مقاله بررسی عوامل موثر برآب بند نمودن ساختار جسم بتن

word قابل ویرایش
17 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
12700 تومان
127,000 ریال – خرید و دانلود

بررسی عوامل موثر برآب بند نمودن ساختار جسم بتن

چکیده

یکـی از مـوارد مهــم در مـورد ســازه هـای بتنــی بـه ویـژه زمــانی کـه در مجــاورت دائـم یــا غیـر دائـم بــا آب و مـواد شــیمیایی اسـت عملکــرد مـسدود کننــدگی در برابرتراوش، نفـوذ فـشار یـا تهـاجم آب حـاوی مـواد شـیمیایی عـلاوه بـر تحمـل خـوب بـاربری آن مـی باشـددر. ایـن راسـتا بایـد بتنـی سـاخته شـود کـه اصـطلاحاً آب بند یا ناتراوا گفته می شود.

سوالات تحقیق:

عوامل موثر برآب بند نمودن ساختار جسم بتن کدامند؟

روش تحقیق:

بـرای آب بنـدی یـک سـازه بتنـی در حـین سـاخت دو کاراساسـی را بایـستی انجـام داد: آب بنـد نمـودن سـاختار جـسم بـتن و آب بنـد نمـودن درزه هـا (اجرایــی و انبــساطی) در ســازه بتنــی. روش آب بنــد نمــودن ســاختار جــسم بــتن بــا اســتفاده از مــواد افزودنــی مناســب و اصــلاح طــرح اخــتلاط بــتن مــصرفی و رعایــت نکــات مهم اجرایی انجام می گردد.

نتیجه گیری:

نسبت آب به سیمان بالا، باعث آب افتادگی، جدایی مخلوط و افزایش تخلخل در سراسر بتن می شود. در نتیجه بتن، نسبت به نفوذ رطوبـت و تهـاجم مـواد شـیمیایی آسیب پذیرتر خواهد شد. ضریب فاصله سیستم حفره های هوا را باید مطابق با استاندارد با اطلاعات حاصل از آزمایشهای انجام شـده بـر روی اسـتوانههای بتنی ساخته شده با همان مصالح، نسبتهای مخلوط و روش اختلاطی تعیین کرد که در پروژه مورد استفاده قرار می گیرند.کلمات کلیدی: هیدراتاسیون، مواد حباب ساز، مواد افزودنی، بتن گوگردی، نفوذپذیری.

مقدمه

دوام را به قابلیت حفظ توان خدمت رسانی یک محصول تولیدی، جزء سازنده، یا مجموعه اجزایی سرهم(مونتاژ) شده یا کار ساختمانی در مدت زمانی معین تعریف می کنند.[۱] توانایی خدمت رسانی، قابلیت سازه برای اجرای کارکردهایی است که به منظور تحقق آن ها، در شرایط رخنمایی( در معرض محیطی خاص بودن) طراحی و ساخته شده است. بنابراین، سازه باید توانایی ایستادگی و مقاومت در مقابل کل بارهای منظورشده در عمر خدمت رسانی خود و نیز شرایط محیطی را داشته باشد، بدون آنکه به زوال(فروسایی) سایش یا ریزش پیش از موعد دچار شود. بنابراین، دوام به مفهوم وسیع خود به ماهیت بتن و به تهاجم در محیط خدمتگیری بستگی دارد. لزوم بتن با کیفیت خوب و تامین پوشش کافی آرماتور برای آن در تعیین مشخصات فنی بتن بادوام اهمیت اساسی دارد. نفوذپذیری کم را عامل کلیدی بتن بادوام تشخیص داده اند که عوامل موثر در نفوذپذیری عبارتنداز نسبت ، مقدار سیمان، عمل آوری و درجه ی تراکم. پوشش آرماتور غالبا” در ارتباط با شرایط

رخنمایی تعیین می شود. اگرچه پوشش اسمی مشخص شده در اکثر آئین نامه ها منطقی به نظر می رسد، مشکل اصلی رسیدن به آن در شرایط عملی است. به عنوان مثال تغییری که می تواند از عملکرد ترکیب ۵mm رواداری منفی در پوشش، خطا در نسبت و تثبیت موقعیت آرماتورها نتیجه شود، می تواند ضخامت و کیفیت

