاي پليمري برتر از بتن هاي سيماني است .
با انتخاب : الف ) بايندر مناسب ب) نوع و ميزان مناسب پركننده ج ) به كار بردن افزودني هاي مناسب
مي توان طيف وسيعي از بتن هاي پليمري را با خواصّ فيزيكي ، مكانيكي ، ديناميكي ، الكتريكي ، حرارتي ، شيميايي ، تزئيني و … تهيّه كرد . در صورتيكه اين طيف وسيع براي بتن هاي سيماني وجود ندارد . از مجموعه موادّ رايج به عنوان بايندر پليمري سه نوع رايج ترند كه عبارتند از : 1 – اپوكسي ( Epoxy ) 2- پلي استر 3 – پلي يورتان
از پركننده هاي رايج نيز دو نوع رايج ترند كه عبارتند از : 1 – سيليس (Silica) 2- كربنات كلسيم
بر اساس آزمايش هايي از نوع برزيلي ، نتايج زير حاصل شد :
1 – نمونه هاي بتن پليمري با بايندر اپوكسي و پلي استر ، استحكاك بالاتري دارند .
2- نمونه هاي بتن پليمري با بايندر پلي يورتان ، ازدياد طول بسيار زيادي دارند . ( تعريف اپوكسي و …. در همين مقاله گفته خواهد شد . )
بايندر هاي پليمري 90% كلّ قيمت بتن را شامل مي شوند . با وجود اين ، قيمت بتن هاي پليمري ، بسيار كمتر از
پلاستيك هاست . انتخاب مناسب بايندر و پر كننده مناسب ، مي تواند سبب هر يك از حالات زير شود :
1 – بتن هايي با دي الكتريك بالا 2 – برعكس بتن هايي با هدايت الكتريكي بالا 3 – قطعاتي مناسب براي ايجاد خلاء و ..
تغيير خواصّ بتن پليمري بر حسب تغيير پركننده ها :
پركننده ها از دو دسته تشكيل مي شوند : 1- جزء زبر ( دانه بندي درشت ) 2- جزء نرم ( دانه بندي ريز )
پركننده هاي سبك وزن شامل سه دسته سنگ هاي رسي سبك ، پرليت و سنگ پا ( Pumice ) مي شوند و پر كننده هاي سنگين شامل 4 دسته قطير ، هماتيت ، ايلمنيت ، باريت مي شوند .
از اين موادّ براي توليد بتن هاي پليمري با وزن مخصوص بين 640 تا 5200 كيلوگرم بر متر مكعّب مي توان استفاده كرد . پركننده هاي بسيار نرم براي كاهش حجم خالي بتن به كار برده مي شود . مانند پودر سيليس ، كربنات كلسيم ، خاكستر ، كائولين . ميكا تالك ،‌تري هيدرات آلومينا ‌، سولفات كلسيم و سيمان پورتلند . پر كننده ها مي توانند سبك باشند مانند
دانه هاي شيشه اي سوراخ دار ، سراميك يا گلوله هاي پلاستيك .
با استفاده از پركننده هاي هادي مثل كربن يا پودرهاي فلزّي ، مي توان بتن را از نظر الكتريكي رساناتر كرد ، افزودني هايي مثل فيبرهاي شيشه اي ،‌آلي و فلزّي براي اصلاح استحكام ضربه اي ، خمشي و همچنين براي كاهش پديده انقباض ناشي از پخت به كار مي رود . عوامل تر كننده باعث كاهش سطحي زيرين مايع و سهولت ترشدگي سطوح پركننده مي شود . جهت تأمين رنگ و همچنين گاهي اوقات به منظور پايداري در مقابل نور از رنگدانه ها استفاده مي شود .
با افزودن لاتكس هاي SBR و اپوكسي به بتن معمولي به عنوان بتن سيمان پرتلند ، پلي مري استفاده شده است كه باعث بهبود خواصّ‌مهندسي و پايايي بتن مي شود و همچنين با افزودن رزين هاي پلي اسراسيترن و اپكسي به مصالح سنگي
به عنوان بتن پليمري كه در مورد رزين پلي اسراسيترن، خواصّ‌ مهندسي و پايايي بتن به طور چشمگيري بهبود مي يابد .


-----------
نمي دونم به دردت مي خوره يا نه ...
فكر كنم پرو‍ژه يكي از دوستام براي اين درس افزودنيهاي بتن بود ... بايد بپرسم ببينم هنوز كپيشو داره يا نه ...
اگه به دردت مي خوره بگو تا برم دنبالش :D

[SALEK]

