استاندارد سازی مصالح ساختمانی - مقالات - پروژه های دانشجویی
بتن
  بتن و فولاد دو نوع مصالحي هستند که امروزه بيشتر از ساير مصالح در ساختمان انواع بناها از قبيل ساختمان پلها،ساختمان سدها، ساختمان متروها،ساختمان فرودگاه ها و ساختمان بناهاي مسکوني و اداري و غيره به کار برده مي شوند.و شايد به جرأت مي توان گفت که بدون اين دو پيشرفت جوامع بشري به شکل کنوني ميسر نبود.با توجه به اهدافي که از ساخت يک بنا دنبال مي شود،بتن و فولاد به تنهايي و يا به صورت مکمل کار برد پيدا مي کنند. فولاد به لحاظ اينکه در شرايط به دقت کنترل شده اي توليد مي شود و مشخصات و خواص آن از قبيل تعيين و با آزمايشات متعددي کنترل مي شود،داراي کاربري آسانتر از بتن است. اما بتن در يک شرايط کاملا متفاوتي با توجه به پارامتر هاي مختلف از قبيل نوع سيمان،نوع مصالح و شرايط آب و هوايي توليد و استفاده مي شود و عدم اطلاع کافي از خواص مواد تشکيل دهنده بتن و نحوه توليد و کاربرد آن مي تواند ضايعات جبران ناپذيري را به دنبال داشته باشد.

با توجه به پيشرفت علم و تکنولوژي در قرن اخير، علم شناخت انواع بتن و خواص آنها نيز توسعه قابل ملاحظه اي داشته است، به نحوي که امروزه انواع مختلف بتن با مصالح مختلف توليد و استفاده مي شود و هر يک خواص و کاربري مخصوص به خود را داراست.هم اکنون انواع مختلفي از سيمانها که حاوي پوزولانها ،خاکستر بادي،سرباره کوره هاي آهن گدازي،سولفورها،پليمرها،اليافهاي مختلف،و افزودنيهاي متفاوتي هستند،توليد مي شد. ضمن اينکه توليد انواع بتن نيز با استفاده از حرارت،بخار،اتوکلاو،تخليه هوا،فشار هيدروليکي،ويبره و قالب انجام مي گيرد.

بتن به طور کلي محصولي است که از اختلاط آب با سيمان آبي و سنگدانه هاي مختلف در اثر واکنش آب با سيمان در شرايط محيطي خاصي به دست مي آيدو داراي ويژگيهاي خاص است.

اولين سؤالي که پيش مي آيد اين است که چه رابطه اي بين تشکيل دهنده بتن بايد وجود داشته باشد تا يک بتن خوب به دست آيد و اصولا بتن خوب داراي چه شرايط و ويژگيهايي است. رابطه بين اجزاء تشکيل دهنده بتن،در خواص فيزيکي و شيميايي و همچنين نسبت اختلاط آنها با هم است.چه اگر مصالح يا آب و سيماني با خواصي مناسب بتن با هم مخلوط گردند و در شرايط و محيطي مناسب به عمل آيند،يقينا بتن خوبي حاصل مي شودو اصولا بتن خوب، بتني است که داراي مقاومت فشاري دلخواه و رضايت بخشي باشد. رسيدن به يک مقاومت فشاري دلخواه و رضايت بخش بدين معناست که ساير خواص بتن مانند مقاومت کششي، وزن مخصوص، مقاومت دربرابر سايش، نفوذ ناپذيري، دوام، مقاومت دربرابر سولفاتها و ... نيز همسو با مقاومت فشاري، بهبود يافته و متناسب مي شوند.

اگر چه شناخت مصالح مورد مصرف در ساخت بتن و همچنين خواص مختلف بتن کار آساني نيست اما سعي مي شود به خواص عمومي مصالح و همچنين بتن پرداخته شود.

بتن اينک با گذشت بيش از 170 سال از پيدايش سيمان پرتلند به صورت کنوني توسط يک بنّاي ليدزي، دستخوش تحولات و پيشرفتهاي شگرفي شده است.در دسترس بودن مصالح آن، دوام نسبتاً زياد و نياز به ساخت و سازهاي فراوان سازه هاي بتني چون ساختمان ها، پل ها، تونل ها، سدها، اسکله ها، راه ها و ساير سازه هاي خاص ديگر، اين ماده را بسيار پر مصرف نموده است.

اينک حدود سه تا چهار دهه است که کاربرد اين ماده ارزشمند در شرايط ويژه و خاص مورد توجه کاربران آن گشته است. اکنون کاملاً مشخص شده است که توجه به مقاومت تنها به عنوان يک معيار براي طرح بتن براي محيطهاي مختلف و کاربريهاي متفاوت نمي تواند جوابگوي مشکلاتي باشد که در درازمدت در سازه هاي بتني ايجاد مي گردد. چند سالي است که مسأله پايايي و دوام بتن در محيط هاي مختلف و به ويژه خورنده براي بتن و بتن مسلح مورد توجه خاص قرار گرفته است.مشاهده خرابي هايي با عوامل فيزيکي و شيميايي در بتن ها در اکثر نقاط جهان و با شدتي بيشتر در کشور هاي در حال توسعه، افکار را به سمت طرح بتن هايي با ويژگي خاص و با دوام لازم سوق داده است. در اين راستا در پاره اي از کشورها مشخصات و دستورالعمل ها واستانداردهايي نيز براي طرح بتن با عملکرد بالا تهيه شده و طراحان و مجريان در بعضي از اين کشورهاي پيشرفته ملزم به رعايت اين دستورالعمل ها گشته اند.

در مواد تشکيل دهنده بتن نيز تحولات شگرفي حاصل شده است. استفاده از افزودني هاي مختلف به عنوان ماده چهارم بتن، گسترش وسيعي يافته و در پاره اي از کشورها ديگر بتني بدون استفاده از يک افزودني در آن ساخته نمي شود. استفاده از سيمان هاي مختلف با خواص جديد و سيمان هاي مخلوط با مواد پوزولاني و نيز زائده هاي کارخانه هاي صنعتي روز به روز بيشتر شده و اميد است که بتواند تحولي عظيم در صنعت بتن چه از نقطه نظر اقتصادي و چه از نظر دوام و نيز حفظ محيط زيست در قرن آينده بوجود آورد. در سازه هاي بتني مسلح نيز جهت پرهيز از خوردگي آرماتور فولادي از مواد ديگري چون فولاد ضد زنگ و نيز مواد پلاستيکي و پليمري (FRP) استفاده مي شود که گسترش آن منوط به عملکرد آن در دراز مدت گشته است. با توجه به نياز روز افزون به بتن هاي خاص که بتوانند عملکرد قابل و مناسبي در شرايط ويژه داشته باشند،سعي شده است تا در اين مقاله به پاره اي از اين بتن ها اشاره گردد. کاربرد مواد افزودني به ويژه فوق روان کننده ها و نيز مواد پوزولاني به ويژه دوده سيليس در توليد بتن با مقاومت زياد و با عملکرد خوب مختصراً آورده مي شود. بتن هاي خيلي روان که تحولي در اجرا پديد آورده است و نيز بتن هاي با نرمي بالا براي تحمل ضربه و نيروهاي ناشي از زلزله نيز از مواردي است که بايد به آنها اشاره نمود. کوشش هاي فراوان براي مبارزه با مسأله خوردگي آرماتور در بتن و راه حل ها و ارائه مواد جديد نيز در اواخر سالهاي قرن بيستم پيشرفت شتابنده اي داشته است که به آنها اشاره خواهد شد.

افزودني هاي خاص در شرايط ويژه :

براي ساخت بتن هاي ويژه در شرايط خاص نياز به استفاده از افزودني هاي مختلفي مي باشد. پس از پيدايش مواد افزودني حباب هواساز در سالهاي 1940 کاربرد اين ماده در هواي سرد و در مناطقي که دماي هوا متناوباً به زير صفر رفته و آب بتن يخ مي زند، رونق بسيار يافت. اين ماده امروز يکي از پر مصرف ترين افزودني ها در مناطق سرد نظير شمال آمريکا و کانادا و بعضي کشورهاي اروپايي است.

ساخت افزودني هاي فوق روان کننده که ابتدا نوع نفتالين فرمالدئيد آن در سالهاي 1960 در ژاپن و سپس نوع ملامين آن بعداً در آلمان به بازار آمد شايد نقطه عطفي بود که در صنعت افزودني ها در بتن پيش آمد. ابتدا اين مواد براي کاستن آب و به دست آوردن کارايي ثابت به کار گرفته شد و چند سال بعد با پيدايش بتن هاي با مقاومت زياد نقش اين افزودني اهميت بيشتري يافت. امروزه بتن هاي مختلفي براي منظور ها و خواص ويژه و نيز به منظور مصرف در شرايط خاص با اين مواد ساخته مي شود که ازميان آنها به ساخت بتن هاي با مقاومت زياد، بتن هاي با دوام زياد، بتن هاي با مواد پوزولاني زياد (سرباره کوره هاي آهن گدازي و خاکستر بادي)، بتن هاي با کارايي بالا، بتن هاي با الياف و بتن هاي زير آب و ضد شسته شدن مي توان اشاره نمود.

بتن هاي با کارآيي بسيار زياد که چند سالي است از پيدايش آن در جهان و براي اولين بار در ژاپن نمي گذرد، تحول جديدي در صنعت ساخت و ساز بتني ايجاد کرده است. اين بتن که نياز به لرزاندن نداشته و خود به خود متراکم مي گردد، مشکل لرزاندن در قالب هاي با آرماتور انبوه و محلهاي مشکل براي ايجاد تراکم را حل نموده است. اين بتن عليرغم کارايي بسيار زياد خطر جدايي سنگدانه ها و خمير بتن را نداشته و ضمن ثابت بودن کارايي و اسلامپ تامدتي طولاني مي تواند بتني با مقاومت زياد و دوام و پاياپي مناسب ايجاد کند. در طرح اختلاط اين بتن بايد نسبت هاي خاصي را رعايت نمود. به عنوان مثال شن حدود 50 درصد حجم مواد جامد بتن را تشکيل داده و ماسه حدود 40 درصد حجم ملات انتخاب مي شود. نسبت آب به مواد ريزدانه و پودري بر اساس خواص مواد ريز بين 9/0 تا 1 مي باشد. با روش آزمون و خطا نسبت دقيق آب به سيمان و مقدار ماده فوق روان کننده مخصوص براي مصالح مختلف تعيين مي گردد. از اين بتن با استفاده از افزودني ديگري که گرانروي بتن را مي افزايد در زير آب استفاده شده است.

+ نوشته شده در  یکشنبه بیست و نهم اردیبهشت 1387ساعت 13:9  توسط محمد صفدران  |