فن­آوری و تولید صنعتی ساختمان

فن­آوری و تولید صنعتی ساختمان

مقدمه

ساخت عناصر ساختمانی به صورت یک­پارچه و مجزا با تولید انبوه و براساس معماری قابل توجیه در منطقه ، موجب کنترل کیفی می­شود و از نظر اقتصادی و صرفه­جویی در زمان، همخوانی و انطباق حرکت­های پراکنده معماری را با یکدیگر میسر می­سازد .تولید انبوه عناصر ساختمانی، الزاما" صنعتی شدن آنها را طلب می­نماید و صنعتی شدن ساختمان سازی بی­فایده است مگر آنکه ابعاد و اجزای آن از یک نظم و هماهنگی مناسب با یکدیگر برخوردار باشند.

صنعتی شدن معماری ایران با توجه به کمبود شدید مسکن یک ضرورت است و در این راستا توجه به عوامل مثبت چون سرعت در کار، صرفه­جویی در نیروی انسانی ، افزایش مهارت افراد ساختمان­ساز و بهبود شرایط و محیط کار آنان، امکان تولید در شرایط مناسب جوی ، دو یا سه نوبته شدن شیفت کار، کنترل کیفی قطعات تولیدی پیش از نصب، اقتصادی شدن ساختمان ­سازی ، جلوگیری از هدر رفتن مصالح و قابلیت انعطاف عناصر پیش­ساخته با معماری مطلوب در صورت هماهنگی ابعاد ساختمانی الزامی است .در کنار نکات مثبتی که صنعتی شدن در ساختمان­سازی بوجود می­آورد ، عملکرد منفی آن و علل عدم استقبال کامل معماران و استفاده کنندگان مطرح می­باشد و کوشش می­گردد که دلایل این واکنش را در کشور ایران ( که برخلاف دیگر کشورهای پیشرفته با آن روبروست ) بررسی نماییم.

براساس آمار و بررسی­های انجام شده ، برای ساخت یک متر مربع زیربنای ساختمان­های مسکونی با روش­های سنتی و متداول در کشور به 14 ساعت کار کارگر ساده و17 ساعت کار کارگر نیمه متخصص و متخصص نیاز است . اگر یک سال کاری را (با احتساب تعطیلات ، مرخصی سالیانه و تاثیر عوامل جوی)274 روز در نظر بگیریم و این کارگر در روز بتواند 8 ساعت کار مفید انجام دهد ، در شرایط ایده­آل 2192 ساعت کار انجام شده که برابر با نیروی انسانی به کار گرفته شده در ساخت 72 متر مربع زیربنا می باشد و آن معادل ساخت 4/3 یک واحد مسکونی 100 متری خواهد بود.

به عبارت دیگر با استفاده از روش­های متداول در کشور یک کارگر ساختمانی قادر است در سال تنها یک واحد مسکونی کوچک احداث نماید . در این صورت ضرورت استفاده هرچه بیشتر از نیروی انسانی در ساختمان سازی احساس می­شود.

 

استفاده هرچه بیشتر از ماشین­آلات صنعتی در ساختمان سازی علاوه بر اینکه سبب پیشرفت و نظم درکار می­شود امکان کنترل کیفیت را در کارخانه بالا می­­برد و تخصص نیروی انسانی دست اندر کار در این زمینه را ارتقا می­بخشد و از نظر اقتصادی به دلیل جلوگیری از به هدر رفتن مصالح ،صرفه می­باشد و امکان کار در تمام روزهای سال اعم از ایام سرما و گرما را میسر می­سازد و حتی با برنامه­ریزی صحیح می­توان تا سه شیفت کاری از کارخانه مورد نظر بهره­برداری کرد.

اما این صنعت با وجود پیشینه طولانی که در کشور ما دارد ، برخلاف کشورهای پیشرفته ، نقش پررنگی را در برنامه­های مسکن­سازی کشور ایفا نکرده و تولید صنعتی ساختمان از دیدگاه مجریان طرح­ها و مصرف­کنندگان هنوز جایگاه شایسته خود را حاصل ننموده است ، دلایل متعددی برای این واکنش وجود دارد که به بررسی آنها می­پردازیم:

1-  تقلیل قیمت­ها

تقلیل یافتن قیمت­ها در روشهای پیش­سازی به خاطر وجود عواملی از قبیل مکانیزاسیون و وجود تشکیلات منظم آنها می­باشد.در صورت عدم برنامه­ریزی صحیح، امکان تقلیل قیمتها وجود نخواهد داشت و بنابراین یک کارخانه پیش­سازی بهتر است وجود نداشته باشد ، تا اینکه به صورت ناقص و بدون دقت و برنامه­های حساب شده، فعالیت نماید .

2-  سرعت و نظم در کارهای ساختمانی

چون قسمت اعظم کارها در کارخانه انجام می­شود ، پس کنترل و سرپرستی ، ساده­تر صورت می­گیرد و بازده کارگران نیز افزایش می­یابد و به همان نسبت مخارج متفرقه و ثابت کارگاه ساختمانی تقلیل پیدا می­کند .عوامل جوی (سرما، گرما و شب و روز) نیز بر قسمت اعظم کار که در کارخانجات محفوظ و سرپوشیده انجام گرفته است ، بی­اثر خواهد بود.سازندگان ساختمان بلافاصله بعد از عقد قرارداد می­توانند به آماده کردن زمین و پی­سازی بپردازند و مطالعات اجرایی قطعات بدون تیپ را آغاز نمایند .به گونه­ای که بلافاصله پس از آماده شدن زیرسازی، قطعات پیش­ساخته مورد نظر در کارخانه ساخته می­شود و مرحله نصب و مونتاژ شروع می­گردد . اجرای هریک از این برنامه­ها بستگی به وجود یک تشکیلات مرتب و مجهز با فهم و درک تولید صنعتی و تسلسل فعالیت­ها دارد .

3-  کیفیت بالای تولید

پیش­سازی قطعات ساختمانی در کارخانه آنچنان دقت و نظم صنعتی پیدا می­کند که امکان انجام آن در کارگاههای سنتی به ندرت بوجود می­آید . کنترل کیفیت در کارخانه انجام می­گیرد و قطعات مورد نظر پیش از نصب مورد بررسی قرار می­گیرند . در کارگاههای سنتی چنانچه بعد از اجرا متوجه نقصان در قسمتی از ساختمان شوند به ندرت نسبت به اصلاح و یا تخریب آن اقدام نمایند. دقت و توجیهی که در تولید هر یک از قطعات و یا در نصب شبکه­های تاسیساتی به کار می­روند و سهولتی که در تعمیرات و تغییرات و توسعه­های بعدی فراهم می­آید ، از خصوصیات بارز تولیدات صنعتی ساختمان می­باشد . عدم توجه به این خصیصه و سهولت عملکرد در محیط­های تحت کنترل موجب کاهش کیفیت می­گردد و فرآورده ها را به صورت متداول درمی­آورد . به صور کلی مزایای عمده روش­های پیش­ساخته به شرح ذیل است :

الف . مسایل اقتصادی

-       وجود سرعت و راندمان بالاتر در کارها.

-       بازگشت سریعتر سرمایه به دلیل اتمام زودتر پروژه.

-       جلوگیری از اتلاف مصالح و نیروی کار.

ب. برتریهای فنی

-       بالا بودن کیفیت تولیدات.

-       بالا بودن سطوح نظارتهای فنی در کارخانه و کارگاه.

-       دقت در تهیه نقشه­ها و قطعات همشکل و انطباق با معماری دلخواه.

-       قابلیت توسعه­های افقی و عمودی همگن در معماری ارائه شده.

-  سهولت به کارگیری معماری مطلوب حتی توسط استفاده کنندگان غیر متخصص.

-  ایجاد سازه های امن حتی توسط افراد غیر فنی به دلیل استفاده از محصولات پیش فکر شده.

امتیازهای یاد شده که از شاخص­های این معماریست عملا" در کشور ما نتوانسته نقش مثبتی ایفا نماید . این عدم توفیق را به طور خلاصه در مظاهر زیر می­توان برشمرد:

1- شکل­گیری صنعت پیش­ساخته ساختمان در ایران با وارد کردن اولین کارخانه تولید قطعات پیش­ساخته در سال 1330 از فرانسه توسط سازمان مسکن آغاز و قسمت عمده کوی کالاد در نارمک با عناصر پیش­ساخته محصول این کارخانه بنا شد. به دنبال آن کارخانه خانه سازی همدان (1371) که با سیستم کستینگ آلمان طراحی گردید.

یعنی در 41 سال فاصله زمانی همواره اصول کلی سیستم یه بیگانگان وابستگی داشته و کارشناسان و متخصصین ایرانی در طراحی و ایجاد سیستم پیش ساخته مداخله بنیادی نداشته اند و سیستمی کاملا" منطبق با مقتضیات اقلیمی و مصالح در دسترسی ارائه نگردیده است.

2- فراوانی و ارزانی مقاطع فولادی در گذشته و نیز سادگی ساختمان­سازی با استفاده از اسکلت فولادی از سویی و از سوی دیگر پیچیده بودن نسبی صنعت ساختمان­سازی پیش­ساخته و نیز عدم پاسخگویی سیستمهای موجود پیش­سازی و نیز عدم پاسخگویی سیستمهای موجود پیش­سازی به نیازهای مسکونی شهرهای کم جمعیت و روستاها که بخش عمده ای از جمعیت و نیازهای کشور را در بر می­گیرد ، موجب گردیده است که صنعت پیش­سازی ساختمان­های بتنی نتواند با اجرای فولادی سازه­ها و ساختمانها رقابت کند و جایگاه مناسب خویش را در صنعت ساختمان سازی کشور پیدا نماید.

3- عایق بندی­های حرارتی و برودتی،رطوبتی ، صدا و مقاومت در مقابل آتش­سوزی سازه­های پیش­ساخته، در اکثر واحدهای تولیدی یا اصلا" مورد توجه قرار نگرفته است و یا بر مبنای طرح اولیه و با توجه به نیازهای کشور ارائه دهنده سیستم صورت می­گیرد ، به عبارت دیگر به مسایل خاص هر اقلیم در استفاده مناسب از یک سیستم پیش ساخته توجه نمی­گردد.

4- اتصالات سازه­های بتنی پیش­ساخته که از مهمترین مسایل این گروه سازه­ها به شمار می­آیند ، در محاسبات سازه­ای مورد توجه قرار نگرفته است و به شکل مناسب با طراحی و اجرا عملکرد ندارد . همچنین اطلاعات و مدارک کافی جهت چگونگی انجام اتصالات مناسب بویژه در سیستم­های باز به مصرف کنندگان ارائه نمی­گردد.

5- نقشه­های معماری و تولیدات کارخانجات پیش­ساخته براساس نیازهای ساکنین کشورهای صادرکننده فنآوری تهیه گردیده و بدون توجه به شرایط زیست ، نحوه زندگی، نیازها، روحیات و مقتضیات اقلیمی مردم ایران نمونه­سازی و تولید گردیده است لذا یک واکنش منفی در استفاده کنندگان از این معماری وارداتی ایجاد شد که به جای اشتیاق ، اجبار در استفاده را تداعی می­نماید.

این طرح­ها میتواند با توجه به معماری خاص منطقه و سنن و آداب و رسوم استفاده کنندگان از آن تصحیح گردد و ضمن در نظر گرفتن اجبارهای سازه­ای معماری مورد نظر را نیز اعمال نمود. نمونه اولیه و منفی از این نوع را می­توان در مجتمع مسکونی روبروی بازار میوه قزل قلعه در کنار بزرگراه جلال آل احمد دید و نمونه­ی تا حدودی مثبت و تکامل یافته آن را در شهرک مسکونی حسن آباد کرج مشاهده نمود. هر دو مجتمع از یک سیستم پیش­ساخته بهره گرفته­اند.

6- بی­توجهی در امر برنامه­ریزی و تهیه مواد اولیه و لوازم یدکی کارخانه و نقصان گردش کاری سیستم تولید باعث می­گردد که در بسیاری از موارد خط تولید قطع و با راندمان کمتر از حد اسمی کار نماید .در نتیجه فرآورده های کارخانه گرانتر از حد پیش بینی شده در می­آید و قدرت رقابت با سازه­های سنتی را از دست می­دهد.

7- صنعتی شدن به مفهوم واقعی آن و در هماهنگی با یک دیدگاه فراگیر اعمال نگردیده است و تولیدات صنعتی از یک نظم واحد تبعیت نمی­نمایند، حداکثر در برخی از سیستم­ها از اندازه­های ثابت در تولید بعضی از قطعات استفاده می­شود . این عدم توجه ،بخصوص در سیستم­های باز موجب نقصان فراوان شده است .دراین تفکر صنعتی باید به شیوه­هایی عمل نمود که تولیدات مشابه بتوانند با یکدیگر همخوانی داشته باشند.

همان گونه که استاندارد وسایل الکتریکی باعث شده است که هر لامپ روشنایی به هر سرپیچی بخورد ، باید تولیدات پیش­ساخته کارخانه­ها هم به صورتی استاندارد گردند که کاشی هر کارخانه­ای بتواند پوشش کامل و بدون نیاز به شکستن را به دیوارها و جداکننده­ها بدهد . طراحی پنجره­ها باید به صورتی باشد که جام شیشه بدون نیاز به دور ریز مورد استفاده قرار گیرد.

جدا کننده­های داخلی و یا دیوارهای خارجی یک کارخانه ساخت قطعات پیش­ساخته باید بدون نیاز یه تغییرات کارگاهی وسیع با سقف و ستون و راه پله ساخته شده در کارخانه پیش­ساخته دیگر، هماهنگی داشته باشد.

فضاهای داخلی به ترتیب اندازه­گذاری گردند که وسایل و تجهیزاتی همانند کابینت آشپزخانه ، دربها، پنجره­ها، دستشویی و وان حمام و ... به صورت انبوه تولید صنعتی شده و آماده نصب در ساختمان­های مسکونی که با سیستم­های پیش­ساخته مختلف احداث می­گردند ، باشند.این تولید صنعتی فراگیر با هماهنگی ابعاد تولیدات امکان­پذیر است .

هماهنگی ابعاد عبارتست از تنظیم ساختمان به منظور تقلیل عددی و ابعادی قطعات ساختمان و امکان قراردادن آنها در کنار یکدیگر بدون اینکه نیازی به اندازه درآوردن و مناسب کردن قطعات در محل کارگاه باشد .

هماهنگی زمانی حاصل می گردد که ابعاد تمام قطعات و خود ساختمان ،مضرب و یا کسری از یک اندازه استاندارد و توافق شده باشند به این اندازه که پایه سنجش و قیاس تمام ابعاد قرار می گیرد،مدول و یا پیمون گفته می شود مدوله کردن ساختمان در ارتباط با صنعتی کردن فناوری ساخت از مرتبه بسیار بالایی برخوردار است و باعث می­گردد که اجزای ساختمان را بتوان بیرون از کارگاه و به صورت انبوه پیش سازی نمود .

اکنون اکثر قریب به اتفاق کشورهای صنعتی و بعضی از کشورهای در حال توسعه،اندازه مدول،قوانین و آیین نامه های اجباری و یا تشویقی مورد نیاز خود را در این مورد وضع نموده اند.

کشور فرانسه در سال 1942،آمریکا در سال 1957،سوئد در سال 1964 به این مهم اقدام کرده اند و همچنان به مطالعات و تحقیقات خود ادامه می دهند . کشور ایران نیز به عنوان یک کشور متحول در حال حرکت به سوی پیشرفت های صنعتی و عضوی از خانواده صنعتی جهان ، به منظور رفع قسمتی از تنگناهای کمبود مسکن و یک معماری بهتر لازم است،استانداردهای صنعتی ساختمان سازی توسط جامعه بین الملل را تا آنجا که مغایر با شرایط و متقضیات کشور نباشد ،بپذیرد.

پیشنهادها:

برای داشتن یک معماری توجیه پذیر و مسکن با کیفیت برتر و به مقدار بیشتر می بایستی:

-         مسکن در تولید انبوه مورد نظر قرار گیرد.

-         ساختمان سازی ،جز در موارد خاصی به صورت صنعتی انجام پذیرد .

-         نقشه های معماری مورد نظر با تولیدات صنعتی تطبیق یابند.

-         برنامه ریزی در معماری فراگیر اهمیت خاصی بیابد.

-         فناوری های پیش ساخته متداول با یکدیگر همخوانی پیدا کنند.

-  تفکر و عملکرد صنعتی در محیط های کارخانه ای و کارگاهی تولید مسکن اشاعه یابد.

-  سیستم و یا سیستم های ابداعی که با در نظر گرفتن مصالح در دسترس و شرایط اقلیمی،محیطی و معماری خاص منطقه طراحی می گردند ،مورد حمایت قرار گیرد .

-  مدول پایه 10 سانتیمتر در کلیه تولیدات ساختمانی رعایت شود و ابتدا بصورت استاندارد تشویقی و سپس استاندارد اجباری مورد عمل قرار گیرد.

به امید آنکه معماری با روش پیش ساخته و پیش فکر شده بتواند جایگاه بر حق خود را در نظام ساختمان سازی کشور پیدا نماید و بالا رفتن توان ملی ساخت و ساز بتواند جوابگوی مسکن بهتر و بیشتر باشد .

منابع و مأخذ

1-  سمینار ایران و دانمارک برای صنعتی کردن ساختمان، بهمن ماه 1355.

2- شفائی ،سپیده و قاسم زاده ، مسعود، بررسی تولید صنعتی ساختمان در ایران تهران :مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، خرداد 1370

3- اولیا ،جلیل ،هماهنگی مدولار، تهران: مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، مرداد ماه 1363

4- میر ترابی ،هادی بررسی علل عدم استقبال از ساختمان های پیش ساخته درایران (پایان نامه  کارشناسی ارشد – استاد مشاور: بهروز سرابندی)اسفند ماه 1372

5- سرابندی، بهروز" علل عدم استقبال از ساختمان های پیش ساخته در ایران "دومین سمینار سیاست­های توسعه مسکن در ایران، مهرماه 1374.

بتن خود تراکم

بتن خود تراکم  

   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 شده

 است

   (با توجه به فشردگی میلگرد ها)

   تعداد ستونهای 9 طبقه = 66 ستون

   مقدار بتن خود تراکم مصرفی = 885 متر مکعب

 

 

 

 

 

 

 

بررسي رفتار غيرخطي هسته‏هاي بتني در برابر زلزله

 

 

 

 بررسي رفتار غيرخطي هسته‏هاي بتني در برابر زلزله

 چكيده

در اين مقاله ابتدا يك هسته بتني پنج طبقه به صورت خطي تحليل و با استفاده از ضوابط آيين‏نامه بتن ايران طراحي شده است. سپس اين سازه با استفاده از برنامه آناليز المان محدود غيرخطي HODA تا حد خرابي تحت اثر بارهاي استاتيكي افزايشي قرار گرفته است. همچنين تغييراتي در ميزان فولادگذاري گسترده هسته داده شده و اثرات آن بر روي باربري نهايي سازه بررسي شده است. نحوه رفتار اين سازه‏ها شامل الگوي ترك‏خوردگي بتن، جاري شدن فولادها و تغيير مكان‏هاي قائم و افقي نقاط حساس سازه، از جمله نتايج به دست آمده اين تحقيق مي‏باشد.

 

كليد واژه‏ها: بتن مسلح، المان محدود غيرخطي، هسته‏ها، ديوارهاي برشي، الگوي ترك‏خوردگي.

مقدمه

طراحي سازه‏هاي بتن مسلح براساس نيروهاي داخلي محاسبه شده به روش آناليز ارتجاعي خطي سازه و مطابق با ضوابط آيين‏نامه‏اي صورت مي‏گيرد. هر چند طراحي سازه‏ها بدين روش در بيشتر موارد مطمئن و مناسب است ولي براي سازه‏هاي پيچيده و تحت اثر شرايط بارگذاري غيرمعمول، اغلب كاربرد روش‏هاي دقيق از جمله آناليزهاي غيرخطي لازم است.
به طور كلي اطلاعات دقيقي همچون ظرفيت مقاومت سازه، مد خرابي، شكل‏پذيري و ظرفيت جذب انرژي تنها به كمك آناليز غيرخطي امكان‏پذير مي‏باشد.

            قبل از توسعه روش‏هاي قدرتمند عددي، تحقيق رفتار سازه‏هاي بتني مستلزم آزمايشات عموما" پرهزينه و زمان‏گير بر روي مدل‏هاي تجربي بود. روش المان محدود به عنوان مكمل آزمايشات و به عنوان جايگزيني براي آزمايش‏هاي مشكل، پرهزينه و يا امكان‏ناپذير مي‏تواند به كار رود. استفاده از اين روش از زمان تحقيقات Ngo & Scordelis در مورد آناليز المان محدود تيرهاي بتن مسلح [1] تاكنون به پيشرفت‏هاي قابل‏توجهي در زمينه روابط مشخصه بتن منجر شده است كه خود باعث توسعه تعداد قابل‏توجهي برنامه‏هاي المان محدود با قابليت آناليز غيرخطي گرديده است. فهرست تعدادي از اين برنامه‏ها در گزارش‏هاي كميته ASCE در آناليز المان محدود سازه‏هاي بتن مسلح آمده است [2 و 3] .

 

معرفي هسته‏هاي نمونه

در اين مقاله ساختماني پنج طبقه شامل هسته‏هاي بتني مركزي مورد مطالعه قرار گرفته است. پلان عمومي سازه مطابق شكل (1) مي‏باشد و فرض مي‏شود كه كل نيروي زلزله توسط هسته‏ها تحمل مي‏شود. بار زلزله در راستاي جان هسته‏هاي C شكل يعني امتداد y اعمال گرديده است. سازه در پلان متقارن مي‏باشد و نيروي زلزله با فرض يكنواخت بودن توزيع جرم در پلان، به مركز سطح آن وارد مي‏شود. با توجه به اين تقارن، ديوارهاي C₁ وC₂ مشابه يكديگر مي‏باشند و با درنظر گرفتن جهت اعمال بار، تنها به بررسي رفتار ديوار C₁  مي‏‏پردازيم. به همين منظور سهم هر نمونه را از كل بار زلزله وارد به ساختمان به دست مي‏آوريم.

شكل 1ـ مشخصات عمومي نمونه‏ها

 

            نمونه‏هاي مورد بررسي عبارتند از نمونه CW5 كه مطابق ضوابط آيين‏نامه بتن ايران طراحي شده است و نمونه‏هاي CW51 تا CW54 كه ماحصل تغيير مقدار حداقل فولادهاي يكنواخت افقي و قائم نمونه CW5 مي‏باشند. ارتفاع سازه‏ها در  

جدول 1ـ مشخصات آرماتورگذاري يكنواخت CW5

 

آرماتور بال		آرماتور جان		طبقه
Rv	Rh	Rv	Rh
30@10Ø	30@10Ø	30@10Ø	20@10Ø	2ـ1
30@10Ø	30@10Ø	30@10Ø	30@10Ø	5 ـ 3

 

اولين طبقه 4متر و در ساير طبقات 4/3 متر مي‏باشد.

            نيروي زلزله براساس آيين‏نامه 2800 ايران [4] و با توجه به منظم بودن سازه‏ها از روش استاتيكي معادل محاسبه شده است. ساختمان‏ها داراي كاربري مسكوني، در منطقه‏اي با خطر بالاي زلزله، نوع زمين تيپ I I و با ضريب رفتاري برابر 7 فرض شده           اند. تحليل خطي سازه‏ها توسط نرم‏افزار ETABS و طراحي نمونه‏ها براساس ضوابط شكل‏پذيري زياد آيين‏نامه بتن ايران [5] انجام گرفته است.

نمونه CW5

نمونه CW5 هسته‏اي C شكل از يك ساختمان 5 طبقه به ارتفاع 6/17 متر مي‏باشد. جزئيات مربوط به توزيع نيروي زلزله در ارتفاع سازه و سهم نمونه CW5 از اين نيرو، مشخصات هندسي و فولادگذاري المان‏هاي مرزي هسته و همچنين آرماتورهاي يكنواخت موردنياز نمونه در جدول (1) ارائه شده است.

 

مرجع‏ها

[1] Ngo, D., Scordelis, A. C., “Finite Element Analysis of Reinforced Concrete Beams”, Journal of the American Concrete Institute, 1967, Vol. 64, No. 3, pp. 152-163.

[2] ASCE/ACI Committee 447, “Finite Element Analysis of Reinforced Concrete Structures”, Edited by J. Isenberg, ASCE, 1991.

[3] ASCE Task Committee, “Finite Element Analysis of Reinforced Concrete”, State of the Art Report, ASCE, 1982.

 

[4] كميته تدوين آيين‏نامه طرح ساختمان‏ها در برابر زلزله، >آيين‏نامه طراحي ساختمان‏ها در برابر زلزله ـ ويرايش اول<، مركز تحقيقات ساختمان و مسكن 1371.

[5] كميته تدوين آيين‏نامه بتن ايران، >آيين‏نامه بتن ايران(آبا) <، انتشارات سازمان برنامه و بودجه، 1375.

 

 

 

                                                         

مقدمه

هر ساله بلایای طبیعی همانند زلزله، سیل، طوفان و آتش سوزی قسمتهای مختلفی از جهان را گرفتار میکند. چنین بلایای طبیعی علاوه بر آسیبهای مستقیم جانی و مالی، با برجای گذاشتن مقادیر بسیار زیادی از آوار در محلهای حادثه دیده باعث آلودگی محیط زیست و در برخی موارد سد شدن جریان زندگی در مکانهای حادثه دیده می شوند. کشور ما ایران، یک کشور حادثه خیز میباشد که بسیاری از بلایای طبیعی در آن بوقوع می پیوندد که نادیده گرفتن مسائل مربوط به از بین بردن آثار و زباله های باقیمانده در آن، شرایط زندگی را برای ساکنان دشوار می سازد. بلایای مختلف آوارهای مختلفی برجای می گذارند که محل وقوع حادثه نیز تاثیر بسیاری در نوع مواد پسماند دارد. در مقاله حاضر پس از بررسی انواع بلایای طبیعی و نوع آوار آنها به مسئله آوار زلزله و پاکسازی محل پس از زلزله و دپو کردن مواد زاید پرداخته میشود.

 بلایای طبیعی و نوع آوار

آواربرداری و حذف آن از محل حادثه دیده یکی از مهمترین اجزاء در عملیات نجات و بازسازی می باشد. بسیاری از آثار باقیمانده از بلایای طبیعی خطرناک نیستند. خاک، مصالح ساختمانی، زباله های سبز همانند درختان و بوته ها، حجم بسیار زیادی از آوار را تشکیل می دهند که بسیاری از آنها قابل بازیافت می باشند. مواد باقیمانده از طوفانها، زلزله ها، گردبادها، سیل و آتشسوزی در چند زیر مجموعه قابل تقسیم می باشد (جدول 1).

جدول 1: طبقه بندی مواد باقیمانده از بلایا

	ساختمانهای آسیب دیده	رسوبات (ناشی از زمین لغزش)	زباله های سبز	داراییهاي شخصی	خاکستر و چوب سوخته
زلزله	دارد	دارد	دارد	دارد	دارد
سیل	دارد	دارد	دارد	دارد
آتش سوزی	دارد			دارد	دارد
گردباد	دارد		دارد	دارد
طوفانهای دریایی	دارد	دارد	دارد	دارد

 

 

 

 

 

 

 

 

شناخت آوار زلزله

 

زلزله ایجاد کننده امواج لرزه ای بوده و باعث جابجائی زمین در طول گسلها می گردد. این امواج لرزه ای عامل ویرانی ساختمانها و پلها در منطقه ای محدود و آسیب رسیدن به ساختمانها و سایر سازه های دورتر می باشند. آسیبهای جانبی ناشی از آتشسوزی، انفجار و آبگرفتگی های محدود ناشی از شکستگی لوله های آب میتواند افزایش دهنده مقادیر نخاله  بوجود آمده باشد. آوار زلزله شامل مصالح ساختمانی، وسایل شخصی افراد و رسوبات ناشی از زمین لغزش می باشد. برای مثال جمع آوری و مدیریت بقایای بجامانده از زلزله نورتریچ (ژانویه 1994) در شهر لوس آنجلس تا مدتها ادامه یافت و مقدار آوار و نخاله  در پایان ماه جولای 1995 به 3 میلیون تن رسید. در طی 3 ماه عملیات نخاله برداری، مقامات شهر تصمیم به تلاش در جهت بازیافت نخاله ها در جهت صرفه جویی در ظرفیت باقیمانده دپو ها گرفتند. بسیاری از زباله ها مربوط به آوارهای ساختمانی بود که قابل بازیافت توسط شرکتهای محلی بودند. ساختمانهای مختلف انواع مختلفی از آوار را به وجود می آورند که بصورت مختصر در زیر به بررسی آنها می پردازیم:

 

ساختمانهای چوبی و بنایی غیر مسلح:

 

 اینگونه ساختمانها معمولا از سایر سازه ها کوچکتر بوده و مصدومان در این ساختمانها اغلب با استفاده از ابزار دستی قابل نجات و رهایی هستند. قطعات چوبی و دیوارهای بنایی قابل خرد شدن به قطعات کوچکتر و قابل حمل می باشد. لذا در اینگونه آواربرداری نیازی به ماشین آلات سنگین نیست و افراد تیم نجات با استفاده از ابزار دستی خود می توانند به نجات افراد در زیر آوار مانده بپردازند.

 

ساختمانهای بتنی:

 

یک مد خرابی معمول در سازه های بتنی بهنگام زلزله، فروافتادن دال کف، تقریبا بدون شکست، بر روی کف زیرین خود میباشد. در این نوع خرابی که تحت عنوان "پن کیک" از آن یاد میشود، دالهای کف فروافتاده از دسترسی و رهایی مصدومان جلوگیری می کند و لذا مشکلات زیادی را بخصوص درصورتی که موقعیت و وضعیت قربانی نامعلوم باشد ایجاد می نماید. دال بتنی هر طبقه به ابعاد 30 متر در 30 متر و به ضخامت 10 سانتیمتر وزنی بالغ بر 250 تن دارد که از ظرفیت جرثقیلهای معمول فراتر است. لذا باید این دالهای بتنی به قطعات کوچکتر بریده شوند تا قابل حمل و جابجائی بوسیله جرثقیلهای عادی شوند.

 

سازه های فولادی:

 

ساختمانهای فولادی یک طبقه معمولا دارای مقاطع فولادی کوچکی هستند که با استفاده از اره های دستی و یا برقی قابل نفوذ می باشد. حتی در ساختمانهای سنگین صنعتی نیز از این روش می توان برای بریدن قطعات سنگین به تکه های قابل حمل استفاده نمود. جک و یا کیسه های هوا نیز برای ایجاد فضای دسترسی به مصدومان قابل استفاده می باشد. سازه های چند طبقه فولادی در داشتن دالهای بتنی به عنوان اعضای سقف مانند سازه های بتنی می باشد. قسمت زیادی از آوار سنگین در ساختمانهای فولادی بدلیل تفاوت در سختی بین قابهای فولادی و دیوارهای آجری، با ریزش دیوارها حاصل می گردد. پنلهای پیش ساخته بتنی معمولا سخت ترین نوع آوار را ایجاد می کنند چرا که معمولا به هنگام افتادن تکه تکه نشده و بصورت قطعات بزرگی باقی می ماند.

پس از وقوع زلزله، بدلیل گرفتار شدن بسیاری از افراد در زیر آوار، نیاز به جابجایی سریع آوار به منظور کمک رسانی به افراد مانده در زیر آوار می باشد، از سوی دیگر پس از پایان عملیات جستجو و نجات مرحله پاکسازی و آماده سازی محل حادثه دیده برای ادامه فعالیتهای انسانی آغاز می گردد. بدلیل متفاوت بودن ماهیت این دو نوع آوار بردای مدیریت این بخشها نیز نیاز به مهارتهای مختلفی دارد و از دو منظر می توان آواربرداری پس از زلزله را مورد بررسی قرار داد: آواربرداری کوتاه مدت (امدادی) و آواربرداری بلند مدت (پاکسازی).

 

شکل 1: نمونه ای از خرابی ساختمان بصورت پن کیک در زلزله 1999 ایزمیت

 

شکل 2: آوار بصورت "پن کیک" – زلزله 1999 ایزمیت

 

آوار برداری کوتاه مدت

آنچه که در آوار برداری کوتاه مدت از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد سرعت عمل و دقت در آوار برداری است. سرعت مقوله مهم در عملیات جستجو و نجات است چرا که با توجه به جدول 2، از 24 ساعت اولیه پس از زلزله به عنوان زمان طلایی در نجات یاد می شود.

جدول 2: احتمال زنده ماندن به نسبت زمان زیر آوار ماندن [1]

زمان زیر آوار ماندن	درصد زنده ماندن
30 دقیقه	99.3 %
یک روز	81 %
دو روز	53.7 %
سه روز	36.7 %
چهار روز	19 %
پنج روز	7.4 %

 

بحث آواربرداری کوتاه مدت، از زیر مجموعه های مدیریت بحران بشمار می رود و نیاز به تخصص و آشنایی کافی به انواع آوار، نحوه امداد رسانی و جستجو دارد. آنچه امر آوار برداری را مشکل می کند، وجود آوار سنگین و مواد حجیم است که به سادگی قابل جابجایی بوسیله اعضای تیم نجات بدون استفاده از ابزار مکانیکی نمی باشد. برای مثال یک نمونه از آوار سنگین ممکن است یک دال بتنی به ابعاد 3 متر در 3 متر و ضخامت 15 سانتیمتر با وزن تقریبی 3 الی 4 تن می باشد. حجم و وزن زیاد باعث میشود که بدون استفاده از ماشین آلات امکان نجات وجود نداشته باشد. دالهای سقف و کف، قطعات بزرگ بتن مسلح و قطعات بتن پیش ساخته بعنوان آوار سنگین بشمار می روند.

 

 آوار برداری بلند مدت

 

در آواربرداری بلندمدت که مربوط به مرحله پاک سازی محل حادثه دیده می باشد، ماشین آلات سنگین از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. در این مرحله شرایط بحران برطرف گردیده و باید در مسئله پاکسازی به بازدهی و بهره وری توجه خاصی شود. برای شهرهای بزرگ جهان مانند ونکوئر از هم اکنون برای مرحله پاکسازی برنامه مدونی آماده گردیده و تمهیدات ویژه ای برای مرحله بازیافت ضایعات حاصل از زلزله تهیه گردیده است. برای مثال با جداسازی و آسیاب کردن آوار ساختمانی می توان مصالح مورد نیاز برای زیرسازی جاده ها را تهیه نمود[4]. بدلیل اهمیت آواربرداری بلندمدت و مرحله پاکسازی، در مقاله ای جداگانه به این موضوع پرداخته خواهد شد.

 

استفاده از ماشین آلات در آوار برداری کوتاه مدت

 

نقش ماشین آلات در آواربرداری پس از زلزله با توجه به نوع آوارهای ایجاد شده تعیین می شود و برای انواع مختلف آوار ابزار متفاوتی مورد استفاده قرار می گیرد. البته باید توجه نمود که در مرحله امداد رسانی (آواربرداری کوتاه مدت) با وجود اهمیت مقوله سرعت، معمولا استفاده از ماشین آلات سنگین بدلایل زیر توصیه نمی شود:

1.   عدم دقت کافی

2.  امکان آسیب رسیدن به افرادی که زیر آوار مانده اند بدلیل سنگینی ماشین آلات

3.  عدم امکان شنیده شدن صدای قربانیان زیر آوار به دلیل صدای ناشی از کارکرد ماشین آلات

با وجود مشکلات فوق استفاده از ماشین آلات در برخی موارد امری ضروری است، مخصوصا در زلزله های شهری که بیشتر ساختمانها بصورت بتنی و فولادی بوده و بدلیل ایجاد آوارهای سنگین نیاز به ماشین آلات برای جابجائی آوار سنگین وجود دارد. جرثقیل بهترین وسیله در آواربرداری های شهری است و در مرحله بعد بیل مکانیکی برای انجام خاکبرداریهای محدود مورد استفاده قرار می گیرد این درحالی است که استفاده از لودر در آوار برداری بهیچ عنوان توصیه نمی شود. با وجود این اغلب توصیه می شود که تا پنج روز بعد از وقوع زلزله از انتقال ماشین آلات سنگین به محل حادثه دیده جلوگیری شود و در صورتی که نیاز به کارکرد ماشین آلات غیر قابل انکار باشد، باید بهنگام کارکرد ماشین آلات از زمانهای سکوت ( بمنظور شنیدن صدای احتمالی قربانیان ) استفاده شود.

ابزار جدیدی که در عملیات امداد و نجات استفاده میشود جکهای دستی و کیسه های هوا برای ایجاد فضای لازم بمنظور خارج کردن افراد حبس شده در زیر آوار است.

در ضمن بهنگام عملیات جستجو و نجات باید به این نکته توجه نمود که آوار یک توده سه بعدی است و از هر شش وجه آن میتوان وارد عمل شد. بطور سنتی در کشور ما خاکبرداری از بالا و جوانب مرسوم بوده و از توجه به ابعاد دیگر مانند نقب زدن از پایین غفلت میشود (شکل 3).

 

شکل 3: دسترسی به زیر آوار از طریق حفر نقب

ایران، یک کشور زلزله خیز بوده و هر از چندی شاهد حوادث ناگواری در گوشه و کنار کشور هستیم. ولی آنچه که باید بدان توجه نمود این است که تا بحال در کشور ما زلزله شهری بوقوع نپیوسته و تقریبا تمام زلزله های کشور در مناطق روستایی و یا با بافت قدیمی بوده اند ( زلزله های طبس، آوج، بم ... ) این بدان معنی است که ما تابحال با آواربرداری ساختمانهای بنایی مواجه بوده ایم ولی آنچه که مشهود است آواربرداری شهری تفاوت چشم گیری با آواربرداری های بعمل آمده در کشور دارد. در یک زلزله شهری نمیتوان یک دال بتنی مسلح را با لودر جابجا کرد و یا نمیتوان تلی از تیرآهن را با آن بلند نمود و مصدومان احتمالی را از زیر آوار نجات داد. در آواربرداریهای شهری جرثقیلها نقش اصلی را در آواربرداری بر عهده دارند. از سوی دیگر همواره شاهد بوده ایم که بلافاصله بعد از زلزله آمار لودرهای ارسال شده به مناطق زلزله زده در صدر اخبار می باشد درحالی که لودر مرگبارترین وسیله در عملیات امداد و نجات بشمار می رود. آواربرداری یک عملیات کاملا مهندسی بوده و نیاز به تجربه و دید علمی دارد لذا از هم اکنون باید در تربیت افراد متخصص در امر آوار برداری علمی اقدامات عملی صورت بگیرد.

 

شکل 4: آوار برداری با استفاده از بیل مکانیکی در زلزله 1999 ایزمیت

 

 

 

 

مراجع:

[1] عشقی، ساسان (1382)، گزارش نهایی پروژه تحقیقی بررسی خرابی ساختمانها و مدیریت آواربرداری در زلزله های بزرگ، تهران، موسسه علمی کاربردی هلال احمر ، آذرماه 1382

[2] گزارش مقدماتی شناسایی زلزله 5 دی  ماه 1382 بم، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله

[3] Earthquake Damaged Buildings: An Overview of heavy debris and Victim Extrication, FEMA 158/ September 1988

[4] Post-earthquake solid waste management strategy (for the City of Vancouver and the surrounding area) Wojtarowicz, Margaret,

Atwater, James W.

 

[5] http://www.amolfire.com

 

[6] http://www.ehrsi.com

 

گردآورندگان :

                                                     جعفر جلالي مهر

                                                محمد حسن قلعي

بهار-  85

 

 

 

 

مسابقه مقاوم سازي و ماندگاري سازه بتني

« سازه بتني قاب محافظ تخم مرغ (EPD) »

 

 هدف: 

هدف از اين مسابقه، طراحي و ساخت سازه بتني مسلح يا غير مسلح مقاوم در برابر بار ضربه اي است تا محافظ تخم­مرغي شود که در زير سازه قرار دارد.

 

قوانين مسابقه

 1.شرايط تيم هاي شرکت کننده در مسابقه :     

1.  اعضاي تيم، دانش آموزان دبيرستانها، هنرجويان هنرستانهاي فني و حرفه اي، دانشجويان دانشگاه ها (دانشجويان مقطع کارشناسي مهندسي عمران ، مکانيک، معدن، معماري، مهندسي شيمي و ... در تمام گرايش ها)، مراکز آموزش عالي، مراكز تحقيقاتي پژوهشي دولتي و غير دولتي مي باشند. از هر موسسه آموزشي حداکثر دو تيم درمسابقه شرکت داده مي شود .

2.  هر تيم شامل حداکثر 5 نفر و حداقل 2 نفر عضو مي باشد.

3.  لازم به ذكر است كه هر دانشجو تنها مي تواند در يك تيم عضويت داشته و تمامي اعضاي تيم بايد از يک موسسه آموزشي باشند.

4.  هر موسسه آموزشي برنده حداکثر يک رتبه خواهد بود.

5.  استاد راهنما فقط مسئوليت هدايت اعضاي تيمها و همچنين رعايت قوانين مسابقه از طرف اين تيمها را بر عهده دارد و همچنين هر استاد راهنما مي تواند سرپرستي بيش از يک تيم را بر عهده بگيرد.

6. هر دانشگاه، مدرسه فني حرفه اي و .... تنها مي تواند دو نمونه ارائه نمايد که نمونه ها مي تواند از طريق يک يا دو تيم باشد، پذيرش و ثبت نام اين دو تيم از هر موسسه آموزشي از طريق تشخيص صلاحيت و پس از آن اولويت سنجي از سوي کميته برگزاري مسابقات انجام مي گردد.

7. هر نمونه اي که براي مسابقه طراحي معماري ارائه مي گردد بايد در مسابقه بارگذاري سازه اي نيز شرکت کند.

 

1)      مصالح

1.مواد سيماني شامل انواع سيمان پرتلند بايد مطابق ASTM  C  150، آميخته طبق ASTM C 595 و ASTM C 1157 باشد. مواد افزودني معدني جايگزين سيمان نظير خاکستر بادي و پوزولانهاي طبيعي مطابق ASTM C 618، دوده سيليسي طبق ASTM C 1240 و روباره با مشخصات ASTM C989 نيز مي تواند بکار رود.مصرف انواع افزودني هاي شيميايي مطابق ASTM C 494 و ASTM C 1017 مجاز است .

2.مصرف اپوکسي، الياف فلزي، پليمري و طبيعي، لاتکس هاي طبيعي و مصنوعي و انواع چسب هاي آلي و پليمري مجاز نمي باشد.

3.انواع سنگدانه از نوع مصنوعي و طبيعي وغيرفلزي مي تواند بکار گرفته شود. حداکثر اندازه سنگدانه 9.5 ميليمتر مي باشد.

4.تمام ميلگردهاي مسلح کننده شامل آرماتورهاي طولي و خاموت ها نبايد قطر بيشتر از 1.6 ميليمتر ( تقريباً شماره 16) داشته باشند. حداکثر تعداد آرماتورهاي طولي در يک مقطع 8 عدد
مي باشد. جوشکاري، لحيم و استفاده از شبکه هاي سيمي مجاز نيست (ساختن شبکه صندوقي، گره زدن سيم ها و چسب زدن آنها مجاز مي باشد). بافتن، تاب دادن، پوشش دادن، و دوختن آرماتورها مجاز نيست . حداقل فاصله مجاز خاموت ها 25 ميليمتر مي باشد. کاربرد هرگونه الياف مجاز نمي باشد.

5.کاربرد صفحات مسطح پوشش دهنده داخلي و خارجي مجاز نمي باشد ( براي مثال ورقه هاي نازک فلزي يا پلاستيکي و غيره )

6.سازه بايد بطور کامل با بتن پوشيده شده باشد و استفاده از هر نوع فنر در سازه مجاز نمي­باشد.

 

2)      شرايط عمل آوري و سن نمونه ها

1.  عمل آوري بتن مي بايست تحت فشار اتمسفر انجام شود. درجه حرارت عمل آوري از درجه جوش آب بالاتر نباشد. استفاده از اتاق مرطوب استاندارد مجاز مي باشد.

2.   سن نمونه هاي EPD نمي بايست در روز مسابقه بيش از 8 هفته باشد.

3)      مشخصات نمونه ها

1.ابعاد نمونه ساخته شده مي بايست به صورتي باشد که به راحتي داخل محفظه آزمايش نمونه EPD قرار گيرد.

2. صفحه زيرين بايد در ابعاد 5±450 ميليمتر در طول و 5 ± 200 ميليمتر در عرض باشد.

3.نمونه EPD مي بايست به اندازه اي باشد که از محفظه به راحتي عبور کرده و درون محفظه قرار گيرد. اندازه پايه آن سطح مستطيلي به ابعاد 210 ميليمتر ارتفاع و 325 ميليمتر عرض بوده و سطح بالايي نمونه EPD يعني بالاترين نقطه آن نبايد مرتفع تر از 250 ميليمتر از کف باشد.

4.تکيه گاه پايه ي EPD تنها در انتهاي پايه ها قرار مي گيرد و حداکثر ابعاد پايه ها 50 ميليمتر طول و200 ميليمتر عرض مي باشد. پايه هاي EPD  تنها بايد از بتن ساخته شده باشند و مسلح سازي بايد مطابق با بخش 2.4 باشد.

5. حداقل سطح تخت به قطر 50 ميليمتر بر روي سطح بالايي نمونه در مرکز ( جايي که بار وارد مي شود) آن موجود باشد که فقط بايد از بتن سخت شده ساخته شده باشد. در صورت استفاده از آرماتورها مي بايست به صورتي باشد که آرماتورها از بتن بيرون نيامده باشند .

6. بين پايه هاي EPD مي بايست در تمام مراحل آزمايش خالي باشد.

      7. حداکثر جرم سازه ساخته شده  3500 گرم مي باشد .             

8. بعد از تحويل نمونه به مسئولين مسابقه به هيچ عنوان نمي توان آن را تعويض نمود و يا تغييري در آن ايجاد کرد.

4)      بررسي صلاحيت و آزمايش نمونه ها

1.  روند بررسي صلاحيت نمونه ها براي ورود به مسابقه شامل سه مرحله بوده که توسط داوران صورت مي گيرد.

2.  در ابتدا تمام نمونه ها وزن شده و اندازه آنها بررسي مي شود و با محفظه آزمايش مطابقت داده مي شود و کليه گزارشات ( طبق بخش 8 ) بررسي شده و الزامات ابعادي فوق الذکر بررسي
مي شود و تنها پس از گذشتن از مراحل ذکر شده نمونه قادر به ورود به مرحله بارگذاري خواهد بود.

3.  در مرحله آزمايش بارگذاري هر نمونه EPD تحت بارگذاري وزنه 8.39 کيلوگرمي که از ارتفاع هاي مختلف برآن وارد مي شود قرار مي گيرد که مراحل مختلف بارگذاري عبارتند از:0.5 متري، 1 متري، 1.5 متري، 2 متري و 2.5 متري که هر کدام يکبار و نهايتاً از ارتفاع 3 متري حداکثر 5 مرتبه وزنه ذکر شده رها مي شود تا زماني که به مرحله نهايي ( تحمل باربري ) برسد، برنده نهايي نمونه اي مي باشد که بيشترين انرژي (بار × ارتفاع) را تحمل کرده باشد و در صورتي که چند نمونه، پس از پنج بار بارگذاري از ارتفاع 3 متري دچار شکست نشوند نمونه برنده بر مبناي حداقل جرم سازه اعلام شده در آزمايشات اوليه نمونه تعيين مي گردد.

4.  شرايط شکست: ترک خوردگي تخم مرغ در هر صورت چه با شکست سازه اي و چه با سالم ماندن کل سازه ولي جدا شدن يک تکه که باعث شکستگي تخم مرغ شود به منزله شکست محسوب مي گردد.

5.  اگر در اثر حرکت و فشار به سازه، تخم مرغ به بيرون پرتاب شود مي توان دوباره تخم مرغ جديدي را در محل ظرف نگهدارنده قرارداده به ادامه مسابقه پرداخت.

6.  نمونه EPD مي بايست داراي تعادل کامل باشد يعني به صورت خودبخود متعادل بوده واژگون نگردد، ادامه مسابقه تا زماني مقدور است که نمونه EPD به صورت طبيعي تعادل داشته باشد.در غير اينصورت قادر به ادامه مسابقه نخواهد بود.

7.  تيم­ها بايد يک دفترچه­ از روند طراحي و ساخت نمونه­ خود تهيه کرده و بهمراه نمونه به مسئولين مسابقات ارائه دهند که عدم ارائه اين دفترچه موجب حذف تيم از مسابقه مي­گردد.

8.  نحوه امتيازدهي نمونه­ها بصورت زير مي­باشد:

·        70 امتياز: انرژي جذب شده توسط نمونه

·        20 امتياز: طراحي معماري و نماي نمونه

·        10 امتياز: دفترچه محاسباتي

و تيمي که در بين ساير تيم­ها بالاترين امتياز مجموع را بياورد بعنوان نمونه برتر شناخته خواهد شد.

9. در صورت تساوي امتياز دو تيم، نمونه­اي که داراي وزن کمتري به نسبت نمونه ديگر باشد، بعنوان نمونه برتر شناخته خواهد شد.

 

5)        قوانين طراحي معماري و نما:

·  نمونه مي بايست تمامي شرايط و ملزومات حضور در مسابقه شامل بخش هاي 1 تا 5 را داشته باشد.

·  تزئينات مي تواند در تمامي نواحي به غير از محل هاي تحت بار اعمال گردد.

·  پوشش تزئيني مي بايست ثابت و از جنس خودسازه باشد .

·  پوشش تزئيني نبايد قابل جابجايي باشد.

·  مواد رنگي بکار برده شده جهت تزئين سازه مي تواند از مواد شيميايي و اسيدي يا اکريليکي و يا رنگينه اي باشد که داخل مواد بتني استفاده مي گردد.

·  هيچ نوع رنگ و يا پوشش دهنده قابل قبول نمي باشد.

·  مواد شيميايي مصرفي مي بايست از لحاظ حفظ سلامتي افراد و محيط زيست تأييد شده باشد.

·  شناسنامه مواد مصرفي استفاده شده، با هدف ارائه معماري برتر مي بايست در دفترچه نمونه ذکر شود.

·  براي امتياز دهي در ارتباط با داوري معماري سازه تک تک اجزاي بکار رفته و نهايتاً شماي کلي بررسي مي گردد.

·  سازه هاي EPD مربوطه مي بايست در روز مسابقه تا قبل از ساعت تعيين شده و در محل مسابقه تحويل مسئولين مربوطه گردد.

 

6)        مشخصات دفترچه نمونه­ها:

 دفترچه­اي که توسط هر تيم ارائه مي­شود بايد شامل موارد زير باشد و عدم توضيح کافي در هر يک از موارد زير سبب کسر نمره از دفترچه خواهد شد:

·  طرح اوليه و روند بهسازي آن تا دستيابي به طرح نهايي همراه با عکس و ذکر دلايل انتخاب طرح نهايي

·  نوع سيمان پرتلند بکار رفته

·  نوع سنگدانه­ مصرفي، طريقه تهيه و مکان معدن آن

·  در صورت استفاده از ماده افزودني، ذکر نام، مقدار، نوع و کارخانه سازنده ماده مربوطه

·  چگونگي مسلح کردن نمونه، نوع آرماتور استفاده شده بهمراه مشخصات و نحوه تهيه آن

·  روش تحليل سازه و در صورت استفاده از نرم­افزاز، ذکر نام آن و نحوه مدل کردن نمونه

·  مشخص نمودن وزن و ابعاد دقيق نمونه­ها با رسم شکل

·  حدس زدن حد اکثر مقدار انرژي جذب شده توسط قاب در مورد هر يک از نمونه­هاي آزمايشي و نمونه نهايي و مقايسه نتايج بدست آمده در مورد نمونه­هاي آزمايشي

7)      داوري

a.هيأت داوران توسط کميته علمي مسابقات تعيين مي گردد.

b.رعايت قوانين در تهيه نمونه ها از طريق داوران بررسي و تأييد مي گردد، چنانچه نمونه اي از نظر داوران رد صلاحيت گرديد اين حکم به طور کامل قابل اجرا مي باشد.

c.راي داوران در مورد مسابقات بعنوان رأي نهايي خواهد بود و درخواست تجديد نظر قابل قبول نمي باشد.

 

8)      تحويل و بررسي و آزمايش نمونه ها

1. نمونه EPD با مشخصات کاملاً واضح و مشخص که بر روي آنها نوشته شده باشد بهمراه دفترچه آن مي بايست تا ساعت 8 صبح روز مسابقه تحويل مسئولين داده شده باشد.

2. فرم رسمي ثبت نام و اصل معرفي نامه ي مهر و امضا شده از دانشگاه يا مركز آموزشي فوق الذكر بايد به همراه نمونه ها تحويل گردد .

 

مقدمه

ضرورت تحقيق در خصوص مصالح ساختماني  خصوصا بتن به عنوان عنصر شاخص در ساخت و ساز، از چند دهه گذشته در مركز توجه موسسات تحقيقاتي در كشورهاي مختلف بوده است. در كشور ما با توجه به حجم انبوه ساخت و سازها در بخش عمومي و در بخش خصوصي و همچنين سرمايه گذاري هاي عظيم براي ساخت فرا سازه ها، كه بخش اعظم آنها را سازه هاي بتني تشكيل مي دهند، پرداختن به موضوع تحقيقات در زمينه مصالح ساختماني و خصوصا بتن از اهميت زيادي برخوردار است. در كشورهاي پيشرفته، امروزه بخشي قابل ملاحظه اي از بتن هاي مصرفي را بتن هاي  خاص تشكيل مي دهد و با توجه به قابليت هاي شگرف اين مصالح ساختماني ، تحولهاي اساسي در تكنيك ها و روشهاي ساخت سازه ها ايجاد شده است.

آزمايشگاه مصالح ساختماني دانشكده فني دانشگاه تهران از بدو تاسيس به عنوان يكي از مراكز معتبر آزمايشگاهي مصالح ساختماني در كشور محسوب مي شده و هم اكنون به عنوان آزمايشگاه مرجع مورد قبول سازمانها و ارگانهاي رسمي است . انستيتو مصالح ساختماني دانشكده فني دانشگاه تهران در همکاری با آزمايشگاه مصالح ساختمانی با هدف ارتباط با صنعت ساختمان و انجام پروژه هاي علمي، تحقيقاتي، مشاوره اي، مديريتي و اجرايي به منظور ارتقاي كيفي و كمي دانش مربوط به مصالح و فراورده هاي ساختماني و نيز كاربرد آنها شامل : مطالعات رفتاري، فن آوري توليد، كاربرد مصالح و فرآورده هاي بتنی، ترميم و نگهداري سازه ها وطراحی سازه های بتنی محافظ شروع به كار كرده است. اين مركز تاكنون توانسته است بيش از20 نفر از نخبگان ( دانشجويان افتخار آفرين در مسابقات بين المللي انجمن بتن آمريكا در سه سال اخير) و فارغ التحصيلان دانشكده فني را جذب كند.

انستيتو مصالح ساختماني با بهره گيري از تجهيزات كامل آزمايشگاه مصالح ساختماني ، مسوولان مجرب، نخبگان و فارغ التحصيلان دانشكده فني آماده ارائه خدمات وسيعي به صنعت ساختمان كشور مي باشد و هم اكنون مورد توجه صاحبان صنايع ساختماني در زمينه هاي مختلف قرار گرفته و قراردادهاي پژوهشي و تحقيقاتي متعددي را منعقد نموده است.

انستيتو مصالح ساختماني دانشكده فني با همكاري آزمايشگاه مصالح ساختماني با توجه به ظرفيت قابل ملاحظه خود توانايي ارائه خدمات مشاوره اي -  پژوهشي و آزمايشگاهي وسيعي در زمينه هاي مختلف صنايع ساختماني را دارد.

 

 

 

 

 

 

1

 

خدمات آزمايشگاهي

آزمايشهاي بتن تازه شامل :

·        ساخت و عمل آوري نمونه ها با شرايط دلخواه

·        تهيه و ساخت بتن غلتكي با استفاده از ميز لرزان

·        اندازه گيري رواني بتن ( اسلامپ)

·        اندازه گيري رواني بتن (ميزجريان)

·        اندازه گيري رواني ملات (ميزجريان)

·        اندازه گيري درصد هوا

·        تعيين زمان گيرش بتن

 

آزمايشهاي بتن سخت شده شامل :

·        تعيين مقاومت فشاري ، خمشي و كششي

·        تعيين نفوذ پذيري بتن در برابرآب

·        تعيين نفوذ پذيري بتن در برابرگاز

·        تعيين مقاومت بتن درجا، محل قرارگيري آرماتورها و ضخامت بتن سازه با استفاده از دستگاه PlES

·        تعيين مقاومت بتن در مقابل يخ زدن وآب شدن

·        تعيين مدول الاستيسيته بتن در آزمايش فشاري

·        تعيين ميزان جمع شدگي بتن Shrinkage

·        تعيين ميزان نفوذ پذيري يون كلر بر اساس NT- BUILD 443

·         تعيين عمق كربناتاسيون

·        تعيين پروفيل يون كلر داخل بتن

·        آزمايش قليايي سيليسي سنگدانه (ASR) تهران گرامی بادد.

·         تعيين پتانسيل خوردگي آرماتورها با دستگاه هاي Galva Pulse و Half Cell

 

 

 

 

 

      آزمايشهاي مربوط به سيمان شامل :

·        تعيين مقاومتهاي خمشي و فشاري ملات سيمان

·        تعيين زمان گيرش اوليه و نهايي سيمان به روش ويكات

·        تعيين سلامت سيمان

·        تعيين نرمي و وزن مخصوص سيمان

 

آزمايشهاي مربوط به سنگدانه ها شامل :

·        تعيين وزن مخصوص ظاهري و حقيقي و جذب آب سنگدانه

·        تعيين سايش سنگدانه ها با استفاده از دستگاه لوس آنجلس

·        تعيين ارزش ماسه اي با آزمايش هم ارزي ماسه

·        تعيين دانه بندي دانه هاي سنگي ( شن و ماسه)

 

آزمايشهاي مربوط به فولاد شامل :

·        تعيين مقاومت كششي و انبساط طولي فولاد حين گسيختگي

·        تهيه و آزمايش نمونه هاي برشي و پيچشي

·        آزمايش شكنندگي و تردي فلزات

·        تعيين سختي برنيل و ويكرس

2

2

خدمات مشاوره اي و پژوهشي

 

 ارائه طرح اختلاط بتن هاي ويژه نظير:

·        بتن پر مقاومت (HSC,HPC)

·        - بتن فوق پر مقاومت (UHSC,UHPC)

·        بتن اليافي (FRC)

·        بتن غلتكي (RCC)

·        بتن مقاوم در برابر سايش (ARC)

·        بتن خود تراكم (SCC)

·        بتن پيش آكنده (PAC)

·        بتن سبكدانه (LWC)

·         بتن اليافی محافظ (SIFCON)

·        بتن نما (DC)

·        بتنهاي ويژه(SC)

·        برگزاري دوره هاي آموزشي پيرامون آشنايي با مصالح ساختماني و تكنولوژي بتن

·        ارائه طرح اختلاط بهينه متناسب با وضعيت پروژه بتني

سقف تيرچه و بلوك 

سقف تيرچه و بلوك جزء دال هاي يك طرفه به حساب مي آيد كه در اين نوع سقف براي كاهش بار مرده از بلوك هاي توخالي بسيار سبك ( مجوف) بتني يا سفالي براي پر كردن سقف استفاده مي شود0

كاربرد تيرچه و بلوك در ساختمان : تيرچه و بلوك براي پوشش سقف ساختمان هاي اسكلت آجري و اسكلت فلزي واسكلت بتن ارمه استفاده مي شود.

اما چرا جزء بهترين ها است ؟
1: باعث سبكي سقف مي گردد
2: دوام خوب در مقابل آ تش سوزي دارد
3: مقاومت خوبي در مقابل نيروهاي افقي مانند باد و زلزله دارد
4: عايق صوتي خوبي است
5: عايق حرارتي در مقابل سرما وگرماست
6: عايق رطوبتي است
7: صاف و هموار بودن سطح زير و روي سقف پس از اجرا از ديگر محاسن اين نوع سقف محسوب مي گردد
8: ..........
اما همانند ديگر سقفها اين نوع سقف نيز داراي معايبي نيز هست كه عمده عيب آن:
1: اجراي آن نسبت به سقف هاي مشابه زمان زيادي نياز دارد
2:اجراي سقف تيرچه و بلوك نياز به نيروي ماهر و متخصص دارد كه متاسفانه به اين موضوع اهميت چنداني داده نمي شود
3: و بزرگترين عيب اين سقف اين است كه در دهانه هاي بزرگ نمي توان استفاده گردد

جدول ارتفاع بلوك و ضخامت سقف


ضخامت سقف       ارتفاع بلوك
   ۲۵                           ۱۸
   ۳۰                          ۲۲

    ۳۵                         ۲۶


نكات مربوط به تيرچه ها:
نكته 1: اندازة عرض تيرچه ها 8تا 12 سانتيمتر است.
نكته 2: ضخامت تيرچه ها معمولا 4 سانتيمتر است.
نكته 3: پس ازبتن ريزي تيرچه ها آن را بوسيله ويبراتور خوب ويبره كنيم.
نكته 4: بتن داخل قالب فلزي يا سفالي جهت ساخت تيرچه با عيار 400تا500كيلوگرم سيمان در متر مكعب بتن ريز با مصالح سنگي ريزدانه تهيه شود.
نكته 5:فاصله محوروسط تا محوروسط تيرچه ديگر معمولا 50سانتيمتر شود.

 

سقف تیرچه کرمیت

سیستم سقف کُرمیت از تیرچه های فولادی با جان باز در ترکیب با بتن استفاده می شود. در ساخت تیرچه های مذکور از یک تسمه، در بال تحتانی و نیز یک میلگرد خم شده در جان استفاده می شود. برای پرکردن فضای خالی بین تیرچه ها از قالب های ثابت مانند بلوک های سیمانی، پلی استایرن، طاق ضربی ، قالب های موقت فولادی (کامپوزیت ) و یا هر پرکننده سبک استفاده می شود. فواصل تیرچه ها بسته به نوع قالب از 73 سانتی تا 100 سانتی متر متغیراست ، روی سقف نیز با 4 الی 10 سانتی متر بتن پوشانده می شود.

 

تیرچه ها از نوع خود ایستا بوده و به همین علت هیچ نوع شمع بندی در زیر سقف مورد نیاز نمی باشدو تیرچه ها به نحوی طراحی می شوند که بتوانند وزن بتن خیس، قالب ها و عوامل اجرایی سقف را به تنهایی تحمل کنند.
پس ازاین که بتن به 75% مقاومت مشخصه خود می رسد ، تیرچه های فولادی با بتن به صورت یک مقطع مختلط وارد عمل شده و بارهای مرده و زنده سقف را تحمل می کنند.


سقف تیرچه و بلوک کُرمیت

ا متداول شدن سقف های تیرچه و بلوک سنتی برخی از مشکلات سیستم طاق ضربی مرتفع شد. اما این سقف ها مشکلات دیگری را به همراه خود پدید آوردند که عمده ترین آنها ضرورت استفاده از شمع بندی در زیر سقف است.

شمع بندی علاوه بر دست و پاگیر بودن هزینه زیادی را نیز بر ساختمان تحمیل می کند. در سال 1363 با استفاده از بلوك کُرمیت به جاي طاق ضربي كه قبلا" در اين سيستم بعنوان قالب ثابت بكار مي رفت عملا" سقف تیرچه وبلوک کُرمیت وارد بازارشد.


این سقف به علت خود ایستا بودن تیرچه ها نیازی به شمع بندی ندارند و به همین علت از سرعت اجرای بسیار بالایی برخوردار می باشد. اجرای این سقف بر روی اسكلت های فولادی بتنی و دیوارهای باربر امکان پذیر می باشد.

.
سقف پلیمری کُرمیت

در راستای سبک سازی ساختمان، این شرکت هم زمان با ستفاده از قالب کامپوزیت و بلوک های پوکه ای اقدام به استفاده از مصالح پلیمری در ساختمان کرده است.
استفاده از بلوک های پلی استایرن نسوز در سقف باعث کاهش مصرف تیرچه تا حدود 20% و کاهش فولاد مصرفی سازه تا حدود 7% می شود.

سهولت اجرای این نوع سقف، باعث افزایش سرعت اجرا و درنیتجه کاهش هزینه های اجرایی می گردد. در عین حال در هزینه های حمل و نقل نیز صرفه جویی قابل ملاحظه ای صورت می گیرد. شیارهای مناسب ایجاد شده در زیر این بلوک ها باعث پیوستگی گچ و خاک در زیر سقف می گردد.
در جهت بهبود استفاده از مصالح پلیمری، بخش تحقیق و توسعه این شرکت مشغول مطالعات و بررسی های بیشتر می باشد.

سقف کامپوزیت کُرمیت

سیستمهای معمول کامپوزیت در امریکا عینا" با تیرچه های با جان باز انجام می شود و معمولا" همراه با گذاشتن یک ورق فولادی موجودار به عنوان عرشه و آرماتور بندی روی آن بتن ریخته می شود . در این سيستم قالب ماندگار است و قطعات جان نیز با بتن احاطه نمی شود. در طراحی سیستم قالب کامپوزیت کُرمیت، نظر بر آن بوده که علاوه بر سرعت و تطبیق با آیین نامه ها ، هر چه ممکن اقتصادی تر باشد. از این رو اولا" قالب باید قابل استفاده مداوم باشد، ثانیا" جان تیرچه با بتن پر شود که بتوان قطعات جان را اقتصادی تر طراحی نمود و از لرزش سقف نیز کاسته شود. سیستمهای کامپوزیت رایج در ایران که با تیرآهن ساده یا لانه زنبوری با تیر ورق استفاده می شوند، دارای جان باز نیستند.

در وهله اول قالب هاي سقف كرميت سه قطعه بوده و براي باز كردن ، قطعات آن بايد از يكديگر جدا مي شد ، با تحقيق بخش R&D اين شركت این قالب با بهینه سازی و استفاده از خاصیت تغییر شکل ارتجاعی فولاد به قالبی یکچارچه تبدیل شد.
این قالب در بین تیرچه ها قرار گرفته و بعد از گيرش اولیه بتن قالب از زیر سقف در آورده می شود . این قالب محاسن بسیار زیادی دارد و با سرعت چیده و جمع آوری می گردد و با دقت مختصری , بارها قابل استفاده است. این قالب هم اکنون در پروژه های مختلف این شرکت مورد استفاده است.

آخرین بررسی ها و دستاوردها نشان داد که بهتر است جهت تطبیق سیستم با سیستم تیرچه بلوک و استفاده از آرماتور حرارتی یک جهته و حذف آرماتور خمشی در دال فوقانی و در نتیجه صرفه جویی اقتصادی، فاصله لب با لب تیرچه ها حداکثر 75 سانتی متر باشد. مزیت این قالب در آن است که با رعایت دیگر شرایط آیین نامه می توان آرماتور دو جهته را حذف و فقط آرماتور عمود بر تیرچه را منظور نمود.
هم اکنون این شرکت قالبهای جدید خود را به انتخاب مصرف کننده در فواصل و ارتفاع مختلف آماده عرضه نموده است. فاصله محور به محور تیرچه ها حدود 85 سانتی متر تا 95 سانتی متر و با ارتفاع 20 تا 25 سانتی متر، بسته به انتخاب خریدار و با مشاوره دفتر فنی شرکت و نوع تیرآهنهای مصرفی در سازه و طول دهانه است.

سقف کاذب

سقف های کاذب اولیه به صورت قطعات پلاستیکی در سالهای 1365 به بعد در اولین سقف های کامپوزیت کُرمیت به کار رفت. اما گران بودن مصالح ، نچسبیدن به گچ و خاک و خزش (Creep) باعث گردید که استفاده از آن مقید گردد. از سوی دیگر انواع تولیدات ورق گالوانیزه به صورت رابیتس در شکلها و فرمهای مختلف و تولید مواد اولیه آن (ورق گالوانیزه) در ایران ، ما را به سمت استفاده از این محصول سوق داد.

سقف ضربی کُرمیت

به علت اجبار در استفاده ار مصالح فشاری از زمان های قديم استفاده از طاق قوسی متداول بوده و به همین جهت استفاده از سیستم طاق ضربی نیز به عنوان نوعی طاق قوسی رواج داشته است. وجود اشکالات عمده در عملکرد سقف های ضربی با تیرآهن مانند عدم ایجاد یک دیافراگم مناسب بین ستون ها و مصرف زیاد فولاد در مقایسه با مقدار باربری ، باعث شد تا در سال 1356 با ارائه طرحی بهینه « سقف ضربی کُرمیت » نسبت به اصلاح این سیستم اقدام گردد.
در سیستم طاق ضربی کُرمیت وجود بتن روی سقف می تواند یک دیافراگم مناسب بین ستون ها ایجاد کند و همچنین به علت بازبودن جان تیرچه ها مقدار زیادی در مصرف فولاد صرفه جویی می شود.

 

 

اگر چه از اين سيستم در انبوه سازي استفاده نمي شود ، اما براي پروژه هاي كوچك و يا دور افتاده ، هنوز هم كاربرد دارد.

