دانلود مقاله بتن های اسفنجی

بخشی از مقاله

بتن هاي اسفنجي
بتن اسفنجی یک مخلوط سنگدانه درشت.سیمان.آب وماسه به میزان اندک(وگاهی اوقات بدون ماسه).در ساختار این بتن15-25%(از لحاظ حجم )فضای خلی وجود دارد و این امر موجب عبور آب از داخل این بتن می شود.
در بتن اسفنجی از آب نسبت به دیگر انواع بتن کمتر استفاده می شود و این مسئله باعث شده تا پس از ساختن مخلوط بتن آب ان به سرعت تبخیر شده و مخلوط در مدت یک ساعت کاملا ار اب تخلیه خواه شد.

در بتن اسفنجي منافذ هوا درون خمير سيمان ايجاد ميگردد دو نوع اصلي بتن اسفنجي عبارتند از :
1- بتن كفي 2- بتن گازي
در توليد بتن گازي منافذ عمدتا از طريق واكنش هاي شيميايي ايجادگرديده و فرآيند عمل آوري توسظ سيستم اتوكلاو صورت ميگيرد و در بتن كفي با ادغام حبابهاي هواي از پيش آماده شده (كف) در خمير سيمان يا ملات، آب و ماسه ريز ايجاد گرديده و عمل آوري آن بصورت معمولي و غير اتوكلاو انجام مي گردد.

نسبت مواد مختلف در بتن اسفنجی
نسبت مواد مقدار مواد
1)مواد دارای خواص بتن 270to415kg/m^3
(2سنگدانه 1190to1480 kg/m^3
3)نسبت اب به سیمان 0.27to030
4)نسبت سنگدانه به سیمان 4to4.5:1
نسبت سنگدانه ریزبه سنگدانه درشت 0to1:1

رفتار بتن اسفنجی
همچنین به منظور اشنایی بیشتر با رفتار این بتن ویژگیهای آن در زیر بیان شده است.
مشخصات مقدار
اسلامپ 20mm
چگالی 1600to2000 kg/m^3
زمان گیرش 1 ساعت
تخلخل 15%to25%

میزان نفوذ پذیری 120L/m^2/minto320
مقاومت فشاری 3.5mpato28mpa
مقاومت خمشی 1mpa to 3.8mpa
افت بتن 200x10^-6

1- بتن گازي (Atuoclaved Aerated Conceret)
بتن هوادار اتو كلاو شده (AAC) يا بتن گازي يكي از انواع خاص بتن سبك متخلخل مي باشد اين نوع بتن به علت وزن كم وخواص عايق حرارتي خود، باعث كاهش وزن ساختمان و صرفه جويي در مصرف انرژي مي گردد و بدين لحاظ كاربرد آن در سطح جهان در حال گسترش مي باشد محصولي كه امروز بنام AAC نامگذاري گرديده طي 70 سال اخير در سطح جهان خصوصا سوئد توليده شده است.

اين محصول شامل دو فرآيند اصلي ايجاد حباب هوا در دوغاب مخلوط سيمان آهك، و پودر سيليس وعمل آوري بتن حاصل در سيستم اتوكلاو مي باشد از خواص عمده بتن گازي وزن مخصوص كم، مقاومت مناسب، عايق بندي حرارتي و مقاومت در برابر آتش قابل ذكر مي باشد با توجه به خصوصيات ذكر شده از كاربردهاي عمده بتن توليد بلوكهاي سبك ساختماني جهت ساخت ديوارهاي جدا كننده و باربر مي باشد همچنين كاربردهاي عمده بتن گازي توليد بلوكهاي سبك ساختماني جهت ساخت ديوارهاي جدا كننده و باربر مانند پانلهاي سقف و ديوار مورد استفاده قرار مي گيرند.

تاريخچه و وضعيت موجود توليد AAC در جهان
بتن گازي (A)) در دهه 1920 در كشور سوئد توليد گرديد انگيزه توليد آن دستيابي به ماده با خواص چوب نظير سبكي، عايق حرارتي و قابليت برش و شكل دادن و در عوض بدون معايب چوب همانند قابليت اشتعال و فساد پذيري آن بود. پس از سالهاي 1950 ساخت AAC در ديگر كشورها نيز آغاز شد و امروزه اين محصول با روش هاي مختلف و نامهاي متفاوت در بسياري از كشورها توليد مي گردد. محصولاتي كه تحت نام هاي تجاري ثبت شده نظير yatong , hebelx siporex , durox , unipol توليد و عرضه مي شوند كه در نسبت هاي طرح اختلاط ، مواد اوليه ، روش برش دادن بتن و مراحل پيش و پس فرآيند تفاوتهايي با يكديگر دارند.

مواد اوليه و كليات توليد بتن گازي (AAC)
در صنعت به بتن هوادار اتوكلاو شده بتن گازي گفته مي شود و با همين مشخصه از بتن هوادار اتوكلاو نشده (بتن كفي) متمايز مي شود.بطور كلي محصولات AAC از تركيب دو ماده زير تشكيل مي گردد.
الف- ماده با پايه سيليسي (ماسه سيليسي آسياب شده يا خاكستر بادي)

ب- ماده چسباننده

از سيمان پرتلند معمولي و آهك معمولا بعنوان چسباننده استفاده مي شود اين مواد در طي فرآيند اتوكلاو با سيليس واكنش انجام داده و سيليكات كلسيم هيدراته توليد مي شود.
يكي از روشهاي هوادار كردن بتن اعمال گاز است كه اين گاز توسط واكنش شيميايي در بتن توليد مي گردد. بدين منظور ملات بايد كارايي مناسب داشته باشد تا حباب ها در ملات بطور يكنواخت توسعه يافته و از ملات خارج نگردند بنابر اين سرعت ايجاد حباب گاز ، رواني دو غاب و زمان گسترش بايد هماهنگ باشند.

از معمولي ترين روش هاي اعمال گاز يا حباب در توليد بتن گازي استفاده از پودر آلومينيوم است مي توان از آلياژ آلومينيوم نيز براي حبابها استفاده نمود گاهي اوقات از پيروكسيد هيدروژن براي توليد حباب ها استفاده مي شود.جهت دستيابي به خواص بهتر مقاومتي و كاهش پديده جمع شدگي ، بتن هوادار تحت فشار و دماي بالا (اتوكلاو) و عمل آوري مي گردد اين فرآيند باعث توليد محصولي با ساختار كاملاً متفاوت نسبت به ماده اي كه اتو كلاو نشده مي گردد.

خواص بتن گازي
با توجه به موارد كاربرد ،بتن گازي در جرم هاي حجمي گوناگون و مقاومت هاي مختلف توليد مي شود .

جرم حجمي:
اين پارامتر از مهم ترين خصوصيات بتن گازي مي باشد و اكثر خواص اين بتن به آن بستگي دارد. از آنجايي كه جرم حجمي بستگي به وضعيت رطوبت نمونه دارد. جهت استانداردهاي كردن و مبناي مقايسه انواع بتن سبك، جرم حجمي در حالت خشك شده در كوره بعنوان معيار درنظر گرفته مي شود بتن گازي معمولاً با جرم حجمي خشك در محدود 400 تا g/m3 800 توليد مي شود.

مقاومت فشاري :
مقاومت فشاري بتن گازي نيز مانند بقيه بتن ها با افزايش جرم حجمي افزايش مي يابد همچنين وضعيت رطوبتي نمونه، در مقاومت فشاري آن تاثير مي گذارد مقاومت فشاري نمونه هاي خشك شده در هواي 15 تا 20 درصد بيشتر از نمونه هاي اشباع شده مي باشد با توجه به عمل آوري خاص اتوكلاو كه روي بتن گازي اعمال مي گردد اين نوع بتن ها در پايان اين فرآيند به مقاومت نهايي خود رسيده و مقاومت آنها افزايش محسوسي در طي زمان نخواهند داشت.

جمع شدگي ناشي از خشك شدن:
جمع شدگي ناشي از خشك شدن بتن با كاهش رطوبت آن شروع مي شود و آب از منافذ بزرگ خارج مي گردد اين كاهش رطوبت با كاهش حجم چنداني همراه نيست و با ادامه خشك شدن آب از منافذ مويين كوچك بتن و همچنين آب جذب شده روي سطوح داخلي مواد متشكله بتن گازي خارج مي گردد اين خشك شدن با كاهش قابل توجه حجم خمير سيمان همراه است بر اين اساس عامل اصلي جمع شدگي از دست رفتن آب منافذ مويين و آب جذب شده روي سطوح مي باشد .

جمع شدگي بتن اتو كلاو شده كمتر از بتن معمولي مي باشد.استاندارد انگليس B.Sمقدار حداكثر مجاز جمع شدگي ناشي از خشك شدن را براي بلوكهاي گازي برابر 09/0 درصد تعيين مي كند

منظور از جذب آب درصد وزني آب جذب شده نسبت به وزن خشك نمونه بتن طي زماني مشخص استغراق در زير آب مي باشد مقدار جذب آب براي بتن معمولي حدود 5 تا 10درصد وزني مي باشد بتن گازي پس از پايان فرآيند اتوكلاو داراي حدود 30 درصد وزن رطوبت قابل تبخير است ميزان جذب آب نمونه هاي بتن گازي تا حدود 70 درصد وزني گزارش شده است.

نتايج آزمايشهاي موردي انجام شده روي نمونه هاي بتن گازي توليد داخل كشور:
در مباحث قبلي مشخصات عمومي بتن هاي گازي بر مبناي منابع بين المللي ارائه گرديد. در اين بخش نتايج آزمايشهاي انجام شده در بخش بتن مركز تحقيقات ساختمان و مسكن ساختمان و مسكن روي تعدادي نمونه بتن گازي توليد داخل كشور ارائه مي گردد . شايان ذكر است كه نمونه هاي آزمايش شده بصورت آماده براي انجام آزمايش دريافت گرديدند.

دو گروه بتن گازي توليد داخل با شناسنامه GI و GS تحت آزمايش هاي تعيين مقاومت فشاري 7 تعيين جذب آب، تعيين جرم حجمي خشك و تعيين جمع شدگي ناشي از خشك شدن از حالت اشباع قرار گرفتند كه نتايج آن به صورت خلاصه در جدول زير آمده است.
نام گروه مقاومت فشاري Mpa درصد جذب آب جرم حجمي خشك kg/m3 جمع شدگي
GI * 8/2 3/66 560 13% ***
GS 6/2 8/61 ** 525 1%

*آيين نامه دين آلمان نيز رنج مقاومتي 2 تا 8 مگا پاسكال را براي اين نوع بتن ها تعيين نموده است.
**قابليت جذب آب بالا از خصوصيات بتن هاي گازي مي باشد و درمنابع مختلف جذب آب 60 الي 70 درصد وزني نيز گزارش شده است.
شايان ذكر است كه اين مقادير بيشتر از مقادير مجاز ذكر شده در منابع مختلف است و اين مشكل اساسي بتنهاي گازي كشور نيز مي باشد.

بررسي توليدات بتن گازي در كشور
در حال حاضر در كشور دو شركت در حال فعاليت مي باشند. كه اطلاعات كل در خصوص وضعيت اين كارخانه ها بشرح ذيل مي باشند.
الف- مجتمع توليدي و صنعتي سيپور ( شركت فرآورده هاي ساختماني ايران)
اين مجتمع در اوايل دهه 1350 در منطقه آبيك قزوين ساخته شده و شامل دو خط توليد با نامهاي تجاري سيپوركس و ايتونگ مي باشد. اين مجتمع ( در معرض تعطيلي) داراي ظرفيت اسمي 1450 متر مكعب در دو شيفيت كاري در روز مي باشد كه بطور متوسط با نصف اين ظرفيت كار مي كند.

ميزان مصالح اوليه، نحوه آماده سازي نمونه ها واتوكلاو نمودن در خطوط توليد سيپوركس ويتونگ قدري با يكديگر متفاوت است . هر چند توليد عمده كارخانه در حال حاضر بلوكهاي سبك ديواري اين مجتمع قادر به توليد پانلهاي بتن گازي مسلح نيز مي باشد.

ب- مجتمع توليدي بناي سبك (هبلكس)
اين كارخانه در منطقه باقرآباد ورامين واقع شده است اين كارخانه بصورت بلوكهاي سبك ديواري بوده و ظرفيت توليد آن بطور متوسط 200 متر مكعب روزانه در دو شيفت كاري است.(در ضمائم نتايج آزمايشات بعمل آمده بر روي اين محصول ارائه گرديده است)

نتايج مطالعه بر روي بتن هاي گازي :
خواص مطلوب اين نوع بتن شامل جرم حجمي پايين نسبت مناسب مقاومت به جرم حجمي ،عايق بندي مناسب حرارتي و ثبات (جمع شدگي ناشي از خشك شدن) نسبتاً پايين باعث شده است كه اين ماده در بسياري از كشورهاي جهان مورد استفاده قرار گيرد .شايان ذكر است كه اين محصول نياز به ايجاد كارخانه اي با هزينه سرمايه گذاري اوليه نسبتاً بالا توليد مي گردد.