پوشش را به پایین تر از حداقل لازم برساند و در نتیجه زمان خوردگی را کاهش دهد. بنابراین طراحان نبایستی فقط پوشش صحیح را تعیین کنند بلکه باید به اقدامات عملی برای اطمینان از تحقق طرح خود نیز دست بزنند. ممکن است توجه ویژه ای به جزئیات مجموعه ای از کنترل ها را در محل کار بطلبد. اهمیت شرایط در معرض محیط بودن در طراحی بتن با دوام و سازه بادوام، در نحوه بیان خواسته های مندرج در مقررات اجرایی منعکس می شود. شدت شرایط در معرض محیط بودن، معمولا” با نوعی رده بندی از وضعیت پایه یا کلی تا وضعیت دقیق تر در مقررات یا استانداردهایی مورد توجه قرار می گیرد، نظیر آنچه در استاندارد۸۱۱۰ بریتانیا و بولتنCEB دیده می شود.

در این چنین رده بندی ها به طور کلی، تمایل به تعیین هرگونه عامل مهاجم به صورت کیفی و کمی وجود دارد. استاندارد پایه ای بریتانیا، کیفیت مطلوب بتن را برحسب دانه بندی، نسبت ، درصد سیمان و پوشش بتن تعیین می کند. اسناد تفضیلی تر استانداردهای استرالیایی و CEB شرایط خاص بتن مطلوب را برحسب دما،

رطوبت نسبی، بارش و عوامل شیمیایی( به عنوان مثال یخ زدن و آب شدن یا مایعات خورنده) تعیین کرده است. در شرایط بهره برداری خاصی، ممکن است پیش بینی های اضافی با ملاحظات خاصی برای ایجاد مقاومت در برابر انواع عوامل مهاجم لازم باشد. جزئیات این گونه موارد در جدول آمده است.

هیچ پارامتری به تنهایی دوام بتن را تعیین نمی کند، بلکه عوامل متعددی در دوام بتن موثرند. این عوامل به ۴ دسته تقسیم می شوند: عملیات ساختمانی، طراحی، خصوصیات مصالح و شرایط در معرض محیط بودن تقسیم می شوند. نقص ها و عیوب ناشی از تاثیر این عوامل اغلب نقطه شروع زوال هستند.

عملیات ساختمانی

روش های نامناسب یا بی دقتی طی هر مرحله از عملیات ساختمانی منجر به تولید بتن نامرغوب می شود. حمل و نقل، جایدهی و روش های پرداخت نامناسب، و نیز عمل آوری ناکافی از جمله عوامل تولید بتن نامرغوب هستند. نشست بستر در اثر تراکم غیر کافی لایه اساس، حرکت قالب های بد ساخته شده و ارتعاش ضعیف بتن جایگذاری شده، سبب ترک خوردن بتن سخت شده می شود. ترک های ناشی از نشست موضعی بستر هنگامی رخ می دهد که حفره های نرم در بستر، در محل جایدهی بتن یا حفره های هوا در زیر کاغذ عایق ساختمانی وجود داشته باشند. نشست غالبا” پس از پرداخت سطح بتن در اثر وزن بتن در حالت خمیری رخ می دهد. تراکم مناسب بستر، حذف حباب های هوا در کاغذهای عایق ساختمانی و تاخیر در پرداخت نهایی، اقدامات پیشگیری کننده ای هستند که سبب کاهش امکان وقوع این مشکل می شوند.

ترک برداری از حرکت قالب بندی طی دوره ای که بتن شروع به سخت شدن می کند تا زمانی که کاملا” بگیرد رخ می دهد. این ترک ها غالبا” درونی هستند و با مشاهده ی سطحی غیرقابل روئیتند. در نتیجه، همین ترک ها کانون های بالقوه برای منشاگیری خرابی بتن می شوند. حفره های آب که می تواند در ترک تشکیل شود، باعث افزایش خوردگی فولاد و قلوه کن شدن سطح در اثر یخ زدن و آب شدن می شود. اقدامات پیشگیری کننده شامل به کارگیری قالب های مستحکم با کاهش بیشتر امکان جذب و ظرفیت آماس، و نیز نظارت بر میزان مجاز افزایش سطح بتن در این قالب هاست. ارتعاش ضعیف در بتن ریزی لایه های پی درپی عضوهای عمودی سازه، غالبا” درزهای سرد و بتن کرمو را ایجاد می کند که نتیجه ی عدم تحکیم و ادغام دو لایه پی درپی بتن است. در کاربرد بتن در سطوح که از شبکه تقویتی استفاده می شود، مخلوط غالبا” دچار جدایی شده و لایه های بالایی و پایینی شبکه ناهمگون می شوند. این وضع منجر به توسعه تنش های پیچشی در دال می شود. ترک خوردن بتن در اثر ارتعاشات که طی مرحله ی گیرش رخ می دهد، یک پدیده شایع است. منشاء این ارتعاشات ممکن است ارتعاش تاخیری، انتقال ارتعاش در طول آرماتور یا ضربه ی تصادفی ماشین ابزار باشد. پس از جا دادن، ارتعاش و پرداخت اولیه، بتن تمایل به ادامه ی تحکیم یا نشست دارد. از آنجا که نخست سطح بتن سخت می شود، اگر چنین نشستی با فولاد با قالب بندی بطور موضعی محدود شود، حفره ها یا ترک هایی در مجاورت عضو محدود شده رخ خواهد داد. هنگامی که فولاد، شبکه سنگینی از میله های فشرده و نزدیک به هم باشد، به جای ترک های سطحی ممکن است سطح جدایی ایجاد شود، که بالقوه خطرناک است، چون این سطح می تواند در اثر دوره های یخ زدن و آب شدن یا خوردگی فولاد منجر به خرابی شود. کاربرد مخلوطی در حد منطقی پلاستیک، تراکم ارتعاشی مناسب، پرداخت تاخیری و آغاز عملیات عمل آوری به محض تکمیل اتمام بتن ریزی از جمله اقدامات سودمند است. کاربرد مخلوط های بیش از حد مرطوب بتن با افت بالا یا افزودن مجدد آب روی کار، منجر به ضعف سطح (رویه) بتن می شود که مستعد پودرشدگی است. نسبت بالا، باعث آب افتادگی، جدایی مخلوط و افزایش

تخلخل در سراسر بتن می شود. در نتیجه بتن، نسبت به نفوذ رطوبت و تهاجم مواد شیمیایی آسیب پذیرتر خواهد شد. غالبا” دال ها و روکش های بتنی اغلب به ماله کشی بیش از اندازه و زمان بندی ضعیف در عملیات ماله کشی حساس هستند. پرداخت ضعیف در گرددهی، ترک برداری و آبله زدن موثر است. به علاوه سطوح تخت بتنی مخصوصا” مستعد تاثیرهای ناشی از عمل آوری ناکافی هستند. افزایش ترک در نتیجه انقباض ناشی از خشک شدن و خصوصیات سایشی ضعیف سطح را می توان به فقدان عمل آوری مناسب نسبت داد.گرددهی به پدیده ای اطلاق می شود که سطح بتنی نرم و پودری شده، به آسانی آسیب می بیند و بصورت گرد پراکنده می شود. این پدیده در شرایط نامطلوب رخ می دهد. علت ایجاد گرددهی، آب اندازی بیش از اندازه ی مخلوط، خیلی زود ماله کشیدن، خشک شدن سریع سطح بدون عمل آوری و واکنش شیمیایی دی اکسید کربن با بتن تازه ریخته شده است. کار ساختمانی انجام شده در فضای بسته، در زمستان که محیط کار با بخاری گرم شود، امکان گرددهی سطحی و ایجاد بتن شکننده در لایه های سطحی را افزایش می دهد. دی اکسید کربن زیاد ناشی از عدم تهویه با هیدروکسید کلسیم تشکیل شده در واکنش های نخستین هیدراتاسیون سیمان ترکیب می شود. این واکنش منجر به قطع فرایند معمول هیدراتاسیون و تشکیل سطحی پودری می شود که بیشتر حاوی کربنات کلسیم و سایر هیدرات های سیمان کربناته است. نتیجه ی وقوع این پدیده گرددهی یکنواخت شدید است. چنین سطحی حتی در اثر تردد کم نیز به سرعت فرسوده می شود.

طراحی

جزئیات طراحی غالبا” با خواسته های طراحی مطابقت کامل دارد اما در عمل خوب از کار در نمی آید. بررسی سازه ها نشان می دهد که خرابی، بیشتر در ارتباط با نکات خاصی رخ می دهد یا به خاطر تاثیرهای معین پیش بینی نشده ای در طراحی پیش می آید. طراحی ناکافی، یعنی بی توجهی به خزش اجزای سازه ای ساختمان( مثلا” خیز یا خمش دال ها) می تواند منجر به انتقال بار به اجزای غیرسازه ای ( مانند دیوارهای جداکننده(تیغه ها) یا پوشش های نما) شود و در نهایت به ترک خوردگی و خرابی بیانجامد. در طراحی نیاز به ردیابی مسیرهای قابل انتظار جریان آب در کل سطح اعضا عمودی و افقی داریم. اگر روال تعیین جزئیات مرسوم در بتن معماری بکار برده شود، آب در مسیری طولانی جریان خواهد یافت و باعث بروز لکه زنی ناهموار بتن می شود. زهکشی خوب در عرشه ها و دال های تخت، نتیجه ایجاد شیب مثبت، قرار دادن زهکش ها در نقاط پست و انتخاب طراحی مناسب تجهیزات سازه است. فقدان شیبدهی یا نامناسب بودن آن، سبب جمع شدن آب می شود که در طول زمستان، طی دوره های یخ زدن و آب شدن باعث پوسته شدن شدید بتن اشباع می شود. بنابراین به منظور جلوگیری از نفوذ رطوبت و اطمینان از دوام بتن در شرایط خدمتگیری، طراحی برای هدایت آب و زهکشی مناسب اهمیت بسیار دارد. از جمله خطاهای طراحی و تعیین جزئیات که باعث بروز ترک می شود عبارتند از کاربرد گوشه های تورفته غیر دقیق در دیوارها، اعضای پیش ساخته و دال ها، انتخاب نامناسب یا تعیین جزئیات نامناسب فولادها؛ و مقید کردن عضوهایی که در معرض تغییر حجم هستند. کافی نبودن تعداد درزهای انبساطی و جانمایی ضعیف درزها سبب ایجاد ترک در وسط قالب بتنی، در تقاطع سه سویی((T موجود در درزها می شود. درزهای کنترل بایستی به تعداد کافی ایجاد شوند تا انقباض ناشی از خشک شدن و جابجایی حرارتی را کنترل کنند، و در عین حال سبب محدود کردن ترک برداری اصلی در مواضع پیش بینی شده شوند. در طراحی باید تولید بتن با چنان کیفیت مطلوبی مورد نظر باشد که در مقابل اثرات نامطلوب حاصل از شرایط در معرض محیط بودن در زمان خدمتگیری پایداری کند. بدین گونه لازم است، تعیین کننده مشخصات یا طراح هرچه بیشتر از خصوصیات ویژه محیط مورد نظر مطلع باشد تا بتواند به انتخاب بتن منطبق با مشخصات محیطی اقدام کند.

مشخصات مصالح

کیفیت بتن از نظر دوام برحسب نفوذپذیری اندازه گیری می شود. عامل کنترل کننده این ویژگی در بتن سخت شده سیستم فضاهای خالی است. همین عامل در مقاومت در مقابل حمله شیمیایی از منابع خارجی ( مثلا” اسیدها، دی اکسیدکربن و سولفات ها) یا از درون بتن ( مثلا” واکنش قلیایی سنگدانه و سیمان نامناسب) و نیز در برابر سایر تنش های محیطی ناشی از نفوذ رطوبت( مثل دوره یخ زدن و آب شدن و تراوش) از اهمیت اساسی برخوردار است. نفوذپذیری تحت تاثیر عوامل ذیل است: (۱ کیفیت سیمان و سنگدانه؛ (۲ نسبت و درجه هیدراتاسیون (۳ تاثیر تراکم (۴ میزان عمل آوری (۵ حضور یا عدم حضور ترک ها. واکنش هایی را که در

دوام بتن موثرند، به طور کلی می توان به دو نوع تقسیم کرد: واکنش های سطحی و واکنش های رخ دهنده در جسم بتن. حمله سطحی که ریزساختار بیرونی بتن و ملات را خراب می کند، غالبا” ناشی از تاثیر مضر محلول های مهاجم است. حمله درونی نتیجه دوره های یخ زدن و آب شدن و واکنش انبساطی شدید سنگدانه ها با سیمان است. بنابراین حمله داخلی در صورتی رخ می دهد که کیفیت سیمان پایین بوده یا آنکه سیمان حاوی اکسید کلسیم یا اکسید منیزیم بیش از اندازه باشد. اگر مخلوط بتن طوری طراحی شود که بتن سخت شده سیستم حفره های هوای کافی در برداشته باشد، می توان از خرابی ناشی از دوره های یخ زدن و آب شدن اجتناب کرد. ایجاد این خاصیت در بتن به خصوص زمانی که بهره برداری از بتن در شرایط اشباع باشد، ضروری است.[۲]

فضاهای خالی و حفرات

خمیر سیمان علاوه بر بخش جامد، حفره ها و خلل و فرج های گوناگونی دارد که تاثیر بسیار در خواص بتن دارند. کوچک ترین حفرات در فضاهای لایه داخلی، در درون ساختار C-S-H قرار دارند. گفته می شود که این حفرات %۲۸ کل حجم خمیر هیدراته را اشغال می کند.[۳,۴] میزان حفرات در عمل بستگی به نوع سیمان دارد، اما تا حد زیادی مستقل از نسبت آب به سیمان( ) مخلوط است.[۵,۶] حجم کلی حفرات خمیر با پیشرفت هیدراتاسیون افزایش می یابد. اما حجم فضاهای موئینه با

پیشرفت هیدراتاسیون کم می شود. اندازه حفره ها در فضاهای بین لایه ای کوچکتر از آن است، که اثر نا مطلوبی در مقاومت و نفوذپذیری خمیر سیمان داشته باشند. اما، آب موجود در این روزنه ها می تواند با پیوند هیدروژنی نگهداری شود و خروج آن تحت شرایط خاص، احتمالا” در انقباض ناشی از خشک شدن و خزش تاثیر دارد.[۵] وجود حفرات موئینه معرف فضایی است که در ابتدا با آب اشغال می شد؛ اما بعدا” تا حدی با محصولات جامد هیدراتاسیون پرشده است. در خمیر با نسبت

کم که به خوبی هیدراته شده باشد، اندازه حفرات ممکن است از ۱ تا ۵۰ mm باشد؛ اما در خمیر با نسبت بالای ، و با عمر عمل آوری کمتر از ۲۸ روزه اندازهحفرات موئینه می تواند به بزرگی ۳ تا۵mm برسد.[۵,۴] اگرچه شکل حفرات با هم متفاوت است، اندازه گیری های نفوذپذیری نشان می دهد که حفرات، سیستم به هم پیوسته ای با توزیع تصادفی در خمیر سیمان را تشکیل می دهند .[۷,۶] این حفرات به هم پیوسته عاملی اصلی موثر در نفوذپذیری در خمیر سیمان سخت شده و آسیب پذیری آن در برابر یخ زدگی هستند اما، در موارد افزایش مقدار جامد خمیر، و در خمیر متراکم و عمل آمده، لوله های موئینه ممکن است با هیدرات ها مسدود شوند و ارتباط آنها از بین برود. بنابراین حجم لوله های موئینه با پیشرفت هیدراتاسیون کم می شود. مخلوط های با نسبت کم و عمل آوری مرطوب در زمان نسبتا” زیاد باعث کاهش فضاهای موئینه به هم پیوسته می گردد. زمان لازم برای منقطع شدن روزنه های موئینه به نسبت و خصوصیات سیمان مصرفی بستگی دارد. حجم کلی حفرات موئینه که به تخلخل معروف است، غالبا” معیار سنجش کیفیت بتن بشمار می رود. به هر حال بیشتر پژوهش های اخیر[۸,۷] نشان می دهد که توزیع اندازه حفرات، معیاری بهتر از تخلخل موئینگی کلی برای ارزیابی خواص بتن است. فرض بر این است که حفرات موئینه بزرگتراز۵۰mm اثر نامطلوب در مقاومت و دوام بتن دارند؛ در حالی که حفرات کوچکتر از ۵۰mm در انقباض ناشی از خشک شدن و خزش تاثیر دارند.[۸] حباب های هوا به دو نوع محبوس و ایجاد شده تقسیم می شوند. حباب هوای ایجاد شده هنگامی تشکیل می شود که یک افزودنی شیمیایی به بتن اضافه می شود تا عمدا” حباب های کوچک هوا در خمیر سیمان پدید بیاید.

حباب های ایجادشده عموما” کروی شکل اند و اندازه غالب آنها ۵۰-۲۰۰ mm است. اما حباب های محبوس می توانند شکلی نامنظم داشته باشند و ممکن است به بزرگی ۳mm نیز برسند. از آنجا که حفره های حاوی هوای محبوس و ایجاد شده در خمیر بسیار بزرگتر از حفرات موئینه هستند، اثر نامطلوبی در مقاومت و نفوذپذیری بتن دارند.

تاثیر جنبه های ریز ساختاری در مقاومت و دوام

صورت ریز ساختاری مانند نوع، مقدار و توزیع قسمت های جامد هیدراته و حفرات بر خواص اصلی مکانیکی و فیزیکی بتن سخت شده ( مثل مقاومت، دوام و پایداری ابعادی) تاثیر می گذارد. در جدول (۲) دامنه تغییرات نمونه وار خواص مکانیکی بتن معمولی آمده است. عامل تعیین کننده مقاومت بتن حفرات موجود در آن است. تاثیر سنگدانه با همه اهمیت خود کمتر از خمیر سیمان است. نسبت مبین این اثر است؛ به طوری که هرچه نسبت بیشتر باشد، فضای موئینه خمیر بیشتر، و

بنابراین مقاومت آن کمتر است. این نظر توسط پاورز در قانون نسبی فضا –ژل بیان کمی یافته است: هرچه نسبت ژل (خمیر سیمان هیدراته) به فضای موجود برای آن بیشتر باشد، مقاومت بیشتر خواهد بود. نفوذپذیری عامل اصلی تعیین کننده دوام بتن است. نفوذ مواد شیمیایی مضر و دی اکسید کربن، و نیز خرابی ناشی از یخ زدن و آب شدن در هنگامی که رطوبت در حد اشباع است همه با نفوذپذیری بتن ارتباط مستقیم دارند. نفوذپذیری بتن نسبت به آب تحت فشار هیدرواستاتیک (همه جانبه) عمدتا” به نفوذپذیری اجزای خمیر سیمان بتن بستگی دارد. کل آب تراوشی باید از میان اجزای خمیر بتن( بخش پیوسته) عبور کند و اگر نفوذپذیری خمیر کم باشد، بتن نیز خواص مشابه را نشان خواهد داد.

نفوذپذیری یک خمیر خوب عمل آمده، با کاهش نسبت از ۰/۸ به ۰/۴ تقریبا” ۱۰۰۰ برابر کم می شود. این کاهش زیاد نفوذپذیری، نتیجه کاهش شدید اندازه

موئینگی، حجم و ناپیوستگی سیستم موئینگی است، که با کاهش نسبت رخ می دهد. نفوذپذیری با پیشرفت هیدراتاسیون به سرعت کاهش می یابد، به طوری که

مثلا” نفوذپذیری خمیری با نسبت معادل ۰/۸ بین زمان های عمل آوری هفت روزه و یک ساله کاهش می یابد. بنابراین بین نفوذپذیری خمیر با نسبت در زمان کم
و نفوذپذیری خمیر خوب عمل آورده شده با نسبت کم یک میلیون برابر تفاوت وجود دارد. تجدید توزیع رطوبت و فشار حفره ای حاصل از آن که در اثر دوره

های یخ زدن و آب شدن ایجاد می شود، به میزان آب قابل انجماد، سرعت انجماد، نفوذپذیری خمیر و مسافتی که آب تا رسیدن به تعادل طی می کند، بستگی دارد. اگر خمیر آنقدر متراکم باشد که فقط کوچکترین حفرات در بتن امکان حضور داشته باشند، احتمالا” وقتی در معرض انجماد معمولی قرار بگیرد، دوام خواهد داشت. اگرچه به خاطر ملاحظات عملی کارایی، نسبت های بالای به کار برده می شود و اکثر بتن های فاقد حباب هوا، ذاتا” مستعد خرابی ناشی از یخ زدن هستند. تنها راه برای اینکه مطمئن شویم بتن در معرض رطوبت و در حالت انجماد با دوام خواهد بود، این است که با به کارگیری مواد حباب ساز مناسب، یک سیستم حباب هوای مناسب را در آن ایجاد کنیم. هنگامی که خمیر سیمان هیدراته در معرض محیطی با رطوبت کم قرار می گیرد، مصالح شروع به از دست دادن آب می کنند، و منقبض می شوند. در ابتدا آب آزاد موجود در روزنه های موئینه ای بزرگ ( (>50μm از سیستم خارج می شود؛ زیرا، این آب هیچ گونه پیوند فیزیکی یا شیمیایی با ساختار هیدرات ها ندارد وخروج آن با انقباض همراه نیست. هنگامی که بیشتر آب آزاد از دست رفته است و خشک شدن مداوم رخ می دهد، از دست رفتن باز هم به انقباض قابل توجهی منجر می شود. مکانیسم های سبب ساز انقباض در اثر خشک شدن، سبب ساز خزش خمیر سیمان نیز هستند. در موارد وقوع خزش، تداوم اعمال تنش بیرونی، نیروی محرک حرکت آب فیزیکی می شود که با جذب سطحی در لوله های موئینه کوچک نگهداری می شود. کرنش خزشی حتی در %۱۰۰ رطوبت نسبی((RH هم می تواند رخ بدهد. حجم و اندازه روزنه ها در ناحیه انتقال بیش از قسمت های توده ملات است. علاوه بر حجم زیاد روزنه های موئینه، عامل اصلی دیگر در کاهش مقاومت ناحیه انتقال، وجود ریز ترک ها در آن است. کمیت ترک ها به اندازه و دانه بندی سنگدانه، درصد سیمان، شرایط عمل آوری، رطوبت محیطی و سابقه حرارتی بتن بستگی دارد. ناحیه انتقال، از آنجا که حتی پیش از بارگذاری بتن دارای ریز ترک هاست، ضعیف ترین بخش در ترکیب بتن است، و بنابراین آن را ناحیه محدود کننده مقاومت بتن در نظر می گیرند. به خاطر وجود همین ناحیه انتقال واقع در فصل مشترک دو سطح است که میزان تنش منجر به شکست مقاومت بتن بسیار کمتر از مقاومت سنگدانه یا ملات است. ترک های ریز و حفره های ناحیه انتقال تاثیر بسیاری روی سختی یا مدول الاستیسیته بتن دارند. خصوصیات این منطقه همچنین بر دوام بتن، خصوصا” بتن مسلح پیش تنیده موثر است. افزایش نفوذپذیری در وجه مشترک فولاد و سنگدانه درشت، باعث نفوذ هوا و آب لازم برای خوردگی فولاد می شود.[۶]

آزمایش های تعیین تخلخل بتن

تخلخل سنجی با جیوه:

تخلخل و توزیع اندازه روزنه های ملات تشکیل دهنده بتن غالبا” با روش پیکنومتری و تخلخل سنجی با جیوه تعیین می شود. تخلخل سنجی با جیوه عبارت است از وارد کردن جیوه به داخل حفره های خالی یک جسم با اعمال فشار. با این روش، اندازه گیری دامنه تغییرات وسیعی از توزیع اندازه روزنه ها امکان پذیر است. توزیع اندازه روزنه ها عامل مهمی برای تعیین آسیب پذیری بتن است. در برابر نفوذ نمک های مضر نظیر کلریدها و سولفات ها به درون بتن است؛ به عنوان مثال دو نوع بتن با تخلخل کل یکسان ممکن است مقادیر متفاوتی از میزان نفوذ کلرید را نشان بدهند. این امر با تفاوت در توزیع اندازه روزنه در دو بتن توجیه می شود، به طوری که کاهش نفوذ کلرید در بتن با تعداد روزنه کوچک بیشتر است.

اندازه گیری سرعت پالس ماوراء صوت:

استفاده از پالس ماوراء صوت به منظور بررسی بتن در اواسط دهه ۱۹۴۰ در کانادا و انگلستان توسعه یافت.[۹] این روش را عمدتا” برای مطالعه خرابی، ترک ها، موقعیت حفره های بزرگ و غیر عادی در بتن سخت شده و تعیین شرایط کلی سازه های بتنی به کار می برند. استفاده از این روش مخصوصا” برای تعیین وجود و وسعت ترک های درونی و نیز عمق ترک های سطحی قابل رویت سودمند است. کاربرد این روش برای تعیین مقاومت در جای بتن توصیه نمی شود.

در این روش امواج صوتی با فرکانس زیاد یا ماوراء صوت را از میان بتن می گذارنند. هنگامی که امواج صوتی در میان فضاهای خالی در یک جسم صلب منتقل می شوند، دامنه نوسانی آنها به طور قابل توجهی کاهش می یابد و بیشتر امواج صوتی در ناپیوستگی حاصل از فضای خالی یا ترک ها منعکس می شوند. اما، پالس های صوتی می توانند در اطراف حفره ها یا ناپیوستگی موضعی در عضو بتنی عبور کنند و اندازه زمان عبور آنها امکانی برای تعیین وجود و محل تقریبی حفره ها و ناپیوستگی ها ایجاد می کند. بنابراین به منظور مطالعه شرایط داخلی توده بتن، اندازه گیری سرعت و دامنه نوسانی پالس از میان جسم بتنی ضروری است.

استفاده از بتن حباب دار

یکی از بزرگترین پیشرفتها در تکنولوژی بتن ابداع بتن حباب دار در اواسط دهه ۱۹۳۰ بود. امروزه برای بهبود مقاومت در برابر یخ زدگی – یخ گشایی در زمان تماس با آب و مواد شیمیایی یخ زدا توصیه می شود که تقریباً در تمامی بتنها از حباب سازی استفاده می شود. به هر حال استفاده از حباب سازی در هر دو مورد بتن تازه مخلوط شده و سخت مزایای مهم دیگری نیز در بر دارد. بتن حباب دار با اضافه کردن افزودنی حباب زا در زمان پیمانه کردن مخلوط ساخته می شود( در ایالات متحده سیمانهای هوازا نیز عرضه می شوند ). افزودنیهای حباب زا حبابهای ایجاد شده در زمان اختلاط را تثبیت کرده، با پایین آوردن کشش سطحی آب اختلاط یکسان شدن اندازه های مختلف حبابهای هوا را بهبود بخشیده، از ادغام حبابهای هوا جلوگیری کرده و حبابها را به ذرات سیمان و سنگدانه متصل می کنند. افزودنیهای حباب زای آنیونی آب گریز بوده و بار الکتریکی دارند(افزودنیهای غیریونی یا بدون بار نیز وجود دارد ). بار الکتریکی منفی جذب دانه های سیمان با بار مثبت می شود که این به تثبیت حبابهای هوا کمک می کند. افزودنیهای حباب زا لایه نازک محکم دافع آبی مشابه با غشاء حباب صابون ایجاد می کنند که برای نگهداری و تثبیت حبابهای هوا و جلوگیری از ادغام آنها از مقاومت و حالت ارتجاعی کافی برخوردار است. همچنین این لایه نازک آب گریز، آب را از حبابهای هوا دور نگه می دارد. عمل هم زنی و ورزدهی اختلاط مکانیکی باعث پراکنده شدن حبابهای هوا می شود. همچنین ذرات سنگدانه ریز به عنوان شبکه ای سه بعدی به نگهداری حبابهای هوا در مخلوط کمک می کند. حبابهای هوا با حفره های هوای محبوس متفاوتند که در نتیجه اختلاط، جابه جایی و بتن ریزی در تمامی بتن ها ایجاد می شوند و تا حد زیادی تابع خصوصیات سنگدانه اند . حبابهای هوا مداًع ایجاد شده از اندازه بسیار کوچکی با قطر ۱۰ تا ۱۰۰۰میکرومتر برخوردارند، در حالی که حفره

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 12700 تومان در 17 صفحه
127,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد