مقاله در مورد بررسی انواع مواد افزودنی بتن و کاربرد آنها

word قابل ویرایش
46 صفحه
5700 تومان

بررسی انواع مواد افزودنی بتن و کاربرد آنها

پیشگفتار :
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 ۱۹۴۰ 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 امروز یکی از پر مصرف ترین افزودنی ها در مناطق سرد نظیر شمال آمریکا و کانادا و بعضی

کشورهای اروپایی است. ساخت افزودنی های فوق روان کننده که ابتدا نوع نفتالین فرمالدئید آن در سالهای ۱۹۶۰ در ژاپن و سپس نوع ملامین آن بعداً در آلمان به بازار آمد شاید نقطه عطفی بود که در صنعت افزودنی ها در بتن پیش آمد. ابتدا این مواد برای کاستن آب و به دست آوردن کارایی ثابت به کار گرفته شد و چند سال بعد با پیدایش بتن های با مقاومت زیاد نقش این افزودنی اهمیت بیشتری یافت. امروزه بتن های مختلفی برای منظور ها و خواص ویژه و نیز به منظور مصرف در

شرایط خاص با این مواد ساخته می شود که ازمیان آنها به ساخت بتن های با مقاومت زیاد، بتن های با دوام زیاد، بتن های با مواد پوزولانی زیاد (سرباره کوره های آهن گدازی و خاکستر بادی)، بتن های با کارایی بالا، بتن های با الیاف و بتن های زیر آب و ضد شسته شدن می توان اشاره نمود.
بتن های با کارآیی بسیار زیاد که چند سالی است از پیدایش آن در جهان و برای اولین بار در ژاپن نمی گذرد، تحول جدیدی در صنعت ساخت و ساز بتنی ایجاد کرده است. این بتن که نیاز به لرزاندن نداشته و خود به خود متراکم می گردد، مشکل لرزاندن در قالب های با آرماتور انبوه و محلهای مشکل برای ایجاد تراکم را حل نموده است. این بتن علیرغم کارایی بسیار زیاد خطر جدایی سنگدانه ها و خمیر بتن را نداشته و ضمن ثابت بودن کارایی و اسلامپ تامدتی طولانی می تواند بتنی با مقاومت زیاد و دوام و پایاپی مناسب ایجاد کند. در طرح اختلاط این بتن باید نسبت های خاصی را رعایت نمود. به عنوان مثال شن حدود ۵۰ درصد حجم مواد جامد بتن را تشکیل داده و ماسه حدود ۴۰ درصد حجم ملات انتخاب می شود. نسبت آب به مواد ریزدانه و پودری بر اساس خواص مواد ریز بین ۹/۰ تا ۱ می باشد. با روش آزمون و خطا نسبت دقیق آب به سیمان و مقدار ماده فوق روان کننده مخصوص برای مصالح مختلف تعیین می گردد. از این بتن با استفاده از افزودنی دیگری که گرانروی بتن را می افزاید در زیر آب استفاده شده است.

 

مقدمه :
در موارد مختلف از استفاده و نگهداری بتن در سازه ها یا شریط آب و هویی و محیطی خاص نیاز به طرح اختلاط ویژه ی است که استفاده از افزودنی هی بتن آن را میسر می سازد. در محیط هیی که نیاز به بتن ریزی سریع و یا مقابله با سرما و یخبندان وهمچنین حفظ سازه در تماس دیمی با آب و مبارزه با عواملی که باعث از بین رفتن بتن می شود از افزودنی هی بتن استفاده می شود. که در موارد مختلف نوع استفاده از ین افزودنی ها و مقدار ترکیبی آن قابل تغییر است. از جمله افزودنی ها می توان به:
روان کننده ها،فوق روان کننده ها،کند گیر کننده ها،تند گیر کننده ها،چسب بتن،ضد یخ،حباب ساز هوا، آب بندها،افزودنیهی معدنی، روغن قالب،آب بند سطوح و … اشاره کرد.

افزودنیهای بتن

Concrete Admixtures
Super Plasticizer NN فوق روان کننده و کاهنده ممتاز آب بتن
Super Plasticizer FF فوق روان کننده و کاهنده ممتاز آب بتن
Super Plasticizer 163 فوق روان کننده و کاهنده ممتاز آب بتن
Super Plasticizer 130 فوق روان کننده بتن
Super Plasticizer 520 فوق روان کننده و دیرگیر کننده بتن
Super Plasticizer 260 فوق روان کننده و دیرگیر کننده بتن
Super Plasticizer HE 200 فوق روان کننده با خاصیت زود سخت کنندگی
Super Viscose فوق روان کننده ممتاز خود ویبره
Plasticizer BV 40 روان کننده و کاهنده آب، مناسب برای بتن ریزیهای حجیم
Plasticizer R روان کننده و دیرگیر کننده بتن
Plasticizer AR340 روان کننده و دیرگیر کننده بتن
Plasticizer VZ روان کننده و کاهنده آب قوی با خاصیت دیرگیری

Plasticizer A750 روان کننده و کاهنده آب، مناسب بتن ریزیهای حجیم
Plasto Proof N افزودنی آب بند کننده بتن (واترپروف)
Aer Entraining هوازای بتن
Rapid افزودنی زود سخت کننده
FG 901 بازدارنده خوردگی میلگرد و فلز
Antifreeze ضد یخ بدون کلراید، مخصوص بتن ریزی در هوای سرد

مواد افزودنی
ماده ای است به غیر از سیمان پرتلند ، سنگدانه ها و آب که بصورت گرد یا مایع ، به عنوان یکی از مواد تشکیل دهنده بتن و برای اصلاح خواص بتن ، کمی قبل از اختلاط یا در حین اختلاط به بتن افزوده می شود.

ت شده ایجاد نماید.
مواد افزودنی به دو گروه شیمیایی و معدنی تقسیم می شوند.

مواد مضاف
تعریف:
ماده ای است که برای کسب خواصی ویژه یا به منظور کمک به امر تولید، با سیمان پرتلند و یا کلینکر آن در حین تولید در کارخانه آسیاب می شود.
درصورتی که مواد افزودنی به مقدار کم در زمان اختلاط بتن با مصالح و اجزاء متشکله آن مخلوط می گردد.
موادی همچون میکروسیلیس را که برای اصلاح خواص بتن در کارگاه هنگام اختلاط به مواد متشکله بتن اضافه می شود را افزونه می نامند. مقدار این مواد در تعیین نسبتهای اختلاط بحساب می آیند.

خواص مواد افزودنی
– تسریع در روند کسب مقاومت اولیه
– کنترل واکنش های قلیائی های سیمان با سنگدانه ها
– طولانی کردن زمان گیرش
– افزایش کارائی بدون نسبت آب به سیمان
– تهیه بتن پر مقاومت، بتن مقاوم در برابر یخ زدن و آب شدن مکرر

خواصی که بدون استفاده از مواد افزودنی به بتن می توان بدست آورد
– کارائی
– مقاومت
– قابلیت پرداخت
– پایایی و توان آب بندی
می توان با انتخاب مصالح مناسب و نسبتهای مطلوب اختلاط و رعایت اقتصادی بودن آن بدون مواد افزودنی بدست آورد.

افزودنی های شیمیایی
۱- مواد افزودنی حباب ساز
۲-مواد افزودنی کاهنده آب (روان کننده ها و فوق روان کننده ها)
۳- مواد افزودنی کندگیر کننده

۴- افزودنی ترسیع کننده :
الف – تسریع کننده های بتن
ب – تسریع کننده های بتن پاشیده

۵- مواد خمیری کننده و روان کننده
مواد افزودنی حباب ساز
این مواد در بتن حباب بسیار ریز غیر مرتبط هوا ایجاد می کنند . (قطر حباب ها کمتر از ۰۵/۰ میلیمتر)
این حبابها پایایی بتن را در برابر رطوبت و یخ زدن ها و آب شدنهای مکرر و مواد شیمیایی یخ زا بهبود می بخشند.
کارآیی بتن تازه و نفوذ ناپذیری بتن سخت شده به میزان قابل توجهی بیشتر می شود .
افزایش مقاومت بتن در برابر پوسته شدن
بهبود کارائی و کاهش جداشدگی دانه ها و آب انداختن بتن تازه
بهبود مقاومت بتن در برابر سولفاتها(نسبت آب به سیمان کم ، مقدار کافی سیمان مناسب،افزودنی حباب هوا)بهترین مقاومت را دربرابر حمله آبهای سولفات دار را دارند.

مواد افزودنی کاهنده آب (روان کننده ها و فوق روان کننده ها)
این مواد بمنظور تقلیل مقدار آب مصرفی در شرایط یکسان روانی بتن ، یا افزایش روانی بتن در شرایط یکسان میزان آب مصرفی بکار می رود.
– کاهش مقدار آب اختلاط به ازای کارایی ثابت بتن و ملات

– کاهنده های معمولی حداقل ۵% و کاهنده های قوی حداقل ۱۲% آب اختلاط بتن را کاهش می دهند.
– معمولا ایجاد حباب هوا در بتن می کنند.(حداکثر حباب هوای مجاز قابل قبول ۷% بتن حباب دار و ۳% بتن معمولی )
– چنانچه افزودنی به منظور کاهش نسبت آب به سیمان در بتن با اسلامپ ثابت مصرف شوند ، موجب افزایش مقاومت فشاری ، کاهش جمع شدگی و کاهش نسبی نفوذپذیری بتن می شوند.

مواد افزودنی کند گیر کننده

این مواد به منظور تاخیر انداختن گیرش بتن بکار می رود.
– هنگامی که دمای بتن تازه بیش از oc 30 باشد .
– جبران اثر تسریع کنندگی گرمای هوا بر گیرش بتن
– تعویق گیرش اولیه بتن یا دوغاب سیمان درشرایط مشکل و دشواربتن ریزی
– حمل بتن در مسافت های طولانی
– استفاده از این مواد می تواند روند گیرش بتن را حداقل ۵/۱ و حداکثر سه ساعت به تاخیر بیندازد.

انواع کند گیرکننده ها
۱- کندگیرکننده های معمولی که خاصیت کاهندگی آب ندارند.
۲- کندگیرکننده های کاهنده آب با حداقل ۵% کاهش آب
۳- کندگیر کننده های قوی آب با حداقل ۱۲% کاهش آب
بطور کلی کندگیرکننده های ردیف اول با کاهش مقاومت فشاری و خمشی بتن به میزان ۱۰% نسبت به بتن شاهد در سنین ۱روز تا یک سال را دارد.
کندگیرکننده های ردیف ۲ و ۳ ممکن است افزایش مقاومت تا میزان ۱۰% را نسبت به بتن شاهد داشته باشد.