 

 

 

سقف کامپوزیت

 

سقف های کمپوزیت سقفهایی هستند که ترکیبی از فولاد و بتن برای اینکه یکپارچگی این سقف رعایت شوند شود از برشگیر (نبشی)استفاده می شود که این نبشی با بتن درگیری ایجاد کرده و یکپارچگی درست می کند و چون تیرهای فرعی کمپوزیت به علت گیردار بودن تیرهای اصلی و با توجه به لنگر پوش (لنگر زلزله) بتن روی تیرهای اصلی نمی تواند به مقاومتش کمک کند .
میلگردهایی که روی سقف کامپوزیت قرار دارند میلگردهایی حرارتی هستند که در جهت مخالف با تیرهایی فرعی باعث یکپارچه شدن بتن و درگیری با سقف کامپوزیت می شود وبا جوش دادن به تیرهای فرعی مانع ترک خوردن بتن می شود
قالب بندی این سقفها معمولا از تخته کوبی استفاده می شود و بعد از اتمام بتن ریزی نایلون باعث راحت جدا شدن تخته ها می شود و در برخی موارد از یونولیت استفاده می شود که به علت محکم نبودن باید شمع کوبی کنند و مشکلات اجرایی بیشتری دارد و دلیل دیگر اینکه یونولیت زیر سقف می ماند و ما نمی توانیم از فضای زیر سقف کامپوزیت که تیر های فرعی آنها معمولا زنبوری هستند برای عبور لوله تاسیساتی استفاده کنیم در ضمن عایق خوبی برای حرارت بالا نیست.
در قالب بندی تخته کوبی مهمترین مزیت آنها این است که در زیر سقف کامپوزیت خلائی وجود دارد و از این خلا برای لوله های تاسیساتی استفاده می شود.
یکی از مزیت های سقف کامپوزیت قدرتمندی آن نسبت به سقفهای تیرچه بلوک است چون یکی از راههای یکپارچه کردن رفتار ستون ها در هنگام زلزله از طریق سقف می باشد و سقف کامپوزیت به دلیل برش گیر های نصب شده روی تیرهای فرعی یکپارچگی بین فولاد و بتن ایجاد شده و در اطراف ستونها هم همین طور در نتیجه ستون ها در هنگام زلزله رفتار یکپارچه دارند ولی در سقف تیرچه بلوک این گونه نیست.
کلا در باره سیستم های خمشی باید گفت در این سیستم تمام تیرهای اصلی گیردار عمل می کنند و معمولا از پروفیل های سالم استفاده می کنند (لانه زنبوری نباشد)چون اصلا دارای لنگر می باشند و در نتیجه باید آنجا ورق بزنیم و ثانیا لنگرماکزیمم برش در یک سوم تکیه گاهها وجود دارد. ما باید در صورت استفاده از زنبوری آنجا را پر کنیم و ما هم وسط را پر کرده و هم گوشه را پر می کنیم و این تنها وقتی است که ما پروفیل نداریم مگرنه بهتر است از پروفیل استفاده شود

 

لغت شناسی و تقسیم بندی :

در  تعاریف  به  كار رفته  برای  انواع  مواد  شبه  بتنی  كه  در  دمای  بالا  به  كار  می  روند  یك  نوع  نا هماهنگی  وجود  دارد  و  استانداردی  وجود  ندارد  كه  مواد  را  طوری  تعریف  كند  تا  در بر گیرنده این  تقسیم  بندی  باشد .    بنابر این  كار اساسی  این  است  كه  ابتدا  موضوع  را با  تاكید  بر تعاریف   گفته شده  برای  بتن  مقاوم  حرارتی  شروع  كنیم .

مشكلات نامگذاری :

امروزه  واژه ها ی  مقاوم  درجه  حرارت  پائین  و  بتن  دیر گداز  معمولا  برای  اشاره  به  خصوصیات 

حرارتی  به  كار  می روند  بنا  به  استاندارد  9556TGL   آلمان  و 99-30 TGL    شوروی   واژه  بین  مقاوم  حرارتی  برای  كلیه  توصیفات  به  كار  می رود . در  صورتی  كه  در  كشور های  دیگر  استاندارد 

43-85-45GOST  مرزی  بین  تعاریف  بتن  مقاوم  حرارت  و  بتن  مقاوم  در  دمای  بالاتر  از  1770 قائل  شده  است .  در مقالات  انگلیسی  و  آمریكایی  نیز  مواد  مشابهی  را  به  نام  سیمانهای  دیرگداز , بتن

های  دیر گداز  یا  ریختگی های  دیر گداز  می نامند .

بتن دیر گداز :

به مخلوطی از سیمان , انواع  پر كننده  و  ذرات  ریز  و  آب  گفته  می شود كه  در  درجه  حرارت معمولی 

حالت  گیرش  دارد  و  تمام  موادی  كه  شامل  سیمان  نیستند  می توان  شبه  بتن  (  concrete  type  )

بحساب  می آورند . لغت  بتن  بیان  كننده  عوامل  چسبا ننده ی  دانه های  ریز  هیدرولیكی  كه  عمدتا  شامل  تركیبی  از Fe2O3 , Al2O3 , Sio2  با   CaO كه  در  استاندارد های  مشخص  دارای  خواص  معینی  هستند  و  بعد  از  عمل  تركیب  (بعد  از 28  روز )  به استحكام  فشاری  Psi 3200  می رسد  كه  آن را

به  عنوان  مینیمم  استاندارد  در  نظر  می گیرند ,  مهمترین  بتن ها  در  این  رابطه  عبارتند  از :  بتن های

سیمان  پرتلند , سیمان  كوره  بلند , آلومینا های  مختلف كه  یكی  از مشخصه های  بارز همه ی  آن ها سختی 

هیدرولیكی  آنهاست  و  كاربرد  این  بتنها  تا  منطقه  زینتر  شدن  آنهاست  .

مشخصات  استاندارد  بتن های  دیر گداز  عبارت  است  از  :

بتن های  دیر گداز  در  درجه  حرارتهای  معمولی  دارای  اتصالات  هیدرولیكی  هستند  و  وقتی  پخته  می شوند  از  مرحله ی  اتصال  هیدرولیكی  به  مرحله ی  اتصال  سرامیكی  تبدیل می شوند بدون  آنكه استحكام

آن كاهشی  پیدا  كند , بر  طبق  این  استاندارد ها  مخلوط های  بتنی  از  نظر  كارخانجات  دیر گداز  مخلوط

های  خشك  شدنی  درهوا هستند  كه  از  مواد  اولیه  مقاوم  در  برابر  حرارت  با  اندازه  بندیmm 30- 0

و  سیمان  تشكیل  شده اند  .  به  عبارت  دیگر  بتنهای  دیر گداز  عبارتند  از  :

بتن هایی  كه  خواص  مكانیكی  و  فیزیكی  آن  حتی  بعد  از  مدت  زمان  زیادی  كه  در  حرارتهای  بالا تا

حد  قابل  قبولی  باقی  بماند  .

عاملهای  چسباننده :

عاملهایی  چسباننده ای  كه  در  چنین  بتنهایی  بكار  می روند  ممكن  است  چسبهای  هیدرولیكی  (  معمولا سیمانها )  باشند  و یا چسبهای غیر هیدرولیكی  ]  بتن  پریكلاس  با  سیمان  سورل ( بتن ما گنزیا ) ,  چسب شیشه [  .    در  كشور های  غربی  استفاده  از  چسبهای  هیدرولیكی  در بتن های  مقاوم  در  برابر  درجه  حرارت  بسیار رایج  است  و در  شوروی  استفاده  از عامل  چسباننده  چسب  شیشه  در  بتن های  دیر گداز

نقش  مهمی  را  در  صنعت  ایفا  می كند . مواد  نوع  بتنی  ( شبه  بتنی )  موادی  هستند  كه  دارای  فسفات

چسب  شیشه  و ماگنزیا  ( پریكلاس )  می با شند .

تقسیم بندی بتنهای دیر گداز :  بتن های  دیر گداز  را  می توان  بر اساس  درجه  حرارت  كار , نوع  عاملهای  اتصال ( چسباننده )  و نوع مواد  پر كننده  تقسیم  بندی  نمود  :

 نوع بتن                          درجه حرارت                          درجه حرارت كار

       بتن با دیر گدازی پائین                  كمتر از  1500                           1100- 200       

       بتن با دیرگدازی متوسط                 1790- 1500                           1300- 1100

       بتن با دیرگدازی  بالا                   بیشتر از 1790                           بیشتر از 1300

2- تقسیم  بندی  بر  اساس  نوع  اتصالات :

A - بتن های  دیرگداز  ساخته  شده  از  بتن های  سرباره ( بتنهای كوره بلند با بتنهای آهن پرتلند )

B- بتن های دیر گداز  ساخته  شده  از  سیمان  آلومینیایی ( بتن های آلومینیای بالا )

C- بتن های  دیر گداز  با  عامل  چسباننده ی  چسب  شیشه ( بتنهای آلومینیای باریم )

D- بتن های  دیر گداز  با  عامل  چسباننده ی  ماگنزیا

E- اتصال های  شیمیایی  مانند  فسفاتها با  افزودن  اسید  فسفرین  به  مخلوط

F- اتصال  هیدرولیك

G- عاملهای  چسباننده ی  آلی  مثل  قیر , قطران , سولفیت  لایم

3- تقسیم  بندی  بر  اساس  نوع  مواد  پر  كننده  :

A- بتن های  دیر گداز  با  مواد  پر  كننده ی  غیر  مقاوم  در  برابر  حرارت (خرده آجر , سرباره و ......)

B- بتن  دیر گداز  با  شاموت ( خاك  نسوز  پخته  شده )

C- بتن  دیر  گداز  با  آلومینات  بالا

D- بتن های  دیر  گداز  با  كراندوم

E- بتن  دیر  گداز  با  سیلیس

G- بتن  دیر گداز  با  مگنزیا

F- بتن های  دیر گداز  با  كرومیت – ماگنزیا

H- بتن دیر گداز با كاربید سیلیسیم

روند تاریخی پیشرفت :

بر  مبنای  اولین  گزارش  امكان  استفاده  از  بتن  در  دمای  بالا  به  كارهای  مهندسین  ساختمان  در  اوایل

همین  قرن  بر می گردد .   استفاده  از  شاموت  و  خاكستر  بعنوان  اجزای  بتن  در  این  مقاصد  مفید  تر

بوده ,  هر  چند  پیشنهاد  آن  ها  در  همان  زمان  عملی  نگردید  .

 

تا  اوایل  قرن  بیستم هیچ  توجه  اساسی  به  این  نوع  مواد  دیر گداز نشد  یعنی  زمانی  كه C.Platzman

تولید  بتن  دیر گداز  را  با  پایه ی  سیمان  پرتلند  و  افزودن  شاموت  و  خاكستر  (  یا  سیلیكای  فعال  )

به  ثبت  رساند  همزمان  استفاده  از  سیمان  آلومینائی  نیز  در  26 – 1925  بوسیله  Kesther  به  ثبت

رسید . با  شروع  دهه  1930  افزایش  قابل  ملا حظه ای  در تحقیق  و  توسعه  در  تعدادی  از  كشورها

در  این  زمینه  به  چشم  می خورد .

ویژگیهای بتن دیر گداز :

تكنولوژی  بتن  دیر گداز  را  می توان  در  مقایسه  با  بتن  معمولی  یا  در  مقایسه  با  مواد  دیر گداز نشان

داد .  برای  صاحبان  تكنولوژی  بتن  ویژگیهای  اصلی  در  استفاده  از  پر كننده های  دیر گداز  خاص  با

مشخصات  معین  در  نظر  است  و  استفاده  از  پر كننده های  خیلی  ریز  مثل  خاك  نسوز  یا  استفاده  از

سیمان  آلومینیائی  یا  حتی  چسب های  غیر  معمول تر  دیگری  مثل  چسب  شیشه  و  فسفات .

انحراف از تكنولوژی  بتن  معمولا  خیلی  كم  بوده  و  در  خور  توجه  نیست . از  این  نقطه  اثر  به  سختی

می توان  انتظار  داشت  كه  بتن  دیر گداز مواد  تازه ای  را  عرضه  كند  در  حالی  كه  مقادیر  مشخصی  در  استحكام  ساختمانی  برای  بتن  معمولی  اهمیت  دارد .  این  مقادیر  برای  بتن  دیر گداز  از  اهمیت  نا چیزی  برخوردار  است .   زیرا  تنشهای  حرارتی  كه  در  بتن  در  حین  سرویس  و  كار  تحمل  می كند

اساس  ساختار  آن  را  تغییر  می دهد  .

از  دید گاه  مهندسینی  كه  با  مواد  دیر گداز  سروكار  دارند  بتن  دیر گداز  دارای  ویژگیهای  خاص  خود  در  نحوه ی  تولید  و  كاربرد  است  در  حالی  كه  تكنولوژی  مواد  دیر گداز  را  می توان  اینطور  ترسیم  كرد  كه  تهییه  مواد  به  شكل  دلخواه  در  آوردن  و  سپس  خشك  كردن  در  یك  زمان  طولانی  و  نهایتا  در  آتش  قرار  دادن  . در حالی  كه  تكنولوژی  پیش ریختگی  بتن  دیر گداز عبارت  است  از  تهییه مخلوط

و به  فرم  دلخواه  در  آوردن  با  ریختن  و لرزش  و  سپس  سخت  كردن  با  پرس  و  سر انجام  در  زمان

كوتاهی  خشك  می شود . استحكام  مورد  نیاز  بدون  پخت  بدست  می آید  و  بدین  وسیله  ما  قادر  به تولید

 

شكلهای  پیچیده  و مختلف  می باشیم  بدون  خطر  ترك  و  تغییر  فرم ,  مزایا  و  اهمیت  بتن  دیر گداز در

كارخانجات  تكنو  حرارتی  را  می توان  از  نقطه  نظر  فنی  و  اقتصادی  ملاحظه  نمود  .

اگر  چه  استفاده  از  این  مواد  گاهی  به  علت  مقدار  دما  محدود  می شود  وجود  بتن های  تولید  شده در

مقیاس  وسیع  با  چسب  های  مخصوص  قابلیت  استفاده  از  آن را  در  دماهای  خیلی  بالا  نشان  می دهد.

مواد اصلی بتن دیرگداز :

تركیب  مواد  اصلی  بتن  دیر گداز  عبارتند  از :

1-  عامل چسباننده  :

الف ) سیمان : سیمان  یكی  از  عوامل  چسباننده ی  در  بتن های  دیر گداز  می باشد .  سیمانهای  صنعتی  معمولا  بعد  از  زینتر یا  ذوب  و آسیاب  كردن  بصورت  پودرریزی  در  می آیند  كه  هم  دارای  ساختمان

كریستالی  و  هم  غیر  كریستالی  می باشند. اجزای  اصلی  سیمانها  عبارتند  از  : Al2O3, Fe2O3 ,  ,

SiO2, CaO  و  سیمانها  را  به  طور  كلی  به  دوسته  تقسیم  می كنند :

1-      سیمانهای سیلیكاتی مثل سیمان  پرتلند  معمولی  و  سیمانهای  سرباره ای (سیمان  پرتلند  آهن و سیمان  كوره  بلند  و سیمان  سوپر  سولفاته )

2-      سیمانهای آلومینیائی  مثل  انواع  سیمان  آلومینیائی

از  انواع  سیمانه  كه  بطور  معمولی  تهیه می شوند  آن  ها  كه  در  ساخت  بتن های  دیر گداز  استفاده  می شوند عبارتند  از  :  سیمان  پرتلند, سیمان  پرتلند  آهن , سیمان  كوره  بلند , سیمان  آلومینیای  معمولی ,

سیمان  آلومینیای  بالا  و  سایر  سیمانها  اهمییت  محدود  داشته  یا  در  در  تحقیقات  علمی  بكار  می روند .

ب) چسب های سرد گیر – غیر آلی بدون آب : همان  طور كه  گفته  شد  توسعه ی  بتن های  دیر گداز  با  گذر  از  مرز های  بتن  با  پایه ی  سیمانی  به  تولید  و  استفاده  از  شبه  بتن  با  چسب های  دیگر  رسیده

است . یكی  از  این  دست  عامل های  چسباننده  چسب  شیشه  می باشد  كه  چسب  شیشه  عبارت  است  از

تركیبات  مختلف  سیلیكات  سدیم  یا  پتاسیم  كه  در  آب  یا  محلولند  و یا  مخلوط  كلوئیدی  تشكیل  می دهند

 

و  تقریبا  به  طور  كامل  هیدرولیز  می شوند  .  عمومی  ترین  چسب  شیشه ای  كه  استفاده  می شوند

سیلسكات  سدیم  غنی  از  سیلسی  است  كه  شامل 4 – 2  مولكول  گرم  SiO2  و در  یك  مولكول  گرم

سیلیكات  سدیم  است  .گیرش  در  هوا  انجام  می گیرد  كه  معمولا  همراه  با  استفاده  از  شتاب  دهنده های

گیرش  ( تحت  عنوان  افزودنی ها ) انجام  می شود .

در  مقایسه  با  سیمان  پرتلند  چسب  شیشه  بتنهایی  از  نظر  خواص  فیزیكی  شیمیایی  قابل  قیاس  نمی باشد . البته  غیر  از  مدول  الاسیته  و  دانسیته  تنها  نكتهی  جالب  توجه  مشخصه های  حرارتی  است  كه

با  استفاده  از  چسب  شیشه  عاید  می شود .  فایده  این  تر كیبات  كه  در  بتنهای  دیر گداز  چسب  شیشه ای  به  عنوان  عامل  چسباننده  بكار  می  روند  فعالیت  شدید  آنهاست  كه  آن ها  را  قادر  می سازد  تا با

مواد  پركننده ی  بسیار  متنوع  و  مختلفی  تركیب  شوند  و  تركیباتی  تولید  كنند  كه  پایداری  حرارتی  خوبی  دارند  و  دیر گدازی   بسیار  خوبی  هم  دارند  .

از  انواع  دیگر  این  نوع  چسباننده ها  می  توان  به  چسب های  ماگنزیایی  ,  دولومیت  , اسید  فسفریك  

و  فسفات ها می توان  اشاره  كرد .

2- مواد پر  كننده :

در ساخت  بتنهای  معمولی  می توان  از  شن و ماسه ی  طبیعی  بهره گرفت  .  بنگ های  صخره ای  و سنگ  آهك  برای  بتن های  متراكم  و  خاكهای  نسوز یا  خاكستر  زینتر  شده  برای  بتن های  سبك  وزن

به عبارت  دیگر  برای  استفاده  از  بتن ها  در  درجه  حرارت  بالا  انتخاب  مواد  پر  كننده  باید  بر اساس

نوع  مصرفی  كه  بر  عهده ی  آن  است  صورت  گیرد . خواص  حرارتی  بتن  در  درجه  حرارت  بالا به

مقدار  زیادی  بوسیله  انتخاب  مواد  پر كننده  تعیین  می شود  بنابراین  با  انتخاب  مواد  مناسب  مقاوم  در  برابر  حرارت  امكان  تهییه  بتن ها  با  مقاومت  حرارتی  بالا  وجود  دارد .

در  بتن  نسوز  تنها  مواد  درشت تر  كه  دارای  اندازه ی  دانه هایی  بزرگتر از mm 2/0  می باشد  باید

مورد  استفاده  قرار  گیرد  .  مواد  پر كننده ی  ریز  اغلب  دانه های  تشكیل  دهنده اش  از mm 1/0  كمتر

 

است .   و به  عنوان  عامل  تثبیت  كننده  با  خواص  شیمیایی  مخصوص  در  بتن های  دیر گداز  ساخته 

شده  با  سیمان  پرتلند  مورد  استفاده  قرار  می گیرند  در  حالی  كه  در  بتن های  چسب  شیشه  آنها  به

عنوان  مواد  پر  كننده ی  بسیار  ریز  micro-filling  عمل  می كنند ,  بنابر این  آنها  به  عنوان  پر  كننده  عمل  نمی كنند  بلكه  بیشتر  مواد  افزودنی  هستند  .

پر كننده های  معدنی  غیر  مقاوم در آتش :

پر كننده های  معمولی  فقط  برای  استفاده  در  بتن های  درجه  حرارت  پائین  مناسب  است  نه  برای  بتن های  دیر گداز  زیرا  مقاومت  آن  برای  دماهای  1100- 1000 درجه ی  سانتیگراد  مناسب  است . در

بعضی  شرایط  بخصوص  افزودنیهای  دیر گداز  مثل  سر باره ها  بتن  دیر گداز بكار می روند.   البته  به     شرطی  كه  آنها  اثر  شیمیایی  خوبی  داشته  باشند .  

مواد طبیعی : سنگ های  طبیعی  كه  ضریب  حرارت  انبساطی  آن ها  زیاد  نباشد  و  تحت  شرایط  دیر  گدازی  انبساط  حجمی  نداشته  باشند  به  عنوان  پر  كننده  بكار  می روند . مثل  سنگهای  كوارتز  و  شن.

در  استفاده از  سنگ  آهك  باید  دقت  شود  زیرا  كه  تغییراتی  در  خواص  آن ها در اثر  از  بین  رفتن  بوجود  می آید .

ضایعات صنعتی و محصولات فرعی : سر باره هایی  كه  ازمنابع  مختلف  تولید  می شود  اولین  محصولات

فرعی  هستند  كه  باید  بررسی  شوند .  تعدادی  از  محققان محدوده ی  وسیع  از  سرباره  ها  را  ازمایش  كرده اند كه  توانسته اند  اینها  را  به  عنوان  مواد  پر كننده  در بتن  دیر گداز  بكار  برند .

پر كننده های مصنوعی : معمولی ترین  مواد  مصنوعی  كه  به  عنوان  پر  كننده  بتن  تولید  می شوند  پر

كننده های  سبك  وزن  مشخصی  هستند  برای  تولید  بتن  سبك  بكار  می روند .

مثالهای  این  موارد  از  خاكها  نسوز  پوك  شده  ( با  نام  صنعتی  سر امسایت ceramcite  )  و  slate

پوك  شده  (  با نام صنعتی Glovulite  )  .  این  مواد  برای  ساخته  شدن  بتن  نسوز  ساخته  شده  است  .

انواع  دیگر  پر كننده های  سبك  شامل  ورمیكولایت و پرلیت می باشند .

 

شاموت : متداولترین ماده ی  پر كننده  برای  بتن های  دیر گداز انواع  مختلف  شاموت های  مقاوم  در برابر  حرارت ( ذرات شاموت مقاوم در برابر حرارت مثل خاك رس )  است  .

از  شاموت  به  میزان  زیادی  به  عنوان  افزودنی  برای  سیمان  پرتلند  و  بتن های  سیمان  چسب  شیشه  استفاده  می شود.  شاموت  از  پختن  كائولن های  نسوز  در  درجه  حرارت  بالا  بدست  می آید  .  اجزای اصلی  آن SiO2 و Al2O3 و  همچنین  مقادیر  كمی  Fe2O3  و  قلیایی ها ست  كه  بسته  به  مواد  اولیه

آن  فرق  می كند.  درجه ی  دیر گدازی اكثر  شاموت های  كوارتزی  1650 درجه ی  سانتیگراد و  شاموت

های  معمولی 1750 درجه ی سانتیگراد  می باشد . درجه ی  حرارت  كار  با  افزایش  درصد  آلومینای  از

1400 – 1200 درجه ی  سانتیگراد  فرق  می كند .

از دیگر  مواد  پر كننده ای  كه  می توان  در  ساختن  بتن  دیر گداز  استفاده  كرد  عبارتند  از :مولایت ,

كواندوم  ) كواندوم  به  علت  نقطه  ذوب  بسیار  بالا ی  استحكام  مكانیكی و  مقاومت  شیمیائی  آن  به  مقدار  بسیار  زیاد  به  عنوان  پر كننده  برای  تولید  بتن  دیر گداز  استفاده می كنند . در  حالت  معمولی  هم  انقباض  بتن  را  كاهش  می دهد )  , تركیبات  شیمیائی و كانسازی ( منیزالورژی ) , مواد  محتوی  كرومیت  و  كرومیت  منیزیت  , فورستریت ,  كاربید سیلیسیم  ,  دیاتومیت  می باشند .

3-     افزودنی ها :

افزودنی ها  تحت  عنوان  مواد  پر كننده  و  چسب ها  قرار نمی گیرند  عمده ترین  افزودنی ها مواد  پودری

شكل  هستند  كه  تثبیت  كننده های  سرامیكی  نیز  نامیده  می شوند و برای  بتن های  ساخته  شده  با  سیمان

پرتلند  و  چسب  شیشه  بكار می روند . افزودنیها  همچنین  شامل  موادی  كه  برای  بهبود  پلاستیسه , شتاب

دهنده ی  گیرش  و  خواص  زنیتر در  موقع  حرارت  دادن  بكار  می روند  تحت  این  عنوان  می باشند .

تثبیت كننده های سرامیكی : مهمترین  افزودنیها  برای  بتن  دیر گداز  یا  سیمان  پرتلند  مواد  پودری  شكل  ریز  است  كه  هدف  آن  چسباندن  و  آزاد  كردن  آهك  آزاد  است   .    آهك  آزاد  در  ابتدا  بصورت  Ca(OH)2  و بالای  550  درجه ی  سانتیگراد  به  CaO  تبدیل  می شود  و  برای  مواد  شبه  بتنی 

 

بنیان  چسب  شیشه  افزودنیهایی  از  این  نوع  استحكام  و  اتصال  چسب  را  بهبود  می بخشند  . این مواد

به  عنوان  افزودنیهای  بسیار  ریز  در  مقابل  مواد  پر كننده ی  معمولی  قرار  می گیرند  و  اطلاق  تثبیت

كننده های  سرامیكی  نیز  كار  آنها  را  می سازد .

شاموت : كه  در سطح  وسیعی  از  آن  استفاده  می شود  و  مهمترین  افزودنی  دانه  ریز  است  و  هرچه

دانه های  آن  ریز تر  باشد  استحكام  بتن  بیشتر  خواهد  شد .

خاك رس : پودر  خاك  رس  نیز  در  این  زمینه  مهم  است  , عمل  پلاستیسیته آن  نیز  باید  مد  نظر  باشد

و  در  بتن های  سیمان  پرتلند  مدتهاست  كه  استفاده  می شود . در  سیمان های  آلومینیای  ذوب  شده  به  عنوان  پر  كننده ی  بسیار  ریز  برای  بهبود  پلاستیسیته  بتن  تر  یا  افزودنی  برای  بدست  آمدن  استحكام

بالاتر  در  درجه  حرارت های  متوسط  بكار  می رود  .

4-     آب :

آب  یكی  دیگر  از  موادی  است  كه  در  ساختار  بتن  دیر  گداز  بكار  می رود  و  نسبت  آن  باید  بدقت  رعایت  شود و  همچنین  بكار  بردن  آبی  كه  دارای  نا  خالصی  است  در  بتن  مضر  است .

طرح مخلوط بتن :

مواد  اصلی  و  اجزای  بتن  دیر گداز  از نظر  خصوصیات  فیزیكی و شیمیایی  مورد  بررسی  قرارگرفت

حال  به  بررسی  اجزای  بتن  از  نظر  دانه بندی  ارتباط  اجزا  با  یكد یگر  تشریح  می كنیم . 

در  این  بخش  خصوصیات  ویژه  مورد  نظر  نیست  بلكه  عموما  مشكلات  اصلی  مرتبط  به  تاثیر  دانه بندی  اجزا  در  حالت های  منفرد  و  مخلوط  را  بررسی  می كنیم  .

این  پارامتر ها  به  طور  بسیار  وسیعی  بر  خصوصیات  بتن  تاثیر  می گذارند  مثل  آب  در  مخلوط  پر

كننده  یا  قابلیت  كار پذیری  بتن  تر  ,  تراكم  پذیری  آسان ,  مقاومت  حرارتی ,  افزایش  استحكام  و سر

انجام  خصوصیات  و  و  رفتار  بتن  گیرش  یافته  در  حالت  خام  و  پس  از  عملیات  حرارتی . در  این

بحث  اساس  طرح  مخلوط  بتن  و  عمدتا  در  بتن های  اتصال  سیمانی  بررسی  می شود .

سیمان ها :  سیمان هایی  كه  در  تولید  بتن  دیر گداز  بكار می روند  اغلب  استاندارد  هستند  در  نتیجه

تحقیقات  در  آلمان  و  سایر  كشورها  نشان  داده  كه  سیمان  با  آلومینای  بالا , سیمان  آلومینیای  معمولی

سیمان  پرتلند ,  سیمان  پرتلند  آهن  و  سیمان  كوره  بلند هر  كدام  برای  دماهای  خاص  و  محدوده های  گرمایی  مشخص  در  هنگام  كار  مفید  است  .

استفاده  از  سیمان های trass  و  سیمان های آذرین و انواع  دیگری  از  آن ها  كه  تا  همین  اواخر  رایج  نبوده  اخیرا  نشان  داده  است  كه  سیمان های  آذرین  را  تحت  شرایط  بخصوصی  می توان  در  بتن های

دیر گداز و بتن های  معمولی  بكار  برد . قسمتی  از  خاكهای  آذرین  نیز  بكار  می روند  كه  تحت  شرایط  گرمایی  خاص  انقباض  ندارند  و یا  مقدار  آن  خیلی  كم  می باشد .

هیچ  نیازی  برای  دانه بندی  دانه ها  لازم  نیست  و  همان  ریزی  كه  در  استاندارد  در  نظر  گرفته  شده 

مناسب است  و سیمان های استاندارد  مناسب  و  قابل  مصرف  هستند  اگر  چه  در  شرایط  بتن های  درجه  حرارت  بالا  باید  حداقل  كیفیت  استاندارد  را  داشته  با شند  .  در  آلمان  بتن های  دیر گداز  ریخته گری  در  محل  كار  و  پیش  ساخته  هر دو  از  سیمان  آلومینای  تجارتی  استفاده  می شود  .

دانه بندی پر كننده ها :  پر كننده ها  نقش  اصلی  را  در  تعیین  مقاومت  بتن  دیر گداز  تعیین  می كنند .

اندازه ی  دانه  و  درجه بندی  پر كننده  از اهمیت  اساسی  در  بهبود  كیفیت  بتن  دیر گداز  برخوردار است

ممكن  است  با  استفاده  از  اندازه ی  دانه  های  ریز  و  درشت  مناسب  در  پر  كننده  بتوان  به  بیشترین

فشردگی  دست  یافت  .در  حال  حاضر  استفاده  از  منحنی  های  دانه  بندی  كاربرد  عملی  محدودی  دارد

یك  بتن  فشرده  و  خیس  كه  بر  مبنای  این  این  منحنی  تهیه  شده  باشد  حجم  خودش  را  حفظ  كرده  و  هر  دانه ی  فضایی  را  كه  موقع  خیس  بودن  اشغال  كرده  به  همان  صورت  حفظ  می كند .

بر  حسب  مواد  تركیب  پر كننده  خشك  كردن  و  پختن  ممكن  است  انبساط  یا  انقباض  ایجاد  كند   و

منجر  به  تغییر  مكان  دانه  شود  .   بدین  ترتیب  اصطلاح  فشرده  ترین  بتن  بر  حسب  نوع  و شیوه ی 

مخلوط  كردن  فرق  می كند .  معمولا  مقدار  ماكزیمم  فشردگی  به  شكل  و  درجه  بند ی  ذرات  بستگی

 

دارد .  پر  كننده های  كروی  شكل  تمایل  كمی  به  حفظ  آب  دارند  ولی  آن هایی  كه  سوزنی  شكل  و

مسطح  هستند  تقریبا  دو  برابر  دانه  های  كروی  آب  نگه  می دارند  و  اینها  بیشتر  در  بتن های  دیر گداز  استفاده  می شوند  طبیعت  سطح  پر  كننده  اثر  نا چیزی  بر  استحكام  بتن  دارد  اما  تاثیر  آن  بر

استحكام  اتصالات  خیلی  زیاد  است .  در  بتن  های  دیر گداز  درجه ی  دانه بندی  باید  همان  طوری  باشد  كه  در  بتن  معمولی  مورد  نیاز  است .

تركیب  مواد  برای  ساختن  بتن  مقاوم  در  برابر  حرارت :

تركیب  مواد  بتن های  مقاوم  كه  از  سیمان  آلومینا  استفاده  می شود :

                          50 كیلوگرم                          سیمان آلومینیایی

                          110 كیلو گرم                       شاموت نپخته ی 0 تا 3 میلیمتر                 

                          110 كیلوگرم                        شاموت پخته ی 3 تا 8 میلیمتر

                          نسبت  سیمان  به  آب تقریبا  6/0

در  صورتی  كه  سیمان  پرتلند  نوع  350  مصرف  شود  تركیب  زیر  استفاده  می گردد :

                          50 كیلوگرم                          سیمان  پرتلند  350

                          57 كیلوگرم                          شاموت نپخته ی 0 تا 3 میلیمتر

                          90 كیلو گرم                         شاموت پخته ی 3 تا 8 میلیمتر

                          60 كیلو گرم                         سر باره ی كوره 0 تا 3 میلیمتر

                          13 كیلوگرم                          كلی 0 تا 1 میلیمتر

                           نسبت آب  به  سیمان  تقریبا  7/0

مخلوط  دیگری  كه  نسبت  سیمان به شاموت  آن  برابر  80/ 20  است  در  دو  نوع  شاموت  با مشخصات  زیر  مورد  استفاده  قرار  می گیرد .                    نقطه ی ذوب         1730    =  شاموت  نوع  یك

                                                               نقطه ی ذوب         1680    =  شاموت  نوع  دو

 

بتن های دیر گداز با اتصال سیمانی :

برجسته ترین  مشخصه  های  بتن  دیر گداز  با  اتصال  سیمانی  در  مقایسه  با  انواع  مواد  دیر  گداز  این

است  كه  بسیاری  از  خواص  ذكر  شده  در  بالا  در  شرایط   كار برد  بتن  دیر گداز  با  اتصال  سیمانی 

در  مقایسه  با  درجه  حرارت های  اتاق  و یا  در  مدت  زمان  اولین  باری  كه  تا  درجه حرارت های  بالا

حرارت  داده  می شود  به  كلی  متفاوت  است . دلیل  این  امر  این  است  كه  تحت  تاثیر  حرارت  تغییرات  شیمیائی  زیادی  صورت  می گیرد  كه  به  موجب  آن  مشخصه ی  اولین  بتن  به  كلی  تغییر  می كند .

تغییر  یك  بتن  نمونه  از حالت  اولیه  با  اتصال  غیر یكنواخت  بین  مواد  پر كننده  و  عامل  اتصال  دهنده 

به  صورت  ساختار  سرامیكی  سخت  شده  كه  در  نتیجه  بالا  رفتن  درجه ی  حرارت  و  انجام  واكنش ذوب  سطحی  وسیع تر  شدن  حاصل  می گردد  .

فاز های  میانی  و  پایانی  كه  در  نتیجه ی  این  واكنشها  بدست می آیند  از  مشخصات  ویژه ی  بتن  دیر گداز  می باشد  كه  دارای  اهمیت  ویژه ای  می باشد . بنا  بر  این  به  منظور  رسیدن  به  درك  صحیحی

از  این  خصوصیات  ضروری  است  یك  مهندس  دیر گداز  قبل  از  توجه  به  خواص  نهایی  ( نتیجه ) كه

هدف  اصلی  است  تحولات  (  استحاله  )  شیمیائی  را  كه  در  سیمان  اتفاق  می افتد  را  مطالعه  كند  .

