تبلیغات
مقاله عمران - بتن
 
مقاله عمران

بتن در مفهوم بسیار وسیع به هر ماده یا محصولی که از یک ماده چسبنده با خاصیت سیمانی شدن تشکیل شده باشد و در حالت خاص ، بتن مخلوطی از سیمان ، مصالح سنگی(شن و ماسه) ، اب و مواد افزودنی می باشد.
توده اصلی بتن سنگ دانه های درشت و ریز(شن و ماسه)است و فعل و انفعال شیمیایی بین سیمان و اب که به صورت شیره ای اطراف سنگ دانه ها را پوشانده است ، باعث یکپارچه شدن و چسبیدن سنگ دانه ها به هم می شود.

نرمی ذرات سیمان(ریزی سیمان)
هیدراسیون سیمان از سطح دانه های ان اغا ز می شود ، لذا کل مساحت سطح سیمان است که معرف مواد قابل دسترس برای هیدراسیون می باشد. سرعت واکنش شیمیایی اب و سیمان به نرمی ذرات سیمان مربوط است. هرچه ذرات ریزتر باشند، سطح موثر تماس بیشتر شده و عمل هیدراسیون و افزایش مقاومت سریع تر انجام می شود. از سوی دیگر ، افزایش در نرمی سبب ازدیاد مقدار سنگ گچ لازم برای کند گیر کردن سیمان میشود ،زیرا در یک سیمان نرمترA3C
زیادتری برای هیدراسیون اولیه در دسترس خواهد بود. بنا براین می توان گفت که نرمی سیمان یک خاصیت بسیار مهم سیمان است که باید به دقت کنترل شود. در استانداردهای M T S A  , 
S B برای مشخص کردن نرمی ذرات سیمان ، سطح مخصوص دانه ها (بر حسب g k  /²m)
را ملاک قرار می دهند.  
 
سنگ دانه ها
سنگ دانه ها تقریبا ¾ حجم بتن را تشکیل می دهند ، از این رو کیفیت این مواد از اهمیت خاصی برخوردار است . سنگ دانه ها از سیمان ارزان تر بوده و بنابراین اقتصادی است که مقدار سنگ دانه ها در مخلوط را حد اکثر مقدار ممکن و مقدار سیمان ان را حداقل ممکن تعیین نمود.
دانه های سنگی طبیعی معمولا به وسیله هوا زدگی و فرسایش و یا به طور مصنوعی با خرد کردن سنگهای مادر تشکیل میشوند ، بنابراین بسیاری از خواص سنگ دانه ها نظیر ترکیبات شیمیایی و کانی های تشکیل دهنده ،پایداری فیزیکی و شیمیایی ، رنگ و خواص د یگر ، بستگی به   خصوصیات سنگ مادر دارد . علاوه بر این خصوصیات دیگری در سنگ دانه ها وجود دارد که در سنگ مادر نیست مثل شکل و اندازه دانه ها ، بافت سطحی و جذب ، تمامی این خواص تاثیرات قابل ملاحظه ای روی کیفیت بتن بازه و سخت شده خواهند داشت.
 
اندازه دانه های سنگی
بتن عموما از سنگدانه هایی به اندازه های مختلف که حداکثر ان بین 10 میلی متر (8/3 اینچ)و 50 میلی متر (2 اینچ) و به طور متوسط 20 میلی متر (4/3اینچ)  می باشد ، ساخته میشوند. مرز بین دانه های سنگی ریزدانه و درشت دانه الک نمره 4 می باشد . به طور کلی مواد درشت تر از 5 میلی متر شن، مواد بین 5 میلی متر تا 0.07  میلی متر ماسه ، مواد بین0.06 میلی مترتا 0.002 میلی متر لای یا سیلت و ذرات کوچک تر از0.002 میلی متر رس نامیده میشوند.

 

تورم ماسه

در مورد ماسه، موجود رطوبت سبب انبساط یا افزایش حجم مشخصی از ماسه میشود که این امر در نتیجه ایجاد لایه نازکی از اب می باشد که دانه های سنگی را با فشار از یکدیگر دور می کند .
مقدار انبساط بستگی به درصد رطوبت در ماسه و نرمی ذرات ان دارد . هرچه ماسه ریزدانه تر باشد ، انبساط حجمی ان زیادتر خواهد بود .


کیفیت اب بتن

کیفیت اب در بتن از ان جهت دارای اهمیت است که ناخالصی های موجود در اب ممکن است در گیرش سیمان اثر گذاشته و اختلالاتی به وجود اورند .همچنین اب نامناسب ممکن است روی مقاومت بتن اثر نامطلوب گذاشته و سبب بروز لکه هایی در سطح بتن و حتی زنگ زدگی ارماتور بشود .
 بر اساس بیشتر استانداردها، اب مناسب برای بتن ابی است که برای اشامیدن مناسب باشد . مواد جامد محلول چنین ابی به طور معمول کمتر از 1000 قسمت در میلیون( MPP ) بوده و به ازای نسبت اب به سیمان0.5 ،معادل 0.5 درصد وزن سیمان می باشد . ابی که برای شستن مخلوط کن بتن به کار رفته ، به شرطی که از ابتدا برای بتن مناسب باشد ، می تواند به عنوان اب مخلوط به کار رود .
ابی که درصد بالایی از یونهای سدیم و پتاسیم را دارا باشد ، برای بتن سازی مناسب نیست اگرچه ممکن است برای اشامیدن مناسب باشد . به طور کلی هر ابی که درجه اسیدیته (HP)ان بین 6 الی 8 بوده و طعم شوری نداشته باشد ، می تواند برای بتن مصرف شود . اب دارای اسید هیرمیک و یا  سایر اسیدهای الی ، تاثیر سوئی در سخت شدن بتن دارد . وجود جلبک در اب مخلوط نیز سبب ایجاد حباب هوا در بتن و کاهش مقاومت ان می شود .
در مواردی که ظاهر بتن در نما اهمیت دارد و یا زمانی که پوششی از گچ سطح بتن را می پوشاند بهتر است از اب دریا و یا هر ابی که شامل مقدار زیادی نمک کلرور می باشد ، استفاده نشود. چون سبب مرطوب نمودن نمونه و ایجاد شوره در سطح ان می شود. همچنین اب دریا در مناطق گرمسیر ، خطر خورندگی  فولاد را بالا می برد . در صورتی که قطعه بتن مسلح به طور دائم و کامل در اب شیرین یا اب دریا قرار داشته باشد ، استفاده از اب دریا در ساخت ان بلامانع است .
برای عمل اوردن بتن نیز ، همان ابی که برای ساختن مخلوط بتنی مصرف شده است مناسب می باشد . البته در مواردی که ظاهر بتن اهمیت ندارد ، استفاده از ابی که کیفیت ان کمی پایین تر از اب مناسب مخلوط است ایرادی ندارد . به طور کلی توصیه می شود ابی که برای به عمل اوردن بتن مصرف می شود ازمواردی که ممکن است روی بتن سخت شده اثر بگذارند ، عاری است .


دانه بندی سنگ دانه ها
دانه بندی سنگ دانه ها تاثیر عمدهای در کارایی مخلوط بتن دارد . دانه بندی مناسب سبب تراکم حداکثر و یکنواختی خمیر بتن می شود .با بزرگ تر شدن ابعاد دانه ها مقدار اب لازم برای مرطوب کردن سطح واحد وزن دانه ها کمتر می شود ،لذا گرایش منحنی دانه بندی مصالح سنگی به طرف قطرهای بزرگ تر ، میزان اب لازم مخلوط را پایین اورده و برای یک کارایی و یک میزان سیمان مشخص ، نسبت اب به سیمان کاهش یافته و در نتیجه مقاومت افزایش می یابد ولی افزایش بزرگی دانه ها نیز تا حد مشخصی امکان پذیر است . در بتن های مصرفی در قطعات ساختمانی ، حداکثر قطر دانه ها به25 تا 45 میلی متر محدود می شود . بر اساس ایین نامه انگلستان در سازه های بتن مسلح حداکثر قطر دانه ها باید در محدوده مقادیر زیر باشد:
_ کوچک تر از 3/2 فاصله عمودی بین میلگردها
_ 5 میلی متر کمتر از فاصله افقی بین میلگردها
_ کوچک تر از 3/1 ضخامت کفها و سقفهای بتنی غیر مسلح
بهترین دانه بندی برای بتن ، دانه بندی است که منحنی دانه بندی ان پیوسته بوده و گسسته یا فاصله دار نباشد .


ضریب ( مدول )نرمی
مدول نرمی ، (MF) ضریبی است که از دانه بندی مصالح سنگی به دست می اید . مد ول نرمی مجموع درصدهای تجمعی مانده روی الکهای استاندارد است که به 100 تقسیم شده باشد . سری الکهای استاندارد شامل الکهایی است که اندازه هر کدام دو برابر اندازه الک قبلی است .
مد ول نرمی معمولا برای مصالح ریزدانه محاسبه می شود و تغییرات ان بین 2/3 تا 1/3 می باشد و افزایش ان نشان دهنده درشتی دانه ها ست . همچنین مد ول نرمی به عنوان معیاری برای سنجش نرمی و زبری مصالح به کار می رود .


مواد افزودنی و تاثیر انها بر بتن


مقدمه
به طور کلی مواد افزودنی ، موادی هستند که در مرحله مخلوط کردن مصالح بتن به مخلوط افزوده می شوند و شامل افزود نی های شیمیایی و افزود نی های متفرقه دیگر می باشند.
افزودنی های شیمیایی اساسا تقلیل دهنده های اب ، کند گیر کننده ها و تسریع کننده های گیرش می باشند که در ایین نامه M T S A به ترتیب  تحت عنوان تیپ های  C,B , A  طبقه بندی شده اند . در مورد افزود نی های متفرقه نیز اطلا عا ت کمی در دسترس می باشد .


تقلیل دهنده های اب ( روان کننده ها)
به طور کلی افزودنی های روان کننده به سه منظور به کار می روند .
1 – رسیدن به مقاومتی بالاتر نسبت به بتن بدون افزودنی با کاهش نسبت اب به سیمان و یک کارایی ثابت .
2 _ رسیدن به یک کارایی مشخص با کاهش مقدار سیمان مصرفی و در نتیجه کاهش حرارت هیدراسیون در توده بتن .
3 _ افزایش کارایی و در نتیجه سادگی بتن  ریزی در قا لبها یی  با انبوه ا ر ما تور و موقعیتهای غیر قابل دسترسی .
میزان کاهش اب مخلوط که در اثر استفاده از مواد افزودنی حاصل می شود ، بین 5 تا 15 درصد می باشد . مقدار کاهش واقعی در اب مصرفی بستگی به میزان سیمان مصرفی ، نوع دانه های سنگی ، پوزولانها و عوامل حباب زا دارد . افزودنی های روان کننده با ایجاد پراکندگی سیمان در مخلوط بتن ، ضمن ایجاد سطوح بیشتر در تماس با اب ، باعث هیدراسیون بهتر سیمان می شوند و به همین دلیل در دراز مدت ، مقاومت این بتن از بتنی که با همین نسبت اب به سیمان و بدون افزودنی ساخته می شود ، بیشتر خواهد بود . تاثیر کوتاه مدت این مدت این نوع افزودنی روی مقاومت ، بیشتر روی سیما نهایی است که A 3C یا مواد قلیایی انها کم می باشد .
البته روان کننده ها دارای اثرات جنبی ناشناخته ای نیز می باشند که می توان جدایی دانه ها ، اب انداختن و کاهش کارایی با گذشت زمان را نام برد . افزودنی های روان کننده معمولا نمی توانند  در چسبندگی بتن بهبودی ایجاد نمایند . افزودنی هایی از نوع اسیدهای هیدروکسی کربوکسیلیک می توانند در بتن های با کارایی بالا ، اب انداختگی ایجاد نمایند . همچنین افزودنی هایی از نوع اسید های لیگنو سولفونیک ، معمولا چسبندگی را بالا می برند .


فوق روان کننده ها
این نوع افزودنی ، در تولید بتن های روان در مواقعی که محل بتن ریزی غیر قابل دسترسی است و یا در محلهایی که بتن ریزی خیلی سریع لازم است ، به کار می رود . مصرف دیگر روان کننده های قوی در تولید بتن های با مقاومت خیلی با لا می باشد که با کارایی معمولی و نسبت اب به سیمان بسیار پایین به دست می ایند .
برای رسیدن به مقاومتی بالا با یک کارایی مشخص ، مصرف روان کننده های قوی می تواند مصرف اب را بین 25 تا 35 درصد کاهش دهد . در نتیجه با استفاده از نسبت اب به سیمان پایین ، بتن های با مقاومت بسیار بالا ساخته می شود . روان کننده های قوی را باید کمی قبل از ریختن بتن در قا لب به مخلوط اضافه نمود و پس از اضافه نمودن انها ، مد ت زمان کوتاهی به مخلوط کردن بتن ادامه داد .
روان کننده های قوی ، عموما تا ثیر چشمگیری روی گیرش بتن ندارند مگر در موارد ی که     A 3C سیمان کم باشد که در این صورت کمی تاخیر در گیرش سیمان به وجود می اید .


کند گیر کننده ها
کند گیر کننده ها برای جلوگیری از ایجاد ترکهای ناشی از گیرش در بتن ریزی های متوالی و همچنین در هوای خیلی گرم که زمان گیرش معمولی بتن کم می شود و برای جلوگیری از زود سخت شدن بتن ، مفید می باشند . با اضافه کردن شکر ، مشتقات هیدرو کربنی نمکهای محلول روی ، براتهای محلول و برخی مواد دیگر می توان زمان گیرش بتن را افزایش داد . اگر 0.05 
وزن سیمان ، شکر به بتن اضافه شود ، حدود 4 ساعت زمان گیرش ان به تاخیر می افتد . استفاده از دیر گیر کننده ها در بتن سبب کاهش مقاومت اولیه بتن نسبت به بتنی که در ان از دیر گیرکننده ها استفاده نشده است ، می شود ولی در دراز مدت مقاومت بتن چندان تفاوتی نمی کند .


تسریع کننده ها
تسریع کننده ها افزودنی هایی هستند که سخت شدگی بتن را تسریع می کنند و مقاومت اولیه بتن را بالا می برند . کربنات سدیم ، کلرو الومینیوم ، کربنات پتاسیم ، الومینات سدیم ، فلوئورور سدیم و نمکهای اهن نمونه ای از افزودنی های تند گیر کننده می باشند .
کلرو کلسیم معمولی ترین نوع تسریع کننده ها می باشد که سرعت افزایش مقاومت بتن را در ابتدا بالا می برد . این افزودنی در مواقعی که مجبور به انجام کارهای تعمیراتی فوری هستیم و یا در مواقعی که بتن ریزی در دماهای پایین (2 تا 4 درجه سانتی گراد ) انجام می شود ، مورد استفاده قرار می گکیرد و باعث می شود که سرعت ایجاد گرما در ساعات اولیه پس از مخلوط کردن بتن ، بالا برود . همچنین کلرور کلسیم سبب افزایش مقاومت بتن در برابر خوردگی و سایش می شود.
کلرور کلسیم اثرات نا مطلوبی نیز روی بتن دارد . استفاده از کلرور کلسیم مقاومت سیمان را بخصوص در بتن های سبک در مقابل حمله سولفاتها کاهش می دهد . همچنین جمع شد گی و خزش بتن را افزایش داده و سبب کاهش مقاومت بتن های حباب دار در مقابل یخ زدگی و ذوب یخ در دراز مدت می شود .


سایر افزودنی ها
دیگر موادی که می توانند به عنوان مواد ترکیبی یا مواد افزودنی مورد استفاده قرار بگیرند به شرح زیر می باشند .
افزودنی های معدنی : پوزولانها و سرباره ها می توانند به عنوان افزودنی های با خواص سیمان شدن مورد استفاده قرار گیرند . مواد اسیاب شدهای مانند اهک هیدراته شده و یا پودر دانه های سنگی با وزن مخصوص معمولی می توانند به منظور کمک به کارایی دو غابها و ملاتها به کار روند . از پودر روی ، الومینیوم و پروکسید هیدروژن نیز می توان در تولید بتن های حباب زا استفاده نمود .
افزودنی های چسبنده : این نوع افزودنی ها ، امولوسیونهای پلیمری هستند که چسبندگی بتن تازه را به بتن سخت شده افزایش میدهند و بیشتر برای کارهای تعمیراتی به کار میروند . پلیمرها موجب افزایش مقاومت کششی ، خمشی و دوام بتن میشوند .
افزودنی های دفع کننده اب : این مواد جذب اب بتن های سخت شده را کاهش می دهند و در نتیجه نفوذ پذیری بتن کاهش می یابد . از افزودنی های دفع کننده اب می توان روغن های گیاهی و معدنی و نوعی صابونهای مصنوعی را نام برد .

 

بتن تازه و کارایی ان


بتن تازه و کارایی ان

مقدمه
کارایی عبارت است از مقدار کار مفید داخلی لازم برای ایجاد تراکم کامل در بتن . از انجا که مقاومت بتن با افزایش تخلخل ان به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد ، بنابر این ساخت بتنی با دانسیته بالا و متراکم ، بسیار اهمیت دارد . برای رسیدن به این مهم ، باید بتن کارایی کافی جهت تراکم کامل داشته باشد تا امکان رسیدن به ان در شرایط معین و با صرف کار و انرژی متناسب فراهم شود .
کلمه دیگری که برای توصیف حا لت بتن تازه به کار می رود ، روانی است . در مورد بتن ، روانی به درجه رطوبت بتن گفته می شود . بتن های با اب بیشتر دارای کارایی بیشتری از بتن های خشک می باشند ، اما ممکن است کارایی بتن هایی که روانی انها یکسان است با هم متفاوت باشد .

عوامل موثر بر کارایی
کارایی بتن تازه به عواملی مختلفی از جمله  میزان اب ، نوع سنگدانه ها و دانه بندی انها ، نسبت سنگ دانه ها به سیمان ، وجود مواد افزودنی و ریزی سیمان بستگی دارد . میزان اب ، مهم ترین عامل است که با اضافه کردن ان دانه ها و ذرات مانند ساچمه در مخلوط کار می کنند و اصطکاک بین انها کاهش می یابد . اندازه و نوع سنگ دانه ها نیز تاثیر زیادی بر کارایی دارد . دانه های ریز به اب بیشتری جهت تر نمودن سطح مخصوص بالای خود نیاز دارند . دانه های با شکل  نا منظم و زاویه دار با بافت خشن نسبت به دانه های گرد گوشه به اب بیشتری نیاز دارند . برای یک نسبت اب به سیمان ثابت در مخلوط ، کارایی با کاهش نسبت سنگ دانه به سیمان افزایش می یابد . نسبت بالای حجمی سنگ دانه درشت  به ریز، باعث جدایی دانه ها و کاهش کارایی می شود .
افزایش مصالح ریز دانه در مخلوط سبب افزایش کارایی می شود . تاثیر ریزی سیمان بر کارایی بسیار ناچیز می باشد . هرچه سیمان ریزتر شود ، اب بیشتری برای مخلوط لازم دارد .
از عوامل موثر دیگر بر کارایی بتن ، زمان و درجه حرارت می باشند . بتن تازه با گذشت زمان سفت و سخت می شود . سفت شدن بتن با کم شدن کارایی در طی زمان اندازه گیری و ارزیابی می شود . کم شدن کارایی به عیار مخلوط ، نوع سیمان ، درجه حرارت بتن و کارایی اولیه بستگی دارد . افزایش درجه حرارت نیز سبب کاهش کارایی و اسلامپ می شود .


ازمایش اسلامپ
برای انجام این ازما یش از مخروط ناقص فلزی به ارتفاع 12 اینچ و قطر 18 اینچ و قطر قاعده کوچک تر در بالا با اندازه 4 اینچ استفاده می شود . مخروط فوق را در سه لایه با بتن پر کرده و هر لایه  را توسط میله فلزی به قطر 16 میلی متر با انتهای گرد شده با 25 ضربه از کناره ها به وسط متراکم می کنیم . بلافاصله بعد از پر کردن ، مخروط را به ارامی و به صورت قائم به سمت بالا می کشیم . بتن مقداری افت کرده و ارتفاع ان کم می شود .
هرچه بتن روان تر باشد اسلامپ ان بیشتر است و هرچه بتن اسلامپ تر باشد کارایی ان بیشتر است . درصورتی که پس از برداشتن مخروط فلزی ، نیمی از مخروط بتنی در صفحه مورب ریزش کند ، اسلامپ برشی رخ داده و ازمایش باید دوباره تکرار شود . به طور کلی ازمایش اسلامپ برای بتن های معمولی مناسب است و برای بتن های خشک یا روان مناسب نمی باشد .

 


مقاومت بتن

مقدمه
عموما مقاومت بتن به عنوان یکی از مهمترین خواص بتن در نظر گرفته می شود و یک تصویر کلی از کیفیت بتن را به دست می دهد . مقاومت ، پایایی و تغییرات حجم خمیر سیمان سخت شده به مقدار زیادی به ساختمان فیزیکی ترکیبات حاصل از هیدراسیون سیمان و تغییرات حجمی نسبی ان وابسته است .

مقاومت فشاری بتن ( c f )
در حالت کلی وقتی صحبت از مقاومت بتن می شود ، مقاومت بتن در برابر فشار مورد نظر می باشد . مقاومت فشاری بتن به عوامل متعددی از جمله تخلخل بتن ، مقدار هیدراسیون ، نسبت اب به سیمان ، کیفیت سنگ دانه ها ، نسبت سنگ دانه ها به سیمان ، حداکثر اندازه سنگ دانه ها ، سن بتن ، درجه حرارت و درجه تراکم بتن بستگی دارد .
تخلخل بتن به نسبت اب به سیمان نمونه و درجه هیدراسیون بستگی دارد . هرچه هیدراسیون بتن کامل تر باشد ، تخلخل بتن کمتر بوده و مقاومت بتن زیادتر می شود . همچنین هرچه نسبت اب به سیمان کمتر باشد ، تخلخل کمتر بوده و مقاومت بتن زیادتر می شود . هرچه سن بتن افزایش یابد ، درجه هیدراسیون عموما افزایش یافته و مقاومت بتن بالا میرود . با افزایش درجه حرارت در یک مقدار رطوبت ثابت ، مقاومت بتن در همان دوره افزایش می یابد . برای یک نسبت ثابت اب به سیمان ، یک مخلوط کم عیار تر مقاومت بتن بالاتری را می دهد .یعنی اگر خمیر سیمان قسمت کوچکتری از حجم بتن را تشکیل دهد ، تخلخل کل بتن پایین تر بوده و مقاومت ان بالاتر است .

مقاومت کششی بتن ( ŧf )
مقاومت کششی بتن کم و در حدود 10/1 مقاومت فشاری می باشد .
                                                          ŧf  10  ≈  c f 
عموما هرچه مقاومت فشاری بالاتر باشد ، نسبت مقاومت کششی به فشاری کمتر خواهد بود . درصورتی که در تهیه بتن از سنگ دانه های شکسته استفاده شود ، در مقاومتهای   فشاری بالا ، نسبت مقاومت خمشی به مقاومت فشاری افزایش می یابد . کلیه پارامترهایی که روی مقاومت فشاری تاثیر می گذارند روی مقاومت کششی نیز اثر دارند .

 

دوام بتن

مقدمه
دوام بتن یعنی بتن نتواند شرایط محیطی را که برای ان طراحی شده تحمل نماید و در طول سالهای معین شده برای ان گسسته نشود . کم دوامی ممکن است یا در اثر عوامل محیطی که بتن در معرض ان قرار می گیرد ویا در اثر عوامل داخلی در خود بتن باشد . عوامل خارجی و داخلی که بتن را تحت تاثیر قرار می دهند به سه دسته فیزیکی ، اسیدها ، اب دریا و کلرورها را نام برد . به دلیل انکه حمله در داخل جرم بتن انجام می شود ، عوامل تهاجم باید قادر به نفوذ درداخل بتن بوده و بتن نیز نفوذ پذیر باشد ، بنابراین نفوذ پذیری بتن از اهمیت بالایی برخوردار است .

نفوذ پذیری بتن
نفوذ پذیری سهولت حرکت مایعات و گازها در داخل بتن می باشد و تاثیر بسیار مهمی بر اسیب پذیری بتن در مقابل یخ زدگی دارد . نفوذ پذیری بر حسب ضریب نفوذ پذیری ( K ) بیان می شود که واحد ان s/ m یا   s / ŧ f می باشد . هرچه نفوذ پذیری بتن کمتر باشد ، دوام ان بیشتر است .
به طور کلی نفوذ پذیری بتن وابسته به ریزی سیمان ، نسبت اب به سیمان ، سن بتن ، نوع سنگ دانه ها ، تخلخل سنگ دانه ها ، درجه هیدراسیون و شرایط محیطی می باشد . در بتن های ساخته شده از سنگ دانه ها با وزن معمولی ، نفوذ پذیری تحت تاثیر تخلخل خمیر سیمان قرار دارد که نفوذ پذیری خمیر سیمان به نسبت اب به سیمان و درجه هیدراسیون وابسته است . هرچه بتن متخلخل تر باشد ، نفوذ پذیری ان بیشتر و دوام ان کمتر است .
برای یک درجه هیدراسیون مشخص در خمیرهای با نسبت اب به سیمان پایین تر ، نفوذ پذیری کمتر می باشد . همچنین به ازای یک نسبت اب به سیمان مشخص با ادامه هیدراسیون سیمان و پر شدن مقداری از حفره ها ، نفوذ پذیری کاهش می یابد و هر چه نسبت اب به سیمان کمتر با شد کاهش نفوذ پذیری سریع تر می شود . افزایش تخلخل سنگ دانه ها نیز سبب افزایش نفوذ پذیری بتن می شود . دانه بندی سنگ دانه ها نیز تاثیر مهمی بر نفوذ پذیری بتن می شود . عمل اوردن بتن در بخار نیز سبب کاهش نفوذ پذیری بتن نسبت به بتن های عمل اورده شده در اب می شود . در یک نسبت اب به سیمان ثابت ،سیمان درشت تمایل به ایجاد خمیری با نفوذ پذیری بیشتر از سیمان ریز دانه دارد .

اثر یخ زدگی روی بتن
هنگامی که اب یخ می زند ، افزایش حجمی در حدود 9 درصد در ان به وجود می اید . وقتی که دمای بتن پایین می اید یخبندان به تدریج به گونه ای رخ می دهد که ابی که هنوز در حفره های موئینه یخ نزده است ، در اثر افزایش حجم یخ در معرض فشار هیدرولیکی قرار می گیرد . در صورتی که این فشار رها نشود سبب ایجاد تنشهای کششی داخلی می شود ، به اندازهای که در بتن گسیختگی های موضعی به وجود می اید . با بالا رفتن درجه حرارت و اب شدن یخ ، انبساطی که توسط یخ ایجاد شده باقی می ماند به طوری که در جذب اب بعدی فضای بیشتری در بتن وجود خواهد داشت . در نتیجه در یخبندان مجدد انبساط بیشتری به وجود می اید . این تناوب یخ زدن و اب شدن متوالی دارای تاثیر تجمعی بوده و باعث خرابی بتن می شود . میزان خرابی ناشی از تناوب یخ زدن و اب شدن ، از پوسته شدن سطحی بتن با تجزیه کامل بتن تغییر می کند . این خرابیها از سطوح خارجی بتن اغاز شده و به عمق ان گسترش می یا بند .
یکی از راههای جلوگیری از این عمل ، اضافه کردن مواد حباب زا به بتن می باشد . وجود حبابهای هوا و حفره های موئینه خالی در بتن با ایجاد امکان جریان اب به داخل خودشان ، مقداری از فشار ناشی از تشکیل یخ را کاهش می دهند . مقدار کاهش فشار به سرعت یخبندان ، نفوذ پذیری خمیر سیمان و طول مسیری که اب  باید طی کند ، بستگی دارد . همچنین با اطمینان از عدم ارتعاش اضافی بتن با حباب هوا و استفاده از مخلوطی پر سیمان و نسبت اب به سیمان پایین می توان از خرابی بتن در اثر یخ زدگی جلوگیری نمود .
مقاومت بتن در مقابل یخ زدن و اب شدن به درجه اشباع و ساختار حفره های خمیر سیمان نیز بستگی دارد . بتن در شرایط رطوبتی پایین تر از مقادیر بحرانی اشباع (80 الی 90 درصد ) تا حد زیادی در برابر یخبندان مقاوم می باشد . بتن خشک به هیج وجه تحت تاثیر یخ زدگی قرار نمی گیرد .


ایجاد بتنی مقاوم در برابر یخ زدگی به وسیله مواد حباب زا
همان طور که گفته شد ، به منظور جلوگیری از خرابی بتن در یخ زدن و اب شدن های متوالی ، می توان با استفاده از مواد حباب زا به طور عمدی حباب هوا در داخل خمیر سیمان ایجاد نمود . البته حباب زایی تنها هنگامی موثر است که در مخلوط هایی با نسبت اب به سیمان پایین به کار رود به طوری که خمیر سیمان دارای حجم کمی از حفره های موئینه بوده و حفره ها مجزا و غیر پیوسته باشند . برای رسیدن به این منظور ، بتن باید به خوبی متراکم شده و قبل از قرار گرفتن در معرض یخ زدن ، هیدراسیون کافی در ان انجام شده باشد .
انواع اصلی مواد حباب زا که در بتن مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از :
-      چربیهای گیاهی و حیوانی و روغنها و اسیدهای چرب انها
-      صمغ های (رزینهای ) طبیعی وچوب ، که با اهک موجود در سیمان واکنش انجام داده و            یک  محلول صمغی تشکیل می دهند . 
-      مواد ترکننده مانند نمک های قلیلیی ترکیبهای سولفاته وسولفوناته
       مخلوطهای پر سیمان نسبت به مخلوط های کم سیمان ، به حجم بیشتری از حبابهای هوا نیاز دارند . به طور کلی مقدار مصرف مواد حباب زا بین 0.005 تا 0.05 درصد وزن سیمان می باشد که به منظور سهولت پراکندگی عوامل حباب زا در بتن ، لازم است انها را از قبل با مقداری از اب اختلاط ، مخلوط نمود . کمترین حجم لازم حبابها برای محافظت بتن 9 درصد حجم ملات می باشد . فاصله بین حبابها یعنی ضخامت خمیر سیمان بین دو حباب هوای مجاور عامل کنترل کننده اصلی است که باید کمتر از 0.25 میلی متر باشد . همچنین حبابهای هوا باید تا حد ممکن کوچک باشند ، زیرا حجم کل حبابها (تخلخل ) مقاومت بتن را تحت تاثیرقرار می دهد . اندازه حبابها تا حد زیادی به نوع ماده حباب زای مورد استفاده بستگی دارد .به طور کلی هرچه مقدتر مواد حباب زا بیشتر باشد ، حبابهای هوای بیشتری تولید می شود اما برای مقدار مصرف حدی وجود دارد که بیشتر از ان افزایشی در حجم حبابها به وجود نمی اید . همچنین برخی عوامل وجود دارند که بر میزان حباب زایی مواد تاثیر می گذارند . به ازای مقدار مشخصی عامل حباب زا ، دیگر عوامل موثر عبارتند از :
-     مخلوط با کارایی بیشتر در مقایسه با یک مخلوط کم اب تر ، هوای بیشتری را در خود نگه          می دارد .   
-     افزایش نرمی سیمان میزان تاثیر عامل حباب زا را کاهش می دهد .
-     وجود بیش از 0.8 درصد قلیایی در سیمان ، مقدار حباب زایی را افزایش می دهد .
-     افزایش مقدار کربن در سیمانهای با خاکستر بادی مقدار حباب زایی را کاهش می دهد .
-     استفاده از افزودنی های کاهنده اب سبب افزایش مقدار حباب زایی را کاهش می دهد .
-     افزایش ماسه خیلی ریز مقدار حباب زایی را کاهش می دهد ، اما مصالحی در محدوده                300 تا 600 میکرون (الک نمره 50 تا 30 استاندارد M T S A ) مقدار حباب زایی را             افزایش می دهند .
-     وجود املاح در اب اختلاط (سختی اب ) مقدار حباب زایی را کاهش می دهد .
-     چرخش خیلی سریع مخلوط کن مقدار حباب زایی را افزایش می دهد .
-     زمان اختلاط باید بهینه باشد . زمان خیلی کوتاه سبب عدم پراکندگی یکنواخت حبابها                   می شود و زمان اختلاط اضافی به تدریج مقداری از هوا را خارج می کند .
-     افزایش دما باعث کاهش بیشتر هوا می شود .
-     حمل ونقل و لرزاندن اضافی بتن ، مقدار حباب زایی را کاهش می دهد .
علاوه بر انکه حباب زا یی در بتن فضا ها یی برای حرکت اب تحت فشار هیدرولیکی ناشی از یخ زدن ایجاد می نماید دارای اثرات مفید و مضر دیگری نیز می باشد .
افزایش حباب هوا در بتن سبب کاهش مقاومت بتن متناسب با مقدار هوا می شود . از سوی دیگر افزایش حباب هوا سبب افزایش کارایی بتن می شود . این افزایش کارایی به مقدار سیمان مخلوط نیز بستگی دارد . در مخلوطهای پر سیمان ، حباب زایی به مقدار کمتری کارایی را افزایش   میدهد . برای رسیدن به یک کارایی ثابت با افزودن حباب های هوا به بتن می توان نسبت اب به سیمان را کاهش داد . در بتن های حجیم که کاهش گرمای هیدراسیون از اهمیت زیادی برخوردار است ، با استفاده از مواد حباب زا می توان مقدار سیمان در مخلوط را کاهش داد . حباب های هوا در بتن در کاهش اب انداختگی نیز موثر می باشند . به وسیله حباب های هوا نفوذپذیری بتن کاهش یافته و مقاومت ان را در برابر یخ بندان افزایش می یابد . همچنین با ایجاد حباب های هوا ، جدایی مواد در بتن نیز کاهش می یابد . افزودن حباب های هوا به بتن تا اندازه ای وزن حجمی بتن را کاهش می کند .

 

بتن سبک
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 



درباره وبلاگ

دوستان خوش امدید

این وبلاگ جهت پیشبرد در صنعت مقاله های عمران و معماری میباشد

مدیر وبلاگ : مهندس محسن حسن ابادی
صفحات جانبی
نظرسنجی
نظر خود را در مورد مقالات بگویید







جستجو

آمار وبلاگ
کل بازدید :
بازدید امروز :
بازدید دیروز :
بازدید این ماه :
بازدید ماه قبل :
تعداد نویسندگان :
تعداد کل پست ها :
آخرین بازدید :
آخرین بروز رسانی :