تعریفی کامل از كامپوزیت

شاید هنوز برای برخی از دست اندركاران ساخت ساز اعم از كارفرمایان، مهندسان و پیمانكاران سخن از نماهای مدرن تداعی كننده كاربرد شیشه از نمای ساختمان های بلند مرتبه و یا حداكثر تركیب آن با دیگر مصالح نظیر سنگ و چوب باشد.

چنانچه نگارنده پس از تحقیق و مطالعه منابع و متون مرجع مهندسان نظیر مبحث پنجم از مقررات ملی ساختمان با وجود ویرایش مجدد تنها مصالحی نظیر سنگ، چوب و شیشه به عنوان مصالح مورد استفاده در نمای ساختمانهای مطرح می گردند و الگوی استفاده صحیح از آنها در این منابع بررسی می شود.

این در حالی است كه جدا از بحث كیفی كه در جای خود در این مقاله مطرح خواهد شد، در سالهای اخیر صنعت نماهای ساختمان در كشور كاملاً متحول شده كه پی آمد آن دگرگون شدن چهره شهرهای بزرگ، كوچك و حتی غیرصنعتی می باشد.

با وجود گسترش توزیع محصولات متنوع و كاربردی در نمای ساختمانها هنوز آن طور كه باید و شاید از بعد علمی به مشخصات فنی و مكانیكی این مصالح پرداخته نشده است. همچنین نمی توان ادعا نمود كه مرجع قابل استنادی برای دست اندكاران ساخت و ساز جهت اطلاع از كم و كیف اصول استاندارد نصب آن بر روی ساختمان تاكنون وجود داشته است.

البته درباره مصالح نوین تكست ها و متون فراوانی در كشورهای پیشرفته چاپ شده و خواص مكانیكی و روش نصب آنها تبیین شده است. بنابراین آن گروه از متخصصین که به اینگونه منابع دسترسی دارند با این مصالح آشنایی بیشتری خواهند داشت.
اما به دلیل ضعف منابع موجود داخلی در این باب بطور عمده ای از اهل فن و مهندسین فعال در صنعت ساخت و ساز آشنایی فنی محدودی از این نوع مصالح ساختمانی دارند وبدیهی است كه پی آمد این عدم آشنایی منجر به عدم اقبال و كاربرد در خور مزیت های این مصالح و همچنین استفاده اصولی از آن خواهد شد.

این مقاله سعی در معرفی یكی از ارزنده ترین و كاربردی ترین مصالح ساختمانی برای نمای ساختمان ها كه همان ورقهای كامپوزیت آلومینیومی است، از بعد علمی- اقتصادی دارد.

برای تبیین بیشتر موضوع از چند منظر به این مطلب خواهیم پرداخت:

• معرفی ورق كامپوزیت آلومینیوم

• خواص فنی و مكانی

• جایگاه آلومینیوم كامپوزیت در میان سایر مصالح

• تقسیم بندی محصول از حیث كاربرد

• تقسیم بندی محصول از حیث روش نصب

• فواید استفاده از ورق كامپوزیت آلومینیوم

• مشكلات موجود در استفاده از این محصول

• تضمین كیفی و پشتیبانی فنی

همانطور كه از نام این محصول پیداست، ورق كامپوزیت آلومینیوم، ماده ای مركب است كه از 2 لایه آلومینیوم و یك لایه پلاستیك در وسط از نوع پلی اتیلن می باشد تشكیل شد است كه این سه لایه توسط چسب پلیمری به هم متصل شده اند ؛ ضخامت 2 لایه آلومینیوم مساوی و بین 30 تا 50 میكرون بسته به مورد متغیر بوده ضخامت كل آن 4 میلیمتر می باشد.

ابعاد این محصول بسیار متغیر بوده اما متداول ترین آن 3200 * 12500 میلیمتر مربع است. همانطور كه ذكر شد 2 لایه آلومینیوم در تولید این محصول به كار برده شده است.

یك لایه روی سطح نما قرار می گیرد و دیگری در پشت ؛ لایه ای كه روی سطح نما استفاده می شود بسته به طراحی نما قابلیت رنگ ها و طرح های متنوع و متفاوتی را دارد و با توجه به نوع كاربری (نمای داخلی، نمای خارجی و ...) رزین های متفاوتی را روی آن اجرا می كنند كه در مورد آن مفصل توضیح داده خواهد شد. لایه پشتی نیز دارای یك لایه رنگ آستر بر روی آلومینیوم است.

ورق كامپوزیت آلومینیوم جزء مصالح سبك دسته بندی می شود بطوریكه هر مترمربع از این ورق ها تنها حدود 5 كیلوگرم وزن دارد.
همانطور كه ذكر شد كاربرد عمده این محصول در امر نماسازی و دكوراسیون است، همچنین مواردی كه از این محصول به وفور استفاده می شود به شرح زیر است:


- نمای خارجی ساختمان ها و برج ها با كاربری های گوناگون
- دكوراسیون داخلی ساختمان های تجاری و فروشگاه ها
- جایگاههای عرضه سوخت بنزین و CNG
- بیلبوردها و تابلوهای تبلیغاتی
- سقف كاذب
- دیواره های تونل ها و پایانه های مسافربری
- بازسازی نمای ساختمانهای قدیمی





خواص فنی و مكانیكی
- جایگاه آلومینیوم كامپوزیت در میان سایر مصالح
نظر به اینكه این محصول جزء مصالح صنعتی و تولید كارخانجات است بسیاری از خواص مصالح طبیعی نظیر سنگ و چوب درآن بهبود بخشیده شده است.
چنانچه این محصول در برابر شرایط جوی و اشعه ماوراء بنفش و همچنین شرایط اسیدی و قلیایی قوی، آلودگی ها و خوردگی و رنگ پریدگی در صورتی كه از رزین PVDF (كه شرح آن در پی می آید) مقاومت فوق العاده ای از خود بروز می دهد و سالیان متمادی بدون تغییر، خواص ظاهری و فنی خود را حفظ می كند. همچنین از لحاظ مكانیكی، خاصیت ارتجاعی و انعطاف پذیری عالی ورق ها برخلاف مصالح ویژه امكان تغییر شكل به هر فرم دلخواه را می دهد.

همچنین این محصول در رنگ ها و طرح های بسیار بسیار متنوع تولید می شود. به طوری كه علاوه بر رنگ های موجود در طبیعت، می تواند به شكل انواع سنگ، چوب و حتی طیف های متفاوت رنگ برحسب زاویه تابش نور و هرآنچه كه بتوان تصور نموده باشد.

همانطور كه ذكر شد ورق های كامپوزیت وزن كمی در حدود 6-5كیلوگرم درهر مترمربع دارند كه در مقایسه با دیگر مصالح از قبیل سنگ، شیشه و سیمان دارای پایین ترین وزن ممكن است. با بررسی های به عمل آمده نمای كامپوزیت آلومینیوم حدود 90% سبك تر از سنگ گرانیت، 65 درصد سبك تر از سیمان و50 درصد سبك تر از شیشه می باشند كه این كاهش وزن در بحث فواید استفاده از این محصول بررسی می شود.

این محصول جزء مصالح آب بند محسوب می شود و همچنین خواص آكوستیكی داشته. ضمناً چنانچه به هر دلیلی نیاز به تعویض آنها باشد این كار به راحتی قابل انجام است كه دیگر مصالح عموماً در همه موارد فوق ضعفهای فراوانی دارند.

- تقسیم بندی محصول از حیث كاربرد
بر خلاف مصالح ساختمانی موجود، از حیث بهینه نمودن زمان و همچنین طرح اقتصادی پروژه ها، بسته به سطح كیفی و كمی پروژه و همچنین سطح حساسیت آن در كنار نوع كاربری و محل نصب، ورقهای كامپوزیت آلومینیومی گستره وسیعی از انتخابها در مقابل دیدگان مصرف كننده قرار می دهد.

تفاوت های تأثیرگذار در قیمت و كیفیت این محصول عمدتاً در موارد زیر اتفاق می افتد:
تفاوت در آلیاژ آلومینیوم
تفاوت در نوع پلی اتیلن و یا همان لایه میانی
تفاوت در ضخامت لایه آلومینیوم و لایه میانی
پوشش سطح ورق
طرح ها و یا رنگ های خاص

انواع آلومینیوم كامپوزیت برحسب پوشش سطح ورق
رنگ روی سطح ورق با تكنولوژی های متفاوتی برحسب نوع كاربرد و محل نصب ورق اجرا می شود كه به صورت زیر تقسیم بندی می شود:

1- پلی استر: ساده ترین روش اجرای رنگ روی لایه آلومینیوم می باشد كه رنگ بدون هرگونه لایه محافظ روی لایه آلومینیوم اجرا می گردد.
این نوع ورق در مقابل شرایط جوی، اسیدی و یا قلیایی بسیار آسیب پذیر بوده ، هیچ گونه تضمینی برای حفظ كیفیت آن در نمای خارجی ساختمان وجود ندارد و بطور كلی استفاده از آن برای نمای بیرونی ساختمان ممنوع بوده ولی برای دكوراسیون داخلی مناسب و به صرفه است.

2- پوشش محافظ PVDF: این پوشش تحت نام پلی وینیل دین فلوراید نوعی رزین خاص است كه تولیدكننده آن شركت PPG می باشد. این رزین به دلیل وجود لایه پلیمری و همچنین عنصر فلوئور باعث محافظت رنگ سطح ورق و دوام و پایداری آن در مقابل شرایط نامساعد جوی، اشعه ماوراء بنفش و شرایط اسیدی و قلیایی به طور كاملاً قابل اعتماد حداقل تا 20 سال می گردد.
رنگی كه با این رزین روی سطح ورق اجرا می گردد به طور مستقیم بر روی آلومینیوم اجرا نمی شود و قبل از آن یك لایه رنگ آستر از نوع پلی اورتان روی آلومینیوم اجرا شده سپس لایه رنگ اضافه می شود. بنابراین ورقهای PVDF دارای 2 لایه رنگ می باشند.

3- پوشش Nano-PDF: همانند رزین PVDF اجرا می گردد با این تفاوت كه یك لایه سوم هم روی رزینPVDF اجرا می شود كه از لحاظ ساختار مولكولی با رزین های عادی متفاوت است.

به صورتی كه فاصله مولكولی توسط تكنولوژی نانو به كمتر از 9-10 می رسد كه این خاصیت باعث عدم جذب آلودگی های محیطی از قبیل گردوغبار و ذرات روغنی معلق در فضا می گردد.
این نوع ورق برای اولین بار توسط شركت آلوباند در كشورمان ایران عرضه شده و به طور گسترده در حال استفاده است. این ورق علاوه بر تضمین های كیفی عادی دارای ضمانت تمیز كاری نیز می باشد.

تقسیم بندی از لحاظ تكنولوژی لایه میانی
برحسب كاربرد و حساسیت پروژه لایه میانی از مواد مختلفی تشكیل شده است.

پلی اتیلن بازیافتی
پلی اتیلن نو
لایه میانی ضد حریق B1
لایه میانی ضد حریق A2 كه معمولاً از هیدروكسید آلومینیوم و یا دیگر مواد معدنی ساخته می شود.


توضیح اینكه به طور كلی پلی اتیلن استفاده شد در لایه میانی این ورق ها در حالت كلی غیرقابل اشتعال است اما برحسب حساسیت پروژه و وجود مواد اشتعال زا در نزدیكی این ورق ها از لایه میانی A2 , B1 استفاده می شود. لازم به ذكر است استاندارد A1 در مواد ضدحریق مربوط به مواد هموژن (غیركامپوزیت) می شود.


فواید استفاده از ورق كامپوزیت آلومینیوم
جدا از بحث زیبایی شناسی تنوع در اجرا و كیفیت متفاوت كامپوزیت آلومینیومی به طور خلاصه از 2 منظر وجوه تمایز دیگری بین این محصول و سایر مصالح نماسازی وجود دارد.

اولین و مهمترین امتیاز این محصول وزن سبك آن و در نتیجه كمك قابل توجه به سبك سازی ساختمان می باشد.
چرا كه بر همه اهل دانش و فن ساختمان پوشیده نیست كه كاهش وزن لرزه ای ساختمان منجر به كاهش نیروی برش پایه و در نتیجه كاهش نیروی زلزله در محاسبات سازه ای می گردد. به طوری كه در نتیجه این امر المانهای سازه ای ساختمان اقتصادی تر و بهینه تر طرح می شود كه در واقع این امر جدا از مسئله خطر زلزله باعث سبكتر شدن مقاطع سازه ای می گردد .

همچنین به دلیل نصب یك اسكلت فلزی به ساختمان برای نصب این ورق ها نمی توان از تأثیر مطلوب این اسكلت به عنوان میانقاب ها صرف نظر نمود. وجه تمایز دیگر این محصول لحاظ مبحث 19 مقررات ملی است. چرا كه به دلیل وجود لایه پلی اتیلن و همچنین آب بند بودن این محصول در كنار وجود هوای محبوس بین ورق وساختمان یك عایق حرارتی – صوتی پیرامونی ساختمان بوجود می آید كه تأثیر آن بسیار مطلوب و قابل توجه است.


مشكلات موجود در استفاده از این محصول
بی تردید بزرگترین مشكل موجود، كه به این صنعت نوین لطمه می زند از یك سو ورود محصولات بی كیفیت و از سوی دیگر اجراهای نامناسب برخی افراد غیر متخصص است.

با وجود اینكه در بازار كشور محصولاتی با كیفیت مناسب و استاندارد و همچنین گروه های متخصص برای اجرای این نما هم اتفاقاً وجود دارد، انتظار می رود به خصوص در بحث اجرای ورق افراد متبحر و كاردان صرفاً به اجرای این محصول بپردازند و افراد غیر متخصص از لطمه زدن به این صنعت نوپا دست بكشند.

هم چنین كارفرمایان محترم پس از تحقیق و اطمینان به كیفیت ورق و اجرا اقدام به نماسازی نمایند و این امر مهم را تنها از شركت های معتبر بخواهند.

تضمین كیفی و پشتیبانی فنی
مجموعه بازرگانی طلوع، نماینده انحصاری ورق كامپوزیت آلومینیومی آلوباند و دفتر رسمی كارخانه در ایران، با در اختیار داشتن تیمی از مجرب ترین كارشناسان و مدیریت قوی مهمترین وگسترده ترین شبكه فروش این محصول را در سراسر ایران را به خود اختصاص داده است.

ورق كامپوزیت آلوباند دارای 10 سال پوشش بیمه كیفی بیمه ایران و همچنین 15 سال گارانتی اصلی كارخانه می باشد.

منبع: آلوبوند - مهندس توکلی
کلیدها , كامپوزيت , مصالح نوين , تكنولوژي نوین

آشنایی با وینیل، از مصالح جدید و مفید ساختمانی

تولید وینیل یک فرآیند تولید بسته اتوماتیک با تکنولوژی بالا است و تقریبا تمام ضایعات آن به چرخه تولید بازمی گردد. مطالعات نشان داده است که تولیدات وینیل تنها یک درصد آلودگی کل ناشی از مصارف گاز و نفت را تولید می کنند و انرژی مصرف شده برای تولید وینیل سه برابر کمتر از انرژی مصرف شده برای تولیدات آلومینیومی است.
 همچنین مطالعاتی که توسط Principia Partners انجام گرفته است، نشان می دهد که بیش از 98 درصد وینیل موجود می تواند به چرخه تولید بازگردد.

وینیل در مقایسه با سایر مواد به کار رفته در ساختمان سازی دوام قابل قبولی دارد. یک مثال ساده در این مورد، پوشش های بام وینیلی می باشد. این پوشش های تک لایه وینیلی، بیش از 30 سال عمر می کنند. وینیل بهترین انتخاب برای پوشش کف ها و پوشاندن دیوارهاست، بخصوص در محل های پر رفت  وآمدی همچون مراکز بهداشتی.
 انتخاب لوله های PVC برای مواردی که لوله ها زیر خاک قرار می گیرند بسیار به صرفه است، چرا که بدون هرگونه نیازی به نوسازی، بدون ترک خوردن و زنگ زدن عمر می کنند.

صرفه جویی در انرژی
باتوجه به هدردهی انرژی کمتری که وینیل نسبت به سایر مواد مشابه دارد، از¬ این رو بیشترین مصرف را در زمینه ساخت درب و پنجره داشته است.

مقاومت در برابر آتش سوزی
معمولا استفاده از محصولات ساختمانی وینیل کمترین درصد ریسک را در بر دارد. وینیل نسبت به سایر مواد از مقاومت فوق العاده بیشتری در برابر آتش دارد.

سیستم های جدید ساختمانی تولیدشده از وینیل
ترکیبات جدیدی که از وینیل به دست می آیند، امکان عرضه سازه های جدیدی را می دهد که می توانند جای فلز و چوب را در بسیاری موارد بگیرند.
 RoyalBuilding Systems یکی از این نوع سیستم های سازه ای جدید است که از پیوند وینیل های توخالی تولید می شود. داخل آن را با بتن پر نموده  و به عنوان دیوار آماده عرضه می شود.



این سیستم، قابلیت آن را دارد كه انجام هرگونه عملیات اجرایی در سطح آن انجام پذیر باشد. این سیستم در تمام دنیا، برای ساخت خانه های یک یا دو خانواری، ساختمان های اداری، صنعتی و تجاری به کار می رود. مزایایی که این سیستم دارد، باعث می شود که بتواند در کشورهایی که تغییرات دمای آنها در طی سال زیاد است و در معرض آسیب های طبیعی مثل زمین لرزه ، تندباد و سیلاب قرار دارند، بسیار مفید واقع شود.

دیوارهای به کار رفته در این سیستم، علاوه بر دارا بودن خاصیت های وینیل، در برابر موریانه نیز مقاومند.
امروزه، تولید محصولات متنوع تر تشکیل یافته از وینیل و کاربردهای تازه و مختلف آنها، امكان انتخاب و گزینش  بسیاری را در اختیار معماران و طراحان قرار می دهد.

منبع:

کلیدها , وینیل , مصالح نوین , مصالح جدید

مزایا و کاربردهای ورق کانتکس

خیزران یا بامبو که در زبان فارسی به آن نی گفته می شود، گیاهی چند ساله از تیره گندمیان است. به لحاظ اینکه ان گیاه به طور طبیعی در آب پرورش یافته و رشد می کند، در مقابل رطوبت بسیار مقاوم و تغییر ناپذیر است. مقاومت نی در حالت طبیعی بسیار زیاد است به طوریکه بعضی از انواع آن برای داربست تا چند طبقه و انواع دیگر به جای میلگرد در بتن مسلح به کار برده می شود.

کانتکس
کانتکس، نام قطعات پیش ساخته ساختمانی می باشد که از فشرده و بافته شدن نی در کنار یکدیگر و اتصال آن توسط مفتول های گالوانیزه بدست می آید. کانتکس همان ورق های سبک ساخته شده از نی می باشد که از سال 1337 به بازار ایران عرضه شده و اکنون بیش از نیم قرن است که این محصول استفاده شده و امتحان خود را پس داده است.



 ورق های کانتکس در مقایسه با دیگر مصالح ساختمانی دارای مزایای عمده ای هستند که می توان به موارد زیر اشاره کرد:



1-مقاومت بسیار بالا
دانشگاه صنعتی امیرکبیر برای به دست آوردن میزان تحمل بار کانتکس با ضخامت 5 سانتیمتر آزمایش هایی را انجام داده است:
تحمل بار گسترده در دهانه یک متر. آزمایشی با سطح گسترده یک متر انجام شد، مقدار خیز و بار شگر به ترتیب 44.6 میلیمتر و 1096 کیلوگرم(بیش از یک تن) اندازه گیری شد و در آزمایش دیگر بار به ابعاد 5*15 سانتیمتر بر پانلی به ابعاد یک متر مربع وارد شد و با توجه به دامنه اندازه گیری، حداکثر خیز برای بار 89 کیلوگرم، مقدار 16.6 میلیمتر به دست آمد، در ادامه با افزایش بار تا 202 کیلوگرم، پانل دچار شکست شد.



2-عایق صوت و حرارت
پانل های کانتکس در مقابل حرارت، عایق بسیار خوبی محسوب می شوند، بطوریکه هر ضخامت 5 سانتیمتریِ آن معادل 2.5 سانتیمتر پشم شیشه عملکرد حرارتی دارد. کانتکس با ضخامت 5 سانی متر تقریبا با 23 سانتی متر آجر فشاری از لحاظ عایق حرارتی برابری می کند. بعلاوه با توجه به اینکه فشار دستگاه طوری تنظیم شده که قطر طبیعی نی حفظ می شود، هوای محبوس در داخل بندهای نی، نقش عایق صوتی را به خوبی ایفا می کنند.



3-مقاوم در برابر آتش
در قیاس با چوب به علت وجود مواد سیلیسی در نی، پانل های کانکس مقاومت بیشتری در برابر آتش سوزی داشته و از گسترش آتش جلوگیری می کنند و در اصطلاح مواد خود خاموش شونده هستند.



4-مقاوم در برابر پوسیدگی و خوردگی
مقاومت پانل های کانتکس در برابر رطوبت و پوسیدگی و حتی خوردگی حشرات با توجه به خاصیت طبیعی نی، بسیار بالا بوده و به طرز چشمگیری در هر آب و هوایی قابلیت ماندگاری بسیاری را دارا هستند. 63 سال تولید و مصرف این قطعات، به خوبی مقاومت کانتکس را نشان داده است.



5-سبکی
پانل های کانتکس در عین مقاومت، بسیار سبک بوده و از این بابت جهت دیوارکشی در مناطق زلزله خیز بسیار مناسب می باشند.

6-سهولت اجرا
یکی از بزرگترین محاسن کانتکس، کار کردن راحت، برش بسیار ساده و نصب بسیار آسان است. این محصول می تواند به روش های بسیار متنوعی نصب شود، به همین دلیل اجرای کانتکس با کارگر غیر ماهر و ابزار ابتدایی امکان پذیر است.

کاربردهای کانتکس
کاربرد ورق های کانتکس بسیار متنوع و گسترده است که مهم ترینِ آنها به شرح ذیل است:

*ساخت انواع اتاقک های سبک، آلاچیق، سقف پارکینگ، کیوسک و.....
*ساخت سقف اصلی و سقف کاذب
*دیوارهای داخلی و دیوارهای جداکننده
*دیوارکشی اطراف باغ ها
*حصار اطراف کارگاه های ساختمانی
*پوشش روی دیوارهای خارجی
*دکوراسیون داخلی و پارتیشن بندی

منبع:
کلیدها , مزایا , کاربردهای ورق کانتکس , ورق کانتکس , کانتکس

کاربرد لیزر در ساخت و ساز

فاصله‌یابی ماهواره‌ای باشد

امروزه كاركردهایی متنوع از لیزر می‌شناسیم و شاید عمده‌ترین این كاركردها، استفاده از لیزر در فاصله‌یابی ماهواره‌ای باشد، لیزر را می‌توان براساس منبع تولید به سه دسته جامد، نیمه‌هادی و گازی تقسیم كرد. لیزر در واقع از هلیوم- نئون ایجاد می‌شود و اولین بار در سال 1961 توسط مخترعی ایرانی به نام پرفسور علی جوان در آمریكا ابداع شده است.

لیزر در ترازیابی كه با گستردگی فوق‌العاده، استفاده‌های فراوان دارد و اگرچه فاصله‌یابی ماهواره‌ای یا SRL، فاصله‌یابی طول‌های بلند از ایستگاه زمینی به ماهواره‌ها، انجام می‌شود و دقت این اندازه‌گیری در هر نسل بهتر شده، طوری كه از حدود 10متر (در نسل اول) به حدود 2میلیمتر (در نسل چهارم) رسیده است، اما چون لیزرهای تك‌رنگ واگرایی ندارند، برای هر نوع امتداددهی در كارهای نقشه‌برداری بسیار مناسبند، به خصوص در موارد بسیار دقیق مثل حفاری‌های تونل‌ها، نقشه‌برداری‌های زیرزمینی برای مترو ... كه نیاز به یافتن نقطه Break through هست و برای اینكه از دو طرف حفاری‌ها به هم برسند، كاربرد قابل توجهی دارد.

نكته اینكه توان و شدت جریان پرتوهای لیزر گازی بسیار كم است و در صورت اصابت با بدن نقشه‌بردار ایجاد صدمه نمی‌كند.

پس در ترازیابی‌های چرخشی (Ratary) كاربرد زیادی دارد. برای استفاده از لیزر در ترازیابی با شاخص، به واسطه‌ای خاص نیاز است.

Detector روی شاخص بالا و پایین می‌رود و به محض دریافت پرتو لیزر گازی، در محل دقیق ارتفاع پرتو می‌ایستد و در واقع ارتفاع را با دقت بالا تعیین می‌كند.

همچنین لیزر گازی در طراحی مسیر و راس قوس و ایجاد خط پروژه كاربرد مناسبی دارد.

منبع:

کلیدها , لیزر , ساخت و ساز

آشنایی با آجرهای شیشه‌ای Poesia

آجرهای شیشه‌ای Poesia ساخت کشور ایتالیا که در قالب تایل و سنگ‌های شیشه‌ای در رنگ‌های مختلف و با استفاده از شیشه دست‌ساز، در شکل‌ها و اندازه‌های ویژه تولید می‌شود، دارای کاربردهای خلاقانه متعدد در فضاهای داخلی و نیز فضاهای بیرونی ساختمان‌هاست.

از Poesia می‌توان در مبلمان شهری برای ساخت اینستالیشن هنری و در طراحی و دکوراسیون داخلی برای پویایی‌بخشی به فضاهای فاقد تنوع و نور و رنگ استفاده کرد.

از مهم‌ترین موارد کاربرد این آجرهای شیشه‌ای که در کنار نورپردازی ویژه و به واسطه رنگ‌بندی متنوع، از قابلیت بی‌نظیری برای افزایش جذابیت‌های بصری محیط برخوردار است، می‌توان به ساخت دیوارهای کوتاه و پارتیشن، دیوارهای اطراف دوش و وان در حمام، پوشش تزیینی ستون‌ها و بخشی از سطوح دیوارها و نیز پوشش کف اشاره کرد.

منبع:
کلیدها , آجرهای شیشه‌ای Poesia

نانو رنگ‌هایی که منجر به کاهش مصرف آب و برق می‌شوند

پژوهشگران پارک علم و فناوری یزد با استفاده از نانوذرات تیتانیوم موفق به تولید نانو پوشش‌هایی شدند که به عنوان عایق به کار می‌روند و موجب کاهش مصرف انرژی می‌شود.
رنگ‌های تولید شده در این تحقیقات نانورنگهای پلیمری مرئی و نامرئی بوده و به مرحله تجاری سازی رسیده است.

از مهم‌ترین مزایای پوشش‌های تولید شده می‌توان به ضدUV (اشعه ماورا بنفش)، آنتی‌باکتریال، مقاوم در برابر یخ‌زدگی و انعطاف‌پذیری تا دمای 180 درجه سانتی‌گراد اشاره کرد.

این رنگ‌ها قابل اعمال در محیط داخلی کولر است. استفاده از این پوشش‌ها موجب خنک‌تر شدن محیط کولر به میزان 20 درجه سانتی‌گراد می‌شود. ضمن آن که محیط داخلی خانه را نیز به میزان 7 درجه سانتی‌گراد خنک‌تر و موجب کاهش میزان مصرف انرژی می‌شود. علاوه بر این موجب کاهش مصرف آب در کولرها می‌شود.

نتایج تست‌های کنترل کیفیت بر روی نانو رنگ‌های تولید شده نشان داده که رنگ‌های تولید شده مشابه نانو رنگهای خارجی است.

رنگ‌های تولید شده در کشور به عنوان عایق به کار می‌رود و در مقایسه با نمونه‌های خارجی قادر است سرما و گرما را در محیط نگه دارد.

نانو پوشش‌های نامرئی فاقد رنگدانه هستند ولی نانو رنگ‌های مرئی در انواع رنگ‌ها قابل تولید هستند.

این طرح موفق شده است که تاییدیه‌هایی از پژوهشگاه صنعت رنگ، دانشگاه صنعتی امیرکبیر و شرکت آب و فاضلاب استان یزد دریافت کند.

منبع:

کلیدها , عمران , نانو رنگ‌ها , کاهش مصرف آب و برق

روشی جدید برای سرمایش ساختمان‌ها: تعریق!

ما و بسیاری دیگر از جانوران با تعریق بدن خود را خنک نگه می‌داریم. اگر بتوانیم به ساختمان‌ها هم چنین قابلیتی بدهیم، می‌توانیم با صرف هزینه کمتر، آب باران را ذخیره کرده و در گرما، برای خنک کردن ساختمان از آن استفاده کنیم

در بسیاری از موجودات از جمله انسان،‌ تعریق یکی از راه‌هایی است که بدون صرف انرژی اضافه، به خنک نگه داشتن بدن کمک می‌کند. چرا از همین راه برای خنک کردن ساختمان‌ها استفاده نکنیم؟

به گزارش دیسکاوری، الاین روتزتر و همکارانش در موسسه فناوری فدرال سوییس واقع در زوریخ، نوعی پلیمر مخصوص تولید کرده‌اند که در زمان بارندگی آب را جذب می‌کند و وقتی هوا گرم می‌شود، ‌به اصطلاح عرق می‌کند. از تبخیر آب می‌توان برای خنک کردن خانه استفاده کرد و در نتیجه در مواقع زیادی، نیاز به استفاده از سیستم‌های تهویه مطبوع و کولر از بین می‌رود و در نتیجه در مصرف انرژی صرفه‌جویی می‌شود.

این پلیمر، که پلی اِن- ایزوپروپیلاکریلامید یا به اختصار پی.ان.آی.پی.ای.ام نامیده شده، به صورت پوششی ساخته شده که روی آن را روکشی پوشانده که به آب باران اجازه می‌دهد، جذب پلیمر شود. وقتی باران می‌بارد، پوشش پلیمری مانند یک اسفنج عمل کرده و آب را به درون خود می‌کشد. اما وقتی در معرض تابش مستقیم آفتاب و دمای 32 درجه سانتیگراد قرار می‌گیرد، فشرده می‌شود و ویژگی‌های آب‌گریز آن باعث می‌شود آب را از خود بیرون دهد و در نتیجه مانند این است که عرق کرده باشد.

این پوشش‌های پلیمری روی خانه‌های کوچک نمونه،‌ در اندازه همان خانه‌های کوچکی که در کنار قطارهای مدل گذاشته می‌شود، آزمایش شده و نتایج حاکی از آن است که بهتر از پلیمرهای معمول می‌توانند خانه را خنک کند. به علاوه،‌ این پوشش، عایق خوبی برای خانه هم به حساب می‌آید،‌ چرا که بسیار به کندی گرم می‌شود.

مرحله بعدی آزمون این پوشش‌های پلیمری، ‌آزمودن آن‌ها در سرما است محققین هنوز نمی‌دانند که این پوشش در برابر یخ‌زدگی چه واکنشی از خود نشان می‌دهد.

با این وجود، تا به همین‌جا هم،‌ می‌توان گفت که این پوشش پلیمری برای افرادی که در مناطق استوایی بارانی زندگی می‌کنند، جایی که هم باران و هم گرمای فراوانی وجود دارد، و در مناطقی که نصب یک دستگاه تهویه مطبوع یا کولر می‌تواند خیلی پرهزینه باشد، مفید خواهد بود.

منبع: خبرآنلاین-بهنوش خرم‌روز

کلیدها , عایق ساختمان , تعریق در عایق ساختمان

استفتده از توپ در ایجاد صفحه‌های تخت بتنی

وقتی بتن بر روی توپ‌های روی پانل‌ها ریخته می‌شود، سیستم كف حبابی به یك تخته دوطرفه یكپارچه‌ای تبدیل می‌شود كه نیرو را به طور یكنواخت و پیوسته پخش می‌نماید.

اختصاصی معماری نیوز:

سازه MATT با استفاده از تكنولوژی جدید دال، كه درصد قابل توجهی از صفحه‌های تخت بتنی را با توپ‌های توخالی یا فوم ‌پُر جایگزین می‌كند ، از مواد پلاستیكی بازیافتی ساخته شده است.

ساختمان آموزشی و یادگیری در Harvey Mudd College (HMC) اولین ساختمان بالای سطح زمین در ایالات متحده خواهد بود كه در ساخت آن از این تكنولوژی پیروی شده است.

كف حبابی یك تكنولوژی دو محوری است كه با كاهش وزن و حفظ عملكرد صفحه‌های بتنی تقویت شده، دهانه را زیاد و طبقات را باریك‌تر می‌نماید.



این روند بدین صورت است كه فضای بین ستون‌های تخته‌های سخت ، در ورای اضافه كردن وزن، اثر ساختاری محدودتری دارند.

با جایگزینی شبكه‌ای از حفره‌های قرار گرفته بین لایه‌های فولاد سیم‌جوش تقویت شده و تیرهای مشبك داخلی، 35% از وزن تخته‌ها كاسته شده كه همانند بتن‌های مستحكم عمل می‌كنند.

وقتی این فضاهای خالی / شبكه‌ای به هم می‌چسبند ، تبدیل به پانل‌های پیش‌ساخته در ابعاد مختلف شده و در شمع‌بندی‌ها استفاده می‌شوند.



وقتی بتن بر روی توپ‌های روی پانل‌ها ریخته می‌شود، سیستم كف حبابی به یك تخته دوطرفه یكپارچه‌ای تبدیل می‌شود كه نیرو را به طور یكنواخت و پیوسته پخش می‌نماید.

با استفاده از تخته‌های پیش‌ساخته سبك‌ترو باریك‌تر، ستون‌ها و تیرهای كمتر و كوچكتر و همین‌طور فوندانسیون‌های كوچكتری نسبت به تخته‌های بتنی عرفی خواهیم داشت.

Amy Donohue ، كارفرمای شركت طراح این سازه ، شركت معماری Boora، اظهار داشت: «برای طراحان و كاربران ساختمان این به معنای انعطاف‌پذیری بیشتر طرح است.

كاهش توده سازه باعث ایجاد دهانه‌های بزرگتر و در نتیجه امكانات بیشتر طراحی می‌شود.

بسیار خوشحالیم كه Harvey Mudd College به مزایای این سیستم ساختاری ابتكاری پی برده و مدلی برای پروژه‌های ساختمانی آینده شده است.»

منبع: سایت خبری / تحلیلی معماری نیوز - ترجمه : سمیه پیلوار
کلیدها , عمران , ایجاد صفحه‌هاي تخت بتني , کاربرد توپ در ساختمان سازی

ملات ها

ملات ها از جمله چسبهای ساختمانی می باشند كه موجب چسپانیدن قطعات مصالح به یكدیگر می گردند و یا به عبارت دیگر دو قطعه از مصالح ساختمانی را به خود می چسبانند.

البته باید توجه كرد كه بجز ملاتها چسبهای دیگری نیز در ساختمان بكار می رود مانند چسب سنگ و یا چسبهای رزینی كه به آنها ملات گفته نمی شود.

ملات ها از دو قسمت اصلی تشكیل می شوند . چسب كه دارای حجم كمی بوده و به جسم پركننده كه تقریبا" در حدود 80% حجم ملات را تشكیل می دهد بعنوان مثال در ملات ماسه سیمان سیمان بعنوان چسب و ماسه بعنوان جسم پركننده نام برده می شود .

ملاتها عمدتا" به دو قسمت ملاتهای زودگیر كه ماده چسبنده در این ملاتها گچ می باشد و ملات های دیگر دیر گیر هستند كه شامل سایر ملاتها هستند.

ملاتهای زودگیر :

- این ملاتها بسیار زودگیر بوده بطوریكه پس از 3 الی 4 دقیقه بعد از آنكه باآب مخلوط شدند شروع به سخت شدن نموده و بعد از10 الی 15 دقیقه عمل سخت شدن به پایان می رسد. محل مصرف این ملاتها بیشتر در تیغه های 5 سانتی متری می باشد و یا برای نصب موقت قطعات به یكدیگر و یا به دیوار است .

از انواع ملاتهای زودگیر می توان ملات گچ – ملات خاك و گچ و ملاتها با سیمانهای زودگیر نام برد.



ملاتهای دیرگیر:

این ملاتها اغلب در مجاورت هوا و گاهی نیز در زیر آب سخت می شوند. زمان سخت شدن این ملاتها اغلب از 2 ساعت شروع شده و تا 48 ساعت تقریبا" به0 8% سختی خود می رسند.                                                                      انواع ملاتها

ملاتها دارای انواع گوناگونی به شرح زیر می‌باشند:

ملات گل و كاهگل

ماده چسباننده ملات گل و كاهگل، خاك رس است. پولكهای خاك رس پس از مكیدن آب به صورت خمیری در آمده و دانه‌های ماسه خاك را به یكدیگر می‌چسبانند. این ملاتها از قدیمی‌ترین ملاتها هستند و در نخستین ساختمانهایی كه بشر بنا كرده، به كار رفته است. هم اكنون نیز در ساختمانهای خشتی و گلی و حتی آجری و سنگی بسیاری از روستاها این ملات به كار می‌رود. برای ساختن ملات گل، آخوره می‌بندند و در آن آب می‌اندازند و صبر می‌كنند تا پولكهای خاك رس آب بمكند، پس از آن ملات را خوب ورز می‌دهند و به مصرف می‌رسانند.

چون ملات گل پس از خشك شدن جمع شده و ترك می‌خورد، به آن كاه می‌زنند كه آن را مسلح كرده و از ترك خوردن آن جلوگیری كنند. برای ساختن این ملات نیز آخوره‌ای از خاك و كاه می‌سازند و در آن آب می‌اندازند تا خاك گل شده و كاه خیس خورده و نرم شود. پس از آن ملات را خوب ورز می‌دهند و به مصرف می‌رسانند. ملات كاهگل برای اندود ساختمانهای گلی، زیرسازی اندود گچی و آب‌بندی بام ساختمانها مصرف می‌شود. ملات كاهگل به علت سبكی وزن، عایق، حرارتی خوبی است و از این رو در گذشته سقف زیرین شیروانیهای دو پوشه را با این ملات از داخل اندود می‌كردند تا جلو ورود گرما از سقف را بگیرند. چنانچه در آب ملات كاهگل كمی نمك طعام اضافه كنند، به علت خاصیت جذب و نگهداری رطوبت كه در نمك وجود دارد، ملات بیشتر خمیری می‌ماند و بهتر جلو عبور آب را می‌گیرد، به علاوه از آنجا كه نمك درجه انجماد آب را پایین می‌آورد، در فصول سرد این ملات دیرتر یخ می‌زند، در ساختن كاهگل برای نما باید از كاه نرم و ریز استفاده كرد. برای ساختن هر مترمكعب كاهگل، حدود 45 تا 50 كیلوگرم كاه لازم است. گل نیمچه كاه دارای كاه كمتری است و برای فرش كردن آجر روی بام در مناطق كم باران به مصرف می‌رسد. گاهی اوقات به ملاتهای گلی به منظور آب‌بندی و دوام بیشتر، امولسیون قیر اضافه می‌كنند. افزودن ماسه به ملات گل، سبب كاهش جمع‌شدگی و در نتیجه كاهش ترك‌خوردگی آن می‌شود. افزودن كمی آهك یا سیمان نیز سبب اصلاح بعضی خاكها می‌شود.

ملات گل آهك

دو اشكال عمده در ملات گل وجود دارد، یكی انقباض ناشی از خشك شدن و ترك خوردن و دیگری وارفتن ملات در آب و آب‌شستگی، افزودن آهك به خاك، این دو اشكال را برطرف كرده و آن را تخفیف می‌دهد. ملات گل‌آهك ملاتی است آبی و برای گرفتن نیازی به دی اكسید كربن ندارد. سیلیس و آلومین خاك رس در صورت وجود آب با آهك تركیب شده و سیلیكات و آلومینات كلسیم به وجود می‌آید كه در برابر آب‌شستگی و وا رفتن مقاوم هستند. از این رو برای اینكه ملات گل‌آهك خوب به عمل آید، باید مرطوب بماند. ملات گل‌آهك نیز مانند ملات گل از قدیم در نواحی روستایی و به ویژه در نقاط مرطوب به كار رفته است. این ملات در بعضی جاها، ملات حرامزاده یا گل حرامزاده نامیده می‌شده است. این ملات چون آبی است برای فرش كردن، آجركاری و سنگ‌كاری مناسب می‌باشد.

ملات ساروج

پیش از اختراع سیمان، ملات ساروج را برای اندود و آب‌بندی كردن آب‌انبارها و حوضها مصرف می‌كردند، ولی امروزه مصرف آن بسیار كم شده و ملات سیمان جای آن را گرفته است. ملاتهای ساروج مصرفی در ایران به دو گونه تقسیم می‌شوند: ساروج گرم و ساروج سرد.

ملات ساروج گرم

ساروجهای گرم در واقع نوعی ملات آهك آبی هستند كه از پختن و آسیاب كردن سنگهای آهكی رس‌دار به دست می‌آیند و این نوع ملاتها در جنوب ایران در كناره شمالی خلیج فارس به كار می‌رفته و پس از گذشت سالها در ساختمانهای دریایی پابرجا مانده‌اند. مشهورترین ساروج از این نوع متعلق به بندر خمیر می‌باشد.

ملات ساروج سرد

ماده چسباننده این ملات از اختلاط آهك، خاكستر و آب حاصل می‌شود، برای قوام و چسبندگی به آن خاك رس می‌افزایند و ماسه بادی نیز در آن نقش پركنندگی و استخوان‌بندی دارد، برای جلوگیری از ترك‌خوردگی به ساروج، لوئی (پنبه جگن) یا موی بز می‌زدند. خاكستر دارای مقدار زیادی سیلیس غیر بلوری است كه به هنگام اختلاط با دوغاب آهك با آن تركیب شده و سیلیكات كلسیم به وجود می‌آید، ولی این عمل به كندی پیش می‌رود و از این جهت ملات ساروج، كندگیر است.

ملات ساروج از اختلاط 10 پیمانه گرد آهك شفكته، 7 پیمانه خاكستر الك شده، یك پیمانه خاك رس، یك پیمانه ماسه بادی، 30 تا 50 كیلوگرم لوئی (برای هر مترمكعب ملات)، آب به قدر كافی و ورز دادن آنها به دست می‌آید.
ملات گچ

ملات گچ خالص از پاشیدن گرد گچ در آب و به هم زدن آن به دست می‌آید. چنین ملاتی زودگیر است و تنها برای كارهایی كه با سرعت انجام می‌گیرد، مناسب می‌باشد. برای اینكه بتوان با ملات گچ كار كرد، باید زمان گیرش آن به تأخیر افتد. افزودن خاك رس، خمیر آهك و افزودنیهایی دیگر مانند سریشم نجاری آن را كندگیر می‌كنند.

ملات گچ خالص برای قشر میانی سفیدكاری و اتصال قطعات گچی مناسب، است همچنین در بعضی موارد برای اندودهای زودگیر مانند اندود آستر سقفهای كاذب به كار می‌رود.

در قشر رویه سفیدكاری، ملات گچ خالص به كار می‌رود و برای اینكه فرصت كافی برای كار كردن با آن وجود داشته باشد، هنگام گرفتن آن را ورز می‌دهند تا بلورهای سوزنی شكل گچ مهلتی برای در هم رفتن پیدا نكنند و ملات یكپارچه گچ درست نشود. چنین ملاتی را ملات گچ كشته می‌نامند.

گچ كشته در تماس با اجسام، سفیدی پس می‌دهد و بسیار نرم است. وجود آهك نشكفته، آهك دو آتشه (سوخته) و منیزی سوخته در ملاتهای گچ، سبب ایجاد آلوئك در اندودهای گچی می‌شود.

ملات گچی مرمری در اندودكاری نقاط مرطوب و مكانهایی كه نیاز به شستشو دارند، به مصرف می‌رسد.





ملات گچ و خاك

افزودن خاك رسی به گچ به مقادیر زیاد آن را كندگیر و ارزان می‌كند، معمولاً نسبت خاك رس به گچ از 1 به 2 تا 1 به 1 تغییر می‌كند كه ملات اخیرالذكر به ملات گچ نیم و نیم معروف بوده و متداول‌تر است.

مصرف ملات گچ در طاق‌زنی و تیغه‌سازی و قشر آستر اندودكاریهای داخل ساختمان است. برای ساختن آن مخلوط گچ و خاك را به آهستگی در آب پاشیده به هم می‌زنند.

ملات گچ و ماسه

از اختلاط گچ با ماسه ریزدانه ملات گچ و ماسه ساخته می‌شود كه می‌توان از آن به جای ملات گچ و خاك برای زیرسازی اندودها در نقاطی كه ماسه بادی یا ساحلی یا رودخانه‌ای ریزدانه فراوان است، استفاده كرد. انواع ماسه ریزدانه و دانه‌بندی آنها در استاندارد 301 ایران آمده است، درشت‌ترین دانه در ماسه برای این نوع ملات، 2 میلیمتر ذكر گردیده است.

ملات گچ و پرلیت

از پرلیت منبسط و گچ، ملات سبكی ساخته می‌شود كه جاذب صوتی مناسب و عایق حرارتی خوبی است. اندود پرلیت و گچ از نفوذ آتش به اسكلت فولادی و بتن فولادی ساختمانها جلوگیری نموده و خطر گسترش آتش را كاهش می‌دهد.

ملات گچ و آهك

ملات گچ برای مناطق خشك مناسب است و آن را نمی‌توان در نقاطی كه رطوبت نسبی هوا از 60% تجاوز می‌كند، مصرف كرد. برای این نواحی ملات گچ و آهك مناسب‌تر است. افزودن 3 پیمانه خمیر آهك به یك پیمانه گچ یا دو قسمت وزنی گرد آهك شكفته به یك قسمت گچ، آن را كندگیر كرده و برای قشر رویی مناسب می‌سازد. برای مناطق مرطوب، ملات گچ و آهك مذكور مناسب‌تر است، زیرا پس از مدتی كه از مصرف آن گذشت، آهك با گرفتن گاز كربن از هوا به سنگ آهك تبدیل می‌شود كه جسمی سخت و در برابر آب و بخار پایدار است.  ملات ماسه سیمان

ماده چسباننده این ملات، سیمان پرتلند و ماده پركننده آن، ماسه است. این ملات از نوع آبی و دارای مقاومت خوبی به ویژه در سنین اولیه است. ملات ماسه سیمان جمع می‌شود و در سطوح بزرگ و بندكشیها تركهای ریز (مویی) و درشت برمی‌دارد. آب برف و باران بخصوص در موقع بوران به داخل اندود سیمانی و بندكشیها نفوذ كرده و حتی گاهی به داخل ساختمان سرایت می‌كنند. برای زودگیر كردن ملات سیمانی هیچگاه نباید به آن گچ افزوده شود، زیرا چنین ملات و اندودی پس از مدتی متلاشی می‌شود. وجود خاك رس در ماسه ملات سبب می‌شود كه دور دانه‌های ماسه، دوغابی از خاك رس درست شود و سیمان نتواند به خوبی به آن بچسبد. وجود برخی مواد آلی در ملات، باعث دیرگیر شدن آن می‌شود. مواد سولفاتی موجود در ماسه، آب یا آجر مصرفی، باعث از هم گسیختگی ملات و كار آجری می‌شود. به این علت میزان مواد مضر نظیر خاك رس، مواد آلی و سولفاتها در ملات محدود شده است. در مواقعی كه خطر حمله سولفاتها مطرح است، باید از سیمان ضد سولفات نوع 2 یا 5 یا سیمان پوزولانی استفاده شود. گاهی اوقات برای مقابله با حمله ضعیف سولفاتها و سرما، توصیه می‌شود عیار سیمان در ملات بیشتر اختیار شود، ولی باید در نظر داشت كه هنگام نشست نامتعادل، كارهای پرسیمان تركهای بزرگتری برمی‌دارند، در حالی كه در ملاتهای ضعیف تركها در تمام كار پخش شده و به صورت مویی ظاهر می‌شوند. برای شمشه‌گیری ملاتهای سیمان، هرگز نباید از گچ استفاده كرد، زیرا این دو ملات، به ویژه در صورت وجود رطوبت با یكدیگر تركیب شده و متلاشی می‌شوند.

ملاتهای ماسه سیمان آهك (باتارد) (حرام زاده)

ملاتهای ماسه سیمان با نسبتهای مختلفی از سیمان و آهك و ماسه ساخته می‌شوند كه متداول‌ترین آنها 6 : 1: 1 (یك حجم سیمان و یك حجم آهك و 6 حجم ماسه) و آب به مقدار كافی می‌باشد. حجم ماده پركننده ملات، باید حدود تا 3 برابر ماده چسباننده باشد و نمی‌تواند از این حدود تجاوز كند، در صورت كمتر شدن، جمع‌شدگی و به دنبال آن ترك‌خوردگی اتفاق می‌افتد و در صورت بیشتر شدن، كارآیی ملات كم می‌شود. از سوی دیگر مقاومت ملاتهای سیمانی بیش از مقادیری است كه در كار بنایی لازم است. لذا برای اینكه با مصرف سیمان كمتر، كارآیی ملات كاهش نیابد، می‌توان مقداری آهك جانشین سیمان نمود.

آهك علاوه بر تأمین كارآیی ملات سبب می‌شود كه:

الف: نفوذپذیری آب در ملات و اندود كم شود.

ب: خمیری بودن ملات بیشتر شده و از ترك‌خوردگی آن جلوگیری شود.

پ: با خاك موجود در ماسه ملات تركیب شده و از اثر بد آن در ملات جلوگیری كند.

ت: در مصرف سیمان صرفه‌جویی شود.

ث: قابلیت نگهداری آب ملات افزایش یافته و ملات كارپذیرتر شود.

ج: ظرفیت حمل ماسه در ملات افزایش یابد.

ملاتهای ماسه، سیمان، آهك در ایران به باتارد مشهور هستند كه لفظی فرانسوی است. علاوه بر ملات باتارد 6 [برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید. برای ثبت نام در شهر برسا کلیک کنید]1 (نسبتهای حجمی سیمان به آهك به ماسه) از ملاتهای 1[برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید. برای ثبت نام در شهر برسا کلیک کنید]9 و 1[برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید. برای ثبت نام در شهر برسا کلیک کنید]12 نیز می‌توان در كارهای كم اهمیت‌تر استفاده كرد، ولی در هر حال نسبت جمع مواد چسباننده به ماده پركننده نباید از كمتر باشد. هرچه مقدار آهك در ملات باتارد زیادتر شود، قابلیت آب‌نگهداری و كارآیی ملات افزایش می‌یابد، ولی در مقابل، مقاومت فشاری آن كاهش پیدا می‌كند. بسته به اینكه كدام یك از این دو ویژگی ملات برای طراح حائز اهمیت بیشتری باشد، ملات مورد نظر انتخاب می‌شود. به این ترتیب ملاحظه می‌گردد كه نباید تصور كنیم هرچه ملات قوی‌تر باشد، بهتر است.

ملات سیمان بنایی

سیمان بنایی محصولی است كه در كشورهای صنعتی به مقدار زیاد تولید شده و در كارهای بنایی كه مقاومت زیاد مورد نظر نیست، مصرف می‌شود. سیمان بنایی از اختلاط سیمان پرتلند معمولی با جسم پركننده بی‌اثری (از نظر شیمیایی) مانند گرد سنگ آهك و مواد افزودنی حبابساز، مرطوب كننده و دافع آب به دست می‌آید. حداقل درصد سیمان پرتلند در كشورهای مختلف متفاوت است، در كشور سوئد این نسبت (40%) و در ایالات متحده و كانادا (50%) و در بریتانیا (75%) می‌باشد. منظور اصلی از مصرف سیمان بنایی، دستیابی به خاصیت خمیری بهتر، كارآیی و آب‌نگهداری بیشتر و كاهش جمع‌شدگی ملات است. اختلاط این نوع ملات در كارهای بزرگ، بهتر و ساده‌تر انجام می‌شود. بعضی سیمانهای بنایی آمیخته‌ای از سیمان پرتلند، آهك مرده و مواد مضاف هستند. در ملات سیمانی نیز می‌توان به جای آهك، سیمان بنایی افزود.



ملاتهای سیمان ـ پوزولانی و آهك ـ پوزولانی

این قبیل ملاتها دارای سابقه دیرینه هستند، به طور كلی مواد پوزولانی به موادی گفته می‌شود كه به تنهایی خاصیت چسبندگی ندارند، ولی با آهك و با وجود آب در درجه حرارتهای عادی تركیب شده و نوعی سیمان تولید می‌كنند. نام پوزولان از خاكستر آتشفشانی بسیار فعالی كه از ناحیه‌ای واقع در ایتالیا به نام پوزولی استخراج می‌گردید، گرفته شده است. به جای سیمان پرتلند می‌توان از سیمانهایی كه از آسیاب كردن مواد پوزولانی و اختلاط با سیمان پرتلند یا آهك شكفته ساخته می‌شوند، استفاده كرد. این ملاتها در برابر حمله مواد شیمیایی بخصوص سولفاتها پایدار هستند. مواد پوزولانی یا طبیعی هستند مانند پوكه سنگها و كف سنگهای آتشفشانی و خاك دیاتومه، یا مصنوعی مانند سرباره كوره آهنگدازی و گرد آجر، نمونه‌ای از این ملاتها از مخلوط كردن گرد آجر و آهك در كشورهای شرقی، ساخته و مصرف می‌شده است كه در ایران به نام سرخی و در هندوستان به اسم سوركی و در مصر به نام حمرا نامگذاری شده است. بعضی مواد پوزولانی در درجه حرارتهای عادی فعال نیستند، ولی در اثر گرم كردن تا دمایی معین، فعال و برای تركیب با آهك و سیمان آماده می‌شوند.

ملاتهای سیمان ـ پوزولانی و آهك ـ پوزولانی، دیرگیر بوده و دارای مقاومت چندان زیادی نیستند ولی برای مصرف در نقاطی كه احتمال حمله سولفاتها موجود باشد، مناسبند. ملات ماسه آهك

ماده پركننده این ملات، ماسه و ماده چسباننده آن، آهك است. ملات ماسه آهك ملاتی است هوایی و برای گرفتن و سفت و سخت شدن به دی اكسید كربن موجود در هوا نیاز دارد. این ملات برای مصرف لای جرز مناسب نیست، زیرا دی اكسید كربن لازم نمی‌تواند به داخل آن نفوذ كند و فقط سطح رویی آن كربناتی می‌شود، از این رو ملات برای اندود سطوح مناسب است. این ملات برای گرفتن و سخت شدن باید مرطوب بماند، زیرا در غیاب آب عمل كربناتی شدن انجام نمی‌شود، از این رو ملاتهای آهكی را باید در مكانهای مرطوب به كار برد و تا پایان مدت عمل آمدن نمناك نگاه داشت. چنانچه ملات ماسه آهك قدری خاك داشته باشد (اصطلاحاً ماسه كفی)، بهتر است، زیرا از تركیب خاك ماسه با آهك، همان طور كه در ملات گل آهك گفته شد، تركیبهایی ایجاد می‌شود كه گاز كربن هوا در آنها دخالتی نداشته و به گرفتن ملات به صورت آبی كمك می‌كند. وجود آهك نشكفته، آهك دو آتشه (سوخته) و منیزی سوخته در ملات، سبب شكفتن بعدی آنها و ایجاد آلوئك در ملاتهای آهكی و باتارد می‌شود. مشخصات و دانه‌بندی ماسه برای ملات سیمانی در استاندارد 299 ایران درج شده است.

ملاتهای قیری

م ملات قیر از 5000 سال قبل، در ساختمانهایی نظیر برج بابل به كار رفته است. امروزه ملات ماسه آسفالت را برای قشر رویه پیاده‌روسازیها، پوشش محافظ قشر نم‌بندی بامها، پر كردن درز قطعات بتنی كف پاركینگها و پیاده‌روها و مانند اینها مصرف می‌كنند

مصالح ساختمانی

بتن و میل‌گردهای فلزی، برای ساختن یک ساختمان کاربرد دارند.

مصالح ساختمانی، عبارت است از موادی که برای ساخت‌وساز استفاده می‌شوند. بسیاری از موادی که به صورت طبیعی ایجاد می‌شوند (مانند رس، ماسه، چوب، سنگ و حتی شاخ و برگ‌های کوچک)، برای ساختن یک ساختمان کاربرد دارند. به غیر از مواد و مصالح طبیعی، برخی از مواد ساخته شده توسط انسان نیز به صورت ترکیبی، در ساخت‌وساز استفاده می‌شوند. در بسیاری از کشورها، تولید مصالح ساختمانی به صورت یک صنعت درآمده‌است. علاوه بر این، استفاده از این مصالح، مشاغل و پیشه‌های زیادی، همانند نجاری، لوله‌کشی، سقف‌سازی و عایق‌کاری را به وجود آورده‌است. این گونه از پیشه‌ها، کار تزیین و زیبایی ساختمان‌ها و خانه‌ها را برعهده دارند.

چوب

تفاوت درونچوب و برونچوب در مقطع یک درخت ۲۷ ساله

چوب، از نظر گیاه‌شناسی، بخش جامد و سخت زیر پوست ساقه درخت یا دیگر گیاهان چوبی است که به شکل بافت آوندی وجود دارد.

گرچه در باور عموم چوب تنها در درخت و بوته یافت می‌شود، از نظر علمی‌در همه گیاهان آوندی وجود دارد. در چوب مجراهای زیر قابل مشاهده است:

1. بافت چوبی یا مجراهای چوبی، که شیره خام، آب و نمک‌های معدنی محلول را از ریشه به برگ‌ها و غنچه‌های هوایی می‌برد.
2. آوند آبکشی یا مجراهای لیبر، که غذای آماده برای برگ‌ها (شیره تولیدی) به شکل محلول از طریق آنها برای تغذیه بقیه گیاه به گردش در می‌آید.

مجراهای چوبی به‌وسیله یاخته‌های مرده و دیواره‌های چوبی شده بوجود می‌آیند. در هر دو حال پروتوپلاسم سلولی پدیدار می‌گردد و دیوارها به‌وسیله ته‌نشین شدن ماده لیگنین (که سختی چوب از آن است) افزایش می‌یابند.

سطوح تار و آوندی در نخستین سال رشد خود را در فاصله‌ای معین در بافت میان آوندهای چوبی و آبکشی قرار می‌دهند، این لایه کامبیوم نامیده می‌شود. کامبیوم به دو بخش درونی (آوند چوبی) و بیرونی (آوند آبکشی) تقسیم می‌شود. همچنانکه سلولهای پیر با رشد پیوسته تنه فرو می‌ریزند، لایه‌های تازه آوند آبکشی کار خود را انجام می‌دهند.

چوب بی گمان یکی از بهترین و سودمندترین مواد خام طبیعت است و بی آن بشر هرگز به سطح پیشرفت و رفاه کنونی نمی‌رسید.

مقطع ساقهٔ یک گیاه کتان:
۱. مغز ساقه (Pith)‏
۲. چوب زودرس (Protoxylem)‏
۳. بافت چوبی (Xylem)‏
۴. بافت آبکش (Phloem)‏
۵. بافت سخت (Sclerenchyma)‏
۶. پوسته (Cortex)‏
۷. روپوست (Epidermis)

چوب ابتدا، ماده‌ای حیاتی برای ساخت ابزارهای اولیه، خانه و قایق برای حرکت در رودها بود. سپس، برای ساخت اکثر اشیا و ابزارهای سودمندی که انسان قرنها برای پیشرفت زندگی خود به آنها متکی بود، به کار رفت. بخشی از فناوری چوب بر اثر تلاش صنعتگران باقی مانده، ولی بیشتر آن ناچار از بین رفته و با مواد و روشهای دیگر که نتیجه انقلاب صنعتی بشر است، جایگزین شده‌است.

چوب تنها منبع طبیعی تجدیدپذیر است. نفت و زغال و دیگر معادن سرانجام روزی تمام خواهد شد، ولی جنگلی که خوب نگهداری شود (حتی گاه بدون نگهداری) بطور نامحدود به تولید چوب ادامه خواهد داد. چوب جایگاه برجسته‌ای در اقتصاد جهانی دارد. تولید سالانه چوب در جهان ۲۵۰۰ میلیون متر مکعب است. خواص فیزیکی و شیمیایی و نیز مکانیکی چوب آن را فعلاْ بی جانشین کرده‌است.

محتویات

 [نهفتن] 

• ۱ چوب
  • ۱.۱ ساختار
  • ۱.۲ درون‌چوب
  • ۱.۳ انداختن درخت و حمل الوار
  • ۱.۴ مقدمه
    • ۱.۴.۱ شرح روش آزمایش
• ۲ الف- آزمایش فشار در جهت موازی با الیاف
• ۳ ب- آزمایش فشار در جهت عمود بر الیاف
• ۴ ج- آزمایش مقاومت خمشی چوب
• ۵ د- آزمایش تعیین درصد رطوبت چوب
• ۶ منابع
• ۷ جستارهای وابسته

چوب [ویرایش]

چوب یکی از مفیدترین موادی است که ما در اختیار داریم.چوب محکم است اما می‌توان به سادگی آن را برید و به شکل‌های مختلف درآورد.بخش عمدهٔ چوب از تنهٔ درخت‌ها بدست می‌آید.

چوب یکی از قدیمی‌ترین و ابتدایی‌ترین مصالح ساختمانی موجود در طبیعت است که بشر در طول تاریخ از آن بهره برده‌است. چوب تنها مصالح ساختمانی است که از منبع قابل تجدید بدست می‌آید و از مصالح خوبی برای مناطق زلزله خیز می‌باشد.

داریوش در فرمان بنیاد شهر شوش می‌گوید: «تخته و چوب یکا از گاندرا و کرمانیا آورده شد)». واژه (یکا) در زبان فارسی همان درخت جگ است که چوبی قهوه‌ای رنگ و سخت دارد. از این نقش برجسته قصر آپادانا در دوره هخامنشی آشکار می‌شود که چوب را برای استفاده کاربردی و تزئینی در دوران مادها نیز به کار می‌گرفتند. در قسمتی از این نقش برجسته یک درباری ماد در حال حمل یک صندلی چوبی مشاهده می‌شود که مربوط به سده پنجم پیش از میلاد است.

از جمله مهم‌ترین کاربردهای چوب، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: استفاده از چوب در ساخت مصنوعات چوبی

استفاده از چوب برای اعضای باربر

استفاده از چوب برای نماسازی و تزئین

استفاده از چوب برای کارهای کمکی در ساخت و ساز، مانند قالب سازی، چوب بست و...

نکته قابل توجه این است که در تعیین مشخصه‌های مکانیکی چوبها باید مواردی همچون جهت الیاف چوب، مقدار رطوبت، نوع چوب، محل رویش، پهنی دایره سالانه، درجه حرارت، تعداد گره‌های روی چوب، شرایط نمونه گیری، شرایط لحظه‌ای آزمایش و دستورالعمل آزمایشی را در نظر گرفت.

ساختار [ویرایش]

چوب از میلیون‌ها لولهٔ نازک که در امتداد طول تنهٔ درخت کشیده شده‌اند، درست شده‌است.وقتی درخت زنده‌است، این لوله‌ها شیرهٔ گیاهی را از ریشه‌ها به برگ‌های درخت می‌رسانند.چوب‌های گونه‌های مختلف درخت از نظر رنگ، سختی و نقش (رگه) با هم متفاوت اند.

درون‌چوب [ویرایش]

در علوم جنگل، بخش درونی و غیرزنده ساقه درخت که به آن استحکام بیشتری می‌بخشد را درون‌چوب می‌گویند.^[۱]

چوبدرونی شدن در تمامی درختان پس از سن مشخصی رخ می‌دهد که به نوع گونه چوبی بستگی دارد ولی برخی از درختان چوبدرون نامشخص مستند یعنی بخش تیره تری در تنه یا گرده بینه درخت دیده نمی‌شود مانند برخی ار انواع خانواده صنوبر ممرز توسکا بید ون یا زبان گنجشک و برخی از سوزنی برگان مثل زربین و سروناز و سرو شیراز^[۲] چوبدرون دارای خواص بهتری نسبت به چوب برون است که اغلب به علت تجمع مواد استخراجی تیره شدن و افزایش دوام طبیعی چوب می‌باشد در نتیجه کمتر مورد حمله قارچها و سایر عوامل مخرب چوب قرار می‌گیرد.

هر نوع پوسیدگی که به درون‌چوب محدود می‌شود را «درون‌پوسه» می‌نامند. سرخ، خاکستری یا آبی شدن درون‌چوب درختان پهن‌برگ که لزوماً در نتیجه پوسیدگی نیست، را اصطلاحا «درون‌تیرگی» می‌نامند. قهوه‌ای یا مشکی شدن قسمت‌هایی از درخت یا دار که لزوماً در نتیجه پوسیدگی نیست را «درون‌سیاهی» نام گذاشته‌اند.

انواع درون‌چوب:

• چوبی که تحت تأثیر عوامل طبیعی مانند قارچ و یخ‌زدگی تغییر رنگ داده و شبیه به درون‌چوب شده باشد، «درون‌چوب کاذب» نام دارد.
• نوعی درون‌چوب کاذب که بر اثر یخبندان شدید به وجود می‌آید و سبب ایجاد قسمت‌های رنگی در بخش مرکزی ساقه می‌شود «درون‌چوب یخ‌زاد» نام دارد.
• درون‌چوب کاذب‍‍‍ی به رنگ مشکی یا قهوه‌ای تیره که معمولاً از درون‌چوب قابل تشخیص نیست و عمدتاً در پهن‌برگان مشاهده می‌شود، «درون‌سیاه» نامیده می‌شود.
• قرمزی بارز درون‌چوب سوزنی‌برگان و برخی پهن‌برگان که عامل آن نوعی قارچ است را «دل‌قرمزی» می‌گویند.

انداختن درخت و حمل الوار [ویرایش]

برای انداختن درخت از اره‌های برقی یا ماشین‌های بزرگی استفاده می‌شود که می‌توانند در چند ثانیه یک درخت را بیندازند و پوست تنهٔ آن را بکنند. در بعضی کشورها تنه‌های درخت را به نزدیک ترین رودخانه می‌اندازند و به کمک جریان آب به کارگاه چوب بری می‌رسانند، ولی بخش عمدهٔ الوار با کامیون‌های مخصوص یا با قطار حمل می‌شود.

مقدمه [ویرایش]

چوب یک ماده ناهمگون است بنابراین مقاومت چوب در هر نقطه از آن متفاوت بوده و به خواص آن نقطه بستگی دارد. مقاومت کششی چوب در جهت عمود بر الیاف کمتر از آن در جهت الیاف است. معمولاً چوب را به ندرت در جهت عمود بر الیاف تحت بار کششی قرار می‌دهند.

درباره مقاومت فشاری چوب، این مقاومت در امتداد تارها افزایش می‌یابد و هر چه چوب فشرده تر گردد، مقاومت آن افزایش می‌یابد. بیشترین مقاومت چوب در حالت متراکم و زمانی که حجمی حدود ۳/۱ حجم اولیه را داراست، به وجود می‌آید. گاهی اوقات در حالت متراکم چوب، می‌توانیم به ۱۰ برابر مقاومت فشاری در جهت عمود بر الیاف برسیم. مقاومت چوب در جهت مایل بر الیاف تقریباً برآیندی از مقاومت آن در دو جهت عمود بر هم است. جهت تأثیر نیرو در مقایسه با جهت الیاف سه حالت دارد:

• نیرو در جهت الیاف (در امتداد محور درخت)
• نیرو در جهت عمود بر الیاف
• نیرو در جهتی که با جهت الیاف، ایجاد زاویه کند.
• وسایل مورد نیاز جهت آزمایش:
• کولیس
• متر نواری
• سه عدد چوب با ابعاد گوناگون
• ترازو
• گرمچال
• دستگاه اندازه گیری مقاومت فشاری
• دستگاه اندازه گیری مقاومت خمشی

شرح روش آزمایش [ویرایش]

در ابتدا ابعاد سه قطعه چوب (نمونه‌های آزمایش که باید فاقد ترک باشند) را توسط متر و کولیس اندازه گیری می‌کنیم. از متر برای اندازه گیری ابعادی که نمی‌توانیم با کولیس اندازه گیری کنیم، استفاده می‌کنیم. نتایج این مرحله از آزمایش به صورت زیر می‌باشد:

• نمونه ۱ (کوچک): :مقطع: mm ۵۴٫۱ ۵۷ mm * ارتفاع: ۱۵۳ mm
• نمونه ۲ (متوسط) :

مقطع : ۵۷ mm ۵۷ mm * ارتفاع : ۲۰۴ mm

• نمونه ۳ (بزرگ) :

مقطع : ۵۴٫۲ mm * ۵۶ mm ارتفاع : ۶۵۲ mm

در این قسمت از چوب‌های نمونه ۱ و ۲ برای آزمایش مقاومت فشاری استفاده می‌کنیم. (باید دقت کنیم نمونه، بدون هر گونه ترک باشد.)

الف- آزمایش فشار در جهت موازی با الیاف [ویرایش]

نمونه ۲ را در امتداد الیاف تحت تست فشاری قرار می‌دهیم. نکته‌ای که وجود دارد این است که اگر نمونه چوب ما سالم باشد، باید با زاویه ۴۵ درجه در آن گسستگی رخ بدهد و هیچ گونه جدا شدگی نباید اتفاق بیافتد. نمونه مورد آزمایش ما، نیروی ۱۱۵٫۶ KN را تحمل کرد. نمونه مورد آزمایش پس از بارگزاری دچار جدا شدگی شده و در نتیجه نمونه ما ناسالم بوده و از این آزمایش رد می‌شود.

ب- آزمایش فشار در جهت عمود بر الیاف [ویرایش]

چوب نمونه ۱ را در جهت عمود بر امتداد الیاف در دستگاه سنجش مقاومت قرار می‌دهیم. باید دقت کنیم تا نمونه فاقد هر گونه ترک یا جدا شدگی باشد. به تدریج فشار را افزایش می‌دهیم و سرعت افزایش فشار را در نظر می‌گیریم. روند افزایش فشار تا فشار ۸۲ KN به طور تقریبی ثابت می‌ماند ولی بعد از این فشار، سرعت افزایش بار وارده بر چوی کم شده و عملاً چوب مورد آزمایش ما از نقطه تسلیم خود عبور کرده‌است. چوب در این حالت هم‌زمان با افزایش فشار، دچار لهیدگی می‌شود و در حقیقت از ۸۲ KN به بعد در اثر ایجاد لهیدگی، شاهد بار کاذب در دستگاه هستیم.

در عمل در هنگام کاربرد چوب به عنوان مصالح ساختمانی، بار وارده نباید ار بار مجاز که خود درصدی از حد جاری شدن می‌باشد بیشتر شود (نوعی ضریب اطمینان داریم). در این آزمایش جداشدگی ایجاد شده در نمونه، در جهت گره‌هایی است که قبلاً در داخل چوب وجود داشته‌است.

یکی از معایب چوب، گره‌های موجود در آن است. زیرا باعث به هم خوردگی و حتی انحراف در شیب الیاف می‌شوند که نتیجه آن کاهش مقاومت چوب است. نحوه توزیع و میزان و اندازه این گره‌ها در هر دو جهت درازا و پهنای مقطع چوب اهمیت دارد. سایر جدا شدگی‌ها در اثر محل و نحوه عمل آوری چوب، جنس چوب و اینکه از چه درختی است، می‌باشند.

ج- آزمایش مقاومت خمشی چوب [ویرایش]

چوب سوم با ابعاد استاندارد را در داخل دستگاه مربوطه قرار می‌دهیم. حال شروع به وارد کردن نیرو به چوب می‌کنیم. حال اگر نمونه چوب ما سالم باشد باید از وسط چوب یعنی محل اثر سومین تکیه گاه دستگاه به صورت عمود بر جهت الیاف شکسته شود و باید بین الیاف چوب فاصله‌ای نباشد.

با افزایش نیرو چوب مورد آزمایش تا ۱۰٫۵ KN را تحمل می‌کند اما بعد از آن شروع به شکستگی می‌کند. در این حالت شکستگی چوب با جداشدگی الیاف همراه است که این وضعیت از ویژگی‌های خوب و مطلوب برای چوب نیست. اگر نمونه ما سالم بود می‌بایست از وسط و به صورت عمودی و متقارن می‌شکست و عدد بدست آمده برای آن حدود ۲۰ KN می‌شد. در نتیجه نمونه ما از آزمایش مقاومت خمشی رد شد.

د- آزمایش تعیین درصد رطوبت چوب [ویرایش]

وقتی که چوب خشک باشد، از محیط اطراف رطوبت جذب می‌کند و چنانچه تر باشد، در محیط خشک از خود رطوبت دفع می‌کند. رطوبت چوب درختان زنده بین ۳۰ تا ۹۰ درصد متغیر می‌باشد. روش انجام آزمایش به این صورت است که ابتدا چوب‌ها را وزن می‌کنیم و مقادیر بدست آمده را ثبت می‌کنیم.

W۱ = ۲۲۵٫۲ gr

W۲ = ۱۷۲٫۷ gr

حال آنها را در داخل گرمچال در دمای ۸۰ درجه سانتی گراد قرار داده و بعد از ۲۴ و ۴۸ ساعت، مجدد آنها را وزن می‌کنیم. لازم به ذکر است که درصد رطوبت استاندارد برای آزمایشهای چوب ۱۲٪ می‌باشد. وزن نمونه‌ها بعد از ۲۴ ساعت:

W۱ = ۲۱۲٫۳ gr

W۲ = ۱۶۱٫۲ gr

وزن نمونه‌ها بعد از ۴۸ ساعت:

W۱ = ۲۰۸٫۹ gr

W۲ = ۱۵۸٫۶ gr

حال درصد رطوبت را از رابطه مقابل بدست می‌آوریم: u = ۱۰۰ * (M-m) / m u : درصد رطوبت M : جرم چوب مرطوب m : جرم چوب خشک درصدهای رطوبت بدست آمده به قرار زیر است: برای ۲۴ ساعت : u۱ = ۶٫۰۷ ٪ u۲ = ۷٫۱۳ ٪ برای ۴۸ ساعت: u۱ = ۷٫۸۰ ٪ u۲ = ۸٫۸۹ ٪ در نتیجه نمونه‌های ما، چوب‌هایی خشک بودند.

کاه

خرمن‌های کاه.

ساقه و پوسته‌ای که اطراف دانه‌های غلات چون گندم و جو را می‌پوشاند و هنگام خرمن‌کوبی، هوا آن را پراکنده می‌کند، کاه می‌گویند. کاه از محصولات جانبی کشاورزی است.

کاه و یونجه از خوراک اصلی چارپایان‌اند. به محلی که کاه در آن ذخیره و نگه‌داری می‌شود کاهدان گفته می‌شود. کاه را در روستاها با گل می‌آمیزند و با آن ماده‌ای ساختمانی به نام کاه‌گل درست می‌کنند. کاه در کاه‌گل نقش استحکام‌بخشی و چسبانندگی را به عهده دارد.

در زمین‌هایی که با ماشین کمباین درو می‌شود، حجم زیاد کاه مشکل‌آفرین است.

محتویات

 [نهفتن] 

• ۱ انواع کاه
• ۲ کاه در ادبیات فارسی
• ۳ جستارهای وابسته
• ۴ منابع

انواع کاه [ویرایش]

حمل کاه در بورکینا فاسو.

• کاه نخود
• کاه گندم
• کاه برنج
• کاه آمونیاکی[۱]
• کاه عدس
• کاه جو
• کاه یولاف

کاه در ادبیات فارسی [ویرایش]

در ادبیات فارسی، کاه نمادی از کوچکی، خواری، بی‌ارزشی و محکومیت نهایی انسان‌های شریر است.

اصطلاحات ساخته‌شده با کاه:

• آب زیر کاه
• از کاه کوه ساختن
• به کاه‌دان زدن

جستارهای وابسته [ویرایش]

• پوشال
• کلش
• کنجاله
• تفاله

درباره سنگ

سنگ‌های ساحل همچنین نگاه کنید به مقالهٔ صخره (زمین‌شناسی)
سنگ به موادی از پوسته زمین اطلاق می‌شود که از یک یا چند کانی که با یکدیگر پیوند یافته‌اند، درست شده‌است. محتویات [نهفتن]  ۱ سنگ یا خاک ۲ منشا شکل گیری سنگ‌ها و خرده سنگ‌ها ۲.۱ عوامل کوه زایی ۲.۲ عوامل هوازدگی یا کوه سایی ۲.۲.۱ هوازدگی شیمیایی ۲.۲.۲ هوازدگی فیزیکی ۳ ساختمان شیمیایی سنگ‌ها ۴ طبقه‌بندی شیمیایی سنگ‌ها ۵ استفاده ۶ انواع سنگ‌های ساختمانی ۷ مشخصات کلی انتخاب سنگ برای مصارف ساختمانی ۸ طبقه بندی سنگ‌های طبیعی براساس BS۸۱۲ ۹ فساد در سنگ ۹.۱ اثر نمک‌های محلول ۹.۲ آلودگی محیط ۹.۳ اثر یخبندان ۹.۴ پوسیدگی فلزات ۹.۵ آتش ۱۰ منابع ۱۱ پانویس ۱۲ پیوند به بیرون سنگ یا خاک [ویرایش] از نقطه نظر زمین شناسی، سنگ به موادی از پوسته زمین اطلاق می‌شود که از یک یا چند کانی که با یکدیگر پیوند یافته‌اند، درست شده‌است. در مقابل خاک توده‌ای از ذرات با دانه‌های منفصل یا دارای پیوند سست است که بر اثر هوازدگی سنگ‌ها و به طور برجا تشکیل شده‌است. لیکن در مهندسی و کارهای ساختمانی قابلیت حفاری مصالح زمین‌شناسی به عنوان شاخصی در طبقه بندی آنها به دو گروه سنگ و خاک مورد استفاده قرار می‌گیرد[۱].
منشا شکل گیری سنگ‌ها و خرده سنگ‌ها [ویرایش] دو فرایند کوه زایی و کوه سایی در زمین موجب پدید آمدن محصولات سنگی می‌شود.[۲] عوامل کوه زایی [ویرایش] فشارهای کره مذاب درون زمین را که به پوسته جامد سطح آن وارد می‌شود را می‌توان عامل فرایند کوه زایی و خشکی زایی نامید.. عوامل هوازدگی یا کوه سایی [ویرایش] هر یک از چند روندی را که باعث خرد شدن و تغییر شکل مواد سخت سطح زمین و موادی که با جو در تماس هستند، هوازدگی می‌نامند. عوامل فرسایش یا هوازدگی به دو گروه فیزیکی و شیمیایی تقسیم می‌شوند. هوازدگی شیمیایی [ویرایش] محصول هیدراتاسیون، انحلال، آبکافت، اکسیداسیون و یا عکس العمل آب‌های اسیدی با املاح تشکیل دهنده سنگ هاست.[۳] هوازدگی فیزیکی [ویرایش] این پدیده توسط عواملی چون یخبندان، تغییرات حرارت در جو و در نتیجه انبساط و انقباض، نیروی جاذبه زمین، رشد گیاهان، باد، جریان آب و عمل جانوران و مانند اینها شکل می‌گیرد و باعث خرد شدن سنگ‌ها و تغییر شکل آنها به دانه‌های ریزتر می‌شود.[۴] ساختمان شیمیایی سنگ‌ها [ویرایش] سنگ‌ها خود از قسمت‌های ساده تری به نام کانی ساخته شده‌اند. کانی‌ها مواد جامد، طبیعی، معمولاً متبلور، غیرآلی، همگن و با ترکیبات شیمیایی مشخص اند. تاکنون بیش از ۳۰۰۰ کانی در طبیعت شناخته شده که تنها حدود ۲۴ کانی در سنگ‌های پوسته زمین فراوان هستند و آنها را کانی‌های سنگ ساز می‌نامند.[۵] طبقه‌بندی شیمیایی سنگ‌ها [ویرایش] چون کانیهای تشکیل دهنده سنگ‌ها متنوع هستند، بسته به میزان وجود بعضی دیگر از ترکیبات شیمیایی که در آنها است سنگ‌ها را به چهار دسته تقسیم می‌کنند: کربنات‌ها سولفات‌ها اکسیدها سیلیکات‌ها استفاده [ویرایش] سنگ‌ها و کانی‌ها در ساختمان سازی، صنایع، پزشکی و غیره به کار می‌روند. انواع سنگ‌های ساختمانی [ویرایش] سنگ تراورتن موج دار این سنگ‌ها در دسته‌های گوناگون و متنوعی نام گذاری می‌شوند که بعضا نام معدن سنگ به عنوان اسم آن استفاده می‌شود.رایج‌ترین سنگ‌های ساختمانی عبارتند از:[۶] گرانیت ماسه سنگ‌ها سنگ‌های آهکی کوارتزیت سنگ‌های رسی تراورتن[۷] مشخصات کلی انتخاب سنگ برای مصارف ساختمانی [ویرایش] سنگ‌های مورد استفاده در کارهای ساختمانی باید دارای مشخصات زیر باشند:[۸] ۱- بافت سنگ باید ساختمانی سالم داشته باشد، یعنی بدون شیار، ترک و رگه‌های سست باشد (کرمو نباشد) ۲- بدون هرگونه خلل و فرج باشد ۳- پوسیدگی نداشته باشد ۴- یکدست، یکنواخت و همگن باشد ۵- سنگ ساختمانی نباید آب زیاد جذب کند، لذا نباید: الف- در آب متلاشی یا حل شود ب- تمام یا قسمتی از آن بیش از ۸ درصد وزن خود آب بمکد ۶- سنگ ساختمانی نباید آلوده به مواد طبیعی و مصنوعی باشد ۷- سنگ باید شرایط فیزیکی و شیمیایی محیط را تحمل کند، لذا باید: الف- در برابر باد، یخبندان، تغییرات دما و در صورت وجود جریان آب در مقابل آن و کلیه عوامل فرسایش مقاومت کند ب- در برابر محیط‌های شیمیایی اسیدی و قلیایی و همچنین عمل آبکافت و اکسیداسیون مقاومت کند ۸- مقاومت فشاری برای قطعات باربر نباید کمتر از ۱۵۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع باشد ۹- در مقابل سایش مقاوم باشد طبقه بندی سنگ‌های طبیعی براساس BS۸۱۲ [ویرایش] گروه بازالت: آندزیت، بازالت، پرفیریت‌های قلیایی، دولومیت‌ها، اپیدیوریت، لامپروفیر، کوارتز-دولویت و اسپلیت گروه فلینت: چرت، فلینت گروه گابرو: دیوریت قلیایی، گنایس قلیایی، گابرو، هورن بلند، نوریت، پریدوتیت، پیکریت و سرپانتینت گروه گرانیت: گنایس، گرانیت، گرانودیوریت، پگناتیت، کوارتز-دیوریت و سینیت گروه سنگ‌های ماسه‌ای و آذرین: آرکوز، گریویک، ماسه سنگ و توف گروه هورن فل: همه سنگ‌های ناشی از دگرگونی غیر از مرمر گروه سنگ آهک: دولومیت، سنگ آهک و مرمر گروه شیست‌ها: فیلیت، شیست و اسلیت گروه پروفیری: آپلیت، داسیت، فلسیت، گرانوفیر، گراتوفیر، میکرو گرانیت، پروفیری، کوارتز-پروفیریت، ریولیت و تراشیت گروه کوارتزیت: گانیستر، ماسه سنگ‌های کوارتزیتی و کوارتزیت دوباره بلوری شده فساد در سنگ [ویرایش] عامل اصلی فساد در سنگ‌ها اثر نمک‌های محلول بر آنها می‌باشد. آلودگی محیط، یخبندان و پوسیدگی در قطعات فلزی و وجود رگه‌های ضعیف و همچنین عملیات اجرایی ضعیف نیز موجب تخریب سنگ‌ها می‌شود. اثر نمک‌های محلول [ویرایش] چنانچه رطوبتی که به همراه خود نمک‌های محلول دارد از سطح سنگ تبخیر شود مقداری نمک در سطح آن به صورت شوره و لایه‌ای هم در خلل و فرج سنگ باقی می‌گذارد. تداوم دور رطوبت-تبخیر موجب افزایش حجم بلورها و پوسته شدن سطح سنگ می‌گردد. لذا سنگ‌هایی که متخلخل ترند در برابر نمک‌های محلول حساس ترند.[۹] آلودگی محیط [ویرایش] سنگ‌های دارای کانی کربنات کلسیم به خصوص در برابر محیط‌های اسیدی حساس هستند. اکسید گوگرد در محیط مرطوب و اکسیژن موجود در هوا تولید اسید سولفوریک می‌کند که بر سنگ‌های آهکی اثر می‌گذارد و تولید سولفات کلسیم می‌نماید. سنگ‌های آهکی و ماسه سنگ‌های آهکی در این مورد حساس ترند. در مورد سنگ‌های آهکی، سولفات کلسیم حاصل شده در سطح، به وسیله آب شسته می‌شوند. ولی در سطوحی که قابل شستشو نیستند، سطح به وسیله دوده سیاه می‌شود و مبدل به پوسته‌های سخت و برآمدگی‌هایی می‌شود که گرد آهکی در اطراف آن وجود دارد. در انواع سنگ‌های آهکی منیزیم دار، ایجاد سولفات منیزیم روند فساد را تسریع می‌کند. در ماسه سنگ‌ها خلل و فرج توسط گچ (سولفات کلسیم) پر می‌شوند، پوسته‌های سخت ایجاد شده اغلب به علت تفاوت انبساط حرارتی فرو می‌ریزند. ماسه سنگ‌های سیلیسی گرچه مستقیما بر اثر تهاجم اسیدهای موجود در هوا آسیب نمی‌بینند ولی سنگ گچ تولید شده توسط سنگ آهک موجب خرابی در آنها می‌شود که به علت تبخیر حاصل از تبلور در سطح آنها به وجود می‌آید. مرمر که اساسا کربنات کلسیم است مورد هجوم اسیدهای موجود در هوا قرار می‌گیرد و سطح صیقلی آن در مرور زمان زبر می‌شود. ولی به علت بافت متراکم و چگال آن کمتر تحت تاثیر عمل تبلور قرار می‌گیرد.[۱۰] اثر یخبندان [ویرایش] تخریب بر اثر یخبندان در قسمت‌هایی از ساختمان نظیر محل درپوش‌ها، سایه بان‌ها، کرسی بنا و کف پنجره‌ها بیشتر دیده می‌شود. عموما سنگ آهک و دولومیت بیش از ماسه سنگ در معرض تهاجم اثر یخبندان هستند. مرمر، شیت و گرانیت به علت تخلخل اندک تحت تاثیر اثر یخبندان واقع نمی‌شوند.[۱۱] پوسیدگی فلزات [ویرایش] آب بارانی که از سطوح مس و آلیاژهای آن به سطح سنگ آهکی می‌ریزد باعث ایجاد لکه‌های سبزرنگی می‌شود. زنگ زدگی حاصل از مواد آهنی و فولادی بسیار سخت و دشوار از روی سطوح متخلخل سنگ‌ها پاک می‌شوند. بیشترین آسیب دیدگی ناشی از انبساط زنگ زدن قطعات آهنی و فولادی داخل سنگ کاری نما رخ می‌دهد. به این منظور کلیه قطعات فلزی مورد استفاده در نصب سنگ نما باید ضدزنگ باشند.[۱۲] آتش [ویرایش] آتش به ندرت موجب تخریب کلی در کارهای سنگی شود. ولی سطح نمای گرانیت، مرمر و ماسه سنگ‌ها ممکن است در اثر آتش سیاه یا خرد شوند. سنگ‌های آهکی عموما تحت تاثیر آتش قرار نمی‌گیرند، فقط سنگ‌های با رنگ روشن به علت اکسید شدن آهن موجود در آنها برای همیشه صورتی رنگ می‌شوند.[۱۳] منابع [ویرایش] مصالح و ساختمان سام فروتنی پانویس [ویرایش] ↑ معماریان ح. ( ۱۳۸۱ )، "زمین‌شناسی مهندسی و ژئوتکنیک"، دانشگاه تهران، موسسه انتشارات و چاپ، ۹۵۴ صفحه. ↑ مصالح و ساختمان، سام فروتنی، ۸۴ ↑ مصالح و ساختمان، سام فروتنی، ۸۴ ↑ مصالح و ساختمان، سام فروتنی،۸۴ ↑ مصالح و ساختمان، سام فروتنی، ۸۸ ↑ مصالح و ساختمان، سام فروتنی، ۹۰ ↑ سنگ تراورتن چیست؟ ↑ مصالح و ساختمان، سام فروتنی، ۹۱-۹۲ ↑ مصالح و ساختمان، سام فروتنی، ۹۲ ↑ مصالح و ساختمان، سام فروتنی، ۹۳ ↑ مصالح و ساختمان، سام فروتنی، ۹۳ ↑ مصالح و ساختمان، سام فروتنی، ۹۳ ↑ مصالح و ساختمان، سام فروتنی، ۹۴

شیشه

شیشه ماده‌ای است که به دلیل آرایش اتمی/ملکولی خاص خود حالت جامد دارد ولی بر خلاف دیگر جامدها بلوری نیست. این حالت هنگامی رخ می‌دهد که مادهٔ مذاب قبل از رسیدن به نقطه انتقال به شیشه به سرعت سرد می‌شود.

محتویات

 [نهفتن] 

• ۱ تعریف
• ۲ انواع
  • ۲.۱ شیشه سودا لایم
  • ۲.۲ شیشه بوروسیلیکاتی
  • ۲.۳ شیشه کریستال
  • ۲.۴ سایر انواع
• ۳ تاریخچه
  • ۳.۱ شیشه در ایران
• ۴ روش‌های تولید شیشه
• ۵ تئوری‌های شیشه‌سازی
• ۶ ساختار شیشه
• ۷ پانویس
• ۸ منابع
• ۹ جستارهای وابسته

تعریف [ویرایش]

تعاریف مختلفی برای شیشه وجود دارد که هنوز توافق کلی بر روی آنها حاصل نشده‌است:

• تعریف کلی: شیشه یک جامد آمورف است.
• تعریف انجمن آزمون و مواد آمریکا: شیشه ماده‌ای معدنی است که از حالت مذاب طوری سرد شده‌است که بدون تبلور به حالت صلب درآمده‌است.^[۱]
• تعریف آکادمی ملی علوم آمریکا: شیشه ماده‌ای است که در پراش اشعه ایکس آمورف بوده و و از خود رفتار انتقال به حالت شیشه نشان بدهد.

انواع [ویرایش]

معروف‌ترین شیشه‌هایی که در مقیاس صنعتی تولید می‌شوند، عبارتند از شیشه‌های سودالایم (شیشه جام)، شیشه‌های بوروسیلیکاتی و شیشه‌های کریستال.

شیشه سودا لایم [ویرایش]

نوشتار اصلی: شیشه سودالایم

بیشتر از ۹۵ درصد از میزان کل شیشه تولیدی در جهان، شیشه سودالایم است. شیشه‌های در و پنجره ساختمان، شیشه‌های خودرو، بطری‌ها و بسیاری دیگر از محصولات شیشه‌ای روزمره از جنس شیشه سودالایم هستند.^[۲] مهمترین اجزای تشکیل‌دهنده این نوع شیشه عبارتند از اکسید سیلیسیوم، اکسید کلسیم و اکسید سدیم. ^[۳]

شیشه بوروسیلیکاتی [ویرایش]

نوشتار اصلی: شیشه بوروسیلیکات

این نوع شیشه‌ها ضریب انبساط حرارتی کم تا متوسط داشته، رفتار ویسکوزیته-دمای بلند و چگالی کمی دارند. بسیاری از ظروف شیشه‌ای آزمایشگاهی، صنعتی و خانگی با استفاده از این نوع شیشه ساخته می‌شوند. این شیشه‌ها در بازار با نام‌های تجارتی مانند پیرکس، سیماکس، ترکس و ... شناخته می‌شوند.^[۴]

شیشه کریستال [ویرایش]

نوشتار اصلی: شیشه کریستال

شیشه کریستال یا شیشه سرب‌دار یکی از انواع شیشه‌های سیلیکاتی است که در ترکیب خود حاوی اکسید سرب است. این نوع شیشه، دارای ظاهری درخشنده و شبیه به کریستال‌های کوارتز است و به نظر می‌رسد علت نامگذاری آن نیز همین شباهت باشد. این شیشه‌ها همچنین سختی کمی دارند و امکان تراشکاری این شیشه‌ها وجود دارد. بنابراین ظروف تزیینی موسوم به ظروف کریستال از این جنس ساخته می‌شوند.^[۵]

سایر انواع [ویرایش]

سایر انواع شیشه عبارتند از: شیشه فتوکرومیک، شیشه اپال و شیشه سیلیسی. همچنین انواع مختلفی از شیشه نیز وجود دارد که در مقیاس صنعتی تولید نمی‌شوند.

تاریخچه [ویرایش]

این بخش از مقاله فاقد منبع و مأخذ است. شما می‌توانید با افزودن منابع برطبق اصول اثبات‌پذیری و شیوه‌نامهٔ ارجاع به منابع، به ویکی‌پدیا کمک کنید. مطالب بی‌منبع احتمالاً در آینده حذف خواهند‌ شد.

شیشه در حدود ۳۶۰۰ سال پیش از میلاد در مصر ساخته شده است ^[۶] مصریان باستان شیشه گران بی نظیر وبرجسته‌ای بودند. شیشه‌های قدیمی نور را از خود عبور نمی‌دادند وبه علت نا خالصی‌های موجود در آن رنگی بودند.

شیشه در ایران [ویرایش]

قدیمی‌ترین شیشه در ایران متعلق به هزاره دوم پیش از میلاد است. نمونه‌هایی از هزاره دوم تا مقارن میلاد مسیح شامل عطردان‌ها، النگوها، تندیس‌ها و کاسه‌ها و تنگ‌های متعدد به‌دست آمده‌است. در حفاری‌های چغازنبیل مربوط به دوره پیش از تاریخ، بطری‌هایی شیشه‌ای یافت شده‌است، که نشان از وفور شیشه در ایلام کهن دارد.

از تمدن مارلیک مهره‌های شیشه‌ای که عمر آنها به ۳۴۰۰ سال پیش می‌رسد، پیدا شده‌است. همچنین ظروف شیشه‌ای مایل به شیری در کاوش‌های لرستان به‌دست آمده‌است. از زمان هخامنشیان آثار شیشه‌ای چندانی در دست نیست. در آن دوره مهره‌های شیشه‌ای ایران در سراسر جهان قدیم معروف بوده که ظاهراً به رنگ سیاه و سفید بوده‌است.

هنرمندان ساسانی در تراش دادن شیشه مهارت مخصوصی داشته‌اند. شیشهٔ ساسانی در چین ارج بسیار داشته و به‌ویژه شیشه لاجوردی را گرانبها می‌شمردند. جام‌های پایه‌دار با نقش حلقه‌های برجسته از دوره اشکانیان و ساسانیان به‌جای مانده‌است.

ظروف شیشه‌ای دورهٔ اسلامی تحت تأثیر طرح‌های قبل از اسلام است. در دورهٔ سلجوقی و تا زمان هجوم مغول، افزارها و ظروف‌های بسیار زیبای شیشه‌ای از کوره‌های شیشه‌گری گرگان بیرون می‌آمد که به نازکی کاغذ و گاه مینایی و گاه تراشیده و کنده‌کاری شده‌است. روزگار سلجوقی اوج صنعت شیشه‌گری در ایران محسوب می‌شود. فرآورده‌های شیشه‌ای این دوران بیشتر شامل ظروف کوچک و بزرگ، عطردان‌های بسیار ظریف، جام‌ها و گلدان‌هایی با فرم‌ها و اندازه‌های متنوع و اشیاء تزئینی کوچک به‌شکل حیوانات و ... است. در دورهٔ مغول رونق شیشه‌سازی از میان رفت و در عوض در این عهد سفالگری و کاشی‌کاری رونق یافت.

در دورهٔ تیمور رواج شیشه‌گری قابل توجه‌است. شیشه‌گرانی از مصر و سوریه به ایران آمدند و مشابه شیشه‌های ایرانی به مصر و سوریه رفت. در این دوره دو شهر سمرقند و شیراز از مراکز عمده شیشه‌سازی در ایران بودند. از این زمان به بعد این هنر روی به انحطاط نهاد تا زمان شاه عباس که با ساختن چراغ‌های مساجد و بطری‌ها این هنر دوباره زنده شد. شاه‌عباس شیشه‌گران ونیزی را برای احیای این صنعت به ایران آورد. در نتیجه شیشه‌گری در دوره صفوی رونق دوباره یافت. گاه شیشه را با دمیدن به درون قالب می‌ساختند و گاه شیشه را می‌تراشیدند تا به‌شکل جواهر در آید و یا نقوشی روی آن می‌کندند. و گاهی نیز شیشه را با نقوش درخشان، مینایی و طلایی می‌کردند. در این دوره کارگاه‌های شیشه‌سازی در شهرهای مختلف ایران از جمله اصفهان، شیراز و کاشان دایر شد.

در فاصلهٔ بین سلطنت سلسله صفویه و قاجاریه هنر و صنعت شیشه‌گری در ایران از لحاظ سیر تکاملی پیشرفتی نداشته‌است و تا اواخر سلسله قاجاریه و بعد از آن به‌تدریج ضعیف‌تر شده‌است. با ورود شیشه به قیمت ارزان‌تر و مرغوب‌تر به بازار ایران، کم‌کم این صنعت رو به انحطاط نهاد.

روش‌های تولید شیشه [ویرایش]

• سرد کردن از حالت بخار (PVD)
• رسوب شیمیایی فاز بخار (CVD)
• آبکافت شعله‌ای
• سل-ژل

تئوری‌های شیشه‌سازی [ویرایش]

نوشتار اصلی: تئوری‌های شیشه‌سازی

برخی از مواد دارای خاصیت شیشه‌سازی بسیار خوب هستند و برخی از مواد، مواد شیشه‌ساز خوبی نیستند. تئوری‌های مختلفی که در مورد شیشه‌سازی در مواد ارایه شده است، علت‌ها و چگونگی ایجاد شیشه را بررسی می‌کند و مواد شیشه‌ساز را طبقه‌بندی می‌کنند. از معروف‌ترین تئوری‌های شیشه‌سازی می‌توان به تئوری شبکه نامنظم زاکاریاسن اشاره نمود.^[۷]

ساختار شیشه [ویرایش]

• ساختار شیشه‌های دارای اتصال کووالانت
  • ساختار سیلیس شیشه‌ای
  • تئوری بلورک
  • ساختار شیشه‌های کالکوژناید
• ساختار شیشه‌های دارای اتصال یونی
• ساختار شیشه‌های دارای اتصال هیدروژنی
• ساختار شیشه‌های دارای اتصال فلزی

پانویس [ویرایش]

1. ↑ ASTM C162
2. ↑ دانشنامه رشد، شیشه و انواع آن
3. ↑ دانشنامه بریتانیکا، شیشه سودالایم
4. ↑ مارقوسیان، ۱۳۸۱، ص ۱۴۸
5. ↑ مارقوسیان، ۱۳۸۱، صص ۱۷۵ و ۱۷۸
6. ↑ دانشنامه رشد، شیشه و انواع آن
7. ↑ مارقوسیان، ۱۳۸۱، صص ۶ و ۷

منابع [ویرایش]

• مارقوسیان، واهاک. «فصل اول». شیشه، ساختار، خواص و کاربرد. ویرایش اول. چاپ اول. انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران، ۱۳۸۱. ISBN 964-454-423-4. 
• «شیشه و انواع آن» ‎(فارسی)‎ (مدخل). دانشنامه رشد. بازبینی‌شده در ۳۱ خرداد ۱۳۸۷. 
• «شیشه سودالایم» ‎(انگلیسی)‎ (مدخل). دانشنامه بریتانیکا. بازبینی‌شده در ۳۱ خرداد ۱۳۸۷. 

• ASTM Standard C 162, 2003, Standard Terminology of Glass and Glass Products, ASTM International, West Conshohocken, PA, www.astm.org.
• Robert H. Doremus, Glass Science, John Wiley & Sons, Ltd, 1994.

جستارهای وابسته [ویرایش]

• شیشه-سرامیک
• شیشه فلزی
• خودکشی شیشه

این یک نوشتار خُرد پیرامون مهندسی مواد است. با گسترش آن به ویکی‌پدیا کمک کنید. ن • ب • و

[نهفتن]

ن • ب • و

ابزار آزمایشگاهی

شیشه‌ای

بـشِر · قیف بوخنر · بورت · مبرد · گیلاس مدرج · محل نمونه · دسیکاتور · قطره‌چکان · گُنج‌سنج · سرنگ گازی · استوانه مدرج · پیپت · پتری دیش · غلظت‌سنج · قیف جداکننده · دستگاه استخراج سوکسله · شیشه ساعت
بالن‌ها	بوخنر · ارلن · Florence · Retort · بالن ته گرد · اشلنک · بالن حجمی
لوله‌ها	لوله جوش · ان‌ام‌ار · لوله آزمایش · لوله تیل · Thistle

غیره

ظرف آگار · آسپیراتور · اتوکلاو · چراغ بونزن · کالریمتر · کموستات · Class II cabinet · کلنی‌شمار · رنگ‌سنج · سانتریفوژ آزمایشگاهی · بوته چینی · هود · گلاو باکس · همگن‌ساز · فور · انکوباتور · Laminar flow cabinet · همزن مغناطیسی · میکروسکوپ · Microtiter plate · Plate reader · طیف‌سنج نوری · همزن استاتیک · Stir bar · میله هم‌زن · قاشقک · دماسنج · مخلوط‌کن گردبادی · آب‌فشان

بتن پلیمری

 

پلیمر چیست؟

مقدّمه

بیش از هر چیز باید به این نکته اشاره کنم که مقاله حاضر در واقع از دو مرجع بهره مند شده است ، مرجع اوّل پایان نامه های دانشجویان مقاطع بالاتر تحصیلی و مرجع دوّم ، دائره المعارف بریتانیکا است . سعی شده است در مکان هایی که نیاز  بوده است معادل انگلیسی کلمه در کنار آن نوشته شود .

پلیمر چیست؟

اوّلین سؤالی که در ذهن خواننده پس از شنیدن نام بتن پلیمری نقش می بندد این است که پلیمر ( Polymer ) چیست ؟ برای پاسخ به این سؤال بهتر است اوّل با مونومر  ( Monomer ) آشنا شویم :

دائره المعارف بریتانیکا در مورد مونومر چنین می گوید :

“ مولکولی از هر دسته ترکیبات ( ا‌غلب ارگانیک )‌ که می تواند با مولکول های همانند خود یا از نوع دیگر واکنش دهد و تشکیل  مولکول های بسیار بزرگ یا پلیمر را بدهد . خاصیّت و ویژگی اساسی مونومر  چندگانه واکنش دادن آن است ، مونومر دارای قابلیّت  شکل دادن ترکیبات شیمیایی با حدّاقل دو مولکول مونومر دیگر است ، …..”  

با توجّه به آنچه گفته شد می توان متوجّه شد که مونومر همانند حلقه های یک زنجیر است و پلیمر خود زنجیر است ، در واقع باید بتوان یک پلیمر را به مونومرها با ضریب صحیح تقسیم کرد ، لزومی ندارد که یک مونومر ، عنصر باشد ، در واقع مونومر مولکولی است که از تکرار آن پلیمر به دست می آید و دارای وزن مولکولی کمی می باشد . بد نیست بدانیم که معادل فارسی مونومر ، تکپار ، و معادل فارسی پلیمر ، بَسپار است .

بتن پلیمری

قرن بیستم را به حق باید قرن پلیمر ها نیز دانست ، محصولات پلیمری از لحاظ حجمی در سال 1990 بر حجم محصولات آهنی فایق آمد و پیش بینی می شود که در قرن حاضر ، از لحاظ وزن نیز بالاتر رود . صنایع ساختمان بزرگترین مصرف کننده موادّ پلیمری ، 25 تا 30 درصد از کلّ پلیمر ها را مصرف می کند .

یکی از مواردی که در ساختمان به وفور استفاده می شود بتن است . این مادّه به دلیل هزینه پایین تولید ، راحتی استفاده و استحکام فشاری ، یکی از موادّ پرمصرف در سازه هاست ولی به دلیل نقایصی که دارد ( نقایصی چون : 1 – تخریب یخ زدگی و ذوب  2 – تخریب پذیری توسّط موادّ شیمیایی خورنده  3 – استحکام کششی کم   4- دیرپخت بودن و …. ) همزمان با تولید این مادّه ، ترکیب آن با فولاد ( مسلّح کردن بتن )‌ و ایجاد خاصیّت تاب خمشی مطرح شد و از همان موقع ، استفاده از موادّ و ترکیبات شیمیایی ، برای بهبود خواصّ آن مورد توجّه قرار گرفت . حاصل تحقیقیاتی که در این زمینه صورت گرفت این نتیجه را در بر داشت که جایگزینی مناسبی ، با موادّ پلیمری انجام شده است و با به کارگیری آنها به روش های مختلف ، خواصّ بتن ارتقا می یابد . ( این تحقیقات بیشتر در ژاپن ، آمریکا و روسیه انجام شده است ) .  در این رابطه خانواده بتن های پلیمری ، بهترین خاصیّت  ها را از خود نشان دادند . خواصّ این نوع بتن ، برتر از بتن های سیمانی بود و گاهی خواصّ
منحصر به فردی از خود نشان می دهد . با توجّه به ‌نیاز بیشتر به استحکام در سازه ها و برتری های این نوع بتن ، بتن پلیمری مورد علاقه دانشمندان واقع شد و با وجود آنکه مدّت زیادی از اختراع آن نمی گذرد و علیرغم قیمت بالایی نیز که داراست مورد استقبال روزافزون قرار گرفته است . بتن های پلیمری از حدود سال 1950 وارد بازار شده اند و پیش بینی می شود در طیّ دهه پیش رو ، مصرفشان 10 برابر شود . کاربرد این نوع پلیمرها به دو شاخه استفاده جامد و استفاده غیر جامد تقسیم می شود .
در حالت جامد محصولات پلیمری به جای  فولاد جایگزین می شوند و بتن را مسلّح می کنند که در این حالت ، پلیمر به صورت رشته ، شبکه و یا میلگرد در بتن استفاده می شود . در حالت غیر جامد با تزریق پلیمر های پودری و مایع ، در دوام بتن بهبود حاصل می شود .

در کشور ما کار خاصّی روی بتن پلیمری صورت نگرفته است و هنوز در سطح یک موضوع تحقیقاتی برای دانشجویان
باقی مانده است ، موضوعی که منابع تحقیق آن نیز غالباً خارجی هستند .

بتن های پلیمری ( Polymer Concrete )  حالت جامد :

اکثر موادّ و مصالح طبیعی به دلیل ناپیوستگی های سطحی و ترکیباتی که در خود دارند ، دارای مقاومت لازم برای تحمّل
تنش های زیاد نیستند و لازم است تا با موادّ دیگری مسلّح شوند . دانشمندان به دنبال موادّی هستند که در ضمن مسلّح کردن بتن ، دارای وزن کمتر ،  مقاومت بیشتر در برابر عوامل جوّی ، رفتار بهتر در بارگذاری های متناوب باشد  و بتواند مقاومت خود را  در دماهای بالا مثل دمای کوره حفظ کند و …..از این قبیل.

 یکی از مشهورترین این مصالح ، کامپوزیت های پلیمری می باشند . اوّلین باری که کامپوزیت ها در بنا استفاده شد در زمان جنگ جهانی دوّم بود . در آن زمان بر روی ساختمان هایی که باید رادار نصب می کردند ، استفاده  از سازه های فلزّی و یا حتّی بتن آرمه ، مشکل ایجاد می کرد ، با مسلّح کردن بتن توسّط کامپوزیت های بتنی  ، این مشکل برطرف شد . همچنین در همان بحبوحه جنگ بعضی از قسمت های هواپیماهای جنگی را از پلی استرهایی که با رشته های شیشه تقویت شده بودند
می ساختند .

در ساختمان های مسکونی از کامپوزیت هایی با فیبر شیشه ای یا پلی استر استفاده  می شد . (‌ سازه کامپوزیتی GPR ) ، دو ساختمان  استثنایی با سازه کامپوزیتی ساخته شده است که یکی سازه گنبدی شکل در بن غازی (‌ 1968 )‌ و دیگری سقف فرودگاه دبی ( 1972 )‌ است که تأثیر محسوسی بر استفاده  از این نوع سازه ها داشته است .

اکثر این سازه ها دارای سازه اصلی بتن مسلّح بود و برای ساخت پانل ها از GPR (Glass Polymer Reinforced )  بهره می برد ، همانند سازه قوسی فضاکار زمین فوتبال شهر منچستر (‌1980 ) ، مهمّترین کاربردهای GPR به قرار زیر است :

1-    ساختمان  هایی که تحت اثر خوردگی شدید هستند .

2-     سازه های پیشرفته رادارها .

3-    ساختمان  هایی که کنترل کیفیّت آنها مهم است .

4-    ماهواره ها .

5-    آنتن های بزرگ .

مهمّ ترین دلایل افزایش استفاده  از کامپوزیت ( Composite )  :

1 – وزن کم   2- قابلیّت ایجاد معماری های زیبا      3- مقاومت در برابر شرایط جوّی    4- خواصّ ضدّ خوردگی

5 – وجود سازه هایی که در آنها نباید از فلز استفاده  کرد .

امروزه بسیاری از پل های بتن آرمه به دلیل وجود کلر در آب دریا ، تخریب شده اند که بتن پلیمری این نقیصه را ندارد و خورده نمی شود ، محصولات پلیمری در حالت جامد بیشتر به صورت میلگرد و شبکه مورد استفاده قرار می گیرند .

انواع بتن های پلیمری ( حالت غیر جامد ) :

پیش از بیان انواع بتن های پلیمری لازم است با فرآیند پلیمریزاسیون بیشتر آشنا شویم :  

پلیمریزه شدن : از اتّصال  واحد های مونومر به یکدیگر ، رشته یا شبکه های مولکولی سطحی یا فضایی
 تشکیل می شود که دارای وزن مولکولی بالایی هستند و به آنها پلی مر می گویند ، این فرآیند را پلیمریزه شدن می گویند .

انواع بتن های پلیمری بدین قرارند :

1-  بتن های باردار شده توسّط پلیمر ( PIC ) : شامل بتن پورتلند پیش ریخته شده است که توسّط یک سیستم مونومری باردار گردیده است (‌ آماده واکنش است )‌ و متعاقباً در محلّ ،  پلیمریزه می شود .

2-    بتن های پلیمر – سیمان (PCC)  : شامل یک مونومر است که به مخلوط آبی بتن تازه افزوده می شود و متعاقباً در محلّ، پلیمریزه می شود .

3-  بتن های پلیمری (PC) : شامل یک سیستم مخلوط از سنگریزه  ( Aggregate ) و پرکننده  ( Filler )   در مونومر می باشد که متعاقباً در محلّ ، پلیمریزه می شود .

4-    بتن های پلیمر – گوگرد  (PSC ) : شامل یک سیستم مخلوط از بتن های گوگردی است  که توسّط پلیمر ها اصلاح خواصّ پیدا کرده باشد .

نحوه تولید بتن پلیمری (‌حالت غیر جامد ) :

بتن های پلیمری از 80 تا 95 درصد پرکننده های معدنی و گاهی آلی تشکیل شده اند و حدود 5 تا 20 درصد بایندر پلیمری نیز

بتن را نگاه می دارد ( بایندر  ( Binder )  به معنای پیوند دهنده یا متّصل کننده است و منظور همان محلول مونومر است که پس از فرآیند پلیمریزاسیون بتن را نگاه می دارد ) ، خواصّ بتن های پلیمری برتر از بتن های سیمانی است .

با انتخاب : الف ) بایندر مناسب    ب) نوع و میزان مناسب پرکننده   ج ) به کار بردن افزودنی های مناسب

می توان طیف وسیعی از بتن های پلیمری را با خواصّ فیزیکی ، مکانیکی ، دینامیکی ، الکتریکی ، حرارتی ، شیمیایی ، تزئینی و … تهیّه کرد . در صورتیکه این طیف وسیع برای بتن های سیمانی وجود ندارد . از مجموعه موادّ رایج به عنوان بایندر پلیمری سه نوع رایج ترند که عبارتند از : 1 – اپوکسی ( Epoxy )    2- پلی استر    3 – پلی یورتان

از پرکننده های رایج نیز دو نوع رایج ترند که عبارتند از : 1 – سیلیس (Silica)    2- کربنات کلسیم

بر اساس آزمایش هایی از نوع برزیلی ، نتایج زیر حاصل شد :

1 – نمونه های بتن پلیمری با بایندر اپوکسی و پلی استر ، استحکاک بالاتری دارند .

2- نمونه های  بتن پلیمری با بایندر پلی یورتان ، ازدیاد طول بسیار زیادی دارند . (  تعریف اپوکسی و …. در همین مقاله گفته خواهد شد . )

بایندر های پلیمری 90% کلّ قیمت بتن را شامل می شوند . با وجود این ، قیمت بتن های پلیمری ، بسیار کمتر از
پلاستیک هاست . انتخاب مناسب بایندر و پر کننده مناسب ، می تواند سبب هر یک از حالات زیر شود :

1 – بتن هایی با دی الکتریک بالا   2 – برعکس بتن هایی با هدایت الکتریکی بالا   3 – قطعاتی مناسب برای ایجاد خلاء و ..

 تغییر خواصّ بتن پلیمری بر حسب تغییر پرکننده ها :

پرکننده ها از دو دسته تشکیل می شوند : 1- جزء زبر ( دانه بندی درشت )   2- جزء نرم ( دانه بندی ریز )

پرکننده های سبک وزن شامل  سه دسته سنگ های رسی سبک ، پرلیت و سنگ پا  ( Pumice )  می شوند و پر کننده های سنگین شامل 4 دسته قطیر ، هماتیت ، ایلمنیت ، باریت می شوند .

از این موادّ برای تولید بتن های پلیمری با وزن مخصوص بین 640 تا 5200 کیلوگرم بر متر مکعّب می توان استفاده کرد . پرکننده های بسیار نرم برای کاهش حجم خالی بتن به کار برده می شود . مانند پودر سیلیس ، کربنات کلسیم ، خاکستر ، کائولین . میکا تالک ،‌تری هیدرات آلومینا ‌، سولفات کلسیم و سیمان پورتلند . پر کننده ها می توانند سبک باشند مانند
دانه های شیشه ای سوراخ دار ، سرامیک یا گلوله های پلاستیک .

با استفاده از پرکننده های هادی مثل کربن یا پودرهای فلزّی ، می توان بتن را از نظر الکتریکی رساناتر کرد ، افزودنی هایی مثل فیبرهای شیشه ای ،‌آلی و فلزّی برای اصلاح استحکام ضربه ای ، خمشی و همچنین برای کاهش پدیده انقباض ناشی از پخت به کار می رود . عوامل تر کننده باعث کاهش سطحی زیرین مایع و سهولت ترشدگی سطوح پرکننده می شود . جهت تأمین رنگ و همچنین گاهی اوقات به منظور پایداری در مقابل نور از رنگدانه ها استفاده می شود .

با افزودن لاتکس های  SBR  و اپوکسی به بتن معمولی به عنوان بتن سیمان پرتلند ، پلی مری استفاده شده است که باعث بهبود خواصّ‌مهندسی و پایایی بتن می شود و همچنین با افزودن رزین های پلی اسراسیترن و اپکسی به مصالح سنگی
به عنوان بتن پلیمری که در مورد رزین پلی اسراسیترن، خواصّ‌ مهندسی و پایایی بتن به طور چشمگیری بهبود می یابد .

 

آشنایی با انواع بایندرها :‌

رزین  ( Resin )  : به مادّه آلی جامد یا نیمه جامد یا شبه جامدی گفته می شود که اغلب دارای وزن مولکولی نامشخّص امّا بالایی بوده و وقتی در معرض تنش قرار می گیرد تمایل به جریان دارد .

اپوکسی : اپوکسی نوعی رزین است ، این نوع رزین دارای قطعاتی گرم و نرم است که با گرما آب می شوند .

رزین های اپوکسی : نوع مایع آن از چسبندگی خوبی به الیاف شیشه برخوردارند .

لاتکس : شیر آب محتوی مونومر که برای تولید پلی مر استفاده می شود .  ( SBR )

خواصّ رزین های اپوکسی :

1- مقاومت در برابر خوردگی (Corrosion ) بسیار زیاد .    2- زمان پخت کم .     3- زمان کم برای رسیدن به استحکام ساختمانی .        4 –چسبندگی خیلی خوب به سطوح فلزّی .              5- مقاومت سایشی  ( Abrasion Resistance )   بالا.      6 – استحکام مکانیکی بالا .                                                              7 – مقاومت در برابر موادّ شیمیایی مخرّب .

 8 – چروکیدگی ( Shrinkage )  کم در حین پخت .        9- عدم تولید محصولات فرّار جانبی در واکنش پخته شدن .

10 – حفظ خواصّ و سازگاری حرارتی با فولاد در محدوده دمایی 30 تا 70 درجه سانتیگراد .

رزین اپوکسی مایعی است  بی رنگ ، ‌متمایل به زرد ، فرّار و سمّی که در دمای اتاق بخار می شود .

روشی برای تقویّت بتن های معمولی :‌

در بتن های پلیمری از تکنیک آغشته سازی بتن با پلیمر استفاده  می شود . در این روش ، یک سیستم مونومری به داخل بتن سخت شده نفوذ می کند و پس از پلیمریزاسیون موجب انسداد مجاری و حفره های درون بدنه و اتّصال بیشتر اجزاء متشکّله و ارتقای بسیاری از خواصّ بتن خواهد شد . در این روش از مونومر های متیل متا کریلات و استایرن استفاده می شود . روش کار بدین ترتیب است که نمونه های بتن را خشک و تمیز نموده و سپس خنک می کنیم . بعد بتن را با سیستم مونومری
آغشته می کنیم و پس از انجام پلیمریزاسیون کاتالیتی حرارتی ، بتن پلیمری آماده است . این بتن ، مقاومت فشاری و نفوذناپذیری اش افزایش پیدا کرده است .

مزایای بتن های پلیمری :

1 – استحکام    2- کرنش های فشاری ، خمشی ، کششی (‌چندین برابر )    3 – میرایی    4 – عمر سرویس

5 – مقاومت سایش و ضربه ای            6 – مقاومت در برابر تغییرات جوّی    7- مقاومت در برابر عوامل شیمیایی

8 – مقاومت در برابر عوامل مخرّب محیطی      9- مقاومت در برابر عوامل مخرّب صنعتی    10- جذب آب کمتر 

11 – افت کمتر خواص    12 – خواصّ فیزیکی و مکانیکی بهتر        13 -  دارای خواصّ تزئینی

 

خاصّیت بتن پلیمری با بایندر اپوکسی و پلی استر	افزایش یا کاهش خاصّیّت نسبت به بتن سیمانی
استحکام فشاری	پنج و سه دهم برابر افزایش می یابد
استحکام کششی	پنج و هشت دهم برابر افزایش می یابد
استحکام خمشی	چهار برابر افزایش می یابد
کرنش فشاری	پنج و دو دهم برابر افزایش می یابد
کرنش خمشی	ده ها برابر افزایش می یابد
جذب آب	10 تا 60 برابر کاهش می یابد

 

جدول بالا به خوبی می تواند مزایای بتن پلیمری با بایندر اپوکسی و پلیستر را نسبت به بتن سیمانی نشان دهد ، علاوه بر این بتن پلیمری پلی یورتان دارای ازدیاد طول منحصر بفردی است . بتن های پلیمری در برابر شستشوی دائم مقاومند و فراورش و اجرای آسانی دارند .

موارد مصرف بتن های پلیمری :‌

1 – روکش پل ها و جادّه ها           2 – تعمیرکاریها          3- سازه ساختمان  هایی که در معرض خوردگی هستند .

 4 – پوشش دهی کف ساختمان های صنعتی ، ورزشی و … (‌ مثلاً پلی یورتان با ازدیاد طول منحصر به فرد ، برای پوشش کف های مقاوم در برابر سر خوردن مناسب است . )‌         5- تولید پانل های مصنوعی و تزئینی در فضاهای مسکونی و اداری (‌ مثل سنگ مرمر مصنوعی ، انیکس پلیمری ، گرانیت مصنوعی )‌         6- درزگیر بتن ها   7- ساخت سازه های زیرزمینی مثل فاضلاب های صنعتی (‌ مقاوم در برابر خوردگی )        8 – ساخت آبشخورهای مورد نیاز در دامداری ها (‌ در مقابل موادّ  آمونیاکی  مقاوم و نسبت به محصولات سرامیکی ارزان ترند .)      9 – ساخت مجسّمه ها ، گلدان های تزئینی و سایر اشکال آرشیتکتی مشابه سنگ       10 – ساخت مخازن نگهداری موادّ شیمیایی           11 – سازه محیط های دریایی   

 12 – ساخت سازه های زیر آب        13- ساخت سر ریز های سد       14 – دیواره آب بند سدها       15 – دیواره تونل ها        

16 – بازسازی و سرعت در تعمیر (‌ برای سازه های بتنی و مخصوصاً سازه هایی که در شرایط خاص، مثلاً‌زیر آب قرار دارند . ) بتن معمولی همواره با مشکل خوردگی توسّط عوامل اکسیدکننده گازی و مایع روبرو است  و دلیل آن مقاومت کم در برابر عوامل خورنده شیمیایی است . با جایگزینی کامل حامل آبی در بتن توسّط حامل پلیمری ، ترکیبی به دست می آید که دارای مقاومتی بالا در برابر عوامل خورنده شیمیایی ، بدون نیاز به حفاظت های شیمیایی است .

بتن پلیمری زمان کمی برای پخت و جذب آب نیاز داشته و نفوذپذیری کمی دارد . نحوه اختلاط این نوع بتن و لوازم مورد نیاز آن مانند بتن معمولی است و به سهولت قالب ریزی می شود . مجموعه این مزایا و آنچه قبلاً گفته شد سبب کاربردهای گوناگون و روزافزون این بتن ، علیرغم قیمت بالای آن شده است . باید در اینجا به استفاده خاصّ و اجباری از  بتن پلیمری در شرایط غیر متعارف اشاره کنیم ، مثلاً در جاهایی که بتن در معرض موادً شیمیایی قرار دارد و ممکن است پدیده کاوتیاسون 
رخ دهد یا در مکان هایی که ممکن است بتن دائماً در معرض کلر باشد و …..

انواع پلیمرهایی که برای مصارف بالا استفاده می شوند عبارتند از :

1- اپوکتیک ها     2- فورانها  ( Furan )     3 – اکرلیک ها      4 – پلیسترهای غیر اشباع     5- وینیل استرها

انتخاب پلیمر مصرفی بر حسب مورد مصرف ( کارایی )‌ و قیمت آن انتخاب می شود.

 

استفاده از بتن های پلیمری در قطعات پیش ساخته و نماهای ساختمانی:‌

یکی از موارد استفاده  از بتن های پلیمری ، تولید قطعات پیش ساخته و نماهای ساختمانی است که البتّه این قطعات ، معایب سنگ های طبیعی را  ندارند ، سنگ های طبیعی که در صنعت ساختمان  مورد استفاده قرار می گیرند اغلب دارای معایبی هستند که بعضی از آنها این چنین اند :‌

1 – سنگ های طبیعی چگالی بالایی دارند .        2-  در اثر عوامل جوّی و موادّ شیمیایی تخریب پذیرند .

3 – نفوذ پذیری و جذب آب بالایی دارند .           4  –تهیّه آنها در ضخامت کم به دلیل شکنندگی بالایی که دارند
ممکن نیست   .          5 – حمل و نقل آنها سخت است .        6 – عایق صوت و حرارت نیستند .

بتن های پلیمری چگالی پایین ، خواصّ فیزیکی و مکانیکی سطح بالا را دارا هستند  و امکان اعمال طرح های تزئینی متنوّع در آنها وجود دارد و جایگزینی مناسب برای سنگ های تزئینی و نماهای خارجی رایج خواهند بود. (‌مرمر ، گرانیت انیکس و .. )

با انتخاب موادّ اوّلیّه خاصّ برای تولید این نوع بتن تزئینی و فراورش مناسب ، سنگ نمای مصنوعی سبکی تولید خواهد شد که معایب سنگ های تزئینی طبیعی را نداشته و دارای خواصّ و برتری های ذیل می باشد :

1 – چگالی 3/1 گرم بر سانتی متر مکعّب .       2 – درصد جذب آب 19% (‌یک شصتم بتن سبک و یک سی ام بتن معمولی )

3 – قدرت چسبندگی بیشتر بر روی بتن سیمانی      4 – مقاومت در برابر ضربه  .       5 – سازگاری حرارتی بسیار خوب در محدوده دمایی  30 تا 70 درجه سانتیگراد     6 -  مقاومت بسیار عالی در برابر شرایط محیطی شیمیایی  7 – استحکام فشاری ، خمشی و کششی بالاتر .   8 – تنوّع رنگ بسیار زیاد .

نکته جالب این است که با وجود تمام محاسنی که ذکر شد  ، این نوع تولیدات ، قیمت کمتری نسبت به سنگ های طبیعی دارند .

کاربرد بتن های پلیمری به عنوان صفحات ضدّ گلوله :

برای تولید صفحات ضدّ گلوله در صورتی که وزن و حجم ، عوامل محدود کننده ای نباشند ، بتن سیمانی در تهیّه و ساخت موانع ضدّ‌گلوله به کار می رود . در صورتی که به جای سیمان از رزین پلیمری ، به عنوان حامل در ترکیب بتن استفاده شود ، مقاومت مکانیکی بتن افزایش چشمگیری می یابد و‌ سرعت گیرش و پخت سازه مورد نظر به صورت محسوسی بالا می رود .

در این ترکیب پلیمری که شامل 12 درصد رزین است ، 3 درصد تقویت کننده شامل پودر و لاستیک الیاف کوتاه شیشه ،
ایجاد خواهد شد ، این صفحه ضدّ گلوله ،‌ برای ساخت هدفی با حدّ اقل ضخامت 5 تا 6 سانتی متر به کار می رود  و می تواند گلوله ای با انرژی معادل 2400 ژول را مهار کند و کمترین خسارات را متحمّل شود .

کاربرد بتن های پلیمری سبک در ساخت تابلوهای ایمنی راه  :

با توجّه به گسترش جادّه ها و ازدیاد مسافرت ها ، نیاز به علایم رانندگی هر روز بیش از پیش احساس می شود . این علایم عمودی و افقی هستند و نوع قائم آن از پایه و سر تابلو تشکیل شده است و عموماً از جنس فلز ساخته می شود ؛
 با توجّه به اینکه مصرف این تابلوها در کشور بسیار زیاد است و فلزّ به کار رفته در آن ورقی و وارداتی و ارزبر است و از طرف دیگر منابع فراوان تولید بتن و سیمان در کشور وجود دارد ، مسئولین بر آن شدند تا از بتن سبک در تولید علائم ایمنی شهری بهره برداری کنند . این تابلو ها باید به گونه ای باشند که اوّلاً در برابر عوامل جوّی و یخبندان مقاوم باشند ، ثانیاً‌ از
نظر اقتصادی ، مقرون به صرفه باشند و ثالثاً دارای سطحی صاف و بدون خلل و فرج باشند تا بتوان شبرنگ ها را بر روی آنها چسباند . از این رو در حال حاضر به دستور سازمان مدیریّت و برنامه ریزی ، محقّقین در حال تحقیق در زمینه استفاده از
بتن های پلیمری برای تولید پایه و سر تابلوهایی هستند که خاصیّت های مذکور را دارا باشند ، چنانچه بتوان به این مهم
دست یافت ، حدود 30 الی 50 درصد کاهش هزینه نسبت به علایم فلزی خواهیم داشت و به عبارتی سالیانه حدود چندصد میلیون تومان کاهش هزینه خواهیم داشت .

نتیجه گیری :

با توجّه به آشنایی مختصری که در این مقاله نسبت به بتن پلیمری به دست آمد ، می توان پیش بینی کرد که در آینده از بتن پلیمری به صورت عمده ، هم در داخل ساختمان به عنوان تحمّل کننده بار و هم در خارج از ساختمان به عنوان نما استفاده خواهد شد ، بدون شک آنچه که باعث افزایش استفاده از بتن پلیمری شده است ، قابلیّت تغییر در خواصّ آن با تغییر دادن نوع و درصد پرکننده ها و بایندر های پلیمری است .

امید است دانشمندان و دانش پژوهان ایرانی از عرصه تحقیقاتی وارد عرصه ازمایشگاهی شوند تا بدین ترتیب صنعت ساختمان کشور بهبود فن آوری یابد

 

همه چیز درباره سیمان

سیمان ماده‌ای چسبنده‌است که قابلیت چسبانیدن ذرات به یکدیگر و بوجود آوردن جسم یک پارچه از ذرات متشکله را دارند و از ترکیب مصالح آهکی، رس، سیلیس و اکسیدهای معدنی در دمای ۱۴۰۰ درجه تا ۱۵۰۰ درجهٔ سانتی‌گراد ساخته می‌شود. به جسم حاصل، پس از حرارت دیدن کلینکر می‌گویند و از آسیاب کردن آن سیمان بدست آید. اندازهٔ دانه‌های کلینکر ۲۰ میلی‌متر می‌باشد

اجزای تشکیل دهنده سیمان

• مصالح آهکی (حدود ۶۰٪ الی ۶۷٪)
• رس (حدود ۳٪ الی ۷٪)
• سیلیس (۱۷٪ الی ۲۷٪)
• اکسیدهای معدنی
• اکسید آهن (۰/۵٪ الی ۶٪)Fe۲O۳
• اکسید سدیم (۰/۲٪ الی ۱/۳٪)Na۲O
• اکسید منیزیم (۰/۱٪ الی ۴/۵٪)MnO
• اکسید پتاسیم (۰/۲٪ الی ۱/۳٪)K۲O
• اکسید آلومینیوم (۳٪ الی ۸٪)Al۲O۳

 انواع سیمان

• سیمان پرتلند تیپ I
• سیمان پرتلند تیپ II
• سیمان پرتلند تیپ III
• سیمان پرتلند تیپ IV
• سیمان پرتلند تیپ V
• سیمان پوزولان
• سیمان آمیخته
• سیمان برقی (پرآلومین)
• سیمان رنگی
• سیمان سفید
• سیمان سرباره‌ای ضد سولفات
• سیمان پرتلند آهکی
• سیمان بنائی
• سیمان نسوز
• سیمان چاه نفت
• سیمان پرتلند ضدآب
• سیمان باگیرش تنظیم شده[۳]

روشهای ساخت سیمان

• روش تر
• روش نیمه تر
• روش نیمه خشک
• روش خشک

شیمی ترکیبات سیمان

مواد خام تشکیل دهنده سیمان اساسا از اکسیدهای کلسیم و سیلیسیم و آهن تشکیل شده‌است. این مواد در کوره با هم ترکیب شده و غیر از مقداری آهک آزاد باقی مانده، که فرصت کافی برای فعل و انفعال نداشته‌است، ترکیبات شیمیایی جدید و پایداری نتیجه می‌شوند. در هنگام خنک کردن مصالح، براساس سرعت خنک کردن، مواد به صورت بلوری و بی شکل ظاهر می‌گردند. دانه‌های بی شکل که اکثرا شیشه‌ای هستند و دانه‌های بلوری شده، درحالی که یک فرمول شیمیایی دارند، دارای خواص متفاوتی هستند. برای سیمان معمولی، درصد ترکیبات حاصل از فعل و انفعالات فوق با داشتن درصد اکسیدهای موجود در کلینکر و با فرض اینکه کریستاله شدن کامل انجام پذیرفته باشد قابل محاسبه‌است.[۵] چهارترکیب اصلی سیمان عبارتند از:تری کلسیم سیلیکات، دی کلسیم سیلیکات، تری کلسیم آلومینات، تترا کلسیم آلومینو فریت؛ که به ترتیب با علائم اختصاری به صورت: C۴AF C۳A C۲S C۳S نامیده می‌شوند.

معادلات بوگ

محاسبه مربوط به میزان ترکیبات سیمان حاصل از اکسیدهای اصلی تشکیل دهنده آن توسط بوگ انجام شده و به نام معادلات بوگ معروف می‌باشد. این معادلات درصد ترکیبات اصلی سیمان را نمایش می‌دهد.

C۳S = ۴٫۰۷۱۰(CaO)-۷٫۶۰۲۴(SiO۲)-۱٫۴۲۹۷(Fe۲O۳)-۶٫۷۱۸۷(Al۲O۳

C۲S = ۸٫۶۰۲۴(SiO۲)+۱٫۰۷۸۵(Fe۲O۳)+۵٫۰۶۸۳(Al۲O۳)-۳٫۰۷۱۰(CaO

C۳A = ۲٫۶۵۰۴(Al۲O۳)-۱٫۶۹۲۰(Fe۲O۳

C۴AF = ۳٫۰۴۳۲(Fe۲O۳

خواص ترکیبات اصلی سیمان

سیلیکات‌ها یعنی C۲S و C۳S ترکیبات اصلی و مهم سیمان می‌باشند و مقاومت سیمان هیدراته شده به آنها بستگی دارد. اکسیدهای تشکیل دهنده این سیلیکات‌ها تاثیرات مهمی روی شکل اتمی و کریستالی و خواص هیدرولیکی انها دارند. حضور C۳A در سیمان سودمند نیست. این ترکیب نقشی در مقاومت سیمان، به جز کمی در سن اولیه آن، نداشته و بعد از سخت شدن سیمان در صورت حمله سولفاتی با تشکیل سولفوآلومینات کلسیم (اترینگایت) سبب خرابی بتن می‌گردد. ولی C۳A در فرایند تولید در ترکیب اکسیدکلسیم با اکسیدسیلیسیم سهولت ایجاد کرده و سودمند است. C۴AF که به میزان کمی به وجود می‌آید در مقابل سه ترکیب دیگر نقش عمده‌ای در خواص سیمان ندارد. به هرحال این ترکیب با سنگ گج سیمان، سولفوفریت کلسیم تشکیل می‌دهد که این ماده هیدراتاسیون سیلیکات‌ها را تسریع می‌کند.

منبع:ویکی پدیا
گرد آوری:گروه صنعت ساختمان سایت تبیان زنجان

مقاله ای در مورد مصالح ساختمان

---

شن و ماسه با توجه به اینکه شن و ماسه قسمت اصلی ساختن یک سازه بتنی را تشکیل می دهند و با توجه به مقاومت ساختمانهای بتنی در مقابل عوامل جوی و عمر طولانی تر آن نسبت به ساختمانهای فلزی و آجری . و همچنین با توجه به امکان تهیه سریع و آسان مصالحی که برای ساختن ساختمانهای بتنی مصرف می شود که قسمت عمده آن شن و ماسه می باشد .

محلهای مصرف شدن شن و ماسه در ساختمان علاوه بر مصرف شن و ماسه در ساختمانهای بتنی که اصلی ترین محل مصرف شن و ماسه، است این مصالح در نقاط مختلف ساختمانها مورد مصرف دارد . از جمله در پی سازی قریب به اتفاق ساختمانها که از دو طبقه بیشتر است از تن استفاده می گردد که باید در ساختن بتن شن و ماسه مصرف شود همچنین در ساختمانهای آجری برای چیدن آجر از ملات ماسه سیمان استفاده می نمایند. برای فرش موزائیک و نصب کاشی از ملات ماسه سیمان استفاده می کنیم . همچنین برای دانه بندی کف فضاهایی که روی زمین ساخته می شود( هم کف یا زیر زمین) برای آنکه از نفوذ رطوبت به سطح جلوگیری شود از شن با ابعاد مختلف استفاده می گردد و علاوه بر اینها برای محفوظ نگاهداشتن لوله های تاسیسات که در ایران معمولا از کف ساختمان عبور میکند علاوه بر ضد زنگ _ پشم شیشه_ نایلون پیچی روی لوله ها را با یک لایه ماسه غیر آهکی میپوشانند تا مواد آهکی که احتمالا در پوکه یا ملات وجود دارد روی آن اثر نکند. منابع تهیه شن و ماسه شن وماسه برای کارهای ساختمانی به دو گونه تهیه می شود 1_ شن و ماسه طبیعی 2_ شن و ماسه شکسته. 1_ شن و ماسه طبیعی هر سال پس از فصل بارندگی و طغیان رودخانه ها مقدار زیادی شن و ماسه در بستر رودخانه باقی می ماند که پس از کم شدن آب رودخانه ها این منابع در دسترس قرار می گیرد و این ماسه ها را پس از شستن و سرند کردن مورد استفاده قرار می دهند. 2_ شن و ماسه شکسته تکه سنگهای درشت را بعد از تعیین جنس آن در سنگهای مختلف شکسته و خرد می نمایند آنگاه آنرا بوسیله الک های مخصوص دانه بندی نموده و به مصرف می رسانند. تفاوت شن و ماسه طبیعی با شکسته با توجه به اینکه شن و ماسه طبیعی از رویهم غلطیدن تکه سنگها در اثر جریان آب رودخانه و خرد شدن آنها تولید می شود و ممکن است راهی طولانی را با سنگهای دیگر در بستر رودخانه طی نماید. تقریبا قطعه سنگهای درشت تر مانند آسیاب ساچمه ای نسبت به قطعات ریز تر عمل می نمایند در نتیجه دانه های شن و ماسه حاصل از جریان آب رودخانه گرد گوشه بوده در صورتیکه دانه های شن و ماسه شکسته تیز گوشه هستند دانه های گرد گوشه بعلت آنکه سطح آنها صیقلی می باشد دارای اصطکاک داخلی کمتری بود و بهتر به رویهم می لغزند و در نتیجه ملات تهیه شده با اینگونه ماسه ها بهتر زیر ماله بنا شکل می گیرند و زیر آجر یا فرش موزائیک یا فرش سنگ پهن می شوند . در بتن ریزی نیز روی همدیگر لغزیده و حجم قالب را بهتر پر می نمایند ، در صورتیکه شن و ماسه شکسته بعلت تیز گوشه بودن اصطکاک داخلی بالایی بین دانه ها وجود داشته و دارای لغزندگی مناسب به روی هم نیستند .
ولی دانه های شکسته بعلت همین اصطکاک داخلی زیاد و تیز گوشه بودن در راه سازی مخصوصا در قسمت روسازی راه بیشتر مورد استفاده دارند زیرا چرخهای اتومبیلها در موقع ترمز کردن و همچنین در موقع تغییر سرعت دادن و همچنین در سر پیچ ها که یک نیروی گریز از مرکز مایل است اتومبیل را به خارج از جاده پرتاب نماید فقط نیروی اصطکاک بین جاده و چرخ اتومبیل مانع پرتاب اتومبیل به خارج جاده می شود و همچنین در موقع ترمز کردن نیوی اصطکاک شدیدی بین چرخ اتومبیل و جاده زیر آن بوجود می آید که در این مواقع( سر پیچ ها و هنگام ترمز کردن) چرخ اتومبیل می خواهد دانه های تشکیل دهنده لایه های روسازی را به یک طرف جمع نماید و به اصطلاح جاده را فتیله کند و وقتیکه اتومبیل قوس را طی نمود و یا در اثر ترمز متوقف شد این نیرو از بین میرود و یک تغییر مکان جزیی را مضاعف می نماید . بعد از چندی جاده مخصوصا در سر پیچ ها پله پله شده و باصطلاح لایه های روسازی زیر چرخ اتومبیلها فتیله می شود . ماسه های شکسته بعلت اصطکاک داخلی زیاد به سختی روی همدیگر لغزیده و زیر چرخهای وسائل نقلیه بهتر مقاومت کرده و نیروهای وارده از چرخ اتومبیل را بهتر تحمل مینماید درنتیجه خیلی دیرتر از شن و ماسه طبیعی زیر چرخهای وسایل نقلیه فتیله شده و جاده دیرتر موج برمیدارد.
در بتن ریزی اگر مصالح شکسته استفاده شود ، برای جابجایی بتن در قالب و پر کردن تمام زوایای آن باید دقت بیشتری بعمل آورد ، ولی در این نوع مصالح قطعه ریخته شده در شرایط مساوی دارای مقاومت فشاری و کششی بیشتر نسبت به شن و ماسه طبیعی می باشد. ابعاد ماسه و شن شکسته کاملا در اختیار مصرف کننده است زیرا ابعاد آن بوسیله الک های مخصوص تعیین می گردد در نتیجه بتن ریخته شده با شن و ماسه شکسته یکنواخت تر و همگن تر نسبت به شن و ماسه طبیعی می باشد .
شن و ماسه طبیعی دارای مواد اضافی فراوانی از جمله چوب_ذغال_و سایر مواد عالی می باشد که کلیه آنها برای قطعات بتنی و ملات مضر است و مهمتر از همه شن و ماسه طبیعی به مقدار زیادی دارای دانه های بسیار ریز می باشد که اصطلاحا به آن خاک می گویند که اگر درصد این دانه ها از 2 الی 3 در صد در ماسه زیادتر باشد بصورت فیلم نازکی روی دانه را پوشانیده و مانع اتصال آن با سیمان و در نتیجه با دانه مجاور می گردد که این خود موجب تضعیف قطعه بتنی خواهد بود . برای جلوگیری از این عیب باید شن و ماسه طبیعی را با دو یا سه آب شسته شود.(بر حسب مقدار خاک آن ممکن است تا 4 یا 5 بار هم احتیاج به شستن داشته باشد) و این خود موجب هزینه زیاد تری خواهد شد . در صورتیکه شن و ماسه شکسته اولا به هیچ وجه مواد خارجی ندارد و در ثانی درشتی دانه ها و درصد آنها در کارهای بتنی کاملا در اختیار ما می باشد برای ملات سازی ماسه طبیعی که دارای ریزدانه های بیشتری بوده و در نتیجه خاصیت شکل پذیری بیشتری نسبت به شن و ماسه شکسته دارد و بهتر زیر ماله بنا پهن می شود و برای پهن کردن آن روی دیوار یا فرش موزائیک یا سنگ بیشتر مورد قبول کارگران ساختمانی می باشد .
شکل هندسی دانه بهترین و باربر ترین شکل دانه ازنظر هندسی برای مصرف در بتن شکل نزدیک کره است و هر قدر شکل دانه به صفحه نزدیکتر باشد و یا دراز باشد نامطلوب تر بوده و قطعه ریخته شده با آن از مقاومت کمتری برخوردار است به همین دلیل مجموع دانه های دراز و پهن مورد مصرف در بتن نباید از 15 درصد مجموع شن و ماسه بیشتر باشد. دانه پهن به دانه ای گفته می شود که ضخامت آن 6/0 معدل سوراخهای دو الکی که این دانه بین آنها قرار می گیرد کمتر باشد. و دانه دراز به دانه ای گفته می شود که طول آن 8/1 معدل سوراخهای دو الکی که این دانه بین آنها قرار می گیرد بیشتر است. جنس شن و ماسه تقریبا جنس شن و ماسه طبیعی در اختیار ما نیست و ممکن است از همه نوع سنگی در آن وجود داشته باشد ولی در مورد شن و ماسه شکسته حق انتخاب بیشتری داریم البته جنس این نوع شن و ماسه هم کاملا در اختیار ما نیست و بیشتر بستگی به معدنی دارد که به محل استقرار سنگ شکنها نزدیک تر است ولی در موقع استقرار سنگ شکنها و سایر ادوات کارخانه تهیه شن و ماسه میتوان معادن تهیه سنگ را مورد مطالعه قرار داده و نوع سنگ را تعیین نمود . البته در مورد محل استقرار سنگ شکنها نیز محدودیت هایی داریم از جمله فاصله آن تا محل مصرف و همچنین مالکیت معدن بهرحال بهترین سنگ برای تهیه شن و ماسه سنگهای گرانیت و سنگهای سیلیسی می باشند و بطور کلی هر قدر سنگ متراکم تر بوده و وزن مخصوص آن بیشتر باشد برای تهیه شن و ماسه جهت مصرف در بتن یا ره سازی بهتر است بهر حال سنگهای انتخاب شده باید یک دست بودهو فاقد رگه های خاکی باشند .
وزن مخصوص آن نباید از 5/1 گرم بر ساتیمتر مکعب کمتر باشد .این سنگها نباید پوک باشند و یا پوسیدگی موضعی داشته باشند . نباید در فعل و انفعالات شرکت نماید. و در مجاورت آب نباید تغییر شکل و تغییر حجم بدهد و بعبارت دیگر نفوذ آب در آن نباید موجب متلاشی شدن دانه بشود و از طرفی جذب آب نباید آنقدر کم باشد که مانع نفوذ آب ملات در آن شده ودر نتیجه موجب نچسبیدن دانه ها به یکدیگر بشود زیرا همانطوریکه می دانیم علت چسبیدن ملات به آجر یا موزائیک آن است که آجر یا موزائیک خاصیت مکندگی آب دارد و ضمن آنکه آب ملات را می مکد مقداری از چسب ملات را نیز بخود جذب می نماید و این چسب به داخل قطعه نفوذ کرده و آنرا به ملات می چسباند حال اگر خاصیت مکندگی دو قطعه که قرار است به هم بچسبند از مقدار معینی کمتر باشد آب ملات و چسب آن(سیمان_گچ_آهک) در قطعه نفوذ نکرده و آنها را بهم نمی چسباند شن و ماسه باید در مقابل عوامل جوی مانند گرما و سرما و یخ زدگی مقاوم باشند و همچنین باید در مقابل سایش و ضربه و سایر نیروهای وارده بر سازه مقاوم نماید. سنگها نباید آلوده به خاک رس و لای و سایر ریز دانه ها باشند و همچنین باید از استفاده سنگ گچ و ایندریت و کلیه سولفات ها در تهیه شن و ماسه خودداری نمود همچنین برای انتخاب سنگ جهت شن و ماسه بایذ توجه داشت که این سنگها فاقد نمکهایی باشند که روی فولاد اثر می گزارد و چنین سنگهایی مخصوصا نباید در سازه های بتن آرمه مصرف شوند بزرگی دانه های شن و ماسه اصولا منظور از بکار بردن دانه با ابعاد مختلف آنست که در نهایت دانه بندی ما طوری باشد که دانه های ریزتر فضای بین دانه های درشت تر را پر کرده و هر قدر که ممکن است قطعه ریخته شده با بتن تو پرتر و متراکم تر بوده و دارای وزن مخصوص بیشتری باشد.

برای انتخاب این دانه بندی و روشها و آزمایشاتی وجود دارد که جزئیات آن در کتاب اجزاء ساختمان تعریف همین نگارنده آمده است و در اینجا فقط به این مطلب اشاره می شود که بزرگی بزرگترین دانه شن و ماسه در سازه ها مختلف متفاوت است مثلا برای بتن ریزی های حجیم مانند بتن سدها و پایه های بزرگ پی حتی دانه هایی که با بزرگی 25 سانتی متر را هم انتخاب می نمایند و برای پی سازی در ساختمانهای بتنی می توان از دانه هائی حداکثر با بزرگی 5/2 سانتی متر استفاده نمود و برای تیرهای اصلی ساختمان های بتنی بزرگی دانه تا 8/0 سانتیمتر است به هر حال بزرگی دانه نباید طوری باشد که در بتن ناهماهنگی به وجود بیاورد برای این منظور عدد تقریبی زیر را تعیین نموده و می گویند بزرگترین دانه شن نباید از 2/1 کوچکترین قطعه بزرگتر باشد البته این بدان معنی نیست که اگر بخواهیم مثلا سدی به طول 200 متر و عرض 16 متر بسازیم می توانیم از سنگهایی به بزرگی 4 متر استفاده نماییم زیرا در اولین برخورد می توانیم حس کنیم استفاده از چنین سنگی در بتن موجب ناهمگنی و متلاشی شدن آن خواهد گردید و این سنگ مانند یک گره در چوب در سازه خواهد کرد. شرح آزمایش تعیین ضریب تورق : الکلها را به ترتیب از بزرگ به کوچک (1/4 , 3/2 , 1/2, 1) روی هم می گذاریم سپس مقدار مناسبی از دانه های سنگی را از این الکلها گذرانده (الک می نماییم ) بعد از آن مقدار ماندهروی هر الک را بطور جداگانه مورد آزمایش قرار می دهیم . دستگاهی که در این آزمایش مورد استفاده قرار می گیرد شامل یک صفحه فلزی است که در آن شیارهایی با اندازه های مختلف وجود دارد و به آن گیج تورق می گویند. (شکل آن به صورت زیر می باشد برحسب تعریف ضریب تورق سنگدانه عبارت است از دانه هایی که ضخامت آنها کمتر از 5/3 اندازه متوسط دانه ها می باشد . منظور از اندازه متوسط عبارت است از میانگین اندازه دو الک متوالی که مصالح توسط آنها تفکیک شده است پس از تفکیک نمونه های آزمایش دانه ها را جدا گانه از شیار مخصوص عبور داده و سپس وزن دانه هایی را که از شیار عبور کرده را بدست آورده و در جدول زیر یادداشت می کنیم. و با توجه به فرمول زیر ضریب تورق را تعیین می نماییم: وزن دانه های رد شده از شیار 100* = ---------------------------- =ضریب تورق کل نمونه شماره الک وزن رد شده از گیج تورق وزن مانده روی هر الک وزن کل نمونه ضریب تورق هر الک ضریب تورق کل 1 271 682 2456 7/39 11 4/3 66 567 2456 6/11 7/2 2/1 419 575 2456 73 1/17 8/3 51 462 2456 11 1/2 4/1 35 170 2456 6/20 4/1 آجر آجر یا آجور یا آگور واژه ای است یونانی و به خشت هایی گفته می گفتند که احکام و فرامین دولتی روی آنها نوشته می شد(حک می گردید ) و بوسیله پختن این خشت ها ، نوشته ها را روی آن پایدار می کردند . بدرستی معلوم نیست که آجر از چه زمانی پیدا شده است ولی می توان آنرا هم زمان با پیدایش آتش دانست بدین طریق که گل موجود در کنار اجاق های انسانهای اولیه پخته شده و سخت تر از کلوخه های هم جوار خود گردید و با مشاهده آن بشر اولیه قطعه ای از آجر را کشف نمود. آجر یکی از مصالح ساختمانی خلق و خوی بشر بسیار سازگار بوده و در هر دورانی ار تاریخ به نوعی مورد استفاده او واقع شده است. از ابتدا که بشر زندگی غار نشینی را پشت سر گذاشته و فکر تهیه سر پناهی در مغز او ایجاد گردید ، تا خود را از گزند عوامل جوی مانند باد و باران و سرما و گرما و هجوم حیوانات درنده و گزنده محفوظ نگه دارد. همچنین با گذشت زمان و هجوم قبایل مجاور به یکدیگر برای کسب ثروت و قدرت ، بشر به فکر تهیه مصالحی افتاد که اولا از لحاظ وزن کوچک باشد که بتواند آن را حمل کند و در ثانی از لحاظ شکل طوری باشد که بتواند با روی هم قرار دادن آن به مسکن خود از لحاظ هندسی شکل دلخواه خود را بدهد و همچنین باعث حفاظت او بشود . برای رسیدن به این مقصود ابتدا سنگهای کوچک را مورد استفاده قرار داد و بعد از آن به فکر تهیه آجر افتاد و با آن توانست سرپناه مورد نیاز خود را بسازد و در ادوار بعد نیز از آجربرای ساختن قلعه و کشیدن دیوارهای بلند به دور شهرها جهت جلوگیری از هجوم دشمن استفاده نمود در دوران های بعد نیز آجر را برای ساختن پلها و بالاخره ساختن قصرهای با شکوه مورد استفاده قرار داد . ساده ترین تعریفی که بخواهیم برای آجر بنمائیم آنست که بگوییم آجر سنگی است مصنوعی که از پختن خاک رس با استخوان بندی اصلی سنگ بدست می آید و ابعاد و تعداد آن مطابق احتیاج ما، قابل تغییر می باشد.

مراحل پخت آجر 1_ تهیه خاک رس خاک رسی را که برای تهیه آجر انتخاب می کنند لازم نیست که رس خالص بوده و بدون ترکیبات دیگر باشد. فقط کافی است که ناخالصیهایی از قبیل ریشه گیاهی_ چوب_ذغال و غیره در ـن وجود نداشته باشد. زیرا این مواد هنگام پختن آجر در داخل کوره سوخته و جای آن خالی می ماند و از مقاومت آجر کم می کند. خاک مصرف شده برای آجرپزی تحت شماره 1162 موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران استاندارد شده و فرمول کلی آن AL2O3 , Si2O , nH2Oاست و باید دارای موادی به شرح زیر باشد: اکسید سیلیسیم SiO2 40 تا 60 درصد اکسید آلومینیوم Al2O3 9 // 21 // اکسید آهن Fe2O3 3 // 12 // اکسید کلسیم CaO حداکثر // 17 // اکسید منیزیم MgO // // 4 // 2_ عمل آوردن خاک منظور از عمل آوردن خاک آنست که خاکی حتی المقدور یکدست و عاری از کلوخه و مواد خارجی مخصوصا مواد آلی داشته باشیم . برای اینکار خاک را هوا میدهند و بعد اگر لازم باشد آن را آسیاب می کنند و اگر بخئاهند آجر مرغوب تهیه نمایند آنرا میشویند و پس از خشک شدن الکلهای مخصوص گذرانیده و دانه های درشت آن را جدا می نمایند و همچنین در این مرحله مواد خارجی خاک را از آن جدا می سازند. 3_ساختن گل در حدود 20 درصد وزن خاک به آن آب اضافه می نمایند.
آب مورد نیاز برای ساختن گل باید فاقد مواد خارجی بوده و همچنین نباید آبی باشد که در مراحل مختلف تهیه آجر با خاک رس ترکیب شیمیایی بدهد بدین علت بهتر است برای تهیه گل از فاضل آب کارخانه ها استفاده نشود . بعد از مخلوط کردن آب با خاک آن را خوب مخلوط می کنند تا تمام ذرات خاک در مجاورت آب قرار گیرد(تر بشود) . 4_ قالب گیری یا خشت زنی بعد از تهیه گل و بعمل آوردن آن آنرا با توجه به شکل آجری که می خواهند بپزند قالب گیری می کنند و یا خشت می زنند در کارخانه های قدیمی خشت زنی با دست انجام می گردید بدین طریق که قالبی چوبی به شکل آجری که میخواستند تهیه نمایند می ساختند 5_خشک کردن خشت در کوره های قدیمی که خشت زنی با دست انجام می گردید پس از چند ساعت که از زدن خشت می گذشت و تقریبا خشت می توانست شکل هندسی خود را حفظ کند آنرا از محل خود بلند کرده و از سمت سطح باریک پهلوی یکدیگر می چیدند. 6_ آجر پزی آجر پزی یعنی گرفتن آب شیمیایی خاک رس بطوریکه هیدروسیلیکات آلومینیوم به سیلیکات آلومینیوم تبدیل شود و در نتیجه خشت دارای استقامت شده و نیروی فشاری تا حدود 100 کیلو گرم بر سانتیمتر مربع را تحمل نماید. این عمل بوسیله حرارتی در حدود 900 درجه سانتیگراد انجام می شود بدین طریق که تا 100 درجه سانتی گراد آب فیزیکی خشت خشک می شود و تا 500 درجه آب شیمیایی خاک رس متصاعد می گردد و تا 900 درجه ذرات خاک رس شروع به خمیری شدن نموده و بدین طریق دانه های شن و ماسه درون خشت را بهم می چسباند و آجر بدست می آید. طبقه بندی آجر آجر را میتوان از نظرهای مختلف طبقه بندی نمود . مانند طبقه بندی آجر از لحاظ رنگ و یا ابعاد و یا جنس و غیره. طبقه بندی آجر از لحاظ جنس آجر 1_ آجرهای فشاری: آجرهای فشاری که ابعاد آن ¹* 10 * 20 و یا 5/5 * 11 * 22 سانتیمتر می باشد.

به این دلیل به آن اجر فشاری می گویند که گویا در ابتدای تولید این نوع آجر خشت آن با دست زده میشد و با فشار انگشتان کارگران خشت زن گوشه های قالب بوسیله گل پر می گردد. این نوع آجر برای کلیه کارهای ساختمانی مانند گری چینی _ طاق ضربی _دیوارهای حمال_ تیغه چینی و غیره مناسب است . 2_ آجر های ماشینی: آجر ماشینی و یا آجر سوراخ دار که روی سطح بزرگتر آن 8 یا 10 سوراخ به قطر 5/1 تا 2 سانتیمتر موجود است و در بازار کار ایران بنام آجر های 8 یا 10 سوراخه ماشینی معروف می باشد. جنس این آجرها نسبت به آجر فشاری بسیار ترد شکننده بوده و خاصیت مکندگی آن نسبت به آجر فشاری کمتر است. ابعاد این آجرهای ماشینی 5/5 * 11 * 22 سانتیمتر می باشد . اضلاع آن نسبتا گونیا تر بوده و دارای سطوح صاف تر و با پستی و بلندی کمتر نسبت به آجر فشاری می باشد. آجرها چیده نشوند و بهتر است از آن برای تیغه چینی استفاده شود زنجاب کردن آجر اتصال کردن آجرها به یکدیگر در دیوارهای آجری بوسیله ملات صورت می گیرد. در انواع ملاتها آب و رطوبت نقش مهمی در گرفتن و سخت شدن آنها دارند لذا در صورتیکه آجر خشک باشد باعث جذب رطوبت ملات به خود شده و عملا از گرفتن و سخت شدن آن بنحو مطلوب جلوگیری می کند. به همین دلیل آجرها را قبل از بکار بردن از آب اشباع نموده که به این عمل زنجاب کردن می گویند. در ساختن دیوارهای آجری باید نکات زیر را رعایت کرد : 1_ آجرها زنجاب باشند. 2_ بندهای ر در هر ردیف کاملا افقی باشد. 3_ درزهای عمودی نباید در امتداد هم باشند . 4_ درزهای عمودی در دو ردیف متوالی به اندازه 2/1 و یا حداقل 4/1 طول یک آجر از هم فاصله داشته باشند. 5_ در صورت امکان از آجر سالم استفاده کرد. شرح آزمایش روش تعیین تحدب در این آزمایش از چند قالب آجر(3 نمونه) که قبلا با کولیس اندازه ها طول و عرض و ارتفاع آن را بدست آورده ایم استفاده می کنیم سپس سطح آجر را روی شیشه یا سطح صافی قرار داده و در 4 نقطه روی طول آجر ارتفاع بین آجر و سطح صاف را اندازه می گیریم (نحوه اندازه گیری در شکل مشخص شده است) بیشترین فاصله (ارتفاع ) از سطح صاف را مدنظر قرار داده و از ارتفاع اولیه کم می کنیم تا مقدار تحدب بدست آید نتایج حاصل از آزمایش در جدول زیر آمده است ردیف نقاط اندازه گیری نمونه اول نمونه دوم نمونه سوم ¹ نقطه اول 60 57 64 2 نقطه دوم 63 58 65 3 نقطه سوم 62 60 67 4 نقطه چهارم 65 60 68 5 اندازه ارتفاع ماکزیمم 65 60 68 6 ضخامت 59 5 و 59 75 و 58 7 تحدب=(ماکزیمم ارتفاع_ضخامت) 6 5- 25 و 9 شرح آزمایش روش تعیین تقعر: مانند حالت تحدب از چند قالب آجر(3 نمونه) را روی سطح صافی قرار داده و ارتفاع چهار گوشه آجر ( دو قطر آجر) را از سطح صاف بدست می آوریم (نحوه اندازه گیری در شکل مشخص شده است) سپس میانگین چهار ارتفاعی را که با خط کش اندازه گرفته ایم بدست می آوریم و از ضخامت اولیه آجر کم می کنیم حاصل تقعر آجر خواهد شد. نتایج حاصل از آزمایش در جدول زیر آمده است ردیف نقاط اندازه گیری نمونه اول نمونه دوم نمونه سوم 1 نقطه اول 60 57 66 2 نقطه دوم 62 62 66 3 نقطه سوم 63 64 60 4 نقطه چهارم 60 58 63 5 اندازه ارتفاع ماکزیمم 25 و 61 75 و 62 75 و63 6 ضخامت 59 5 و 59 75 و 58 7 تحدب=(ماکزیمم ارتفاع_ضخامت) 25 و 2 25 و 3 5 شرح آزمایش مقاومت فشار آجر: یکی از مهمترین مشخصه ها ی آجر مخصوصا اگر آجر به صورت باربر مورد استفاده قرار گیرد مقاومت فشاری است آجر 2 نمونه ازقالبهای آجری را که قبلا اندازه های آنرا با کولیس بدست آورده ایم را در جهتی که در عمل معمولا به آن صورت چیده شده می شود یعنی روی سطح بزرگ زیر دستگاه پرس قرار می دهیم . توجه شود که سطح باربر آجر دارای سطوح ناصاف نبوده و مواد زائد به آن نچسبیده باشد . پس از بدست آوردن مقدار نیروی لازم برای شکستن آجر از تقسیم نیرو بر سطح بارگذاری مقاومت فشاری بدست می آید . نتایج حاصل از آزمایش در جدول زیر آمده است : ردیف شرح نمونه اول نمونه دوم 1 مقدار نیرو 10500 12000 2 مساحت سطح 200 196 3 مقاومت فشاری=(مقدار نیرو تقسیم بر مساحت سطح) 5 و52 22 و 61 شرح آزمایش جذب آب آجر : علت اینکه ملات می تواند دو قطعه ساختمانی را به خود بچسباند آنست که در قطعات مصالح ساختمانی خاصیت مکندگی وجود دارد و به محض قرار گرفتن در مجاورت ملات آب آن را به خود مکیده و در نتیجه ملات می تواند آن قطعه را به خود بچسباند . اگر در مصالحی خاصیت مکندگی وجود نداشته باشد آن قطعه به ملات نمی چسبد و نمی تواند نیروهای وارده مخصوصا نیروهای کششی و یا نیروهای جانبی را که به ساختمان وارد می شوند تحمل کند . اگر خاصیت مکندگی مصالح ساختمانی از مقدار معینی زیادتر باشذ بلافاصله کلیه آب ملات را مکیده و باعث فساد ملات می گردد.آجری مرغوب است که درصد جذب آن درحدود 15% باشد برای بدست آوردن درصد آب آجر دو روش وجود دارد : 1 .روش 5 ساعت جوشاندن 2. روش خلاء اگر در روش 5 ساعت جوشاندن آجر ار به مدت چند ساعت حرارت دهیم تا رطوبت موجود در آن تبخیر شود آنگاه آنرا وزن می کنیم و وزن آن را یادداشت می کنیم سپس آجر را در ظرفی پر از آب قرار داده و بعد از چند ساعت دوباره آنرا وزن می کنیم و با توجه به فرمول زیر درصد جذب آب آجر را بدست می آوریم: وزن خشک- وزن نمونه پس از پایان جذب آب 100 * ----------------------------------------------- = درصد جذب آب وزن خشک نتایج حاصل از آزمایش در زیر آمده است: 1460 – 30660 20 = 100 * --------------------- = درصد جذب آب 1460 گچ گچ از جمله مصالحی است که در صنایع ساختمان سازی از اهمیت مخصوصی بر خوردار است و بعلت ویژگیهایی که دارد از زمانهای قدیم در امر ساختن مسکن محل مصرف داشته است . در بسیاری از ساختمانهای قدیمی مخصوصا دوران صفویه که اغلب آنها در اصفهان موجود می باشند گچ نقش موثری داشته و گچ بریهای بسیار زیبایی از آن دوران باقی مانده است . گچ بعلت خواص خود از اولین قدم در ایجاد یک بنا که پیاده کردن حدود زمین باشد و باصطلاح برای ریختن رنگ اطراف زمین مورد نیاز بوده و همچنین تا آخرین مراحل کار که سفیدکاری و نصب سنگ است بازهم گچ مورد نیاز است و حتی در نقاشی ساختمان استفاده می نمایند. منابع تهیه گچ گچ از پختن و آسیاب کردن سنگ گچ بدست می آید. سنگ گچ از گروه مصالح ساختمانی کلسیم دار است که بطور وفور در طبیعت یافت می شود و تقریبا در تمام نقاط روی زمین وجود دارد و از لحاظ فراوانی در طبیعت در ردیف پنجم می باشد.
در ایران هم تقریبا در تمام نقاط کشور مخصوصا در کویر مرکزی و اطراف تهران ،جاجرود ، آذربایجان ، اطراف مشهد و غیره یافت می شود سنگ گچ به فرمول CaSo4,2H2O از سنگهای ته نشستی بوده و به علت میل ترکیب شدیدی که دارد بطور خالص یافت نمی شود بیشتر به صورت ترکیب با کربن یا اکسیدهای آهن یافت می گردد . سنگ گچ موجود در طبیعت بیشتر مخلوط با آهک و خاک رس است سنگ گچ یا بصورت سولفات کلسیم آبدار یافت می شود که به آن ژیپس (گچ خام) هم می گویند یا به صورت سولفات کلسیم بدون آب (CaSo4) بدست می آید که به آن ایندریت گفته می شود سولفات کلسیم آبدار به صورت های مختلف یافت می گردد. بشرح زیر: 1_ سنگ گچ مرمری که مصرف گچ پزی نداشته و جزء سنگهای زینتی است و به علت نرمی کار کردن با آن و تراشیدن آن بسیار آسان است و به همین علت از آن برای ساختن وسایل زینتی مانند زیر سیگاری_ قاب عکس و غیره استفاده می شود . این صنعت بیشتر در خراسان رواج دارد این نوع سنگ گچ نیز بیشتر در استان خراسان و مخصوصا در اطراف مشهد یافت می شود. 2_ سنگ گچ منطبق که لایه لایه می باشد و یا سنگ گچ خوشه ایکه مانند تارهای ابریشم بهم چسبیده اند این نوع سنگ گچ نیز مصرف گچ پزی ندارد. 3_ سنگ گچ معمولی که غیر بلوری بوده و فراوانترین نوع سنگ گچ است و مصرف گچ پزی دارد و موضوع همین بخش از این کتاب می باشد.
سنگ گچ خاصیت بی رنگ است_ سنگ گچ ترکیب شده با کربن به رنگ خاکستری _ سنگ و گچ ترکیب شده با اکسیدهای آهن بیرنگ ، زرد روشن . کبود و یا سرخ رنگ باشد که بر حسب نوع اکسید آهن این رنگها متفاوت است. مصارف گچ گچ در صنعت ساختمان سازی مصارف متعدد دارد از جمله ریختن رنگ ساختمان برای مشخص کردن اطراف زمین و پیاده کردن نقشه _ ملات سازی_ گچ و خاک_ سفیدکاری_ سنگ کاری که در مورد اخیر برای نگهداشتن سنگ بطور موقت در جای خود تا ریختن ملات پشت آن مورد مصرف قرار می گیرد و در صنایع مجسمه سازی و ریخته گری برای قالب سازی مصرف می شود و در کارهای طبی برای شکسته بندی مورد نیاز است. و همچنین در صنایع سیمان پزی و دارویی نیز مصرف می شود. خواص گچ گچ علاوه بر دو خاصیت عمده ( زودگیر بودن و ازدیاد حجم به هنگام سخت شدن ) دارای خواص دیگری نیز هست از جمله آنکه گچ اکوستیک در آتش سوزی مقاوم می باشد . ارزان و فراوان است. درای رنگ سفید و خوش آیند است. گچ پزی گچ پزی یعنی حرارت دادن به سنگ گچ آبدار به طوریکه بتوانیم 5/1 ملکول از آب تبلور آنرا تبخیر نمائیم. همانطوریکه گفته شد سنگ گچ سولفات بعلاوه دو مولکول آب تبلور می باشد به فرمول CaSo4,2H2O عمل تبخیر 5/1 مولکول آب تبلور سنگ گچ در گرمای بسیار کم انجام می شود به طوریکه اگر به سنگ گچ در حدود 170 درجه حرارت بدهیم 5/1 ملکول از آب تبلور خود را از دست داده و به گچ تشنه به فرمول CaSo4, 0.5 H2O تبدیل می گردد و در اثر حرارت بیشتر تا گرمای 300 درجه سگ گچ 7/1 ملکول آب تبلور خود را از دست داده و به گچ تشنه به فرمول CaSo4, 0.3 H2O تبدیل می شود این گچ میل ترکیبی شدید با آب داشته بطوریکه اگر در مجاور هوای آزاد قرار بگیرد 2/0 ملکول آب از بخار موجود در هوا را جذب کرده و به گچ ساختمانی با 5/0 ملکول آب تبلور تبدیل می شود .
در گرمای 700درجه سنگ گچ کلیه آب تبلور خود را از دست داده و به سولفات کلسیم به فرمول CaSo4 تبدیل می گردد که به آن گچ سوخته می گویند این محصول میل ترکیب با آب را نداشته و قابل مصرف در صنایع ساختمانی نیست. البته می توان با افزودن بعضی مواد به آن مانند زاج و یا سولفات روی ZnSo4 میل ترکیبی آنرا با آب عودت داد ولی در صنایع ساختمانی این کار مقرون به صرف نیست .
گچی کهتمام آب تبلور خود را از دست بدهد انیدریت نام دارد. از گرمای 700 تا 1400 درجه گچ سوخته تجزیه شده و به کلسیم به فرمول CaO به SO تبدیل می گردد و SO3 به SO2 وo تبدیل گشته که هر دو متصاعد می گردند و اگر CaO که همان آهک زنده باشد در پودر گچ باقی بماند در زمان گیرایی آن تاثیر گذاشته و در اثر مجاورت با آب شکفته شده و به هیدرات کلسیم Ca(OH)2 تبدیل می گردد و اگر از این گچ برایسفیدکاری استفاده شود دانه های آهکی در مجاورت آب ازدیاد حجم پیدا کرده و در سطح گچ کاری شده ایجاد ناصافی می نماید آن را آبله رو می کند که در اصطلاح کارگاهی به آن الئئک می گویند.
خواص گچ 1_ زود گیر بودن ملات گچ از جمله ملاتهایی است که بسیار زودگیر می باشد و در حدود 10 دقیقه سخت می گردد این خاصیت به ما امکان می دهد که تیغه های 5 سانتی متری و همچنین طاقهای ضربی را که باید قبل از چیدن هر ردیف آجر ، ردیفی که قبل چیده شده است سخت شده و در جای خود ایستا باشد با این ملات بسازیم. 2_خاصیت ازدیاد حجم گچ تنها ملاتی است که در حدود یک درصد به حجمش اضافه می شود و پس از خشک شدن تقلیل حجم پیدا نمی کند ( یک نوع سیمان انبساطی نیز به بازار عرضه شده است ولی در ایران به طور معمول ساخته نمی شود ) با استفاده از این خاصیت است که ما می توانیم سطوح وسیعی را با آن اندود کنیم زیرا این اندود بعلت آنکه در موقع سخت شدن ازدیاد حجم پیدا می کند کلیه خلل و فرج خود را پر کرده و در آنجا لانه کرده و بالاخره برای اندود داخل اطاقها کاملا بهداشتی می باشد . 3_ مقاومت در مقابل آتش سوزی با توجه به اینکه گچ سخت شده مانند سنگ گچ دارای دو مولکول آب تبلور می باشد اگر لایه گچ در مقابل حرارت ناشی از آتش سوزی قرار بگیرد این آب تبلور در اثر حرارت دوباره از گچ جدا شده و بصورت یک لایه از آب در مقابل آتش قرار گرفته و برای مدت دو تا سه ساعت می تواند در مقابل سرایت آتش به فضای دیگری مقاومت نماید . 4_ خاصیت اکوستیک بودن گچ در مقابل ارتعاشات صوتی رفتار مطلوبی دارد و تقریبا بین 60 الی 75 درصد این ارتعاشات را بخود جذب نموده و مانع انعکاس آن می شود و در نتیجه از ایجاد پژواک جلوگیری می کنند این حد جذب ارتعاش برای اطاقهای زندگی و کلاسهای درس و حتی سالن های کوچک کنفرانس کافی می باشد . البته سالنهای بزرگ اجراء موسیقی تئاتر می باید ب وسائل بهتری اکوستیک شوند. 5_ارزانی گچ بعلت ارزانی و سهل الحصول بودن در همه کارگاهها به مقدار کافی وجود داشته حد نمی تواند مورد استفاده مورد استفاده و بهده برداری قرار می گیرد 6_ خاصیت پلاستیک بودن :ملات گچ بعلت خاصیت شکل پذیری فوق العاده ای که دارد می توان ب آن شکلها و نقشهای زیبایی بوسییله هنر گچ بری بوجود آورد و بدینوسیله در فضاهای ساختمان زیبای مخصوص ایجاد کرد و همچنین سطوح وسیعی را با آن اندود نمود 7_ رنگ ملات گچ پس از مصرف وخشک شدن سفید رنگ می شود و این سفیدی به ساختمان جلوه خوبی می دهد و در نتیجه یکی از بهترین اندود های ساختمانی می باشد. 8_ خاصیت رنگ پذیری گچ اندود گچ پس از خشک شدن تقریبا هر نوع رنگی را بخود می پذیرد و بدینوسیله می توانیم فضاهای مورد استفاده خود را به رنگ دلخواه خود رنگ آمیزی نماییم و بدین جهت برای اندود فضاهای داخل ساختمان مصالح مناسبی است.
سخت شدن گچ پودر گچ ساختمانی دارای 5/0 ملکول آب تبلور می باشد ، اگر در مجاورت آب قرار گیرد 5/1 ملکول دیگر آب جذب کرده و با 2 ملکول آب تبلور سخت شده و به سنگ گچ تبدیل می گردد البته این سختی مطابق سختی سنگ گچ اولیه نیست ولی بخوبی می تواند در مقابل نیروهای وارده مقاومت نماید. تعیین نسبت آب به گچ وسائل مورد نظر : ترازو با دقت 5/0 گرم _ بشر 400 میلی لیتر _ قاشق_ شیشه مسطح شرح آزمایش مقدار 100 میلی لیتر آب را در یک بشر ریخته سپس 500 گرم گچ را به آرامی داخل بشر می ریزیم تا زمینیکه گچ به صورت انباشته داخل آب را پر کرده و روی سطح آب، گچ خشک برای مدت 2 تا 4 ثانیه باقی بماند سپس وزن گچ مصرفی را با توجه به توزین وزن باقی مانده گچ را بدست می آوریم. و با توجه به رابطه زیر نسبت آب به گچ را محاسبه می نماییم : W=------- G= وزن گچ مصرفی W = نسبت آب به گچ A=100cm که با توجه به نتایج بدست آمده از آزمایش نسبت به آب به گچ برابر است با: A 100 W=------ = ------ = 43.5% G 230 تعیین زمان گیرش گچ ساختمانی هدف: تعیین درجه سختی خمیر گچ وسایل : دستگاه ویکات_ کرنومتر _ ترازوی دقیق _ مخلوط کن _ وسایل عمومی مصالح شرح آزمایش مقدار 300 گرم آب را با غلظت نرمال به داخل مخروط ناقص ریخته

__________________

شرکت سرمایه گذاری مسکن و ساختمان
قطب خاورمیانه (شهروند)

بتن عبور دهنده نور ، لایتراکان

لایتراکان ،Litracon Light Transmiting Concrete  ، بتن عبور دهنده نور، امروزه به عنوان یک متریال ساختمانی جدید با قابلیت استفاده بالا مطرح است. این متریال ترکیبی از فیبر های نوری و ذرات بتن است و می تواند به عنوان بلوک ها و یا پانل های پیش ساخته ساختمانی مورد استفاده قرار گیرد. فیبر ها بخاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و ترکیبی از یک متریال دانه بندی شده را تشکیل می دهند. به این ترتیب نتیجه کار صرفا ترکیب دو متریال شیشه و بتن نیست، بلکه یک متریال جدید سوم که از لحاظ ساختار درونی و همچنین سطوح بیرونی کامل همگن است، به دست می آید.

فیبر های شیشه باعث نفوذ نور به داخل بلوک ها می شوند. جالب تریت حالت این پدیده نمایش سایه ها در وجه مقابل ضلع نور خورده است. همچنین رنگ نوری که از پشت این بتن دیده می شود ثابت است به عنوان مثال اگر نور سبز به پشت بلوک بتابد در جلوی آن سایه ها سبز دیده می شوند. هزاران فیبر شیشه ای نوری به صورت موازی کنار هم بین دو وجه اصلی بلوک بتنی قرار می گیرند. نسبت فیبر ها بسیار کم و حدود 4 درصد کل میزان بلوک ها است. علاوه بر این فیبر ها بخاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و تبدیل به یک جزء ساختاری می شوند بنابر این سطح بیرونی بتن همگن و یکنواخت باقی می ماند. در تئوری، ساختار یک دیوار ساخته شده با بتن عبور دهنده نور، می تواند تا چند متر ضخامت داشته باشد زیرا فیبر ها تا 20متر بدون از دست دادن نور عمل می کنند و در دیواری با این ضخامت باز هم عبور نور وجود دارد.

ساختارهای باربر هم می‌توانند از این بلوک‌ها ساخته شوند. زیرا فیبر های شیشه ای هیچ تاثیر منفی روی مقاومت بتن ندارند. بلوکها می توانند در اندازه ها ی متنوع و با عایق حرارتی خاص نصب شده روی آنها تولید شوند.

این متریال در سال 2001 توسط یک معمار مجار به نام «آرون لاسونسزی» اختراع شد و به ثبت رسید. این معمار زمانیکه در سن 27 سالگی در کالج سلطنتی هنر های زیبای استکهلم مشغول به تحصیل بود این ایده را بیان کرد و در سال 2004 شرکت خود را با نام لایتراکان تاسیس کرد و با توجه به نیاز و تمایل جامعه امروز به استفاده از مصالح جدید ساختمانی، از سال 2006 با شرکت های بزرگ صنعتی به توافق رسیده و تولید انبوه آن به زودی آغاز خواهد شد.

• موارد کاربرد

دیوار: به عنوان متداول ترین حالت ممکن این بلوک می تواند در ساختن دیوارها مورد استفاده قرار گیرد. به این ترتیب هر دو سمت و همچنین ضخامت این متریال جدید قابل مشاهده خواهد بود. بنابر این سنگینی و استحکام بتن به عنوان ماده اصلی « لایتراکان» محسوس تر می شود و در عین حال کنتراست بین نور و ماده شدید تر می شود. این متریال می تواند برای دیوارهای داخلی و خارجی مورد استفاده قرار گیرد و استحکام سطح در این مورد بسیار مهم است. اگر نور خورشید به ساختار این دیوار می تابد قرار گیری غربی یا شرقی توصیه می شود تا اشعه آفتاب در حال طلوع یا غروب با زاویه کم به فیبر های نوری برسد و شدت عبور نور بیشتر شود. بخاطر استحکام زیاد این ماده می توان از آن برای ساختن دیوار های باربر هم استفاده کرد. در صورت نیاز، مصلح کردن این متریال نیز ممکن است همچنین انواع دارای عایق حرارتی آن نیز در دست تولید است.

پوشش کف: یکی از جذاب ترین کاربرد ها، استفاده از «لایتراکان» در پوشش کف ها و درخشش آن از پایین است. در طول روز این یک کفپوش از جنس بتن معمولی به نظر می رسد و در هنگام غروب آفتاب بلوک های کف در رنگهای منعکس شده از نور غروب شروع به درخشش می کنند.

طراحی داخلی: همچنین از این نوع بتن عبور دهنده نور می توان برای روکش دیوار ها در طراحی داخلی استفاده کرد به صورتی که از پشت نور پردازی شده باشند و می توان از نور های رنگی متنوع برای ایجاد حس فضایی مورد نظر استفاده کرد.

کاربرد در هنر: بتن ترانسپارانت برای مدتها به عنوان یک آرزو برای معماران و طراحان مطرح بود و با تولید لایتراکان این آرزو به تحقق پیوست. کنتراست موجود در پشت متریال تجربه شگفت آوری را برای مدت طولانی در ذهن بیننده ایجاد می کند. در واقع با نوعی برخورد سورئالیستی محتوای درون در ارتباط با محیط پیرامون قرار می گیرد و به این ترتیب بسیاری از هنرمندان تمایل به استفاده از این متریال در کارهای خود دارند. به طور کلی با پیشرفت های تکنولوژیکی و ارائه خلاقیت طراحان و مجسمه سازان با ابزار های مختلف، پتانسیل و قابلیت بتن توسط هنرمندان گوناگون در تمام جهان مورد استفاده قرار گرفته است.

• بلوکها

مصلح کردن بلوک بتنی عبور دهنده نور: در صورت نیاز به مصلح کردن این بتن شیار هایی در داخل آن تعبیه می شوند. در حین ساختن دیوارها میلگرد ها بصورت عمودی یا افقی در این شیار ها قرار می گیرند و فیبر های اپتیکی بخاطر خاصیت انعطاف پذیری خود در اطراف میلگردها جمع می شوند و به این ترتیب میلگرد ها دیده نمی شوند. از این روش بصورت موفقیت آمیزی در چند پروژه و طراحی نمایشگاه استفاده شده است.

رنگها و بافت ها: با توجه به رنگ خاکستری متداول بتن معمولی، لایتراکان دارای رنگهای متنوعی است و بافت سطوح بیرونی آن نیز می تواند متنوع باشد، به گونه ای که بلوکهای متنوع در کنار هم قرار گیرند و یک ساختار واحد را به وجود آورند.

توزیع فیبرها: اندازه و ترتیب فیبر ها در هر بلوکی می تواند متفاوت باشد و این ترتیب قرار گیری می تواند کاملا منظم یا کاملا ارگانیک مانند مقطع چوب باشد.

مشخصات تکنیکی:

ترکیبات:بتن و فیبر اپتیکی، میزان فیبر حد اکثر 5درصد کل بلوک، عبور 3درصد نور تابیده از هر 4 درصد کل فیبر موجود، چگالی 2400-2100 کیلوگرم بر سانتیمتر مکعب، مقاومت فشاری49 نیوتن بر میلی متر مربع در بد ترین حالت و 56نیوتن بر میلی متر مربع در بهترین حالت، مقاومت خمشی معادل 7/7 نیوتن بر میلی متر مربع.

اندازه بلوکها: ضخامتmm500-25 ، عرض حداکثرmm600 ، ارتفاع حد اکثرmm300.

لامپ لایترا کیوبLitracub Lamp

یکی از محصولات موفق لایترا کان در زمینه طراحی، لامپ لایترا کیوب است که در آن بلوکها با قرار گیری روی هم مکعبی را تشکیل می دهند که منبع نور در داخل آن قرار دارد و نور با عبور از بتن به بیرون ساطع می شود.

به این ترتیب این ماده جدید می تواند در عرصه های مختلف طراحی و همچنین در ایجاد فضاهای پویا و انعطاف پذیر داخلی بسیار مورد استفاده قرار گیرد.

همه چیز در مورد آجر و بلوک

آجرها گروهی از مصالح هستند كه به صورت صنعتی تولید و جایگزین سنگ شده اند و درحقیقت سنگی ساخته دست بشر هستند، سنگی دگرگون كه از تغییر وضعیت خشت پدید میآید. این گروه از مصالح كه اولین تولید صنعتی و انبوه مصالح ساختمانی به دست بشر به شمار می‌آیند براساس نوع مواداولیه، روند تولید و محل مصرف به انواع متنوعی تقسیم می شوند. آجرهای رسی كه اولین و فراوان ترین آنها هستند قدمت چندهزار ساله دارند. با پیشرفت تكنولوژی و علم شیمی انواع بی شماری از آجرها با كیفیت های مختلف، ابعاد و شكل ظاهری متنوع راهی بازار مصرف شده اند.

 

آجرها و فراورده های رسی :

 

آجر رسی از قدیمی ترین مصالح ساختمانی كه به وسیله بشر تولید شده است، می باشد. سنگ باوجود فراوانی و استقامت به راحتی در دسترس قرار نمی‌گیرد، این مصالح طبیعی فرم دلخواه را به آسانی به خود نمی‌گیرد و با صرف هزینه بسیار قطعات آن یكسان می گردند و در این حالت نیز دورریز زیادی از خود به جا می گذارد. در حالی كه گل حاصل از خاك رس كه منشا تهیه آجر است به راحتی شكل دلخواه را به خود می گیرد و محصولی همگن به دست می‌دهد.

 

از این رو می توان با قالب زدن گل و حرارت دادن آن مصالحی سخت، دارای مشخصات فیزیكی، مكانیكی و شیمیایی یكسان، متناسب با كاربرد، منطبق با فیزیك بدن انسان، با فرآیند تولید ساده، سریع و حمل ونقل آسان تولید كرد.

 

مصارف آجر :

 

به اعتقاد باستان شناسان، اولین بار آجر در سرزمین بین النهرین تهیه شده است. به هر صورت باید آجر پس پیدایش آتش و در نواحی كه معادن سنگ وجود نداشته اند اختراع شده باشد. نمونه های زیبا و باعظمت كاربرد آجر در معماری ایران باستان نماینده پیشرفت درخشان ایرانیان در تولید و مهندسی كاربرد این مصالح است. در این میان می توان از زیگورات چغازنبیل، ایوان مدائن، كاخ های فیروزآباد و لرستان در قبل از اسلا م و همین طور مساجد جامع اصفهان و یزد، گنبد كاووس و ارگ تبریز مربوط به دوران بعد از اسلا م نام برد.

 

رمز توانایی آجر در خلق شگفت انگیزترین ساختمان های تاریخ در تناسبات آن نهفته است. این ابعاد در طی زمان متحول شده و در حال حاضر با ساختار و توانایی بدن انسان هماهنگ شده است. ابعاد آجر به طریقی است كه به راحتی در یكدیگر قفل و بست می گردند. این خاصیت، كیفیت های مهندسی بی شماری از جمله در محل اتصال دو دیوار به یكدیگر به وجود میآورد. آجرها به كمك ملا ت به یكدیگر متصل می شوند و سطح یكنواختی را به وجود میآورند. این ابعاد متناسب باعث شده است كه این مصالح به منظور اجرای دهانه های وسیع به صورت قوس و طاق و گنبد كه از زمان قبل از ساسانیان در ایران رواج داشته است، كارآیی منحصر به فردی داشته باشد.

 

خواص آجر باعث شده است كه به عنوان مصالح پركننده دیوار و سقف از جمله پرمصرف ترین مصالح باشد. زیبایی آجر و الگوی حاصل از آجر چینی باعث شده است كه به صورت نما در داخل و خارج بنا مورد استفاده قرار گیرد و هویت خاصی به ساختمان ببخشد. استفاده از آجر به عنوان فرش كف و پلكان، فارغ از مقاومت مطلوب آن ویژگی های اقلیمی این مصالح كویری را بیشتر به نمایش می گذارد.

 

روش نوین امروزی، وسایل فنی زیاد و امكانات فراوانی را به دست معماران داده است كه با وجود مدرن بودن، وسیله ای برای شكفتن روح حساس و زیباشناس آنها است. البته تنها آجر وسیله شناخت این زیبایی روحی نیست و عناصر بسیاری نیز این عمل را به خوبی انجام می دهند ولی فرق بین آنها در این است كه آجر قابلیت ایفای هر منظوری را دارد و باوجود گذشت قرون متمادی هنوز مدرن است. یك ساختمان آجری جزئی از طبیعت است و همآوایی آن را نه تنها به هم نمی زند بلكه رنگ و فرم بدیعی نیز به آن می بخشد و با این وجود هیچ گاه كهنه نبوده و نیست و همراه با زمان پیش می رود. به هر حال یك ساختمان آجری همانند یك فرش دستباف، تركیب بدیعی از سلیقه های بی انتهای معماران هنرمند است.

 

بر طبق استاندارد شماره  7  ایران آجرهای مصرفی در نما باید دارای مشخصات زیر باشند:
- معایب ظاهری: آجرنما باید عاری از معایب ظاهری مانند ترك خوردگی، شوره زدگی، آلوئك و نظایر آن باشد.

 

- لبه های آجر: خط فصل مشترك سطوح آجرها باید مستقیم و زوایای تلا قی آنها قائمه و سطوح شان صاف باشد.

 

- در آجرهای سوراخ دار: سوراخ ها باید عمود بر سطح بزرگ آجر و به طور یكنواخت در سطح آن توزیع شده باشند و جمع مساحت آنها باید بین  25  تا  40  درصد سطح آجرها باشد. بعد سوراخ های مربع و قطر سوراخ های دایره ای باید حداكثر به  26  میلیمتر محدود شود و در ضخامت دیواره بین سوراخ و لبه آجر بیش از  15  میلیمتر و فاصله بین دو سوراخ بیش از  10  میلیمتر باشد.

 

- مقاومت در برابر یخبندان: آجرهای مصرفی در نما باید در برابر یخبندان پایدار باشند و در آزمایش یخ زدگی دچار خرابی ظاهر مانند ورقه ورقه شدن، ترك خوردن و خوردگی نشوند.
- قطعات نازك آجری (آجر دوغایی) مورد مصرف در نماسازی به ابعاد  20* (40  یا  30) * 200  میلیمتر با قطعات موزائیكی نازك آجری نما به ضخامت  20  یا  30  میلیمتر با نقش چند آجر بندكشی شده (آجر موزاییكی) ساخته می شوند حداقل باید دارای مشخصات آجرهای ماشینی با مقاومت متوسط مندرج در استاندارد شماره  7  ایران باشند.

 

- ترك در سطح آجر: وجود یك ترك عمیق در سطح متوسط آجر حداكثر تا عمق  40  میلیمتر در آجر پشت كار بلا اشكال است ولی به طور كلی درصد آجرهای ترك دار نباید بیشتر از  25  باشد.

 

- پیچیدگی، انحنا و فرورفتگی: پیچیدگی در امتداد سطح بزرگ آجر حداكثر  4  میلیمتر و در امتداد سطح متوسط آجر تا  5  میلیمتر مجاز است. آجر نباید انحنا و فرورفتگی بیش از  5  میلیمتر داشته باشد و این مقدار در صورتی قابل قبول است كه میزان آن از  20  درصد كل آجرها افزایش پیدا نكند.

 

- سایر موارد: آجر باید كاملا ً پخته و یكنواخت و سخت باشد و در برخورد با آجر دیگر صدای زنگ دار ایجاد كند. به علت عدم چسبندگی آجرهای كهنه به ملا ت حتی المقدور از آنها استفاده نمی شود و تنها در صورت انجام پیش بینی های لازم به صورت ساییدن یا برس سیمی استفاده از آن مجاز خواهد بود.

 

آجرهای ساختمانی مقاومت خوبی در برابر آتش دارند به طوری كه یك دیوار  22  سانتی متری از آجر در حدود شش ساعت در برابر آتش سوزی مقاومت از خود نشان می دهد.

 

آجر فشاری

آجر  یا آجور یا آگور واژه ایست یونانی که به خشت هایی می‌گفتند که احکام یا فرامین دولتی بر روی آن نوشته می‌شد (حک می‌گردید) و به وسیله پختن این خشت ها، نوشته‌ها را بر روی آن پایدار می‌کردند.

مشخص نیست که آجر برای اولین بار از چه زمانی مورد استفاده قرار گرفته است؛ گمان می‌رود انسان های اولیه با مشاهده پخته شدن گل مجاور اجاق های خود و دیدن اینکه گل پخته شده سختتر از کلوخه‌های کنار خود می‌گردید پی به خواص و روش تهیه آجر برده باشند.

آجر همچنین به عنوان یکی از مصالح ساختمانی از دیرباز مورد استفاده بوده است. مصرف آجر به عنوان مصالح ساختمانی در ایران سابقه باستانی دارد. از بناهای باستانی مشهوری که در ساخت آن از آجر استفاده شده می‌توان به طاق کسری اشاره کرد.

مثال دیگر کف دالان مسجد جامع اصفهان است که به وسیله آجر هایی مفروش شده است که در زمان ساسانیان برای ساخت آتشکده بکار رفته بود.

به طور کلی استفاده از آجر در طول تاریخ ایران بسیار گسترده بوده و بناهای بیشماری اعم از آتشکده، مسجد، ساختمان های مسکونی و ... به وسیله آجر در ایران ساخته شده اند.

در حال حاضر با توجه به بالا رفتن تراکم جمعیت و ساخت بناهای چندین طبقه استفاده از آجر در اسکلت این نوع ساختمان ها مقدور نیست و از اسکلت های فلزی یا بتنی استفاده می‌شود؛ ولی از آجر برای نماسازی استفاده می‌شود و یا در قسمتی از سالن و سایر فضا ها آجر را بطور نمایان (اکسپز) بکار می‌برند.

آجر را می‌توان به روش های مختلف طبقه بندی نمود. مانند طبقه بندی از لحاظ رنگ، ابعاد، جنس و ...

طبقه بندی آجر از لحاظ جنس

آجر از لحاظ جنس به دو دسته تقسیم می‌شود:

۱- آجرهای فشاری: دلیل نامگذاری این نوع آجر اینست که در ابتدای تولید این نوع آجر خشت آن با دست زده می‌شد و با فشار دستی کارگران خشت زن گوشه‌های قالب به وسیله گل مخصوص پر می‌گردید. ابعاد این نوع آجر ۵×۱۰×۲۰ و یا ۵٫۵×۱۱×۲۲ سانتیمتر می‌باشد.

این نوع آجر برای کلیه کارهای ساختمانی مانند گری چینی، طاق ضربی، دیوارهای حمال و تیغه چینی مناسب است.

۲- آجرهای ماشینی: آجر ماشینی یا آجر سوراخ دار که بر روی سطح بزرگتر آن ۸ یا ۱۰ سوراخ به قطر ۱٫۵ تا ۲ سانتیمتر وجود دارد و در بازار ایران به آجر های هشت یا ده سوراخه ماشینی معروف است.

در استاندارد شماره ۷ موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران این سوراخ ها باید تمام ضخامت آجر را طی نموده و سطح مقطع مجموع سوراخ ها نباید بیشتر از ۲۵ درصد سطح بزرگتر آجر باشد و فاصله سوراخ ها از لبه آجر و همچنین فاصله سوراخ ها از یکدیگر در هر بعد آجر نباید کمتر از۳۰ درصد طول همان بعد باشد.

علت وجود این سوراخ ها اینست که در هنگام دیوار چینی ملات به طور عمودی نیز در آجر نفوذ کرده و باعث استحکام بیشتر دیوار شود.

در ساخت دیوار های حمال به دلیل اینکه می‌توان به وسیله سوراخ های موجود در سطح آجر آنرا با میلگرد مسلح کرد از این نوع آجر استفاده می‌شود. دیوار آجری مسلح برای مقابله با نیروی زلزله ساخته می‌شود.

جنس این نوع آجرها نسبت به آجرهای فشاری بسیار ترد و شکننده بوده و خاصیت مکندگی آن نسبت به آجر فشاری کمتر است. این آجر ها به علت ترد بودن قابل تیشه داری نیستند و همچنین در طاق ضربی استفاده نمی‌شوند بدلیل اینکه خاصیت مکندگی زیادی ندارند و نمی‌توانند به خوبی به ملات بچسبند.

ابعاد این نوع آجر ۵٫۵×۱۱×۲۲ سانتیمتر می‌باشد. اضلاع این نوع آجر گونیا تر بوده و دارای سطوح صافتری نسبت به آجرهای فشاری می‌باشند.

طبقه بندی از لحاظ رنگ

در صورت استفاده از آجر در نماچینی رنگ آجر اهمیت پیدا می‌کند. برای استفاده در نماچینی آجرهایی به رنگ های زرد کمرنگ که به آن آجر سفید می‌گویند و زرد پررنگ که به آن آجر بهی می‌گویند و همچنین آجرهایی به رنگ قرمز روشن یا قرمز سیر در بازار وجود دارند.

در حدود سالهای ۱۳۲۰ تا ۱۳۴۰ یک نوع آجر ابلق به رنگ های قرمز و زرد بنام آجر بهمنی به بازار عرضه می‌شد که بوسیله کوره آجرپزی به همین نام تهیه می‌گردید.

ضخامت آجرهای مورد استفاده در نما ممکن است ۳ تا ۴ یا ۵ سانتیمتر باشد ولی دو بعد دیگر این آجر ها مانند آجرهای فشاری یا ماشینی ۱۰×۲۰ می‌باشد.

علت رنگی بودن این آجرها مربوط به طریقه چیدن آجر در کوره و نحوه آتش دادن به آن و کنترل سطوحی که با آتش در تماس مستقیم می‌باشد است و یا مربوط به اکسید فلزاتی است که در مواد اولیه آجر موجود می‌باشد. مانند اکسیدهای مختلف آهن.

برای تهیه مصالح اولیه و همچنین مراحل خشت زنی و خشت خشک کنی آجرهای رنگی دقت و هزینه بیشتری به عمل می‌آید.

 

مراحل پخت آجر :

1 ـ تهبه خاك رس 2 ـ بعمل آوردن خاك 3 ـ ساختن گل 4 ـ قالب گیری یا خشت زنی

آجر پزی :

آجر پزی یعنی گرفتن آب شیمیایی خاك رس بطوریكه هیدرو سیلیكات آلومینیم به سیلیكات آلومینیم تبدیل شود و در نتیجه خشت دارای استقامت شده و نیروی فشاری تا حدود 100 كیلوگرم بر سانتیمتر مربع را تحمل نماید این عمل به وسیله حرارتی در حدود 900 درجه سانتیگراد و انجام شود بدین طریق كه تا 100 درجه سانتیگراد آب فیزیكی خشت خشك می شود و تا این درجه آب شیمیایی خاك رس متصاعد می گردد و تا 900 درجه ذرات خاك رس شروع به خمیری شدن نموده و بدین طریق دانه های شن و ماسه درون خشت را به هم می چسباند و آجر بدست می آید.

كوره های آجرپزی :

كوره های آجرپزی به سه دسته تقسیم می شوند :
1 ـ كوره آجرپزی با آجر ثابت و آتش ثابت
2 ـ كوره آجرپزی با آجر ثابت و آتش رونده
3 ـ كوره آجرپزی با آتش ثابت و آجر رونده

انواع آجرها :

1 ـ آجرهای رسی : الف : آجرهای معمولی ب : آجرهای نما ج : آجرهای مهندسی
2 ـ آجرهای نسوز
3 ـ آجر ماسه ـ آهك
4 ـ آجرهای بتنی
5 ـ آجرهای مخصوص

 

منابع : مصالح شناسی،

مقاله ای در مورد "مصالح نوین ساختمانی"

شكل جایگاه مصالح نو در ساخت و ساز

شکل جديد بناهاي امروزي كه متناسب با نيازهاي بشرامروز است، تنها به دليل طراحي متفاوت نيست بلكه شكل اجرا و نوع مصالح به كار رفتهدر بناها نيز در متفاوت بودن بناهاي امروزي تاثير بسياري دارند.
بشر امروزوارد دوران جديدي از زندگي خود شده است و به همين خاطر نيز نسبت به بسياري از مسائلحساس تر از قبل عمل میكند. نگاهجديدانسان ها به حفظ محيط زيست وصرفه جوييدرمصرف انرژي، خاصل اين ديدگاهجديداست.
بدونمصالح،محصولي وجود نخواهد داشت.علاوه بر اينمصالحدرهر طرحي اصول عقلي راهم به خوبي احساسات به نمايش میگذارند ودربسياري از تخصص هاي تكنيكيفراهم كننده يك معني براي الهام احساسات هستند.
دربناهاي دو دهه گذشته،هم ملاحظات تكنيكي و هم زيبايي شناختي مورد توجه بودهاند. دراين ميانپيشرفت هايجديدمهندسي مواد، خود موجب افزايش امكانات فناورانه شده، وهمانند جنبه زيبايي شناسانهمصالح، به عنوان يك فرصت طراحي قلمداد میشود. مصالحنام آشناي بناهاي امروز ما آجر، سنگ، گچ، آهن و فولاد و بتن وشيشهانددرحاليكهدرطول ده سال اخير تاثير عمدهمصالحطبيعي به شدت مورد توجه قرار گرفته است. براي مثال تقاضاهاي مربوط به سازه هايچوبي، كورتن استيل، اكسيدايزد كوپر، روي، آجر كوره اي چند رنگ و انواعجديدبتن نشان دهنده اين موضوع هستند. اما بايد قبول كرد كه اين پيشرفت ها نيز به زوديبه پايان عمر خود نزديك میشوند.
پيشرفت هايجديد، علاقه و اشتياقي روزافزون را به انواع مختلفمصالحو تكنيك هايجديد، چند منظوره و شگفتآور نشان میدهد كه به كمك آنها ايدههايي را كه زماني غير ممكن و نامعقول به نظرمیرسيد، عملي و قابل درك كرده است. نبايد اين نكته را از خاطر برد كه ايدههايي كهدرامر ساخت و ساز يك بنا ارتباط تنگاتنگي با وضعيت اجتماعي و اقتصادي جامعه دارند. علاوه بر اين مطلب جريانات عمده و مهم آينده ما را نيز موضوعاتي همچون توجه بهمحيط، سلامت عمومي، ارزشمند كردن پول، و روش زندگي آينده تشكيل میدهند. درتوضيح بيشتر بايد گفت كه محيط زندگي آينده ما وابسته مسائلي چون كم كردن استفاده ازمصالح، پايداري و چرخه حيات، برگشت پذيري محصولات ومصالحو صرفهجوييدرانرژي است. سلامت عمومیجامعه را نيز شرايط كاري راحت و ايمن، محيطكار و زندگي پاكيزه و سالم تامين میكند. ضمن اينكه صنعتي شدن، انعطاف پذيريدرساخت و ساز، استفاده از محيط شهري به طور منعطف، توسعه كيفي و توليد وساخت سريعتر باعث ارزشمند تر شدن پول خواهد شد و شيوه خانه داري، باز توليد و وجودخانه هاي انعطاف پذيردرشيوه زندگي آينده ما موثر خواهند بود. نگاهجديدبه شيوهساختمانسازي، استفاده ازمصالحجديدي رانيز طلب میكند. هر چند ممكن است تكنولوژي ساخت و يا شيوه اجرادراستفادهاز اينمصالحهنوز غريب و نا آشنا باشد اما شناخت اينمصالحجديدو كشف خصوصيات آنها كمك موثري به ايجاد نياز كردن آنهادرجامعهما خواهد كرد.


معرفی مصالح نوین ساختمانی

پانل کامپوزیت آلومینیومی :
پانل کامپوزیت آلومینیومی متشکل از لایه هایی از ورق آلومینیومی در بالا و پائین و مواد پلی اتیلنی غیر سمی در مرکز می باشد که ترکیبی از LDPE و L- LDPE دارای کیفیت شکل پذیری بالاست این ماده دارای قابلیت پردازش بسیار آسان ، پایداری شیمیایی و عملکرد مکانیکی فوق العاده می باشد و نقطه ضعفی ندارد . بنابراین پانلها چنانچه در معرض گرما و یا سرمای شدید قرار گیرند مسطح باقی می مانند . هردو سطح با درجات پخت متفاوت توسط روش Coil Coating پوشش داده می شوند .
پانل کامپوزیت آلومینیومی مقاوم در برابر آتش :
پانل مقاوم در برابر آتش متشکل از لایه هایی از ورق آلومینیومی در پائین و بالا و ماده مرکب غیر ارگانیک کندکننده سرعت سرایت شعله به سایر نقاط و مواد ضد حریق در اندازه نانومتری در مرکز پانل می باشد . عیار این ماده که متشکل از مواد ریز غیر طبیعی و انواع زیادی از مواد با تراکم بالا و اکسیژن است بسیار بالا می باشد . این ماده دارای خاصیت پایداری در برابر شرایط آب و هوایی متغییر و عملکرد فوق العاده است و نه تنها مشکل ضد حریق نبودن پانل کامپوزیت آلومینیومی را برطرف میکند بلکه بطور چشمگیری عملکرد دینامیکی قسمتهای خم و یا تا شده پانل که ضعیف ترین بخش یک پانل مرکب آلومینیومی می باشد بهبود می بخشد.

پانل کامپوزیت فلزی :
پانل کامپوزیت فلزی زمانی ایجاد می گردد که تعداد زیادی از رولهای آلومینیومی در ابعاد باریکتر به یکدیگر بپیوندند و تشکیل یک پانل آلومینیومی با ضخامت مورد نیاز را بدهند .

موارد مصرف :
1-نمای بیرونی ساختمانها
2-بازسازی نمای ساختمانهای قدیمی و تغییر دکوراسیون
3-دکوراسیون دیوارهای داخلی ، سقفها ، حمامها ، آشپزخانه ها و تراسها
4-دکوراسیون داخی فروشگاهها
5-تابلوهای تبلیغاتی ، سکوهای نمایش و لوح های اطلاعاتی
6-مواد صنعتی و مواد مورد مصرف در ماشینها و قایقها
7-دیوارکوب ها و سقف کوب های تونل ها

ویژگی ها :
Øپایداری فوق العاده در برابر شرایط گوناگون آب و هوائی
Øپایداری بالا در برابر پوسته شدن رنگ و مسطح بودن پوشش
Øسبکی و پردازش ساده
Øخصوصیات ضد حریق ممتاز
Øپایداری در برابر جدانشدن لایه ها از یکدیگر
Øسادگی نگهداری
Øپایداری در برابر ضربه

ساندويچ پانل دكوراتيو و خانه های پیش ساخته

خصوصیات
-سبکی وزن بالا 5 کیلوگرم برمترمربع ( ایمنی در برابر زلزله و کاهش بار مرده ساختمان
-عایق حرارتی و صوتی مناسب
-سرعت بالا در اجراء
-تنوع و زیبایی در طرح و رنگ
-دوام و عمر طولانی

کاربرد
ساندویچ پانلهای دکوراتیو به دلیل طرحهای متنوع و مقاومت بالا در رنگ انتخاب مناسبی برای پوشش موارد ذیل می باشد :
-نمای ساختمان
-خانه های پیش ساخته و کانکس
-دکوراسیون داخلی ( دیوار – پارتیشن – سقف کاذب )
-بازسازی ساختمانهای قدیمی

ساندويچ پانل صنعتي ، کانکس و سردخانه

ساختار
ورق گالوانیزه رنگی به ضخامت 0.5 میلیمتر
فوم از جنس پلی پورتال با دانسیته معادل 40 کیلوگرم بر مترمکعب
ورق گالوانیزه رنگی به ضخامت 0.5 میلیمتر

خصوصیات

-تحمل بار
-عایق در برابر صدا
-سبکی وزن و مقاوم در برابر زلزله
-عایق در برابر رطوبت
-عایق در برابر سرما و گرما ( جلوگیری از پرت حرارت و برودت )
-غیر قابل اشتعال ( دیرسوز )
-نصب سریع و آسان
-قابل شستشو و بهداشتی

کاربرد
با توجه به ویژگیهای ساندویچ پانلهای صنعتی مانند سبک بودن ، مقاومت در برابر زلزله ، عایق بودن در برابر سرما و گرما و صوت و گرد و غبار و ... به بهترین نحو قابلیت استفاده در موارد ذیل را داراست :
-دیوار و سقف کارخانجات و ساختمانهای صنعتی
-ساخت سوله های صنعتی
-ساخت انواع سردخانه ها
-کانکسهای ثابت و متحرک
-ساخت انبار و سیلو
-ساخت کانتینرهای حمل و نقل
-سقف آلاچیق

آشنایی با کامپوزیتها

در کاربردهای مهندسی، اغلب به تلفیق خواص مواد نیاز است. به عنوان مثال در صنایع هوافضا، کاربردهای زیر آبی، حمل و نقل و امثال آنها، امکان استفاده از یک نوع ماده که همه خواص مورد نظر را فراهم نماید، وجود ندارد. به عنوان مثال در صنایع هوافضا به موادی نیاز است که ضمن داشتن استحکام بالا، سبک باشند، مقاومت سایشی و uv خوبی داشته باشند و .... از آنجا که نمی توان مادهای یافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، باید به دنبال چارهای دیگر بود. کلید این مشکل، استفاده از کامپوزیتهاست. کامپوزیتها موادی چند جزئی هستند که خواص آنها در مجموع از هرکدام از اجزاء بهتر است.ضمن آنکه اجزای مختلف، کارایی یکدیگر را بهبود میبخشند. اگرچه کامپوزیتهای طبیعی، فلزی و سرامیکی نیز در این بحث میگنجند، ولی در اینجا ما تنها به کامپوزیتهای پلیمری میپردازیم.

در کامپوزیتهای پلیمری حداقل دو جزء مشاهده میشود:

1. فاز تقویت کننده که درون ماتریس پخش شده است.

2. فاز ماتریس که فاز دیگر را در بر میگیرد و یک پلیمر گرماسخت یا گرمانرم میباشد که گاهی قبل از سخت شدن آنرا رزین مینامند.

خواص کامپوزیتها به عوامل مختلفی از قبیل نوع مواد تشکیل دهنده و ترکیب درصد آنها، شکل و آرایش تقویت کننده و اتصال دو جزء به یکدیگر بستگی دارد.از نظر فنی، کامپوزیتهای لیفی، مهمترین نوع کامپوزیتها می باشند که خود به دو دستة الیاف کوتاه و بلند تقسیم میشوند. الیاف میبایست استحکام کششی بسیار بالایی داشته، خواص لیف آن (در قطر کم) از خواص توده ماده بالاتر باشد. در واقع قسمت اعظم نیرو توسط الیاف تحمل میشود و ماتریس پلیمری در واقع ضمن حفاظت الیاف از صدمات فیزیکی و شیمیایی، کار انتقال نیرو به الیاف را انجام میدهد. ضمناَ ماتریس الیاف را به مانند یک چسب کنار هم نگه میدارد و البته گسترش ترک را محدود میکند. مدول ماتریس پلیمری باید از الیاف پایینتر باشد و اتصال قوی بین الیاف و ماتریس بوجود بیاورد. خواص کامپوزیت بستگی زیادی به خواص الیاف و پلیمر و نیز جهت و طول الیاف و کیفیت اتصال رزین و الیاف دارد. اگر الیاف از یک حدی که طول بحرانی نامیده میشود، کوتاهتر باشند، نمیتوانند حداکثر نقش تقویت کنندگی خود را ایفا نمایند.

الیافی که در صنعت کامپوزیت استفاده میشوند به دو دسته تقسیم میشوند:


الف)الیاف مصنوعی ب)الیاف طبیعی.

کارایی کامپوزیتهای پلیمری مهندسی توسط خواص اجزاء آنها تعیین میشود. اغلب آنها دارای الیاف با مدول بالا هستند که در ماتریسهای پلیمری قرار داده شدهاند و فصل مشترک خوبی نیز بین این دو جزء وجود دارد.ماتریس پلیمری دومین جزء عمده کامپوزیتهای پلیمری است. این بخش عملکردهای بسیار مهمی در کامپوزیت دارد. اول اینکه به عنوان یک بایندر یا چسب الیاف تقویت کننده را نگه میدارد. دوم، ماتریس تحت بار اعمالی تغییر شکل میدهد و تنش را به الیاف محکم و سفت منتقل میکند.
سوم، رفتار پلاستیک ماتریس پلیمری، انرژی را جذب کرده، موجب کاهش تمرکز تنش میشود که در نتیجه، رفتار چقرمگی در شکست را بهبود میبخشد.تقویت کنندهها معمولا شکننده هستند و رفتار پلاستیک ماتریس میتواند موجب تغییر مسیر ترکهای موازی با الیاف شود و موجب جلوگیری از شکست الیاف واقع دریک صفحه شود.بحث در مورد مصادیق ماتریسهای پلیمری مورد استفاده درکامپوزیتها به معنای بحث در مورد تمام پلاستیکهای تجاری موجود میباشد. در تئوری تمام گرماسختها و گرمانرمها میتوانند به عنوان ماتریس پلیمری استفاده شوند. در عمل، گروههای مشخصی از پلیمرها به لحاظ فنی و اقتصادی دارای اهمیت هستند.در میان پلیمرهای گرماسخت پلیاستر غیر اشباع، وینیل استر، فنل فرمآلدهید(فنولیک) اپوکسی و رزینهای پلی ایمید بیشترین کاربرد را دارند. در مورد گرمانرمها، اگرچه گرمانرمهای متعددی استفاده میشوند، peek ، پلی پروپیلن و نایلون بیشترین زمینه و اهمیت را دارا هستند. همچنین به دلیل اهمیت زیست محیطی، دراین بخش به رزینهای دارای منشا طبیعی و تجدیدپذیر نیز، پرداخته شده است. از الیاف متداول در کامپوزیتها میتوان به شیشه، کربن و آرامید اشاره نمود. در میان رزینها نیز، پلی استر، وینیل استر، اپوکسی و فنولیک از اهمیت بیشتری برخوردار هستند.

پانلهاي ساندويچي ساختماني ساخته شده با كامپوزيت


پانلهاي ساندويچي اصطلاحاً به آن دسته از ساختارهايي اطلاق ميشود كه از يك هسته مركزي ضعيف و لايههاي خارجي قوي تشكيل شده باشد. معمولاً در ساخت اين قبيل پانلهاي ساندويچي از كامپوزيت هاي الياف شيشه (فايبرگلاس) و اخيراً از كامپوزيتهاي الياف طبيعي كمك گرفته ميشود. مطلب زير كه برگرفته از سايت دیدن لینک ها برای شما امکان پذیر نیست. لطفا ثبت نام کنید یا وارد حساب خود شوید تا بتوانید لینک ها را ببینید.
ميباشد، به اين مسئله مي پردازد:
1) پانلهاي ساندويچي
يك پانل ساندويچي در حقيقت از دو بخش اصلي تشكيل شده است: نخست هستة مياني كه ضعيف و معمولاً حجيم است. ديگري پوستههاي واقع در دو طرف هسته كه قوي و معمولاً نازك هستند. معمولاً هستة ضعيف مياني از جنس فوم يا لانه زنبوري ميباشد و پوستههاي واقع در دو طرف هسته از كامپوزيتهاي الياف شيشه يا الياف طبيعي، ساخته ميشوند. اين ساختار به ظاهر ساده كه به علت شباهت ظاهريش با ساندويچ به همين نام خوانده ميشود، مزيتها و قابليتهاي فوقالعادهاي از خود نشان ميدهد.
يك ساختار ساندويچي، مقاومت بسيار بالاتري نسبت به تكتك اجزاي خود دارد و از سبكي فوقالعادهاي نيز برخودار است. همچنين هزينة نسبتاً پاييني داشته و به سرعت و سهولت ميتواند در ساختوساز مورد استفاده قرار گيرد.
بعد از پروفيلهاي پالتروژن و محصولات تهيه شده به روش قالب باز، پانلهاي ساندويچي مهترين مورد استفادة كامپوزيتها در صنعت ساختمان است.
گرچه اين پانلها در گذشته از طريق لايهچيني دستي و روش قالب باز تهيه ميشدند، اما امروزه به مدد فرآيندهاي ماشيني، سرعت و كيفيت توليد اين محصولات تا حد فوقالعادهاي افزايش يافته است. همين مسئله موجب كاهش هزينه و افزايش استقبال از اين محصولات گرديده است.
علاوه بر ساختوساز، موارد استفادة زيادي از پانلهاي ساندويچي را در صنايع هوافضا، خودرو، كشتيسازي و غيره ميتوان مشاهده نمود.
2) مزيتهاي پانلهاي ساندويچي براي مصارف ساختماني
آنچه پانلهاي ساندويچي را به عنوان گزينههاي مناسب در ساختمانسازي كشورهاي جهان مطرح ساخته است به شرح زير است:
2-الف) سبكي فوقالعاده
به علت استفاده از مواد سبك در هستة اين پانلها، وزن پانل به شدت كاهش مييابد. يك ديوارة ساندويچي در مقايسه با نمونة مشابه سيماني يا آجري گاه تا50 برابر سبكتر است. اين مسئله به ويژه در سبكسازي بنا، مقابله با زلزله و كاهش هزينة زيرسازي بسيار مهم است.
2-ب) مقاومت بالا
عليرغم سبكي فوقالعادة پانلهاي ساندويچي، اين محصولات مقاومت فوقالعادهاي در برابر انواع بارهاي فشاري و ضربهاي دارند. اين پانلها نيروي وارده را به خوبي جذب كرده و مقاومت بالاتري نسبت به چوب از خود نشان ميدهند. اين مسئله در ساخت ديوارهها و سقفهاي كاذب از اهميت ويژهاي برخوردار است.
2-ج) مقاومت در برابر خوردگي و پوسيدگي
اين قبيل پانلها بر خلاف ديوارههاي متداول بتني در برابر رطوبت هوا و شرايط خورندة محيطي دچار آسيبهاي ناشي از خوردگي نميشوند. اين مسئله باعث حداقل شدن هزينة تعميرونگهداري ميگردد. در مقايسه با پارتيشنهاي چوبي اين پانلها از طول عمر چندين برابر در محيطهاي مرطوب برخوردارند. همچنين به علت عدم پوسيدگي، از نظر بهداشتي نيز مطمئن بوده و جاي نگراني براي تجمع ميكروب در ساختمان باقي نميگذارد.

کامپوزیتها

طراحان و مهندسان مواد کامپوزیتی را در جهت تولید موادی با قیمت ارزان و با استحکام بیشتر و وزن کمتر نسبت به سایر سازهها بهتر ومناسبتر یندارند .
در زندگی روزمره محصولات فراوانی که ما از آنها بهره میجوییم همچون قایقها و چوبهای اسکی و گلف و حتی آن چیزهایی که زیاد در موردشان اطلاعات نداریم همچون صنعت هوا و فضا و صنایع نظامی از کامپوزیتها بهره فراوان می برند. کامپوزیتها به مواد چند سازه ترجمه شده است.
در حدود 90% كامپوزيتهاي توليد شده از الياف شيشه و رزين پلياستر و وينيل استر استفاده مي شود. 65% كامپوزيتها با استفاده از روش قالبگيري باز ساخته ميشوند و35% باقيمانده با استفاده از روشهاي قالبگيري بسته يا پيوسته توليد ميشوند.
كامپوزيتها به طور گستردهاي به عنوان پلاستيكهاي تقويت شده (Reinforced Plastics) شناخته مي شوند. به طور ويژه، كامپوزيتها، الياف تقويت كنندهاي در ماتريس پليمري هستند.
غالبا، الياف تقويت كننده، فايبر گلاس (Fiber Glass) مي باشند گرچه اليافي با استحكام بالا نظير آراميد (Aramid) و كربن (Carbon) در كاربردهاي پيشرفته به كار برده مي شوند.
ماتريس پليمري (Ppolymer Matrix) رزين ترموستي (Thermoset Resin) نظير پلي استر، مينيل استر و رزينهاي اپاكسي به عنوان ماتريس انتخابي ميباشند. رزينهاي خاصي نظير فنوليك، پلي اوره تان و سيليكون براي كاربردهاي ويژه استفاده مي شوند. اغلب پلاستيك خانگي، نظير پلي اتيلن، اكريليك، نايلون و پلي استيرن به عنوان ترموپلاستيكها شناخته ميشوند. اين ماده ميتوانند حرارت ديده و شكل بگيرند و يا دوباره حرارت ديدن مجدداَ به حالت مايع برگردند. كامپوزيتها معمولا از رزينهاي ترموستي كه ابتدا به صورت پليمرهاي مايع مي باشند استفاده مي كنند ودر حين فرايند قالبگيري به شكل جامد تبديل مي شوند . اين فرايند به عنوان اتصال مقاطع كه غير قابل بازگشت مي باشد شناخته مي شود .به اين دليل، در مواد كامپوزيت، مقاومت شيميايي وحرارتي وخاص فيزيكي دوام سازه اي شان نسبت به ترموپلاستيكها افزايش يافته است به دليل فوايد مواد كامپوزيت، رشد كاربردهاي جديد در بازارهاي نظير حمل و نقل، ساختمان، مقاومت به خوردگي، سازه هاي در يايي، سازه هاي خيلي قوي ،محصولات مصرفي، وسايل برقي ،هواپيما وهوافضا، وسايل وتجهيزات تجاري در حال تقويت است. مزاياي استفاده از مواد كامپوزيت عبارتند از:

استحكام بالا
مواد كامپوزيت براي نيازهاي استحكامي خاص در يك كار برد مي توانند طراحي شوند . مزيت بارز كامپوزيتها نسبت به ساير مواد ، توانايي استفاده كردن از تعداد زيادي از تركيبهاي رزينها و تقويت كنندهها وبنا بر اين رسيدن به خواست مشتري از نظرخواص مكانيكي وفيزيكي سازه مي باشد.

سبکی
كامپوزيتها، موادي را ارائه مي دهند كه مي توانند براي هم استحكام بالا وهم وزن كم طراحي شوند. در حقيقت كامپوزيتها جهت توليد سازه هايي با بالاترين نسبت استحكام به وزن شناخته شده براي بشر به كار برده ميشوند.

مقاومت به خوردگی
كامپوزيتها، مقاومت طولاني مدتي را در كار در محيطهاي شيميايي و دمايي ارائه مي دهند .كامپوزيتها موادي منتخب براي قطعاتي كه در معرض محيطهاي باز، كاربردهاي شيميايي وديگر شرايط محيطي مي باشند هستند.

انعطاف پذیری طراحی
كامپوزيتها نسبت به ديگر مواد اين مزيت را دارند كه مي توانند با شكلهاي پيچيده نسبت به هزينه كم، قالبگيري شوند. انعطاف پذيري در ايجاد شكلهاي پيچيده ، به طراحان آزادي عمل مي دهد كه نشاني از موفقيت كامپوزيتهاست.

بادوام بودن
سازه هاي كامپوزيتي عمري با دوام طولاني را دارا هستند. اين خصوصيت با حداقل نيازمندي هاي تعمير ونگهداري توام گشته است . طول عمر كامپوزيتها در كاربردهاي حساس مزيت به شمار مي رود. در نيم قرن توسعه كامپوزيتها ، سازه هاي كامپوزيتي به گونه اي خوب طراحي شده اند كه هنوز كاملا فرسوده نشده اند . امروزه توسعه صنعت كامپوزيت ها به عنوان يك ارائه دهنده اصلي مواد به رشد خود ادامه مي دهد به صورتي كه بيشتر طراحان ، مهندسين وسازندگان ، از مزاياي اين مواد همه كاره مطلع شده اند.

به مجموعه (building management system ) bms ) سیستم مدیریت هوشمند ساختمان مجموعه سخت افزارها ونرم افزارهایی ا طلاق می شود که به منظور مانیتورینگ و کنترل یکپارچه قسمت های مهم و حیاتی در ساختمان نصب می شوند .
وظیفه این مجموعه، پایش مداوم بخش های مختلف ساختمان و اعمال فرمان به آنها به نحوی است که عملکرد اجزای مختلف ساختمان متعادل با یکدیگر و در شرایط بهینه و با هدف کاهش مصارف ناخواسته و تخصیص منابع انرژی فقط به فضاهای در حین بهره برداری باشد .
در این روش تابلوهای برق روشنایی عمومی، دیزل ژنراتور، سیستم اعلام و اطفای حریق، سیستم حفاظتی، آسانسورها، سیستم کنترل تردد و نیز اجزای موتورخانه مرکزی شامل چیلرها، بویلرها، پمپ های سیرکولاسیون، برج های خنک کن، هواسازها و اگزوزفن ها به نوعی به طور یکپارچه و به طور منسجم توسط یک یا چند رایانه هماهنگ و کنترل می شوند .
اجزای سیستم مدیریت هوشمند ساختمان
به طور کلی همانند دیگر سیستم های کنترلی نیز از سه بخش تشکیل می شود :
1 - حسگرها (sensors):
حسگرها سنجش پارامترهای محیطی و ارسال این اطلاعات به سیستم را عهده دار هستند. این اطلاعات می تواند دمای محیط بیرون و درون، دمای سیال گرم کننده یا خنک کننده، میزان روشنایی محیط، میزان رطوبت، مقدار گازها در هوا، حضور یا عدم حضور افراد در محل و دیگر اطلاعاتی که برای راهبری بهینه سیستم حیاتی است، باشد .
2 - کنترلر ها (controllers):
کنترل ها اجزایی از سیستم هستند که اطلاعات دریافتی از حسگرها را دریافت و بر اساس نرم افزار درونی خود یا نرم افزار شبکه پردازش و بر حسب نیاز فرامینی را به عملگرها ارسال می کنند .
3 – عملگرها (actuators):
عملگرها نیز اجزایی از سیستم هستند که فرامین ارسالی از کنترلر ها را دریافت و بر اساس آن واکنش نشان می دهند. این عملگرها می توانند شیرهای برقی سیالات، دریچه های قابل تنظیم عبور هوا، رله های قطع و وصل جریان الکتریکی و.... باشند .
سه بخش یاد شده توسط یک مکانیزم ارتباطی با هم مرتبط می شوند که خود از دو قسمت مهم تشکیل شده است :
1 - رسانه (مدیای) ارتباطی مانند سیم، فیبر نوری، امواج رادیویی
2 - پروتکل ارتباطی یا زبان محاوره اجزا مانند bacnet , lonworks
در حقیقت حسگرها، کنترلرها و عملگرها از طریق مدیای ارتباطی، براساس زبان محاوره ای یا پروتکل ارتباطی با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند .
مزایای کلی استفاده از bms
حذف مصارف ناخواسته:
از آنجا که سیستم فقط هنگام بهره برداری از فضا، اجازه استفاده از منابع انرژی از قبیل سرمایش و گرمایش و روشنایی را می دهد، مصارف ناخواسته انرژی از بین رفته و استفاده از انرژی بهینه می شود .
کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری:
مدیریت بهینه استفاده از تاسیسات، موجب کاهش میزان ساعات کارکرد هر تجهیز شده و در نهایت به مقدار قابل ملاحظه ای هزینه های تعویض قطعات مصرفی و نیز خرابی های ناشی از کارکرد طولانی را کاهش می دهد .
پایش دائمی کلیه اجزای ساختمان:
کلیه اجزای مهم ساختمان از قبیل مجموعه های سرمایش و گرمایش و تهویه و آبرسانی و... به طور متمرکز از طریق یک کامپیوتر در محل ساختمان یا از راه دور و در تمام ساعات قابل پایش بوده و نیاز به سرکشی محلی هر تجهیز در محل نصب را مرتفع می کند .
حذف خطاهای اپراتوری:
از آنجا که پس از تنظیمات اولیه سیستم، کلیه کنترل ها توسط رایانه صورت می پذیرد، نگرانی اشتباهات و کوتاهی پرسنل بهره بردار و در نتیجه بروز خسارات از بین می رود .
اعلام وضعیت اجزا برای جلوگیری از خرابی و وقفه در کار اجزای ساختمان:
با توجه به نمایش وضعیت کارکردی هر یک از المان های تاسیسات روی رایانه اصلی، کنترل سلامت اجزا به راحتی امکان پذیر است .
مدیریت ساختمان هنگام بروز حوادث :
مدیریت یکپارچه سیستم روی بخش های مختلف، باعث ایجاد هماهنگی بین بخش های مختلف از قبیل اعلام حریق، سیستم هوارسان، اگزوزفن ها، اطفای حریق و آسانسورها در جهت کاهش خطرات احتمالی در هنگام بروز حوادث می شود .
ثبت دقیق میزان بهره برداری از قسمت های مختلف ساختمان:
میزان دقیق استفاده هر قسمت یا واحد از منابع انرژی قابل ثبت است .
گزارش گیری آماری دقیق از عملکرد اجزای مختلف ساختمان:
کارکرد دقیق کلیه اجزای ساختمان در سیستم ذخیره می شود. این ذخیره سازی راهنمای مدیر تاسیسات ساختمان برای تنظیم بازبینی های و تعمیرات دوره ای است.
تعریف سطوح مختلف دسترسی برای اپراتورها:
کاربران سیستم با سطوح مختلفی از دسترسی می توانند به اجزای مختلف دسترسی داشته باشند .
اولویت بندی هوشمندانه مصارف هنگام اضطرار :
هنگام پیک مصرف یا هنگامی که منابع کافی برای در مدار قراردادن کلیه اجزا وجود ندارد، سیستم به طور هوشمندانه بر اساس اولویت های از پیش تعیین شده نسبت به تخصیص منابع اقدام می کند .
اعلام آلارم های هشداردهنده برای بازبینی های دوره ای تجهیزات:
بر اساس مشخصات ثبت شده هر المان تاسیساتی، زمان های بازبینی ها و تعویض و تعمیر توسط سیستم به اپراتور گوشزد می شود .
پایش کیفیت هوا و تنظیم پارامترهای مهم از قبیل میزان منواکسیدکربن، گازهای قابل اشتعال و دود:
سیستم به طور مستمر نسبت به کنترل کیفیت هوا اقدام کرده و در صورت وجود آلایندگی فراتر از حد مجاز، نسبت به افزایش ورورد هوای تازه و اعلام وضعیت اقدام می کند .

مثالی از یک ساختمان مسکونی مجهزبه bms :
در یک ساختمان با کاربری مسکونی، گرمایش، سرمایش، تهویه و روشنایی فضاهای عمومی از قبیل لابی، سالن اجتماعات، مجموعه ورزشی و... در ساعات شب باید به حداقل برسد .
در داخل واحد های مسکونی، ترموستات های دیواری علاوه بر روشن یا خاموش کردن موتورفن کویل ها، دمای دلخواه هر ساکن را منفردا به سیستم مخابره می کند. سیستم بر اساس اطلاعات جمع آوری شده از کل واحدها، تعداد بویلرها، چیلرها، پمپ های سیرکولاسیون و دیگر اجزا را بر حسب نیاز کلی (overall demand) وارد مدار بهره برداری می کند. بنابراین اجزای تاسیساتی موتورخانه فقط بر اساس نیاز واقعی در مدار خواهند بود .
از طرفی درخواست هر واحد به طور جداگانه در فایل مربوط به آن واحد خاص ذخیره می شود. در نتیجه در پایان دوره های زمانی خاص می توان هزینه های بهره برداری از تاسیسات را به طور عادلانه و بر اساس اطلاعات مکتوب از ساکنان مطالبه کرد .
مدیریت ساختمان در هنگام بروز حوادث از دیگر وظایف مهم bms است. هماهنگی عملیات بخش های اعلام حریق با سیستم هوارسان، اگزوزفن ها و اطفای حریق، مدیریت بهینه آسانسورها جهت تخلیه ساکنان، قطع جریان الکتریکی در هنگام نشت گازهای قابل اشتعال و نیز تهویه سریع فضا های آلوده به گازهای سمی از جمله قابلیت های یک سیستم جامع bms است .
سیستم کنترل تردد یکپارچه باعث می شود تا تردد در فضاهایی از قبیل پارکینگ، انباری ها، راهروهای طبقات فقط در ساعات مجاز و توسط مالکان همان مشاعات قابل دسترسی باشد .
عموما یک رایانه مرکزی نقش واسط بین سیستم و مدیر تاسیسات را بازی می کند. مدیر تاسیسات جدول تعطیلات رسمی و نیز زمان بندی حضور واحد های مختلف را که در سیستم به عنوان نواحی (zone) مجزا بخش بندی کرده است را در ابتدا به سیستم وارد می کند. به عنوان مثال اگر واحد های اداری از ساعت 7:30 تا 17:30 روزهای شنبه تا چهارشنبه، واحد پشتیبانی از7:30 تا 20 شنبه تا چهارشنبه و 9 تا 13 روزهای پنجشنبه و جمعه، واحدهای تاسیسات و نگهبانی به طور دائم حضور داشته باشند، سیستم به طور پیش فرض دمای داخلی را در ماه های سرد بین 18تا20 درجه سانتیگراد و در ماه های گرم بین 20تا22 درجه سانتیگراد تنظیم می کند. برای این منظور شیرهای آب گرم یا آب خنک (بسته به فصل) منتهی به فن کویل های هر ناحیه 30 تا 60 دقیقه قبل از حضور کارکنان باز شده و فن کویل روشن می شود. در ساعات کاری، موتورالکتریکی فن کویل بسته به اطلاعات دریافت شده از حسگر دمای ناحیه روشن یا خاموش می شود. در پایان زمان کاری، سیستم از طریق حسگرهای حرکت، حضور افراد را در مقاطع مختلف کنترل نموده و نواحی بدون استفاده را از مدار عبور سیال گرم کننده یا سردکننده جدا و موتور فن کویل ها را خاموش می کند.
ازطرف دیگر حجم سیال گرم یا خنک کننده مورد نیاز کل ساختمان محاسبه و تعداد پمپ های سیرکولاسیون مورد نیاز مشخص و باقی پمپ ها خاموش خواهند شد. همچنین سیستم، بویلرها یا چیلرهای موتورخانه را در ساعات غیرکاری و تعطیلات آخرهفته خاموش نموده یا در حداقل بار، ثابت می کند .
از طرف دیگر در صورت باز شدن هر کدام از پنجره ها، سیستم نسبت به خاموش نمودن موتورالکتریکی فن کویل آن قسمت اقدام می کند .
عملیات مشابه برای تابلوهای برق روشنایی عمومی و نیز واحد ها اتفاق می افتد. در ساعات خارج از ساعات کاری، روشنایی واحد ها فقط در صورت حضور پرسنل روشن مانده و چراغ های راهروها و مسیرهای داخلی به صورت محدود روشن می کند .
از این رو است که می توان در مصرف انرژی با استفاده از سیستم مدیریت هوشمند ساختمان تا 45درصد مصرف قبلی صرفه جویی کرد .
لازم به یادآوری است که تغییر در هریک از پارامترهای یاد شده مانند ساعات کاری یا نقاط تنظیم دما (set points) به سادگی از طریق نرم افزار سیستم برای موارد خاص یا مناسبت ها قابل انجام است .

bms در ایران
متاسفانه در کشور ما تاکنون به دلیل عدم فرهنگ سازی صحیح و حضور کمرنگ شرکت های تخصصی فعال در این زمینه، تاکنون توجه جدی به استفاده از bms نشده است. تخصیص یارانه های انرژی باعث شده تا حتی با فرض هدر رفتن انرژی در طول دوره بهره برداری، سازندگان ساختمان از قبول هزینه اولیه این مجموعه در هنگام ساخت، سر باززده و کماکان نسبت به بهره برداری سنتی از تاسیسات پافشاری کنند. عدم تقبل هزینه سرشکن شده سیستم مدیریت هوشمند ساختمان توسط خریداران واحدهای ساختمان نیز دلیل دیگری برای مقاومت سازندگان ساختمان در مقابل اجرای پروژه های هوشمند سازی بنا به حساب می آید. اگرچه در حال حاضر نیز اجرای پروژه های فوق در ساختمان ها با دید بلندمدت کاهش هزینه های مصرفی انرژی و نیز کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری توجیه اقتصادی دارد ولی حذف یارانه های انرژی در آینده نزدیک کمک به کاهش زمان استهلاک هزینه پروژه های bms خواهد داشت .
فرهنگ سازی در زمینه مصرف صحیح انرژی، باعث بهره مندی عادلانه از نعمات خدادادی و راهگشای اجرای پروژه های انرژی بر در کشور و در نهایت افزایش درآمد ملی خواهدبود .

سنگدانه ها

• بهترین منابع سنگدانه ها، در محل رودخانه ها می باشد که بسیار ساده و ارزان استخراج می گردند.
• دانه های درشت رودخانه ای عموما گرد و دارای دانه بندی مناسب ولی مقاومت بتن ها کمتر می باشند.
• مصرف سنگدانه های طبیعی (گرد گوشه با سطح صاف) در بتن، کارآئی بهتری می دهد.
• سنگدانه های شکسته که تیزگوشه می باشند کارآئی کمتر ولی مقاومت خمشی و فشاری بیشتری دارند.
• بهترین سنگدانه برای تهیه بتن،سنگدانه های سیلیسی هستند.سختی آنها بین 6 تا 7 (از 10 که مربوط به الماس است.) می باشد.ولی برای بتن های معمولی بیشتر از سنگدانه های آهکی استفاده می شود که سختی آنها بین 3 تا 4 است.
• مقدار آب همراه شن به لحاظ کم بودن آن قابل صرفنظر است ولی آب همراه با ماسه که گاهی به 50 تا 60 لیتر بر مترمکعب ماسه می رسد و قابل ملاحظه است و بایستی در زمان بتن ریزی مورد توجه قرار بگیرد.
• سنگدانه های مصنوعی که از گرد حاصل از سوزانیدن زباله ها و یا سرباره کوره های ذوب آهن و غیره بدست می آید و حاوی مقادیری فلزات و دیگر مواد سخت می باشند می توان برای ساخت بتن های غیرباربر استفاده نمود.امروزه بیش از 40 درصد بتن های مصرفی در کارگاه باربر نیستند و با استفاده از این روش می توان کمک شایانی به حفظ محیط زیست نمود.

منبع:
کلیدها , بتن , سازه های بتنی , سازه

اثرات مواد زیان آور بر خواص بتن

1. کربنات سدیم » گیرش سیمان را تسریع می کند،با حداکثر غلظت 0.1%
2. بی کربنات سدیم » گیرش سیمان را تسریع یا کند می کند با حداکثر غلظت 0.4% تا 0.1%
3. کلرورها » تسریع در زنگ زدگی آرماتور و کابل های پیش تنیدگی.بیش از 0.06% در بتن پیش تنیده و 0.1% در بتن آرمه خطرناک است.
4. سولفاتها » اثر نامطلوب روی بتن.به ازای هر 1% سولفات در آب،10% کاهش مقاومت بوجود می آید.
5. فسفاتها،آرسنات ها و براتها » افزایش زمان گیرش.حداکثر غلظت 0.05%
6. نمک های مس،روی،سرب،منگنز،قلع » افزایش زمان گیرش.حداکثر غلظت 0.05%
7. آبهای اسیدی » در صورت وجود اسید کلریدریک و اسید سولفوریک و سایر اسیدهای غیرآلی،حداکثر تا 0.1% بلامانع است و آبهای با 4.5<8.5 مجاز نیست.
8. آبهای قلیایی » در صورت وجود بیش از 0.5% هیدروکسید سدیم و 1.2% هیدروکسید پتاسیم ( نسبت به وزن سیمان ) باشد،مقاومت بتن تقلیل می یابد.
9. آبهای گل آلود » قبل از مصرف از حوضچه های ته نشینی عبور داده و یا به روش دیگر تصفیه کرد.
10. آب دریا » با حداکثر 3.5% نمک محلول برای ساخت بتن ( بدون آرماتور ) بلامانع است.
11. مقاومت بتن ساخته شده با آب دریا بین 10% تا 20% کاهش می یابد.

نکات اجرایی حائز اهمیت در سازه های بتنی

 

باید توجه داشت که خم میلگردها به طرف پائین یا داخل المان و خارج از ناحیه پوشش بتنی قرار داشته باشد.

1- باید توجه داشت که خم میلگردها به طرف پائین یا داخل المان و خارج از ناحیه پوشش بتنی قرار داشته باشد.
2- عملیات جوشکاری میلگردها در محیطی با دمای زیر -18 درجه سلسیوس مجاز نیست.
3- بعد از پایان پذیرفتن جوشکاری بایستی اجازه داد تا میلگردها به طور طبیعی تا دمای محیط سرد شود،شتاب دادن به فرآیند سرد شدن مجاز نیست.
4- کاربرد همزمان چند نوع فولاد با مقاومت های مشخصه متفاوت در یک المان بتنی مجاز نیست مگر اینکه در نقشه های اجرائی، مهندس محاسب قید کرده باشد.
5- برای مهار میلگردهای فشاری نبایستی از قلاب و خم استفاده نمود.
6- برای میلگردهای با سطح صاف(بدون آج) استفاده از مهارهای مستقیم مجاز نیست.
7- خم کردن میلگردها انتظار باید قبل از قالب بندی انجام گیرد.
8- میلگردهای ساده با قطر بیش از 12 میلیمتر را نباید بعنوان خاموت بکار برد.
9- قطر خاموت ها نباید از 6 میلی متر کمتر باشد.
10- مناسب ترین محل قطع و وصله میلگردهای طولی ستون بتنی،در نصف ارتفاع آن است.
11- محل مناسب برای وصله کردن میلگردهای طولی تیرهای بتنی،بیرون از گره تیر با ستون و در محدوده یک چهارم تا یک سوم از طول دهانه از تکیه گاه است.

تاثير رطوبت بر ساختمان

رطوبت در ساختمان  عاملي بالقوه در به مخاطره انداختن سلامتي و آسايش ساكنين ساختمان بوده و نيز منشاء خساراتي است كه به زيبايي و مصالح ساختمان وارد مي آيد .

ديوارهاي نمور و مرطوب ممكن است باعث تعدد  و شدت يافتن امراضي چون سرماخوردگي و رماتيسم گردند . مقاومت حرارتي ديوارهاي مرطوب نيز بدليل آب موجود در آنها كاهش يافته و درنتيجه دماي سطوح داخلي ديوارها پايين آمده و امكان بروز تعرق برروي چنين سطوحي افزايش مي يابد كه اين خود مي تواند باعث ناراحتي  از نظر شرايط گرمايي هواي داخلي ساختمان و يا افزايش ميزان سوخت مصرفي سيستم هاي مكانيكي گردد . همچنين رطوبت موجود در ديوارهاي مرطوب باعث مي شود املاح نمك موجود در  مصالح حل شده و سپس به صورت شوره و سفيدك در سطح اين ديوارها ظاهر گردد . اين رطوبت مكان پايين ديوار جمع شده و باعث مي شود كف ساختمان بطور قابل ملاحظه اي مرطوب گردد . تعبيه سوراخ هاي آبرو با ايجاد مجاري تخليه براي دفع اين آب باعث مي شود فشار هوا در دو طرف لايه خارجي ديوار تا حدودي متعادل شده و بدين طريق ميزان كلي نفوذ آب  باران به داخل كاهش يابد .

پركردن فضاي خالي بين دو جداره با موادي مقاوم در برابر حرارت ( مثل پولي استايرن ) كه در مقابل آب غير قابل نفوذ و انتقال هستند ، مقاومت حرارتي ديوار را افزايش مي دهد بدون آنكه اثري منفي در مقاومت ديوار در برابر باران داشته باشد . در صورتيكه براي افزايش مقاومت حرارتي ديوار لايه هاي عايق در داخل آن نصب گردد بايد اين لايه ها تماما يكپارچه يا بدون درز بوده يا آنكه درزهايي غير قابل نفوذ داشته باشد .

بطور خلاصه مي توان چنين نتيجه گيري كرد كه بهترين و مفيدترين ديوار كه بتواند پاسخگوي تمام مشكلاتي كه در مورد نفوذ رطوبت در ساختمان در اينجا بيان گرديد باشد ، ديواري است دو جداره كه شامل يك جداره ضخيم ، سنگين و نفوذپذير داخلي كه مقاومت حرارتي مناسبي داشته ، و يك پوشش مقاوم و نفوذ ناپذير خارجي باشد . در فضاي داخلي بين اين دو جداره بايد امكان تهويه كامل هوا و همچنين تخليه آب حاصل از تعرق وجود داشته باشد . بدين طريق تعرق تنها در سطح داخلي لايه خارجي تشكيل گرديده و هيچگونه آسيبي به ديوار اصلي يعني لايه داخلي نخواهد رساند .

همه چیز درباره سرامیک

به مواد (معمولاً جامد)ی که بخش عمدهٔ تشکیل دهندهٔ آنها غیرفلزی و غیرآلی باشد، سرامیک گفته می‌شود.

این تعریف نه‌تنها سفالینه‌ها، پرسلان(چینی)، دیرگدازها،محصولات رسی سازه‌ای، ساینده‌ها، سیمان و شیشه را در بر می‌گیرد، بلکه شامل آهنرباهای سرامیکی، لعاب‌ها، فروالکتریک‌ها، شیشه-سرامیک‌ها، سوخت‌های هسته‌ای و ... نیز می‌شود.

پیشینه

برخی آغاز استفاده و ساخت سرامیک‌ها را در حدود ۷۰۰۰ سال ق.م. می‌دانند در حالی که برخی دیگر قدمت آن را تا ۱۵۰۰۰ سال ق.م نیز دانسته‌اند. ولی در کل اکثریت تاریخ‌نگاران بر ۱۰۰۰۰ سال ق.م اتفاق نظر دارند. (بدیهی است که این تاریخ مربوط به سرامیک‌های سنتی است.)

ریشه واژه

واژهٔ سرامیک از واژهٔ یونانی کراموس (κεραμικός) گرفته شده‌است که به معنی سفال یا شیء پخته‌شده‌است.

طبقه‌بندی سرامیک‌ها

• سرامیک‌ها از لحاظ کاربرد به شکل زیر طبقه‌بندی می‌شوند:
• سرامیک‌های سنتی (سیلیکاتی)
• سرامیک‌های مدرن (مهندسی)
• سرامیک‌های اکسیدی
• سرامیک‌های غیر اکسیدی

سرامیک‌های اکسیدی را از لحاظ ساختار فیزیکی می‌توان به شکل زیر طبقه‌بندی کرد:

• سرامیک‌های مدرن مونولیتیک (یکپارچه)
• سرامیک‌های مدرن کامپوزیتی
• انواع سرامیک‌ها
• سرامیک‌های سنتی
• این سرامیک‌ها همان سرامیک‌های سیلیکاتی هستند. مثل کاشی، سفال، چینی، شیشه، گچ، سیمان و ...

سرامیک‌های مدرن

این فرآورده‌ها عمدتاً از مواد اولیهٔ خالص و سنتزی ساخته می‌شوند. این نوع سرامیک‌ها اکثراً در ارتباط با صنایع دیگر مطرح شده‌اند.

 سرامیک‌های اکسیدی

برخی از پرکاربردترین این نوع سرامیک‌ها عبارت‌اند از:

• برلیا (BeO)
• تیتانیا (TiO2)
• آلومینا (Al2O3)
• زیرکونیا (ZrO2)
• منیزیا (MgO)

سرامیک‌های غیراکسیدی

این نوع سرامیک‌ها با توجه به ترکیبشان طبقه‌بندی می‌شوند که برخی از پرکاربردترین آنها در زیر آمده‌اند:

1.نیتریدها

• BN
• TiN
• Si3N4
• GaN

2.کاربیدها

• SiC
• TiC
• WC

و....

 صنعت سرامیک

بازار سرامیک‌های پیشرفته در ایالات متحده آمریکا در سال ۱۹۹۸ نزدیک به ۷۰۵ میلیون دلار بود که در سال ۲۰۰۳ به ۱۱ بیلیون دلار رسید.

خواص برتر سرامیک‌ها نسبت به مواد دیگر

• دیرگدازی بالا
• سختی زیاد
• مقاومت به خوردگی بالا
• استحکام فشاری بالا

منبع:ویکی پدیا

مقاله درباره انواع ساختمان

ساختمان‌های بتنی

ساختمانی است که برای اسکلت اصلی آن از بتن آرمه (سیمان، شن، ماسه و فولاد به صورت میلگرد ساده یا آجدار) استفاده شده باشد.

در این نوع ساختمان، سقفها به وسیله تاوه (دال)های بتنی پوشیده می‌شود، و یا از سقف‌های تیرچه بلوک و یا سایر سقف‌های پیش ساخته استفاده می‌شود.

برای ساخت دیوارهای جدا کننده (پارتیشن‌ها) ممکن است از انواع آجر مانند سفال تیغه‌ای، آجر ماشینی سوراخ دار، آجر معمولی فشاری و یا تیغه گچی و یا چوب استفاده شود.

همچنین ممکن است از دیوارهای بتن آرمه هم استفاده شود که در این صورت نوع این دیوارها دیوار برشی می‌باشد.

در این نوع ساختمان برای ساخت شاه تیرها و ستون‌ها از بتن آرمه (بتن مسلح) استفاده می‌شود.

ساختمان‌های فلزی

در این نوع ساختمان‌ها برای ساختن ستون‌ها و پل‌ها از پروفیل‌های فولادی استفاده می‌شود.

در ایران معمولاً برای ساختن ستون‌ها از تیر آهن‌های I دوبل و یا بال پهن‌های تکی استفاده می‌نمایند.

برای اتصالات از نبشی-تسمه و برا س ل سیب ی زیر ستون‌ها از صفحه فولادی استفاده می‌شود و معمولاً دو قطعه را به وسیله جوش به هم متصل می‌نمایند (استفاده از پرچ یا پیچ و مهره نیز متداول است

 ساختمان‌های آجری

برای ساختمان‌های کوچک که از ۴ طبقه تجاوز نمی‌نمایند می‌توان از این نوع ساختمان استفاده نمود.

اسکلت اصلی این نوع ساختمان‌ها آجری بوده و برای ساختن سقف‌ها در ایران معمولاً از پروفیل‌های فولاد و آجر به صورت طاق ضربی استفاده می‌گردد؛ و یا از سقف تیرچه و بلوک استفاده می‌شود.

در این نوع ساختمان برای مقابله با نیروهای جانبی (نظیر زلزله) باید حتماً از شناژهای روی کرسی چینی و زیر سقف‌ها استفاده شود؛ همچنین در ساختمان‌های آجری معمولاً دیوارهای حمال در طبقات مختلف روی هم قرار می‌گیرند و اغلب پارتیشن‌ها نیز همین دیوارهای حمال می‌باشند.

حداقل عرض دیوارهای حمال نباید از ۳۵ سانتی متر کمتر باشد.

 ساختمان‌های خشتی و گلی

اسکلت اصلی این نوع ساختمان‌ها از خشت خام و گل می‌باشد و تعداد طبقات آن از یک طبقه تجاوز نمی‌کند و در مقابل نیروهای جانبی همانند زلزله به هیچ وجه مقاومت نمی‌نمایند.

ساختمان‌های چوبی

این نوع ساختمان‌ها در مناطقی که چوب با قیمت ارزان در دسترس است ساخته می‌شوند (مانند شهرهای جنوبی کشور اتریش، بعضی ایالت‌های کشور آمریکا و ...).

ساختمان‌های چوبی در ایران به علت کمبود منابع کمتر ساخته می‌شود.

 ساختمان‌های ترکیبی

ممکن است ساختمانی از دو یا چند نوع از انواع فوق ساخته شود مانند ساختمان‌های فلزی-بتنی و یا فلزی-آجری و ...

انواع ساختمان از لحاظ نوع کاربرد

ساختمان‌ها از لحاظ کاربرد به انواع ساختمان‌های مسکونی، اداری، بیمارستان‌ها، انبارها، مدارس و مکان‌های عمومی مانند باشگاه‌ها و ورزشگاه‌ها و ... تقسیم می‌شود.

مقاله اي درباره نماي ساختمان

نماي هر ساختمان در شكل‌دهي به مجموعه شهري كه در آن حضور دارد، موثر است. اگر به نماي يك ساختمان بدون در نظر گرفتن نماي ديگر ساختمان‌هاي شهر توجه شود، همگوني نماي شهري در مجموع از بين مي‌رود.
به نقل از پايگاه اطلاع رساني شهرسازي و معماري، بررسي آماري نشان دهنده اين موضوع است كه در هر سال 50 ميليون نفر به جمعيت شهر نشين كشورهاي در حال توسعه اضافه مي‌شود. در ايران نيز شهر نشيني طي دهه‌هاي گذشته با شتاب فزاينده اي گسترش يافته و همچنان اين روند ادامه دارد.

رشد سريع جمعيت و گرايش مردم به شهر نشيني، تقاضاي فزاينده‌اي را براي تهيه مسكن به دنبال داشته كه اين موضوع در پي خود مشكلات عديده اي در زمينه توسعه شهري بوجود آورده است. ناتواني در پاسخگويي مطلوب و مناسب به اين مساله، وضعيت نا مطلوبي را به صورت بي مسكني، بد مسكني و تنگ مسكني براي بسياري از اقشار جامعه به همراه آورده است.

مسكن به عنوان يكي از نيازهاي نخستين بشر، ابتدايي ترين سوالي بوده كه انسان سعي در يافتن پاسخي مناسب و معقول براي آن بوده است، اما هميشه در برنامه ريزي‌هاي ملي به مسكن نه به عنوان محلي براي آسايش ساكنان در ابعاد عيني و ذهني، بلكه به عنوان يك مشكل اقتصادي و فقط از اين بعد بر خورد شده است.

سازندگان و توليدكنندگان مسكن آزاد به‌دليل اينكه به‌دنبال فروش سريع و بازگشت سرمايه خود هستند، سعي در هر چه بيشتر مطرح كردن خود در محله مسكوني و نمايشي متمايز از بناي خود دارند و به همين دليل يكي از دلايل عمده ناهماهنگي نماي ساختمان‌ها در سطح شهر هستند.

در رابطه با مسكن تعاوني شرايط بدتري وجود دارد. به دليل وضعيت مالي ضعيف سازندگان و اينكه ساكنان و مالكان به‌دنبال فروش ساختمان نيستند، بدون انجام عمليات پاياني نظير نماسازي مورد استفاده قرار مي گيرند و يا با كمترين هزينه و بدون طراحي نما، حجم و كالبد ساختمان رها مي‌شود. البته در سال‌هاي اخير در شهر تهران هيچ ساختماني بدون نماسازي نبوده است، ليكن اين مساله در شهرستان‌ها همچنان انجام مي‌شود.

چگونه به موضوع نما در معماري بينديشيم؟

نما در لغت نامه دهخدا به معناي صورت ظاهري هر چيزي، آنچه كه در معرض ديد و برابر

چشم است، آنچه از بيرون سوي ديده مي شود، منظره خارجي بنا و عمارت،‌ قسمت خارجي ساختمان و نماسازي، فن روسازي ساختمان و ساختن نماي عمارت است.

در سال‌هاي اخير پس از مطرح شدن دوباره اهميت فضاهاي عمومي و ارزش زندگي شهري، نما اهميت دوباره اي يافته است. نما در عمل درون ساختمان را از بيرون و فضاي خصوصي را از فضاي عمومي جدا مي كند. نما حاكي از موقعيت فرهنگي سازندگان ساختمان است و نشانگر ميزان نظم طرح ساختمان، امكانات و ذوق تزيين و خانه آرايي طراح و مالك است. يك نما به مثابه معرفي وضعيت ساكنان ساختمان در بين عموم است. نما در واقع صورت ساختمان و بهترين بيان حالتي است كه فرد طراح يا مالك از خود در برابر بيرون دارد. نماهاي داخل ساختمان بيشتر جنبه خصوصي دارند، ليكن نماهايي كه به سمت كوچه و بافت شهر باز مي‌شوند، جنبه عمومي تر دارند.

بنابراين وجوه پشت و جلوي ساختمان از يك طرف داراي نمود اجتماعي و از طرف ديگر نمود مشخص ساكنان خود است بنابراين نماي هر ساختمان بايد هم با فضاي عمومي همبستگي داشته باشد و هم بتواند حجم داخلي ساختمان را بيان نمايد.

نماي هر ساختمان موثر در مجموعه شهري است كه در آن حضور دارد و اين تاثير را در بدنه خيابان‌ها يا ميدان‌ها كه در آن قرار گرفته است مي گذارد. اگر به نماي ساختمان واحدي، بدون در نظر گرفتن نماي ديگر ساختمانها فكر شود، همگوني نماي شهري در كليت از بين مي‌رود.

تناقض بين جنبه شهري و بيان فردي نما در صورتي مي‌تواند از بين رود كه ساختمان جزيي از شهر در نظر گرفته شود و ارتباطات آن با محيط اطراف چند جانبه باشد. نماي رو به كوچه و خيابان بايد تابع عوامل همبستگي بين نماهاي اطراف باشد. اما در عين حال بر اساس تركيبي از اجزا مختلف بر حسب عملكرد، ابعاد و مصالحشان شخصيت خاص خود را دارد.

نما در واقع يك سطح صاف و تخت نيست بلكه آن سطح انتقالي بين فضاي داخل و خارج است كه با عقب نشستگي و پيش آمدگي، تراس و غيره با فضاي داخل مسكن ارتباط پيدا مي‌كند.

براي اينكه نماي ساختمان حريم خصوصي ساكنان خود را حفظ كند بايد نسبت به خيابان بسته‌تر و محفوظتر باشد.

نماي ساختمان بايد به‌دنبال خلق يك كليت هماهنگ به‌وسيله تناسب خوب پنجره ها، بازشوهاي در، سايبان و محدوده سقف‌ها،‌ سازه عمودي و افقي، مصالح، رنگ، عناصر تزييني و... باشد. پنجره‌ها همواره با ديگر عناصر ديوار، ‌سطوح باز و بسته، تيره وروشن، صاف و ناهموار را بوجود مي آورند. به علت تكرار دوره اي پنجره ها، در ساختمان‌هاي چند طبقه، نظم كاملي به چشم مي‌خورد. اما گاه به‌علت افزايش نور در طبقات بالاتر كاهش داده مي‌شود و اين نظم آهنگ خود را از دست مي‌دهد.

جداسازي عناصر افقي و عمودي تاثير كلي در نما دارد. تناسبات عناصر ساختمان لازم است با كل ابعاد ساختمان مطابقت داشته باشد. براي مثال در ساختمان‌هاي كوتاه عريض، ابعاد عرضي غالب خواهد بود. در ساختمان‌هاي بلند عناصر باريك برتري خود رانشان مي‌دهند. در و پنجره و نعل درگاه‌ها تاثير خاصي در نما مي‌گذارند. ناودان‌ها، سايه بانها، پيش آمدگي‌هاي سقف و بالكن‌ها ايجاد سايه هاي خاصي بر روي نما مي‌كنند.

تفاوت سطح ها بايد در نما مشخص باشد. براي مثال بين طبقه همكف، ساير طبقات و طبقه انتهايي بايد يك تفاوت اساسي وجود داشته باشد. تركيب كلي نما در واقع نظم در اين تفاوت‌ها است.

عناصر اصلي نما مثل پنجره، در، سطوح و محدوده پاياني سقف و غيره در شكل، رنگ، و مصالحشان با يكديگر اختلاف دارند. اين عناصر معناهاي متفاوتي دارند. مثلا نمي‌توان بالا و پايين پنجره و در را با هم هم‌رديف كرد. اگر ارتفاع اين بازشوها يكسان نباشد مي توان از ضرايب مشترك و يا رنگهاي يكسان استفاده نمود. نسبت‌هاي هندسي نقش تعيين كننده اي در هماهنگ سازي ظاهر نما دارند. مي‌توان پنجره ها را در گروه‌هاي كوچكتر تركيب شده كه شكل مشخصي را ايجاد مي‌كنند دسته بندي كرد. نماها مي توانند از نظر مصالح نيز با يكديگر متفاوت باشند.

مصالح نما در رنگ، شكل، زبري و خشني نما تاثير مي گذارد. مصالح بومي نشان مي‌دهد كه نما مربوط به چه منطقه اي است.

تركيب پنجره ها، ايوان‌ها، درها و به‌طور كلي بازشوها، همچنين بافت و جنس نما و كمپوزسيون آن در هر عصر متفاوت است و در عين حال در يك تداوم شهري تغيير مي‌كند. طراح مي‌تواند نما را به عاليترين حد تركيب معماري برساند و يا آنرا تا حد يك سطح بدون طراحي و فكر رها كند.

در اعصار مختلف بازشوها به شكل مشابهي در سطح نما قرار مي‌گيرند و تنوع در قرار گيري آنها تابع عوامل داخلي چون بزرگي ساختمان، عريض بودن آن و يا عوامل اقليمي چون جهت قرارگيري و محل قرارگيري است. در پهناي ديوار نما تعبيه پنجره دو جداره، آفتاب‌شكن، سايبان و ... نقش تنظيم كننده شرايط آب و هوايي فضاهاي داخلي را خواهد داشت.

در ديوارهاي باريك معاصر اين عمل با جلو و عقب آمدن ساختمان انجام مي‌شود. يكي از عوامل ضروري درهويت نما تعيين محدوده نما است. نمايي مي تواند در طرح خود موفق باشد كه به اين سوال‌ها پاسخ گويد. محدوده عمودي جانبي ساختمان كجاست؟ خط پاياني افقي ساختماني چگونه است و مرز ساختمان در آسمان به چه شكل است؟ انتهاي ساختمان چگونه به پايان مي‌رسد؟ گوشه‌هاي ساختمان چه وضعي دارد؟ اگر ساختمان همسايه اي دارد ارتباط نماي ساختمان فعلي با نماي همسايه چگونه به پايان مي رسد؟ گوشه هاي ساختمان چه وضعي دارد؟ اگر ساختمان همسايه دارد ارتباط نماي همسايه چگونه است و اگر در فضا قطع مي شود اين ارتباط چگونه است.

محدوده هاي افقي ساختمان عبارتند از نقطه اتصال به آسمان ( محدوده پاياني ساختمان) نقطه اتصال به زمين (محل نشستن ساختمان بر زمين) و پوشش ساختمان مثل بام و شيرواني. محدوده پاياني ساختمان بايد معناي اتمام ساختمان را با خود داشته باشد و طبقه همكف ساختمان را با خود داشته باشد و طبقه همكف ساختمان بايد مفهوم نشستن ساختمان بر زمين را برساند. طبقه همكف بايد در محدوده قد افراد كشش لازم را بر عابر پياده و بيننده ايجاد كند.

كنج يا گوشه نما در واقع محل برخورد دو نماي عمود بر هم است. كنج مي‌تواند حالت عمود 90 درجه، نيم دايره يا سه وجهي را داشته باشد و هر كدام مي تواند تاثيرات متفاوتي را در نما بگذارد. در يك ميدان يا چهارراه هماهنگي كنجهاي ساختمان هايي كه در چهار طرف آن قرار گرفته است مي تواند در نماي شهري تاثير زيبايي داشته باشد.

نماي ساختمان خالق نماي شهري است

نماي شهري از مجموعه نماهاي مشرف به فضاي عمومي به‌دست مي آيد. اين نماها از جهتي همگن و از جهتي ناهمگن هستند. مي‌توانند همگن باشند چون با استفاده از زباني مشترك روي بدنه اجزا شهر اجرا مي شوند و اما از آنجا كه هر كدام از اين فضاها به كمك اين زبان، مقاصد و نيازهاي خود را بيان مي‌كند، ناهمگن هستند. در شهرهاي ما زبان مشتركي بين نماها وجود ندارد. نه فرهنگ مشتركي براي بيان دارند، نه مصالح يكساني به‌كار گرفته اند و نه سبك مشخصي را دنبال مي‌كنند.

در واقع هر يك از نماها در شهر نشانه وضعيت اقتصادي و اجتماعي سازنده و نحوه تفكر و نگرش او به مسايل مختلف است.

نماي شهري در واقع تركيبي از اجزا متفاوت است كه بر اساس اتفاقاتي كه در خيابان‌ها ومعابر مي‌افتد شكل مي گيرد.

اين اجزا در صورت رعايت مسايلي كه پيش از اين نيز به آن پرداخته شد مي‌توانند با يكديگر نقاط اشتراك جالبي داشته باشند كه نمي توان وجود آنها را نفي كرد.

عناصر پراهميت درنما

ورودي يكي از عناصر حايز اهميت نما در ساختمان است كه محل و اهميت طراحي آن به شكل مستقيم نمايانگر نقش و عملكرد ساختمان است. در ورودي نشانه گذر از فضاي عمومي خارجي به فضاي خصوصي داخلي و يكي از مهم ترين عناصري است كه مي‌توان به عنوان نشانه ساختمان از آن نام برد.

ليكن به‌دليل اهميت اقتصادي كه سطوح ساخته شده داخلي براي سازندگان دارند، اغلب ورودي‌ها به فضاهاي كم اهميتي تنزل يافته اند. سرمايه گذاران ساختماني هم فقط به رعايت ضوابط ضروري طراحي ساختمان بسنده مي‌كنند.

بيشترين مشكل زماني است كه ورودي وسايل نقليه به حياط پاركينگ با ورودي خود ساختمان يكي شود. در اين حالت فرد وارد شونده به ساختمان فقط يك راه باريك كنار ديوار برايش باقي مي‌ماند. گاه نيز ورودي يك ساختمان مسكوني بيش از حد پرتجمل است، به‌نحوي كه عملكرد ساختمان را دگرگون مي‌سازد. زماني هم ورودي به يك بناي بزرگ تنها با روزنه‌اي امكان پذير مي‌شود. تناسب ورودي و حجم ساختمان مي تواند نقش مهمي در توجيه عملكرد و شكل ساختمان داشته باشد.

از آنجا كه طبقه همكف ساختمان قسمت اتصال به زمين يا كف پياده رو است، به صورت قابل توجهي در معرض ديد قرار مي‌گيرد. طبقه همكف اهميت ويژه اي در زندگي شهري دارد، به اين علت كه عابران پياده اين قسمت را به‌طور مستقيم مي‌بينند. از اين رو نماي اين قسمت پر اهميت است و مصالح مورد استفاده در اين قسمت بايد نسبت به بقيه ساختمان با دوامتر و مستحكم تر باشد تا عابر در نگاه به نماي ساختمان احساس ثبات كند. ساختمان‌هايي كه طبقه همكف آنها عملكرد تجاري دارد، به‌دليل تغيير دكوراسيون واحدهاي تجاري دايما دستخوش دگرگوني مي‌شوند. همين موضوع موجب مي‌شود كه ساختمان مذكور شخصيت ثابت خود را از دست داده و داراي نماي شناخته شده ثابتي نباشد.

تراس‌ها چشم اندازهاي جديدي نسبت به فضاهاي بيرون براي ساختمان فراهم مي‌آورند. بالكن‌ها نبايد حالت موقت و ناپايداري كه در بيننده تصور به‌راحتي جدا شدن از بدنه ساختمان القا شود را داشته باشند.

لبه بام حد و مرز ساختمان و آسمان است و از نظر بصري بام انتهاي نماست. بام پوسته‌اي است كه بر سر ساختمان قرار دارد. بنابراين لبه بام نمي‌‌تواند بدون تفاوت با ديگر قسمت ها در آسمان رها شود.

صورت ظاهر ساختمان و آنچه كه در برابر ديد عموم قرار دارد، در واقع پر اهميت ترين قسمت ساختمان در برابر عابران و ساير افراد غير استفاده كننده از ساختمان است. همان‌طور كه عنوان شد نماي ساختمان‌ها، نماي شهري را ايجاد مي كند، اما به‌دليل ضعف قوانين موظف كننده طراح و سازنده در اين ارتباط، نماي ساختمان در كمترين اهميت قرار گرفته است.

در بسياري از شهر هاي بزرگ جهان، ضوابط و مقررات ويژه‌اي در ارتباط با سيما و كالبد شهر وجود دارد و گروهي از برجسته‌ترين افراد با تخصص‌‌هاي مرتبط هنر زيبا سازي و زيبايي شناسي به كنترل طرح هاي بزرگ و كوچك معماري و شهري از نقطه نظر هماهنگي نماي بيروني ساختمان‌ها و محيط شهري يعني از جنبه هاي رنگ، حجم، مصالح مناسب، فضاي پر و خالي نما، رعايت اصول هماهنگي و تناسبات و... مي پردازند.

آنچه براي علاقه‌مندان به اين موضوع نگران كننده است، پاسخگويي با شتاب به نيازي كاملا محسوس است. در اين ساخت و ساز پر شتاب نياز به بررسي طرح‌هاي ارايه شده توسط جمعي از صاحب نظران و مسوولان در مراكز تاييد پروانه‌هاي ساختماني ضروري به نظر مي‌رسد. بررسي ميداني طرح ساختمانها با بناهاي اطراف از لحاظ كيفيت طرح معماري، نماي ساختمان، تناسب حجم آن با ساختمان‌هاي اطراف، زيبايي طرح و مصا لح مورد استفاده و... نيز گامي موثر در بالا بردن كيفيت نماهاي شهري است. با در نظر گرفتن موارد ذكر شده و القا آن توسط شهرداري هر شهر، مي توان شاهد ارتقا كيفيت شهرها و زيباسازي نماي شهرها بود.

کوتاه درباره ارزیابی بتن براساس مقاومت كوتاه درباره آرماتورهاي غير فولادي در بتن

در سال های اخیر استفاده محدودی از آرماتورهای غیر فلزی آغاز گشته است هر چند تحقیقات بر روی کاربرد وسیعتر آنها و عملکرد دراز مدت این نوع آرماتورها ادامه دارد این آرماتورها که معروف به آرماتورهای با الیاف پلاستیکی (FRP ) هستند از الیاف مختلفی چون الیاف شیشه ای (GFRP ) الیاف آرامیدی (Afrp) و الیاف کربنی (CFRP) در یک رزین چسباننده تشکیل شده اند. خاصیت عمده این آرماتورها که سبب کار برد آنها شده است مقاومت در برابر خوردگی آنهاست که  می تواند در محیط های بسیار خورنده دوام دراز مدتی داشته باشند. علاوه بر این مقاومت بالا، مقاومت به خستگی بالا، ظرفیت بالای تغییر شکل ارتجاعی، مقاومت الکتریکی زیاد و هدایت مغناطیسی پایین و کم این مواد از مزایای آنها شمرده می شود. البته این مواد معایبی چون کرنش گسیختگی کم و شکننده بودن و خزش زیاد و تفاوت قابل ملاحظه ضریب انبساط حرارتی آنها در مقایسه با بتن را به همراه دارند.

از الیاف مختلف شبکه هایی بافته شده و به صورت یک شبکه آرماتور در سطح بتن برای کنترل ترک و کم کردن عرض آن و همچنین در دیوارهای نمای بتنی از آن استفاده می کنند. تحقیقات روی کاربرد صفحات الیافی به جای صفحات فولادی برای تقویت قطعات خمشی و تیرها و دال ها به ویژه در پل ها ادامه دارد. این صفحات با رزین های اپوکسی به نواحی کششی از خارج اتصال داده می شود. کاربرد صفحات با الیاف کربنی برای این تقویت بیشتر رایج گشته و در چندین پل در ژاپن و در بعضی کشورهای اروپایی از آن استفاده شده است.

بلوک های بتنی بدون ملات

سیستم همبندی بلوک ها ( Intralock System  ) یک نوع سیستم بلوک های ساختمان بدون ملات است که شامل شش نوع ترکیب مختلف از بلوک ها می باشد. هر بلوک به سه قسمت توخالی جدا از هم با جداره هایی با صخامت کم تقسیم شده است.گفتنی است این نوع بلوک های بدون ملات روی هم قرار می گیرند و قسمت توخالی مرکزی آن با دوغاب سیمان پر می شوند و به صورت صلب بتنی در می آیند. دوغاب سیمان در میان و اطراف بلوک ها جریان یافته سبب پیوند بلوک به بلوک های کناری می گردد و همه بلوک ها و دیوارها بدون استفاده از ملات در اتصالات شبکه ای همانند شبکه تیر ها و ستونها تشکیل می دهند. شایان ذکر است دو فضای تو خالی دیگر بلوک با ایجاد کانال های هوای داخلی و خارجی در امتداد قائم و افقی سبب عایق بندی و ایجاد خاصیت ضد صدا و ضد آتش بلوک ها می گردد. می توان لوله ها وسیم کشی درون ساختمان را از آنها عبور داد و نیز سیستم های اعلام خطر را در این بلوک ها تعبیه کرد. گفتنی است این بلوک دارای مزایای منحصر به فردی است ، از جمله می توان به سرعت ساخت، دیوار های محکمتر و کاربرد های متنوع تر آن اشاره کرد. به دلیل اینکه در این سیستم نیازی به ریختن ملات در میان بلوک ها نیست سرعت ساخت افزایش یافته و کیفیت کار به آسانی کنترل می شود. فضای تو خالی میانی که به وسیله سیمان پر می شود دیوارهای سخت همانند دیوارهای بتنی ایجاد می کند. همچنین در نوعی از آنها پروفیل های فولادی را نیز می توان در فضای خالی بلوک ها جای داد و اطراف آن را با دوغاب سیمان همانند دفن فولاد بتن پر کرد.

مقدمه ای بر بتن پس کشيده

هدف از این مطلب، مروری بر کاربرد سیستم های پس کشیده و شرح جزئیات موارد استفاده آنها در دالهای ساختمانی می باشد. سقفهای ساختمانی پس کشیده شده بیش از  50% کل مصرف فولاد پس کشیدگی را در سطح جهان دربر می گیرند. میلیاردها مترمربع از دال های پس کشیده در ساختمان های مرتفع، ساختمان های تجاری، مسکونی و اداری، ساختمان پارکینگ ها، هتل ها، مدارس و بیمارستان ها ساخته شده اند.

توسعه و کاربرد :
کاربرد پیش تنیدگی به  440  سال قبل ازمیلاد برمی گردد، زمانی که یونانی ها کشش و تنشهای خمشی دربدنه کشتی های جنگی خود را با پیش تنیدگی ساختار بدنه بوسیله طنابهای کشیده شده کاهش می دادند. یک مثال دیگرکه نشانگر سادگی پیش تنیدگی می باشد، بشکه های چوبی قدیمی است که کشش ایجاد شده در حلقه های فلزی بطور موثری قطعات چوبی را به یکدیگر می فشارد تا مقاومت و پایداری آنرا افزایش دهد. یکی از ساده ترین مثال های پیش تنیدگی تلاش برای بلند کردن یک ردیف کتاب می باشد. ابتدا لازم است به ردیف کتاب ها از دو طرف فشاری اعمال کنیم تا باعث افزایش مقاومت در مقابل لغزش بین کتابها شده بطوریکه بلند کردن آنها را ممکن سازد. این مثال همچنین نشانگر یکی از اصول متداول در بیشتر کاربردهای پیش تنیدگی می باشد. در اینجا وجود قابلیتی در کار جبران کننده نقصی است که کارائی و کاربرد آسانتری را در پی دارد. در مورد مثال فوق هیچ پیوستگی بین کتابها وجود ندارد ولی کتاب ها می توانند نیروهای فشاری را که به راحتی قابل اعمال هستند، تحمل نمایند. یک تعریف ساده از پیش تنیدگی که به خوبی با این مثال مربوط می شود به قرار زیر است: اعمال نیروهائی به سازه، علاوه بر بارهائی که سازه برای تحمل آنها طراحی می شود،  بمنظور افزایش ظرفیت باربری سازه .

 

تأثير ديركرد بتن ريزی بر مقاومت فشاری بتن

هدف مقاله حاضر، بيان تاثير تاخير بتن ريزى بر مقاومت فشارى بتن است . مسافتهاى طولانى حمل بتن موجب می شود که بتن مدتى پس از ساخت و اختلاط، در قالب ريخته شود. (اين مساله در مورد بتنى که قبلا در کارگاه ساخته شده و بدليل صرف جويي از آن استفاده می شود، نيز صادق است.) در اين مطالعه آزمايشى تعيين مقاومت فشارى براى نمونه هايى که با 5/0، 1، 2 و 3 ساعت تاخير زمانى بتن ريزى مى شوند انجام میگردد. در پایان نتایج آزمایش با مقاومت طراحى و نیز مقاومت نمونه مبنا که با تاخیر زمانى صفر در قالب ریخته میشود مقایسه میگردد و چینن نتیجه گیرى میشود که میزان تاثیر دیرکرد زمانى، به مقاومت بتن و میزان دیرکرد بستگى دارد و بیشترین دیرکرد مجاز، متناسب با مقاومت بتن، بین یک تا دو ساعت است.

مقدمه :

یکى از مشکلات حمل و نقل بتن فاصله زیاد کارخانه هاى بتن سازى از کارگاههاى ساختمانى است. این مساله در شهرهایی که به دلیل فقدان یا کمبود کارخانه هاى بتن سازى مجبورند بتن را از کارخانه هاى واقع در شهرهاى مجاور وارد نمایند باعث میشود که بتن ساخته شده در هنگام حمل و نقل، زمان زیادى را در راه باشد.

در مسافتهاى طولانى حمل بتن، هیدراسیون سیمان و در نتیجه گیرش بتن، ممکن است در داخل بتونیر آغاز شود و در هنگام ریختن بتن در محل استفاده، کیفیت و در نتیجه مقاومت و روانى آن در حد مطلوب نباشد.

مشکل دیگر، استفاده از بتنى میباشد که از روز قبل به جاى مانده است. بتنی که هر روز ساخته میشود ممکن است تماماً در همان روز مصرف نگردد و مقدارى از ان به عنوان مازاد باقى بماند که اگر تمهیداتى براى تاخیرگیرش بتن اندیشیده شود میتوان از آن در روز بعد نیز استفاده نمود.

استانداردهای ASTM C-94 در مورد بتن اماده و ASTM C-685 براى بتن سازى با اختلاط دائمى، در مورد اثر دیرکرد بتن ریزى بر مقاومت آن بحثى نمیکنند. اخیراً در امریکا مطالعات عملى بر روى موادى اغاز شده که نوعى از ان باعث توقف گیرش بتن میشود و گیرش مجدد بتن پس از افزودن نوع دیگرى از ان مواد اغاز میگردد.

در ایران مواردى از افزودن بى رویه مقادیر آب و سیمان به عنوان راه حلهاى براى مقابله با کاهش روانى و مقاومت بتن مشاهده میشود.

در مقاله حاضر، اثر دیرکرد بتن ریزى بر مقاومت فشارى بتن، با تاخیرات زمانى نیم تا سه ساعت پس از ساخت بتن، طى آزمایشهاى مورد بررسى قرار میگیرد.

مشخصات مصالح

مصالح سنگى ریز دانه شامل ماسه رودخانه اى و درشت دانه شامل سنگ شکسته با حداکثر اندازه دانه 25 میلى متر مورد استفاده قرار می گیرند. دانه بندى ریز دانه مطابق جدول 1 استاندارد ASTM C-33 و درشت دانه مطابق جدول 2 استاندارد فوق انتخاب میشود.

سیمان مصرفى از نوع 1 سیمان پرتلند و آب مصرفى، آب آشامیدنى شهر تهران میباشد.

 

مشخصات و تعداد نمونه ها

هریک از نمونه ها استوانه اى به قطر 15 سانتیمتر و ارتفاع 30 سانتیمتر میباشد . نمونه گیرى در 5 نوبت انجام میگیرد. و در هر نوبت 3 نمونه گرفته میشود. نخستین 3 نمونه در نوبت اول یعنى 15 دقیقه پس از مخلوط کردن بتن گرفته میشود. این 3 نمونه مقاومت فشارى مبنا را به دست میدهد و کاهش مقاومتهاى فشارى نمونه هاى دیگر نسبت به آن سنجیده میشود. در پروژه حاضر، این زمان، زمان صفر تعریف میشود.

نمونه هاى دیگر در نوبتهاى بعدى به ترتیب در ساعتهاى 5/0، 1، 2،3 ساعت پس از ساعت صفر گرفته میشوند. پس براى هر مقاومت فشاری کلاً 15 نمونه در 5 نوبت زمانى تحت آزمایش قرار میگیرد.

 

نحوه ساخت بتن و انجام آزمایش

استاندارد ASTM C-39 براى ساخت نمونه ها مورد استفاده قرار میگیرد. 15 دقیقه پس از افزودن آب به مخلوط مصالح سنگى و سیمان، نخستین نمونه گیرى انجام می شود . مخلوط کن از آغاز اختلاط مصالح تا پایان نمونه گیرى بدون توقف می چرخد  نمونه گیرى در هر نوبت با برگردانیدن مخلوط کن در حال چرخش انجام می شود.

تراکم نمونه ها با کوبیدن میله انجام می گیرد. 24 ساعت پس از نمونه گیرى قالبها را باز کرده نمونه ها را بیرون می آوریم و در تشت هاى پر از آب می گذاریم. آب تشت نیمى از ارتفاع نمونه ها را در برمی گیرد. روى نمونه ها را باگونى خیس می پوشانیم. براى جلو گیرى از تبخیر اب گونی ها در اثر جریان هوا، روى تمام تشت ها را با پوشش نایلونى می پوشانیم. هر 3 تا 4 روز یکبار پوششها را بر می داریم و با غلتانیدن نمونه ها در جاى خود نیمه دیگر نمونه ها را به درون آب می بریم و روى نمونه ها را مجددأ می پوشانیم .

نمونه ما را 28 روز به همین شیوه نگه می داریم و پس از 28 روز آزمایش تعیین مقاومت فشارى نمونه ها انجام مىگیرد. مقاومت فشارى بتن برابر میانگین مقاومت هاى فشارى سه نمونه مربوط به هرنوبت آزمایش در نظرگرفته می شود.

 

نتایج آزمایش و تحلیل آنها

میزان اثر دیرکرد زمانى بر مقاومت فشارى بتن به مقاومت بتن و میزان دیرکرد زمانى بستگى دارد.

اگر مقاومت طراحی ملاک قرار گیرد. بتن با دیرکردهاى زمانى بیش از 2 ساعت براى مقاومتهاى تا 250 کیلوگرم نیرو بر سانتیمتر مربع و بیش از 1 ساعت براى مقاومت 300 کیلوگرم نیرو بر سانتیمتر مربع داراى کاهش مقاومت فشارى می باشد. براى همه نمونه ها دیرکرد زمانى 3 ساعت منجر به کاهش بسیار شدید مقاومت می شود.

چنانچه مقاومت فشارى مبنا در زمان صفر ملاک قرار گیرد، دیرکرد زمانى در بتن ریزى مجاز نیست، مگر اینکه روشها و موادى که از طریق آزمایش مشخص شده باشند، براى مقابله با کاهش مقاومت در اثر دیرکرد زمانى به کار روند.

قابل توجه است که در این صورت روانى بتن نیز کاهش می یابد. البته نمونه سازى در این آزمایشها بدون افزودن روان ساز ها انجام شد. نمونه هاى با 3 ساعت تأخیر بسیار خشک و زبر بودند و به نظر می رسد که در دیرکردهاى زمانى بیشتر کاهش روانى به حدى خواهد بود که استفاده از روان سازها الزامى باشد.

نتیجه گیری

1- چنانچه طراحى مخلوط بتن بر پایه روش وزنى انجام گیرد، مقاومت فشارى مبناى بتن بیش از 20 درصد از مقاومت طراحى نمونه بیشتر می باشد.

2- میزان تأثیر دیرکرد زمانى، به مقاومت بتن و میزان دیرکرد بستگی دارد.

3- چنانچه طراحى مخلوط بتن بر پایه روش وزنى انجام گیرد و مقاومت طراحى، مبناى مقایسه قرار گیرد بیشترین دیرکرد مجاز برابر یک ساعت خواهد بود .

بهینه سازی بتن با ويبراسيون

بهینه سازی بتن با ويبراسيون

فركانس ویبراتور، كلیدی است كه ما را قادر می نماید بتن تازه را به بتنی یكپارچه تبدیل نمائیم. در صورتیكه فركانس ویبراتور خیلی كم باشد، ویبراتور به درستی نمی تواند بتن را یكدست و یكپارچه نماید و چنانچه فركانس ویبراتور خیلی زیاد باشد، به علت ازدیاد هوای داخل بتن، مقاومت آن در برابر خرابیهای ناشی از سیكلهای انجماد و ذوب شدن قابل ملاحظه ای پیدا می كند. اپراتورها و كارگران نیز تحت تأثیر فركانس ویبراتور قرار می گیرند، چرا كه كاهش فركانس، مدت زمانی كه اپراتور بایستی ویبراتور را در بتن تازه به منظور دست یابی به بتنی یكپارچه و یكدست قرار دهد، افزایش می یابد. به دلایل فوق الذكر، تصمیم بر آن شد كه یك بازنگری دقیق در ارزیابی فركانس ویبراتور در عملكرد قالبهای خود ویبره، ویبراتورهای دستی و ویبراتورهای نصب شده بر روی قالبهای رونده مخصوص ساخت پیاده روها و كف خیابانهای بتنی (Slip Form Pavers) صورت پذیرد.

چرا ما به دنبال فركانسهای بالاتر هستیم؟
مقـدار انـرژی مورد نیـازی كه بایستی بـه منظـور یكپـارچه سازی بتن بـه كار گرفته شود. بـرأی كسی كه بـه صورت دستی اقدام بـه متـراكم سازی بتن تـازه نموده، معلوم و مشخص می باشد. نیرو و عملكرد ویبراتورها به مراتب از سایـر وسایل دستی متراكم سازی بتن، مؤثـر می باشد. زیـرا در مدت زمان كوتـاهتری بـه كمك ویبراتورها، انرژی بیشتری به بتن منتقل می شود. مقدار انرژی منتقل شده به وسیله ویبراتور، با توان سوم فركانس ویبراتور (f3) نسبت مستقیم دارد. در صورتی كه تمام پارامترهای مربوط به ویبراتور و بتن را ثابت نگه داریم، با افزایش فركانس ویبراتور از 6000 لرزه در دقیقه (vpm ) به، مقدار انرژی انتقالی به بتن در مدت زمان معین، دو برابر خواهد شد. مقدار انرژی خروجی از vpm 7500 به vpm 9500 نیز دو برابر می گردد

یك انتخاب صحیح در فركانس بالاتر ویبراتور، می تواند به یكپارچه سازی هرچه مؤثرتر بتن و كاهش مدت زمان ویبره بیانجامد و البته انتخاب نادرست نیز، نتایج معكوس را به دنبال خواهدداشت؛ به تعبیر دیگری، انتخاب نادرست فركانس پایین ویبراتور، منجر به یكپارچه سازی ناقص و معین بتن شده و یا مدت زمان بیشتری را برأی ویبره نمودن طلب می كند. در صورتی كه ولتاژ وروردی كم باشد، نیروی خروجی نیز كم خواهد بود و این به معنای تراكم ناقص و نامناسب بتن می باشد. كاهش فركانس از vpm 8000 به vpm 6500 (حدود 20 درصد كاهش) انرژی خروجی را نصف می نماید. این كاهش انرژی خروجی ویبراتور را می توان با افزایش مدت زمان ویبره به دو برابر مدت زمان اولیه و كم كردن فواصل جاگذاری شلنگ ویبره در بتن جبران نمود. در حال حاضر ویبراتورهایی كه با فركانس حدود vpm 17000 در دسترس می باشند كه امكان یكپارچه سازی هرچه سریعتر و بهتر بتن را در مدت زمان معین فراهم می آورند. فركانس ویبراتور بر اساس لرزش آن در هوا تعیین می گردد؛ اما فركانس كه هنگام ادخال ویبره در بتن و در تماس با بتن اندازه گیری می گردد، معیار سنجش می باشد و این فركانس به طور قابل ملاحظه ای از فركانس اندازه گیری شده در هوا كمتر بوده و مقدار این افت به مشخصات مخلوط بتنی و حجم آن بستگی دارد. كاهش 20 درصدی فركانس ویبره از هوا به داخل بتن دور از انتظار و غیر معمول نبوده و به روشنی افت فركانس ویبراتور در هنگام ادخال ویبره به بتن به وسیله اپراتور ملموس و شنیدنی است. آیا مرز و محدودیتی برأی ویبره های با فركانس زیاد وجود دارد؟ ویبراتورهای فركانس بالا، به طور مؤثری می توانند هوا را از بتن خارج نمایند و این موضوع به تراكم هرچه بهتر بتن می انجامد، لیكن ممكن است به كاهش مقاومت بتن در برابر خرابیهای ناشی از سیكلهای متوالی انجماد و ذوب نیز بیانجامد. ویبراتورها به دو طریق هوا را از بتن خارج می نمایند؛ و اندازه حبابهای هوا و حجم هوای خارج شونده از بتن تازه به پارامترهایی از جمله فركانس ویبراتور وابسته می باشد. در وهله اول، ویبره با فركانس مناسب، منجر به روانی بتن پلاستیك شده اجازه حركت حبابهای هوا در كلیه اندازه ها را به سمت سطح بتن فراهم می سازد. از آنجائیكه حبابهای بزرگتر سریعتر از حبابهای كوچكتر خود را به سطح بتن می رسانند، لذا حجم بزرگتری از هوای محبوس در همان مدت كوتاه اولیه ویبره، از بتن خارج می گردد. در مرحله دوم، ویبراتور در بتن تازه، متناوباً بتن محصور را فشرده و غیرفشرده (Compress & Decompress) نموده و كلیهحبابهای هوا نیز بر اثر فركانس و لرزش ویبراتور منقبض و منبسط می شوند. لازم به ذكراست بر اثر پدیده های فوق الذكر ساختارهای ترد و لاستیك مانند حبابهای هوا دچار گسیختگی و انفجار می شوند. این گسیختگی در صورتی اتفاق می افتد كه فركانس نیروهای انقباضی و انبساطی وارده بر حبابها، با فركانس طبیعی آنها (حبابها) برابر شده و پدیده رزونانسی (تشدید) به وقوع بپیوندد. جای توجه دارد كه حبابهای بزرگتر، فركانس طبیعی پایین تری داشته، از این حبابهای مذكور تردتر و شكننده تر بوده و در طی فرآیند ویبراسیون دچار از هم پاشیدگی می شوند. فركانس روزنانسی حبابها در آب با اندازه آنها نسبت معكوس دارد. بر اساس تجربیات سالیان متمادی با ویبراتورهای به فركانس vpm 3000 تا vpm 6000، انتظار می رود در این محدوده فركانسی تنها حبابهای بزرگتر و مبحوس (Entrapped) از بتن خارج شده و حبابهای كوچكتر بدون تحریك شدید، سالم در بتن باقی بماند. با بالا رفتن فركانس ویبراتورها، عملكرد آنها در خارج كردن حبابهای كوچكتر از بتن نیز به مراتب بهتر و مؤثرتر می گردد.

فركانس بالاتر در ویبراتورها، منجر به كاهش مقدار هوای موجود در بتن و همچنین كاهش مقاومت بتن در برابر خرابیهای ناشی از سیكلهای انجماد و ذوب می گردد. اندازه حبابهای هوا درارتباط با مقاومت بتن در برابر سیكلهای انجماد و ذوب به همان اندازه از اهمیت برخوردار است كه مقدار هوای موجود در بتن مهم می باشد. بنابراین در صورت ابقاء حبابهای كوچك در بتن، كاهش در حجم هوای موجود در بتن لزوماً منجر به كاهش دوام بتن نمی گردد.

چنانچه تراكم بتن بدون هوا مدنظر بوده و حفاظت در برابر سیكلهای انجماد و ذوب حائز اهمیت نباشد، خارج نمودن كلیه حبابهای هوا در تمام اندازه ها از بتن منجر به افزایش مقاومت بتن سخت شده و بالا رفتن دانسیته آن می گردد، اما در صورتی كه تراكم بتن هوادار مد نظر باشد، فقدان حباب هوا، خصوصاً حبابهای كوچكتر در بتن، مقاومت در برابر سیكلهای انجماد و ذوب را شدیداً كاهش می دهد.

فركانس بهینه ویبراتورها پس از بحث های صورت گرفته در قسمتهای قبل، حال جای این سؤال است كه فركانس بهینه ویبراتور به منظور تراكم سازی حداكثر بتن و رسیدن به بیشترین مقاومت در برابر خرابیهای ناشی از سیكلهای انجماد و ذوب چه مقدار است؟ پاسخ سؤال مذكور منوط به موارد مندرج در ذیل می باشد: نخست، این سؤال از جانب چه كسی مطرح گریده است؟ دوم، تجهیزات ویبره بتن دارای چه مشخصاتی است و تركیب مخلوط بتنی چگونه است؟ سوم، مشخصات فنی بتن را چه كسی تهیه نموده است؟ برخی، در جدول مشخصات فنی، فركانس را به vpm 5000 تا vpm 8000 محدود نموده اند، برخی دیگر نیز فركانس را به vpm 8000 تا vpm 10000 منحصر كرده اند. اما آنچه كه بایستی در صورت عدم وجود فركانس معین در مشخصات فنی در نظر داشت این است كه انرژی خروجی در فركانس vpm 10000 دو برابر انرژی خروجی در vpm 8000 بوده و نیروی خروجی در vpm 8000 چهار برابر نیروی خروجی در vpm 5000 می باشد. مقادیر فوق الذكر مشروط به ثابت بودن كلیه پارامترها و فاكتورها به غیر از فركانس (متغیر مستقل) ویبراتور است.

پر واضح است كه مخلوط های مختلف بتنی، عكس العملها و بازتابهای متفاوتی در برابر ویبراسیون از خود نشان می دهند، نسبتهای اختلاط و دانه بندی سنگدانه های مصرفی در بتن، بیشترین تأثیر را در مقایسه با خمیر سیمان و یا مقدار آب بر روی ویبراسیون بتن و فركانس مورد نیاز دارند. پایداری حبابهای هوا نیز خودشان به فاكتورهایی از قبیل شیمی سیمان و آب، نوعمخلوط و میزان آب و سیمان مصرفی در ساختار بتن، دانه بندی سنگدانه ها و دمای بتنوابسته هستند؛ مخلوط های بتنی با حبایهای ریز (Fine 0 air – void) در مقایسه با مخلوط های بتنی با حبابهای درشت (Coarse – air – void) به فركانسهای بالاتری جهت ویبراسیون احتیاج دارند. نوع، اندازه، وزن دامنه نوسان و مدت زمان ویبره یك دستگاه ویبراتور همگی در تعیین فركانس بهینه برأی مخلوط بتنی در یك سایت خاص به همراه ماشین آلات ویژه مصرفی در آن سایت، تأثیرگذار می باشند. اما آنچه كه حائز اهمیت است، این است كه نتیجه بحث یك پاسخ عمومی و یا یك فركانس معین نمی باشد، بلكه احتیاج واقعی این است كه یك مخلوط معین بتنی در مقابل تجهیزات خاص به كار گرفته شده در ارتباط با آن، چه عكس العملی نشان داده و یا به عبارت دیگر با چگونه تركیبی از تجهیزات و مواد می توان به مقاومت، دانسیته و دوام مورد نیاز بتن دست یافت.

در حال حاضر، اطلاعات مربوط به تأثیرات فركانس ویبراتور بر روی عملكرد بتن تا حدودی پراكنده می باشد. بیشترین این آمارها و داده ها، نتیجه حل مسائل و مشكلات كارگاههای مختلف بوده است؛ لیكن از هم اكنون، توجه خاصی به ثبت و درج مشخصات آماری فركانس ویبراتورها و جمع آوری اطلاعات مربوط به اینگونه تجهیزات معطوف گردیده است. در ضمن همه ما می توانیم با گوش دادن به صدای ویبراتور در پروژه های كوچك و بزرگ، احساسی از عملكرد آنرا تجربه كرده و با بكارگیری مجدد این تجربیات اطلاعات مورد نیاز درباره ویبراتورها و بتنها را ارزیابی و تجزیه و تحلیل نمائیم.

گوشهای خود را به كار اندازید! محدود فركانسی vpm 6000 تا vpm 15000 كه در مورد ویبراتورها مورد بحث قرار می گیرد، در حوزه شنوایی انسان می باشد؛ بنابراین به راحتی می توان از حس شنوایی آدمی به عنوان ابزاری برأی تشخیص فركانس ویبراتور و همچنین افت فركانس دستگاه ورود شلنگ ویبراتور به درون بتن و نیز آمیز دادن افزایش فركانس ویبراتور درمواقع روان شدن بتن پلاستیك بهره جهت قالبهای مخصوص بتن اغلب صدای (Tone) ویبراتور را تشدید می نمایند، لذا با داشتن تجربه كارگاهی كسی می توان صدای صحیح ناشی از عملكرد درست ویبراتور را تشخیص دادن بخصوص هنگامیكه در كارگاه صدایی غیر از صدای ویبراتور شنیده نشده و آهنگ ویبراتور با صدای ماشین آلات دیگر مخدوش نگردد.

دستگاه كالیبره و كوك گیتار، و میله ای ساده و ارزان قیمت به منظور تخمین فركانس ویبراتور پیشنهاد می گردد. این وسیله به قیمت 6 دلار، از شش سیم با محدوده فركانس vpm 4900 تاتشكیل شده است كه اتفاقاً محدوده فركانس مورد نیاز در مورد ویبراتورها را نیز پوشش می دهد. سیم A با فركانسی برابر vpm 6600، فركانس معمول ادخال شلنگ ویبراتور در بتن بوده و در چنین فركانس پائینی، مشكلات بسیار محدودی گزارش گردیده است. با سیمهای D و G می توان از vpm 8800 تا vpm 11800 را تجربه نمود. این محدوده، منطقه انتقالی از ویبراتورهای فركانس پائین به ویبراتورهای فركانس بالاست، و با سیم B نیز می توان به فركانس vpm 14800 دست یافت. چنین فركانسی (vpm 14800) مربوط به عملكرد ویبراتورهای فركانس بالا در هوا می باشد. (یك مثال كاملاً آشكار مربوط به انتقال فركانسی از B به G مربوط است به فروبردن شلنگ ویبراتور با فركانس هوایی vpm 14800 به فركانس درون بتنی vpm 11800 كه عملاً 20% افت فركانسی را نشان می دهد). سیم E نیز فركانس vpm 20000/1 تداعی می سازد كه شبیه صدای آژیر حمله هوایی است. چنانچه در كارگاه ویبراتوری این صدا شنیده شد، بهتر است شلوغ كاری را كنار گذاشته و با خاموش كردن ویبراتور، به فكر پوشاندن سطح بتن باشید. 

منبع: ایران سازه - iransaze.ir

بتن ریزی در هوای سرد

اثر یخ زدگی بر بتن تازه
بتن در دماهای بسیار پایین مقاومت بسیار کمی کسب می کند تا وقتی میزان اشباع بودن بتن در اثر عمل آبگیری به اندازه کافی کاهش نیافته باشد ، لازم است که بتن تازه در برابر آثار ویرانگر یخ زدگی محافظت شود بتنی که حتی یک بار در سنین اولیه یخ زده باشد در مقایسه با بتنی که یخ نزده باشد در برابر شرایط جوی از مقاومت کمتری برخوردار است و نیز آب بند نخواهد بود. استعداد آسیب پذیری بتنی که در برابر یخ زدن محافظت نشده است خیلی بیشتر از بتنی است که در برابر یخ زدن محافظت گشته و در ضمن از مقاومت فشاری کمتری هم برخوردار است.
حال هرگاه اقدامات احتیاطی لازم به کار بسته شود می توان بتن ریزی را در سرتاسر ماه های زمستان با اطمینان خاطر انجام داد و با بکار بستن این تمهیدات هیچ کارگاهی تعطیل نخواهد شد.
بر اساس استاندارد بین المللی ACI۶۰۳ در کارهای بتنی هوای سرد به هوایی اطلاق می شود که بیش از سه روز متوالی شرایط زیر را داشته باشد.

• بتن ریزی در شرایط دمای بالاتر از ۵+ درجه سانتیگراد:

در این شرایط مهمترین مسئله آمادگی برای زمانی است که جبهه یخبندان محیط کارگاه را فرا می گیرد.در این حالت اگر گیرش خمیر سیمان صورت نگرفته باشد موجب یخ زدگی رطوبت داخلی بتن ، افزایش حجم آب و نهایتا انبساط حجمی بتن و ترک خوردگی آن می گردد.در زمانی که این احتمال وجود داشته باشد که چندین ساعت پس از بتن ریزی جبهه یخبندان فرا رسد باید از مواد ضد یخ که ترجیحا دارای ترکیبات زود گیر کننده هستند استفاده نمود.

استفاده از مواد زود گیر موجب تسریع در گیرش خمیر سیمان و مقاومت در برابر افزایش حجم یخ می گردد.
نباید فراموش کرد که همواره دمای بتن ریحته شده با استفاده از امکانات متفاوت گرمایشی باید در نقطه ای بالای ۵+ درجه سانتیگراد حفظ گردد تا واکنش شیمیایی سیمان و آب ادامه یابد و مقاومت لازمه حاصل گردد.

● بتن ریزی در شرایط دمای زیر ۵+ دزجه سانتیگراد:

موکدا توصیه می گردد در دمای کمتر از ۵+ درجه سانتیگراد نباید بتن ریزی کرد مگر اینکه در تمام شرایط درجه حرارت بتن همواره بالاتر از ۵+ حفظ گردد.
توجه داشته باشید که با بتن ریزی در چنین شرایطی عمل هیدراسیون بسیار کند صورت می گیرد بطوریکه پس از یخ زدن آب در صفر درجه ، این واکنش متوقف می گردد بنابراین در زمان باز کردن قالب مشاهده می کنیم که بتن به راحتی خورد می شود به علت اینکه خمیر سیمان تشکیل نشده است.
باید کاملا توجه داشت که استفاده از ضد یخ تنها از یخ زدن رطوبت درونی بتن جلوگیری می کند.اگر بتن ریخته شده پس از عملیات بتن ریزی به حال خود رها شود ، رطوبت درون آن یخ نمی زند اما چون دمای آن کمتر از ۵+ درجه سانتیگراد است واکنش شیمیایی سیمان و آب بسیار کند می شود و به همین خاطر بتن ضایع می گردد و دارای مقاومت خیلی کمی خواهد شد.
پس در زمستان در هر شرایطی باید پس از بتن ریزی نیبت به عمل آوری بتن مبادرت ورزید نکته مهم دیگر اینکه چون هوای سرد نسبت به هوای گرم دارای رطوبت کمتری است بتن های ریخته شده در شرایط محیطی سرد به ، عمل آوری و مراقبت بیشتری نیازمند است.

● ویژگی های یک ضد یخ مناسب برای بتن:

ضد یخی برای بتن مناسب می باشد که علاوه بر کاهش نقطه انجماد آب اضافی داخل بتن به عنوان یک تسزیع کننده در گیرش و رشد مقاومت سنین اولیه بتن عمل نماید.حال باید توجه نمود در پروژه هایی که در زمان بهره برداری امکان خوردگی وجود دارد و یا بتن هایی که پیش تنیده هستند و یا در آنها از آلومینیوم و گالوانیزه استفاده شده است و یا بتن هایی که در تماس با آب یا خاک سولفاته هستند و یا بتن هایی که سنگدانه های آنها مستعد واکنش قلیایی هستند به هیچ وحه از ضد یخ های کلر دار استفاده نکنید. بلکه از ضد یخ هایی استفاده نمایید که بر پایه دیگر مواد (نیترات) ساخته شده باشد.

● توصیه های مهم:

حال برای اینکه بتوانیم در زمستان بتن ریزی مناسب و مطمئنی داشته باشیم بهتر است که نکات زیر را رعایت کنیم:

امید است با توجه و رعایت نکات ذکر شده هیچ گاه پروژه ای بر اثر سرما و یخ زدگی در زمستان تعطیل نگردد.
۱)میانگین دمای هوای شبانه روز کمتر از ۵+ درجه سانتیگراد باشد.(منظور از میانگین دمای هوای شبانه روز ، میانگین حداقل و حداکثر دما در طول ۲۴ ساعت می باشد.)
۲)در نیمی از ساعات شبانه روز دمای هوا از۱۰+ درجه سانتیگراد بالاتر نرود.

۱) استفاده از سیمان با مقاومت زودرس
۲) استفاده از ضد یخ مناسب
۳) سطوح قالب ها و آرماتور ها را از یخ و برف بزدایید و در صورت لزوم آنها را گرم نمایید تا حداقل دمای ۲+ درجه سانتیگراد را داشته باشد.
۴) در درجه حرارت ۵+ و بالاتر پس از استفاده از مواد ضد یخ ، بتن را کاملا با استفاده از پوشاننده های مناسب (برزنت،نایلن،...) بپوشانید و محیط را گرم نگهدارید تا در شب هنگامی که هوای گرم فرا می رسد بتن دچار ترک خوردگی نشود.
۵) در شرایط دمایی زیر ۵+ با گرم کردن سنگدانه ها ، قالبها و آب(به ترتیب) دمای بتن را در حین کار بالای ۵+ درجه نگهداشته و سپس بتن را با پوشش مناسب گرم نگهدارید.
۶) مصالح مصرفی جهت ساخت بتن را در معزض وزش باد و هوای سرد قرار ندهید.

منبع: وبلاگ احسان میلانی - civilehsan.blogfa.com

فوق روان کننده و کاهش دهنده شدید آب بتن

فوق روان کننده و کاهش دهنده شدید آب بتن

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

همچنین خاصیت روان کنندگی زیاد این مواد سبب می شود بتنی با اسلامپ زیاد، روان و خود تراز شونده حاصل گردد . کارآیی این بتن نسبت به بتن معمولی بسیار شگرف و قابل تمایز است. بطوریکه بتن با حداقل عملیات و ویبره کردن یا حتی به خودی خود ، در حالیکه مصرف آب آن به حداقل رسیده در قالب جای می گیرد .
شایان ذکر است از ترکیب خواص فوق روان کنندگی و کاهش دهندگی شدید آب بتن مزایای زیر حاصل می گردد :
مقاومت اولیه زیاد امکان تسریع در عملیات بازکردن قالبها و باعث استفاده مقرون به صرفه تر از قالبها می شود، مقاومت اولیه و نهایی زیاد برای بتن پر مقاومت و مقرون به صرفه، افزایش کار آیی باعث کاهش هزینه های استهلاک و سختی کار می گردد و افزایش اسلامپ ،امکان تولید بتنی خود تراز شونده را بوجود می آورد، مقاومت نهایی بالاتر به مهندسین محاسب قدرت انعطاف بیشتری را در ارائه یک طرح بهینه اقتصادی ارائه می دهد .
خاصیت فوق العاده روان کنندگی باعث تسهیل در پمپ نمودن و کاهش نیاز به ویبره کردن بتن می گردد .

نسبت آب به سیمان کاهش یافته ، دوام و تراکم بیشتر بتن را با کاهش نفوذپذیری بتن باعث می شود.

 

منبع: سایت خبری ماواریا

       به نقل از وبلاگ معین بهرامپور - moein-omran.blogfa.com

 

جلوه دادن به روکش های بتنی

روکش بتن Quikrete یک مخلوط خاص از سیمان پرتلند و شن و یک پلیمر معتدل ساز و رنگهای افزودنی است که برای کاهش میزان خسارات مواد تعمیری و بازسازی کردن ظریف و بی عیب و نقص نما به کار می رود. روکش بتن یک پوشش با دوام و مقاوم که بمنظور مقاوم سازی پیاده رو ها و برخی خیابان ها در مقابل عبور و مرور عابرین پیاده و وسائط نقلیه طراحی شده است و راهی مقرون به صرفه برای تعویض بتن های سنگی فرسوده و قدیمی می باشد. هر فردی می تواند به تنهایی از این بتن استفاده کند و در موارد پروژه های عظیم شهری هم می بایست برای این کار با پیمانکاران قرارداد منعقد کرد. موارد استفاده از این بتن ها در راههای اختصاصی و مدخل های ورودی، دالان ها و گذرگاه های سرپوشیده، پیاده روها، حیاط خلوت و گلخانه ها از این روکش بتن می توان در موارد جزئی و تعمیرات و یا در موراد کلان مانند تک لبه هاو جدول های کناره خیابان ها و یا ساخت پله ها استفاده کرد.

زمان خشک شدن
روکش کردن با این نوع بتن می بایست 6 ساعت قبل از عبور عابرین پیاده و 24 ساعت قبل از عبور و مرور وسائط نقلیه موتوری پایان پذیرد. در آب و هوای سرد زمان بیشتری برای این کار لازم است. از نفوذ آب و بارش باران بر روی روکش تا 6 ساعت پس از پایان کار جلوگیری کنید. تنها هنگام بارندگی های ناگهانی روی آن را بپوشانید و در غیر این صورت هیچ نیازی به پوشاندن روی روکش وجود ندارد.

در صورت نا مساعد بودن وضعیت آب و هوایی

هوای سرد: در دمای پایین تر از 50 درجه فارنهایت(10 درجه سانتیگراد) این کار را انجام ندهید. در آب و هوای نیمه سرد و یا خنک از آب نسبتا گرم با دمای 120 درجه فارنهایت(50 درجه سانتیگراد) برای تسریع روند کار استفاده کنید.

هوای گرم: هنگامی که هوا گرم است در محل های سایه دار و در ساعات خنک روز کار کرده و در مخلوط از آب سرد استفاده کنید.

لایه های ضخیم: برای ایجاد لایه های ضخیم بعد از اولین غلتک بر روی روکش، از لایه های نازک روکش بتن و یا از لایه های از پیش ساخته شده استفاده کنید.

--در لایه های سطحی از تخته ها و ابزار سیمان کاری استفاده کنید.

ابزار و مواد لازم
بتن Quikrete
شستشوگر با فشار آب بالا
ماله فولادی
غلتک صنعتی
دریل و پاروچه برای مخلوط کردن
سطل برای مخلوط کردن مواد
چکش
اسکنه
دستکش
عینک
جارو

آماده کردن سطوح: بتن های قدیمی باید با دقت تمیز شوند تا از چسبیدن روکش بتن Quikrete به سطح قدیمی مطمئن شویم. برای این کار می بایست از شستشوگری با فشار آب بالا استفاده کرد تا بتن ها کاملا تمیز شوند.

تعویض: بخش پیشنهاد شده کار برای مکان هایی که بیشتر از 5/13 متر مربع مساحت دارند، می باشد. کنترل محل های اتصال و میزان فراخی اتصال معمولا برای تعیین محدوده کاری می تواند لازم می باشد. همچنین محافظت کامل از آنها باید صورت گیرد. از مکنده هوا و یا مجرای آب برای جلوگیری از ریختن روکش بتن در مفصل ها و درزها استفاده کنید. محل هایی را که با روکش بتن پوشانده نشده است را بپوشانید.

تعمیر زیرسازی سطوح: ضخامت لایه های بتن که به کار برده می شود بستگی به میزان تراشیدن محل دارد. برای روکاری مجدد از مخلوط 7 پیمانه بتن و 1 پیمانه آب استفاده کنید. پس از آن اجازه دهید لایه ای که به عنوان روکاری و برای تعمیر استفاده شده کاملا سفت شود و سپس لایه جدید سطح را اضافه کنید.

مخلوط کردن: در یک سطل 5 گالنی(19 لیتری) مواد را با استفاده از دریل5/0 اینچی(12میلیمتری) و یک پاروچه مخلوط کنید و برای جلوه بیشتر روکش بتن می توانید به آن رنگ و یا پوشش ساروج و یا ملاط رنگی و آب اضافه کنید و از راهنمایی های درج شده بر روی بطری پیروی کنید.

کاربرد محصول بر روی سطوح قدیمی و کهنه: سطح مورد نظر را خیس کنید سپس آبهایی که در محل جمع شده را از روی سطح بزدایید. سپس مواد را بر روی سطح بپاشید و با غلتک آن را صاف کنید. از غلتک برای ساییدن اجسام بر روی سطح مورد نظر استفاده کنید. با استفاده از یک برس نازک زائده ها را از گوشه ها و لبه ها پاک کنید و به مدت 5 دقیقه روی سطح را جارو کنید. برای حصول نتیجه مطلوب، جارو را بصورت یکنواخت و پی در پی در تمام سطوح به طور عرضی بکشید.

بافت ظاهری روکش: با استفاده از غلتک می توانید سطح روی روکش را کاملا صاف و مسطح کنید. این کار را می توانید با استفاده از ماله و یا تی هم انجام دهید که البته کیفیت سطح با استفاده از علتک مطلوب تر خواهد بود.
طول مدت انجام کار: طول مدت انجار کار با استفاده از بتن Quikrete حدود 20 دقیقه است که در این حالت می بایست دمای هوا 73 درجه فارنهایت و یا 23 درجه سانتیگراد باشد. در دماهای بالاتر این زمان کاهش پیدا می کند.

منبع: quikrete.com
       به نقل از وبلاگ اسماعیل محمدی - mohandesi-sakhteman.blogfa.com

كاربردهای بتن الیافی

كاربردهای بتن الیافی

بیشترین کاربردهای بتن مسلح به الیاف بویژه الیاف فولادی تاکنون در دالها، عرشه پلها، کف سازی فرودگاهها، پارکینگها و محیطهای در معرفی کاویتاسیون و فرسایش بوده است. در پل سازی مهمترین کاربرد آن در سطوحی بوده که در معرض خوردگی و فرسایش قرار دارند.

دالهای روی بستر
در مورد دالهاى روى بستر، نمونه هایی که خوب بررسی شده باشند اندک هستند. اما در جاهایی که دال بتنی مسلح به الیاف فولادی تحت تاثیر عبور و مرور اتوبوسهای سنگین قرار دارد، مشخص شده است که این نوع دال، با ضخامتی در محدود 60 تا 75 درصد دالهاى غیرمسلح، عملکردی مشابه آنها دارند با استفاده از این نوع بتن، پوشش باند فرودگاهها را میتوان به نحو قابل ملاحظه اى ( 20 تا 60 درصد) نازکتر از پوششهای بتنی غیر مسلح مشابه اجرا کرد. خستگی خمشی عامل مهمی است که بر عملکرد کفسازى اثر می گذارد، اطلاعات موجود نشان میدهد که الیاف، مقاومت بتن را در برابر خستگی به نحو قابل ملاحظه ای افزایش می دهند.

دالهای سازه ای سقفها

براى دالهای کوچک، براساس نظریه خط سیلان، یک روش طراحی ارایه شده است که بر نتایج حامل از آزمایش دالهاى دو طرفه بتنى متکى است. ولی برون یابی نتایج کار و اعمال انها بر دالهای بزرگتر، به شدت نهى شده است.

عرشه پلها

استفاده از نمکهای یخ زدا موجب انهدام عرشه پلها می شود. بتن الیافی گرچه نمی تواند مانع از نفوذ این نمکها شود ولی با محدود نگاه داشتن تعداد و عرض ترکها میتوان از گسترش دامنه این انهدام جلوگیری کرد.

تیرها

خمش در تیرها

در این زمینه، هم براى تیرهایی که تنها به الیاف مسلح شده اند و هم در مورد تیرهایی که از ترکیب الیاف و آرماتور در آنها استفاده شده، فرمولها و معادلاتی ارائه گردیده است . در مورد تیرهای که فقط به الیاف مسلح باشند، معادلات مذکور ارزش عملی چندانی ندارند و تنها در مورد تیرهای کوچک (10×10×35 سانتیمتری) و اعضای فرعی سازه ها کاربرد دارند . اما در زمینه تیرهای مسلح به ترکیب الیاف و آرماتور معادلات، طرح شده با توجه به استفاده از مقاومت کششی افزایش یافته بتن که به کمک آرماتور کششی می آید، قادرند مدل مناسبی از تیر به دست دهند. از جمله این معادلات، روابط پشنهادی است که مشابه معادلات روش طراحی بر اساس مقاومت نهایی ACI است .

اتصالات تیر- ستون

مطالعات اخیر روی اتصالات تیر- ستون مقاوم در برابر زلزله با استفاده از الیاف فولادی به جای بخشی از میلگردهای حلقوی، حاکی از بهبود قابل ملاحظه مقاومت، نرمی و جذب انرژی اتصال است .

ملاحظات مربوط به خستگی خمشی

تحقیقات اخیر نشان می دهد که افزودن الیاف به تیرهای بتنی مسلح به میلگرد عمر خستگی را و تغییر مکانها و عرض ترکها را کاهش می دهد. بر اساس این تحقیقات نتیجه گرفته می شود که اثر مفید الیاف با افزایش میزان میلگردها کاهش می یابد.

برش در تیرها

داده های آزمایشگاهی زیادی که در دست هستند نشان میدهند که الیاف اساساً ظرفیت برشی (مقاومت کششی قطری) تیرهای بتنی را افزایش می دهند. به کار بردن الیاف به جای خاموتهای قائم یا میل گردهای خم شده یا برای کمک به آنها مزایای چندی را ایجاد می کند که عبارتند از :

الف - الیاف در حجم بتن به طور یکنواخت توزیع شده و خیلی بیشتر از میلگرد های تقویتی برشی به یکدیگر نزدیک هستند.

ب - مقاومت کششی در نخستین ترک و مقاومت کششی نهایی هر دو توسط الیاف افزایش می یابند.

ج - مقاومت برشی اصطکاکی افزایش می یابد.

با استفاده از الیاف دارای انتهای آجدار می توان از انهدام فاجعه آمیز تیرهای بتنی در اثر کشش قطری جلوگیری کرد. برخی از پژوهشگران تحلیل هایی ارائه داده اند که نشان می دهد الیاف می توانند از لحاظ اقتصادی جایگزین خاموتها شوند الیاف دارای انتهای چین خورده می توانند به افزایشی چشمگیر در مقاومت برشی منجر شود . در برخی آزمایشها این افزایش حتی به 100 درصد بالغ گردیده است.

اخیرا بر اساس نتایج آزمایشگاهی روی 7 تیر دارای الیاف که چهار تیر آن خاموت هم داشته اند معادله زیر جهت برآورد Vcf پیشنهاد شده است.

Vcf=2/3Ft(d/a)0.25

Ft مقاومت کششی بتن است که از نتایج کشش مستقیم استوانه هاى 6×12 اینچی (15×30 سانتیمتری) به دست می آید.

( d/a ) نسبت عمق مؤثر به دهانه برشی است . اثرات انواع مختلف الیاف از طریق پارامتر Ft در معادله بررسی می شود. روش طراحی پیشنهاد شده همان طریق ACI 318 را در مورد محاسبه سهم خاموت در ظرفیت برشی دنبال می کند که به آن نیروی مقاوم بتن نیز که بر اساس تنش برش معادله بالا محاسبه می شود اضافه میگردد.

برش در دالها

مطالعات اخیر نشان داده اند که با افزودن الیاف فولادی قلابدار به آرماتور در دالهای بتنی مسلح، مقاومت برشی آنها بسته به درصد الیاف تا 42 درصد افزایش یابد.

شاتکریت

شاتکریت (بتن پاشى) دارای الیاف فولادی در ساختن سازه های گنبدی شکل، پوشش دادن، پایداری سنگریزه ها، تعمیر بتن فرسوده و غیره به کار می رود. طرح سازه ها به همان طریق سازه های مرسوم مورت می گیرد، فقط مشخصات بهبود یافته فشاری، برشی و کششی بتن الیافی در محاسبات وارد میشوند.

فرسایش در اثر کاویتاسیون

بتن مسلح به الیاف فولادی براى تعمیر آبروهای خروجی، حوضچه های آرامش سرریزها و قسمتهای دیگر بعضی از سدها به کار رفته است . در هر مورد از زمان تعمیر تاکنون، با وجود ارتفاع زیاد این سدها و شگرف بودن قدرت آب خروجی بتن الیافی به بهترین نحو پایداری کرده است.

کاربردهای دیگر

بتن مسلح به الیاف و بویژه فولادی در بسیاری از جاهای دیگر نیز به کار رفته که روشهای طراحی خاص و روشنی نداشته اند. به طور مثال این موارد شامل : پیاده روها، حفاظت خاکریزها، پی ماشین آلات، پوشش آدم روها، سدها، پوشش نهرها، تانکهای ذخیره مواد و اعضای پیش ساخته نازک می شود. مسلما با گذشت زمان و انجام تحقیقات بیشتر و کاملتر، موارد استفاده از این نوع بتن متنوع تر و کاربرد آن نیز رایج تر خواهد شد.

استفاده و کاربرد بتن الیافی در ایران

بر اساس مطالب یاد شده بتن الیافی با مزایای ویژه خود می تواند کاربردهای وسیعی داشته باشد، لیکن جهت به کار گیری آن در ایران لازم است که دو نکته اساسی در نظر باشد.

مورد اول :

لازم است که حداقل مقاومتی براى بتن در کلیه سازه های بتنی اعمال شود، که این خود در کیفیت بتن، بدون واردکردن هیچ گونه الیافی نقش موثر دارد. بدین معنی که باید اول کیفیت بتن بدون الیاف را ارتقا دهیم.

مورد دوم :

نظر به اینکه باید از پدیده «گلوله شدن» در بتن الیافی جلوگیری به عمل آید، لذا لازم است نحوه صحیح مخلوط کردن الیاف با بتن و همچنین استفاده از روان سازها جهت افزایش کارایى فراهم آید. لازم است به این صنعت نو پا با کاربردهای فراوان، توجه بیشتری معطوف شود و الیاف مختلف اعم از مصنوعی (مانند الیاف پلی پروپیلن) و فولادی، به شکل مطلوب و با کیفیت مناسب ساخته شوند. سرمایه گذاری جهت ساخت الیاف و اینکه صنعت پتروشیمی به ساخت الیاف پلی پروپیلن و صنعت فولاد به ساخت الیاف فولادی مبادرت ورزند، میتواند راه گشا باشد.

منبع: وبلاگ معین بهرامپور -

كاربردهای بتن الیافی

كاربردهای بتن الیافی

بیشترین کاربردهای بتن مسلح به الیاف بویژه الیاف فولادی تاکنون در دالها، عرشه پلها، کف سازی فرودگاهها، پارکینگها و محیطهای در معرفی کاویتاسیون و فرسایش بوده است. در پل سازی مهمترین کاربرد آن در سطوحی بوده که در معرض خوردگی و فرسایش قرار دارند.

دالهای روی بستر
در مورد دالهاى روى بستر، نمونه هایی که خوب بررسی شده باشند اندک هستند. اما در جاهایی که دال بتنی مسلح به الیاف فولادی تحت تاثیر عبور و مرور اتوبوسهای سنگین قرار دارد، مشخص شده است که این نوع دال، با ضخامتی در محدود 60 تا 75 درصد دالهاى غیرمسلح، عملکردی مشابه آنها دارند با استفاده از این نوع بتن، پوشش باند فرودگاهها را میتوان به نحو قابل ملاحظه اى ( 20 تا 60 درصد) نازکتر از پوششهای بتنی غیر مسلح مشابه اجرا کرد. خستگی خمشی عامل مهمی است که بر عملکرد کفسازى اثر می گذارد، اطلاعات موجود نشان میدهد که الیاف، مقاومت بتن را در برابر خستگی به نحو قابل ملاحظه ای افزایش می دهند.

دالهای سازه ای سقفها

براى دالهای کوچک، براساس نظریه خط سیلان، یک روش طراحی ارایه شده است که بر نتایج حامل از آزمایش دالهاى دو طرفه بتنى متکى است. ولی برون یابی نتایج کار و اعمال انها بر دالهای بزرگتر، به شدت نهى شده است.

عرشه پلها

استفاده از نمکهای یخ زدا موجب انهدام عرشه پلها می شود. بتن الیافی گرچه نمی تواند مانع از نفوذ این نمکها شود ولی با محدود نگاه داشتن تعداد و عرض ترکها میتوان از گسترش دامنه این انهدام جلوگیری کرد.

تیرها

خمش در تیرها

در این زمینه، هم براى تیرهایی که تنها به الیاف مسلح شده اند و هم در مورد تیرهایی که از ترکیب الیاف و آرماتور در آنها استفاده شده، فرمولها و معادلاتی ارائه گردیده است . در مورد تیرهای که فقط به الیاف مسلح باشند، معادلات مذکور ارزش عملی چندانی ندارند و تنها در مورد تیرهای کوچک (10×10×35 سانتیمتری) و اعضای فرعی سازه ها کاربرد دارند . اما در زمینه تیرهای مسلح به ترکیب الیاف و آرماتور معادلات، طرح شده با توجه به استفاده از مقاومت کششی افزایش یافته بتن که به کمک آرماتور کششی می آید، قادرند مدل مناسبی از تیر به دست دهند. از جمله این معادلات، روابط پشنهادی است که مشابه معادلات روش طراحی بر اساس مقاومت نهایی ACI است .

اتصالات تیر- ستون

مطالعات اخیر روی اتصالات تیر- ستون مقاوم در برابر زلزله با استفاده از الیاف فولادی به جای بخشی از میلگردهای حلقوی، حاکی از بهبود قابل ملاحظه مقاومت، نرمی و جذب انرژی اتصال است .

ملاحظات مربوط به خستگی خمشی

تحقیقات اخیر نشان می دهد که افزودن الیاف به تیرهای بتنی مسلح به میلگرد عمر خستگی را و تغییر مکانها و عرض ترکها را کاهش می دهد. بر اساس این تحقیقات نتیجه گرفته می شود که اثر مفید الیاف با افزایش میزان میلگردها کاهش می یابد.

برش در تیرها

داده های آزمایشگاهی زیادی که در دست هستند نشان میدهند که الیاف اساساً ظرفیت برشی (مقاومت کششی قطری) تیرهای بتنی را افزایش می دهند. به کار بردن الیاف به جای خاموتهای قائم یا میل گردهای خم شده یا برای کمک به آنها مزایای چندی را ایجاد می کند که عبارتند از :

الف - الیاف در حجم بتن به طور یکنواخت توزیع شده و خیلی بیشتر از میلگرد های تقویتی برشی به یکدیگر نزدیک هستند.

ب - مقاومت کششی در نخستین ترک و مقاومت کششی نهایی هر دو توسط الیاف افزایش می یابند.

ج - مقاومت برشی اصطکاکی افزایش می یابد.

با استفاده از الیاف دارای انتهای آجدار می توان از انهدام فاجعه آمیز تیرهای بتنی در اثر کشش قطری جلوگیری کرد. برخی از پژوهشگران تحلیل هایی ارائه داده اند که نشان می دهد الیاف می توانند از لحاظ اقتصادی جایگزین خاموتها شوند الیاف دارای انتهای چین خورده می توانند به افزایشی چشمگیر در مقاومت برشی منجر شود . در برخی آزمایشها این افزایش حتی به 100 درصد بالغ گردیده است.

اخیرا بر اساس نتایج آزمایشگاهی روی 7 تیر دارای الیاف که چهار تیر آن خاموت هم داشته اند معادله زیر جهت برآورد Vcf پیشنهاد شده است.

Vcf=2/3Ft(d/a)0.25

Ft مقاومت کششی بتن است که از نتایج کشش مستقیم استوانه هاى 6×12 اینچی (15×30 سانتیمتری) به دست می آید.

( d/a ) نسبت عمق مؤثر به دهانه برشی است . اثرات انواع مختلف الیاف از طریق پارامتر Ft در معادله بررسی می شود. روش طراحی پیشنهاد شده همان طریق ACI 318 را در مورد محاسبه سهم خاموت در ظرفیت برشی دنبال می کند که به آن نیروی مقاوم بتن نیز که بر اساس تنش برش معادله بالا محاسبه می شود اضافه میگردد.

برش در دالها

مطالعات اخیر نشان داده اند که با افزودن الیاف فولادی قلابدار به آرماتور در دالهای بتنی مسلح، مقاومت برشی آنها بسته به درصد الیاف تا 42 درصد افزایش یابد.

شاتکریت

شاتکریت (بتن پاشى) دارای الیاف فولادی در ساختن سازه های گنبدی شکل، پوشش دادن، پایداری سنگریزه ها، تعمیر بتن فرسوده و غیره به کار می رود. طرح سازه ها به همان طریق سازه های مرسوم مورت می گیرد، فقط مشخصات بهبود یافته فشاری، برشی و کششی بتن الیافی در محاسبات وارد میشوند.

فرسایش در اثر کاویتاسیون

بتن مسلح به الیاف فولادی براى تعمیر آبروهای خروجی، حوضچه های آرامش سرریزها و قسمتهای دیگر بعضی از سدها به کار رفته است . در هر مورد از زمان تعمیر تاکنون، با وجود ارتفاع زیاد این سدها و شگرف بودن قدرت آب خروجی بتن الیافی به بهترین نحو پایداری کرده است.

کاربردهای دیگر

بتن مسلح به الیاف و بویژه فولادی در بسیاری از جاهای دیگر نیز به کار رفته که روشهای طراحی خاص و روشنی نداشته اند. به طور مثال این موارد شامل : پیاده روها، حفاظت خاکریزها، پی ماشین آلات، پوشش آدم روها، سدها، پوشش نهرها، تانکهای ذخیره مواد و اعضای پیش ساخته نازک می شود. مسلما با گذشت زمان و انجام تحقیقات بیشتر و کاملتر، موارد استفاده از این نوع بتن متنوع تر و کاربرد آن نیز رایج تر خواهد شد.

استفاده و کاربرد بتن الیافی در ایران

بر اساس مطالب یاد شده بتن الیافی با مزایای ویژه خود می تواند کاربردهای وسیعی داشته باشد، لیکن جهت به کار گیری آن در ایران لازم است که دو نکته اساسی در نظر باشد.

مورد اول :

لازم است که حداقل مقاومتی براى بتن در کلیه سازه های بتنی اعمال شود، که این خود در کیفیت بتن، بدون واردکردن هیچ گونه الیافی نقش موثر دارد. بدین معنی که باید اول کیفیت بتن بدون الیاف را ارتقا دهیم.

مورد دوم :

نظر به اینکه باید از پدیده «گلوله شدن» در بتن الیافی جلوگیری به عمل آید، لذا لازم است نحوه صحیح مخلوط کردن الیاف با بتن و همچنین استفاده از روان سازها جهت افزایش کارایى فراهم آید. لازم است به این صنعت نو پا با کاربردهای فراوان، توجه بیشتری معطوف شود و الیاف مختلف اعم از مصنوعی (مانند الیاف پلی پروپیلن) و فولادی، به شکل مطلوب و با کیفیت مناسب ساخته شوند. سرمایه گذاری جهت ساخت الیاف و اینکه صنعت پتروشیمی به ساخت الیاف پلی پروپیلن و صنعت فولاد به ساخت الیاف فولادی مبادرت ورزند، میتواند راه گشا باشد.

منبع: وبلاگ معین بهرامپور -

استفاده از خرده شیشه در بتن

استفاده از خرده شیشه در بتن

مقدار زیادی از شیشه های مصرف شده دوباره بازیافت می شوند و قسمتی نیز برای مصارف گوناگون از جمله سنگدانه های بتن به کار می روند .مقدار زیادی از این مواد شرط لازم برای بازیافت را فراهم نمی کنند و این مواد برای دفن فرستاده می شوند. فضای مورد استفاده برای دفن قابل توجه است و این فضا می تواند برای مصارف دیگری به کار برده شود. شیشه یک قلیایی غیر پایدار است که در محیط بتن میتواند باعث بوجود آمدن مشکلات ناشی از واکنش قلیایی – سیلیسی (ASR) شود. این ویژگی به عنوان یک مزیت در خرد کردن پودر شیشه و استفاده از آن به عنوان یک ماده پوزولانی در بتن استفاده شده است. رفتار دانه های بزرگ شیشه را در واکنش قلیایی در آزمایشگاه نمی توان با رفتار واقعی پودر شیشه در طبیعت برابر دانست. تجربه مزایای واکنش پوزولانی شیشه را در بتن مشخص کرده است. می توان در بعضی از مخلوطهای بتن تا %30 وزن سیمان پودر شیشه اضافه کرد و به مقاومت مناسبی دست یافت.

مقدمه
شیشه در انواع مختلفی تولید می شود (بسته بندی ، شیشه صاف ، حباب لامپها ، لامپ تلویزیونها و ...). اما همه این وسایل عمر مشخصی دارند و نیاز به استفاده دوباره و بازیافت آنها به منظور جلوگیری از مشکلات زیست محیطی که ناشی از ذوب آنها و یا دفن ایجاد می شود احساس می شود.

بازیافت شیشه های مصرف شده بصورت تجاری به محلهای مخصوص طراحی شده برای بازیافت یا دفن و یا جمع آوری کربنات و سپس حمل آنها به محلهای دپو می روند. بزرگترین هدف قوانین زیست محیطی تا خد امکان کم کردن ضایعات شیشه و بردن آنها به محلهای دفن و تجزیه شیمیایی آنها به طور اقتصادی است. شیشه یک ماده منحصر به فرد است که می تواند بارها و بارها بدون تغییر در خواصش بازیافت شود. به عبارت دیگر یک بطری می تواند ذوب شده و دوباره به بطری تبدیل شود بدون اینکه تغییر زیادی در خواصش ایجاد شود.

بیشتر شیشه های تولیدی بصورت بطری هستند و مقدار زیادی از شیشه های جمع آوری شده دوباره برای تولید بطری به کار می روند. اثر این پروسه به شیوه جمع آوری و مرتب کردن شیشه ها با رنگهای مختلف وابسته است. اگر رنگهای مختلف شیشه قابل جدا کردن باشند می توان از آنها جهت تولید شیشه با رنگهای مشابه استفاده کرد. ولی وقتی که شیشه با رنگهای متفاوت با هم مخلوط شدند، برای تولید بطری نامناسب می شوند و باید آنها را در مصارف دیگری به کار برد و یا دفن کرد. آقای ریندل (Rindl) به چند مورد از استفاده های غیر بطری شیشه اشاره می کند که شامل : سنگدانه روسازی راه ،پوشش آسفالت ، سنگدانه بتن ، مصارف ساختمانی ( کاشی شیشه ای ، پانلهای دیوار و ...) ، فایبر گلاس ،شیشه های هنری ،کودهای شیمیایی ،محوطه سازی ،سیمان هیدرولیکی و بسیاری دیگر. استفاده از بتن در سنگدانه های بتن در این مقاله مورد بررسی قرار می گیرد. نگرانی بزرگی که در استفاده از شیشه در بتن وجود دارد واکنش شیمیایی مابین ذرات سیلیس اشباع شیشه و قلیاییهای مخلوط بتن است که به واکنش سیلیسی – قلیایی(Alkali Silica Reaction ASR) معروف است. این واکنش می تواند برای پایداری بتن بسیار خطرناک باشد. به همین منظور باید پیشگیری مناسبی در جهت کمتر کردن اثر این واکنش انجام شود. پیشگیری مناسب می تواند با استفاده از یک ماده پوزولانی مناسب مانند :خاکستر هوایی ،سرباره کوره آهن گدازی و یا میکرو سیلیس (Silica Fume SF) با نسبت مناسب در مخلوط بتن انجام گیرد. حساسیت شیشه به مواد قلیایی این حدس را بوجود می آورد که شیشه درشت و فیبر شیشه می تواند اثر واکنش ASR را کم و یا محو کند. اگرچه این تصور نیز وجود دارد که پودر شیشه می تواند خواص پوزولانی (مانند مواد ذکر شده در بالا) از خود نشان دهد و از اثرات و انجام واکنش ASR توسط دانه های شیشه جلوگیری کند.

برای مثال پودر شیشه آهکی سیلیکاتی رد شده از الک 100# در جهت کاهش ASR است. همچنین مرکز زمین پاک واشنگتن بیان می کند که دانه های ریز (پودر) می توانند بتن را بوسیله آزمایش ASR تضعیف کنند. همچنین کارهای انجام شده توسط آقای Samtur بر روی این موضوع بیان می کند که پودر شیشه رد شده از الک 200# می تواند مانند یک ماده پوزولانی و در جهت کاهش اثر واکنش سنگدانه ها (ASR) عمل کند. همچنین آقای Pattengil نیز به همین نتایج دست یافت. ذرات شیشه باعث انبساط زیادی می شوند. اگرچه ذرات کوچکتر از mm 0.25 در آزمایشگاه باعث هیچ گونه انبساطی در بتن نگردیدند.مشخص شد که ذرات شیشه حدود mm 1.2 باعث بیشترین انبساط ملات در بین دانه های با اندازه mm 4.75 تا mm 0.15 می شوند.همچنین این نتیجه حاصل شد که بیشترین انبساط وقتی حاصل می شود که 100% ذرات شیشه بصورت سنگدانه باشند و اگر شیشه های سبز بیش از 1% اکسید کرم داشته باشند اثر مثبتی بر واکنش ASR دارند. mm1.5

پودر شیشه بر کم کردن اثر واکنش ASR در آزمایش تسریع شده ملات مانند اثر خاکستر بادی و میکروسیلیس و سرباره موثر است. این نشان می دهد که پودر شیشه می تواند انبساط ناشی از ASR را در سنگدانه های حساس و شیشه های دانه ای متوقف کند. از مطالب بالا نتیجه گیری می شود که شیشه می تواند به سه صورت در بتن استفاده شود: درشت دانه ریز دانه پودر شیشه درشت دانه و ریز دانه می توانند باعث واکنش ASR در بتن شوند. اما پودر شیشه می تواند اثر ASR آنها را کاهش دهد. در بعد تجاری بسیار به صرفه است که پودر شیشه به جای سیمان مصرف شود تا اینکه شیشه به عنوان سنگدانه در بتن مصرف شود. پودر پودر شیشه یک ماده با ارزش است که از شیشه هایی که برای بازیافت مناسب نیستند به دست می آید. در قسمتهای بعدی اطلاعاتی در مورد استفاده از شیشه در بتن در سه حالت ذکر شده ارائه می گردد. کارهای آزمایشگاهی سه مورد از کاربردهای شیشه در بتن در برنامه تحقیق ARRB مشخص شده است. اینها شامل : شیشه های درشت دانه شیشه های ریزدانه و پودر شیشه است. حدود ذرات برای هر شاخه در زیر ذکر شده است. شیشه درشت دانه mm 12-4.75 CGA شیشه ریز دانه mm4.7-0.15 FGA پودر شیشه کوچکتر از mm0.01 GLP ترکیب شیمیایی تولیدات یک تیپ شیشه مشابه هستند. 

شیشه های درشت دانه و ریز دانه جهت جایگزینی حدود اندازه های مشابه سنگدانه های طبیعی به کار می روند. پودر شیشه به عنوان یک ماده پوزولانی مورد مطالعه قرار می گیرد(مانند کاربرد خاکستر هوایی و میکروسیلیس). مواد طبیعی استفاده شده در این کار شامل ماسه طبیعی بتن ویکتوریا و سنگ شکسته طبیعی بازالتی بود. یکسری سنگدانه فعال خاکستری از NSW برای تشخیص اثر پودر شیشه بر توقف انبساط AAR (Alkali Aggregate Reaction) مصرف شد.

3- سنگدانه های درشت و ریز شیشه در بتن تاثیر خصوصیات فیزیکی سنگدانه های شیشه ای مانند اندازه آنها در مخلوط بتن مشخص است. شیشه بنابر طبیعت اشباع از سیلیس و شکل بی ریخت ملکولی آن به حمله شیمیایی مخیط قلیایی که در بتن هیدراته شده ایجاد می شود حساس است. این حمله شیمیایی می تواند تولید تغییر شکلهای وسیعی بر ژل AAR بتن داشته باشد که توسعه پیدا می کند و اگر پیشگیریهای مناسب در فرمولاسیون طرح اختلاط لحاظ نشود باعث ترک خوردن زودرس بتن می شود. طبیعت واکنش شیشه در کاربرد آن در بتن بسیار اهمیت دارد. برای مثال بعضی از سنگدانه های طبیعی می توانند وقتی که به مقدار کمی در بتن استفاده می شوند باعث انبساط بیش از اندازه بتن شوند و بعضی دیگر به صورت 100% در بتن استفاده می شوند. واکنش سنگدانه ها بوسیله آزمایش تسریع شده استوانه ملات (AMBT) مشخص می شود (ASTM C1260). نتایج آزمایش AMBT نشان می دهد که مخلوط با شیشه بیشتر در ملات انبساط بیشتری نیز داشته است. شرط برای این آزمایش این است که انبساط کمتر از 0.1% در عمر 21 روزه نشان دهنده سنگدانه غیر فعال و بیش از 0.1% در عمر 10 روزه نشان دهنده سنگدانه فعال است. انبساط کمتر از 0.1% در 10 روز ولی بیش از 0.1% در 21 روز نشان دهنده سنگدانه با واکنش آهسته است. بر اساس این شرط استفاده از بیش از 30% شیشه در بتن ممکن نیست اثرات زیانباری داشته باشد. (مخصوصا اگر قلیاییهای بتن کمتر از kg3 Na2O در یک متر مکعب باشد). بتنهای با قلیایی بیشترممکن است انبساطهای بیشتری را بوجود بیاورند.  نتیجه نشان می دهد که اندازه های شیشه زیر mm0.3 اختمال کمی برای انبساط خطرناک دارند ولی اندازه های بزرگتر ازممکن است باعث انبساطهای قابل ملاخظه ای شوند. بنابراین اندازه انبساط وابسته به میزان شیشه موجود، اندازه ذرات و میزان قلیاییهای مخلوط است.این نتایج نشان می دهد که شیشه می تواند ژلAAR تولید کند و اگر اندازه ذرات به اندازه کافی کوچک شود می تواند به عنوان یک ماده پوزولانی عمل کند. mm0.6
مشخص شده است که فعالیت سنگدانه ها و انبساط حاصله می تواند با بکار بردن میزان مناسب از مواد با خاصیت سیمانی شدن مانند میکرو سیلیس و خاکستر هوایی کنترل شود. همچنین پودر شیشه ریز می تواند بصورت مشابه عمل کند. با توجه به کاربرد سنگدانه های ریز و درشت که مورد بررسی قرار گرفتند مخلوطهای آزمایشی با توجه به میزان سنگدانه های ریز و درشت مناسب در مخلوط بتن گسترش یافته اند. آزمایشات به سمت تولید بتن با حدود Mpa32 تحمل پیش رفتند. مخلوط محتوی Kg/m3255 سیمان و Kg/m3 85 خاکستر هوایی بود. میزان شن و ماسه به ترتیب Kg/m3 1080 و Kg/m3780 مناسب به نظر می رسید.
بعد از تعدادی سعی و خطا فرمولی رضایتبخش به سمت ویژگیهای مناسب بتن تازه جهت این مخلوط پیدا شد که به صورت زیر است: این موضوع از مقاومت بتنها آشکار است که این مخلوطها به راحتی به مقاومت Mpa32 رسیده و ختی از آن عبور می کنند( در حالی که از مقدار زیادی شیشه بازیافتی استفاده شده است). برای مصارف غیر سازه ای که مقاومت کمتری مورد نیاز است از همین مخلوط بدون کاهش دهنده (روان کننده) آب می توان استفاده کرد.  با توجه به وجود 25% خاکستر هوایی در مخلوط ،بتن از واکنش ASR نیز محفوظ است. جمع شدگی ناشی از خشک شدن این مخلوطها خوب و زیر مرز 0.075% که توسط استاندارد استرالیا معین شده ، بود.  با توجه به مطالب بالا به این نتیجه می رسیم که مقدرا حتی بیش از 50% از هر کدام از درشت دانه یا ریز دانه می توانند در مخلوط بتن سازه ای یا غیرسازه ای مصرف شوند. اگرچه دیگر پارامترهای مهندسی این مخلوط ها نیاز به تحقیق و بررسی بیشتری دارند.

4- اثرات پودر شیشه بر مقاومت ملات تقسیم اندازه ذرات پودر شیشه (GLP) بصورت زیر است: اندازه ذرات کوچکتر از 5 میکرون 5-10 میکرون 10-15 میکرون بزرگتر از 15 میکرون درصد 39 49 4.4 7.6 سطح مخصوص پودر شیشه m2/Kg 800بود که تقریبا دو برابر بیشتر سیمانهای موجود است. در مورد جایگزینی سیمان ممکن است کاهش مقاومت 28 روزه پیش بیاید که یک اثر کوتاه مدت است و خواص پوزولانی را آشکار می کند. همچنین خاکستر هوایی نیز وقتی که با میزان مشابه سیمان جایگزین می شود اثری مشابه تولید می کند. مقاومتهای طولانی تر با میکرو سیلیس مورد مطالعه قرار گرفتند. این سری از نمونه ها تشکیل شده بود از : نمونه کنترلی که ریزدانه فعال خاکستری داشت، نمونه با 10% میکروسیلیس ، با 20% پودر شیشه ، با 30% پودر شیشه که با سیمان مساوی جایگزین شده بودندو در یک نمونه نیز 30% پودر شیشه جایگزین سنگدانه ها شده بود. سه نتیجه نشان می دهد که جایگزینی 10% بخار سیلیس مقاومت بیشتری از جایگزینی GLP دارد. ولی همچنین نشان می دهد نمونه ملاتی که حاوی GLP باشد برای مدت طولانی تری رشد مقاومت خواهد داشت (به خاطر واکنش پوزولانی). باید توجه شود که وقتی 30% ماسه با پودر شیشه جایگزین می شود مقاومت 90 روزه برابر مقاومت مخلوط حاوی میکروسیلیس است. برای بررسی اثر مثبت جایگزینی پودر شیشه به جای سنگدانه ها دو آزمایش اضافی بر روی مکعبهای ملات انجام شد (270 روز عمل آوری شده).
در یک سری از نمونه ها 20% از سیمان با پودر شیشه جایگزین شد و در سری بعدی به علاوه 20% سیمان 10% از سنگدانه ها نیز جایگزین شدند. این جایگزینی به صرفه است (احتمالا به خاطر بهبود دانه بندی و واکنش پوزولانی). همچنین باید توجه شود که مقاومت مخلوط با 20% شیشه به جای سیمان و 10% به جای سنگدانه ها به مقاومت مخلوط محتوی میکرو سیلیس رسیده و از آن تجاوز می کند. ظاهرا اثرات سود آور مقایسه شده میکرو سیلیس بر مقاومت نسبت به پودر شیشه بصورتی زیاد در این آزمایش افزایش یافته اند. زیرا مخلوط با میکروسیلیس حاوی 90% سیمان است ولی مخلوطهای با پودر شیشه حاوی 80 و 70% سیمان هستند. برای مقایسه مبتنی بر میزان سیمان مساوی ، آزمایش مقاومت ملات بر روی دو سری از نمونه ها که حاوی شیشه دانه بندی شده به جای ریزدانه (80% شیشه و 20% ماسه طبیعی) که 30% از سیمان نیز با مواد دیگر جایگزین شده بود انجام شد. در یک نمونه 30% از سیمان با پودر شیشه جایگزین شد و در دیگری با مخلوطی از 10% میکروسیلیس و 20% سنگ بازالتی غیر پوزولانی نرم و ساییده شده. در این روش میزان سیمان هردو نمونه مساوی است. نتایج مقاومت برای هر دونمونه تقریبا یکسان است. باید به این نکته توجه شود که مقاومتهای نشان داده شده به علت تفاوت کلی در سنگدانه های ملات اساسا قابل مقایسه نیستند.

5- اثر پودر شیشه بر انبساط ملات دانه های در حد ماسه شیشه می توانند باعث واکنش قلیایی سنگدانه ها بصورت خطرناکی باشند ( مخصوصا در میزان بالای شیشه در آزمایش تسریع شده ملات). بنابر این 6 سری نمونه های ملات محتوی 80% دانه های شیشه فعال ساخته شد. نمونه کنترلی که حاوی سنگدانه و سیمان معمولی بود، و در 5 نمونه دیگر سیمان با 5% و 10% میکروسیلیس و 10 و20 و 30% پودر شیشه جایگزین شده بودند.
این ترکیبات (هردو حالت GLPو میکروسیلیس) در کاهش انبساط واکنش AAR موثر هستند به شرط اینکه به اندازه مناسب مصرف شوند (10%میکروسیلیس و <20%GLP). این نتایج نشان می دهد که نقش 20 و 30% GLP در توقف واکنش AAR بیشتر از 10% میکروسیلیس است. با وجود مقدار زیاد کربنات سدیم در شیشه (حدود13%) این نکته مهم است که خود دانه های پودر شیشه باعث انبساط طولانی مدت ملات نشوند و یا باعث تحریک سنگدانه های فعال مخلوط نباشند. آزمایش طولانی مدت استوانه ملات در 38 درجه سانتیگراد و 100% اشباع با سنگدانه های فعال و غیر فعال و با میزان جایگزینی مساوی سیمان (مانند آنچه در بالا گفته شد) انجام شد. انبساط کمتر از 0.1% در یک سال نشان دهنده ترکیب بی ضرر است. وقتی سنگدانه ها غیر فعالند خود GLP باعث انبساط مخلوط نمی شود. اما وقتی سنگدانه ها فعال هستند وجود 30%GLP باعث تحریک واکنش سنگدانه های خیلی حساس هم نمی شود. همچنین وقتی که سیمان جایگزین نشود و 30% GLP به جای سنگدانه استفاده شود باعث انبساط خطرناک استوانه ملات نمی شود. اطلاعات نشان می دهد که GLP می تواند بدون ترس از اثرات زیانبار آن استفاده شود.

6 -پودر شیشه در بتن اثر پودر شیشه بر انبساط بتن مشخص شد. یکسری سنگدانه خیلی فعال در منشور بتن (بر اساس ASTM C1293) استفاده شد.انبساط خطرناک در این آزمایش 0.03% تا 0.04% در یک سال است. 40% GLP که پتانسیل رها سازی قلیایی بیشتری از 30%GLP دارد می تواند تا 80% از انبساط ناشی از سنگدانه های فعال جلوگیری کند. برای سنگدانه های کمتر فعال نیز انبساط متوقف می شود. این امر نشان دهنده اثر مثبت GLP در بهبود دوام بتن است. وقتی که نسبتهای متفاوتی از GLP با سنگدانه های غیر فعال در بتن با قلیایی بالاتر (Na2O/m3 5.8) استفاده می شوند خود شیشه نیز باعث انبساط خطرناکی در مخلوط نمی شود. نتیجه آخر اینکه GLP اثر زیان آوری بر مخلوط بتن ندارد.
اثر پودر شیشه بر خزش و مقاومت بتن به تعداد نمونه ها ولی با قلیایی کمتر برای تعیین خزش خشک شدن بتن با مقادیر مختلف GLP و میکروسیلیس استفاده شد. اطلاعات طولانی مدت نشان می دهد که خزش خشک شدگی مخلوطهای متفاوت زیاد نیست و به راختی استانداردهای AS3600 را برآورده می کند.(کمتر از 0.075% در 56 روز).

به نظر می رسد که اگرچه مخلوط های محتوی GLP مقاومت اولیه کمتری دارند (با توجه به سیمان کمتر) ولی به رشد مقاومت خود در محیط نمناک ادامه می دهند و به مقاومت نمونه کنترلی نزدیک می شوند. همچنین وقتی که GLP با ماسه جایگزین می شود مقاومت بصورت چشمگیری از نمونه کنترلی بیشتر است. رشد ممتد مقاومت به وضوح اثر مثبت واکنش پوزولانی را در بتن نمایان می سازد.

7-بافت میکروسکوپی ملات محتوی پودر شیشه نمونه های ملات محتوی GLP که 270 روز در محیط نمناک بودند بوسیله میکروسکوپ الکترونی اسکن شدند. این نمونه های ملات نشان دهنده خصوصیات بتنهای با عمر مشابه نیز بودند. در هر دو مورد شکست سطح نمونه ملات حاکی از بافت میکروسکوپی متراکم بود.

8- نتیجه اطلاعات موجود در این مقاله نشان می دهد که پتانسیل زیادی در بازیافت شیشه و مصرف آن در حالتهای پودر ،ریزدانه و درشت دانه وجود دارد. این نتیجه نهایی می تواند حاصل شود که می توان با جایگزینی شیشه با مواد گرانقیمت ری مانند میکروسیلیس یا خاکسترهوایی و یا حتی سیمان در هزینه ها صرفه جویی کرد.

GLP
مصرف پودر شیشه در بتن می تواند از انبساط ASR در حضور سنگدانه های فعال جلوگیری کند. همچنین بهبود مقاومت پودر شیشه در ملات و بتن چشمگیر است. آزمایشات بافت میکروسکوپی نشان دهنده این است که پودر شیشه می تواند یک مخلوط متراکم تر تولید کند و خصوصیات دوام بتن را بهبود ببخشد. این نتیجه که 30% پودر شیشه می تواند به جای سیمان یا سنگدانه در بتن (بدون نگرانی از اثرات زیانبار طولانی مدت) جایگزین شود حاصل شد. بیشتر از 50% از هر دو (پودر شیشه یا سنگدانه شیشه ای) می تواند در بتن با رده مقاومت Mpa 32 باعث بهبود قابل قبول مقاومت بتن شود.

منبع:  moein-omran.blogfa.com
        به نقل از وبلاگ اسماعیل محمدی - mohandesi-sakhteman.blogfa.co

استفاده از خرده شیشه در بتن

استفاده از خرده شیشه در بتن

مقدار زیادی از شیشه های مصرف شده دوباره بازیافت می شوند و قسمتی نیز برای مصارف گوناگون از جمله سنگدانه های بتن به کار می روند .مقدار زیادی از این مواد شرط لازم برای بازیافت را فراهم نمی کنند و این مواد برای دفن فرستاده می شوند. فضای مورد استفاده برای دفن قابل توجه است و این فضا می تواند برای مصارف دیگری به کار برده شود. شیشه یک قلیایی غیر پایدار است که در محیط بتن میتواند باعث بوجود آمدن مشکلات ناشی از واکنش قلیایی – سیلیسی (ASR) شود. این ویژگی به عنوان یک مزیت در خرد کردن پودر شیشه و استفاده از آن به عنوان یک ماده پوزولانی در بتن استفاده شده است. رفتار دانه های بزرگ شیشه را در واکنش قلیایی در آزمایشگاه نمی توان با رفتار واقعی پودر شیشه در طبیعت برابر دانست. تجربه مزایای واکنش پوزولانی شیشه را در بتن مشخص کرده است. می توان در بعضی از مخلوطهای بتن تا %30 وزن سیمان پودر شیشه اضافه کرد و به مقاومت مناسبی دست یافت.

مقدمه
شیشه در انواع مختلفی تولید می شود (بسته بندی ، شیشه صاف ، حباب لامپها ، لامپ تلویزیونها و ...). اما همه این وسایل عمر مشخصی دارند و نیاز به استفاده دوباره و بازیافت آنها به منظور جلوگیری از مشکلات زیست محیطی که ناشی از ذوب آنها و یا دفن ایجاد می شود احساس می شود.

بازیافت شیشه های مصرف شده بصورت تجاری به محلهای مخصوص طراحی شده برای بازیافت یا دفن و یا جمع آوری کربنات و سپس حمل آنها به محلهای دپو می روند. بزرگترین هدف قوانین زیست محیطی تا خد امکان کم کردن ضایعات شیشه و بردن آنها به محلهای دفن و تجزیه شیمیایی آنها به طور اقتصادی است. شیشه یک ماده منحصر به فرد است که می تواند بارها و بارها بدون تغییر در خواصش بازیافت شود. به عبارت دیگر یک بطری می تواند ذوب شده و دوباره به بطری تبدیل شود بدون اینکه تغییر زیادی در خواصش ایجاد شود.

بیشتر شیشه های تولیدی بصورت بطری هستند و مقدار زیادی از شیشه های جمع آوری شده دوباره برای تولید بطری به کار می روند. اثر این پروسه به شیوه جمع آوری و مرتب کردن شیشه ها با رنگهای مختلف وابسته است. اگر رنگهای مختلف شیشه قابل جدا کردن باشند می توان از آنها جهت تولید شیشه با رنگهای مشابه استفاده کرد. ولی وقتی که شیشه با رنگهای متفاوت با هم مخلوط شدند، برای تولید بطری نامناسب می شوند و باید آنها را در مصارف دیگری به کار برد و یا دفن کرد. آقای ریندل (Rindl) به چند مورد از استفاده های غیر بطری شیشه اشاره می کند که شامل : سنگدانه روسازی راه ،پوشش آسفالت ، سنگدانه بتن ، مصارف ساختمانی ( کاشی شیشه ای ، پانلهای دیوار و ...) ، فایبر گلاس ،شیشه های هنری ،کودهای شیمیایی ،محوطه سازی ،سیمان هیدرولیکی و بسیاری دیگر. استفاده از بتن در سنگدانه های بتن در این مقاله مورد بررسی قرار می گیرد. نگرانی بزرگی که در استفاده از شیشه در بتن وجود دارد واکنش شیمیایی مابین ذرات سیلیس اشباع شیشه و قلیاییهای مخلوط بتن است که به واکنش سیلیسی – قلیایی(Alkali Silica Reaction ASR) معروف است. این واکنش می تواند برای پایداری بتن بسیار خطرناک باشد. به همین منظور باید پیشگیری مناسبی در جهت کمتر کردن اثر این واکنش انجام شود. پیشگیری مناسب می تواند با استفاده از یک ماده پوزولانی مناسب مانند :خاکستر هوایی ،سرباره کوره آهن گدازی و یا میکرو سیلیس (Silica Fume SF) با نسبت مناسب در مخلوط بتن انجام گیرد. حساسیت شیشه به مواد قلیایی این حدس را بوجود می آورد که شیشه درشت و فیبر شیشه می تواند اثر واکنش ASR را کم و یا محو کند. اگرچه این تصور نیز وجود دارد که پودر شیشه می تواند خواص پوزولانی (مانند مواد ذکر شده در بالا) از خود نشان دهد و از اثرات و انجام واکنش ASR توسط دانه های شیشه جلوگیری کند.

برای مثال پودر شیشه آهکی سیلیکاتی رد شده از الک 100# در جهت کاهش ASR است. همچنین مرکز زمین پاک واشنگتن بیان می کند که دانه های ریز (پودر) می توانند بتن را بوسیله آزمایش ASR تضعیف کنند. همچنین کارهای انجام شده توسط آقای Samtur بر روی این موضوع بیان می کند که پودر شیشه رد شده از الک 200# می تواند مانند یک ماده پوزولانی و در جهت کاهش اثر واکنش سنگدانه ها (ASR) عمل کند. همچنین آقای Pattengil نیز به همین نتایج دست یافت. ذرات شیشه باعث انبساط زیادی می شوند. اگرچه ذرات کوچکتر از mm 0.25 در آزمایشگاه باعث هیچ گونه انبساطی در بتن نگردیدند.مشخص شد که ذرات شیشه حدود mm 1.2 باعث بیشترین انبساط ملات در بین دانه های با اندازه mm 4.75 تا mm 0.15 می شوند.همچنین این نتیجه حاصل شد که بیشترین انبساط وقتی حاصل می شود که 100% ذرات شیشه بصورت سنگدانه باشند و اگر شیشه های سبز بیش از 1% اکسید کرم داشته باشند اثر مثبتی بر واکنش ASR دارند. mm1.5

پودر شیشه بر کم کردن اثر واکنش ASR در آزمایش تسریع شده ملات مانند اثر خاکستر بادی و میکروسیلیس و سرباره موثر است. این نشان می دهد که پودر شیشه می تواند انبساط ناشی از ASR را در سنگدانه های حساس و شیشه های دانه ای متوقف کند. از مطالب بالا نتیجه گیری می شود که شیشه می تواند به سه صورت در بتن استفاده شود: درشت دانه ریز دانه پودر شیشه درشت دانه و ریز دانه می توانند باعث واکنش ASR در بتن شوند. اما پودر شیشه می تواند اثر ASR آنها را کاهش دهد. در بعد تجاری بسیار به صرفه است که پودر شیشه به جای سیمان مصرف شود تا اینکه شیشه به عنوان سنگدانه در بتن مصرف شود. پودر پودر شیشه یک ماده با ارزش است که از شیشه هایی که برای بازیافت مناسب نیستند به دست می آید. در قسمتهای بعدی اطلاعاتی در مورد استفاده از شیشه در بتن در سه حالت ذکر شده ارائه می گردد. کارهای آزمایشگاهی سه مورد از کاربردهای شیشه در بتن در برنامه تحقیق ARRB مشخص شده است. اینها شامل : شیشه های درشت دانه شیشه های ریزدانه و پودر شیشه است. حدود ذرات برای هر شاخه در زیر ذکر شده است. شیشه درشت دانه mm 12-4.75 CGA شیشه ریز دانه mm4.7-0.15 FGA پودر شیشه کوچکتر از mm0.01 GLP ترکیب شیمیایی تولیدات یک تیپ شیشه مشابه هستند. 

شیشه های درشت دانه و ریز دانه جهت جایگزینی حدود اندازه های مشابه سنگدانه های طبیعی به کار می روند. پودر شیشه به عنوان یک ماده پوزولانی مورد مطالعه قرار می گیرد(مانند کاربرد خاکستر هوایی و میکروسیلیس). مواد طبیعی استفاده شده در این کار شامل ماسه طبیعی بتن ویکتوریا و سنگ شکسته طبیعی بازالتی بود. یکسری سنگدانه فعال خاکستری از NSW برای تشخیص اثر پودر شیشه بر توقف انبساط AAR (Alkali Aggregate Reaction) مصرف شد.

3- سنگدانه های درشت و ریز شیشه در بتن تاثیر خصوصیات فیزیکی سنگدانه های شیشه ای مانند اندازه آنها در مخلوط بتن مشخص است. شیشه بنابر طبیعت اشباع از سیلیس و شکل بی ریخت ملکولی آن به حمله شیمیایی مخیط قلیایی که در بتن هیدراته شده ایجاد می شود حساس است. این حمله شیمیایی می تواند تولید تغییر شکلهای وسیعی بر ژل AAR بتن داشته باشد که توسعه پیدا می کند و اگر پیشگیریهای مناسب در فرمولاسیون طرح اختلاط لحاظ نشود باعث ترک خوردن زودرس بتن می شود. طبیعت واکنش شیشه در کاربرد آن در بتن بسیار اهمیت دارد. برای مثال بعضی از سنگدانه های طبیعی می توانند وقتی که به مقدار کمی در بتن استفاده می شوند باعث انبساط بیش از اندازه بتن شوند و بعضی دیگر به صورت 100% در بتن استفاده می شوند. واکنش سنگدانه ها بوسیله آزمایش تسریع شده استوانه ملات (AMBT) مشخص می شود (ASTM C1260). نتایج آزمایش AMBT نشان می دهد که مخلوط با شیشه بیشتر در ملات انبساط بیشتری نیز داشته است. شرط برای این آزمایش این است که انبساط کمتر از 0.1% در عمر 21 روزه نشان دهنده سنگدانه غیر فعال و بیش از 0.1% در عمر 10 روزه نشان دهنده سنگدانه فعال است. انبساط کمتر از 0.1% در 10 روز ولی بیش از 0.1% در 21 روز نشان دهنده سنگدانه با واکنش آهسته است. بر اساس این شرط استفاده از بیش از 30% شیشه در بتن ممکن نیست اثرات زیانباری داشته باشد. (مخصوصا اگر قلیاییهای بتن کمتر از kg3 Na2O در یک متر مکعب باشد). بتنهای با قلیایی بیشترممکن است انبساطهای بیشتری را بوجود بیاورند.  نتیجه نشان می دهد که اندازه های شیشه زیر mm0.3 اختمال کمی برای انبساط خطرناک دارند ولی اندازه های بزرگتر ازممکن است باعث انبساطهای قابل ملاخظه ای شوند. بنابراین اندازه انبساط وابسته به میزان شیشه موجود، اندازه ذرات و میزان قلیاییهای مخلوط است.این نتایج نشان می دهد که شیشه می تواند ژلAAR تولید کند و اگر اندازه ذرات به اندازه کافی کوچک شود می تواند به عنوان یک ماده پوزولانی عمل کند. mm0.6
مشخص شده است که فعالیت سنگدانه ها و انبساط حاصله می تواند با بکار بردن میزان مناسب از مواد با خاصیت سیمانی شدن مانند میکرو سیلیس و خاکستر هوایی کنترل شود. همچنین پودر شیشه ریز می تواند بصورت مشابه عمل کند. با توجه به کاربرد سنگدانه های ریز و درشت که مورد بررسی قرار گرفتند مخلوطهای آزمایشی با توجه به میزان سنگدانه های ریز و درشت مناسب در مخلوط بتن گسترش یافته اند. آزمایشات به سمت تولید بتن با حدود Mpa32 تحمل پیش رفتند. مخلوط محتوی Kg/m3255 سیمان و Kg/m3 85 خاکستر هوایی بود. میزان شن و ماسه به ترتیب Kg/m3 1080 و Kg/m3780 مناسب به نظر می رسید.
بعد از تعدادی سعی و خطا فرمولی رضایتبخش به سمت ویژگیهای مناسب بتن تازه جهت این مخلوط پیدا شد که به صورت زیر است: این موضوع از مقاومت بتنها آشکار است که این مخلوطها به راحتی به مقاومت Mpa32 رسیده و ختی از آن عبور می کنند( در حالی که از مقدار زیادی شیشه بازیافتی استفاده شده است). برای مصارف غیر سازه ای که مقاومت کمتری مورد نیاز است از همین مخلوط بدون کاهش دهنده (روان کننده) آب می توان استفاده کرد.  با توجه به وجود 25% خاکستر هوایی در مخلوط ،بتن از واکنش ASR نیز محفوظ است. جمع شدگی ناشی از خشک شدن این مخلوطها خوب و زیر مرز 0.075% که توسط استاندارد استرالیا معین شده ، بود.  با توجه به مطالب بالا به این نتیجه می رسیم که مقدرا حتی بیش از 50% از هر کدام از درشت دانه یا ریز دانه می توانند در مخلوط بتن سازه ای یا غیرسازه ای مصرف شوند. اگرچه دیگر پارامترهای مهندسی این مخلوط ها نیاز به تحقیق و بررسی بیشتری دارند.

4- اثرات پودر شیشه بر مقاومت ملات تقسیم اندازه ذرات پودر شیشه (GLP) بصورت زیر است: اندازه ذرات کوچکتر از 5 میکرون 5-10 میکرون 10-15 میکرون بزرگتر از 15 میکرون درصد 39 49 4.4 7.6 سطح مخصوص پودر شیشه m2/Kg 800بود که تقریبا دو برابر بیشتر سیمانهای موجود است. در مورد جایگزینی سیمان ممکن است کاهش مقاومت 28 روزه پیش بیاید که یک اثر کوتاه مدت است و خواص پوزولانی را آشکار می کند. همچنین خاکستر هوایی نیز وقتی که با میزان مشابه سیمان جایگزین می شود اثری مشابه تولید می کند. مقاومتهای طولانی تر با میکرو سیلیس مورد مطالعه قرار گرفتند. این سری از نمونه ها تشکیل شده بود از : نمونه کنترلی که ریزدانه فعال خاکستری داشت، نمونه با 10% میکروسیلیس ، با 20% پودر شیشه ، با 30% پودر شیشه که با سیمان مساوی جایگزین شده بودندو در یک نمونه نیز 30% پودر شیشه جایگزین سنگدانه ها شده بود. سه نتیجه نشان می دهد که جایگزینی 10% بخار سیلیس مقاومت بیشتری از جایگزینی GLP دارد. ولی همچنین نشان می دهد نمونه ملاتی که حاوی GLP باشد برای مدت طولانی تری رشد مقاومت خواهد داشت (به خاطر واکنش پوزولانی). باید توجه شود که وقتی 30% ماسه با پودر شیشه جایگزین می شود مقاومت 90 روزه برابر مقاومت مخلوط حاوی میکروسیلیس است. برای بررسی اثر مثبت جایگزینی پودر شیشه به جای سنگدانه ها دو آزمایش اضافی بر روی مکعبهای ملات انجام شد (270 روز عمل آوری شده).
در یک سری از نمونه ها 20% از سیمان با پودر شیشه جایگزین شد و در سری بعدی به علاوه 20% سیمان 10% از سنگدانه ها نیز جایگزین شدند. این جایگزینی به صرفه است (احتمالا به خاطر بهبود دانه بندی و واکنش پوزولانی). همچنین باید توجه شود که مقاومت مخلوط با 20% شیشه به جای سیمان و 10% به جای سنگدانه ها به مقاومت مخلوط محتوی میکرو سیلیس رسیده و از آن تجاوز می کند. ظاهرا اثرات سود آور مقایسه شده میکرو سیلیس بر مقاومت نسبت به پودر شیشه بصورتی زیاد در این آزمایش افزایش یافته اند. زیرا مخلوط با میکروسیلیس حاوی 90% سیمان است ولی مخلوطهای با پودر شیشه حاوی 80 و 70% سیمان هستند. برای مقایسه مبتنی بر میزان سیمان مساوی ، آزمایش مقاومت ملات بر روی دو سری از نمونه ها که حاوی شیشه دانه بندی شده به جای ریزدانه (80% شیشه و 20% ماسه طبیعی) که 30% از سیمان نیز با مواد دیگر جایگزین شده بود انجام شد. در یک نمونه 30% از سیمان با پودر شیشه جایگزین شد و در دیگری با مخلوطی از 10% میکروسیلیس و 20% سنگ بازالتی غیر پوزولانی نرم و ساییده شده. در این روش میزان سیمان هردو نمونه مساوی است. نتایج مقاومت برای هر دونمونه تقریبا یکسان است. باید به این نکته توجه شود که مقاومتهای نشان داده شده به علت تفاوت کلی در سنگدانه های ملات اساسا قابل مقایسه نیستند.

5- اثر پودر شیشه بر انبساط ملات دانه های در حد ماسه شیشه می توانند باعث واکنش قلیایی سنگدانه ها بصورت خطرناکی باشند ( مخصوصا در میزان بالای شیشه در آزمایش تسریع شده ملات). بنابر این 6 سری نمونه های ملات محتوی 80% دانه های شیشه فعال ساخته شد. نمونه کنترلی که حاوی سنگدانه و سیمان معمولی بود، و در 5 نمونه دیگر سیمان با 5% و 10% میکروسیلیس و 10 و20 و 30% پودر شیشه جایگزین شده بودند.
این ترکیبات (هردو حالت GLPو میکروسیلیس) در کاهش انبساط واکنش AAR موثر هستند به شرط اینکه به اندازه مناسب مصرف شوند (10%میکروسیلیس و <20%GLP). این نتایج نشان می دهد که نقش 20 و 30% GLP در توقف واکنش AAR بیشتر از 10% میکروسیلیس است. با وجود مقدار زیاد کربنات سدیم در شیشه (حدود13%) این نکته مهم است که خود دانه های پودر شیشه باعث انبساط طولانی مدت ملات نشوند و یا باعث تحریک سنگدانه های فعال مخلوط نباشند. آزمایش طولانی مدت استوانه ملات در 38 درجه سانتیگراد و 100% اشباع با سنگدانه های فعال و غیر فعال و با میزان جایگزینی مساوی سیمان (مانند آنچه در بالا گفته شد) انجام شد. انبساط کمتر از 0.1% در یک سال نشان دهنده ترکیب بی ضرر است. وقتی سنگدانه ها غیر فعالند خود GLP باعث انبساط مخلوط نمی شود. اما وقتی سنگدانه ها فعال هستند وجود 30%GLP باعث تحریک واکنش سنگدانه های خیلی حساس هم نمی شود. همچنین وقتی که سیمان جایگزین نشود و 30% GLP به جای سنگدانه استفاده شود باعث انبساط خطرناک استوانه ملات نمی شود. اطلاعات نشان می دهد که GLP می تواند بدون ترس از اثرات زیانبار آن استفاده شود.

6 -پودر شیشه در بتن اثر پودر شیشه بر انبساط بتن مشخص شد. یکسری سنگدانه خیلی فعال در منشور بتن (بر اساس ASTM C1293) استفاده شد.انبساط خطرناک در این آزمایش 0.03% تا 0.04% در یک سال است. 40% GLP که پتانسیل رها سازی قلیایی بیشتری از 30%GLP دارد می تواند تا 80% از انبساط ناشی از سنگدانه های فعال جلوگیری کند. برای سنگدانه های کمتر فعال نیز انبساط متوقف می شود. این امر نشان دهنده اثر مثبت GLP در بهبود دوام بتن است. وقتی که نسبتهای متفاوتی از GLP با سنگدانه های غیر فعال در بتن با قلیایی بالاتر (Na2O/m3 5.8) استفاده می شوند خود شیشه نیز باعث انبساط خطرناکی در مخلوط نمی شود. نتیجه آخر اینکه GLP اثر زیان آوری بر مخلوط بتن ندارد.
اثر پودر شیشه بر خزش و مقاومت بتن به تعداد نمونه ها ولی با قلیایی کمتر برای تعیین خزش خشک شدن بتن با مقادیر مختلف GLP و میکروسیلیس استفاده شد. اطلاعات طولانی مدت نشان می دهد که خزش خشک شدگی مخلوطهای متفاوت زیاد نیست و به راختی استانداردهای AS3600 را برآورده می کند.(کمتر از 0.075% در 56 روز).

به نظر می رسد که اگرچه مخلوط های محتوی GLP مقاومت اولیه کمتری دارند (با توجه به سیمان کمتر) ولی به رشد مقاومت خود در محیط نمناک ادامه می دهند و به مقاومت نمونه کنترلی نزدیک می شوند. همچنین وقتی که GLP با ماسه جایگزین می شود مقاومت بصورت چشمگیری از نمونه کنترلی بیشتر است. رشد ممتد مقاومت به وضوح اثر مثبت واکنش پوزولانی را در بتن نمایان می سازد.

7-بافت میکروسکوپی ملات محتوی پودر شیشه نمونه های ملات محتوی GLP که 270 روز در محیط نمناک بودند بوسیله میکروسکوپ الکترونی اسکن شدند. این نمونه های ملات نشان دهنده خصوصیات بتنهای با عمر مشابه نیز بودند. در هر دو مورد شکست سطح نمونه ملات حاکی از بافت میکروسکوپی متراکم بود.

8- نتیجه اطلاعات موجود در این مقاله نشان می دهد که پتانسیل زیادی در بازیافت شیشه و مصرف آن در حالتهای پودر ،ریزدانه و درشت دانه وجود دارد. این نتیجه نهایی می تواند حاصل شود که می توان با جایگزینی شیشه با مواد گرانقیمت ری مانند میکروسیلیس یا خاکسترهوایی و یا حتی سیمان در هزینه ها صرفه جویی کرد.

GLP
مصرف پودر شیشه در بتن می تواند از انبساط ASR در حضور سنگدانه های فعال جلوگیری کند. همچنین بهبود مقاومت پودر شیشه در ملات و بتن چشمگیر است. آزمایشات بافت میکروسکوپی نشان دهنده این است که پودر شیشه می تواند یک مخلوط متراکم تر تولید کند و خصوصیات دوام بتن را بهبود ببخشد. این نتیجه که 30% پودر شیشه می تواند به جای سیمان یا سنگدانه در بتن (بدون نگرانی از اثرات زیانبار طولانی مدت) جایگزین شود حاصل شد. بیشتر از 50% از هر دو (پودر شیشه یا سنگدانه شیشه ای) می تواند در بتن با رده مقاومت Mpa 32 باعث بهبود قابل قبول مقاومت بتن شود.

منبع:  moein-omran.blogfa.com
        به نقل از وبلاگ اسماعیل محمدی - mohandesi-sakhteman.blogfa.co

مبانی بتن

مبانی بتن

بتن اساسا از دو قسمت دانه ­های سنگی (Aggregates) و خمیر سیمان (Concrete) تشکیل شده است. خمیر سیمان که در واقع مخلوطی از سیمان پرتلند و آب می­باشد.
   - در اثر واکنش شیمیایی سیمان و آب روند سخت شدن ادامه یافته و در نتیجه دانه ­ها (ماسه و شن) را بصورت تودﮤ سنگ مانندی به یکدیگر می­چسباند.
   - دانه ­ها به دو گروه ریزدانه که تا ¼ اینچ (6میلیمتر) و درشت دانه که روی الک شماره 16 (1.18 میلیمتر) تقسیم می­شوند.
   - خمیر سیمان عموما حدود 25 تا 40% کل حجم بتن را تشکیل می­دهد که حجم مطلق سیمان بین 7 تا 15% و حجم آب از 14 تا 21% است. مقدار هوای در بتن تا حدود 8% حجم بتن را تشکیل می­دهد این اندازه به درشت ترین دانه بستگی دارد.

   - برای مصالح و شرایط عمل آوردن (Curing) معین، کیفیت بتن سخت شده به مقدار آب در مقابل با مقدار سیمان بستگی دارد.

   مزایای کاهش مقدار آب

1.    افزایش مقاومت فشاری و مقاومت خمشی

2.    افزایش قابلیت آب بندی (Water Tightness)

3.    کاهش جذب آب (Absorption)

4.    افزایش مقاومت نسبت به عوامل جوی

5.    پیوستگی بهتر بین لایه های متوالی

6.    چسبندگی بهتر میان میلگرد و بتن

7.    کاهش تغییرات حجمی در اثر تر و خشک شدن

 

انواع سیمان پرتلند

-         نوع 1 : برای استفاده عمومی ومناسب برای همه کارها.

-         نوع 2 : زمانی که احتیاطات علیه حمله سولفات ها مهم باشد.

-         نوع 3 : با مقاومت زودرس که مقاومت های بالا را در مدت کوتاهی می دهد.

-         نوع 4 : با حرارت هیدراسیون کم در جائی که میزان و حرارت تولید شده باید حداقل باشد.

-         نوع 5 : در بتن هائی که در معرض شدید سولفاتها قرار دارند. (ضد سولفات)

-         سیمان حباب زا (نوع A1، A2، A3) در برابر یخ زدن و آب شدن و همچنین پیوسته شدگی حاصل از اثرات مواد شیمیائی برای از بین بردن یخ جاده ها مقاومت بهبود یافته ای دارند.

سیمان پرتلند سفید تفاوت بنیادی آن در رنگ می باشد.

    اختلاط

   ترتیب 5 مادﮤ متشکله بتن در مخلوط کن نقش مهمی را در یکنواختی بتن خواهد داشت.

کنترل ترک

دو عامل اصلی برای ترک در بتن عبارتند از :

1.    تنش بر اثر بارهای وارده (Control joints)

2.    تنش بر اثر آب رفتگی در حین خشک شدن یا تغییرات دما (Restraint)

شیوه جلوگیری

1.    درزهای کنترل مؤثرترین شیوه جلوگیری از ترک های غیر قابل رؤیت به شمار می آیند (Isolation Joints)

2.    درزهای جداکننده دال را از قسمتهای دیگر سازه جدا می کنند و اجازه حرکت افقی و عمودی را در دال می دهد (Footings)

3.    درزهای اجرائی جائی که کار بتن ریزی روزانه پایان می یابد، ایجاد می شوند و مناطقی را که در دفعات مختلف بتن ریزی می شوند از یکدیگر جدا می سازند.

 

مواد افزودنی بتن (Admixtures)

1.    مواد افزودنی حباب زا (Air-entraining  )

2.    مواد افزودنی کاهنده آب (Water Reducing)

3.    مواد افزودنی کندگیرکننده (Retarding)

4.    مواد افزودنی تسریع کننده (Accelerating)

5.    پوزولانها

6.    مواد کارائی ساز شامل روان سازهای اعلا (Super Plasticizers)

7.    مواد متفرقه مانند مواد پیوند ساز، ضد رطوبت، کاهنده نفوظ پذیری، دوغاب ساز و گاز ساز

بتن ریزی و پرداخت

-         تدارکات پیش از بتن ریزی

شامل متراکم کردن، درست شکل دادن، مرطوب نمودن سطح زمین، بستن قالبها، قرار دادن آرماتورها و سایر اقلام کار گذاشته شده بطور محکم در محلهای خود.

قالبها باید بطور دقیق قرار داده شوند و خود یا آستر آنها با مصالحی ساخته شده باشد که سرانجام نمای مطلوبی را به سطح  بتن سخت شده ارائه کنند. قالبهای چوبی باید قبل از بتن ریزی مرطوب شوند در غیر اینصورت آب بتن را جذب کرده و متورم می شود در استفاده از قالبهای چوبی باید از بکار بردن میخهای خیلی بزرگ یا به تعداد خیلی زیاد اجتناب ورزید تا برداشتن قالبها آسان شود و آسیب پذیری کاهش یابد و برای سهولت در برداشتن قالبها باید آنها را با یک ماده رها ساز مانند روغن یا لاک آغشته کرد.

هنگامی که بتن ریخته می شود،میلگردهای فولادی باید تمیز بوده وعاری از زنگ  یا لایه اکسیده باشد. میلگردهای فولادی و سایر اقلام کار گذاشته که آغشته به ملات باشند، نیازی به .پاک کردن ندارند به شرطی که عملیات بتن ریزی در عرض چند ساعت پایان پذیرد.

ریختن بتن

بتن باید بطور پیوسته تا حد امکان در نزدیکی محل نهای خود ریخته شود.در اجرا دالها ، بتن ریزی باید در امتداد پیرامون انتهای دال آغاز شو د و هر پیمانه روی بتن ریخته شده قبلی تخلیه شود. عموما بتن در لایه­های افقی با ضخامت یکنواخت  ریخته شود وهر لایه باید قبل از ریختن لایه بعدی بطور کامل تراکم یابد. میزان بتن ریزی باید به اندازه کافی سریع بوده تا هنگام ریختن لایه جدید روی لایه قبلی ،آن لایه در حالت خمیری باشد . این امر باعث جلوگیری از خطوط جریان، درزها و سطوح سفحات ضعیف می شود که هنگام ریختن بتن تازه روی بتن سخت شده روی می­دهد.

   پیمانه های نخستین در هر مرحله بتن ریزی در دیواره ها و تیرهای اصلی باید در دو انتهای عضو ریخته شوند و سپس بتن ریزی های بعدی به سوی قسمت مرکزی پیش روند. در تمام حالات باید از جمع شدن آب در انتهاها، در گوشه ها جلوگیری شود.

-ارتفاع سقوط آزاد بتن نیازی به محدود شدن ندارد مگر اینکه جدائی درشت دانه ها رخ دهد که در آن صورت بتن از طریق بازشوهای پهلوئی موسوم به پنجره، که در اطراف قالبهای بلند و باریک وجود دارند، ریخته می شوند. در خارج بازشوها باید از یک مخزن قیفی شکل جمع شونده استفاده شود تا بتن امکان یابد آرام تر از کنا بازشو جریان یافته و تمایل به جدائی دانه ها کاهش یابد.

قبل از اینکه سطح بتن سخت شود بتن ریزی باید دوباره از سر گرفته شود تا بدینوسیله از ایجاد اتصال سرد جلوگیری به عمل آید.

متراکم کردن بتن

متراکم کردن عبارتست از نزدیک ساختن ذرات جامد در بتن تازه به گونه ای که ریختن آن در قالبها و دور اقلام کار گذاشته شده و آرماتورها انجام گیرد و نیز محفظه های سنگی و هوای محبوس که بصورت حفره های هوائی اتفاقی یا تصادفی در بتن موجود است از بین برود.

تراکم بوسیله دست یا توسط روشهای مکانیکی صورت می گیرد. روش انتخاب شده بستگی به روانی مخلوط و شرایط بتن ریزی مانند، پیچیدگی قالب بندی و مقدار آرماتورها دارد. مخلوط های خمیری و روان را می توان بطور دستی با کوبیدن بتن با یک میله فولادی یا یک وسیله فولادی دیگر متراکم ساخت.

تراکم مکانیکی مناسب، بتن ریزی مخلوطهای سفت با نسبتهای آب به سیمان پایین و بتن های خوب حاوی درشت دانه های زیاد را امکان پذیر می سازد.

برداشتن قالبها( باز کردن آنها)

قالبها را تا مادامی که بتن به اندازه کافی مقاومت پیدا نکرده تا بتواند به طور رضایت بخشی تنشهای ناشی از بار مرده و نیز هر گونه بار اجرایی(construction load) وارده را تحمل کند،نباید برداشته شود.بتن باید به اندازه کافی سخت شده باشد به نحوی که وقتی دقت معقولی در باز کردن قالبها انجام شود هیجگونه آسیبی به به سطوح نرسد. به طور کلی برداشتن قالبهای مقاطع نسبتا ضخیم را می توان 12 تا 24 ساعت پس از بتن ریزی برداشت. در اغلب شرایط، برای زمان برداشتن قالبها بهتر است که متکی به مقاومتی از بتن بوده که بوسیله آزمایش تعیین می شود.

میله نوک تیز یا سایر ابزار فلزی را نباید جهت شل کردن قالبها میان بتن و قالب به زور گذاشته شود. اگر لازم باشد جدا کردن قالب از بتن با استفاده از گوه (wedge) انجام گیرد، فقط باید با گوه های چوبی بکار روند.

برداشتن قالبها باید از قسمتهای ساده آغاز شده وسپس به سوی قسمتهای پیش آمده پیشروی شود.این امر فشار وارد به گوشه های پیش آمده را کاهش می دهد.

لکه گیری، پاک کردن، و پرداختن سطوح قالب گیری شده

پس از برداشتن قالبها تمام برجستگیها،خطوط نشت، و پیش آمدگیهای کوچک باید به وسیله قلم زنی (chipping ( از بین برده شود.سطح بتن سپس باید سابیده یا مالیده شود. هر گونه باید پر شود. سطوح کرمو باید مرمت شده و تمام لکه ها باید پاک شوند . با دقت در عملیات اجرای قالب بندی و بتن ریزی، تمامی این عملیات به حداقل می رسد.

بتن کرمو و دیگر بتن های معیوب باید کنده شوند تا مصالح خوب و سالم پدید آید.

اگر بتن معیوبی مجاور محل لکه گیری شده باقی بماند، ممکن است رطوبت به درون خلل و فرج راه یابد و به مرور زمان عوامل جوی موجب کنده شدن بتن مرمت شده شود. لبه ها باید به طور  مستقیم و عمود بر سطح، بریده یا قلم زنی شوند، یا مقدار کمی تو بریدگی داده شوند تا زبانکی را در کنار جای لکه گیری شده فراهم سازد.

پیش از اعمال بتن لکه گیری، بتن اطراف باید برای چندین ساعت خیس نگه داشته شود. تمام سطوحی که بتن جدید به آنها پیوند داده می شوند، باید بوسیله برس دوغاب زده شوند.

تکه های کم عمق را با ملات سفت مشابه آنچه کهدر بتن بکار می رود ،می توان پر کرد.لکه گیری باید لایه به لایه انجام شود. به گونه ای که ضخامت هر لایه بیشتر از 13 میلی متر نبوده و نیز هر لایه به صورت مجزا  پرداخت شود تا پیوند آن به لایه بعدی بهتر صورت گیرد. لایه نهایی را با استفاده از تخته ماله به نحوی پرداخت کرد که با بتن اطراف خود همگون باشد.

عمل آوردن تکه های لکه گیری شده

پس از لکه گیری، عمل آوردن باید تا جایی که ممکن است زودتر آغاز شودتا از خشک شدن زود هنگام جلوگیری شود . کرباس تر،ماسه خیس، نایلون را میتوان به کار برد.

عمل آوردن و حفاظت

عمل آوردن بتن تاثیر قوی روی خواص بتن سخت شده مانند دوام، مقاومت، آب بندی، مقاومت سایشی، ثبات حجمیو مقاومت در برابر یخ زدن و آب شدن دارد.

تمامی سازه های بتنی تازه ریخته شده، باید از خشک شدن سریع، از تغییرات شدید دما، و از آسیبهای ناشی از کارهای ساختمانی و عبور و مرور بعدی محفوظ بمانند.

عمل آوردن تا حد امکان باید بلافاصله پس از پایان کار بتنی آغاز شود.

عمل آوردن به دلایل زیر ضروری است :

نگهداری بتن تحت دمای ثابت و جلوگیری از افت رطوبت برای مدت زمانی که برای هیدراسیون مطلوب سیمان و نیز برای کسب مقاومت بتن لازم است.  

منبع: وبلاگ نادر مکوندی - nader60.persianblog.ir

کاربرد پوششهای صنعتی در نفوذناپذيری بتن

در کنار روشهای متداول برای جلوگيری از نفوذپذيری و خوردگی بتن و آب بندنمودن آن چون استفاده از سيمانهای پوزولان طبيعی و مصنوعی، ميکرو سيليس، حفاظت کاتدی، پوشش آرماتور ها با رزين اپوکسی،  استفاده از ورقهای محافظ آلياژی، آرماتورهای آلياژی و کامپوزيت و ورقه های،  کاربرد  ژئوسنتتيک ها استفاده از پوشش بتنی محافظ و بتن پليمری، يکی از روشهای مقرون به صرفه و مؤثر استفاده از پوششهای صنعتی است، در اين نوشتار به بررسی تأثير برخی از پوششها در کاهش نفوذ برخی از یونهای مضر چون کلر و سولفات می پردازيم.

مقدمه :

بتن در محیط های خورنده حاوی یون کلر و سولفات به مرور زمان خورده شده و خلل وفرج در آن زیاد می گردد و تصور عمومی بر این است که به دلیل مقاومت بالای آن نیازی به پوشش محافظ ندارد ولی بایستی اذعان داشت که بتن با خواص قلیایی ذاتی در محیط اسیدی به شدت آسیب می بیند و بتن به دلیل شکننده بودن تحت تنشها و ضربات مکانیکی در طی مدت زمان ترک خورده و خرد می شود و زنگ زدگی و خوردگی آرماتورهای بتن در شرایط خورنده محیط به سطوح بتن گسترش می یابد و در میان روشهای فوق الذکر، استفاده  از پوششهای صنعتی کار آمد می باشد همواره در ذهن یک مهندس سازه سوالاتی چون
- پوشش صنعتی مناسب بایستی چه مشخصاتی داشته باشد ؟
- چه نکاتی را در هنگام انتخاب یک پوشش باید مد نظر داشت ؟
- چه باید کرد نا پوشش انتخاب شده خواص عالی خود را در طول سالیان حفظ کند ؟
مطرح است.

• عوامل مؤثر در آسیب بتن مسلح در محیط های خورنده :

1- استفاده نادرست از سازه ( بارگذاری بیش از حد، ضربه، خستگی )

2- سایش و فرسایش ( کف ها، زیرسازی ها، موج گیری ها )

3- اثرات محیطی ( حرارت، رطوبت، کربناسیون )

4- مواد اولیه ناسازگار ( مصالح سنگی قابل انقباض، ساختار مرکب )

5- شسته شدن ( حل شدن با جاری خنثی یا قلیایی )

6- حمله مواد شیمیایی ( سولفات ها، اسیدها، اسیدهای آلی،... )

7- واکنش قلیایی سنگدانه

8- خوردگی فولاد

 

2- آشنایی با خرابی های شیمیایی ناشی از عوامل محیطی :

2-1- خرابی  سولفاتی

سولفاتهای محلول چون سدیم، پتاسیم، کلسیم و منیزیم در اغلب نقاط دنیا به طور طبیعی در آب و خاک وجود دارند. معمولاً خاکها یا آبهایی که دارای چنین سولفات هایی هستند، قلیایی نامیده می شوند. کلیه این سولفاتها برای بتن مضرند.

2-1-1 مکانیزم حمله سولفات ها

سولفات ها ترکیبات مختلف سیمان هیدراته شده را مورد حمله قرار می دهند. سولفات های سدیم و پتاسیم با هــــیدروکسید کلسیم و هــیدروآلومینات کلسیم ترکیب مــی شونـد.

فــعل و انــفعال ســولفات ســــدیم با هیدروکسید کلسیم

وفعل و انفعال سولفات سدیم با هیدروآلومنیات کلسیم

محصولات واکنشهای فوق عبارتند از:

1- گچ که موجب سستی سطح بتن و مقاومت آن شده، به میزان 125 درصد حجم مواد جامد را افزایش می دهد

2- سولفوآلومینات کلسیم که بنام اترینگایت خوانده می شود وباعث افزایش قابل ملاحظه در حجم بتن و در نتیجه ترک و ریزش آن می گردد. میزان افزایش  حجم مواد بر اثراین ترکیب به 225 درصد می رسد.

سولفات کلسیم فقط با هیدروآلومینات کلسیم واکنش انجام می دهد که در اثر این واکنش دو شکل مختلف هیدروسولفوآلومینات کلسیم تشکیل می شود:
منوسولفات با مقدارکم
سولفوآلومینات کلسیم یا اترینگایت به مقدار زیاد

 

2-2- خرابی کلروی

علاوه بر تأثیر کربناسیون، مهمترین عامل زنگ زدگی و خوردگی آرماتور در بتن، وجود یون کلرید در آن است که ممکن است از مصالح آلوده یا مواد افزونی آغشته به کلر یا در اثر نفوذ منابع خارجی مثل  محیط دریا وارد بتن گردد. یونهای کلرید تنها درآب وجود دارند از این رو نفوذ کلرید مشروط به حضور آب در سیستم منفذی بتن می باشد. مکانیسم ورود یون کلرید به داخل بتن یا از طریق سیستم مکنده موئینگی است که آب آلـوده به کلـر وارد بتـن میشود، یـا ازطریق نفوذ ساده یونها ( انتشار) در آب راکد، وارد منافذ بتن می گردد. حالت اول مختص بتن های خشک می باشد وآب وسیله ای است که یون ها را در داخل بـتن حمل می کند. درحالت دوم ( انتشار) مختص بتن اشباع شده یا نزدیک به اشباع است ( بتن مغروق) دربتنی که درچرخه متناوب تر وخشک قرار می گیرد هر دو مکانیسم اجرا می شود وبنابراین تحت چنین شرایطی سرعت افزا یش یافته نفوذ یون کلرید وجود دارد.

2-2-1 مکانیزم خرابی کلروی

معمولاً خاصیت قلیایی بالای سیمان پرتلند (PH در حدود 13) منجر به ایجاد لایه محافظ نازک از اکسید فریک Fe2O3 بر روی سطح فولاد می گردد و آن را روئین و درمقابل خوردگی بیشتر محافظت می نماید. اگرچه خوردگی کلاً متوقف نمی گردد، ولـی آهنگ آن بسیار نـاچیز بوده و درحـد قـابل قبول می باشد، تا زمانیکه این لایه روئین کننده فولاد بر روی سطح آن باقی بماند، بتن محیطی ایده آل برای حفاظت فولاد در مقابل خوردگی می باشد. ترکیباتی چون دی اکسیدکربن و یون کلر می توانند باعث تخریب و از بین رقتن این قشر محافظ گردند و میلگردها را در مقابل عوامل تخریبی بدون محافظ بگذارند.

تمام کلریدها در بتن بصورت آزاد نیستند و بخشی از یونها با محصولات هیدراتاسیون سیمان پیوند فیزیکی و شیمیایی برقرار می کنند. بنابراین یونهای کلـــــرید در بـــتن به سه حالت پیوند فیزیکی، شیمیایی و آزاد یافت می شوند محصول هیدرتاسیون و پیوند شیمیایی یون کلر، تمک فریدل می باشد.

2-3 مکانیزم خوردگی فولاد

خوردگی فولاد (میلگردها) در بتن یک فرآیند الکتروشیمیایی است.

واکنش آندیک                     

واکنش کاتدیک                

در صورتی که  Fe(OH)3 محصول اصلی زنگ زدگی میلگرد باشد حجم آن 4 برابر آهن خورده نشده است و در نتیجه انبساط آن فشار زیادی به اطراف بتن  وارد می کند که باعث ترک خوردگی پوشش بتنی اطراف آرماتور می شود و آرماتور بدون محافظ در معرض عوامل محیطی قرار می گیرد. ادامه خوردگی باعث کاهش تدریجی سطح میلگرد می گردد و در صورتی که تعمیرات انجام نشود تخریب و شکستگی ممکن است بطور کامل روی دهد که در این حالت عمر مفید نمونه به اتمام رسیده است.

انجام فرایند خوردگی مشروط به حضور آب واکسیژن می باشد. از این رو انتظار می رود بتنی که کاملا در آب مغروق است به دلیل کمبود اکسیژن و یا بتنی که در فضای کاملا خشک (احتمالا دررطوبت زیر 40 درصد) قرار دارد، خوردگی وجود نداشته باشد.

 

2-2-2 عوامل موثر در سرعت نفوذ یون کلر

1- تخلخل پوشش بتنی (ساختار منافذ)

2- نوع سیمان و مقدار سیمان (اثر شیمیایی بتن)

3- شرایط محیطی

4- ضخامت پوشش روی آرماتور

5- کربناتی شدن بتن

6- وجود ترک در بتن به علت انقباض و یا مقاومت کم در مقابل یخ زدگی

7- استفاده از تسریع کننده های کلروی با درصد بالا در بتن، غلظت یون کلر در اطراف آرماتور را افزایش می دهد.

2-4 کربناسیون

هوای معمولی دارای03/0  درصد گاز دی اکسید کربن co2 است که در صورت نفوذ co2 به داخل بتن، بین هیدروکسید موجود در بتن و co2 واکنش شیمیایی انجام می گردد و کربناتها تشکیل می شوند.

2-4-1 عوامل موثر در میزان کربناسیون

1- شرایط محیطی

2- تخلخل پوشش بتن

3- مقدار سیمان و تاثیر سیمانهای پوزولانی

 

3- عوامل داخلی مؤثر  بر خرابی های بتن

3-1 نفوذ پذیری بتن

3-1-1 عوامل مؤثر در نفوذ پذیری بتن
1- نسبت آب به سیمان
2- تخلخل بتن
3- درجه هیدراتاسیون
4- خواص سیمان
5- اثر دما : با افزایش دما میزان نفوذ پذیری افزایش می یابد.

3-2 واکنش قلیایی سنگدانه ها

برای واکنش قلیایی سنگدانه ها باید
1- اجزای فعال و واکنش زا در سنگدانه باشد.

2- قلیایی کافی  (K2O، Na2O) در بتن وجود داشته باشد. 3- رطوبت کافی

مکانیزم واکنش قلیایی - کربناتی

مکانیزم واکنش قلیایی- سیلیسی

3-3 فساد مصالح ( وجود بیش از حد املاح در مصالح تشکیل دهنده بتن)

3-4 آب مصرفی

3-5 کیفیت و نوع سنگدانه

4-  عوامل خارجی مؤثر  بر خرابیهای بتن (عوامل فیزیکی و مکانیکی)

4-1 سایش، فرسایش و خلأزایی(کاویتاسیون)

مقاومت سایشی بتن رابطه مستقیمی با مقاومت فشاری و نسبت معکوس با نسبت آب به سیمان دارد همچنین این مقاومت به دانه بندی و جنس سنگدانه ها بستگی دارد آب انداختگی و تشکیل دوغاب سخت سده در منجر به ایجادسطح شکننده و ضعیف در مقابل سایش دربتن می گردد که با تأخیر در عملیات پرداخت و ماله کشی بتن و ایجاد خلأ یا مکش در بتن می توان مقاومت سایشی بتن را افزایش داد .کاویتاسیون بر اقر تغییر ناگهانی در سرعت، جهت آب و افت فشار منجر به حفره بر اثر پدیده خلأزایی می گردد به عبارت دیگر هر زمان که فشار در نقطه ای از مایع به دلیل بی نظمی در سطح جریان به حد فشار بخار کم شود، حبابهایی در مایع جاری تشکیل می گردد، این حبابها با مایع به سمت پایین دست جریان حرکت کرده و به هنگام ورود به منطقه ای پر فضار با ضربه می ترکند، ترکهای مکرر حبابها در نزدیکی سطح بتن سبب کنده شدن و ایجاد چاله هایی در آن خواهد شد.

4-2 تاثیر هوای سرد و یخ زدگی

4-3 خرابی ناشی از نمکها و شوره زدگی : بلورهای نمک در نزدیکی سطح بتن ایجاد می گردد رشد بلورها مانند یخ زدگی منجر به تنشهای انبساطی شده و پوسته های خمیر سیمان و سنگدانه های ریز از بتن جدا می شودسولفات منیزیم در مقایسه با سایر نمکها خطرناکتر بوده و منجر به بلوری سدن نمک در سطح بتن و گاهی اوقات به داخل بتن از طریق منافذ موئینه نفوذ کرده و حجم زیادی را تخریب می کند

با توضیحات فوق الذکر با اعمال یک پوشش با دوام و مناسب می توان جلوی خرابهیای داخلی و خارجی بتن را گرفت از طرفی مکانیزم خرابی سولفاتی، کلروی، کربناتی را کنترل کرد.

5-اهمیت آماده سازی سطح :

تقریباً 95 درصد اهمیت یک پوشش به کیفیت زیرسازی سطح و 5 درصد باقیمانده به نوع پوشش وروش کاربرد آن مربوط می شود .

5-1 دلایل آماده سازی سطح :

1-    اطمینان از چسبندگی مناسب رنگ به سطح
2- افزایش چسبندگی به علت افزایش سطح  و اقزایش گروههای فعال سطح درواحد سانتیمتر مربع
3- اطمینان از اینکه واکنش بین رنگ و سطح در اثر حضور یونهای فعال نظیر کلریدها وسولفاتها شکسته و تخریب نشود که با توجه به خورتده بودن محیط توجه بیشتری می طلبد

در کاربرد پوششها 3 انتخاب بسیار مهم وجود دارد

1-    انتخاب نوع روش زیر سازی 2- انتخاب نوع آستری 3- انتخاب نوع پوشش یا رویه رنگ

5-2 روشهای آماده سازی سطح

 روشهای مکانیکی : نظیر فشار بخار مایع ( بخار آب تحت فشار) و ساینده های تحت فشار(سند بلاست)، هوای متراکم، فشار مستقیم و ثقل، سایش با ورقه های سمباده  کاغذی وفلزی و ابزارهای دستی چون برس سیمی، کاردک کم عرض قلم چکش  چلقئ چکش لبه تیز  در این تحقیق با فرض ناهمواریهای سطح بتن تا حد امکان اصلاح شده است.

ابزارهای الکتریکی (ضربه ای- چرخشی) پاشیدن آب تحت فشار (واترجت) و استفاده از سود برای واکنش با سولفات و کلرید سطحی و تشکیل نمک و شستشو با آب

مکانیسم پاشیدن ساینده ها

1-جریان هوای متراکم

2-نیروی چرخ دوار ( نیروی گریز از مرکز)

عوامل تعیین کننده در میزان فشار

•1-    انرژی ذرات ساینده پرتاب شده

•2-    زاویه برخورد ساینده با سطح کار

•3-    سختی سطح کار

•4-    سختی ساینده

مکانیسم فشار مستقیم

درصنعت 3 سیستم ابزار مختلف وجود دارد

•1-    سیستم معمولی پاشیدن ساینده خشک

•2-    سیستم پاشیدن در خلاً

•3-    سیستم پاشیدن ساینده مرطوب

عوامل مؤثر در انتخاب ساینده مناسب

1-اندازه 2-شکل 3-ترکیب شیمیایی 4-PH  5-درصد رطوبات موجود 6- درصد روغن موجود 7- رنگ 8- ثبات وزن در اثر حرارت 9- وزن مخصوص 10- قابلیت تهیه 11-قیمت 12- سختی

ساینده ها به 2 دسته 1- معدنی (طبیعی) 2- سربار فلز تقسیم می کنیم. تقسیم بندی ساینده ها براساس درصد بلور سیکا انجتم می گردد که از طیف سنجی مادون قرمز بدست می آید .

•2-    روشهای شیمیایی : حلال شویی، اسید شویی، قلیا شویی ( مثل هیدروکسید سدیم)، شستشو با محلولهای الکترولیتی، استفاده از رنگ برها و ترکیبات تشکیل دهنده کمپلکس آلی فلزات روشهای حلال شویی : مالیدن حلال از طریق پارچه یا برس - اسپری - غوطه وری سطح کار قابل حمل در حوضچه یا تانک حلال - روغن زدایی با بخار حلال

اسیدشویی از طریق اسیدسولفوریک،کلریدریک، نیتریک،فلوئوریدریک و فسفریک

در 3 مرحله انجام می شود 1- آماده سازی قبل از اسید شویی 2- شستشو با اسید 3- شستشوی سطح تمیز شده پس از اسید شویی

رنگبرها به 2 دسته 1- آلی (مثل متیل کلراید) 2 - معدنی تقسیم می شوند.

در فرمولاسیون رنگبرها 1- مواد فعال کننده سطحی جهت کاهش سطحی مایع 2-الکل ها جهت نفوذ در لایه رنگ و تورم و جداسازی آن از سطح 3-اسیدگلونات ویا نمکهای آن جهت جدا شدن رنگ از سطح (آب، الکلهاو گلیکول اتر) وجود دارد.

3-   تمیزکاری انرژیک          

1-     با استفاده از انرژی حرارتی شعله 2- استفاده از امواج ماورا صوت 3-استفاده از لامپ 4- استفاده ازاشعه لیزر 5-استفاده ازپلاسمای گاز گرم 6-استفاده از جت اسفنجی

6-استفاده از آستری پس از تمیز کاری سطح

1- واش پرایمر 2-فسفاته کردن شامل فسفات روی و فسفات آهن 3-کروماته کردن

 

خواص آستریهای کارگاهی

•-        ایجاد چسبنگی خوب در سطح فلز
•-        مقاومت لازم و کافی در مقابل خوردگی قلز
•-        زمان خشک شدن کوتاه
•-        مقاومت در مقابل ضربه و ترک خوردگی
•-        مقاومت در برابر سایش
•-        قابلیت پرکنندگی حفره ها
•-        چسبندگی به پوشش بعدی

 

7-بخشهای مختلف تشکیل دهنده یک پوشش:

1-رزینها

2- رنگدانه و پرکننده
- واقعی
- حفاظتی نظیر پودر روی و فسفات) (Zinc Rich
- با اثر خاص

3- مواد افزودنی واصلاح کننده
- رقیق کننده ها
- نرم کننده ها
- شتاب دهنده ها
- بهبود دهنده های سطحی شامل رقیق کننده،نرم کننده، شتاب دهنده و بهبود دهنده سطحی و . . .

4- بتونه ( ماستیک)

5- حلال

مایعات شیمیایی فراری هستند که برای رقیق کردن رزین به آن افزوده می شود و در انتخاب حلال مناسب بایستی به 1- قدرت حلالیت 2- سرعت تبخیر 3- نقطه جوش 4- نقطه اشتعال و قابلیت شعله وری 5- سمیت آن  توجه داشت.

طبقه بندی حلالها 1- ترپنها 2- هیدروکربنها (نفتیک مثل وایت اسپریت، آلیفاتیک و آروماتیک مثل تولوئن و ترکیات آن نظیر تولوئن دی ایزو سیانات TDI، تری نیترو تولوئن TNT، زایلن و منومر استایرن (وینیل بنزن) )3- حلالهای اکسیژندار ( الکلها ( هیدروکسیل) مثل متانول، اتانول، بوتانول، گلیکولها و گلیسرولها و . . .، اترها،کتونها مثل استون، استرها) 4- نیتروپارافین ها 5- حلالهای کلر دار : خواص آنها عبارت است از1- وزن مخصوص بالا 2- قابلیت اشتعال کم 3- بوی خاص 4- خواص بیهوش کننده و سمیت زیاد 5- قدرت حلالیت زیاد

6- هاردنر(سخت کننده)

برای اصلاح برخی از خواص رزین از هاردنر استفاده می شود به عنوان مثل برای رزین اپوکسی از پلی آمین، پلی آمید، استر، وینیل و کولتار ( از مشتقات قطران)

8-انواع رزین

- طبیعی : به صورت خام در طبیعت یافت می شود صمغ وشیره درختان، رزینهای فسیلی می باشد یکی از آنها رزین کولتار است که از قطران بدست می آید وبرای اصلاح و بهبود مقاومت و نفوذ ناپذیری رزین اپوکسی و پلی اورتان بکار میرود.

- مصنوعی (سنتزی)

الف- آلکیدی : از پلی ال، پلی اسید و اسید چرب (روغن) تشکیل شده

پلی ال الکل با بیش از دو هیدروکسیل(مثل گلیسرین) و پلی اسید، اسید آلی با دو یا چند عامل کربوکسیل یا انیدرید ( مثل انیدرید فتالیک) تشکیل شده است

روغنها به 3 دسته 1- خشک شونده (مثل روغن برزک و ماهی) 2- نیمه خشک شونده (مثل سویا و تال) 3- غیر خشک شونده (مثل نارگیل، کرچک و  پنبه دانه)تقسیم بندی می شوند

- کلرو کائوچو : کائوچو در طبیعت نئوپرن یا ایزوپرن با فرمول کلی پلیمری با زنجیره فنر مانند که خاصیت ارتجاعی دارد

ب-  اپوکسی نوعی رزین ترموست ( گرما سخت) می باشد. و ازمشتقات پلی آمین می باشد.

بیس فنول A : از واکنش فنول و استون بدست می آید .

بیس فنول F : از واکنش تراکمی فنول یا کروزل با فرمالدئید بدست می آید

اپوکسی نووالاک : با افزایش زنجیره بیس فنول F  تشکیل می شود

اپوکسی آلیفاتیک : از پلی ال های خطی ( آلیفاتیک) به واسطه با ویسکوزیته پایین به عنوان رقیق کننده فعال برای سیستم اپوکسی بدون حلال کاربرد دارد

اپوکسی سیکلو آلیفاتیک و هتروسیکلیک

فنوکسی : در زنجیره خود بجای 2 گروه اپوکسی انتهایی فنول دارد.

واکنش با عوامل شیمیایی و ایجاد تغییرات در رزین اپوکسی

واکنش با انیدرید پلی کربوکسیلیک اسید، اسید چرب وپلی فنول 

ایجاد شبکه 3 بعدی و عرضی  (Cross Link)  با آمین ها ازطریق اضافه کردن هاردنر (سخت کننده) پلی آمین به رزین،کتیمین (واکنش یک کتون با پلی آمین)، رزول و آمینوپلاست، پلی ایزو سیانات و پلی سیلوکسان و کاتالیزور ( آنیونی یا کاتیونی)

 نسبت اختلاط رزین و هاردنر در اپوکسی 2 جزئی براساس عدد پاپوکسی وآمین اکی والان تعیین می شود که برای داشتن پیوند مناسب رعایت نسبت اختلاط براساس دستورالعمل کارخانه های سازنده حاپز اهمیت است نسبت اختلاط در Pot life ( گیرش اولیه ) پس از 5 دقیقه واکنش گرمازا (شبیه به واکنش سیمان با آب  در بتن) حالت ژل و فیلم سخت ایجاد می گردد، تأثیر دارد

کاربرد پوششهای اپوکسی

- پرایمر بتن اپوکسی
- بتونه اپوکسی (درزگیر) - ترکهای مویین بتن را پر می کند
- ملات و گروت اپوکسی
- رنگ اپوکسی با حلال
- رنگ اپوکسی بدون حلال
- ورنی اپوکسی
- چسب اپوکسی
- روکشهای اپوکسی

- پوششهای منعطف اپوکسی :
- مقاومت در برابر نفوذ آب
- مقاومت در برابر یخ زدگی
- چسبندگی خوب به سطح بتن
- انعطاف پذیری عالی
- پوششهای ضد لغزندگی اپوکسی : روی سطح آن سیلیس ریخته می شود.
پوشش اپوکسی با الیاف شیشه

پ- پلی اورتان

اجزا تشکیل دهنده : جز اول ایزو سیانات ها مثل تولوئن دی ایزو سیانات (TDI)، دی فنیل متان دی ایزو سیانات (MDI)، هگزا متیل دی ایزو سیانات  (HDI) جز دوم ترکیبات دارای گروه عاملی  OH جز سوم حلالها

طبقه بندی : پلی اورتان اصلاح شده با روغن (آلکید اورتان)

پلی اورتان هایی که با رطوبت هوا خشک می شوند،پلی اورتانهای کوره ای

پلی اورتان دو جزئی با کاتالیزور و پلی اورتان دو جزئی با پلی ال

ت- اتیل سیلیکات

روش1- تولید بچ به بچ 2- تولید پیوسته

ث- سیلیکونی

خواص :  مقاومت حراتی بسیار عالی، مقاومت خوب در برابر شوکهای حرارتی، بسیار خوب در برابر عوامل خورنده محیط، کاهش میزان مصزف حلال در رنگ، خشک شدن سریع،کاربرد آسان، مقاومت بسیار خوب در برابر نورخورشید و رطوبت محیط، هماهنگی از نظر سختی و انعطاف رزین با سطح

ج- وینیلی

کوپلیمر وینیل کلراید و وینیل ایزو بوتیل اتر، پلی وینیل استات، پلی وینیل بوتیرال

چ- اکریلیک

اکریلیک ترموپلاست، اکریلیک ترموست، اکریل آمید، اکریلیک امولسیونی

ح- پلی استر

پلی استر اشباع، پلی استر غیر اشباع

- آمینو

اوره فرم آلدئید، ملامین فرمالدئید

خ -نیترو سلولز

برای نصب کاشی ضد اسید از رزین پلی استر، رنگدانه فلزی کبالت، پرکننده میکروسیلیس برای نفوذناپذیری پوشش ایروزیل  به عنوان ماستیک یا بتونه، هاردنر پروکسی و درنهایت کاشی ضد اسید (Anti Acid Tile) استفاده شده است.

برخی از پوششهای صنعتی کاربردی عبارتند از
پوشش اکریلیکی، پوشش آلکیدی، پوشش قیری، پوششهای اپوکسی شامل کولتار، پوشش اصلاح شده با پلی آمید و پلی آمین، پوشش وینیل و استر اپوکسی، پوشش پلی استر، پوشش پلی اورتان، پوشش سیلیکون، پوشش وینیل و...

زیرسازی سطحی که قرار بود پوشش گردد با فرز به حد کاقی هموار گردید وپس از مالیدن پوشش با رولر و ترکیب و تختلاط رزین با حلال پوشش را در 2 و 3 لایه روی سطح کشیده و بایستی به زمان اجرا و Pot Life توجه گردد. در نهایت  به بررسی عملکرد پوشش با آزمایشات شیمیایی می پردازیم.

خصوصیات پوشش کولتار اپوکسی
1- چسبندگی عالی به سطح
2- مقاومت عالی در برابر آب
3- مقاومت سایشی
4- سختی و نفوذ پذیری بالا

موارد مصرف :  به عنوان لایه محافظ در برابر نفوذ آب، رطوبت در زیر خاک و آب دریا استفاده می شود. از قطران در آن استفاده شده و سطح را کاملاً عایق و مانع از نفوذ عوامل خورنده می گردد. 

1-     لوله ها و مخازن مدفون در خاک
2-     سازه ها و اسکلتهای صنعتی و غوطه ور در آب
3-     کارخانجات پتروشیمی و ایستگاههای تصفیه آب
4-     ایستگاههای تصفیه فاضلاب و پوشش داخلی لوله های بتنی مسیر فاضلاب
5-     پوشش داخلی مخزن تعادل کشتی

خصوصیات پرایمر دو جزیی پوشش اپوکسی پلی آمید

2-مقاومت عالی در برابر مواد شیمیایی و آب
3- ایجاد فیلمی با انعطاف پذیری خوب
4- مقاومت سایش بالا
5- خشک شدن سریع و تحمل ضربه عالی 1- چسبندگی عالی به سطح

 موارد مصرف : در مناطقی که شرایط خوردگی درآها بسیار شدید نمی باشد به عنوان لایه میانی بر روی پرایمرهاس ضد خوردگی قوی استفاده می شود.

1-پالایشگاه ها و نیروگاه ها
2- سکوها و تأشیشات حفاری
3- تجهیزات و تأسیسات فلزی در مناطق صنعتی و دریایی در بالای خط آبخور

خصوصیات پوشش پلی اورتان  بدون حلال با انعطاف پذیری بالا

این پوشش دو جزیی (Two Components) متشکل از پلی ایزوسیانات 2 و پلی ال3 می باشد.دارای پرایمر (آستری) بی رنگ بوده و دارای 2 لایه Top Coat زیتونی رنگ می باشد ضخامت لایه پوشش 3000 تا 5000 میکرون می باشد.

 مقاوم در برابر اسیدها، آب دریا و آب مقطر

1-     مقاوم در برابر پرتوهای رادیو اکتیو
2-     مقاومت سایش و مقاومت مکانیکی بالا
3-     جسبندگی عالی به سطوح
4-     مقاوم در برابر شوکهای حرارتی
5-     قابلیت ترمیم آسان

موارد مصرف : به عنوان پوشش محافظ خوردگی در دامنه وسیعی از بسترها با جنس متفاوت استفاده می شود

1-تأسیسات نیروگاههای حرارتی

2- لوله و خطوط انتقال (داخل و خارج )

3- تانکها و مخازن فلزی

4- تانکها و مخازن بتنی ( داخل و خارج)

5- قابل استفاده در محیطهای غوطه ور در گاز

6- قابل استفاده در محیطهای غوطه ور در آب

7- پلهای شنی و فلزی

8- استخرهای شنا و ذخیره آب

9- ژاکتها و تجهیزات مورد استفاده در محیطهای دریایی

10-  پوششهای سطوح در تماس با مواد غذایی (داخل و خارج)

11-کفپوش سازه های فلزی و بتنی

12-درزگیرها و پوششهای مقاوم در برابر ضربه و سایش

13- پشت بامها و شیروانی ها و بالکن ها و . . .

خصوصیات لایه رویه اپوکسی بدون حلال
1-مقاومت بسیار عالی در برابر آب
2- سختی بالا
3- چسبندگی عالی به سطح
4- مقاومت مکانیکی بالا
5- مقاومت سایشی بالا

موارد مصرف : ازاین پوشش به عنوان لایه رویه برای تجهیزات به دور از تابش مستقیم خورشید (UV)

1-مخازن آب آشامیدنی  2- مخازن نگهداری روغنها و چربیها 3- محیطهای در تماس با مواد شیمیایی

1- بلوک نمونه یا شاهد ( بدون پوشش)
2 -کلیه پوششها
3-پوشش پلی اورتان (3000-5000 میکرون ضخامت)
4-پوشش کولتار اپوکسی بدون حلال  (400-800 میکرون ضخامت)
5- پوشش کولتار اپوکسی با حلال (400-800 میکرون ضخامت) 
6- پوشش اپوکسی پلی آمین (دارای پرایمر کرم رنگ و دو لایه نهایی با فام آبی)

نتیجه گیری :

با توجه به تنوع پوششهای مختلف و تبلیغات کارخانجات سازنده لزوم آشنایی با پوششهای اصلی، نحوه اجرا و ترکیب آنها ضروری به نظر می رسد و توجه به محیط اجرا، قیمت، دوام، سرعت و سهولت اجرا، زمان گیرش، کارایی، مقاومت شیمیایی و مقاومت در برابر تأثیر اشعه ماورای خورشید و طول موجهای مختلف در انتخاب پوشش مورد نظر مؤثر است.

منبع: همکلاسی - hamkelasy.com

بررسی رفتار الیاف و تاثیر آن در كنترل ترک هاى بتن

بتن از سه عنصر اصلى شن و ماسه و سیمان تشکیل شده است که در آن شن و ماسه توسط سیمان به یکدیگر چسبانده می شوند.این ماده ساختمانی داراى مزایا و معایبی است که کاربرد ان را در مواردى لازم و مفید و در موارد دیگر غیر ممکن یا مضر می سازد. از جمله معایب بتن مقاومت کششی بسیار ناچیز آن می باشد که این رفتار ترد و شکننده موجب شکست ناگهانی و فروریختن سازه های بتنی در هنگام زلزله می گردد. مشکل ترد بودن بتن را مى توان با مسلح کردن آن توسط آرماتور هاى فولادى در جهت نیروهای کششى برطرف نمود. اما در موارد متعددی جهت این نیرو های کششی به طور دقیق معلوم نمی باشد. از طرفى در بتن تازه به دلیل جمع شدگی ابعاد بتن تغییر پیدا کرده و ترک هایی به وجود می آیند که نتایج این ترک ها در بتن سبب افزایش نفوذپذیرى، از بین رفتن سطح بتن، خوردگی آرماتورها و کاهش خواص مکانیکی می باشد.

یکی از راه حل های مناسب براى مقابله با این مشکلات استفاده از مقادیر کم الیاف به منظور کنترل رشد ترک وافزایش مقاومت کششى بتن می باشد. کاربرد الیاف بطور فراگیر از اوایل سال1960در کشور هاى صنعتی پیشرفته آغاز شده ودر طی این 4 دهه جنس و شکل الیاف و نحوه ساخت بتن الیافی بهبود یافته و کاربرد ان نیز فزونی یافته است.شاهد تاریخی این فناورى کاربرد کاهگل در ساختمان ها می باشد.در واقع بتن الیافی نوع پیشرفته این تکنولوژی می باشد که الیاف طبیعی و مصنوعى جدید، جانشین کاه و سیمان جانشین گل به کار رفته در کاهگل شده است. الیاف به کار رفته در بتن به جنس های مختلفی نظیر شیشه ، فولاد، کربن، پلی پروپیلن، کولار و غیره تولید می شوند که در این میان الیاف فولادی دارای مزایایی نسبت به سایر انواع می باشد که از جمله این موارد :

1- دارای مدول الاستیسیته و کرنش شکست بالابوده که با توجه به قابلیت شکل گیری مناسب و مقاومت کششی بالا از مناسبترین و اقتصادی ترین نوع الیاف به حساب می آید.

2- بالاترین افزایش را در مقاومت و شکل پذیری بتن ایجاد می کنند.

3- به اشکال ظاهری گوناگون جهت بهبود رفتار بتن قابل ساخت هستند. 

4 - اختلاط آنها با دیگر مواد بتن بسهولت انجام پذیر است.

 متن موجود نتایج ارزیابی رفتار الیاف به منظور کنترل ترک هاى ناشى از جمع شدگى در بتن استاندارد و خودتراکم می باشد. اگر بتن از جمع شدن بازداشته شود ، تنشهای کششی ایجاد شده در آن باعث ترک خوردگی مقطع می شوند. در بتن استاندارد با نسبت آب به سیمان بالاتر از 45% جمع شدگى ناشى از خشک شدن به عنوان مهمترین دلیل ایجاد ترک در سنین اولیه توصیف شده است .در بتن خود تراکم در سنین اولیه به دلیل چسبندگی بالاى مواد ریز موجود, جمع شدگی و خزش بیشترى نسبت به بتن استاندارد مشاهده مى شود ولی در مرحله سخت شدن تاخیرى در شروع جمع شدگی بتن خود تراکم به وجود می آیدکه به دلیل پایین بودن سرعت تبخیر از سطح خارجی اعضاء بتنى می باشد. جمع شدگى ناشى از خشک شدن از همان ابتدا یعنى زمان هاى اولیه بتن ریزى و حتی قبل از افزایش ظرفیت مکانیکى بتن آغاز مى شود که بستگی به :خواص بتن (طرح اختلاط، طریقه ى بتن ریزى و روش های عمل آورى) شکل و چگونگی اعضاء بتنى و شرایط محیطى (دما، رطوبت مربوطه، سرعت باد) دارد. چون جمع شدگى به دلیل کمبود آب درون بتن به سطح اعضاء تحمیل مى شود,کرنش در این قسمت از اعضاء ایجادشده و ترک هائى با منشاء drying shrinkage از نواحى سطحی که در تماس با محیط هستند آغاز مى شود,در نتیجه اعضاء با سطح خارجى بالا (مانند دال ها و پانل هاى پیش ساخته) در تماس با یکک ها می بینند و این امر با عبور هوا از روى نمونه هاى تازه تشدید مى یابد اما از نتایج آزمایش ها مشاهده می شود که با استفاده از مقادیر مناسب الیاف جمع شدگى و به تبع آن ترک ها به میزان قابل توجهی کاهش مى یابند. براى کنترل ترک هاى بتن تحت اثر جمع شدگی دو روش متفاوت پیشنهاد می شود:
1-اندازه گیرى کاهش جمع شدگى با توجه به حدود آب از دست رفته از سطح در معرض هوا(بدون پوشش)اعضاء
2-توسط اتصال اجزا بتن که می تواند رشد ترک ها را کنترل کرده و از انتشار خرابى در اعضا در سنین اولیه جلوگیری کند. محیط مهاجم بیشترین آسیب را در اثر به وجود آمدن تر

اولین روش بررسى نحوه ى عمل آورى بتن و آب نگهدارى و یا افزودنی هاى تقلیل دهنده ى جمع شدگى بوده که هدف این روش کاهش تنش کششی روی بتن است. دومین روش استفاده از افزودنی ها و الیافى هستند که با بتن تازه ترکیب مى شوند و ظرفیت مکانیکى مخلوط را در سنین کم تعیین کرده در نتیجه از رشد و انتشار ترک ها جلو گیرى مى کنند به این معنا که با حضور الیاف تعداد بیشتری ترک ایجاد شده و این امر باعث انتقال تنشهای کششی از میان ترکها و کاهش تمرکز تنش می شود. حرکت ترک ها در هر دو نوع بتن استاندارد و خود تراکم جهت مشخصى نداشته و عمود بر هم از طرفى به طرف دیگر عبور می کنند ولی در کل می توان3 حالت فشاری و کششی و برشی را برای حرکت ترک ها در نظر گرفت.

 همچنین با ورود الیاف به بتن مستقل از مواد تشکیل دهنده 2 نوع وضعیت اصلى موازى و عمود بین ترک و الیاف مشاهده می شود که در صورت عبورالیاف عمود بر لبه هاى ترک با پل زدن الیاف بین ترک ها یکپارچگی بتن تا تغییر شکلهای زیاد حفظ شده و مقاومت خمشی و کششی به دلیل خاصیت دوزندگی الیاف بالا می رود . بنا به دلایل ذکر شده استفاده از آرماتورها از دید گاه میکروسکوپى در کنترل ترک ها مفید واقع نشده و حتی در صورت بروز ترک با پدیده خوردگی مواجه می شوند و بتن کاملا از بین می رود.

درصورتیکه با توزیع اتفاقی الیاف در فواصل بسیار کوچکتر از فاصله بین آرماتورها، اندازه ترک ها کوچکتر شده و باعث کاهش نفوذپذیری و پایداری بتن در محیط های مهاجم می شود. در حالت کلى توزیع اتفاقی الیاف در فواصل بسیار کوچکتر از فاصله بین آرماتورها باعث پخش و کوچکترشدن اندازه ترک ها شده و پس از ترک خوردن ، مقاومت کششى و خمشى به دلیل خاصیت دوزندگی الیاف بالا رفته و یکپارچگی بتن تا تغییر شکلهاى زیاد حفظ می شود.
الیاف را میتوان قبل,بعد یا در حین میکس به مخلوط بتن اضافه کرد ولی براى آسانى پخش باید به صورت خشک وارد مخلوط شود. البته باید توجه داشت در فرآیند ساخت بتن الیافی باید از ایجاد پدیده گلوله ای شدن (Balling) که به دلیل استفاده از مقادیر زیاد و نادرست الیاف رخ مى دهد جلوگیری بعمل آید زیرا در این صورت پدیده انسداد در بتن صورت گرفته و اثر الیاف عملا از بین خواهد رفت.
به دلیل اینکه مقدار الیاف مورد استفاده در بتن برای جلوگیری از پدیده (Balling) بسیار کم مى باشد (تقریبا 0.1%)، مقاومت فشارى به اندازه زیادی افزایش پیدا نمى کند زیرا الیاف نیروى مکانیکى ماکروسکوپى نبوده و تنهایک نیروى کمکى محلى به حساب آورده مى شوند. براى مقایسه هزینه ساخت بتن الیافی با با بتن مسلح به آرماتور می باید مزایاى بتن الیافی از جمله مقاومت ضربه اى بسیار بالاتر، جمع شدگی و عرض ترک کمتر، دوام بیشتر و کاهش هزینه های مربوط به تعمیر ، حفظ و نگهداری، کنترل شکستهای موضعی، ایجاد ترک و گسترش ترک، عمر مفید بیشتر، کنترل نفوذپذیرى بیشتر و بویژه زمان اجراى بسیار کمتر را (در مقایسه با بتن مسلح به میلگرد) در نظر داشت. 

منبع: ایران سازه - iransaze.ir

مقاله کامل درمورد بتن ریزی در هوای گرم ایران

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 کارایی بتن می شود.
برای رسیدن به بتن مناسب و با مشخصات مکانیکی مورد نیاز باید شرایط ویژه 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 25 درجه سلسیوس می رسد. متوسط دما در روزهای تابستانی حدود 45 و در زمستان حدود 30 درجه سلسیوس است. رطوب نسبی بسیار کم و به ندرت از 50 درجه افزایش می یابد و عموما در حدود 10_20 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 عمدتا نقش تسریع در کاهش پایائی خواهند داشت. خلاصه انواع خرابی بتن در زیر ارائه شده است :

 

            خرابی بتن:

1)      شیمیائی:

•       حمله سولفات ها

•       حمله کلرورها و خوردگی فولاد

•       کربناتی شدن

•       واکنش قلیاوی سنگدانه ها

 

2)      فیزیکی:

•       یخ زدگی و ذوب متوالی

•       فرسایش و سایش

•       خلاء زایی (کاویتاسیون)

•       نفوذ نمک ها در بتن

•       حریق

•       ضربه

•       شرایط محیطی

•       حمله باکتریها

3)      خطاهای اجرائی:

•       دانه بندی یکنواخت و نامناسب

•       خاک دار بودن شن و ماسه

•       انبار کردن نامناسب مصالح بتن (شن و ماسه،سیمان،آب،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 ( (Hydration سیمان 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 :

_ نیاز به 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 20 دقیقه کاهش می یابد)

 

تمهیدات بتن ریزی در مناطق گرمسیری :

در صورتیکه دمای بتن در لحظه بتن ریزی از 32 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 50 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 350 کیلوگرم بر متر مکعب کمتر باشد تا بتوان کاراوی و مقاومت لازم را به دست آورد در ضمن نباید از 450 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 7 روز می باشد ولی برای سیمانهای تیپ 2و 5 و سیمانهای پوزولانی 14 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 32 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.

منبع: نشریه گنجینه - شماره نهم

نقدی بر آیین نامه بتن ایران

مقدمه
 بتن ایران نگارش آیین نامه های مختلف در هر کشوری نشان دهنده ی پیشرفت و بالندگی ان کشور و رشد و توسعه ی علمی می باشد.
در ایران نیز از دهه 70 اقدام به ویرایش آیین نامه ها و مقررات ملی شده که نتیجه ی ان تحریر مقررات بیست گانه ی ساختمان وآیین نامه ی زلزله ایران و نیز آیین نامه ی بتن ایران ( آبا) می باشد. که ما در این مقاله به نکات ضعف و قوت آیین نامه ی بتن ایران خواهیم پرداخت.

کلیات آبا
کلا آیین نامه ی بتن ایران در دو فصل مجزا نوشته شده که در ویرایش های پیشین کتاب در دو جلد ارائه می شده اما اکنون کتاب در قالب یک جلد مشتمل بر دو فصل ارائه می شود که فصل اول کتاب مربوط به ضوابط و مقررات لازمه در بتن و فصل دوم ان در مورد فرمولها و روشهای طراحی صحبت میکند.کلا آبا تحت واحد های نیوتن و میلیمتر نوشته شده و مقاومتهای تنشی را در واحد مگاپاسکال بیان میکند که این موضوع جای بحث دارد که در ادامه مقاله به این مورد خواهیم پرداخت.

ایرادات آبا

 به آیین نامه ی بتن ایران چهار ایراد بزرگ و مهم می توان وارد کرد ولی پیش از آن بهتر است کمی در مورد یکی از آیین نامه های بزرگ دنیا اشاره نموده و آبا را با آنها مقایسه کنیم.

 درموسسه ی بتن آمریکا آیین نامه ای به نام  ACI منتشر ساخته که حاصل بیش از 70 سال مطالعه و تحقیق می باشد و هنوز هم در پویایی آن کوشش می کنند و این آیین نامه کارایی خود را در طول سالیان دراز به اثبات رسانیده است.

1 : انتخاب واحد ملی
هر آیین نامه ای در هر کشوری مستلزم انتخاب واحد ملی ان کشور می باشد به عنوان مثال آیین نامه ی بریتانیا در واحد اینچ و پوند نوشته شده است چرا که واحد ملی بریتانیا پوند، اینچ، یارد و گالن (در حجم) می باشد.
اما در ایران واحد ملی ( منظور از واحد ملی واحد هایی است که عموم مردم به طور روزمره از آنها استفاده می کنند)  کیلوگرم و نیز سانتی متر است که  کاربرد سانتیمتر عمومیت بیشتری نسبت به میلیمتر دارد. مثلا در کارگاههای ساختمانی همواره با سانتیمتر اندازه گیری میشود !
و نیز مفهوم کیلوگرم بهتر از نیوتن قابل درک است اما می بینیم برخلاف تمام گفته ها از نیوتن و میلی متر استفاده شده است!
 

2 : پاسکال واحد فشار  نه تنش! 
در آبا از واحد مگاپاسکال به عنوان مقاومت تنش بتن یا خاک استفاده شده، گویا نویسندگان آبا اطلاع ندارند که پاسکال واحد فشار است و فشار با تنش فرق دارد. (پاسکال نام دانشمندی است که در زمینه ی فشار مایعات تحقیقات زیادی کرده و به احترام او واحد فشار را پاسکال انتخاب نموده اند)

برای روشن شدن تفاوت بین فشار و تنش بهتر است که تعریف هرکدام راذکر نماییم...

تعریف فشار: فشار عبارت است از نسبت نیرو بر سطح وارده یا همان تقسیم نیرو بر مساحت می باشد.

تعریف تنش: تنش عبارت است از نسبت دیفرانسیل مقدار نیرو بر دیفرانسیل مقدار مساحت سطح!

با توجه به دو تعریف فوق میتوان دریافت که توزیع فشار در سطح جسم همواره یکنواخت است اما توزیع تنش در سطح جسم یکنواخت نیست به کار بردن اشتباهی واحدها خطایی است که در مقاطع مدرسه ای و اکثرا از دانش آموزان دوره ی دبیرستان سرمی زند واز اینکه هیئت تحریریه آیین نامه ی ملی ایران مرتکب چنین اشتباهی شوند جای بسیار تعجب دارد!!!
 

3 : تغییر ظاهری فرمولها و از بین رفتن نموگرامها
اگر با دقت به فرمولهای ارائه شده ی آبا نگاه کنیم خواهیم فهمید که این فرمولها هیچ تفاوتی با فرمولهای ارائه شده توسط آیین نامه ی ACI ندارد .
و کلا آبا کپی برداری کلمه به کلمه از آن آیین نامه می باشد و تنها در ضرایب اطمینان و ظاهر فرمولها تفاوت دیده می شود.
تفاوت فرمولهای آبا در ظاهر آن است و علت آن اعمال ضرایب تبدیل واحد میباشد. لذا اگردر آبا از واحدهای ملی ایران استفاده می شده حتی فرمولها نیز مشابه آیین نامه ی ACI می شدند. البته ما انتظار نداریم که هیأت چند نفری تحریری آبا در سازمان مطالعه و تحقیق مسکن و شهر  سازی  فرمولهای جدیدی برای بتن پیشنهاد دهند. اما با این کار خود باعث شدند که تمام جدولها و نمودارها که برای تسهیل در محاسبات در aci ارائه شده بود(مثلا نمودارهای اندرکنش ستونها) از بین برود و نیز آیین نامه ی آباهیچگونه نمودار و یا روش برای تسریع و تسهیل محاسبات ارائه نکرده و مهندسین مجبور هستند که فرمولهای درجه سه تیر یا ستون را به طرق ریاضی حل کنند که این کار مستلزم زمان زیاد میباشد.
البته یکی از اساتید دانشگاه اقدام به تبدیل نمودارهای   ACI به واحد آبا کرده است. اما تا زمانی که آبا آن نمودارها را تأیید نکند نمی توان اعتباری برای آنها قائل شد و قطعا نمودارهای یاد شده دارای ایراداتی نیز می باشد.و نمیتوان به آن اعتماد کرد.
 

4 : عدم ساپورت جهانی از آبا
همان گونه که می دانید آبا از طرف هیچ کدام از نرم افزارهای نوشته شده حمایت نمی شود زیرا این آیین نامه از اعتبار جهانی لازمه نیز برخوردار نیست و از طرف دیگر همه ی مهندسین در طرحهای خود بایستی از آبا استفاده کنند خوب به علت عدم وجود نرم افزار ها و نیز عدم وجود نموگرامها به هیچ عنوان نمی توان از آبا استفاده کرد و این موضوع یک دردسر بزرگ برای مهندسین طراح می باشد.
 

نواقص آبا
علاوه بر ایرادات فوق آبا از نواقصی نیز برخوردار است مثلا آبا در مورد طرح اختلاط بتن صحبتی نکرده و فقط طرح اختلاط بتن را به تجربه ی کارگران در کارهای کوچک و آزمون و خطا در آزمایشگاه برای پروژه های بزرگ در نظر گرفته است.

اما می دانیم که آیین نامه ی ACI در مورد طرح اختلاط صحبت زیادی کرده و جدولهایی نیز معرفی نموده....
آبا اصلا در مورد بتن غیرمسلح و سازه های بتنی پیش و پس تنیده صحبتی نکرده اما در آیین نامه ی ACI به همه ی موارد اشاره شده است.
 

نکات قوت آیین نامه ی آبا
پس از کلی نقد، آبا نکات قوتی نیز دارد و آن در  ضرایب اطمینان است که آبا در ضرایب اطمینان دست بالا عمل کرده و جانب احتیاط را خوب رعایت نموده است.

 

نتیجه گیری
ما نتیجه گیری کلی را بر عهده ی خوانندگان عزیز میگذاریم و امیدواریم که زمانی یک آیین نامه ی کاملا بومی و ملی نوشته شود  که این کار زمان زیادی می طلبد ...

منبع: ایران سازه - iransaze.ir

بتن سبک و اثر ميكروسيليس در افزایش مقاومت آن

مقدمه :
تولید سیمان كه ماده اصلی چسبندگی در بتن است در سال 1756 میلادی در كشور انگلستان توسط «John smeaton » كه مسئولیت ساخت پایه برج دریایی «Eddystone » را بر عهده داشت آغاز شد و درنهایت سیمان پرتلند در سال 1824 میلادی در جزیره ای به همین نام در انگلستان توسط «Joseph Aspdin » به ثبت رسید. مردم كشور ما نیز از سال 1312 با احداث كارخانه سیمان ری با مصرف سیمان آشنا شدند و با پیشرفت صنایع كشور، امروزه در حدود 26 الی 30 میلیون تن سیمان در سال تولید می گردد. با آگاهی مهندسان از نحوه استفاده سیمان در كارهای عمرانی ، این ماده جایگاه خودش را در كشورمان پیدا كرد.
یكی از روشهای ساختمان سازی كه امروزه در جهان به سرعت توسعه می یابد ساختمانهای بتنی است. بعد از انقلاب اسلامی به علت كمبود تیر آهن در نتیجه تحریمها و نیز گسترش ساخت و سازهای عمرانی در كشور ، كاربرد بتن بسیار رشد نمود. علاوه بر این موضوع ساختمانهای بتنی نسبت به ساختمانهای فولادی دارای مزایایی از قبیل مقاومت بیشتر در مقابل آتش سوزی و عوامل جوی ( خورندگی ) آسان بودن امكان تهیه بتن به علت فراوانی مواد متشكله بتون و عایق بودن در مقابل حرارت و صوت می باشند كه توسعه روز افزون این نوع ساختمانها را فراهم می سازد.

یکی از معایب مهم ساختمانهای بتنی وزن بسیار زیاد ساختمان می باشد که با میزان تخریب ساختمان در اثر زلزله نسبت مستقیم دارد. اگر بتوانیم تیغه های جدا کننده و پانل ها را از بتن سبک بسازیم وزن ساختمان و در نتیجه آن تخریب ساختمان توسط زلزله مقدار زیادی کاهش می یابد. ولی کم بودن مقاومت بتن سبک عامل مهمی در محدود نمودن دامنه کاربرد این نوع بتن و بهره گیری از امتیازات آن بوده است. استفاده از میکروسیلیس در ساخت بتن سبک سبب شده است که مقاومت بتن سبک بالا رود و این محدودیت کاهش یابد. در این تحقیق ضمن توضیحاتی در مورد بتن و تاثیر آب بر روی مقاومت بتن، بیشتر درباره بتن سبک و روشهای افزایش مقاومت آن با استفاده از میکروسیلس، خواص مکانیکی و همچنین موارد کاربرد آن بحث می شود.

1- سیمان

- سیمان تولید شده در کشور ما با سیمان تولید شده در کشورهای صنعتی متفاوت است که لازم است تفاوت آن تا حد ممکن بررسی شود.

- طبقه بندی سیمانها شناسایی شود.

-  عدم تنوع در کیفیت سیمان نشانه ضعفهایی از سیستم ساخت و ساز می باشد.

-  عدم استفاده از سیمان با کیفیت بالا از عوامل اولیه عمر کوتاه ساختمان در بحث مصالح می باشد.

 

2- شن و ماسه

- معیارها و آئین نامه های تولید کلان شن و ماسه بررسی شود.

- تولید کلان  شن و ماسه در کشور ما از نظر معیار و رعایت آئین نامه های تولید بررسی شود.

-  معایب شن و ماسه تولیدی در کشور در حد کلان بدلایل زیر آنرا در درجه دوم و یا سوم کیفیت قرار می دهد.

الف : وجود گرد و غبار

ب : عدم شستشو

ج : دانه بندی ناصحیح

د : استفاده از شن و ماسه رودخانه ای بجای شن و ماسه شکسته.

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

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

 

ساختار بتن :
- بتن دارای چهار رکن اصلی می باشد که به صورت مناسبی مخلوط شده اند ، این چهار رکن عبارتند از :
الف : شن
ب : ماسه
ج : سیمان
د : آب

- در برخی شرایط برای رسیدن به هدفی خاص مواد مضاف به آن اضافه می شود که جزﺀ ارکان اصلی بتن به شمار نمی آید.

- توده اصلی بتن مصالح سنگی درشت و ریز ( شن و ماسه ) می باشد.

-  فعل و انفعال شیمیایی بین سیمان و آب موجب می شود شیرابه ای بوجود آید و اطراف مصالح سنگی را بپوشاند و مصالح سنگی را بصورت یکپارچه بهم بچسباند.

-  استفاده از آب برای ایجاد واکنش شیمیایی است.

-  برای ایجاد کار پذیری لازم بتن مقداری آب اضافی استفاده می شود تا بتن با پر کردن کامل زوایای قالب بتواند دور کلیه میلگرد های مسلح کننده را بگیرد.

-  جایگاه استفاده آب در بتن به لحاظ انجام عمل هیدراتاسیون دارای حساسیت بسیار زیادی است.

ویژگیهای آب مصرفی بتن :

- آب های مناسب برای ساختن بتن

1- آب باران

2- آب چاه

3- آب برکه

5- آب رودخانه در صورتی که به پسابهای  شیمیایی کارخانجات آلوده نباشد و غیره …

بطور کلی آبی که برای نوشیدن مناسب باشد برای بتن نیز مناسب است باستثناﺀ مواردی که متعاقبا توضیح داده خواهد شد.

- آبهای نا مناسب برای ساختن بتن

1- آبهای دارای کلر ( موجب زنگ زدگی آرماتور می شود )

2- آبهایی که بیش از حد به روغن و چربی آلوده می باشند.

3- وجود باقیمانده نباتات در آب.

4- آب گل آلود ( موجب پایین آوردن مقاومت بتن می شود )

5- آب باتلاقها و مردابها

6- آبهای دارای رنگ تیره و بدبو

7- آبهای گازدار مانند2 co و…

8- آبهای دارای گچ و سولفات و یا کلرید موجب اثر گذاری نا مطلوب روی بتن می شوند.

نکته : 1- آبی که مثلا شکر در آن حل شده است برای نوشیدن مناسب است ولی برای ساخت بتن مناسب نیست.

نکته : 2- مزه بو و یا منبع تهیه آب نباید به تنهایی دلیل رد استفاده از آب باشد.

نکته : 3- ناخالصیهای موجود در آب چنانچه از حد معین بیشتر گردد ممکن است بشدت روی زمان گرفتن بتن ، مقاومت بتن ، پایداری حجمی آن ، اثر بگذارد و موجب زنگ زدگی فولاد شود.

نکته : 4- استفاده از آب مغناطیسی بعنوان یکی از چهار رکن اصلی مخلوط بتن می تواند بعنوان تاثیرگذار بر روی یارامترهای مقاومت بتن انتخاب گردد.

تمایز بتن از نظر چگالی :

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

ب : بتن سنگین : از این بتنها در ساختمان محافظهای بیولوژیکی بیشتر استفاده می شود مانند ساختار ، آکتورهای هسته ای و پناهگاههای ضد هسته ای که مورد بحث ما نمی باشد که چگالی آن معمولا بیشتر از 2200 تا 2600 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد.

ج : بتن سبک : مصرف بتن سبک اصولا تابعی از ملاحظات اقتصادی است ضمن اینکه استفاده از این بتن بعنوان مصالح ساختمانی دارای اهمیت بسیار زیادی است این بتن دارای چگالی کمتر از 2200 تا 2600 کیلوگرم در متر مکعب می باشد. بدلیل اینکه دارای چگالی کمتر از بتن سنگین است دارای امتیاز قابل توجهی از نظر ایجاد بار وارده بر سازه می باشد چگالی بتن سبک تقریبا بین 300 و 1850 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد یکی از امتیازات مهم امکان استفاده از مقاطع کوچکتر و کاهش مربوطه در اندازه پی ها می باشد ضمن اینکه قالبها فشار کمتری را از حالت بتن معمولی تحمل می کنند و همچنین در کاهش جابجایی کل وزن مصالح بدلیل افزایش تولید جایگاه ویژه ای دارد.

روش های کلی تولید بتن سبک :

- روش اول : از مصالح متخلخل سبک با وزن مخصوص ظاهری کم بجای سنگدانه معمولی که تقریبا دارای چگالی 6/2 می باشد استفاده می کنند.

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

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

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

 

طبقه بندی بتن های سبک بر حسب نوع کاربرد آنها :

- بتن سبک باربر ساختمان

-  بتن مصرفی در دیوارهای غیرباربر

-  بتن عایق حرارتی

نکته 1- طبقه بندی بتن سبک بار بر طبق حداقل مقاومت فشاری انجام می گیرد.

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

نکته : 2- بتن مخصوص عایق کاری معمولا دارای وزن مخصوص کمتر از 800 کیلوگرم بر متر مکعب و مقاومت بین 7/0 و Mpa 7 می باشد.

انواع سبک دانه هایی که به عنوان مصالح در ساختار بتن سبک استفاده می شود :

الف -  سبک دانه های طبیعی : مانند دیاتومه ها ، سنگ پا ، پوکه سنگ ، خاکستر ، توف که بجز دیاتومه ها بقیه آنها منشاﺀ آتشفشانی دارند.

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

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

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

- گروه اول : که با حرارت دادن و منبسط شدن خاک رس ، سنگ رسی ، سنگ لوح ، سنگ رسی دیاتومه ای ، پرلیت ، اسیدین، ورمیکولیت بدست می آیند.

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

- گروه سوم : جوشهای صنعتی ( سبکدانه های کلینکری) می باشند.

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

 

الزامات سبکدانه ها بتن سازه ای :

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

ذکر این نکات برای فهم بهتر مفید است :

1- آیین نامه BS 1047:7983 مشخصات دوباره در هوای سرد شده ، که منبسط نشده است را در بر می گیرد.

2- سبکدانه های به کار رفته در بتن سازه ای ، صرفنظر از منشأ آنها تولیداتی مصنوعی می باشند و در نتیجه معمولا یکنواخت تر از سبکدانه طبیعی می باشند. بنابراین سبکدانه را می توان برای تولید بتن سازه ای با کیفیت ثابت مورد استفاده قرار داد.

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

 

روش افزایش مقاومت بتن سبک :

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

نکته : عامل موثر و مشترک در کلیه این پژوهشها مصرف میکروسیلیس در بتن می باشد.

 تحقیقات مشترک V.Novokshchenov و W.Whitcomb جهت افزایش مقاومت بتن سبک و بهبود دیگر خواص آن با استفاده از سبکدانه های سیلیسی منبسط شده ، به اعتقاد آنان مقاومت بتن سبک تابعی از مقاومت سبکدانه ها و ملات است که این رابطه به صورت ذیل ارائه گردید.

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

fc = مقاومت بتن    fa = مقاومت سبکدانه

fm = مقاومت ملات  vm = حجم نسبی ملات

بدین ترتیب مشاهده می شود که می توان با افزایش مقاومت سبکدانه و مقاومت و حجم ملات مقاومت بتن سبک را افزایش داد.

 

منبع: وبلاگ مهرزاد شیری - mehrzadcivilengineer.blogfa.com

 

بتن هبلکس (AAC)

بتن هبلکس (AAC)

بتن سبک یا بتن متخلخل در سال 1924 میلادی توسط یک آرشیتکت سوئدی اختراع گردید . هم اکنون در اروپا بتن سبک تحت نامهای (  Ytong) و یا ( Hebelex ) عرضه می شود . ساخت این محصول با استفاده از تکنولوژی پیشرفته از طریق اختلاط و پخت مواد اولیه : ماسه سیلیسی، آهک ، سیمان ، پودر آلومینیوم و آب انجام می گیرد .
عمده خواص بتن سبک ( هبلکس ) عبارتست از :
• وزن مخصوص : هر متر مکعب حدود 600 کیلوگرم .
• مقاومت فشاری : 30 تا 35 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع با امکان افزایش آن بر حساب نیاز مصرف کننده .
کار کردن با بتن سبک ( هبلکس ) بسیار آسان است، مثلاً به راحتی می توان آن را ارّه نموده یا میخ در آن کوبید و یا جای پریز یا کانال عبور سیم برق و لوله آب را در آن به وجود آورد. علاوه بر این بتن سبک در مقابل آتش بسیار مقاوم است و کلیه شرایط سلامت محیط زیست را دارا می باشد.

با توجه به آیین نامه جدید محاسبه ایمنی ساختمان ها در برابر زلزله ، بکارگیری مصالح سبک وزن راه حل مناسب و با صرفه در جهت افزایش ایمنی ساختمان می باشد و بلوک های بتن سبک ( هبلکس ) تأمین کننده این مزیت فنّی است. یک متر مکعب بلوک هبلکس حدود 600 کیلوگرم وزن دارد که برابر 866 عدد آجر به وزن 1750 کیلوگرم می باشد ، به عبارت دیگر یک عدد بلوک 20×25×60 هبلکس مطابق با 46 عدد آجر است، در حالیکه وزن آن برابر وزن 10 عدد آجر بوده و یک کارگر به راحتی می تواند آنرا حمل نماید و سریعاً نیز نصب می گردد .

در ضمن ملات مصرفی برابر 25% ملات مورد نیاز برای اجرای همان دیوار با آجر بوده و به درصد سیمان کمتری نیز دز ملات نیاز دارد. به عنوان مثال چنانچه برای اجرای یک دیوار با آجر به یکصد کیلوگرم سیمان نیاز باشد همان دیوار در صورت استفاده از بلوک های هبلکس 15 کیلوگرم سیمان مصرف می کند.

همچنین بارگیری و حمل بلوک های هبلکس که در قالب های 15/3 متر مکعبی بسته بندی می شوند با استفاده از جرثقیل فکی و تریلی کفی به راحتی و اقتصادی تر انجام میگیرد. یک تریلی 9 پالت بزرگ برابر 35/28 متر مکعب را حمل می نماید.

هبلکس = عایق گرما، سرما، صدا و مقاوم در برابر زلزله و ...

هبلکس = صرفه جویی در آهن یا آرماتور، زمان اجرا، ملات مصرفی، دستمزد و ...

هبلکس = چسبندگی قابل توجه با ملات سیمان و ماسه و گچ و خاک به موجب گواهی وزارت مسکن و شهر سازی .

مزایای فنّی :
سبکی وزن ، عایق در برابر حرارت، عایق دز برابر برودت، عایق در برابر صدا، استحکام و پایداری در مقابل زلزله، آتش سوزی و بسیاری مزایای دیگر از محاسن بلوک های هبلکس نسبت به سایر مصالح قدیمی نظیر آجر های معمولی و آجر های سفال می باشد.

مزایای اجرائی :
با توجه به ابعاد و سبکی و راحتی نصب بلوک های هبلکس در همه ضخامت ها، سرعت اجرای هبلکس نسبت به سایر مصالح به 3 برابر بالغ می گردد.

مزایای اقتصادی :
پروژه های ساختمانی با استفاده از بلوک های هبلکس با در نظر گرفتن سرعت اجرا، به دستمزد کمتری احتیاج دارد و همچنین استفاده از هبلکس به سبب مصرف ملات کمتر و نیز کاهش بارهای وارده به سازه به دلیل وزن کم دیوار ها که موجب کاهش ابعاد سازه می شود، صرفه جویی قابل ملاحظه ای را در هزینه مصالح مصرفی موجب می گردد.

به علاوه در مقایسه میان مصالح سنتی و هبلکس اقلام زیر نیز ارقام توجه ای را تشکیل می دهند :

سرعت زیاد آجر چینی با هبلکس، سرعت زیاد کارهای تأسیساتی، کاهش مقاطع ساختمانی به هنگام محاسبه و صرفه جویی قابل ملاحظه در سازه های فلزی و بتنی. به علاوه استفاده از هبلکس موجب صرفه جویی چشمگیری در انرژی برای سرمایش و گرمایش ساختمان بعد از احداث می شود. همچنین ضایعات هبلکس کلّا به عنوان پوکه مورد استفاده قرار می گیرد در حالیکه ضایعات زیاد آجر عملاً بلا استفاده می ماند.

 

دستورات العمل اجرایی :

  1 ) کادر اجرایی : 
       کارکردن با هبلکس نیاز به تخصص خاصی ندارد با توجّه به ابعاد و سهولت کار با هبلکس، سرعت اجرا نیز نسبت به آجر نیز نسبت به آجر سفال تا دو الی سه برابر افزایش می یابد .

  2 ) ملات مورد نیاز :
       همان ماسه و سیمان می باشد و با توجه اینکه بلوک های هبلکس یک نوع بتن سبک می باشد و هم گونی کاملی با ملات ماسه سیمان دارد می توان نسبت ترکیب را به پنج یا شش به یک تبدیل و در مصرف سیمان صرفه جویی بیشتری نمود، در مواردی که تیغه بندی های مورد اجرا با آب و رطوبت سر کاری نداشته باشند ( مثل دیوار اتاق خواب، کار، ...) می توان از ملات گچ و خاک ( به لحاظ صرفه جویی اقتصادی ) نیز استفاده نمود.

  3 ) جذب آب :
      با توجه به ابعاد و متخلخل بودن بلوک های هبلکس، نم و رطوبت توسط این بلوک ها منتقل نمی شود . در عین این که این بلوک ها نم و رطوبت را نسبت به مصالح مشابه جذب می کند، لذا در زمان استفاده از این بلوک باید نکات زیر را رعایت نمود :

      اولاً : قبل از اجرا بلوک ها باید کاملاً  خیس نمود.

      ثانیاً : ملات مصرفی را نیز باید با رقّت بیشتری تهیه نمود.

      ثالثاً : بعد از اجرا در صورت امکان به دیوارها آب داده شود.

  4 ) اندود گچ و خاک :
با توجّه به سطح صاف و صیقلی هبلکس نسبت به سایر مصالح در صورت اجرای صحیح دیوار ها به اندودی بیش از  1 الی 2 سانتیمتر نیاز نخواهد بود ( یعنی در هر طرف نیم الی یک سانتیمتر ) .

  5 ) از نظر نصب تأسیسات و روکار :
       مانند سایر مصالح می باشد .

منبع: وبلاگ تشکل عمران دانشگاه یاسوج - yucivil.blogfa.com

بررسی رفتار و خصوصیات بتن اسفنجی

همانطور که می‌دانیم امروزه صنعت بتن نقش بسیار مهمی در ساخت و سازهای جوامع بشری ایفا می‌کند و یکی از عوامل بسیار مؤثر در سازه‌های بتنی در جهان است. در این راستا انجمن سیمان پرتلند (PCA) تحقیقاتی را به منظور استفاده از بتن در دیگر پروژه‌ها آغاز نموده؛ پس از آزمایشات و تحقیقات فراوان موفق شد به راه حل بسیار خوبی به نام بتن اسفنجی (بتن تراوا ) دست یابد. بتن اسفنجی که حاصل این دست رنج بود، توانست تحولات زیادی را در محوطه سازی‌های شهر‌های اروپا و آمریکا ایجاد کند. البته این نوع بتن هنوز در ایران جا نیفتاده، ولی امید است با تلاش مسئولین ادارات، مهندسین و متخصصین فن این بتن به منظور حفظ بیشتر محیط زیست و مقرون به صرفه بودن مورد استفاده در پروژه‌های کشورمان نیز قرار بگیرد.

بتن اسفنجی چیست؟
بتن اسفنجی یک مخلوط سنگدانه درشت(شن)،سیمان، آب و ماسه به میزان اندک(وگاهی اوقات بدون ماسه) است. در ساختار این بتن %25-15 (از لحاظ حجم) فضای خالی وجود دارد و این امر‌ موجب عبور آب از داخل این بتن می‌شود.

در بتن اسفنجی از آب نسبت به دیگر انواع بتن کمتر استفاده می‌شود و این مسأله باعث شده تا پس از ساختن مخلوط بتن آب آن به سرعت تبخیر شده و مخلوط در مدت یک ساعت کاملا" از آب تخلیه خواهد شد.

 

نسبت مواد مختلف در بتن اسفنجی

برای آشنایی بیشتر با این بتن، در جدول، زیر میزان مواد مختلف به کار رفته شده از آن ذکر شده است:

نسبت مواد	مقدار مواد
1-مواد دارای خواص بتن (البته در مورد مواد دارای خواص سیمای یا همان افزونی‌های بتن بعدا" بیشتر توضیح داده می‌شود.)	270 to 415 kg/m^3 (450to 700 1b/y^3)
2-سنگدانه	1190 to 1480 kg/ m^3 (2000 to 2500 1b/y^3)
3-نسبت آب به سیمان (از لحاظ جرم)	0.27 to 0.30
4-نسبت ‌سنگدانه ‌به ‌سیمان (ازلحاظ جرم)	4 to 4.5:1
5- نسبت ‌سنگدانه ریز (ماسه) به سنگدانه درشت (شن)	0 to 1:1

رفتار بتن اسفنجی

همچنین به منظور آشنایی بیشتر با رفتار این بتن، ویژگی‌های آن در زیر بیان شده است:

مشخصات	مقدار
اسلامپ یا نشست (stump)	20 mm (3/4 in)
چگالی (وزن مخصوص)	1600 to 2000 kg/m^3 (100 to 125 1b/ft^3)
زمان گیرش (setting time)	1 ساعت
تخلخل (از لحاظ حجم)	15% to 25%
میزان نفوذ پذیری (از لحاظ میزان سرعت)	120 L/min to 320 L/m^2/min (3ga1/ft^2/ min to 8 gal /ft^2/min)
مقاومت فشاری	3.5 Mpa TO 28 Mpa (500psi to4000 psi)
مقاومت خمشی	1 Mpa to 3.8 Mpa (150 psi to 550 psi)
افت بتن	200x10^-6

 

نصب بتن اسفنجی

نصب بتن اسفنجی شامل 4 مرحله اساسی است:

مخلوط کردن

جاگذاری کردن (گماردن، قراردادن)

تراکم و فشرده سازی (کوبیدن )

عمل آوردن بتن

بوجود آوردن، قرار دادن و عمل آوردن بتن اسفنجی همه به جای اینکه در یک کارخانه زیر شرایط یکسان انجام شوند، در محل کار (پای کار) انجام می‌شوند.

اگر چه بتن اسفنجی می‌تواند توسط همان تهیه کننده‌های بتن توپر تهیه شده و توسط همان کامیون‌های بتن توپر تحویل داده شود، اما این ویژگی‌های فیزیکی منحصر به فردش است که نیاز به یک پیمانکار با تجربه تخصصی دارد. همچنین تفاوت‌های ساختاری ما بین بتن اسفنجی و بتن غیر قابل نفوذ نصب متفاوت آن را نیازمند است.

به هر حال، کیفیت و عملکرد بتن اسفنجی بستگی به میزان آشنایی و عملکرد نصب کننده و خاصیت ضربه‌های ساختاری (کمپکت) دارد.

این نوع بتن به دلیل مقاومت نسبتاً پایین آن psi400 الی psi 4000 اساس مشخص شده و پذیرفته شده‌ای برای مقاومت بالا نیست. و مساله مهم تر در موفقیت یک روسازی بتن اسفنجی مقدار پوکی (فضای خالی) آن است.

البته باید بدانیم که زیر سازی این بتن و زمین زیرینش نباید کاملاً غیر قابل نفوذ باشد و باید حداقل اندکی خاک و زیر سازی آن نفوذ پذیری داشته باشد. در مناطق ماسه‌ای هم بتن اسفنجی مستقیماً بالای ماسه گذاشته می‌شود.

همچنین باید به این موضوع اشاره کرد که یخ‌زدن آب در داخل این بتن مشکلی ایجاد نمی‌کند، زیرا آزمایش‌هایی صورت گرفته که در آن بتن اسفنجی را به مدت بیش از 15 سال در آب و هوای سرد گذاشته و آب باران و برف پس از ورود به داخل بتن یخ می‌زد. کاربرد موفق بتن اسفنجی در این مناطق این مساله را حل نموده است و مشکلی در به کار بردن این بتن در این مناطق وجود ندارد.

 

نقش مواد افزودنی ( مواد دارای خواص سیمانی ) در بتن اسفنجی

   مواد افزودنی(یا همان مواد دارای خواص سیمانی) که در بتن اسفنجی بکار می‌روند عبارتند از: رقیق‌کننده‌های سیمان(C 1157، C 595 ASTM )، خاکستر بادی و پوزولان طبیعی (ASTM   C  618)، روباره (ASTM C  989) و بخار سیلیس(ASTM C 1240‌).

حال به برخی از آن‌ها که نقش بسیار مهمی در ساختار بتن دارند و می‌توانند به جای سیمان مورد استفاده قرار گیرند(که در ایران از آنها به ندرت استفاده می‌شود) اشاره می‌کنیم. در واقع این مواد بر عملکرد زمان گیرش، میزان افزایش مقاومت، تخلخل، نفوذ پذیری و ... در بتن تأثیر می‌گذارند و در یک کلام  کلید عملکرد بالای بتن، در استفاده از مواد افزودنی (SCMS) است.

از آن جمله می‌خواهیم به گاز سیلیس، خاکستر بادی و روباره که همگی دوام بتن را بوسیله کم کردن نفوذ پذیری و شکاف ( ترک خوردگی) افزایش می‌دهند اشاره می‌کنیم:

گاز سیلیس (Silica fume): یک فرآورده فرعی (محصول جانبی) از تولید سیلیکون است، و از دانه‌های خیلی ریز و ذرات کروی شکلی تشکیل شده است و به طور موثری مقاومت و دوام بتن را افزایش می‌دهد. به طور مکرر برای ارتفاعات بلند ساختمان‌ها به منظور افزایش مقاومت فشاری بتن(با استفاده از گاز سیلیس مقاومت بتن از psi 2000 هم فراتر می‌رود.) استفاده می‌شود و می‌توان از آن %12- 5 به جای سیمان در بتن استفاده کرد. 

خاکستر بادی (fly ash): خاکستر بادی، محصول فرعی انبار زغال سنگ سوزان در نیروگاه‌های برق است و سال‌ها قبل به عنوان ماده‌ای بی‌مصرف روی زمین انباشته می‌شد و بدون استفاده بود. اما حالا به عنوان یک ماده مهم در صنعت سیمان سازی به کار برده می‌شود و می‌توان از آن %65-5 به جای سیمان در بتن استفاده کرد.

روباره (Blast furnace Slag): روباره، محصول فرعی زباله در صنعت پولاد (فولاد) است، و سهم آن در مقاومت و دوام بتن بیشتر است و می‌توان از آن %70-20 به جای سیمان در بتن استفاده کرد.

 

مزایای بتن اسفنجی چیست و موارد استفاده از آن کدام است؟

بتن اسفنجی دارای مزایای اقتصادی و زیست محیطی فراوانی است، که البته مزایای زیست محیطی آن بیشتر مد نظر است. از مزایای اقتصادی آن می‌توان به پایین آمدن خرج‌های فراوان به منظور هدایت آب باران و فاضلاب اشاره داشت. در واقع می‌توان گفت با وجود بتن اسفنجی نیازی به ساختن جوی‌های آب فراوان در سطح شهر و کنار خیابان و کوچه‌ها و همچنین کانال‌های بزرگ آب نیست. زیرا این بتن هر گونه بارندگی را مستقیماً به زمین و سفره‌های آب زیرزمینی منتقل می‌کند و در واقع یک مزیت زیست محیطی نیز محسوب می‌شود. از دیگر مزایای زیست محیطی آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

جلوگیری از بروز آب گرفتگی در معابر و مکان‌ها به هنگام بارندگی

جلوگیری از آلوده شدن آب بارندگی‌ها (زیرا اگر زمین غیرقابل نفوذ باشد، آب باران و برف در سطح زمین که آلودگی فراوان دارد جریان می‌یابد و منجر به آلوده شدن آب بارندگی می‌شود.)

پر شدن ذخایر آب زیرزمینی

در نقاط سرد که ماندن برف و باران روی زمین (بعد از بارش) منجر به سردتر شدن آن مناطق می‌شود می‌توان با استفاده از این بتن آب باران و برف را به داخل زمین هدایت کرد و از سردتر شدن آن ناحیه جلوگیری کرد.

همچنین می‌توان از این نوع بتن در مکان‌هایی که نیاز به زمین خشک است استفاده کرد مثلاً در زیر سازی چمن‌های استادیوم‌های فوتبال.

همچنین در مناطق سردسیر، بدلیل عبور آب از این بتن از یخ زدگی سطح معابر و در نتیجه ایجاد خطر جلوگیری می‌کند که شهرداری‌های محترم می‌توانند از این بتن در پیاده‌رو سازی‌ها و محوطه سازی پارک‌ها، پارکینگ‌ها و معابری که مشکل آبگیری دارند استفاده نمایند.(مترجم)

 ایجاد مناظری زیبا به هنگام بارندگی، زیرا با وجود این بتن دیگر هنگام بارندگی آب گرفتگی وجود ندارد.

منبع: سایت تکنولوژی عمران - civil-tec

شرح کامل مسائل اجرایی بتن سبكدانه سازه ای

بسیاری از اصول اجرائی حاكم بر بتن ریزیهای معمولی در بتن ریزی با بتن سبــكدانه سازه ای كماكان از اهمیت برخوردار است. مسلما" در بتن های غیر سازه و سبكدانه بسیاری از نكات مورد نظر نمیتواند با اهمیت تلقی شود و عدم رعایت برخی قواعد تا آنجا كه به وزن مخصوص بتن ریخته شده لطمه نزند و آنرا بالا نبرد با اهمیت تلقـــی نمیشـــود. اصل پیوستگی و تدوام در بتن ریزی ( عدم ایجاد درز سرد ) ، اصل عدم گیرش یا نزدیكی به گیرش در بتن قبل از ریختن و تراكم ، اصل عدم جدا شدگی مواد (ناهمگنی ) بتن، اصل رعایت دمای مناسب بتن ریزی، اصل عدم آلودگی بتن به مواد مضر، اصل رعایت تراكم صحیح، اصل رعایت پرداخت صحیح سطح بتن، اصل انتخاب صحیح اسلامپ با توجه به وضعیت قطعه و وسایل تراكمی موجود، اصل رعایت و بكارگیری نسبت ها و مقادیر صحیح مصالح و پرهیز از مصرف مواد نا مناسب، و در نهایت اصل عمل آوری صحیح و قالب برداری به موقع و با دقت همواره در این نوع بتن ریزیها مانند بتن های معمولی از اهمیت برخوردار می باشد.

استفاده از مواد مناسب و نسبت های صحیح :
بکار گیری مواد و مصالح مناسب طبق مشخصات پروژه، رعایت مصرف سیمان تازه و غیر فاسد از نوع مورد نظر و مطابق با استاندارد مورد قبول کاملا" مهم می باشد. توزین یا پیمانه کردن دقیق و صحیح مصالح مصرفی طبق طرح اختلاط ارائه شده از اهمیت برخوردار است. بهتر است مصالح سنگی مصرفی به ویژه سبکدانه در شرایطی قرار گیرد که نوسانات رطوبتی اندکی داشته باشد . برای مثال خوبست بدانیم لیکاهای موجود در ایران میتواند تا بیش از 30 درصد آب را در خود جذب و نگهداری کند . بنابراین بین سنگدانه کاملا" خشک و کاملا" اشباع تفاوت فاحشی وجود دارد و میتواند بر اسلامپ حاصله و نسبت آب به سیمان و در نتیجه به مقاومت و دوام بتن سبکدانه سازه ای اثر چشمگیری باقی گذارد . بهر حال اگر بدانیم مثلا" سنگدانه های ما حدود 5 درصد رطوبت دارد میتوانیم مقدار آب مصرفی را تنظیم نمائیم تا به طرح اختلاط مورد نظر دست یابیم.
باید دانست مشکل بزرگ تولید بتن سبکدانه همین تغییر رطوبت است و لذا کنترل نسبت آب به سیمان در این بتن ها مشکل می باشد و حتی مانند بتن های معمولی نیز نمیتوان با کنترل اسلامپ به نتیجه مورد نظر رسید.

انتخاب اسلامپ صحیح :
مانند بتن های معمول انتخاب اسلامپ میتواند مهم باشد . از نظر جدا شدگی، آب انداختن، رسیدن به تراکم مورد نظر با توجه به ابعاد قطعه، طرز قرارگیری، وضعیت درهمی میلگردها، وسایل تراکمی موجود قابل تأمین این انتخاب کاملا" معنا دار و با اهمیت است . به دلیل سبکی سنگدانه ها بویژه سبکدانه های درشت احتمال جدا شدگی در بتن شل افزایش می یابد. لذا اسلامپ های بیش از ده سانتی متر ابدا" مطلوب نیست مگر اینکه بتن پر عیاری داشته باشیم، همچنین با وجود موادی مانند میکرو سیلیس ممکنست این جدا شدگی به حداقل برسد.
بنا براین اگر قرار باشد بتن سبکدانه پمپی با اسلامپ 10 تا 15 سانتی متر را داشته باشیم عیار سیمان باید از حدود 400 کیلو در متر مکعب فراتر رود. در حالیکه اگر اسلامپ کمتر باشد حداقل عیار سیمان در ACI برابرkg/m3 335 مطرح شده است . در حالات عادی اسلامپ های 5 تا 8 سانتی متر برای بتن سبکدانه غیر پمپی و اسلامپ 7 تا 10 سانتی متر برای بتن سبکدانه پمپی مطلوب تلقی میشود بدون اینکه این اعداد جنبه آئین نامه ای داشته باشد.
تغییرات اسلامپ در طول اجراء در بتن سبکدانه بسیار جدی است. در بتن های معمولی نیز این پدیده به چشم میخورد بویژه وقتی سنگدانه های درشت خیلی خشک باشند ممکن است حتی در طول 15 دقیقه پس از ساخت شاهد افت جدی در اسلامپ باشیم . در بتن سبکدانه این امر به شدت وجود دارد. فرض کنید اگر در طول 15 تا 30 دقیقه جذب آب سبکدانه 5 تا 10 درصد فرض شود و فقط سبکدانه درشت به میزان 300 کیلو داشته باشیم 15 تا 30 کیلو آب را جذب می کند که کاهش اسلامپ 6 تا 15 سانتی متر را میتوان شاهد بود. اگر قرار باشد طول مدت حمل و ریختن و تراکم زیاد باشد کاملا" دچار مشکل میشویم. همچنین در بتن های پمپی، این کاهش و افت در اسلامپ مسئله ساز است . بنا براین سعی میشود که چنین پروژه هائی حتی الامکان از 24 ساعت قبل از ساخت بتن، سبکدانه ها را خیس کرد (Presoaking ) تا آب قابل ملاحظه ای را جذب نماید و پس از اختلاط بتن شاهد افت اسلامپ زیادی نباشیم . این خیس کردن ممکن است حتی از سه روز قبل شروع شود ادامه یابد. خیس کردن سنگدانه ممکن است با آب پاشی تحت فشار و بصورت بارانی باشد و یا از سیستم خلاء برای نفوذ سریعتر آب به داخل سبکدانه استفاده شود که در ایران روش ساده اول معمولتر و عملی تر می باشد. ریختن آب و سبکدانه در مخلوط کن و اضافه کردن سیمان و غیره پس از مدتی تأخیر میتواند به افت اسلامپ کمتر منجر شود.
میزان جذب آب سبکدانه ها علاوه بر زمان تابع میزان آب موجود در آن ( رطوبت اولیه ) نیز می باشد که پیش بینی جذب آب را در مدت معین دشوار می کند مگراینکه قبلا" آزمایشهائی را با رطوبت اولیه موجود انجام داده باشیم.
اسلامپ های کمتر از 5 سانتی متری نیز کار تراکم را با مشکل مواجه می سازد و فضای خالی زیادی را در بتن بهمراه دارد .
بسیاری از تحقیقات نشان داده اند مقاومت و دوام بتن های سبکدانه که با سبکدانه خشک ساخته شده اند بهتر از وقتی است که از سبکدانه قبلا" خیس شده یا اشباع شده استفاده گشته است.

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

اصل همگنی ( عدم جداشدگی ) :
اصول جداشدگی و عوامل مؤثر بر آن برای بتن سبکدانه همچون بتن معمولی است، اما برای بتن سبکدانه یک عامل دیگر یعنی اختلاف در چگالی ذرات و خمیر سیمان یا ملات میتواند به جداشدگی منجر گردد. عوامل جداشدگی میتوانند داخلی باشند که صرفا" استعداد جداشدگی را بوجود می آورند و یا عامل خارجی باشند که مربوط به اجرا هستند و استعداد را شکوفا می کنند . از عوامل داخلی بالا رفتن حداکثر اندازه سبکدانه می باشد که معمولا" باعث جداشدگی میگردد و بهتر است حداکثر اندازه سبکدانه برای بتن سازه ای به 20 میلی متر محدود شود و توصیه می گردد تا از حداکثر اندازه 15 – 12ر میلی متر استفاده شود. جالب است بدانیم معمولا" با افزایش حداکثر اندازه، چگالی حجمی خشک ذرات سبکدانه درشت کاهش می یابد و از این نظر نیز امکان جداشدگی را قوت می بخشد.
بالا رفتن اسلامپ به افزایش استعداد جداشدگی منجر می شود. کاهش میزان عیار سیمان و مواد سیمانی و چسباننده میتواند بشدت باعث افزایش استعداد جداشدگی گردد. اختلاف وزن مخصوص ( چگالی ) ذرات سبکدانه با خمیر سیمان و یا اختلاف چگالی ذرات ریزدانه و درشت دانه به بالا رفتن استعداد جداشدگی منجر می گردد. بالا رفتن نسبت آب به سیمان به افزایش پتانسیل جداشدگی می انجامد. درشت تر شدن بافت دانه بندی سنگدانه ها معمولا" امکان جداشدگی را افزایش می دهد . وجود مواد ریز دانه و چسباننده مانند پوزولان و میکروسیلیس و سرباره ها می تواند باعث کاهش استعداد جداشدگی بتن سبکدانه گردد، همچنین بکارگیری مواد حبابزا و ایجاد حباب هوا میتواند جداشدگی و آب انداختن را کاهش دهد ضمن اینکه روانی و کارآئی مورد نظر تأمین میگردد.
از عوامل خارجی می توان حمل نامناسب، ریختن غلط، استفاده از شوت های طولانی و یا شیب نامطلوب، برخورد بتن با قالب و میلگردها، ریختن بتن از ارتفاع زیاد بدون لوله و قیف هادی و یا بدون پمپ معمولا" به جداشدگی منجر میشود. بخاطر حساسیت جداشدگی در این بتن ها باید دقت بیشتری را اعمال نمود. باید دانست نتیجه جداشدگی در بتن سبکدانه نیز از نظر مقاومتی و دوام بمراتب حادتر و مضرتر از بتن معمولی است.

اصل عدم آلودگی بتن به مواد مضر :
در طول حمل و ریختن و تراکم نباید مواد مضر اعم از مواد ریزدانه رسی ( گل و لای )، مواد شیمیایی شامل چربی ها و مواد قندی یا انواع مختلف نمکها و آب شور و غیره با بتن مخلوط شود . مخلوط شدن موادی همچون گچ نیز توجیه ندارد. به هرحال در این رابطه هیچ تفاوتی بین بتن معمولی و سبکدانه سازه ای وجود ندارد.

اصل عدم کارکردن با بتن در مرحله گیرش :
اگر عملیات بتن ریزی با بتنی که در مرحله گیرش است انجام گیرد مقاومت و دوام آن بشدت کاهش می یابد و نفوذپذیری آن زیاد میشود . از این نظر بتن مانند ملات گچ زنده است که اگر آن را مرتبا" بهم بزنیم و ورز دهیم تبدیل به ملات گچ کشته میشود که بشدت کم مقاومت و کم دوام است، هرچند گیرش آن به تأخیر می افتد و یا اصلا" خود را نمی گیرد و صرفا" خشک می شود . بهرحال نباید بتن را در هنگامی که در شرف گیرش است مخلوط نمود و یا ریخت و متراکم کرد . از این نظر بین بتن سبکدانه و بتن معمولی اختلافی احساس نمی گردد.
مسلما" در هوای گرم و یا بتن با دمای زیاد، گیرش زودتر حاصل میشود . زمان گیرش تابع نوع سیمان ( جنس و ریزی )، نسبت آب به سیمان و وجود مواد افزودنی می باشد . برای افزایش زمان گیرش و ایجاد مهلت برای عملیات اجرائی می توان از بتن خنک، کار در هنگام خنکی هوا یا شب، سیمانهای کندگیر کننده استفاده نمود .

اصل پیوستگی و تداوم بتن ریزی ( عدم ایجاد درز سرد در بین لایه ها ) :
اگر در هنگام بتن ریزی به هر علت، لایه زیرین قبل از ریختن و تراکم لایه روئی گیرش خود را انجام داده باشد درز سرد Cold Joint بوجود می آید . در این رابطه فرقی بین بتن سبکدانه و معمولی وجود ندارد . باید با تجهیز مناسب کارگاه، افزایش توان تولید و حمل در ریختن و تراکم بتن، افزایش زمان گیرش بتن و یا ایجاد درزهای اجرائی مناسب و کاهش سطح بتن ریزی و یا کاهش ضخامت لایه ها امکان ایجاد درز سرد را به حداقل رساند.

تراکم صحیح بتن سبکدانه :
از آنجا که بتن های سبکدانه بشدت در معرض جدا شدگی هستند، تراکم با قدرت زیاد و یا مدت بیش از حد مشکلات جدی را بوجود می آورد. به محض اینکه احساس می نمائیم که شیره یا سنگدانه ها شروع به روزدن می نمایند باید تراکم را قطع کرد. لرزش، بیش از فشار و ضربه میتواند موجب جدا شدگی گردد.
به هر حال باید کاملا" هوای بتن خارج و فضای خالی به حداقل برسد تا مقاومت و دوام کافی ایجاد گردد.

پرداخت سطح بتن سبکدانه :
آب انداختن بتن همواره مشکل بزرگی در پرداخت نهائی سطح بتن می باشد و این امر اختصاص به بتن سبکدانه ندارد . خوشبختانه به دلیل جذب آب تدریجـــی توسط سبکدانه ها، آب انداختن میتواند به کمترین مقدار برسد اما اگر سبکدانه ها قبل از اختلاط کاملا" اشباع شده باشد امکان آب انداختن بیشتر می گردد . کم بودن عیار سیمان و مواد چسباننده سیمانی، فقدان مواد ریزدانه، عدم وجود حباب هوا در بتن، درشتی بافت دانه بندی، افزایش حداکثر اندازه سبکدانه، گرد گوشه گی سنگدانه ها و بافت صاف سطح سنگدانه، بالا بودن اسلامپ، زیادی نسبت آب به سیمان و ... میتواند موجب افزایش آب انداختن شود.
وقتی بتن آب می اندازد باید اجازه داد آب تبخیر گردد و اگر تبخیر به سرعت میسر نمی گردد یا نگران گیرش هستیم باید سعی کنیم آب روزده را با وسیله مناسبی ( گونی یا اسفنج ) از سطح پاک نمائیم و سپس سطح را با ماله چوبی و بدنبال آن با ماله فلزی یا لاستیکی صاف کنیم.
عدم رعایت این نکات موجب افزایش نسبت آب به سیمان در سطح و کاهش مقاومت و دوام و افزایش نفوذپذیری بتن سطحی می گردد.

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

کنترل کیفی بتن سبکدانه :
کنترل کیفی بتن سبکدانه شامل بتن تازه و سخت شده است . کنترل روانی، وزن مخصوص و هوای بتن از مهمترین کنترلهای بتن تازه است . استفاده از آزمایش اسلامپ، میز آلمانی ( روانی ) و درجه تراکم برای این بتن ها پیش بینی شده است . وزن مخصوص بتن تازه سبکدانه متراکم معمولا" کنترل می شود و در آئین نامه های مختلف اختلاف 2 تا 3 درصد مجاز شمرده میشود ( نسبت به طرح اختلاط ) . هوای بتن را برای بتن سبکدانه نمیتوان بکمک روش فشاری بدست آورد و حتما" باید از روش حجمی بهره گرفت. برای بتن سبکدانه سخت شده، وزن مخصوص، مقاومت فشاری، کششی خمشی و نفوذپذیری، جذب آب، جذب موئینه و آزمایشهای دوام در برابر خوردگی قابل کنترل است.
وزن مخصوص بتن سخت شده سبکدانه بصورت اشباع و خشک اندازه گیری میشود و گاه بجای خشک کردن از جمع زدن مقادیر اجزاء در هر متر مکعب و افزودن مقداری رطوبت ثابت به آن، وزن مخصوص بتن سخت شده را بدست می آورند .
برای تعیین مقاومت فشاری و سایر پارامتر ها تفاوت چندانی بین بتن سبکدانه و معمولی وجود ندارد و شباهت جدی و کامل بین آنها وجود دارد . بهرحال ممکنست در مواردی نتایج حاصله در مقایسه با بتن های معمولی گمراه کننده باشد. مثلا" اگر جذب آب بتن سبکدانه را بصورت درصد وزنی گزارش کنیم و آنرا با جذب آب بتن معمولی مقایسه نمائیم دچار اشتباه میشویم و لذا توصیه میشود جذب آب بتن بصورت درصد حجمی گزارش گردد.

بتن فاقد ریزدانه ( Concrete finez – No ) :
اگر سنگدانه های درشت تک اندازه را با سیمان و آب مخلوط کنیم و در قالب بدون تراکم بریزیم بتن فاقد ریزدانه و متخلخل بدست می آید که از وزن مخصوص کمتری نسبت به بتن معمولی برخوردار خواهد بود. اگر چگالی سنگدانه ها در حدود معمولی باشد وزن مخصوص بتن فاقد ریزدانه حدود 1600 تا kg/m3 2000 بدست می آید اما اگر از سبکدانه درشت استفاده نمائیم ممکنست وزن مخصوص بتن حاصله از kg/m3 1000 کمتر شود ( حتی تا حدود kg/m3 650 ). بهرحال در هر مورد بتن مورد نظر سبک یا نیمه سبک تلقی می شود اما اگر سنگدانه معمولی استفاده شود نمیتوان آنرا بتن سبکدانه دانست.
مسلما" اگر سنگدانه تک اندازه بکار نرود و حاوی ذرات ریز تا درشت باشد وزن مخصوص بتن حاصل نیز زیاد خواهد شد . سنگدانه درشت مصرفی باید 20-10 میلی متر باشد و 5 درصد ذرات درشتر و 10 درصد ذرات ریزتر در این نوع سنگدانه تک اندازه (Singl Size) مجاز است اما بهرحال نباید ذرات ریزتر از 5 میلی متر در آن مشاهده گردد . سنگدانه درشت بهتر است پولکی و کشیده و یا بسیار تیزگوشه نباشد . سنگدانه های گرد گوشه یا نیمه شکسته برای تولید این بتن ارجح است.
ساختار بتن فاقد ریزدانه دارای تخلخل ظاهری است و حفرات موجود در بتن با چشم براحتی دیده می شود که در این مجموعه خمیر سیمان باید صرفا" تا حد امکان سنگدانه ها را بهم چسباند و از پر کردن فضاها با خمیر سیمان پرهیز شود زیرا وزن مخصوص بالا خواهد رفت . وجود خمیر سیمان با ضخامت حدود 1 میلی متر بر روی سنگدانه ها کاملا" مناسب است.
اگر سنگدانه معمولی بکار رود معمولا" مقدار شن اشباع تک اندازه بین 1400 تا 1750 کیلوگرم می باشد . حجم اشغالی ذرات شن در حدود 550 تا 700 لیتر در هر متر مکعب است. وزن سیمان مصرفی بین 75 تا 150 کیلو در متر مکعب یا بیشتر است که حجم آن حدود 25 تا 50 لیتر می باشد . معمولا" نسبت آب به سیمان مصرفی 4/0 تا 5/0 می باشد که افزایش آن می تواند به شلی خمیر سیمان و روانی آن منجر شود که موجب جداشدگی و پرشدن خلل و فرج می گردد و بتن مورد نظر حاصل نمی شود . با کاهش نسبت آب به سیمان چسبندگی لازم بوجود نمی آید و از نظر اجرائی دچار مشکل می شویم . نسبت وزنی سیمان به سنگدانه تا می باشد . همانطور که از محاسبات فوق بر می آید فضای خالی این بتن ( پوکی ) بین 25 تا 40 درصد می باشد و ابعاد این فضاها نیز بزرگ است درصد جذب آب بصورت وزنی حدود 15 تا 25 درصد است . طبیعتا" با افزایش مقدار سیمان و آب و یا مصرف شن با دانه بندی پیوسته ( Graded Size ) وزن مخصوص بتن بیشتر خواهد شد . توصیه می شود شن ها قبل از مصرف خیس و اشباع گردند.
طرح اختلاط این بتن ها بصورت آزمون و خطا خواهد بود و بشدت تابع شرایط ساخت بتن می باشد . بتن فاقد ریزدانه معمولا" بدون تراکم تولید می شود و اگر مرتعش یا متراکم شود بسیار جزئی خواهد بود زیرا خمیر سیمان میل به پر کردن فضای خالی بین سنگدانه ها را خواهد داشت و چسبندگی سنگدانه به یکدیگر به حداقل خواهد رسید.
معمولا" انجام آزمایش کارآئی یا اسلامپ برای این نوع بتن موردی نخواهد داشت. از آنجاکه سنگدانه تک اندازه مصرف می شود جداشدگی از نوع جدائی ریز و درشت سنگدانه معنائی ندارد و می توان آن را از ارتفاع قابل ملاحظه ریخت.
بعلت محدودیت دامنه نسبت آب به سیمان و وجود فضای خالی قابل توجه در این نوع بتن، مقاومت فشاری این نوع بتن اغلب در حدود 5 تا 15 مگا پاسکال می باشد و طبیعتا" یک بتن سبک سازه ای تلقی نمی گردد و بصورت مسلح مصرف نمی شود . برخی اوقات سعی می کنند میلگردها را با یک لایه ضد خوردگی ( پوشش مناسب ) آغشته کنند و سپس در بتن فاقد ریزدانه بکار برند . اگر از سبکدانه برای ساخت این بتن استفاده شود، مقاومت فشاری آن 2 تا 8 مگا پاسکال می باشد.
جمع شدگی بتن های فاقد ریزدانه بمراتب کمتر از بتن معمولی است زیرا مقدار سنگدانه در مقایسه با خمیر سیمان زیاد است و یقه قابل توجه بوجود می آورد . بتن فاقد ریزدانه سریعا" خشک می شود زیرا خمیر سیمان در مجاورت هوای موجود و فضای خالی است و علی القاعده در ابتدا از جمع شدگی بیشتری نسبت به بتن معمولی برخوردار می باشد و عمل آوری آن از اهمیت برخوردار است . قابلیت انتقال حرارتی آن بمراتب از بتن معمولی با سنگدانه مشابه کمتر است ( حدود تا ) که با افزایش رطوبت و اشباع بودن این بتن، این قابلیت انتقال حرارت افزایش می یابد.
مدول الاستیسیته این بتن ها بین 5 تا Gpa20 است ( برای مقاومت های 2 تا 15مگا پاسکال ). نسبت مقاومت خمشی به فشاری حدود 30 درصد است که از نسبت مقاومت خمشی به فشاری بتن های معمولی بیشتر می باشد. ضریب انبساط حرارتی این نوع بتن در حدود تا بتن معمولی است. نفوذپذیری زیاد از مزایا و شاید معایب این نوع بتن است.  اما نکته مهم آنست که موئینگی در این نوع بتن کم تا ناچیز می باشد. اگر اشباع از آب نباشد در برابر یخبندان مقاوم است. بعنوان یک نفوذپذیر زهکش و تثبیت شده و همچنین یک مسیر درناژ و مقاوم بسیار مفید است. بازی کردن لایه های قلوه سنگ و شن درشت و متوسط یا ریز بعنوان زهکش یا بلوکاژ و فیلتر از مشکلات اجرائی محسوب می شود بویژه اگر بخواهد باربر باشد یکی از معدود راههای حل مشکل، استفاده از بتن فاقد ریزدانه است و در این حالت مسئله سبکی زیاد مهم نیست.
این نوع بتن مانند بسیاری از بتن های سبک می تواند جاذب صوت باشد ( نه عایق صوت ) و برای این منظور نباید سطح این بتن با اندودی پوشانده شود .
اندودکردن این بتن بسیار خوب و ساده انجام می شود. استفاده از این بتن برای روسازی و پیاده رو سازی اطراف درختان و یا پارکینگ ها بسیار مفید است ( بدلیل نفوذپذیری ). در دیوارهای باربر با طبقات کم می توان از این نوع بتن استفاده نمود . برای ایجاد نفوذپذیری بعنوان لایه اساس یا زیر اساس میتواند بطور مؤثر عمل نماید. همچنین بعنوان یک لایه بتن مگر نفوذپذیر مناسب است در زیر دال کف یا شالوده منابع آب بتنی نیز از این بتن می توان استفاده نمود.

طرح اختلاط بتن سبکدانه ( سازه ای و غیر سازه ای )
در طرح اختلاط هر نوع بتن ابتدا باید خواسته ها را بررسی و فهرست نمود که در مورد بتن سبک نیز این خواسته ها عبارتند از : مقاومت فشاری در سن مورد نظر، وزن مخصوص بتن تازه و خشک، دوام بتن در شرایط محیطی یا سولفاتی، اسلامپ و کارآئی بتن، مقدار حباب هوای لازم با توجه به حداکثر اندازه وشرایط محیطی، و احتمالا" موارد دیگری همچون مدول الاستیسیته یا خواص فیزیکی مکانیکی دیگر مثل قابلیت انتقال حرارت و غیره، در کنار این موارد ممکنست محدوده دانه بندی مطلوب ( بویژه در روشهای اروپائی ) از جمله محدودیت ها و خواسته ها باشد.
- در کنار این خواسته ها، داده هائی نیز بر اساس اطلاعات موجود از سیمان، سنگدانه و ... در دست است و یا باید در آزمایشگاه بدست آید از جمله اینها می توان به موارد زیر اشاره نمود :
نوع سیمان، حداقل و حداکثر مجاز مصرف سیمان، حداکثر مجاز نسبت آب به سیمان، نوع مواد افزودنی مورد نظر و مشخصات آن، نوع سنگدانه درشت و ریزدانه، شکل و بافت سطحی سنگدانه ها، چگالی و جذب آب سبکدانه ها و سنگدانه های معمولی، رژیم و روند جذب آب سبکدانه، وزن مخصوص توده ای سنگدانه درشت متراکم با میله ( در طرح امریکائی )، دانه بندی سنگدانه ها و حداکثر اندازه آنها، ویژگیهای مکانیکی و دوام سنگدانه ها، مدول ریزی سنگدانه ها و ریزدانه ها ( بویژه در روش امریکائی )، چگالی ذرات سیمان و افزودنیها : گاه لازمست دانه بندی یا مدول ریزی سبکدانه ها معادل سازی شود یعنی با توجه به اختلاف در چگالی ذرات، دانه بندی وزنی به دانه بندی و مدول ریزی حجمی تبدیل گردد که در این حالت لازمست برای چگالی ذرات هر بخش اندازه ای را تعیین کنیم.

روش طرح اختلاط و جداول و اطلاعات ضروری در هر روش :
معمولا" در هر نوع روش طرح اختلاط لازمست حدود مقدار آب آزاد با توجه به کارآئی، حداکثر اندازه سنگدانه و شکل آن فرض گردد و بدست آید. نسبت آب به سیمان از جداول راهنما یا تجربیات گذشته و شخصی فرض می گردد. پس مقدار سیمان در این صورت مشخص می گردد . هر چند گاه در طرح اختلاط بتن سبک ابتدا عیار سیمان فرض شده و با در نظر گرفتن نسبت آب به سیمان یا کارآئی، مقدار آب مشخص می شود.
اختلاف عمده روش ها در تعیین مقدار سنگدانه ها خواهد بود و بویژه در طرح مخلوط بتن سبکدانه یا نیمه سبکدانه، اختلافات موجود روشها برای بتن معمولی، بیشتر می گردد.
در روشهای اروپائی ( آلمانی و اتحادیه بتن اروپا ) با توجه به محدوده مطلوب دانه بندی حجمی، سهم سنگدانه های ریز و درشت ( خواه هر دو سبکدانه یا یکی از آنها سبکدانه باشد ) بدست می آید، سپس چگالی متوسط سنگدانه ها تعیین شده و در فرمول حجم مطلق قرار می گیرد و مقدار کل سنگدانه بدست می آید.
اگر افزودنی داشته باشیم حجم افزودنی از تقسیم وزن به چگالی آن بدست می آید و در رابطه قرار داده می شود.
پس از تعیین با توجه به سهم هر سنگدانه، وزن آن مشخص می گردد و با توجه به ظرفیت جذب آب هر نوع سنگدانه می توان وزن خشک هر کدام و آب کل را تعیین کرد. وزن مخصوص بتن تازه نیز از جمع اوزان اجزاء بتن بدست می آید ( بصورت محاسباتی ) در عمل پس از ساخت مخلوط آزمون با توجه به نتیجه محاسبات و اطلاعات حاصله مانند اسلامپ، کارآئی و مقاومت و وزن مخصوص بتن میتوان اصلاحات لازم را در محاسبات به انجام رسانید و طرح اختلاط را نهائی کرد. امریکائی ها نیز در ACI 211.1 و ACI 211.2 و ACI 213 R سه روش را برای طرح اختلاط بتن سشبکدانه و یا نیمه سبکدانه توصیه نموده اند :


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


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


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

کاربردهای بتن سبک
همانطور که می دانیم بتن سبک می تواند به صورت های مختلفی طبقه بندی شود، مثلا" سازه ای و غیر سازه ای . از این نوع طبقه بندی می توان کاربردها را حدس زد . اما گاه از طبقه بندی دیگری استفاده می نمائیم مثل بتن سبکدانه، بتن اسفنجی و بتن فاقد ریز دانه . در این نوع طبقه بندی ظاهرا" نمی توان کاربردها را حدس زد.
• ساخت قطعاتی است که صرفا" جنبه پر کننده دارند. در نوع سازه ای نیز دو نوع بتن داریم : مسلح و غیر مسلح . مثلا" اجزاء سازه ای غیر مسلح مثل بلوکهای ساختمانی را باید از این جمله موارد دانست. بتن سبکدانه ای سازه ای مسلح کاربردهائی شبیه بتن معمولی مسلح دارد و حتی ممکن است پیش تنیده هم باشد. جالب است بدانیم بتن های سبکدانه سازه ای مسلح در ابتدا عمدتا" در ساخت کشتی های تجاری و جنگی در جنگ جهانی اول از سال 1918 تا 1922 بکار رفته است. کشتی Atlantus به وزن 3000 تن در سال 1918 و کشتی Selmaبه وزن 7500 تن و طول 132متر در سال 1919 به آب افتادند. همچنین در جنگ جهانی دوم ( تا اواسط جنگ) بدلیل محدودیت هائی در تولید ورق فولادی ( مانند جنگ جهانی اول ) کشتی ها و بارج های زیادی ساخته شدند که در همه آنها از بتن سبکدانه ( و معمولا" سبکدانه رسی منبسط شده ) استفاده شده بود. 24 کشتی اقیانوس پیما و 80 بارج دریائی تا پایان جنگ جهانی دوم در امریکا ساخته شد که ظرفیت آنها از 3 تا 000/ 140 تن بود.
جالب است بدانیم تا این اواخر یک کشتی بنام Peralta که در جنگ جهانی اول ساخته شده بود، شناور بود و آزمایشهای ارزشمندی نیز بر روی آن انجام شده است که نشان دوام عالی بتن آن از نظر خوردگی میلگردها و کربناسیون می باشد.
مخازن شناور آب و مواد نفتی از جمله موارد استفاده بتن سبکدانه ای مسلح در طول دوران جنگ جهانی اول و دوم بوده است که ظاهرا" بعدها نیز بر خلاف ساخت کشتی ها، تولید و ساخت آنها ادامه یافته است اما بدلیل اقتصادی در زمان صلح بواسطه وفور ورق فولادی، تولید کشتی مقرون به صرفه نمی باشد.
در سالهای 1950 و 1960 پل ها و ساختمانهای زیادی با بتن سبکدانه مسلح سازه ای در دنیا ساخته شد . بطور مثال در ایالات متحده و کانادا بیش از 150 پل و ساختمان از این نوع مورد بهره برداری قرار گرفت . بطور مثال ساختمان هتل پارک پلازا در سنت لوئیز امریکا، ساختمان 14 طبقه اداره تلفن بل جنوب غربی در کانزاس سیتی در سال 1929 از ساختمانهائی هستند که در دهه 20 و 30 میلادی ساخته شده اند .
ساختمان 42 طبقه در شیکاگو، ترمینال TWA در فرودگاه نیویورک ( 1960 )، فرودگاه Dulles واشنگتن در 1962، کلیسائی در نروژ در 1965، پلی در وایسبادن آلمان در 1966 و پل آب بر در روتردام هلند در 1968 از جمله این موارد هستند . در هلند، انگلستان، ایتالیا و اسکاتلند در دهه 70 و 80 میلادی پلهائی از نوع ساخته شده اند .
مخازن عظیم گاز طبیعی، اسکله شناور، مخزن نفت در زیر آب و ساختمانهای فرا ساحلی مانند سکوهای استخراج نفت و گاز با بتن سبکدانه مسلح سازه ای ساخته شده اند که اغلب بصورت نیمه سبکدانه و گاه تمام سبکدانه بوده اند . سکوی بزرگ پرش اسکی، جایگاه تماشاچی در برخی استادیومها و همچنین سقف این استادیومها گاه از بتن سبکدانه ساخته شده است.
بزرگترین بنای بتن سبکدانه، یک ساختمان اداری 52 طبقه در تکزاس با ارتفاع 215 متر می باشد. در هلند در سالهای 60 تا 73 میلادی 15 پل با دهانه بزرگ با بتن سبکدانه ساخته شده است. در سالهای دهه 70 میلادی ساخت بتن های سبکدانه پر مقاومت آغاز شد و در دهه 80 بدلیل نیاز برخی شرکتهای نفتی در امریکا، نروژ و مکزیک، ساخت سازه ها و مخازن ساحلی و فرا ساحلی مانند سکوهای نفتی با بتن سبکدانه پر مقاومت آغاز شد که در اواخر دهه 80 و اوائل دهه 90 به بهره برداری رسید و نتایج آن منتشر شده است.


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

1. روش حجم مطلق : در این روش عملا" پس از تعیین آب آزاد، سیمان، سنگدانه درشت خشک و اشباع، ازفرمول حجم مطلق استفاده نموده و وزن ماسه اشباع با سطح خشک بدست می آید. این روش برای بتن معمولی، نیمه سبکدانه و تمام سبکدانه قابل اجراست . مشکل عمده در این حالت تعیین مقدار چگالی اشباع با سطح خشک سبکدانه ها و ظرفیت جذب آب آنهاست. علاوه بر آن عملا" یک اشکال مفهومی نیز در این حالت وجود دارد و آن اینکه آیا اصولا" در هنگام ریختن و گیرش بتن، سبکدانه ها به مرحله اشباع با سطح خشک رسیده اند که بتوان از چگالی اشباع با سطح خشک آنها برای تعیین حجم اشغال آنها در بتن استفاده نمود . از آنجا که تفاوت حالت واقعی با فرضی گاه خیلی زیاد است. استفاده از این روش بویژه اگر قرار باشد وزن اشباع با سطح خشک و چگال مربوط در فرمول حجم مطلق بکار رود محل تأمل است مگر اینکه از یک چگالی یا وزن دیگر با توجه به جذب آب واقعی در این حالت استفاده نمود که روش بسیار دقیقی حاصل می گردد. امروزه سعی شده است با این روش به طرح اختلاط مناسب دست یافت . مثلا" در روش های اروپائی که این مشکل وجود دارد سعی می شود از جذب آب و چگالی نیم ساعته، 1 ساعته یا 2 ساعته و حتی 4 ساعته استفاده گردد.
2. روش حجمی  Volumetric 3. روش وزنی یا فاکتور چگالی ( Weight Method or Specificgravity factor Method ) : بتن های اسفنجی عمدتا" پر کننده هستند. ساخت برخی پانل های جداکننده، ایجاد کف سازی و شیب بندی، عایق های حرارتی و جاذب صوت از جمله موارد مورد استفاده بتن اسفنج غیر سازه ای است . تولید قطعات و بلوکهای ساختمانی برای بنائی از جمله کاربردهای بتن گازی است . نوعی بتن گازی بنام سیپورکس در سوئد ساخته شد که می توانست مسلح گردد و در ایران نیز مدتی قطعات بتنی مسلح سیپورکسی بکار رفت از جمله دالهای بتن مسلح پیش ساخته برای پوشش سقف از جنس سیپورکس در برخی پروژه های کشور ما مصرف گشته است . قطعات نما از جنس بتن کفی و گازی یا سبکدانه غیر سازه ای نیز تولید و مصرف شده است .( FIP fib ) برخی پروژه های مهم ساخته شده با بتن سبکدانه را منتشر نموده است که کاربرد آن را نجومی نشان می دهد.

 

منبع: انجمن بتن ایران - ici.ir

شرح کامل مسائل اجرایی بتن سبكدانه سازه ای

بسیاری از اصول اجرائی حاكم بر بتن ریزیهای معمولی در بتن ریزی با بتن سبــكدانه سازه ای كماكان از اهمیت برخوردار است. مسلما" در بتن های غیر سازه و سبكدانه بسیاری از نكات مورد نظر نمیتواند با اهمیت تلقی شود و عدم رعایت برخی قواعد تا آنجا كه به وزن مخصوص بتن ریخته شده لطمه نزند و آنرا بالا نبرد با اهمیت تلقـــی نمیشـــود. اصل پیوستگی و تدوام در بتن ریزی ( عدم ایجاد درز سرد ) ، اصل عدم گیرش یا نزدیكی به گیرش در بتن قبل از ریختن و تراكم ، اصل عدم جدا شدگی مواد (ناهمگنی ) بتن، اصل رعایت دمای مناسب بتن ریزی، اصل عدم آلودگی بتن به مواد مضر، اصل رعایت تراكم صحیح، اصل رعایت پرداخت صحیح سطح بتن، اصل انتخاب صحیح اسلامپ با توجه به وضعیت قطعه و وسایل تراكمی موجود، اصل رعایت و بكارگیری نسبت ها و مقادیر صحیح مصالح و پرهیز از مصرف مواد نا مناسب، و در نهایت اصل عمل آوری صحیح و قالب برداری به موقع و با دقت همواره در این نوع بتن ریزیها مانند بتن های معمولی از اهمیت برخوردار می باشد.

استفاده از مواد مناسب و نسبت های صحیح :
بکار گیری مواد و مصالح مناسب طبق مشخصات پروژه، رعایت مصرف سیمان تازه و غیر فاسد از نوع مورد نظر و مطابق با استاندارد مورد قبول کاملا" مهم می باشد. توزین یا پیمانه کردن دقیق و صحیح مصالح مصرفی طبق طرح اختلاط ارائه شده از اهمیت برخوردار است. بهتر است مصالح سنگی مصرفی به ویژه سبکدانه در شرایطی قرار گیرد که نوسانات رطوبتی اندکی داشته باشد . برای مثال خوبست بدانیم لیکاهای موجود در ایران میتواند تا بیش از 30 درصد آب را در خود جذب و نگهداری کند . بنابراین بین سنگدانه کاملا" خشک و کاملا" اشباع تفاوت فاحشی وجود دارد و میتواند بر اسلامپ حاصله و نسبت آب به سیمان و در نتیجه به مقاومت و دوام بتن سبکدانه سازه ای اثر چشمگیری باقی گذارد . بهر حال اگر بدانیم مثلا" سنگدانه های ما حدود 5 درصد رطوبت دارد میتوانیم مقدار آب مصرفی را تنظیم نمائیم تا به طرح اختلاط مورد نظر دست یابیم.
باید دانست مشکل بزرگ تولید بتن سبکدانه همین تغییر رطوبت است و لذا کنترل نسبت آب به سیمان در این بتن ها مشکل می باشد و حتی مانند بتن های معمولی نیز نمیتوان با کنترل اسلامپ به نتیجه مورد نظر رسید.

انتخاب اسلامپ صحیح :
مانند بتن های معمول انتخاب اسلامپ میتواند مهم باشد . از نظر جدا شدگی، آب انداختن، رسیدن به تراکم مورد نظر با توجه به ابعاد قطعه، طرز قرارگیری، وضعیت درهمی میلگردها، وسایل تراکمی موجود قابل تأمین این انتخاب کاملا" معنا دار و با اهمیت است . به دلیل سبکی سنگدانه ها بویژه سبکدانه های درشت احتمال جدا شدگی در بتن شل افزایش می یابد. لذا اسلامپ های بیش از ده سانتی متر ابدا" مطلوب نیست مگر اینکه بتن پر عیاری داشته باشیم، همچنین با وجود موادی مانند میکرو سیلیس ممکنست این جدا شدگی به حداقل برسد.
بنا براین اگر قرار باشد بتن سبکدانه پمپی با اسلامپ 10 تا 15 سانتی متر را داشته باشیم عیار سیمان باید از حدود 400 کیلو در متر مکعب فراتر رود. در حالیکه اگر اسلامپ کمتر باشد حداقل عیار سیمان در ACI برابرkg/m3 335 مطرح شده است . در حالات عادی اسلامپ های 5 تا 8 سانتی متر برای بتن سبکدانه غیر پمپی و اسلامپ 7 تا 10 سانتی متر برای بتن سبکدانه پمپی مطلوب تلقی میشود بدون اینکه این اعداد جنبه آئین نامه ای داشته باشد.
تغییرات اسلامپ در طول اجراء در بتن سبکدانه بسیار جدی است. در بتن های معمولی نیز این پدیده به چشم میخورد بویژه وقتی سنگدانه های درشت خیلی خشک باشند ممکن است حتی در طول 15 دقیقه پس از ساخت شاهد افت جدی در اسلامپ باشیم . در بتن سبکدانه این امر به شدت وجود دارد. فرض کنید اگر در طول 15 تا 30 دقیقه جذب آب سبکدانه 5 تا 10 درصد فرض شود و فقط سبکدانه درشت به میزان 300 کیلو داشته باشیم 15 تا 30 کیلو آب را جذب می کند که کاهش اسلامپ 6 تا 15 سانتی متر را میتوان شاهد بود. اگر قرار باشد طول مدت حمل و ریختن و تراکم زیاد باشد کاملا" دچار مشکل میشویم. همچنین در بتن های پمپی، این کاهش و افت در اسلامپ مسئله ساز است . بنا براین سعی میشود که چنین پروژه هائی حتی الامکان از 24 ساعت قبل از ساخت بتن، سبکدانه ها را خیس کرد (Presoaking ) تا آب قابل ملاحظه ای را جذب نماید و پس از اختلاط بتن شاهد افت اسلامپ زیادی نباشیم . این خیس کردن ممکن است حتی از سه روز قبل شروع شود ادامه یابد. خیس کردن سنگدانه ممکن است با آب پاشی تحت فشار و بصورت بارانی باشد و یا از سیستم خلاء برای نفوذ سریعتر آب به داخل سبکدانه استفاده شود که در ایران روش ساده اول معمولتر و عملی تر می باشد. ریختن آب و سبکدانه در مخلوط کن و اضافه کردن سیمان و غیره پس از مدتی تأخیر میتواند به افت اسلامپ کمتر منجر شود.
میزان جذب آب سبکدانه ها علاوه بر زمان تابع میزان آب موجود در آن ( رطوبت اولیه ) نیز می باشد که پیش بینی جذب آب را در مدت معین دشوار می کند مگراینکه قبلا" آزمایشهائی را با رطوبت اولیه موجود انجام داده باشیم.
اسلامپ های کمتر از 5 سانتی متری نیز کار تراکم را با مشکل مواجه می سازد و فضای خالی زیادی را در بتن بهمراه دارد .
بسیاری از تحقیقات نشان داده اند مقاومت و دوام بتن های سبکدانه که با سبکدانه خشک ساخته شده اند بهتر از وقتی است که از سبکدانه قبلا" خیس شده یا اشباع شده استفاده گشته است.

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

اصل همگنی ( عدم جداشدگی ) :
اصول جداشدگی و عوامل مؤثر بر آن برای بتن سبکدانه همچون بتن معمولی است، اما برای بتن سبکدانه یک عامل دیگر یعنی اختلاف در چگالی ذرات و خمیر سیمان یا ملات میتواند به جداشدگی منجر گردد. عوامل جداشدگی میتوانند داخلی باشند که صرفا" استعداد جداشدگی را بوجود می آورند و یا عامل خارجی باشند که مربوط به اجرا هستند و استعداد را شکوفا می کنند . از عوامل داخلی بالا رفتن حداکثر اندازه سبکدانه می باشد که معمولا" باعث جداشدگی میگردد و بهتر است حداکثر اندازه سبکدانه برای بتن سازه ای به 20 میلی متر محدود شود و توصیه می گردد تا از حداکثر اندازه 15 – 12ر میلی متر استفاده شود. جالب است بدانیم معمولا" با افزایش حداکثر اندازه، چگالی حجمی خشک ذرات سبکدانه درشت کاهش می یابد و از این نظر نیز امکان جداشدگی را قوت می بخشد.
بالا رفتن اسلامپ به افزایش استعداد جداشدگی منجر می شود. کاهش میزان عیار سیمان و مواد سیمانی و چسباننده میتواند بشدت باعث افزایش استعداد جداشدگی گردد. اختلاف وزن مخصوص ( چگالی ) ذرات سبکدانه با خمیر سیمان و یا اختلاف چگالی ذرات ریزدانه و درشت دانه به بالا رفتن استعداد جداشدگی منجر می گردد. بالا رفتن نسبت آب به سیمان به افزایش پتانسیل جداشدگی می انجامد. درشت تر شدن بافت دانه بندی سنگدانه ها معمولا" امکان جداشدگی را افزایش می دهد . وجود مواد ریز دانه و چسباننده مانند پوزولان و میکروسیلیس و سرباره ها می تواند باعث کاهش استعداد جداشدگی بتن سبکدانه گردد، همچنین بکارگیری مواد حبابزا و ایجاد حباب هوا میتواند جداشدگی و آب انداختن را کاهش دهد ضمن اینکه روانی و کارآئی مورد نظر تأمین میگردد.
از عوامل خارجی می توان حمل نامناسب، ریختن غلط، استفاده از شوت های طولانی و یا شیب نامطلوب، برخورد بتن با قالب و میلگردها، ریختن بتن از ارتفاع زیاد بدون لوله و قیف هادی و یا بدون پمپ معمولا" به جداشدگی منجر میشود. بخاطر حساسیت جداشدگی در این بتن ها باید دقت بیشتری را اعمال نمود. باید دانست نتیجه جداشدگی در بتن سبکدانه نیز از نظر مقاومتی و دوام بمراتب حادتر و مضرتر از بتن معمولی است.

اصل عدم آلودگی بتن به مواد مضر :
در طول حمل و ریختن و تراکم نباید مواد مضر اعم از مواد ریزدانه رسی ( گل و لای )، مواد شیمیایی شامل چربی ها و مواد قندی یا انواع مختلف نمکها و آب شور و غیره با بتن مخلوط شود . مخلوط شدن موادی همچون گچ نیز توجیه ندارد. به هرحال در این رابطه هیچ تفاوتی بین بتن معمولی و سبکدانه سازه ای وجود ندارد.

اصل عدم کارکردن با بتن در مرحله گیرش :
اگر عملیات بتن ریزی با بتنی که در مرحله گیرش است انجام گیرد مقاومت و دوام آن بشدت کاهش می یابد و نفوذپذیری آن زیاد میشود . از این نظر بتن مانند ملات گچ زنده است که اگر آن را مرتبا" بهم بزنیم و ورز دهیم تبدیل به ملات گچ کشته میشود که بشدت کم مقاومت و کم دوام است، هرچند گیرش آن به تأخیر می افتد و یا اصلا" خود را نمی گیرد و صرفا" خشک می شود . بهرحال نباید بتن را در هنگامی که در شرف گیرش است مخلوط نمود و یا ریخت و متراکم کرد . از این نظر بین بتن سبکدانه و بتن معمولی اختلافی احساس نمی گردد.
مسلما" در هوای گرم و یا بتن با دمای زیاد، گیرش زودتر حاصل میشود . زمان گیرش تابع نوع سیمان ( جنس و ریزی )، نسبت آب به سیمان و وجود مواد افزودنی می باشد . برای افزایش زمان گیرش و ایجاد مهلت برای عملیات اجرائی می توان از بتن خنک، کار در هنگام خنکی هوا یا شب، سیمانهای کندگیر کننده استفاده نمود .

اصل پیوستگی و تداوم بتن ریزی ( عدم ایجاد درز سرد در بین لایه ها ) :
اگر در هنگام بتن ریزی به هر علت، لایه زیرین قبل از ریختن و تراکم لایه روئی گیرش خود را انجام داده باشد درز سرد Cold Joint بوجود می آید . در این رابطه فرقی بین بتن سبکدانه و معمولی وجود ندارد . باید با تجهیز مناسب کارگاه، افزایش توان تولید و حمل در ریختن و تراکم بتن، افزایش زمان گیرش بتن و یا ایجاد درزهای اجرائی مناسب و کاهش سطح بتن ریزی و یا کاهش ضخامت لایه ها امکان ایجاد درز سرد را به حداقل رساند.

تراکم صحیح بتن سبکدانه :
از آنجا که بتن های سبکدانه بشدت در معرض جدا شدگی هستند، تراکم با قدرت زیاد و یا مدت بیش از حد مشکلات جدی را بوجود می آورد. به محض اینکه احساس می نمائیم که شیره یا سنگدانه ها شروع به روزدن می نمایند باید تراکم را قطع کرد. لرزش، بیش از فشار و ضربه میتواند موجب جدا شدگی گردد.
به هر حال باید کاملا" هوای بتن خارج و فضای خالی به حداقل برسد تا مقاومت و دوام کافی ایجاد گردد.

پرداخت سطح بتن سبکدانه :
آب انداختن بتن همواره مشکل بزرگی در پرداخت نهائی سطح بتن می باشد و این امر اختصاص به بتن سبکدانه ندارد . خوشبختانه به دلیل جذب آب تدریجـــی توسط سبکدانه ها، آب انداختن میتواند به کمترین مقدار برسد اما اگر سبکدانه ها قبل از اختلاط کاملا" اشباع شده باشد امکان آب انداختن بیشتر می گردد . کم بودن عیار سیمان و مواد چسباننده سیمانی، فقدان مواد ریزدانه، عدم وجود حباب هوا در بتن، درشتی بافت دانه بندی، افزایش حداکثر اندازه سبکدانه، گرد گوشه گی سنگدانه ها و بافت صاف سطح سنگدانه، بالا بودن اسلامپ، زیادی نسبت آب به سیمان و ... میتواند موجب افزایش آب انداختن شود.
وقتی بتن آب می اندازد باید اجازه داد آب تبخیر گردد و اگر تبخیر به سرعت میسر نمی گردد یا نگران گیرش هستیم باید سعی کنیم آب روزده را با وسیله مناسبی ( گونی یا اسفنج ) از سطح پاک نمائیم و سپس سطح را با ماله چوبی و بدنبال آن با ماله فلزی یا لاستیکی صاف کنیم.
عدم رعایت این نکات موجب افزایش نسبت آب به سیمان در سطح و کاهش مقاومت و دوام و افزایش نفوذپذیری بتن سطحی می گردد.

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

کنترل کیفی بتن سبکدانه :
کنترل کیفی بتن سبکدانه شامل بتن تازه و سخت شده است . کنترل روانی، وزن مخصوص و هوای بتن از مهمترین کنترلهای بتن تازه است . استفاده از آزمایش اسلامپ، میز آلمانی ( روانی ) و درجه تراکم برای این بتن ها پیش بینی شده است . وزن مخصوص بتن تازه سبکدانه متراکم معمولا" کنترل می شود و در آئین نامه های مختلف اختلاف 2 تا 3 درصد مجاز شمرده میشود ( نسبت به طرح اختلاط ) . هوای بتن را برای بتن سبکدانه نمیتوان بکمک روش فشاری بدست آورد و حتما" باید از روش حجمی بهره گرفت. برای بتن سبکدانه سخت شده، وزن مخصوص، مقاومت فشاری، کششی خمشی و نفوذپذیری، جذب آب، جذب موئینه و آزمایشهای دوام در برابر خوردگی قابل کنترل است.
وزن مخصوص بتن سخت شده سبکدانه بصورت اشباع و خشک اندازه گیری میشود و گاه بجای خشک کردن از جمع زدن مقادیر اجزاء در هر متر مکعب و افزودن مقداری رطوبت ثابت به آن، وزن مخصوص بتن سخت شده را بدست می آورند .
برای تعیین مقاومت فشاری و سایر پارامتر ها تفاوت چندانی بین بتن سبکدانه و معمولی وجود ندارد و شباهت جدی و کامل بین آنها وجود دارد . بهرحال ممکنست در مواردی نتایج حاصله در مقایسه با بتن های معمولی گمراه کننده باشد. مثلا" اگر جذب آب بتن سبکدانه را بصورت درصد وزنی گزارش کنیم و آنرا با جذب آب بتن معمولی مقایسه نمائیم دچار اشتباه میشویم و لذا توصیه میشود جذب آب بتن بصورت درصد حجمی گزارش گردد.

بتن فاقد ریزدانه ( Concrete finez – No ) :
اگر سنگدانه های درشت تک اندازه را با سیمان و آب مخلوط کنیم و در قالب بدون تراکم بریزیم بتن فاقد ریزدانه و متخلخل بدست می آید که از وزن مخصوص کمتری نسبت به بتن معمولی برخوردار خواهد بود. اگر چگالی سنگدانه ها در حدود معمولی باشد وزن مخصوص بتن فاقد ریزدانه حدود 1600 تا kg/m3 2000 بدست می آید اما اگر از سبکدانه درشت استفاده نمائیم ممکنست وزن مخصوص بتن حاصله از kg/m3 1000 کمتر شود ( حتی تا حدود kg/m3 650 ). بهرحال در هر مورد بتن مورد نظر سبک یا نیمه سبک تلقی می شود اما اگر سنگدانه معمولی استفاده شود نمیتوان آنرا بتن سبکدانه دانست.
مسلما" اگر سنگدانه تک اندازه بکار نرود و حاوی ذرات ریز تا درشت باشد وزن مخصوص بتن حاصل نیز زیاد خواهد شد . سنگدانه درشت مصرفی باید 20-10 میلی متر باشد و 5 درصد ذرات درشتر و 10 درصد ذرات ریزتر در این نوع سنگدانه تک اندازه (Singl Size) مجاز است اما بهرحال نباید ذرات ریزتر از 5 میلی متر در آن مشاهده گردد . سنگدانه درشت بهتر است پولکی و کشیده و یا بسیار تیزگوشه نباشد . سنگدانه های گرد گوشه یا نیمه شکسته برای تولید این بتن ارجح است.
ساختار بتن فاقد ریزدانه دارای تخلخل ظاهری است و حفرات موجود در بتن با چشم براحتی دیده می شود که در این مجموعه خمیر سیمان باید صرفا" تا حد امکان سنگدانه ها را بهم چسباند و از پر کردن فضاها با خمیر سیمان پرهیز شود زیرا وزن مخصوص بالا خواهد رفت . وجود خمیر سیمان با ضخامت حدود 1 میلی متر بر روی سنگدانه ها کاملا" مناسب است.
اگر سنگدانه معمولی بکار رود معمولا" مقدار شن اشباع تک اندازه بین 1400 تا 1750 کیلوگرم می باشد . حجم اشغالی ذرات شن در حدود 550 تا 700 لیتر در هر متر مکعب است. وزن سیمان مصرفی بین 75 تا 150 کیلو در متر مکعب یا بیشتر است که حجم آن حدود 25 تا 50 لیتر می باشد . معمولا" نسبت آب به سیمان مصرفی 4/0 تا 5/0 می باشد که افزایش آن می تواند به شلی خمیر سیمان و روانی آن منجر شود که موجب جداشدگی و پرشدن خلل و فرج می گردد و بتن مورد نظر حاصل نمی شود . با کاهش نسبت آب به سیمان چسبندگی لازم بوجود نمی آید و از نظر اجرائی دچار مشکل می شویم . نسبت وزنی سیمان به سنگدانه تا می باشد . همانطور که از محاسبات فوق بر می آید فضای خالی این بتن ( پوکی ) بین 25 تا 40 درصد می باشد و ابعاد این فضاها نیز بزرگ است درصد جذب آب بصورت وزنی حدود 15 تا 25 درصد است . طبیعتا" با افزایش مقدار سیمان و آب و یا مصرف شن با دانه بندی پیوسته ( Graded Size ) وزن مخصوص بتن بیشتر خواهد شد . توصیه می شود شن ها قبل از مصرف خیس و اشباع گردند.
طرح اختلاط این بتن ها بصورت آزمون و خطا خواهد بود و بشدت تابع شرایط ساخت بتن می باشد . بتن فاقد ریزدانه معمولا" بدون تراکم تولید می شود و اگر مرتعش یا متراکم شود بسیار جزئی خواهد بود زیرا خمیر سیمان میل به پر کردن فضای خالی بین سنگدانه ها را خواهد داشت و چسبندگی سنگدانه به یکدیگر به حداقل خواهد رسید.
معمولا" انجام آزمایش کارآئی یا اسلامپ برای این نوع بتن موردی نخواهد داشت. از آنجاکه سنگدانه تک اندازه مصرف می شود جداشدگی از نوع جدائی ریز و درشت سنگدانه معنائی ندارد و می توان آن را از ارتفاع قابل ملاحظه ریخت.
بعلت محدودیت دامنه نسبت آب به سیمان و وجود فضای خالی قابل توجه در این نوع بتن، مقاومت فشاری این نوع بتن اغلب در حدود 5 تا 15 مگا پاسکال می باشد و طبیعتا" یک بتن سبک سازه ای تلقی نمی گردد و بصورت مسلح مصرف نمی شود . برخی اوقات سعی می کنند میلگردها را با یک لایه ضد خوردگی ( پوشش مناسب ) آغشته کنند و سپس در بتن فاقد ریزدانه بکار برند . اگر از سبکدانه برای ساخت این بتن استفاده شود، مقاومت فشاری آن 2 تا 8 مگا پاسکال می باشد.
جمع شدگی بتن های فاقد ریزدانه بمراتب کمتر از بتن معمولی است زیرا مقدار سنگدانه در مقایسه با خمیر سیمان زیاد است و یقه قابل توجه بوجود می آورد . بتن فاقد ریزدانه سریعا" خشک می شود زیرا خمیر سیمان در مجاورت هوای موجود و فضای خالی است و علی القاعده در ابتدا از جمع شدگی بیشتری نسبت به بتن معمولی برخوردار می باشد و عمل آوری آن از اهمیت برخوردار است . قابلیت انتقال حرارتی آن بمراتب از بتن معمولی با سنگدانه مشابه کمتر است ( حدود تا ) که با افزایش رطوبت و اشباع بودن این بتن، این قابلیت انتقال حرارت افزایش می یابد.
مدول الاستیسیته این بتن ها بین 5 تا Gpa20 است ( برای مقاومت های 2 تا 15مگا پاسکال ). نسبت مقاومت خمشی به فشاری حدود 30 درصد است که از نسبت مقاومت خمشی به فشاری بتن های معمولی بیشتر می باشد. ضریب انبساط حرارتی این نوع بتن در حدود تا بتن معمولی است. نفوذپذیری زیاد از مزایا و شاید معایب این نوع بتن است.  اما نکته مهم آنست که موئینگی در این نوع بتن کم تا ناچیز می باشد. اگر اشباع از آب نباشد در برابر یخبندان مقاوم است. بعنوان یک نفوذپذیر زهکش و تثبیت شده و همچنین یک مسیر درناژ و مقاوم بسیار مفید است. بازی کردن لایه های قلوه سنگ و شن درشت و متوسط یا ریز بعنوان زهکش یا بلوکاژ و فیلتر از مشکلات اجرائی محسوب می شود بویژه اگر بخواهد باربر باشد یکی از معدود راههای حل مشکل، استفاده از بتن فاقد ریزدانه است و در این حالت مسئله سبکی زیاد مهم نیست.
این نوع بتن مانند بسیاری از بتن های سبک می تواند جاذب صوت باشد ( نه عایق صوت ) و برای این منظور نباید سطح این بتن با اندودی پوشانده شود .
اندودکردن این بتن بسیار خوب و ساده انجام می شود. استفاده از این بتن برای روسازی و پیاده رو سازی اطراف درختان و یا پارکینگ ها بسیار مفید است ( بدلیل نفوذپذیری ). در دیوارهای باربر با طبقات کم می توان از این نوع بتن استفاده نمود . برای ایجاد نفوذپذیری بعنوان لایه اساس یا زیر اساس میتواند بطور مؤثر عمل نماید. همچنین بعنوان یک لایه بتن مگر نفوذپذیر مناسب است در زیر دال کف یا شالوده منابع آب بتنی نیز از این بتن می توان استفاده نمود.

طرح اختلاط بتن سبکدانه ( سازه ای و غیر سازه ای )
در طرح اختلاط هر نوع بتن ابتدا باید خواسته ها را بررسی و فهرست نمود که در مورد بتن سبک نیز این خواسته ها عبارتند از : مقاومت فشاری در سن مورد نظر، وزن مخصوص بتن تازه و خشک، دوام بتن در شرایط محیطی یا سولفاتی، اسلامپ و کارآئی بتن، مقدار حباب هوای لازم با توجه به حداکثر اندازه وشرایط محیطی، و احتمالا" موارد دیگری همچون مدول الاستیسیته یا خواص فیزیکی مکانیکی دیگر مثل قابلیت انتقال حرارت و غیره، در کنار این موارد ممکنست محدوده دانه بندی مطلوب ( بویژه در روشهای اروپائی ) از جمله محدودیت ها و خواسته ها باشد.
- در کنار این خواسته ها، داده هائی نیز بر اساس اطلاعات موجود از سیمان، سنگدانه و ... در دست است و یا باید در آزمایشگاه بدست آید از جمله اینها می توان به موارد زیر اشاره نمود :
نوع سیمان، حداقل و حداکثر مجاز مصرف سیمان، حداکثر مجاز نسبت آب به سیمان، نوع مواد افزودنی مورد نظر و مشخصات آن، نوع سنگدانه درشت و ریزدانه، شکل و بافت سطحی سنگدانه ها، چگالی و جذب آب سبکدانه ها و سنگدانه های معمولی، رژیم و روند جذب آب سبکدانه، وزن مخصوص توده ای سنگدانه درشت متراکم با میله ( در طرح امریکائی )، دانه بندی سنگدانه ها و حداکثر اندازه آنها، ویژگیهای مکانیکی و دوام سنگدانه ها، مدول ریزی سنگدانه ها و ریزدانه ها ( بویژه در روش امریکائی )، چگالی ذرات سیمان و افزودنیها : گاه لازمست دانه بندی یا مدول ریزی سبکدانه ها معادل سازی شود یعنی با توجه به اختلاف در چگالی ذرات، دانه بندی وزنی به دانه بندی و مدول ریزی حجمی تبدیل گردد که در این حالت لازمست برای چگالی ذرات هر بخش اندازه ای را تعیین کنیم.

روش طرح اختلاط و جداول و اطلاعات ضروری در هر روش :
معمولا" در هر نوع روش طرح اختلاط لازمست حدود مقدار آب آزاد با توجه به کارآئی، حداکثر اندازه سنگدانه و شکل آن فرض گردد و بدست آید. نسبت آب به سیمان از جداول راهنما یا تجربیات گذشته و شخصی فرض می گردد. پس مقدار سیمان در این صورت مشخص می گردد . هر چند گاه در طرح اختلاط بتن سبک ابتدا عیار سیمان فرض شده و با در نظر گرفتن نسبت آب به سیمان یا کارآئی، مقدار آب مشخص می شود.
اختلاف عمده روش ها در تعیین مقدار سنگدانه ها خواهد بود و بویژه در طرح مخلوط بتن سبکدانه یا نیمه سبکدانه، اختلافات موجود روشها برای بتن معمولی، بیشتر می گردد.
در روشهای اروپائی ( آلمانی و اتحادیه بتن اروپا ) با توجه به محدوده مطلوب دانه بندی حجمی، سهم سنگدانه های ریز و درشت ( خواه هر دو سبکدانه یا یکی از آنها سبکدانه باشد ) بدست می آید، سپس چگالی متوسط سنگدانه ها تعیین شده و در فرمول حجم مطلق قرار می گیرد و مقدار کل سنگدانه بدست می آید.
اگر افزودنی داشته باشیم حجم افزودنی از تقسیم وزن به چگالی آن بدست می آید و در رابطه قرار داده می شود.
پس از تعیین با توجه به سهم هر سنگدانه، وزن آن مشخص می گردد و با توجه به ظرفیت جذب آب هر نوع سنگدانه می توان وزن خشک هر کدام و آب کل را تعیین کرد. وزن مخصوص بتن تازه نیز از جمع اوزان اجزاء بتن بدست می آید ( بصورت محاسباتی ) در عمل پس از ساخت مخلوط آزمون با توجه به نتیجه محاسبات و اطلاعات حاصله مانند اسلامپ، کارآئی و مقاومت و وزن مخصوص بتن میتوان اصلاحات لازم را در محاسبات به انجام رسانید و طرح اختلاط را نهائی کرد. امریکائی ها نیز در ACI 211.1 و ACI 211.2 و ACI 213 R سه روش را برای طرح اختلاط بتن سشبکدانه و یا نیمه سبکدانه توصیه نموده اند :


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


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


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

کاربردهای بتن سبک
همانطور که می دانیم بتن سبک می تواند به صورت های مختلفی طبقه بندی شود، مثلا" سازه ای و غیر سازه ای . از این نوع طبقه بندی می توان کاربردها را حدس زد . اما گاه از طبقه بندی دیگری استفاده می نمائیم مثل بتن سبکدانه، بتن اسفنجی و بتن فاقد ریز دانه . در این نوع طبقه بندی ظاهرا" نمی توان کاربردها را حدس زد.
• ساخت قطعاتی است که صرفا" جنبه پر کننده دارند. در نوع سازه ای نیز دو نوع بتن داریم : مسلح و غیر مسلح . مثلا" اجزاء سازه ای غیر مسلح مثل بلوکهای ساختمانی را باید از این جمله موارد دانست. بتن سبکدانه ای سازه ای مسلح کاربردهائی شبیه بتن معمولی مسلح دارد و حتی ممکن است پیش تنیده هم باشد. جالب است بدانیم بتن های سبکدانه سازه ای مسلح در ابتدا عمدتا" در ساخت کشتی های تجاری و جنگی در جنگ جهانی اول از سال 1918 تا 1922 بکار رفته است. کشتی Atlantus به وزن 3000 تن در سال 1918 و کشتی Selmaبه وزن 7500 تن و طول 132متر در سال 1919 به آب افتادند. همچنین در جنگ جهانی دوم ( تا اواسط جنگ) بدلیل محدودیت هائی در تولید ورق فولادی ( مانند جنگ جهانی اول ) کشتی ها و بارج های زیادی ساخته شدند که در همه آنها از بتن سبکدانه ( و معمولا" سبکدانه رسی منبسط شده ) استفاده شده بود. 24 کشتی اقیانوس پیما و 80 بارج دریائی تا پایان جنگ جهانی دوم در امریکا ساخته شد که ظرفیت آنها از 3 تا 000/ 140 تن بود.
جالب است بدانیم تا این اواخر یک کشتی بنام Peralta که در جنگ جهانی اول ساخته شده بود، شناور بود و آزمایشهای ارزشمندی نیز بر روی آن انجام شده است که نشان دوام عالی بتن آن از نظر خوردگی میلگردها و کربناسیون می باشد.
مخازن شناور آب و مواد نفتی از جمله موارد استفاده بتن سبکدانه ای مسلح در طول دوران جنگ جهانی اول و دوم بوده است که ظاهرا" بعدها نیز بر خلاف ساخت کشتی ها، تولید و ساخت آنها ادامه یافته است اما بدلیل اقتصادی در زمان صلح بواسطه وفور ورق فولادی، تولید کشتی مقرون به صرفه نمی باشد.
در سالهای 1950 و 1960 پل ها و ساختمانهای زیادی با بتن سبکدانه مسلح سازه ای در دنیا ساخته شد . بطور مثال در ایالات متحده و کانادا بیش از 150 پل و ساختمان از این نوع مورد بهره برداری قرار گرفت . بطور مثال ساختمان هتل پارک پلازا در سنت لوئیز امریکا، ساختمان 14 طبقه اداره تلفن بل جنوب غربی در کانزاس سیتی در سال 1929 از ساختمانهائی هستند که در دهه 20 و 30 میلادی ساخته شده اند .
ساختمان 42 طبقه در شیکاگو، ترمینال TWA در فرودگاه نیویورک ( 1960 )، فرودگاه Dulles واشنگتن در 1962، کلیسائی در نروژ در 1965، پلی در وایسبادن آلمان در 1966 و پل آب بر در روتردام هلند در 1968 از جمله این موارد هستند . در هلند، انگلستان، ایتالیا و اسکاتلند در دهه 70 و 80 میلادی پلهائی از نوع ساخته شده اند .
مخازن عظیم گاز طبیعی، اسکله شناور، مخزن نفت در زیر آب و ساختمانهای فرا ساحلی مانند سکوهای استخراج نفت و گاز با بتن سبکدانه مسلح سازه ای ساخته شده اند که اغلب بصورت نیمه سبکدانه و گاه تمام سبکدانه بوده اند . سکوی بزرگ پرش اسکی، جایگاه تماشاچی در برخی استادیومها و همچنین سقف این استادیومها گاه از بتن سبکدانه ساخته شده است.
بزرگترین بنای بتن سبکدانه، یک ساختمان اداری 52 طبقه در تکزاس با ارتفاع 215 متر می باشد. در هلند در سالهای 60 تا 73 میلادی 15 پل با دهانه بزرگ با بتن سبکدانه ساخته شده است. در سالهای دهه 70 میلادی ساخت بتن های سبکدانه پر مقاومت آغاز شد و در دهه 80 بدلیل نیاز برخی شرکتهای نفتی در امریکا، نروژ و مکزیک، ساخت سازه ها و مخازن ساحلی و فرا ساحلی مانند سکوهای نفتی با بتن سبکدانه پر مقاومت آغاز شد که در اواخر دهه 80 و اوائل دهه 90 به بهره برداری رسید و نتایج آن منتشر شده است.


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

1. روش حجم مطلق : در این روش عملا" پس از تعیین آب آزاد، سیمان، سنگدانه درشت خشک و اشباع، ازفرمول حجم مطلق استفاده نموده و وزن ماسه اشباع با سطح خشک بدست می آید. این روش برای بتن معمولی، نیمه سبکدانه و تمام سبکدانه قابل اجراست . مشکل عمده در این حالت تعیین مقدار چگالی اشباع با سطح خشک سبکدانه ها و ظرفیت جذب آب آنهاست. علاوه بر آن عملا" یک اشکال مفهومی نیز در این حالت وجود دارد و آن اینکه آیا اصولا" در هنگام ریختن و گیرش بتن، سبکدانه ها به مرحله اشباع با سطح خشک رسیده اند که بتوان از چگالی اشباع با سطح خشک آنها برای تعیین حجم اشغال آنها در بتن استفاده نمود . از آنجا که تفاوت حالت واقعی با فرضی گاه خیلی زیاد است. استفاده از این روش بویژه اگر قرار باشد وزن اشباع با سطح خشک و چگال مربوط در فرمول حجم مطلق بکار رود محل تأمل است مگر اینکه از یک چگالی یا وزن دیگر با توجه به جذب آب واقعی در این حالت استفاده نمود که روش بسیار دقیقی حاصل می گردد. امروزه سعی شده است با این روش به طرح اختلاط مناسب دست یافت . مثلا" در روش های اروپائی که این مشکل وجود دارد سعی می شود از جذب آب و چگالی نیم ساعته، 1 ساعته یا 2 ساعته و حتی 4 ساعته استفاده گردد.
2. روش حجمی  Volumetric 3. روش وزنی یا فاکتور چگالی ( Weight Method or Specificgravity factor Method ) : بتن های اسفنجی عمدتا" پر کننده هستند. ساخت برخی پانل های جداکننده، ایجاد کف سازی و شیب بندی، عایق های حرارتی و جاذب صوت از جمله موارد مورد استفاده بتن اسفنج غیر سازه ای است . تولید قطعات و بلوکهای ساختمانی برای بنائی از جمله کاربردهای بتن گازی است . نوعی بتن گازی بنام سیپورکس در سوئد ساخته شد که می توانست مسلح گردد و در ایران نیز مدتی قطعات بتنی مسلح سیپورکسی بکار رفت از جمله دالهای بتن مسلح پیش ساخته برای پوشش سقف از جنس سیپورکس در برخی پروژه های کشور ما مصرف گشته است . قطعات نما از جنس بتن کفی و گازی یا سبکدانه غیر سازه ای نیز تولید و مصرف شده است .( FIP fib ) برخی پروژه های مهم ساخته شده با بتن سبکدانه را منتشر نموده است که کاربرد آن را نجومی نشان می دهد.

 

منبع: انجمن بتن ایران - ici.ir

مقابله با خوردگی بتن

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

استفاده از آرماتورهای ضدزنگ و نیز آرماتورهای با الیاف پلاستیكی frp یكی از این روش ها است که به علت گرانی آن هنوز کاملا توسعه نیافته است. به علاوه عملکرد دراز مدت این مواد باید پس از تحقیقات روشن گردد.

از روش های دیگر کاربرد حفاظت کاتدیک در بتن می باشد با استفاده از جریان معکوس با آند قربانی شونده می توان محافظت خوبی برای آرماتورها ایجاد نمود. این روش نیاز به مراقبت دائم دارد و نسبتا پرخرج است ولی روش مطمئنی می باشد.

برای محافظت آمارتور در مقابل خوردگی، چند سالی است که از آرماتور با پوشش اپوکسی استفاده می شود. تاریخچه مصرف این آرماتورها بویژه در محیط های خورنده نشان می دهد که در بعضی موارد این روش موفق و در پاره ای نا موفق بوده است. به هرحال اگر پوشش سالم بکار گرفته شود با این روش می توان حدود 10 تا 15 سال خوردگی را عقب انداخت.

استفاده از ممانعت کننده ها و بازدارنده های خوردگی بتن نیز به دو دهه اخیر برمی گردد. مصرف بعضی از این مواد همچون نیترات کلسیم و نیترات سدیم جنبه تجارتی یافته است. به هر حال عملکرد این مواد در تاخیر انداختن خوردگی در تحقیقات آزمایشگاهی و نیز در محیط های واقعی مناسب بوده است. بازدارنده های دیگری از نوع آندی و کاتدی مورد آزمایش قرار گرفته اند ولی دلیل گرانی زیاد هنوز کاربرد صنعتی پیدا نکرده اند.

برای محافظت بیشتر آرماتور و کم کردن نفوذپذیری پوشش های مختلف سطحی نیز روی بتن آزمایش و به کار گرفته شده است. این پوشش ها که اغلب پایه سیمانی و یا رزینی دارند با دقت روی سطح بتن اعمال می گردند. عملکرد دوام این پوشش به شرایط محیطی وابسته بوده و در بعضی محیط ها عمر کوتاهی داشته و نیاز به تجدید پوشش بوده است. روی هم رفته پوشش های با پایه سیمانی هم ارزانتر بوده و هم به علت سازگاری با بتن پایه پیوستگی و دوام بهتری در محیط های خورنده و گرم نشان می دهند.

با پیشرفت روزافزون انقلاب تکنولوژیک به ویژه در تولید بتن های خاص برای مناطق و شرایط خاص می توان از این بتن ها در ساخت وسازهای آینده استفاده نمود. دانش استفاده صحیح از مصالح، اجرای مناسب و عمل آوری کافی می تواند به دوام بتن ها در مناطق خاص بیفزاید. تحقیفات گسترده و دامنه داری برای بررسی دوام بتن های خاص در شرایط ویژه و در دراز مدت بایستی برنامه ریزی و به صورت جهانی به اجرا گذاشته شود.

منبع: ایران سازه - iransaze.ir