فرایند های شیمی حرارتی :

عبارت  فرایند  شیمی  حرارتی  در  متن  زیر  جهت  تشریح  تمام  فرایند ها  و  واكنش ها  و  تغییرات  و تحولاتی  كه  در  بتن  دیر گداز صنعتی  معمولا  ضمن  گرم  كردن  ابتدائی  و  گاهی  در گرم  كردن  بعدی  رخ  می دهد  استفاده  می گردد  .  بحث  زیر  در  درجه ی  اول  به  جنبه  های  شیمیائی  فرایند  مربوط  می شود  كه  در  آن  واكنشهای  بین  فاز های  نهائی  و  میانی  سیمان ها  و  مواد  پر كننده  از  یك  طرف

و  ساختار فازی  كه  از  آن  نتیجه  می شود  از  طرف  دیگر  صورت  می گیرد ,  اثر  این  تحولات  روی

خواص مهم  بتن  به  عنوان  نمونه ی  استحكام  انقباض  و  پایداری  د  دماهای  مختلف  و  مقاومت شوكهای

حرارتی  مورد  بحث  قرار  می گیرد  .

بتن های دیر گداز ساخته شده با سیمان پرتلند و سیمان سرباره :

سیمان  پرتلند  از  لحاظ  رفتار  شیمیائی  حرارتی  اساسا  با  سیمان  آلومینیائی  متفاوت  است  در حالی  كه

سیمان  سرباره  جائی  بین  این  دو  قرار  می گیرد  , یكی  از  این  مهمتریت  عوامل  این  است  كه  آهك

آزاد  در  اثر  حرارت  در  سیمان  پرتلند  ظهور  می كند  .

در  یك  حالت  معین  ممكن  است  خواص  آن  و  حد  استفاده  از  آن  تغییر  كرد  باید  در  تهییه ی  بتن از

سیمان  پرتلند  مراحل  معینی  را  طی  نمود  . 

مشكل آهك :

هیدراته  شدن  سیلیكات های  بازی  كه  مهمترین  مینرال های  كلینگر را  تشكیل  می دهند  منجر  به  تشكیل

می دهند  منجر  به  تشكیل  فاز ها ئی  شبیه  توبرمریت  و آزاد  شدن  مقادیر  زیادی  Ca(OH)2   می شود

در  مورد  سیمان  سر باره  و  سیمان  پوزولانی  بی شك  این  مقادیر  یه  علت  حجم  كم  كلینگر  سیمان  پرتلند  و  تركیب  آهك  آزاد  با  سرباره  یا  پوزولانی  بی اهمیت  است  .

وقتی  كه  درجه ی  حرارت  به  500  درجه ی  سانتیگراد  افزایش  می یابد  هیدرات  كلسیم  آب  تركیبی

خودش  را  از  دست  می دهد  و به  CaO   خیلی  فعال  تبدیل  می شود  ممكن  است  وقتی  این  CaO

خنك  می شود  با  رطوبت  موجود  در  هوا  وارد  واكنش  شده  كه  منجر  به  تشكیل  مجدد  Ca(OH)2  

بشود  وبه  دنبال  آن  باد  كردن  سمتت  و  بنابر این  تخریب  ساختار  سخت شده  صورت  می گیرد  .

دانسیته ی  CaO   برابر  cm3 / gr  73/3  می ساشد  در  حالی  كه  دانسیته ی  Ca(OH)2  برابر  با

Cm3 / gr  146  است  بنا بر این  CaO  با  عمل  هیدراته  شدن  تقریبا  44%  منبسط  می شود .

احتمال  دیگر  آن  است  كه  آهك  در  درجه  حرارت  بالا   یا  برای  اولین  بار  كه  درجه ی  حرارت آن  بالا  برده  می شود  یا  در  حین  استفاده  تركیب  شود  .

به  این  ترتیب  در  طول  واكنشهای  پیرو شیمیائی  با  موادی  با  دانه های  خیلی  ریز  كه  یا  اسیدی  و  یا

یدارای  آهك  كمی  می باشند  تركیب  شود  .

این  موضوع  مثل  سابق  با  استفاده  از  سرباره ها  و  پازولانی  ها  نیز  قایل  حصول  است  ولی   در  تكنولوژی  بتن  دیر گداز  از  مواد  مصرفی  معمولا  دانه های  خیلی  ریز  و  مقاوم  حرارت  تثبیت  كننده ی  سرامیك  هستند  مهمتر  از  این  نوع   واكنشها  حتما  با  تجمع  افزایش  ماده  همراه  هستند  ولی  تاكنون

هیچ  اثری  از  از  امكان  باد  كردن  "  blowing"  مشاهده  نشده  است  .

تشكیل فاز های جدید :

وقتی  سیمان  نسوز حرارت  داده  می  شود  واكنش ها یی  اتفاق  می  افتد  كه  از  یك  طرف  با  تجزیه  ی

ساختمان  سخت  شده  مشخص  می شود  كه  همزمان  و  توام  با  تشكیل  فاز های  جدید  می باشد  .و  از

طرف  دیگر  با  واكنش  بین  این  فاز های  بینا بینی  و  مواد  اضافه شونده  و  پر  كننده  ها ......  . 

از  جمله  تاثیرات  مهم  روی  خواص  بتن  دیر گداز  پیدایش  مینرال  جدید  مختلف  است كه  در  پروسه های  نهایی  در  اثر  تركیب  با  پر كننده  های  ریز  خاك  نسوز  بوجود  می آید  .  تجزیه ی  سیمان  سخت 

شده  بین  200  تا 800  درجه ی  سانتیگراد  اتفاق  می افتد  كه  با  پس  دادن  آبی  كه  بصورت (gel  )

و در  بین  لایه  های  فاز توبرمریت  مانند  موجود  است  شروع  می شود  .

در  درجات  خیلی  بالا  دوباره  آهك  آزاد  شده  قدری  كاهش  می یابد  چون  تحت  واكنش هایی   مانند  :

Cs→C2s  قرار  می  گیرد  اما  این   واكنشها  هیچ گاه  به  طور  جداگانه  انجام  نمی شوند  بلكه  همیشه

در  سیمان  همراه  با  واكنشهای  بین  اجزای  تركیبی  سیمان  و  مواد  پر كننده  اتفاق  می افتد  این  نوع  واكنشها  در  فاز  جامد  قبل  از  این كه  هیچ  ماده ای  ذوب  شود  بین  درجه  حرارت  تخمینی  C  800  

تا  C 700  روی  دهد  . 

نتایج  ترموگرام ها  راهنمای  كیفی  برای  واكنشهای  انجام  شده  در  سیمان  نسوز  می باشند  تحت  شرایط

واقعی  در  بعضی  از  موارد  ممكن  است  تا  حد  راهنما  باشد  .  محققین  گزارش  داده ان  كه  نمونه  هایی  كه  تحت  درجات  بالا  قرار  گرفته اند  نیز  دلالت  بر  تشكیل  آنورتیت  و  رانكنیت  دارند .

مولیت  نیز  گاهی  در یبن  فاز های  جدید  تشكیل  شده  پیدا می شود  و در  بین  مواد  معدنی  كه  از  سیمان

 

خلص  (matrox  ) جدا  می شوند  و  لاستونیت  می باشد  .

تاثیر تغییرات غیر قابل برگشت درجه حرارت روی خواص فیزیكی, مكانیكی بتن  :

واكنشهای  تجزیه  و تشكیل  فاز  بتن  دیر گداز  كه  در  نتیجه ی  حرارت  دادن  بسیار  بالا  می باشد  منجر

تغییراتی  دیگر  روی  خواص  بتن  دیر گداز  می باشند .

این  تغییرات  بستگی  به  نوع  عملیات  حرارتی  كه  سیمان  نسوز  در  معرض  آن  قرار  گرفته  است  و

مستلزم  آن  است  كه  قبل  از  آن  كه  به  مرحله ی  نهائی  برسد  بوسیله ی  خواص  ویژه ی  خودش  در

مراحل  میانی  مشخص  می شود . در  مرحله ی  نهایی  بتن  دیر گداز  تحت  بالاترین  درجه ی  حرارت  قرار  می گیرد  و  در  یك  پریود  طولانی  بطور  ثابت  در  دمای  كار  قرار  داده  شده  است  كه  باعث

می شود  سیمان  به  مرحله ای  برسد  كه  خواص  آن  باز سازی  شده و  بعد  از  این  در  اثر  تغییرات  مكرر  درجه ی  حرارت  این  خواص  یا  كمی  تغییر  كند  و یا  ابدا  تغییری  نكند  .

این  موضوع  مهم  است  كه  درك  صحیحی  از  تغییرات  خواص  تحت  تاثیر  درجه  حرارت  داشته  باشیم 

تا  خصوصیات  سیمان  در  شرایطی  كه  مصرف  خواهند  شد  مورد  ارزیابی  قرار  گیرند .  و  تنها  با  این  وسیله  می توان  از  مشكلات  كار  جلوگیری  كرد  .

استحكام فشاری سرد :

سیمان ها  هنگامی  كه  در  معرض  حرارت  قرار  می گیرند  معمولا  یك  مرحله  استحكام  مینیمم  را  طی  می كنند.  درجه حرارتی  كه  در  آن  مسئله  اتفاق  می افتد  بطور  قابل  توجهی  بسته  به  نوع  سیمان  فرق

می كند و  در  بتن  دیر گداز  نیز  ظاهرا  پدیده ی  مشابهی  اتفاق  می افتد  كه  موقعی  كه  حرارت  داده  می شوند  استحكام  آن ها  بوسیله ی  باند  هیدرولیكی  تعیین  می شود  .

زمانی  كه  استحكام  مواد  نسوز  پر كننده  با  درجه  حرارت  كم  تغییر  كند  یا  اصلا  تغییر  نكند  استحكام

ساختمان  بتن  سخت  شده  در  اثر  تغییرات  ساختمان  آن  تغییر می كند  بنا بر این ساختمان  سیمان  ضعیف  ترین  عضو  سیستم  می باشد  كه  در  رنج  بین  فاز های  پیوند  هیدرولیك   و  سرامیك  قرار  می گیرد  و

لذا  ساختمان  برای  تمام  تغییرات  استحكام  ماده  یك  مرحله ی  بحرانی  است .  رفتار  بتن  نسوز  معمولا

توسط  تغییرات  استحكام  (  معمولا  منظور  استحكام  فشاری  است  )  تابع  تغییر  درجه ی  حرارت  كه  در  پیش  گرم  كردن  صورت  می گیرد  ارزیابی  می شود  یك  روش  ساده  برای  انجام  این  ارزیابی  این  است  كه  استحكام  فشاری  سرد  را  بعد  از  این  كه  تحت  شرایط  ویژه ی  عملیاتی  قرار  گرفت  اندازه گیری  كنیم  .  به  خوبی  می دانیم  كه  اگر  رفتار  " maxima exhibited  "  كه  از  شاموت  و  سیلیكا  در  درجه  حرارت  بالا  ظاهر  شده  را  به  خاطر  بیاوریم  با  این  وجود  نكراسف  نشان  داده  است  كه

استحكام  فشاری  داغ  سیمان  كه  از  سیمان  پرتلند  ساخته  شده  به  همان  انداه  استحكام  فشاری  سرد  كه

بعد  از  رسیدن  به  درجه  حرارت  محیط  اندازه گیری  شده  باشد  .

بتن دیر گداز با درجه حرارت بالا :

استحكام  فشاری  سرد  بتن  دیر گداز  به  عوامل  مختلفی  بستگی  دارد  كه  مهمترین  آن ها  عبارتند  از  :

عامل  پیوندی ( چسب ) ,  نسبت  مواد  پر كننده  به  سیمان  ,  نسبت  سیمان  به  آب  ,  نوع , شكل    و  دانه  بندی  مواد  پر  كننده  -  دانسیته ی  نهائی  -  میزان  پایداری  رطوبت  سیمان  و  واكنش های  بین  مواد  پر كننده  خیلی  ریز  با  عامل  پیوند  .

اما  بطور  قطع  استحكام  تحت  تاثیر  رفتار  حرارتی  عوامل  چسبی  قرار  خواهد  گرفت  . مینرال های  كلینگر  شده  در  این  مورد  تغییرات  زیادی  را  نشان  می دهندمثلا  پر كننده های  خیلی  ریز  در  تماس  با  رلیت  " alit  "  هیدراته  شده  و  C3A  به  مراتب  موثر تر  از  تماس  با  " belit  " هیدراته  عمل  می كند .  از  مشخصات  این  نوع  بتن  دیر گداز  با  درجه  حرارت  بالا  آنست  كه  ابتدا  تا  300 درجه

ی  سانتیگراد  استحكام  افزایش  می یابد  و  به دنبال  آن  در  درجه  حرارت های  متوسط  كاهش  می یابد .

استحكام  مینیمم  در  رنج  1000 – 600 درجه ی  سانتیگراد  قرار  دارد  ,  كاهش  استحكام  بسیار  متغیر

است  و  تغییرات  آن  از  20  الی  50%  مقدار  اولیه  می باشد  .

تثبیت  كننده های  سرامیكی  تاثیر  خیلی  خوبی  بر  روی  استحكام  در  درجه  حرارت  پائین  دارند  اینها

 

نه  تنها  از  افت  سریع  استحكام  جلو گیری  می كنند  بلكه  معمولا  در  رنج  300 – 200  استحكام  را  از  استحكام  اولیه  افزایش  می دهند .

نوع  پر  كننده های  ریز  مصرفی  می تواند  تاثیر  مهمی  روی  استحكام  داشته  باشد  و  معمولا  به  نظر  می آید  كه  شاموت  در این  مورد  بهترین  خاصیت  را  دارا  می باشد  . خاك  رس  نسز  به  همین  ترتیب  عمل  می كند  اگر  نسبت  صحیحی  از  پر كننده  های  خیلی  ریز  استفاده  شود  امكان  آن  خواهد  بود  كاهش  استحكام  را  به  مقادیر  بسیار  كوچكی  برسانیم  .

عامل  دیگری  كه  بر  روی  استحكام  فشاری  سیمان  بعد  از  حرارت  دادن  اثر  می كند  زمانی  است  كه  سیمان  از  بدو  تولید  تا  اولین  وقتی  كه  برای  اوین  بار  تحت  عملیات  حرارتی  قرار  می گیرد  .

محققین  ثابت  كرده اند  كه  استحكام  فشاری  سرد  بعد  از  حرارت  دادن  با  گذشت  زمان  مانند  استحكام

نرمال  افزایش می یابد  بنا بر این  هیدراته  شدن  كامل  مینرال های  كلینگر  منجر  به  واكنش های  شیمیائی  مطلوبی  می شود  .  این  موضوع  موقعی  خوب  درك  می شود  كه  یاد آوری  كنیم  كه  در  نتیجه ی  تشكیل  ژل ها  و  فاز های  مینرالی تجزیه  شده  در  طول  پروسس هیدراته شدن  علاوه  بر  تشكیل  هیدرات  آهك  موادی  تشكیل  می شوند  كه  خودشان  از  مینرال های  كلینگر  فعال تر  هستند . 

پوشیده  شدن  ذرات  مواد  اضافه  شونده  و  مواد  پر كننده  و  واكنشهای  مرتبی  كه  انجام  می شود  و  حالتی  كه  هیدراته  شدن  كامل  انجام  شود  بهتر  از  حالتی  است  كه  هیدرته شدن  جزئی  اتفاق  بیفتد .

تاثیر  گذشت  زمان  مهم  است  اما  فقط  در  درجه  حرارت  پائین  كه  بر  استحكام  هیدراته  شدن  اثر  می گذارد  و  در  درجه  حرارت های  بالا به  مراتب  اثر  كمتری  دارد  .

در  رابطه  با  هماهنگی  با  شرایط  عمل  مهم  است  بدانیم  كه  كمك  سخت  كننده ها  مثل  كلرور  كلسیم  چه  تاثیری  روی  خواص  حرارتی  و  مكانیكی  و  دیر گدازی  آن  دارد  .  بررسی  ها  نشان  می دهد  كه

برای این منظور خیلی  مناسب  نیست  معمولا استحكام  سیمان در حالتی  كه از كمك  سخت  كننده ها استفاده  شده  كمتر از حالتی است  كه  در  آن  مصرف  نشده  است  و  تنها  برای  سیمان  600 درجه  مناسب است.

 

كاربرد های بتن مقاوم حرارتی :

كاربرد های  بتن  دیر گداز  در  صنایع  مختلفی  كه  در  درجه حرارت های  بالا  كار می كنند  استفاده می شود  . در این  قسمت  عنوان  صنایعی  كه  از  این  تكنولوژی  استفاده  می كنند  را  ذكر  خواهیم  كرد .

بسته  به  نوع  و  كیفیت  بتن  دیر گداز  و  مواد  اولیه ی  ساخت  آن  در  ممالك  صنعتی  از  آن ها  در  قسمت های  مختلفی  استفاده  می شود  .

كوشش های  بسیاری  در  كشور های  شرقی  صورت  گرفته  است  كه  تا  از  این  مواد  در  سطح  وسیع تری  استفاده  شود  در  كشود  آمریكا  9%  مواد  دیر گداز  مصرفی  از  این  نوع  بتن  می باشد . از این  نوع  مواد  در  كشور های  فرانسه , چكسلواكی , آلمان غربی و شرقی  , هلند ,  انگلستان  در  كارخانجات  صنعتی  كه  در  درجه  حرارت های  بالا  كار  می كنند  استفاده  می شود  .همزمان  با  افزایش  تولید  این  نوع  بتن  تعداد  كشور های  صنعتی  كه  از  این  نوع  بتن  جهت  مقاصد  دیر گداز  استفاده  می كنند  در

حال  افزایش  می باشد  .

در  چند  سال  اخیر  استفاده  از  آستر  یكپارچه  در  كارخانه ها  معمول  شده  كه  تمایل  به  استفاده  از  بتن  های  دیر گداز  را  بیشتر  كرده  است  لذا  مصرف  این  نوع  مواد  در  هر  شاخه ای  از  صنعت  كه  نیاز  به  مواد  نسوز  دارند  در  حال  توسعه  و  گسترش  می باشند . به  همین  ترتیب  استفاده  از  این  نوع  مواد  در  ساختمان  كوره ها  در  حال  رو  به  رشد  است  زیرا  هم  از  نظر  تكنیكی  وهم  اقتصادی  رو  به  رشد  است  .  حال  به  ذكر  موارد  استفاده  از  این  نكنولوژی  می پردازیم  :

1)     تكنولوژی كوره های معمولی

2)      متا لوژی  آهن  و  فولاد

3)      كارخانجات فورج ونورد

4)      ریخته گری

5)      سایر فرایند های كا با فلزات

 

6)     كارخانجات تولید فلزات غیر آهنی 

7)     صنایع  سرامیك

8)     صنایع  شیشه  سازی

9)     صنایع  سیمان  و  آهك

10) صنایع  كك  سازی  و  تولید  گاز

11) صنعت  نیرو

12) صنایع  شیمیائی

13) فرودگاه و صنایع هواپیما سازی

14) مهندسی  هسته ای

15) مصارف خانگی

جنبه های اقتصادی بتن دیرگداز :

می توان  گفت  كه  مزایای  استفاده  از  بتن های  دیر گداز بیشمار  است  و این  مزایا  با  هر  مقاله ای  كه  چاپ  می شود  واضح تر  می شود .به  نظر  محققین  كاهش  هزینه های  سازه ها ی  كارخانجات  دیر گداز 

بر  حسب  نوع  دیر گداز  بكار رفته  چیزی بین  10 تا  50  درصد  خواهد  بود  .  برتری  اقتصادی   بتن

های  دیر گداز  بر  تمام  انواع  دیگر  مواد  مقاوم  حرارتی  مشهود  است  .  یر  مبنای  آمار  آلمان  در  هر  سال  6  میلیون  مارك  صرفه  جویی  فقط  از  كاربرد  قطعات  پیش ساخته  بتن  دیر گداز  داشته اند  .

استفاده  از  بتن  یكپارچه  برای  ساخت  آستر  های  نسوز  امكان  تعمیر  یا  ساخت  آستر  جدید  را  فراهم

می كند . محققین  نشان  می دهند  كه  هزینه ی  تولید  بتن های  نسوز  50  تا  30  درصد  تولید  آجر های  نسوز  بوده  واین  مقدار  برابر  با  تولید  بتن های  معمولی  بوده  است  .

مزیت  های  بتن  دیر گداز  تنها  در  عواملی  كه  ذكر  شد  خلاصه  نمی گردد  عوامل  دیگری  كه  از  لحاظ  اقتصادی  آن  را  مقرون  به  صرفه تر  می كند  عبارتند  از  :  دامنه ی  استفاده  وسیع  از  بتن ,

 

طول  عمر  بتن  و  ساختمان  آن  بنا بر این  باید  در  این  مورد  توجه  بیشتری  به  به  این  ماده  معطوف  گردد .  هزینه ی  اصلی  در  ساختمان  بتن های  نسوز  مربوط  به  شاموت  و  سیمان  می باشد  و  قیمت  سیمان  نسوز  با  آلومینای  بالا  تقریبا  10  برابر سیمان  پرتلند  می باشد  و  چنان چه  قیمت  دو  نوع   بتن

ساخته  شده  با  این  نوع  سیمان ها  را  مقایسه  كنیم  مشخص  می شود  كه  قیمت  بتن  با  سیمان  آلومینای

بالا  دو  برابر  سیمان  پرتلند  است  پس  برای  درجه  حرارت های  پائین  تا  850  درجه ی  سانتیگراد  از  بتن  با  آلومینای بالا استفاده  شود مقرون  به  صرفه  نخواهد  بود  در صورتی  كه  سیمان  پرتلند  با شاموت  جواب  گوی  این  مسئله  خواهد  بود  . 

یا  در  مورد  نسبت  سیمان  به  پر كننده  وقتی  كه  می توان  با  20  درصد  سیمان  نتیجه ی  مطلوب  را  بدست  آورد  نیازی  به  مصرف  بیشتر  سیمان  نخواهد  بود  و  با  توجه  به  قسمت  سیمان  با  آلومینای  بالا  مشاهده  می شود  كه  قیمت  مخلوط  روی  هم  32%  افزایش  می یابد  .  در  صورتی  كه  در  درجه  حرارت  خیلی  بالا  باشد  و  از  پركننده های  گران  قیمت  مثل  كوراندوم  و  سیلیمانیت  استفاده  شود  با  توجه  به  این  كه  قیمت  این  مواد  10  تا  15  برابر  قیمت  شاموت  است  بنابر این  قیمت  سیمان  تاثیر

زیادی  در  قیمت  تمام  شده  نخواهد  داشت  در  نتیجه  در  این  موارد  بهتر  است  از  آجر های  ضایعاتی 

خورد  شده  استفاده  شود  تا  بتوان  همان  مزایای  اقتصادی  را  بدست  آورد  .  در  درجه  حرارت های  خیلی  بالا  به  علت  این  كه  مواد  مصرفی  باید  خالص  بوده  و  كیفیت  مناسبی  داشته  باشند  بنا بر  این  بتن  ها  مزایای  اقتصادی  زیادی  نسبت  به  دیگر  مواد  نسوز  ندارند  و  فقط  در  مواردی  كه  درجه ی  حرارت  حدود  1000  است  با  استفاده  از  اجزایی  مانند  خرده آجر  سرباره  و  كوره ها  و  سیمان  پرتلند  استفاده  از  بتن  اقتصادی تر  از  آجر های  نسوز  خواهد  بود  اگر  قیمت  بتن های  نسوز  و  بتن

های  پیش  ساخته  شاموتی  را  با  نسوز  های  دیگر  شاموتی  مقایسه  كنیم  نتیج  زیر  حاصل  می شود  :

بتن های  نسوز  پرس  شده  ارزان  تر  از  آجر های  شاموتی  است  و  همچنین  بتن  گیرش  یافته  سریع تر 

استحكام  پیدا  می كند  و  قابل  استفاده  می گردد  .  مزیت  واقعی  بتن های  نسوز  بستگی  به  ابعاد  كار  و 

 

و  مقدار سیمان  نسوز بكار  برده  شده  و  مقایسه ی  واقعی  را  وقتی  می توان  نشان  داد  كه  مشخصات  كار  داده  شده  باشد  . اگر  چه  همیشه  مقایسه ی  مستقیم  بین  قیمت  بتن  نسوز  و  آجر نسوز ممكن  نیست 

در  مواقعی  كه  قیمت های  بتن  و  آجر  برابر  است  مزایای  بتن  نسوز  درجه  حرارت  بالا  بیشتر  از 

آجر های  نسوز می باشد  ولی  به طور  كلی  قیمت  تمام  شده ی  بتن های  نسوز  كمتر از آجر های  نسوز  می باشد .

بتــن الیافی

 

تكنولوژی بتن الیافی نمونه دیگری از كاربرد كامپوزیت ها به عنوان یك فن آوری نوین در صنعت ساخت و ساز می باشد. بدین منظور مطلب حاضر سعی در معرفی این تکنولوژی خواهد داشت.

از جمله مواد جدیدی كه جایگاه ویژه ای در ساخت و ساز به خود اختصاص داده، افزودني‌های بتن و الیاف تقویت كننده می باشد. استفاده از افزودنی های بتن باعث بهبود خواص مطلوب بتن، همچون مقاومت آن می گردد و در بعضی موارد با كاهش وزن بتن، مصالح بسیار سبكی را فرا راه مهندسین بنا قرار می دهد. بدون بهره گیری از این افزودنی ها بنای برج بزرگ میلاد در شهر تهران امكان پذیر نمی بود. الیاف تقویت كننده نیز از دیگر مواد عصر حاضر هستند كه كاربرد های فراوانی در قسمت های مختلف ساختمان یافته اند. این الیاف كه بیشتر شامل الیاف شیشه، پلی پروپیلن و گاه كربن نیز می شود، در ساخت انواع بتن های الیافی كاربرد فراوان دارد. همچنین از الیاف شیشه می توان در تولید آرماتورهای سبك و بسیار مقاوم در برابر خوردگی بهره برد. این الیاف جایگاه نسبتاً مناسبی در تعمیر بناها و تقویت سازه های صدمه دیده دارند و می توانند مقاومت پیچشی و برشی مناسبی پدید آورند. علاوه بر اینها از ورقه های پارچه‌ای فایبر گلاس نیز در تقویت انواع قطعات ساخته شده از بتن مسلح می توان استفاده نمود.

بتن الیافی در حقیقت نوعی كامپوزیت است كه با بكارگیری الیاف تقویت كننده داخل مخلوط بتن، مقاومت كششی و فشاری آن، فوق العاده افزایش می یابد. این تركیب كامپوزیتی، یكپارچگی و پیوستگی مناسبی داشته و امكان استفاده از بتن به عنوان یك ماده شكل پذیر جهت تولید سطوح مقاوم پرانحنا را فراهم می آورد. بتن الیافی از قابلیت جذب انرژی بالایی نیز برخوردار است و تحت اثر بارهای ضربه ای به راحتی ازهم پاشیده نمی شود. شاهد تاریخی این فن آوری، كاربرد كاهگل در بناهای ساختمان است. در واقع بتن الیافی نوع پیشرفته این تكنولوژی می باشد كه الیاف طبیعی و مصنوعی جدید، جانشین كاه، و سیمان جانشین گل بكار رفته در كاهگل شده است. امروزه با استفاده از الیاف شیشه، پلی پروپیلن، فولاد و بعضاً كربن، تولید انواع بتن های كامپوزیتی در كاربردهای مختلف صنعتی ممكن گردیده و بكارگیری آنها در كشورهای پیشرفته دنیا مورد قبول صنعت ساختمان واقع شده است.
 

موارد استفاده و محدودیت های كاربرد بتن الیافی
هر فن آوری همواره كاربرد ها و محدویت های خاص خود را دارد. بتن الیافی خواص مناسبی همچون شكل پذیری بالا، مقاومت فوق العاده، قابلیت جذب انرژی و پایداری در برابر ترك خوردن را دارا می باشد كه متناسب با آنها می توان موارد كاربرد فراوانی برای آن یافت. بطور مثال در ساخت كف سالنهای صنعتی، می توان از این نوع بتن به جای بتن آرماتوری متداول سود جست. این نوع بتن از بهترین مصالح مورد استفاده در ساخت بناهای مقاوم دربرابر ضربه، همچون سازه پناهگاه ها و انبارهای نگهداری مواد منفجره به شمار می رود و بناهای شكل گرفته از بتن، قابلیت فوق العاده ای در جذب انرژی ضربه دارد. همچنین در ساخت باند فرودگاه ها به خوبی می توان از این نوع بتن كمك گرفت. موارد دیگری از بكارگیری این بتن، ساخت قطعات پیش ساخته ساختمانی همچون پانل ها و یا پاشش بتن روی سطح انحنای یك سازه می باشد. علاوه بر موارد یاد شده می توان از مزایایی همچون عایق بودن سازه در باربر صدا و سرعت بالای اجرا نیز بهره مند گردید.

اما از آنجا كه نحوه قرار گرفتن الیاف داخل بتن، كاملاً تصادفی می باشد، از این بتن معمولاً نمی توان به نحو مطلوبی در ساخت تیرها و ستونها بهره گرفت و در این نوع سازه ها استفاده از روش سنتی و شبكه بندی فولادی به صرفه تر و مناسب تر می باشد. لازم است به این نكته توجه شود كه ناكارآمدی یك تكنولوژی جدید، نباید مانع نادیده گرفتن كاربردهای مناسب و نقاط قوت آن گردد.

  

توجیه اقتصادی بتن الیافی
باید اعتراف كرد كه استفاده از بتن الیافی در همه موارد از بتن سنتی به صرفه تر نمی باشد. اما بر اساس برآورد هایی كه توسط بعضی از متخصصین كشور انجام گرفته است، در جاهایی كه سرعـــت اجرای بالا مدنظر است و یا نیاز به پاشــــش بتن (شات كریت) روی سطوح ویژه ای است، استفاده از این نوع بتن توصیه می گردد.

 

 

---

 

شن و ماسه در بتن

 

مقدمه

به مجموعه‌ای از ذرات سنگی که از کمترین تخلخل برخوردارند و دانه‌های آن توسط دوغابی از سیمان به هم چسبیده باشند، بتن (Concreate) گفته می‌شود. به زبان دیگر ، بتن متشکل از یک جسم پرکننده (مصالح سنگی) و یک جسم چسبنده (آب و سیمان یا دوغاب سیمان) است. بتن به دلیل کارائیهای مثبتی که دارد، امروزه به عنوان یکی از پر مصرف ترین مصالح ساختمانی در آمده است.

کارائیهای بتن

اقتصادی بودن

حدود 80 درصد وزن بتن از مصالح سنگی ارزان قیمت درست شده است.

تنوع

با تغییر نوع و مقدار سیمان و مصالح سنگی و انجام برخی اعمال فیزیکی و شیمیایی می‌توان بتن‌هایی با خواص کاملا متفاوت تهیه کرد.

شکل پذیری

با کمترین مخارج می‌توان قطعاتی با اشکال مختلف از بتن تهیه کرد.

مکانیزه شدن

تهیه و تولید بتن را می‌توان به صورت مکانیزه انجام داد. به این وسیله می‌توان قدرت تولید بتن و کیفیت آن را افزایش و قیمت تمام شده آن را کاهش داد.

ویژگیهای مهم بتن

ویژگیهای مهم بتن شامل مقاومت ، وزن ، قابلیت کار و دوام است که از این میان مقاومت از اهمیت خاصی برخوردار است. مقاومت بتن بیش از همه به عواملی مانند نوع و مقدار سیمان ، کمیت و کیفیت آب مصرفی ، مشخصات فیزیکی و شیمیایی مصالح سنگی ، نحوه ساختن و عمل آوردن بتن و بالاخره نوع و سن بتن بستگی دارد.

تهیه بتن

مقدار کم بتن را معمولا بطور دستی می‌سازند. بتن را اغلب در حمل ساخته و مصرف می‌کنند. در مواردی نیز بتن در کارخانه ساخته شده و توسط کامیون به محل مصرف حمل می‌شود. بتن را بهتر است پس از ساختن هرچه زودتر مصرف کرد. برای اینکه بتن شکل مورد نظر را به خود بگیرد از قالب استفاده می‌شود. پس از آنکه بتن در قالب ریخته شد، باید آن را متراکم نمود (عمل آورد) تا مقاومت آن افزایش یابد. بتن سخت را در لایه‌های متوالی 15 الی 20 سانتیمتری در قالب می‌ریزند و با تخماق می‌کوبند تا به اصطلاح عرق کند. بر اثر این عمل دانه‌های سنگی در کنار هم جفت و جور شده و هوای موجود در بتن به صورت کف (شیر بتن) به سطح آن می‌آید.

برای دستیابی به بتن مناسب باید هوای آن ، تا 3 درصد حجم بتن کاهش یابد. بتن‌های دارای حجم زیاد را با لرزاندن از داخل متراکم می‌کنند. به این صورت که خرطوم لرزاننده‌ای را داخل بتن نموده و آن را جابجا می‌کنند. گرما در گرفتن و سخت شدن بتن اثر زیادی دارد. در گرما بتن زود می‌گیرد و سخت می‌شود. در مقابل در دمای صفر درجه سانتیگراد دوغاب سیمان نمی‌گیرد و سخت نمی‌شود. بتن را در دماهایی تا 5 درجه سانتیگراد می‌توان ساخت، به شرط آنکه تا 4 روز دمای آن از 5 درجه کمتر نشود. بتن سازی در نقاط سرد سیر بوسیله گرم کردن مصالح صورت می‌گیرد.

اجزا تشکیل دهنده بتن

بتن ترکیبی از سیمان ، آب و مصالح خرده سنگی (شن و ماسه) است که به نسبتهای متناسب بطور دستی یا مکانیکی با یکدیگر مخلوط شده است.

سیمان

سیمان ماده‌ای است پودری شکل که در کارخانه تهیه شده و بر اثر آبگیری سخت می‌شود. سیمانها انواع مختلف دارند که معروفترین آنها سیمان پرتلند است. سیمان پرتلند فرآورده‌ای است که عمدتا از مخلوط کردن سنگ آهک و خاک رس بدست می‌آید.

آب

آبی که در ساختن بتن مصرف می‌شود، باید عاری از مواد مضر برای بتن باشد. در این رابطه مقدار سولفاتهای آب نباید از یک گرم در لیتر بیشتر باشد. آب گندآبها و فاضلاب شهرها برای ساختن بتن مناسب نیست. آب مصرفی نباید خاصیت اسیدی زیاد داشته و PH آن نباید کمتر از 4 باشد. مقدار آب بکار رفته در بتن متغیر است و به عوامل مختلف بستگی دارد. غلیظ بودن بتن ، درشتی ذرات سنگی ، صاف بودن سطح دانه‌ها ، کروی بودن ذرات سنگی ، سردی هوا و وجود رطوبت در آن مقدار آب لازم را کاهش می‌دهد. در مقابل رقیق بودن بتن ، ریز و خشک بودن ذرات سنگی ، گرمی هوا ، ناصافی سطح دانه‌ها و گوشه داری آنها مصرف آب را افزایش می‌دهد.

