تماس با ما

44464877 - 44604438 - 44549511

آدرس : خیابان آیت الله کاشانی - خیابان شهید پژوهنده - تقاطع لاله - ساختمان لایق

بتن سبک هوادار
  

کد مطلب : 21


در راستای پیشرفتهای صورت گرفته در جهان، مهندسان بخش مسکن تحقیقات جدی و مستمری انجام داده و می دهند تا بتوانند مسکن با عمر مفید زیاد (چند قرن)، استحکام بالا در مقابل بلایای طبیعی (زلزله، آتش سوزی و ...)

در راستای پیشرفتهای صورت گرفته در جهان، مهندسان بخش مسکن تحقیقات جدی و مستمری انجام داده و می دهند تا بتوانند مسکن با عمر مفید زیاد (چند قرن)، استحکام بالا در مقابل بلایای طبیعی (زلزله، آتش سوزی و ...)، همچنین با توجه به پایان رسیدن عصرانرژی ارزان، حداقل انرژی در ساختمان مصرف گردد و دارای هزینه کمتری نسبت به سایر مصالح رایج باشد که این ایده ها با شناسایی بتن سبک هوادار (foam concrete) تحقق یافت. هم اکنون بتون معمولی غالبا با دانسیته 2400kg/m3 تولید می گردد که با توجه به وزنش مشکلات فراوانی ازجمله اجرای سخت و باخاصیت جذب آب بسیار بالا دائما تاسیسات حرارتی و برودتی ساختمان را در معرض تخریب قرار می دهد و معایب دیگر، خوشبختانه در حال حاضر با افزودن هوا به مخلوط ماسه و سیمان، وزن آن تا اندازه قابل توجهی کاهش می یابد، (400 الی 1800 کیلو گرم بر متر مکعب) و بتن سبک هوادار با خصوصیات بارزی تولید می گردد.

تولید بتن سبک با نوعی مواد افزودنی (فوم هوازی پروتئینی) جهت متخلخل نمودن خمیر ماسه و سیمان توسط شرکت FOPOR SYSTEM در کشور آلمان با روش بهبود دائم طی مراحل تعاملی مهندسی انجام گرفته است.

بتن سبک در گذشته و در حال حاضر در کشورمان تولید می شود که به بتن سبک صنعتی (پوکه صنعتی، معدنی و ...) و بتن سبک که به نوبه خود ضررهایی برای محیط زیست دارا می باشند ولی در کشورهای توسعه یافته این نوع بتن سبک هوادار داده است.

شرکت FOPOR SYSTEM در حال حاضر با بیش از 25 سال سابقه اجرایی در 30 کشور جهان مورد تایید موسسه استاندارد (( دین آلمان)) می باشد و از این منظر نیز با چند شرکت داخلی در حال انجام پژوهش هایی در این زمینه می باشد.

خصوصیات فنی:

بتن سبک هوادار را می توان در دو سطح دانسیته ای تولید کرد :

الف - وزن مخصوص (400 الی 900 کیلو گرم بر متر مکعب) برای ساخت بلوکهای ساختمانی غیرباربر و همچنین بلوکهای تزئینی و پانلها.
ب - وزن مخصوص (1000 الی 1800 کیلو گرم بر متر مکعب) برای قطعات باربر و مسلح.

بتن سبک هوادار در هر دو سطح دارای خصوصیات مشترکی می باشند که شماری از آنها بشرح زیر می باشد :

1-عایق رطوبت

2-عایق گرما وسرما

3- عایق صوت

4-مقاومت بیشتر در مقابل حریق

5-نسبت مقاومت فشاری مناسب به وزن

6-کاهش بار مرده در ساختمان

7- مقاوم در مقابل نفوذ آب

8-خاصیت خوب جذب و دفع آب
9-راحتی در عمل بریدن و میخ کوبی

10-انقباض مطلوب در حین خشک شدن

11- مقاوم در برابر یخ زدگی بتن

12-جلوگیری از استهلاک سیستم سرمایش و گرمایش گازی معروفند جای خود را به بتن سب

مزایا:

بتن سبک هوادار دارای مزایای زیادی می باشد که برخی از آنها به شرح زیر می باشد.

1-صرفه جویی در هزینه های ترانسپورت قطعات پیش ساخته بتنی(تولید صنعتی)

2-صرفه جویی در حمل مصالح (وزن ماسه و میله گرد)

3-عمر مفید بیشتر قالب فلزی (ضریب تکرار بیشتر قالب در سیستم بتن سبک)

4-حذف دستمزدهای بنایی (گچ و خاک و حداقل سفید کاری)

5-حذف هزینه های مصالح (خاک و گچ)

6-حذف دستمزدهای اجرای نماکاری (سیمانکاری)

7-حذف هزینه های مصالح نماکاری (سیمان و ماسه)

8-حذف هزینه های مربوط به ترانسپورت پرت مصالح به خارج از کارگاه

9-صرفه جویی در هزینه های مصرف انرژی (نفت، گاز، برق، ...) بدلیل تبادل حرارتی و برودتی بهتر دیوار بتن سبک

10-سرعت در اجرا به دلیل سیال بودن بتن سبک، عمل بتن ریزی به مراتب سریعتر از بتن معمولی انجام می شود و در

این سیستم عمل ویبره حذف می گردد.

11-صرفه جویی در مصرف میله گرد، در اینجا باید رقم 30% را در هزینه های مربوط به وزن میله گرد منظور نموده (دیوارهای باربر و پی ها)

12-سهولت عملیات کنده کاری و هزینه های مربوط در مقایسه با دیوار آجری

13-سرعت در بازگشت سرمایه و پرداخت کمتر بهره بانکی در مقایسه با سیستم های ساخت و ساز سنتی و مشابه آن با

بتن سبک

سبک سازی ساختمان (پی، دیوار، سقف)، افزایش قابل توجه عمر مفید ساختمان (بیش از صد سال)

موارد استفاده

1-ایزولاسیون پشت بام

این بتن می تواند بعنوان یک عایق حرارتی برای پشت بامها مورد استفاده قرارگیرد.

2-ایزولاسیون کف ساختمان به مانند Topseal

این بتن می تواند بعنوان یک عایق رطوبتی و حرارتی برای کفها مورد استفاده قرار گیرد، بطوریکه هر 5 سانتی متر بتن سبک هوادار معادل یک لایه قیر اندود عمل می کند .

یا به عنوان مثال پوشش Topseal می تواند از عایق های نسل جدید باشد،سرد اجرا و بالایه ای کمتر از 1 میلیمتر.

3-ساختمان سازی

ساختمانهای پیش ساخته و قالب درجا بعنوان پارتیشن بندی در انواع سازه (انواع بلوکهای ساختمانی)

4-ژئوتکنیک

این بتن با توجه به سیال بودنش داخل تمامی حفره ها نفوذ کرده و تمام روزنه ها را پر می کند و در مقابل براحتی می توان از آن حفره برداری نمود.

5-محوطه سازی (با قطعات پیش ساخته یا بتن درجا)
این بتن با توجه به خصوصیاتش از جمله مقاومت در برابر یخ زدگی و عدم جذب رطوبت بسیار پوشش مناسبی برای سطح جاده ها و فرودگاهها و پیاده روها می باشد.

6- حصار کشی

از این بتن می توان هر قطعه ای (هر اندازه و هر شکل) برای دیوار محوطه تهیه و نصب نمود .

7-بلوکهای تزئینی و متفرقه

از این بتن می توان هر نوع قطعه بتنی را تهیه نمود، بر این اساس از آن می توان برای ساخت گلدان، نیمکت پارک، سنگ فرش پیاده رو،آبراه باران و ... استفاده نمود.

8- مجسمه سازی

بخاطر سیال بودن بتن و در نهایت سبک بودن آن می توان هر نوع مجسمه ای را تولید کرد.

تمام موارد بالا را میتوان همراه با سلیقه های مختلف بصورت رنگی تولید نمود.
 

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

برچسب ها: بتن, افزودنی بتن, بتن سبک هوادار, سیال بودن بتن, کلینیک فنی و تخصصی بتن

بتن ریزی در هوای گرم
 

کد مطلب : 20


هوای گرم به دمای زیاد هوا همراه یا بدون باد و رطوبت کم اطلاق می شود. این عوا مل باعث تبخیر سریع آب، افزایش سرعت آب گیری سیمان، کاهش کارایی بتن تازه و تسریع گیرش آن می شوند که می تواند موجب کاهش مقاومت نهایی بتن گردند.

هوای گرم به دمای زیاد هوا همراه یا بدون باد و رطوبت کم اطلاق می شود. این عوا مل باعث تبخیر سریع آب، افزایش سرعت آب گیری سیمان، کاهش کارایی بتن تازه و تسریع گیرش آن می شوند که می تواند موجب کاهش مقاومت نهایی بتن گردند. هوای گرم همچنین باعث ایجاد مشکلاتی در بتن ریزی و متراکم کردن بتن و تشدید جمع شدگی خمیری می شود و موجب ترک در بتن جوان می گردد.

یکی از عوامل تخریب بتن در فلات مرکزی ایران بتن ریزی در هوای گرم می باشد. در محیط های گرم دمای بتون زیاد بوده و این مسأله 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 .

کلیات:

به طورکلی عواملی نظیر هوای گرم، وزش باد و رطوبت، روی ساختن، ریختن و عمل آوردن بتن اثر می گذارند. برای دستیابی به نتیجه مطلوب، باید دمای محیط، دمای مصالح و بتن، و اوضاع جوی، سرعت و جهش وزش باد، رطوبت نسبی محیط و سایر اطلاعات را به طور روزانه، ثبت و در کارگاه جمع آوری نماید. هوای گرم آثاری به شرح زیر بر روی بتن خواهد داشت:

1- افزایش میزان آب مورد نیاز

2-کاهش اسلامپ

3-زیاد شدن سرعت سخت شدن بتن

4-افزایش احتمال ترک های خمیری در بتن

5- بروز اشکال در کنترل میزان هوای بتن

6- کاهش دوام بتن در صورت عدم رعایت ملاحظات فنی

7- عدم امکان دستیابی به سطوح یکنواخت

مصالح بکار رفته

الف) سنگدانه:

هر چند تأثیر سنگدانه چندان جدی نیست اما بویژه برای ایجاد دوام در بتن در مناطق گرم بویژه مرطوب، لازم است سنگدانه ها از جذب آب کمی برخوردار باشند. ظرفیت جذب آب سنگدانه درشت در آبا به 5/2 و برای سنگدانه ریز به 3 درصد محدود شده است در حالیکه در بسیاری از آئین نامه ها چنین محدودیتی دیده نمی شود.

سنگدانه ها باید در برابر قلیایی ها از واکنش زائی برخوردار نباشند لذا از این بابت باید مورد آزمایش قرار گیرند. همچنین در مناطق خورنده باید یون کلر آنها از حدود مجاز کمتر باشد.

ب) آب:

آب مصرفی بتن نباید گرم باشد. گرم بودن آب علاوه بر بالا بردن درجه حرارت مخلوط بتن، باعث بالا رفتن مصرف آب می شود که این امر نهایتاً موجب کاهش مقاومت خواهد شد. با اضافه شدن هر ١٠ درجه به حرارت آب، میزان اسلامپ ٢٠ تا ٢5 میلیمتر کاهش می یابد و از این رو آب مصرفی باید کاملاً خنک بوده و در صورت لزوم توسط یخ خنک شود.

ج) سیمان:

یکی از نکات بسیار مهم در هوای گرم، دمای سیمان به هنگام اختلاط است. بالا بودن دمای سیمان، دمای بتن را افزایش می دهد که این امر موجب تسریع عمل آبگیری، سخت شدن فوری، بالا رفتن نیاز به آب و نهایتاً آثار نامطلوب بر روی مقاومت و جمع شدگی خمیری بتن خواهد شد. بنابراین تحت هیچ شرایطی نباید درجه حرارت سیمان هنگام اختلاط از ٧٧ درجه سانتیگراد تجاوز نماید، در هوای گرم باید از مصرف سیمان های گرم، نوع ٣ و مشابه آن خودداری شود.

د) مواد افزودنی بتن:

مصرف مواد افزودنی در هوای گرم باید بر اساس توصیه های کارخانه سازنده و تأییدات دستگاه نظارت صورت گیرد. بدون رعایت تأیید قبلی دستگاه نظارت، پیمانکار به هیچ وجه حق اضافه نمودن این مواد را به بتن نخواهد داشت، استفاده از مواد افزودنی کندگیر کننده و یا کاهش دهنده آب با اجازه قبلی دستگاه نظارت بلامانع است.

به علاوه رعایت نکات زیر هنگام بتن ریزی در هوای گرم الزامیست:

1- هنگام بتن ریزی دمای هیچ قسمت از بتن نباید از ٣٠ درجه سلسیوس تجاور نماید.

2- دمای محیط هنگام بتن ریزی نباید از ٣٨ درجه سلسیوس بیشتر باشد. برای دست یافتن به بتنی خوب و پایا توصیه می شود عملیات بتن ریزی در دمای بین ٢4 تا ٣٨ درجه سلسیوس انجام شود.

3- مصالح بتن خصوصاً مصالح سنگی نباید زیر تابش مستقیم آفتاب قرار گیرد.

4- وسایل، لوازم و تجهیزات تهیه، حمل و ساختن بتن نظیر مخلوط کن ها، پمپ ها، تراک میکسرها، باید حتی الامکان سفید رنگ بوده و در جای خنک، نگهداری و نصب شوند و در صورت امکان با پوشش مناسب از تابش مستقیم آفتاب مصون باشند.

5- فاصله زمانی بین ساختن و ریختن بتن در قالب به حداقل ممکن کاهش یابد.

6- آبپاشی قالب ها، آرماتورها و بستر محل بتن ر یزی، با آب خنک، همزمان و قبل از بتن ریزی صورت پذیرد.

7- محل بتن ریزی در حین اجرا از تابش مستقیم آفتاب مصون نگهداشته شود.

8- در فصل تابستان و روزهای گرم خصوصاً در مناطق جنوبی ا یران توصیه می شود بتن ریزی در اواسط روز قطع و برنامه بتن ریزی برای اوایل صبح و عصر، تنظیم و اجرا شود.
تاثیر محیط گرم روی بتن:

هم بتن تازه و هم بتن سخت شده در محیط های 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 خرابی های 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 یون های مضرر هم در محیط وجود داشته باشد و به سرعت عمر مفید و پایائی بتن کاهش خواهد یافت.

در محیط های 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 ھستند و به احتمال کاربرد زمین های 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 زودرس

• ایجاد ترک های جمع شدگی خمیری

• مقاومت فشاری نهایی کمتر (گر چه مقاومت فشاری اولیه افزایش می یابد)

• افزایش نفوذ پذیری و کاهش محسوس پایائی بتن
• ظاهر نامطلوب سطح بتن

• کاهش زمان اجرائی جهت حمل 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 را متوقف کرد یا شرایط ویژه ای را جهت کنترل دمای بتن به کار برد. به هر حال در روزهای 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 محل های سایه و خنک و با استفاده از سیلو مناسب با رنگ آمیزی مناسب می تواند در پائین نگه داشتن دمای سیمان به کار رود.

• میزان مصرف سیمان نباید از 350 کیلوگرم بر متر مکعب کمتر باشد تا بتوان کاراوی و مقاومت لازم را بدست 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) بکارگیری 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.

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

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

• بکار 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 بکارگیری عایق حرارتی برای لوله ها و مخازن آب توصیه ها 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 اسلامپ 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 بکارگیری این روش ها ضروری نمی باشند)

• بکارگیری پوشش بتنی در اطراف میلگردها جهت تأمین پایائی ضروری می باشد باید از بکارگیری مقاطع نازک بتنی با درصد زیاد میلگرد خودداری شود.

• بکار گیری قالب چوبی به علت کوچکی ضریب انتقال حرارت نسب به قالب های فلزی مرجع است.

• قالب ها باید حتماً آب بندی باشند تا شیره و آب از دسترس بتن خارج نشود.

• بتن ریزی در ساعات خنک و سایه روز انجام شود.

• حتماً از تبخیر آب سطحی بتن جلوگیری به خصوص در مقابل وزش باد و تشعشع خورشید با بکارگیری روکش هایی 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 بطور کامل و در اولین فرصت ممکن انجام شود و به نحوی که آب سطحی بتن از دست نرود.

روش های عمل آوری بتن( کیورینگ بتن) 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 آب 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،مواد کیورینگ بتن.

حداقل زمان عمل آوری در مناطق گرمسیری 7 روز می باشد ولی برای سیمان های تیپ 2 و 5 سیمان های پوزولانی 14 روز است.

• بکار گیری گوش های پخ شده در قطعات جهت جلوگیری از تبخیر سریع از این نواحی.

تکنیک های جلوگیری از ازدیاد درجه حرارت بتن در هوای گرم:

انبار کردن مصالح سنگی

اقدامات انجام شده در جهت محدود کردن درجه حرارت دانه های سنگی انبار شده بیشترین تأثیر در به حداقل رساندن درجه حرارت بتن تازه را به وجود می آورد. به نظر می رسد سایه انداختن و آب پاشی توده دانه های سنگی انبار شده در اغلب اوقات صرفاً بخاطرحجم مصالح غیر عملی باشد. مع هذا مشکلات را ممکن است در بسیاری از مواردبتوان با محدود کردن مقادیر سنگی به ابعاد عملی کاهش داد. به این معنی که مقادیر به اندازه مصرف در بتن ریزی روز بعد مورد نیاز است می توان در زیر سایه قرار داد و خنک کرد.

اختلاط و حمل

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

اگر اجازه دهیم کاهش قابلیت کاربرد رخ دهد، به ندرت ممکن است کار خوبی بدون آثار نامطلوب داشته باشیم. برای مثال بتنی که مدت طولانی در یک مخلوط کن با دیگ دوار رها شده باشد، محتمل است به همان اندازه که از منبع خارجی نظیر تابش خورشید گرما می گیرد، از اصطحکاک داخلی نیز حرارت جذب کند. به همچنین آب خود را بر اثر تبخیر از دست بدهد. گر چه هر گونه کاهش قابلیت کاربرد را ممکن است با افزودن آب بیشتر قبل از خالی کردن آن از دستگاه تصحیح کرد، ولی افزایش نسبت آب به سیمان ممکن است آثار غیر قابل قبولی بر روی انقباض ناشی از خشک شدن، مقاومت فشاری، مقاومت در مقابل سایش و دوام ایجاد کند. همچنین اگر به منظور بازیابی کاهش قابلیت کاربرد که بر اثر سفت شدگی حین حمل ایجاد شده، چنانچه سعی شود بتن با آب اضافی در محل جادادن دوباره خمیر گردد، خواص مذکور ممکن است به طریق مشابه فوق آسیب ببیند.

جادادن و پرداخت سطوح بتنی

وجود شرایط خشک کننده، احتیاج عادی به جادادن سریع و متراکم کردن مؤثر (ویبره) را تاکید می نماید. همواره خارج کردن هوای محبوس از یک توده بتنی جا داده شده مشکل می باشد مطلوب آنست که بتن چنان جا داده شود که در آخرین مرحله جا گرفتن در قالب سریعاً ویبره شود. در شرایط خشک کننده که بتن سریعتر از معمول تمایل به سفت شدگی دارد، توجه به این موضوع مهمتر است. به محض متراکم شدن بتن در محل خود، تبخیر آب فقط از سطح آزاد آن صورت می گیرد. لذا در صورت عدم تدابیر مناسب، وجود شرایط خشک کننده ممکن است میزان تبخیر را به حدی زیاد کند که آب موجود در عمق بیشتر در داخل بتن، نتواند به سرعت کافی به سطح بتن نقل مکان نموده و بنابر این کاهش آب به اندازه زیاد صورت گیرد. در این شرایط سطح بتن منقبض شده و چون بتن خمیری نمی تواند در مقابل تنش مقاومت نماید، لذا ترک ها، بلافاصله پس از جادادن بتن می توانند تشکیل شوند.

هر چند این ترک ها ندرتاً در بتن مسلح از اهمیت سازه ای برخوردار هستند اما این ترک ها گاهی به عمق نفوذ کرده و در اینصورت ممکن است در محل مجاورت با آرماتورها، باعث خوردگی آنها و نهایتاً ضعف پنهانی سازه شود. لذا توصیه اکید می شود پس از جادادن بتن فوراً تدابیری اتخاذ شود که تبخیر به صورت مثبتی کاهش داده شود. روش های پیشنهاد شده عبارتند از ایجاد بادشکن های موقت در سمت وزش باد- آب فشانی ریزمه مانندی جهت بالا بردن میزان رطوبت هوایی که در تماس با بتن است پیش بینی روکش هایی که می توانند فوراً پس از جادادن بتن نصب شوند.

عمل آوردن (مراقبت)

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

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

بعضی روش های عمل آوردن مانند آب گرفتن، پوشش با ماسه نم دار یا خاک اره نمدار با گونی خیس بهتر است تا موقعی که سطح بتن به اندازه کافی سخت نشده و استحکام کافی در مقابل آسیب پیدا نکرده است بکار نروند در صورت کاربرد آنها، مراقبت دائمی برای محافظت در مقابل خشک شدن لایه های محافظت فرضی و جلوگیری از بی فایده شدن آنها لازم است. چنانچه لایه های ماسه، خاک اره و گونی خشک شوند، نبودنشان بهتر از وجودشان می باشد زیرا در این حالت مانند فتیله ای رطوبت را از بتن کشیده و تبخیر آن را در هوا تسریع می کند .

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

مه مصنوعی که بدین شکل ایجاد می شود ممکن است به علت وزش باد از بتن دور شود. لذا لازم است بادشکن های موقت در جهت وزش باد به سمت سطح بتنی که باید عمل آید، تعبیه شود. در اکثر موارد، منطقی ترین راه برای رسیدن به نتیجه مطلوب، به حداقل رساندن ضریب زاویه منحنی افزایش درجه حرارت است تا کوشش برای کنترل سطح درجه حرارت بدین معنی که افت حرارت از قسمت خارجی توده بتن باید محدود شود. به قسمتی که حرارتی که از سیمان آزاد می شود، قادر باشد درجه حرارت تمام توده بتنی که در حال عمل آمدن است بصورت یکنواختی بالا ببرد. بدیهی است بتنی که بدین طریق به عمل آمده است نیز باید حتی الامکان بصورت یکنواختی سرد شود. در غیر اینصورت، در حالی که قسمت خارجی بتن خیلی سریعتر از داخل آن سرد می شود، تنش کشش ممکن است توسعه یابد. در صورت امکان ساده ترین روش عملی اینست که قالب عایق شده یا چوبی به کار برده شود و نه تنها تا هنگامی که بتن در حین سخت شدن و گرم آن است بلید بار شد بلکه تا هنگامی که درجه حرارت آن به حد محیط اطرافش تنزل پیدا کند، لازم است قالب در محل خود بماند .

اثرات نامطلوب شرایط هوای گرم بر بتن سخت شده عبارتند از:

الف) کاهش مقاومت بتن بدلیل مصرف بیشتر آب در میان مدت و دراز مدت

ب) کاهش مقاومت بتن بدلیل دمای بالای آن در هنگام بتن ریزی و پس از آن در میان مدت و دراز مدت علیرغم افزایش مقاومت زود هنگام بتن (بویژه در رزوهای اول- ١ تا ٧ روز)

ج) افزایش تمایل به جمع شدگی ناشی از خشک شدن و ایجاد ترک های حرارتی

د) کاهش دوام بتن در برابر شرایط محیطی نامناسب در حین بهره برداری مانند یخ زدن و آب شدگی مکرر، سایش و فرسایش تری و خشکی مکرر بتن، حمله سولفات ها و حمله یون کلر محیط بدلیل افزایش نفوذپذیری بتن در اثر ایجاد کریستال های درشت و کاهش مقاومت الکتریکی بتن که نقش مهمی در افزایش نفوذپذیری در برابر یون کلر و سایر عوامل مزاحم شیمیائی دارد. همچنین کاهش دوام به دلیل ترک خوردگی البته این موارد با استفاده از افزودنی های بتن، ، مواد آب بندی بتن در زمان بتن ریزی قابل حل است.

هـ) ایجاد خوردگی سریعتر میلگردها بدلیل افزایش نفوذپذیری بتن و یا ایجاد درزهای سرد

و) کاهش یکنواختی سطح بتن و نا زیبائی سطح بتن نمایان بویژه در مجاورت قالب، تغییر رنگ بتن بدلیل تفاوت در آهنگ آبگیری، منظره بدلیل درز سرد.

عوامل تشدید کننده خسارات در هوای گرم:

برخی عوامل می توانند در هوای گرم خسارت ها را تشدید نمایند. هر چند این عوامل مستقیماً در ایجاد شرایط هوای گرم بی تأثیر است اما در این شرایط می تواند باعث بحرانی تر شدن اثرات زیانبار گردد. این عوامل عبارتند از:

الف) مصرف سیمان هایی با ریزی زیاد که موجب افزایش سرعت آبگیری سیمان و ایجاد گرمازائی بیشتر در زمان کوتاه می گردد.

ب) مصرف سیمان های زودگیر (مقاومت اولیه زیاد) مانند نوع ٣ و حتی استفاده از سیمان های نوع ١ بویژه با وجود افزودنی های تسریع کننده (زودگیر کننده) که میتواند زمان گرایش را کوتاه نماید و سرعت آبگیری و گرمازائی را بیشتر کند.

ج) مصرف بتن های پر سیمان در رابطه با بتن های پر مقاومت و با نسبت آب به سیمان کم که سرعت آبگیری را بیشتر می کند و زمان گرایش را کوتاه و گرمازائی و سرعت آنرا افزایش می دهد. بدیهی است اغلب در شرایط محیطی نامناسب از نسبت آب به سیمان کم استفاده نمائیم لذا باید سعی شود بتن پر سیمان مصرف ننمائیم.

د) استفاده از مقاطع بتنی نازک با درصد میلگرد زیاد.

هـ) بکارگیری وسایل حمل با حجم زیاد که می تواند به ایجاد درز سرد و عدم پیوستگی منجر شود.

و) حرکت دادن بتن در مسیر افقی یا قائم بصورت طولانی مدت ویژه ای برای بتن های کم اسلامپ

ز) استفاده از پمپاژ بتن در مسیرهای طولانی، زیرا اصطکاک بتن با لوله باعث ایجاد گرما می شود و در شرایط هوای گرم نیز این مسیر طولانی و گرمای لوله می تواند مشکل زا باشد.

ح) استفاده از تسمه نقاله برای حمل بتن بدلیل ایجاد سطح هواخور خیلی زیاد و تبخیر شدید و تبادل گرمائی زیاد با محیط.

ط) ضرورت انجام و تداوم کار در شرایط هوایی خیلی گرم بدلائل اقتصادی

ی) استفاده از سیمان های انبساطی و یا بدون جمع شدگی که می تواند مشکل زا باشد. در این رابطه برخی مواد انبساط زا یا برخی ملات ها یا بتن ها مانند گروت میتواند عامل ایجاد خسارت بیشتر باشد. مسلماً باید گفت اگر شرایطی بر خلاف شرایط فوق ایجاد شود مسلماً درکاهش خسارات نقش خواهد داشت. اما بر ایجاد شرایط هوای گرم تأثیری ندارد.

عوامل ایجاد کننده شرایط نامناسب محیطی و هوای گرم:

همانگونه که گفته شد مصرف اجزاء بتن با دمای زیاد می تواند بتن با دمای بالاتر از حد مجاز را بوجود آورد.

همچنین بروز شرایط خاصی در محیط اطراف بتن ریزی می تواند به تبخیر شدید منجر گردد که خسارت زا می باشد.

در زیر به هر کدام از این موارد می پردازیم و نحوه پیش بینی چنین شرایطی را مطرح می نمائیم:

الف) شدت تبخیر از واحد سطح:

میزان تبخیر از سطح بتن تابع عوامل مختلفی است که از جمله می توان به دمای هوا، دمای بتن، رطوبت نسبی هوا، سرعت وزش باد، تابش آفتاب و حتی رنگ بتن و فشار هوا (ارتفاع از سطح دریا) اشاره نمود.

ب) دمای تعادل بتن ساخته شده:

قبل از خسارت بتن میتوان دمای آنرا با محاسبه حدس زد. مسلماً در مراحل انتقال و ریختن بتن بعلت تبادل با محیط مجاور، دمای بتن ممکن است تغییر نماید. بدین منظور باید برای ساخت بتن دمای کمتر از 30 درجه سانتی گراد را در نظر گرفت تا در یک حمل معقول و منطقی با زمان کمتر از تجاوز ننماید. مسلماً اگر وسیله حمل پمپ و لوله یا تسمه نقاله و یا نیم ساعت، دمای بتن از 32 درجه سانتی گراد تراک میکسر در حال چرخش و تا حدود کمتر از در نظر گرفت. دمای تعادل ساخت بتن باشد باید دمای ساخت را بمراتب کمتر از 28 درجه سانتی گراد بلافاصله پس از اختلاط را می توان از رابطه زیر بدست آورد.

اثرات هوای گرم بر خواص بتن:

همانطور که قبلاً اشاره شد هوای گرم بر روی بتن تازه سخت شده اثراتی را بر جای می گذارد که نامطلوب است. در این قسمت بطور مشروح به برخی از این اثرات و خواص بتن در هوای گرم اشاره می شود.

الف) افزایش آب مورد نیاز در طرح مخلوط:

بسته به شرایط هوا و میزان تبخیر ممکن است تا ٢5 کیلو (لیتر) آب اختلاط مورد نیاز افزایش یابد (نسبت به حالت بدون تبخیر) تقریباً هر افزایش 5 درجه سانتی گراد به حدود ٣ لیتر آب نیاز دارد وجود آب بیشتر، جمع شدگی را افزایش می دهد و میل به ترک خوردگی بیشتر می شود.

ب) آهنگ افت اسلامپ:

مسلماً در شرایط هوای گرم، گرمای بدون تبخیر و یا با تبخیر می توان تأثیر مهمی بر افت اسلامپ و آهنگ آن داشته باشد. میتوان گفت تقریباً به ازاء 40 درجه سانتی گراد افزایش دما (10 تا 50 درجه سانتی گراد) افت اسلامپ حدود ٨ سانتیمتر را شاهد خواهیم بود (هر 10 درجه سانتی گراد حدود 2 سانتیمتر) مسلماً آهنگ افت اسلامپ نیز در هوای گرم بسیار زیاد می شود تا حدی که مزاحم کار اجرائی خواهد شد و غالباً برای مقابله با آن به افزایش آب متوسل می شوند که کار صحیحی نیست.

ج) افزایش آهنگ سفت شدن بتن و کاهش زمان گیرش:

در یک هوای معتدل و مناسب ممکن است زمان گیرش اولیه بتن بسته به نوع سیمان و نسبت های اختلاط تا ٣ ساعت تغییر کند. با افزایش دما این زمان کاهش می یابد و ممکن است در دمای بتن بالاتر از این زمان حتی به کمتر از نصف یا ثلث کاهش یابد. مسلماً این امر ٣٠ درجه سانتی گراد و دمای محیط بیش از 35 درجه سانتی گراد مشکلات اجرائی را افزایش می دهد. در حمل محدودیت زمانی بوجود می آورد و در ریختن و تراکم باید سرعت قابل توجهی داشته باشیم تا قبل از گیرش لایه زیرین بتوانیم لایه روئی را ریخته و متراکم کنیم. پرداخت سطح مشکل می گردد و بتن زود سفت می شود. در اکثر موارد در چنین شرایطی درز سرد ایجاد می گردد. درز سرد در آینده می تواند محل عبور آب و سایر مواد مزاحم شیمیائی باشد.

د) ترک خوردگی خمیر بتن تازه:

این نوع ترک خوردگی معمولاً در محیط های گرم و خشک حاصل می گردد. بدیهی است اگر بتن در محیط گرم و مرطوب قرار گیرد بعلت تبخیر کم از سطح بتن، جمع شدگی چندانی ایجاد نخواهد شد. در رطوبت های بیش از ٨٠ درصد عملاً مشکل ترک خوردگی بتن تازه را نخواهیم داشت.

وقتی تبخیر از 1 kg/m2/hr تجاوز نماید، وضعیت حاد و بحرانی است و عملاً باید بتن ریزی متوقف گردد و یا تمهیدات خاصی تدارک دیده شود. وقتی ترک خوردگی بیشتری اتفاق می افتد که تأخیر در گیرش و سفت شدن بتن، مصرف سیمان های دیرگیر، مصرف بیش از حد کندگیر کننده، خاکستر بادی بعنوان جایگزین سیمان و یا بتن خنک داشته باشیم. مصرف موادی که آب انداختن را کم می کند میتواند به خشکی سطح و ترک خوردگی منجر شود. از جمله این مواد می توان از میکروسیلیس نام برد. از بین بردن ترک های خمیری مشکل است ولی می توان با ماله کشی مجدد توأم با فشار ترک ها را تا حدودی از بین برد.

هـ) اثرات نامطلوب بر مقاومت:

مسلماً بتنی که گرم ریخته و نگهداری شود در سنین اولیه مقاومت قابل توجهی کسب می کند اما بطور کلی در سن ٢٨ روز به بعد مقاومت کمتری نسبت به بتن ریخته شده با دمای کم خواهد داشت. بویژه اگر بتن حاوی مواد پوزولانی و کندگیر نباشند، آسیب بیشتری می بینند. اگر ترک بتن را نیز در نظر بگیریم از نظر سازه ای آسیب جدی خواهد بود. گاه دیده می شود که در روزهای گرم نسبت مقاومت 28 روزه به 7 روزه به مقادیری کمتر از 3/1 و حتی تا 1/1 می رسد در شرایط خاص برخی آزمایش های 28 روزه مقاومتی کمتر از آزمایش های 7 روزه را نشان می دهند که بسیار تعجب برانگیز است. دلیل این امر استفاده از بتن گرم در قالب های گرم و داغ می باشد که گاه در زیر تابش آفتاب نیز چند ساعتی نگهداری می شوند. با استفاده از سیمان های ریز و زودگیر کننده، سیمان زیاد یا w/c کم این مشکل بیشتر می گردد.

برای اختصار و با توجه به ذکر اثرات نامطلوب در ابتدای این نوشتار از بیان مشروح سایر اثرات خودداری می شود.

راهکارهای بتن ریزی مطلوب در شرایط نامساعد گرم:

قاعدتاً این راهکارها را میتوان به چند دسته تقسیم کرد:

الف) انتخاب مصالح مناسب برای هوای گرم خشک یا گرم مرطوب و نسبت های مطلوب

ب) روش های مناسب انبار کردن مصالح برای گرم و داغ شدن (پیشگیری از گرم شدن)

ج) خنک سازی مصالح و بتن و بتن خنک ساختن (کاهش دمای بتن)

د) تمهیدات حفظ خنکی بتن در طول عملیات حمل و ریختن و جلوگیری از افزایش دمای بتن

هـ) نکات مربوط به ریختن، تراکم و پرداخت سطح، نگهداری و عمل آوری بتن و کنترل تبخیر در ادامه به هر کدام از راه حل های اجرائی به اختصار می پردازیم.

روش های پیشگیرانه برای جلوگیری از گرم شدن مصالح در انبار:

هر چقدر بتوانیم جلوی گرم یا داغ شدن مصالح بتن را بگیریم، کار خنک ساختن بتن ساده تر می شود. به هرحال بهتر است دمای سیمان از 60 درجه سانتی گراد تجاوز نکند (آبا حد مجاز را 75 درجه سانتی گراد ذکر کرده است) سنگدانه ها با توجه به وزن قابل توجه شان بهتر است دمائی کمتر از 40 درجه سانتی گراد را داشته باشند. آب نیز باید در حد امکان خنک نگهداشته شود. لذا توصیه می شود آب در محلی نگهداری شود که زود گرم نشود. مخازن فلزی هوایی بدون عایق بندی ابداً توصیه نمیشود. از مصرف سیمان های گرم که از کارخانه حمل و تخلیه می شود باید پرهیز کرد و آنرا در سیلو نگه داشت تا خنک گردد.

سیلوی سیمان دارای رنگ روشن باشد. در برخی مناطق دنیا از سیلوی دو جداره استفاده می شود که ممکن است آب خنک در آن در جریان باشد. عایق بندی سیلوی سیمان نیز یک راه حل می باشد. سنگدانه ها را نیز بهتر است از تابش آفتاب دور داشت. سر پوشیده کردن دپوی سنگدانه ها یک روش معمول است که ممکن است برای ایران راه حل گران قیمتی باشد. ایجاد پوشش مانند برزنت و غیره می تواند راه حل ساده تری تلقی گردد.

خنک سازی مصالح و ساخت بتن خنک (کاهش دمای بتن):

استفاده از بتن ها دمای کم یکی از راه حل های اساسی برای بتن ریزی مطلوب است. رساندن دمای بتن به زیر 30 درجه سانتی گراد میتواند به تولید بتن سخت شده مقاوم و با دوام منجر گردد و ضمناً میزان تبخیر از سطح بتن را کاھش دهد. باید گفت تبخیر عوامل متعددی دارد ولی دمای بتن در این رابطه بسیار مهم است. برای ایجاد بتن خنک، غالباً اجزاء بتن را خنک می کنیم و یا از یخ برای ایجاد خنکی مخلوط بتن استفاده می نمائیم. بکارگیری ازت مایع نیز ممکن می باشد. اما در مورد بتن ریزی در هوای گرم در کارهای عادی عملاً بکار نمی رود.

اجزاء بتن شامل: آب، سیمان، سنگدانه می تواند خنک شود. آب را با وسایل تبرید و یا یخ می توان خنک نمود. سنگدانه ها را می توان با آب پاشی و ایجاد شرایط مساعد برای تبخیر می توان به مقدار قابل توجهی خنک نمود (بویژه در هوای خشک) در خنک سازی سنگدانه می توان از آب خنک و هوای خنک نیز استفاده نمود.

یخ عامل مهمی در کاهش دمای بتن می باشد زیرا گرمای نهان ذوب یخ میتواند دمای بتن را به مقدار قابل توجهی پائین آورد. به هرحال خرده یخ یا پرید یخ می تواند صرفاً بعنوان جایگزین بخشی از آب یا همه آن بکار رود تا تغییری در نسبت آب به سیمان حاصل نشود و در انتهای اختلاط نباید یخ در بتن تازه مشاهده گردد.

خنک کردن سیمان راه حلی است که کمتر بکار گرفته می شود. اینکار به دلایل خاص نیاز دارد تا سیمان در معرض آب خنک یا هوای مرطوب قرار نگیرد. استفاده از دیگ اختلاطی که دارای رنگ روشن می باشد و یا آب خنک شده و یا در سایه است توصیه می گردد.

تمهیدات مربوط به حفظ خنکی بتن در طول عملیات بتن ریزی:

در زمان حمل، ریختن و تراکم بتن حفظ خنکی آن ضروری است. بدیهی است دمای بتن در اثر تبادل گرما با هوای گرم مجاور افزایش می یابد. هدف ما کاهش این افزایش دما می باشد.

استفاده از وسایل حمل مناسب و سر بسته که رنگ روشن دارد یا با آب خنک می شود یکی از راه حل های مناسب می باشد. بکارگیری وسایلی مانند پمپ و لوله می تواند باعث افزایش دما شود و برای کنترل این افزایش دما، لازم است لوله پمپ خنک گردد. می توان دور لوله ها را گونی خیس قرار داد و گه گاه روی آن آب پاشید.

تسمه نقاله برای هوای گرم وسیله مناسبی نیست و در صورت لزوم می توان روی آن را پوشاند. تراک میکسر در طول حمل نباید بی جهت بچرخد زیرا این امر موجب افزایش دما خواهد شد بویژه اگر حجم بتن در مقایسه با حجم دیگ کم باشد. استفاده از سایبان روی دیگ تراک و داشتن رنگ روشن توصیه می شود.

نکات مربوط به ریختن، تراکم، پرداخت سطح، نگهداری و عمل آوری بتن و کنترل تبخیر:

برای جلوگیری از تبخیر زیاد از سطح بتن می توان توسط بادشکن، سرعت باد را کم نمود. بویژه اگر بتوان از بادشکن های جاذب آب استفاده نمود و آنها را خیس کرد، رطوبت محیط افزایش می یابد و تبخیر کم می شود و همچنین محیط خنک می گردد. استفاده از سایبان در بالای محل بتن ریز (در صورت امکان) باعث کنترل تابش آفتاب و کاهش تبخیر می گردد و ضمناً از افزایش دمای بتن جلوگیری می شود.

می توان از دستگاه های مه فشان و ایجاد کننده غبار آب در محل بتن ریزی استفاده کرد تا ضمن خنک شدن محیط رطوبت نسبی بالا رود و تابش آفتاب کم گردد. این کار در مواردی که باد می وزد مؤثر نیست.

قالب و میلگردها باید قبلاً خنک شود و آبا حداکثر دمای 50 درجه سانتی گراد را برای آنها پیش بینی کرده است. با آب پاشی بر روی قالب (بویژه فلزی) و میلگردها می توان آنها را خنک نمود ولی آب اضافی باید از سطح قالب و میلگرد زدوده شود (با هوای تحت فشار یا اجازه دادن برای تبخیر) برنامه ریزی کار بتن ریزی به نحوی که در زمان خنکی هوا انجام شود. مسلماً در این حالت اصولاً ممکن است شرایط هوای گرم موجود نباشد و بحث های مطروحه بی مورد تلقی گردد.

تأمین حجم لازم بتن و استفاده از وسایلی که بتواند این حجم بتن را ساخته یا حمل کند و بریزد و متراکم نماید امری ضروری است وگرنه بتن در اثر معطلی گرم شده و زمان گیرش آن فرا می رسد و یا لایه های زیرین خود را می گیرد و درز سرد ایجاد می شود.

برای حفظ خنکی بتن در لایه های بتن ریزی، بهتر است از لایه های ضخیم تر استفاده شود که این امر حجم بتن سازی و بتن رسانی و بتن ریزی بیشتری را در واحد زمان طلب می کند. استفاده از وسایل مناسب به نحوی که معطلی های بی جهت بوجود نیاید. مثلاً باکت خیلی کوچک بکار نرود تا تراک میکسر مدت زیادی معطل بماند و یا تراک میکسر کمتر بارگیری شود تا بتن بمدت قابل توجهی در آن بچرخد و نماند.

تراکم مجدد بتن در هوای گرم توصیه می شود (قبل از گیرش). این امر ترک ها را کم می کند. استفاده از ماله برای بهم آوردن ترک ها توصیه می گردد (ماله کش با تأخیر و مجدد) در هوای گرم و خشک اغلب سرعت تبخیر بیش از سرعت رو زدن آب است و سطح بتن خشک می شود. لذا ضمن رعایت نکاتی که قبلاً مطرح شد لازم است در اسرع وقت سطح بتن محافظت شده و مرطوب گردد . استفاده از گونی خیس در این موارد توصیه می شود. در غیر این صورت استفاده از پوشش های خاص مانند نایلون یا ترکیبات عمل آوری بتن می تواند مصرف شود. بدیهی است در شرایط هوای گرم و خشک توجه ویژه ای باید به عمل آوری رطوبتی معطوف گردد.

پرداخت سطح بتن در هوای گرم با مشکل همراه است و معمولاً باید زودتر از سایر شرایط پرداخت را انجام داد اما نباید باعث جمع شدن آب در زیر لایه فوقانی گردد.

توصیه ها:

1. تنظیم زمان بتن ریزی در هنگام خنک بودن هوا

2. استفاده از سیمان های مناسب با حرارت زایی کم (تیپ 4)

3. استفاده از سیمان پوزولانی یا روباره ای و کلاً استفاده از طرح اختلاطی که از مصرف سیمان زیاد پرهیز گردد.

4. پایین نگه داشتن دمای سیمان با نگهداری در سیلوهای عایق بندی شده یا رنگ آمیزی شده به رنگ سفید

5. کاھش دمای سنگ دانه ها با انبار کردن آنها در سایه یا آب پاشی یا دمیدن هوای سرد به آنها.

6. خنک کردن آب مصرفی و یا جایگزینی بخشی از آن با یخ خرد شده یا یخ پو لکی .

7. میلگردها، اجزا ی تو کار و قالب ها در دمای بیش از 5٠ در جه سانتی گراد قبل از بتن ریزی آب پاشی و آب اضافی کاملاً جمع آوری شود.

8. به منظورجلوگیری از ایجاد ترک و جلوگیری از کاهش رطوبت و افزایش دمای بتن پس از بتن ریزی دو عمل زیر را بایستی انجام داد:

الف) حفظ بتن از جریان باد و تابش آفتاب به وسیله باد شکن و سایبان

ب) جلوگیری از تبخیر آب بتن به وسیله آب پاشی بتن و هوای مجاور آن

مدت عمل آوری بتن به هیچ وجه از ٧ روز کمتر نباشد.

بتن ریزی در مناطق ساحلی خلیج فارس و دریای عمان

در مناطق ساحلی خلیج فارس و دریای عمان ضمن رعایت ضوابط بتن ریزی در هوای گرم موارد زیر نیز باید مراعات شود:

• مصالح مناسب به شرح فوق انتخاب و نسبتهای اختلاط چنان تعیین گردند که از مصرف سیمان زیاد احتراز شده و نسبت آب به سیمان و نفوذپذیری کاهش یابد.

• از سیمان مناسب با گرمازایی کم، سیمان پرتلند نوع 2 و یا نوع 1 با پوزولان و یا سیمانهای پرتلند آمیخته پوزولانی یا روباره ای و یا سایر سیمانهای پوزولانی استفاده شود. مقدار پوزولان بستگی به نوع آن و موقعیت محیطی سازه دارد.

• مقدار کلریدهای آب مصرفی باید کمتر از 500 قسمت در میلیون باشد.

• استفاده از آب نمکدار بویژه آب دریا برای شستشوی سنگدانه ها، تهیه و عمل آوردن بتن مجاز نمی باشد.

• حداکثر نسبت آب به مواد سیمانی (سیمان به علاوه مواد پوزولانی و یا روباره ای) 4/0 باشد.

• حداکثر جذب آب سنگدانه های مصرفی در بتن، برای سنگدانه های درشت به 5/2 درصد و برای سنگدانه های ریز به 3 درصد محدود می شود.

• برای کاهش نفوذپذیری بتن، مخلوط بتن تازه باید از تراکم کافی برخوردار باشد و برای تأمین این منظور از افزودنیهای کاهنده قوی آب استفاده می شود.

• نحوه نگهداری و انبار کردن میلگردها باید به صورتی باشد که از آلوده شدن آنها به مواد زیان آور جلوگیری شود.

• مصرف میلگردهای آلوده به مواد یا املاح زیان آور(مانند کلرید سولفات) و میلگردهایی که تا حد پوسته شدن زنگ زده باشند، مجاز نیست.

• سیمهایی که برای بستن یا نگهداری آرماتورها در محل، به کار می روند باید به طرف داخل قالب خم شوند تا از میزان پوشش بتن روی آرماتور کاسته نشود.

منبع:

مرجع تخصصی عمران سازگانان
 

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

برچسب ها: بتن, افزودنی بتن, بتن ریزی در هوای گرم, سیال بودن بتن, کاهش کارایی بتن

بتن ریزی در هوای سرد
 

کد مطلب : 19


به وضعیتی اطلاق می گردد که برای سه روز متوالی شرایط زیر برقرار باشد تعریف هوای سرد:
دمای متوسط هوا در شبانه روز کمتر از 5 درجه سانتی گراد باشد (دمای متوسط روزانه میانگین حداکثر و حداقل دمای هوا در فاصله زمانی نیمه شب تا نیمه روز است)

به وضعیتی اطلاق می گردد که برای سه روز متوالی شرایط زیر برقرار باشد تعریف هوای سرد:

الف) دمای متوسط هوا در شبانه روز کمتر از 5 درجه سانتی گراد باشد (دمای متوسط روزانه میانگین حداکثر و حداقل دمای هوا در فاصله زمانی نیمه شب تا نیمه روز است)

ب) دمای هوا برای بیشتر از نصف روز از ١٠ درجه سانتی گراد بیشتر نباشد

تدابیر احتیاطی در بتن ریزی در هوای سرد:

در بتن ریزی در هوای سرد باید دقت لازم در انتخاب مصالح مصرفی، طرح اختلاط بتن، شرایط اختلاط، حمل، ریختن و عمل آوردن بتن صورت گیرد تا اطمینان حاصل شود که بتن تازه دچار یخ زدگی بتن نگردد و بتن سخت شده نیز دارای کیفیت لازم باشد .

دمای بتن در طول مدت بتن ریزی و عمل آوردن بتن باید ثبت گردد تا اطمینان حاصل شود که محدوده توصیه شده در آیین نامه حفظ شده باشد (آبا). دمای بتن باید حداقل دوبار در شبانه روز در نقاط مختلف سازه ثبت گردد.

گوشه ها و لبه های بتن در مقابل یخ زدن آسیب پذیرند، بنابراین دمای این نقاط باید با دقت کنترل شود.

کنترل دمای مخلوط بتن و بررسی مشکلات و راهکارهای بتن ریزی در هوای سرد:

دمای مخلوط بتن:

مصالح بتن اعم از سیمان،آب، سنگدانه و افزودنی های بتن، متناسب با دمای اولیه و جرمی که دارند در تعیین دمای مخلوط بتن تاثیر گذار می باشند.

تدابیر لازم:

راه حل های متفاوت ومختلفی را می توان برای حل مشکلات دمایی بتن پیشنهاد نمود اما تصمیم گیری نهایی در مورد استفاده از یک یا چند مورد از آنها منوط به بررسی های دقیقتر و آنالیز اقتصادی هر یک از موارد می باشد. یکی از اولین و بدیهی ترین راه هایی که جهت بالا بردن دمای بتن به نظر می رسد گرم کردن آب مورد استفاده می باشد. همچنین محفوظ نگه داشتن منبع آب از یخ زدن، با استفاده از عایق حرارتی نظیر پشم شیشه مفید می باشد. استفاده از آب گرم معمولا برای دماهای پائین تر از ٧ درجه سانتی گراد معمول و مرسوم می باشد. دمای سیمان به هنگام تخلیه از بونکر به سیلو، طبق اندازه گیری های انجام شده در کارگاه، به حدود ٨٣ درجه سانتی گراد می رسد و اگر برنامه بتن ریزی به صورتی تنظیم شود که بتن از سیمان تازه تخلیه شده که حرارت بالایی دارد استفاده گردد، بتن با دمای بالاتری حاصل خواهد شد.

