بخشی از مقاله
خالصه
فوم بتن - بتن کفی - یكی از انواع بتن سبک است که از اختالط ماسه، سيمان، آب و کف تهيه میشود. در کل یكی از راههاي بهبود خصوصيات مكانيكی بتن، اضافه کردن انواع افزودنی به طرح اختالط میباشد؛ به همين دليل با توجه به فنآوري جدید در زمينه مواد نانو در تهيه انواع افزودنیهاي بتن و سازگاري آنها با فوم و انواع تيپ سيمان موجود در کشور، برآن شدیم که با افزودن نانوتيوب کربن خصوصيات مكانيكی آن را بررسی کنيم. اميد است که انجام این تحقيق شروعی براي اقدامات بعدي در زمينه بهينهسازي توليد بتن اليافی با خواص االستيک باال باشد. در این پروژه با بكار بردن درصدهاي مختلف نانو تيوب کربن در طرح، نتایج مطلوبی حاصل گردد. این نتایج نشان میدهد که با افزایش درصد نانو تيوب کربن در بتن کفی، نفوذ یون کلر نسبت به نمونه شاهد به ميزان 7/9 درصد، عمق نفوذ آب نسبت به نمونه شاهد 4/8 درصد، جذب آب نسبت به نمونه شاهد 5/5 درصد کاهش یافته است.
کلمات کلیدی: نانو تيوب کربن، مقاومت حرارتی، نفوذ یون کلر، عمق نفوذ آب، درصد جذب آب.
.1 مقدمه
یكی از مشكالت مهم در طراحی و اجراي سازهها به خصوص ساختمانهاي مرتفع و پلهاي بزرگ بتنی، وزن مرده قابل توجه اعضاي آنها است. اگر توليد بتن سبک با شكل پذیري و مقاومت کافی حاصل شود، عالوه بر کاهش بار مرده سازهها، هزینه ساخت به طور معنیداري کاهش می یابد. بيشترین اهميت مزیت بكارگيري بتن سبک، کاهش بار مرده سازه میباشد.
نانو تكنولوژي یک رشته جدید نيست، بلكه رویكردي جدید در تمام رشتهها است. در سالهاي اخير تحقيقات زیادي درخصوص افزودن نانو ذرات به سيمان انجام گرفته است. فناوري نانو کاربردهاي وسيعی در حوزههاي مختلف از جمله صنایع غذایی، دارویی، پزشكی، بيوتكنولوژي، الكترونيک و کامپيوتر و ارتباطات و حمل و نقل و انرژي و محيط زیست و هوا فضا و غيره دارد. در راه و ساختمان هم این فنآوري سهم به خصوصی را ایفا میکند. با توجه به رشد سریع تحقيقات علمی و عملی علوم و فنون نانو در کليه علوم و صنایع، توجه بسيار کمی به کاربردهاي این پدیده در صنعت ساختمان و بطور عام در ساخت و ساز شده است ولی اخراًي با توجه به تقویت کنندهها و استحكامدهندههاي نانویی در مصالح ساخت و ساز موج جدیدي با شتاب فزآیندهاي صنعت ساخت و ساز در بر گرفته است.[1]
در حالت کلی میتوان انواع بتن سبک را به سه دسته سبكدانه، بدون ریزدانه و متخلخل تقسيمبندي نمود. بتن سبكدانه با جايگزینی مواد سبک طبيعی و یا صنعتی از قبيل پوکههاي معدنی - پاميس - ، ليكا، پرليت، ورميكوليت، پلیاستایرن، با سنگدانههاي بتن توليد میشوند. بتن سبک سلولی - متخلخل - با ایجاد تخلخل بهوسيله حباب و یا گاز در خمير سيمان به دست میآید در یک روش توليد گاز توسط یک عامل شيميایی و بر مبناي واکنش پودر آلومينيوم با آهک صورت میگيرد. این نوع بتن سبک را بتن سبک گازي میگویند. در روش دیگر عامل ایجاد تخلخل در بتن، حباب - کف - میباشد. کف در دستگاهی به نام فوم نراتور - کفساز - توليد و سپس به دوغاب سيمان و مصالح دیگر در ميكسر اضافه میگردد. بتن سبک حاصل از اختالط سيمان، ماسه، آب و کف بهوجود آمده در دستگاه فومژنراتور، را فومبتن مینامند. توليد بتن کفی با کيفيت مطلوب به عوامل متعددي از قبيل ماده کف کننده مناسب، روش توليد کف، توزیع مناسب آن در مخلوط، مصالح مرغوب، طراحی ميكسر، رعایت اصول توليد و عملكرد مناسب با بتن تازه و سخت شده بستگی دارد. با توجه به نياز و کاربرد بتن سبک در اجزاي سازه، بتن سبک به دو دستهي باربر - سازهاي - و غيرباربر - غيرسازهاي - تقسيمبندي میشوند. مطابق آیيننامه ACI 213-87 بتن سبک سازهاي، بتنی است که مقاومت 28 روزه آن بيشتر از 17 مگاپاسكال بوده و وزن مخصوص خشک شده آن از 1850 کيلوگرم بر مترمكعب بيشتر نباشد. بتن سبک غيرسازهاي، بتنی است که وظيفه تحمل و انتقال نيرو را بر عهده ندارد و این دسته از بتنها عمدتاً بهعنوان عایقهاي حرارتی و صوتی، تزیين سقفها، پرکننده دالهاي کف زمين، بهعنوان ترازکننده پشت بام و پوشش ضدحریق براي تيرهاي فوالدي کاربرد دارند. وزن مخصوص خشک این نوع بتن از 240kg/m" تا 800kg/m" میباشد و مقاومت فشاري 28 روزه آنها عموماً بين 0/7 تا 7 مگاپاسكال تغيير میکند. فومبتن اولين بار - در سال - 1923 در کشور سوئد ابداع و اختراع شد و امروزه در بيشتر کشورهاي جهان بهدليل ویژگیهاي مطلوب ذکر شده، مورد استفاده قرار میگيرد2]، 3 و .[4
.2 طرح آزمایشگاهی
.1-2 مشخصات مصالح مصرفی
.1-1-2 سیمان
سيمان استفاده شده در این مطالعه از نوع پرتلند تيپ II، توليد کارخانه سيمان دشتستان میباشد که مشخصات فيزیكی و شيميایی آن در جداول 1 و 2 آورده شده است.
جدول -1 مشخصات فیزیکی سیمان
.2-1-2 سنگدانهها
تمام مصالح سنگی درشت دانه و ریزدانه از سنگشكن شهرستان خورموج واقع در استان بوشهر تهيه گردیده است. مشخصات سنگدانههاي ریز و درشت طبق روشهاي تست ASTM - C136,C128,C127C33,C29 - تعيين شده است و حداکثر قطر سنگدانهها 19mmمیباشد. مشخصات فيزیكی و شيميایی سنگدانهها در جدول شماره 3 نشان داده شده است. همچنين نمودار شماره 1 نتایج دانه بندي سنگدانهها را نشان میدهد.
جدول -3 مشخصات فیزیکی و شیمیایی سنگدانههای ریز - ماسه - و درشت - شن -