مصالح خرده سنگی

امروزه در تهیه بتن‌ها دامنه گسترده‌ای از مواد طبیعی و مصنوعی بکار گرفته می‌شوند. از این میان شن و ماسه طبیعی بهترین و پرمصرفترین مصالح هستند. مصالح دانه‌ای بکار گرفته شده در بتن در درجه اول شن و ماسه طبیعی و پس از آن سنگ شکسته یا مخلوطی از آنهاست. یکی از دلایل عمده عدم استحکام کافی و تخریب زود رس بتن ، استفاده از مصالح دانه‌ای نامرغوب است. بطور کلی ذراتی مناسب‌اند که تمیز ، بدون پوشش سطحی ، دارای دانه بندی مناسب ، محکم و بادوام و عاری از مواد آلوده کننده باشند. علاوه بر آن ، این مواد باید قادر باشند بطور مناسبی در مقابل تغییرات فیزیکی و شیمیایی محیط مقاومت نمایند.

 

---

 

 

 

بتن سبك و اثر ميكروسيليس ها در افزایش مقاومت آن

 

 

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

 

---

 

بتن

 

 

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

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

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

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

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

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

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

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

افزودنی های خاص در شرایط ویژه :

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

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

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

 

 

---

 

 

بتن خود تراكم نانويي براي نخستين بار در ايران ساخته شد

 

 

پژوهشگران مركز تحقيقات بتن به فناوري توليد بتن هاي خود تراكم نانويي دست يافتند.
مهندس امير كوچك عليزاده , پژوهشگر مركز تحقيقات بتن و از مجريان طرح توليد بتن هاي خود تراكم با اعلام اين مطلب به خبرنگار سرويس پژوهش خبرگزاري دانشجويان (ايسنا) , گفت : اين بتن جديد كه براي نخستين بار در كشور توليدشده ازجمله پيشرفته ترين انواع بتن است كه از آن به عنوان نسل آينده بتن و عامل برتري اين صنعت بر فولاد ياد مي شود.
وي خاطرنشان كرد : در توليد اين بتن هاي خود تراكم ) از ذرات self consolidating ( نانوسيليكا استفاده شده است . اين تركيب كه كاني بسيار فعال اصلاح شده به صورت محلول معلق است , با نسبت درصد حدود 0,2 به بتن معمولي افزوده مي شود. به اين ترتيب بتني به دست مي آيد كه بر خلاف بتن هاي معمولي بيش از آنكه جامدي سخت باشد , سيالي بسيار غليظ است .
كوچك عليزاده درباره مزاياي بتن هاي خود تراكم نانويي گفت : مهمترين ويژگي اين نوع بتن ها , عدم نياز به ويبره كردن آنهاست ; به همين دليل , به اين نوع بتن ها , « بتن با انرژي صفر » نيز گفته مي شود.
يكي از مزاياي عمده اين امر , پيشگيري از بروز و Dead finger بيماري هاي (بي حس شدن white finger اعصاب انگشتان ) در كارگراني است كه در زمينه ويبره كردن بتن فعاليت دارند.
وي خاطرنشان كرد : بتن خود تراكم نانويي همچنين به دليل كارپذيري و رواني فوق العاده , كاهش زمان گيرش و قوام بالا و كاهش چشمگير آلاينده هاي زيست محيطي و صوتي صنايع بتن بر بتن هاي متداول برتري دارد.
كوچك عليزاده بااشاره به ادامه فعاليت پژوهشگران مركز تحقيقات بتن در بهينه سازي بتن توليدي و دستيابي به فناوري توليد تركيبات نانويي مورد نياز تصريح كرد : چالش اساسي در توليد بتن هاي خود تراكم دستيابي به تركيبي با لجزيت و رواني بالاست كه در روش هاي معمولي , افزايش يكي از آنها به كاهش ديگري منجر مي شود در حالي كه بااستفاده از ذرات نانوسيليس امكان دستيابي همزمان به اين دو ويژگي فراهم مي شود.
وي در پايان افزود : محققان گروه پژوهشي نوآوري و كاربرد فناوري نانو در صنعت ساختمان علاوه بر توليد آزمايشگاهي اين بتن طرح هاي تحقيقاتي ديگري نيز در راستاي دستيابي به فناوري سبز بتن ازجمله استفاده از نانو لوله ها در توليد سيمان و بتن و دستيابي به مصالح ساختماني هوشمند و داراي خواص جديد بهينه دردست اجرا دارند.
هدف نهايي از اين تحقيقات , دستيابي به توان ساخت خانه ها و شهرهاي نانويي است كه به عنوان غايت پژوهش هاي صنعت ساختمان در كانون توجه مراكز تحقيقاتي دنيا قرار دارد.

 

 

---

 

 

 

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

 

 

---

 

 

عمل آورنده بتن ( كيورينگ)
Curing Compound ACC-L7

       براى دستيابى به بتن با مقاومت بالا و كيفيت مطلوب مى بايست پس از پايان عمليات بتن ريزى محيط مناسبى جهت رسيدن به حداكثر مقاومت ممكن براى آن فراهم نمود. هنگام بتن ريزى در هواى گرم مسائل خاصى مطرح مى گردد كه عمدتا ناشى از تبخير سريع آب بتن مى باشد. تبخير سريع و شديد آب باعث كاهش كارائى و مقاومت بتن، جمع شدگى و ايجاد تركهاى سطحى در آن مى گردد.

 

        عمل آوردن يا كيورينگ به مجموعه اقداماتى گفته مى شود كه براى تكميل و انجام  كامل هيدراتاسيون سيمان به منظور رسيدن به مقاومت مورد نظر بتن اجرا مى شود.

 

      متداول ترين روشى كه اينك در تمام دنيا استفاده ميگردد ، پوشاندن سطح بتن با يك لايه نازك جهت جلوگيرى از تبخير آب بتن است كه اگر از نوع مناسبى استفاده شود ، ضمن داشتن خواص يك عمل آورى خوب ، اثر سوئى نيز بر روي بتن نخواهد داشت  و پس از يك ماه بتدريج بر اثر عوامل جوى از بين خواهد رفت .

     

 كيورينگ  CA – 1   توليدى اين شركت بر پايه سيليكون و چند نوع رزين  ساخته شده و عملكرد آن منطبق بر استاندارد   ASTM C - 309  مي باشد.

 

موارد مصرف:

     اين ماده را مى توان در تمام بتن ريزيهاى وسيع مانند كانالهاى آب، محوطه و كف سالنها به كاربرد. استفاده از آن در محلهايى كه بتن در معرض تابش آفتاب يا باد قرار دارد كه باعث تبخير سريع آب بتن ميگردد بخصوص در نواحى جنوب ايران توصيه مى شود .

 

مــــزايا:

-   در مقايسه با روشهاى قديمى استفاده از كيورينگ ACC-L7   باعث صرفه جوئى در هزينه ها و نيروى انسانى مى شود . با استفاده از كيورينگ ديگر نيازى به آب دادن بتن وجود ندارد .

-           نيازى به حفاظت بتن با چتائى ، گونى ، نايلون و ... نمى باشد . 

-          دوام و مقاومت بتن را افزايش داده و از خشك شدن و ترك خوردن آن جلوگيرى مى نمايد.

 

 روش و ميزان مصرف :

     مصرف كيورينگ بر روي سطح نسبتا خشك بتن تازه، بسته به شرايط محيط  10 الى 30 دقيقه   پس از پرداخت سطح بتن، صورت مى گيرد.

     كيورينگ ACC-L7  را به نسبت 1 به 1 با آب مخلـوط كـرده كـاملا هم بزنيد تا محلول  يكنواخت و همگنى بدست آيد . سپس اين مخلوط را جهت كيورينگ  با برس يا پيسوله بر روى سطح بتن بكشيد .در صورتيكه سطح كاملا پوشانده  نشد ، پس از نيم ساعت لكـه گيـرى نمائيد. هركيلو گرم كيورينگ       5الى15مترمربع سطح بتن را پوشش مى دهد .

توجه: قبل از مصرف كاملا هم زده شود .

 

 مشخصات فنى :

حالت فيزيكى :                                  مايع

رنگ :                                          قهوه اى

وزن مخصوص :                              gr/cm³ ا 4/1

PH :                                         حدود   9

يون كلر :                                        ندارد

استاندارد :                                     ASTM C- 309

زمان مصرف و نحوه نگهدارى :  تا يك سال بدور از تابش مستقيم آفتاب و يخزدگى   

بسته بندى :    در گالنهاى پلاستيكى 25 كيلوئى و بشكه هاى 250 كيلوئى

 

---

 

ايران موفق به بتن ريزي در دماي ١٨ درجه زير صفر شد

فناوري اطلاعات

طاهره ساعدی
پژوهشگران ايراني براي اولين بار در جهان به فناوري توليد بتني دست يافتند كه قابليت استفاده در دماي ١٨ درجه زير صفر را دارد.مهندس حسين الزماني، مدير پروژه، با اعلام اين خبر مي افزايد: اين فناوري منحصر به فرد كه در داخل ثبت شده است، مراحل ثبت جهاني در آمريكا را مي گذراند.

با استفاده از اين فناوري، بتن در نصف مدت معمول لازم يعني ١٤ روز به مقاومتي ٥/٢ برابر بتن هاي معمول مي رسد. بتن هايي كه در حال حاضر استفاده مي شود، فقط در دماي بالاي ١٦ درجه سانتي گراد قابل ساخت است و عمل آوري نيز ٢٨ روز به طول مي انجامد. عضو مركز تحقيقات صنايع دفاعي با اشاره به اين مسئله كه به اذعان كارشناسان داخلي و خارجي، اين بتن باعث ايجاد انقلابي در صنعت ساختمان سازي و پروژه هاي عمراني مثل ساخت سد و فرودگاه در مناطق سردسير مي شود، مي افزايد: دستيابي به اين فناوري ،شگفتي ناسا را نيز برانگيخته به طوري كه اين سازمان فضايي از آن به عنوان گامي در جهت ساخت سازه هاي فضايي در خارج از جو زمين و كرات ديگر نام برده است. اين بتن كه از انجمن هاي تخصصي ايراني و نيز انجمن بتن آلمان تاييديه گرفته، توجه مقامات روسي را نيز به خود جلب كرده است چرا كه روسيه با تلاش هاي بسيار توانسته است بتن ريزي را فقط در دماي ٤ درجه زير صفر امكان پذير سازد.«الزماني» كه دارنده مقام اول تاليف در رشته بتن است، تصريح مي كند: كه باوجود داشتن ١٨ مقام كشوري در زمينه بتن هنوز نتوانسته است از بنياد ملي نخبگان معرفي نامه اي براي گذراندن خدمت سربازي در مركز تحقيقات صنايع دفاعي و ادامه پروژه هايش در اين مركز بگيرد.
مهندس حسين الزماني، متخصص بتن و مدير معاونت پژوهش مركز ملي مقاوم سازي مي گويد: كار روي ساخت بتن منحصر به فردي كه در دماي ١٨ درجه سانتي گراد زير صفر قابليت استفاده در پروژه هاي ساختماني را دارد، ٣ و نيم سال پيش آغاز شد. اكنون كسب اين موفقيت يكي از دستاوردهاي جنبي پروژه است. نتيجه اصلي پروژه حدود ٢ سال ديگر مشخص مي شود كه مربوط به يك پروژه بزرگ نظامي است.
وي كه در مركز تحقيقات وزارت دفاع نيز پروژه هاي عظيم ديگري را در دست اجرا دارد، مي افزايد: در اين پروژه، سيماني با نرمي بالا و پودري توليد شده است كه آن را با مواد و عناصري مانند سيليس فعال و غني سازي كرده ايم كه اين امر باعث شده است بتن در ١٨ درجه سانتي گراد هم قابل عمل آوري با حفظ تمامي خواص باشد چون بتن هاي معمولي فقط در دماي بالاي ١٦ درجه سانتي گراد فعال است و در پايين تر از اين دما مهندسان ناظر اجازه بتن ريزي نمي دهند، چون چسبندگي آن كم مي شود. بتن براي سخت شدن نياز به دمايي به نام هيدراتاسيون دارد كه در اين دما فعل و انفعالات شيميايي باعث سخت شدن آن مي شود. بعد كه قالب ها از بتن باز شود، مدت ٢٨ روز طول مي كشد تا بتن به طور كامل سفت و سخت شود كه به اين مرحله عمل آوري بتن مي گويند. در طول اين مدت براي ايجاد حرارت و واكنش هاي لازم آب به بتن اضافه مي شود بعد از اين ٢٨ روز بتن، سختي لازم را براي انجام كارهاي ديگر ساختمان سازي پيدا كرده است. براي عمل آوري بتن مدت زمان لازم و استاندارد براي ساختمان سازي ٢٨ روز است. چرا كه در كمتر از اين مدت و همچنين پايين تر از دماي ١٦ درجه سانتي گراد بتن مقاومت لازم را كه ٢٤٠ كيلوگرم بر سانتي مترمربع است، پيدا نمي كند. ٣٠ تا ٤٠ درصد مقاومت بتن بستگي به دماي مناسب آن يعني بالاتر از ١٦ درجه سانتي گراد دارد. اما بتن جديد ابداعي محققان ايراني علاوه بر اين كه در دماي ١٨ درجه سانتي گراد زير صفر قابليت عمل آوري را دارد، در مدت ١٤ روز به سختي و مقاومت لازم مي رسد.
وي تاكيد مي كند: تاكنون تنها روسيه توانسته است با ساخت سيماني خاص دماي بتن ريزي را فقط تا ٤ درجه سانتي گراد زير صفر كاهش دهد. در مناطق سردسير و يخ بندان هزينه بتن ريزي بسيار بالا مي رود، چون بايد از امكانات و ابزار لازم براي فراهم كردن دماي هيدراتاسيون بتن استفاده كرد. در حالي كه ما براي نخستين بار در جهان با ساخت يك سيمان غني شده، دماي بتن ريزي را تا ١٨ درجه سانتي گراد زير صفر كاهش داده ايم و اهميت اين دستاورد به حدي بود كه فيلمي از مراحل مختلف پروژه در شبكه ٢ روسيه پخش شد. همچنين زماني كه مستندات پروژه را به موسسه بتن آلمان ارسال كرديم، اين موسسه پس از تاييد آن، به من به عنوان مدير پروژه، دكتراي افتخاري در اين زمينه اعطا كرد.
مهندس الزماني مي افزايد: مركز تحقيقات ملي مقاوم سازي ايران پس از ٢ ماه با انجام آزمايش هايي، پروژه را مورد تاييد قرار داد. اين پروژه به دليل اهميت بالا و منحصر به فرد بودن، در حال حاضر مراحل ثبت جهاني را در آمريكا مي گذراند. البته ناگفته نماند كه اختراع مذكور ثبت داخل شده است.
عضو مركز تحقيقات صنايع دفاعي در خصوص ميزان حمايت وزارت خانه هايي مثل علوم، از اين پروژه مي گويد: در مورد اين پروژه هيچ نهادي كمك نكرده است و تاكنون ٢٣ ميليون تومان هزينه آن را خود پرداخته ام.
الزماني كه ٤ مقاله در كنفرانس جامعه مهندسان عمران آ مريكا ارائه كرده است، مي گويد: پس از ١٢ سال اولين ايراني بودم كه موفق شدم در اين سازمان مقاله ارائه دهم. هر چند پذيرفته شدن اين مقاله ها بازتاب خوبي در داخل داشت ولي هنوز هيچ نهادي كاري براي من انجام نداده است. به عنوان مثال من از ابتداي اسفند بايد خدمت سربازي بروم كه اين امر مشكل بزرگي براي ادامه پروژه هايم محسوب مي شود. در حال حاضر از آ مريكا، آلمان، چين و روسيه دعوت نامه براي ادامه تحصيل و فرصت تحقيقاتي دارم ولي مي خواهم كارهايم را در ايران انجام دهد. مسئولان در ايران از حمايت نخبگان و پژوهشگران بسيار سخن مي گويند ولي وقتي به مرحله عمل مي رسد، از انجام كوچك ترين كاري خودداري مي كنند.
من ٢ پروژه ملي را به انجام رسانده ام كه نمي توانم به دلايل امنيتي آن ها را بازگو كنم ولي با اين حال هنوز نتوانسته ام از بنياد نخبگان معافيت سربازي بگيرم. هر چند حاضر شده ام در مركز تحقيقات صنايع دفاعي علاوه بر گذراندن سربازي پروژه هايم را نيز ادامه بدهم. وزارت دفاع از من حمايت مي كند ولي بنياد نخبگان هنوز كاري انجام نداده و تسهيلاتي فراهم نكرده است.
حتي به من معرفي نامه اي نمي دهد كه بتوانم در مركز تحقيقات وزارت دفاع پروژه ام را در دوران سربازي ادامه دهم.
الزماني كه داراي جايگاه اول تاليف در كشور در زمينه بتن نيز مي باشد، در خصوص پروژه اش مي گويد: اين پروژه يك بار با شكست كامل مواجه شد ولي دوباره آن را با كمك متخصصاني در رشته شيمي، معدن و هسته اي آغاز كردم و با وجود مخالفت هاي بسيار ادامه دادم و بالاخره به نتيجه رسيدم.در حال حاضر به دليل سردي هوا در غرب و شمال غرب كشور، بسياري از پروژه هاي ساختماني مي خوابد. حتي در برخي از مناطق فقط ٢ ماه از سال امكان كار وجود دارد ولي با استفاده از اين سيمان در ١٢ ماه سال مي توان پروژه هاي عمراني را با موفقيت اجرايي كرد.
به گفته الزماني، براي اولين بار در جهان با توليد اين سيمان غني شده توانسته ايم بتن سازي را در دماي ١٨ درجه سانتي گراد زير صفر امكان پذير كنيم. البته با اضافه كردن موادي به اين بتن مثل ضديخ، امكان فعال سازي آن در دما هاي پايين تر از ١٨- درجه سانتي گراد هم امكان پذير است.
با سيمان پودري ابداعي مي توان طي حداكثر ١٤ روز (نه ٢٨ روز) مقاومت بتن را به حد مناسب رساند. با استفاده از يك سري افزودني ها و اضافه كردن آن ها به اين سيمان پودري در اين درجه حرارت پايين، واكنش ها به قدري گرمازا مي شود كه دماي لازم براي هيدراتاسيون بتن فراهم مي شود. از سوي ديگر استفاده از اين سيمان در بتن ريزي مقاومت آن را ٥/٢ برابر افزايش و ميزان سايش بتن را در برابر عوامل فيزيكي و شيميايي كاهش مي دهد. بنابراين مشكلاتي كه هم اكنون در دريچه هاي سد، سازه هاي نظامي و باندهاي فرودگاه ها، در اثر سايش بتن به وجود مي آيد، بسيار كم مي شود.
عضو مركز تحقيقات صنايع دفاعي مي گويد: ناسا از اين طرح پژوهشي به عنوان گامي در جهت تحقق ساخت سازه هاي فضايي در خارج از جو زمين ياد و تقاضاي ارسال مستنداتي از آ ن براي انتشار در سايت ناسا كرده است.
وي كه داراي ١٨ مقام كشوري در عرصه بتن است ، خواستار حمايت بيشتر مقام ها و مسئولان دولتي از پژوهشگران براي تجاري سازي پروژه ها مي شود و مي افزايد: اگر پروژه هاي پژوهشي كاربردي نشود، تاثيري در بهبود وضعيت جامعه نخواهد داشت.

 

---

 

بزرگترين طرح بتن ريزي خاورميانه در سد کارون 4

جام جم آنلاين: بزرگترين طرح بتن ريزي خاورميانه براي ساخت سد کارون 4 انجام شد.

به گزارش واحد مركزي خبر، معاون اجرايي طرح سد و نيروگاه کارون 4 در چهار محال وبختياري گفت: مهندسان و کارگران اين سد در يک ماه گذشته 82 هزار متر مکعب بتن در بدنه اين سد تزريق و رکورد جديد بتن ريزي در خاورميانه را کسب کردند.

علي اصغر خوشنويسان افزود : رکورد تزريق 65 هزار متر مکعبي بتن در ساخت سد پيش از اين به مهندسان ترکيه اختصاص داشت.

او يادآور شد : پارسال نيز دو مرتبه رکورد بتن ريزي در ساخت سد کارون 4 با حجم 52 هزار و 62 هزار متر مکعب به دست آمد.

وي، طراحي چيدمان تجهيزات از توليد تا انتقال بتن ، استفاده از گروههاي با تجربه ، بهره گيري از مصالح فراوان و با کيفيت در نزديکي اين سد و تامين اعتبار به موقع را از علل اين موفقيت برشمرد.

رودخانه کارون پر آب‌ترين رودخانه ايران است که از سلسله جبال زاگرس سرچشمه مي‌گيرد و در پايين دست بند انحرافي گتوند وارد دشت خوزستان مي‌شود و در نهايت به خليج فارس مي پيوندد.

در دهه‌هاي اخير پتانسيل توليد برق اين رودخانه مورد توجه ويژه قرار گرفت و اقدامات گسترده‌اي براي بالفعل کردن اين توانايي ها انجام شد که ساخت سدهاي کارون براي کنترل سيلاب‌هاي اين رودخانه و توليد انرژي برق آبي از جمله اين اقدامات بود.

سد مخزني - بتني کارون 4 به عنوان اولين سد بر روي رودخانه کارون و بلندترين سد بتني کشور با ارتفاع 230 متر در فاصله 180 کيلومتري جنوب غربي شهرکرد ، در محل تلاقي رودخانه هاي ارمند و بازفت در دست ساخت است .

مهندسان ايراني اين سد را طراحي کرده اند و در مجموع 3 هزار نفر در ساخت آن مشارکت دارند.

ارتفاع بدنه اين سد از شهريور 1385 تاکنون با 65 درصد پيشرفت به 185 متر رسيده است.

حجم آب تنظيمي سد کارون 4 سالانه 3 ميليارد و 756 ميليارد مترمکعب خواهد بود.

با بهره برداري از اين سد 4 نيروگاه هزار مگاواتي به شبکه سراسري برق کشور افزوده خواهد شد.

امسال 127 ميليارد تومان اعتبار براي تکميل سد و نيروگاه کارون4 اختصاص يافت.

سد کارون 4 با بيش از 8 هزار و 860 ميليارد ريال سرمايه گذاري ساخته مي شود و تاکنون 4 هزار ميليارد ريال در ساخت اين سد و نيروگاه آن هزينه شده است.

 

---

 

بتن سبك ( عايق)
Insulating concrete ;lightweight concrete

1)بتن حاوي در صد حجمي زيادي از سنگ دانه سبك است.
2)بتني كه از طريق هوادار كردن يا كف دار كردن سلولي مي شود و ممكن است بو سيله اتو كلاو عمل آوري شود . (استاندارد ملي 8084 بند 4-25)

وزن مخصوص فضاي بتن سبك بستگي به روش ساخت مقدار و انواع اجزاي متشكله آن دارد . تمام بتن هاي سبك وزن مخصوص كم خود را مديون وجود هوا در ساختمان داخلي شان هستند.

اين بتن علاوه بر كاهش وزن ساختمان از نيروي وارد به سازه در اثر زلزله مي كاهد به عنوان عايق حرارتي باعث كاهش اتلاف در جدارهاي سقف و كف شده و در جذب كاهش صورت نيز مي توان موثر باشد . همانند بتن معمولي جذب آب ندارد رطوبت را به خود نمي گيرد.

light concrete

انواع بتن سبك

بتن سبك را ميتوان به دو دسته كلي تقسيم نمود .

1- بتن سبك غير باربر ( غير سازه اي )        2- بتن سبك بار بر ( سازه اي)

1- بتن سبك غير بار بر :

داراي وزن مخصوص كمتر از 800كيلو گرم بر متر مكعب بوده و حداكثر مقاومت فشاري آن mpa  7مي باشد اين نوع بتن جهت جدا سازي فضاها همراه با عايق بندي صوتي و حرارتي استفاده مي شود ساختار داخلي آن مي تواند به دو صورت باشد .

الف) فوم بتن يا بتن اسفنجي : توسط ماده كف زا درضمن اختلاط ماسه بادي و سيمان با آب در دستگاه مخصوص توليد شده و جرم حجم پاييني با بتن مي دهد

ب) بتن سبكدانه : حاصل از اختلاط سنك دانه هاي سبك طبيعي مانند پرليت –ورموكوليت – رس منبسط – دياتومه و يا ساير سنگدانه هاي سبك طبيعي و مصنوعي مي باشد .

جرم حجمي آن بسته به نوع سنگ دانه و مقدارآن متغيير است

2- بتن سبك بار بر يا( سازه اي )

جرم حجمي اين بتن 2000كيلو گرم بر متر مكعب بوده و حداقل مقاومت فشاري آن  17mpa مي باشد.

اين بتن توسط اختلاط سنگدانه هاي سبك و مقاوم مانند پوكه هاي معدني و صنعتي با آب و سيمان در شرايط خاص توليد مي گردد.

حداكثر مقاومت زماني است كه بتن سبك در اتو كلا عمل آوري شود .

 

 

حل تمرین-علی دهقانی-گروه 15

بتن ریزی در هوای گرم هر چقدر بتوانیم جلوی گرم یا داغ شدن مصالح بتن را بگیریم ، کار خنک ساختن بتن ساده تر می شود .

بتن ریزی در شرایط هوای گرم می تواند به بروز مشکلاتی در بتن تازه و سخت شده کمک نماید و معمولا" به پائین آمدن کیفیت بتن سخت شده منجر می شود . معمولا" در چنین شرایطی باید بتن ریزی متوقف گردد و در صورت نیاز به انجام عملیات بتن ریزی باید تدابیر خاصی اندیشیده شود تا خسارت های وارده به حداقل برسد و یا ایجاد گردد . تعریف و شناخت شرایط هوای گرم ، اثر خسارت بار این شرایط ، اثر عوامل تشدید کننده این خسارت ها ، راه حلهای فرار از حصول این شرایط ، توجه به نوع مصالح مصرفی از جمله مواردی است که در این نوشته از نظر می گذرد . وجود شرایط هوای گرم در مناطقی از کشور ما بویژه در حاشیه خلیج فارس و دریای عمان و وجود شرایط خاصی مانند ایجاد خوردگی در میلگردهای بتن این شرایط را برای ما پر اهمیت می نماید و باید بدان توجه خاصی مبذول داشت . سعی می شود نکات مد نظر آئین نامه بتن ایران به همراه توضیحات ضروری قید شود تا در عمل بتوان از آنها استفاده نمود . ● تعریف هوای گرم : هوای گرم با ترکیبی از دمای زیاد هوا ، رطوبت نسبی کم ، دمای بالای بتن و سرعت وزش باد حاصل می گردد . وجود دمای زیاد بتن و عواملی که باعث تبخیر شدید آب از سطح آن می شود می تواند خسارت بار باشد . حتی می توان گفت دمای زیاد بتن به تنهایی نیز می تواند به بروز این شرایط کمک زیادی نماید . معمولا" وقتی دمای بتن از ۰C ۳۲ در هنگام بتن ریزی و یا تا زمان گیرش تجاوز نماید شرایط هوای گرم حاصل می شود . بروز شرایط ایجاد تبخیر با شدتی بیش از kg/m۲ ۱ در هر ساعت از سطح بتن قطعا" مشکل زا می باشد . حتی توصیه می گردد شدت تبخیر از سطح بتن کمتر از kg/m۲ ۵/۰ در هر ساعت باشد تا خسارت هائی به بتن وارد نشود و کار بتن ریزی بهتر انجام گردد . ● اثر خسارت بار شرایط هوای گرم : این اثرات را می توان به دو بخش بتن تازه و سخت شده تقسیم نمود . مسلما" برای داشتن بتن سخت شده مناسب باید از مرحله بتن تازه به سلامت عبور کنیم لذا از این نظر کیفیت بتن تازه از اهمیت زیادی برخوردار می باشد . ▪ اثرات نا مطلوب هوای گرم بر بتن تازه خمیری عبارتست از : الف ) افزایش آب مورد نیاز در طرح مخلوط   ب ) افزایش آهنگ افت اسلامپ و تمایل دست اندرکاران به افزودن آب به بتن در کارگاه بدلیل افزایش تبخیر و افزایش سرعت آبگیری سیمان و از دست دادن خواص خمیری در زمان کوتاه تر ج ) افزایش زمان آهنگ سفت شدن بتن و کاهش زمان گیرش به نحوی که بر عملیات ریختن ، تراکم ، پرداخت سطح و نگهداری و عمل آوری بتن اثر منفی می گذارد و امکان ایجاد درز سرد را افزایش می دهد . این امر پیوستگی را در بتن ریزی مختل می کند که نیاز به آن جزو اصول بتن ریزی صحیح است . د ) افزایش امکان ترک خوردگی خمیری بتن تازه بدلیل تبخیر زیاد و جمع شدگی بیش از حد در اثر تبخیر هـ ) افزایش بروز مشکل در کنترل مقدار حباب هوای بتن حبابدار در بتن تازه به نحوی که عملا" حباب های هوا بزرگ شده و با می ترکند و تأثیر ثبت آنها در بتن سخت شده از بین می رود . ● اثرات نامطلوب شرایط هوای گرم بر بتن سخت شده عبارتند از : الف ) کاهش مقاومت بتن بدلیل مصرف بیشتر آب در میان مدت و دراز مدت ب ) کاهش مقاومت بتن بدلیل دمای بالای آن در هنگام بتن ریزی و پس از آن در میان مدت و دراز مدت علیرغم افزایش مقاومت زود هنگام بتن ( بویژه در روزهای اول – ۱ تا ۷ روز ) ج ) افزایش تمایل به جمع شدگی ناشی از خشک شدن و ایجاد ترکهای حرارتی د ) کاهش دوام بتن در برابر شرایط محیطی نامناسب در حین بهره برداری مانند یخ زدن و آب شدگی مکرر ، سایش و فرسایش تری و خشکی مکرر بتن ، حمله سولفاتها و حمله یون کلر محیط بدلیل افزایش نفوذپذیری بتن در اثر ایجاد کریستالهای درشت و کاهش مقاومت الکتریکی بتن که نقش مهمی در افزایش نفوذپذیری در برابر یون کلر و سایر عوامل مزاحم شیمیائی دارد . هم چنین کاهش دوام به دلیل ترک خوردگی هـ ) ایجاد خوردگی سریعتر میلگردها بدلیل افزایش نفوذپذیری بتن و یا ایجاد درزهای سرد و ) کاهش یکنواختی سطح بتن و نا زیبائی سطح بتن نمایان بویژه در مجاورت قالب ، تغییر رنگ بتن بدلیل تفاوت در آهنگ آبگیری ، منظره بدلیل درز سرد . ● عوامل تشدید کننده خسارات در هوای گرم : برخی عوامل می توانند در هوای گرم خسارتها را تشدید نمایند . هرچند این عوامل مستقیما" در ایجاد شرایط هوای گرم بی تأثیر است اما در این شرایط می تواند باعث بحرانی تر شدن اثرات زیانبار گردد . این عوامل عبارتند از : الف ) مصرف سیمانهائی با ریزی زیاد که موجب افزایش سرعت آبگیری سیمان و ایجاد گرمازائی بیشتر در زمان کوتاه می گردد . ب ) مصرف سیمانهای زودگیر ( مقاومت اولیه زیاد ) مانند نوع ۳ و حتی استفاده از سیمانهای نوع ۱ بویژه با وجود افزودنیهای تسریع کننده ( زودگیر کننده ) که میتواند زمان گرایش را کوتاه نماید و سرعت آبگیری و گرمازائی را بیشتر کند . ج ) مصرف بتن های پر سیمان در رابطه با بتن های پر مقاومت و با نسبت آب به سیمان کم که سرعت آبگیری را بیشتر می کند و زمان گرایش را کوتاه و گرمازائی و سرعت آنرا افزایش می دهد . بدیهی است اغلب در شرایط محیطی نا مناسب از نسبت آب به سیمان کم استفاده نمائیم لذا باید سعی شود بتن پر سیمان مصرف ننمائیم . د ) استفاده از مقاطع بتنی نازک با درصد میلگرد زیاد . هـ ) بکارگیری وسایل حمل با حجم زیاد که می تواند به ایجاد درز سرد و عدم پیوستگی منجر شود . و ) حرکت دادن بتن در مسیر افقی یا قائم بصورت طولانی مدت ویژه ای برای بتن های کم اسلامپ ( شوت ، شوت سقوطی یا ترمی ) ز ) استفاده از پمپاژ بتن در مسیرهای طولانی ، زیرا اصطکاک بتن با لوله باعث ایجاد گرما می شود و در شرایط هوای گرم نیز این مسیر طولانی و گرمای لوله می تواند مشکل زا باشد . ح ) استفاده از تسمه نقاله برای حمل بتن بدلیل ایجاد سطح هواخور خیلی زیاد و تبخیر شدید و تبادل گرمائی زیاد با محیط . ط ) ضرورت انجام و تداوم کار در شرایط هوایی خیلی گرم بدلائل اقتصادی ی ) استفاده از سیمانهای انبساطی و یا بدون جمع شدگی که می تواند مشکل زا باشد . در این رابطه برخی مواد انبساط زا یا برخی ملات ها یا بتن ها مانند گروت میتواند عامل ایجاد خسارت بیشتر باشد . مسلما" باید گفت اگر شرایطی بر خلاف شرایط فوق ایجاد شود مسلما" در کاهش خسارات نقش خواهد داشت . اما بر ایجاد شرایط هوای گرم تأثیری ندارد . ● عوامل ایجاد کننده شرایط نامناسب محیطی و هوای گرم :     همانگونه که گفته شد مصرف اجزاء بتن با دمای زیاد می تواند بتن با دمای بالاتر از حد مجاز را بوجود آورد . همچنین بروز شرایط خاصی در محیط اطراف بتن ریزی می تواند به تبخیر شدید منجر گردد که خسارت زا می باشد . ▪ در زیر به هر کدام از این موارد می پردازیم و نحوه پیش بینی چنین شرایطی را مطرح می نمائیم : الف )شدت تبخیر از واحد سطح : میزان تبخیر از سطح بتن تابع عوامل مختلفی است که از جمله می توان به دمای هوا ، دمای بتن ، رطوبت نسبی هوا ، سرعت وزش باد ، تابش آفتاب و حتی رنگ بتن و فشار هوا ( ارتفاع از سطح دریا ) اشاره نمود . در چارت ( شکل ۱ ) فقط از چهار عامل اول بدلیل اهمیت و سهولت بکارگیری آنها بصورت کمی بهره برده شده است و میتوان شدت تبخیر از واحد سطح بتن را بدست آورد . ب ) دمای تعادل بتن ساخته شده : قبل از خسارت بتن میتوان دمای آنرا با محاسبه حدس زد . مسلما" در مراحل انتقال و ریختن بتن بعلت تبادل با محیط مجاور ، دمای بتن ممکن است تغییر نماید . بدین منظور باید برای ساخت بتن دمای کمتر از ۰C ۳۰ را در نظر گرفت تا در یک حمل معقول و منطقی با زمان کمتر از نیم ساعت ، دمای بتن از ۰C ۳۲ تجاوز ننماید . مسلما" اگر وسیله حمل پمپ و لوله یا تسمه نقاله و یا تراک میکسر در حال چرخش باشد باید دمای ساخت را بمراتب کمتر از ۰C ۲۸ و تا حدود کمتر از در نظر گرفت . دمای تعادل ساخت بتن بلافاصله پس از اختلاط را می توان از رابطه زیر بدست آورد . در رابطه TC ، TG ، TS ، TP ، TW به ترتیب دمای سیمان ، سنگدانه درشت ، سنگدانه ریز ، پوزولان و دمای آب مصرفی در اختلاط بتن می باشد . ( بر حسب درجه سیلیسوس )هم چنین WWT ,WWS,WWG,WW, WP , WS , WG , WC به ترتیب جرم سیمان ، شن ، ماسه ، پوزولان ، آب مصرفی در ساخت بتن ، آب موجود در شن ، آب موجود در ماسه و آب کل موجود در بتن می باشد ( بر حسب کیلوگرم ) بدیهی است آب کل بتن برابر با مجموع آب مصرفی در ساخت بتن و آب موجود در سنگدانه می باشد و یخ احتمالی مصرفی را نیز شامل می شود . اگر از یخ نیز برای کاهش دما استفاده شود در صورت کسر رابطه فوق جمله W i (۰.۵ti-۸۰) اضافه خواهد شد . لازم به ذکر است ضرائب ۰.۲۲ در رابطه فوق ظرفیت گرمائی سیمان ، سنگدانه و پوزولان بر حسب Kcal/kg می باشد و یکسان در نظر گرفته شده است در حالیکه واقعا" این ظرفیت های گرمائی در سیمانهای مختلف و سنگدانه های موجود و پوزولانهای مصرفی یکسان و مساوی ۰.۲۲ نمی باشد . بویژه در سنگدانه ها و پوزولانها ممکنست ابن ظرفیت گرمائی از ۰.۱۹ تا ۰.۲۴ تغییر نماید و حتی از این محدوده نیز بیرون باشد . ظرفیت گرمائی آب و رطوبت موجود در سنگدانه Kcal/kg ۱ فرض شده است . i W جرم یخ مصرفی ، i T دمای یخ مصرفی ، ۰.۵ ظرفیت گرمائی یخ و ۸۰ برابر گرمای نهان ذوب یخ بر حسب Kcal/kg می باشد . ▪ مثال ۱ : طرح اختلاط زیر برای بتن سازی به میزان m۳ ۱ داده شده است . با توجه به اطلاعات موجود دمای تعادل ساخت بتن را محاسبه کنید . سیمان ۴۰۰ کیلو ، شن خشک ۱۰۰۰ کیلو ، آب کل ۲۲۰ کیلو ، دمای سیمان ۰C ۳۵ ، دمای شن ۰C ۴۰ و رطوبت آن ۶/۰ درصد ، دمای ماسه ۰C ۳۰ و رطوبت آن ۵/۴ درصد ، دمای آب ۰C ۲۵ می باشد . ▪ مثال ۲ : اگر بخواهیم دمای بتن به ۲۸ برسد آب باید تا چند درجه خنک شود . ▪ مثال ۳ : اگر بخواهیم با آب ۰C ۲۵ و یخ ۰C ۴- به این دما دست یابیم ، چند کیلو یخ لازم است ؟ ▪ مثال ۴ : اگر بدون خنک کردن آب یا مصرف یخ بخواهیم به این دما برسیم دمای شن باید به چند درجه سیلیوس برسد ؟ ● اثرات هوای گرم بر خواص بتن : همانطور که قبلا" اشاره شد هوای گرم بر روی بتن تازه سخت شده اثراتی را بر جای می گذارد که نامطلوب است . در این قسمت بطور مشروح به برخی از این اثرات و خواص بتن در هوای گرم اشاره می شود . الف ) افزایش آب مورد نیاز در طرح مخلوط : بسته به شرایط هوا و میزان تبخیر ممکنست تا ۲۵ کیلو ( لیتر ) آب اختلاط مورد نیاز افزایش یابد ( نسبت به حالت بدون تبخیر ) – تقریبا" هر افزایش ۵ درجه سانتی گراد به حدود ۳ لیتر آب نیاز دارد . وجود آب بیشتر ، جمع شدگی را افزایش می دهد و میل به ترک خوردگی بیشتر می شود .   ب ) آهنگ افت اسلامپ : مسلما" در شرایط هوای گرم ، گرمای بدون تبخیر و یا با تبخیر می توان تأثیر مهمی بر افت اسلامپ و آهنگ آن داشته باشد . میتوان گفت تقریبا" به ازاء ۰C ۴۰ افزایش دما ( ۱۰ تا ۰C ۵۰ ) افت اسلامپ حدود ۸ سانت را شاهد خواهیم بود ( هر ۰C ۱۰ حدود ۲ سانت ) . مسلما" آهنگ افت اسلامپ نیز در هوای گرم بسیار زیاد می شود تا حدی که مزاحم کار اجرائی خواهد شد و غالبا" برای مقابله با آن به افزایش آب متوسل می شوند که کار صحیحی نیست. ج ) افزایش آهنگ سفت شدن بتن و کاهش زمان گیرش : در یک هوای معتدل و مناسب ممکن است زمان گیرش اولیه بتن بسته به نوع سیمان و نسبت های اختلاط بین ؟ تا ۳ ساعت تغییر کند . با افزایش دما این زمان کاهش می یابد و ممکنست در دمای بتن بالاتر از ۰C ۳۰ و دمای محیط بیش از ۰C ۳۵ این زمان حتی به کمتر از نصف یا ثلث کاهش یابد . مسلما" این امر مشکلات اجرائی را افزایش می دهد . در حمل محدودیت زمانی بوجود می آورد و در ریختن و تراکم باید سرعت قابل توجهی داشته باشیم تا قبل از گیرش لایه زیرین بتوانیم لایه روئی را ریخته و متراکم کنیم . پرداخت سطح مشکل می گردد و بتن زود سفت می شود . در اکثر موارد در چنین شرایطی درز سرد ایجاد می گردد . درز سرد در آینده می تواند محل عبور آب و سایر مواد مزاحم شیمیائی باشد . د ) ترک خوردگی خمیر بتن تازه : این نوع ترک خوردگی معمولا" در محیط های گرم و خشک حاصل می گردد . بدیهی است اگر بتن در محیط گرم و مرطوب قرار گیرد بعلت تبخیر کم از سطح بتن ، جمع شدگی چندانی ایجاد نخواهد شد . در رطوبت های بیش از ۸۰ درصد عملا" مشکل ترک خوردگی بتن تازه را نخواهیم اشت . وقتی تبخیر از kg/m۲/hr ۱ تجاوز نماید ، وضعیت حاد و بحرانی است و عملا" باید بتن ریزی متوقف گردد و یا تمهیدات خاصی تدارک دیده شود . وقتی ترک خوردگی بیشتری اتفاق می افتد که تأخیر در گیرش و سفت شدن بتن ، مصرف سیمانهای دیرگیر ، مصرف بیش از حد کندگیر کننده ، خاکستر بادی بعنوان جایگزین سیمان و یا بتن خنک داشته باشیم . مصرف موادی که آب انداختن را کم می کند میتواند به خشکی سطح و ترک خوردگی منجر شود . از جمله این مواد می توان از میکروسیلیس نام برد . از بین بردن ترکهای خمیری مشکل است ولی می توان با ماله کشی مجدد توأم با فشار ترکها را تا حدودی از بین برد . الف) اثرات نامطلوب بر مقاومت : مسلما" بتنی که گرم ریخته و نگهداری شود در سنین اولیه مقاومت قابل توجهی کسب می کند اما بطور کلی در سن ۲۸ روز به بعد مقاومت کمتری نسبت به بتن ریخته شده با دمای کم خواهد داشت . در شکل ۲ و ۳ میتوانید تأثیر دمای ریختن را بر مقاومت های اولیه و دراز مدت ببینید . بویژه اگر بتن حاوی مواد پوزولانی و کندگیر نباشند ، آسیب بیشتری می بینند . اگر ترک بتن را نیز در نظر بگیریم از نظر سازه ای آسیب جدی خواهد بود . گاه دیده می شود که در روزهای گرم نسبت مقاومت ۲۸ روزه به ۷ روزه به مقادیری کمتر از ۳/۱ و حتی تا ۱/۱ می رسد . در شرایط خاص برخی آزمونه های ۲۸ روزه مقاومتی کمتر از آزمونه های ۷ روزه را نشان می دهند که بسیار تعجب برانگیز است . دلیل این امر استفاده از بتن گرم در قالب های گرم و داغ می باشد که گاه در زیر تابش آفتاب نیز چند ساعتی نگهداری می شوند . با استفاده از سیمانهای ریز و زودگیر کننده ، سیمان زیاد یا w/c کم این مشکل بیشتر می گردد. برای اختصار و با توجه به ذکر اثرات نامطلوب در ابتدای این نوشتار از بیان مشروح سایر اثرات خودداری می شود . ● راهکارهای بتن ریزی مطلوب در شرایط نامساعد گرم : قاعدتا" این راهکارها را میتوان به چند دسته تقسیم کرد : الف ) انتخاب مصالح مناسب برای هوای گرم خشک یا گرم مرطوب و نسبت های مطلوب ب ) روشهای مناسب انبار کردن مصالح برای گرم و داغ شدن ( پیشگیری از گرم شدن ) ج ) خنک سازی مصالح و بتن و بتن خنک ساختن ( کاهش دمای بتن ) د ) تمهیدات حفظ خنکی بتن در طول عملیات حمل و ریختن و جلوگیری از افزایش دمای بتن هـ ) نکات مربوط به ریختن ، تراکم و پرداخت سطح ، نگهداری و عمل آوری بتن و کنترل تبخیر در ادامه به هرکدام از راه حلهای اجرائی به اختصار می پردازیم . ● انتخاب مصالح مناسب :   الف ) سنگدانه : هر چند تأثیر سنگدانه چندان جدی نیست اما بویژه برای ایجاد دوام در بتن در مناطق گرم بویژه مرطوب ، لازم است سنگدانه ها از جذب آب کمی برخوردار باشند . ظرفیت جذب آب سنگدانه درشت در آبا به ۵/۲ و برای سنگدانه ریز به ۳ درصد محدود شده است در حالیکه در بسیاری از آئین نامه ها چنین محدودیتی دیده نمی شود . سنگدانه ها باید در برابر قلیائیها از واکنش زائی برخوردار نباشند لذا از این بابت باید مورد آزمایش قرار گیرند . همچنین در مناطق خورنده باید یون کلر آنها از حدود مجاز کمتر باشد . ب ) سیمان : بهتر است از سیمانهای ریز و زودگیر استفاده نشود و سیمانهای با گرمازائی کم و حاوی مواد پوزولانی ( بعنوان جایگزین ) بکار روند . سیمانهای آمیخته از این نظر مناسب اند . بهتر است مقدار سیمان زیاد نباشد . محدود کردن عیار سیمان به حدود ۴۰۰ کیلوگرم می تواند یک توصیه تلقی گردد . عیار سیمان زیاد می تواند عامل ترک خوردگی بتن خمیری باشد . ج ) افزودنی ها : در شرایط هوای گرم اغلب افزودنیهای روان کننده و یا کندگیر کننده استفاده می شود . ممکن است افزودنی روان کننده کندگیر کننده نیز بکار بریم . افزودنیهائی که بتوانند اسلامپ را بمدتی قابل توجه حفظ نمایند ، در این شرایط طرفدار دارد . معمولا" حبابزا ها بعلت مشکل کنترل مقدار حباب در شرایط هوای گرم توصیه نمی شود . مگر اینکه شرایط مناسبی برای مصرف آنها فراهم گردد . ● روشهای پیشگیرانه برای جلوگیری از گرم شدن مصالح در انبار هر چقدر بتوانیم جلوی گرم یا داغ شدن مصالح بتن را بگیریم ، کار خنک ساختن بتن ساده تر می شود . بهرحال بهتر است دمای سیمان از ۰C ۶۰ تجاوز نکند ( آبا حد مجاز را ۰C ۷۵ ذکر کرده است ) سنگدانه ها با توجه به وزن قابل توجهشان بهتر است دمائی کمتر از ۰C ۴۰ را داشته باشند . آب نیز باید در حد امکان خنک نگهداشته شود . لذا توصیه می شود آب در محلی نگهداری شود که زود گرم نشود . مخازن فلزی هوائی بدون عایق بندی ابدا" توصیه نمیشود . از مصرف سیمانهای گرم که از کارخانه حمل و تخلیه می شود باید پرهیز کرد و آنرا در سیلو نگهداشت تا خنک گردد . سیلوی سیمان دارای رنگ روشن باشد . در برخی مناطق دنیا از سیلوی دو جداره استفاده می شود که ممکن است آب خنک در آن در جریان باشد . عایق بندی سیلوی سیمان نیز یک راه حل می باشد . سنگدانه ها را نیز بهتر است از تابش آفتاب دور داشت . سر پوشیده کردن دپوی سنگدانه ها یک روش معمول است که ممکن است برای ایران راه حل گران قیمتی باشد . ایجاد پوشش مانند برزنت و غیره می تواند راه حل ساده تری تلقی گردد . ● خنک سازی مصالح و ساخت بتن خنک ( کاهش دمای بتن ) : استفاده از بتن ها دمای کم یکی از راه حلهای اساسی برای بتن ریزی مطلوب است . رساندن دمای بتن به زیر ۰C ۳۰ میتواند به تولید بتن سخت شده مقاوم و با دوام منجر گردد و ضمنا" میزان تبخیر از سطح بتن را کاهش دهد . باید گفت تبخیر عوامل متعددی دارد ولی دمای بتن در این رابطه بسیار مهم است . برای ایجاد بتن خنک ، غالبا" اجزاء بتن را خنک می کنیم و یا از یخ برای ایجاد خنکی مخلوط بتن استفاده می نمائیم . بکارگیری ازت مایع نیز ممکن می باشد . اما در مورد بتن ریزی در هوای گرم در کارهای عادی عملا" بکار نمی رود . اجزاء بتن شامل : آب ، سیمان ، سنگدانه می تواند خنک شود . آب را با وسایل تبرید و یا یخ می توان خنک نمود . سنگدانه ها را می توان با آب پاشی و ایجاد شرایط مساعد برای تبخیر می توان به مقدار قابل توجهی خنک نمود ( بویژه در هوای خشک ) در خنک سازی سنگدانه می توان از آب خنک و هوای خنک نیز استفاده نمود . یخ عامل مهمی در کاهش دمای بتن می باشد زیرا گرمای نهان ذوب یخ میتواند دمای بتن را به مقدار قابل توجهی پائین آورد . بهر حال خرده یخ یا پرید یخ می تواند صرفا" بعنوان جایگزین بخشی از آب یا همه آن بکار رود تا تغییری در نسبت آب به سیمان حاصل نشود و در انهای اختلاط نباید یخ در بتن تازه مشاهده گردد .   خنک کردن سیمان راه حلی است که کمتر بکار گرفته می شود . اینکار به دلایل خاص نیاز دارد تا سیمان در معرض آب خنک یا هوای مرطوب قرار نگیرد . استفاده از دیگ اختلاطی که دارای رنگ روشن می باشد و یا آب خنک شده و یا در سایه است توصیه می گردد . ● تمهیدات مربوط به حفظ خنکی بتن در طول عملیات بتن ریزی : در زمان حمل ، ریختن و تراکم بتن حفظ خنکی آن ضروری است . بدیهی است دمای بتن در اثر تبادل گرما با هوای گرم مجاور افزایش می یابد . هدف ما کاهش این افزایش دما می باشد . استفاده از وسایل حمل مناسب و سر بسته که رنگ روشن دارد یا با آب خنک می شود یکی از راه حلهای مناسب می باشد . بکارگیری وسایلی مانند پمپ و لوله می تواند باعث افزایش دما شود و برای کنترل این افزایش دما ، لازم است لوله پمپ خنک گردد . می توان دور لوله ها را گونی خیس قرار داد و گهگاه روی آن آب پاشید . تسمه نقاله برای هوای گرم وسیله مناسبی نیست و در صورت لزوم می توان روی آن را پوشاند . تراک میکسر در طول حمل نباید بی جهت بچرخد زیرا این امر موجب افزایش دما خواهد شد بویژه اگر حجم بتن در مقایسه با حجم دیگ کم باشد . استفاده از سایبان روی دیگ تراک و داشتن رنگ روشن توصیه می شود . ● نکات مربوط به ریختن ، تراکم ، پرداخت سطح ، نگهداری و عمل آوری بتن و کنترل تبخیر برای جلوگیری از تبخیر زیاد از سطح بتن می توان توسط بادشکن ، سرعت باد را کم نمود . بویژه اگر بتوان از بادشکن های جاذب آب استفاده نمود و آنها را خیس کرد ، رطوبت محیط افزایش می یابد و تبخیر کم می شود و همچنین محیط خنک می گردد . استفاده از سایبان در بالای محل بتن ریز ( در صورت امکان ) باعث کنترل تابش آفتاب و کاهش تبخیر می گردد و ضمنا" از افزایش دمای بتن جلوگیری می شود . می توان از دستگاههای مه فشان و ایجاد کننده غبار آب در محل بتن ریزی استفاده کرد تا ضمن خنک شدن محیط رطوبت نسبی بالا رود و تابش آفتاب کم گردد . این کار در مواردی که باد می وزد مؤثر نیست . قالب و میلگردها باید قبلا" خنک شود و آبا حداکثر دمای ۰C ۵۰ را برای آنها پیش بینی کرده است . با آب پاشی بر روی قالب ( بویژه فلزی ) و میلگردها می توان آنها را خنک نمود ولی آب اضافی باید از سطح قالب و میلگرد زدوده شود ( با هوای تحت فشار یا اجازه دادن برای تبخیر ) برنامه ریزی کار بتن ریزی به نحوی که در زمان خنکی هوا انجام شود . مسلما" در این حالت اصولا" ممکن است شرایط هوای گرم موجود نباشد و بحث های مطروحه بی مورد تلقی گردد . تأمین حجم لازم بتن و استفاده از وسایلی که بتواند این حجم بتن را ساخته یا حمل کند و بریزد و متراکم نماید امری ضروری است وگرنه بتن در اثر معطلی گرم شده و زمان گیرش آن فرا می رسد و یا لایه های زیرین خود را می گیرد و درز سرد ایجاد می شود . برای حفظ خنکی بتن در لایه های بتن ریزی ، بهتر است از لایه های ضخیم تر استفاده شود که این امر حجم بتن سازی و بتن رسانی و بتن ریزی بیشتری را در واحد زمان طلب می کند . استفاده از وسایل مناسب به نحوی که معطلی های بی جهت بوجود نیاید . مثلا" باکت خیلی کوچک بکار نرود تا تراک میکسر مدت زیادی معطل بماند و یا تراک میکسر کمتر بارگیری شود تا بتن بمدت قابل توجهی در آن بچرخد و نماند . تراکم مجدد بتن در هوای گرم توصیه می شود ( قبل از گیرش ) . این امر ترکها را کم می کند . استفاده از ماله برای بهم آوردن ترکها توصیه می گردد . ( ماله کش با تأخیر و مجدد ) در هوای گرم و خشک اغلب سرعت تبخیر بیش از سرعت رو زدن آب است و سطح بتن خشک می شود . لذا ضمن رعایت نکاتی که قبلا" مطرح شد لازمست در اسرع وقت سطح بتن محافظت شده و مرطوب گردد . استفاده از گونی خیس در این موارد توصیه می شود . در غیر این صورت استفاده از پوشش های خاص مانند نایلون یا ترکیبات عمل آوری بتن می تواند مصرف شود . بدیهی است در شرایط هوای گرم و خشک توجه ویژه ای باید به عمل آوری رطوبتی معطوف گردد . پرداخت سطح بتن در هوای گرم با مشکل همراه است و معمولا" باید زودتر از سایر شرایط پرداخت را انجام داد اما نباید باعث جمع شدن آب در زیر لایه فوقانی گردد.

 

 

 

---

 

بتن ریزی در مناطق گرمسیری

مربوط به: بتن ریزی، مناطق گرمسیری
دسته : روش های نگهداری و اجرا، سازه های بتنی | بدون نظر

مقدمه

یکی از عوامل تخریب بتن در فلات مرکزی ایران بتن ریزی در هوای گرم می باشد. در محیطهای گرم دمای بتن زیاد بوده و این مسوله موجب تبخیر سریع آب ، گیرش زود رس و کاهش کاراوی بتن می شود.

برای رسیدن به بتن مناسب و با مشخصات مکانیکی مورد نیاز باید شرایط ویژه باشد ای رعایت شود.

اقلیم شناسی

طبق طبقه بندی اقلیمی بخش بزرگی از ایران دارای اقلیم گرم می باشد در فلات مرکزی اقلیم گرم و خشک و در سواحل و جزایر جنوبی اقلیم گرم و مرطوب وجود دارد . در اقلیم گرم و خشک تبخیر بیشتر از بارندگی و اختلاف دمای شبانه روز به ۲۵ درجه سلسیوس می رسد. متوسط دما در روزهای تابستانی حدود ۴۵ و در زمستان حدود ۳۰ درجه سلسیوس است. رطوب نسبی بسیار کم و به ندرت از ۵۰ درجه افزایش می یابد و عموما در حدود ۱۰_۲۰ درجه می باشد تغییرات دما در شبانه روز منجر به وزش باد های گرم و عموما با گردباد و سرعت زیاد می شود. شرایط مزبور برای کارهای بتنی مناسب نمی شود و مقاومت و پایائی (دوام) به طور محسوسی کاهش می یابد و برای دسترسی به بتن بادوام زیاد تهمیدات ویژه ای را باید به کار برد.

مقدمه

یکی از عوامل تخریب بتن در فلات مرکزی ایران بتن ریزی در هوای گرم می باشد. در محیطهای گرم دمای بتن زیاد بوده و این مسوله موجب تبخیر سریع آب ، گیرش زود رس و کاهش کاراوی بتن می شود.

برای رسیدن به بتن مناسب و با مشخصات مکانیکی مورد نیاز باید شرایط ویژه باشد ای رعایت شود.

اقلیم شناسی

طبق طبقه بندی اقلیمی بخش بزرگی از ایران دارای اقلیم گرم می باشد در فلات مرکزی اقلیم گرم و خشک و در سواحل و جزایر جنوبی اقلیم گرم و مرطوب وجود دارد . در اقلیم گرم و خشک تبخیر بیشتر از بارندگی و اختلاف دمای شبانه روز به ۲۵ درجه سلسیوس می رسد. متوسط دما در روزهای تابستانی حدود ۴۵ و در زمستان حدود ۳۰ درجه سلسیوس است. رطوب نسبی بسیار کم و به ندرت از ۵۰ درجه افزایش می یابد و عموما در حدود ۱۰_۲۰ درجه می باشد تغییرات دما در شبانه روز منجر به وزش باد های گرم و عموما با گردباد و سرعت زیاد می شود. شرایط مزبور برای کارهای بتنی مناسب نمی شود و مقاومت و پایائی (دوام) به طور محسوسی کاهش می یابد و برای دسترسی به بتن بادوام زیاد تهمیدات ویژه ای را باید به کار برد.

 

 

خرابیهای بتن

بتن سالهاست که به عنوان مصالح پایا و بادوام ، ارزان و مقاوم(در حد قابل قبول) به عنوان مصالح سازه ای،ملات،کف سازی،و پرکننده در ساختمانها و ابنیه مختلف به کار گرفته شده است. ولی متاسفانه اگر به طور مناسب، تهیه و عمل آوری نشود در محیط های گرم و خورنده طول عمر مفید آن به طور محسوسی کاهش می یابد. قبل از وارد شدن به مشکلات بتن ریزی در هوای گرم مکانیزم های خرابی بتن را به طور کلی  مورد بحث قرار می دهیم.

خرابیهای بتن به طور کلی یا به صورت شیمیائی و یا به صورت فیزیکی می باشند. در ضمن خرابی خطاهای اجرائی را نیز باید به این مجموعه اضافه کرد که عمذتا نقش تسریع در کاهش پایائی خواهند داشت. خلاصه انواع خرابی بتن در زیر ارائه شده است :

خرابی بتن:

ü        شیمیائی:

·                حمله سولفات ها

·                حمله کلرورها و خوردگی فولاد

·                کربناتی شدن

·                واکنش قلیاوی سنگدانه ها

ü        فیزیکی:

·                یخ زدگی و ذوب متوالی

·                فرسایش و سایش

·                خلائ زایی

·                نفوذ نمک ها در بتن

·                حریق

·                ضربه

·                شرایط محیطی

·                حمله باکتریها

ü        خطاهای اجرائی:

·                دانه بندی یکنواخت و نامناسب

·                خاک دار بودن شن و ماسه

 

 

·                انبار کردن نامناسب مصالح بتن (شن و ماسه،سیمان،آبّ،مواد افزودنی)

·                به کار گیری نوع و مقدار نامناسبسیمان

·                تراکم نامناسب

·                عمل آوری نامناسب

·                به کار گیری آب بیش از حد مورد نیاز در مخلوط بتن

وجود اقلیم گرم به طور مستقیم و غیر مستقیم تمام عوامل خرابیهای شیمائی و فیزکی بتن را به جز یخ زدگی و ذوب متوالی تشدید می کند. بنابراین و در اینچنین اقلیمی باید شرایط ویژه ای را به کار برد و حتی الامکان خطاهای اجراوی را نیز به حداقل کاهش داد.

تاثیر محیط گرم روی بتن:

هم بتن تازه و هم بتن سخت شده در محیطهای اقلیمی گرم و در درجه حرارت زیاد بخشی از عملکرد مطلوب و پایائی خود را از دست می دهند. نیاز به آب بیشتر ، گیرش سریع و کاهش اسلامپ و کارائی، افزایش امکان ترک خوردگی خمیری ، تبخیر سریع آب سطحی بتن و تغییر در مشخصات مکانیکی این بخش و نیاز به عمل آوری سریع  از مشکلات بتن تازه در اقلیم گرم است. این مشکلات با افزایش نفوذ پذیری که خود منجر به کاهش مقاومت ذاتی بتن در مقابله با خرابیهای دیگر می شود از تاثیرات محیط گرم روی بتن سخت شده می باشد . علت تغییرات در بتن سخت شده به طور عمده ناشی از اجبار به مصرف آب بیشتر در طرح اختلاط است.

بزرگترین مشکل اقلیم گرم روی بتن، گیرش سریع و کاهش کارائی بتن تازه می باشد که برای جبران آن تولید کنندگان آب مصرفی طرح اختلاط افزایش می دهند. با افزایش آب مصرفی مقاومت کاهش و نفوذ پذیری افزایش می یابد و در صورتیکه عوامل مخرب دیگر مثل یونهای مضرر هم در محیط وجود داشته باشد و به سرعت عمر مفید و پایائی بتن کاهش خواهد یافت و در مناطق گرم و خشک و تبخیر سریع آب از سطح آزاد بتن فرایند آبگیری ( (Hydrationسیمان متوقف شده و منجر به ترکهای جمع شدگی خمیری (Plastic shrinkage cracks) خواهد شد.

در محیطهای گرم و مرطوب به علت نفوذ رطوبت در بتن سخت شده خرابی های بتن افزایش می یابد البته به جز ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی. به هر حال در محیط های گرم و خشک نیز امکان رطوبت در پاره ای از کاربردها به طور محسوس وجود دارد مثل سازه های آبی بتنی ، پی ها که در خاک مدفون هستند و به احتمال کاربرد زمینهای اطراف آب و رطوبت به خاک تزریق خواهد شد.

مشکلات بتن ریزی در مناطق گرمسیر به صورت خلاصه عبارتند از :

_ نیازبه آب بیشتر در طرح اختلاط

_افزایش سرعت گیرش سیمان

_کاهش اسلامپ و کارآئی بتن تازه به علت گیرش زود رس

_ایجاد ترکهای جمع شدگی خمیری

 

 

_مقاومت فشاری نهائی کمتر (گرچه مقاومت فشاری اولیه افزایش می یابد)

_افزایش نفوذ پذیری و کاهش محسوس پایائی بتن

_ظاهر نامطلوب سطح بتن

_کاهش زمان اجرائی جهت حم و ریختن بتن و ویبره زدن (در پاره ای از موارد این زمان به ۲۰ دقیقه کاهش می یابد)

تمهیدات بتن ریزی در مناطق گرمسیری

در صورتیکه دمای بتن در لحظه بتن ریزی از ۳۲ درجه بیشتر باشد باید بتن ریزی رامتوقف کرد یا شرایط ویژه ای را جهت کنترل دمای بتن به کار برد. به هر حال در ردزهای گرم سال در مناطق گرمسیر موارد زیر باید مورد توجه قرار گیرد.

_دمای سیمان در هنگام اختلاط باید کمتر  از ۵۰ درجه باشد نگهداری سیمان در محلهای سایه و خنک و با استفاده از سیلو مناسب با رنگ آمیزی مناسب می تواند در پائین نگهداشتن دمای سیمان به کار رود.

_میزان مصرف سیمان نباید از ۳۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب کمتر باشد تا بتوان کاراوی و مقاومت لازم را به دست آورد در ضمن نباید از ۴۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب بتن بیشتر باشد چون گرمای آزاد شده ناشی از فعل و انفعالات سیمان منجر به دمای زیاد بتن تازه خواهد شد.

_به کار گیری سیمان کند گیر (در حد تیپ دو)به کار گیری سیمان پوزولانی به خصوص استفاده از میکروسیلیس یا به کارگیری مواد افزودنی که موجب کاهش دمای گیرش شود توصیه می شود.

_شن و ماسه باید در محل خنک و سایه (زیر سایه بان) نگهداری شوند . در صورت لزوم سنگدانه ها با آبپاشی خنک شوند.

_به کارگیری دانه های گرد گوشه (رودخانه ای) به علت ایجاد کارائی بیشتر مناسب تر است.

_دانه بندی شن و ماسه باید حتما در محدوده استاندارد باشد و اگر در حد میانی استاندارد باشد که منجر به تولید بتن متراکم شود بهتر است.

_به کار گیری شن درشت منجر به نفوذ پذیری بیشتر می شود بنابراین به کارگیری شن ریزتر در طرح اختلاط توصیه می شود.

_حتی المکان باید آب خنک استفاده شود به کارگیری عایق حرارتی برای لوله ها و مخازن آب توصیه می شود. در صورت ناتوانی در کنترل بتن می توان از خرده یخ برای خنک کردن آب استفاده نمود.

_به هیچ وجه نباید برای کنترل سلامپ و کارائی از آب بیشتر از حد تعیین شده در طرح اختلاط استفاده نمود.

میلگرد در شرایط محیطی فوق العاده شدید باید باید گالوانیزه با آغشته به اپوکسی باشند(در مناطق گرم و خشک به کارگیری این روشها ضروری نمی باشند)

 

 

_به کارگیری پوشش بتنی در اطراف میلگرد ها جهت تامین پایائی ضروری می باشد باید از به کارگیری مقاطع نازک بتنی با درصد زیاد میلگرد خودداری شود.

_به کار گیری قالب چوبی به علت کوچکی ضریب انتقال حرارت نسب به قالب های فلزی مرجع است.

_قالب ها باید حتما آب بندی باشند تا شیره و آب از دسترس بتن خارج نشود.

_بتن ریزی در ساعات خنک و سایه روز انجام شود.

_حتما از تبخیر آب سطحی بتن جلوگیری به خصوص در مقابل وزش باد و تشعشعخورشید با بکارگیری روکشهائی روی سطحی جلوگیری کرد.

_تراکم بتن حتی الامکان باید به صورت کامل انجام شود تا پایائی بتن را بتوان تضمین نمود.

_عمل آوری بتن باید به طور کامل و در اولین فرصت ممکن انجام شود و به نحوی که آب سطحی بتن از دست نرود. روشهای عمل آوری عبارتند از:

·         جاری نمودن آب مناسب روی بتن (توجه به تبادل حرارتی و از دست رفتن حرارت بتن لازم است)

·         آب پاشی به طور مدوام و با آب مناسب البته توصیه می شود به خصوص دفعات اولیه آب دارای حرارت نزدیک بتن تازه باشد تا امکان تباد حرارتی از بین ببرد.حتی اگر قرار است آبّ روی سطح بتن گرفته شود باید چند ساعت اولیه با آب گرم روی سطح بتن آب پاشی نمود و سپس اقدام به این کار کرد.

·         به کارگیری روکش مرطوب نظیر گونی، نمد، حصیر،کاه،ماسه تمیز و خاک اره.

·         به کار گیری روکش غیر قابل نفوذ شامل کاغذ نفوذناپذیر،نایلون.

حداقل زمان عمل آوری در مناطق گرمسیری ۷ روز می باشد ولی برای سیمانهای تیپ ۲و ۵ و سیمانهای پوزولانی ۱۴ روز است.

_به کار گیری گوشه های پخ شده در قطعات جهت جلوگیری از تبخیر سریع از این نواحی.

نتیجه گیری

فلات مرکزی ایران کویری بوده و دارای اقلیم گرم و خشک می باشد. شرایط آب و هوای اقلیم مزبور جهت بتن ریزی و عمل آوری مناسب نمی باشد. طراحان و مجریان می توانند با به کار گیری مشخصات و روشهای اجرائی مناسب بتن با مقاومت فشاری ،پایائی و کارائی خواسته شده تولید نمایند. افزایش آب به بتن جهت افزایش کارائی نتیجه نامطلوب دارد. تامین رطوبت و جلوگیری از وزش باد از روی سطح بتن در دوره عمل آوری ضروری می باشد و به طور وسیعی از ترک خوردگی جمع شدگی جلوگیری می کند طبق آیین نامه آبا به کارگیری بتن تازه با دمای بیشتر از ۳۲ درجه سلیسوس ممنوع است و باید در شرایط هوای گرم با خنک کردن آب و سنگدانه ها از دمای بتن کاست و سپس استفاده نمود.

 

 

 

 

---

 

ايران موفق به بتن ريزي در دماي ١٨ درجه زير صفر شد

فناوري اطلاعات

طاهره ساعدی
پژوهشگران ايراني براي اولين بار در جهان به فناوري توليد بتني دست يافتند كه قابليت استفاده در دماي ١٨ درجه زير صفر را دارد.مهندس حسين الزماني، مدير پروژه، با اعلام اين خبر مي افزايد: اين فناوري منحصر به فرد كه در داخل ثبت شده است، مراحل ثبت جهاني در آمريكا را مي گذراند.

با استفاده از اين فناوري، بتن در نصف مدت معمول لازم يعني ١٤ روز به مقاومتي ٥/٢ برابر بتن هاي معمول مي رسد. بتن هايي كه در حال حاضر استفاده مي شود، فقط در دماي بالاي ١٦ درجه سانتي گراد قابل ساخت است و عمل آوري نيز ٢٨ روز به طول مي انجامد. عضو مركز تحقيقات صنايع دفاعي با اشاره به اين مسئله كه به اذعان كارشناسان داخلي و خارجي، اين بتن باعث ايجاد انقلابي در صنعت ساختمان سازي و پروژه هاي عمراني مثل ساخت سد و فرودگاه در مناطق سردسير مي شود، مي افزايد: دستيابي به اين فناوري ،شگفتي ناسا را نيز برانگيخته به طوري كه اين سازمان فضايي از آن به عنوان گامي در جهت ساخت سازه هاي فضايي در خارج از جو زمين و كرات ديگر نام برده است. اين بتن كه از انجمن هاي تخصصي ايراني و نيز انجمن بتن آلمان تاييديه گرفته، توجه مقامات روسي را نيز به خود جلب كرده است چرا كه روسيه با تلاش هاي بسيار توانسته است بتن ريزي را فقط در دماي ٤ درجه زير صفر امكان پذير سازد.«الزماني» كه دارنده مقام اول تاليف در رشته بتن است، تصريح مي كند: كه باوجود داشتن ١٨ مقام كشوري در زمينه بتن هنوز نتوانسته است از بنياد ملي نخبگان معرفي نامه اي براي گذراندن خدمت سربازي در مركز تحقيقات صنايع دفاعي و ادامه پروژه هايش در اين مركز بگيرد.
مهندس حسين الزماني، متخصص بتن و مدير معاونت پژوهش مركز ملي مقاوم سازي مي گويد: كار روي ساخت بتن منحصر به فردي كه در دماي ١٨ درجه سانتي گراد زير صفر قابليت استفاده در پروژه هاي ساختماني را دارد، ٣ و نيم سال پيش آغاز شد. اكنون كسب اين موفقيت يكي از دستاوردهاي جنبي پروژه است. نتيجه اصلي پروژه حدود ٢ سال ديگر مشخص مي شود كه مربوط به يك پروژه بزرگ نظامي است.
وي كه در مركز تحقيقات وزارت دفاع نيز پروژه هاي عظيم ديگري را در دست اجرا دارد، مي افزايد: در اين پروژه، سيماني با نرمي بالا و پودري توليد شده است كه آن را با مواد و عناصري مانند سيليس فعال و غني سازي كرده ايم كه اين امر باعث شده است بتن در ١٨ درجه سانتي گراد هم قابل عمل آوري با حفظ تمامي خواص باشد چون بتن هاي معمولي فقط در دماي بالاي ١٦ درجه سانتي گراد فعال است و در پايين تر از اين دما مهندسان ناظر اجازه بتن ريزي نمي دهند، چون چسبندگي آن كم مي شود. بتن براي سخت شدن نياز به دمايي به نام هيدراتاسيون دارد كه در اين دما فعل و انفعالات شيميايي باعث سخت شدن آن مي شود. بعد كه قالب ها از بتن باز شود، مدت ٢٨ روز طول مي كشد تا بتن به طور كامل سفت و سخت شود كه به اين مرحله عمل آوري بتن مي گويند. در طول اين مدت براي ايجاد حرارت و واكنش هاي لازم آب به بتن اضافه مي شود بعد از اين ٢٨ روز بتن، سختي لازم را براي انجام كارهاي ديگر ساختمان سازي پيدا كرده است. براي عمل آوري بتن مدت زمان لازم و استاندارد براي ساختمان سازي ٢٨ روز است. چرا كه در كمتر از اين مدت و همچنين پايين تر از دماي ١٦ درجه سانتي گراد بتن مقاومت لازم را كه ٢٤٠ كيلوگرم بر سانتي مترمربع است، پيدا نمي كند. ٣٠ تا ٤٠ درصد مقاومت بتن بستگي به دماي مناسب آن يعني بالاتر از ١٦ درجه سانتي گراد دارد. اما بتن جديد ابداعي محققان ايراني علاوه بر اين كه در دماي ١٨ درجه سانتي گراد زير صفر قابليت عمل آوري را دارد، در مدت ١٤ روز به سختي و مقاومت لازم مي رسد.
وي تاكيد مي كند: تاكنون تنها روسيه توانسته است با ساخت سيماني خاص دماي بتن ريزي را فقط تا ٤ درجه سانتي گراد زير صفر كاهش دهد. در مناطق سردسير و يخ بندان هزينه بتن ريزي بسيار بالا مي رود، چون بايد از امكانات و ابزار لازم براي فراهم كردن دماي هيدراتاسيون بتن استفاده كرد. در حالي كه ما براي نخستين بار در جهان با ساخت يك سيمان غني شده، دماي بتن ريزي را تا ١٨ درجه سانتي گراد زير صفر كاهش داده ايم و اهميت اين دستاورد به حدي بود كه فيلمي از مراحل مختلف پروژه در شبكه ٢ روسيه پخش شد. همچنين زماني كه مستندات پروژه را به موسسه بتن آلمان ارسال كرديم، اين موسسه پس از تاييد آن، به من به عنوان مدير پروژه، دكتراي افتخاري در اين زمينه اعطا كرد.

 مهندس الزماني مي افزايد: مركز تحقيقات ملي مقاوم سازي ايران پس از ٢ ماه با انجام آزمايش هايي، پروژه را مورد تاييد قرار داد. اين پروژه به دليل اهميت بالا و منحصر به فرد بودن، در حال حاضر مراحل ثبت جهاني را در آمريكا مي گذراند. البته ناگفته نماند كه اختراع مذكور ثبت داخل شده است.
عضو مركز تحقيقات صنايع دفاعي در خصوص ميزان حمايت وزارت خانه هايي مثل علوم، از اين پروژه مي گويد: در مورد اين پروژه هيچ نهادي كمك نكرده است و تاكنون ٢٣ ميليون تومان هزينه آن را خود پرداخته ام.
الزماني كه ٤ مقاله در كنفرانس جامعه مهندسان عمران آ مريكا ارائه كرده است، مي گويد: پس از ١٢ سال اولين ايراني بودم كه موفق شدم در اين سازمان مقاله ارائه دهم. هر چند پذيرفته شدن اين مقاله ها بازتاب خوبي در داخل داشت ولي هنوز هيچ نهادي كاري براي من انجام نداده است. به عنوان مثال من از ابتداي اسفند بايد خدمت سربازي بروم كه اين امر مشكل بزرگي براي ادامه پروژه هايم محسوب مي شود. در حال حاضر از آ مريكا، آلمان، چين و روسيه دعوت نامه براي ادامه تحصيل و فرصت تحقيقاتي دارم ولي مي خواهم كارهايم را در ايران انجام دهد. مسئولان در ايران از حمايت نخبگان و پژوهشگران بسيار سخن مي گويند ولي وقتي به مرحله عمل مي رسد، از انجام كوچك ترين كاري خودداري مي كنند.
من ٢ پروژه ملي را به انجام رسانده ام كه نمي توانم به دلايل امنيتي آن ها را بازگو كنم ولي با اين حال هنوز نتوانسته ام از بنياد نخبگان معافيت سربازي بگيرم. هر چند حاضر شده ام در مركز تحقيقات صنايع دفاعي علاوه بر گذراندن سربازي پروژه هايم را نيز ادامه بدهم. وزارت دفاع از من حمايت مي كند ولي بنياد نخبگان هنوز كاري انجام نداده و تسهيلاتي فراهم نكرده است.
حتي به من معرفي نامه اي نمي دهد كه بتوانم در مركز تحقيقات وزارت دفاع پروژه ام را در دوران سربازي ادامه دهم.
الزماني كه داراي جايگاه اول تاليف در كشور در زمينه بتن نيز مي باشد، در خصوص پروژه اش مي گويد: اين پروژه يك بار با شكست كامل مواجه شد ولي دوباره آن را با كمك متخصصاني در رشته شيمي، معدن و هسته اي آغاز كردم و با وجود مخالفت هاي بسيار ادامه دادم و بالاخره به نتيجه رسيدم.در حال حاضر به دليل سردي هوا در غرب و شمال غرب كشور، بسياري از پروژه هاي ساختماني مي خوابد. حتي در برخي از مناطق فقط ٢ ماه از سال امكان كار وجود دارد ولي با استفاده از اين سيمان در ١٢ ماه سال مي توان پروژه هاي عمراني را با موفقيت اجرايي كرد.
به گفته الزماني، براي اولين بار در جهان با توليد اين سيمان غني شده توانسته ايم بتن سازي را در دماي ١٨ درجه سانتي گراد زير صفر امكان پذير كنيم. البته با اضافه كردن موادي به اين بتن مثل ضديخ، امكان فعال سازي آن در دما هاي پايين تر از ١٨- درجه سانتي گراد هم امكان پذير است.
با سيمان پودري ابداعي مي توان طي حداكثر ١٤ روز (نه ٢٨ روز) مقاومت بتن را به حد مناسب رساند. با استفاده از يك سري افزودني ها و اضافه كردن آن ها به اين سيمان پودري در اين درجه حرارت پايين، واكنش ها به قدري گرمازا مي شود كه دماي لازم براي هيدراتاسيون بتن فراهم مي شود. از سوي ديگر استفاده از اين سيمان در بتن ريزي مقاومت آن را ٥/٢ برابر افزايش و ميزان سايش بتن را در برابر عوامل فيزيكي و شيميايي كاهش مي دهد. بنابراين مشكلاتي كه هم اكنون در دريچه هاي سد، سازه هاي نظامي و باندهاي فرودگاه ها، در اثر سايش بتن به وجود مي آيد، بسيار كم مي شود.
عضو مركز تحقيقات صنايع دفاعي مي گويد: ناسا از اين طرح پژوهشي به عنوان گامي در جهت تحقق ساخت سازه هاي فضايي در خارج از جو زمين ياد و تقاضاي ارسال مستنداتي از آ ن براي انتشار در سايت ناسا كرده است.
وي كه داراي ١٨ مقام كشوري در عرصه بتن است ، خواستار حمايت بيشتر مقام ها و مسئولان دولتي از پژوهشگران براي تجاري سازي پروژه ها مي شود و مي افزايد: اگر پروژه هاي پژوهشي كاربردي نشود، تاثيري در بهبود وضعيت جامعه نخواهد داشت.

 پژوهشگران ايراني براي اولين بار در جهان به فناوري توليد بتني دست يافتند كه قابليت استفاده در دماي ١٨ درجه زير صفر را دارد.مهندس حسين الزماني، مدير پروژه، با اعلام اين خبر مي افزايد: اين فناوري منحصر به فرد كه در داخل ثبت شده است، مراحل ثبت جهاني در آمريكا را مي گذراند.

با استفاده از اين فناوري، بتن در نصف مدت معمول لازم يعني ١٤ روز به مقاومتي ٥/٢ برابر بتن هاي معمول مي رسد. بتن هايي كه در حال حاضر استفاده مي شود، فقط در دماي بالاي ١٦ درجه سانتي گراد قابل ساخت است و عمل آوري نيز ٢٨ روز به طول مي انجامد.

عضو مركز تحقيقات صنايع دفاعي با اشاره به اين مسئله كه به اذعان كارشناسان داخلي و خارجي، اين بتن باعث ايجاد انقلابي در صنعت ساختمان سازي و پروژه هاي عمراني مثل ساخت سد و فرودگاه در مناطق سردسير مي شود، مي افزايد: دستيابي به اين فناوري ،شگفتي ناسا را نيز برانگيخته به طوري كه اين سازمان فضايي از آن به عنوان گامي در جهت ساخت سازه هاي فضايي در خارج از جو زمين و كرات ديگر نام برده است.

اين بتن كه از انجمن هاي تخصصي ايراني و نيز انجمن بتن آلمان تاييديه گرفته، توجه مقامات روسي را نيز به خود جلب كرده است چرا كه روسيه با تلاش هاي بسيار توانسته است بتن ريزي را فقط در دماي ٤ درجه زير صفر امكان پذير سازد.«الزماني» كه دارنده مقام اول تاليف در رشته بتن است، تصريح مي كند: كه باوجود داشتن ١٨ مقام كشوري در زمينه بتن هنوز نتوانسته است از بنياد ملي نخبگان معرفي نامه اي براي گذراندن خدمت سربازي در مركز تحقيقات صنايع دفاعي و ادامه پروژه هايش در اين مركز بگيرد.

مهندس حسين الزماني، متخصص بتن و مدير معاونت پژوهش مركز ملي مقاوم سازي مي گويد: كار روي ساخت بتن منحصر به فردي كه در دماي ١٨ درجه سانتي گراد زير صفر قابليت استفاده در پروژه هاي ساختماني را دارد، ٣ و نيم سال پيش آغاز شد. اكنون كسب اين موفقيت يكي از دستاوردهاي جنبي پروژه است. نتيجه اصلي پروژه حدود ٢ سال ديگر مشخص مي شود كه مربوط به يك پروژه بزرگ نظامي است.

وي كه در مركز تحقيقات وزارت دفاع نيز پروژه هاي عظيم ديگري را در دست اجرا دارد، مي افزايد: در اين پروژه، سيماني با نرمي بالا و پودري توليد شده است كه آن را با مواد و عناصري مانند سيليس فعال و غني سازي كرده ايم كه اين امر باعث شده است بتن در ١٨ درجه سانتي گراد هم قابل عمل آوري با حفظ تمامي خواص باشد چون بتن هاي معمولي فقط در دماي بالاي ١٦ درجه سانتي گراد فعال است و در پايين تر از اين دما مهندسان

ناظر اجازه بتن ريزي نمي دهند، چون چسبندگي آن كم مي شود. بتن براي سخت شدن نياز به دمايي به نام هيدراتاسيون دارد كه در اين دما فعل و انفعالات شيميايي باعث سخت شدن آن مي شود. بعد كه قالب ها از بتن باز شود، مدت ٢٨ روز طول مي كشد تا بتن به طور كامل سفت و سخت شود كه به اين مرحله عمل آوري بتن مي گويند. در طول اين مدت براي ايجاد حرارت و واكنش هاي لازم آب به بتن اضافه مي شود بعد از اين ٢٨ روز بتن، سختي لازم را براي انجام كارهاي ديگر ساختمان سازي پيدا كرده است.

 براي عمل آوري بتن مدت زمان لازم و استاندارد براي ساختمان سازي ٢٨ روز است. چرا كه در كمتر از اين مدت و همچنين پايين تر از دماي ١٦ درجه سانتي گراد بتن مقاومت لازم را كه ٢٤٠ كيلوگرم بر سانتي مترمربع است، پيدا نمي كند. ٣٠ تا ٤٠ درصد مقاومت بتن بستگي به دماي مناسب آن يعني بالاتر از ١٦ درجه سانتي گراد دارد. اما بتن جديد ابداعي محققان ايراني علاوه بر اين كه در دماي ١٨ درجه سانتي گراد زير صفر قابليت عمل آوري را دارد، در مدت ١٤ روز به سختي و مقاومت لازم مي رسد.

وي تاكيد مي كند: تاكنون تنها روسيه توانسته است با ساخت سيماني خاص دماي بتن ريزي را فقط تا ٤ درجه سانتي گراد زير صفر كاهش دهد. در مناطق سردسير و يخ بندان هزينه بتن ريزي بسيار بالا مي رود، چون بايد از امكانات و ابزار لازم براي فراهم كردن دماي هيدراتاسيون بتن استفاده كرد.

در حالي كه ما براي نخستين بار در جهان با ساخت يك سيمان غني شده، دماي بتن ريزي را تا ١٨ درجه سانتي گراد زير صفر كاهش داده ايم و اهميت اين دستاورد به حدي بود كه فيلمي از مراحل مختلف پروژه در شبكه ٢ روسيه پخش شد. همچنين زماني كه مستندات پروژه را به موسسه بتن آلمان ارسال كرديم، اين موسسه پس از تاييد آن، به من به عنوان مدير پروژه، دكتراي افتخاري در اين زمينه اعطا كرد.

مهندس الزماني مي افزايد: مركز تحقيقات ملي مقاوم سازي ايران پس از ٢ ماه با انجام آزمايش هايي، پروژه را مورد تاييد قرار داد. اين پروژه به دليل اهميت بالا و منحصر به فرد بودن، در حال حاضر مراحل ثبت جهاني را در آمريكا مي گذراند. البته ناگفته نماند كه اختراع مذكور ثبت داخل شده است.

عضو مركز تحقيقات صنايع دفاعي در خصوص ميزان حمايت وزارت خانه هايي مثل علوم، از اين پروژه مي گويد: در مورد اين پروژه هيچ نهادي كمك نكرده است و تاكنون ٢٣ ميليون تومان هزينه آن را خود پرداخته ام.

الزماني كه ٤ مقاله در كنفرانس جامعه مهندسان عمران آ مريكا ارائه كرده است، مي گويد: پس از ١٢ سال اولين ايراني بودم كه موفق شدم در اين سازمان مقاله ارائه دهم.

هر چند پذيرفته شدن اين مقاله ها بازتاب خوبي در داخل داشت ولي هنوز هيچ نهادي كاري براي من انجام نداده است. به عنوان مثال من از ابتداي اسفند بايد خدمت سربازي بروم كه اين امر مشكل بزرگي براي ادامه پروژه هايم محسوب مي شود. در حال حاضر از آ مريكا، آلمان، چين و روسيه دعوت نامه براي ادامه تحصيل و فرصت تحقيقاتي دارم ولي مي خواهم كارهايم را در ايران انجام دهم. مسئولان در ايران از حمايت نخبگان و پژوهشگران بسيار سخن مي گويند ولي وقتي به مرحله عمل مي رسد، از انجام كوچك ترين كاري خودداري مي كنند.

من ٢ پروژه ملي را به انجام رسانده ام كه نمي توانم به دلايل امنيتي آن ها را بازگو كنم ولي با اين حال هنوز نتوانسته ام از بنياد نخبگان معافيت سربازي بگيرم. هر چند حاضر شده ام در مركز تحقيقات صنايع دفاعي علاوه بر گذراندن سربازي پروژه هايم را نيز ادامه بدهم. وزارت دفاع از من حمايت مي كند ولي بنياد نخبگان هنوز كاري انجام نداده و تسهيلاتي فراهم نكرده است.

حتي به من معرفي نامه اي نمي دهد كه بتوانم در مركز تحقيقات وزارت دفاع پروژه ام را در دوران سربازي ادامه دهم.

الزماني كه داراي جايگاه اول تاليف در كشور در زمينه بتن نيز مي باشد، در خصوص پروژه اش مي گويد: اين پروژه يك بار با شكست كامل مواجه شد ولي دوباره آن را با كمك متخصصاني در رشته شيمي، معدن و هسته اي آغاز كردم و با وجود مخالفت هاي بسيار ادامه دادم و بالاخره به نتيجه رسيدم.

در حال حاضر به دليل سردي هوا در غرب و شمال غرب كشور، بسياري از پروژه هاي ساختماني مي خوابد. حتي در برخي از مناطق فقط ٢ ماه از سال امكان كار وجود دارد ولي با استفاده از اين سيمان در ١٢ ماه سال مي توان پروژه هاي عمراني را با موفقيت اجرايي كرد.

 به گفته الزماني، براي اولين بار در جهان با توليد اين سيمان غني شده توانسته ايم بتن سازي را در دماي ١٨ درجه سانتي گراد زير صفر امكان پذير كنيم. البته با اضافه كردن موادي به اين بتن مثل ضديخ، امكان فعال سازي آن در دما هاي پايين تر از ١٨- درجه سانتي گراد هم امكان پذير است.

با سيمان پودري ابداعي مي توان طي حداكثر ١٤ روز (نه ٢٨ روز) مقاومت بتن را به حد مناسب رساند. با استفاده از يك سري افزودني ها و اضافه كردن آن ها به اين سيمان پودري در اين درجه حرارت پايين، واكنش ها به قدري گرمازا مي شود كه دماي لازم براي هيدراتاسيون بتن فراهم مي شود.

از سوي ديگر استفاده از اين سيمان در بتن ريزي مقاومت آن را ٥/٢ برابر افزايش و ميزان سايش بتن را در برابر عوامل فيزيكي و شيميايي كاهش مي دهد. بنابراين مشكلاتي كه هم اكنون در دريچه هاي سد، سازه هاي نظامي و باندهاي فرودگاه ها، در اثر سايش بتن به وجود مي آيد، بسيار كم مي شود.

عضو مركز تحقيقات صنايع دفاعي مي گويد: ناسا از اين طرح پژوهشي به عنوان گامي در جهت تحقق ساخت سازه هاي فضايي در خارج از جو زمين ياد و تقاضاي ارسال مستنداتي از آ ن براي انتشار در سايت ناسا كرده است. وي كه داراي ١٨ مقام كشوري در عرصه بتن است ، خواستار حمايت بيشتر مقام ها و مسئولان دولتي از پژوهشگران براي تجاري سازي پروژه ها مي شود و مي افزايد: اگر پروژه هاي پژوهشي كاربردي نشود، تاثيري در بهبود وضعيت جامعه نخواهد داشت.

 

چكيده :

هدف مقاله حاضر , بيان تاثير تاخير بتن ريزى بر مقاومت فشارى بتن است . مسافتهاى طولانى حمل بتن موجب می شود كه بتن مدتى پس از ساخت و اختلاط , در قالب ريخته شود . (اين مساله در مورد بتنى كه قبلا در كارگاه ساخته شده و بدليل صرف جويي از آن استفاده می شود , نيز صادق است .) در اين مطالعه آزمايشى تعيين مقاومت فشارى براى نمونه هايىكه با 5/0 , 1 , 2 و 3 ساعت تاخير زمانى بتن ريزى مى شوند انجام میگردد .

در پايان نتايج آزمايش با مقاومت طراحى و نيز مقاومت نمونه مبنا كه با تاخير زمانى صفر در قالب ريخته میشود مقايسه میگردد و چينن نتيجه گيرى میشود كه ميزان تاثير ديركرد زمانى , به مقاومت بتن وميزان ديركرد بستگى دارد و بيشترين ديركرد مجاز , متناسب با مقاومت بتن , بين يك تا دو ساعت است .

مقدمه :

يكى از مشكلات حمل و نقل بتن فاصله زياد كارخانه هاى بتن سازى ازكارگاههاى ساختمانى است . اين مساله در شهرهايی كه به دليل فقدان يا كمبود كارخانه هاى بتن سازى مجبورند بتن را از كارخانه هاى واقع در شهرهاى مجاور وارد نمايند باعث میشود كه بتن ساخته شده در هنگام حمل و نقل , زمان زيادى را در راه باشد.

در مسافتهاى طولانى حمل بتن , هيدراسيون سيمان و در نتيجه گيرش بتن , ممكن است در داخل بتونير آغاز شود و در هنگام ريختن بتن در محل استفاده , كيفيت و در نتيجه مقاومت و روانى آن در حد مطلوب نباشد.

مشكل ديگر , استفاده از بتنى میباشد كه از روز قبل به جاى مانده است . بتنی كه هر روز ساخته میشود ممكن است تماماً در همان روز مصرف نگردد و مقدارى از ان به عنوان مازاد باقى بماند كه اگر تمهيداتى براى تاخيرگيرش بتن انديشيده شود میتوان از آن در روز بعد نيز استفاده نمود.

استانداردهاي ASTM C-94 در مورد بتن اماده و ASTM C-685 براى بتن سازى با اختلاط دائمى , در مورد اثر ديركرد بتن ريزى بر مقاومت آن بحثى نمیكنند. اخيراً در امريكا مطالعات عملى بر روى موادى اغاز شده كه نوعى از ان باعث توقف كيرش بتن میشود وگيرش مجدد بتن پس از افزودن نوع ديگرى از ان مواد اغاز میگردد.

در ايران مواردى از افزودن بى رويه مقادير آب و سيمان به عنوان راه حلهاى براى مقابله با كاهش روانى و مقاومت بتن مثاهده میشود.

در مقاله حاضر , اثر ديركرد بتن ريزى بر مقاومت فشارى بتن , با تاخيرات زمانى نيم تا سه ساعت پس از ساخت بتن , طى آزمايشهاى مورد بررسى قرار میگيرد.

مشخصات مصالح

مصالح سنكى ريز دانه شامل ماسه رودخانه اى و درشت دانه شامل سنگ شكسته با حداكثر اندازه دانه 25 ميلى متر مورد استفاده قرار مىگيرند. دانه بندى ريز دانه مطابق جدول 1 استاندارد ASTM C-33 و درشت دانه مطابق جدول 2 استاندارد فوق انتخاب مىشود.

سيمان مصرفى از نوع 1 سيمان پرتلند و آب مصرفى , آب آشاميدنى شهر تهران میباشد . مخلوط هاى بتنى به روش وزنى طراحى مي شوند . جدول 1 نتايج طراحى مخلوط هاى بتن را براى مقاومتهاى 200 , 250 و 300 كيلوگرم نيرو بر سانتيمتر مربع نشان میدهد .

 

 

 

 

مشخصات و تعداد نمونه ها

هريك از نمونه ها استوانه اى به قطر 15 سانتيمتر و ارتفاع 30 سانتيمتر میباشد . نمونه گيرى در 5 نوبت انجام مىگيرد. و در هر نوبت 3 نمونه گرفته میشود. نخستين 3 نمونه در نوبت اول يعنى 15 دقيقه پس از مخلوط كردن بتن گرفته میشود. اين 3 نمونه مقاومت فشارى مبنا را به دست مىدهد و كاهش مقاومتهاى فشارى نمونه هاى ديگر نسبت به آن سنجيده میشود. در پروژه حاضر , اين زمان , زمان صفر تعريف میشود.

نمونه هاى ديگر در نوبتهاى بعدى به ترتيب در ساعتهاى 5/0 , 1 , 2 ,3 ساعت پس از ساعت صفر گرفته مىشوند. پس براى هر مقاومت فشاری كلاً 15 نمونه در 5 نوبت زمانى تحت آزمايش قرار میگيرد.

نحوه ساخت بتن و انجام آزمايش

استاندارد ASTM C-39 براى ساخت نمونه ها مورد استفاده قرار مىگيرد. 15 دقيقه پس از افزودن اب به مخلوط مصالح سنكى و سيمان , نخستين نمونه گيرى انجام می شود . مخلوط كن از آغاز اختلاط مصالح تا پايان نمونه گيرى بدون توقف می چرخد . نمونه گيرى در هر نوبت با برگردانيدن مخلوط كن در حال چرخش انجام می شود.

تراكم نمونه ها با كوبيدن ميله انجام می گيرد. 24 ساعت پس از نمونه گيرى قالبها را باز كرده نمونه ها را بيرون می آوريم و در تشت هاى پر از آب می گذاريم . آب تشت نيمى از ارتفاع نمونه ها را در برمی گيرد. روى نمونه ها را باگونى خيس می پوشانيم . براى جلو گيرى از تبخير اب گونی ها در اثر جريان هوا , روى تمام تشت ها را با پوشش نايلونى می پوشانيم . هر 3 تا 4 روز يكبار پوششها را بر می داريم و با غلتانيدن نمونه ها در جاى خود نيمه ديگر نمونه ها را به درون آب می بريم و روى نمونه ها را مجددأ می پوشانيم .

نمونه ما را 28 روز به همين شيوه نگه می داريم و پس از 28 روز آزمايش تعيين مقاومت فشارى نمونه ها انجام مىگيرد. مقاومت فشارى بتن برابر ميانگين مقاومت هاى فشارى سه نمونه مربوط به هرنوبت آزمايش در نظرگرفته می شود.

نتايج آزمايش و تحليل آنها

مقاومت فشارى نمونه ها در جدول 2 نشان داده شده است . جدول 3 تغييرات مقاومت فشارى نمونه ها را نسبت به مقاومت طراحى مفروض و جدول 4 تغييرات مقاومت فشارى نمونه ها را نسبت به مقاومت فشارى نمونه مبنا كه از آزمايش نمونه ها با ديركرد زمانى صفر به دست امده است نشان می دهد.

چنانچه از اين جداول پيدا است ميزان اثر ديركرد زمانى بر مقاومت فشارى بتن به مقاومت بتن و ميزان ديركرد زمانى بستگى دارد.

اگر مقاومت طراحي ملاك قرار گيرد. بتن با ديركردهاى زمانى بيش از 2 ساعت براى مقاومتهاى تا 250 كيلوگرم نيرو بر سانتيمتر مربع و بيش از 1 ساعت براى مقاومت 300 كيلوگرم نيرو بر سانتيمتر مربع داراى كاهش مقاومت فشارى مىباشد. براى همه نمونه ها ديركرد زمانى 3 ساعت منجر به كاهش بسيار شديد مقاومت می شود.

چنانچه مقاومت فشارى مبنا در زمان صفر ملاك قرار گيرد , ديركرد زمانى در بتن ريزى مجاز نيست , مگر اينكه روشها و موادى كه از طريق آزمايش مشخص شده باشند , براى مقابله باكاهش مقاومت در اثر ديركرد زمانى به كار روند.

 

 

 

قابل توجه است كه در اين صورت روانى بتن نيز كاهش می يابد. البته نمونه سازى در اين آزمايشها بدون افزودن روان سازها انجام شد. نمونه هاى با 3 ساعت تأخير بسيار خشك و زبر بودند و به نظر می رسد كه در ديركردهاى زمانى بيشتر كاهش روانى به حدى خواهد بود كه استفاده از روان سازها الزامى باشد.

نتيجه گيري

1- چنانچه طراحى مخلوط بتن بر پايه روش وزنى انجام گيرد , مقاومت فشارى مبناى بتن بيش از 20 درصد از مقاومت طراحى نمونه بيشتر می باشد.

2- ميزان تأثير ديركرد زمانى , به مقاومت بتن و ميزان ديركرد بستگي دارد.

3- چنانچه طراحى مخلوط بتن بر پايه روش وزنى انجام گيرد و مقاومت طراحى , مبناى مقايسه قرار گيرد بيشترين ديركرد مجاز برابر يك ساعت خواهد بود .

رکورد بزرگترین بتن ریزی پمپی کشور ثبت شد

 

با گذشت یک سال از طرح دولت برای تولید انبوه مسکن تحولات پیرامون افزایش توان تولید مسکن در کشور  ، نخستین آثار خود را نمایان می سازند و حرکت به سمت صنعتی کردن ساخت و سازها ، ‌نیازمند شکل گیری واحدهائی است که بتوانند بصورت تیمی در یک عملیات ساختمانی و براساس برنامه از پیش تعیین شده عمل کنند

. از جمله بخش های اصلی مسکن ، ‌موضوع تأمین بتن برای بخشهای مختلف سازه ای می باشد . این در حالیست که برنامه های انبوه سازی دولت به منظور تحقق اهداف تولید 5/1 میلیون واحدمسکونی در سال ، نه در قالب تک سازی و یا ساخت و سازهای کوچک ، بلکه در قالب پروژه های بزرگ و انبوه سازی و مجتمع های بزرگ محقق می شود . پروژه های بزرگ نیز ، ‌نیازمند شرکت های بزرگتری می باشند که بتوانند براساس برنامه از  پیش تعیین شده و در مدت زمان محدود ، حجم بالائی از مصالح ساختمانی و یا خدمات را منطبق بر استانداردهای مربوطه با کیفیت بالا تأمین کنند . آنچه که پاشنه آشیل برنامه دولت برای  تولید انبوه مسکن مطرح می باشد ، تعداد اندک چنین شرکت هائی است که بتوانند در کنار حفظ کیفیت ،‌ حجم بالائی از خدمات ساختمانی را در مدت زمان کوتاهی انجام دهند . تعدادی از کارشناسان دخالت های غیر مسئولانه دولت در موضوعات مختلفی از قبیل دخالت در تولید و عرضه سیمان و فولاد را یکی از دلایلی می دانند که بعنوان مانعی در برابر رشد این دو صنعت برای شکل گیری واحد های بزرگ قلمداد کرده اند ، بالاخص سیاست های غلط دولت در بخش توزیع سیمان که  50 سال بعنوان سدی در برابر رشد صنعت مهمی بنام بتن آماده و قطعات بتنی عمل کرده است اما در این میان تعدادی از واحد های بزرگ تولید بتن آماده در کنار مشکلات فراوان تامین سیمان ،  سرمایه گذاری و سیعی برای راه اندازی یک واحد تولیدی منطبق بر استاندارد ها ی جهانی داشته اند که مجتمع تحقیقاتی تولیدی ایران فریمکویکی از این واحد هاست . هر چند در سالهای اخیر از سوی انجمن بتن ایران و  موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی 4 سال پیاپی بعنوان واحد برتر تولید بتن در کشورو استان تهران انتخاب شده است و

 

 

 

دارای 7 نشان ملی کیفیت می باشد ، لیکن بخاطر عدم تحویل سیمان تنها با 20 ٪  ظرفیت تولید خود فعالیت می کند و 5 روز هفته را تعطیل و تنها یک روز در هفته کار می کند ،  روز جمعه 11/8/86 این شرکت موفق شد که بزرگترین عملیات بتن ریزی پمپی کشور رابه ثبت برساند . به گفته مدیر عامل ایران فریمکو برای اجرای این پروژه سیمان 10 روز فعالیت های شرکت را جمع آوری کردیم تا بتوانیم یک روز برای اولین بار در حد ظرفیت اسمی خود کار کنیم  مشخصات رکورد بتن ریزیاین عملیات که  فونداسیون های یک پروژه مسکونی متعلق به شرکت تعاونی مسکن بیمارستان البرز واقع در شهرستان کرج بود  نیاز به 3000 متر مکعب بتن داشت که بصورت پمپی اجرا شود .شرکت ایران فریمکو در 30 کیلومتری محل پروژه واقع است که بعنوان تامین کننده این بتن انتخاب شد . ایران فریمکو دارای 7 خط تولید بتن میباشد که در این عملیات تنها از 4 خط تولید ( بچینگ پلانت ) که ظرفیت تولید آنها 4 متر مکعب بتن در دقیقه می باشد استفاده شد . برای تامین 6933 تن مصالح مصرفی در این پروژه  یک خط تولید شن وماسه استاندارد که در داخل مجتمع مستقر می باشد کار تامین شن و ماسه استاندارد را بر عهده داشته است . همچنین دراین پروژه بیش از 1050 تن سیمان که از کارخانجات تهران آبیک ،‌ساوه و فیروزکوه تامین شده بود استفاده شده است که از جمله مشکلات کنترل کیفیت این عملیات تامین سیمان از منابع مختلف بود که بخاطر تغییرات مشخصات آنها سختی هائی را به این عملیات تحمیل کرده بود . به منظور ایجاد همگنی دربتن های ساخته شده بچنیگ پلانتهای تولید بتن مجهز به سیستم هوشمند و کامپیوتری رعایت طرح  اختلاط بتن بود که امکان تغییر نسبت های طرح اختلاط در تمام مراحل به حداقل رسانده است یکی از مهمترین موضوعات این عملیات انتخاب ساعت مناسب برای شروع و خاتمه عملیات بود که با توجه به ترافیک عبوری جاده قدیم کرج  - قزوین و شهر کرج در ساعات پایانی روز پنج شنبه و جمعه نیازمند انتخاب ساعتی بود که کمترین توقف اتومیکسر ها در پشت ترافیک بوجود آید ، به همین منظور ساعت 30: 19 مورخه 10/8/1386 برای شروع عملیات انتخاب شد که تا ساعت 18:21 مورخه 11/8/86 ادامه یافت که در مجموع در 23 ساعت به پایان رسید . در این پروژه5 دستگاه پمپ بتن دکل و سه دستگاه پمپ بتن ثابت براساس تقسیم بندی فونداسیون در ایستگاههای خود مستقر شدند که با پشتیبانی 41دستگاه تراک میکسر عملیات بتن ریزی را انجام می دادند ، که در مجموع  379 سرویس تراک میکسر از محل ایستگاههای بتن سازی تا محل اجرا تردد کرده اند . همچنین 2 تیم آزمایشگاهی نیز از موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران و آزمایشگاه مکانیک خاک وزارت راه بصورت مشترک  عملیات نمونه گیری از بتن های اجرا شده را بر عهده داشتند که از همه تراک بتن های وارده به کارگاه  نمونه گیری و کنترل سایر مشخصات بتن را انجام داده اند .همچنین شن و ماسه مصرفی در این عملیات منطبق بر استاندارد ملی ایران به شماره 302 بوده و بتن ساخته شده براساس استاندارد ملی شماره 6044 طراحی و تضمین کیفیت شده است . از نظر ایمنی با مدیریت اورژانس منطقه ، راهنمایی و رانندگی و پلیس راه هماهنگی های لازم به عمل آمده و 2 کادر امداد و درمانی به همراه 2 پزشک در محل کارگاه مستقر بودند . نکته قابل توجه در این عملیات مشارکت دو نفر از مهندسین زن در بخش برنامه ریزی و مدیریت پروژه بوده است .همچنین در طول اجرای این پروژه مدیران شهری کرج اعم از اعضای شورای شهر اعضائی از سازمان نظام مهندسی استان تهران و شهرستان کرج و تعدادی از مدیران محلی از عملیات فوق بازدید نموده و این پروژه را تحسین کردند .

لیست ماشین آلات و نیروی انسانی درگیر در پروژه
1-2-3-4-	پروژه مجتمع مسکونی شرکت تعاونی مسکن بیمارستان البرزمجری : واحد اجرائی شرکت تعاونی مسکنتامین کننده بتن : مجتمع تحقیقاتی - تولیدی ایران فریمکوحجم بتن ریزی  : 5/2950 متر مکعب
5-	وزن مخصوص بتن  : 2350 کیلوگرم بر متر مکعب
6-	تعداد تراک میکسر های فعال  :  41 دستگاه
7-	تعداد پمپ دکل  : 5 دستگاه پمپ دکل 36 متری و 28 متری
8-	تعداد پمپ ثابت  : 2 دستگاه
9-	تعداد اکیپ اجرائی : 7 اکیپ اجرائی
10-	تعداد ویبراتور  : 20 دستگاه
11-	تعداد سرویس های بتنی : 379 سرویس
12-	فاصله ایستگاه بتن ساز تا محل اجرا  : 33 کیلومتر
13-	لودر : 2 دستگاه
14-	کمپرسی : 8 دستگاه
15-	بچینگ : 7 دستگاه

 مدیریت ایران فریمکوبا صدور اطلاعیه ای  : از تمامی افرادی که بیش از 120 نفر در واحد های برنامه ریزی ، سازماندهی و هماهنگی ، رهبری و کنترل  کیفیت  و تمامی پرسنل زحمت کش در اجرای این پروژه اعم از رانندگان و اپراتورهای دستگاهها و خدمات پشتیبانی که با تمام توان  ، تلاش خود را درانجام این مهم بکار گرفته اند قدر دانی و  تشکر نموده است .

 

بتن ريزي در هواي گرم

خواص بتن تازه و سخت شده بستگي زيادي به رفتار خمير سيمان و آبي كه محتوي آن است دارد اين خمير بايد در مدت زمان كافي بصورت روان باقي بماند تا بتن بتواند مخلوط ، حمل و جاداده شود.

سپس سيمان و آب با يكديگر تركيب شوند تا مصالح جديد صلبي كه دانه هاي سنگي را به يكديگر مي چسباند حاصل گردد.

هر نوع تأثيري كه سبب از دست رفتن آب بتن تازه يا نارس شود، يا باعث تركيب غير عادي بين سيمان و آب ميگردد و يا ممكن است به خواصي كه بتن ريزي خوب به آن بستگي دارد ، آسيب برساند . از دست رفتن آب در فاصله زماني اختلاط و مصرف مي تواند قابليت كاربرد را به حدي كاهش دهد كه عمل متراكم كردن با دشواري مواجه شود.

تمايل آب به تبخير، چنانچه بتن گرم باشد افزايش مي يابد. به علاوه تركيب سيمان و آب موقعي كه درجه حرارت افزايش يابد سريعتر انجام مي گيرد. بنابراين در هر مقطع زماني ، پس از افزودن آب به سيمان ، مقدار هيدراتاسيون موجود در يك بتن تازه وقتي گرمتر است ، بيش از موقعي است كه سرد مي باشد. بدين معني كه بتن گرم سريعتر از بتن سرد سفت مي شود . ضمن اينكه كاهش قابليت كاربرد ممكن است به سبب تبخير آب بروز كند. شدت افزايش تركيب آب و سيمان در بتن گرم ، ميزان سخت شدگي را چنان بالا مي برد كه در ظرف چند روز اول به تكامل مي رسد . ولي مقاومت نهايي آن احتمالاً از حالتي كه بتن در سنين اوليه خود سرد بماند به ميزان قابل توجهي كمتر خواهد بود .از دست رفتن آب و گرماگيري، ممكن است در يك يا تمام مراحل مابين زمان اختلاط و عمل آوردن به وقوع پيوندد . در صورت عدم پيشگيري هاي لازم و مناسب ، طبيعيت و شدت اثر اين دو عامل بستگي زيادي به اوضاع جوي حاكم در طول انجام مراحل مختلف بتن ريزي خواهد داشت.

 عوامل جوي و تاثيرشان بر بتن:

درجه حرارت هوا ، درجه حرارت بتن ، سرعت باد ورطوبت ، بر ميزان تبخير سطحي بتن تأثير مي گذارند . هيچگاه منحني ساده اي كه بتواند بصورت مناسبي نتايج اوضاع جوي را خلاصه كند وجود ندارد و هر يك از عوامل ، توجه جداگانه اي را ايجاب مي كندكه در ذيل به آنها اشاره مي شود.

1-تشعشع خورشيدي:

اين عامل به مقدار قابل توجهي بر درجه حرارت مصالح انبار شده تاثير مي گذارد. حرارت جذب شده از تشعشع خورشيد در طول ساعات روز ممكن است در طول شب كه سردتر است ، تماماً از دست نرود. در نتيجه درجه حرارت درون دانه هاي سنگي انبار شده ممكن است به تدريج به اندازه اي برسد كه يقيناً بتن گرم غير قابل قبولي را ارائه دهد.

1-1- ماشين آلات :

ماشين آلات معمولاً ظرفيت حرارتي كمي دارند . با آنكه اين موضوع اجازه سرد شدن در شب را به آنها مي دهد ولي آنها را قادر مي سازد كه سريعاً پس از بالا آمدن آفتاب گرم شوند مقادير گرماي ذخيره شده نسبتاً كم است ولي ماشين آلاتي كه در آفتاب قرار دارند سريعاً گرماي ذخيره شده در خود را به بتن تازه اي كه در تماس با آنها واقع شود پس دهند.

2-1- قالب و آرماتور :

مـــخصوصاً قالـــب و آرماتور لزوماً بايد قبل از بتن ريزي آماده شوند. به استثناي مواردي كه آنها را در سايه قرار مي دهيم و يا به وسيله ديگري سرد نگه داري كنيم ، احتمالاً در طول مدت جادادن بتن، به مقدار قابل توجهي گرم خواهند شدكه ممكن است بتن ، در تماس با آنها قبل از آنكه بتواند متراكم شود سفت گردد.

3-1- زمين :

ريختن بتن در زمين خشك و گرم مي تواند دو نتيجه بد داشته باشد . بتن نه فقط ممكن است از زمين گرما بگيرد ، بلكه آب خود را نيز از طريق جذب ، بوسيله زمين از دست مي دهد.

2-درجه حرارت هاي هوا:

هوا ظرفيت حرارتي كمي دارد و در صورت سكون ، هدايت حرارتي آن ضعيف است معهذا قدرت هوا در جذب بخار آب با درجه حرارت آن افزايش مي يابد . وجود درجه حرارت زياد در هوا مي تواند شدتي داشته باشد كه آب موجود در بتن را حتي در موقع ساختن ، حمل ، جادادن يا سخت شدن ، تبخير نمايد . مثلاً هر گاه درجه حرارت بتن و آب 20 درجه سانتي گراد باشد ، ميزان از دست رفتن آب از راه تبخير دو برابر زماني است كه درجه حرارت ده درجه سانتي گراد باشد.

3-رطوبت:

تقليل رطوبت نسبي از 90 % به 50 % بدون تغيير در ساير شرايط ، پنج مرتبه ميزان تبخير آب از بتن محافظت نشده را افزايش مي دهد. و اين موضوع تفاوتي براينكه بتن درچه مرحله اي از حمل يا جادادن باشد نخواهد داشت.

4-سرعت باد:

ميزان جابجايي هوا ، محتملاً عاملي است كه بيشترين اشكالات را در ارتباط با بتن ريزي در آب و هواي خشك كننده به وجود مي آورد هواي ساكن به سهولت از بخار آب اشباع مي شود. وزش سبكترين نسيم باعث تجديد دائمي و فراهم شدن هوائي مي شود كه آب موجود در بتن محافظت نشده مي تواند در آن تبخير شود.

بدين معني كه در نسيمي به سرعت 15 كيلومتر در ساعت ، تبخير آب 4 برابر ميزان تبخير در هواي ساكن است و در بادي باسرعت 40 كيلومتر در ساعت ، ميزان تبخير به 9 برابر موقعي كه هوا بي حركت است مي رسد.

5-درجه حرارتهاي شب هنگام :

تأثير پائين افتادن درجه حرارت شب هنگام ، كه بعضي اوقات در مناطقي كه دور از دريا هستند مشاهده مي شود ، اغلب از نظر دور مانده است . نتايج نافعي در آنها است و مصالح انبار شده ممكن است قدري از حرارتي را كه روز قبل ذخيره كرده اند از دست بدهند و ماشين آلات كارگاه سرد شوند. با وجود اين ، درجه حرارتهاي تنزل يافته شبانه مي توانند شديداً بر بتن محافظت نشده در مراحل اوليه سخت شدن تاثير بگذارند.

چنانچه بتن مزبور محافظت نشده باشد ، سطح آن بايد الزاماً حرارت خود را به محيط سرد شبانگاهي پس بدهد و همراه با اين عمل منقبض شود. ولي قابليت هدايت نسبي كم بتن ، باعث مي شود كه درجه حرارت وابعاد قسمتهاي داخلي توده بتن به همان صورت باقي بمانــد. تنش كششي منتج در سطح خارجي بتن احتمالاً به واسطه تشكيل ترك ها آزاد مي گردد . در حاليكه لزوماً تركهاي مذكور از اهميت سازه اي برخوردار نيستند ولي بد نما بوده و ممكن است چنانچه بخواهيم در آتيه مراكز فسادي نشوند لازم شود آنها را با هزينه زياد و وسايل پر زحمت تري پر كنيم .

درجه حرارت بتن تازه :

1-ناشي از عوامل جوي كه به اختصار به آنها اشاره گرديد.

2-ناشي از حرارت هيدراتاسيون

حرارت هيدراتاسيون گيرش و سخت شدن خمير سيمان در اثر فعل و انفعالات شيميايي صورت مي گيرد . در جريان هيدراتاسيون ، هر دانه گرد سيمان در تركيب با آب به ذرات بي نهايت ريزي تجزيه شده و جسم كريستياله اي موسوم به ژل به وجود مي آيد. مقدار آبي كه براي هيدراتاسيون كامل سيمان لازم است ، حدود 25 تا 35 درصد وزن سيمان مي باشد. هيدراتاسيون سيمان همانند بسياري از فعل و انفعالات شيميايي حرارت زا بوده و ميزان آن به تركيب شيميايي ، نرمي ذرات سيمان و درجه حرارت محط بستگي دارد. براي سيمانهاي پرتلند ، حدود نيمي از كل حرارت در مدت بين 1 تا 3 روز و 4/3 آن در 7 روز و تقريباً 90درصد آن در مدت 6 ماه پس از تركيب آب با سيمان آزاد مي شود. از اين رو نگهداري و مراقبت از بتن و يا ملات هاي سيماني در روزهاي اوليه مصرف سيمان بسيار حائز اهميت مي باشد.

با توجه به نكات ذكر شده هر چه درجه حرارت اجزاء متشكله بتن بيشتر باشد ، مقدار آب لازم براي حصول درجه معيني از قابليت كاربرد بيشتر است . مقدار دقيق آب اضافي ، بستگي به عواملي نظير مقدار سيمان ، دانه بندي مصالح سنگي و شكل دانه ها دارد. با وجود اين اگر انتخاب نسبت اجزاء متشكله بر مبناي قابليت كاربرد ومقاومت مخلوط هاي امتحاني ساخته شده در درجه حرارت هاي بخصوص بوده باشد، وجود درجه حرارت خيلي زياد در بتن ساخته شده در كارگاه ممكن است سبب شود كه قابليت كاربرد بتن از آنچه انتظار است كمتر شود .عمل تراكم ممكن است دچار اشكال شوديا چنانچه آب اضافي در دوره كنترل جهت حصول قابليت كاربرد مورد نظر افزوده شود ، نسبت وزني آب به سيمان (C/W) افزايش خواهد يافت .در هر دو حالت ، مقاومت و دوام محتملاً كاهش مي يابند .لازم به ذكر است ، افزودن مقدار آب در حاليكه مقدار سيمان ثابت باشد، انقباض حاصله از خشك شدن را افزايش مي دهد

عكس العمل هاي شيميايي كه بين آب و سيمان ، در بتن تازه رخ مي دهد پيچيده است . ولي عموماً تابع اين قانون كلي است كه ميزان عكس العمل شيميايي ، محتملاً به ازاء هر 10 درجه سانتي گراد افزايش درجه حرارت اجزاء تركيب شونده دوبرابر پيش بيني شده است. تاثير درجه حرارت هائي كه در طول مدت مخلوط كردن و سخت شدن اوليه افزايش يافته اين است كه پيشرفت مقاومت در سنين اوليه بتن افزايش مي يابد. براي مثال بتني كه درجه حرارت

 

 

آن در مدت اختلاط و گرفتن اوليه به 40 درجه سانتي گراد رسيده است داراي مقاومت يكروزه زيادي است ولي پس از آن ميزان ازدياد مقاومت به مقدار زيادي كاهش مي يابد در نتيجه مقاومت 28 روزه فقط در حدود دو ونيم برابر مقاومت يكروزه است و بالعكس چنانچه درجه حرارت بتن در طول همان مراحل اوليه در 15 درجه سانتي گراد ثابت بماند ، ميزان كاهش يافته هيدراتاسيون سيمان ، مقاومت يكروزه كمتري را ارائه خواهد داد . لذا ميزان حصول مقاومت بعدي بيشتر است ، مقاومت 28 روزه در حدود 8 برابر مقاومت يكروزه خواهد بود.

نتيجه:

به طور خلاصه هرچه درجه حرارت بتن تازه بيشترباشد ، امكان اينكه درجه حرارتهاي بالاي ايجاد شده در طول مراحل اوليه سخت شدن بتن پيشرفت و تداوم پيدا كند بيشتر است . احتمالاً مقاومت هاي اوليه بالا مي روند ولي مقاومت مورد انتظار 28 روزه ممكن است بدست نيايد.

بتن، سنگ دست ساز

اولین کار خانه سیمان در شهر ری در تاریخ ۱۳۱۲ با ظرفیت ۱۰۰ تن در روز آغاز به کار کرد و تولید خود را در سال ۱۳۴۶ به ۶۰۰ تن در روز رساند و بنابر آغاز دوره ساخت‌وساز در ایران جوابگوی نیازهای کشور نبود، در نتیجه به دنبال آن کار خانجات دیگری ساخته شد.

بتن اصطلاحا به مواد سختی گفته میشود که اساسا از بهم چسبانیدن سنگدانه‌ها توسط مواد واسطه‌ای نظیر انواع سیمان و آب بدست آمده‌باشد. بتن به علت شرایط خاص، آثار تخریب زیست محیطی نداشته و نسبت به دیگر مواد نظیر آهن و آلومینیوم، با کمترین میزان مصرف انرژی و آلودگی محیط و هزینه و به علت استفاده از مواد آماده طبیعی هماهنگ و پایدار ی و با دوام بیشتری نیز برخوردار است.

عواملی که باعث کاربرد بتن در ساختمان به جهت توسعه و رشد استفاده از آن است، عبارتند از:
۱. کیفیت بتن: خواصی همچون مقاومت در برابر فشار بار‌های وارده و دوام در مقابل تاثیرات عوامل خارجی مانند یخ زدگی، گرما، رطوبت، خوردگی و مواد شیمیایی و...، همچنین حفظ ابعاد به لحاظ انبساط و انقباض....
۲. کارآیی مناسب: بتن هنگام اجرا نباید نباید آنچنان سفت باشد که نتوان آن را قالب‌گیری کرد و آنقدر شل که دانه‌های شن و ماسه ته‌نشین شود و بلافاصله بعد از آماده شدن باید به اجرای آن اقدام کرد و در همه جا با دست یا ماشین‌آلات قابل تهیه است.

۳. قابلیت طراحی: بتن از نظر نوع کاربری، آب و هوا، محیط، رنگ و شکل و محدود نیست و به هرشکل و هرحجم که نیاز باشد می‌توان آن را طرح و استفاده کرد. یعنی برای هر نوع کاربری سیمان یا افزودنی‌های خاص خود را داراست.

نحوه بتن ریزی و نگه داری بتن: بتن باید هرچه زودتر در محل خود ریخته شود تا سفت نشود و یا تراکم دانه‌بندی آن بهم نخورد (یعنی دانه‌بندی آن ته‌نشین نشود)؛ میزان روان بودن بتن عامل بسیار مهمی است که اگر متناسب با نوع کار نباشد بتن کارآیی خود را نخواهد داشت یعنی اگر بیش از حد سفت باشد بتن در اصطلاح کرمو خواهد شد و آن بتن باید تخریب شود زیرا مقاومت لازم را نخواهد داشت. محل بتن ریزی باید از مواد زاید عاری و کاملا تمیز باشد. قالب‌ها باید روغن کاری شود که به بتن نچسبد. مصالح بنایی که در مجاورت و یا تماس با بتن خواهد بود، قبل از بتن‌ریزی باید خوب خیس شود، چون اگر خشک باشند آب شالوده بتن را بخود جذب می‌کنند و بتن با فقر آب مواجه خواهد شد و در آن محل ترک خواهدخورد. میلگرد‌هایی که داخل بتن قرار می‌گیرند باید کاملا پاک باشند و پوسته نداشته باشند. بتن درشت دانه نباید از ارتفاع بیش از دومتر فرو ریزد؛ بیش از حد نباید آن را ویبره کرد، چون ویبره کردن بیش از حد باعث می‌شود که دانه‌های بتن ته نشین شوند.

بتن پس از اجرا نیاز به نگهداری دقیقی دارد تا زمانی‌که به گیرایی و مقاومت نهایی خود برسد، دارد؛ در زمستان علاوه بر افزودن ضد یخ باید حتی‌المقدور با نایلون روی آن را پوشاند و حتی در بعضی موارد آن را گرم کرد که یخ نزند و در فصل گرما آن را به موقع آب‌پاشی کرد و گاهی در مناطق گرمسیر با پودر یخ روی آن را خنک نگه میدارند که در هنگام گیرایی اولیه سریعا آب خود را از دست ندهد و ترک نخورد. بتن پس از اجرا تا چند ساعت مانند کیک دارای سطح رویی سفت و باطن نرم و خمیری است و نباید روی آن راه رفت ویا بار گذاری کرد. اگر بتن درست و اصولی زیرنظر کارشناسان مجرب اجرا شود و قبل از اجرا نظارت کافی بر روند تولید آن اعمال گردد، بهترین مصالح است ولی اگر در ساخت و اجرای آن کوتاهی شود بدلیل مخفی ماندن بسیاری از معایب می‌تواند مشکلات جبران ناپذیری ببار بیاورد!

بتن را علاوه بر نوع کاربری بر حسب عیار سیمان موجود در آن می‌شناسند؛ یعنی به عنوان مثال میگویند که بتن فونداسیون با عیار ۲۵۰ کیلو گرم سیمان در متر مکعب با سیمان ضد سولفاته اجرا شود، البته جداولی برای ساخت بتن وجود دارد که قطر دانه‌بندی‌ها، درصد شن‌وماسه، درصد افزودنی‌ها، و میزان آب مورد نیاز در آن ذکر شده است که به آن طرح اختلاط می‌گویند.

بتن

بتن در مفهوم وسیع به هر ماده یا ترکیبی که از یک ماده چسبنده با خاصیت سیمانی شدن تشکیل شده باشد اتلاق می شود. این ماده چسبنده عموما حاصل فعل و انفعال سیمانهای هیدرولیکی و آب می باشد. حتی امروزه چنین تعریفی از بتن شامل طیف وسیعی از محصولات می شود. بتن ممکن است از انواع مختلف سیمان ونیز پوزولان ها، سرباره کوره ها، مواد مضاف، گوگرد، مواد افزودنی، پلیمر ها،الیاف و غیره تهیه شود. همجنین در نحوه ساخت آن ممکن است حرارت، بخار آب، اتوکلاو، خلا، فشارهای هیدرولیکی و متراکم کننده های مختلف استفاده شود

 

مواد تشکیل دهنده بتن

 

سیمان

آب

 

کیفیت آب در بتن از آن جهت حائز اهمیت است که ناخالصی های موجود در آن ممکن است در گیرش سیمان اثر گذاشته و اختلالاتی به وجود اورند. همچنین آب نامناسب ممکن است روی مقاومت بتن اثر نامطلوب گذاشته و سبب بروز لکه هایی در سطح بتن و حتی زنگ زدن آرماتور بشود.^[۲] در اکثر اختلاط ها آب مناسب برای بتن آبی است که برای نوشیدن مناسب باشد.^[۳]مواد جامد چنین آبی به ندرت بیش از ۲۰۰۰ قسمت در میلیون ppm خواهد بود به طور معمول کمتر از ۱۰۰۰ ppm می باشد. این مقدار به ازای نسبت آب به سیمان ۰.۵ معادل ۰.۰۵ وزن سیمان می باشد. معیار قابل آشامیدن بودن آب برای اختلاط مطلق نیست و ممکن است یک آب اشامیدنی به جهت داشتن درصد بالایی از یونهای سدیم و پتاسیم که خطر واکنش قلیایی دانه های سنگی را به همراه دارد، برای بتن سازی مناسب نباشد. به عنوان یک قاعده کلی هر آبی که ph (درجه اسیدیته) آن بین ۶ الی ۸ بوده و طعم شوری نداشته باشد می تواند برای بتن مصرف شود. رنگ تیره و بو لزوما وجود مواد مضر در آب را به اثبات نمی رساند.^[۴]

 

 سنگدانه ها

سنگدانه ها در بتن تقریبا سه چهارم حجم آنرا تشکیل می دهند از اینرو کیفیت آنها از اهمیت خاصی برخوردار است. در حقیقت خواص فیزیکی، حرارتی و پاره ای از اوقات شیمیایی آنها در عملکرد بتن تاثیر می گذارد. دانه های سنگی طبیعی معمولا بوسیله هوازدگی و فرسایش و یا به طور مصنوعی باخرد کردن سنگ های مادر تشکیل می شوند. ^[۵]

 

 اندازه دانه های سنگی

بتن عموما از سنگدانه هایی به اندازه های مختلف که حداکثر قطرآن بین ۱۰ میلیمتر و۵۰ میلیمتر می باشد ساخته می شود. به طور متوسط از سنگدانه هایی با قطر ۲۰ میلیمتر استفاده می شود.^[۶] توزیع اندازه ذرات به نام «دانه بندی سنگدانه» مرسوم است.به طور کلی دانه های با قطر بیشتر از چهار یا پنج میلیمتر به نام شن و کوچکتر از آن به نام ماسه نامگذاری شده اند که این حد فاصل توسط الک ۵ میلیمتری یا نمره چهار مشخس می گردد. حد پایین ماسه عموما ۰.۰۷ میلیمتر یا کمی کمتر می باشد. مواد با قطر بین ۰.۰۶ میلیمتر و ۰.۰۲ میلیمتر به نام لای(سیلت)و مواد ریزتر رس نامگذاری شده اند. گل ماده نرمی است که شامل مقادیر نسبتا مساوی ماسه و لای و رس می باشد.

 

 

 کانیهای مهم

کانیهای مهم و متداول سنگدانه ها در زمینه استفاده در بتن عبارتند از: کانی های سیلیسی (کوارتز، اوپال، کلسه دون، تریمیت، کریستوبالیت) فلدسپاتها، کانیهای میکا، کانیهای کربناتی، کانیهای سولفاتی، کانیهای سولفور آهن، کانیهای فرومنیزیم، کانیهای اکسیدآهن، زئولیت ها و کانیهای رس.^[۷]

 

 

 طبقه بندی براساس شکل ظاهری

در استاندارد ASTM سنگها از لحاظ شکل ظاهری به پنج گروه تقسیم شده اند:کاملا گردگوشه، گردگوشه، نسبتا گردگوشه، نسبتا تیزگوشه و تیزگوشه.^[۸]

در استاندارد BS این نامگذاری به صورت:گردگوشه، بی شکل-بی نظم، پولکی، تیزگوشه، طویل، پولکی طویل می باشد.^[۹]

 

 افزودنی ها

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 ان با یک افزودنی تغییر داد. قابل توجه اینکه 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 می شوند در حالی که مواد افزودنی در مرحله مخلوط کردن به بتن اضافه می شوند. افزودنی های شیمیایی اساسا عبارتند از:تقلیل دهنده های آب، کندگیر کننده ها و تسریع کننده های گیرش که در ایین نامه ASTM به ترتیب تحت عنوان های تیپ های C،B،A طبقه بندی شده اند. دسته بندی افزودنی ها در استاندارد BS نیز مشابه می باشد. در ضمن افزودنی های دیگری نیز وجود دارند که هدف اصلی از کاربرد آنها محافظت بتن از اثرات زیان آور یخ زدگی و ذوب یخ است.^[۱۰]

 

 تسریع کننده ها

افزودنی هایی هستند که سخت شدگی بتن را تسریع می کنند و مقاومت اولیه بتن را بالا می برند. چند نمونه از تسریع کننده ها عبارتند از: کربنات سدیم، کلرورآلومینیوم، کربنات پتاسیم، فلوئورور سدیم، آلومینات سدیم، نمک های آهن و کلرور کلسیم. ^[۱۱]

 

 کندگیر کننده ها

افزودنی هایی هستند که زمان گیرش بتن را به تاخیر می اندازند. این مواد در هوای خیلی گرم که زمان گیرش معمولی بتن کوتاه می شود و همچنین برای جلوگیری از ایجاد ترک های ناشی از گیرش در بتن ریزی های متوالی مفید می باشند. به عنوان چند نمونه از کندگیر کننده ها می توان از شکر، مشتقات هیدروکربنی، نمک های محلول روی و براتهای محلول نام برد.^[۱۲]. به عنوان مثال اگر با یک کنترل دقیق ۰.۰۵ وزن سیمان شکر به بتن اضافه کنیم، حدود چهار ساعت گیرش آنرا به تاخیر می اندازد. مصرف ۰.۲ تا یک درصد وزن سیمان از گیرش سیمان جلوگیری به عمل می اورد.^[۱۳]

 

 تقلیل دهنده های آب(روان کننده ها)

این افزودنی ها به سه منظور به کار می روند:

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 بتن ریزی به وسیله افزایش کارایی در قالبهایی با آرماتور انبوه و موقعیت های غیرقابل دسترسی

افزودنی های تقلیل دهنده آب تحت عنوان تیپ A دسته بندی می شوند؛ لیکن اگر افزودنی ها همزمان با کاهش نیاز به آب باعث تاخیر در گیرش نیز بشوند تحت عنوان تیپ D طبقه بندی می شوند. اگر این روان کننده ها باعث تسریع در گیرش شوند تیپ E نامیده می شوند.^[۱۴]

 

 

 فوق روان کننده ها

این مواد از قویترین انواع تقلیل دهنده های آب هستند که در امریکا به عنوان روان کننده قوی و درASTM به عنوان تیپ F نام گذاری شده اند. افزودنی هایی نیز هستند که در ضمن تقلیل شدید آب باعث مقداری تاخیر در گیرش نیز می شوند و به عنوان تیپ G طبقه بندی شده اند. دو نمونه از روان کننده های قوی: ملامین فرمالدئید سولفاته شده تغلیظ شده و یا نفتالین فرمالدئید سولفاته شده تغلیظ شده می باشند. اساسا استفاده از اسیدهای سولفاته شده باعث تسریع عمل پراکنش می شود. چون در سطح ذرات سیمان جذب شده و به آنها بار منفی می دهند واین باعث دفع ذرات از یکدیگر می شود. این فرایند کارایی را در یک نسبت آب به سیمان مشخص افزایش می دهد.

 

 

---

 

 

بتن ریزی

 

بتن آماده توسط ماشینهای حمل بتن (میکسر) برای شما آورده میشود، توجه به نکات زیر برای اجرای یک بتن ریزی صحیح الزامی است:

1- از افزودن آب به بتن حمل شده بدون اجازه مهندس ناظر اکیداً خودداری شود. ( معمولا کارگران برای سهولت کار خود و روانی بیشتر بتن به آن آب می­افزایند که این امر از مقاومت بتن به شدت میکاهد لذا توجه به این امر بسیار دارای اهمیت میباشد.)

2- معمولا ً مقداری از بتن در ابتدای تخلیه از میکسر دارای دانه بندی نا مناسبی میباشد. باید دقت شود این بتن که دارای کیفیت نا مناسب جهت بتن ریزی میباشد، مورد مصرف کارهای ساختمانی قرار نگیرد.

3- قبل از بتن ریزی حتماً باید درون قالبهای فونداسیون که آرماتور گذاری شده است از خاکهای ریزشی و نخاله های ساختمانی کاملاً پاکسازی گردد

4- در زمان بتن ریزی استفاده از دستگاه ویبره الزامی است، پیمانکاران موظف هستند قبل از آغاز بتن ریزی از سلامت دستگاه ویبره خود اطمینان حاصل نمایند .

شکل: استفاده از دستگاه لرزاننده بتن (ویبراتور) برای خارج کردن هوای بتن و بالابردین مقاومت بتن لازم و ضروری می باشد و بتن ریزی بدون لرزاندن آن عملا بتن مناسبی را حاصل نخواهد شد.

 

 

 

5 . برای آنکه آجرهای قالبندی فونداسیون آب شیرآبه بتن را جذب نکند استفاده از پوشش پلاستیکی (کاور)  الزامی است.

6- قبل از اینکه بتن ریزی آغاز شود برای اینکه آب بتن سریعا توسط بستر خارج نشود لازم است بستر بتن­ریزی مرطوب شود، البته باید مراقب بود تا آب در کف پی جمع نشود و فقط رطوبت وجود داشته باشد.

شکل: آب پاشی بستر پی قبل از بتن­ریزی

 

---

 

خصوصيات بتن سبك

بتن سبك ماده اي است با تركيبات جديد و فوق العاده سبك و مقاوم .

مواد تشكيل دهنده بتن سبك عبارت است از ورموكوليت، پرليت، سنگ بازالت و سيمان تيپ 2 و ...

در اين بتن همانند بتنهاي عادي ، از ماسه استفاده نمي شود.

عدم وجود ماسه باعث سبك و همگن شدن ساختار بتن گرديده و باعث مي شود كه مواد تشكيل دهنده كه تقريبا" از يك خانواده مي باشند و بهتر همديگر را جذب كنند .

ساختمان اين بتن متخلخل بوده و اين مسئله پارامتر بسيار موثري است. چون تخلخل موجود در بتن باعث مقاوم شدن در برابر زلزله و عايق شدن در برابر صدا ، گرما و سرما مي گردد .

تركيبات اين بتن به گونه اي عمل مي كند كه حالت ضد رطوبت به خود گرفته و به مانند بتن معمولي كه جذب آب دارد عمل نكرده و آب را از خود دفع مي كند .

اين بتن تحت فشار مستقيم (پرس) ساخته مي شود .

بدليل شكل گيري بتن در فشار، ساختار آن دارا ي يكپارچگي قابل قبولي است .

بتن سبك در قالبهاي طراحي شده توسط متخصصين ، بصورت يكپارچه ريخته مي شود .

بدليل يكپارچگي در نوع ساختمان بتن ، قطعه توليدي از استحكام بالايي برخوردار شده و مقاومت بالايي نيز در برابر زلزله از خود نشان خواهد داد .

براي تقويت اين بتن از يك يا چند لايه شبكه فلزي در داخل بتن استفاده شده كه اين حالت همانند مسلح كردن بتن معمولي بوسيله ميلگرد مي باشد .

هزينه توليد اين نوع بتن از ديگر مواد ساختماني به نسبت ويژگي آن پايينتر است.

زمان بسيار كمتري جهت توليد ديوار هاي بتني سبك يا قطعات ديگر لازم است .

پرت مواد اوليه جهت توليد بتن سبك بسيار كمتر از بتن معمولي است. چون تمام مراحل توليد در محل مشخصي صورت گرفته و جهت توليد پروسه اي طراحي گرديده است .

بدليل طراحي كليه مراحل توليد و وجود نظارت بر تمامي اين مراحل ماده توليدي داراي استاندارد خاصي تعريف شده است . (مهندسي ساز)

خريد مصالح بطور عمده صورت مي گيرد و هزينه كمتري براي سازنده در بر خواهد داشت و در نهايت خانه پيش ساخته با قيمت پائين تري عرضه مي گردد .

قطعات توليدي در كارخانه از آزمايشات كنترل كيفيت گذر كرده و در صورت تائيد به بازار مصرف
عرضه مي گردد .

بتن سبك مسطح بوده كه مي توان با يك ماستيك كاري ساده بر روي آن رنگ آميزي كرد.