بتن‌هاي توانمند و ويژه


چکيده

سالهاي زيادي است که بتن بعنوان يک ماده ساختماني مهم در ساخت و سازه‌هاي بتني چون ساختمانها، سدها، پلها، تونلها، راهها، اسکله‌ها و برجها و سازه‌هاي خاص ديگر کاربرد دارد. در اکثر موارد به بتن بعنوان ماده‌اي مقاوم در برابر نيروهاي فشاري نگريسته مي‌شده است. انجام پروژه‌هاي وسيع تحقيقاتي بر روي مواد مختلف تشکيل دهنده بتن و ازمايش‌ بتن‌هاي مختلف با مواد جديد در سالهاي آخر قرن اخير منجر به پيدايش بتن‌هايي شده است که علاوه بر تأمين مقاومت خواص ديگري از اين ماده نظير دوام، کارايي، نرمي و مقاومت در برابر عواملي چون آتش و محيط و هوازدگي را دستخوش تغييرات اساسي نموده است. علاوه بر دگرگوني و تحول در مواد تشکيل دهندة بتن، افزودن مواد ديگري به بتن همچون افزودنيهاي مختلف، انواع الياف‌ها و حتي مواد زائدي که ارزش خاصي نداشته و باعث آلودگي محيط زيست نيز مي‌شوند، موجب پيدايش بتن‌هاي جديد با خواص جديد و بهبود يافته شده است.
در بتن مسلح علاوه بر خود بتن بر روي آرماتور نيز تحولاتي صورت پذيرفته است. بعنوان مثال کاربرد فولادهاي ضد زنگ براي مناطق بسيار خورنده، استفاده از آرماتورهاي ساخته شده با الياف‌هاي مختلف پلاستيکي و پليمري از جمله تحقيقاتي بوده است که نتايج اوليه سودمندي بدست داده است، ليکن کار بر روي آنها و تحقيقات وسيع‌تر و دراز مدت براي بررسي داوم آنها هنوز ادامه داشته و به قرن آينده خواهد رسيد.
هدف از مقالة اخير عنوان نمودن پاره‌اي از دستاوردهاي اخير در بتن و بتن مسلح و ادامه راه در سالهاي آينده مي‌باشد. در اين خصوص به تحول دستيابي به بتن‌هاي با مقاومت زياد و بسيار زياد و بالاتر ازMPa 100 و همچنين بتن‌‌‌هاي توانمند با عملکرد بالا خواهيم پرداخت. همچنين کاربرد مواد مختلف و الياف‌ها براي افزايش نرمي بتن که مسألة بسيار مهمي در پديدة زلزله و بارهاي ديناميکي بر روي سازه‌هاي بتني است، بيان خواهد شد. در ادامه به بتن‌هايي که بسيار کارا بوده و نياز به لرزاندن نداشته و درعين حال مقاومت زيادي دارند، اشاره خواهد شد. در بخش ديگري از مقاله کاربرد بتن بعنوان راه حلي براي کاهش آلودگي محيط زيست توضيح داده خواهد شد. در بخش پاياني آخرين نتايج و کاربرد محدود آرماتورها با جنسيت‌هاي مختلف از جمله الياف کربني، پليمري و پلاستيکي شده است.
بايد اذعان نمود که نتايج تحقيقات سالهاي آخر قرن حاضر و ادامة‌ آنها در آينده و قرن جديد مي‌تواند نگرش تازه‌اي به بتن بعنوان يک مادة ساختماني پرمصرف بدهد. اين نتايج منجر خواهد شد تا ديدگاه بتن بعنوان تنها يک ماده با مقاومت فشاري خوب به کلي دگرگون شده و خواص ويژه بتن‌هاي جديد نظر اکثر دست‌اندرکاران پروژه‌هاي بزرگ عمراني را در جهان بخود معطوف سازد.

مقدمه

سالهاي زيادي است که از بتن بعنوان يک مادة ساختماني مهم و با تحمل فشارهاي بالا جهت ساخت و ساز انواع سازه‌ها استفاده مي‌شود. ضعف اين مادة مهم و پر مصرف ساختماني در مقابل کشش با قرار دادن آرماتور تا حد زيادي جبران شده است. در سالهاي اخير و با بررسي دوام سازه‌هاي بتني مسلح بويژه در مناطق خورنده و سخت براي بتن نظر اکثر کارشناسان و دست‌اندرکاران کارهاي بتني به اين مسأله جلب شده است که مقاومت به تنهايي نمي‌تواند جوابگوي کليه خواص مربوط به بتن بخصوص دوام آن باشد و لازم است در طراحي بتن براي مناطق مختلف علاوه بر مسأله مقاومت و تحمل بارها در طول مدت بهره‌دهي، پايايي و دوام آن نيز مد نظر قرار گيرد. در حال حاضر با اضافه نمودن مواد مختلف بتن و تغييرات در طرح اختلاط مي‌توان به بتن‌هايي دست يافت که بدون تغيير قابل ملاحظه در مقاومت آنها از نقطه نظر دوام به بتن‌هايي با دوام بالا دست يافت. مسأله محيط زيست وآلودگي آن نيز در سالهاي اخير نظر جهانيان را بخود معطوف ساخته است. کاربرد مواد و مصالحي که در ساخت آن آلودگي کمتري به محيط منتقل گردد و همچنين برداشت مصالح طبيعي که کمتر محيط را تخريب نمايد، مورد توجه خاص قرار دارد. در اين راستا محدوديت کاربرد سنگدانه‌ها، دستيابي به مواد جديد و نيز استفاده از مواد زائد کارخانه‌ها و آلاينده‌هاي محيط زيست در بتن در رأس برنامه‌هاي تحقيقاتي پاره‌اي از کشورهاي جهان قرار گرفته است.
علاوه بر خود بتن و مصالح تشکيل‌دهندة آن در سالهاي اخير بر روي آرماتور مصرفي در سازه‌هاي بتني مسلح نيز تحولاتي صورت گرفته است. بعنوان مثال و براي پرهيز از خطر خوردگي آرماتور، از فولادهاي ضد زنگ و نيز آرماتورهاي ساخته شده با الياف‌ مختلف پلاستيکي و پليمري در محيط‌هاي بسيار خورنده استفاده مي‌شود. کار بر روي عملکرد دراز مدت چنين موادي هنوز ادامه دارد.
در مقالة اخير به چند مورد از بتن‌هاي جديد که چند سالي است از آنها در صنعت ساخت و ساز براي سازه‌هاي بتني استفاده مي‌شود اشاره شده و مواد جديد مورد استفاده در بتن که تحقيقات روي آنها هنوز ادامه دارد، نيز بيان خواهد شد. بعنوان مثال بتن‌هاي با مقاومت زياد و بتن‌هاي توانمند و با عملکرد بالا در اين خصوص جايگاه ويژه‌اي دارند. کاربرد الياف و مواد مختلف در بتن براي افزايش نرمي آن و مقاومت در مقابل بارهاي ضربه‌اي و نيروهاي ناشي از زلزله مورد ديگري از بتن‌هاي خاص مي‌باشد. با نگرشي عميق به مسأله دوام بتن و ضمن تأمين مقاومت لازم، کاربرد بتن‌هاي با کارايي بالا که اجراي آن را نيز آسان مي‌سازد در برنامه کار مراکز بسياري قرار گرفته و برخي از اين بتن‌ها با اضافه کردن افزودنيهاي مختلف به آنها، اينک وارد صنعت بتن شده‌اند.

[SALEK]

بتن با مقاومت زياد
امروزه بر اساس تکنولوژي رايج بتن، ساخت بتن‌هاي با مقاومت‌هاي فشاري زياد و دور از انتظار که مي‌تواند براي طراحي سازه‌هاي اجرايي رايج مورد استفاده قرار گيرند، امکان‌پذير مي‌باشد. اگر چه اغلب آيين‌نامه‌هاي بتن هنوز مقاومت بتن مورد استفاده در سازه‌ها را به MPa 60 محدود مي‌کنند، اما آيين‌نامه‌هاي جديد اخيراً حدي بالاتر از MPa 105 را نيز در نظر گرفته‌‌اند ] 1 [. ساخت بتن‌هاي با مقاومت زياد و در حد MPa 120 و کاربرد آن در ساختمان‌هاي بلند در کشورهاي پيشرفته دنيا رواج يافته است. اين مقاومت با اضافه نمودن مواد ريز و فعال به سيمان تا حدي افزايش يافته که بتن‌هايي با مقاومت‌هاي فشاري بين MPa 200 و MPa 800 و مقاومت‌هاي کششي بين MPa 30 و MPa 150 در نمونه‌هاي آزمايشگاهي بدست آمده است. براي دستيابي به چنين مقاومت‌هايي لازم است تغييراتي در طرح اختلاط داده و از مواد و افزودني‌هاي جديدي استفاده نمود.
از عوامل مهم در رسيدن به چنين مقاومت‌هايي استفاده از سنگدانه‌هاي مقاوم و کاهش حداکثر اندازه سنگدانه در مخلوط بتني براي همگني بيشتر آن مي‌باشد. همچنين با استفاده از مواد بسيار ريزدانه و با اندازه‌هاي کمتر از دهم ميکرون مي‌توان مجموعه‌اي متراکم‌تر و با تخلخل بسيار کم که بالاترين وزن مخصوص را خواهد داشت، تهيه نمود. در بتن‌هاي با مقاومت زياد بايستي تا حد ممکن نسبت آب به سيمان (w/c) را کاهش داد (امروزه حتي نسبت 18/0 = w/c استفاده شده است) که در اين حالت بعضي دانه‌هاي سيمان هيدراته نشده بصورت مواد ريزدانه پرکننده، دانسيته را افزايش داده و در نتيجه سبب افزايش مقاومت مي‌شوند. بديهي است براي تأمين کارايي چنين مخلوط‌هايي با آب بسيار کم لازم است از روان‌کننده‌ها، فوق‌روان‌کننده‌ها و پخش کننده ذرات ريز در بتن استفاده نمود. براي افزايش نرمي چنين بتن‌هايي (با افزايش مقاومت شکنندگي و تردي بتن افزايش مي‌يابد) مي‌توان به آنها الياف‌هاي کوتاه اضافه نمود. در ساخت چنين بتن‌هايي (مقاومت در حد فولاد و بالاتر) از روشهاي سخت شده تحت فشار و دما براي عمل آوري بتن و تأمين مقاومت اوليه زياد استفاده مي‌گردد.
جدول 1- مشخصات بتن بکار رفته در يک ساختمان بلند در مونترال کانادا
طرح اختلاط خواص بتن
نسبت آب به سيمان 25/0 اسلامپ 250 ميلي‌متر
آب 135 ليتر درصد هوا 4/4 درصد
سيمان نوع 1 500 کيلوگرم در متر مکعب مقاومت فشاري 7 روزه 77 مگاپاسکال
دوده سيليس 30 کيلوگرم در متر مکعب مقاومت فشاري 28 روزه 3/92 مگاپاسکال
شن‌با‌حداکثر اندازه10ميليمتر ‌1100‌کيلوگرم‌در مترمکعب مقاومت فشاري 90 روزه 106 مگاپاسکال
ماسه طبيعي 700 کيلوگرم در متر مکعب مقاومت فشاري يکساله 4/119 مگاپاسکال
ديرگير کننده 8/1 ليتر در متر مکعب
فوق روان کننده 14 ليتر در متر مکعب

بتن هاي با کارايي بسيار زياد (بتن خود متراکم)
امروزه در بعضي کشورهاي جهان و بويژه در ژاپن بتن جديدي با کارايي بسيار بالا که نياز به لرزاندن نداشته و خودبخود متراکم مي‌گردد ساخته شده و در برخي پروژه‌ها اجرا شده است. با داشتن کارايي بسيار زياد اين بتن در اجرا، خطر جدايي سنگدانه‌ها و خمير را نداشته و در عين حال از مقاومت زياد و دوام نسبتاً بالايي برخوردار است. در طرح اختلاط اين بتن، موارد زير در نظر گرفته شده است.
ميزان شن در اين بتن حدود 50 درصد حجم مواد جامد بتن بوده و در آن ماسه به ميزان
40 درصد حجم ملات استفاده شده است. نسبت آب به مواد ريزدانه و پودري بر اساس خواص مواد ريز بين9/0 تا 1 انتخاب مي‌شود. براي تعيين ميزان نسبت آب به سيمان و مقدار فوق روان کننده مخصوص مصرفي با استفاده از روش ميز رواني، مقدار بهينه با آزمون و خطا تعيين مي‌گردد ]2و3[.

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

[SALEK]

بتن‌هاي با نرمي بالا
امروزه کاربرد بتن با نرمي بالاتر که بتواند تغيير شکل‌هاي زياد را بدون شکست تحمل نمايد، مورد توجه قرار گرفته است. تحقيقات وسيعي در خصوص تأمين نرمي لازم در بتن با الياف‌هاي مختلف و حتي حذف آرماتور در حال انجام مي‌باشد. هدف از کاربرد الياف در بتن افزايش مقاومت کششي، کنترل گسترش ترکها و افزايش طاقت (Toughness) بتن مي‌باشد تا قطعه بتني بتواند در مقابل بارهاي وارده در يک مقطع ترک خورده تغيير شکل‌هاي زيادي را پس از نقطه حداکثر تنش تحمل نمايد.
بتن با الياف مختلف در سالهاي اخير در سازه‌هاي عمده‌اي چون روسازي راهها و فرودگاه‌ها، بتن پي‌هاي عظيم با تغيير شکل‌هاي زياد و بويژه در پوشش بتني تونلها بکار رفته است. در ساخت پوشش تونلها بتن اليافي با پاشيدن بر جداره شکل مي‌پذيرد. اخيراً براي حذف ترکها در پوشش تونلهايي که بصورت چند تکه پيش ساخته اجرا مي‌شود از بتن بدون آرماتور و تنها الياف استفاده شده و اين نوع بتن سبب حذف ترکها در حين عمل‌آوري و حمل و نقل قطعات و نصب آنها براي کامل کردن مقطع تونلهاي مترو شده است.
در نوع بسيار جديد بتن اليافي که مي‌توان با آن به حداکثر نرمي در بتن رسيد از روش ريختن دوغاب روي الياف (SIFCON) استفاده مي‌شود. در اين روش ابتدا الياف ريخته شده و سپس فضاي بين آنها با ملات دوغابي پر مي‌شود. ميزان الياف در اين بتن حدود 10 درصد مي‌باشد که حدود 10 برابر ميزان الياف در بتن‌هاي اليافي متداول است. با اين مصالح لايه‌هاي محافظي بدون ترک و تقريباً غير قابل نفوذ مي‌توان ايجاد نمود. بعلت نرمي زياد اين قطعات ظرفيت تغيير شکل‌پذيري اين قطعات به ميزان ظرفيت دالهاي فولادي مي‌رسد. مقاومت فشاري اين نوع بتن حدود 110-85 مگاپاسکال و مقاومت خمشي حدود 45-35 مگاپاسکال مي‌باشد. از اين قطعات نه تنها مي‌توان بعنوان لايه‌هاي محافظ کوچک استفاده نمود، بلکه در باندهاي فرودگاه در برابر ضربات عملکرد خوبي نشان مي‌دهند. در کارهاي تعميراتي دالها مي‌توان از آنها بعنوان لايه روي بتن قديم و بدون درز و در زماني کوتاه استفاده نمود
آرماتورهاي غيرفولادي در بتن
در سالهاي اخير استفاده محدودي از آرماتورهاي غيرفلزي آغاز گشته است هر چند تحقيقات بر روي کاربرد وسيع‌تر آنها و عملکرد دراز مدت اين نوع آرماتورها ادامه دارد. اين آرماتورها که معروف به آرماتورهاي با الياف پلاستيکي (FRP) هستند از الياف مختلفي چون الياف شيشه‌اي (GFRP)، الياف آراميدي (AFRP) و الياف کربني (CFRP) در يک رزين چسباننده تشکيل شده اند. در جدول 2 خواص مکانيکي چند آرماتور اليافي که کاربرد پيدا کرد‌ه‌اند‌، آورده شده است. در شکل 2 ميله‌هاي پلاستيکي ساخته شده با الياف مختلف و فولادهاي پيش تنيدگي از نقطه نظر منحني‌هاي تنش-کرنش با يکديگر مقايسه شده‌اند.
جدول - خواص مکانيکي الياف‌هاي مختلف

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


خاصيت عمده اين آرماتوها که سبب کاربرد آنها شده است، مقاومت در برابر خوردگي آنهاست که مي‌تواند در محيط‌هاي بسيار خورنده دوام دراز مدتي داشته باشند. علاوه بر اين مقاومت بالا، مقاومت به خستگي بالا، ظرفيت بالاي تغيير شکل ارتجاعي، مقاومت الکتريکي زياد و هدايت مغناطيسي پايين و کم اين مواد از مزاياي آنها شمرده مي‌شود. البته اين مواد معايبي چون کرنش گسيختگي کم و شکننده بودن و خزش زياد و تفاوت قابل ملاحظه ضريب انبساط حرارتي آنها در مقايسه با بتن را به همراه دارند
اخيراً از الياف مختلف شبکه‌هايي بافته شده و بصورت يک شبکه آرماتور در سطح بتن براي کنترل ترک و کم کردن عرض آن و همچنين در ديوارهاي نماي بتني از آن استفاده مي‌کنند. تحقيقات روي کاربرد صفحات اليافي بجاي صفحات فولادي براي تقويت قطعات خمشي و تيرها و دالها بويژه در پلها ادامه دارد. اين صفحات بارزين‌هاي اپوکسي به نواحي کششي از خارج اتصال داده مي‌شوند. کاربرد صفحات با الياف کربني براي اين تقويت بيشتر رايج گشته و در چندين پل در ژاپن و در بعضي کشورهاي اروپايي از آن استفاده شده است

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

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

[SALEK]

بتن خود تراکم از تئوري تا توليد

مهندس جواد مروتي ـ کارشناس واحد تحقيق و توسعه بنيان بتن
مهندس مرجان محمودی ـ کارشناس واحد تحقيق و توسعه بنيان بتن


چکیده
تراکم کامل بتن و جاگیری مناسب آن در قالب از مهمترین نکات در اجرای صحیح سازه های بتنی می باشد. متراکم نمودن بتن با استفاده از روشهای معمول یعنی استفاده از ویبراتورها مشکلات متعددی از جمله جداشدگی دانه ها، شن‌نماشدن بعضی نقاط را به همراه دارد.

بتن خودتراکم راه حل بسیار مناسبی برای مقابله با این مشکلات است که اولین بار در دهه گذشته توسط دانشمندان ژاپنی ابداع گردید.

سطح تمام شده بهتر، اطمینان از تراکم بتن بدون استفاده از ویبراتور، افزایش سرعت اجرا و کاهش نیروی انسانی مورد نیاز برای اجرا، از جمله مزایای بتن خودتراکم می باشد.

در این مقاله علاوه بر معرفی کلی بتن خودتراکم و خواص آن آزمایشات مربوطه به صورت کامل تشریح گردیده است.



1- مقدمه
يکي از نکات مهم در اجراي صحيح سازه هاي بتني تراکم کامل بتن و جا گيري مناسب آن در قالب مي باشد . اين مسأله در مورد المان هايي همچون ديوار برشي و ستون که در آنها فشردگي آرماتور زياد و ابعاد مقطع بتن ريزي کوچک مي باشد از اهميت بيشتري برخوردار است.

استفاده از ويبراتور جهت متراکم کردن بتن، مشکلات زيادي به همراه دارد که از جمله آنها مي‌توان به موارد زير اشاره نمود :

· جداشدگي دانه بندي بتن به علت ويبره زياد در بعضي مناطق

· تراکم ناهمگن در نقاط مختلف سازه و در نتيجه مقاومت فشاري متفاوت در مقاطع مختلف سازه

· گير کردن شيلنگ ويبره بين آرماتورها در حين اجرا

· کرمو شدن بعضي مناطق به علت غيرقابل دسترس بودن

· کرمو شدن نقاطي از سطح بتن به علت ويبره بيش از حد و فرار شيره بتن


جاگیری ناقص بتن در قالب


به موارد فوق بايد آلودگي صوتي و خطرات جاني عمليات ويبره در مورد ديوارها و ستونهاي بتني را نیز افزود.

بتن خود تراکم راه حلي است که امروزه جهت رفع اين مشکلات و همچنين رسيدن به بتني با کيفيت بالاتر مطرح مي باشد .