یکی دیگر از راهکارهای مورد بررسی این است که با تدابیر و تمهیداتی مقاومت اولیه بتن را افزایش دهیم تا تأثیر نا مطلوب کاهش دما در روند کسب مقاومت بتن، جبران شده باشد استفاده از سیمان تیپ III که دارای درصد بالایی از S، C 3 A و C 3 S موجب می شود.

مقاومت های فشاری ٣ و ٧ روزه به ترتیب با مقاومت های ٧و ٢٨ روزه بتن ساخته با تیپ I و II معادل شود. همچنین می توان با پر مایه تر کردن مخلوط بتن و افزایش عیار سیمان، مقاومت اولیه آن را افزایش داد.

تدبیر دیگر استفاده از مواد زود گیر کننده است. رایج ترین و پرمصرف ترین زودگیر کننده،کلرید کلسیم است و جزء فعال اکثر تسریع کننده هایی است که تحت عناوین تجاری مختلف فروخته می شود. استفاده از مقادیر صحیح این ماده باعث افزایش مقاومت اولیه بتن در هوای سرد و حفاظت بهتر در مقابل آسیب ناشی از دمای یخ زدگی می گردد. مقدار مصرفی کلرید کلسیم باید به میزان لازم برای حصول نتایج مطلوب، محدود شده و توصیه می شود از ٢ درصد وزنی سیمان تجاوز نکند. غالباً میزان یک درصد جهت تامین خواسته ها کفایت می کند .نتیجه تحقیقات نشان می دهد که افزودن کلرید کلسیم به بتن می تواند مقاومت اولیه را تا ١٠ برابر افزایش دهد.

کلرید کلسیم مانند یک کاتالیزور در واکنش هیدراتاسیون C3S عمل می کند. البته باید توجه داشت وجود کلرید کلسیم در بتن فقط در مورد بتن غیر مسلح مناسب است و در بتن مسلح موجب خوردگی فولاد می شود. برخی دیگر از تسریع کننده های حاوی سیلیکات ها و کربنات های قلیائی، فلوئوسیلیکات ها و تری آتانولامین ها نیز جهت این منظور مفید هستند.

با توجه به وضعیت زمانی و آب و هوایی که در حال حاضر در آن قرار داریم، مشکلی که با آن مواجه هستیم، دمای اولیه بتن نیست چرا که با استفاده از مطالب ذکر شده، می توان دمای بتن را آن گونه که نیاز پروژه ایجاب کندتنظیم نمود. مسأله اصلی مطرح که باید بررسی شود، دمای عمل آوری پائین است که بر روند تولید آنتی فرها تاثیر می گذارد و اثر آن به این صورت است که کسب مقاومت را کند، می کند. بحث اساسی و مسأله اصلی که باید تحلیل شود کاهش دمای متوسط هوا و بررسی تاثیر آن بر خواص بتن است.

با تدابیری که در حال حاضر اتخاذ شده است، از عایق پشم شیشه به عنوان عایق حرارتی آنتی فرها استفاده می شود. بررسی های موجود بر روی آنتی فرهای تولید شده نشان می دهد دمای مغزه بتن به حدود ٦٣ درجه سانتیگراد می رسد. همچنین دمای سطح بتن حدود ٥٣ درجه سانتیگراد شده است. این در حالی است که در همین زمان دمای محیط ١٩ درجه بوده است. این مطلب بیانگر آن است که عایق حرارتی پشم شیشه به خوبی می تواند دمای بتن را حفظ کرده و از کاهش آن جلوگیری نماید. لذا عمل آوری همه آنتی فرها در روزهای نخست در شرایط یکسان قرار داشته و بالطبع کسب مقاومت آنها نیز مشابه است .بنابراین می توان نتیجه گرفت، در شرایط موجود حتی اگر دما افت کرده باشد و به حد یخبندان هم برسد عایق حرارتی قادر است حرارت بتن را حفظ کرده و عمل آوری بتن روال معمول خود را داشته باشد. در عین حال در صورتی که این وضعیت کافی تشخیص داده نشود می توان با افزایش ضخامت لحاف پشم شیشه و دو لایه کردن آن، ضریب اطمینان بیشتری را بدست آورد.

*به طور خلاصه می توان تمهیدات زیر را جهت کنترل دمای بتن مورد نظر قرار داد:

1-بتن ریزی در نیمه دوم شبانه روز (١٢ ظهر تا ١٢ شب) جهت رسیدن به بتن با دمای بالاتر

2-عایق پوش کردن منبع آب جهت حفظ دما و جلوگیری از یخ زدگی آن

3-گرم کردن آب

4-استفاده از افزودنی های بتن که از یخ زدن بتن جلوگیری کند

5-در صورت امکان استفاده از سیمان تیپIII در صورت وجود، جهت کسب مقاومت سریعتر برای بتن های غیر حجیم

6-افزایش عیار سیمان و به تبع آن رسیدن به حرارت هیدراتاسیون بیشتر و دمای بالاتر و کسب مقاومت بیشتر (برای بتن های غیر حجیم) استفاده از مواد افزودنی تسریع کننده مقاومت بتن حاوی کلرید کلسیم (برای بتن های مسلح کمتر از ٢ درصد

7-دو لایه کردن لحاف پشم شیشه ها جهت حفظ بهتر دمای آنتی فرها 8-

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

بتن ریزی در شرایط دمای بالاتر از 5+ درجه سانتیگراد:

در این شرایط مهمترین مسأله 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 نهایتاً انبساط حجمی بتن و ترک خوردگی آن ، که موجب عملیات ترمیم بتن که با استفاده از مواد ترمیم کننده بتن صورت می گیرد .در زمانی که این احتمال وجود داشته باشد که چندین ساعت پس از بتون ریزی جبهه یخبندان فرا رسد باید از مواد ضد یخ بتن که ترجیحاً 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 ریخته شده با استفاده از امکانات متفاوت گرمایشی باید در نقطه ای بالای 5+ درجه سانتیگراد حفظ گردد تا واکنش شیمیایی سیمان و آب ادامه یابد و مقاومت لازمه حاصل گردد.

بتن ریزی در شرایط دمای زیر 5+ درجه سانتیگراد:

موکداً توصیه می گردد در دمای کمتر از 5+ درجه سانتیگراد نباید بتن ریزی کرد مگر اینکه در تمام شرایط درجه حرارت بتن همواره بالاتر از 5+ حفظ گردد.

توجه داشته باشید که با بتن ریزی در چنین شرایطی عمل هیدراتاسیون بسیار کند صورت می گیرد بطوری که 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 کاملاً توجه داشت که استفاده از ضدیخ 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 5+ 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 نسبت 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 تسریع 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 وجه 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.

1-میانگین دمای هوای شبانه روز کمتر از 5+ درجه سانتیگراد باشد. (منظور از میانگین دمای هوای شبانه روز، میانگین حداقل و حداکثر دما در طول ٢4 ساعت می باشد)

2- در نیمی از ساعات شبانه روز دمای هوا از ١٠ + درجه سانتیگراد بالاتر نرود

3- استفاده از سیمان با مقاومت زودرس

4- استفاده از ضد یخ مناسب

5-سطوح قالب ها و آرماتورها را از یخ و برف بزدایید و در صورت لزوم آنها را گرم نمایید تا حداقل دمای ٢+ درجه سانتیگراد را داشته باشد

6-در درجه حرارت 5 + و بالاتر پس از استفاده از مواد ضد یخ، بتن را کاملاً با استفاده از پوشاننده های مناسب (برزنت، نایلن و غیره) بپوشانید و محیط را گرم نگه دارید تا در شب هنگامی که هوای گرم فرا می رسد بتن دچار ترک خوردگی نشود

7-در شرایط دمایی زیر 5+ با گرم کردن سنگدانه ها، قالب ها و آب (به ترتیب) دمای بتن را در حین کار بالای5+ درجه نگه داشته و سپس بتن را با پوشش مناسب گرم نگه دارید

8- مصالح مصرفی جهت ساخت بتن را در معرض وزش باد و هوای سرد قرار ندهید

9- استفاده از سیمان زود گیر (پرتلند نوع ٣) مناسب است

10- استفاده از سیمان های روباره ای وآمیخته توصیه نمی شود

11-استفاده از مواد حباب زا در بتن هایی که در معرض یخ و آب شدن های متوالی قرار می گیرند الزامی است

12- سنگدانه ها نباید آغشته به یخ و برف باشند (گرم کردن ماسه و استفاده از آب گرم )

W/C < 0.5- 13-

14- اگر از روان کننده بتن استفاده نشده است اسلامپ نباید بیشتر از 5٠ میلیمتر باشد

نکته: استفاده از کلرید کلسیم در بتن مسلح مجاز نیست ( در بتن غیر مسلح به عنوان تسریع کننده می توان حداکثر تا 2 درصد وزنی سیمان از آن استفاده نمود)

مطالب : مهندس علیرضا مهتدی
 

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

برچسب ها: بتن, افزودنی بتن, بتن ریزی در هوای سرد, سیال بودن بتن, کاهش کارایی بتن

بتن ریزی در زیر آب
 
کد مطلب : 18


بتن ریزی در زیر آب در ساختمانهای دریایی و آبی به کار می رود و لازمه آن :
کاربرد روشهای ویژه برای جلوگیری از خطر آب شستگی است

بتن ریزی در زیر آب در ساختمانهای دریایی و آبی به کار می رود و لازمه آن :

کاربرد روشهای ویژه برای جلوگیری از خطر آب شستگی است ،

استفاده از فرمول مخصوص برای ترکیب بتن ، تا بتون همگنی خود را به هنگام فرو رفتن در آب حفظ کند .

1-روشهای مورد استفاده

برای بتن ریزی در زیر آب، چندین روش به کار برده می شود که تمام آنها حاصل یک اصل می باشند : به استثنای اولین بتنی که در زیر آب قرار داده می شود ، بقیه باید طوری ریخته شوند که در تماس با آب واقع نشوند ، بیشترین طرق مورد استفاده به شرح زیرند :

* روش پشته پیشرو

این روش در جاهایی به کار می رود که عمق آب کم بوده (حداکثر 8ر0متر9 و آب به حد کافی آرام باشد . روش این است که ابتدا مقداری بتن در آب ، روی شیب ساحل ، می ریزند، تا سطح بتن به بالای آب برسد ، سپس بتن ریزی را روی آن ادامه می دهند . بتن جدید مقداری را که اول ریخته شده به طرف آب می راند ، و این بتن است که در ادامه بتن ریزی ، در تماس با آب خواهد بود و بقیه محفوظ خواهد ماند .

* روش بتن ریزی با لوله در داخل آب

این روش به کار می رود و نتیجه بهتری دارد . طریقه عمل این است که لوله ای فلزی ، به قطر 25 تا 45 سانتی متر ، که به طور موقت پاین آن را بسته اند ، در آب فرو برده می شود و از داخل آن بتن را به پایین می فرستند ، و موقعی که وزن بتن ریخته شده از رانش آب روی دهانه بیشتر می شود ، بتن بیرون می ریزد و توده هایی به شکل حباب تشکیل می دهد که به تدریج که بتن اضافه می کنند ، بزرگتر می شود .

لازم است که انتهای لوله در داخل بتن ریخته شده باقی بماند تا اثر آب فقط بر رویه حباب محدود گردد . این روش ، به ویژه برای بتن ریزی در زیر آب پی پیاه های پلها (تحت حفاظت سیرهای فلزی یا سد موقتی) و برای بتن ریزی شمع ها و دیوارهای جدا کننده ، در زر گل بنتونیت ، به کار برده می شود .

2-مشخصات بتن ریخته شده در زیر آب

مشخصات بتن مورد استفاده در زیر آب را باید آزمایشگاه متخصص و با سابقه در این نوع کار تعیین کند ، و نکات زیر رعایت شود :

چون بتن را زیر آب نمی توان لرزش داد ، لذا باید سفتی بین 14 تا 16 سانتی متر داشته باشد که با اضافه کردن موادی که حالت خمیری به بتن بدهد و یا آن را روان تر نماید می توان تامین کرد .

مواد ریز کوچکتر از 80 میکرون (که ذرات سیمان هم جزو آن است) بیشتر از 400 کیلوگرم در متر مکعب بتن باشد ، تا در مقابل آب شستگی بهتر مقاومت کند .

غالباً افزودنی های بتن کاهنده مقدار آب و دیر گیرکننده بتن به کار گرفته می شوند .

موسساتی که بتن آماده به کار تهیه می کنند ، در این موارد موادی از نوع کولوییدها به صورت گرد به بتن در حال مخلوط شدن اضافه می نمایند . این مواد با اجزای ریز بتن پوششی را به وجود می آورند ، که در برابر شسته شدن مقاوم است .

برقراری پناهگاه حفاظتی

این عمل در تکمیل روش هایی که ذکر شد و برای کاهش اثرات تشعشع آفتاب یا باران بر روی بتن تازه انجام می شود. ضمنا نباید برقرار کردن پرده هایی را در دو طرف ساختمان که جریان هوا را از روی بتن محدود می کند (جریان هوایی که سبب تسریع تبخیر می شود) فراموش کرد.

3-شرایط اجرایی عمل آوری بتن (کیورینگ)

عمل آوری بتن پس از قالب برداری و بر حسب طول مدتی که قالب بر قرار بوده انجام می شود.

اگر روی بتن قالب بندی نداشته باشد مانند کف ها ، سطوح بالای تیرها ، و سطوح از سرگیری بتن ریزی ، عمل آوری بتن بلافاصله پس از اینکه آب زیادی را از دست داد (سطح بتن مات شد)، انجام می شود :

طول مدت ادامه عمل آوری تابع چندین عامل است:

سرعت سخت شدن بتن که تابع طبقه مقاومت بتن است،

رطوبت نسبی هوا،

گرمای هوا،

باد،

تابندگی آفتاب،

از سرگیری بتن ریزی

کمتر اتفاق می افتد که یک سازه بتنی در یک مرحله بتن ریزی شود . لذا باید در پایان بتن ریزی مرحله اول، و در ابتدای مرحله بعدی، ترتیباتی اتخاذ گردد که ظاهر بتن قابل پسند شود، و به پیوستگی مکانیکی هم خدشه ای وارد نگردد .

برای تامین زیبایی منظر ، به هنگام تهیه طرح ، مقاطع از سرگیری بتن ریزی را مشخص می نمایند و برای حسن انجام کار باید:

روی قالب ها ، در نقاط تعیین شده قطعه چوبهای تراشیده ای قرار داد تا در سطح بتن یک خط صاف به وجود آورد ، و یا در خط از سرگیری بتن ریزی "فرو رفتگی ایجاد شود که جزیی از منظره بنا به چشم آید . ضمناً ضخامت پوششی میله های فولادی در مقطع فرو رفته باید کافی باشد .

نقشه آهن بندی باید طوری تهیه شود که از سرگیری بتن ریزی در مقطع پیش بینی شده میسر باشد ، البته آهنهای انتظاری که احیاناً لازم باشند ، در نقشه منظور شده باشد .

در از سرگیری بتن ریزی باید دو گونه آماده سازی ، هر دو روی بتن مرحله اول رعایت شود : یکی بعد از بتن ریزی مرحله اول و دوم قبل از شروع بتن ریزی مرحله دوم .

1-آماده سازی بعد از بتن ریزی مرحله اول

از سرگیری بتن ریزی ممکن است در سطحی افقی یا سطحی قائم انجام شود ، ولی در هر حال باید سطح بتن قبلی زبر و عاری از شیره سیمان و گردوخاک و برآمدگی و تیزی قابل خورد شدن و ضایعات بتن و هر نوع ماده خارجی باشد .

اگر سطح بتن ریزی افقی باشد ، ولو اینکه در آن آهنهای انتظار وجود داشته باشد ، بتن ریزی به سهولت انجام و سطح افقی به آسانی به دست می آید . ولی برای سطوح قائم لازم است قالبی قبلاً قرار داد تا کار به نتیجه برسد .

قالب برای از سرگیری بتن در سطح قائم ممکن است :

مانند سایر سطوح قسمت مورد عمل بنا باشد،

به ترتیب فوق ولی با نصب شبکه فولادی یا قطعه فلز گسترده ،

یا با شبکه فلزی ریز بافت که به وسیله گیره هایی کشیده شده و در جا نگهداری شده باشد .

آماده کردن محل از سرگیری بت ممکن است در زمانهای مختلف پس از بتن ریزی مرحله قبلی انجام شود:

- حالت بتن نسبتاً تازه و یا در حال گیرش (حدود 2 تا 3 ساعت پس از بتن ریزی)

آماده سازی محل از سرگیری بتن ، در این حالت تنها در سطوح افقی میسر است ، و عبارت است از شستن سطح بتن با آب تحت فشار خفیف (5 بار) که شیره سیمان را پاک کرده و سنگدانه های داخل بتن را آشکار می سازد .

- حالت بعد از پایان گیرش بتن (3 تا 24 ساعت پس از بتن ریزی)

در این حالت ، آماده سازی ممکن است هم در سطوح افقی و هم در سطوح قائم ، بلافاصله پس از قالب برداری و کندن شبکه فلزی انجام شود . طرز عمل این است که سطح بتن با آب تحت فشار تا حدی که مورد نظر است پاک شود .

- حالت پس از سخت شدن بتن
این روش که در تمام موارد قابل اجراست ، از سایر موارد گرانتر است و در آن چکش هوایی یا کلنگ حجاری به کار برده می شود و در پی آن ، با هوای تحت فشار سطح بتن را پاک می کنند . این روش تنها در صورتی که نتوانسته باشند در شرایط قبلی اقدام کرده باشند ، اجرا می شود .

- به تاخیر انداختن سخت شدن بتن

یک ماده تاخیر کننده گیرش روی سطح بتن می پاشند ، تا بتوانند بدون مشکلات اضافی ، کار از سرگیری بتن را به تاخیر اندازند . در این مورد باید حداکثر توجه به سطح مورد نظر معطوف گردد ، زیرا هر تجاوزی که به سطح مورد نظر بشود ، در موقع به کار برد هوا فشرده یا آب تحت فشار ، منجر به خسارت دیدن آن خواهد شد .

برای سطوح قائم ، بهتر است یک کاغذ مخصوص آغشته به ماده تاخیر کننده روی سطح مورد نظر چسبانده شود . در مواردی که آب تحت فشار به کار برده می شود ، باید آب یا شی به حد وفور انجام شود تا تمام آبهای آلوده به شیره سیمان تخلیه گردد .

2- آماده کردن محل قبل مرحله دوم بتن ریزی

برای اینکه بتن مرحله دوم بتواند گیرش را در شرایط مناسب انجام دهد ، و با بتن مرحله اول یک پارچه گردد ، کاری که معمولاً انجام می دهند ، اشباع کردن سطح بتن مرحله اول از آب است تا سطح خشک بتن مرحله ، آب بتن مرحله دوم را نکشد .

بررسیهای زیادی جهت تهیه چسبهایی خاص برای بتن انجام شده ، که از سرگیری بتن ریزی آسان گردد . این مواد گاهی "مواد چسبان" نامیده می شود . هر چند آنها گران قیمت هستند ، ولی نتیجه کاربردشان رضایت بخش است . با این وجود در هر مورد حساسیت آنها به آب باید بررسی شود .

کاربرد بتن در شرایط جوی سخت

هنگامی که در کارگاه ، درجه گرمای هوا کمتر از 5 درجه سانتی گراد ، و یا بالاتر از 25 درجه باشد ، باید ترتیبات خاصی هم در مرحله بتن سازی و هم در مرحله کاربرد آن اتخاذ شود .

انواع محصولات بتنی

با قرار دادن اعضای کششی در قطعات بتنی توان کششی آنها را بالا می برند. این تکنیک محصولات بتنی را به دو دسته اصلی قطعات بتنی غیر مسلح و قطعات بتنی مسلح تقسیم می نماید.

با بالا رفتن مهاجرت به شهر و گسترش جمعیت در آنها ، نیاز به ابنیه روز به روز افزایش می یابد. این مساله متخصصان دانش ساختمانی را بر آن داشت که در شرایط مطلوبی که در کارخانه ها فراهم می آورند در تمام طول سال قطعات بتنی را در مدت زمان کوتاه ریخته و آماده مصرف نمایند.این پیشرفت قطعات بتنی را به دو سته کلی محصولات بتنی در محل ریخته شده و محصولات بتنی پیش ساخته تقسیم می نماید.

بتن مسلح

بتن در برابر فشار مقاوم است ، مقاومت آن در برابر خورد شدگی بین N/mm2 20 40 است و این مقدار در بتن های محکم N/mm2 100 می باشد. با این حال مقاومت بتن در برابر کشش فقط 10 در صد مقاومت فشاری آن است. فولاد به عنوان یک ماده تقویت کننده در همه جا پذیرفته شده، چون مقاومت کششی بالایی دارد و ضریب انبساط حرارتی آن نزدیک به بتن است. قرار گیری فولاد در بتن مسلح بسیار مهم است. و باید اطمینان حاصل کرد که نیروه های کششی و برشی بر فولاد منتقل می شوند. میلگردهای طولی نیروهای کششی را تحمل می کنند در حالی که میلگرد های عرضی ( خاموت) نیروهای برشی را متحمل می شوند و همچنین فولا را در داخل بتن ثابت نگه می دارند . به همبن دلیل خاموت ها بیشتر در محل هایی که نیروی برشی زیاد است و جود دارند، هرجند می توان از خم کردن میلگرد نیز برای این منظور استفاده کرد.

فولاد مورد استفاده در بتن مسلح به صورت میلگرد ، میلگرد آجدار و یا میلگرد آجدار تاییده تولید می شود . فولاد با مقاومت بالا نیز با نورد گرم به میلگرد آج دار تبدیل می شود و همچنین با آهنکاری سرد به به میلگردهای تاییده آجدار تبدیل می شود.

حد اقل مقاومت متوسط فولاد با مقاومت بالا N/mm2 460 است ، تقریبا دو برابر فولاد معمولی . از فولاد ضد رنگ می توان در جاهایی که خطر خوردگی و جود دارد برای بتن مسلح استفاده کرد. شبکه های فولادی جوش کاری شده ( مش ) نیز برای تقویت دال های بتنی ، راه ها و بتن پاشیده شده به کار می رود.

پیوند بین بتن و فولاد

برای اینکه بتن مسلح بتواند به عنوان یک ماده مرکب عمل کند باید پیوند بین بتن و فولاد محکم باشد ، به این ترتیب همه نیروهای کششی به فولاد منتقل می شوند.

شکل و وضعیت سطح فولاد و کیفیت بتن همگی بر قدرت پیوند تاثیر می گذارند.

برای اینکه کارآتر ین پیوند ممکن به دست بیاید ، باید سطح فولاد پوسته به صورت زنگ نداشته و چرب نباشد ، ولی لایه نازک رنگی را که معمولا در نگه داری در کارگاه ایجاد می شود نباید برداشت. استفاده از انتهای قلاب شده در میلگرد معمولی خط بیرون آمدن میلگردها از بتن را تحت بار کاهش می دهد، ولی بهترین چسبندگی در میلگردها ی آجدار ، که در تمام طول خود با بتن با بتن درگیر می شوند ، به و جود می آید.گاهی تقویت بتن با استفاده از قفس های پیش ساخته ( که می توان آنها را به جای بست ها و با مفتول های آهنی با جوش کاری به هم متصل کرد) انجام می شود . البته باید دانست که جوش کاری خیلی به ندرت در کارگاه بر روی خاموت ها انجام می گیرد.

این اتصالات را می توان به راحتی با مفتول فولادی که با پیچاندن سفت می شود ، محکم کرد. از فاصله نگه دارها برای تامین فاصله مناسب بین تقویت کننده ها و سطح قالب بندی استفاده می شود.

بتن مرغوب چگال بهترین پیوند با فولاد را ایجاد می کند، باید بتن اطراف میلگردها را به خوبی متراکم کرد. بنا بر این اندازه دانه بندی سنگی در بتن نباید بیش از حد اقل فاصله قطعات فلز باشد.

خوردگی فولاد در بتن مسلح

فولاد در صورتی که بتن اطراف آن مرغوب باشد به خوبی متراکم شده و خود گیری آن کامل باشد ، خودگی ندارد محیط قوی قلیایی داخل بتن ( بر اثر سیمان هیدراته ) فولاد را حفظ می کند . اما ، اگر به دلیلی فضای خالی ایجاد شود یا پوشش کافی نباشد فولاد خراب می شود. ازدیاد حجمی که در اثر زنگ زدگی ایجاد می شود سطح فولاد را پوسته پوسته می کند و در نتیجه فولاد عریان می شود و زنگ زدگی پیشرفت می کند و در نهایت زنگ در به سطح بتن رسوب می کند. در بتن مسلح نباید از زود گیرهای کلرید کلسیم استفاده کرد.چون پس مانده آن باعث خوردگی سریع فولاد می شود.برای محافظت بیشتر در برابر خوردگی می توان از فولاد ضد زنگ یا فولاد گالوانیزه ، با پوشش اپوکسی استفاده کرد.

سطح بتن بر اثر عمل کربناسیون حالت قلیایی خود را از دست می دهد و این باعث عدم محافظت از فولاد می شود . عمق کربناسیون به نفوذ پذیری بتن ، مقدار رطوبت و ترک خوردگی در سطح آن بستگی دارد. به همین دلیل میزان اسمی پوشش محافظتی فولاد داخل بتن بر اساس میزان پیش بینی شده شرایط محیطی و درجه بندی مقاومت بتن محاسبه می شود.

میزان محافظت شده محاسبه شده برای همه نو مسلح کننده از جمله میلگرد ، مفتول و الیاف مسلح کننده ثابت اعتبار دارد . گاهی می توان میزان کربناسیون را با استفاده از پوشش های محافظتی کاهش داد.

در حالی که در مورد ضخامت بتن پوششی اطراف اجزای کششی شک داریم می توان با یک دستگاه پوشش سنج ضخامت بتن را اندازه گرفت. اگر فولاد در بتن در حال پوسیدگی باشد می توان از محافظت کاتدیک به

وسیله یک جریان پیوسته که به فولاد وارد می شود برای جلو گیری از پوسیدگی بعدی استفاده کرد، این کار بتن کربناته را دوباره قلیایی می کند.

بتن پیش فشرده

مقاومت بتن در برابر فشار بالا است ولی در مقابل کشش ضعیف است. ایجاد پیش فشردگی در بتن با کابل های فولادی باعث می شود بتن همواره در تنش فشاری باقی بماند و در نتیجه میزان بار بری آن افزایش خواهد یافت. چون کابل ها در حالت فشرده قرار دارند و هر نیرویی را به نیروی فشاری تبدیل می کند و هیچ ضعفی در مقطع بتنی ایجاد نمی کند و بتن فقط تحت بارهای بسیار زیاد به کشش می افتد و ترک می خورد.

برای پیش فشرده کردن بتن دو سیستم متفاوت وجود دارد . در پیش کشیدن ، کابل ها قبل از خود گیری بتن کشیده می شود و در پس کشیدن کابل ها پس از سخت شدن بتن کشیده می شوند.

پیش کشیدن

تعداد زیادی از قطعات بتن پیش فشرده ، از جمله دال ها ی کف با روش پیش کشیدن تولید می شوند. کابل ها را به صورت آزاد در داخل قالب قرار می دهند و با دستگاه مخصوص کشش لازم را وارد می کنند. بتن ریزی را انجام می دهند و به کمک لرزاندن ، هوای آن را تخلیه می کنند و شرایط لازم برای انجام خود گیری سریع تر را فراهم می کنند.طول اضافی کابل ها را که در دو انتها به کمک قطعات مخصوص صابت شده اند می برند و بتن را تحت فشار رها می کنند . مانند بتن مسلح پیش ساخته مقطع و محل قرار گیری کابل ها بر اساس بارها ی محاسبه شده مشخص و رعایت می شود .

پس کشیدن

در روش پس کشیدن ، کابل ها را در قالب کار، داخل غلاف هایی قرار می دهند ، بتن ریزی را انجام می دهند و وقتی به اندازه کافی خود را گرفت دو سر کابل ها را به طرف بیرون می کشند . این کار به وسیله گوه های مخصوصی که به دو سر سیم ها بسته می شوند و پس از قطع شدن کشش محکم می شوند انجام می گیرد.

معمولا بتن را به ویژه در نزدیکی گوه

ها ، مسلح می کنند . در یک روش پس از کشیدن فضاهای خالی داخل غلاف را با دوغاب مخصوص پر می کنند . این کار فشار بر قلاب ها را کاهش می دهد. البته در روش دیگر سیم ها رها می مانند تا در داخل بتن آزادانه حرکت کنند. غلاف ها از تسمه های گالوانیزه یا پلی تن سنگین ساخته می شوند. ضریب پس کشیدن بر پیش کشیدن این است که می توان آنها را خمیده کرد تا در مسیر تنش قرار گیرند. به این ترتیب می توا ن بتن را به شکلی ریخت که کمترین حجم ممکن را داشته باشد . در تخریب یا دوباره سازی بهتر است بتن های پیش فشرده نچسبیده را از فشار خلاص کرد. البته تجربه نشان داده است که در صورت آزاد نکردن قطعه از فشار خطری ایجاد نمی شود. در دوباره سازی و تعییرات، سیم های تحت فشار گاهی باید دوباره قلاب دار و فشرده شوند. البته استفاده از بتن پیش فشرده جلوی جا به جایی سازه ای را نمی گیرد

بتن در نما

در بتن نما ، چه پیش ساخته چه در کارگاه نه تنها به کنترل کیفیت بالایی نیاز است بلکه باید مشخصات و جزئیات مصالح را کاملا و با دقت در نظر گرفت . و یک سطح پایانی مرغوب که هوا زدگی شکل آن را به هم نریزد به دست آورد.

عوامل اصلی موثر در ظاهر بتن عبارتند از :

- ترکیب مخلوط اولیه ( نسبت ها ، نوع مواد )

بتن پیش ساخته

قطعات بتن پیش ساخته به صورت عمودی یا افقی هستند.البته نوع دوم فراوان است.به هر حال در قطعه نما دار و یا بدون نما رعایت مشخصات وکنترل کیفیت از اهمیت زیادی برخوردار است.قالب ها معمولا از تخته چند لا یا فولاد ساخته می شوند. هرچند قالب های فولادی با دوام ترند و برای استفاده مداوم منااسب می باشند، در کارهایی که فرم های پیچیده دارند از قالب های چوبی استفاده می شود. زیرا آنها را راحت تر می توان به شکل مورد نظر درآورد. قالب ها طوری طراحی می شوند که بتن به آنها نچسبد و اندازه های آنها دقیق باشد تا از کیفیت کاراطمینان حاصل شود.

از آنجایی که برای ساخت قالب ها قیمت بالایی پرداخت می شود ، در کارها ی اقتصادی باید تعداد طرح های مختلف را کاهش داد. این مضوع می تواند اثر محسوسی در زیبایی ساختمان بگذارد .اتصالات و نگاهدارنده ها باید در داخل بتن کارگزاشته شوند و معمولا به قطعات کششی داخل بتن وصل می شند.

بتن کارگاهی

کیفیت بتن کارگاهی بستگی زیادی به قالب کار دارد، چون هر نقصی در بتن منعکس می شود. قاب باید به اندازه کافی محکم باشد تا فشار بتن تازه را تحمل کند و اتصالات باید بتوانند جلوی نشت بتن یا دوغاب آن را بگیرند. که در غیر این صورت سطح بتن به هم می ریزد . برای ساخت قالب می توان از انواع چوب ، فلزات و پلاستیک ها بسته به سطح نهایی دلخواه استفاده کرد،بهتر است برای حفظ و نگهداری از قالب ها و مهمتر از همه سطح بتن مورد نظر بتن ریزی از روغن قالب استفاده گردد.

مطالب: مهندس علیرضا مهتدی
 

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

برچسب ها: بتن, افزودنی بتن, بتن ریزی در زیر آب, پیوند بین بتن و فولاد, کلینیک فنی و تخصصی بتن

بتن حافظ حرارت ساختمان
 

کد مطلب : 17


اگرچه استفاده از بتن در ایران همچنان بر پایه روش های سنتی ادامه دارد اما اکنون در ساختمان هایی که از بلوک های بتنی ساخته می شوند به صورت متنوع تری در آمده اند.

اگرچه استفاده از بتن در ایران همچنان بر پایه روش های سنتی ادامه دارد اما اکنون در ساختمان هایی که از بلوک های بتنی ساخته می شوند به صورت متنوع تری در آمده اند. از این رو به عنوان امکانات رفاهی برای تامین راحتی و آسایش گرمایشی به شمار می روند.جرم حرارتی، پتانسیل ماده ای که انرژی گرمایی را ذخیره و دوباره پخش کرده توصیف می کند. موادی مانند بلوک های بتنی و دیوارهای سنگین وزن، دارای جرم حرارتی بالا بوده و با پخش و جذب گرما و تاثیر گرمایشی و سرمایشی، در تنظیم آسایش داخلی ساختمان نقش مهمی دارند.

اجرام حرارتی در بیشتر اقلیم ها مفید بوده و اغلب در آب و هوای سرد و آب و هوای مناطقی که دمای متغیری در طول شبانه روز دارند، کارایی بهتری دارند.از بلوک های پیش ساخته برای جذب حرارت خورشید یا سایر منابع گرمایی در طول زمستان استفاده می شود. گرما در بلوک ها جذب و برای ساعت ها در آن ها ذخیره شده و طی ساعت های آینده توزیع می شود. در تابستان باید اجازه داد سطوح بتنی در معرض نسیم خنک شبانه قرار گرفته تا حرارتی را که در طول روز جذب کرده ، از دست بدهد. بازوی اتصال زمین موقعی به وجود می آید که جرم حرارتی بلوک بتنی در تماس مستقیم با جرم حرارتی اضافه شده به کف باشد که در افزایش خاصیت گرمایی تاثیر بسزایی دارد. این خاصیت در سازه هایی که با استفاده از بلوک های بتونی زیرسازی شده اند حاصل شده و به بلوک های سطح زمین درخانه عایق بندی شده اجازه می دهد تا دمای طبقات تنظیم شده و هوا پایدارتر شود. (در تابستان سردتر و در زمستان گرم تر) در زمستان دریافت انرژی خورشیدی, گرمای سطح بلوک های بتونی را به مقدار مناسبی بالا می برد. از مزیت های دیگر بلوک های بتونی، استحکام است. انرژی فراوانی که در بتون نهفته شده با ماندگاری آن برابری می کند. اگر بتن به درستی تقویت شده و در جایی مناسب ریخته و به نحوی فشرده شود که هیچ خلل و فرجی نداشته باشند، طول عمر زیادی خواهند داشت. از نکات مهمی که باید به آن توجه داشت ،کنترل ترک و شکاف است. از عوامل مهم در استفاده از بتن می توان به موارد زیر اشاره کرد: اندازه بلوک - اگر بلوک بتنی بزرگ بوده یا از دو قسمت مجزا تشکیل شده ، ممکن است به کنترل و یا تنظیم حرکت قسمت های متحرک نیاز باشد.آماده سازی صحیح زیربنا (زیرسازی درست) - از ایجاد شکاف و ترک جلوگیری می کند.خشک شدن - خشک شدن صحیح بتن، ترک ها را کاهش می دهد. به طور معمول بتن در مدت 28 روز به سختی مطلوب خود رسیده و این روند 3 تا 7 روز اول بسیار حیاتی است. شرایط شروع خشک شدن بتن به اندازه مراحل پایانی آن حائز اهمیت است. استفاده از مایعی مخصوص به همراه بتن ،از رایج ترین روش های تسریع عمل خشک کردن است. پوشاندن بتن با صفحه پلاستیکی از روش های دیگر در تسریع این امر بوده اما به راحتی قابل کنترل و مدیریت نیست. از بهترین روش های خشک کردن بتن، مرطوب نگهداشتن مداوم آن به مدت 28 روز است اما این روش برای مقادیر زیاد بتن که به آب زیاد نیازمند دارد، توصیه نمی شود و بهتر است از کیورینگ بتن استفاده شود.افزودن آب - افراط در افزودن آب به مخلوط از پیش فراهم شده بتن، خطر ایجاد ترک را افزایش داده و ممکن است باعث ایجاد غبار در سطح بتن شده و قدرت آن را کاهش دهد،جهت تسریع در عملیات بتن ریزی و گیرش بتن از افزودنی های بتن مانند روان کننده بتن ها یا فوق روان کننده بتن ها که به مورد مصرف از زودگیر کننده بتن یا کندگیر کننده بتن استفاده شود .جاگذاری و فشرده سازی - ناهماهنگی در تعیین محل و منطبق کردن بلوک ها به عنوان عاملی در تضعیف ساختار بتن و متخلخل شدن آن محسوب شده و خطر شکاف پوسته بتن را افزایش می دهد که با این شرایط باید از ترمیم کننده بتن استفاده گردد.

مطالب : مهندس علیرضا مهتدی

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

برچسب ها: بتن, افزودنی بتن, بتن حافظ حرارت ساخنمان, ترمیم کننده بتن, کلینیک فنی و تخصصی بتن

معرفی بتن الیافی


کد مطلب : 16

بتن الیافی نوعی بتن است که در ساخت آن از الیاف استفاده می کنند و سیمان، آب، سنگدانه و مواد افزودنی را همراه با الیاف مخلوط می کنند، الیاف باعث افزایش پیوستگی، مقاومت کششی، کاهش ترک های بتن و افزایش نرمی بتن میگردد. جنس الیاف و اندازه آنها به نوع مصرف بتون و مقاومت کششی مد نظر بستگی دارد. الیاف می تواند الیاف شیشه یا الیاف فلزی و یا الیاف پلیمری باشد و اندازهٔ آنها معمولاً 3 الی 20 میلیمتر است .

الیاف فولادی

الیاف فولادی در اندازه های مختلف تولید میشود که مشهور ترین آن الیافی است که از مقطع دایره ای تهیه میگردد .

کاربرد الیاف فولادی در مسلح ساختن بتن های غیر سازه ای و کف سازی ها باعث حذف مش و میلگرد شده و نیز میتوان از ضخامت لایه بتنی کاست درضمن ، در سقفهای کامپوزیتی اضافه کردن الیاف فولادی به بتن باعث حذف میلگرد گذاری میگردد . مقاومت این گونه سقف ها در برابر آتش سوزی تا 1500 درجه سانتیگراد میباشد .

در ساخت بنادر و یارد های ساحلی با توجه به شرایط خوردگی و بارهای سنگین و همچنین لرزش بر اثر حرکت ماشین آلات سنگین ، استفاده از الیاف فولادی در بتن بهترین راه حل جهت افزایش دوام و کارایی بتن میباشد

در ساخت اتوبان ها با روکش بتنی به جای آسفالت استفاده از الیاف فولادی باعث افزایش مقاومت کششی سطح جاده و همچنین مقاومت بالا در برابر نفوذ آب و مایعات (خصوصا نمک) می شود که با توجه به این خصوصیات میتوان از قطر پوشش بتن نیز کاست .

کاربرد در تونل سازی : در ساخت تونل ها با دستگاههای حفار تمام اتوماتیک ، قطعات پیش ساخته میبایستی از درون تونل به دستگاه هدایت شده و در مکان خود نصب گردند . فن اوری بالای ساخت این قطعات به لطف استفاده از الیاف فولادی باعث مقاومت بالا در برابر ضربه ناشی از جابجایی و همچنین مهار فشار های وارده از دیواره های تونل میگردد .

در بتن های پاششی ( شاتکریت) جهت تثبیت خاک در انواع حفاری ها ( تونل سازی ، راهسازی و...) استفاده از الیاف فولادی با طول کوتاه تر میتواند باعث حذف مش گذاری گردد . که علاوه بر کاستن از هزینه ها باعث بالا رفتن ایمنی و سرعت و مقاومت کار میگردد.

الیاف پروپیلن

بتن با مقاومت بالا دارای معایبی همچون شکنندگی و عدم مقاومت در برابر آتش سوزی می باشد. جهت رفع این نقیصه میتوان از الیاف پلی پروپیلن با توجه به خواص مطلوب و اقتصادی بودن آن استفاده کرد.استفاده از مقادیر معین از الیاف در مخلوط بتن بر خواص مکانیکی آن تاثیر نا مطلوب نخواهد داشت.الیاف پلی پروپیلن براستحکام فشاری و مقاومت حرارتی بتن تاثیر میگذارد.

از جمله محاسن بتن های مصلح(الیافی) ودارای مقاومت بالا، بهبود خواص مکانیکی و کاهش نفوذپذیری ،مقاومت شیمیایی بالا در برابر عوامل مخرب و مقاومت در برابر ضربه های مکانیکی شدید می باشد. در کنار محاسن یاد شده، شکنندگی و مقاومت کم در برابر حرارت و آتش از معایب بارز این گونه بتنها محسوب می شود.از آنجایی که مقاومت و نرمی، دارای نسبت عکس می باشند، بتنهای با استحکام بالا از بتن های معمولی شکننده ترند.

ویژگی ها

• در سنین اولیه بتن، از هنگام بتن ریزی تا 24 ساعت بعد، مقاومت کسب شده توسط بتن ناچیز است و کمترین تنشی می تواند منجر به ترک خوردگی شود. مقاومت کششی بسیار زیاد الیاف پلی پروپیلن در این زمان، باعث عدم ترک خوردگی بتن میشود.

• الیاف پلی پروپیلن باعث جلو گیری از آب انداختگی بتن شده و از انتقال آب به سطح بتن جلوگیری می کند که نتیجه آن همگن شدن بتن و یکسان بودن نسبت آب به سیمان در تمام بتن و تداوم عمل هیدراتاسیون می باشد.

• الیاف پلی پروپیلن باعث جلوگیری افزایش چشمگیر مقاومت بتن در برابر بارهای ضربه ای می شود که این امر در بارگذاری دینامیکی مانند تند بادها، زلزله ارتعاش ماشین آلات سنگین و انفجار ... اهمیت دارد.

• استفاده از الیاف پلی پروپیلن باعث افزایش مقاومت کششی، خمشی و برشی بتن می شود و بتن بعد از شکست یکپارچه باقی می ماند. افزایش مقاومت در برابر سیکل های ذوب و انجماد که ناشی از کاهش نفوذ پذیری بتن بوده و افزایش مقاومت در برابر خستگی، سایش و کاویتاسیون از دیگر مزایای استفاده از الیاف پلی پروپیلن می باشد.

مزایا و مقایسه فنی بتن حاوی ژل سیلیکافیوم الیاف دار بتن برای ساخت بتن الیافی کلاس AP2RB نسبت به بتن حاوی ژل میکروسیلیس P1RB :
مقاومتها - نفوذ پذیری آب و نفوذ پذیری عوامل مهاجم بیرونی در بتن الیافی حاوی ژل سیلیکافیوم دارای الیاف پلی پروپیلن - ضریب وارفتگی بتن الیافی حاوی ژل سیلیکافیوم دارای الیاف پلی پروپیلن - مقاومت سایشی بتن الیافی حاوی ژل سیلیکافیوم دارای الیاف PP - مسائل حرارتی در بتن الیافی حاوی ژل سیلیکافیوم دارای الیاف PP - واکنشهای شیمیایی در بتن الیافی حاوی ژل سیلیکافیوم AP2RB - افزایش روانی بتن بدون نیاز به فوق روان کننده ها

ژل سیلیکافیوم الیاف دار بتن برای ساخت بتن الیافی کلاس ژل AP2RB نه تنها با بالا بردن مقاومت بتن در برابر عوامل مخرب فیزیکی و شیمیایی محیطی و حتی عوامل مخرب داخلی بتن، عمر سرویس دهی سازه را به حداکثر می رساند،بلکه از آسیبهای احتمالی دراز مدت ناشی از عدم دقت در کیورینگ مناسب طی ساعات اولیه پس از ریختن بتن الیافی تا حدود زیادی میکاهد.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

برچسب ها: بتن, افزودنی بتن, بتن الیافی, ژل سیلیکافیوم, کلینیک فنی و تخصصی بتن

بتن آرمه و تاریخچه آن
    پیوند به این مطلب

کد مطلب : 15

مصالح ساختمانی گوناگونی از دیرباز توسط انسان مورد استفاده قرار گرفته است. در این میان شاید بتون از چوب، سنگ، فولاد و بتن به عنوان پرمصرف ترین مصالح ساختمانی نام برد.

• مصالح ساختمانی گوناگونی از دیرباز توسط انسان مورد استفاده قرار گرفته است. در این میان شاید بتوان از چوب، سنگ، فولاد و بتن به عنوان پرمصرف ترین مصالح ساختمانی نام برد. بتون که در حقیقت یک نوع سنگ ساخته دست بشر است، از مقاومت فشاری قابل قبول و مقاومت کششی بسیار پایین (در حدود 10% مقاومت فشاری) برخوردار است. از طرفی در بسیاری از قطعات سازه ای، کشش مستقیم ویا کشش ناشی از خمش ایجاد می شود. به همین جهت برای جبران ضعف مقاومت کششی بتن، ایده ی بتن مسلح ابداع شده است. در این روش، در هر قسمت که قطعه ی سازه ای تحت کشش (کشش مستقیم یا کشش ناشی از خمش) قرار گیرد، از فولاد به عنوان یک ماده ی مقاوم در مقابل کشش ایجاد شده، استفاده میگردد.

• اگرچه ایده ی اولیه در ابداع بتن مسلح، اگذاری نقش مقاومت در مقابل تنش های کششی به فولاد بوده است؛ با این وجود فولاد می تواند به عنوان یک عنصر کمکی در تحمل فشار نیز در کنار بتن قرار گیرد. به همین دلیل میلگردهای مسلح کننده در قطعات فشاری نظیر ستون ها و یا حتی در ناحیه فشاری تیرها به عنوان فولاد فشاری نیز به کار رود.

• توجه شود که در یک مقطع بتن آرمه، ممکن است ترک های کششی در ناحیه کششی بتن و در جهت متعامد نسبت به جهت تنش های کششی ایجاد شوند. این ترک ها ممکن است از میلگردهای کششی نیز عبور کرده و تا نزدیکی های تار خنثی بالا روند. با این وجود، معمولا عرض این ترک ها بسیار محدود بوده (کوچکتر از 3/0 میلی متر) و در عملکرد قطعه بتن مسلح دخالت نمی کنند.

• سازگاری بتن و فولاد

• بتن و فولاد سازگاری قابل توجهی برای تشکیل یک جسم مرکب دارند که در این میان می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• الف- ضریب انبساط حرارتی بتن و فولاد بسیار به هم نزدیک است؛ به همین دلیل تحت تاثیر تغییرات دمای متداول، تنش های قابل توجهی بین آنها ایجاد نمی شود.

• ب- بتن و فولاد چسبندگی بسیار خوبی با یکدیگر داشته و بین آن دو معمولا لغزش اتفاق نمی افتد؛ بنابراین می توانند عملکرد مرکبی با یکدیگر داشته باشند و همانند یک جسم واحد عمل کنند. چسبندگی بسار خوب بین بتن و فولاد، ناشی از چسبندگی شیمیایی بین دو ماده، و نیز ناصافی های سطحی و برآمدگی های آج میلگرد می باشد.

• ج-فولاد ماده ای است که به راحتی در معرض خوردگی شیمیایی قرار می گیرد؛ در حالی که بتن معمولا نفوذ ناپذیری قابل قبولی دارد و می تواند فولاد مسلح کننده را در مقابل خوردگی محافظت نماید.

• د- مقاومت فولاد در مقابل دمای آتش بسیار پایین است؛ در حالی که پوشش بتن که روی میلگرد ها قرار گرفته است، مقاومت بسیار خوبی در مقابل

• اتش سوزی ایجاد می کند.

• پیشینه تاریخی بتن آرمه

• اگر چه گفته می شود سیمان از دیرباز توسط ایرانیان و رومانیان به عنوان یک ماده ساختمانی به کار گرفته می شده است، اما سابقا ثبت سیمان پرتلند به جوزف آسپیدین انگلیسی در سال 1824 بر می گردد. از آن پس بتن غیر مسلح برای سالها به عنوان یک مصالح ساختمانی خوب، تولید شد.

• سابقه استفاده از بتن مسلح به سال 1850 بر می گردد که جوزف لامبوت فرانسوی یک قایق بتنی را که با شبکه ای از سیم های موازی مسلح شده بود، تولید کرد. با این حال اختراع بتن آرمه معمولا به جوزف مونیر فرانسوی نسبت داده می شود. وی در سال 1867، ابداع ساخت حوضچه ها و مخازن بتنی مسلح به شبکه ای از سیم آهنی را برای خود ثبت نمود. از آن به بعد مونیر تا سال 1881،موارد متعددی از کاربرد بتن مسلح را از جمله در ساخت لوله ها و تانک ها، صفحات و دال های مسطح، پل های عابر پیاده، قوس ها، ساختمان ها و اجزاء رابط خطوط آهن به نام خود به ثبت رساند. با این وجود گفته می شود که وی دانش مربوط به رفتار بتن آرمه و یا روش مناسب جهت محاسبات طراحی را نداشته است.

• در آمریکا ویلیام وارد نخستین ساختمان بتن آرمه را در سال 1875 در نیویورک بنا نمود. همچنین تادیوس هیات که در ابتدا یک وکیل بود، در دهه 1850 تجربیاتی را در مورد تیر بتن آرمه انجام داد. وی میله های آهنی را در ناحیه کششی تیر قرار داد و در نزدیکی تکیه گاه آن را به طرف بالا خم کرده و در ناحیه فشاری محار نمود. او همچنین میله های قائمی را در نزدیکی تکیه گاه ها برای تحمل برش به کار برد. هیات در سال 1877 یک کتاب 28 صفحه ای در ارتباط با موضوع تحقیقات خود منتشر کرد.

• همچنین رانسام در دهه 1870 در شهر سانفرانسیسکو مواردی از استفاده از بتن آرمه تجربه نمود. وی در سال 1884، استفاده از میله های آجدار را با پیچاندن میله هایی با سطح مقطع مربعی و به منظور فراهم نمودن چسبندگی بهتر بین فولاد و بتن، به نام خود ثبت کرد. همچنین وی در سال 1890، ساختمان یک موزه دو طبقه به طول 95 متر را به صورت بتن آرمه بنا نمود. این ساختمان در زلزله سال 1906 سانفرانسیسکو و نیز در آتش سوزی متعاقب این زلزله، آسیب جزئی دید که این عملکرد و نیز عملکرد مناسب سایر ساختمان های بتن آرمه در آن زلزله و آتش سوزی متعاقب، منجر به اقبال عمومی به این سیستم جدید ساختمان سازی گردید.

• در سال 1903، تشکیل یک کمیته مشترک از نمایندگان سازمان های علاقه مند در زمینه بتن آرمه در آمریکا، نقطه شروعی برای همگانی کردن دانش طراحی بتن آرمه بود. از آن به بعد در دهه اول قرن بیستم، آزماشات متعددی توسط دانشمندان در آمریکا و اروپا جهت تعیین مقاومت فشاری بتن، و مدول الاستیسیته بتن انجام گرفت. از سال 1916 تا 1935، بیشتر تحقیقات بر ستون های بتن آرمه با بار خارج از محور، شالوده بتن آرمه و نیز مقاومت نهایی تیرها بیشتر مورد توجه محققین قرار گرفت.

• از آن به بعد و تاکنون تحقیقات بسیار زیادی در زمینه رفتار قطعات و سازه های بتن آرمه انجام گرفته است. هزاران رساله کارشناسی ارشد و دکترا در این زمینه در دهه های اخیر به رشته تحریر در آمده است. با این وجود به اعتقاد نگارنده، هنوز ناشناخته های فراوانی در زمینه رفتار اجزاء بتن آرمه وجود دارد. از همین رو در حال حاضر نیز بسیاری از تحقیقات زنده ی دانشگاه های معتبر و مراکز تحقیقاتی دنیا در زمینه اجزاء و قطعات بتن آرمه معطوف می کردد.

• مزایا و معایب بتن آرمه

• مصالح مختلفی مثل فولاد، چوب، مصالح بنایی و بتن ممکن است به عنوان گزینه هایی برای ساخت یک بنا مطرح باشند. این گزینه ها برای بسیاری از سازه های متداول وجود دارند؛ اگر چه در ساخت اسکلت سازه های بلند، ممکن است به فولاد و بتن محدود گردند. با این وجود امروزه بتن آرمه به عنوان یک گزینه قابل اعتماد برای ساخت بسیاری از سازه های کوچک و بزرگ محسوب می گردد؛ به طوری که شاید بتوان از آن به عنوان مهم ترین ماده ساختمانی موجود با کاربردی فراگیر در تمام دنیا نام برد.

• امروزه بسیاری از ساختمان های کوچک و بزرگ، پل ها، سد ها، تونل ها، کانال ها، مخازن و تانک ها، دیوارهای حائل، لوله ها و روسازی ها از بتن آرمه ساخته می شود. موفقیت قابل توجه بتن آرمه نسبت به سایر مصالح ساختمانی و به خصوص فولاد در کاربرد فراگیر آن را می توان مرهون موارد زیر دانست:

1-بتن مقاومت فشاری قابل قبولی در مقایسه با بسیاری از مصالح ساختمانی دیگر دارد.

2-تمامی اجزاء تشکیل دهنده بتن(به جز سیمان) به عنوان مصالح محلیو ارزان قیمت محسوب می شوند. تقریبا در همه جا می توان آب، ماسه و شن را از فواصل نزدیک به محل بتن ریزی حمل نمود که این مساله منجر به سهولت و رغبت بیشتر به بتن، و ارزانتر تمام شدن آن خواهد شد.

3-بتن را می توان به سهولت به هر شکل دلخواه در آورد. با ساختن قالب مناسب، تقریبا هر گونه مقطع سازه ای و شکل معماری را می توان از بتن آرمه تولید نمود. در مقابل، مقاطع فولادی در ابعاد مشخص و در کارخانه تولید می شوند و تولید مقطع خاص از مصالح فولادی گاه مشکل و یا غیر ممکن خواهد بود.

4-بتن مقاومت بسیار خوبی در مقابل آتش دارد.یک ساختمان بتن آرمه می تواند ساعت ها در مقابل آتش سوزی های مهیب مقاومت کند، بدون آنکه فرو ریزد. این مساله فرصت کافی برای مهار آتش و نیز تخلیه ساختمان از نفرات و اموال را فراهم میکند. در مقابل یک ساختمان فولادی در برابر آتش سوزی کاملا ضعیف خواهد بود. فروریزی برج های دوقلوی نیویورک که در واقعه 11 سپتامبر سال 2001 مورد حمله قرار گرفتند، به دلیل اسکلت فولادی آنها بود. چنانچه این برج ها از مصالح بتن آرمه ساخته شده بودند، جان هزاران انسان و نیز میلیون ها دلار ثروت موجود در آنها حفظ می شد.

5-بتن همچنین مقاومت خوبی در مقابل رطوبت و آب دارد. اگر آب در تماس با بتن، حاوی بعضی از یون ها از قبیل یون سولفات و یا یون کلرور نباشد، برای بتن و حتی میلگرد های موجود در بتن، مشکلی ایجاد نمی کند ولی در غیر این صورت باعث تخریب می گردد که نیاز به ترمیم و همچنین مقاوم سازی دارد.

6-اجزاء بتن آرمه از صلبیت بالایی برخوردار هستند. به همین دلیل معمولا ساکنان یک ساختمان بتن آرمه در هنگام وزش شدید باد و یا تحرک زیاد همسایگان، لرزه ای را احساس نمی کنند و آرامش آنها حفظ می شود.

7-اجزاء بتنی در مقایسه با سازه فولادی به صورت ذاتی به محافظت و نگهداری کمتری نیاز دارند. به خصوص اگر بتن ریزی به صورت متراکم انجام گرفته باشد و در قسمت های در تماس با هوا از بتن هوادار استفاده شده باشد، پس از شروع بهره برداری از سازه ی بتن آرمه تقریبا نیاز به مراقبت جدی ندارد.

8-بتن در مقایسه با سایر مصالح ساختمانی، عمر بهره دهی بسیار طولانی دارد اما به شرایطی که در محیطی مطلوب جهت انجام عملیات بتن ریزی باشد قرار گیرد که در صورت نیازها از مواد آب بندی و افزودنی های بتن در صورت نیاز از ترمیم کننده های بتن مورد مصرف قرار گیرد باید در نظر داشت که تحت شرایط مشخص، یک سازه بتن آرمه می تواند برای همیشه بدون کاهش در ظرفیت باربری مورد استفاده قرار گیرد.این مساله مبتنی بر این واقعیت است که بتن در طول زمان نه تنها کاهش مقاومت ندارد، بلکه با گذشت طولانی زمان با تحکیم بیشتر سیمان، افزایش مقاومت نیز داشت. با این وجود، تاثیر عوامل مخرب محیطی و یون های مهاجم ممکن است دوام بتن را در طول زمان به مخاطره بیندازد.

9-بتن در بعضی از اجزاء سازه ای نظیر پی ها، دیواره های زیر زمین و شمع ها، به عنوان تنها گزینه اقتصادی محسوب می شود.

10-اجرای بتن و سازه ی بتن آرمه در مقایسه با سایر مصالح نظیر فولاد و یا حتی چوب، نیاز به نیروهای اجرایی و کارگران با مهارت بالا ندارد.

 

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

برچسب ها: بتن, افزودنی بتن, اجرای بتن, بتن آرمه, سازه های بتنی

پیرامون بتن آب بند
  

کد مطلب : 14


بتن آب بند به بتنی گفته می شود که در برابر نفوذ هرگونه عامل بیرونی که به سطح بتن حمله کند مقاومت کند.

بتن آب بند بدون هرگونه ترک خوردگی می باشد. برای ساخت بتن آب بند باید به چند نکته توجه کرد بطور مثال در بتن آب بند باید در طرح اختلاط دقت کرد میزان آب به سیمان و یا استفاده مواد افزودنی بتن نا مناسب و دیر مواردی همچون عمل آورنده بتن میزان سیمان و دانه های نا مناسب در ساخت بتن آب بند موثر می باشد. مطالبی که در مورد بتون آب بند بسیار مورد توجه قرار گرفته است و در ساخت بتن آب بند پرداخته شده طرح اختلاط بتن آب بند است، اما نکته دیگری که در ساخت بتن آب بند بسیار مهم می باشد نسبت اختلاط بتن است که می توان مقدار خلل و فرج های ایجاد شده در بتن آب بند را نسبت به موارد مورد نیاز افزایش یا کاهش داد که باعث کمتر مصرف شدن سیمان شود.

خلل و فرج موجود در در بتن آب بند مهم ترین عامل تضعیف آب بند بودن بتن می باشد و باید با کافی این مشکل را حل کرد. در ساخت بتن یا بتن آب بند در ایران چون مقدار سنگدانه های نرم در خاکهای معمولی موجود کم است، این کمبود را با ترمیم کننده جبران می کنند برای ساخت بتن آب بند باید توجه داشت ضعیف ترین و پر خلل و فرج ترین نقطه در بتن، نقطی می باشد ویبره کردن آن نقاط سخت می باشد مثل زیر آرماتور و سنگدانه های درشت. که در این نقاط خلل و فرج از بین نرفته و محبوس می شوند. می توان خود خمیر سیمان را در ساخت بتن آب بند متراکم کرد تا خلل و فرج در بتن از بین برود. این روش خلل و فرجی که در ژل بتن را از بین میبرد. استفاده از ژل میکروسیلیس، موجب ایجاد سیلیکات کلسیم محلول در آب می شود و نفوذ پذیری بتن آب بند را با کم کردن نقاط خالی بصورت بسیار مناسب کم میکند. چون دانه های موجود بسیار کوچک هستند و نقاط خالی را به خوبی پر میکنند و هرچه این خلل و فرج کم تر باشد بتن آب بند بهتری داریم. ژل میکروسیلیس مخصوص بتن آب بند به مقدار زیادی سیلیس دارد. نام دیکر آن ژل سیلیکا فیوم است. دانه های ژل میکروسیلیس بسیار ریز تر از دانه های سیمان است و با استفاده از ژل میکروسیلیس در بتن آب بند فاصله بین دانه های سیمان باهم و سیمان با سنگدانه ها را پر کرده و یک بتن یک دست تولید می شود. استفاده از پودر میکرو سیلیس در بتن آب بند به دلیل ریزی زرات و نرمی بیش از حد آن برایی استفاده کنندگان خطر ناک است. برای حل این مشکل ژل میکروسیلیس به بازار عرضه شده است.

برای ساخت بتن آب بند با کیفیت نانو سیلیس مطرح شد. ژل میکروسیلیس ساخته شده با نانو سیلیس همان فرمول ژل میکرو سیلیس را دارد در حالی که بسیار نرم تر و ریز تر از ژل میکروسیلیس است و واکنش قوی تری با آب دارد پس بتن آب بند بهتری بدست می آوریم. راه دیگر برای ساخت بتن آب بند استفاده از مواد حباب ساز و فیلر است. با افزودن مواد افزودنی حباب ساز به بتن آب بند قطر لوله های موئینه بتن کم می شود، دیواره داخلی آن ها لیز شوده و حالت دمپر ایجاد می شود. ضربات استاتیکی را جذب به خود جذب می کنند. در ساخت بتن بخصوص بتن آب بند هرچه نفوذپذیزی افزایش یابد بتن آب بند مقاومت و استحکام بیشتری می یابد اما الزاما بتن با استحکام بالا یک بتن آب بند و یا نفوذ ناپریز نیست. بتن ها از جنبه آب بند بودن طبقه بندی و رتبه بندی شده اند.

بتن آب بند رتبه یک کمترین نوع آب بندی بتن است که در این نوع بتن آب بند در سطح بتن می توان لکه های آب را دید، مانند قطره های آب که روی بتن به جای مانده باشد. برای تست این درجه آب بندی یک روزنامه خشک را به سطح بتن می چسباینم. اگر روزنامه خشکی و سفتی خود را از دست داد و خیس شد یعنی جسم بتن در آب غوطه ور است. برای از بین بردن این حالت دو گزینه وجود دارد. گزینه منفی این است که آب را از سطح بتن خشک کنیم و گزینه مثبت این است که از داخل بتن یک غشاء جای گذاری کنیم. در این حالت آب روی لایه آب بند فشار می آورد و جلوی ورود آب را می گیرد. عمل پلاستر کاری یعنی از مواد پلیمری یا اپوکسی بتن برای بتن روکش می گذاریم و آن را آب بند می کنیم.

جهت آب بند ساختن سازه های بتنی در درزهای اجرایی بتن آب بند واتر استاپ می گذاریم. 2 نوع واتر استاپ در سازه های بتنی استفاده می شود. واتر استاپ های تخت و واتر استاپ های انبساطی. قرار می دهیم

این روزها تمایل به ساخت بتن آب بند در سازه های بتنی غیر قابل نفوذ با ضخامت کم با رعایت نمودن ذکر شده زیاد می باشد که حداقل ضخامت بتن 15 سانتی متر بوده با شرط محدود نمودن عرض ترک ها. برای اطلاعات بیشتر و مشاوره برای ساخت و تو لید بتن آب بند و یا مواد افزودنی مورد نیاز برای بتن آب بند با کارشناسان کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران تماس حاصل فرمایید.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

برچسب ها: بتن, بتن آب بند, افزودنی بتن, سازه های بتن, کلینیک فنی و تخصصی بتن

بارگذاری ساختمان (بتنی و فولادی)
 

کد مطلب : 13


بارهایی که روی ساختمان وارد می شوند یا مستقیمآ به وسیله طبیعت و یا به وسیله انسان ایجاد می گردند. به عبارت دیگر برای بار روی ساختمانها دو منبع اصلی وجود دارد، یکی ژئوفیزیکی و دیگری مصنوعی.

بارهایی که روی ساختمان وارد می شوند یا مستقیمآ به وسیله طبیعت و یا به وسیله انسان ایجاد می گردند. به عبارت دیگر برای بار روی ساختمانها دو منبع اصلی وجود دارد، یکی ژئوفیزیکی و دیگری مصنوعی.

نیروهای ژئوفیزیکی را که نتیجه تغییرات مداوم در طبیعت هستند ممکن است به نیروهای جاذبه زمین، وزن ساختمان خودش ایجاد نیروهایی در سازه می کند که موسوم به بار مرده است واین بار در تمام طول عمر ساختمان ثابت باقی می ماند. اشکال همیشه در حال تغییر ساختمان نیز تایع اثرات جاذبه زمین است که ایجاد تغییراتی در بارها در طول زمان می کند. بارهای ناشی از تغییرات جوی با زمان و مکان تغییر می کنند و به شکل باد، حرارت، رطوبت، باران، برف، و یخ ظاهر می شوند. نیروهای زلزله از حرکت نا منظم زمین یعنی زمین لرزه ایجاد میشوند.

منابع بارگذاری مصنوعی ممکن است تکان ناشی از حرکت اتومبیل ها، آسانسورها، ماشینهای مکانیکی و غیره و یا ممکن است تغییر مکان افراد، وسایل و یا نتیجه ضربه و انفجار باشند. به علاوه ممکن است نیروهایی در زمان تولید و اجرا در سازه به وجود آید. پایداری ساختمان ممکن است ایجاد پیش تنیدگی کند که باعث ایجاد نیرو در ساختمان می شود.

منابع بارهای ژئوفیزیکی و مصنوعی در ساختمان غالبآ به یکدیگر بستگی دارند. جرم، اندازه، شکل و مصالح یک ساختمان در روی نیروهای ژئوفیزیکی اثر می گذارند. برای مثال اگر عناصر ساختمان در مقابل تغییرات درجه حرارت و رطوبت نتوانند به آزادی واکنش نشان دهند و گیردار باشند نیروهایی در ساختمان ایجاد می شود.

برای اینکه اطمینان حاصل شود که مشکلات آتی از بین رفته و بازده سازه ای حاصل شده باشد لازم است که مطالعات دقیق جواب تئوری ساختمان به اثرها انجام گیرد. طراح باید نیروها و اثر بارگذاری مربوطه را درک کند تا ساختمان بی خطر و قابل استفاده باشد.

• بار زنده ساختمان

بارهای ناشی از نیروی جاذبه زمین را میتوان به دو دسته مجزا تقسیم کرد:

استاتیکی و دینامیکی: بارهای استاتیکی همیشه جزء ثابتی از سازه هستند. بارهای دینامیکی موقتی هستند یعنی با تغییر زمان و فصل تغییر می کنند، یا تابع مکان داخل یا روی سازه هستند.

بارهای مرده را ممکن است به صورت بارهای استاتیکی که در اثر وزن اجزاء سازه ایجاد می شوند تعریف کرد.نیروهایی که منجر به بار مرده می شوند عبارتند از: قسمتهای باربر ساختمان،کف،روکاری سقف، دیوارهای جدا کننده ثابت، پوشش نما، مخزنهای انباری، سیستمهای توزیع مکانیکی و غیره. مجموع وزنهای همه این قسمت ها بار مرده ساختمان را تشکیل می دهد.

به نظر می رسد که تعیین وزن مصالح و از آنجا بار مرده ساختمان کار ساده ای باشد. اما به دلیل مشکلات گوناگون در تجزیه و تحلیل دقیق بارها تخمین بارها ممکن است 15 تا 20 درصد و یا حتی بیشتر در خطا باشد.

در مرحله اولیه طرح برای مهندس محاسب پیش بینی دقیق وزن مصالح ساختمانی که هنوز انتخاب نشده اند کاری غیر ممکن است. مصالح ناسازه ای مشخصی که باید انتخاب شوند شامل صفحات پیش ساخته نما، لوازم روشنایی، قطعات سقف، لوله ها، مجرا ها، خطوط برق و اجزای نیازمندیهای داخلی خاص ساختمان می باشند.

وزن عناصر تقویت کننده و اتصالات در سازه های فولادی فقط به صورت درصدی از وزن کل تخمین زده می شود. وزن واحد حجم مصالح که به وسیله تولید کنندگان یا آئین نامه ها داده می شود همیشه با وزن واحد حجم محصول تولید شده مطابقت ندارد. اندازهای اسمی اجزاء ساختمان ممکن است با اندازه های واقعی اختلاف داشته باشد .

• بار زنده ساختمان

فرق اساسی بارهای زنده با بارهای مرده در این است که بارهای زنده متغیر و غیر قابل پیش بینی هستند. تغییر در بارهای زنده نه تنها در طول زمان اتفاق می افتد بلکه همچنین تابعی از مکان می باشد. این تغییر ممکن است در مدت زمان کوتاه یا طولانی صورت گیرد. بدین ترتیب تقریبآ غیر ممکن است که بارهای زنده را به صورت استاتیکی تخمین زد. بارهایی که بوسیله اشیاء یا اشخاص در ساختمان ایجاد می شوند به نام بارهای سکنی موسوم هستند. این بارها شامل وزن اشخاص، مبل ها، جدا کننده های متحرک، گاو صندوق ها، کتابها و دیگر بارهای نیمه دائم و موقتی که روی ساختمان اثر می کنند ولی جزئی از سازه نیستند و جزء بار مرده به حساب نمی آیند .

بارهای متمرکز، نشان دهنده اثر بار منفرد ممکن در نقاط بحرانی مثل کفهای پله، سقفهای قابل دسترس، گاراژهای توقف و دیگر نقاط آسیب پذیر با تنشهای متمرکز زیاد می باشند.

• بار اجرایی ساختمان

اجزاء سازه به طور کلی برای بارهای مرده و زنده طرح می شوند. اما یک قطعه سازه ممکن است در موقع اجرای ساختمان تحت بارهایی خیلی بیشتر از بارهای طرح قرار بگیرد. اینگونه بارها که موسوم به بارهای اجرائی هستند قسمت مهمی را در طرح اجراء سازه تشکیل می دهند.

هر پیمانکاری در طول زمان روش اجرایی را توسعه می دهد که برای خودش اقتصادی بودنش ثابت شده است. هر چند که معمار ممکن است ساختمان را طوری طرح کند که برای یک روش اجرایی معینی مناسب باشد، او ممکن است که از روشهای اجرایی یکایک پیمانکاران آگاهی نداشته باشد. پیمانکاران معمولآ مصالح و وسائل سنگین را روی سطح کوچکی ازسازه انباشته می کنند. این عمل ایجاد بارهای متمرکزی میکند که خیلی بیشتر از بارهای زنده فرض شده برای سازه طرح شده می باشد .در چنین شرایطی شکست نتیجه شده است .

یک مشکل اساسی در اجرای سازه های بتنی وقتی ایجاد می شود که پیمانکار پایه های تقویتی و قالب بندی را قبل از انقضای مدت کافی برای عمل آمدن بتن بردارد. مقاومت بتن با زمان زیاد میشود. ولی از آنجایی که برای پیمانکار زمان پول است او ممکن است قالب ها را قبل از اینکه بتون به مقاومت حداقل طرح برسد بردارد. در چنین صورتی جزئی از سازه ممکن است تحت اثر بارهائی قرار بگیرد که قادر به تحمل آنها نباشد و شکست حاصل شود.

• بارهای برف ، باران و یخ

مشاهده ارتفاع و تراکم برف در طول سالیان دراز منجر به پیش بینی معقول حداکثر بار برف شده است. بار برف را لازم است فقط برای بامها و سطوح دیگر ساختمان که ممکن است برف جمع کننده از قبیل حیاط های بالا آورده شده، بالکن ها و سقف های آفتابگیر در نظر گرفت. بار برف که به وسیله آئین نامه ها تعیین شده است بر اساس حداکثر برف روی زمین می باشد. غالبآ این بارها بیشتر از بار برفی که روی بام اثر میکند می باشد. زیرا باد مقداری از برف های شل را از روی بام به دور می ریزد یا بدلیل از دست رفتن گرما از طریق بام، برف آب و بخار می شود. آئین نامه ها معمولآ در صدی از بار برف را روی بام شیب دار کم می کنند، زیرا روی چنین سطوحی برف به سهولت از روی بام به پائین می لغزد. ولی بعضی از انواع بام ها ممکن است روی رفتار باد اثر بگذارند و باعث شوند که بار برف به مقدار زیاد در یک قسمت از بام ذخیره شود.با وجود اینکه اغلب در محاسبه بار زنده به آب فکر نمی شود حتمآ باید در موقع طرح آنرا به خاطر داشت. بار باران به طور کلی کمتر از بار برف است، ولی باید به خاطر داشت که ذخیره شدن آب منجر به مقدار قابل ملاحظه ای بار می شود.

همچون که آب جمع می شود بام تغییر شکل داده خم می شود و این باعث می شود که آب بیشتری جمع شود و منجر به تغییر شکل زیاد تری گردد. این پدیده که موسوم به حوض شدن می باشد ممکن است باعث فرو ریختن نهایی بام شود.

یخ روی اجزاء بیرون آمده به خصوص روی قطعات تزئینی خارجی که در غیر این صورت جز بار وزنشان باری دریافت نمی کنند جمع می شود. از این رو لازم است که این قطعات چنان طرح و اتصال داده شوند که بارهای سنگین قندیل های یخ را تحمل کنند. به علاوه، تشکیل یخ روی سازه های خرپایی باز باعث ازدیاد سطح و وزن شده که منجر به اضافه شدن باد می شود.

• بار باد روی ساختمان

آسمان خراشهای اولیه به اثرات پیچیده نیروی جانبی ایجاد شده بوسیله باد آسیب پذیر نبودند.وزن عظیم ساختمان با دیوارهای باربر ساخته شده از مصالح بنایی چنان بود که نیروی باد قادر نبود به نیروهای جاذبه به زمین غلبه کند. حتی موقعی که روش دیوار حمال بوسیله سازه قاب صلب در اواخر قرن 19 جایگزین شد، نیروی جاذبه عامل تعیین کننده اصلی بود.

نماهای سنگی سنگین با بازشدگی های کوچک، ستونهای نزدیک به هم، قطعات سرهم شده حجیم قابها، و دیوارهای جداکننده سنگین هنوز چنان وزنی را ایجاد می کردند که عمل باد یک مشکل اساسی نبود.

آسمان خراشهای دیوار شیشه ای سالهای 1950 با فضای باز داخلی مطلوب و وزن نسبتا کم برای اولین بار در مقابل نیروهای باد واکنش نشان دادند.با معرفی قاب فولادی سبک وزن، دیگر وزن یک عامل محدود کننده ارتفاع آسمان خراشها نبود. ولی عصر ساختمانهای بلند با خود مشکلات جدیدی آورده است برای اینکه وزن مرده کاهش داده شود و فضاهای بزرگتر و انعطاف پذیر ایجاد گردد تیرهای با دهنه زیاد، جدا کننده های داخلی بار نبر متحرک و دیوارهای پیرامونی بارنبر ساخته شده است.همه این ابداعات از صلبیت کلی سازه ها کم کرده اند، به طوری که حالا سختی جانبی (با تغییر مکان جانبی) یک ساختمان ممکن است تعیین کننده تر از مقاومتش باشد. اثر باد یک مسئله اساسی برای طرح ساختمانهای بلند شده است . درک باد و پیش بینی رفتارش به صورت علمی دقیق ممکن است غیر ممکن باشد. عمل باد روی ساختمان، شکل، باریکی و ترکیب نمای سازه مورد نظر و نحوه قرار گرفتن ساختمانهای مجاور دارد.

• بار ناشی از تغییرات حجم مصالح

تغییرات حجم مصالح در اثر انقباض،غرش و آثار حرارتی به وجود می آید. موقعی که از واکنش طبیعی و آزاد اعضاء ساختمان در سر حد ها یشان جلوگیری می شود در آنها نیرو ایجاد میگردد. در جایی که این تغییرات حجم محدود می شود نقش های محوری و دورانی در ساختمان ایجاد گردد.

تغییر حجم تابعی از شکل و اندازه ساختمان، مصالح، سختی اعضاء سازه ای و نوع اتصالات می باشد. با به کار بردن مانع در نقاطی از ساختمان که تنش های محوری و دورانی ممکن است ایجاد شود می توان تغییرات حجم را کنترل کرد و این به معنی طرح اعضاء برای تحمل این نقش ها می باشد. واضح است که تغییرات حجم را با استفاده از درزهای انبساط که در آنها حرکت به آزادی صورت می گیرد می توان کنترل نمود.

• بار ناشی از انفجار

ساختمان ممکن است مجبور باشد نه تنها نیرو های فشاری خارجی بلکه نیروهای فشاری داخلی ایجاد شده در اثر انفجار را نیز تحمل کند. فرو ریختن قسمتی از یک ساختمان آپارتمانی در لندن در سال 1968 توجه زیادی را به این بار گذاری جلب نمود. اکثر ساختمانها هرگز با چنین نیروهایی مواجه نخواهند شد،ولی احتمال انجار مواد منفجره در اثر خرابکاری یا اشتعالتصادفی گازهای آتش گیر در اثر نشت یا آتش همیشه وجود دارد.

در اثر انفجارات فشارهای زیادی در منطقه انفجار ایجاد می گردد و بارهای خیلی زیادی به عناصر ساختمان وارد می شود که منجر به ترکیدن و به خارج پرتاب شدن پنجره ها، دیوارها و کف ها می گردد. این فشار داخلی باید به صورت موضعی محدود و کنترل شود و نباید باعث فروریختگی تدریجی ساختمان گردد.

علل ممکن برای بارهای انفجاری خارجی از غرش های صوتی نسبتآ کم اهمیت است (مانند پنجره های شکسته شده و دیوارهای گچی ترک خورده). تحقیقات وسیعی روی واکنش سازه ها در برابر اثرات سلاحهای اتمی در جریان است تا بتوان ساختمان را چنان طرح کرد که در مقابل حمله اتمی مقاوم باشند.

• ترکیب بارها روی ساختمان

ساختمانهای بلند درطول عمرشان در معرض بارهای متعدد می باشد و بسیاری از بارها به طور همزمان روی سازه وارد می شود.اگر بارها خط اثر مشترک داشته و با یکدیگر باید ترکیب شود. این شرط لازم می سازد که در طرح سازه ها تمام ترکیبات ممکن بارها در نظر گرفته شود.

احتمال وقوع بارهای ترکیب شده باید به طور آماری ارزیابی و اثر آن تخمین زده شود. هرچقدر که اثر بار با دقت بیشتری تعیین شود لزوم انتخاب ضرایب اطمینان بزرگتر برای جبران عوامل مجهول کاهش می یابد.

ترکیب موثر و عملی بارها در آئین نامه ها مشخص گردیده است. بطور کلی تشخیص داده شده است که ماکزیمم بالای ناشی از تغییرات جوی و زلزله احتمالا هرگز با مقدار کامل بارهای زنده دیگر همزمان رخ نخواهد داد از این رو موقعی که بار زنده کامل به طور همزمان با بارهای ماکزیمم باد یا زلزله به کار می رود آئین نامه اجازه می دهد که بر تنشهای مجاز 33 درصد افزوده شود.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

برچسب ها: بتن, بارگذاری ساختمان, بتنی و فولادی, افزودنی بتن, سازه های بتن

ایجاد درز انقطاع بدون استفاده از واتراستاپ در مخازن بتنی
  
کد مطلب : 12


در پروژه های مخازن بتنی که آب بندی آنها از اهمیت بالایی برخوردار است گاهی اوقات برخی حوادث پیش بینی نشده مشکلات عدیده ای برای پیمانکار و همچنین سایر عوامل اجرایی بوجود می آورد.

در پروژه های مخازن بتنی که آب بندی آنها از اهمیت بالایی برخوردار است گاهی اوقات برخی حوادث پیش بینی نشده مشکلات عدیده ای برای پیمانکار و همچنین سایر عوامل اجرایی بوجود می آورد. درزهای بتون یکی از عوامل نشت آب مخازن می باشد که با استفاده از نوارهای واتراستاپ این ضعف مرتفع می گردد. حال اگر در هنگام بتن ریزی محل هایی ، مانند دیوار مخازن به دلایلی همچون خرابی پمپ بتن عملیات بتن ریزی در محل مناسبی قطع نگردد موجب مشکلاتی جهت آب بندی بتن خواهد شد و یا حتی گاهی اوقات جهت رفع مشکل دستور نصب واتراستاپ عملی غیر ممکن - یا دستور تخریب بتن نیمه ریخته شده داده می شود که شاید در ظاهر راه حلی جز تخریب بتن وجود نداشته باشد. امروزه با پیشرفت صنعت افزودنی های بتن می توان به رفع این چالش اجرایی پرداخت. در این مقاله سعی گشته راه حلی برای این مشکل از طریق ایجاد درز آب بند بدون استفاده از نوار واتراستاپ و فقط با استفاده از افزودنی های آب بند بتن که دارای خاصیت آب بندی و همچنین پیوستگی با بتن قدیمی را دارند ارائه شده است. در این متد جهت آب بندی محل قطع اتفاقی بتن ، فراورده ی جدید صنعت بتن متناسب با طرح وهمچنین مقطع درز قطع بتن ، ارائه می گردد. مسائل مورد اهمیت: درزهای انقطاع و نحوه اجرای سریع آنها درحین بروز مشکلات در هنگام اجرای عملیات بتن ریزی . در مخازن آب در محل های اتفاقی قطع بتن درزهای انقطاع آب بند .مطالعه خواص و رفتار بتن و همچنین افزودنی های آن و انجام آزمایش های مختلف آببندی بر روی نمونه های آ سیب دیده آزمایشگاهی ، روشی جهت ترمیم محل قطع اتفاقی یا ترمیم بتن بدست آمد که جهت تعمیم آن برای ساخت درزهای انقطاع اتفاقی بتن ، از معیارهای محاسباتی آیین نامه مبحث نهم استفاده شود.

با بررسی بتن و افزودنی های آن و کنترل های آزمایشگاهی و کارگاهی ، نسبت به طرح درزهای آببند اتفاقی بتن جهت رفع یکی از معضلات کارگاهی اقدام می گردد.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

برچسب ها: بتن, افزودنی بتن, واتراستاپ, مخازن بتنی, کلینیک فنی و تخصصی بتن

اهمیت آب بند بودن مخازن ذخیره آب


کد مطلب : 11


در هر واحد صنعتی بر حسب میزان مصرف آب و برای تامین مصرف پیک مقدار ذخیره آب اهمیت دارد.که باتوجه به اهمیت بالای آن باید برای آب بندی این نوع مخازن اقدام نمود.

مخازن ذخیره آب: (Water reservoirs)

در هر واحد صنعتی بر حسب میزان مصرف آب و برای تامین مصرف پیک مقدار ذخیره آب اهمیت دارد.که باتوجه به اهمیت بالای آن باید برای آب بندی مخازن اقدام نمود. مثلا در صنایع رنگرزی مصرف آب زیاد می باشد, همچنین احتمال خراب شدن پمپ چاه و یا قطع آب شهر و نظایر آن فاکتوری در تعیین میزان ذخیره آب است. بنابراین مقدار ذخیره آب تعیین کننده نوع مخزن ذخیره می باشد و نیز مقایسه اقتصادی خود فاکتوری در انتخاب نوع مخزن است. مثلا برج آب را برای هر نوع ظرفیتی می توان ساخت ولی اگر یک مقدار بالاتر ساخت آن اقتصادی نمی باشد و مخازن بتنی زمینی ارزانتر تمام می شود, در نتیجه همیشه باید پس از تعیین ظرفیت ذخیره لازم و بررسی مواد فنی یک مقایسه اقتصادی بین انواع مخازن ذخیره بعمل آید تا نوع مناسب از جهت فنی و اقتصادی مشخص شود. انواع مخازن ذخیره عبارتند از:

1- برج آب

2- مخازن زمینی

1- برج آب (ثقلی) (Elevated tank)

برج آب می تواند علاوه بر ذخیره آب یک فشار استاتیک در شبکه ایجاد نماید. حسن برج آب در این است که اگر برق قطع شود تا ساعاتی می تواند آب مصرفی سرویس ها را تا مین نماید،اما باتوجه به این نظر که در صورت آببند نبودن این سازه دچار مشکل های استاتیکی و همچنین مشکلات تأسیساتی خواهد شد.

ارتفاع برج اگر فقط برای مصارف خانگی و بهداشتی باشد می تواند بین 15 تا 20 متر باشد که با توجه به افت فشار شبکه , فشار پشت مصرف کننده های بهداشتی را تامین نماید. ولی اگر برای مصارف صنعتی هم باشد باید ارتفاع برج را بین 25 تا 30 متر در نظر گرفت.

ارتفاع برج از کمر تانک تا کف فونداسیون آن می باشد.

ولی به هر حال فشار لازم در شبکه و افت فشار شبکه تعیین کننده ارتفاع برج می باشد که باید مورد محاسبه قرار گیرند.

البته باید سعی نمود که برج آب را در نقطه ای از زمین که بلندتر از سایر نقاط است نصب کرد تا ارتفاع خود برج را بتوان کمتر در نظر گرفت و ارزانتر تمام شود.

سطح آب در برج در دو نقطه کنترل می گردد یکی حد بالای سطح آب و دیگری حد پایینی سطح آب که این دو سطح توسط یک شناور الکتریکی(Float switch) کنترل می گردد یعنی هر گاه سطح آب به کمتر از حد پایینی برسد پمپ تغذیه برج از شناور برقی فرمان استارت می گیرد و هرگاه سطح آب در برج به حد بالایی رسید شناور برقی به پمپ فرمان قطع می دهد.

برج آب دارای دو لوله می باشد که از سطح زمین و از محور عمودی برج وارد تانک می شود که یکی هم لوله پر کننده و هم لوله مصرف می باشد و دیگری سرریز برج است که در صورتی که شناور الکتریکی کار نکند آب اضافه به حد بالای سطح آب از طریق آن خارج شده و در صورت وجود مخازن زمینی به آنها می ریزد و در صورت نبودن مخازن زمینی به نقطه ای ریخته می شود که اپراتور با ملاحظه آن مطلع می شود که شناور الکتریکی کار نمی کند و نسبت به تعمیر آن اقدام می نماید.

در گذشته برای برج آب سه لوله در نظر میگرفتند که یکی برای پرکننده و دیگری برای مصرف و سومی برای سرریز بوده است که عملا وجود دو لوله جداگانه برای پر کردن و مصرف کردن آب ضرورتی نداشته و کار بیهوده ای است.

با توجه به شکل ها و مقایسه آنها این مطلب روشن می شود.

هرگاه مصرف شروع شود آب از برج به شبکه می رود و هرگاه ذخیره برج کاهش یابد و به حد پایینی برسد شناور الکتریکی به پمپ فرمان استارت می دهد و تا زمانی که مصرف زیاد باشد آب بطور مرتب توسط پمپ به برج می ریزد و از برج به شبکه میرود تا وقتی که مصرف به حدی کاهش یابد که پمپ شروع به پر کردن برج نماید تا آب به حد بالایی برسد, شناور الکتریکی فرمان قطع به پمپ می دهد و سیکل کار دوباره تکرار می گردد.

هرگاه مصرف شروع شود آب از برج به شبکه می رود و هر گاه ذخیره برج کاهش یافته و به حد پایینی رسید شناور الکتریکی به پمپ فرمان استارت می دهد و شبکه مستقیما توسط پمپ تغذیه می گردد بدون آنکه آب وارد برج شود ( چون مقاومت ارتفاع برج بیش از مقاومت شبکه می شود زیرا مصرف کننده ها باز هستند ) و وقتی مصرف به حدی کاهش یابد که پمپ شروع به پر کردن برج نماید تا آب به سطح بالایی برسد, شناور الکتریکی فرمان قطع به پمپ می دهد و سیکل کار دوباره تکرار می گردد.

نتیجه اینکه در حال اول وقتی پمپ کار می کند آب از طریق برج به شبکه می رود بدون آن که برج پر شود و در حالت دوم آب مستقیما از طریق لوله به شبکه می رود و لزومی ندارد که به برج برود, بنابراین وجود دو لوله جداگانه برای پرکردن و خالی کردن برج هیچ ضرورتی ندارد .

2- مخازن زمینی (Reservoir Tank)

مخازن زمینی به دو منظور ساخته می شوند. یکی برای ذخیره آب برای مصارف صنعتی بخصوص برای ساعات پیک و دیگری برای آتش نشای .بطور کلی برای آتش نشانی فقط مخازن زمینی مناسب هستند زیرا برج آب به ظرفیت بسیار زیاد که بتواند جوابگوی مصرف آتش نشانی باشد بسیار گران و غیر اقتصادی میباشد.

همچنین در صنایعی که مصرف آب آنها زیاد است و دارای چاه نامناسب یا انشعاب هستند مخزن زمینی ضروریست.

مخازن زمینی برای ظرفیت های کم مانند آب نرم می تواند فلزی باشد ( تانک های ایستاده فلزی ) ولی برای ظرفیت های زیاد باید از بتن مسلح ساخته شوند. یک مخزن بتنی حتما باید حداقل دارای دو قسمت باشد تا در مواقع اضطراری و یا تمیز کردن کف یکی از آنها بتوان از دیگری استفاده کرد تا در کار تولید خللی وارد نشود . در این مخازن لوله های زیر آب و لوله های مکش پمپ ها باید در نظر گرفته شود, در زیر انواع مخازن بتونی و روش کار با آنها شرح داده شده است:

مخزن بتونی دو خانه زمینی(مخزن بتنی زمینی)

- لوله های مکش پمپ ها باید حداقل in 6 باشند.

- لوله های زیر آب حدود in 4 باشند.

- لوله پر کن بر حسب ظرفیت پمپ چاه یا شناور بین in 2 تا in 4 می باشند.

در هر یک از لوله های مکش پمپ ها از مخازن یک عدد شیر قطع و وصل نصب می گردد ( شیر دروازه ای ) که در حالت عادی هر دو شیر باز هستند و در صورت لزوم هر یک از مخازن را می توان با شیر از مدار خارج کرد.

لوله های تخلیه در گوشه هر مخزن بطوری که هر دو لوله تخلیه در یک نقطه جنب یکدیگر باشند نصب می شود زیرا هر سیستمی که برای خروج آب تخلیه شده در نظر گرفته شود در این حالت ساده تر و کم خرج تر است , طول لوله تخلیه هرگز نباید بیش از یک متر باشد تا در صورت گرفتگی به سادگی باز شوند .

لوله های پر کن که یا از پمپ چاه آب و یا از انشعاب آب شهری به مخازن می آیند باید به بالای هر مخزن به طور جداگانه هدایت شوند تا در صورت نیاز هر یک را بتوان از مدار خارج کرد. روی این مخازن بهتر است با سقف های سبک پوشانده شود تا علاوه بر جلوگیری از ورود برگ و آشغال و گرد و خاک به آن از تابش نور به آب نیز جلوگیری گردد , زیرا تابش نور سبب ایجاد خزه در جداره ها و کف مخازن می گردد که دردسر زیادی تولید می کنند (مثل کرم گذاشتن و کثیف کردن آب و گرفتگی صافی پمپ ها و نظایر آن ها ), البته با کلر زنی و یا استفاده از خزه کش هایی مثل سولفات مس و گاز ازن و نظایر آن می توان از ایجاد خزه جلوگیری کرد . ولی این مواد برای بعضی از پروسس های تولیدی مضر هستند , مثل رنگرزی که وجود این مواد خاصیت رنگ بری دارند و سبب می شوند که مصرف رنگ زیاد شود. همچنین تمام این مواد برای دیگ های بخار مصرف هستند و تشکیل اسید های خورنده می دهند.

بنابراین از هیچ نوع ماده شیمیایی نمی توان برای از بین بردن یا جلوگیری از ایجاد خزه در آب استفاده کرد و سیستم های دیگر نیز پر هزینه هستند.

محل اتاق پمپ خانه که بهتر است چسبیده به مخزن باشد می تواند در هر یک از نقاط مناسب اطراف مخزن قرار بگیرد که البته باید محل لوله های زیر آب و لوله های پر کن در نقطه ای قرار گیرند که در اتاق پمپ نباشند.

مخازن بتونی می توانند بیش از دو خانه باشند ولی ابعاد هر خانه نباید کمتر از 6 متر در 6 متر باشد ,زیرا اقتصادی نیست و لزومی هم ندارد که ابعاد هر مخزن کمتر از این مقدار باشد .

ارتفاع مخزن بتنی روی زمین می تواند حدود 5/2 متر باشد که برای آب بندی راحت مخزن و ایستایی آن حداکثر نیم متر آن می تواند در زیر قرار بگیرد و بقیه آن باید بالای زمین باشد زیرا به پمپ های آب سوار هستند و پمپ ها که در ارتفاع مکش محدودی می توانند کار کنند می توانند در راندمان ماکزیمم بدون ایجاد مشکلی کار کنند . همچنین لوله های تخلیه در این عمق به هر کانالی که آب تخلیه شده را به خارج هدایت کند سوار هستند . در محل تخلیه هر مخزن باید یک چاهک به ابعاد 40سانتیمتر در 40سانتیمتر و عمق 10 سانتیمتر در نظر گرفت تا عمل شستشو و تخلیه مخزنها راحت باشد . کف کانال آبرو تخلیه زیر آب , باید 10 سانتیمتر زیر لوله تخلیه باشد (برای باز و بسته کردن شیر از لوله و ....) . زیر لوله های مکش پمپ نیز باید 10 سانتیمتر بالا تر از کف مخزن باشند تا احتمالا مواد ته نشین شده وارد لوله های مکش نشوند .

لوله های پرکن از دیواره وارد مخزن می شوند و در حد فاصل سقف و دیوار قرار می گیرند.

همیشه محل لوله های پر کن و لوله های زیر آب باید در یک نقطه باشد تا دریچه بازدید که در روی سقف در این نقاط پیش بینی می شود برای مواقع ضروری هم مشرف به لوله های زیر آب و هم به لوله های پر کن باشند.

لوله مکش آب باید در سمت داخل مخزن از دیوار تمام شده 20 سانتیمتر بیرون باشد و در سمت بیرون مخزن باید 50 سانتیمتر بیرون باشد و هر دو سر لوله دنده شوند تا در صورت لزوم بتوان اتصالاتی را به آن متصل نمود , جنس لوله بهتر است گالوانیزه باشد و طول لوله زیر آب در سمت داخل مخزن باندازه ای باشد که سر آن هم سطح دیوار مخزن گردد و در سمت بیرون مخزن 50 سانتیمتر از دیوار مخزن بیرون باشد , جنس این لوله هم بهتر است گالوانیزه باشد و سر لوله در سمت بیرون مخزن دنده شود , بنابراین با توجه به توضیحات فوق دارای لوله برای هر یک قابل محاسبه می باشد.

مخازن بتنی داخل زمینی

این نوع مخازن چندان مناسب نیستند زیرا اولا به پمپ های زمینی سوار نیستند و یا باید پمپ خانه نیز در زیرزمین باشد که در نتیجه دسترسی به پمپ ها و سایر وسایل برای تعمیر و حمل و نقل مشکل است و یا باید در آنها از پمپ شناور که به صورت افقی در کف مخزن نصب می گردد استفاده نمود که دسترسی به این پمپ ها نیز مشکل است و در صورت خراب شدن مدتی کار تولید مختل می گردد و اگر دو پمپ شناور نصب کنیم ( یکی رزرو ) هزینه اولیه تاسیسات بالا میرود.

تخلیه این مخازن را با ثقل نمی توان انجام داد و باید از پمپ کف کش سیار استفاده نمود که این پمپ ها نیز گران می باشند . بطور کلی این سیستم دردسر فراوانی داشته و شستشوی مخزن نیز زحمت زیادی دارد و چون فقط یک مخزن است لذا شستشوی آن فقط در ایام تعطیلات سالیانه کارخانه مقدور خواهد بود ( اگر دو مخزن ساخته شود ناچارا باید در هر یک پمپ شناور جداگانه نصب نمود).

روی این مخازن نیز باید با سقف سبک پوشانده شود.

ظرفیت مخازن زمینی برابر است با مجموع ظرفیت های صنعتی و بهداشتی و مصرف آتش نشانی.

تانک تحت فشار (Pressure tank)

در هر سیستم آبرسانی حداقل در یک نقطه از آن برای انتقال آب و تامین فشار لازم در شبکه از پمپ استفاده می شود, این پمپ یا در چاه و یا در جلوی مخازن زمینی ذخیره آب نصب می گردد. پمپها نباید بطور دایم کار کنند چون اگر مصرف در شبکه کم باشد یا اصولا مصرف نباشد پمپ های سانتریفوژ آب را در خود به گردش در می آورند و پروانه بطور آزاد در محفظه پمپ درون آب گردش می کند, البته پمپ های سانتریفوژ(Contrifugal pump) تفاوت عمده با پمپ های دنده ای (Cearing pump)دارند. به این صورت که اگر شیر خروج سیال از پمپ دنده ای بسته شود چون سیال راه خروج ندارد و به دندانه های چرخ دنده پمپ فشار می آورد دنده های پمپ را می شکند ولی در پمپ های سانتریفوژ اگر شیر خروجی بسته شود پروانه پمپ, سیال را از پشت خود گرفته و از داخل خود خارج می کند و لذا پروانه بطور آزاد در داخل سیال گردش می کند.

بنابراین گردش پروانه در آب دو نکته بوجود می آورد یکی اینکه انرژی الکتریکی بدون آنکه کاری انجام شود مصرف می گردد و دوم اینکه گردش زیاد پروانه در آب سبب تبخیر آب در سطح پروانه و ایجاد پدیده کاویتاسیون(Cavitation) می گردد چون تبخیر آب در سطح پروانه ایجاد یک خلا روی فلز پروانه می کند و این خلا در مرور زمان از سطح فلز جرم برداری می کند و حفره هایی در سطح پروانه ایجاد می شود که بعد از مدتی پروانه خراب شده و پمپ از کار می افتد.

همچنین شبکه تحت یک فشار دینامیکی قرار می گیرد که سبب استهلاک شیرآلات و اتصالات دنده ای شده می شود. در نتیجه با استفاده از برج آب یا تانک تحت فشار که موازی با پمپ نصب می گردند توسط سیستم کنترل سطح آب در مواقعی که مصرف کم یا قطع می شود به پمپ فرمان قطع می دهد و شبکه در شروع مصرف از ذخیره آب در برج و به نوعی در تانک تحت فشار استفاده می کند تا وقتی مصرف زیاد شد و آب ذخیره جوابگو نبود سطح آب در برج یا تانک تحت فشار کاهش یافته و پمپ فرمان روشن می گردد.

تانک تحت فشار روی زمین نصب می شود و نسبت به برج آب بسیارارزانتر در می آید و دسترسی به آن بسیار راحت تر از برج آب می باشد و مشکلات نگهداری برج آب را ندارد, تامیت فشار توسط هوای فشرده می باشد که در بالای تانک قرار می گیرد و با فشار خود آب را تحت فشار قرار می دهد, این فشار باید برابر فشار پمپ (Head) باشد تا شبکه تحت فشار نسبتا ثابتی قرار گیرد و متعادل (Balance) باشد از طرفی چون هوا به مرور زمان در آب حل می شود لذا فشار هوای محبوس بالای تانک, کاهش می یابد و سطح آب به دلیل غلبه فشار پمپ به فشار هوا بالا می آید تا هوا متراکم شده و فشار آن برابر فشار پمپ شود به همین علت سعی می شود که تانک های تحت فشار دارای قطر کم و ارتفاع زیاد باشند تا سطح تماس آب با هوا کمتر باشد ( البته از نظر مقاومت مصالح نیز موضوع مهم است ) باید توجه داشت که هر چه فشار بیشتر باشد حلالیت هوا در آب بیشتر می شود. البته چون بیشتر مواقع تانک های تحت فشار را در محل های مسقف نصب می کنند گاه به دلیل محدودیت ارتفاع مسقف اتاق ,ناچار می شوند از مخازن تحت فشار افقی استفاده کنند که سطح تماس آب و هوا بسیار زیاد می شود. کنترل سطح آب تثبیت فشار هئا در تانک های تحت فشار به دو روش صورت می گیرد:

1- تنظیم دستی سطح هوا و فرمان به پمپ یا پرشرسویچ :

در شروع بهره برداری سطح آب را در نقطه ای در حدود 3/1 ارتفاع تانک از بالای آن انتخاب می کنیم و روی شیشه آب نما علامت می زنیم, سپس پمپ را روشن می کنیم تا سطح آب در تانک به علامت برسد, سپس پمپ را خاموش کرده و شیر هوای فشرده را باز می کنیم تا آنقدر هوا وارد شود تا فشار سنج به فشار مورد نظر برسد سپس شیر هوا را می بندیم , سیستم در این حالت می تواند کار کند و هر گاه فشار به حد بالا رسید پرشرسویچ پمپ را قطع می کند و هرگاه فشار کاهش یافت و به حد پایین رسید پمپ شروع به کار می کند. باید توجه کرد که روی پرشرسویچ دو محل تنظیم وجود دارد که یکی برای تنظیم فشار حد اکثر و یکی برای تنظیم اختلاف فشار مورد نظر است, که در نتیجه فشار ماکزیمم و منیموم را می توان داشت. اختلاف بین فشار حداکثر و فشار حداقل ( اختلاف فشار ) باید به اندازه ای باشد که پمپ با توجه به مصرف در هر ساعت حداکثر 6 بار استارت کند ( برای محافظت الکتروموتور ) که معمولا اختلاف یک اتمسفر این نتیجه را بدست می دهد, بنابراین سطح پایین آب در تانک در حالت فشار حداقل باید مورد توجه قرار گیرد و اگر تانک از آب خالی شد و تمام حجم تانک را هوا گرفت باید سطح آب را در فشار حداکثر به بالاتر برد تا هنگامی که سطح پایینی آب در فشار حداقل در آب نما مشاهده گردد ( روش آزمون و خطا ) و علامتی که برای فشار حداکثر روی آب نما بدست می آید باید به گونه ای ثابت شود که همیشه باقی بماند, معمولا در هر فاصله زمانی مناسب سطح آب باید نسبت به علامت بازبینی گردد تا در صورت بالا رفتن سطح آب نسبت به علامت ( بدلیل حل شدن هوا در آب ) با باز کردن شیر تخلیه مقداری آب را تخلیه نمود تا سطح آن به علامت برسد و سپس با بستن شیر تخلیه و باز کردن شیر هوا آنقدر هوا وارد تانک کرد تا فشار روی فشار سنج به حداکثر مقدار قبلی برسد . در عمل, این فاصله زمانی حدود دو ماه می باشد.

2- تنظیم اتوماتیک سطح هوا و فرمان به پمپ توسط رله کنترل سطح مایعات:

در این حالت سطح بالا و یا پایین آب توسط محاسبه بدست می آید و این سطوح توسط الکترود بالا و الکترود پایین کنترل می شوند و فشار هوای بالای آب همواره توسط پرشر سویچ و شیر مغناطیسی روی لوله هوا ثابت نگهداشته می شود ( چون هوا در آب حل می شود و فشار آن کاهش می یابد ).

اساس کار سیستم کنترل سطح آب بر اندازه گیری مقاومت بین دو الکترود توسط پتانسیو متر می باشد یعنی اگر الکترود بالا در آب باشد مقاومت بین آن دو تفاوت می کند و فرمانی صادر نمی شود, وقتی الکترود پایینی نیز در هوا قرار گرفت مقاومت حاصل بین دو الکترود, فرمان استارت به پمپ می دهد و سیکل کار تکرار می گردد, برای اندازه گیری مقاومت توسط پتانسیومتر نیاز به یک الکترود واسطه (Reference) می باشد که همیشه در آب قرار دارد که در پایین ترین نقطه تانک و مقداری پایین تر از الکترود پایین نصب می شود ( البته این الکترود لازم نیست حتما در آب باشد و می توان را به جدار خرجی تانک نیز نصب نمود )

محاسبه ظرفیت تانک تحت فشار و سطوح آب
مفهوم علایمی که در روابط محاسباتی به کار رفته عبارتند از:

ماکزیمم مصرف بر حسب متر مکعب بر ساعت QM

تعداد استارت پمپ در ساعت (4 الی 6 بار) N

حداقل ارتفاع آب در تانک ( معمولا 0.1 متر ) R

حداقل فشار داخل تانک برحسب bar PL

حداکثر فشار داخل تانک برحسب bar PH

حجم کل تانک بر حسب متر مکعب Vt

حجم حداکثر آب در تانک بر حسب متر مکعب VW

سطح مقطع تانک بر حسب متر مربع S

زمان ذخیره (نسبتی از یک ساعت , معمولا یک ربع ) a

ارتفاع حجم VW بر حسبm HW

ارتفاع حجم حداقل سطح آب بر حسب m HR

حجم حداکثر آب ( VW ) :

)/N (a VW =

مقدار VW نسبتی از Vt ( حجم تانک ) می باشد که داریم:

= CVtVW

در نتیجه حجم کل تانک برابر است با:

C Vt = VW/

که مقدار ضریب C از رابطه زیر بدست می آید :

C = ( 1- R ) (1- PL/PH)

اگر حجم تانک بیش از 5000 لیتر شود باید از دو عدد تانک که با یکدیگر بطور موازی در مدار قرار گیرند و مجموع حجم آنها برابر Vt می شوند استفاده کرد یعنی حجم هر تانک برابر Vt/2 می شود.

ارتفاع الکترود بالایی از کف تانک یا
 

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

برچسب ها: بتن, افزودنی بتن, آب بند بودن مخازن ذخیره آب, مخازن بتنی, کلینیک فنی و تخصصی بتن

آزمایش های مربوط به بتن الیاف پلیمری و چگونگی ساخت آن
 
کد مطلب : 9

 

یکی دیگر از الیاف های که در بتن مسلح استفاده می شود بتن الیافی پلیمری می باشد یکی از مزایای الیاف پلیمری مرکب نسبت به مواد فلزی پدیده خستگی می باشد که در گذشته درصنایع هوایی استفاده می شد و رفتار خوبی را در مقابل خستگی از خود نشان داده اند فولاد معمولاًدر اثر گسترش ترک به طور ناگهانی گسیخته میشود ولی مواد مرکب پلیمری در اثر پارگی الیاف و یا ماتریس در سطح تماس الیاف بسیار کند گسیخته و همچنین در بتن دیده می شود. پراکندگی قابل ملاحظه موجود در نتایج آزمایشها روی مواد مرکب پلیمری باعث شده که در عمل تنش طراحی کمتری برای این مواد در نظر گرفته شود. طبق نظر دوهوفر (1973)، رفتار خستگی رزینها مختلف با توجه به تفاوت شیمیایی زیاد فرقی نمی کند ولی اپوکسی ها عملکرد خستگی بهتری دارند.

طبق نظر هالاوی (1993) مکانیزم تخریب مواد پلیمری مرکب عبارت است از:

1-ترک برداشتن ماتریس

2-لایه لایه شدن مواد

3-پارگی الیاف

4-از بین رفتن چسبندگی بین ماتریس والیاف

طبق نظریه کرسیس(1989):ورقها با الیاف یک جهته به دلیل اینکه تمام بار درجهت نیرو به الیاف وارد میشودمقاومت خستگی خوبی دارند ورقه ورقه شدن الیاف مرکب به علت تنشهای بین صفحه ای میباشد معمولاً از انتهای آزاد وتکیه گاه شروع می شود وبه طرف داخل ورق گسترش می یابد.

یک مکانیزم مهم خرابی جدای بین الیاف و رزین در سال 1973 دو هیو فز مشاهده کرد:

Gfrp باعث جداشدگی میشود ولی در GFrp تازه تا70درصد مانع جدا شدگی می شود. استاتیکی 30درصد مقاومت

ترمیم وتقویت سازه های بتن مسلح با استفاده از روش الیاف پلیمری مرکب در بتن مسلح (اف ار پی):

درحقیقت پوشش کاملی از ورقهای نا زک فولاد والیاف پلیمری مرکب است که می توان آن را برای تقویت تیرها وستون ها ودال هاو...استفاده نمود. مقاوم سازی با الیاف فولادی از طریق چسباندن به وسیله چسب رزین واپوکسی در تیرها وستون ها انجام میگیرد در ترمیم تیرها و ستون ها به روش (اف ار پی ) با الیف پلیمری مرکب باید موارد زیر را در نظر داشت:
 

شرایط به کار گیری و سختی کار :

1-ابعاد لایه تقویت درهندسه و وزن بنا

2-دوره زمانی اجرای طرح تقویت

3-هزینه اجرای طرح

انواع الیاف فولادی مرکب در ساختمان شامل زیر میباشد:

1-الیاف شیشه

2-الیاف کربن

3-الیاف آرامید

در الیاف مرکب فولادی می توان از چند نوع الیاف استفاده کرد که به ان هیبرید (Hybrid) گویند.

1- الیاف شیشه ای: رایج ترین وپر مصرف ترین نوع الیاف مورد استفاده در سقف کامپوزیت است. بر حسب نوع ترکیب مواد به کار رفته به انواع گوناگون تقسیم میشوند. مزایای این الیاف قیمت پایین واستحکام کششی بالا ومقاومت شیمیای بالاو خواص عایقی بالا میباشد معایب آنها عبارتست از مدول کششی پایین و وزن مخصوص نسبتاً بالا وحساسیت در برش وهمچنین با دما ورطوبت نیز استحکام کاهش می یابد.

2- الیاف کربن: دانسیسته آن 22.7 کیلو نیوتن برمتر مکعب می باشد وشکل مختلف ان بلوری می باشد وضخامت ان نازکتر از موی انسان می باشد و دارای قطر 6-10میکرو متر می باشد.

مزایایی اصلی آن:

استحکام بالای خستگی-مقاومت در برابر خوردگی- ضریب انبساط حرارتی پایین

معایب:

قیمت بالا -کرنش در شکست-هادی الکتریکی

3- الیاف آرامید:

پلیمر های آرامید دارای خصوصیاتی چون نقطه ذوب بالا و پایداری حرارتی عالی ومقاومت در برابر شعله وغیر قابل حل بودن در بسیاری از حلال های آلی شناخته شده اند دانسیسته ان بین 12-14.6 کیلو نیوتن بر متر مکعب می باشد دارای خواصی چون مقاوت در برابر ضربه عدم حساسیت به شکاف خواص الکتریک- خود خاموش کنی از خصوصیات آن می باشد.

منبع: ایران سازگان

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

برچسب ها: بتن, افزودنی بتن, بتن ریزی در زیر آب, پیوند بین بتن و فولاد, کلینیک فنی و تخصصی بتن

ارزیابی زیست محیطی پیامدهای کاهش دوام سازه های بتنی
 
کد مطلب : 6


با افزایش روزافزون ابعاد و تعداد پروژه¬های عمرانی در جهان به خصوص درکشورهای در حال توسعه مانند ایران و به تبع آن مصرف رو به افزایش بتن به عنوان پرمصرف¬ترین مصالح ساختمانی در عرصه پروژه-های مختلف چون سدها، پروژه¬های نفتی و پتروشیمی، کارخانجات صنعتی، پل¬ها، فرودگاه¬ها، اسکله¬ها، سازه¬های آبی و تصفیه خانه¬های آب و فاضلاب، نیروگاه¬ها و ... از یک سو و از سوی دیگر کاهش عمر مفید و بهره¬برداری سازه¬های بتنی

 مقدمه:

امروزه با گسترش  و افزایش حجمی، مالی، اهمیت و زمان پروژه عمرانی در سطح دنیا و ایران از یک سو و از سوی دیگر جایگاه بتن به عنوان پر مصرف ترین  ماده و مصالح مصرفی در این پروژه­ها، باعث گردیده تا دست اندرکاران و متخصصین این عرصه نگاهی ویژه در مواجهه با این مصالح مصرفی داشته باشند. بتن که با بهره­گیری از مزایای منحصربفردی چون دسترسی نسبی آسان، هزینه­ی اجرایی مناسب، مقاومت در برابر حرارت و آب، شکل پذیری بالا و ... همواره از سوی طراحان و مهندسین اجرایی براساس مشخصه مقاومت ارزیابی و دسته بندی می­گردد. لذا در سال­های اخیر با توجه به تنوع­ زیاد محیطی محل­های اجرایی سازه­هایی هم­چون مناطق ساحلی، مناطق با آب و هوای گرم و یا سرد، سازه­های آبی، سازه­های حرارتی، سازه­های نیروگاهی و هسته­ای، سازه­های دریایی و ... که هر یک دارای شرایط  و تاثیر گذاری متفاوت بر سازه­های مذکور می­باشند که به صورت ملموس می­تواند تاثیری پررنگ بردوام و عمر بهره برداری سازه­ها داشته باشد، کارشناسان را به فکر لحاظ فاکتورهای دوامی در طرح اختلاط بتن فرو برده است. بدیهی است با توجه به اینکه سازه بتونی چه در مراحل ساخت مصالح اولیه بتن مانند کارخانه­های فولادسازی، کارخانه سیمان، سنگ شکن­ها و کارخانه­های تولید مواد شیمیایی و پوزولانی، حمل و سیستم­های انتقال مصالح به پروژه­ها، اجرا و تخریب سازه­های مستهلک، می­تواند تولید کننده و وارد کننده حجم بالای آلودگی به محیط زیست باشند و هم چنین عدم بازیافت مناسب از سازه­های تخریبی، باعث می گردد دوام بهره برداری پایین تر از معیارهای پیش بینی شده و جهانی، اثرات مخرب زیادی بر محیط زیست و تولید پسماندهای مضاعف داشته باشد.

 

2. دوام سازه های بتنی:

دوام یا پایایی بتن متناظر با سن یا عمر خدمت رسانی آن در شرایط محیطی مشخص به شمار می­آید. بدیهی است با تغییر شرایط محیطی حاکم بر بتن، مفهوم دوام بتن تغییر می کند.  طبق تعریف ACI 201 ، دوام بتن حاوی سیمان پرتلند به توانایی آن برای مقابله با عوامل هوازدگی، تهاجم شیمیایی، سایش و یا هر فرآیندی که به آسیب دیدگی می­انجامد، گفته می­شود. بنابراین، بتن پایا بتنی است که تا حدود زیادی شکل اولیه و کیفیت و قابلیت بهره­برداری و خدمت رسانی خود را در شرایط محیطی حاکم حفظ نماید. اکنون لزوم منظور نمودن مشخصات دوامی مصالح مصرفی در سازه­ها همانند مشخصات مکانیکی پذیرفته شده است که همراه آن هزینه نیز منظور می­گردد. سازه­هایی هم­چون رویه­های بتنی راه، فرودگاه و پارکینگ­ها، بتن­ سیلوهای غلات و سیمان و سایر مصالح معدنی، پل­های راه و راه آهن، باراندازها و اسکله­های بتنی و پل­های ارتباطی آن، مخازن آب یا نفت و گاز مایع و غیره، جداول بتنی و قطعات نیوجرسی، قطعات پیش ساخته­ای همانند تراورس و لوله­های بتنی آب و فاضلاب، سازه­های بتنی فراساحلی، سدهای بتنی و سرریزها، پوشش بتنی پیش ساخته و درجا برای تونل­های راه و راه آهن و انتقال آب، سازه­های بتنی تصفیه خانه­های آب و فاضلاب، سازه­های بتنی راکتورهای اتمی و تاسیسات وابسته به آن، کانال­های انتقال آب و آبروهای بتنی، دودکش­ها و برج­های مخابراتی بتنی، ساختمان­ها و بناهای مسکونی، تجاری، اداری و آموزشی، فرهنگی و ورزشی، نیروگاه­های آبی، گازی و حرارتی، برج­های خنک کن باز و بسته نیروگاه­های حرارتی، سازه­های مرتبط با صنایع مختلف مانند سیمان، نفت و گاز، فولاد، شیشه و صنایع مختلف کشاورزی و غذایی، ساخت قطعات پیش ساخته غیرمسلح یا مسلح برای حفاظت از موج شکن­ها و تاسیسات بندری و غیره از جمله مواردی است که مصرف بتن با دوام و قطعات بتنی با عمر زیاد را می طلبد. هرچند از دیرباز مسئله دوام مصالح ساختمانی اهمیت داشته است اما بعد از جنگ جهانی دوم و به ویژه از دهه 70 میلادی با افزایش اهمیت مسائل زیست محیطی و کنترل آلودگی­ها  به موضوع دوام بتن بیش از پیش پرداخته شده است و مرتباً بر اهمیت آن افزوده می­گردد. [ 1 ]

لذا پر واضح است که با توجه حجم بالای تولید آلودگی در روند تولید مصالح اولیه ساخت بتن که بعضاً  روند تولیدی تعدادی از آن­ها از منظر حجم و نوع پسماند خروجی از  مخاطره ساز ترین صنایع در سطح دنیا شناخته می­شوند کاهش عمر مفید این سازه­ها تا چه حد می­تواند آثار زیان باری با خود به همراه داشته باشد. از این رو جا دارد تا در ایران نیز به عنوان کشوری در حال توسعه بیش از پیش به مبجث دوام پرداخته گردد.

 

3. بررسی انواع پسماند  و آلودگی­های هوا در چرخه ساخت، بهره برداری و بازیافت سازه­ های بتنی:

3-1. پسماندها و آلودگی هوا  ناشی از تولید مصالح اولیه:

3-1-1. استخراج ، تولید و حمل سیمان :

بخش صنعت به خصوص صنعت سیمان از جمله بخش­های عمده مصرف کننده انرژی پس از بخش­های خانگی، تجاری و حمل و نقل می­باشد. مصرف زیاد سوخت­های فسیلی جامد، مایع و گاز در کارخانجات این بخش و همچنین در نیروگاه­ها جهت تامین برق مورد نیاز کارخانه­های سیمان علاوه بر پر هزینه شدن تولید، در ایجاد آلاینده­های مختلف همچونCO2،NOX ، فلزات سنگین و فاضلاب­های صنعتی و .... نقش مهمی را ایفا خواهد نمود. میزان انتشار آلاینده­ها که حاصل سوختن سوخت­های فسیلی است، در محیط زیاده بوده و اثرات زیست محیطی زیانباری را از جمله آثار گلخانه ای، باران­های اسیدی و مرگ و میر انسان­ها و سایر موجودات را به همراه خواهد داشت.

 

 
3-1-2. پسماند و آلودگی­های محیط در صنعت سیمان :

تولید سیمان بطور غیر قابل اجتناب یک فرایند پسماند زا و آلوده کننده محیط زیست می­باشد. پسماند وآلودگی­های اصلی شامل ضایعات مواد اولیه تولید سیمان، پسماند ناشی از سوخت­های فسیلی، فاضلاب­های صنعتی، پسماند مصالح ساختمانی ناشی از تعمیرات در کوره­ها و سایر بخش­ها، فاضلاب­های ساختمانی و بیمارستانی، دفع روغن و مواد ضایعاتی و تعمیرات ماشین آلات، نشت سوخت و هیدروکربن­ها از مخازن زیرزمینی،  دی اکسید کربن ( CO2 )، دی اکسید سولفور ( SO2 )، اکسید های ازت ( NOX )، مونوکسید کربن ( CO ) و هیدروکربن­های سوخته، فلزات سنگین، ترکیبات آلی ( از قبیل در اکسین­ها و فوران­ها، گرد و غبارهای خروجی از دودکش­ها، هالوژنه­ها، سر و صدا، آب ریزش­ها و ضایعات تولیدی مثل آجرهای مستعمل و غبار کوره می­باشد. [ 2 ] در جداول شماره 2، 3، 4، 5 و 6  به انواع آلودگی­های تولیدی و در شکل شماره 1 به بخش­های مختلف فرآیند تولید سیمان و آلودگی­های آن  اشاره شده است.

 
3-1-3. استخراج، تولید و حمل فولاد :

اساساً واحدهای تولید فولاد در مرحله بهره برداری با توجه به فرآیند به کار گرفته شده، آلاینده­های گوناگونی تولید نموده و به صورت­های مختلف شرایط نامطلوب و زیان آور محیط کار و محیط زیست ایجاد می­کند. منبع اصلی پسماند و آلاینده­های هوا در صنعت فولاد پسماندهای ناشی از استخراج مواد از مواد اولیه، نشت سوخت از مخازن، مصالح ضایعاتی ناشی از تعمیرات، روغن، قطعات و.... تعمیرات ماشین آلات و تجهیزات مکانیکی با توجه به استهلاک بالا، لجن اکسید آهن، نرمه آهن اسفنجی، ضایعات صنعتی، نرمه گندله سنگ آهن و کوره ی ذوب قراضه­ها می باشد. ماهیت و کیفیت پسماند و آلاینده­های هوا  به میزان استهلاک و عمر کارخانه وتجهیزات و ناخالصی­هایی مثل رنگ، روغن، لاستیک، پلاستیک، فلزات سمی و سایر مواد خطرناک در مواد قراضه بستگی دارد. آلاینده­های اصلی هوا در دود ناشی از کوره­ها، ذرات معلق هستند. فاکتور انتشار مواد معلق برای عملیات تولید کنترل نشده آهن و فولاد مطابق گزارش EPA برای کوره الکتریکی ( بدون لوله دم اکسیژن ) حدود 019/0 تا 19 کیلوگرم به ازای هر تن قراضه است. در صورتی که نسبت قراضه به محصول 07/1 درصد در نظر گرفته شود فاکتور انتشار باید حدود 02/0 یا 20 کیلوگرم در هر تن محصول باشد. گروه بانک جهانی میزان متوسط 10 کیلوگرم گرد و غبار به ازای هر تن فولاد را با دامنه حدود 35-5 کیلوگرم در تن برای کوره الکتریکی بسته به عواملی مثل ویژگی­های کوره و کیفیت قرضه ها، گزارش می­کند. [ 6 ]

بخش­ها و مراحل مختلف تولید کننده آلودگی صوتی، هوا و پساب در صنعت فولاد :

    حمل و نقل مواد اولیه
    دپو ذخیره سازی مواد اولیه
    بکار گیری مواد اولیه در فرآیند تولید
    مرحله ذوب
    خروج مواد مذاب و قالب گیری
    تولید سرباره
    انتشار ذرات فولاد
    خنک کردن دستگاه­ها
    تولید فاضلاب بهداشتی
    تولید فاضلاب صنعتی
    پیش حرارت دادن پاتیل
    جوشکاری و عملیات برش شعله گاز
    حمل و نقل جهت بازار [ 6 ]

 

3-1-4. استخراج و حمل سنگ دانه­ها :

      برداشت روز افزون از معادن سنگ چه در قالب شن و ماسه­های کوهی و یا رودخانه صرف نظر از میزان آلودگی­های ناشی از فرآوری انجامی، باعث تغییرات زیادی در چرخه اکوسیستم  طبیعت و بطور خاص رودخانه­ها و جانوران وابسته به آن می­گردد، که بی شک در بلند مدت می­تواند اثرات سویی بر این چرخه داشت. پسماند و آلودگی­های ناشی از استخراج سنگ دانه­های مصرفی در بتن شامل شن و ماسه در چند بخش قابل بررسی و تقسیم بندی می­باشد.

آلودگی­های ناشی از احتراق سوخت دستگاه­های سنگ شکن؛ پسماند آب­های شست­وشو سنگ دانه­ها به منظور جدا سازی خاک و مواد زائد؛گرد و غبار ناشی از شکست مکانیکی سنگ دانه­ها؛ نشت سوخت مخازن مستهلک؛ آلودگی های ناشی از حمل و نقل داخل کارگاهی سنگ دانه­ها؛ آلودگی­های صوتی ناشی از فعالیت­های مکانیکی سنگ شکن­ها؛ پسماندهای ناشی از استهلاک بالای سنگ شکن­ها و روغن و قطعات تعویضی؛ پسماند ناشی از فاضلاب نیروی انسانی شاغل در این کارگاه­ها.

       در اینجا با توجه به اینکه بخش­های  زیادی از آلودگی­های ایجاد شده از استخراج و حمل سنگ دانه­ها  با سایر مصالح مشروح پیشین مشابه می­باشد ، صرفا به بررسی آلودگی­های صوتی ایجاد شده  در فرآوری سنگ دانه­ها، در قالب دو جدول 7 و 8 و همچنین میزان صدای عمومی در قسمت­های مختلف معادن و مقادیر صدا در باند فرکانسی 8000-125 در مشاغل مختلف معدنی می­پردازیم :

     
3-1-5. تولید و حمل مواد افزودنی بتن :

در حال حاضر افزودنی­های بتن به صورت فراگیر و رو به افزایشی در بتن به مصرف می­رسد. این افزودنی­ها به دو صورت مایع و جامد به مصرف می­رسند و به بتن ساز  کمک می­کنند که نیازهای خاص اجرایی و بهره برداری خود را پوشش دهد. این افزودنی­های شیمیایی ( افزودنی­های معدنی از این بحث خارج بوده و آلودگی و پسماند آن­ها بیشتر در زمان ساخت بتن مورد توجه می­باشد ) مانند تولید سایر مواد شیمیایی دارای اثرات زیست محیطی می­باشند.

ضایعات پلیمری؛ نشت سوخت از مخازن؛ کاتالیست­ها؛ جاذب­ها؛ فربال­های مولکولی و رزین­ها؛ روغن زائد و تعویضی؛ خاک­های رس و افزودنی­های پودری؛ لجن و فاضلاب­ها؛ کک و هیدروکربن­ها؛ زائدات تعمیراتی و OVERHAUL،  بشکه­های مواد بسته بندی و غیره؛ آلودگی­های ناشی از احتراق سوخت­ها و... فاضلاب­های صنعتی و انسانی؛ آلودگی­های حمل و نقل [ 8 ]

 

3-2. پسماندهای ناشی از تولید و اجرای بتن :

فرآیند تولید و اجرای بتن در کارگاه به علت برنامه ریزی، کنترل، پیش بینی­های ناکافی و عدم دقت در مشخصات همواره ایجاد کننده بخش عمده­ای از پسماند و آلودگی هوا در عرصه سازه­ های بتنی می­باشد.

روغن و ضایعات ناشی از تعمیرات بچینگ؛ ماشین آلات حمل و پمپ بتن ریزی؛ پرت سیمان در محیط به صورت دوغاب و یا گرد؛ نشت افزودنی های شیمیایی در زمین؛  گرد وغبار ناشی از پودر میکروسیلیس و استنشاق توسط کارگران با اثرات تنفسی و سرطان زا؛ پسماند بسته بندی سیمان و مواد افزودنی؛ گازهای ناشی از احتراق سیستم سوخت در بچینگ؛ تراک میکسر و پمپ­های بتن؛ فاضلاب­های انسانی ناشی از حمام؛ دستشویی و آشپزخانه؛ فاضلاب­های ناشی از شست­وشو ماشین آلات؛ پساب ناشی شست­وشو مصالح سنگی برای کاهش SE و خنک کردن مصالح؛ پساب ناشی از کیورینگ بتن؛ پرت های بتن های اضافه برنیاز به علت برآورد اشتباه و آماده نبودن کار و تخلیه آن در محیط زیست؛ پسماند ناشی از ظروف یک بار مصرف و سایر ضایعات کارگری.

 

3-3. بازیافت مصالح ناشی از تخریب پس از اتمام زمان بهره برداری یا عدم برخوداری از مشخصات مورد نیاز :

    در حال حاضر در بسیاری از کشورهای پیشرفته و بخش­های زیادی از صنایع  فرآیند بازیافت از منظر اقتصادی و محیط زیستی، بصورت جدی مورد توجه بوده و صورت می­پذیرد. لذا در کشورهای در حال توسعه و جهان سوم این امر هنوز به طور جدی انجام نمی­گیرد. بازیافت مصالح ساختمانی از جمله بتن نیز از این قاعده جدا نیست.

واقعیت این است که هر سازه و محصولی پس از پایان عمر مفید خود چه به صورت زودرس و چه طبق مشخصات تولیدی دو راه پیش رو دارد، یا به عنوان پسماند وارد طبیعت گردیده و یا در قالب بازیافت تمام و یا بخشی از آن مجدداً وارد چرخه مصرف می­گردد. که این بازیافت از دو زاویه حفظ منابع طبیعی موجود و عدم تولید حداکثری پسماند قابل توجه می باشد. در خصوص بتن نیز این امکان وجود دارد تا با انجام فرآیندهای لازم و آزمایش­های مورد نیاز در تولید مجدد بتن مانند جایگزینی با مصالح سنگی، استفاده از آهن آلات و میلگردها و ... ، مورد استفاده قرار گیرد.

 

3-4. لزوم نگرش دوام محوری:

       با اندکی تامل در موارد ذکر شده مشخص می­باشد که هر مترمکعب بتن مصرفی در کارگاه به عنوان محصول تمام شده، در مراحل ساخت تا چه حد می تواند آلوده سازی محیط نقش داشته باشد. بدیهی است که کاهش عمر سازه­های بتنی به دلایلی چون عدم توجه به مسائل طراحی و اجرا به هر میزان باعث می­گردد این چرخه تولید پسماندها، افزایشی بیش از آنچه در استانداردهای عمرانی انتظار می­رود باشد. لذا به نظر می­رسد بهترین راه در حفظ منابع طبیعی که بعضاً تجدید ناپذیر می­باشند و نیز جلوگیری از آلوده سازی و تخریب مضاعف محیط زیست، تقویت نگاه­های دوام محور به منظور افزایش عمر بهره برداری سازه­ها، چه در فاز طراحی و چه در فاز نظارت و اجرا می­باشد. در ذیل به آیتم­های موثر در کاهش عمر سازه­ها و نیز راهکارهای پیشنهادی برای رفع و پیشگیری در برابر آن­ها اشاره می­گردد:

 

3-4-1. عوامل موثر بر کاهش دوام سازه­ های بتنی:

نمکها؛ اسیدها؛  گازهایی نظیر گاز کربنیک؛ پوشش نا کافی بتن بر روی فولاد؛ کیفیت پایین عمل آوری بتن؛ بار اضافی؛ آب  و رطوبت؛ فرآیند یخبندان بتن؛ خوردگی میکروبی SRB ؛ باکتری­های اکسید کننده گوگرد.

 

3-4-2. عوامل و پیش نیازهای موثر در تامین دوام سازه­های بتنی :

تأمین سرمایه؛ تأمین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص؛  شناخت مصالح و مواد اولیه؛ شناخت عوامل فساد بتن؛ شناخت اقلیم و عوامل محیطی؛ تهیه مصالح و مواد مناسب و نگهداری آن­ها در شرایط خوب و استاندارد؛ تحقیقات: تحقیقات خود دو جزء که بهینه سازی و جایگزینی مواد جدید مقاوم در برابر عوامل فساد بتن و پیدا کردن روش­های جدید مبارزه با فساد بتن می­باشد را شامل می­شود؛ طرح اختلاط بتن؛ تولید، اجرا و عمل آوری بتن؛ نگهداری.

 

نتیجه گیری:

از نظر نویسنده، با توجه به محدودیت­های منابع طبیعی، لزوم و اهمیت حفظ محیط زیست و منابع موجود ، لازم و ضروری است با تامین و بهره گیری از فاکتورهای لازم و ذکر شده در مباحث و بالا بردن دانش فنی دست اندرکاران چون کارفرمایان، طراحان، مشاوران و پیمانکارن در بخش­های دولتی و به خصوص بخش خصوصی به علت در اختیار داشتن حجم بالایی از ساخت و ساز، نسبت به اعمال کنترل­های دقیق و کاربردی علاوه بر کنترل­های موجود در طرح اختلاط بتن­ و اجرای آن، چون نفوذپذیری، مقاومت الکتریکی و ... اقدام میدانی گردد. البته در حال حاضردر برخی از پروژه­ها این کنترل­ها صورت می پذیرد، لذا آن­چه ضروریست انجام این کنترل­ها به صورت فراگیر می­باشد. پر واضح است این امر در کنار لحاظ سایر موارد مورد نیاز چون اعمال پوشش و  نیز سایر موارد ذکر شده در مقاله می­تواند باعث افزایش حداکثری عمر سازه­های بتنی و به تبع آن حفظ منابع موجود گردد. از این رو به نظر می رسد آموزش و آشنایی دست اندرکاران این عرصه  باعث تاثیر مختلف این امر در سازمان­های ذیربط چون سازمان نظام مهندسی و دانشگاه می­تواند تا حدود زیادی موثر واقع گردد.

 

منابع و مراجع :

[ 1 ]  تدین ، محسن.(1384)، دوام سازه های بتنی ،کنفرانس بتن و توسعه .

[ 2 ] کریمی، مهرداد.، و افسریان، سید محمد.، وجهان زاده، حسن.(1391)، آلودگی های صنعت سیمان، اولین کنفرانس صنعت سیمان انرژی ومحیط زیست.

[ 3 ] بختیاری، نوبخت. (1391)، بررسی تاثیر عملکرد پروژه های عمرانی در آلودگی محیط زیست ، اولین کنفرانس صنعت سیمان انرژی ومحیط زیست

[ 4 ] سادات ضیاء جهرمی،شیما.، و هاشمی، سید حسین.( 1390)،  بررسی ،فرآیند ها و آلاینده های صنعت سیمان و مدیریت و کنترل آن. پنجمین همایش ملی و نمایشگاه تخصصی محیط زیست.

 [ 5 ] دیانی، علیرضا.، و رضایی، علی. (1391) ، صنعت سیمان و مسئولیت های زیست محیطی ، اقتصادی و اجتماعی آن . اولین کنفرانس صنعت سیمان انرژی ومحیط زیست.

[ 6 ] قاصدی، آذر.، و قاصدی، آتس سا.، و قربانی، سمانه.، و فلاح، قرشید.( 1388)، بررسی تومان اثرات زیان آور محیط کار و اثرات زیست محیطی ناشی از آلودگی هوا در صنایع فولاد . دوازدهمین همایش ملی بهداشت محیط زیست ، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی.

[ 7 ] حیدریان مقدم، محمد.( 1373)، بررسی میزان صدا و صدا در معادن سنگ  آهن مرکزی ، پژوهنده (4 ) 76 ، ص 31-27.

[ 8 ] مومنی، علی.، و ناصریان،سیروس.(1390)، مدیریت پسماند در پتروشیمی بندر امام. پنجمین همایش ملی و نمایشگاه تخصصی محیط زیست.

 

 
 

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن)) 

www.clinicbeton.ir

برچسب ها: افزودنی بتن, سازه های بتنی, کلینیک فنی و تخصصی بتن

آب بند چیست و نحوه انتخاب مناسب ترین نوع آن چگونه است؟
 

کد مطلب : 5


سالهاست استفاده از آب بند (واتر استاپ) به منظور آب بندی درزهای اجرایی و محل های قطع بتن (Construction Joint) متداول است.

آب بند چیست و نحوه انتخاب مناسب ترین نوع آن چگونه است؟

سالهاست استفاده از آب بند (واتر استاپ) به منظور آب بندی درزهای اجرایی و محل های قطع بتن (Construction Joint) متداول است. امروزه تمامی کشورهای توسعه یافته و پیشرفته از آب بندهای هیدروفیلیک یا بنتونیتی برای آب بندی درزهای اجرایی استفاده می کنند نه نوع P.V.C آن، زیرا محل ثابت سازی آب بندها در بین آرماتورها می باشد و با گذشت چند سال از عمر سازه و بررسی شرایط آرماتورها و بتن مشاهده می کنیم آرماتورهای طولی و عرضی که در سمت آبگیر سازه قراردارند به واسطه عبور آب و استفاده نکردن از افزودنی های بتن، از طریق درز سرد موجود بین مقاطع بتن ریزی شده و لوله های موئین ناشی از تبخیر آب بتن، دچار زنگ زدگی شده که در برخی از موارد با انبساط 6 الی 15 درصدی حجم آرماتورها، بتن دچار ترک خوردگی می گردد. این نقصان عاملی جهت تشدید نفوذپذیری و کاهش شدید طول عمر سازه بتنی می باشد. آب بندهای هیدروفیلی یا بنتونیتی علاوه بر سهولت و سرعت بسیار زیاد در نصب تمامی نواقص فوق الذکر را رفع می کنند.

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

• آب بندی خود بتن توسط بتون مناسب

• آب بندی درزهای بتن توسط واتراستاپ

که هر دو صورت می بایست برقرار باشد.

اصول آب بندی بتن

اصلاح منحنی دانه بندی و کنترل میزان فیلر (FILLER) بتن یعنی بیشتری نسبت به سایر مواد داشته باشد و تغییر نسبت مصالح درشت به ریز (در بتن های معمولی شن بیشتر است ولی در اینجا نسبتها برابر باید باشد)، نسبت آب به سیمان حداقل است، از دیگر عوامل موثر ویبره ی مناسب است و برای افزایش ضریب اطمینان لزوما همه بتن ها نیاز به افزودنی ندارند البته اگرخوب اجرا شود.

اصول آب بندی درزها

• واتر استاپ(water stop)

• درزگیر بتن که به عنوان مکمل استفاده می شود نه به عنوان جایگزین

کاربرد واتراستاپ ها برای آب بندی درزهای اجرایی و درزهای انبساط در سازه های بتنی آبی استفاده می شود.

اهمیت واتر استاپ ها را در سازه های آبی می توان به مانند بادبند ها در سازه ها عنوان نمود.

واتر استاپ طول مسیر جریان و حرکت آب را طولانی می کند تا آب نتواند نشت کند. ضخامت بتن بر اساس میزان نفوذ پذیری از آن جهت اهمیت دارد که اگر ضخامتش بیشتر از میزان نفوذ پذیری آب باشد تا آب از آن عبور نکند.

یکی از نکات در طراحی، عرض واتر استاپ است، که عمق نفوذ بیشتر از یک دور رفت و برگشت باشد.

انواع درزها

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

الف) درزهای اجرایی (مثل قطع بتن ریزی و عدم پیوستگی

ب) ترک

2-درزهای حرکتی:

الف) انبساط حرارتی

ب) انقباض

ج) فرعی ترکیبی

بنا به نوع درزها 2 نوع واتر استاپ داریم که شامل تخت که در وسطش حفره نمی باشد.

همه واتر استاپ ها آج دارند که باعث چسبندگی و افزایش طول مسیر آب می باشند و نوع آنها با توجه به نوع درز تعیین می شوند.

در واتر استاپ هایی که در وسطش حفره دارند، حفره دقیقا وسط درز حرارتی انبساطی می افتد که جلوگیری از بازی کردن درز میشود .

انواع واتر استاپ ها از لحاظ محل قرار گیری در مقاطع بتنی به انواع زیر تقسیم می شوند:

الف) واتر استاپ های میانی

ب) واتر استاپ های کفی (کف استخر،آب بندی استخر)

ج) واتر استاپ های روکار

نکته: در درزهای انبساطی واتر استاپ ها مستقیما با آب در تماس هستند ولی در درزهای اجرائی اینگونه نیست.

عوامل موثر در تعیین اشکال و ابعاد واتر استاپ ها

• نوع و اندازه درز

• محل قرار گیری واتر استاپ ها در مقطع بتنی

• ضخامت قطعه بتنی که واتر استاپ ها در آن قرار دارند

• فشار هیدرواستاتیک درون سازه

نکته 1: دو گوه انتهایی واتر استاپ ها نقش بسیار مهمی در جلوگیری از عبور آب دارد،چون گوه های وسطی که در کشش قرار می گیرند تخت می شوند ولی انتها هیچ تغییری نمی کند.

نکته 2: واتر استاپ به هیچ وجه خم یا سوراخ نمی شود. این واتر استاپ ها را باید از بالا و پایین کاملا مهار شود.

ساده ترین راه همپوشانی (Overlap) هرچقدر که Overlap زیاد باشد به خاطر آج ها دو سر کاملا بر هم منطبق نمی شوند.

بهترین راه Overlap توسط جوش لب به لب توسط دستگاه مخصوص هویه برقی می باشد به این صورت است که دو سر واتر استاپ را ذوب می کنند و به هم می چسبانند.

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

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

مراحل کار: هنگام ذوب کردن هر دو لبه به طور همزمان توسط المانی که وسطش می گذاریم و با گرما می شود.

واتر استاپ در محل عمود بر درز در کشش است و ما در مورد مقاومت کششی این محل اتصال نداریم.

آزمایش کنترل کیفیت واتر استاپ

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

نکته: افزایش طول در زمان بریدگی و مقاومت مهم است.

در سالهای گذشته ار واتر استاپ های مسی استفاده می شد که راحت پاره می شدند و در جوش دادن آنها به مشکل بر می خوردند و در ضمن گران بودند و استفاده از آنها به صرفه نبود.

واتر استاپ های P.V.C در مقابل اشعه ماوراء بنفش خشک و شکننده می شوند.

از ویژگی های واتر استاپ های مرغوب می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• دارای رنگ روشن باشد (چون رنگ تیره از جنس مواد کهنه می باشد)

• سطح آنها حتما آجدار باشد

• زیر تابش مستقیم نور خورشید قرار نگیرد.

• به هیچ وجه سطح آن چرب نباشد.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

برچسب ها: آب بندی بتن, سازه های بتنی, افزودنی بتن, آب بند, water stop

آب بند بودن بتن
 

کد مطلب : 4


آب بند بودن ( نفوذ ناپذیری ) بتن عبارت است از مقاومت بتن در برابر هرگونه عامل خارجی که به سطح بتن حمله میکند و ممکن است به داخل آن نفوذ کند.

آب بند بودن بتن:

آب بند بودن ( نفوذ ناپذیری ) بتن عبارت است از مقاومت بتن در برابر هرگونه عامل خارجی که به سطح بتن حمله میکند و ممکن است به داخل آن نفوذ کند. مثل آب ، هوا ، گازهای خارجی اعم از خورنده و غیر خورنده ، مواد شیمیایی با Ph بالا یا پایین و ... . بتون آب بند عاری از ترک خوردگی های سطحی ، لوله های موئینه در داخل به میزان کم یا صفر و دارای خلل و فرج ناچیزی می باشد که نفوذ هر گونه عامل خارجی به بتن را به حداقل رسانده و یا ناممکن ساخته و به اصطلاح بتن آب بند می شود.

در ساخت بتن عوامل بسیاری چون طرح اختلاط نامناسب ، میزان آب به سیمان بالاتر از حد مجاز ، استفاده غلط از مواد افزودنی بتن ، استفاده بیش از حد مجاز از مواد هوازا در بتن ، عمل آوری نا مناسب ، میزان سیمان ناکافی ، دانه بندی نامناسب که در آن شکاف وجود داشته باشد و یا عدم وجود یا میزان ناکافی از سنگ دانه های با قطر مورد نیاز در بتن و ... می تواند منجر به ایجاد خلل و فرج زیاد و در نتیجه افت آب بندی شدید بتن شود.

در ASTM آزمایشی جهت تعیین میزان نفوذ پذیری بتن وجود ندارد ، زیرا نفوذ پذیری مقوله ای در مورد جسم بتن است نه سطح آن. تنها آزمایش در مورد نفوذ پذیری بتن در DIN آلمان می باشد. در این آزمایش که سه مرحله دارد ابتدا آب یا گاز را تحت فشار در بتن نفوذ می دهند ( Penetration ) ، سپس بتن آن را می پذیرد ( Fusion )و بعد سیال را در خود پخش می کند. ( Dispersion )

این آزمایش و نتایج آن در مورد ساختار بتن می باشد و نه سازه ساخته شده از آن. این آزمایش با جذب سطحی آب متفاوت است. تعیین میزان جذب سطحی آب در بتن با خیساندن آن حاصل می شود.

100 گرم سیمان با آب ترکیبی طبق واکنش شیمیایی زیر تولید می کند :

gr 100 Cement + H à CSH + Ca (OH) 2

در حالت معمولی ساخت بتن میزان 0.25 وزن سیمان ، آب احتیاج داریم. آب بتن در دمای بالای 105 درجه تبخیر و در دمای زیر 40- درجه سانتیگراد منجمد می شود. اگر میزان 15% وزن بتن CSH در آن وجود داشته باشد این عنصر با آب وارد واکنش شیمیایی می شود ، در نتیجه 15% بیشتر از 0.25 وزن سیمان آب نیاز پیدا می کنیم که چیزی حدود 35 تا 40 درصد آب خواهد بود. پس اگر بتن را بسازیم ، با طرح اختلاط و احجام ثابت در طرف چپ معادله بالا ، کاهش حجم در طرف چپ رابطه خواهیم داشت . یعنی بتن پس از ساخت دچار کاهش حجم یا Shrinkage می شود.

بحثی که در مورد بتن تا کنون بسیار مورد توجه بوده و در ساخت بتن بسیار مهم است و به آن به خوبی پرداخته می شود ، بحث Mix Design یا طرح اختلاط بتن است ، اما جنبه دیگری از ساخت بتن که باید مورد توجه واقع شود موضوع Mix Proportion یا نسبت اختلاط بتن است که با طراحی و کنترل آن می توان میزان خلل و فرج های ایجاد شده در بتن را به فراخور استفاده کمتر یا بیشتر کرد و باعث کمتر مصرف شدن سیمان شد. خلل و فرج موجود در در بتن مهمترین عامل تضعیف آب بند بودن بتن می باشد و باید به دقت از داخل بتن خارج شده با موادی که به سلامت ، مقاومت و پایایی بتن صدمه نزنند جایگزین شود.

در منحنی دانه بندی نشان داده شده بهترین دانه بندی و بهترین سنگدانه ها در ناحیه هاشور خورده واقع می باشد.

در ساخت بتن در ایران چون میزان سنگدانه های نرم ( نرم دانه ) در خاکهای طبیعی کم است ، کمبود این اندازه سنگدانه را با سیمان جبران می کنند. در واقع شکاف ایجاد شده در منحنی دانه بندی سنگدانه های مصرفی در بتن را با سیمان پر می کنند. این امر هرچند بدون دانش فنی کافی و به صورت ناخود آگاه صورت گرفته باعث بالا رفتن مقاومت بتن می شود.

شستن بتن می تواند باعث ایجاد خلل و فرج در آن شود. یکی از ضعیف ترین و پر خلل و فرج ترین نقاط بتن ، محل زیر آرماتور ها و سنگدانه های درشت می باشد. این نقاط در ویبره کردن بتن دور از دسترس ویبراتور می مانند و خلل و فرج آنها در همانجا محبوس می شود. درز های اجرایی ایجاد شده در بتن ریز از مقاطع پر خلل و فرج بتن است.

برای از بین بردن خلل و فرج در بتن می توان خود خمیر سیمان را متراکم کرد. خلل و فرجی که به این ترتیب از بین می روند خلل و فرج ژلی هستند. یعنی خلل و فرجی که در ژل سیمان ایجاد میشوند.

استفاده از SiO2 یا اکسید سیلیس که با Ca ( OH ) 2 میل ترکیبی خوبی دارد و در کنار آب با هم خوب ترکیب می شوند ، باعث ایجاد سیلیکات کلسیم محلول در آب می شود و نفوذ پذیری بتن را با کم کردن خلل و فرج کاهش می دهد. زیرا دانه های ایجاد شده بسیار ریز هستند و نقاط خالی را به خوبی پر میکنند و هرچه فاصله بین خمیر سیمان و سنگدانه کمتر باشد خلل و فرج نیز کمتر و آب بندی بتن بیشتر است.

میکروسیلیس حدود 99.9 % سیلیس دارد . اصل نام آن سیلیکا فیوم است که در واقع میکرو سیلیکات است نه میکرو سیلیس. قطر دانه های پودر میکروسیلیس ده ها برابر کوچکتر از قطر دانه های سیمان است و به کار بردن آن در بتن فاصله بین دانه های سیمان باهم ، و سیمان با سنگدانه را به خوبی پر می کند و جسم یک پارچه تری به بتن می دهد. کار با پودر میکرو سیلیس به دلیل نرمی بیش از حد دانه های آن برای کارگران پر مخاطره است ، زیرا با استنشاق آن پودر میکرو سیلیس وارد دستگاه تنفسی شده و به جدار داخلی ریه می چسبد و ایجاد مشکلات تنفسی و سرفه های شدید می کند. برای احتراز از این مشکل ژل میکروسیلیس به بازار عرضه شده است.

میکرو سیلیس از زائدات دودکش های کارخانجات که برای جمع آوری آن پارچه های بسیار ظریف با منافذ خیلی کوچک را روی دود کش می کشند - و مزارع برنج می باشد - که در پی کوبیدن شلتوک برنج حاصل می شود - و از یافتن کار برد آن در بتن زمان زیادی نمی گذرد.

پس از مدتی از استفاده میکرو سیلیس در بتن و در پی مقاومت بالا و نفوذ پذیری پایینی که به دلیل استفاده از میکرو سیلیس حاصل شد ، نانو سیلیس مطرح شد. نانو سیلیس همان فرمول میکروسیلیس را دارد ولی بسیار نرم تر و ریز تر از آن است و واکنش قوی تری با آب دارد.

نانو سیلیس معلق در آب با درصد 15 ( یعنی 15 نانو ) سفید رنگ می باشد. نانوسیلیس با درصد 5 در آب بیرنگ می باشد.

برای کاهش خلل و فرج بتن از مواد حباب ساز و فیلر نیز میتوان استفاده نمود. بزرگترین حباب ایجاد شده توسط حباب ساز ها 0.6 میلیمتر قطر دارد. با افزودن حباب ساز ها قطر لوله های موئینه بتن کاهش میابد ، جداره داخلی آنها لیز می شود و حالت دمپر ایجاد شده و نیروی ضربات استاتیکی را جذب می کنند.

پس از الک سنگدانه ها هرچه زیر الک شماره 200 بریزد فیلر نام می گیرد. در بتن حتماً باید فیلر داشته باشیم و نسبت آن را هم باید به دست بیاوریم به نحوی که Gap Grain دانه بندی از بین برود.

هرچه نفوذناپذیری بتن بالا برود مقاومت بتن هم بالا تر می رود ولی عکس این جمله الزاماً همیشه صحیح نیست . یعنی هرچه مقاومت بالا برود الزاماً نفوذناپذیری بالا نمی رود. به طور مثال می توان بتن متخلخلی ساخت که مقاومت 400 کیلو پاسکال داشته باشد ولی زهکش بوده و آب به راحتی از آن عبور کند. ( Pervious Conceret ) . این نوع بتن استفاده سازه ای ندارد و در ساخت آن فقط یک نوع سنگدانه ( یک الک ) به کار می رود. در ساخت منهول ها ، کف پارکینگ ها و جاهایی از این دست که می خواهیم آب به راحتی از سطح عبور کرده و به عمق نفوذ کند - به کار می رود.

بتن از لحاظ آب بندی رتبه بندی شده است . رتبه 1 ضعیف ترین نوع آب بندی است که در سطح بتن می توان لکه های آب را دید ، مثل قطره آبی که بر سطح آن به جای مانده باشد. برای تست این درجه آب بندی یک روزنامه خشک را به سطح بتن می چسباینم. اگر روزنامه خشکی و سفتی خود را از دست داد و خیس شد یعنی جسم بتن در آب غوطه ور است. برای از بین بردن این حالت دو گزینه وجود دارد. گزینه منفی این است که آب را از سطح بتن خشک کنیم و گزینه مثبت این است که از داخل بتن یک غشاء جای گذاری کنیم. در این حالت آب روی لایه آب بند فشار میاورد و جلوی ورود آب را می گیرد. عمل پلاستر کاری یعنی از مواد پلیمری یا اپوکسی برای بتن روکش می گذاریم و آن را آب بند می کنیم.

برای آب بندی سازه های بتنی در درزهای اجرایی آن water stop میگذاریم. واتر استاپ مناسب برای این نقاط واتر استاپ های تخت هستند. برای نقاطی از سازه که ممکن است دچار انبساط و انقباض شوند واتر استاپ های انبساطی قرار می دهیم. این واتر استاپ ها دارای حفره ای در وسط هستند که تحت فشار یا کشش به راحتی منقبض و منبسط می شود.

واتر استاپ ها باید حالت کشسان داشته باشند. برای تست این رفتار واتر استاپ ها دوسر آن را در دو گیره کششی قرار می دهیم و تحت کشش در هر لحظه با متر اندازه گیری می کنیم و درست در لحظه گسیخته شدن واتر استاپ شماره متر را قرائت می کنیم و این میزان را بدست میاوریم. (elongation at break ). سفت بودن واتر استاپ به دلیل کربنات کلسیم آن است. هرچه میزان کربنات کلسیم کمتر باشد واتر استاپ کشسان تر است.

سطح بتن باز مانده در واتر استاپ که از توالی قرار گرفتن حفره های دایره ای واتر استاپ ها تشکیل می شود را sealant می زنند که 0.25 می تواند بازی داشته باشد و به خود و بتن صدمه نزند. ولی چون Sealant ( درزگیر ) گران است همه آن فضا را پر نمی کنند.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

برچسب ها: آب بند بتن, آب بندی بتن, اجرای آب بندی بتن, کلینیک بتن, کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران

چه تفاوتی بین روان کننده بتن، فوق روان کننده بتن و ابر روان کننده بتن وجود دارد ؟


کد مطلب : 33


روان کننده های بتن اولین نسل تولید شده افزودنی بتن می باشند که بر پایه لیگنوسولفونات بوده و معمولا" برای بتن های معمولی با نسبت آب به سیمان بیشتر از 0/45 کاربرد دارند.

روان کننده های بتن اولین نسل تولید شده افزودنی بتن می باشند که بر پایه لیگنوسولفونات بوده و معمولا" برای بتن های معمولی با نسبت آب به سیمان بیشتر از 0/45 کاربرد دارند.

فوق روان کننده ها دومین نسل تولید شده در خصوص روان کننده های بتن می باشند که بر پایه نفتالین سولفونات بوده و برای بتن های با نسبت آب به سیمان 0/4 الی 0/45 به کار می روند.

ابر روان کننده ها آخرین و جدیدترین نسل روان کننده هستند که بر پایه پلی کربکسیلات بوده و برای تولید بتن های ویژه از جمله بتن خود تراکم کاربرد دارند. این نوع روان کننده ها گران هستند و معمولا" برای بتن با نسبت آب به سیمان کمتر از 0/4 کاربرد دارند.

نحوه اثر روان کننده بتن چگونه است ؟

این مواد بر روی ذرات سیمان می نشینند و با باردار کردن ذرات سیمان، ایجاد نیروی دافعه بین ذرات می کنند بنابراین ذرات همدیگر را دفع کرده و بتن روان می شود.

روان کننده های بتن به چه منظور در بتن به کار می روند ؟

روان کننده ها ی بتون برای سه منظور در بتن به کار می روند:

1-در بتن با نسبت آب به سیمان برابر با بتن شاهد، باعث افزایش روانی بتن شده و بتن را بدون کاهش مقاومت، کار پذیر می کنند.

2-در بتن با نسبت آب به سیمان کمتر نسبت به بتن شاهد، روانی کافی را به بتن می دهند و باعث افزایش مقاومت بتن می شوند.

3-در بتن با عیار سیمان کمتر، می توانند به وسیله کاهش نسبت آب به سیمان و تامین روانی باعث صرفه جویی در مصرف سیمان شوند.

دوغاب میکروسیلیس چیست و چه مزیتی نسبت به ژل میکروسیلیس دارد ؟

از اختلاط آب با پودر میکروسیلیس، مخلوط های %60-42 میکروسیلیس در آب تهیه می شود که نسبت به ژل میکروسیلیس حاوی مقدار بیشتر پودر میکروسیلیس می باشد. دوغاب %50 میکروسیلیس در آب دارای دانسیته 1400kg/m3 بوده که دارای میکروسیلیس خشک به مقدار 700kg/m3 است. این دانسیته نسبت به شکل پودری میکروسیلیس که دانسیته حدود 300kg/m3 دارد تقریبا" 2 برابر بوده و لذا هزینه های حمل و نقل را تا 2 برابر کاهش می دهد.

بتن حاوی روان کننده بعد از 48 ساعت به گیرش نهایی نرسیده و در هنگام باز کردن قالب فرو ریخته است. علت چیست؟

پس از بازدید کارشناسان فنی از پروژه و بررسی مشکل، مشخص گردید پس از افزودن روان کننده متاسفانه هیچ اصلاحی در طرح اختلاط بتن صورت نگرفته است و روانی بیش از حد باعث جدا شدن سنگدانه (Segregation) گردیده و خروج شیرابه بتن از درزهای قالب باعث تهی شدن بتن از خمیر سیمان گردیده و نهایتاٌ چیزی که در قالب باقی مانده شن و ماسه بوده است. پس از کاهش آب اختلاط به میزان 15 درصد بتن همگنی خود را بدست آورده و در ادامه عملیات به کار گرفته شد.

آیا استفاده از افزودنی های بتن باعث کاهش مقاومت فشاری بتن می گردد؟

برخی افزودنی های شیمیایی بتن در استاندارد 2930 ایران دارای مشخصات فنی استاندارد است. در این استانداد اجازه داده شده است بصورت محدود برای برخی از افزودنی های شیمیایی با کاهش مقاومت در مقایسه با مخلوط شاهد ( کنترل ) رو برو باشیم . در این رابطه نظر شما را به جدول زیر جلب می کنم .اما باید در نظر داشت اجازه برای کاهش مقاومت در مشخصات استاندارد، الزاما" به معنای پائین آمدن مقاومت بتن با محصولات موجود نخواهد بود.

حداقل مقاومت در مقایسه با مخلوط شاهد (درصد)بنابراین در 8 مورد از 13 مورد اجازه کاهش مقاومت وجود دارد.

بدیهی است در استفاده از روان کننده ای که برای کاهش نسبت آب به سیمان یا کاهش مصرف سیمان بکار می رود با افزایش مقاومت روبرو می شویم بویژه در طرحهای اختلاط آزمایشگاهی و کارگاهی، تاثیر این مواد چشمگیر است.

هم چنین می توان گفت که با مصرف دوده سلیسی یا برخی مواد معدنی پودری به شرط اینکه با کاهش نسبت آب به سیمان روبرو نشویم می توان مقاومت های دراز مدت وبی را بدست آورد و در مورد دوده سیلیسی مقاومت های کوتاه مدت 7 و میان مدت 28 روزه نیز با افزایش همراه است. ضمنا" باید اذعان کرد که هدف از مصرف افزودنی ها همواره افزایش مقاومت نیست بلکه خواص دیگری مانند دوام و نفوذ ناپذیری و یا امکان پذیری یک سازه مطرح است که بدون این مواد، دستیابی به این خواسته ها میسر نمی گردد.

در استاندارد EN934، مشخصات افزودنی ها همان مشخصات استاندارد 2930 ایران است. استاندارد ASTM C494 هفت نوع افزودنی شیمیایی را مطرح کرده است که برای یک نوع آن کاهش مقاومت تا 90 درصد را منظور نموده است (کندگیر کننده). هم چنین برای زود سخت کننده ها مقاومت 6 ماهه و 1 ساله تا 90 درصد مجاز دانسته است. در ASTM C1017 برای فوق روان کننده ( با نسبت آب به سیمان برابر) از نوع خنثی و دیرگیر، کاهش مقاومت 3 روزه تا یکساله را تا 90 درصد مجاز دانسته است. هم چنین در ASTM C260 برای مواد حباب زا مقاومت 3، 7 و 28 روزه می تواند 90 درصد مخلوط شاهد باشد.

آیا می توان از حباب زائی بتن برای نفوذ ناپذیر نمودن بتن استفاده نمود ؟

استفاده از مواد حبابزا بویژه اگر با حفظ روانی و کاهش مصرف آب همراه باشد به کاهش نسبت آب به سیمان نیز منجر می شود و همراه با کاهش نفوذ پذیری ناشی از وجود حبابهای پراکنده ریز می تواند بسیار مفید باشد اما نفوذ ناپذیری کامل حاصل نمی گردد. با مصرف حباب زا جذب آب و جذب آب موئینه معمولا" کمتر می شود استفاده از نسبت آب به سیمان کم، با مصرف فوق روان کننده در کنار مصرف مواد بند کننده از نوع دافع آب یا انواع دیگر می تواند مفید واقع شود. بکارگیری حداکثر اندازه کوچکتر و با دانه بندی ریزتر و مواد پرکننده خنثی (پودرسنگ) یا مواد ریز معدنی فعال (پزولانها و سرباره ها) می تواند به کاهش نفوذ پذیری منجر گردد. اما در صورتیکه هدف از کاهش نفوذ پذیری و جذب آب، بهبود دوام تری و خشکی یا یخبندان و آبشدگی پی در پی هیچ ماده ای جایگزین ماده حبابزا نخواهد شد.

آیا استفاده از ضدیخ بتن باعث افت مقاومت فشاری می گردد؟

در ابتدا باید گفت در استانداردهای موجود، ماده ای بنام یخ بتن وجود ندارد و اصطلاحی است که در ایران به مواد زود سخت کننده و یا زوددیرکننده (شتاب دهنده Accelerator) به غلط اطلاق شده است و متاسفانه تا کنون مبارزه با برگزیدن این واژه غلط و نابجا بجائی نرسیده است علت این مقابله، ایجاد گمراهی در هنگام مصرف این مواد بویژه در هوای سرد است.

طبق استاندارد ملی 2930 کاهش مقاومت 28 روزه تا 90 درصد مخلوط شاهد مجاز است. در استاندارد ASTM C494 مقاومت 6 ماهه و ا ساله می تواند حداقل 90 درصد مقاومت فشاری مخلوط شاهد باشد. در ساخت برخی زودسخت کننده (ضدیخ ها) از موادی می توان بهره گرفت که حداقل تا سن 28 روز شاهد کاهش مقاومت نباشیم. گاه مصرف کننده این مواد، بدون در نظر گرفتن آب موجود در آن باعث افزایش نسبت آب به سیمان می شود و این امر، یعنی کاهش مقاومت فشاری بتن، بویزه در سن 28 روز و پس از آن، بطور جدی مشاهده می شود. بدیهی است با مصرف این مواد و منظور نمودن آب موجود در آن در هنگام ساخت بتن، شاهد افزایش مقاوم در سنین 1 تا 7 باشیم . امروزه در برخی از کشورها ظاهرا" مواد ضد یخ بتن نیز تولید و مصرف می شود که این مواد هنوز در ایران بکار نرفته است و موجود نیست.

در زمان استفاده از ضد یخ بتن (شتاب دهنده واکنش هیدراسیون) آیا نیاز است تا تمهیدات دیگری مد نظر قرار گیرد ؟

یکی از زیانهای استفاده از نام ضد یخ بجای زودگیر کننده یا شتاب دهنده و یا زود سخت کننده آنست که مصرف کننده به غلط تصور می کند که با مصرف این ماده، جلوی یخ زدن بتن گرفته می شود . با مصرف اینگونه مواد ممکن است مانند هر ماده دیگر حداکثر 2 درجه سانتیگراد نقطه انجماد را پایین آورد اما معنای آن جلوگیری از یخ زدن و ضدیخ بودن نیست .این مواد باعث تسریع در هیدراسیون سیمان می شودو در دمای پایین، افزایش مقاومت بیشتری را شاهد خواهیم بود. افزایش سرعت هیدراسیون به افزایش سرعت گرمازائی نیز منجر می شود و می تواند کمک بهتری را به ما بنماید. بهرحال انجام هیدراسیون در حدی که از نظر مهندسی به ما کمک شایانی بنماید مستلزم داشتن دمای بتن یا دمای محیط بیش از 5 درجه سانتیگراد است و گرنه تسریع هیدراسیون در دمای نزدیک به صفر معنایی ندارد. بنابراین لازم است دستورالعمل های بتن ریزی در هوای سرد شامل ساخت بتن با دمای مناسب و ریختن و عمل آوری در دمای مناسب حتما" رعایت گردد.

آیا ضدیخ بتن در فریزر یخ می زند ؟

نقطه انجماد محلول ها به نوع ماده (جرم ملکولی) و غلظت آن بستگی دارد. مواد ضدیخ ممکنست در دمای تا c° 10- یخ نزنند اما اگر غلظت آنها به حدی برسد که در بتن شاهد آن هستیم این ماده و بتن در دمای 2- تا c° 3- یخ خواهند زد. اصولا" مواد زود سخت کننده (به غلط ضدیخ ) را نمی توان با گذاشتن در فریزر و کنترل دمای یخ زدن مورد آزمون قرار داد.

آیا می توان به جای ضدیخ بتن از فوق روان کننده زودگیر استفاده نمود؟

از مواد فوق روان کننده می توان بعنوان فوق کاهنده آب استفاده کرد. برخی از آنها می توانند تا 35 درصد کاهش آب و در نتیجه 35 درصد کاهش نسبت آب به سیمان را در پی داشته باشند. با کاهش نسبت آب به سیمان، مقاومت های اولیه ا زرشد خوبی برخوردار می شوند و در این مسیر واضح است که سرعت هیدراسیون و گرمازائی نیز بیشتر می شود. بدیهی است در این را نباید بدنبال افزایش کارائی بتن با مواد فوق روان کننده بود وگرنه نتیجه چندان مطلوبی را در پی نخواهد داشت. این امر موجب افزایش مقاومت و دوام بتن در دراز مدت نیز می شود در حالی که با مصرف مواد زود سخت کننده (به غلظت ضدیخ) نمی توان چنین انتظاراتی را دنبال نمود. یخ زدن بتن پس از مدت حفاظت و عمل آوری ابدا" مشکلی را برای بتن هایی که بدین طریقه ساخته می شوند بوجود نمی آورد.

آیا می توان از میکروسیلیس به عنوان فیلر استفاده نمود ؟

میکروسیلیس Microsilica یا دوده سیلیسی Silica Fume از جمع آوری غبار فرآیند تولید مواد فروسیلیسی که از دودکش کوره این کارخانه ها خارج می شود بدست می آید که به صورت محصول دوغاب میکروسیلیس 50% در دسترس است. ذرات کروی بسیار ریز این غبار دارای قطر معمولا" 05/0 تا 25/0 میکرون (بطور متوسط 15/0 میکرون یا 150 نانومتر) می باشند. سیلیس آمورف موجود در این ذرات بیش از 85 درصد وزن آنها را تشکیل می دهد که می تواند به راحتی با آهک هیدراته یعنی هیدروکسید کلسیم یا 2 (COH)Ca در محیط مرطوب واکنش دهد و مواد چسباننده ای از نوع سیلیکات کلسیم هیدراته و شبیه C-S-H تولید کند. این ماده چسباننده به افزایش مقاومت و دوام بتن منجر می شود. میکروسیلیس یا دوده سیلیسی یک پوزولان مصنوعی با فعالیت پوزولانی چشمگیر محسوب می شود و نباید با پودر یا آرد سیلیس میکرونیزه اشتباه گردد. پودر یا گرد سیلیس یک پوزولان نیست، حتی اگر به شدت ریز و میکرونیزه شود. بنابراین واکنشی اتفاق نمی افتد و نقش یک فیلر یا پر کننده یا ماده پودری خنثی را بازی می کند. . البته میکروسیلیس یا دوده سیلیسی در بتن تازه می تواند نقش مواد پر کننده را ایفاء کند ولی نقش بعدی آن با پودر سیلیس به شدت متفاوت است . چنانچه دوده سیلیسی یا میکروسیلیس مصرفی در بتن بیش از 15 و در مواردی بیش از 20 درصد وزن سیمان باشد ممکن است همه آن در بتن هرگز وارد واکنش و تولید ماده چسباننده نشود و نقش فیلر یا پر کننده را باز می کند. نیاز به آب دوده سیلیسی یا میکروسیلیس در بتن برای ایجاد کارائی لازم چند برابر پودر سیلیس است و به دلیل ریزی و سطح ویژه فوق العاده آن و کلوخه یا گلوله شدن، نیاز به مقدار قابل توجهی فوق روان کننده یا فوق کاهنده آب دارد. در صورت استفاده از محصول دوغاب میکروسیلیس مشکل کلوخه شدن از بین رفته و میکروسیلیس به طور مناسب در بتن پخش می گردد.

چرا باید دوده سیلیسی را همراه با مواد افزودنی کاهنده آب بتن مصرف نمود؟

دوده سیلیس دارای سطح ویژه 000/150 تا 000/300 سانتی متر مربع در هر گرم می باشد که دلیل آن اندازه ذرات از حدود 05/0 تا 25/0 میکرون بنظر می رسد. با این سطح ویژه فوق العاده زیاد، نیاز به آب آن در مقایسه با سطح ویژه سیمان یعنی 2800 تا 4000 سانتی مترمربع یا با پودر و گرد سیلیس میکرونیزه یعنی 3000 تا 5000 سانتی متر مربع در هر گرم افزایش چشمگیری خواهد داشت. بنابراین بدون مصرف مواد کاهنده آب یا روان کننده راه بجائی نمی بریم و کارائی بتن با کاهش شدیدی روبرو می شود. اما چنین پودر ریزی در هنگام اختلاط با آب به شدت کلوخه می شود و لازم است به شدت هم زده شود و در حالت معمول برای اختلاط در بتن، لازم است از فوق روان کننده یا فوق کاهنده آب استفاده شود تا ذرات آن بتوانند بهتر از یکدیگر جدا و پراکنده شوند و بهتر واکنش دهند. تجربه ها نشان می دهد که روان کننده ها یا کاهنده های معمولی آب نمی توانند چندان مثمر ثمر واقع شوند و نیاز به فوق روان کننده وجود دارد.

کلوخه میکروسیلیس علاوه بر کاهش مقاومت فشاری و دوام و افزایش نفوذ پذیری می تواند به واکنش با قلیائی های سیمان و بتن منجر گردد و به تدریج ترک خوردگی ناشی از انبساط حاصل از این واکنش ها بوجود آید در حالیکه میکروسیلیس را می توان برای کاهش این نوع خرابی مصرف کرد به شرطی که بصورت کلوخه در نیاید. در صورت مصرف محصول دوغاب میکروسیلیس به جای پودر میکروسیلیس، میکروسیلیس به خوبی در بتن پخش شده و خطر کلوخه شدن وجود نخواهد داشت.

آیا می توان از دوده سیلیسی به عنوان ماده واترپروف استفاده نمود؟

دوده سیلیسی یا میکروسیلیس (محصول دوغاب میکروسیلیس) که در مجموعه ذرات بتن حضور پیدا می کند با ایجاد ماده چسبانده در اثر واکنش با هیدروکسید کلسیم، پرکننده نیز می باشد و تا حدودی از نفوذپذیری بتن به دلیل کاهش اندازه منافذ موئینه می کاهد. هم چنین کاهش نسبت آب به سیمان می تواند به نفوذ ناپذیری بتن کمک می کند. بکارگیری دوده سیلیسی به کاهش نفوذ و انتشار یون کلرید در بتن یاری می رساند اما نقش ماده آب بند کننده با ماده واترپروف بویژه از نوع دافع آب متفاوت است. نقش مواد پودری میکرونیزه یا مواد پرکننده غیر محلول در آب از این نظر شبیه به دوده سیلیسی با میکروسیلیس می باشد.

استفاده بیش از حد از مواد افزودنی کاهنده آب بتن چه عواقبی دارد؟

مصرف بیش از حد مواد افزودنی کاهنده آب یا روان کننده و هم چنین مواد فوق روان کننده یا فوق کاهنده آب برای ایجاد روانی یا کاهش نسبت آب به سیمان یا کاهش مصرف سیما می تواند به جداشدگی شدید، آب انداختن فوق العاده زیاد و هم چنین تاخیر زیاد در زمان گیرش اولیه و نهائی بتن منجر گردد، به نحوی که گاه 48 ساعت پس از ساخت، بتن به مرحله گیرش نهائی نمی رسد و بدیهی است کسب مقاومت فشاری به شدت به عقب می افتد. بهرحال در صورت وجود تبخیر زیاد از سطح بتن ممکنست ترک خوردگی در سطح بتن تشدید شود. گاه تغییر رنگ قابل ملاحظه ای در بتن مشاهده می گردد اما دیده می شود که گهگاه پس از گذشت مدت قابل ملاحظه ای از ساخت بتن، مقاومت های بالنسبه خوبی حاصل می گردد اما معمولا" مشکلات اجرائی به کاهش کیفیت بتن و نشست خمیری کمک می کند که به نوع خود به ایجاد ترکهای ناشی از نشست خمیری در بتن منجر می شود.

آیا استفاده از ابر روان کننده می تواند هزینه های طرح اختلاط را کاهش دهد؟

ابر روان کننده واژه ای است که برای فوق روان کننده ای قوی و یا کاهنده های بسیار قوی بکار می رود و معمولا" پلی کربوکسیلاتها را در بر می گیرد. این مواد از جمله می تواند به کاهش 35 درصدی آب مورد نیاز بتن برای دستیابی به روانی معین منجر گردد و بدین ترتیب با چنین کاهش آبی، مقاومت بتن را بیش از 50 درصد افزایش می دهد.

کاهش قیمت بتن ( مواد اولیه) معمولا" وقتی می تواند اتفاق بیفتد که عیار سیمان مصرفی در بتن کاهش یابد بنابراین چنین امری با بکرگیری مواد روان کننده ، فوق روان کننده یا ابرروان کننده بعنوان کاهنده آب و در نتیجه آن کاهش عیار سیمان بتن می تواند محقق شود اما همواره کاهش عیار به کاهش قیمت یا هزینه تولید بتن منجر نمی گردد. قیمت سیمان مصرفی، قیمت روان کننده مصرفی و قدرت کاهندگی آب و سیمان با توجه به میزان روان کننده بکار رفته برای این مهم در این رابطه می باشد. بنابراین همواره نمی توان چنین حکمی را صادر کرد.

بنظر می رسد در کشور ما با افزایش قیمت سیمان و کاهش تدریجی قیمت روان کننده ها از جمله ابر روان کننده ها، در طول سالهای گذشته گاه همه انواع روان کننده و گاه برخی از آنها امکان کاهش قیمت بتن با روانی ثابت و کاهش مصرف سیمان را فراهم آورده اند. به هر حال در برخی از برهه های زمانی ممکن است با افزایش قیمت روان کننده ها مواجه شویم و در این موضع تغییراتی ایجاد شود.

چنانچه قیمت حامل های انرژی در ایران به سطح موجود جهانی برسد و قیمت سوخت و برق و قیمتهای وابسته به آن بدون هرگونه یارانه ای باشد، قطعا" همه انواع روان کننده از جمله ابر روان کننده ها، کاهش قیمت بتن از طریق کاهش عیار سیمان را به بار می آورند. اگر روانی بتن ثابت در نظر گرفته نشود و نسبت آب به سیمان ثابت فرض شود، قطعا" قیمت بتن با مصرف انواع روان کننده افزایش خواهد یافت اما مشخص نیست که آیا قیمت اجرای بتن و سازه بتنی بالا می رود یا کاهش می یابد و این امر به نوع سازه و دستمزد افراد و هزینه بکارگیری وسایل تراکمی مربوط می شود.در کشورهای اروپایی و بسیاری از کشورهای پیشرفته مشخص شده است که افزایش شدید روانی و بکارگیری بتن خود تراکم به کاهش هزینه تمام شده سازه بتنی و بالا رفتن کیفیت آن منجر می شود. بنابراین در راه مصرف بر روان کننده ها تردیدی را بخود راه نمی دهند. امروزه با نسبت آب به سیمان کمتر و حتی با روانی برابر نیز ممکن است بدون کاهش مصرف سیمان با امکان پذیری دستیابی سریع به مقاومت های اولیه مورد نیاز، کاهش هزینه عمل آوری بویزه در هوای سرد و باز کردن سریع تر قالب ها، هزینه های اجرای سازه بتنی را کاهش داد. لازم است در این رابطه تحقیقات بیشتری در ایران انجام شود و جایگاه این مواد در پروژه های مختلف از نظر کاهش قیمت بتن یا کاهش قیمت سازه بتنی بررسی گردد.

تفاوت انواع مواد کاهنده آب در چیست؟

انواع مواد کاهنده آب یا روان کننده میتواند مربوط به قدرت کاهندگی یا روان کنندگی آن با توجه به میزان مصرف آن باشد. هم چنین با توجه به خنثی بودن، زودگیر یا کندگیر بودن این مواد، تقسیم بندی های خاصی بوجود می آید. امروزه قدرت حفظ روانی یکی از ویژگیهای این نوع افزودنی ها به حساب می آید. تفاوت در میزان مصرف و قیمت نیز موضوعیت دارد و تعیین کننده است.

برخی اوقات، قدرت حفظ انسجام و جلوگیری از جداشدگی اجزاء بتن می تواند به تفاوت گذاری در این مواد منجر گردد. روان کننده های معمولی بویژه از نوع لیگنوسولفوناتها حداکثر می تواند به کاهش 12 درصدی آب در بتن (با ثابت بودن روانی) منجر گردد. میزان مصرف این واحد در بتن بسته به میزان کاهش آب 5 تا 12 درصد، بین 2/0 تا 8/0 درصد وزن سیمان خواهد بود در حالیکه میزان مواد جامد آن بین 38 تا 42 درصد مایع آن باشد.

مسلما" تغییر در غلظت افزودنیهای روان کننده یا کاهنده آب به تغییر خواص و میزان مصرف آن منجر می گردد. فوق روان کننده هایی از نوع فرم آلدئید نفتالین سولفوناته فشرده با غلظت 33 تا 37 درصد ماده جامد با صرف 5/0 تا 2/1 درصد وزن سیمان، کاهش آب 12 تا 22 درصد را بدنبال دارد. بدیهی است مصرف کمتر، کاهندگی آب کمتری را خواهد داشت. فوق روان کننده هایی از نوع فرم آلدئید ملامین سولفوناته با غلظت حدود 30 تا 32 درصد ماده جامد و با مصرف 5/0 تا 5/2 درصد، کاهش آب حدود 12 تا 25 درصد را در پی دارد. مصرف کمتر مسلما" کاهندگی آب کمتری دارد.ابر روان کننده هایی از نوع پلی کربوکسیلاتها با میزان ماده جامد 40 تا 42 درصد و مصرف 3/0 تا 5/1 درصد وزن سیمان کاهش آب حدود 12 تا 35 درصد را به بار می آورد . بدیهی است در این مورد نیز با مصرف کمتر این مواد قدرت کاهندگی آن کاهش می یابد.

لیگنوسولفوناتها ذاتا" کندگیر هستند و می توان انواعی از آن با حالت خنثی تا خیلی دیرگیر را داشته و حفظ روانی آن نیز خوبست. مواد نفتالینی چندان کندگیر نیستند و انواعی از آن با حالت خنثی و دیرگیر تولید می شود اما حفظ روانی جالبی ندارد.

مواد ملامینی نسبتا" زودگیر هستند و انواعی از آن با حالت خنثی یا زودگیر ساخته می شود اما حفظ روانی متفاوت تولید می شود، کاهنده آب (روان کننده) معمولی خنثی (نوع A) حداقل قدرت کاهندگی آب 5 درصد، کاهنده آب دیرگیر (نوع D) با حداقل کاهندگی آب 5 درصد، کاهنده آب زودگیر (نوعE) با حداقل کاهندگی آب 5 درصد، فوق کاهندی آب (نوع F) با حداقل قدرت کاهندگی آب12 درصد، فوق کاهنده آب دیرگیر ( نوعG) با حداقل کاهندگی آب 12 درصد وجود دارد. اما در این استاندارد و سایر استانداردها، فوق کاهنده آب یا فوق روان کننده زودگیر فعلا" جایگاهی ندارد.

در استاندارد ASTM C1017، این مواد از نظر قدرت روان کنندگی بررسی می شود و دو نوع روان کننده یا فوق روان کننده یا بابر روان کننده از نظر خنثی بودن یا دیرگیری با شماره های I و ∏ مطرح می شود. در این استاندارد فرض شده است نسبت آب به سیمان مخلوط بتن ثابت می باشد و روان کنندگی آنها بررسی می گردد. در این استانداردها به قدرت حفظ روانی، هوازائی و موارد مشابه پرداخته نشده است. در استاندارد 2930 ایران و EN934، 7 نوع روان کننده یا کاهنده آب یا فوق روان کننده و فوق کاهنده آب از نوع خنثی، دیرگیر مطرح شده است که در آن روان کننده (با نسبت آب به سیمان برابر دیرگیر و زودگیر، فوق روان کننده (با نسبت اب به سیمان ثابت) جایگاهی ندارد. در این استاندارد به میزان هوازائی و گاه حفظ اسلامپ پرداخته شده است و در همه موارد میزان کاهش آب یا افزایش روانی مطرح گردیده است.

در چه مواردی از زودگیر بتن پودری و در چه مواردی از رودگیر بتن مایع استفاده می شود؟

بطور کلی استفاده ار افزودنی های مایع بهتر از بکارگیری نوع پودری آن (از یک جنس) می باشد زیرا عمل اختلاط به خوبی انجام می شود و همگنی حاصل می گردد. بنابراین استفاده از زودگیر مایع نیز ارجح است. اگر قرار باشد ماده زودگیر در پاشیدن بتن بکار رود، و بکارگیری روش تر مطرح باشد. مواد زودگیر اعم از پودری یا مایع در ساخت بتن می تواند بکار رود. در روش خشک، می توان مواد پودری را با مواد اولیه بتن ( سیمان و سنگدانه) مخلوط کرد. هم چنین می توان مواد زودگیر مایع را از طریق لوله آب به سر شیلنگی (افشانک) رسانید یا مواد پودری را در آب اختلاط حل نمود و بکار برد در صورتی حل مواد زودگیر امکان پذیر است که این مواد قابل حل باشد وگرنه تهیه زودگیر محلول میسر نیست. همه موارد فوق وقتی مطرح است که جنس مواد زودگیر پودری و مایع یکی باشد. در صورتیکه جنس آنها متفاوت باشد ممکن است تفاوتهای دیگری مطرح گردد
 

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

برچسب ها: افزودنی بتن, روان کننده بتن, فوق روان کننده, کلینیک فنی و تخصصی بتن

تست های غیرمخرب ( التراسونیک )
 
کد مطلب : 30


دستگاه Ultrasonic : دستگاهی است که امواجی با فرکانس خیلی بالا تولید می کند که فرکانسش بیشتر از آستانه شنوایی است .(In fra sound 20 -20 .000 Hz) و فرکانس در ultrasonic test معادلMHz 0.5 - 10 می باشد .

 

این دستگاه قادر است عیوب یا ناپیوستگی های ریز که معادل نصف طول موجش است را نشان دهد .

نصف طول موج = ناپیوستگی های قابل تشخیص در UT .

در مقابل ترنس ویوسر دستگاه 3 ناحیه وجود دارد :

    Far field
    Near field
    Dead zone

• منطقه Near zone مکانی است که اگر ناپیوستگی ها در این منطقه قرار گیرند بصورت واضح و دقیق توسط دستگاه قابل تشخیص نمی باشد ( و این یکی از معایب روشUT می باشد ) .

 

• منطقه Far field or Far zone منطقه ای است که عیوب با دقت بالایی قابل تشخیص می باشند در این منطقه صوت حالت واگرایی دارد که این زاویه واگرایی به عواملی چون طول موج و قطر کریستال پراب و فرکانس وابسته می باشد که با طول موج رابطه مستقیم و با فرکانس و قطر کریستال پراب رابطه معکوس دارد .

 

 

 

 

 

توضیحاتی درباره پراب ها و دستگاههای ultrasonic

دستگاههای آنالوگ و دیجیتال و پراب های Angle و Normal :

دستگاههای به دوصورت تقسیم می شوند :

    آنالوگ : در صنعت کاربرد چندانی ندارند بدلیل آنکه سرعت کارکردن با دستگاه کم است . ازاین دستگاه بیشتردرآموزشهای Ultrasonic testing و کارهای آزمایشگاهی استفاده می شود .
    دیجیتال : بدلیل راحت و آسان بودن سیستم دستگاه و سرعت بالا برای کار, از این نوع دستگاه در صنعت استفاده می شود .

انواع پراب ها

 

    Angle ( پراب های زاویه دار ) : اغلب استفاده این پراب در تست و بازرسی جوش است .
    Normal ( پراب های نرمال ) : اغلب استفاده این پراب ها برای تست و بازرسی سطوح است و برای تست جوش استفاده نمی شود .

 

Pulse - Echo ( برگشت صوت ) : در این روش تنها یک پراب استفاده می شود که هم فرستنده و هم گیرنده صوت است .

Through Transmissian ( انتقال صوت ) : در این روش 2 پراب استفاده می شود که یکی فرستنده و دیگری گیرنده صوت است .

نوع انتقال صوت در پراب ها به دو صورت است :

• پالس کوتاه Short pulse

• موج متوالی Continuous wave

 

بلوکهای مرجع برای کالیبراسیون پراب های Normal و Angle

در روش ultrasonic testing

بلوک های مرجع (Reference block)

    بلوک V1 یا ll W .
    بلوک V2 یا Az .

- از این بلوک ها در کالیبراسیون پراب های Angle , Normal استفاده می شود .

- ضخامت های این بلوک ها متفاوت است مثلا بلوک V2 دارای ضخامت هایی چون 12mm , 20mm است و ضخامت بلوک V1 معادل 25mm است .

- شعاع کرو در بلوک 25mm , 50 mm V2 است .

که 25mm شعاع کرو کوچک و 50mm شعاع کرو بزرگ است .

- شعاع کرو در بلوک V1 معادل 100mm است .

 
 

روشهای test و بازرسی قطعات توسط دستگاههای ultrasonic

روش تماسی Contact testing

    در روش تست تماسی ترنس دیوسر مستقیم روی نقطه تحت تست قرار می گیرد چون دانسیته هوا کم است یک نوع عایق صوتی به حساب می آید و بخاطر همین از موادی چون : گریس - روغن - آب و ... دربین اتصال ترنس دیوسر با قطعه استفاده می شود .

روش غوطه وری Immersian testing

    در روش غوطه وری قطعه تحت تست و ترنس دیوسرهردو در داخل یک تانک که از آب پشده قرار می گیرد . در این روش سرعت تست بالا است و اغلب در جاهایی که سرعت کار مهم است از این روش استفاده می کنیم .

آیتم های مهم در ultrasonic

1 - کالیبراسیون فاصله پراب نرمال ( Normal )

2 - کالیبراسیون فاصله برای پراب زاویه دار (Angle )

3 - تعیین شاخص پراب

4 - تعیین زاویه پراب

5 - تعیین محل SDH روی بلوک مرجع

6 - قدرت تفکیک resolution

7 - Amplitud control lineritiy

8 - screen light lineritiy

9 - منحنی DAC

10 - ضخامت مولد

11 - زاویه انحراف

12 - خطی بودن محور افقی

استانداردهای مورد استفاده در Ultrasonic testing

استانداردهای کاربردی در NDT و جوشکاری

    AWS A1.1 : راهنمای سیستم های اندازه گیری متریک در صنایع جوشکاری .
    AWS A2.4 :استاندارد علائم و نشانه هادر جوشکاری , لحیم کاری و تست های غیر مخرب .
    AWS A3.0 : استاندارد واژه ها و اصطلاحات جوشکاری .
    AWS B1.10 : راهنمای بازرسی غیر مخرب جوش .
    AWS B1.11 : راهنمای بازرسی چشمی جوش .
    ANSI Z49.1 : ایمنی در جوشکاری , برشکاری و فرآیندهای وابسته .
    AWS QC1 : استاندارد AWS برای تایید صلاحیت بازرسین جوش .
    AWS D1.1 : کد ساخت سازه های فولادی جوشکاری شده .
    AWS D1.5 : استاندارد ساخت پل های فلزی جوشکاری شده .
    AWS D15.1 : استاندارد جوشکاری راه آهن و لوکوموتیو .
    AWS B5.11 : استاندارد تایید صلاحیت مفسرین رادیوگرافی .
    SNT - TC - 1A : راهنمای تایید صلاحیت پرسنل NDT که توسط انجمن آزمایشات غیر مخرب آمریکا تهیه شده است .

SNRT-9- 24A : استفاده از دستگاه التراسونیک برای تست غیر مخرب بتن که توسط آن سیگنال فرستاده می شود و از جهت دیگر بتون گیرنده آن را دریافت کرده و دیتا ها را به ما خواهد داد.جهت تست های غیر مخرب، عمق ترک و مقاومت به چند شیوه انجام پذیر می باشد.
 

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

برچسب ها: افزودنی بتن, تست غیر مخرب, فوق روان کننده, کلینیک فنی و تخصصی بتن

تصفیه فاضلاب
  
کد مطلب : 31

باتوجه به روند افزایش جمعیت در شهرهای بزرگ که خود بصورت طبیعی باعث افزایش میزان فاضلاب شهری میگردد زمینه تشکیل سیستم جمع آوری و تصفیه فاضلاب شهری امری لازم و ضروری به نظر میرسد .

باتوجه به روند افزایش جمعیت در شهرهای بزرگ که خود بصورت طبیعی باعث افزایش میزان فاضلاب شهری میگردد زمینه تشکیل سیستم جمع آوری و تصفیه فاضلاب شهری امری لازم و ضروری به نظر میرسد .

● فاضلاب :

فاضلابی که به تصفیه خانه شهری میرسد ، مجموع فاضلابی است که از سه منبع مختلف در شبکه فاضلاب وارد میشود . این سه منبع عبارتند از :

الف) فاضلاب خانگی

ب) نشت آب

ج) پساب صنعتی

بنا بر تعریف مجموعه فاضلاب حاصله از سه منبع را فاضلاب شهری یا فاضلاب بهداشتی خوانند .

البته ممکن است برای شهرهای ایران در شرایط موجود از مقدار مربوط به پساب صنعتی صرف نظر کرد ولی نشت آب به ویژه در شهرهایی که سطح سفره آب زیرزمینی آنها بالا است بسیار اهمیّت دارد .

معمولاً مقدار فاضلابی را که در طرح در نظر میگیرند معادل مقدار فاضلاب متوسط شبانه روز در مواقع غیربارانی است . باید توجّه داشت که این رقم کاملاً قراردادی است زیرا در ساعات مختلف شبانه روز مقدار فاضلاب از مقدار متوسط در 24 ساعت مرتبا کمتر و یا بیشتر میشود و عملاً معادل آن جز در چند لحظه ممکن نمیگردد . یکی از طرق تعیین مقدار متوسط فاضلاب در 24 ساعت تعیین آب مصرفی در شهر است .

با داشتن آماری مناسب از مصرف سرانه آب شهر و تعیین حدود منطقه فاضلاب گیر و بالاخره تعداد افراد ساکن در منطقه فاضلاب گیر ، به راحتی میتوان مقدار متوسط فاضلاب روزانه را حساب کرد . البته این طریقه در شهرهای بزرگ و یا شهرهایی که در آنها خانه سازی کامل نشده باشد چندان صدق نمیکند و در این صورت باید رقمی برای مقدار فاضلاب سرانه در نظر گرفت ، که مطابق با شرایط واقعی باشد . در شهرهای بزرگ مصرف آب هتل ها و رستورانها و بیمارستانها که به تعداد زیاد وجود دارند در موقع اندازه گیری آب مصرفی سرانه بحساب نمیآید ، در حالیکه در عمل آنها نیز به صورت فاضلاب به شبکه وارد میشود . حدود این تغییرات شاید به 25 لیتر به ازاء هر نفر در روز نیز برسد . لذا باید در طرح شبکه فاضلاب برای چنین شهرهایی نهایت دقت را از نظر انتخاب مقدار واقعی فاضلاب مبذول داشت زیرا این موضوع از نظر فنی و اقتصادی عامل مهمی است .

● مقدار متوسط فاضلاب روزانه :

طبق توصیه کمیته استاندارد فاضلاب سازمان برنامه تا زمانی که اندازه گیری های واقعی از مقدار فاضلاب شهرهای مختلف در ایران عملی نشده است رقم 150 لیتر به ازاء هر نفر در روز را میتوان در طرحهای شبکه فاضلاب به کار برد . ( این رقم شامل نشت آب نیز میباشد . )

● تصفیه فاضلاب در مجاورت باکتریهای هوازی :

اگر در حین تجزیه مواد ، اکسیژن به مقدار لازم و به طور مرتب به فاضلاب برسد باکتریهای هوازی عمل تجزیه را شروع نموده و عمل مینماید . چنانکه ملاحظه میشود ابتدا مواد آلی ازت دار تبدیل به آمونیاک و سپس به نیتریت و نیترات میگردد . نیترات ها که در واقع جزو مواد غذایی بسیار مناسب برای گیاهان محسوب میشود توسط گیاه جذب و باعث رشد بهتر آنها میگردد . از طرفی خود گیاهان نیز توسط حیوانات خورده شده و در ساختمان سلولهای بدن آنها کمک مینماید . مواد آلی فوق دوباره به صورت مواد آلی پس مانده دفع شده و این گردش بیانتها از نو آغاز میشود . در تمام این تحولات اکسیژن برای تنفس موجودات زنده و همچنین سایر تغییرات و تبدیلات شیمیایی دیگر و به منظور تثبیت مواد کربنی و سولفوری بصورت کربناتها و سولفاتها لازم است .

● تصفیه و تجزیه فاضلاب در مجاورت باکتریهای غیر هوازی :

زمانیکه اکسیژن در مجاورت فاضلاب نباشد ، باکتریهای هوازی دیگر قادر به ادامه حیات و استفاده از مواد غذائی نخواهند بود . در چنین حالتی باکتریهای غیرهوازی که قادر به استفاده از اکسیژن مواد آلی هستند وارد میگردند . بدین ترتیب تجزیه مواد در اثر وجود باکتریهای غیرهوازی ، سبب بوجود آمدن اسیدهای آلی ، کربناتهای اسیدی ، اکسید کرین و هیدروژن سولفوره شده و در مرحله بعدی آمونیاک ، کربناتهای اسیدی اکسید کربن و سولفیتها بوجود میآیند . در مرحله نهایی تجزیه و تخمیر ، آمونیاک ، متان ، اکسید کربن و سولفیتها بوجود میآیند . در مرحله نهایی تجزیه و تخمیر ، آمونیاک ،متان ، اکسید کربن و سولفیت ها تولید میگردند . در تصفیه خانه های فاضلاب ، حوضهای هوارسانی ، واحد اصلی در تجزیه و تصفیه فاضلاب یعنی از بین بردن مواد آلی و کاهش مقدار ( بی . او . دی ) میباشد و در واقع در این واحد است که تصفیه در مجاورت باکتریهای هوازی انجام میگیرد . تجزیه و تخمیر مواد لبنی که در آنها هوا دمیده نمیشود را هضم لجن مینامند که توسط باکتریهای هوازی و در مخازن هاضم انجام میپذیرد و تولید گازهای متان و اکسید کربن مؤید چنین تخمیری است .

● لزوم آزمایشات فاضلاب :

فاضلاب را به منظور زیر آزمایش تحلیلی میکنند .

الف) تعیین و تشخیص مواد متشکله اش که اطلاع از آن در رفع مشکلات تصفیه خانه سودمند است .

ب) تصمیم در انتخاب نوع وسائل و روش تصفیه

ج) تنظیم و کنترل هر یک از واحدهای تصفیه خانه در جریان تصفیه فاضلاب

د) تعیین مشخصات فاضلاب خروجی و مقایسه آن با مشخصات فاضلاب ورودی برای اطلاع از بازده تصفیه خانه .

● آزمایش تحلیلی فاضلاب :

آزمایشاتی که از فاضلاب بعمل میآید شامل آزمایشهای فیزیکی ، مطالعات بهداشتی ، آزمایشهای شیمیایی و بالاخره آزمایشهای زیستی است . مجموع تمام آزمایشهای شیمیایی و بالاخره آزمایشهای زیستی است . مجموع تمام آزمایشهای معمول در کار فاضلاب را آزمایش تحلیلی فاضلاب مینامند .

● آزمایش فیزیکی :

آزمایش های فیزیکی برای تعیین درجه حرارت ، رنگ ، بو . تیرگی فاضلاب است . اطلاع از درجه حرارت از نظر بازده عملیات واحدها بسیار مهم است . رنگ فاضلاب در تشخیص ظاهری و فوری آن کمک میکند فاضلاب تازه به رنگ خاکستری است ، رنگهای تیره و سیاه دال بر کهنگی فاضلاب و مطمئناً همراه با تعفن است . بوی فاضلاب نیز ناشی از ماندگی فاضلاب است ، همانطور که تیرگی آن نتیجه کهنگی میباشد البته باید توجّه داشت که فاضلاب اصولا تیره میباشد ولی فاضلاب کهنه تیرگیش شدیدتر است .

● مطالعات بهداشتی :

تعیین و اطلاع از منابع دفع فاضلاب شهر به شبکه جمع آوری فاضلاب حائز اهمیّت است . مثلاً اطلاع از اینکه تاسیسات بهداشتی بزرگی از قبیل بیمارستانها و آسایشگاه ها ، فاضلاب خود را به شبکه شهر وارد میسازند و با این کار پساب کارخانجات به شبکه مذکور تخلیه میگردد از نظر انتخاب روشهای تصفیه فاضلاب ، مؤثر واقع خواهد شد .

● آزمایشات شیمیایی :

آزمایشات شیمیایی که در واقع اساسی ترین آزمایشات فاضلاب محسوب میشود به شرح ذیل است :

الف) تعیین خاصیت اسیدی و یا قلیایی

ب) مواد متشکله

ج) اکسیژن محلول ،

د) شدت آلودگی
● آزمایشات زیستی :

در فاضلاب انواع مختلف موجودات ریز ذره بینی یافت میشوند . کوچکترین آنها از نوع ویروسی است که با میکروسکوپهای قوی نیز دیده نمیشوند . پس از ویروس ها باید از باکتریها نام برد که معمولاً با کمک میکروسکوپهای بسیار قوی قابل رویت است . دست سوم را موجودات ریز ذره بینی تشکیل میدهند که با میکروسکوپهای عادی هم میتوان آنها را دید .

موجودات زنده در فاضلاب ممکن است مضر و یا مفید باشند . باکتریهای مضر موجود در فاضلاب ضدعفونی نشده ، سبب آلودگی منابع طبیعی آب گردیده و در صورت آشامیدن بر اثر وجود باکتریهای پاتوژنیک موجب بروز امراض مختلفی نظیر اسهال خونی میگردند . باید توجّه داشت که تعداد زیاد موجودات زنده در فاضلاب دلیل بر آلودگی شدید آن نیست و از نظر انتخاب واحدهای تصفیه خانه نیز تاثیری ندارد . ولی عدم وجود باکتری ها دلیل بر وجود پساب صنعتی در فاضلاب شهری به مقدار زیاد است . تعداد باکتریها در فاضلاب شهری بین 2 تا 20 میلیون در هر میلیلیتر تغییر میکند .

● آشغالگیری و آشغالگیرها :

شناسائی : آشغالگیرها عبارت از وسیله ای است که در ابتدای تصفیه خانه از نظر تأمین مقاصد زیرین تعبیه میگردد :

الف ) حفاظت تلمبه ها ، لوله های لجن و حوضهای ته نشینی در مقابل گرفتگی

ب ) خوشایند کردن وضع ظاهری واحد های مختلف تصفیه خانه

ج ) تأثیر کامل مواد ضد عفونی نظیر کلر بر فاضلاب تصفیه شده ، باتوجه به اینکه مواد ضد عفونی بر روی مواد جامد شناور چندان تاثیری ندارد .

بدین ترتیب سعی میشود مواد جامد شناور نظیر کاغذ و پارچه و غیره حتی الامکان ، از جریان تصفیه خارج گردد . از نظر موقعیت ، آشغالگیر را باید در محلی که به سهولت قابل دسترسی و تمیز کردن باشد بنا نمود .

● انواع آشغالگیرها :

آشغالگیرها را از شبکه های سیمی یا صفحات فلزی سوراخدار و بالاخره از میله هایی که در فواصل معینی از یکدیگر قرار گرفته اند میسازند . معمولاً در تصفیه فاضلاب شهری از آشغالگیرهای میله ای و در تصفیه پساب صنعتی از انواع دیگر آن استفاده میکنند . انواع آشغالگیر میله ای ؛ دهانه فراخ و دهانه تنگ .

آشغال خردکن ها :

شناسایی ؛ آشغال خرد کن عبارت از وسیله ایست که برای انجام مقاصد زیر در ابتدای تصفیه خانه و بعد از آشغالگیر میله ای دهانه فراخ نصب میکنند :

الف) رفع مشکلات ناشی از دفع مواد شناور جمع آوری شده .

ب) حفظ وضع ظاهری تصفیه خانه در محل آشغالگیر .

ج) جلوگیری از ایجاد بو و رشد و نمو مگس در محل آشغالگیر .

انواع آشغال خردکن و طرز کار آنها دو روش مختلف برای خرد کردن مواد جامد شناور و غیرشناور وجود دارد . یکی آنکه دستگاه به طور مرتب و در تمام مدت شبانه روز کار میکند ، دوم اینکه بطور متناوب و برحسب مقدار آشغال ورودی بکار افتاده و مواد را خرد میکند . نوع اول که در اکثر کشورهای اروپایی و آمریکایی معمول است ، از کل استوانه دوار با شیارهای افقی و یک تیغه برای ثابت تشکیل شده است . در اثر دوران استوانه و جریان فاضلاب به داخل آن مواد روی بدنه استوانه جمع شده و توسط تیغه بران خرد میشوند و از لای شیارها عبور کرده و به واحدهای بعدی تصفیه خانه رانده میشوند . دهانه شیارها در آشغال خردکن های مختلف در حدود 4 تا 9 میلیمتر میباشد . نوع دوم که در آلمان ساخته میشود ، از میله های نیم دایره ای شکل و یک آشغال روب و بالاخره دستگاه خرد کننده تشکیل شده است . مواد شناور که به تدریج روی میله ها جمع میشود سبب بالا آمدن سطح فاضلاب در بالا دست وایجاد اختلاف ارتفاعی در دو سمت میله ها میگردد .

هرگاه این اختلاف از حد معینی بیشتر شد آشغال روب بکار افتاده و مواد را به سمت دستگاه خرد کننده که جنب کانال اصلی است هدایت میکند .

● حوض های دانه گیری :

▪ تعریف دانه : تمام مواد جامد دانه ای ، اعم از شن ، ماسه ، نرمه خاک ، خاکستر و مواد ریز معدنی دیگر و یا هسته میوه جات و دانه های نباتی و بالاخره هر نوع مواد دانه ای اعم از معدنی و یا آلی ، در مبحث فاضلاب « دانه » اطلاق میشود مشروط بر آنکه دارای صفات زیر باشد

الف) در جریان تصفیه تجزیه و فاسد نشود.

ب) سرعت ته نشینی آن بیش از سرعت ته نشینی مواد جامد فاسد شدنی از جنس آلی باشد .

▪ شناسائی : حوضهای دانه گیری را برای انجام مقاصد زیر بنا میکنند :

الف) حفاظت وسایل مکانیکی در مقابل سایش

ب) کاهش در گرفتگی لوله ها که در اثر ته نشینی مواد دانه ای بویژه در تغییر جهت جریان حادث میگردد . ج) سهولت در تمیز کردن حوضهای ته نشینی و مخازن هاضم .

در تصفیه خانه ها معمولاً اگر از آشغالگیر استفاده شود ، حوض دانه گیری را بعد از آن بنا میکنند تا از ورود مواد شناور نظیر پارچه و کاغذ بداخل حوض دانه گیری جلوگیری بعمل آید . زیرا وجود این مواد سبب بروز اشکالاتی در کار دانه روبهای مکانیکی میگردد .

موقعیت حوضهای دانه گیری بست به آشغال خرد کن بر حسب شرایط محلی و نوع تصفیه خانه فرق کرده ممکن است قبل و یا بعد از آشغال خرد کن و حتی قبل از تلمبه خانه اصلی تصفیه خانه فاضلاب نیز ساخته شود .

● طرق مختلف دانه گیری :

بطور کلی دو طریقه برای ته نشین ساختن دانه ها موجود است :

الف ) کم کردن سرعت جریان فاضلاب در حوضهای دانه گیری .

ب ) بوجود آوردن سرعتی ثابت در تمام طول حوض دانه گیری

● ته نشینی و حوضهای ته نشینی :

▪ تعریف ته نشینی ؛ منظور از ته نشینی در مبحث فاضلاب مجموعه عملیات زیر است :

الف) جدا نمودن مواد جامد معلق با ته نشین ساختن آنها .

ب) مجتمع کردن آنها جهت تسهیل در امر تخلیه و دفع .

ج) خارج کردن آنها از جریان تصفیه

عمل ته نشینی به دو طریق صورت میگیرد ، یکی ته نشینی شیمیایی است که با افزودن مواد شیمیایی ممکن میشود ، دیگری ته نشینی ساده است که در آن نیروی وزن عامل اصلی ته نشینی میباشد .

● ته نشینی شیمیایی :

در سال 1740 میلادی برای اولین بار روش ته نشینی شیمیایی در پاریس مورد تحقیق و آزمایش قرار گرفت. در سالهای 1857 ـ 1880 این طریقه ته نشینی در انگلستان مورد توجّه بیشتری واقع شد و روز به روز اهمیّت آن در امر تصفیه فاضلاب و آب بیشتر گردید . ته نشینی شیمیایی که در واقع به منزله تصفیه کاملی بود . با پیدایش طریقه تصفیه زیستی اهمیّت خود را از دست داد در حال حاضر ته نشینی شیمیایی بندرت در تصفیه فاضلاب شهری بکار می رود و فقط در حالات خاصی ، مانند تصفیه پساب صنعتی ، ممکن است از این طریق استفاده نموده به طور کلی علل عمده عدم پیشرفت این طریقه در تصفیه فاضلاب در دو مطلب زیر خلاصه میگردد :

1) مقدار کاهش ( بی ـ او ـ دی ) فاضلاب در طریقه شیمیایی در مقایسه با تصفیه به طریق زیستی کمتر است . یعنی بازده تصفیه زیستی بهتر از بازده تصفیه شیمیایی است .

2) مواد لجنی در این طریقه بصورت انباشته در آمده و عمل جمع آوری تخلیه را مشکل میسازد .

● حوضهای ته نشینی :

▪ تئوری ته نشینی : اگر مایعی که محتوی ذرات جامد است در حالت سکون قرار گیرد به تدریج آن قسمت از ذرات جامد که دارای وزن مخصوصی بیش از وزن مخصوص مایع میباشد شروع به سقوط و ته نشینی می نماید . این موضوع ظاهراً ساده در واقع اساس طرح و محاسبات حوضهای ته نشینی را تشکیل میدهد .

▪ شناسائی : حوضهای ته نشینی به منظور ته نشین ساختن مواد جامد ریز دانه به قطرهای کمتر از 2/0 میلیمتر ، و تخلیه آنها ساخته میشود البته همان طور که گفته شد دانه های به قطر بیش از 2/0 میلیمتر توسط حوضهای دانه گیری قبلاً از جریان تصفیه خارج شده اند .

در این مرحله فاضلاب خروجی تصفیه شده دارای مواد معلق کمتری بوده و بالطبع زلالتر است و بدین ترتیب فاضلاب خروجی از نظر مصارف زراعتی کاملاً بدون اشکال میشود .

● انواع حوضهای ته نشینی :

حوضهای ته نشینی را میتوان بر حسب مواد زیر تقسیم بندی نمود .

الف) ماهیت کار .

ب) طرز ته نشینی و تخلیه لجن جمع آوری شد

ج) شکل ظاهری

د) ادواتی که برای لجن روبی بکار مییروند .

● صافیهای چکنده :

▪ شناسائی : صافیهای چکنده براساس تصفیه طبیعی که در رودخانه ها در اثر رشد و نمو موجودات زنده ذره بینی و بوجود آمدن لایه لجنی لزج که موجب تصفیه و تمیز شدن آب رودخانه میگردد ، بوجود آمد . فرق عمده تصفیه فاضلاب دفع شده در رودخانه و با عبور دادن آن از صافیهای چکنده ، سرعت بیشتر در امر تصفیه است .

● کلرزنی :

▪ شناسائی : به منظور تأمین مقاصد زیر از ترکیبات شیمیایی کلردار در تصفیه خانه های فاضلاب استفاده میکنند .

الف) گندزدایی فاضلاب خروجی .

ب) کاهش مقدار ( بی ـ او ـ دی ) .

ج) جلوگیری از بو

د) جلوگیری از خورده شدن بتن و ادوات مکانیکی توسط مواد اسیدی تولید شده در جریان تصفیه .

* جلوگیری از خوردگی بتن در فاضلاب ها یا مخازن بتنی در هنگام بتون ریزی از مواد افزودنی های بتن باید استفاده شود و در هنگامی که مخازن بتنی دچار مشکل آب بندی می گردند باید از ملات های آب بند بتن و در قسمت هایی که مواد فاضلابی باعث تخریب بتن شده اند از ملات های تعمیری بتن یا ترمیم کننده بتن و همچنین از چسب لاتکس جهت اتصال بتن قدیم به جدید استفاده نمود .

هـ) جلوگیری از رشد و نمو مگس و حشرات در صافیهای چکنده ،

و) شکستن کفاب تولیدی در حوضهای ایمهاف .

در تصفیه خانه های بزرگ عموما از کلر مایع و در تصفیه خانه های کوچک معمولاً از ترکیبات کلردار استفاده میکنند . از جمله ترکیبات کلردار ، آهک کلردار است که به شکل گرد سفید رنگی با 35 درصد کلر میباشد ، و دیگر هیپوکلریت سدیم است که بصورت محلول مصرف میگردد و دارای 70 درصد کلر میباشد .

● لوله های مصرفی برای انتقال کلر :

برای انتقال کلر از لوله های چدنی ریزدانه و یا لوله های پلاستیکی (PVC ) میتوان استفاده کرد .

● طریقه مصرف کلر در جریان تصفیه فاضلاب :

مواضع مختلف کلرزنی در تصفیه خانه بطور خلاصه عبارتند از :

الف) فاضلابروی ورودی به تصفیه خانه.

ب) کانال ورودی به حوض ته نشینی یا حوض ته نشینی نهایی .

ج) کانال خروجی از حوضهای ته نشینی نخستین یا نهایی .

د) حوضهای کلر زنی و بالاخره ،

هـ) در فاضلابروی خروجی از تصفیه خانه

● اصول کار تصفیه فاضلاب خروجی تا حد زلال سازی :

باتوجه به اینکه فاضلاب خروجی چندان آلوده نمیباشد لذا میتوان از کلیه روشهای معمول در تصفیه آب نظیر صافیهای ماسه ای با سرعت کم یا زیاد استفاده نمود و یا صافیهای با دهانه های ذره بینی را که 15 سال پیش به بازار عرضه شد برای این منظور به کار برد .

درجه تصفیه حاصله ـ به طور کلی بازده واحدهای زلال سازی فاضلاب بیش از 50 درصد است و به همین جهت میتوان شدت آلودگی و مواد جامد معلق فاضلاب تصفیه شده را به 10 و حتی 5 میلیگرم در لیتر تقلیل داد .

● مراحل بعدی عبارتند از :
 

تصفیه و دفع لجن ، هضم لجن ، مخازن هاضم ، حوض تغلیظ لجن ، دفع لجن هضم شده ، آماده کردن لجن ، بسترهای لجن ، خشک کن ، دفع فاضلاب و ترقیق فاضلاب ، تلمبه و تلمبه خانه

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

برچسب ها: افزودنی بتن, تصفیه فاضلاب, مخازن بتنی, کلینیک فنی و تخصصی بتن

بیماری مهلک سرطان بتن چیست؟ (Concrete Cancer)
    پیوند به این مطلب

کد مطلب : 28


علی رغم اینکه مدت نسبتا؛ زیادی از پیدایش بتن نمی گذرد ( حدود 125 سال ) شناخت علل فساد در پروسه ی تحقیقات میدانی و جلوگیری از بروز آن ‏‏، مقاومت زیاد ، استحکام و شکل پذیری بتن استفاده از این ماتریال را با استقبال روز افزونی مواجه ساخته است .

علی رغم اینکه مدت نسبتا؛ زیادی از پیدایش بتن نمی گذرد ( حدود 125 سال ) شناخت علل فساد در پروسه ی تحقیقات میدانی و جلوگیری از بروز آن ‏‏، مقاومت زیاد ، استحکام و شکل پذیری بتن استفاده از این ماتریال را با استقبال روز افزونی مواجه ساخته است . با توجه به گستردگی استفاده از بتن نتایج بهره وری از آن همواره رضایت بخش نبوده و در پاره ای از موارد مسائل و مشکلاتی بوجود آورده است . در سازه های بتونی این پرسش مطرح است که آیا بتن با ترکیبات اولیه ی خویش به تنهایی توانسته است در شرایط زمانی و مکانی مختلف عملکرد بهینه ای داشته باشد ؟ متأسفانه بررسی ها و تحقیقات انجام شده در این زمینه ، پاسخ منفی را بدست می دهد . مقاله ی حاضر بر اساس تحقیقات میدانی انجام شده در زمینه ی شناخت علل فساد بتن در استان هرمزگان تهیه گردیده است . فساد پذیری سازه های بتونی که کاهش دوام سازه یی را به همراه دارد ، اسباب نگرانی سازه های مهمی چون مجتمع بندری شهید رجائی ، سد میناب ، خط انتقال آب میناب بندر عباس و دهها پروژه ی دیگر را فراهم ساخته است . شناخت علل فساد بتن در پروسه ی تحقیقات میدانی و جلوگیری از بروز آن در قالب طرح مدیریت حفاظت بتن ، جمع بندی و ارائه گردیده است . لذا لازم است که قبل از ورود به بحث اصلی به تبیین اصطلاحات ویژه ای بپردازیم که کرارا؛ از آن استفاده خواهد شد . امروزه با عاریه گرفتن اصطلاح خوردگی از بخش متالوژی عنوان ؛ خوردگی بتن ؛ ابداع شده است . در حالی که واژه خوردگی تعریف روشنی از چگونگی بروز فعل و انفعالاتی که تخریب زودرس بتن را بهمراه داردئ به دست نمی دهد . ازدیاد حجم فولاد درون سازه بتونی بر اثر واکنش های شیمیایی / الکتروشیمیایی ، سبب افزایش فشار درون بتن گردیده که نهایتا“ فرایند تخریب بتن را بهمراه دارد . در این مقطع ترمیم بتن مطلقا“ امکان پذیر نبوده و یا انجام آن با هزینه های گزافی همراه است . شباهت این فرایند در بتون با بیماری مهلک سرطان عنوان سرطان بتن ( Concrete Cancer ) را مطرح نموده است . اما از ؟آنجا که فرایند تخریب بتونهای غیر مسلح به گونه دیگری است ، واژه فساد بتن را برای تبیین امری که تخریب بتونهای مسلح و غیر مسلح را بهمراه دارد مناسب تر یافته ایم .

1- مدیریت حفاظت بتن

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

1-1-اجزای تشکیل دهنده مدیریت حفاظت بتن

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

الف تأمین سرمایه

ب- تأمنین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص

پ- شناخت مصالح و مواد اولیه

ج- شناخت عوامل فساد بتن

چ شناخت اقلیم و عوامل محیطی

ح- تهیه مصالح و مواد مناسب و نگهداری آنها در شرایط خوب و استاندارد

د- تحقیقات:

تحقیقات خود شامل دو جزء است که بهینه سازی و جایگزینی مواد جدید مقاوم در برابر عوامل فساد بتن و پیدا کردن روشهای جدید مبارزه با فساد بتن را شامل می شود .

ر- طرح اختلاط بتن

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

الف تأمین سرمایه :

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

ب- تأمین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص

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

پ- شناخت مصالح و مواد اولیه

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

ج- شناخت عوامل فساد بتن

شناخت عوامل فساد بتن که تا کنون شناسائی و طبقه بندی گردیده اند عبارتند از :

1- نمکها ؛ 2- اسیدها ؛ 3- گازهایی نظیر گاز کربنیک ؛ 4- پوشش نا کافی بتن بر روی فولاد ؛ 5- کیفیت پایین عمل آوری بتن ؛ 6- بار اضافی ؛ 7- آب و رطوبت ؛ 8- فرآیند یخبندان ؛ 9- خوردگی میکروبی ( SRB ) ؛ 10- باکتری های اکسید کننده گوگرد .

چ شناخت اقلیم و عوامل محیطی

بحث کلرورها و سولفاتها در سطح کشور همراه سایر عوامل فساد بتن را تحت الشعاع قرار داده و عوامل دیگری که به فساد منجر می شود مورد غفلت قرار گرفته است ( نمونه حاضر آن سازه های بتونی گوناگون در سطح تهران بزرگ ) و اگر به بند “ ج “ که گاز کربنیک را به عنوان یکی از عوامل فساد بتن مطرح ساخته است نظری بیندازیم دیگر هیچگاه سازه بتونی اکسپوز را در سطح شهری که مالامال از گازهای مونو و دی اکسید کربن است احداث نخواهیم کرد .

بررسی های علمی نشان می دهد که گاز کربنیک موجود در هوا سبب کربناتیزه شدن بتن و کاهش مقاومت آن می گردد . به طوری که یک عامل نفوذی بعمق20 میلی متر می تواند تا میزان 35 نیوتن بر میلی متر مربع مقاومت بتن را طی 30 سال کاهش دهد .

نمک آب دریاهای آزاد آب خلیج فارس که البته میزان این املاح در نواحلی ساحلی به علت تبخیر بیشتر دو چندان می گردد و این ارقام بیانگر آن است که حاشیه خلیج فارس سازه بتونی ما به طور همزمان مورد هجوم دو عامل مخرب سولفات و کلر قرار می گیرد .

ح- تهیه مصالح و مواد مناسب و نگهداری آنها در شرایط خوب و استاندارد

آئین نامه های مجاز بتن در کشورهای مخحتلف و از جمله آئین نامه بتن ایران تهیه مصالح مرغوب و انبار نمودنآن در شرایط مطلوب را توصیه نموده است . تحقیق در امر فساد بتن در مجتمع بندری شهید رجایی بندر عباس نشان داد که هیچ یک از مصالح مصرفی در بتن برابر توصیه های آئین نامه ای تهیه و مصرف نگردیده است . تهیه و دپوی شن و ماسه در محیط باز و در مجاورت ماسه های روان آغشته به یون کلر و سولفات ، نشستن شبنم حاوی کلروسولفات و انبار نمودن پاکتهای سیمان تا 17 کیسه بر روی هم ، ( استاندارد 7 کیسه ) استفاده از آب حاصله از دستگاههای آب شیرین کن با خاصیت قلیلیی بسیار بالا ، استفاده از بتن خشک ، عدم اجرای بتن با چگالی مناسب از بارزترین علل فساد بتن در مچتمع بندری شهید رجائی بندر عباس بوده اند . تهیه مصالح مرغوب از مسافتهای دور را نباید به دلیل افزایش هزینه به تهیه مصالح نا مرغوب از مسافت نزدیک ترجیح داد .

د- تحقیقات :

چون عمدتا“ تحقیقات میدانی انجام شده در حاشیه خلیج فارس صورت گرفته است و مضافا“ این که این خلیج به علت عمق کم و گستردگی زیاد و عدم سیرکولاسیون کافی آب به علت عرض کم دهانه آن و همچنین تجربه زیاد ، بصورت اکوسیستم خاصی عمل می کند علاوه بر میزان بسیار زیاد املاح در میلی لیتر دمای 34-33 درجه شرایطی استثنایی را پدید آورده که طرح اختلاط بتن ویژه ای را طلب می نماید و تا کنون متأسفانه هیچ یک از آئین نامه های داخلی و خارجی بتن به آن نپرداخته اند . تحقیقات در شرایط آزمایشگاهی در بر گیرنده پاسخ های صحیح و دقیق نبوده است و ضرورت دارد کهخ این تحقیقات را به سمت و سوی تحقیقات محیطی بسط داد . بدیهی است که امر تحقیقات باید در دو زمینه بهسازی و جایگزینی مواد جدید و مقاوم در برابر عوامل فساد بتن و ت=از سویی پیدا کردن روشهای جدید مبارزه با فساد بتن از سوی دیگر انجام گیرد .

ر طرح اختلاط بتن

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

ل تولید، اجرا و عمل آوری بتن

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

ن- نگهداری

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

نتیجه گیری :

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

واکنش قلیایی سیلیسی در بتن (ASR )

پدیده واکنش قلیایی سیلیسی براثر واکنش بین هیدروکسید قلیا در سیمان و مواد معدنی سیلیسی موجود در سنگدانه ها رخ می دهد که در نتیجه ژل سیلیکاتی قلیایی حاصل می گردد واکنش قلیایی سیلیسی اغلب بعد از 5 الی 15 سال ظاهر می شود؛ این واکنش یکی از عوامل مخرب بتن می باشد که از داخل بتن شروع می گردد و بدین لحاظ کنترل و یا جلوگیری از وقوع آن مشکل و حتی در بسیاری از موارد غیر ممکن است .در اکثر موارد ، این پدیده پس از شروع تا تخریب کامل سازه ، به طور مستمر ادامه پیدا می کند .بررسی خسارات ناشی از واکنش قلیایی سیلیسی بر روی سازه های بتنی ، دلیل اطلاق واژه « سرطان بتن » به این پدیده را روشن می سازد.

به منظور کاهش واکنش قلیایی سیلیسی آئین نامه ها و سازمان های متعددی از جمله،AASHTO ، ASTM ، انجمن سیمان پرتلند ، انجمن بتن امریکا(ACI) ، مرکز تحقیقات بین المللی سنگدانه و ... روش هایی را شناسایی و ارایه نموده اند . به طور کلی برای کاهش واکنش قلیایی سیلیسی ، استفاده از سیمان با قلیای پایین برای کاهش واکنش به تنهایی کافی نمی باشد بلکه می بایست بخشی از سیمان را با خاکستر بادی یا سرباره کوره آهنگدازی و یا ترکیبی از هر دو جایگزین نمود . علاوه برآن استفاده از دوده سیلیس ( میکرو سیلیس ) موجب کاهش واکنش قلیایی سیلیسی می گردد. همچنین به منظور مقابله با سنگدانه های واکنش زا ، می توان نمک های لیتیوم را به مخلوط بتن اضافه نمود. در هر حال استفاده از خاکستر بادی و یا سرباره کوره آهن گدازی به دلایل اقتصادی و فنی ، مناسب تر می باشند.استفاده از خاکستر بادی و یا سرباره کوره آهن گدازی در کاهش بتن ، علاوه بر کاهش واکنش قلیایی سیلیسی مزایایی نظیرکاهش هزینه ساخت بتن ،کاهش دمای هیدراسیون ،نفوذپذیری ، افزایش دوام ، کاهش تولید گاز CO 2 و ... را به دنبال خواهد داشت.

خلاصة پروژه های مرکز تحقیقات تکنولوژی و دوام بتن
بررسی اثر پوزولانها در کنترل واکنش قلیایی سنگدانه ها (AAR) در سد استور

سنگدانه های بکار رفته در بتن سدها می توانند در اثر واکنش با قلیایی های سیمان تولید ژل انبساط پذیری نموده و نهایتاً با ایجاد ترک در بتن خرابی غیرقابل ترمیمی را ایجاد نمایند. برای جلوگیری از این پدیده لازم است سنگدانه های مصرفی در بتن سدها تحت آزمایشهای مختلف قرار گرفته و با تجزیه و تحلیل نتایج امکان واکنش پذیری آنها را مشخص نمود. در پروژه اخیر سنگدانه های انتخابی برای ساخت بتن در سد استور مورد بررسی قرار می گیرند. آزمایشهای تسریع شده نشان می دهد که این سنگدانه ها فعال بوده و می توانند خرابی در بتن به وجود آورند. برای بررسی و کنترل این واکنش از 3 پوزولان مختلف کشور استفاده شده و آزمایشهای درازمدت تا یکسال بر روی بتن های ساخته شده با این سنگدانه ها و پوزولانها صورت می پذیرد. نتایج درازمدت می تواند پاسخگوی نقش پوزولانها در کنترل این پدیده در بتن سد فوق باشد.

بررسی دوام سدهای بتنی کشور از نظر واکنش قلیایی

واکنش قلیایی سنگدانه ها (AAR) یا سرطان بتن پدیده ایست که در برخی از سدهای بتنی در جهان رخ داده است. در این پدیده سنگدانه های واکنش زای سیلیسی و کربناتی با قلیاییهای سیمان واکنش داده و ژل با انبساط زیادی تولید می کنند که منجر به ترک و خرابی بتن سدها می شود. این پدیده در رطوبت زیاد که در سدها و سازه های هیدرولیکی موجود است تشدید می گردد.

در پروژه اخیر سه سد نسبتاً قدیمی مورد ارزیابی قرار می گیرند تا روشن شود آیا پدیده فوق احتمال وقوع دارد یا خیر. روش تحقیق با ارزیابی نظری از بتن بدنه سدها آغاز می گردد و سپس با برداشت نمونه های بتن آزمایشهای مختلف پتروگرافی و تعیین انبساط بر روی آنها صورت می پذیرد. با این تحقیق روشن خواهد شد که اگر سنگدانه ها درحدی فعال بوده اند تا چه حد امکان پیشرفت فعل و انفعال و بروز ترکها اتفاق خواهد افتاد.

شناسایی، ارزیابی و خواص پوزولانهای ایران

پوزولانها مواد سیلیسی یا سیلیسی آلومینی هستند که به صورت طبیعی و مصنوعی موجود و با آهک و یا سیمان پرتلند واکنش داده و خاصیت سیمانی پیدا می کنند. جایگزینی پوزولانها با سیمان سالهاست که مورد توجه دست اندرکاران کارهای بتنی قرار گرفته است و از ابعاد اقتصادی و نیز خواص جدیدی که بتن با کاربرد سیمان پوزولانی پیدا می کند، مصرف آن گسترش می یابد.

در این پروژه به شناسایی دو پوزولان طبیعی کشور در منطقه استان تهران و از توفهای سبز ناحیه البرز و منطقه آذربایجان از پومیس می پردازیم. با انجام آزمایشهای تشخیص فعالیتهای پوزولانی این دو پوزولان طبقه بندی می شوند. سپس با کاربرد آنها در بتن با نسبتهای مختلف خواص بتن های حاصله از نقطه نظر خواص مکانیکی نظیر مقاومتهای فشاری و کششی و مدول الاستیسیته و دوام بتن ها از نقطه نظرهای خوردگی سولفاتی، کلریدی، کربناتی و واکنش قلیایی مورد مطالعه قرار می گیرد. با تعیین شناسنامه دقیق پوزولانها مصرف آنها را در کشور و به ویژه در بتن های حجیم سدها می توان گسترش داده و از جهات اقتصادی و نیز دوام بتن قدمهایی به جلو برداشت.

یکی از مهمترین فعالیتهای مرکز تحقیقات تکنولوژی و دوام بتن، انجام آزمایشهای دوام و مقاومت بتن می باشد.

دراین زمینه آزمایشهایی نظیر :

تعیین نفوذپذیری بتن و میزان نفوذ یون کلراید

تعیین اثر سولفات ها بر بتن

تعیین ضخامت پوشش محل آرماتورها و مقدار رطوبت دربتن

تعیین پتانسیل خوردگی آرماتورها و پدیده کربناتاسیون، به خصوص

برای شرایط آب و هوایی کشور و جهت تعیین تأثیر عوامل محیطی

بر بتن انجام می پذیرد

کنترل کیفی مصالح بتن جهت استفاده درپروژه هایبزرگ،مثل سدها،

مخازن،پل هاواسکله ها،ساختمان ها،برج هاو...ازدیگرفعالیت های مهم این مرکزمی باشد.دراین زمیـنه علاوه بر آزمایشـات معمـول مصـالح آزمایش های واکنش قلیایی سنگدانه ها (سرطان بتن) به روشهای تسریع شده و بلند مدت انجام می پذیرد.

از دیگر فعالیتهای این مرکز، آسیب شناسی و ارزیابی سازه های بتنی به منظور تعمیرات و جهت بـررسی مقاومت و مقاوم سازی آنها می باشد

بـرای این منـظور، آزمایشهای نیـمه مخرب و غـیرمخـرب (NDT) شامل مغزه گیری، چکش اشمیت، اولتراسونیک، پیوستگی بتن و... انجام می شود.

شناسایی و ارزیابی پوزولانهای کشور و تحقیقات در زمینه سیمانهای جدید از جمله دیگر فعالینهای این مرکز می باشد، نظر به اینکه کاربرد پوزولانها در بهبود خواص بتن، تأثیر بسزایی دارد و همچنین این مصالح در بسیاری از نقاط کشور به وفور یافت می شود، می تواند جایگزین مناسبی برای بخشی از سیمان باشد و علاوه بر صرفه جویی در مصرف انرژی و مصرف سیمان، باعث کنترل و رفع برخی مشکلات و نواقص کار با بتن سیمان پرتلندی شود.

تبخیر بیش از نیمی از آب بتن ، سبب ایجاد لوله های موئین گشته و نفوذ مواد شیمیایی به داخل لوله های موئین باعث خوردگی آرماتورها و انبساط آنها تا 6 برابر حجم اولیه گشته و نهایتاً با ترک خوردن بتن نفوذپذیری بتن تشدی خواهد شد و عمر سازه به شدت افت خواهد نمود .

تنها راه نفوذناپذیر سازی بتن استفاده از مواد آب بند که قابلیت تشکیل کریستال در لوله هایموئین را داشته باشند ، می باشد .در این راستا شرکت های تولید کننده افزودنی بتن تحقیقات گسترده ای را ارئه داده اند و موادی با عنوان واترپروف یا مکمل بتن تولید گشته است .پیشنهاد می کنم شما از طریق این شرکت ها اقدام به کسب اطلاعات کنید و یا از شماره های قدیم مجله انجمن بتن کمک بگیرید در خصوص راه های پیشگیری نیز با توجه به سوابق کاری ام در شرکت تولید مواد افزودنی بتن می توانم مقاله مکمل بتن را که واکنش های شیکمیایی بتن با یون سولفات و کلر و ... را نشان می دهد برایتان پیوست کنم که توجیهات اقتصادی استفاده از این مواد هم در آن ذکر شده است اگر نیاز به اطلاعات دیگری هم داشتید برایم میل کنید.

ایران کشور پهناوریست با شرایط اقلیمی ویژه که در حال حاضر با روند رو به رشد طرح های عمرانی در بخشهای نفت و گاز، نیروگاهی ، سدسازی ، پتروشیمی و .... اهمیت افزایش طول عمر سازه ها و حفظ کیفیت آنها بسیار حائز اهمیت می باشد .

لذا در طی سال های گذشته فعالیتهای گسترده ای در سطح کشور در ارتباط با ارتقاءکیفیت سازه ها و مخصوصا بتن در برابر خوردگی و نفوذ یونهای مخرب شیمیایی صورت پذیرفته است . از جمله عوامل اصلی بروز خوردگی و نفوذپذیری بتن می توان به تبخیر حدود نیمی از آب اختلاط اشاره نمود که عامل ایجاد لوله های موئین زیادی در بتن خواهد شد و نهایتا آب و یونهای شیمیایی مخرب با مکانیزم اسمزی و طبق قانون لوله های موئین به داخل بتن نفوذ نموده و خوردگی و تخریب را آغاز می نمایند . ضمنا" از دیگر عوامل نفوذپذیری بتن می توان به کسری فیلر سنگدانه ها و استفاده از مصالح شکسته اشاره نمود . از مهمترین و تاثیر گذارترین مواردی که کارشناسان و متخصصین این رشته در بخش بتن روی آن سرمایه گذاری کرده اند ، مواد افزودنی بتن می باشد که بر اساس خواص و موارد کاربردشان در گروه های بزرگی با عناوین آب بند کننده ها ، ماستیک ها ، پوشش ها،رنگ ها و ........دسته بندی شده اند . با توجه به اقلیم خورنده ای که در مناطق جنوبی کشور ( سواحل خلیج فارس و دریای عمان ) و شرایط مشابه آن در مناطق شمالی کشور ( حاشیه دریای خزر ) و همچنین در مناطق کویری وجود دارد . استفاده ازمکمل بتن به منظور پیشگیری از خرابیهای زودرس و افزایش دوام سازه های بتن آرمه ، می تواند کمک شایانی در ارتقاء کیفیت بتن باشد . اکنون با توجه به آئین نامه استانداردهای اجرایی طرح های عمرانی ، موضوع ماده 32 قانون برنامه وبودجه و در چهارچوب نظام فنی و اجرایی طرح های عمرانی کشور ( مصوبه شماره 34525/ت 13898 ه ، مورخ 4/4/1375 هیات محترم وزیران ) که رعایت استانداردهای BS 1881و DIN1048 و 1202 ASTM C را الزامی نموده است و استفاده از مکمل بتن می تواند راهگشا باشد .

یکی از پرکاربردترین افزودنی های بتن که مطابق با تکنولوژی روز دنیا و نسل جدید افزودنی های بتن تولید و ارائه می گردد و بر اساس استانداردهای معتبر جهانی مورد تست و آزمایش قرار گرفته است ، محصول مکمل بتن یا A.C.P می باشد که بهبود نتایج کیفی و سوابق درخشان استفاده از این افزودنی بتن در پروژه های مختلف عمرانی تاکیدی برموفقیت آمیز بودن آزمایشات انجام شده می باشد .

لذا برای آشنایی بیشتر با این محصول به شرح مختصری از عملکرد شیمیایی و موارد کاربرد آن می پردازیم .

این گونه افزودنی بتن ترکیبی از مواد شیمیایی ذیل می باشد:

1- میکروسیلیس

2- نسل جدید فوق روانساز بتن ( فوق روان کننده بتن )

3-کریستال ساز بتن و پلیمرهای آب بند

4- کاتالیزور و سایر مواد فیلر

مکمل بتن به جهت سطح مقطع بسیار ریز اجزاء سازنده اش که عمده آن را sio2 تشکیل می دهد ، میل زیادی به انجام واکنش با هیدرواکسید کلسیم نا پایدار دارد (عامل نفوذ پذیری و تشدید قلیایی شدن بتن) که نهایتا"سیلیکات کلسیم بسیار سخت وغیرقابل انحلال تولید می نماید .

از خصوصیات بارز سیلیکات کلسیم می توان به مقاومت در برابر سولفات ها ، نیتراتها ، یون کلر و واکنش قلیایی مصالح سنگی اشاره نمود . از این رو در صورت عدم دسترسی به سیمان تیپ 5 می توان با استفاده از مکمل بتن وسیمان تیپ 2 خواص کیفی بتن و پایائی آن را ارتقاء بخشیم .

مکمل بتن به واسطه پلیمرهای اصلاح شده با طول زنجیره بلند و داشتن کاتالیزورهای لازم ، در هنگام ساخت طرح اختلاط با کاهش 10% از نسبت آب به سیمان علاوه بر بالا بردن اسلامپ و ساخت بتن خود تراز ، میل ترکیب Ca(oH)2 و sio2 را افزوده و سرعت می بخشد و پس از انجام هیدراتاسیون ، شاهد ترکیب بهتر مولکولهای نام برده می باشیم.

وجود کاتالیزور در مکمل بتن باعث تسریع و تکمیل واکنش این افزودنی با بتن خواهد شد و در مقایسه با طرح های اختلاطی که با میکرو سیلیس و مواد روانساز ساخته می شوند به دلیل برطرف شدن واکنش گر محدود ، حدود 15% بهبود می یابد. ضمنا این کاتالیزور باعث جلوگیری از به هدر رفتن و تکمیل واکنش sio2 افزوده شده به بتن می گردد لذا میزان مصرف مکمل بتن حدود 5/1% الی 2% کمتر از میزان مصرف میکروسیلیس در طرح های اختلاط قدیمی که با استفاده از میکروسیلیس و مواد روانساز ساخته می شدند ، خواهد بود .

ضمنا" از دیگر نواقص بتن می توان به انقباض ناشی از تبخیر آب و به وجود آمدن لوله های موئین پس از انجام واکنش هیدراتاسیون اشاره نمود که این مورد هم به واسطه وجود مواد شیمیائی پلیمری کریستال ساز در مکمل بتن رفع خواهد شد. این گونه مواد کریستال ساز با ساختار آزاد و بسیار ریز مولکولی در زمان ساخت بتن در کل مخلوط پراکنده شده و تمام خلل و فرج و لوله های موئین را مسدود می سازند . اما در طرح های اختلاطی که میکروسیلیس و مواد روانساز به صورت جداگانه به بتن اضافه می گردند به جهت نقصان پلیمرهای یاد شده انجام چنین واکنشی به هیچ وجه میسر نخواهد بود .

می دانیم نفوذپذیری رابطه مستقیمی با شدت کربناسیون دارد ، افزودنی مکمل بتن با توجه به توانایی بالایی که در ساخت کریستال و به واکنش رسانیدن sio2 موجود در میکروسیلیس دارد ، نقش بسزائی در کاهش نفوذپذیری داشته و با تشکیل دادن سیلیکات کلسیم و کاهش نسبتCa(oH)2 در بتن ، خطر سرطان بتن (A-A-R) را می کاهد .

جایگزینی مکمل بتن در طرح های اختلاط به جای میکروسیلیس و مواد روانساز علاوه بر بهبود کیفی بتن ساخته و تاثیرگزاری بسیار در پایائی آن باعث کاهش 5 الی 7درصد از قیمت تمام شده بتن خواهد شد. و با استفاده از یک افزودنی بتن در زمان ساخت طرح اختلاط خطر عدم کنترل دقیق کارگاهی و رعایت نسبت ها کاهش خواهد یافت.

شایان ذکر است مکمل بتن توسط انستیتو مصالح ساختمانی دانشگاه تهران به سرپرستی جناب آقای دکتر شکرچی زاده و سایر مراکز پژوهشی و آزمایشگاههای مکانیک خاک کشور مکرارا" مورد آزمایش قرار گرفته است که نتایج آن در مقایسه با استانداردهای تدوین شده توسط سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور به منظور پذیرش بتن به شرح ذیل می باشد

براساس استاندارد اروپایی RILEM درصد خوردگی فولاد در بتن با توجه به مقاومت در برابر یون های مخرب نظیر کلر، سولفات و ...با روش الکتریکی به شرح ذیل می باشد:

درصد خوردگی فولاد مقاومت در برابر یون کلر با روش الکتریکی(اهم سانتیمتر)

خیلی زیاد 5 >

زیاد 10 - 5

نسبتا"کم 20 - 10

کم 20<
 

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

برچسب ها: افزودنی بتن, بیماری مهلک سرطان بتن, سازه های بتنی, کاهش خطر سرطان بتن, کلینیک فنی و تخصصی بتن

بررسی نفوذپذیری بتن در برابر گاز اکسیژن به عنوان یکی از شاخصه های پایایی بتن


کد مطلب : 27


1) مقدمه

ضریب نفوذ پذیرى بتن مشخصه‏اى از بتن است که بوسیله آن مى‏توان اطلاعات مناسبى از ریز ساختار و کیفیت بتن بدست آورد. با توجه به اینکه در مطالعات مربوط به پایائى بتن نظیر بررسى پایائى بتن در برابر نفوذ یون کلر و حملات سولفاتى، در اغلب موارد سیال مهاجم از خارج بتن به داخل بتن نفوذ مى‏کند، بنابراین میزان نفوذ پذیرى، قابلیت بتن را براى سهولت و یا صعوبت ورود سیال به داخل محیط متخلخل بتن مشخص مى‏نماید. به این ترتیب در بسیارى از منابع معتبر "نفوذ پذیرى به عنوان کلید پایائى بتن قلمداد شده است.

در سازه ‏هاى بتنى، بتن پوشش سطحى در اولویت نخست، از خوردگی آرماتورها حفاظت مى‏کند. بنابراین از دیدگاه خوردگى آرماتور این منطقه سطحى در معرض نفوذ گاز اکسیژن، گاز کربنیک و آب قرار دارد. نفوذ دو سیال گاز کربنیک و آب ریز ساختار بتن را تـغییر مى‏دهد و بنابرایـن این‏دو براى انـجام آزمایش قابل تکرار مناسب نیستند. به این جهت است که به نظر مى‏رسد گاز اکسیژن براى انجام آزمایش نفوذ پذیرى بتن مناسب‏ترین سیال باشد.

در مبحث مربوط به خوردگى آرماتور در بتن و در تشکیل پیل الکتروشیمیایى، وجود اکسیژن براى تشکیل پروسه کاتد ضرورى است. همچنین روند خوردگى از دو مرحله شروع خوردگى و گسترش خوردگى تشکیل مى‏شود. براساس تحقیقات انجام شده نفوذ اکسیژن در مرحله گسترش خوردگى آرماتور در بتن اهمیت دارد.

غیر قابل نفوذ بودن بتن همچنین در رابطه با آب بندی مخازن مایعات و گازها، راکتورهای اتمی و مخازن فاضلاب و تصفیه گاز مورد توجه می باشد و الزامات معمول آن است که بتن باید از نفوذ هوا تحت فشار داخلی معینی جلوگیری نماید. همچنین نفوذ گاز در بتن با مسائل فشار هیدرواستاتیکی و داخل سدها نیز مورد توجه می باشد. از طرف دیگر اندازه گیری ضریب نفوذپذیری بتن در برابر گاز نیز مزایایی دارد که از جمله این موارد می توان به سریع بودن انجام آزمایش و عدم تغییر شرایط آزمونه در زمان انجام آزمایش اشاره نمود.

نفوذ پذیرى یک ویژگى ریز ساختارى بتن است که میزان قابلیت بتن را براى عبور سیالى با ویسکوزیته مشخص تحت گرادیان فشار نشان مى‏دهد.

قانون Darcy(1856) داراى فرم ساده زیر مى‏باشد و رابطه بین سرعت حرکت سیال و گرادیان فشار را نشان مى‏دهد:

v=Kv.i

:v سرعت خطى ظاهرى سیال (v=Q/A)(m/s)

:Kv ضریب نفوذ پذیرى دارسى (m/s)

:i گرادیان هیدرولیکى، افت فشار (بدون بعد(

حرکت سیالات از درون بتن از طریق منافذ موئینه و یا ناحیه مرزی بین ماتریس و سنگدانه صورت می گیرد. این در حالیست که به دلیلی کوچکی بسیار زیاد منافذ ژلی، عملا امکان عبور سیال از آن وجود ندارد.

یکی از مهمترین پارامترهایی که بر تخلخل بتن تاثیر می گذارد، نسبت آب به سیمان است. تاثیر نسبت آب به سیمان بر اندازه حفرات و تخلخل بتن در شکل زیر آورده شده است. باید متذکر گردید که نفوذ پذیری بتن تنها تابعی از تخلخل آن نمی باشد، بلکه به اندازه، توزیع و پیوستگی منافذ نیز بستگی دارد.

2) ساز و کارهای حرکت سیال در داخل بتن

سیال به یکی از روش های زیر درون سیال حرکت می کند :

1- جذب سطحی (Adsorption)

2- انتشار (Diffusion)

3- مکش موئینه (Absorption)

4- نفوذپذیری (Permeability)

هر یک از پدیده های نفوذ یون کلر،کربناتاسیون، حملات سولفاتی و انهدام ناشی از سیکل ذوب و یخ در بتن با توجه به یکی از مکانیزم های فوق یا ترکیبی از آن ها صورت می پذیرد.

3) روش های اندازه گیری ضریب نفوذپذیری بتن در برابر گاز

تا کنون روش های مختلفی برای اندازه گیری ضریب نفوذپذیری بتن در برابر گاز توسط محققین پیشنهاد شده است. این روش ها عموما به دو دسته، آزمایشهای نفوذپذیری گاز با اختلاف فشار ثابت و آزمایش های نفوذپذیری گاز با افت فشار (فشار کاهنده) تقسیم بندی می شوند. روش های اندازه گیری ضریب نفوذپذیری گاز با اختلاف فشار ثابت عبارتند از :

1- توصیه CEMBUREAU (توصیه انجمن سیمان اروپا)، این روش مورد تائید کمیته RILEM TC 116-PCD می باشد و در استاندارد ملی ایتالیاUNI با کد 58-E0031 آورده شده است.

2- توصیه AFGC-AFREM(انجمن مهندسی عمران فرانسه)

3- روش LNEC E-392 یا توصیه ملی پرتغال؛ این توصیه نامه استفاده از نفوذسنج تهیه شده توسط پروفسور Cabrera را که در سال 1999 میلادی در دانشگاه Leeds ساخته شده توصیه می کند.

4- روش انستیتو نفت فرانسه؛ در دانشگاه Sherbrooke کانادا و آزمایشگاه پایایی و مصالح ساختمانی تولوز فرانسه (LMDC) که تحقیقات گسترده ای را بر روی نفودپذیری گاز انجام داده اند, از این روش استفاده شده است.

5- استاندارد امریکایی ASTM D 4525-90؛ این روش که برای تعیین نفوذپذیری سنگ در برابر نفوذ گاز ارائه شده است برای سنجش نفوذپذیری بتن نیز قابل استفاده است.

همچنین روش های اندازه گیری ضریب نفوذپذیری گاز با افت فشار عبارتند از:

1- آزمایش های مکش در سوراخ دریل شده در سطح بتن

2- آزمایش های وارد کردن فشار در سوراخ دریل شده در سطح بتن

3- آزمایش های مکش سطحی

4- آزمایش های وارد آوردن فشار سطحی

4) توضیح دستگاه اندازه‏گیرى نفوذ پذیرى بتن در برابر گاز اکسیژن، توصیه AFPC-AFREM,Cembureau

دستگاه اندازه‏گیرى نفوذ پذیرى بتن در برابر اکسیژن که براساس دبى خروجى گاز اکـسیژن از نـمونه بتنى مـى‏باشد، براساس توصیه Cembureau و AFREM - AFPC ساخته شده است. این دستگاه در حال حاضر در مراکز تحقیقاتى بتن در بسیارى از کشورهاى اروپایى وجود دارد و در پروژه‏هاى تحقیقاتى و مشاوره‏اى خصوصاً در سازه‏هاى آبى و همچنین سازه‏هاى در معرض عوامل خورنده محیطى مورد استفاده قرار مى‏گیرد.

4-1) شرح اجزاى دستگاه نفوذ هوا و شکل شماتیک آن

این دستگاه وسیله‏اى براى اندازه‏گیرى دبى اکسیژن است که شامل قطعات زیر مى‏باشد:

- شیر تنظیم فشار تنظیم کننده فشار ورودى سلول

- لوله‏هاى شیشه‏اى با حجم‏هاى مختلف (160 و 20 و 5 و 2 میلى لیتر(

- سلول انجام آزمایش که خود شامل پنج بخش مى‏باشد: 1- محفظه آلومینیومى 2- دو صفحه پخش کننده هوا براى کسب اطمینان از عبور اکسیژن از تمام سطح قطعه بتنى 3- غشاى پلى اورتان به دور دیسک بتنى -4تیوپ هوا 5 - درپوش

ضمناً براى انجام آزمایش از دو کپسول بزرگ مایع استفاده میگردد:

-1 کپسول اکسیژن براى تأمین گاز عبورى از آزمونه

-2 کپسول ازت براى باد کردن تیوپ به دور دیسک بتنى تا فشار حداکثر 12 اتمسفر

4-2) مشخصات آزمونه

آزمونه‏ها با توجه به حداکثر بعد سنگدانه موجود در بتن به صورت قطعاتى با قطر 15 سانتیمتر و ضخامت 50 یا 65 میلیمتر تهیه مى‏شوند. ضخامت نمونه باید از 2/5 برابر حداکثر بعد سنگدانه بزرگتر باشد. بعد بزرگترین سنگدانه تا 25 میلیمتر توصیه شده است . براى تهیه این دیسکهاى بتنى باید نمونه‏هاى استوانه‏اى استاندارد (استوانه‏هاى با قطر 15 سانتیمتر و ارتفاع 30 سانتیمتر) را با ضخامت مورد نیاز برش زده و سپس با تهیه حداقل 3 دیسک بتنى از یک نمونه استوانه‏اى استاندارد، آزمایش را بر روى هر سه نمونه به صورت متوالى انجام داد.

چنانچه از مغزه‏هاى کرگیرى شده براى انجام آزمایش استفاده شود باید مطمئن بود که نمونه تهیه شده ترک خورده و آسیب دیده نباشد. چنانچه قطر و یا ارتفاع مغزه از مقادیر گفته شده قبلى کمتر باشد مى‏توان با استفاده از رزین غیر قابل نفوذ براى جبران کمبود قطر و یا جدا کننده (براى جبران کمبود ارتفاع) استفاده کرد. البته در تحلیل نتایج بدست آمده باید دقت زیادى نمود.

این روش براى بتن‏هاى با عـیار سیـمان حـدود 200 تـا kg/m3 450و مقادیر ضریب نـفوذ پذیرى در برابر اکسیژن بین10-19 m2 تا10-14m2 نتایج قابل قبولى مى‏دهد..

5) رابطه ضرایب نفوذ پذیرى بتن در برابر آب و در برابر گاز اکسیژن

اندازه‏گیرى ضریب نفوذ پذیرى بتن در برابر آب از سالها پیش در کشورمان متداول بوده است و خصوصاً در پروژه‏هاى سد سازى مورد کاربرد قرار گرفته است. در عین حال در ساختمانهاى معمول، بتن سطحى که حفاظت آرماتورها را بر عهده دارد در معرض نفوذ اکسیژن، گاز کربنیک و آب قرار دارد. عملاً انجام آزمایش نفوذ پذیرى با گاز اکسیژن از دو سیال دیگر ساده‏تر و قابل تکرارتر است و این گاز واکنشى هم با محیط بتن نخواهد داد.

چنانچه مقادیر محاسبه شده براى ضرائب نفوذ پذیرى آب و گاز بر حسب m2 ضریب نفوذ پذیرى واقعى بتن بود باید این مقادیر یکسان باشند ولى عملاً ضریب نفوذ پذیرى در برابر گاز بزرگتر است و براى بتن‏هاى با ضریب نفوذ پذیرى کم این اختلاف زیادتر است.

اختلاف بین ضرائب نفوذ پذیرى بتن در برابر گاز و آب را مى‏توان به موارد زیر نسبت داد:

-1 فعل و انفعال شیمیایى آب با سیمان موجب دوباره هیدراته شدن ذرات سیمان هیدراته نشده مى‏شود و انحلال، ته نشینى و جابجائى ذرات ریز و جذب آب در تخلخل‏هاى کوچک ماتریس سیمان موجب کاهش نفوذ پذیرى مى‏گردد.

-2 اثرklinkenberg و یا تئورى لغزش گازها، براساس این تئورى گاز نزدیک به دیواره موئینه یک سرعت حدى دارد و بنابراین کمیت جریان گاز از طریق موئینه‏ها بیش از مقدارى است که با قانون Poiseuille پیش بینى شده است. همچنین این اثر زمانى پدید مى‏آید که مسیر آزاد در مولـکولهاى گـاز نسبت به قطر منافذ موئینه به قدر کافى بزرگ باشد. میزان اثر Klinkenberg به توزیع اندازه تخلخل‏ها و مقدار متوسط فشار آزمایشى دارد. این اثر وقتى که فشار آزمایش زیاد باشد کمتر مى‏شود. البته این اثر تا حدود کمى اختلاف بین دو ضریب نفوذ پذیرى را توجیه مى‏کند.

در اندازه‏گیرى ضریب نفوذ پذیرى ذاتى مصالح، مقادیر بدست آمده براساس آزمایش با آب به نحو بهترى ریز ساختار بتن را نشان مى‏دهد. براى اندازه‏گیرى ضریب نفوذ پذیرى بتن در برابر گاز که به مقادیر ضریب نفوذ پذیرى ذاتى نزدیکتر باشد باید از فشارهاى زیاد استفاده کرد. در شکل زیر رابطه بین ضرائب نفوذپذیرى نشان داده شده است.

اختلاف بین ضرایب نفوذ پذیرى بتن در برابر گاز و مایع براى بتن‏هاى با ضریب نفوذ پذیرى کم، زیادتر است. براى یک بتن متداول سازه‏اى که ضریب نفوذ پذیرى آن در برابر آب حدود 10-18 m2است، ضریب نفوذ پذیرى در برابر گاز براى فشار حدود 6 اتمسفر ممکن است 100 برابر زیادتر باشد. نتـایج بـدست آمـده از آزمایشها بـراى بـتن معمولى نسبت‏هاى کوچکتر از 100 را نشان مى‏دهد.

روابط زیر براى بدست آوردن ضریب نفوذپذیرى در برابرآب(Kl)با داشتن ضریب نفوذپذیرى در برابر گاز Kg بکار مى‏رود. kl=kg/(1+b/pm)

b از رابطه زیر قابل محاسبه است:

در بسیاری از کشورها، ضریب نفوذپذیری بتن در برابر گاز اکسیژن به عنوان یک از معیارهای پذیرش پایایی بتن شناخته می شود. به عنوان نمونه، Torrent بتن ها را از نظر کیفی بر اساس میزان ضریب نفوذپذیریست .

6) فعالیت های پژوهشی و مشاوره ای

دستگاه نفوذپذیری بتن در برابر گاز اکسیژن بر اساس روش CEMBUREAU TC 116-PCD RILEM در سال 1382 در این انستیتو راه اندازی شد و از همان زمان پروژه های متعدد پژوهشی و مشاوره ای انجام گرفت.

رئوس فعالیت های پژوهشی و مشاوره ای انجام شده عبارتند از :

1) تاثیر پوزولان

2) تاثیر مواد حباب ساز

3) مقایسه نفوذزذیری بتن در برابر گاز اکسی›ن و عمق نفوذ آب

4) بررسی رابطه بین مقاومت فشاری بتن و ضریب نفوذپذیری بتن در برابر گاز اکسیژن

5) مقایسه ضریب نفوذپذیری بتن در برابر گاز و آب

نتیجه گیری

نفوذپذیری یک ویژگی ریز ساختاری بتون است که میزان قابلیت این ماده ساختمانی را برای عبور سیالی با ویسکوزیته مشخص و تحت گرادیان فشار نشان می دهد. ضریب نفوذپذیری ارتباط مستقیمی با ریز ساختار و کیفیت بتن دارد. در بسیاری از منابع معتبر ضریب نفوذپذیری به عنوان کلید پایایی بتن قلمداد شده است.

به نظر می رسد با توجه به اهمیت پایایی بتن در شرایط محیطی مختلف در نواحی گوناگون کشور، باید در راستای گسترش روش های متداول و معتبر برای ارزیابی کیفی بتن و ضوابط پذیرش بتن اقدام نمود و بر اساس نتایج بدست آمده معیارهایی نظیر ضریب نفوذپذیری بتن دربرابر گاز اکسیژن را نیز در آیین نامه های ملی منظور نمود.

8) تعدادی از مراجع

1) Bakhshi, M., Mahoutian, M. and Shekarchi, M., “The Gas Permeability of Concrete and Its Relationship with Strength”; Second Inteational fib Congress, Naples, Italy, June 2006.

2) Mahoutian M., Bakhshi, M. and Shekarchi, M., “Study on Gas Permeability of Air-Entrained Concrete” Ninth CANMET/ACI Inteational Conference on Advances in Concrete Technology, Poland, May - June 2007(accepted).

3)Mahoutian M., Bakhshi, M.,Bonakdar A. and Shekarchi, M., “Effect of High Reactivity Metakaolin on the Gas Permeability of High Performance Concrete Mixture” Ninth CANMET/ACI Inteational Conference on Fly Ash, Silica Fume, Slag and Natural Pozzolans in Concrete, POLAND, May - June 2007(accepted).

4)محمد شکرچی زاده، مهدی بخشی، " نفوذپذیری بتن در برابر گاز اکسیژن"، مجله انجمن بتن ایران‏ ‏‏‏‏‏‏‏‏، شماره 13، صفحه 21-16 بهار1383.

5)محمد شکرچی زاده، مهدی بخشی و مهرداد ماهوتیان ، " نفوذپذیری بتن در برابر گاز اکسیژن"، دومین کنفرانس بین المللی بتن وتوسعه، جلد 2، صفحه 777-767، 1384.

مهندس محمد شکرچی زاده

 
 

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

برچسب ها: افزودنی بتن, بیماری مهلک سرطان بتن, ضریب نفوذپذیری, سازه های بتنی, کلینیک فنی و تخصصی بتن

بررسی جذب آب بتن سبکدانه با لیکا
    پیوند به این مطلب

کد مطلب : 26


بکارگیری بتن های سبکدانه با لیکای ایران برای مناطق بندری و سواحل کشور بویژه در حاشیه خلیج فارس و دریای عمان نیاز به مطالعه جدی دارد. پارامترهای مختلفی در این رابطه باید مورد توجه قرار گیرد.

بکارگیری بتن های سبکدانه با لیکا برای مناطق بندری و سواحل کشور بویژه در حاشیه خلیج فارس و دریای عمان نیاز به مطالعه جدی دارد. پارامترهای مختلفی در این رابطه باید مورد توجه قرار گیرد. از جمله می توان به بررسی جذب آب این نوع بتن ها پرداخت. جذب آب حجمی اولیه 10 تا 60 دقیقه ، جذب آب حجمی نهائی 7 روزه ، جذب آب موئینه ، تعیین پارامترهای ثابت بتن ، ضریب جذب آب موئینه در حالت خشک شده در هوا.

- مقدمه

بکارگیری بتن های سبکدانه با لیکابرای مناطق بندری و سواحل کشور بویژه در حاشیه خلیج فارس و دریای عمان نیاز به مطالعه جدی دارد. پارامترهای مختلفی در این رابطه باید مورد توجه قرار گیرد. از جمله می توان به بررسی جذب آب این نوع بتن ها پرداخت. جذب آب حجمی اولیه 10 تا 60 دقیقه ، جذب آب حجمی نهائی 7 روزه ، جذب آب موئینه ، تعیین پارامترهای ثابت بتن ، ضریب جذب آب موئینه در حالت خشک شده در هوا و خشک شده در آون و ارتفاع موئینه برای بتن های سبکدانه سازه ای با لیکای ایران و با نسبت آب به سیمان کم در حالت های میکرو سیلیس دار و بدون میکرو سیلیس بدست آمده و با بتن سبکدانه غیر سازه ای و بتن معمولی مشابه مقایسه می گردد. همچنین ضریب همبستگی تعیین پارامترهای جذب آب موئینه مشخص شده است. برای بتن ها ، جذب آب مفهوم نفوذ پذیری را نشان می دهد و بویژه در مواردی که بتن دائما در معرض آب نمی باشد ، جذب آب موئینه می تواند از اهمیت برخوردار باشد.

2-روش تهیه نمونه ها

2-1- تعداد و نوع نمونه ها

برای بررسی بتن های سبکدانه سازه ای با لیکای از نظر جذب آب ، نمونه های مکعبی 10 سانتیمتری با نسبت های مورد نظر ساخته شد و مورد آزمایش قرار گرفت.

برای تعیین درصد جذب آب حجمی اولیه در زمانهای 10 و 20 و 60 دقیقه و درصد جذب آب حجمی 1 تا 7 روزه در دو حالت خشک شده در آون برای هر نوع مخلوط بتن ، 4 آزمونه مکعبی 10 سانتیمتری تهیه شد که دو آزمونه برای حالت خشک شده در هوا و دو آزمونه برای حالت خشک شده در آون بکار رفت. همچنین برای تعیین جذب آب موئینه و مشخص کردن حجم آب جذب شده در واحد سطح ( i ) در مدت 3 ، 6 ، 24 و 72 ساعت و در کنار آن پارامتر ثابت جذب C و پارامتر S ضریب جذب موئینه بتن با توجه به روند جذب آب موئینه در طول زمان ، 2 آزمونه مکعبی 10 سانتیمتری برای حالت خشک شده در هوا و دو آزمونه برای حالت خشک شده در آون بکار گرفته شد که جمعا 4 آزمونه را تشکیل می دهد.

2-2-شرایط نگهداری نمونه ها

آزمونه های بتنی پس از قالب گیری ، یک روز در قالب در زیر گونی چتائی مرطوب قرار گرفتند و پس از یک روز در تانک آب در دمای °c 22 به مدت 6 روز نگهداری گردید. آزمونه های 7 روزه به دو دسته تقسیم شدند و به مدت 14 روز در محیط آون با دمای °c 50 و محیط آزمایشگاهی با دمای °c20 تا °c 27 و رطوبت نسبی 40 تا 50 درصد قرار داده شدند. پس از این مدت هر دسته از آزمونه ها مورد آزمایش قرار گرفت.

2-3-شرایط آزمایش

نمونه های مربوط به آزمایش جذب حجمی در تانک آب قرار گرفت و در زمانهای 10 ، 20 و 60 دقیقه جذب آب اولیه حجمی ( سطحی ) تعیین گردید. سپس این کار ادامه یافت و در سنین 1 ، 2 ، 3 و 7 روزه و حتی در سنین 4 ، 5 و 6 روزه نمونه ها وزن شد و جذب آب حجمی نهائی تا ثابت شدن وزن نمونه بدست آمد ( طبق BS ) .

نمونه های مربوط به آزمایش جذب آب موئینه به نحوی روی ظرف محتوی آب حاوی لاجورد قرار گرفت که 10 میلیمتر آن همواره در آب بود و بقیه در هوا واقع شد. در سنین 3 ، 6 ، 24 و 72 ساعت نمونه ها توزین گردید ( طبق Rilem Cpc112 ) .

2-4مصالح مصرفی

برای ساخت نمونه ها از سیمان نوع 1 ، میکرو سیلیس تولید داخل ، شن لیکای تولید ایران با حداکثر اندازه 13 میلیمتر و ماسه لیکا با حداکثر اندازه 3 میلیمتر ، شن و ماسه معمولی معروف به خلیج و افزودنی فوق روان کتتده MS 432 استفاده شده است که در جدول مربوطه نوع مصالح مصرفی و مقادیر آنها در یک متر مکعب بتن متراکم تازه ، نسبت آب به سیمان و اسلامپ آنها ملاحظه می شود.

3-نتایج آزمایشها

نتایج آزمایشها در جدول زیر به صورت خلاصه ارائه می گردد.

همچنین نمودارها و منحنی هائی در رابطه با نتایج ارائه می شود.

4- نتیجه گیری

در مورد وجود یا عدم وجود میکروسیلیس نتیجه گیری می شود. میکروسیلیس مقدار جذب حجمی را کاهش می دهد ( هم برای نمونه های خشک شده در آون و هم برای نمونه های خشک شده در هوا )

در مورد نسبت آب به سیمان بتن سبکدانه سازه ای و اثر آن بر جذب آب نتیجه گیری می گردد. افزایش نسبت آب به سیمان موجب افزایش جذب آب حجمی می شود.

مقایسه بین نتایج بتن سبکدانه سازه ای و غیر سازه ای با بتن معمولی انجام می شود و مصرف بتن سبکدانه سازه ای و غیر سازه ای در محیط خورنده توصیه می گردد. ضریب جذب موئینه با وجود میکروسیلیس در بتون های خشک شده در آون و هوا کاهش می یابد و در بتن های سبکدانه ، ضریب جذب موئینه تفاوت چندانی با بتن های معمولی تدارد ؛ اما با افزایش نسبت آب به سیمان افزایش چشمگیری را نشان می دهد.

5-مراجع

[1] Emerson, M., "Mechanisms of Water Absorption by Concrete." , Transport and Road Research Laboratory; U.K; 1990.

[2] Potter, R., Ho, D., "Quality of Cover Concrete and Its Influence on Durability"; SP 100-25; Inteational Conference on Concrete Durability, Vol.1; American Concrete Institute.

[3] McCarter, W.J., Emerson, M., and Ezirim. H; "Properties of Concrete in the Cover Zone: Developments in Monitoring Techniques", Magazine of Concrete Research, Vol.47; No. 172, Sept.1995; pp.243-251.

[4] RILEM Technical Recommendation for the Testing and Use of Construction Materials; CP 11.2; TC14-CPC; "Absorption of water by Concrete by Capillarity"; E & FN Spon; Chapman and Hall, 1994.
 

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

برچسب ها: افزودنی بتن, جذب آب بتن, سازه های بتنی, میکروسیلیس, کلینیک فنی و تخصصی بتن

بررسی امکان استفاده از پسماندهای ساختمانی بازیافت شده در ساخت ، اجرا و نگهداری بتن
  
کد مطلب : 25

بدون شک امروزه یکی از دغدغه های بزرگ جوامع بشری مواجه با محیط زیست و بررسی و به کار گیری راه های حفظ آن به عنوان پیش نیاز زندگی انسان و سایر موجودات زنده می باشد . در این راه نحوه مدیریت پسماندها ی مختلف از اهمیت بالایی برخوردار می باشد.

مقدمه:

تحقیقات انجام شده در جهان نشان می دهد که حجم نخاله¬های ساختمانی در میان سایر زباله¬ها 13 تا 29 درصد می باشد[2]. در سال 1996 تخمین زده شد که 136 میلیون تن ضایعات ساختمانی حاصل از تخریب و نوسازی مربوط به ساختمان سازی در ایالات متحده تولید شده،که از این مقدار 43 درصد در منابع مسکونی و 57 درصد حاصل از منابع غیر مسکونی است. علاوه براین، ضایعات ساختمانی 48 درصد از کل، که شامل 44 درصد حاصل بازسازی و 9 درصد حاصل ساخت و ساز جدید است . متاسفانه تخمین های مشابهی برای نخاله های ساختمانی حاصل از ساخت و ساز مراکز غیر مسکونی و تجاری و تخریب فیزیکی مراکز از جمله سازه¬های بتنی ، پل های فولادی ، بستر سازی جاده و پاکسازی محل قابل دسترسی نیستند. بر اساس بررسی منابع چندگانه این طور تخمین زده می¬شود که نخاله¬های ساختمانی غیربنایی 2 پوند / هر نفرروز است. با استفاده از یک جمعیت 280 میلیونی، مقدار معادل نخاله¬های ساختمانی، غیربنایی در ایالت متحده حدود 100 میلیون تن در سال است. [1] حجم ضایعات ساختمانی کشور آمریکا برای تعمیرات و بازسازی راه¬ها حدود 91 میلیون تن و بتن قابل بازیافت در سال¬های 1992 تا 1997، 26 تا 100 میلیون تن است . همچنین در ایالت کالیفرنیای امریکا حدود 12 درصد از حجم محل¬های دفن را نخاله¬ها تشکیل می¬دهند که حدود 25 درصد از حجم کل آن¬ها می¬باشد. میانگین وزن ضایعات ساختمانی در این ایالت بیش از 4 میلیون تن در سال است.[2]

آمار ثبت شده در خصوص میزان خاک و نخاله ساختمانی دفع شده در تهران نشان می¬دهد، از سال 1368 تا سال 1377 ، مجموعاً 61275196 تن معادل 116928033 مترمکعب آوار ساختمانی توسط 8847829 سرویس خودرو به محل تعیین شده از طرف شهرداری دفع شده است. آمارتولید نخاله¬های دفع شده در سال 1380، در گودال¬های اطراف تهران حدود 11973947 تن بوده است که بیش¬ترین مقدار به ترتیب، در گودهای کهریزک و آبعلی دفع شده است. [9] با توجه به اطلاعات موجود در سال 1385 ، سهم پروانه¬های صادره برای تخریب و نوسازی نشان دهنده این است که عملاً بین 5 تا 8/25 درصد بوده. در حالی که برای شهر تهران از کل پروانه¬های صادره برای تخریب حدود 90 تا 94 درصد برای تجدید بنا پس از تخریب است که می¬تواند حجم عملیات تخریب را نشان بدهد. [10]

با توجه به حجم بالای تولیدپسماندهای ساختمانی در بخش¬های مسکونی و غیر مسکونی از یک سو و از طرف دیگر حجم بالای مصرف بتن به عنوان پر مصرف¬ترین محصول ساختمانی در حالی که هر روز ابعاد و تعداد پروژه¬های عمرانی به خصوص در کشورهای در حال توسعه در حال گسترش می¬باشد، بدیهی است که انجام فرآیند بازیافت این پسماند تا چه حد می تواند در حفظ منابع موجود که بعضاً غیر قابل تجدید می¬باشند و نیز حفظ محیط زیست از ورود این حجم پسماند¬های ساختمانی ، لازم و ضروری باشد. در این مقاله سعی می¬گردد تا پتانسیل ها ، مشکلات ، راهکارها و مزایای این امر در راستای تحقق دستیابی به آن ارزیابی گردد.

تعریف پسماندهای ساختمانی:

فعالیت¬های ساختمانی شامل مجموعه فعالیت¬ها و مراحل ایجاد ساختمان و ابنیه¬های مختلف در بخش¬های آب، صنعت اسکله¬ها، راه¬ها، محوطه¬ها و ... ، تغییرات اساسی برای افزایش کارایی و عمر بنا ، تجدید بنا و تغییرات جزئی می¬شود .پسماند ساخت و تخریب، از ساخت، نوسازی و تخریب ساختمان¬ها، ابنیه صنعتی، سازه¬های آبی چون مخازن و سدها، کارخانه ها، نیروگاه¬ها، تاسیسات اتمی، اسکله¬ها، رویه راه¬ها، جداول و قطعات پیش¬ساخته، پل¬ها و ... ، و پاک¬سازی آوارهای ناشی از بلایای طبیعی و انسانی حاصل می¬شوند. [1]

اگر چه ضایعات ساختمانی جزو کم خطرترین انواع پسماند یعنی پسماندهای عادی طبقه بندی می¬شوند، ولی از اوایل دهه 90 بر اساس مطالعاتی که صورت گرفته، مشخص شده است که مواد زائد خطرناک مانند چسب، رنگ و رزین¬ها، هر چند ناچیز، همراه نخاله¬ها ممکن است خطراتی را برای محیط زیست و انسان ایجاد نماید.[3] حجم پسماندهای ساختمانی به عواملی چون میزان رشد جمعیت و نیاز روزافزون به محل سکونت و تاسیسات و تجهیزات زیربنایی، نرخ مهاجرت روستاییان به شهرها و توسعه ناخواسته مراکز جمعیتی، بافت و قدمت ساختمان¬های موجود و میزان مقاومت آن¬ها در برابر زلزله، بلایای طبیعی، معماری ساختمان¬های موجود و تقاضای نسل حاضر و ... بستگی دارد.[2]

انواع پسماند¬های ساختمانی:

پسماند ساخت و تخریب ابنیه و سازه¬ها شامل بتن، آسفالت، چوب، فلزات، شیشه، گچ، آجر، انواع سنگ، مواد پلیمری، موزائیک، سرامیک، کاشی و مواد لازم برای بام سازی هستند.

معمولا اجرای این نخاله¬ها را حدوداً 40 تا 50 در صد بتن، آسفالت، آجر، بلوک، سنگ و خاک، 20 تا 30 درصد چوب و محصولات مربوطه و 20 تا 30 درصد پسماند های متفرقه¬ای همچون فلزات، گچ، شیشه، آزبست و سایر مواد عایق و پلیمری و اجرای تاسیسات آب و فاضلاب و برق تشکلیل می¬دهد.]1[ در کشور استرالیا عمده نخاله¬های ساختمانی بر حسب تن در سال شامل 726000 بتن،795000 آسفالت، 471000 آجر، 300000 مصالح بنایی، 41000 خاک، 176000 سنگ، 35000 ضایعات چوب و ... می¬باشد. در صد ترکیب مواد تشکیل دهنده آوراهای ساختمانی کشور ایرلند در سال 1996 شامل 45 درصد خاک و سنگ، بتون، آجر، کاشی، سرامیک 31 درصد، فلزات 6 درصد، آسفالت و قیر 1 درصد، چوب 7 درصد و سایر موارد 10 درصد می¬باشد. در آلبرتا کانادا در سال 1997 آوار ساختمانی شامل 35 درصد چوب، 24 درصد سرامیک، 17 درصد مصالح بنایی، 8 درصد کاغذ، 7 درصد فلزات آهنی، 3 درصد شیشه، 2 درصد پلاستیک و 16 درصد سایر مواد بوده است. درصد تفکیک میانیگن آوار ساختمانی در آمریکا شامل 27 درصد چوب، 23 درصد آسفالت، بتن و آجر، 13 درصد تخته گچی، 12 درصد مصالح بام سازی، 9 درصد فلزات، 3 درصد کاغذ و 1 درصد پلاستیک می باشد. [10]

بازیافت نخاله ساختمانی در سایر کشورها:

در حال حاضر در بسیاری از کشورهای پیشرفته به دلیل مسائل زیست محیطی مانند کمبود منابع، کمبود محل دفن و آلودگی محیط زیست بازیافت نخاله¬های ساختمانی مورد توجه ویژه¬ای می¬باشد و این امر از سوی کلیه دست¬اندرکاران دنبال می¬گردد. در کشور ایرلند در حدود 82 درصد از نخاله¬های ساختمانی بازیافت می¬گردد. در دولت محلی انتاریودرکشور کانادا این عدد 12 درصد ، در ژاپن این عدد 98 درصد و در ایالات مختلف آمریکا متغیر است. در بسیاری از کشورها نیز فعالیت¬های زیادی در کاهش تولید نخاله و نیز استفاده مجدد از آن¬ها صورت گرفته است. [10]

مقدار مصالح بازیافتی در استرالیا[10]

مصالح بازیافت شده مقدار ( تن در سال )
بتن 726000

آسفالت 795000

آجر 471000

مصالح بنایی 300000

خاک 41000

سنگ 176000

ضایعات چوب 35000

مقدار مصالح تولیدی و بازیافتی در ایرلند[10]

سال زباله تولیدی (بدون زباله کشاورزی) مدیریت دفع آوار درصد آوار بازیافت شده

1995 11.2 میلیون تن 1.3 میلیون تن 35%

1998 15.4 میلیون تن 2.7 میلیون تن 43.30%

انواع بازیافت مواد پسماندهای ساختمانی :

پسماندهای ساختمانی شامل چهار بخش پسماندهای ناشی از ساخت، پسماندهای ناشی از تخریب ساختمان¬ها، پسماندهای ناشی از تعمیر و پسماندهای ناشی از بلایایی مانند زلزله ، انفجار و ... می¬باشد [10] . این چهار پسماند از منظر ماهیت و ساختار همانند هم بوده لذا اختلاف آن¬ها در تنوع و حجم پسماند و نحوه¬ی جداسازی آن¬ها می¬باشد. بدیهی است که مصالح ناشی از تخریب دارای حجم و تنوع بیشتر پسماند می¬باشد. بازیافت پسماند مصالح ساختمانی به دو صورت انجام می گیرد:

• بازیافت موادی که بدون هیچ گونه تغییر ماهیتی به چرخه باز مصرف برمی¬گردند مانند فولاد و...

• بازیافت موادی که پس از طی فرایندی به مواد جدید تبدیل می¬شوند. مانند شیشه، مواد پلیمری و پلاستیک و...[1]

مزایای استفاده از بازیافت نخاله¬های ساختمانی در ساخت بتن:

• حفظ منابع محیط زیست که در بسیاری از صنایع تجدید ناپذیر و یا در بازه¬های زمانی بسیار بلند تجدید می¬گردد: امروزه بتن پر مصرف¬ترین مصالح ساختمانی به¬شمار می¬آید. بدیهی است که این امر خود نشان دهنده حجم بالای استفاده از منابع مختلف مانند آهن، سیمان، سنگ دانه¬ها و آب به صورت مستقیم برای تولید بتن باشد. برخی از محصولات جانبی مانند مواد محافظتی و کیورینگ بتن و اسپیسرها نیز به صورت غیر مستقیم با افزایش دوام سازه¬ها باعث حفظ این منابع می¬گردند.

• کاهش پسماندهای نهایی و آلودگی محیط زیست: با توجه به حجم بالای پسماندهای ساختمانی استفاده بخشی از آن¬ها نیز در ساخت این پرمصرف¬ترین مصالح ساختمانی باعث کاهش بخشی از پسماندهای تولیدی و مشکلات ناشی از عدم بازیافت آن¬ها می¬گردد.

• ایجاد اشتغال: با توجه به نیازهای تخصیص منابع انسانی در مراحل مختلف چون تحقیقات، جداسازی و حمل پسماندها، کارخانه تبدیل مواد رونق این امر می تواند ایجاد کننده فرصت¬های شغلی باشد.

• منافع اقتصادی: با آزاد سازی قیمت¬ها، حذف یارانه¬های دولتی و در حال حاضر تحریم¬های موجود بر اقتصاد ایران و به تبع آن افزایش هزینه¬های تولید و حمل، بازیافت انواع پسماندها به خصوص بازیافت مصالح گران قیمت ساختمانی مانند سیمان، سنگ دانه ها، آرماتور، مواد شیمیایی، لوازم قالب بندی و ... می تواند ایجاد کننده منافع اقتصادی مناسبی چه از نظر حفظ منابع طبیعی و ایجاد امکان صادرات و چه از منظر بازیافت پسماندها برای سرمایه¬گذاران باشد.

مسائل، پیش نیاز¬ها و راهکارهای مورد نیاز جهت بازیافت مصالح ساختمانی قابل مصرف در بتن:

• تحقیقات و پژوهش جهت دستیابی به راهکاری علمی و عملیاتی برای بازیافت پسماندها و چگونگی تبدیل به مصالح جدید و غیرجدید پیشنهادی در صنایع مرتبط، دانشگاه-ها و مراکز پارک¬های فن¬آوری و ...: لازم به ذکر است که این امر بیشتر در توسعه محصولات بازیافتی در تبدیل به محصولات جدید، دارای اهمیت می باشد. این امر در حال حاضر در بسیاری از کشورهای پیشرفته مانند آلمان، استرلیا، آمریکا، کانادا و ... با توجه به محدودیت شدید منابع و محل دفن در حال انجام و اجرا می باشد. [10]

• آموزش دست¬اندرکاران: هم اکنون در بسیاری از کشورهای توسعه یافته دوره¬هایی برای دست¬اندرکاران عرصه ساخت¬ و ساز از سوی سازمان¬های مربوطه برگزار می¬گردد. این دوره¬ها بر مبنای استفاده از مصالح با قابلیت بازیافت بیشتر، چگونگی بازیافت و مراحلی که بر عهده ایشان می باشد مانند جداسازی و ... و نیز استفاده از انواع مواد بازیافتی، در بخش¬های طراحی، ساخت و تخریب می¬باشد. [10] این امر می¬تواند تا حدود زیادی مشکلات مربوط به عملی شدن این فرآیند را تسهیل نماید.

• تدوین استانداردهای کنترل کیفی و اجرایی بازیافت پسماندها و تبدیل به مصالح کاربردی ساختمانی و بتن: هم اکنون در بسیاری از کشورهای جهان استانداردها و دستورالعمل-هایی جهت بازیافت نخاله¬های ساختمانی تدوین و در اختیار دست¬اندرکاران مربوطه قرار گرفته است. [10]

• طراحی و ایجاد سیستم¬های جمع¬آوری، جداسازی و حمل پسماندهای ساختمانی با بکارگیری و مشارکت صنایع خصوصی و شهرداری¬ها و کارخانجات تولید مصالح مرتبط: در حال حاضر تعدادی از این تجهیزات مانند تجهیزات و خط بازیافت مصالح سنگی ناشی از تخریب بتن و ... طراحی و در بسیاری از کشورهای پیشرفته مورد استفاده قرار می¬گیرد. لذا شایسته است با تحقیقات و سرمایه¬گذاری محققین داخلی بازیافت سایر متریال و پسماندهای ساختمانی نیز تحقق یابد. البته این امر در حال حاضر به صورت بسیار محدود آن هم صرفاً در خصوص بازیافت مصالح سنگی در برخی محل¬های دفن مانند ایستگاه آبعلی تهران در حال انجام می¬باشد که نیازمند گسترش از نظر حجم، وسعت و تنوع می¬باشد. [9]

• تامین منابع مالی اولیه در بخش¬های تحقیقات و بازیافت توسط منابع دولتی و یا شهرداری¬ها: با توجه به منافع اقتصادی بلند مدت و زیست محیطی و نیز بهره¬گیری از سرمایه-گذاری بخش خصوصی کارخانجات نهایی محصولات ساختمانی و یا سرمایه گذاران جدید، با توجه به منافع اقتصادی، قوانین مورد نیاز ایجاد گردد. در حال حاضر در بسیاری از کشورهای دنیا قوانینی وضع گردیده و اجرا می¬شود که بخش زیادی از هزینه¬ها بر عهده تولیدکننده¬های نخاله¬های ساختمانی می¬باشد. [10]

مصالح قابل بازیافت نخاله ساختمانی برای ساخت بتن :

بدیهی است اگر صرفاً در مبحث بازیافت به استفاده از بتن تخریبی آن محدوده با هزینه دو برابر و نیمی نسبت به استفاده از سنگ دانه دست اول جامه¬ی عمل پوشیده شود، به هیچ وجه اقتصادی نمی¬باشد لذا لازمه موفقیت این امر، دیدگاه ارزش¬های محیط زیستی و استفاده و انجام بازیافت حداکثری همه بخش¬ها و انواع نخاله ساختمانی می¬باشد [9].

• انواع مصالح پلیمری و لاستیکی: درب و پنجره¬های UPVC ، لوله¬های پلیکا، انواع کف پوش، دیوار پوش و سقف های کاذب پلیمر، انواع بسته بندی¬های پلیمری مواد و سایر محصولات.

• انواع بتن¬های تخریبی: انواع بتن¬های مصرفی در فونداسیون¬ها، دال¬ها، ستون، دیوارهای برشی، تیرها، محوطه سازی¬ها، کف سازی¬ها، انواع سازه¬ها، مخازن، نیروگاه¬ها، پل¬ها، کارخانه¬ها و ...

• انواع سنگ: سنگهای مصرفی در کف سازی و نما سازی و ...

• کاشی و سرامیک: کاشی و سرامیک¬های اجرا شده در سرویس¬های بهداشتی، حمام، آشپزخانه و کف سازی سالن و اتاق¬ها.

• انواع آجرهای سفالی: دیوارهای سنتی و پارتیشن، بلوک¬های سقفی بلوکی و ...

• مصالح گچی: نازک کاری¬ها و پارتیشن¬ها.

• انواع آهن آلات: درب و پنجره¬ها، نعل درگاه¬ها، اسکلت¬ها، میلگردها، شیرآلات، نرده¬ها و ...

• انواع مصالح پایه نفتی: انواع پوشش¬های آب بند مانند آسفالت ، قیرگونی و ایزوگام.

• شیشه: انواع شیشه¬های درب و پنجره و ...

• آسفالت: آسفالت موجود در جاده¬ها ، محوطه سازی¬ها و پشت بام¬ها.

پتانسیل¬های استفاده از مصالح بازیافتی در بتن:

• آرماتور: این محصول قابل بازیافت از کلیه آهن آلات استخراجی از نخاله¬های ساختمانی در کارخانه¬های ذوب و نورد می¬باشد. این بازیافت به صورت مستقیم و بدون تغییر در نوع محصول بازیافتی حاصل از پسماند می¬باشد.

• شیشه: امروزه براساس تحقیقات و آزمایش¬های انجام شده به اثبات رسیده است که افزودن پودر شیشه¬های بازیافتی در هنگام استفاده جایگزین سیمان و یا سنگ دانه در بتن¬های جدید ضمن حفظ مقاومت فشاری، باعث ارتقا مقاومت الکتریکی و کاهش نفوذ پذیری آن می¬گردد. همچنین استفاده از پودر شیشه در سنگ¬های مصنوعی بتنی تولیدی می¬تواند باعث افزایش کیفیت سایشی و زیبایی آن گردد.[4]

مشخصات مقاومت الکتریکی و مقاومت فشاری بتن حاوی پسمانده های شیشه [4]

مقاومت فشاری 28 روزه ( Kg/cm2) مقاومت فشاری 7 روزه (Kg/cm2) مقاومت الکتریکی بتن 28 روزه مقاومت الکتریکی بتن 7 روزه شماره نمونه

288.4 166.2 7.7 5.3 نمونه 1

282.4 172 7.7 6 نمونه 2

320.5 154 7.6 5.6 نمونه 3

280.5 182.8 10 8.6 نمونه 4-نصف شیشه

291.3 193.6 11 9 نمونه 5-نصف شیشه

292 190.2 11.1 8.7 نمونه 6-نصف شیشه

224.1 185 10 8.1 نمونه 7-تمام شیشه

241 204.7 9.6 8.1 نمونه 8-تمام شیشه

230.5 139 9.5 8 نمونه 9-تمام شیشه

• استفاده از مصالح لاستیکی و پلاستیکی بازیافتی به عنوان افزودنی در بتن: با توجه به تحقیقات انجام شده توسط برخی از کارشناسان داخلی و خارجی به اثبات رسیده است که استفاده از لاستیک می¬تواند باعث ارتقا برخی از خواص در بتن¬های جدید گردد، مانند افزایش الاستسیته، مقاومت کششی، مقاومت ضربه ای و...[7-8]

• استفاده از کاشی بازیافتی در بتن: در حال حاضر در بعضی از کشورها تحقیقاتی برای استفاده از کاشی و سرامیک بازیافتی در کف¬پوش¬های تزیئی انجام گردیده که در برخی از کشورها از جمله کشور دانمارک بعضی از کارخانجات تولید این کف پوش¬ها، در حال فعالیت می¬باشند. [9]

• استفاده از پودر آجر در بتن: براساس تحقیقات انجام شده توسط محققان به اثبات رسیده است که افزودن پودر آجر به جای سیمان در بتن باعث حد قابل قبولی کاهش مقاومت فشاری و یا سایشی گردیده و می¬تواند در بتن¬های با مقاومت معمولی و بتن¬هایی که نیاز به مقاومت سایشی بالا ندارند، مورد استفاده قرار گیرد.[ 5]

• انواع فاصله نگهدارهای پلاستیکی آرماتور: اسپیسرهای پلاستیکی یا فضاسازهای آرماتورها قابل بازیافت از انواع مواد پلیمری موجود در نخاله¬های ساختمانی مانند محصولات پلاستیکی و پی وی سی می¬باشد.

• واتراستاپ: استفاده از پلیمرهای بازیافتی از نخاله¬ها برای ساخت نوارهای واتراستاپ جهت آب بندی درزهای اجرایی و انبساطی بتن.

• الیاف بتن: انواع الیاف¬ها که در دو نوع پلیمری و فلزی مورد استفاده در بتن می¬باشند قابلیت تولید از بازیافت انواع مواد پلیمری و آهن آلات موجود در نخاله را دارند. این الیاف با ایجاد خواصی چون کاهش ترک¬های حرارتی و اجرایی در بتن و افزایش مقاومت کششی، خمشی و فشاری بتن می¬گردد.

• سنگ دانه: امروزه با توجه به تحقیقات و پژوهش¬های انجام شده اثبات گردیده که بازیافت مصالح سنگی بتن در بسیاری از مواقع با شناخت خواص و پتانسیل آن قابلیت استفاده در بتن جدید را دارد. در صورتی¬که از بتن خرد شده صرفاً به عنوان درشت دانه استفاده شود تاثیر چندانی بر مقاومت نداشته (بسته به میزان جایگزینی سنگدانه¬ها باعث کاهش مقاومت از 10 درصد تا حداکثر 40 برای جایگزینی 80 درصدی مصالح سنگی درشت دانه می¬شود ) و سایر مشخصات بتن نیز دست خوش تغییر عمده نخواهد شد. لذا در صورتی که جایگزین بخش ریز دانه گردد، برخی از خواص مانند مقاومت فشاری، کششی، مدول الاستسیته و جمع¬شدگی بسته به میزان جایگزینی می¬تواند باعث ارتقاء حداکثر تا 15 درصد گردد [9]. همچنین جایگزینی مصالح سنگی بازیافتی از بتن تخریبی باعث کاهش وزن مخصوص بتن تا در حدود 2100 کیلیوگرم می گردد. [6] مصرف مصالح بازیافتی به عنوان سنگ دانه¬های بتن در سه طیف قابل استفاده است .

1. بتن¬های سازه¬ای با استفاده از بازیافت بتن¬های تخریبی و سنگ¬های ساختمانی

2. بتن¬های پر کننده با استفاده از نخاله¬های ساختمانی ناشی از بازیافت بخش¬های غیر بتنی و با مقاومت کمتر مانند دیوارهای سفالی، گچ ها، بلوک¬ها و ...

3. بتن¬های مصرفی جهت تولید بتن¬های سبک با استفاده از مواد بازیافتی از مصالح سبک بازیافتی مانند یونولیت ها، دیوارهای آجری و گچی، مصالح چوبی و .... [9]

طرح اختلاط بتن با مصالح بازیافتی [9]
ریزدانه (5-0 م. م ) درشت دانه (20-5 م.م ) نسبت آب به سیمان آب سیمان مشخصه مخلوط

در صد جایگزینی آواری طبیعی درصد جایگزینی آورای طبیعی

(Kg/m3 ) (Kg/m3 ) (Kg/m3 ) (Kg/m3 ) (Kg/m3 ) (Kg/m3 )

0 0 840 0 0 948 0.53 185 350 S0G0

20 168 672 0 0 948 0.53 185 350 S2G0

40 336 504 0 0 948 0.53 185 350 S4G0

60 504 336 0 0 948 0.53 185 350 S6G0

80 672 168 0 0 948 0.53 185 350 S8G0

100 840 0 0 0 948 0.53 185 350 S10G0

0 0 840 20 19 758 0.53 185 350 S0G2

0 0 840 40 380 569 0.53 185 350 S0G4

0 0 840 60 570 379 0.53 185 350 S0G6

0 0 840 80 760 190 0.53 185 350 S0G8

0 0 840 100 950 0 0.53 185 350 S0G10

مشخصات بتن تازه تولیدی با مصالح بازیافتی [9]

مثاومت فشاری ( Mpa ) نسبت آب به سیمان سیمان مشخصه مخلوط

درصد تفییرات 28 روزه 7 روزه

(Kg/m3 )

0 32.7 20.6 0.53 350 S0G0

+6.1 34.7 21.6 0.53 350 S2G0

+8.2 35.3 25.6 0.53 350 S4G0

+9.7 35.8 27.6 0.53 350 S6G0

+14.8 37.5 30.1 0.53 350 S8G0

+14.3 37.3 29.3 0.53 350 S10G0

-9.2 29.7 16.8 0.53 350 S0G2

-25.2 24.3 15 0.53 350 S0G4

-30.6 22.7 14.6 0.53 350 S0G6

-31.1 22.5 13.7 0.53 350 S0G8

-39.8 19.7 12.5 0.53 350 S0G10

مشخصات بتن سخت شده تولیدی با مصالح بازیافتی [9]

دمای بتن وزن مخصوص بتن تازه اسلامپ نسبت آب به سیمان سیمان مشخصه مخلوط

درجه سانتیگراد ( Kg/m3 ) ( Cm )

(Kg/m3 )

30 2324 15 0.53 350 S0G0

29 2315 8 0.53 350 S2G0

29 2305 6 0.53 350 S4G0

30 2282 2.5 0.53 350 S6G0

30 2236 1 0.53 350 S8G0

29 2207 0 0.53 350 S10G0

30 2323 18 0.53 350 S0G2

30 2288 20 0.53 350 S0G4

30 2257 20 0.53 350 S0G6

29 2228 21 0.53 350 S0G8

29 2230 22 0.53 350 S0G10

• مواد چسباننده بتن (جایگزین سیمان): استفاده از مواد پلیمری بازیافتی نخاله¬های ساختمانی به عنوان مواد چسباننده در بتن برای مصارف خاص مانند ملات¬های تعمیراتی، پرکننده و یا حتی مواد جایگزین گروت¬ها مانند بتن¬های پلیمری و ...

• مصالح یا مواد کیورینگ یا حفظ رطوبت بتن: با توجه به اهمیت کیورینگ مناسب در کیفیت و دوام بتن و تنوع روش¬های موجود برای این امر، استفاده از مصالح بازیافتی به صورت ایجاد فیلم¬های حفظ رطوبت از مواد پلیمری و ... مانند ورق¬های پلاستیکی، می تواند در فرآیند بازیافت مصالح پلیمری و قیری مورد توجه قرار گیرد.

• مواد محافظتی و آب بند سطحی بتن: بازیافت مصالح پایه قیری و یا پلیمری، می¬تواند با تبدیل آن¬ها به پوشش محافظتی و کنترل کننده نفوذ پذیری بتن، مورد استفاده قرار گیرد.

• لوزام قالب بندی: با بازیافت انواع آهن آلات و یا پلیمری، می توان از آن¬ها در ساخت لوازم قالب بندی فلزی و یا پلیمری استفاده نمود. این بازیافت نیز به صورت بازیافت بدون تغییر در ماهیت پسماند می باشد.
نتیجه گیری:

با توجه به اهمیت مبحث بازیافت بر محیط زیست، اقتصاد و جایگاه جهانی آن، لازم به نظر می¬رسد تا این امر با وضع قوانین، حمایت¬های دولتی در بخش¬های خصوصی و مراکز علمی مورد توجه قرار گیرد. این امر با توجه به وسعت ابعادی و مالی پروژه¬های عمرانی که تامین منابع مالی آن مستقیماً بر دوش مردم نبوده و توسط سرمایه گذاران خصوصی و دولت تامین می¬گردد می¬تواند در یک برنامه¬ریزی مدون عملیاتی گردیده و باعث ایجاد درآمدهای اقتصادی پس از بهره برداری و نیز مدیریت مناسب پسماندها و حفظ محیط زیست گردد. بدیهی است که اولین گام کاربردی در این امر تشریح پتانسیل¬های کاربردی، ملموس و عملیاتی و تبین دور نماهای آن برای دست اندرکاران مختلف این راه می باشد. بی شک در این برهه انجام کارهای پژوهشی از سوی مراکز علمی چون دانشگاه¬ها و پارک¬های فن آوری و .... برای عینیت بخشی این امر از اهمیت ویژه¬ای برخودار می¬باشد. همچنین لازم است با بررسی و ایجاد مراکز جمع آوری پسماندهای ساختمانی در هر شهر و یا در مراکز استان¬ها و ایجاد سیستم¬های حمل و مکانیزم¬های جداسازی در مبدا ( با توجه به اینکه عمدتاً ایجاد کننده¬های این پسماندها شرکت¬های مجهز و مجریان ساخت و ساز با بنیه مالی مناسب می¬باشند .) و یا در محل جمع¬آوری گامی موثر در این عرصه به سوی عملیاتی کردن مبحث برداشته شود. همچنین تدوین قوانین جهت جداسازی و تحویل توسط تولید کننده نخاله و یا استفاده اجباری از پیمانکاران تخریب تخصصی با دانش و تجهیزات لازم می تواند تا حدود زیادی راهگشا باشد.

منابع و مراجع :

[1] چوبانگلوس، جورج.، کریت، فرانک. (1389)، راهنمای کاربردی مدیریت پسماند، مترجمان: خانی، محمد رضا.، پورعطایی، مهدی.، خسرو محمودخانی، روح الله.، جلد اول و دوم ، انتشارات شهرداری¬ها و دهیاری های کشور.

[2] خیاطی، محمود.، (1385)، مقاومت و دوام بتن تهیه شده از سنگدانه های بازیافتی، پایان نامه کارشناسی ارشد عمران (گرایش خاک و پی) ، دانشگاه فردوسی مشهد.

[3] غفوری،محمد.، و همکاران ،(1384) ، نخاله های ساختمانی ، بازیافت و بهره برداری از آنها جهت دفن بهداشتی زباله های جامد شهری ، سازمان بازیافت و تبدیل مواد مشهد.

[4] عباسی دزفولی، عبدالکریم.، اولی پور، مسعود.، برنا، مسعود.، پور زنگنه، بهرام. (1391)، مدیریت ساخت و توسعه استفاده از خورد شیشه های بازیافتی در بتن، اولین همایش بین المللی بحران های زیست محیطی و راهکارهای آن ، علوم و تحقیقات خوزستان.

[5] بیات، حبیب الله.،شهابی، اکبر.، شاه محمدی، شهریار. (1389)، بررسی تاثیر پودر آجر و شیشه بازیافتی بر مقاومت سایشی بتن زیر آب سدها، دومین کنفرانس ملی بتن ایران.
[6] مستوفی نژاد، داوود.، افتخار، محمدرضا. (1384)، بررسی خواص مکانیکی بتن با مقاومت پایین بازیافتی، دومین کنفرانس بین المللی بتن و توسعه.

[7] مستوفی نژاد، داوود.، نجار، محمد. (1384)، بررسی مقاومت فشاری بتن دانه و پودر لاستیک تایر بازیافتی، دومین کنفرانس بین المللی بتن و توسعه.

[8] حاجتی مدارایی، عطالله.، پوراکابریان، حمید. (1390)، بررسی خواص مهندسی بتن حاوی PET بازیافتی، ششمین کنگره ملی مهندسی عمران.

[9] ماجدی اردکانی، محمدحسین.، رئیس قاسمی، امیرمازیار.، فیروزیار، فهیمه. (1386)، مطالعات مقدماتی بازیافت آوارهای ساختمانی ( ایستگاه آبعلی )، گزارش تحقیقاتی - نشریه شماره 459، مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، چاپ اول.

[10] ماجدی اردکانی، محمدحسین.، مدنی، همایون. (1391)، مروری بر مدیریت آوراهای ساختمانی، گزارش تحقیقاتی - نشریه شماره 623، مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن ، چاپ اول.
 

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

برچسب ها: افزودنی بتن, پسماندهای ساختمان, سازه های بتنی, آب بندی بتن, کلینیک فنی و تخصصی بتن

بتون هبلکس چیست؟
    پیوند به این مطلب

کد مطلب : 24


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 بتون 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

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن)) 

www.clinicbeton.ir

برچسب ها: بتون هبلکس, بتن, بتون, افزودنی های بتن, کلینیک فنی و تخصصی بتن

بتن و انواع آن
    پیوند به این مطلب

کد مطلب : 23


بتن به انگلیسی: (Concrete)‏ در مفهوم وسیع به هر ماده یا ترکیبی که از یک ماده چسبنده با خاصیت سیمانی شدن تشکیل شده باشد گفته می شود.

بتن به انگلیسی: (Concrete)‏ در مفهوم وسیع به هر ماده یا ترکیبی که از یک ماده چسبنده با خاصیت سیمانی شدن تشکیل شده باشد گفته می شود. این ماده چسبنده عموما حاصل فعل و انفعال سیمانهای هیدرولیکی و آب می باشد. حتیامروزه چنین تعریفی از بتن شامل طیف وسیعی از محصولات می شود. بتن ممکن است از انواع مختلف سیمان ونیز پوزولان ها، سرباره کوره ها، مواد مضاف، گوگرد، مواد افزودنی بتن، پلیمرهای بتن، الیاف بتن و غیره تهیه شود. همجنین در نحوه ساخت آن ممکن است حرارت، بخار آب، اتوکلاو، خلا، فشارهای هیدرولیکی و متراکم کننده های مختلف استفاده شود.با توجه به گسترش و پیشرفت علم و پیدایش تکنولوژی های فراوان در قرن اخیر، شناخت بتن و خواص آن نیز توسعه قابل ملاحظه ای داشته است، به نحوی که امروزه شاهد کاربرد انواع مختلف بتن با مصالح مختلف هستیم که هر یک خواص و کاربری مخصوص به خود را داراست. در حال حاضر انواع مختلفی از سیمانها که شامل پوزولانها ، سولفورها ، پلیمرها ، الیافهای مختلف و افزودنیهای متفاوتی هستند ، تولید می شوند . همچنین می توان خاطر نشان کرد که تولید انواع بتن با استفاده از حرارت ، بخار، اتوکلاوم ، تخلیه هوا ، فشار هیدرولیکی ویبره و قالب انجام می گیرد. بتن به طور کلی محصولی است که از اختلاط آب با سیمان آبی و سنگدانه های مختلف در اثر واکنش آب با سیمان در شرایط محیطی خاصی به حاصل می شود و دارای ویژگیهای خاص است. بتون اینک با گذشت بیش از 170 سال از پیدایش سیمان پرتلند به صورت کنونی توسط یک بنّای لیدزی ، دستخوش تحولات و پیشرفتهای شگرفی شده است.در دسترس بودن مصالح آن ، دوام نسبتاً زیاد و نیاز به ساخت و سازهای فراوان سازه های بتنی چون ساختمان ها ، سازه ها ، سد ها ، پل ها، تونل ها و راه ها ، این ماده را بسیار پر مصرف نموده است. اینک حدود سه تا چهار دهه است که کاربرد این ماده در شرایط خاص مورد استقبال کاربران آن قرار گرفته است. امروزه با پیشرفت علم و تکنولوژی مشخص شده است که صرف توجه به مقاوت به عنوان یک معیار برای طرح بتن برای محیطهای مختلف و کاربردهای مختلف نمی تواند جوابگوی مشکلاتی باشد که در درازمدت در سازه های بتنی ایجاد می گردد. چند سالی است که مسأله دوام بتن در محیط های مختلف مورد توجه قرار گرفته است.مشاهده خرابی هایی با عوامل فیزیکی و شیمیایی در بتن ها در اکثر نقاط جهان و با شدتی بیشتر در کشور های در حال توسعه، افکار و اذهان را به سمتطرح بتن هایی با ویژگی خاص و با دوام لازم سوق داده است. در این راستا در پاره ای از کشورها دستورالعمل ها و استانداردهایی نیز برای طرح بتن با عملکرد بالا تهیه شده و طراحان و مجریان در بعضی از این کشورهای پیشرفته ملزم به رعایت این دستورالعمل ها گشته اند.

مواد تشکیل دهنده بتن

سنگدانه ها در بتن تقریبا سه چهارم حجم آنرا تشکیل می دهند و ملات سیمان و آب یک چهارم

سیمان (Cement)

نوشتار اصلی: سیمان

آب (Water)

کیفیت آب در بتن از آن جهت حائز اهمیت است که ناخالصی های موجود در آن ممکن است در گیرش سیمان اثر گذاشته و اختلالاتی به وجود اورند. همچنین آب نامناسب ممکن است روی مقاومت بتن اثر نامطلوب گذاشته و سبب بروز لکه هایی در سطح بتن و حتی زنگ زدن آرماتور بشود. در اکثر اختلاط ها آب مناسب برای بتن آبی است که برای نوشیدن مناسب باشد. مواد جامد چنین آبی به ندرت بیش از 2000 قسمت در میلیون ppm خواهد بود به طور معمول کمتر از 1000 ppm می باشد. این مقدار به ازای نسبت آب به سیمان 0٫5 معادل 0٫05 وزن سیمان می باشد. معیار قابل آشامیدن بودن آب برای اختلاط مطلق نیست و ممکن است یک آب اشامیدنی به جهت داشتن درصد بالایی از یونهای سدیم و پتاسیم که خطر واکنش قلیایی دانه های سنگی را به همراه دارد، برای بتن سازی مناسب نباشد. به عنوان یک قاعده کلی هر آبی که ph (درجه اسیدیته) آن بین 6 الی 8 بوده و طعم شوری نداشته باشد می تواند برای بتن مصرف شود. رنگ تیره و بو لزوما وجود مواد مضر در آب را به اثبات نمی رساند.

مقدار آب مصرفی

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

مقدار آب لازم برای تکمیل واکنش به صورت پارامتر نسبت آب به سیمان تعریف می شود. این نسبت برای سیمان پرتلند معمولی حدود 25 درصد است. با این مقدار آب بتن فاقد کارایی لازم خواهد بود و معمولاً نسبت آب به سیمان مورد استفاده در کارگاههای ساختمانی بیش از این مقدار است. در تعیین نسبت اختلاط بتن پارامتری لحاظ می شود که مقدار رطوبت سنگدانه ها را نیز قبل از افزودن آب به بتن لحاظ می کند که در تعیین مقدار آب مورد نیاز حائز اهمیت است. این رطوبت اضافی (یا کمبود رطوبت) مقدار رطوبت مازاد(کمبود رطوبت) سنگدانه ها از حالت اشباع با سطح خشک SSD یا(Saturated Surface Dry)است.

عمل آوری بتن (کیورینگ بتن)

با ادامه یافتن Hydration مقاومت بتن افزایش می یابد و این واکنش عامل افزایش مقاومت بتن یا همان گیرش سیمان است. برای عمل آوری یا ادامه یافتن فرآیندHydration باید رطوبت نسبی حداقل 80 درصد باشد. در صورتی که رطوبت کمتر از این مقدار شود عمل آوری متوقف شده و درصورتی رطوبت تسبی به بالای 80 درصد بازگردد فرآیند هیدراسیون یا Hydration دوباره شروع خواهد شد. به دلیل تبخیر قسمتی از آب مورد نیاز قبل از تکمیل واکنش بین آب و سیمان (که چندین روز طول می کشد) قسمتی از سیمان موجود در مخلوط بتن واکنش نداده باقی می ماند. پس از بتن ریزی باید بلافاصله توجه لازم به فرایند عمل آوری معطوف گردد. عمل آوری عبارت است از حفظ رطوبت بتن تا زمانی که واکنش بین سیمان و آب تکمیل شود. این عمل می تواند به وسیله عایقکاری موقت، پاشش آب یا تولید بخار صورت گیرد. از دیدگاه عملی، حفظ رطوبت بتن برای 7 روز توصیه می شود. در شرایطی که این کار ممکن نباشد حداقل زمان عمل آوری بتن نباید کمتر از 2 روز باشد.

سنگدانه ها (Aggregates)

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

اندازه دانه های سنگی

بتن عموما از سنگدانه هایی به اندازه های مختلف که حداکثر قطرآن بین 10 میلیمتر و50 میلیمتر می باشد ساخته می شود. به طور متوسط از سنگدانه هایی با قطر 20 میلیمتر استفاده می شود. توزیع اندازه ذرات به نام «دانه بندی سنگدانه» مرسوم است. به طور کلی دانه های با قطر بیشتر از چهار یا پنج میلیمتر به نام شن و کوچکتر از آن به نام ماسه نامگذاری شده اند که این حد فاصل توسط الک 4.75 میلیمتری یا نمره چهار مشخص می گردد. حد پایین ماسه عموما 0٫07 میلیمتر یا کمی کمتر می باشد. مواد با قطر بین 0٫06 میلیمتر و 0٫02 میلیمتر به نام لای(سیلت)و مواد ریزتر رس نامگذاری شده اند. گل ماده نرمی است که شامل مقادیر نسبتا مساوی ماسه و لای و رس می باشد.

کانیهای مهم

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

طبقه بندی براساس شکل ظاهری

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

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

افزودنی ها (Admixtures)

معمولا به جای استفاده از یک سیمان بخصوص، این امکان وجود دارد که بعضی از خواص سیمانهای معمولی مورد استفاده را به وسیله ترکیب کردن ان با یک افزودنی تغییر داد. قابل توجه اینکه نباید عبارات "مواد ترکیبی" و "مواد افزودنی" با معانی مترادف به کار روند، زیرا مواد ترکیبی موادی هستند که در مرحله تولید به سیمان اضافه می شوند در حالی که مواد افزودنی در مرحله مخلوط کردن به بتن اضافه می شوند. افزودنی های شیمیایی اساسا عبارتند از:تقلیل دهنده های آب، کندگیر کننده ها و تسریع کننده های گیرش که در ایین نامه ASTM به ترتیب تحت عنوان های تیپ های C،B،A طبقه بندی شده اند. دسته بندی افزودنی ها در استاندارد BS نیز مشابه می باشد. در ضمن افزودنی های دیگری نیز وجود دارند که هدف اصلی از کاربرد آنها محافظت بتن از اثرات زیان آور یخ زدگی و ذوب یخ است.

تسریع کننده های بتن

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

کندگیر کننده های بتن

افزودنی هایی هستند که زمان گیرش بتن را به تاخیر می اندازند. این مواد در هوای خیلی گرم که زمان گیرش معمولی بتن کوتاه می شود و همچنین برای جلوگیری از ایجاد ترک های ناشی از گیرش در بتن ریزی های متوالی مفید می باشند. به عنوان چند نمونه از کندگیر کننده ها می توان از شکر، مشتقات هیدروکربنی، نمک های محلول روی و براتهای محلول نام برد.[11]. به عنوان مثال اگر با یک کنترل دقیق 0٫05 وزن سیمان شکر به بتن اضافه کنیم، حدود چهار ساعت گیرش آنرا به تاخیر می اندازد. مصرف 0٫2 تا یک درصد وزن سیمان از گیرش سیمان جلوگیری به عمل می اورد.

تقلیل دهنده های آب(روان کننده ها)

این افزودنی ها به سه منظور به کار می روند:

1-رسیدن به مقاومتی بالاتر به وسیله کاهش نسبت آب به سیمان

2-رسیدن به کارایی مشخص با کاهش مقدار سیمان مصرفی و نتیجتا کاهش حرارت هیدراتاسیون در توده بتن.

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

برای مشاهده تقلیل دهنده های آب ها با توضیحات و نمودار های کارایی و با جزئیات کامل اینجا را مشاهده فرمایید.

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

فوق روان کننده های بتن

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

مطلب:بتن تکنولوژی
 

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

برچسب ها: افزودنی بتن, فوق روان کننده بتن, بتن و انواع آن, کلینیک فنی و تخصصی بتن

بتن سبک و اثر میکروسیلیس ها در افزایش مقاومت آن
 
کد مطلب : 22


تولید سیمان که ماده اصلی چسبندگی در بتن است در سال 1756 میلادی در کشور انگلستان توسط «John smeaton » که 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.

تولید سیمان که ماده اصلی چسبندگی در بتن است در سال 1756 میلادی در کشور انگلستان توسط «John smeaton » که 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 کشور ما نیز از سال 1312 با احداث کارخانه سیمان ری با مصرف سیمان آشنا شدند و با پیشرفت صنایع کشور ، امروزه در حدود 26 الی 30 میلیون تن سیمان در سال تولید می گردد . با آگاهی مهندسان از نحوه استفاده سیمان در کارهای عمرانی ، این ماده جایگاه خودش را در کشورمان پیدا کرد .

یکی از روشهای ساختمان سازی که امروزه در جهان به سرعت توسعه می یابد ساختمانهای بتنی است . بعد از انقلاب اسلامی به علت کمبود تیر آهن در نتیجه تحریمها و نیز گسترش ساخت و سازهای عمرانی در کشور ، کاربرد 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 امکان تهیه بتن به علت فراوانی مواد متشکله بتون و عایق بودن در مقابل حرارت و صوت می باشند که 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 در باره 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 بدلائل زیر آنرا در درجه دوم و یا سوم کیفیت قرار می دهد .

الف : وجود گرد و غبار

ب : عدم شستشو

ج : دانه بندی نا صحیح

د : استفاده از شن و ماسه رودخانه ای بجای شن و ماسه 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 بتن 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

4- 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 پارامترهای 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 بار بر ساختمان

- بتن مصرفی در دیوارهای غیر بار بر

- 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 . برخی الزامات دانه بندی این آیین نامه ها در جداول 2 ، 3 و 4 نشان داده شده اند .

ذکر این نکات برای فهم بهتر این جداول 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 .

روشهای 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 . در اینجا اجمالا به چند روش اشاره می گردد :

1- 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.

 
 

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

برچسب ها: افزودنی بتن, عایق حرارتی, سازه های بتنی, بتن سبک, کلینیک فنی و تخصصی بتن

   
ژئوسنتیک
 

کد مطلب : 44

 

ژئوسنتیک ها موادی هستند که همگام با پیشرفت صنعت پتروشیمی با استفاده ا انواع مختلف پلیمرها ساخته شده و استفاده از آنها به عنوان مصالحی جدید در رابطه با طرحهای آب و خاک مورد استقبال مهندسین و کارشناسان در بسیاری از کشورهای جهان قرار گرفته است. بطور کلی ژئوسنتیک عنوانی فراگیر برای توصیف صفحات نازک و انعطاف پذیری است که در داخل توده خاک و یا در ارتباط با مصالح خاکی با اهداف مختلفی همچون مسلح سازی، جداسازی ،عایق بندی رطوبتی، مهار فرسایش، ایفای نقش صافی( فیلتر)، زه کشی و غیره مورد استفاده قرار می گیرند.

دربسیاری از موارد، این ورقه ها ممکن است ترکیبی از وظایف مذکور را به عهده داشته باشند. در این تحقیق امکان استفاده از این ماده با هدف ایفای نقش فیلتر وزهکش در زیر پوشش کانالها به عنوان جایگزینی برای مصالح معدنی( شن و ماسه) مورد بررسی قرار می گیرد.

به طور کلی مواد ژئوسنتیک را می توان به دو گروه عمده نفوذپذیر و نفوذناپذیر تقسیم نمود که در مجموع در چندزیرگروه

شامل: ژئوتکستایل ها،ژئوگریدها، ژئوممبران ها،ژئونت ها، ژئوفوم ها، ژئوسل ها، ژئوکمپزیت ها، ژئواستریپ ها، رس-ژئوسنتیک ها و لوله های ژئوسنتیک( ژئوپایپ) قابل تقسیم می باشند.

مواد ژئوسنتیک مورد استفاده در زه کشی، و از جمله زه کش زیر پوشش کانالها باید دارای نفوذناپذیری قابل توجه بوده و به سهولت بتواند حجم آب ورودی به سیستم را تخلیه نماید و در عین حال بتواند از مهاجرت ذرات خاک مجاور وفرسایش آن جلوگیری نماید. با توجه به مطالبی که فوقا به آنها اشاره شد، سیستم های فیلتر- زه کش باید متشکل از یک سیستم ژئوکمپوزیت مرکب از یک یا دو لایه ژئوتکستایل ( به عنوان فیلتر ) و یک لایه ضخیم ژئوتکستایل درشت بافت یا ژئومت اصولا طرح و بررسی مساله زمین لغزه ها در پاره ای از کشورها حائز اهمیت است. چرا که خرابیها و
تلفات ناشی از آن در بساری از موارد قابل توجه می باشد. در کشورهایی چون ایران، ژاپن، مکزیک،یوگسلاوی، نروژ،سوئیس، ایتالیا، چک و اسلواکی و شیلی خسارت ناشی از زمین لغزه ها تقریبا به طور دائمی و هرساله می باشد.

مثلا در ژاپن سالیانه حدود 2000 گسیختگی ناشی از زمین لغزه ها فقط در خاکریزه های مسیر خطوط راه آهن این کشور اتفاق می افتد. همچنین در فاصله سالهای 1961 تا 1962 بیش از 9000 زمین لغزه در چک و اسلواکی اتفاق افتاده است. در ایران نیز این مسئله به طور دائمی و هرساله در نقاط مختلف آن اتفاق می افتد و امنیت سازه های مختلف آن اتفاق می افتد و امنیت سازه های مختلف در پایین دست خود و جان ساکنین آن را به خطر می اندازد.

نمونه بارز این زمین لغزه ها در زلزله منجیل و رودبار می باشد که در اثر فعال شدن آنها دهکده ای در زیر 30 متر خاک مدفون گردید. در کشورهای پیشرفته، خطر زمین لغزه ها پهنه بندی شده اند و در بعضی از کشورها به محض فعال شدن یکی از آنها، سیستم های الکترونیکی وقوع و محل آن را دقیقا نشان می دهد. به وسیله پهنه بندی خطر زمین لغزه ها به راحتی می توان دریافت که هر شیب چه وضعیتی است و در صورت نیاز می توان آن را توسط یکی یا ترکیبی از روشهای پایدار کننده، پایدار کرد.

یکی از روشهای پایدارسازی شیبهای طبیعی استفاده از ژئوتکستایل در سطح شیب است این روش یکی از روشهایی است که تا به حال کمتر به وسیله محققین مورد پژوهش قرار گرفته است و جا دارد که در زمینه تحقیقات وسیعتری به عمل آید. ژئوتکستایل نیز که از الیاف مصنوعی ساخته می شود برای اولین بار در کشور هلند توسعه یافته است. به طور کلی این کار از سال 1953 پس از وقوع سیل مخربی که در فوریه 1953، 150000 هکتار از اراضی قسمت جنوب غربی هلند را فرا گرفت، شروع گردید. در اثر وقوع این سیل حدود 2000 نفر کشته شدند و 72000 نفرخسارت دیدند. این موضوع موجب شد تا مهندسین عمران به کاربردن مصالح جدید را مورد بررسی قرار دهند که در بین این مصالح جدید، فابریکهای مصنوعی ساخته شده از الیاف مصنوعی وجود داشت. این نوع بافته ها علاوه بر اینکه مقاومت اصطکاکی سازه خاکی را افزایش می دهد نفوذ پذیری رضایت بخشی داشته و هیچ گونه ممانعتی در برابرحرکت آب در درون خاک ندارد. همچنین در محلهایی که نمی توان از مصالح مناسب ساختمانی محکم، جامد و وزین استفاده نمود، بکاربردن تولیداتی از الیاف مصنوعی سبک وزن می تواند راه حل بیشتری از مسائل گردد. از طرفی سهولت اجرای این فابریکها و قیمت مناسب آنها نسبت به سایر روشها و کاربرد در کمترین زمان باعث شده که تمامی توجه ها به این سمت معطوف شده و تحقیقاتی در این زمینه به وسیله افراد مختلف انجام شود. با توجه به خصوصیات مختلفی که این فابریکهای مصنوعی دارن، از قبیل : قابلیت زه کشی، مقاومت کششی زیاد، لایه جداکننده، عدم قابلیت تجزیه شیمیایی، انعطاف پذیری، اقتصادی بودن، وزن کم و... کاربرد وسیعی را در مهندسی عمران پیدا کرده است. کرنر(Koeer ) در سال 1984 روشی ارائه کرد که در این روش از ژئوتکستایل به عنوان یک شبکه مسلح مقاوم
در برابر کشش استفاده می کرد. او توسط این لایه، شیب را به طور کامل پوشش می داد و در نقاطی از شیب، به وسیله مهارهای فولادی قطعه لغزنده را به سطح زیرین محکم می نمود و به این طریق مقاومت برشی خاک را افزایش می داد. در سالهای بعد از او افراد دیگری از ژئوتکستایل به عنوان یک لایه فیلتر و زهکش کننده استفاده کردند. در این طریقه با ایجاد کانالهایی در روی شیب و قرار دادن ژئوتکستایل، دور مصالح دانه ای، خروج آب سطحی از شیب راسریعتر می کردند.

کلمه ژئوسنتتیک از دو بخش «ژئو» (Geo) و «سنتتیک» (Synthetic) ساخته شده است. از کلمه «ژئو» در مواردی استفاده می شود که مربوط به زمین باشد و قسمت دوم، «سنتتیک»، در مورد موادی استفاده می شود که ساخته دست بشر باشند یا به عبارت دیگر موادی که مصنوعی اند و به صورت آزاد در طبیعت یافت نمی شوند.

ویژگیهای مواد ژئوسنتتیک :

ژئو ممبران ها :

ورقه های انعطاف پذیری بسیار کم( در حدود صفر) هستند که عموما" جهت آب بندی مخازن، کانالها، حوضچه ها و سایر سازه های مشابه" مورد استفاده قرار می گیرند. در ابتدا برای ساخت این ماده از رزین ها استفاده می شد اما امروزه پی وی سی و پلی اتیلن بیشترین کاربرد را برای تولید آن دارند.

ژئوگریدها:

از رشته های به هم پیوسته یکپارچه قابل انبساط با شبکه روزنه های منظم تشکیل و معمولا از" پلی اتیلن، پلی پروپلین یا پلی استر" ساخته می شوند. این ماده عموما" برای مسلح سازی خاکهای ناپایدار" مورد استفاده قرار می گیرد.

ژئوتکستایل ها:

صفحات نفوذ پذیری هستند که از الیاف پلی پروپلین و یا پلی استر و به دو صورت کلی بافته شده( تک رشته ای و چند رشته ای ) و بافته نشده ساخته می شوند. در ژئوتکستایل های بافته شده رشته های الیاف با تکنولوژی بافت منسوجات به شکل های مختلف بافته می شوند در حالی که در نوع بافته نشده توده ای از الیاف با استفاده از حرارت، چسب های شیمیایی یا فشار مکانیکی به هم اتصال یافته و بدین ترتیب انواع مختلف ژئوتکستایل ها تولید می گردند. این مواد به علت نفوذناپذیری مناسب و بافت ری قابل کنترل، عموما" به عنوان فیلتر" مورد استفاده قرار می گیرند.

کاربردهای ژئوتکستایل :

الف- تسلیح خاک

زمین لغزه: در ایران و دیگر کشورها این مسئله به طور دائمی و هر ساله در نقاط مختلف آن اتفاق می افتد و امنیت سازه های مختلف و ساکنین آنها در قسمت پایین دست خود را به خطر می اندازد نمونه آن در زلزله منجیل و رودبار می باشد که در اثر فعال شدن آنها دهکده ای در زیر 30 متر خاک مدفون گردید که بایستی از روشهای پایدارکننده آن را پایدار کرد.

1ـ استفاده از بست های فولادی

روش بست های فولادی

به طور کلی یک ورق فولادی گالوانیزه به ضخامت 5 میلی متر برای پایداری دیواری به ارتفاع 14 تا 15 متر کافی است در بعضی اوقات از قطعات پیش ساخته بتنی استفاده می شود این قطعات پیش ساخته با اتصالات کام در زبانه با یکدیگر قفل و بست می شوند به طوری که از جریان خاک از بین درزها به سمت پایین جلوگیری می شود در صورت استفاده از پوسته های فولادی، قطعات مختلف به یکدیگر پیچ شده و بسته های فولادی بین دو لبه قطعات قرار داده می شوند.

2ـ استفاده از ژئوتکستایل ها

در این روش با به کار بردن لایه های ژئوتکستایل در خاکریز می توان حجم مصرفی مصالح خاکی را کاهش داده و خاکریز را در برابر تمامی بارهای اعمالی مسلح کرد همچنین می توان با شیب دلخواه تا 90 درجه ایجاد کرد این دیوارها انعطاف پذیر بوده و در مقابل لغزش دورانی ضریب اطمینان بالایی خواهند داشت از خاکریزهای مسلح می توان در جلوگیری از رانش زمین- دیوارهای حائل وزنی که به نحوی محدودیت بعد دارند در ریزش گیرها و در بستر جاده ها به کار رود.

ب- زه کشی

آب زیرزمینی در روی ژئوتکستایل به خوبی جریان پیدا کرده و می تواند به سمت نقاط خروجی هدایت شود. یعنی با افزایش نفوذپذیری خاک باعث شود آب درون آنها زه کشی شود.

ج- جداسازی

با استفاده از ژئوتکستایل می توان لایه های مختلف خاک را از هم جدا کرد به عنوان مثال در احداث شاه راه ها- بستر رسی را می توان به کمک ژئوتکستایل از زیراساس شنی جدا کرد ( در لایه های روسازی راه )

د- فیلتر در سدها

در صورتی که یک لایه ژئوتکستایل بین دو لایه خاک دانه ای درشت دانه و ریز دانه قرار داده شود زه کشی به راحتی از لایه های ریز به لایه درشت انجام شده و از نفوذ دانه های ریز به لایه دانه های درشت جلوگیری می شود. به طور کلی در طراحی فیلتر های ژئوتکستایل از دو معیار زیر استفاده می شود:

1ـ محدوده نگهداری: ژئوتکستایل باید در برابر ذرات خاک مقاومت کند.

2ـ محدوده نفوذپذیری: ژئوتکستایل باید توان گذردهی آب اضافی و آزاد از خود را داشته باشد.

مزیت و عیب ژئوتکستایل ها

مزیت: کاربرد آنها سریع و راحت است و مهارت خاصی لازم ندارد، دوام آنها در مقابل عوامل طبیعی زیاد است، توانایی آنها در نگهداری ذرات خاک در محل خود، مقاومت الکتریکی بالا.

عیب: تغییر شکل در دراز مدت ایجاد می کنند.

ژئونت ها:

از ردیف شبکه های موازی تشکیل می شوند که برای افزایش توان زه کشی مورد استفاده قرار می گیرند. این مواد عموما" از پلی اتیلن با دانسیته بالا" ساخته می شوند.

ژئوسل ها:

این مواد به صورت شبکه سه بعدی با ابعاد مختلف و برای تثبیت خاک یا کنترل فرسایش سواحل مورد استفاده قرار می گیرند.

رس- ژئوسنتیک ها:

متشکل از ورقه های ژئوسنتیک با میان لایه های رسی( بنتونیتی ) بوده و برای جلوگیری از نشت آب و آب بندی مخازن مورد استفاده قرار می گیرند. نوع متداول آن متشکل از یک لایه بنتونیت در میان دو ورقه ژئوتکستایل یا ژئوممبران می باشد.

ژئوکمپزیت ها:

ترکیبی از ورقه های مختلف ژئوسنتیک مانند ژئوتکستایل- ژئونت، ژئوتکستایل- ژئوگرید، ژئوتکستایل- ژئوسل و غیره ساخته شده و در بسیاری از موارد به عنوان فیلتر- زه کش مورد استفاده قرا می گیرند که این ویژگی موضوع اصلی بحث دراین مقاله می باشد.

ژئوفوم ها:

عموما با استفاده از پلی استر و به صورت قطعات یا بلوک هایی به شکل هندسی معین ساخته می شوند. این مواد بسیار نرم و سبک بوده و با هدف کنترل فشار خاک در پشت دیوارهای حائل، جذب تورم، عایق بندی و غیره مود استفاده قرار می گیرند.

ژئوپایپ ها:

لوله های مشبک یا متخلخل ساخته شده از پلی وینیل کلاید یا پلی اتیلن با دانستیه بالا می باشند که به عنوان زه کش مورد استفاده قرار می گیرند. جدار این لوله ها ممکن است صاف یا موجدار باشد. در حال حاضر استفاده از ژئوپایپ های موجدار ساخته شده از پلی اتیلن دانسیته بالا بسیار متداول شده است.

مواد ژئوسنتیک مورد استفاده در زه کشی، و از جمله زه کش زیر پوشش کانالها باید دارای نفوذناپذیری قابل توجه بوده و به سهولت بتواند حجم آب ورودی به سیستم را تخلیه نماید و در عین حال بتواند از مهاجرت ذرات خاک مجاور و فرسایش آن جلوگیری نماید. با توجه به مطالبی که فوقا به آنها اشاره شد، سیستم های فیلتر- زه کش باید متشکل از یک سیستم ژئوکمپوزیت مرکب از یک یا دو لایه ژئوتکستایل ( به عنوان فیلتر ) و یک لایه ضخیم ژئوتکستایل درشت بافت یا ژئومت اصولا طرح و بررسی مساله زمین لغزه ها در پاره ای از کشورها حائز اهمیت است. چرا که خرابیها و تلفات ناشی از آن در بساری از موارد قابل توجه می باشد. در کشورهایی چون ایران، ژاپن، مکزیک،یوگسلاوی، نروژ، سوئیس، ایتالیا، چک و اسلواکی و شیلی خسارت ناشی از زمین لغزه ها تقریبا به طور دائمی و هرساله می باشد. مثلا در ژاپن سالیانه حدود 2000 گسیختگی ناشی از زمین لغزه ها فقط در خاکریزه های مسیر خطوط راه آهن این کشور اتفاق می افتد. همچنین در فاصله سالهای 1961 تا 1962 بیش از 9000 زمین لغزه در چک و اسلواکی اتفاق افتاده است. در ایران نیز این مسئله به طور دائمی و هرساله در نقاط مختلف آن اتفاق می افتد و امنیت سازه های مختلف آن اتفاق می افتد و امنیت سازه های مختلف در پایین دست خود و جان ساکنین آن را به خطر می اندازد. نمونه بارز این زمین لغزه ها در زلزله منجیل و رودبار می باشد که در اثر فعال شدن آنها دهکده ای در زیر 30 متر خاک مدفون گردید. در کشورهای پیشرفته، خطر زمین لغزه ها پهنه بندی شده اند و در بعضی از کشورها به محض فعال شدن یکی از آنها، سیستم های الکترونیکی وقوع و محل آن را دقیقا نشان می دهد. به وسیله پهنه بندی خطر زمین لغزه ها به راحتی می توان دریافت که هر شیب چه وضعیتی است و در صورت نیاز می توان آن را توسط یکی یا ترکیبی از روشهای پایدار کننده، پایدار کرد. یکی از روشهای پایدارسازی شیبهای طبیعی استفاده از ژئوتکستایل در سطح شیب است این روش یکی از روشهایی است که تا به حال کمتر به وسیله محققین مورد پژوهش قرار گرفته است و جا دارد که در زمینه تحقیقات وسیعتری به عمل آید. ژئوتکستایل نیز که از الیاف مصنوعی ساخته می شود برای اولین بار در کشور هلند توسعه یافته است. به طور کلی این کار از سال 1953 پس از وقوع سیل مخربی که در فوریه 1953، 150000 هکتار از اراضی قسمت جنوب غربی هلند را فرا گرفت، شروع گردید. در اثر وقوع این سیل حدود 2000 نفر کشته شدند و 72000 نفر خسارت دیدند. این موضوع موجب شد تا مهندسین عمران به کاربردن مصالح جدید را مورد بررسی قرار دهند که در بین این مصالح جدید، فابریکهای مصنوعی ساخته شده از الیاف مصنوعی وجود داشت. این نوع بافته ها علاوه بر اینکه مقاومت اصطکاکی سازه خاکی را افزایش می دهد نفوذ پذیری رضایت بخشی داشته و هیچ گونه ممانعتی در برابر حرکت آب در درون خاک ندارد. همچنین در محلهایی که نمی توان از مصالح مناسب ساختمانی محکم، جامد و وزین استفاده نمود، بکاربردن تولیداتی از الیاف مصنوعی سبک وزن می تواند راه حل بیشتری از مسائل گردد. از طرفی سهولت اجرای این فابریکها و قیمت مناسب آنها نسبت به سایر روشها و کاربرد در کمترین زمان باعث شده که تمامی توجه ها به این سمت معطوف شده و تحقیقاتی در این زمینه به وسیله افراد مختلف انجام شود. با توجه به خصوصیات مختلفی که این فابریکهای مصنوعی دارن، از قبیل : قابلیت زه کشی، مقاومت کششی زیاد، لایه جداکننده، عدم قابلیت تجزیه شیمیایی، انعطاف پذیری، اقتصادی بودن، وزن کم و... کاربرد وسیعی را در مهندسی عمران پیدا کرده است. کرنر(Koeer ) در سال 1984 روشی ارائه کرد که در این روش از ژئوتکستایل به عنوان یک شبکه مسلح مقاوم در برابر کشش استفاده می کرد. او توسط این لایه، شیب را به طور کامل پوشش می داد و در نقاطی از شیب، به وسیله مهارهای فولادی قطعه لغزنده را به سطح زیرین محکم می نمود و به این طریق مقاومت برشی خاک را افزایش می داد. در سالهای بعد از او افراد دیگری از ژئوتکستایل به عنوان یک لایه فیلتر و زهکش کننده استفاده کردند. در این طریقه با ایجاد کانالهایی در روی شیب و قرار دادن ژئوتکستایل، دور مصالح دانه ای، خروج آب سطحی از شیب را سریعتر می کردند.

یکی دیگر از موارد استفاده از ژئوتکستایل ها، مسلح نمودن خاکریزهاست. با بکار بردن لایه های ژئوتکستایل در خاکریز می توان حجم مصرفی مصالح خاکی را کاهش داده و خاکریز را در مقابل تمامی بارهای اعمالی مسلح کرد. همچنین می توان دیواری با شیب دلخواه تا 90 درجه ایجاد کرد. این دیوارها انعطاف پذیر بوده و در مقابل لغزش دورانی ضریب اطمینان بالایی خواهند داشت. از خاکریزه های مسلح می توان در جلوگیری از رانش زمین، دیوارهای حایل وزنی که به نحوی محدودیت بعد دارند، در ریزش گیرها، در بستر جاده و ... استفاده کرد.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))
برچسب ها: ژئوسنتیک, ژئوتکستایل

   
ژئوتکستایل و زمینه های کاربرد

 
کد مطلب : 43

 

 کاربردهای زیادی در زمینه های مختلف دارد ک به آن می پردازیم

به خاطر ایفای نقش های متنوع، دارای زمینه های کاربردی فراوانی می باشد که در زیر چند کاربرد عمده آن آمده است:

1) نقش جداسازی در جاده

عامل عمده شکست جاده تزریق مواد لایه های مجاور به درون پی سنگریزه ای و پیامد نزول استحکام در لایه سنگریزه ای می باشد وقتی لایه سنگریزه ای روی لایه Subgrade قرار می گیرد. لایه زیرین آلوده به خاک گشته و به مرور و ارتعاش، (Aggregate) را به درون خاک تزریق می کند و موجب حرکت لایه به طرف بالا می گردد. در محل های موجب پمپ خاک های Subgrade ضعیف به درون سنگریزه گردیده و تمامی این شرایط باعث کاهش ضخامت مؤثر لایه سنگریزه ای می گردند در نتیجه لایه حمایتی شده و عمر مفید جاده کاهش می یابد. استفاده از بافته و نبافته برای بهبود عملکرد بزرگراه ها، جاده های غیر فرشی، محل های پارکینگ، فرودگاه ها، باراندازها و مناطق نگهداری اجناس استفاده می گردد.

2) زیرسازی جاده

در این کاربرد با توجه به شرایط محل در یک یا چند نقش اصلی به کار می رود در جداسازی Subgrade و مواد سنگی و دانه ای واقع می گردد، در فیلتراسیون، ژئوتکستایل آب، چه جریان تحت فشار در اثر نیروهای دینامیکی و چه جریان ثابت را با فیلتر از خود عبور داده و از ورود خاک نرم به درون لایه سنگی پی (Aggregate) و جلوگیری می کند؛ در نقش مستحکم سازی، موجب استحکام مواد نرم Subgrade (خصوص CBR3<) می شود و میزان CBR را تا حد مطلوبی افزایش می دهد و با توزیع فشار منطقه ای و موضعی از فرو رفتن مواد سنگی و دانه ای پی به درون Subgrade نرم و مرطوب جلوگیری می کند؛ و نیز نقش زهکشی در جاده را بهبود می بخشد.

3) روکش جاده

منبع اصلی تخریب در فرش جاده تزریق آب ناخواسته به درون ساختار از طریق ترک موجود در سطح فرش است. هنگام ساخت یا تجدید فرش بزرگراه، جاده، باند فرودگاه محل های پارکنیگ الحاق پارچه بین اندود اتصال (tack coat) و لایه جدید آسفالت یک سد را ایجاد کرده و زیر پی را در مقابل نفوذ آب سطحی حمایت می کند.

در این کاربرد، دارای دو مکانیزم برای بهبود عملکرد روکش می باشد. اول این که، به عنوان لایه میانی با جذب تنش و فشار، از انتشار بازتابی (Reflective) از روکش قدیمی به روکش جدید جلوگیری کرده و یا به تعویق می اندازد و دوم، به عنوان لایه ضد رطوبت از ورود نزولات آسمانی و مایعات سطحی از طریق ترک های آسفالت به درون لایه زیرین و مرطوب سازی Subgrade و متعاقب آن، از گسیختگی و ضعف Subgrade جلوگیری می کند.

روشی که اغلب برای بازسازی (مرمت) و به کار می رود، روکش AC می باشد این عمل موقتاً ترک ها را می پوشاند و بعد از این که روکش جایگزین شد، هر حرکت جانبی یا طولی جاده موجب انتشار قبلی به روکش جدید می گردد و رخ می دهد. این حرکت موجب ورقه و ریش شدن و بریدگی در طول ترک های بازتابی گشته و راهی برای نفوذ آب های سطحی به لایه پی و Subgrade می گردد.

در زیر ، می تواند برای دفع فشارهای وارده ناشی از حرکت روکش قبلی، استحکام کششی ایجاد کند. ژئوتکستایل به عنوان لایه میانی در دفع فشار ناشی از ترک های افقی و عمودی عمل می کند.

آغشته سازی ژئوتکستایل با قیر و آسفالت، یک لایه غیر قابل نفوذ را نسبت به آب های سطحی به وجود می آورد. به خاطر سنخیت و قرابت با مواد نفتی، جذب قیر و مواد اتصال Tack coat به لایه ژئوتکستایل به خوبی صورت می گیرد.

4) زیرسازی خط آهن

در این کاربرد موجب تثبیت خط آهن می گردد و با توجه به شرایط محل، یک یا چند نقش اصلی را ایفا می کند: حفظ هندسه بستر خط آهن برای عملکرد مؤثر ریل، حیاتی می باشد. ژئوتکستایل در، بین مواد پی (Ballast) و زیر پی (Subballast) ریل واقع می گردد. وقتی مواد در اثر حرکت قطار و نیروی کوبش آن به درون لایه پی و زیرین پمپاژ می شود، می تواند بستر غیر سطحی را براین خط آهن به وجود آورد و باعث کاهش سرعت و یا حتی خارج شدن قطار از ریل گردد، یک ژئوتکستایل جداساز می تواند این مشکل را رفع نمائید؛ در نقش مستحکم سازی در خطوط جدید و یا خطوط تعمیری، با توزیع فشار وارده به Subgrade، موجب افزایش تحمل آن می گردد؛ به مهارسازی مواد پی و زیر پی در مقابل حرکات جانبی کمک می کند و از این طریق خواص انسجامی و تحمل فشار را حفظ می کند؛ ژئوتکستایل هم چنین مکانیزمی را برای زهکشی جانبی (حاشیه ها) ایجاد می کند و عملکرد زهکشی را بهبود می بخشد.

5) سدسازی

کاربرد ژئوتکستایل در زمینه سدسازی برای ضد آب سازی و جلوگیری از نشت آب از بدنه سد شده و از تخریب تدریجی آن جلوگیری می نماید. در این کاربرد، از ژئوتکستایل سنگین (معمولاً 16OZ/yd) به عنوان لایه محافظ غشا ژئوممبرین (که نقش لایه غیرقابل نفوذ را نسبت به آن بازی می کند) استفاده می شود. ژئوتکستایل هم چنین به عنوان زهکشی سطحی دیواره سد و انتقال رطوبت به زهکش های پائین سد عمل می کند.

6) کنترل فرسایش

ژئوتکستایل ها جایگزین فیلترهای دانه ای و تفکیک شده سنگریزه ای در زیر سنگ چینی ها (Rip Rap) یا بلوک های بتن آرمه می گردند و در مواردی از جمله کانال های زهکشی، سواحل، سیستم های حفاظتی و اسکله و سدهای خاکی به کار می روند. بدون یک فیلتر ژئوتکستایل، عمل موج و حرکات آب، خاک های Subgrade را در زیر مجموعه سنگریزه ای یا لایه آرمه فرسایش می دهد تحلیل لایه Subgrade مزیت آرمه یا مجموعه قلوه سنگ ها (Rip Rap) را تنزل می بخشد و موجب لزوم تعمیرات اساسی می گردد. انتخاب ژئوتکستایل برای کنترل دائمی فرسایش شبیه زهکشی زیرزمینی می باشد. با این همه کاربردهای کنترل فرسایش معمولاً نیاز به ژئوتکستایل هائی با خواص استحکامی بالا هست. کانال های زهکش، سواحل، پل و سیستم های حفاظت از خوردگی سازه ها در اثر آب (آب خوردگی) از مواد کاربردی این نقش از ژئوتکستایل می باشد.

بدون حضور ژئوتکستایل فیلتری، ضربات موج آب، مواد Subgrade را از زیر پوشش سنگی (Rip Rap) یا بتن آرمه فرسایش می دهد. تخریب و فرسایش Subgrade، مزایا و عمکرد حفاظ سنگی یا آرمه را خنثی می سازد و موجب نیاز به تعمیر اساسی و جایگزین پر هزینه می گردد.

7) دیوارهای محافظ

دیوارهای محافظ به مالکان خود این اجازه را می دهند تا کاربرد زمین خود را به حداکثر برسانند با این وجود ساخت یک دیوار سیمانی ثقلی، اغلب به خاطر سنگینی و گرانی غیر عملی می باشد. ژئوتکستایل ها به طور وسیع جهت استحکام بخشیدن به خاکریزها روی خاک های نرم، سیل بند و دیوارهای نگهدارنده به کار می روند ژئوتکستایل ها از نظر بودجه ای، ساخت دیوارهای نگهدارنده را عملی می سازند در حقیقت یک ژئوتکستایل به کار رفته جهت دیوار نگهدارنده می تواند تقریباً با کمتر از نیمی از هزینه یک دیوار نگهدارنده سنتی ساخته شود. ژئوتکستایل های بافته مزایای چشم گیری نسبت به روش سنتی مانند نصب آسان، ساخت راحت و توانائی استفاده از مواد خاکبرداری شده محل پروژه را دارا می باشند و هم چنین ژئوتکستایل های پلی پروپیلنی تقریباً نصف ژئوگریدها هزینه دارند و به طور قابل ملاحظه ای نیروی کمتری را برای نصب نیازمند هستند.

 

8) زهکشی زیرزمینی

ژئوتکستایل، جایگزین فیلترهای خاکی متداول برای زهکشی تقریباً تمام ساختارها از جمله سیستم های کنترل آب زیرزمینی، فرش جاده ها، زیرساخت های ساختمان، سدها و دیوارها می باشند. در مقایسه با فیلترهای خاکی سنتی، ژئوتکستایل ها علاوه بر ایجاد یک زهکش پیوسته و مناسب، خاکبرداری و تأثیرات زیست محیطی را کاهش داده و موجب کاهش عمده هزینه ها می گردد.

ژئوتکستایل های بی بافت سبک وزن تا وزن متوسط مناسب کاربرد فیلتر زهکش بوده و اجازه می دهند که آب زیرزمینی از هسته های زهکشی بگذرند و در عین حال از بسته شدن و گیر کردن سیستم زهکشی، با خاک مجاور جلوگیری می کند. ژئوتکستایل های نیمه سنگین بی بافت وقتی در تماس نزدیک با یک ژئونت یا سنگ زهکش قرار می گیرد می تواند ضایعات و خاک را فیلتر نماید و در عین حال به آب و مایعات شیمیائی اجازه عبور دهد.

9) کنترل نگهداری ضایعات

کنترل ضایعات و طرح های پاکیزه سازی زمین نیاز به ژئوتکستایل هائی با خواص فیزیکی پایدار و کیفیت تولید مناسب دارد در کاربردهای زیست محیطی، ژئوتکستایل باید خواص مهم و حیاتی را در حالی که در معرض محیط های شدیداً شیمیائی هستند، حفظ نماید. کاربرد ژئوتکستایل در فیلتراسیون مایعات و سیستم های جمع آوری گاز و نیز محافظت از لایه ژئوممبرین، پوشش های ضایعات می باشد. ژئوتکستایل ها برای ضایعات شهری و محل دفن زباله ها و ضایعاتی مضر و خطرناک، تالاب های تصفیه پساب، هم چنین مخازن نگهداری و کنترل ضایعات و دیگر سیستم های نگهداری سطحی توصیه شده اند.

10) سیستم جمع آوری مایعات و گاز

ژئوتکستایل های نبافته و بافته شده برای مایعات محلول و سیستم های جمع آوری گاز استفاده می شوند این محصولات کارائی سیستم را برای دفن زباله ها و هم برای طرح پاکیزه سازی آب زیرزمین افزایش می دهند. انتخاب ژئوتکستایل های فیلتری برای پاکیزه سازی محیط و کنترل ضایعات همانند انتخاب برای سیستم های زهکشی زیرزمینی است. لایه های نبافته سنگین وزن عموماً جهت این امر مناسب می باشند.

11) حفاظت ژئوممبرین

ژئوتکستایل ها به طور مؤثر به عنوان بالشتک حفاظتی از لایه های کنترل ضایعات در مقابل سوراخ شدگی و صدمات دیگر حفاظت می کند. لایه های ژئوممبرین، سازه های پوشش دار و بی پوشش نبافته بسیار محکم برای تقویت سیستم های لایه ای و حفاظت از لایه های ژئوممبرین در مقابل فشارهای شدید ناشی از اختلافات سطح به کار می روند. بدون لایه های محافظ، لبه های تیز مواد زیرزمین و مواد زائد موجب آسیب دیدگی ممبرین شده و نهایتاً از کیفیت و کارائی لایه ها می کاهد. لایه های نبافته و لایه های ترکیبی به عنوان حفاظ در مقابل صدمات مکانیکی به کار می روند. لایه های نبافته سنگین وزن با وزن حدود 600 ژئوممبرین ها را محافظت می کند.

12) ثبات و تحکیم خط های آهن

با استفاده از ژئوتکستایل های نبافته روی لایه زیرین نرم و مرطوب طول عمر جاده و خط آهن افزایش می یابد این عمل با جلوگیری از ورود مخلوظ یگ و سنگ و شن و ماسه به درون لایه زیرین ایجاد می شود. بی بافت های سنگین وزن برای ثبات خط آهن مناسب می باشند.

استفاده از ژئوتکستایل و زیر بستر خط آهن این اطمینان را می دهد که خاکریز خط آهن، بارهائی را که برای آن پیش بینی شده را تحمل کند

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

برچسب ها: ژئوتکستایل, افزودنی

ژئوتکستایل
 

کد مطلب : 42

کاربردها:
ژئوتکستایل به خاطر ایفای نقش های متنوع دارای زمینه های کاربردی فراوانی می باشد که در زیر چند کاربرد عمده آن آمده است:

کاربردها:

ژئوتکستایل به خاطر ایفای نقش های متنوع دارای زمینه های کاربردی فراوانی می باشد که در زیر چند کاربرد عمده آن آمده است:

1- فیلتراسیون

2- زیرسازی جاده

3- روکش جاده

4-کنترل فرسایش

5-دیوارهای محافظ

6- کنترل فرسایش

7-کنترل نگهداری ضایعات

8-سیستم جمع آوری مایعات و گاز

9-حفاظت ژئوممبرین

10ثبات و تحکیم خط های آهن

11-احداث مخازن ذخیره اب و مواد شیمیایی

12- مخازن فاضلاب و لندفیل ها در ایزولاسیون تونل ها

13-کانال های اب رسانی

14-در احداث و فونداسیون سازی ساختمان

15-جلوگیری از فرسایش سواحل

16- در اجرای انواع خطوط اهن

17- در زیر سازی و روکش اسفالت

18-تحکیم بستر خاکریزه ها

19-استفاده در خطوط انتقال اب

20-زیر سازی چمن مصنوعی

21-احداث باند فرودگاه

22-انواع زهکشی ها از جمله سطحی و زیر زمینی

23-محل های دفن زباله

24-سیستم جمع اوری مایعات و گازها و غیره

25-تقویت(استحکام) و تثبیت سازی

کاربرد ژئوتکستایل در مهندسی:

1-زهکشی : آب زیرزمینی در روی ژئوتکستایل به خوبی جریان پیدا کرده و می تواند

به سمت نقاط خروجی هدایت شود.

2-فیلتریزاسیون : در صورتی که لایه ژئوتکستایل نفوذپذیر بین دو لایه خاک دانه ای

درشت و ریز قرار گیرد ، زهکشی به راحتی از لایه ریز به لایه درشت انجام شده و از نفوذ

دانه های ریز به لایه درشت جلوگیری می شود.

3-جداسازی : با استفاده از ژئوتکستایل می توان لایه های مختلف خاک را از هم جدا

گرد ؛ به عنوان مثال در احداث شاه راهها ، بستر رسی را می توان به کمک ژئوتکستایل از

زیر اساس شنی جدا نمود.

4-تسلیح : مقاومت کششی زیاد ژئوتکستایل باعث افزایش ظرفیت باروری زمین می

شود.

کاربرد های ژئوتکستایل در پروژه های عمرانی :

1-کاهش هزینه های مصالح مصرفی در زمان ساخت

2-تقویت بستر

3-کاهش ضخامت لایه های گوناگون خاک

4-جلوگیری از ایجاد ترک در روکشهای آسفالت

5-جداکننده بین لایه های گوناگون خاک جهت جلوگیری از تداخل دانه بندیها به یکدیگر

6-فیلتراسیون

7-سیستم های زهکشی
8-عمر فراوان آن در خاک

9-افزایش عمر سیستمهای طراحی شده

کاربری ژئوتکستایل به عنوان فیلتر در سدهای خاکی:

1-حفاظت شیب پایاب نسبت به فرسایش

2-هدایت روان آب های سطحی و نشت در پایین دست

3-حفاظت شیب سرآب

4-ایجاد زهکشی داخلی در سد

5-ایجاد فیلتر در زیر پوشش ریپ رپ برای جلوگیری از فرسایش داخلی و شسته شدن مصالح در پایاب و سرآب

اهمیت ژئوتکستایل ها:

بارها ، موج ها و گاهی یخ ها عمده منابع بارگذاری بر سازه های آبی و دریایی است . از بین عوامل فوق امواج ضمن اعمال فرسایش در بستر رودخانه یاکفه دریا می تواند نیروهای ضربه ای به سازه وارد نماید . اغلب تجارت های جهانی بوسیله کشتی ها و از طریق ورود وخروج به بنادر صورت می گیرد ، این امر نیازمند تثبیت و نگهداری راه های آبی است ، ضمن آنکه مسائل توریستی در کنار سواحل نیز یکی از عوامل درآمدزا برای کشورهاست و این امر بحث پایداری و تثبیت سواحل را مهمتر می سازد . مهندسی سواحل شروع نقطه ای برای استفاده از الیاف مصنوعی در دهه 1950 میلادی بوده است و درابتدا الیاف مصنوعی برای ساختن کیسه های بزرگ شنی و ماسه ای به منظور استفاده درموج شکن ها بوده است ، ازاین مواد به دلیل داشتن خصوصیاتی مانند وزن کم ، مقاومت بالا و طولانی مدت استفاده بیشتری گردید طوری که امروزه دو نوع الیاف مصنوعی بافته شده و بافته نشده برای پروژه های سد سازی ، جاده سازی ، ساخت راه آهنو تونل و دیگر کارهای مهندسی ژئو تکنیک استفاده می شود.

همچنین این مصنوعات جهت حفاظت سواحل دریا و رودها کاربری ایده آلی دارد . گونه های مختلف بافته نشده ژئو تکستایل می توانند جانشین برتری برای ریزدانه های زیرین (RIP RAP)و به طورکلی نقاطی که درمعرض فرسایش وجذرومدر قراردارد باشد . به طورکلی اجرای بسیارسریع و راحت ، مقاومت بالا ، هزینه کم ، پایداری دهها ساله ، تخریب کمتر طبیعت ، یکنواختی در اجرا وسایر ویژگی های آن باعث شده که در اکثر کشورها مورد استفاده قرارگیرد.

نقش تقویت کنندگی

ژئو تکستایل ها به طور کلی در توده خاک می توانند بوسیله توسعه نیروهای کششی نقش تقویت کنندگی داشته باشند. در واقع یک ژئو تکستایل استحکامی باعث تغییر واکنش آسفالت جاده نسبت به نیرو های وارده می شود . در این مکانیزم ، کرنش های موجود در توده خاک منجر به کرنش هایی در ژئو تکستایل کردیده که موجب بسیج نمودن نیرو های کششی در استحکامات می شود . و این نیرو ها در جهت محدود سازی حرکات خاک عمل کرده و موجب توزیع استخکام برشی اضافی می گردند . این فرایند موجب می شود تا سیستم خاک ژئوتکستایل ، استحکام برشی بزرگتری در توده خاک ایجاد کند . به بیان ساده تر منسوج با استحکام بالا کمبود استحکام توده خاک ضعیف را نموده و در کل مجموع آن دو در مقابل تنش های برشی کقاومت می کنند . پس این منسوج باید دارای مدول تنش کرنشی اولیه بالایی باشد تا تنش ها را تحمل نموده و آنها را در محدوده بزرگتری پخش نماید . این کاهش فشار ها می تواند موجب کاهش قابل توجهی در ضخامت مورد نیاز لایه پی سنگی می شود .

ساخت شیب های با دوام و دیواره های حائل و سایر سازه های خاکی با ساختار های نگهدارنده همگی از موارد استفاده از این مصنوعات می باشد . از طرفی مقرون به صرفه بودن استفاده از این مصنوعات نسبت به روشهای سنتی (برای مثال دیوار های عمودی خاک تقویت شده نسبت به دیوارهای بتونی سنتی هزینه احداث کمتری دارد. )موجب شده که استفاده از این مصنوعات امروزه در پروژه های ژئوتکنیکی دارای اهمیت خاصی باشند.

نتیجه گیری کلی و نگاهی به آینده

بیش از 30 سال از مصرف ژئوتکستایلها در سازه ها و ساختمان می گذرد. با توجه به قدمت استفاده از ژئوتکستایلها در صنعت راه و ساختمان تجارب ارزنده‏ای در کشورهای مختلف در این زمینه کسب شده و علاوه بر این در هزینه‏های ساختمان و بهینه سازی انرژی صرفه‏جویی‏هایی صورت گرفته‏است.

امروزه علی‏رغم رکود در فعالیتهای ساختمانی کشور شاهد افزایش مصرف ژئوتکستایل در این صنعت می‏باشیم. علت امر را می‏توان به موارد زیر نسبت داد:

1- آمادگی صنعت ساختمان برای استفاده از فناوری‏های نو در این زمینه.

2- افزایش آگاهی و اطلاعات علمی و فنی در زمینه تولید ژئوتکستایل‏ها.

3-نتایج مثبت و تجربیات ارزنده از مصرف ژئوتکستایلها در مدت سه دهه گذشته در کشورهای مختلف.

4- وجود دستور‏العمل‏ها و استانداردهای موجود و در حال تهیه و تدوین.

5-تنوع کاربردهای جدید این محصولات.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))
برچسب ها: ژئوتکستایل, افزودنی بتن, سد