 

مواد افزودنی تسریع کننده
ماده افزودنی تسریع کننده به منظور تسریع در گیرش بتن
– تسریع در کسب مقاومت بتن در سن کمتر
– موارد مصرف آن با رعایت ضوابط بتن ریزی درهوای سرد می باشد.
– زمان حفاظت موقت را حداقل یک و حداکثر ۵/۳ ساعت کاهش می دهد.
– مقاومت سه روزه حداقل ۲۵% بیشتر از بتن شاهد
– مصرف مواد تسریع کننده غالبا باعث افزایش جمع شدگی خشک شدن ، جمع شدگی حرارتی و نیز افزایش ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی خمیری می شود.

مواد خمیری کننده و روان ساز
گاهی بتن تازه به دلیل برخی مشخصات سنگدانه ها از جمله شکل و دانه بندی نامناسب یا اختلاط نادرست کارائی لازم را ندارند.
– این مواد به منظور بهبود کار آیی بتن تازه و بهبود مخلوطهای خشن
– بتن ریزی اعضای با تراکم زیاد آرماتور

– بتن ریزی با پمپ یا قیف و لوله
– پرداخت بتن با ماله آهنی
در اغلب موارد با افزایش عیار سیمان یا مقدار ریزدانه یا اصلاح دانه بندی و نسبت های اختلاط می توان بدون استفاده از این مواد کارائی مطلوب را بدست آورد.
بهترین ماده روان کننده حباب هوا است . حباب های ریز و بسته هوا مانند ساچمه عمل می کنند و به ویژه در بهبود کارائی مخلوط های خشن کم سیمان موثرند.

افزودنی های معدنی
تعریف:
موادی بشکل ذرات بسیار ریز معدنی که موجب بهبود برخی از خواص ، و یا تامین خواص ویژه ای در بتن می شوند.
کارائی و انسجام بتن تازه ، مقاومت و نفوذپذیری بتن سخت شده و تغییر رنگ بتن از جمله خواص مواد معدنی می باشد.

انواع افزودنی های معدنی
۱- افزودنی های معدنی خنثی و رنگدانه ها
۲- پوزولانها
۳- افزودنیهای شبه سیمانی

۱- افزودنی های معدنی خنثی و رنگدانه ها
– این مواد معمولا موجب افزایش مقاومت بتن نمی شوند.
– موجب بهبود کارایی و چسبندگی بتن های می شوند که کمبود ریزدانه دارند.
– به عنوان سنگدانه در بتن مصرف می شوند.
– رنگدانه ها برای تولید بتن رنگی شامل ترکیبات معدنی:
– اکسید آهن : رنگهای قرمز،سیاه و زرد

– اکسید کرم : رنگ سبز
– اکسید آبی کبالت : رنگ آبی
– اکسید تیتان : رنگ سفید
– کربن سیاه : رنگ سیاه
– اکسید منگنز: رنگهای سیاه و قهوای

۲- پوزولانها
عبارتند از مواد سیلیسی یا سیلیسی آلومینی که خود به تنهایی ارزش چسبانندگی نداشته یا کم است . اما به شکل ذرات بسیار ریز در مجاورت رطوبت طی واکنش شیمیائی با آهک آزاد شده از هیدراتاسیون سیمان در دمای معمولی ترکیباتی با خاصیت سیمانی بوجود می آورند.
این مواد به منظور کاهش آهنگ بروز آبگیری سیمان و از بین بردن قابلیت انبساط ناشی از واکنش قلیایی سنگدانه ها بکار می روند

موارد مصرف پوزولانها
– کاهش سرعت و میزان حرارت حاصل از فرایند آبگیری سیمان
– کاهش میزان سیمان
– بهبود کارایی بتن

– افزایش مقاومت بتن
– افزایش پایای بتن از طریق کاهش نفوذپذیری
عملکرد پوزولانها برای هریک از خواص فوق باید قبل از مصرف مورد آزمایش قرار گیرد.

انواع پوزولانها
– پوزولانهای طبیعی خام و یا تکلیس شده که بطور عمده شامل خاکسترهای آتشفشانی است.
– پوزولانهای صنعتی که بطور عمده شامل خاکستر بادی (محصول فرعی نیروگاههای با سوخت ذغال سنگ) و دوده سیلیسی یا میکرو سیلیس ( محصول فرعی کوره های قوس الکتریکی در جریان تولید فلز سیلیسیم و آلیاژ فرو سیلیس ) است.

میکرو سیلیس (دوده سیلیسی)
– محصول فرعی کوره های قوس الکتریکی در جریان تولید فلز سیلیسیم و آلیاژ های سیلیسیم به ویژه فرو سیلیس می باشد.
– ذرات بسیار ریز و غیر بلوری ۱/۰ تا ۲/۰ میکرون و یک ماده بشدت فعال پوزولانی است.
– در تهیه بتن با مقاومت زیاد
– افزایش پایایی بتن از طریق کاهش نفوذپذیری
– جایگزینی با سیمان بشرط وجود توجیه اقتصادی

خواص میکروسیلیس
– مقاومت زیاد ، نفوذپذیری کم ، مقاومت زیاد دربرابر عوامل شیمیایی (با مصرف ۲۵% وزنی سیمان)
– بتن تازه از چسبندگی بیشتر و گرایش کمتر به جداشدگی و نیز کاهش آب انداختن و افزایش قابلیت پمپ شدن (با مصرف۱۰% وزنی سیمان)
– بروز ترکهای ناشی از نشست خمیری و خشک شدن سطح را تشدید می کند.( مراقبت و عمل آوری بلافاصله بعد از بتن ریزی لازم است)

– بروز پدیده واکنش قلیایی را تا حد نزیک به صفر کاهش می دهد.
– مقاومت بتن را درمقابل تهاجم یون های سولفات افزایش می دهد.
– کاهش نفوذ پذیری بتن به میزان حداکثر ۲۰ برابر نسبت به بتن معمولی
– در تهیه بتن با میکروسیلیس استفاده از یک کاهنده قوی آب لازم و ضروری می باشد.

۳- افزودنیهای شبه سیمانی
– این مواد خاصیت پنهان هیدرولیکی دارند و وقتیکه بنحوه مناسبی فعال می شوند خواص سیمانی پیدا می کنند.

– متداول ترین آنها روباره آهن گدازی محصول فرعی کارخانه ذوب آهن می باشد.

تاثیرات آن برروی بتن تازه و سخت شده:
– افزایش کارایی
– تاخیر زمان گیرش
– تقلیل آب انداختگی بتن تازه
– کاهش سرعت آبگیری و دمای حاصل از آن

– مقاومت کم در سنین پائین و مقاومت بیشتر در سنین بالا نسبت به نمونه شاهد
– کاهش نفوذپذیری
– کاهش واکنش قلیایی سنگدانه ها( مصرف ۴۰ تا ۶۰ % وزنی سیمان)
– افزایش مقاومت در مقابل سولفاتها ( مصرف ۵۰% وزنی سیمان)
– کاهش خوردگی میلگردها در اثر نفوذ یون کلر به بتن

مواد افزودنی متفرقه
این مواد شامل مواد ضد رطوبت ، کاهنده نفوذ پذیری ، دوغاب ساز ، گاز ساز و ضد یخها می باشند .

نمونه برداری مواد افزودنی
از هر محموله افزودنیهای شیمیایی ومعدنی وارد شده به کارگاه قبل از مصرف باید آزمایشهای لازم بر روی آنها بعمل آید .

 

آزمایشات مواد افزودنی
افزودنی ها با بتنی که قرار است در محل مصرف ریخته شود آزمایشات زیر انجام می شود
۱- اسلامپ ASTM C143
2- میزان هوا ASTM C231

۳- زمان گیرش ASTM C403
4- مقاومت فشاری ASTM C39
5- مقاومت خمشی ASTM C78
6- مقاومت در برابریخ زدن و آب شدن ASTM C290 – ASTM C291
7- تغییر حجم ASTM C157.

نگهداری و انبارکردن مواد افزودنی
در شرایط مناسب و با رعایت دستورالعمل های اعلام شده از سوی سازنده نگهداری شود.
برخی مواد افزودنی به دلیل از دست دادن کیفیت خود نباید مدت طولانی نگهداری شوند .
درصورت تردید باید نسبت به انجام آزمایش مطابق مشخصات ماده افزودنی اقدام کرد.

افزودنیهای بتن
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 ۱۹۴۰ 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 امروز یکی از پر مصرف ترین افزودنی ها در مناطق سرد نظیر شمال آمریکا و کانادا و بعضی کشورهای اروپایی است.

ساخت افزودنی های فوق روان کننده که ابتدا نوع نفتالین فرمالدئید آن در سالهای ۱۹۶۰ در ژاپن و سپس نوع ملامین آن بعداً در آلمان به بازار آمد شاید نقطه عطفی بود که در صنعت افزودنی ها در بتن پیش آمد. ابتدا این مواد برای کاستن آب و به دست آوردن کارایی ثابت به کار گرفته شد و چند سال بعد با پیدایش بتن های با مقاومت زیاد نقش این افزودنی اهمیت بیشتری یافت. امروزه بتن

های مختلفی برای منظور ها و خواص ویژه و نیز به منظور مصرف در شرایط خاص با این مواد ساخته می شود که ازمیان آنها به ساخت بتن های با مقاومت زیاد، بتن های با دوام زیاد، بتن های با مواد پوزولانی زیاد (سرباره کوره های آهن گدازی و خاکستر بادی)، بتن های با کارایی بالا، بتن های با الیاف و بتن های زیر آب و ضد شسته شدن می توان اشاره نمود.
بتن های با کارآیی بسیار زیاد که چند سالی است از پیدایش آن در جهان و برای اولین بار در ژاپن نمی گذرد، تحول جدیدی در صنعت ساخت و ساز بتنی ایجاد کرده است. این بتن که نیاز به لرزاندن نداشته و خود به خود متراکم می گردد، مشکل لرزاندن در قالب های با آرماتور انبوه و محلهای

مشکل برای ایجاد تراکم را حل نموده است. این بتن علیرغم کارایی بسیار زیاد خطر جدایی سنگدانه ها و خمیر بتن را نداشته و ضمن ثابت بودن کارایی و اسلامپ تامدتی طولانی می تواند بتنی با مقاومت زیاد و دوام و پایاپی مناسب ایجاد کند. در طرح اختلاط این بتن باید نسبت های خاصی را رعایت نمود. به عنوان مثال شن حدود ۵۰ درصد حجم مواد جامد بتن را تشکیل داده و

ماسه حدود ۴۰ درصد حجم ملات انتخاب می شود. نسبت آب به مواد ریزدانه و پودری بر اساس خواص مواد ریز بین ۹/۰ تا ۱ می باشد. با روش آزمون و خطا نسبت دقیق آب به سیمان و مقدار ماده فوق روان کننده مخصوص برای مصالح مختلف تعیین می گردد. از این بتن با استفاده از افزودنی دیگری که گرانروی بتن را می افزاید در زیر آب استفاده شده است.

بتون الیافی و افزودنیهای مجاز بتون :
تکنولوژی “بتن¬الیافی” نمونه دیگری از کاربرد کامپوزیت‌ها به‌عنوان یک فناوری نوین در صنعت عمران و ساخت‌وساز می‌باشد. در گفتگویی با دکتر علیرضا خالو عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی شریف به بررسی این تکنولوژی پرداخته شده است:
سوال: با تشکر از فرصتی که در اختیار ما گذاشتید، به‌نظر شما تکنولوژی¬های نوینی که توجه به آنها، نیاز حیاتی صنعت ساختمان کشور محسوب می¬گردد، کدام‌ها هستند؟

محورهای سه گانه زیر را می¬توان به عنوان مهمترین فناوری¬هایی که لازم است مورد توجه دست‌اندرکاران صنعت ساختمان کشور واقع شود، برشمرد:

الف) روش¬های سبک¬سازی بنا:
کشور ما و بالاخص پایتخت بزرگ آن در منطقه¬ای زلزله‌خیز قرار دارد. همانطور که می¬دانید میزان خسارات و خرابی¬های وارد بر یک بنا در اثر تکان¬های زلزله، با وزن آن بنا رابطه مستقیم دارد. هر چه بنا سنگین¬تر ساخته شود، در برابر خطر ویرانی زلزله آسیب¬پذیرتر خواهد بود. بنابراین هر اندازه که با بهره¬گیری از فناوری‌های نوین وزن یک ساختمان را کاهش دهیم، سازه در برابر ویرانی ایمن‌تر خواهد بود. به طور مثال می¬توان ازپانل¬های ساندویچی و یا قطعات سبک پیش‌ساخته در ساخت بنا کمک گرفت. در یک ساختمان، اعضایی مانند دیوارهای تیغه¬ای‌شکل نازک وجود دارد که وظیفه آنها تنها جدا کردن فضای اتاق¬ها از همدیگر است و مسئله مقاومت و تحمل بار در مورد آنها، در درجه بعدی اهمیت قرار دارد. در ساخت این گونه اعضا می¬توان به جای استفاده از مصالح سنگین سنتی، از مصالح سبک جدید همچون سفال یا بتن¬های سبک کمک گرفت و یا قطعات سبک پیش‌ساخته را به خدمت گرفت.

ب) روش¬های تولید سریع و اصولی بنا:
امروزه استفاده از سازه¬های پیش‌ساخته یکی ازسریع¬ترین و اصولی¬ترین روش‌های ساخت بنا و پاسخگویی به نیاز بالای افراد جامعه به انبوه‌سازی مسکن می¬باشد. از انجا که حجم اصلی بنا به شکل قطعات از پیش‌ساخته‌شده در محیط مناسب کارخانه و با استانداردهای صنعت ساختمان تولید می¬شود، بنای نهایی از کیفیت و یکپارچگی بالایی برخوردار است. از سویی به‌علت سبکی خاص بنا، ساختار سازه¬ای ویژه آنها و اتصال مناسب اجزای سازه، ساختمان می¬تواند شکل

خود را در تکان‌های بسیار شدید نیز تا حد زیادی حفظ نماید. استفاده از این تکنولوژی سال‌ها است که در بسیاری از کشورهای پیشرفته دنیا مورد توجه صنعت عمران واقع شده است و از مهمترین روش‌های انبوه‌سازی مسکن به شمار می¬آید. اما متأسفانه در کشور ما چنان که باید از این فناوری استقبال نشده استو لازم است تا مورد توجه مسئولین، سیاستگذاران و صنعتگران قرار گیرد.

ج- بهره¬¬گیری از مواد جدید
از جمله مواد جدیدی که جایگاه ویژه‌ای در ساخت‌وساز بنا به خود اختصاص داده‌اند، افزودنی¬های بتن و الیاف تقویت‌کننده را می¬توان نام برد. استفاده از افزودنی¬های بتن باعث بهبود خواص مطلوب بتن همچون مقاومت می¬گردد و در بعضی موارد با کاهشوزن بتن، مصالح بسیار سبکی را فرا راه مهندسین سازنده بنا قرار می¬دهد. بدون بهره¬گیری از این افزودنی¬ها بنای برج بزرگ میلاد در شهر تهران امکان‌پذیر نمی¬بود.

الیاف تقویت‌کننده نیز از دیگر مواد عصر حاضر هستند که کاربردهای فراوانی در قسمت‌های مختلف ساختمان یافته¬اند. این الیاف که بیشتر شامل الیاف شیشه، پلی‌پروپیلن و گاه کربن نیز می¬شود، در ساخت انواع بتن‌های الیافی کاربرد فراوان دارند. همچنین از الیاف شیشه در تولید آرماتورهای سبک و بسیار مقاوم در برابر خوردگی نیز بهره¬ می¬گیرند. این الیاف، جایگاه نسبتاً مناسبی در تعمیر بناها و تقویت سازه¬های صدمه¬دیده دارند و می-توانند مقاومت پیچشی و برشی مناسبی را پدید آورند. علاوه بر اینها از ورقه¬های پارچه فایبرگلاس در تقویت انواع قطعات ساخته¬شده از بتن مسلح می¬توان استفاده نمود.
در مورد تکنولوژی “بتن الیافی” که اشاره کردید توضیح بیشت

ری بدهید؟
بتن الیافی در حقیقت نوعی کامپوزیت است که با به کارگیری الیاف تقویت¬کننده داخل مخلوط بتن، مقاومت کششی و فشاری آن، فوق‌العاده افزایش می¬یابد. این ترکیب کامپوزیتی، یکپارچگی و پیوستگی مناسبی داشته و امکان استفاده از بتن به عنوان یک ماده شکل¬پذیر جهت تولید سطوح مقاوم پرانحنارا فراهم می¬آورد. بتن الیافی از قابلیت جذب انرژی بالایی نیز برخوردار است و تحت اثر بارهای ضربه¬ای به راحتی از هم پاشیده نمی¬شود. شاهد تاریخی این فناوری، کاربرد کاهگل در بنای ساختمان است. در واقع بتن الیافی نوع پیشرفته این تکنولوژی می‌باشد که الیاف طبیعی و مصنوعی جدید، جانشین کاه و سیمان جانشین گل به کار رفته در ترکیب کاهگل شده‌اند.

امروزه با استفاده از انواع الیاف شیشه، پلی‌پروپیلن، فولاد و بعضاً کربن، تولید انواع بتن¬های کامپوزیتی در کاربردهای مختلف صنعتی ممکن گردیده و به‌کارگیری آنها درکشورهای پیشرفته دنیا مورد قبول بخش ساختمان و عمران واقع شده است.

موارد استفاده و محدودیت¬های کاربری این نوع ترکیب کامپوزیتی کدام‌ها هستند؟
هر فناوری همواره کاربردها و محدودیت¬های خاص خود را دارد.بتن الیافی خواص مناسبی همچون شکل‌پذیری بالا، مقاومت فوق‌العاده، قابلیت جذب انرژی و پایداری در برابر ترک خوردن را دارا می¬باشد که متناسب با آنها می¬توان موارد کاربرد فراوانی برای آن یافت. به طور مثال در ساخت کف سالن‌های صنعتی، می¬توان از این نوع بتن به جای بتن آرماتوری متداول سود جست این نوع بتن از بهترین مصالح مورد استفاده در ساخت بناهای مقاوم‌به‌ضربه، همچون سازه پناهگاه¬ها و انبارهای نگهداری مواد منفجره به شمار می¬رود و بنای شکل گرفته از بتن، قابلیت فوق¬العاده¬ای در جذب انرژی ضربه دارد. همچنین در ساخت باند فرودگاه¬ها به خوبی می¬توان از این نوع بتن کمک گرفت. موارد دیگری از به کارگیری این بتن، ساخت قطعات پیش ساخته ساختمانی همچون پانل¬های سایبان و یا پاشش بتن روی سطوح انحنا‌دار همچون تونل¬ها می¬باشد. به‌کارگیری این بتن در بنای یک سازه علاوه بر موارد یاد شده از مزایایی همچون عایق بودن سازه در برابر صدا و سرعت بالای اجرا نیز برخوردار است.

 

اما از آنجا که نحوه قرار گرفتن الیاف داخل بتن کاملاً تصادفی می¬باشد، از این بتن معمولاً نمی¬توان به نحو مطلوبی در ساخت تیرها و ستون‌ها بهره گرفتو در این نوع سازه¬ها استفاده از روش سنتی و شبکه¬بندی فولادی به‌صرفه¬تر و مناسب¬تر می¬باشد. لازم است به این نکته توجه شود که ناکارآمدی یک تکنولوژی جدید در نقاط ضعف خود نباید مانع نادیده گرفتن کاربردهای مناسب آن در نقاط قوت آن و عدم توجه به آن گردد.

 

آیا روی آوردن به تکنولوژی بتن الیافی در مقایسه با بتن‌های سنتی متداول، صرفه اقتصادی دارد؟
باید اعتراف کرد که استفاده از بتن الیافی در همه موارد از بتن سنتی به‌صرفه¬تر نمی¬باشد. اما بر اساس برآوردهایی که توسط بعضی متخصصین کشور انجام گرفته است، در جاهایی که سرعت اجرای بالا مد نظر است و یا نیاز به پاشش بتن (شات¬کریت) روی سطوحی است که شبکه‌بندی‌‌های سنتی مشکل و زمان‌بر بوده یا جواب‌گوی کار نیست، هزینه استفاده از بتن الیافی نسبت به مشابه سنتی خود کمتر می‌باشد. این مزیت¬ها، علاوه بر مزیت سادگی و سرعت عمل بالاتر موجود در تکنولوژی بتن الیافی است.

اگر می¬بینیم که در کشوری همچون ترکیه، به‌کارگیری بتن الیافی به جای روش‌های سنتی، مقرون‌به‌صرفه¬تر از کشور ماست، ریشه¬های آن را در سرمایه‌گذاری و تلاش سازمان‌یافته جهت اقتصادی نمودن استفاده از این تکنولوژی جدید می¬توان یافت. اما اگر ما از روی‌آوردن به فناوری جدید به علت ریسک سرمایه‌گذاری پرهیز کنیم خواهیم دید که تکنولوژی سنتی در غیاب بهره¬گیری از فناوری نوین، رقم بسیار بالایی از سرمایه¬های ما را به هدر خواهد داد. به طو

ر مثال، ریزدانه¬های تولید شده در کشور ما که به روش‌های قدیمی غیراستاندارد تولید می¬شوند، باعث افزایش درصد سیمان به کار رفته در بنا می¬شود و همین امر موجب ظهور ترک و ضایعات در بتن حاصل نیز می¬گردد.

چه راهکارهایی را جهت اقتصادی‌نمودن استفاده از این تکنولوژی جدید، پیشنهاد می¬کنید؟
به عنوان راهکار باید سه نکته اساسی را مورد توجه قرار دهیم:
۱) نخستآنکه هزینه استفاده از یک تکنولوژی، کاملاً وابسته به سطحی از آن تکنولوژی است که نسبت به کسب و انتقال آن اقدام می¬شود. کشورهای پیشرفته جهان که تکنولوژی نوین خود را از سطوح اولیه تحقیقاتی کسب کرده¬اند، چون کاملاً بر تکنیک¬ها و دانش پایه¬ای آن واقف و مسلط هستند، متحمل هزینه-های کمتری شده‌اند. آنها با تکیه بر همین آگاهی و اشراف، با بهبود فرایندها، قیمت نهایی را در طول زمان کاهش خواهند داد. اما اگر ما بخواهیم تمام این تکنولوژی را صرفاً در سطح یک محصول آماده، به کشور وارد کنیم، طبیعی است که متحمل هزینه¬های سنگینی خواهیم شد و محصول نهایی نیز به صرفه نخواهد بود.

۲) دومین مسئله¬ای که باید در جهت ارزیابی اقتصادی یک تکنولوژی مورد توجه واقع شود، آن است که اکتساب و پرورش یک تکنولوژی از سطوح نخست تحقیقات، نیاز به یک سرمایه¬گذاری اولیه دارد.دستیابی به نحوه اجرای مناسب، تکنولوژی ساخت و آموزش و گسترش آن در جامعه، نیازمند صرف بودجه لازم توسط دست‌اندرکاران و خصوصاً دولت می¬باشد. این هزینه¬ها بعداً در طول عمر تکنولوژی و ارایه محصول به بازار جبران خواهد شد و نهایتاً به سوددهی منجر می¬گردد. عدم پرداختن به تحقیق و توسعه و بهره¬گیری از تکنولوژی نوین، علاوه بر آن که نمی¬تواند پاسخگوی نیاز روز صنعت ساختمان باشد، در درازمدت، هزینه بسیار بالایی نیز به ما تحمیل می¬کند.

۳) آخرین نکته مورد توجه آن است که سیاست¬گذاری اصولی برای ایجاد یک شبکه کاری تکنولوژی جهت کارکرد مناسب و نیل به بهره¬وری اقتصادی، نقش حیاتی در اکتساب صحیح یک تکنولوژی دارد. عدم وجود این سیاست¬ها باعث می¬گردد تا حتی اگر یک مجموعه یا کارخانه بخواهد خود به سمت فناوری نوین روی آورد، متحمل هزینه مضاعف گزافی شود که از توان آن مجموعه

خارجباشد. برای آنکه کارخانه¬ها و صنعتگران بتوانند به عنوان یک جزء شبکه تکنولوژی در این مسیر گام بردارند، باید سایر نهادها و اجزای لازم نیز در شبکه حضور داشته و هماهنگ عمل کنند. ایجاد چنین شبکه منسجم، جز به اهتمام سیاست‌گذاران و فرهنگ‌سازی میسر نخواهد بود.

در زمینه تکنولوژی بتن الیافی چه اقداماتی در کشور صورت گرفته است؟
اگرچه در کشور ما تحقیقات تئوری و فعالیت¬های تجربی نسبتاً مناسبی در زمینه گسترش و کاربرد تکنولوژی-های بتن الیافی صورت گرفته است، اما حقیقت آن است که گسترش این فناوری بیش از همه وابسته به اعلام نیاز از سوی صنعت و مقرون به‌صرفه‌نمودن کاربری آن از سوی محققان کشور می¬باشد. چند سال پیش کنفرانسی در زمینه تکنولوژی بتن الیافی با هدف شناساندن فناوری مذکور، در دانشگاه صنعتی شریف برگزار گردید. در این کنفرانس، محققان و

سخنرانان از مراکز مختلفی به ایراد سخنرانی و ارایه مقاله پرداختند. به طور مثال در یک نمونه از کارهای ارائه شده، مسئله به‌صرفه‌بودن استفاده از این نوع بتن مورد بررسی و مطالعه کارشناسی قرار گرفته بود. حاصل این بررسی مؤید آن بود که در بعضی پروژه¬های صنعتی، به‌کارگیری بتن الیافی نسبت به روش‌های متداول استفاده از شبکه¬بندی فولادی، بسیار اقتصادی¬تر، سریعتر و آسان¬تر می¬باشد.

 

برگزاری این کنفرانس اثرات مثبت زیادی در شناسایی و توسعه این فناوری داشت. پس از آن، بخش¬هایی از صنعت و دانشگاه به بررسی امکان تولید الیاف گوناگون بالاخص الیاف شیشه و فولاد پرداختند. همچنین به تدریج بتن الیافی با الیاف تقویت‌کننده پلی¬پروپیلن به بازار مصرف راه یافت و در انجام پروژه¬هایی به کار گرفته شد. در مجموع قدم¬های مثبتی در این جهت برداشته شده است اما سرعت این حرکت نسبتاً کند بوده است.

افزودنیهای بتن :
– مایع روان کننده و کاهش دهنده آب (مخصوص بتن ریزیهای حجیم )
– روان کننده و تاخیر دهنده گیرش بتن در یک ترکیب
– فوق روان کننده و کاهش دهنده آب بتن به مفدار قابل ملاحظه
– فوق روان کننده و کاهش دهنده آب بتن برای قطعات پیش ساخته ( استحکام زودرس )
– فوق روان کننده و کاهش آب بتن با خاصیت دیرگیر کنندگی
– واترپروف بتن با خاصیت کاهش آب و روان کنندگی
– هوازای بتن
– پودر وژل سیلیس ( افزودنی مضاعف ) برای بتن ریزی با کیفیت بسیار بالا
– الیاف افزودنی
افزودنیهای ملات جهت آب بندی و تعمیرات :
– مایع آب بند مخصوص پوششهای سیمانی (پلاسترینگ )
– سریع گیر ملات برای آب بندی مقطعی ( درچند ثانیه )
– دوغاب گروت با خاصیت انبساط
– چسب بتن برای آب بندی و تعمیرات بتن
ملات های اپاکسی :
– ملات اپاکسی جهت چسبانیدن کلیه قطعات بتنی و برای لکه گیری
– ملات سه ترکیبی برای چسابانیدن کلیه قطعات بتنی و چسب رابط بتن نو و کهنه
ملات های پلیمری :
– ملات پلیمری دوترکیبی آماده مصرف شامل چسب و پودر
– پوشش برای حفاظت آرماتورها و چسب رابط بتن نو به کهنه
ماستیک های درزگیر ساختمان :

– ماستیک پلی یورتان برای درزهای انبساط و غیره در ساختمان
– پرایمر مخصوص درزگیر پلی یورتان
– خمیر درزگیر رابربیتومن برای درزهای انبساط با مقاومت در برابر فرآورده های نفتی
– ماستیک جهت آب بندی مخازن بتنی و فلزی و پوشش لوله

پوشش های اپاکسی :
– پوشش اپاکسی مقاوم در برابر مواد اسیدی و قلیائی با حلال فرآورده های نفتی
– پوشش اپاکسی برای مصارف عمومی در ساختمان با حلالیت آب

گروت :
– ماده اصلی و شیمیایی گروت جهت اختلاط با مصالح خشک
– ماده آماده گروت بدون هیچگونه اضافه کردن ماده دیگردر سرکار به غیر از آب

شاتکریت :
– مواد شاتکریت – واترپروف و زودگیر بتن

نوارآب بند بتن :
– نوار از جنس پی وی سی مخصوص آب بندی سد – مخازن بتنی -کانالهای شبکه های آبرسانی
– مواد ژوممیران برای مصارف آب بندی زیر زمینی و تونلهای آب و جاده
– انواع فوم و پلاستی فوم (ینولیت ) در وزن مخصوص

افزودنی های حباب زا : یکنواخت حبابهای بسیار ریز هوا با اندازه های معین Aer Entraining است . ASTM C 260 . در مخلوط بتن بکار میرود .

کاربرد :
افزودنی هوازای بتن جهت تولید بتن با کارایی بالا و دوام زیاد در سازه های زیر بکار می رود: ،
– جاده ها
– باندهای پرواز اصلی و فرعی فرودگاهها
– صحن ها و محوطه ها
– سد ها و مخازن ذخیره آب
– سازه های بتنی حجیم
– در مناطقی که سیکل یخ زدگی وجود دارد

مزایا :
بشرح زیر است: Aer Entraining ویژگیهای افزودنی هوازای بتن
– مقاومت بتن در برابر یخبندان را افزایش می دهد.
– بتن را در مقابل نمکهای یخ زدا مقاوم می سازد.
– کارایی بتن را بهبود می بخشد.
– دوام بتن را افزایش می دهد .
– با افزایش چسبندگی بتن ،خطر جداشدگی دانه های ریز ودرشت را کاهش می دهد .
– بدون کاهش کارایی بتن از مقدار آب مصرفی می کاهد .
– حتی با مصرف بیش از حد مجاز تاثیری در زمان گیرش بتن ندارد

به طور کلی مواد حباب زا عبارتند از :
۱) چربیهای گیاهی و حیوانی و روغنها واسیدهای چرب آنها
۲) رزینهای طبیعی چوب
۳) عوامل تر کننده مانند نمکهای قلیایی ترکیبهای سولفاته

افزودنی های حباب زا قلیایی در بتن :
بتن از سیمان پرتلند معممولی حاصل می شود و در ساخت و توسعه زیر ساختها بکار می رود و در آینده میزان تقاضای بتن سیمانی افزایش خواهد یافت.

بدیهی است که تولید سیمان مستلزم مصرف منابع طبیعی و رهاسازی حجم کثیری از دی اکسید کربن به محیط است و بعد از فولاد و آلومینیوم بیشترین مصرف انرژی را دارد. امروزه با ساخت بتن های بسیار کارا، دوام و مقاومت بتن بهتر از پیش شده است.
به هر حال بدلیل محدودیت های تولیدی علی الخصوص در کشور ما و پروسه پیچیده خط تولید سیمان پرتلند از مواد اولیه و احجام وسیع کارخانه ها و هزینه

های هنگفت ساخت آنها، ناگزیر معایبی در استفاده از سیمان پرتلند دخیل شده است.

دو عیب فنی در فرایند تولید سیمان پرتلند عبارتند از: ۱) تقریباً ۱٫۵ تن مواد اولیه جهت تولید یک تن سیمان پرتلند لازم است و در این حالت تقریباً یک تن دی اکسید کربن وارد محیط زیست در هنگام تولید می گردد. بنابراین، تولید سیمان پرتلند مستلزم مصرف انرژی زیادی است، ۲) بتن ساخته شده از سیمان پرتلند در شرایط مختلف محیطی حتی شرایط نرمال یا تحت عوامل دیگر تخریب می گردد. ترک خوردگی و فرسایش عوامل مؤثر در رفتار بهره دهی بتن در خلال عمر بتن و ایمنی آن می باشند.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 5700 تومان در 46 صفحه
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