نظريه بتن خود تراکم که انقلابي در زمينه تکنولوژي بتن ناميده شده است اولين بار توسط پروفسور حجيم اکمورا از دانشگاه کوجي ژاپن در سال 1986 مطرح گرديد .

درسال 1988 اين نظر تکميل و براي اولين بار بتن خود تراکم ساخته شد .

درسال 1989 اولين مقاله درباره بتن خود تراکم در دومين کنفرانس مهندسي سازه و ساختمان آسياي شرقي ارائه شد .

امروزه بتن خود تراکم در پروژه هاي مختلف عمراني در سطح دنيا مورد استفاده قرار مي گيرد همچنين آزمايشات تحقيقي و پژوهشي در اين زمينه ادامه دارد .



2- آشنايي کلي با بتن خود تراکم
بتن خود تراکم بتني است که بدون اعمال هيچگونه انرژي خارجي و تحت اثر وزن خود متراکم گردد. اين بتن که ماده اي بسيار سيال و روان و مخلوطي همگن است ، بسياري از مشکلات بتن معمولي نظير جدا شدگي ، آب انداختن ، جذب آب ، نفوذپذيري و ...را رفع نموده و علاوه بر اين بدون نياز به هيچ لرزاننده (ويبره) داخلي يا ويبره بدنه قالب تحت اثر وزن خود متراکم مي شود.

اين بتن به راحتي توانايي پر کردن قالب در محل شبکه هاي آرماتور فشرده را دارا مي باشد و حتي در جاهايي که دسترسي به آنها دشوار است به راحتي عبور مي کند .

بتن خود تراکم در طرح اختلاط و ساختارش تفاوت عمده اي با بتن معمولي ندارد . البته مواد خاصي جهت نيل به مشخصات ويژه اين بتن در توليد آن مورد مصرف قرار مي گيرد. اين مواد عمدتاً شامل فوق روان کننده ها، مواد مضاف پوزولاني و فيلرها (پودر سنگ با قطر دانه های ريزتر از 125 میکرون) مي باشند. همچنين ملاحظات خاصي در مورد دانه بندي سنگدانه هاي مورد مصرف در اين نوع بتن در نظر گرفته مي شود .

مزاياي استفاده از بتن خود تراکم به شرح زير مي باشد :

· اطمينان از تراکم بخصوص در مقاطعي که کاربرد لرزاننده دشوار است .

· جاگيري آسانتر در قالب

· سطح تمام شده بهتر

· کاهش نيروي انساني

· اجراي سريعتر خصوصاً در مورد مقاطع ديوار و ستون

· آزادي عمل بيشتر در طراحي (امکان ايجاد مقاطع نازک تر )

·
کاهش آلودگي صوتي ناشي از عمليات ويبره

سطح تمام شده بتن خود تراکم در مقایسه با بتن معمولی


3- مواد تشکيل دهنده بتن خود تراکم
3-1- سنگدانه :
سنگدانه ها به دو دسته تقسيم مي شوند :



3-1-1- ماسه :
تمامي ماسه هاي متداول در توليد بتن معمولي در اين صنعت نيز به کار مي رود . هر دونوع ماسه شکسته و يا گرد گوشه اعم از سليسي و يا آهکي مي تواند مورد استفاده قرار گيرد . ذرات ريزتر از
125 میکرون که به عنوان " پودر" تلقي ميشوند، برخواص رواني بتن خود تراکم بسيار مؤثر بوده و به منظور توليد بتن يکنواخت ، رطوبت آن بايد دقيقاً کنترل شود. حداقل ميزان ريزدانه ها (از ماسه تا مواد چسباننده پودري ) به منظور جلوگيري از جداشدگي دانه‌بندي از مقدار شخصی نباید کمتر باشد.



3-1-2- شن (درشت دانه ها ) :
تمامي انواع درشت دانه در اينجا به کار مي رود، ولي حداکثر اندازه معمولي دانه ها 16 تا
20 ميلي‌متر مي باشد . به هر حال سنگدانه هاي تا حدود 40 میلی متر نيز مي تواند در بتن خود تراکم به کار رود.استفاده از سنگدانه هاي شکسته سبب افزايش مقاومت بتن خود تراکم(بدليل افزايش قفل و بست بين ذرات) مي شود در حاليکه سنگدانه هاي گرد گوشه بدليل گوشه بدليل کاهش اصطکاک داخلي رواني آن را بهبود مي بخشد .



3-2- سيمان :
به طور کلي تمامي انواع سيمان هاي استاندارد مي تواند در بتن خود تراکم به کار رود . انتخاب نوع سيمان بستگي به پارامترهاي مورد انتظار بتن مثل مقاومت ، دوام و ... دارد .

دامنه عمومي ميزان مصرف سيمان در اينجا 350 تا 450 کيلوگرم در مترمکعب مي باشد . ميزان بيشتر از 500 مي تواند سبب افزايش خطر جمع شدگي شود . ميزان کمتر از 350 نيز فقط در صورتي قابل قبول مي باشد که به همراه مواد پوزولاني ، خاکسترهاي بادي ، دوده سيليسي و ... به کار رود .

حضور بيش از 10% ميزان در سيمان مي تواند سبب کاهش نگهداشت کارايي بتن گردد .



3-3- مواد مضاف :
مصالح بسيار ريز غير آلي هستند که به منظور بهبود و يا ايجاد خواص مشخص در بتن به آن افزوده مي شوند .اين مواد باعث بهبود کارايي ، کاهش حرارت هيدراتاسيون و عملکرد بهتر بتن در دراز مدت مي گردند .

مواد مضاف عمومي مورد استفاده عبارتند از :



3-3-1- پودر سنگ :
ذرات شکسته بسيار ريز (کوچکتر از 125 میکرون) سنگ آهک، دولوميت و يا گرانيت است که به منظور افزايش مواد پودري به کار مي رود . استفاده از پودرهاي دولوميتي، بدليل واکنش هاي کربنات قليايي مي تواند دوام بتن را با مشکل مواجه نمايد .

3-3-2- خاکستر بادي :
ماده اي است که از سوختن زغال سنگ حاصل مي شود و داراي خصوصيات پوزولاني است که در بهبود خواص بتن خيلي مؤثر مي باشد .



3-3-3- ميکرو سيليس
ميکرو سيليس در بتن خود تراکم باعث سياليت بالاي بتن شده و دوام بتن را افزايش مي دهد و نقش مهمي در چسبندگي و پرکنندگي بتن با عملکرد بالا دارد. ميکروسيليس داراي حدود 90 درصد دي اکسيد سيليس مي باشد .

ذکر اين نکته ضروري مي نمايد که استفاده از پرکننده در هر کشوري با توجه به ذخائر همان کشور تعيين مي شود. براي مثال در کشورهاي اروپايي که هنوز از زغال سنگ به عنوان سوخت کربني استفاده مي شود به کاربردن خاکستر بادي امري بهينه و مفيد است، در کشورهايي که به لحاظ صنعت ذوب آهن در مرحله صنعتي قراردارند ، ميتوان از سرباره کارخانجات ذوب آهن استفاده نمود در کشور ما نيز با توجه به در دسترس بودن و همچنين کارآيي آن پرکننده، بايد به دنبال ماده اي مناسب و مقرون به صرفه براي جايگزيني فيلرهاي مرسوم در صنعت بتن خود تراکم اروپايي باشيم .



3-4- مواد افزودني :
موادي هستند که به منظور ايجاد و يا بهبود خواص مشخصي به بتن تازه و يا سخت شده در حين ساخت بتن به آن افزوده ميشوند. استفاده از فوق روان کننده ها براي توليد بتن خود تراکم به منظور ايجاد کارآيي مناسب، ضروري مي باشد. از انواع ديگر مواد افزودني ميتوان به عامل اصلاح لزجت (V.M.A) به منظور اصلاح لزجت، مواد افزودني حباب زا (A.E.A) به منظور بهبود مقاومت در برابر يخ زدگي و آب شدن، کندگير کننده ها به منظورکنترل گيرش و . . . اشاره نمود .

استفاده از V.M.A در حضور پودرها امکان جدا شدگي دانه بندي را کاهش داده و مخلوط را يکنواخت‌تر مي‌کند ولي در استفاده از آن بايد به اثرات آنها برروي عملکرد بلند مدت بتن توجه داشت‌.

استفاده از فوق روان کننده ها مي تواند تاحدود 20% مصرف آب را کاهش دهند .



3-5- آب مخلوط :
مطابق استاندارد بتن هاي معمولي به کار مي رود .



4- خصوصيات ويژه بتن خود تراکم
اين بتن مي تواند براي ساخت هر نوع سازه با ويژگيهاي مطلوب دوام ، مقاومت و ... به کار رود . به لحاظ مقاومت فشاري ، کششي ، مدول الاستيسيته و . . . با بتن هاي معمولي فرق نمي کند و تمامي پارامترها و فرمول هاي طراحي بتن معمولي اينجا نيز کاربرد دارد . بدليل استفاده از مقادير زياد مواد پودري ، انقباض خميري و خزش بيشتري را نسبت به بتن معمولي انتظار داريم لذا سرعت در شروع عمليات عمل آوری در بتن خود تراکم يک امر ضروري است .

جهت بررسي خواص بتن تازه مهمترين فاکتورمطرح، رواني بتن مي باشد که عموماً بوسيله آزمايش اسلامپ سنجيده مي شود ولي در مورد بتن خود تراکم بايد فاکتورهاي بيشتري مورد بررسي قرار گيرد تا از توانايي بتن ساخته شده جهت تراکم خودکار اطمينان حاصل شود ، اين پارامترها به شرح ذيل مي باشد:

- روانی

- توان عبور

- مقاومت در برابر جدا شدگي

- لزجت (ويسکوزيته)



4-1- روانی

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



4-2- توان عبور :
به توانايي بتن خود تراکم در جاري شدن وعبور از بين فضاي کوچک شبکه آرماتور بدون توقف يا جدا شدگي توان عبور گويند .

اين ويژگي با آزمايش جعبه L سنجيده مي شود .




4-3- مقاومت در برابر جدا شدگي :
به توانايي بتن خود تراکم براي يکنواخت و همگن ماندن، طي مراحل حمل و بتن ريزي گويند .

مقاومت در برابر جدا شدگي به وسيله آزمايش پايايي الک سنجيده مي شود .



4-4- لزجت (ويسکوزيته)
به خاصيتي که باعث مقاومت دربرابر جاري شدن سريع بتن مي گردد گويند . بتن داراي لزجت پايين به سرعت جريان مي يابد و توقف مي کند ولي بتن با لزجت زیاد مدت زمان بيشتري حرکت مي کند تا متوقف شود .


اين ويژگي بوسيله آزمايش قيف V سنجيده مي شود .

روش سنجش خواص کارآيي بتن خود تراکم
رديف ويژگي مورد سنجش نام آزمايش
1 روانی جريان اسلامپ
2 توان عبور جعبه L
3 مقاومت در برابر جدا شدگي پايايي الک
4 لزجت (ويسکوزيته ) قيف



5- آزمايشات بتن خود تراکم
در اينجا به اختصار اشاره اي به روش انجام آزمايشات مربوط به خواص بتن خود تراکم مي گردد .



5-1- آزمايش جريان اسلامپ
آزمايش جريان اسلامپ به منظور تعيين آزادي حرکت بتن خود تراکم در سطح افق به هنگام نبود مانع صورت مي گيرد. اساس آزمايش بر اصولي استوار است که آزمايش اسلامپ معمولي برآن بنا نهاده شده است . قطر دايره اي که بتن پس از پخش شدن مي سازد ، معيار سنجش قابليت پرکنندگي بتن خواهد بود . نتايج اين آزمايش هيچ اشاره اي به توانايي گذشتن بدون انسداد بتن از خلال موانع ندارد، اما مي تواند ملاکي براي ارزيابي مقاومت در برابر جدا شدگي نيز باشد .



روش انجام آزمايش :
حدود 6 ليتر بتن مورد نياز است . ابتدا بدنه ي داخلي مخروط اسلامپ را تر کنيد . سپس صفحه فلزي را روي سطح متعادلي محکم کنيد . استوانه در مرکز صفحه قرار گرفته و داخل آنرا به کمک پيمانه از بتن پر کنيد . هيچ ضربه اي نبايد به بدنه ي استوانه زده شود . مواد زائد را از اطراف آن بزدايد ، سپس مخروط را بصورت عمودي بالا کشيده و اجازه دهيد بتن آزادانه به بيرون جريان يابد . درهمين لحظه ، زمان سنج را فعال نموده و زماني را که طول مي کشد تا بتن به قطر 500 ميليمتر پهن شود ، ثبت نماييد . اين همان جريان اسلامپ T50cm است . قطر نهايي بتن پهن شده را در دو جهت عمود بر هم اندازه گيري نموده ، ميانگين آنها را به عنوان قطر نهايي بتن پهن شده ثبت کنيد . اين اندازه جريان اسلامپ بر حسب ميليمتر است .






5-2- آزمايش جعبه L
اين آزمايش جريان يابي بتن و همچنين انسداد ناشي از فاصله ي ميلگردها را تشريح مي کند . از نتيجه ي اين آزمايش ، شيب قرار گيري بتن در حالت توقف حاصل مي شود که معياري براي قابليت گذرندگي يا درجه اي از حدود فاصله ي ميلگردها براي گذر بتن خواهد بود . قسمت افقي جعبه مي‌تواند 200 تا 400 ميليمتر از دريچه امتداد داشته باشد زمان لازم براي پر شدن اين فاصله به عنوان و شناخته شده و معياري براي قابليت پرکنندگي است. قطر ميلگردها و فاصله آنها از هم اختياري است. براساس قرارداد، در صورت استفاده از ميلگردهاي معمولي ، فاصله بین آنها به مقدار سه برابر بزرگترين اندازه دانه ي سنگي در نظر گرفته می شود .



روش انجام آزمايش :
حدود 14 ليتر بتن مورد نياز است . دستگاه را روي يک سطح صاف و محکم قرار دهيد از باز شدن راحت دريچه اطمينان حاصل کنيد و سپس آن را ببنديد. سطح داخلي دستگاه را مرطوب نماييد و آبهاي اضافي را خارج کنيد قسمت عمودي دستگاه را از بتن پر کنيد به مدت يک دقيقه آن را به حال خود رها کنيد تا در محل خود قرار گيرد. دريچه را باز کنيد تا بتن آزدانه به قسمت افقي دستگاه جريان يابد. همزمان با باز کردن دريچه زمان سنج را فعال نموده و زمان لازم براي پهن شدن بتن در طول 200 يا 400 ميليمتر در قسمت عمودي را ثبت نماييد. وقتي بتن از جريان ايستاد ، مقادير (ارتفاع بتن در انتهاي قسمت افقي دستگاه ) و (ارتفاع بتن در پشت دريچه ) را اندازه گيري نماييد .


نسبت انسداد را نشان ميدهد تمام آزمايش بايد در 5 دقيقه انجام گيرد مقادير و مي توانند اطلاعاتي پيرامون آساني حرکت در اختيار گذارد اما هيچ محدوده مناسبي به طور عمومي براي آنها مورد تأييد قرار نگرفته است انسداد و گير کردن درشت دانه ها در پشت ميلگردها دستگاه را مي توان به شهودي ديد .



5-3- آزمايش پايايي الک :
برای ارزیابی مقاومت در برابر جداشدگی این آزمایش روش مناسبی در بتن خودتراکم است . اساس آزمایش بر آن است که حدود 10 لیتر بتن را به مدت مشخصی، در حالت سکون قرار داده و اجازه می دهیم که تمام جداشدگی درونی آن آشکار شود. سپس نیمی از آن را روی الک 5 میلیمتری به قطر 30 سانتی متر ریخته، روی ته الک قرار داده و مجموعه را روی ترازو قرار می دهیم . پس از دو دقیقه ملاتی که از خلال الک گذشته را وزن نموده و آن را به صورت درصدی از مصالح اولیه روی الک بیان می کنیم .

روش انجام آزمایش :
حدود 10 لیتر بتن برای این آزمایش مورد نیاز است . بتن را در سطلی ریخته و روی سطح آن را به منظور جلوگیری از تبخیر با کلاهکی بپوشانید و به مدت 15 دقیقه در حالت سکون رها کنید. وزن الک و ته الک خالی را تعیین کنید. سطح بتن را پس از گذشت زمان مقرر مورد بررسی قرار دهید و جمع شدگی آب روی آن را در صورت وجود یادداشت کنید. بیش از 2 لیتر یا
kg 2/0± kg8/4 از بتن داخل سطل را در ظرف دیگری بریزید. ظرف حاوی بتن را وزن کنید. تمام بتن موجود در ظرف را از ارتفاع 500 میلیمتری و در یک حرکت پیوسته ومدام روی الک بریزد. ظرف خالی را وزن کنید و وزن بتن خالص ریخته شده روی الک را محاسبه نمایید ( m) اجازه دهید تا ملات در یک دوره زمانی 2 دقیقه ای از خلال الک به داخل ته الک جریان پیدا کند . سپس الک را جدا نموده و وزن ته الک پر شده را محاسبه نمایید . حال با داشتن وزن ته الک خالی و وزن موجود، وزن ملات گذشته از الک را تعیین کنید (mb)، نسبت وزنی ملات جدا شده از بتن ، درصد جداشدگی را تشکیل میدهد.

درصد جدا شدگی = )´100 )

برای درصد جداشدگی 5 تا 15 درصد وزنی از کل نمونه ، مقاومت در برابر جداشدگی بتن مناسب خواهد بود . کمتر از 5%، مقاومت بیش از حد را بدنبال دارد و به احتمال زیاد روی سطح تمام شده‌ی بتن تأثیر می گذارد (سوراخهای هوایی احتمالی). در بیش از 15% و مخصوصاً بیش از 30% ، با یک جداشدگی قوی روبرو خواهیم بود .



5-4- آزمايش قيف v :
این آزمایش به منظور اندازه گیری قابلیت پرکنندگی بتن با حداکثر اندازه ی دانه ی20 میلیمتر بکار می رود. زمان لازم برای جریان پیدا کردن بتن از میان دستگاه اندازه‌گیری می‌شود، سپس قیف دوباره از بتن پر شده و مدت 5 دقیقه در همان حالت باقی مانده و دوباره آزمایش فوق صورت می‌گیرد، چنانچه بتن دچار جداشدگی شود، زمان جریان یابی آن بطور محسوسی افزایش می یابد .



روش انجام آزمایش قیف V :
حدود 12 لیتر بتن برای انجام آزمایش لازم است.قیف v را بصورت متعادل روی زمین قرار داده و محکم کنید . سطح درونی قیف را تر کنید . درب زانویی دستگاه را باز کنید تا هرگونه آب مازاد تخلیه شود. درب زانویی را بسته و سطلی زیر آن قرار دهید. دستگاه را کاملاً از بتن پر کنید . هیچگونه فشرده کردن، پر کردن حفره ها یا ضربه زدنی به بدنه‌ی دستگاه به وسیله‌ی بیلچه نباید صورت گیرد‌.
10 ثانیه پس از پر شدن کامل دستگاه ، درب زانویی را باز کنید تا بتن تحت وزن خود به بیرون جریان یابد . زمان سنج را هنگام باز کردن درب زانویی فعال کنید و زمان تخلیه ی کامل را ثبت نمایید . این زمان مربوط به آزمایش قیف v می باشد . زمان سنج هنگامی متوقف می شود که بتوان نور را از بالای دستگاه در دریچه تخلیه دید . همه آزمایش باید در 5 دقیقه انجام گیرد .

روش انجام آزمایش V T5minute :

سطح داخلی دستگاه را تمیز یا تر نکنید . درب زانویی را بسته و قیف را بلافاصله پس از اندازه‌گیری زمان جریان یابی از همان بتن پر نمایید . سطل را در زیر قرار دهید. درب زانویی را
5 دقیقه پس از دومین پر کردن دستگاه بگشایید و اجازه دهید بتن آزادانه و تحت وزن خود جریان یابد . همزمان با بازکردن درب، زمان سنج را فعال نموده و زمان تخلیه ی کامل را ثبت نمایید . این زمان ، همان V5min خواهد بود. برای بتن خود تراکم زمان جریان یابی 10 ثانیه اختصاص یافته است‌. شکل معکوس مخروطی دستگاه، جریان را محدود می‌کند و زمان جریان یابی را طولانی می کند. این می‌تواند اشاره ای به حساسیت اختلاط نسبت به انسداد باشد . پس از 5 دقیقه قرارگیری ، جداشدگی بتن بطور پیوسته با افزایش زمان جریان یابی خود را نشان خواهد داد .



6- طرح اختلاط
6-1- طرح اوليه اختلاط
طرح اختلاط بتن خود تراکم را بايد به نحوي تنظيم نمود که تمام خواص و ويژگيهاي بتن تازه و سخت شده را برآورده نمايد . يک طرح اختلاط زماني مي تواند جزء گروه بتن خود تراکم طبقه بندي شود که هر سه فاکتور زير را بطور کامل تأمين نمايد .

· روانی

· قابليت گذر از ميان موانع

· مقاومت در برابر جدا شدگي

محاسبه طرح اختلاط براساس واحد حجم محاسبه بهتر از محاسبه بر اساس جرم می باشد. هنوز هیچ طرح اختلاط ثابت و کاملي براي بتن خود تراکم ارائه نشده است و همه ترکيبات و نسبتهاي اختلاط به صورت نسبي و تجربي بدست آمده است .

مراتب دستيابي به يک طرح اختلاط مناسب، با طرح نسبتهاي اختلاط اوليه براساس حدود تجربي بدست آمده، آغاز شده و با بررسي ويژگيهاي حاصل اصلاح نسبتهاي اوليه ختم مي شود .

حدود شاخص هاي بتن خود تراکم به قرار زير است :

· نسبت حجمي پودر به آب: 8/0 تا 1/1

· محتواي پودري: 160تا 240 ليتر (400تا600کيلوگرم) به ازاي هر مترمکعب

· مقدار درشت دانه: بطور معمول 28 تا 35 درصد حجمي از مخلوط

· نسبت آّب به سيمان: مي تواند هر مقدار عملي باشد ولي در نهايت محتواي آب نبايد از 200 تجاوز کند .ميزان ماسه بايد بيش از 50 درصد وزن کل سنگدانه ها و بيشتر از 40 درصد حجم مخلوط باشد .



6-2- اصلاح طرح اختلاط اوليه :
آزمايش هاي لازم در محيط آزمايشگاه براي بازبيني خواص اولیه مخلوط انجام مي شود تمامي شرايط از پيش تعيين شده بايد تأمين گردد. مخروط بايد به اندازه ي طبيعي در محل کارگاه آزمايش شود در صورتي که عملکرد رضايت بخش به دست نيايد بايد بصورت بنيادي به طراحي مجدد پرداخت . بسته به مشکلات پیش آمده ، عکس العمل هاي زير به کار مي رود :

· استفاده از مواد مضاف يا موارد ديگر پرکننده

· اصلاح نسبت ماسه و سنگدانه درشت در مخلوط

· استفاده از يک عامل اصلاح لزجت (V.M.A)

· استفاده از نوع ديگري از فوق روان کننده که با مصالح محلي سازگارتر باشد .

· تنظيم نسبت افزودني ها به منظور اصلاح مقدار آب و براساس آن اصلاح محتواي پودري .


6-3- مسير طراحي
در زير نمونه مسير طراحي که توسط اُکمورا در ژاپن ابداع شده ، آورده شده است. نتايج حاصل از روش زير ممکن است با مقادير مندرج درقبل به عنوان طرح اختلاط يکسان نباشد .

· تعيين هواي مخلوط (عموماً 2%) ممکن است به سبب نياز به مقاومت بيشتر در برابر يخ زدگي، مقدار بيشتري لحاظ شود.

· محاسبه مقادير حجمي درشت دانه : اين ميزان به دليل برخورد سنگدانه ها و خطر توقف بتن نبايد بيش از 60 درصد حجم، مخلوط شود، لذا ميزان بهينه درشت دانه ها براساس دو پارامتر حداکثر اندازه سنگ دانه و شکسته يا گرد گوشه بودن آن بدست مي آيد. کاهش حداکثر اندازه سنگدانه ها و يا استفاده از گردگوشه ها سبب افزايش سهم نسبي درشت دانه مي شود .

· محاسبه ميزان ماسه : ميزان بهينه ماسه در حدود 40-50 درصد کل مخلوط مي باشد .

· محاسبه ميزان نسبت آب به پودر و فوق روان کننده ها : با آزمايشهاي مختلف اسلامپ و قيف v ميزان بهينه آب به مواد پودري 8/0-9/0 مي باشد .

با آزمايشات متعدد، مي توان ميزان بهينه فوق روان‌کننده را نيز متناسب با کارآيي مطلوب بدست آورد.

[SALEK]

اميد وارم به دردتون بخوره

در پناه خدا باشيد:!: