دانلود مقاله کاربرد مواد پلیمری در بتن

word قابل ویرایش
15 صفحه
18700 تومان

كاربرد مواد پليمري در بتن

کاربرد مواد پليمري در قرن حاضر به سرعت در رشته‌هاي مختلف صنايع و از جمله صنايع ساختماني در حال گسترش مي‌باشد، يک کاربرد جديد و موفق از اين مواد، ساخت بتن‌هاي پليمري است . بتن‌هاي پليمري، مخلوطي از حدود 80 تا 95 درصد پرکننده‌هاي معدني(و گاهي آلي) در 5 تا 20 درصد بايندرهاي پليمري مي‌باشند. اين بتن‌ها نسبت به بتن‌هاي رايج سيماني مزايا و خواص برتري داشته(و در برخي موارد داراي خواصي منحصر به فرد مي‌باشند) و همين مزايا و خواص برتر است که عليرغم قيمت بالاتر آنها، نسبت به بتن‌هاي سيماني، آنها را مورد استقبال روزافزون صنعتي قرار مي‌دهد. از جملهء اين خواص مي‌توان به استحکام و کرنش‌هاي فشاري، خمشي و کششي بالاتر (چندين برابر بتن‌هاي سيماني)، ميرايي (demping)، عمر سرويس ، مقاومت سايشي و ضربه‌اي، مقاومت در مقابل تغييرات جوي، مقاومت در مقابل مواد شيميائي و عوامل مخرب محيطي و صنعتي بيشتر و همچنين جذب آب و افت خواص کمتر اشاره کرد.

انواع بتن‌هاي پليمري به لحاظ ويژگيهاي خاص خود نظير خواص تزئيني و دکوراسيوني عالي، در عين خواص مکانيکي و فيزيکي بهتر، رفته رفته جايگزين مناسبي براي سنگ‌هاي تزئيني مثل مرمر، انيکس و غيره مي‌شوند. با انتخاب مناسبي از ميزان بايندر پليمري، نوع و ميزان مناسبي از پرکننده يا پرکننده‌هاي معدني(و يا آلي) و همچنين به کار بردن افزودني‌هاي مناسب ، مي‌توان خواص بتن‌هاي پليمري را در يک طيف و محدودهء گسترده‌اي تغيير داده و تنظيم نمود به گونه‌اي که بتوان کليهء نيازمنديهاي مهندسي رايج در مورد مصالح، يعني نيازمنديهاي فيزيکي، مکانيکي، ديناميکي، الکترونيکي، حرارتي، شيميائي، تزئيني و غيره را که توسط بتن‌هاي سيماني قابل تامين نيستند، برآورده ساخت . در پروژهء حاضر از مجموعهء انواع مواد پليمري رايج در ساخت بتن‌هاي پليمري، سه نوع نسبتا پرمصرف آنها يعني اپوکسي، پلي‌استر و پلي‌يورتان به همراه دو نوع پرکننده معدني رايج يعني سيليس و کربنات کلسيم به کار برده شده‌اند.

براي مطالعه رفتار و خواص اين بتن‌ها و همچنين مطالعهء نحوهء ارتباط و وابستگي اين خواص به پارامترهاي متغير فرمولاسيوني نظير نوع و مشخصات بايندر پليمري و همچين ميزان درصد بار جامد، نوع و دانه‌بندي پرکننده، ترکيبات متنوعي از بايندر و مخلوط پرکننده توليد، و براساس استانداردهاي بين‌المللي تحت آزمونهاي فشاري، خمشي، کششي(از نوع برزيلي)، دانسيته، جذب آب و غيره قرار گرفته‌اند.

اين بررسي‌ها نشان داده‌اند که نمونه‌هاي بر پايه اپوکسي و پلي‌استر استحکامهاي بسيار بالا(چندين برابر خواص مشابه در مورد بتن‌هاي سيماني) و نمونه‌هاي بر پايهء پلي‌يورتان ازدياد طولهاي بسيار زيادي دارند. بطور خلاصه نتايج نشان مي‌دهند که استحکام فشاري نمونه‌هاي بتن پليمري، بر پايه اپوکسي و پلي‌استر تا 3/5 برابر، کرنش فشاري تا 2/5 برابر، استحکام کششي تا 8/5 برابر، استحکام خمشي تا 4 برابر و کرنش خمشي تا دهها برابر نسبت به بتن سيماني بيشتر بوده و در عين حال جذب آب اين نمونه‌ها 10 تا 60 برابر کمتر از بتن‌هاي سيماني است . ضمنا بررسي نمونه‌هاي بتن بر پايه پلي‌يورتان نشان مي‌دهد که اين مواد با توجه به ميزان ازدياد طولهاي بسيار منحصر بفرد خود مي‌توانند به عنوان پوشش کف‌ها از نوع مقاوم در مقابل سرخوردگي (Skid-resistant) و درزگير بتن‌ها و ... مورد استفاده قرار گيرند. دستيابي به خواص مکانيکي منطبق با نيازمنديها و خواص اشاره شده در مراجع فني(و گاهي بهتر از آنها) در پروژه حاضر، مرهون انتخاب صحيح مواد و روش کار بوده است .

سيمان گوگردي با استفاده از افزودني بومي براي اولين بار توسط محققان پژوهشكده توسعه صنايع شيميايي ايران وابسته به جهاد دانشگاهي ساخته شد.

بتن گوگردي
بتن گوگردي از اختلاط مصالح با سيمان گوگردي تهيه مي شود. اين نوع بتن در مقايسه با بتن سيمان پرتلند(بتن معمولي) ويژگيهاي قابل توجهي از جمله مقاومت بالا در محيط هاي خورنده، قابليت استفاده مجدد، عدم استفاده از آب در توليد بتن و غيره را دارا مي باشد و توليد آن تحول شگرفي به ويژه در كاربردهاي خاص ايجاد مي كند.


بتن گوگردي به عنوان جايگزين بتن سيمان پرتلند نبوده بلكه در مواردي كه كاربرد بتن پرتلند با محدوديت هايي همراه است به كار مي رود.
پودر گوگرد به شكل آلفا (ارتورومبيك) مي باشد كه بر اثر حرارت ذوب شده و به شكل بتا (منو كلينيك) متبلور مي شود. در اثر اين تغيير به دليل تفاوت شكل هندسي فرم هاي آلفا و بتا در ساختار بتن خلل و فرجي ايجاد مي شود. براي رفع اين مشكل، افزودنيهاي خاصي كاربرد دارد كه در ايران توليد نمي شود، از طرفي قيمت بالاي آنها، استفاده در داخل كشور را توجيه ناپذير مي كند ولي افزودني مناسبي كه در پژوهشكده توسعه صنايع شيميايي جهاد دانشگاهي شناسايي و استفاده شده است در داخل كشور توليد مي شود.


وجود منابع عظيم گوگرد در ايران و مزاياي قابل توجه اين نوع بتن ضمن آزمودن افزودنيهايي كه بتوانند خواص گوگرد را بهبود بخشيده و از تغيير آلوتروپي آن در مراحل ذوب و انجماد مجدد جلوگيري نمايند، افزودني مناسب انتخاب شد و در ساخت سيمان گوگردي به كار رفت و در حال حاضر از اختلاط اين نوع سيمان با مصالح، ساخت نمونه هاي ملات به منظور بهينه سازي شرايط و اثبات خواص مكانيكي نمونه ها در دست انجام مي باشد.
اين نوع بتن در سازه هاي دريايي، شبكه هاي فاضلاب، مخازن نگهداري اسيد و مواد شيميايي، كانالهاي آبياري، ساختمان سازي در سرما، ريلهاي راه آهن، كف سازي و فونداسيون، روكش پل ها و عايق بندي تونلها و توليد جداول و تجهيزات بتني بزرگراهها كاربرد دارد

بتن انعطاف پذير
دانشمندان دانشگاه ميشيگان گونه جديدي از بتن مسلح با الياف ساخته‌اند كه از بتن عادي 40 درصد سبك‌تر و در برابر ترك خوردن 500 بار مقاوم‌تر است. عملكرد اين بتن جديد از يك طرف به دليل وجود الياف نازكي است كه 2 درصد حجم ملات بتن را تشكيل مي‌دهد و از طرف ديگر به اين خاطر است كه خود بتن از موادي ساخته شده است كه براي ايجاد حداكثر انعطاف‌پذيري طراحي شده‌اند. به گفته دانشمندان، بتن جديد كه "كامپوزيت سيماني مهندسي"، ناميده شده ، به دليل عمر طولاني‌تر در دراز مدت از بتن معمولي ارزان‌تر است. به گفته "ويكتورلي" استاد گروه مهندسي سازه "دانشگاه ميشيگان" و سرپرست تيم سازنده بتن، تكنولوژي كامپوزيت سيماني تاكنون در پروژه‌هايي در ژاپن، كره، سوئيس و ايتاليا به كار گرفته شده است. استفاده از آن در ايالات متحده به نسبت كندتر بوده.


اين در حالي است كه بتن متعارف داراي مشكلات بسياري از جمله نداشتن دوام و پايداري، شكست در اثر بارگذاري شديد و هزينه‌هاي تعمير در اثر شكست است.
به گفته "لي"، بتن نشكن يا انعطاف‌پذير به جز شن درشت از همان مواد تشكيل‌دهنده بتن معمولي ساخته شده است.
بتن نشكن كاملا شبيه بتن عادي است اما تحت كرنش‌هاي بسيار بزرگ، بتن كامپوزيت سيماني تغيير شكل مي‌دهد، اين قابليت از آن جا ناشي مي‌شود كه در اين نوع بتن؛ شبكه الياف داخي سيمان قابليت لغزيدن داشته و در نتيجه انعطاف‌ناپذيري بتن كه باعث تردي و شكنندگي است، از ميان مي‌رود.
امسال براي اولين بار، "اداره حمل و نقل ميشيگان" براي نوسازي قسمتي از عرشه پل"گرواستريت" بر فراز بزرگراه "4 و I" از كامپوزيت سيماني استفاده مي كند. دالي از جنس كامپوزيست سيماني جايگزين يك مفصل انبساطي در اين قسمت از پل خواهد شد تا با متصل كردن دال‌هاي بتني مجاور به هم، عرشه‌اي يكنواخت از بتن به وجود آورد. استفاده از مفصل انبساطي به عرشه بتني قابليت حركت در اثر تغييرات مي‌بخشد. اما در هنگام گير كردن مفصل‌ها، مشكلات زيادي پيش مي‌آيد.


دانشمندان انتظار دارند استفاده از كامپوزيت سيماني باعث صرفه‌جويي در هزينه‌ها شود.
اگر چه هنوز مطالعات دراز مدت زيادي براي تاييد عملكرد كامپوزيت سيماني مورد نياز است، مقايسه‌هاي انجام شده در "مركز سيستم‌هاي پايدار"، از "دانشده منابع طبيعي و محيط زيست"، به همراه گروه "لي"، نشان مي‌دهد كه در يك دوره 60 ساله، استفاده در عرشه پل، كامپوزيت سيماني نسبت به بتن عادي 37 درصد ارزان‌تر است، 40 درصد انرژي كمتري مصرف مي‌كند و باعث كاهش انتشار دي اكسيد كربن تا 39 درصد مي‌شود.

بتن سبك
بتن سبك ماده اي است با تركيبات جديد و فوق العاده سبك و مقاوم .
مواد تشكيل دهنده بتن سبك عبارت است از ورموكوليت، پرليت، سنگ بازالت و سيمان تيپ 2 و ...
در اين بتن همانند بتنهاي عادي ، از ماسه استفاده نمي شود.
عدم وجود ماسه باعث سبك و همگن شدن ساختار بتن گرديده و باعث مي شود كه مواد تشكيل دهنده كه تقريبا" از يك خانواده مي باشند و بهتر همديگر را جذب كنند .


ساختمان اين بتن متخلخل بوده و اين مسئله پارامتر بسيار موثري است. چون تخلخل موجود در بتن باعث مقاوم شدن در برابر زلزله و عايق شدن در برابر صدا ، گرما و سرما مي گردد .
تركيبات اين بتن به گونه اي عمل مي كند كه حالت ضد رطوبت به خود گرفته و به مانند بتن معمولي كه جذب آب دارد عمل نكرده و آب را از خود دفع مي كند .
اين بتن تحت فشار مستقيم (پرس) ساخته مي شود .


بدليل شكل گيري بتن در فشار، ساختار آن دارا ي يكپارچگي قابل قبولي است .
بتن سبك در قالبهاي طراحي شده توسط متخصصين ، بصورت يكپارچه ريخته مي شود .
بدليل يكپارچگي در نوع ساختمان بتن ، قطعه توليدي از استحكام بالايي برخوردار شده و مقاومت بالايي نيز در برابر زلزله از خود نشان خواهد داد .
براي تقويت اين بتن از يك يا چند لايه شبكه فلزي در داخل بتن استفاده شده كه اين حالت همانند مسلح كردن بتن معمولي بوسيله ميلگرد مي باشد .
هزينه توليد اين نوع بتن از ديگر مواد ساختماني به نسبت ويژگي آن پايينتر است.
زمان بسيار كمتري جهت توليد ديوار هاي بتني سبك يا قطعات ديگر لازم است .
پرت مواد اوليه جهت توليد بتن سبك بسيار كمتر از بتن معمولي است. چون تمام مراحل توليد در محل مشخصي صورت گرفته و جهت توليد پروسه اي طراحي گرديده است .


بدليل طراحي كليه مراحل توليد و وجود نظارت بر تمامي اين مراحل ماده توليدي داراي استاندارد خاصي تعريف شده است . (مهندسي ساز)
خريد مصالح بطور عمده صورت مي گيرد و هزينه كمتري براي سازنده در بر خواهد داشت و در نهايت خانه پيش ساخته با قيمت پائين تري عرضه مي گردد .
قطعات توليدي در كارخانه از آزمايشات كنترل كيفيت گذر كرده و در صورت تائيد به بازار مصرف عرضه مي گردد .
بتن سبك مسطح بوده كه مي توان با يك ماستيك كاري ساده بر روي آن رنگ آميزي كرد.
نو آوري قرن 21 در ساخت بتنهاي پيش ساخته
در دهه هاي اخير مهندسان و معماران براي دستيابي به مقاومت و پايداري سازه و همچنين الزامات طراحي از بتن پيش ساخته استفاده مي کنند. برخي مزاياي بتن پيش ساخته عبارتند از:
۱) مقاومت مناسبي در برابر ضربه و حريق دارند.
۲) انتخابهاي هنري و زيبايي شناختي تقريبا نامحدود به لحاظ شکل ، رنگ و ... دارند .چنانچه ساختار سطحي مناسب آن براي اجرا هر نوع طراحي شرايط مناسبي را طراحي معماري فراهم مي آورد.


۳) بدليل توليد کارخانه اي آن کنترل کيفيت دقيقتري صورت مي گيرد و سازگاري فوق العاده اي بين اجزاء سازه ايجاد مي کند.
۴) سرعت ساخت و اجرا بيشتر آن سبب کاهش تأخيرهاي ناخواسته و کاهش قيمت تمام شده آن نسبت به ساير روشهاي ساخت مي گردد.
۵) بازده حرارتي عالي و مقاومت مناسب در برابر تغييرات آب و هوايي از ديگر مزاياي آن است.


شرکت Altusgroup اخيرآ نوعي بتن پيش ساخته را براي اجزاء سازه اي و معماري ساختمانهاي مسکوني و تجاري توليد کرده است. اين محصول با نام «کربن کست» براي ساخت پانلهاي ديواري،پانلهاي معماري،پانلهاي ديواري عايق و اجزاء سيستمهاي ساختماني و معماري ساختمان مناسب تر از قطعات پيش ساخته قبلي است. در کربن کست بجاي استفاده از فولاد در آرماتورگذاري فرعي براي انتقال برش از شبکه فيبرهاي کامپوزيتي استفاده شده است.

در اين نوآوري جالب توجه در تکنولوژي ساخت بتونهاي پيش ساخته آرماتورگذاري مرسوم جاي خود را به شبکه اي از فيبرهاي کربن ضد خوردگي و با مقاومت بالا مي دهد. اين ابتکار سبب کاهش ضخامت مقاطع پيش ساخته و کاهش وزن اجزاء سازه اي و معماري (بار مرده) ساختمان تا ۶۶٪ مي گردد. در اين بتن پيش ساخته از ميلگرد و کابلهاي فولادي معمول براي آرماتورگذاري اصلي و از شبکه فيبرهاي کربني چسبيده به رزين با ضخامت ۱ ميلي متر براي آرماتورگذاري فرعي استفاده مي شود. مقاومت بالا ،دوام فوق العاده و خواص کششي بسيار خوب آن در مقايسه با ميلگرد از نکات بارز اين محصول است.

بطوريکه در آن پوشش موثر بتني سه چهارم اينچي تا سه اينچي در آرماتورهاي فولادي به فقط يک چهارم اينچ پوشش بتني کاهش مي يابد.همچنين با استفاده از اين تکنولوژي در ساخت پانلها و تيرهاي T شکل کنترل ترک خوردگي انقباضي بتن (shrinkage cracking) نسبت به شبکه آرماتوري تا ميزان ۵۰٪ بهبود مي يابد و در پانلهاي ديواري عايق بين جداره داخلي و بيروني آن يک مقطع سازه اي کاملا مرکب ايجاد مي کند.زيرا به لحاظ گرمايي کاملا عايق است. شبکه فيبرهاي کربن کست همانند آنچه گاهي در مورد آرماتورهاي فولادي ديده مي شود زنگ نمي زند و نماي آن را بد شکل نمي کند.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 18700 تومان در 15 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع

دانلود مقاله کاربرد بتن اسفنجی و مواد کامپوزیت در عایقکاری حرارتی در ساختمانهای مدرن

word قابل ویرایش
13 صفحه
18700 تومان
دسته بندی : مقالات رشته شیمی
1-چکيده:از محصولات بتني هستند که داراي يک ترکيب خاص از خاصيت گرمايي مانند ضريب هدايت گرمايي پايين و اينرسي گرمايي بالا مي‌باشد. بلوکهاي ساختماني AAC يک عايق حرارتي در ميان ديوار ايجاد مي‌کند و بلوکهاي حرارتي AAC يک عايق حرارتي براي پشت‌بام مي‌باشد بخاطر اينکه اين مواد عايق حرارتي خوبي هستند ميزان اتلاف گرما و ...

مقاله در مورد کاربرد نانو مواد در صنعت بتن

word قابل ویرایش
17 صفحه
18700 تومان
دسته بندی : مقالات رشته شیمی
کاربرد نانو مواد در صنعت بتنمقدمهمواد نانو به عنوان موادي که حداقل يکي از ابعاد آن (طول، عرض، ضحامت) زير 100nm باشد تعريف شده اند، يک نانومتر يک هزارم ميکرون يا حدود 100000برابر کوچکتر از موي انسان است. به طور کلي، در يک تقسيم‌بندي عمومي، محصولات نانومواد را مي توان به صورت‌هاي زير بيان کرد:فيلم‌هاي نانو لايه ...

مقاله در مورد کاربرد عملی و تجربی افزونه‌ها معدنی در بتن سبک وزن که دارای مقاومت و کارآیی بالا می‌باشد

word قابل ویرایش
12 صفحه
18700 تومان
دسته بندی : مقالات رشته عمران
كاربرد عملي و تجربي افزونه‌ها معدني در بتن سبك وزن كه داراي مقاومت و كارآيي بالا مي‌باشدچكيده:تأثيرات افزونه‌هاي معدني كه شامل خاكسترباني (FA) تفاله كوره‌هاي مرتفع يا روباره كوره بلند (CBS)، بخار سيليكار (SF) روي بتن سبك وزن با قدرت و كارايي بالا مي‌باشد، بررسي و مورد تحقيق قرار گرفت.نتايج نشان داد كه هر دوي ...

مقاله در مورد بررسی انواع مواد افزودنی بتن و کاربرد آنها

word قابل ویرایش
46 صفحه
21700 تومان
دسته بندی : مقالات رشته عمران
بررسی انواع مواد افزودنی بتن و کاربرد آنهاپیشگفتار :برای ساخت بتن های ویژه در شرایط خاص نیاز به استفاده از افزودنی های مختلفی می باشد. پس از پیدایش مواد افزودنی حباب هواساز در سالهای 1940 کاربرد این ماده در هوای سرد و در مناطقی که دمای هوا متناوباً به زیر صفر رفته و آب بتن یخ می زند، رونق بسیار یافت. این ماده ...

مقاله سیمان ژئوپلیمری و کاربرد آن در بتن

word قابل ویرایش
8 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
سیمان ژئوپلیمری و کاربرد آن در بتن چکیده سیمان های ژئوپلیمری همانند سیمانهای پرتلند برای بسیاری موارد قابل استفاده می باشند مورد مهم مصرف سیمان ژئوپلیمری در ساخت بتن میباشد ، ازمزایای تولید سیمان ژئوپلیمری صرفه جویی در انرژی ـ منابع و کاهش تولید گازهای گلخانه ای ازکارخانه های تولیدی سیمان از طریق بهبود بهره ...

مقاله کاربرد شاتکریت با بتن الیافی پلیمری در سیستم پوششی دیواره تونل ها

word قابل ویرایش
7 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
کاربرد شاتکریت با بتن الیافی پلیمری در سیستم پوششی دیواره تونل ها چکیده شاتکریت با بتن الیافی به عملی گفته می شود که در آن الیاف تقویت کننده در داخل مخلوط بتن ترکیب شده و با استفاده از فشار هوا و سرعت بالا به سطوح مختلف ناهموار پاشیده میشود و جهت پوشاندن شیارهای دیوار یا ساختمان و مقاوم سازی دیوارهای بتنی ه ...

مقاله تحولات جدید در کاربرد تکنیک های پردازش تصویر برای ارزیابی کیفی مواد غذایی

word قابل ویرایش
14 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
تحولات جديد در کاربرد تکنيک هاي پردازش تصوير براي ارزيابي کيفي مواد غذايي چکيده درسال هاي اخير براي ارزيابي کيفيت مواد غذايي ،تکنيک هاي نوين پردازش تصويري مورد استفاده قرار گرفته است .اين مقاله پيشرفت هاي اخير در تکنيک هاي پردازش تصويري براي ارزيابي کيفيت مواد غذايي،شامل دوربين دو شارژه ، سونوگرافي يا تصو ...

مقاله کاربرد کامپوزیت های پلیمری ( GFRP ) در مقاوم سازی برشی و خمشی تیرهای بتنی

word قابل ویرایش
7 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
کاربرد کامپوزیت های پلیمری (GFRP) در مقاوم سازی برشی و خمشی تیرهای بتنی خلاصه امروزه نگهداری و مرمت سازهها به دلیل هزینههای بالای ساخت آنها اهمیت بسیار زیادی پیدا نموده است، به همین دلیل و به علت نیاز روز افزون متخصصین ساختمان به تقویت سازههای بتنی روشهای مختلف و متعددی برای این موضوع مطرح گشته است .در این ...