بخشی از مقاله
چکیده :
عمل آوري بتن فرایندي ضروري براي کسب ویژگی هاي مطلوب بتن بعد از گیرش آن بوده که طی آن از طریق انجام اقداماتی از جمله جلوگیري از افت رطوبت ، حفظ دماي بتن در یک محدوده رضایت بخش و البته حفاظت فیزیکی آن ، تاثیر بسزایی در ویژگی هاي بتن سخت شده از جمله کاهش نفوذ پذیري ، مقاومت در برابر سیکل یخبندان و کسب مقاومت مورد نظر طراحی را خواهد داشت .
با این حال و با توجه به ضرورت هاي اجرایی - از جمله در صنعت بتن پیش تنیده و پیش ساخته - و همچنین بعضی شرایط محیطی - بتن ریزي در هواي سرد - یا بعضی شرایط خاص - نظیر ضرورت کاهش در زمان قالب برداري یا موارد مشابه ... - نیاز به عمل آوري بتن و کسب مقاوت اولیه آن سریع تر از زمان معمول است .روشهاي گوناگونی براي عمل آوري تسریع شده بتن بکار برده میشود .
از جمله معمول ترین روشها روش گرمایش در بخار با فشار اتمسفر ، گرمایش در حرارت خشک ، گرمایش در آب گرم و گرمایش آب و سنگدانه ها می باشند . روش هاي دیگري نیز از جمله همین روش عمل آوري الکتریکی بتن براي این منظور ابداع گردیده اند که با توجه به شرایط موجود ؛ خواسته ها و همچنین معایب و مزایاي هر روش براي استفاده در حالات مشخصی مناسب می باشند . در مقاله حاضر به خلاصه اي از نحوه عمل آوري الکتریکی مستقیم بتن و نتایج حاصله آن اشاره می گردد .
-1 مقدمه و تاریخچه روش عمل آوري الکتریکی بتن :
اولین بار در سال 1924 و در آمریکا تلاش هائی در این خصوص انجام گردید ؛ متعاقب آن و در سال 1932 در سوئد توصیه هاي رسمی بدین منظور تدوین و در ادامه تحقیقات گسترده اي در کشورهاي آلمان ، فرانسه ، انگلیس ، شوروي و ژاپن انجام شده و توصیه هائی نیز تنظیم شده است. در مقیاس گسترده اولین بار در فرانسه و در سال 1960 این روش بکار برده شده و متعاقب آن در صنعت ساخت تراورس هاي بتنی راه آهن در آمریکا نیز مورد استفاده قرار گرفته است . ]١[
- 2 انواع روش هاي عمل آوري الکتریکی ]٢: [
روش هاي گوناگونی براي عمل آوري الکتریکی بکار برده میشود که در حالت کلی شامل یکی از حالتهاي زیرخواهند بود :
· روش استفاده از خود بتن بعنوان رساناي جریان الکتریکی
· استفاده از میلگردهاي داخل بتن بعنوان عنصر گرمایشی
· استفاده از یک سري مفتول یا سیم هاي ویژه جداگانه بعنوان عنصر گرمایش در داخل بتن .
· استفاده از پتوي برقی
· استفاده از مقاطع فولادي بعنوان عنصر گرمایش .
- 3 طبقه بندي روش ها ]٣: [
o روش عمل آوري الکتریکی عادي :
این روش خود شامل دو روش استفاده از سیم هاي مخصوص جهت گرمایش داخل بتن و یا استفاده از روش پانل ترکیبی است که بیشترین استقبال را در این فرم داشته است . - استفاده از یک صفحه فولادي احاطه کننده بتن که البته سیم هاي فولادي نیز داخل بتن جاگذاري شده اند . - بطور کلی براي عمل آوري الکتریکی بتن نیاز به محوطه اي است که رطوبت محیط و بتن را حفظ نماید .
o روش نیمه مستقیم :
در این روش یا از طریق جاسازي عناصر رساناي نسبتا ارزان داخل بتن و یا از طریق اتصال میلگردهاي داخل بتن به یک منبع انرژي الکتریکی ، گرماي مورد نیاز براي عمل آوري حرارتی تامین می گردد . البته این روش محدودیت هایی نیز دارد از جمله : از دست دادن عناصر گرمایش در داخل بتن و مشکلات در دستیابی به یک گرادیان دمائی یکنواخت در کل حجم بتن . این روش هم اکنون در صنایع بزرگ در صنعت بتن قابل استفاده است ولی براي اجرا در صنایع کوچکتر نیاز به توسعه بیشتري دارد .
o روش مستقیم - : - D E C
روش مستقیم عمل آوري بتن - - Direct Electric Curing روشی است که در آن واکنش هیدراتاسیون در بتن توسط حرارت ناشی از عبور یک جریان الکتریکی متناوب از خود نمونه بتنی تسریع می شود . این استفاده از جریان الکتریسیته بعنوان وسیله اي جهت تامین و اعمال حرارت به بتن و ملات تازه بعنوان یک روش کارامد تر و با استفاده بهینه از انرژي نسبت به سایر روش هاي سنتی عمل آوري تسریع شده چون استفاده از بخار شناخته شده است. ضمن اینکه در این روش عمق و محدوده بیشتري از بتن تحت تاثیر قرار گرفته و دماي یکنواخت تري در سیستم اعمال میگردد .
- 4 مزایاي این روش :
ü ، یکی از بهترین روش هاي تسریع در عمل آوري بتن از نظر استفاده بهینه از منابع انرژي می باشد .
ü انرژي برق مورد نیاز در این روش را می توان در ساعات غیر پیک شبکه که نرخ برق ارزانتري نیز در دسترس است تامین نمود .
ü با توجه به سرعت بالاي عمل آوري دراین روش ، پروسه عمل آوري قبل از آغاز به کارشیفت بعدي کاري اتمام یافته است .
ü بعد از سرمایه گذاري اولیه براي تامین تجهیزات مورد نیاز ، هزینه هاي اجرائی بعدي بطور قابل ملاحظه اي از روشهاي دیگر عمل آوري کمتر است .
ü کنترل دقیق چرخه عمل آوري در این روش به راحتی امکان پذیر است که باعث بهبود امکان کنترل کیفی نیز خواهد گردید .
ü در مقایسه با روش هاي دیگر عمل آوري ؛ سرعت قالب برداري به حدود 2 الی 3 برابر افزایش می یابد . این افزایش در ماههاي سرد سال قابل توجه تر نیز خواهد بود .
- 5 انتقال جریان الکتریکی در بتن :
انتقال جریان الکتریکی در بتن تازه بطور کلی به سه طریق امکان پذیر است ]٣:[ § انتقال ماکروسکوپیک - macroscopic - از طریق ذرات و اجزاء نیمه اشباع تشکیل دهنده خمیر سیمان : مقاومت مصالح طبیعی در مقایسه با خمیر سیمان در حدود 100 برابر بیشتر است . لذا بیشتر جریان از طریق فاز آبی خمیر سیمان منتقل می شود . § انتقال میکروسکوپیک - microscopic - از طریق فاز سیمان هیدراته شده :
مقاومت اهمی ایجاد شده در نمونه بوسیله یک محدودیت در جریان جاري از میان ساختار هیدراته فاز هیدراته سیمان ایجاد می شود . آزمایشات هدایت الکتریکی نشان داده است که رسانائی یک نمونه مرطوب حدود 10000 برابر بیشتر از نمونه خشک شده در اون می باشد ، این بدان معنی است که فاز جامد بتن وقتی خشک باشد می تواند بعنوان یک عایق در نظر گرفته شود .
