عایق رطوبتی دیوار داخلی

عایق کاری رطوبتی برای هر مکان که مرطوب است لازم است که با استفاده از این عایق کاری بتوانیم مانع نفوذ آب و رطوبت به محل مورد نظر شویم.رطوبت دیوارها و مکان هایی که به درستی عایق نشده اند.سبب رشد قارچ ها و همچنین بوی نامطبوع در ساختمان می شوند که این مساله سبب تشدید بیماری هایی همچون رماتیسم می شوند.شرکت سفیدبام کرمانیان با برند تجاری تیس (TISS)،موفق به ایجاد انواع عایق های رطوبتی برای کاربردهای متفاوت و برای سطوح مختلف ساختمان از زیر زمین گرفته تا سقف ساختمان شده است.

این عایق های چه به صورت عایق رطوبتی مایع،خمیری یا پودری از نفوذ رطوبت به دیوارها و مصالح ساختمانی و همچنین شوره و سفیدک زدن در سطح دیوارها،زنگ زدگی فلزات و….جلوگیری به عمل می آورند. رطوبت حاصل از ساختمان میتواند از عواملی مانند نفوذ باران در سطح داخلی درز پنجره ها یا تعریق وسایل رطوبت زا باشد و این عایق رطوبتی بهترین محصول برای جلوگیری از رشد و نفوذ رطوبت در ساختمان می شود.

از عایق رطوبتی پلیمری برای عایق نمودن پشت بام،عایق فلزات می توان استفاده کرد.

عایق رطوبتی نانو چیست؟

برای عایق کاری و عدم نفوذ نم در ساختمان از عایق رطوبتی نانو که از مواد پلیمری تشکیل شده است استفاده می کنند.برای اینکه با کارایی هر یک از محصولات چه به صورت مایع،خمیری و یا پودری آشنا شوید هر کدام را به صورت مجزا شرح می دهیم:

عایق بام:

عایق بام بر پایه رزین های اکریلیک می باشد. این محصول عمدتاً جهت عایق کاری رطوبتی برای پشت بام های سیمانی، آسفالت، ورق های گالوانیزه، نمای ساختمان و دیوارهای رو به باران، دیوارها، کف سرویس های بهداشتی، آشپزخانه، پی ساختمان، اطراف ناودان ها، کانال های آب و باغچه ها, عایق حرارتی و رطوبتی کانکس ها، سقف سوله ها، پاسیوها، مرغداری ها، دامداری ها و … مورد استفاده قرار می گیرد.

عایق متال:

عایق رطوبتی پلیمری مایع امولسیونی می باشد که عمدتاً جهت عایق کاری و آب بندی سقف های شیروانی، ایرانیت و عایق سطوح فلزی و گالوانیزه و … مورد استفاده قرار می گیرد.

پرایمر بتن اپوکسی:

بر پایه رزین اپوکسی و سخت کننده پلی آمین طراحی و فرموله شده و دارای چسبندگی بسیار خوب بر روی سطوح بتنی و سیمانی است. از این محصول برای آماده سازی سطوح سازگار و سیراب کردن پوشش کف بتنی کارگاه ها، بیمارستان ها، فرودگاه ها،کارخانه ها،سالن های ورزشی و دیگر محیط های صنعتی به منظور بهبود خواص چسبندگی وکیفیت روکش یا لاک نهایی اپوکسی استفاده میشود.

قوی ترین خمیر کاشت میلگرد

مقاوم سازی عبارت است از مجموعه روش ها و سیستم هایی که ظرفیت و توانایی سازه را در مقابل تنش های وارده به سازه افزایش می دهد. سیستم های بازیابی ظرفیت سازه در بخش های مقاوم سازی دسته بندی می شود.

دربحث مقاوم سازی هدف بهبود و افزایش عملکرد سازه در برابر تنش های وارده می باشد که گاها احساس نیاز می شود تغییراتی در اجزا و المان های سازه جهت تقویت بیشتر اعمال شود که لازمه ی این تغییرات را می توان با افزایش ضخامت المان بروی( تیر، ستون، دیوارهای برشی)، نصب المان های سازه ای(نیلینگ)، کاشت میلگرد(انکربولت)،جایگزین مصالح سبک جدید(LSF) که سبب چسبندگی و گیرداری مناسب به سازه های قدیمی می شود انجام داد، همچنین در شرایطی که مهندسین مجبور می شوند تا از روشی جهت تقویت سازه ها یا تغییر مشخصات فنی و نقشه های طرح و اجرای سازه ها، تغییر کاربری و شرایط بهره برداری، ایجاد سهولت در اجرا دانست که یکی از اقتصادی ترین و کارایی ترین راه های افزایش مقاومت بتن را استفاده از خمیر کاشت میلگرد دانست.

نظیر تمامی محصولات موجود در صنعت ساخت و ساز، خمیر کاشت میلگرد نیز در انواع و برندهای مختلف تولید می شود که هر کدام ویژگی های منحصر به خود هستند. مشخص است که پیش از انتخاب برند خمیرکاشت میلگرد بایستی تحقیقات کافی و لازم برای شناخت خمیر کاشت میلگرد من جمله ترکیبات شیمیایی و مشخصات مکانیکی بپردازیم و توجه لازم نیز به آیین نامه ها و قوانین مربوطه داشته باشیم تا بتوانیم بهترین انتخاب را بکار ببریم.

محصول تولیدی و منحصر به فرد خمیرکاشت میلگرد تیس با داشتن ویژگی های خاص سبب بالا بردن مقاومت فشاری و خمشی و کششی بالا و محافظت در مقابل خوردگی و زنگ زدگی و همچنین استحکام بالا در برابر محیط های اسیدی و قلیایی داشته اجرا سریع و آسان و گیرشی بسیار سریع داشته همچنین این خمیر تحمل بارگذاری بسیار زیادی دارد که در انواع عملیات سنگین مهندسی قابل استفاده می باشد.

ویژگی های خمیر کاشت میلگرد تیس را در دارا بودن چسبندگی بسیار زیاد بتن به آرماتور به نحوی که پس از انجام آزمایش pull off و تست بروی نمونه شاهد جدا نشدن آرماتور از سطح بتن شده و تنها بتن گسیخته می شود.علاوه بر این دارای خاصیت خودمتراکمی بالای بوده و امکان کاشت بروی بتن سبک و مقاطع مرکب را فراهم می آورد.

که بر اساس استاندارد ASTM C882-05 ،BS6319، EN1504می باشد.

همچنین بنیان های شیمیایی مختلفی از جمله مصالح پایه سیمانی (برای نگهداری موقت) و رزین ها برای نگهداری دائمی در این خمیر کاشت میلگرد استفاده شده است. که بر پایه رزین های اپوکسی می باشد که تاثیر گذار به روی خواص مکانیکی و شیمیایی بیشتری نسبت به سایر پایه های خود من جمله وینیل استر و پلی استرها دارند.

چسب های کاشت میلگرد با توجه به ترکیب شیمیایی و مشخصات مکانیکی به سه دسته‌ی کلی تقسیم می شوند که به توضیحاتی مختصر درباره آنها می پردازیم:
۱. چسب کاشت میلگرد کپسولی ۲. چسب کاشت میلگرد کارتریجی۳. چسب کاشت میلگرد حجمی

۱-چسب کاشت میلگرد کپسولی
این محصول از خانواده رزین های پلی‌استر (Polyester ) و اپوکسی وینیل استر(Epoxy Vinyl Ester ) است. از این چسب برای بولت های مخصوص سر مهره دار استفاده می شود.که در این روش چسب کاشت درون کپسول هایی شفاف و شیشه ای تعبیه می شود. این کپسول ها با اندازه و حجم های متفاوت موجود هستند.

۲-چسب کاشت میلگرد کارتریجی
چسب های کاشت کارتریجی برای کاشت در سطح های بتنی، چوبی و سنگی مورد استفاده قرار می گیرند. چسب کاشت میلگرد کارتریجی نیز دو جزئی است و بر پایه رزین اپوکسی یا پلی استر یا وینیل استر و جز دوم سخت کننده پلی آمین می باشد که از آن برای نصب و کاشت آرماتور در سطوح بتنی استفاده می شود. این نکته قابل ذکر است که این چسب قیمت تمام شده‌ی بیشتری نسبت به قیمت خمیر کاشت میلگرد تیس دارد.

۳-چسب کاشت میلگرد حجمی
چسب کاشت میلگرد حجمی معمولاً به صورت دو یا سه جز می باشد. نوع دو جزئی بدون حلال بر پایه رزین اپوکسی، هاردنر بتن تشکیل شده است که به منظور کاشت آرماتور و بولت ها در بتن مسلح طراحی شده است. چسب کاشت میلگرد حجمی چسبندگی بسیار بالایی در سطح های مختلف بتنی ایجاد می کند و مقاومت بالای کششی و خمشی که ایجاد می کند که معمولا مورد توجه مهندسین قرار می گیرد. خمیر کاشت میلگرد تیس جز محصولات دو جزئی بر پایه رزین های اپوکسی می باشد. سیکا، فیوتا ، تایفو از انواع این چسب ها هستند. با توجه به نحوه استفاده پیشنهاد از خمیر کاشت میلگرد برای سطوح عمودی مناسب تر می باشد.

معمولا کاشت میلگرد به سه روش مورد استفاده از مواد پایه سیمان، خمیر کاشت میلگرد(شیمیایی) و یا مهار مکانیکی انجام می شود. که خمیر کاشت میگرد تیس بصورت شیمیایی مورد تولید قرار گرفته است.

با توجه به نیاز و تغییراتی که در سازه اعمال می شود مهندسین بایستی روشی جهت استفاده به کار ببرند که معمولا به دو صورت ذیل مورد کاربرد قرار می گیرد:

مواد پایه سیمانی
در این روش که مواد بر پایه سیمانی هستند ، حفره ای به قطر ۵۵ میلیمتر بزرگتر از قطر میلگرد ایجاد می کنند.حفره ایجاد شده بعد از تمیز کاری و عاری شدن از گرد و غبار به نسبت دو سوم از حجم حفره با ملات حاوی مواد منبسط شونده و روان ساز پر می شود.سپس آرماتور توسط جک به داخل حفره هدایت می شود.

مهار مکانیکی
در روش مهار مکانیکی حفره ای به قطر ۲ میلیمتر بزرگتر از میلگرد ایجاد می شود و میلگرد همراه با مهار مکانیکی داخل حفره جای گذاری می شود. با چرخاندن پیچ آرماتور پره های انتهای آن باز شده و به دیواره ی حفره می چسبند. هرچند این پره ها می توانند موجب خرد شدن دیوار شوند ولی به هر حال در کارهای استاتیکی جزء روش های کاشت بولت و کاشت آرماتور بسیار عالی هستند.

در خمیر کاشت میلگرد تیس ترکیبی از دو روش صورت گرفته بدین ترتیب که ابتدا با استفاده از یک دریل چکشی و مته مناسب ، سوراخی عمود بر سطح به عمق مورد نیاز ایجاد کرده سپس سطح مورد نظر را از هر گونه آلودگی، چربی و گرد و غبار و ذرات سست پاک می کنیم زیرا تمیز بودن سوراخ بسیار مهم است که این کار را می تونیم توسط یک پمپ باد با عمل دمیدن باد در درون حفره انجام دهیم قطر سوراخ را طوری در نظر گرفته تا خمیر کاشت میلگرد تیس بتواند بعد از پر شدن ۲میلیمتر اطراف میلگرد را پر کند.

ابتدا هر جزء را با همزن برقی کاملا هم زده سپس دو جز را با هم مخلوط نموده و مجدد با همزن برقی میکس کرده سپس خمیر کاشت میلگرد را کمتر از ۳۰دقیقه در داخل حفره ریخته و آرماتور ها را پس از زنگ زدایی و پاک نمودن هر گونه چربی بصورت چرخشی داخل حفره قرار می دهیم.

تذکراتی در مورد استفاده از خمیر کاشت میلگرد می باشد، با توجه به گرما زا بودن دو جز واکنش دمای محیط روی سرعت سخت شدن بسیار موثر است و نبایستی مواد قبل از مصرف در معرض تابش مستقیم نور خورشید قرار داد و از حلال های دیگری جهت رقیق کردن خمیر کاشت میلگرد استفاده نمود.

کلید واژه: خمیر کاشت میلگرد، میلگرد، چسب میلگرد، مقاوم سازی

نویسنده:مهلا آتشین ارشد مهندسی عمران

 

ترمیم ترک در بتن

قبل از اقدام به ترمیم هر گونه ترک و شکستگی در بتن، باید ارزیابی کاملی درمورد علت ترک انجام شود. هر حالت و دلیلی باید با اصول اولیه آن مورد توجه قرار گیرد. آنالیز دلایل ممکن است به نتایجی منتهی شود که ترک ها را کاهش داده یا اینکه خرابیهای اصولی در سازه که ممکن است توسعه یابد ترمیم شود.

قبل از شروع عملیات ترمیم باید به الزامات این فرایند توجه شود. ترک سطحی در بتن که هیچ علامت و مشخصه سازه ای ندارد شاید با یک پوشش نازک مرتفع شود.

زمانی که ترک ها ریز باشند با استفاده از عمل هیدراته شدن سیمان و به شرط وجود CO2 ترک ها خود به خود بسته می شوند. در چنین شرایطی باید سازه در مقابل رطوبت محفوظ باشد.

اگر ترمیم سازه نیز جز تعهدات باشد، شرکت مربوطه باید توجه کامل به این امر داشته باشد. بعد از اینکه ترمیم کامل شد عاقلانه است که اجزاء ترمیم شده به صورت آزمایش و یا مغزه گیری مجددا کنترل شوند.

ترک ها معمولا بر اساس فعالیت به دو دسته تقسیم می شوند :

ترک های خفته (غیرفعال)

ترک های زنده (فعال)

برای ترمیم و بستن ترک های خفته معمولا از پر کننده های صلب استفاده می شود . برای بستن و جلوگیری از ورود و نفوذ آب سطحی ممکن است تهیه و قرار دادن گروت سیمان نیز کافی باشد.

اندازه درشت ترین جز مصالح گروت باید ۱/۳ یا ۱/۴ عرض ترک باشد . معمولا از رزین های اپوکسی می توان به عنوان متداول ترین مصالح جهت درزگیری ترک های خفته استفاده کرد.

اپوکسی به دلایل زیر می تواند از مصالح پیشنهادی مرجع باشد :

  • فرمولاسیون آنها در دسترس بوده و عملکرد آنها به گونه ای است که حتی در شرایط رطوبت نیز سخت می شوند و به بتن مرطوب هم می چسبند.
  • دارای قدرت چسبندگی عالی به بتن تازه و سخت شده می باشند.
  • برخی از آنها دارای مقاومت مکانیکی بالا در حضور آب هستند و در مقابل محدود وسیعی از مواد شیمیای نظیر قلیاها و آب فاسد شده درون زمین و حتی در شرایط فصلی و درجه حرارت بالا و پایین اتمسفر مقاومند.

رزین های پلی استر و انواع ویژه ای از لاستیک های مصنوعی نیز برای ترمیم های از نوع تزریقی بکار می روند.

هزینه رزین های پلی استر کمتر از رزین های اپوکسی می باشد و ویسکوزیته کمتر در نتیجه نفوذ بهتری دارند. اگر چه سخت شوندگی پلی استر در شرایط مرطوب ضعیف است، لیکن پلی استر افت عمل آوری بالاتر و مقاومت کمتری در برابر حمله قلیاها دارد.

مواد ترمیمی برای ترک های زنده

برای ترمیم ترک های زنده (فعال ) معمولا از درزگیر های انعطاف پذیر استفاده می شود. دامنه ی وسیعی از درزگیرها برای درزهای متحرک و ترک های زنده وجود دارد.

معمولترین آنها ترکیبات قیری و پلی سولفید و پلی اورتان است. قیرهای ترکیب شده با لاستیک و پلی اورتان ترکیب شده با قطران نیز از آن جمله هستند. لذا انتخاب های زیادی را در مصالح پوششی می توان برای درزگیری سطحی ترک های زنده به کار برد.

ترمیم ترک های خفته

ترک های خفته ریز معمولا به وسیله تزریق با ترکیبی از رزین با پایه اپوکسی ترمیم می شوند. اگر ترک از نظر سازه ای مهم باشد باید بدین روش ترمیم شود .

ترک های که از درون سازه گسترش دارند با ثابت کردن نقاط تزریق در وردی و در طول ترک به شکل سطحی ترمیم می شوند.

فاصله بین نقاط تزریق معمولا حدود۰/۵ تا ۱ برابر عمق لازم برای نفوذ می باشد. بین این نقاط، سطح ترک (هر دو سمت ترک در صورتیکه ترک به صورت عمودی فرو رفته باشد) به طور موثر بوسیله یک ترکیپ تیکسوتروپ ( رزین پایه اپوکسی و آستر و مذاب داغ ترموپلاستیک که در تمام این قبیل ترکها استفاده می شوند) درزگیری می شوند.

پس از تثبیت نقاط تزریق به جهت اطمینان از پر شدن کامل ترک و بلوکه شدن در مقابل ذرات فرساینده، مراقبت لازم باید انجام شود.

اگر ترک باریک و در حدود ۰/۰۵ میلی متر باشد می توان آن را با تزریق اپوکسی به هم پیوند داد. این روش به صورت کاملا مفید و کارا در ترمیم ترک های ساختمان ها، پل ها، سد ها و انواع دیگر سازه ها بکار می رود.
این روش را می توان برای ترمیم بیشتر ترک های سازه ای و غیر سازه ای بکار برد، با این محدودیت که ترک ها باید خفته (غیرفعال) باشند و یا علت ترک خوردگی قبل از استفاده از این روش مرتفع گردیده باشد. این روش برای ترک های فعال کاربرد ندارد. همچنین ، این روش نیاز به مهارت بالایی دارد تا از نظر عملکرد، رضایت بخش باشد.

برای داشتن عملکردی مناسب می توانید از محصولات و ملات های آماده سفید بام کرمانیان استفاده کنید .

ترک های خفته خیلی بزرگ (شکست های خفته)

معمولا عوامل اقتصادی در تصمیم گیری و انتخاب مصالح لازم در ترمیم یک ترک خفته خیلی بزرگ موثر می باشند.

اگر این مساله تقریبا مهم نباشد یک ترکیب ملات گونه از رزین پایه اپوکسی یا گروت می تواند مصالح مناسبی باشند و تنها تدارک لازم، تمیز نمودن محل شکست می باشد. زمانی که حجم مصالح پر کننده بکار رفته مهم باشد، ممکن است راه ارزان تر باز کردن مناسب ترک در آینده و استفاده از یک مخلوط نرم بتنی باشد.

برای به حداقل رساندن افت بتن ( انقباض )، بتن ریزدانه باید تا حد امکان کم آب و با کارایی مناسب و برای جلوگیری از خشک شدن زود هنگام و تامین عمل آوری مناسب، پیشبینی های لازم انجام گیرد. استفاده از واسطه ها، افزودنی ها و عناصر انبساطی دارای ترکیبات آلومینیوم می تواند مفید باشد.

ترک های خفته مضاعف یا متعدد

جایی که ترک های خفته مضاعف یا چندتایی وجود دارد مخصوصا جایی که ترک ها فرم تصادفی دارند، ترمیم ممکن است کند و پر هزینه باشد، که اخیر تکنیک ترمیمی جدیدی ابداع شده است که می توان از آن برای پر کردن تعداد زیادی از این ترک ها بطور همزمان استفاده نمود.

این روش عکس روش تزریق می باشد. به جای جانشین نمودن هوا با رزین تحت فشار، ابتدا هوا توسط پمپ خلاء تخلیه و سپس رزین یا مصالح دیگر شروع به پر کردن حفرات و ترکها می نماید. این روش پر کردن اپوکسی با فرایند خلاء می باشد.

به منظور حذف عیوب و نواقص مذکور در سازه لازم است محلی که قرار است درزگیری شود قابلیت مهر و موم شدن داشته باشد. اینها محدودیت های این سیستم است اما برای جاهایی که ترک های اتفاقی زیادی وجود دارد و سازه می تواند به طور موثر درزگیری شود، مزایایی واضح و مشهودی دارد.

ترمیم ترک های زنده ( فعال )
ترک های زنده باید با توجه به این موضوع تحت ترمیم قرار گیرند که آنها درزهای متحرک هستند تعمیر این ترک های باید بر اساس پتانسیل حرکت آنها صورت گیرد. ترک باید در طول خود با یک تورفتگی (شکاف) به اندازه مناسب برش خورده و سپس توسط یک درزگیر مناسب درزگیری شود.

انتخاب نوع درزگیر به مقدار حرکت پیشبینی شده و محدودیت های وضع شده برای ابعاد تورفتگی ترک که می توان برش زد، همچنین موقعیت و وضعیت ترک ها و نیز به عمودی یا افقی بودن ترک بستگی زیادی دارد.

معمولا از سه نوع درزگیر برای ترمیم این ترک ها استفاده می شود که عبارتند از :

ماستیک ها
ماستیک ها معمولا مایعاتی لزج (غلیظ) از قبیل روغن های نخشکیده یا قیرهای با نقطه ذوب پائین، با رشته هایی از پرکننده ها می باشند.این مواد برای استفاده در جایی که کل ترک از ۱۵ درصد عرض شیار ترک تجاوز نمی کند پیشنهاد می شوند. شیار باید به گونه ای بریده شود که نسبت عمق به عرض ۲ به ۱ باشد.ماستیک ها به صورت پلاستیک باقی می مانند و در مقابل ترافیک سنگین و حلال ها ماندگار نمی باشند.

در هوای گرم ماستیک متوجه فشاری رو به بیرون ناشی از انبساط سازه های مجاور می شود. علاوه بر این پهن شدن یا ضربه خوردن در مقابل ترافیک را در پی دارد. ( ماستیک ها ارزان ترین نوع درزگیر می باشند اما استفاده از آنها منحصر به موقعیت های قائم یا در مواردی که از آنها در برابر ترافیک محافظ می شود، می باشد.)

ترمو پلاستیک ها
ترموپلاستیک ها وقتی گرم می شوند به مایعی لزج و نیمه لزج (ویسکوز و نیمه ویسکوز) تبدیل می شوند. دمای جاری شدن آنها معمولا بالای ۱۰۰ درجه سانتی گراد است. آنها شامل قیرها، قیرهای پلیمری اصلاح شده، نوعی از قیرها و قطران زغال سنگ می باشند. نسبت عمق شیار به عرض آن ۱ به ۱ و کل حرکت طراحی شده ۲۵ درصد عرض شیار می باشد.

اگر چه این مواد از ماستیک ها نرم تر می باشند

الاستومرها
این پوشش، محدوده ی وسیعی از مواد مشتمل بر پلی سولفیدها، پلی سولفید اپوکسی، پلی اورتان ها، سیلیکن ها و اکریلیکها می باشند. بعضی از آنها ((مواد یک قسمتی)) و بعضی دیگر ((دو قسمتی)) هستند.

این مواد می توانند مزایای قابل بررسی بیشتری نسبت به دیگر انواع درزگیرها داشته باشند زیرا نباید قبل از کاربردشان گرم شوند. همچنین آنها چسبندگی عالی به بتن داشته و کشیدگی بالاتری نسبت به دیگر انواع درزگیرها دارند و بسیاری از آنها قادر به کشیدگی بیش از ۱۰۰درصد دارند ولی در عمل این عدد به ۵۰ درصد محدود می شود. نسبت عمق به عرض شیار باید ۱ به ۲ باشد. مواد باید در مقابل چسبیدن به قسمت پائین که ترک آزاد باقی می ماند مثل یک ترک زنده محافظت شوند.

منبع :

کتاب ترمیم ترک در بتن و پل های بتنی

انتشارات : اراکان دانش

تدوین و گردآوری کتاب : رضا اکبری

کلید واژه ها :

ترمیم ترک در بتن ، گروت ، اپوکسی ، ترک های خفته ، ترک های زنده ،مواد ترمیمی برای ترک های زنده ، ترمیم ترک های خفته ، ترک های خفته خیلی بزرگ ، ترک های مضاعف یا متعدد، ترمیم ترک های زنده ( فعال ) ، ماستیک ها ، ترمو پلاستیک ها، الاستومرها

تعریف افزودنی های بتن :

افزودنی بتن ، یکی از مواد تشکیل دهنده بتن به غیر از سیمان هیدرولیکی، آب ، سنگدانه ها و الیاف هستند که به منظور تامین خواص معین و بهبود یک یا چند خاصیت بتن تازه یا سخت شده به بتن اضافه می شوند. که این افزودنی ها می توانند قبل از اختلاط، یا در حین اختلاط به بتن افزوده شوند و به صورت پودر و مایع موجود می باشند.

افزودنی های بتن به دو دسته کلی معدنی و شیمیایی تقسیم می شوند.

افزودنی های معدنی بتن :

به مواد طبیعی گفته می شود که با استفاده از آنها می توان میزان مصرف سیمان را بین ۵ تا ۳۰ درصد، در بتن کاهش داد این مواد شامل زئولیت، تراس، توف، متاکائولن و یا پوزولان های مصنوعی خاکستر بادی، دوده سلیس و.. می باشند

افزودنی های شیمیایی بتن :

مود افزودنی شیمیایی ماده ای که به مقدار کم درون بتن ریخته شده تا برخی خواص بتن در حالت تازه یا سخت شده را اصلاح نماید. خواصی از بتن که با استفاده از این مواد می توانند اصلاح شوند شامل : افزایش روانی و کارایی بتن ، مقاومت فشاری و کششی ، زمان گیرش و مقاومت ذوب و انجماد ، نفوذپذیری و بسیاری از خواص دیگر می باشد.

برخی از مزایای استفاده از افزودنی های بتن :

  • تغییر در زمان گیرش بتن در فواصل مختلف سال و کنترل زمان گیرش اولیه و نهایی آن
  • سهولت پمپاژ و کاهش استهلاک تجهیزات بتن ریزی
  • کاهش شدید نفوذ پذیری و افزایش دوام بتن
  • کاهش میزان مصرف آب به سیمان با حفظ خاصیت بتن
  • حفظ اسلامپ و افزایش کارایی بتن
  • افزایش مقاومت های فشاری، خمشی و کششی در تمام سنین بتن
  • نفوذ پذیری کمتر و مقاومت در برابر عوامل تاثیرگذار محیطی
  • تعدیل مثبت در حرارت زایی بتن برای رفع مشکل حرارتی بتن های حجیم
  • ایجاد بتن های خوش نما یا اکسپوز
  • سهولت بتن ریزی در مقاطع باریک و پر آرماتور
  • تولید بتن های تخصصی HPC)) با حداقل (W/C) [1] و حداکثر دوام و پایایی
  • امکان حمل نقل آسان تر بتن در مسافت های طولانی
  • و …

معایب استفاده از افزودنی های بتن

سبک تر شدن وزن بتن نسبت به بتن های سنتی
بعضی از مواد از افزودنی بتن با برخی از سیمان های موجود سازگار نیستند
تغییر رنگ جزئی بتن
و…
به طور کلی می توان گفت در صورتی که دانش کافی نسبت به مواد اختلاط بتن نداشته باشیم و دقت کافی را برای میزان مصرف مواد افزودنی را به عمل نیاوریم ، این افزودنی ها می توانند متحمل هزینه اضافی و خسارت شوند. بنابراین باید با توجه به شرایط خاص محل کار و کارایی موردنظرتان ، مواد افزودنی را انتخاب کرد و بر طبق دستورعمل های داده شده توسط شرکت ارائه دهنده ، این افزودنی ها را مورد استفاده قرار داد.

نکات مهم و ضروری در کاربرد مواد افزودنی بتن:
هنگام استفاده از مواد افزودنی شیمیایی در بتن لازم است موارد زیر رعایت شود :

  • استفاده از مواد افزودنی تنها با تصوب قبلی دستگاه نظارت و طبق استاندارد ها مجاز می باشد.
  • کلیه محموله ها و محتویات ظروف باید از روانی و کیفیت یکسانی برخوردار باشند
  • اگر بیشتر از یک افزودنی به طور همزمان در بتن بکار رود لازم است سازگاری مواد مصرفی با یکدیگر مورد بررسی قرار گیرد.
  • مواد افزودنی که بیش از مدت مقرر شرکت سازنده در انبار مانده است از رده خارج و غیرقابل مصرف می باشند.
  • میزان مصرف این مواد باید طبق دستور داده شده با دقت انجام پذیرد اگر بیش از یک نوع ماده افزودنی به کار رود اندازه گیری هر یک باید به طور جداگانه انجام پذیرد.
  • باید ثابت شود که هر ماده افزودنی همان ترکیب و عملکردی را که در تعیین نسبت های اختلاط بتن داشته در تمام مدت مصرف در اجرای کار حفظ می کند. بهترین روش کنترل خواص افزودنی ساخت بتن مرجع و کنترل خواص آن می باشد.
  • در ساخت بتن نباید از کلروکلسیم یا هر ماده افزودنی حاوی مقادیر زیاد کلر استفاده شود.
  • زمانی نسبت آب به سیمان کمتر از ۰/۴ است بهتر است به منظور جلوگیری از افت سریع اسلامپ ناشی از رشد فرایند هیدارسیون سیمان، مواد کندگیر کننده به بتن افزوده شود.

انواع افزودنی های بتن

شرکت سفید بام کرمانیان مفتخر است که با سالها تجربه و تخصص، بزرگترین تولید کننده انواع محصولات شیمی ساختمان از جمله افزودنی های بتن باشد.که این مواد با بهره گیری از دانش روز متخصصین و بر طبق استاندارد های روز دنیا ساخته می شوند. این افزودنی ها شامل موارد زیر می باشند :

  • روان کننده های بتن
  • ژل های میکروسیلیس
  • ضد یخ های بتن
  • واترپروف بتن
  • زود گیرهای بتن
  • دیرگیر بتن
  • حباب ساز بتن
  • غلظت دهنده بتن سبک

برای اطلاعات بیشتر هر محصول بر روی آن کلیک بفرمائید .

کلید واژه ها:

افزودنی های بتن، افزودنی بتن، معایب افزودنی های بتن، مزایای افزودنی بتن، ویژگی های افزودنی بتن، انواع افزودنی های بتن، افزودنی های معدنی بتن، افزودنی های شیمیای بتن، نکات مهم درمورد استفاده از افزودنی بتن، استاندارد افزودنی های بتن

[۱] (W/C) نسبت آب به سیمان

معرفی بتن خود متراکم

بتن خود متراکم پدیده ای نسبتا جدیدی در علم مصالح ساختمانی است . این بتن با ویژگی های خاص خود ، امکانات جدیدی را در اختیار قرار داده که با استفاده از آن می توان بر مشکلاتی که ناشی از عدم تراکم مناسب در سازه های بتنی می باشد از جمله کاهش عمر و دوام سازه ها فائق آمد .

چنین بتنی بدون نیاز به هیچ ویبراتور یا لرزاننده ای تحت اثر وزن خود ، متراکم شده و از کارایی بالایی برخوردار است. از خصوصایت ویژه این بتن ، می توان به کارایی بالا ، مقاومت زیاد در برابر جداشدگی ، عدم نیاز به ویبره داخلی یا بدنه قالب جهت تراکم و تسریع در عملیات ساخت و ساز اشاره کرد.

مزایای استفاده از بتن خود متراکم

  • افزایش سرعت اجرای سازه های بتنی
  • اطمینان از تراکم کافی در مناطق با تراکم بالای آرماتور
  • کاهش آلودگی صوتی
  • بالا رفتن کیفیت محصول نهایی
  • صرفه جویی اقتصادی
  • افزایش مقاومت بتن
  • عدم نفوذ آب بع داخل بتن

بتن خود متراکم یکی از انواع بتن های ساخته شده با سیمان هیدرولیکی ، که با تغییراتی در طرح اختلاط بتن معمولی (نیازمند ویبره ) به دست می آید، و این امکان را فراهم می کند که بتن در حالت خمیری به صورتی سیّالی لزج و بدون جداشدگی، تمام فضایی قالب عضو را پر کند .

استفاده از این نوع بتن در کارخانه های تولید قطعات پیش ساخته می تواند علاوه بر افزایش تولید محصول و کاهش نیروی کار ماهر و آلودگی صوتی ، کیفیت تراکم محصول را که متضمن دوام بیشتر آن است به همراه داشته باشد.

پروژه های مطرحی که در آنها از بتن خود متراکم استفاده شده عبارتنند از :

  • برج Landmark
  • پل معلق Akashi –kaikyo
  • منبع گاز LNG
  • بازر بزرگ Midsummer Place واقع در لندن – انگلستان
  • هتل چهار فصل و برج میامی (foure seasons hotle & tower , Miami )

ویژگی های بتن خود متراکم تازه

ویژگی خواص تازه ( خمیری ) بتن خود متراکم (بتن بدون نیاز به ویبره ) در مقایسه با بتن معمولی ( بتن با نیاز ویبره ) به این موضوع ارتباط پیدا می کند که منظور از خود متراکم شوندگی چیست و چگونه تعریف می گردد . در بیان مکانیزم ، چنین ویژگی به رفتار رئولوژی بتن تازه در بیان کاربردی به پارامترهای کارایی مرتبط می شود .

بنابراین به منظور درک بهتر ویژگی های بتن تازه خود متراکم ، نیازبه نگرش صحیح از رفتار رئولوژی و کارایی بتن خود متراکم می باشد .

رئولوژی بتن خود تراکم شونده

خاصیت اصلی تاثیرگذار بر عملکرد بتن تازه در هنگام بتن ریزی و در حین متراکم شدن همان رفتار رئولوژی آن می باشد.

بتن تازه را می توان مانند ذره ای معلق منظور کرد، هرچند که پیچیده تر است، زیرا دارای پراکنندگی بسیار وسیعی در اندازه ذرات بوده و خواص آن وابسته به زمان، بدلیل واکنش های شیمیای می باشد. در صورت معلق فرض کردن آن، تعریف فازهای ذره و مایع آن می تواند به دلیل پراکندگی اندازه ذرات، تغییر کند.

به عنوان مثال، می توان درشت دانه ها در یک ملات (فاز شامل آب ، سیمان و ریز دانه ) و یا ذرات ماسه در یک خمیر مایع ( فاز متشکل از آب، سمان و دیگر ذرات پودری) در نظر گرفت.

بنابراین، ارزیابی رفتار رئولوژی وابسته به اندازه ذرات نیز می باشد. رئولوژی بتن، ملات و خمیر همگی ابزارهای ارزشمندی در درک رفتار و پروسه بهینه سازی تلقی می گردند. همانند دیگر مواد معلق، برقراری تعادل بین خواص رئولوژیکی و جدایی در ارزیابی رئولوژی، ضروری است.

مکانیزم های اصلی موثر بر رفتار رئولوژی بتن، اصطکاک بین دانه ای (ذره ای) و میزان آب آزاد که بستگی به کشش سطحی و پراکندگی ذرات دارند، می باشد

با استفاده از فوق روان کننده به میزان مناسب و استفاده از مواد پودری و همچنین عامل لزج کننده می توان خصوصیات رئولوژی بتن خود متراکم را که شامل تنش تسلیم پایین و لزجت خمیری مناسب می باشد، تامین نمود.

برای اطلاعات بیشتر در مورد روان کننده ها و خرید روان کننده ها اینجا کلیک کنید.

کارایی بتن خود متراکم

کارایی، مجسم کننده ویژگی های رئولوژی بتن با در نظر گرفتن شرایط خاص کارگاهی می باشد. از نظر کارایی، خودمتراکم شوندگی، به صورت توانایی بتن برای جاری شدن، فقط تحت شتاب ثقل پس از خروج از پمپ و همچنین قابلیت آن برای پرکردن فضاهای مورد نظر در قالب به منظور دستیابی به بتنی بی نقص و با کیفیت یکنواخت، تعریف می گردد.

خودمتراکم شوندگی مستلزم برآورده کردن وظایف زیر برای بتن تازه می باشد :

  • توانایی پر کنندگی
  • مقاومت در برابر جداشدگی
  • توانایی عبور کنندگی

۱- توانایی پر کنندگی

از آن جا که بتن خود متراکم، باید قابلیت تغییر شکل یا ایجاد تغییر شکل خوبی تحت وزن خود داشته باشد، قابلیت پرکنندگی از هر دو جنبه جریان مورد بررسی قرار می گیرد. اول بر حسب مقدار مسافتی که بتن می تواند از محل تخلیه طی کند(ظرفیت تغییر شکل ) دوم سرعتی که با آن جاری می شود (سرعت تغییر شکل). با استفاده از آزمایش جریان اسلامپ ظرفیت تغییر شکل می تواند، به عنوان قطر نهایی جریان بتن بعد از اینکه تغییر شکل بتن متوقف شد، مورد ارزیابی قرار گیرد. سرعت تغییر شکل معینی می رساند مورد ارزیابی قرار می گیرد.

برای داشتن قابلیت پرکنندگی باید بین ظرفیت و سرعت تغییر شکل بتن، تعادل برقرار باشد. برای دستیابی به توایی پرکنندگی مناسب ، بتن باید ویژگی های زیر را دارا باشد :

۱-۱- اصطکاک بین ذره های جامد کم باشد
برای کاهش اصطکاک بین سنگدانه ها ، باید امکان تماس بین ذره های سنگدانه را، کم کرد. یکی از راه های رسیدن به آن افزایش فاصله ی بین ذره ای توسط کاهش میزان سنگدانه ی یا به عبارت دیگر افزایش خمیر سیمان می باشد.

۱-۲ –خمیر، توانایی تغییر شکل عالی داشته باشد
تغییر شکل بتن، رابطه نزدیکی با قابلیت شکل پذیری خمیر دارد و با استفاده از فوق روان کننده ها می تواند افزایش پیدا کند ، در حالی که استفاده ی از آب بیشتر، دو عامل تنش تسلیم و لزجت را کاهش می دهد ولی استفاده از فوق روان کننده، باعث کاهش بیشتر تنش تسلیم ( قابلیت روانی بهتر ) و کاهش محدود در لزجت می گردد. در نتیجه بتنی با روان گرایی بالا بدون کاهش قابل توجه در قوام با استفاده از روان کننده ها، قابل دستیابی است. از طرفی کاهش نسبت آب به پودر می تواند توانایی تغییر شکل خمیر سیمان را محدود نماید.

بنابراین برای داشتن قابلیت پرکنندگی مناسب، اقدامات زیر باید در نظر گرفته شود :

افزایش قابلیت تغییر شکل خمیر :

استفاده از فوق روان کننده ها
نسبت آب به پودر (w/p) متعادل
کاهش اصطکاک بین ذره ای :
حجم کم سنگدانه ی درشت ( میزان بالای خمیر )
مناسب ترین پودر دانه بندی شده نسبت به سنگدانه ها و سمیان مصرفی

۲- مقاومت در برابر جداشدگی

جداشدگی بتن تازه، در اثر بخش غیر یکنواخت مواد متشکله ی آن ایجاد می گردد که این امر باعث توزیع ویژگی ها در سازه می شود.

در بتن خود متراکم نباید انواع جداشدگی های زیر در هنگام سکون یا حرکت اتفاق افتد :

  • آب انداختگی
  • جداشدگی سنگدانه های درشت که مجر به انسداد ( بلوکه شدن ) شود
  • جداشدگی خمیر سنگدانه
  • توزیع غیر یکنواخت حفرات هوا

به منظور جداشدگی بین آب و ذرات جامد، باید میزان آب قابل حرکت در مخلوط کم گردد. منظور از آب منقول، آبی است که چسبیده به ذرات جامد نیست و می تواند در مخلوط مستقل از ذرات جامد، حرکت کند.

آب منقول را می توان با مصرف آب کم، نسبت (w/p) پایین و همچنین استفاده از مواد پودری با سطح مخصوص بالا کاهش داد، زیرا آب بیشتری در سطح مواد پودری که دارای سطح مخصوص بالاتری هستند، باقی خواهند ماند.

همچنین مقاومت دربرابر جدایی بین آب و مواد جامد را می توان توسط اضافه کردن لزجت آب به کمک مواد لزج کننده، بهبود بخشید. سایر جداشدگی ها با داشتن فاز خمیری که بتواند سنگدانه و هوا را با کمترین جابجایی نسبی فاز به فاز نگه دارد، قابل جلوگیری است.

این امر با داشتن نیروی اندرکنش زیاد بین دو فاز، میسر می شود. این نیرو می تواند ترکیبی از نیروی اصطکاک و چسبندگی در نظر گرفته شود. بالا بردن مقاومت در برابر جداشدگی با اضافه کردن اصطکاک زیاد بین ذرات، اثر نامطلوبی بر توانایی شکل پذیری داشته و امکان ایجاد انسداد را، بالا می برد.

بنابراین افزودن چسبندگی بین دو فاز روش مفیدتری به نظر می رسد. در اجرا چنین عادت شده که خمیر با نسبت (w/p) پایین به منظور افزایش چسبندگی فاز به فاز استفاده می شود.

به نظر می رسد از میان چهار نوع جداشدگی ، جدایی از نوع سنگدانه های درشت در خود متراکم شوندگی مقاطع با تراکم بالای آراماتور، قطعی است.

به منظور داشتن مقاومت مناسب در برابر جداشدگی، اقدامات زیر باید انجام شود :

کاهش فاصله بین ذرات جامد ( که این امر از طریق محدود کردن سنگدانه های مصرفی، کاهش در حداکثر اندازه ی سنگدانه ی مصرفی ، نسبت (w/p) [1]پایین و استفاده از مواد لزج کننده، انجام می گیرد).

به حداقل رساندن آب انداختگی ( که این عمل، از طریق استفاده از آب کم، نسبت(w/p) پایین، مواد پودری با سطح مخصوص بالا و استفاده از مواد لزج کننده، انجام می گیرد).

۳- توانایی عبور کنندگی

بتن خود متراکم برای داشتن عملکرد موثر، باید روانگرایی کافی همراه با مقاومت مناسب در برابر جداشدگی داشته باشد و در مواقعی که قالب ها دارای بازشو های تنگ و باریک هستند یا با تراکم بالای آرماتور مواجه هستند، نیاز به ارضاء الزام دیگری می باشد تا از انسداد سنگدانه های درشت در دهانه های باریک جلوگیری کرد.

بنابراین ایجاد سازگاری بین اندازه و مقدار ذارت درشت در بتن خود متراکم و فاصله ی آزاد بین آرماتورها و بازشوهای قالب که بتن باید از میان آنها عبور کند، الزامی است.

به طور خلاصه، برای بتن خودمتراکم با توانایی پرکنندگی مطلوب و مقاومت منسب در برابر جداشدگی، انسداد تحت شرایط زیر امکان پذیر است :

  • حداکثر اندازه سنگدانه، بسیار بزرگ باشد
  • میزان سنگدانه درشت، بسیار زیاد باشد.

اگر بتن مستعد جداشدگی ذرات درشت تر باشد، امکان ایجاد انسداد افزایش می یابد. بنابراین امکان وقوع انسداد، حتی اگر اندازه بزرگ ترین سنگدانه خیلی زیاد نباشد وجود دارد.

زمانی که از بتن خود متراکم با حداکثر اندازه سنگدانه مشخص و میزان معینی از سنگدانه درشت استفاده می شود، با به کار بردن آرماتور با قطر زیاد ممکن است امکان وقوع پدیده انسداد در بتن افزایش یابد. زیرا آرماتور با قطر زیاد، تکیه گاه پایدارتری برای تشکیل قوس حاصل از قرار گرفتن سنگدانه در کنار هم فراهم می کند.

به طور کلی، برای فراهم کردن توانایی عبور مناسب باید اقدامات زیر درنظر گرفته شود :

  • بالا بردن قوام به منظور کاهش جداشدگی سنگدانه ها
  • نسبت (w/p) پایین
  • استفاده از عامل لزج کننده

و برای کاهش انسداد ، باید سازگاری مناسبی بین سنگدانه های درشت و فواصل آزاد در نظر گرفته شود.

به این منظور اقدامات زیر موثر می باشد :

  • کاهش حجم سنگدانه درشت
  • کاهش حداکثر اندازه سنگدانه ها

کلید واژه ها :

معرفی بتن خود متراکم , بتن خود متراکم scc,معرفی بتن خود تراکم,بتن خود متراکم

مرجع :

برگرفته از کتاب بتن خود متراکم دکتر مقصودی

[۱] (w/p) نسبت آب به پودر

دانلود

دانلود

منحنی استاندارد دما و زمان

بتن سبک با مقاومت زیاد

مقدمه

همواره سبکی بتن،همراه مقاومت کم آن تلقی شده است .سبکدانه های درشت نقش مهمی را در تغییر مقاومت بتن سبکدانه بازی می کنند .نزدیک به دو دهه پیش مطالعه برای تولید بتن سبکدانه با مقاومت زیاد به ویژه در پروژه های نفتی آغاز شد وتوانستند با استفاده از سبکدانه های خاص وبکارگیری مرغوب اعم از سیمان، دوده سیلیسی وفوق روان کننده ها به مقاومت های فشاری فراتر ازMPa20 دست یابند.در ایران نیز تلاشهایی برای دست یابی به بتن سبکدانه پرمقاومت با مصالح موجود در ایران آغازشد؛اما به دلیل ضعف سبکدانه های درشت ،محدویت های جدی دراین راه وجود دارد .با این حال احساس می شودبتن از سبکدانه از مقاومت زیاد یا متوسط به عنوان بتن بادوام جهت بتن ریزی در قطعات بتن مسلح در حاشیه خلیج فارس ودریای عمان استفاده نمود.

اگر بتوان علیرغم کاهش وزن مخصوص بتن ،مقاومت مناسبی را به دست آورد و یا نسبت مقاومت به وزن مخصوص را بالا برد وبار مرده سازه های بتنی را کاهش داد،وضعیت مطلوبی حاصل می شود.گاه سبکی بتن یک خواسته درپروژه خاص می باشد.با استفاده از سبکدانه می توان بتن سبکدانه تولید کرد.علیرغم تلاشهایی که قبل از دهه ۸۰میلادی(به ویژه در دهه ۷۰)صورت گرفته بود .عملا مقاومت های فشاری بتن سبکدانه رشد قابل توجهی نداشت و به ۵۰MPaمحدود می شد.به دلیل نیاز برخی شرکت های نفتی درامریکا ونروژبرای ساخت سازه هاو مخازن ساحلی وفرا ساحلی وسکوهای نفتی تلاش هایی در دهه۸۰و اوایل دهه۹۰صورت گرفت .آنها توانستند با استفاده از دوده سیلیسی وفوق روان کننده وهمچنین سبکدانه های مرغوب و پر مقاومت به مقاومت هایی فراتر از۷۰MPaوحتی به مرزهای ۱۰۰MPaبرسند.در این پروژه ها مسئله دوام بتن ها به ویژه موضوع خوردگی میلگرد ها و پایایی در یخ بندان وآب شدگی وهمچنین مجاورت با آب دریا اهمیت زیادی داشت.این مطالعات و اجرایی این بتن ها راه را برای اقدامات مشابه در سایر کشورها باز نمود .اما جالب است بدانیم ازنیمه دوم دهه ۹۰تاکنون تحقیقات ناچیزی برروی بتن ها انجام ومنتشر شده است.و به نظر می رسد نیاز به تحقیقات گسترده تراحساس نمی شود ویا منابع مالی لازم در اختیار محققین قرار نمی گیرد.در ایران نیز از حدود سال هایآخر دهه ۷۰ هجری شمسی(اواخر دهه ۹۰م)تلاشهایی برای تولید بتن سبک پر مقاومت آغاز شد که نتایج آن در این مقاله از نظر می گذرد.

فلسفه بکارگیری بتن سبک پر مقاومت وکاربردها:

بتن معمولی از جرم حجمی۱۵۰/۲تا۳۵۰/۲تن بر مترمکعب برخوردار است وتوانسته اند درحالات عادی به مقاومت های بیش ازMPa 60 وتا حدودMPa120دست پیدا کنند .اگر به طور متوسط مقاومت بتن پر مقاومت معمولی راMPa90 در نظر بگیریم ،نسبت مقاومت به جرم حجمی خشک ۴۰خواهد بود.

بتن نیمه سبکدانه جرم حجمی خشک ۵۵/۱تا ۸۵/۱تن بر متر مکعب را دارا می باشد.مقاومت های فشاری بتن های نیمه سبکدانه قبل از دهه۸۰ معمولابین MPa25تا ۴۵MPaبود؛که متوسط آن ۳۵Mpaمی باشد.نسبت مقاومت به جرم حجمی متوسط خشک در حدود ۲۰بود ؛بنابراین مصرف بتن نیمه سبکدانه توجیهی نداشت.بتن های تمام سبکدانه جرم حجمی خشک ۲۵/۱ تا ۴۵/۱تن بر متر مکعب را دارا بود ؛اما مقاومت فشاری آن به زحمت ازMPa 25 فراتر می رفت ونسبت مقاومت به جرم حجمی متوسط خشک کمتر از۲۰می شد وبسیاری از اوقات این نوع بتن جنبه سازه ای نداشت وبه عنوان مصالح غیر سازه ای بکار می رفت.ازآن جا به دلیل نیاز به سبکی در برخی پروژه های نفتی می خواستند از بتن سبکدانه سازه ای استفاده نمایند ناچار به دنبال افزایش مقاومت برآمدند و همان گونه که بتن پر مقاومت معمولی ساخته شده بود سعی شد نیمه سبکدانه پر مقاومت معمولی تولید شود و باید به نسبت مقاومت به جرم حجمی ۴۰ دست می یافتند یعنی مقاومت فشاری به حدودMPa 70می رسید تا مصرف آن از جمیع جهات توجیه داشته باشد.

هر چند بتن سبکدانه سازه ای ازسال های جنگ جهانی اول ودوم درقایق ،بارج ،کشتی های جنگی وغیر جنگی کوچک وبزرگ به کار رفته بود؛اما بعد ها به ویژه پس از جنگ جهانی دوم ساختمان ها و پلها ی زیادی در امریکا وکانادا واروپا با مقاومت های فشاری بیش ازMPa25 ساخته شد.ساخت مخازن مغروق ونیمه مغروق،مخازن گاز طبیعی ،اسکله شناور ،ساختمان های فراساحلی همچون سکوهای نفتی با بتن سبکدانه سابقه داشت ؛اما از اواسط دهه ۸۰تا ۹۰ ساخت این نوع سازه های دریایی با بتن نیمه سبکدانه معمول شد.

ساخت بتن نیمه سبکدانه پر مقاومت مصالح ونسبت ها:

برای ساخت بتن نیمه سبکدانه درشت با کیفیتی مقاومتی خوب ،از ماسه یا سنگدانه ریز با وزن مخصوص معمولی استفاده می شودکه سیمان وافزودنی های دیگر معدنی وشیمیایی یه همراه آب آن را تکمیل می کند.معمولا بتن سبکدانه پر مقاومت به بتنی اطلا ق می شود که مقاومت فشار استوانه ای ۲۸روزه آن یبش از۳۵مگا پاسکال باشد.سبکدانه درشت معمولا وزن مخصوص توده ای غیر متراکم کمتر ازkg/m 3880 را دارا ست.سبکدانه های رسی منبسط شده مانند لیکا یا لیاپور ویا فیبوکه ممکن است اسامی دیگری را درکشورهای مختلف داشته باشد از جمله سنگدانه های سبک مصرفی در این بتن ها می باشد.شیل منبسط شده نیز از جمله سبکدانه یه های مصرفی است که در برخی کشورها لیاپور نیز نام گرفته است.سیلیس منبسط شده (لیسا)در بتن سبکدانه پر مقاومت به میزان گسترده ای بکا رفته است.خاکستر سوخت پخته شده (لیتاژ) وروباره منبسط شده (پلیت)از جمله این سبکدانه ها است.به هر باید گفت معمولا وزن مخصوص توده ای غیر متراکم این سبکدانه ها لازم است بیش از۶۰۰ وتا حدود بیش ازkg /m 3 800باشد وتا از تو پری واستحکام مناسبی برای این بتن ها برخوردار گردد لاز م به ذکر است وزن مخصوص غیر متراکم لیکای ایران با توجه به حداکثراندازه آن در حدود ۳۵۰تا۴۵۰kg/m 3 می یاشد وپرواضح است که درآزمایش های مقاومتی جوابگو نخواهد بود.

برای بتن سبکدانه پر مقاومت حداکثر اندازه سبکدانه معمولا بیش از۱۶ میلی متر وغالبا به۱۰تا۱۲ میلی مترمحدود می شودمسلما با کاهش حداکثر اندازه،وزن مخصوص غیر متراکم بیشترشده ودرآزمایش های مکانیکی نیزبهبودآشکاری از خود نشان می دهد.به طور مثال با کاهش حداکثراندازه۲۵به۱۶ میلی متر،مقاومت فشاری بتن سبکدانه حاوی لیکا در حدود ۳۰درصد افزایش یافته است.اگر این کاهش با حداکثراندازه ادامه یابدباز هم مقاومت بیشتر می شود؛اما باید دانست وزن مخصوص بتن نیز بالا می رود.سیمان مصرفی معمولا از نوع ۱یا ۲ وحتی ۳ می باشد.مقدار سیمان دربتن سبکدانه پر مقاومت اکثرا بین۴۰۰تا۵۵۰kg/m 3می باشد هر چند با مصرف دوده سیلیسی ممکن است مقادیر کمتر سیمان نیز در کارهای انجام شده مشاهده شود.

معمولا امروزه در همه بتن های پر مقاومت من جمله بتن سبکدانه پر مقاومت،دوده سیلیسی وجود دارد ونقش مهمی را ایفا می کند.مقدار دوده سیلیسی معمولا بین ۹تا ۱۵ درصد وزن سیمان مصرفی می باشد.تجربیات موجود نشان می دهد اثر دوده سیلیسی در مقاومت بتن سبکدانه بیشتر از تاثیر آن بر مقاومت فشاری بتن معمولی است.وجود دوده سیلیسی،مقاومت کششی را به طورقابل توجهی دربتن سبکدانه افزایش می دهدو نفوذپذیری دربرابر یون کلر را به شدت کاهش می دهد.

لازم به ذکر است برخی محققین از مواد دیگری همچون خاکستربادی به جای دوده سیلیسی استفاده نموده اند.افزودنی های شیمیایی مصرفی از نوع فوق روان کننده های نسل دوم ونسل سوم می باشد.فرم آلدئیدملامین سولفوناته فشرده وفرم آلدئید نفتالین سولفو ناته فشرده ازجمله فوق روان کننده های نسل دوم هستند که کاهندگی آب آنها به۲۵درصد میرسد؛در حالی که کاهندگی فوق روان کننده های پلی کربوکسیلی نسل سوم به بیش از ۳۵ درصد بالغ می شود به هرحال در بتن های سبکدانه پر مقاومت میزان قابل توجهی فوق روان کننده مصرف می شودو غالبا به حداکثر میزان مجاز مصرف این مواد در بتن میرسد.

تغییر در سبکدانه وسنگدانه معمولی نیز می تواند باعث تغییر مقاومت گردد.بدیهی است با افزایش ماسه معمولی و کاهش سبکدانه درشت می توان مقاومت فشاری را افزایش داد،اما وزن مخصوص بتن نیز بالا می رود.به هر حال سعی می شودتا حد امکان مقدار سبکدانه درشت راکم وبر مقدار ماسه معمولی بیفزاییم تا نتیجه مناسب عاید شود.

شکل سبکدانه درشت وماسه مصرفی نیز تا حدودی برمقاومت ها تاثیر می گذارد که چندان مهم تلقی نمی شود.

کاهش نسبت آب به سیمان طبق روال معمول برمقاومت بتن می افزاید.در بتن سبکدانه پر مقاومتمعمولا این نسبت از۲۵/۰تا۳۵/۰ می باشد که به ندرت به۴/۰ نیز می رسد.مسلما افزایش میزان آب واسلامپ کنترل می شود؛زیرا اسلامپ های زیاداغلب موجب جداشدگی بتن های سبک به ویژه درهنگام اجرا میشود مگر این که از عیار سیمان ومواد چسباننده بیش ازkg/m 3450 برخوردار باشد.

بتن نیمه سبکدانه پر مقاومت در ایران:

عمده تحقیقات در ایران بر روی مقاومت بتن سبکدانه و نیمه سبکدانه معمولی انجام شده است.درمرکز تحقیقات ساختمان ومسکن با نسبت های آب به سیمان بیشتر از ۳۹/۰ وحداکثر عیار سیمانkg/m 3545 ووزن مخصوص ۳ kg/m1670مقاومت مکعبی ۲۸روزه بتن حاوی لیکا وماسه معمولی در حدود kg/m 3275بدست آمده است که برای بتن سبکدانه این مقاومت از۳ kg/m200 تجاوز نموده است.

در یک تحقیقات در دانشگا ه خواجه نصیر طوسیبا یکارگیریkg/m 3550 سیمان ومیکرو سیلیس مقاومت ۲۸روزه مکعبی بتنی حاوی لیکا وماسه با نسبت آب به سیمان تقریبی ۳۸/۰در حدود kg/m 3205 حاصل شده است.

در ایران بتن سبک پر مقاومت با سبکدانه های وارداتی نیز ساخته اند که در آن هااز سبکدانه با چگالی حجمی بیشتر از۰/۱ استفاده شده است.

اینجانب در دانشگاه علم و صنعت تلاش هایی را به انجام رساندم که نتایج مقاومت ۷و۲۸ روزه استوانه ای ومکعبی آن به همراه مشخصات ،مقادیر ونسبت های مصالح مصرفی در ۱دیده می شود.

بیشترین مقاومت استوانه ای ۲۸ روزه در حدود ۳۵ مگا پا سکال و برای بتن نبمه سبکدانه با نسبت آب به سیمان۰/۲۵ وعیار مواد چسبنانندهkg/m 3 450با وزن مخصوص خشک kg/m­ ۳ ۱۷۹۵ بدست آمده وحداکثر اندازه سبکدانه ۱۰میلی متر بوده است.با نسبت آب سیمان ۳۳/۰ بیشترین مقاومت فشاری استوانه ای ۲۸روزه به kg/m­ ۳۵/۳۲ رسید که عیار مواد چسباننده آن kg/m­ ۳۵۵۰ و وزن مخصوص خشک آن kg/m­ ۳ ۱۸۱۰ بوده است.در این بتن حداکثر اندازه سبکدانه درشت ۶میلی متر بوده ومقدار آن نیز کمتر از سایر بتن ها می باشد؛در حالی که در بتن مشابه با حداکثر اندازه سبکدانه۱۰ میلی متری با مقدار سبکدانه بیشتر ،مقاومت فشاری در حدود MPa 30 بدست آمده است بنابراین دیده می شود که نتوانسته ایم عملا به بتن نیمه سبکدانه پر مقاومت با لیکای ایران حتی با استفاده از دوده سیلیسی با میزان ۱۰ درصد سیمان دست یابیم.آزمایش هایی با درصد میکرو سیلیس بیشتر نیز انجام شده که نتایج جالب توجهی به دست نداده است.

خوب است بدانیم مقاومت فشاری استوانه ای ۲۸ روزه بتن معمولی با نسبت آب به سیمان ۳۳/۰ که دارای دوده سیلیسی وعیار مواد چسبناننده kg/m­ ۳۵۵۰ بوده است در حدود MPa48 بدست آمد ه وبرای تمام سبکدانه در این شرایط مقاومت مربوطهMPa5/18 شده است.

ویزگی های بتن سبک با مفاومت زیاد(نسبت آب به سیمان کم ):

نسبت مقاومت کششی وخمشی بتن های سبکدانه یا نیمه سبکدانه به مقاومت فشاری کمتر از این نسبت برای بتن معمولی نیست و حتی بیشتر نیز می باشدعلت این امرتاثیر کمتر کیفیت سنگدانه بر مقاومت کششی بتن است ونقش خمیر سیمان وملات در این امر چشمگیرتر است.برای بتن های سبک با لیکای ایران با نسبت آب به سیمان کمتر از۴/۰ می توان گفت نسبت مقاومت کششی شکافتی به مقاومت فشاری استوانه ای در حدود ۱۱/۰بد ست آمده که این نسبت برای بتن های مزبوربین۰۹/۰تا ۱۳/۰ بوده است .با توجه به روابط موجود در ACI می توان گفت این روابط بین مقاومت کششی وفشاری برای این بتن هاتقریبا صادق است.

مقاومت خمشی بتن ها ی نیمه سبکدانه عملا در حدود۵/۱ برابر مقاومت کششی شکافتی بدست آمده است. در بتن های نیمه سبکدانه با نسبت آب به سیمان کم وبا لیکای ایران نسبت به مقاومت فشاری استوانه ای به مکعبی ابدا تناسبی با این نسبت برای بتن معمولی ندارد.برخی اوقات مقاومت استوانه ای بیش از مکعبی بوده وعملا این نسبت بین ۹/۰ تا ۱/۱ بوده است.در تحقیقات دیگرنیز به این امر اشاره شده است و معتقدند با مصرف سبکدانه مقاومت های استوانه ای به مکعبی نز دیک شود.

مدول الاستیسیته استاتیکی بتن نیمه سبکدانه حاوی لیکای ایران می تواند از روابط موجود در ACI بدست آید.مدول الاستیسیته این بتن ها عمدتا بین ۱۰تا ۲۰گیگا پاسکال بوده است.مدول الا ستیسیته دینامیکی این بتن ها در مقایسه با بتن معمولی و با توجه به وزن مخصوص بتن بیش از حد انتظار بدست آمده است این مدول الا ستیسیته بین ۱۷ تا ۲۵ گیگا پاسکال می باشد که قابل توجه به نظر میر سد سرعت پالس در این بتن ها گاه با سرعت پالس در بتن های معمولی تفاوت چندانی را نشان نیمدهد.جمع شدگی بتن نیمه سبکدانه با نسبت آب به سیمان کم با لیکای ایران از بتن های معمولی بیشتر است.

در رابطه با جذب آب وجذب آب موئینه می توان گفت هر چند کیفیت بتن نیمه سبکدانه مانند بتن معمولی مشابه نیست ؛اما تفاوت های بازرسی را نشان نمی دهد.

از نقطه نظرمقاومت الکتریکی نیز در مقایسه با بتن معمولی مشابه(به ویژه در حالت نگهداری شده در آب)تفاوت ها چندان زیاد نیست؛در حالی که بتن تمام سبکدانه وضعیت بهتری را در مقایسه با بتن معمولی نشان داده است.

هر چند ضریب نفوذ یون کلر بتن نیمه سبکدانه تقریبا ۵/۱ برابر بتن معمولی است ؛اما جالب این است که بتن تمام سبکدانه در شرایط مشابه مانند بتن معمولی یا بهتر ازآن ارزیابی شده است.

همچنین در رابطه با آزمایش های خوردگی میلگرد،بتن نیمه سبکدانه ضیف تر از بتن معمولی مشابه بوده است ولی مجدد ا باید خاطر نشان کرد که بتن تمام سبکدانه شبیه به بتن معمولی وحتی بهتر از آن عمل کرده است.

کار برد بتن سبک با نسبت آب به سیمان کم در ایران ومحدویت های موجود:

به نظر میرسد با شرایط موجود ساخت بتن سبکدانه پر مقاومت با نسبت آب به سیمان کم حتی با مصرف دوده سیلیسی و فوق روان کننده به کمک لیکای ایران مقدور نباشد،مگر این که تغییر اساسی در کیفیت مقاومتی و وزن مخصوص لیکای موجود ایجاد شود.به هر حال با مقاومت های حاصله ونسبت مقاومت به وزن مخصوص عملا کاریردی برای بتن های سبک در کارهای سازه ای پیش بینی نمی شود .مصرف مقادیر قابل توجهی سیمان ،دوده سیلیسی وفوق روان کنند ه هزینه بسیار زیادی را ایجاد خواهد کرد وتحت این شرایط در کارگاه ممکن است صرفا مقاومت های کمتر از MPa 25 حاصل شود که توجیه اقتصادی نخواهد داشت .در استفاده از بتن سبکدانه به مسائل اجرایی به ویژه جداشدگی باید توجه داشت و این نیز می تواند در ایران می تواند مشکلات اساسی را به وجود آورد؛هر چند با استفاده از عیار سیمان زیاد و دود ه سیلیسی این مشکل تا حدودی حل می شود.

هر چند بکارگیری بتن نیمه سبکدانه سازه ای در ایران توجیه نداردهر چند بکارگیری بتن نیمه سبکدانه سازه ای در ایران توجیه ندارد؛اما دو تحقیق جدا گانه نشان داده است بتن تمام سبکدانه نیمه سازه ای که با لیکای ایران ساخته شده ،دوام قابل توجهی را در برابرخوردگی میلگردها از خود نشان داده ومشابه بتن های معمولی و حتی بهتر از آن در شرایط پایداری از خود بروز داده است.لذا شاید بتوان از این نوع بتن در موارد خاصی در حاشیه خلیج فارس و دریای عمان استفاده کرد.

تولید سیمان که ماده اصلی چسبندگی در بتن است در سال ۱۷۵۶ میلادی در کشور انگلستان توسط «John smeaton » که مسئولیت ساخت پایه برج دریایی «Eddystone » را بر عهده داشت آغاز شد و درنهایت سیمان پرتلند در سال ۱۸۲۴ میلادی در جزیره ای به همین نام در انگلستان توسط «Joseph Aspdin » به ثبت رسید . مردم کشور ما نیز از سال ۱۳۱۲ با احداث کارخانه سیمان ری با مصرف سیمان آشنا شدند و با پیشرفت صنایع کشور ، امروزه در حدود ۲۶ الی ۳۰ میلیون تن سیمان در سال تولید می گردد . با آگاهی مهندسان از نحوه استفاده سیمان در کارهای عمرانی ، این ماده جایگاه خودش را در کشورمان پیدا کرد .
یکی از روشهای ساختمان سازی که امروزه در جهان به سرعت توسعه می یابد ساختمانهای بتنی است . بعد از انقلاب اسلامی به علت کمبود تیر آهن در نتیجه تحریمها و نیز گسترش ساخت و سازهای عمرانی در کشور ، کاربرد بتن بسیار رشد نمود . علاوه بر این موضوع ساختمانهای بتنی نسبت به ساختمانهای فولادی دارای مزایایی از قبیل مقاومت بیشتر در مقابل آتش سوزی و عوامل جوی ( خورندگی ) آسان بودن امکان تهیه بتن به علت فراوانی مواد متشکله بتون و عایق بودن در مقابل حرارت و صوت می باشند که توسعه روز افزون این نوع ساختمانها را فراهم می سازد .
یکی از معایب مهم ساختمانهای بتنی وزن بسیار زیاد ساختمان می باشد که با میزان تخریب ساختمان در اثر زلزله نسبت مستقیم دارد . اگر بتوانیم تیغه های جدا کننده و پانل ها را از بتن سبک بسازیم وزن ساختمان و در نتیجه آن تخریب ساختمان توسط زلزله مقدار زیادی کاهش می یابد . ولی کم بودن مقاومت بتن سبک عامل مهمی در محدود نمودن دامنه کاربرد این نوع بتن و بهره گیری از امتیازات آن بوده است . استفاده از میکروسیلیس در ساخت بتن سبک سبب شده است که مقاومت بتن سبک بالا رود و این محدودیت کاهش یابد . در این تحقیق ضمن توضیحاتی در مورد بتن و تاثیر آب بر روی مقاومت بتن ، بیشتر در باره بتن سبک و روشهای افزایش مقاومت آن با استفاده از میکروسیلس ، خواص مکانیکی و همچنین موارد کاربرد آن بحث می شود .
۱- سیمان
– سیمان تولید شده در کشور ما با سیمان تولید شده در کشورهای صنعتی متفاوت است که لازم است تفاوت آن تا حد ممکن بررسی شود .
– طبقه بندی سیمانها شناسایی شود .
– عدم تنوع در کیفیت سیمان نشانه ضعفهایی از سیستم ساخت و ساز می باشد .
– عدم استفاده از سیمان با کیفیت بالا از عوامل اولیه عمر کوتاه ساختمان در بحث مصالح می باشد .
۲ – شن و ماسه
– معیارها و آئین نامه های تولید کلان شن و ماسه بررسی شود .
– تولید کلان شن و ماسه در کشور ما از نظر معیار و رعایت آئین نامه های تولید بررسی شود .
– معایب شن و ماسه تولیدی در کشور در حد کلان بدلائل زیر آنرا در درجه دوم و یا سوم کیفیت قرار می دهد .
الف : وجود گرد و غبار
ب : عدم شستشو
ج : دانه بندی نا صحیح
د : استفاده از شن و ماسه رودخانه ای بجای شن و ماسه شکسته .
– استفاده از شن و ماسه درجه ۲ و یا ۳ از عوامل ثانوی عمر کوتاه ساختمان در بحث مصالح می باشد .
افزایش مقاومت بتن مد نظر تمام دست اندرکاران صنعت تولید بتن می باشد .

ساختار بتن :

– بتن دارای چهار رکن اصلی می باشد که به صورت مناسبی مخلوط شده اند ، این چهار رکن عبارتند از :
الف : شن
ب : ماسه
ج : سیمان
د : آب
– در برخی شرایط برای رسیدن به هدفی خاص مواد مضاف به آن اضافه می شود که جزﺀ ارکان اصلی بتن به شمار نمی آید .
– توده اصلی بتن مصالح سنگی درشت و ریز ( شن و ماسه ) می باشد .
– فعل و انفعال شیمیایی بین سیمان و آب موجب می شود شیرابه ای بوجود آید و اطراف مصالح سنگی را بپوشاند و مصالح سنگی را بصورت یکپارچه بهم بچسباند .
– استفاده از آب برای ایجاد واکنش شیمیایی است .
– برای ایجاد کار پذیری لازم بتن مقداری آب اضافی استفاده می شود تا بتن با پر کردن کامل زوایای قالب بتواند دور کلیه میلگرد های مسلح کننده را بگیرد .
– جایگاه استفاده آب در بتن به لحاظ انجام عمل هیدراتاسیون دارای حساسیت بسیار زیادی است .

ویژگیهای آب مصرفی بتن :

– آب های مناسب برای ساختن بتن
۱- آب باران
۲- آب چاه
۳- آب برکه
۴- آب رودخانه در صورتی که به پسابهای شیمیایی کارخانجات آلوده نباشد و غیره …
بطور کلی آبی که برای نوشیدن مناسب باشد برای بتن نیز مناسب است باستثناﺀ مواردی که متعاقبا توضیح داده خواهد شد .
– آبهای نا مناسب برای ساختن بتن
۱- آبهای دارای کلر ( موجب زنگ زدگی آرماتور می شود )
۲- آبهایی که بیش از حد به روغن و چربی آلوده می باشند .
۳- وجود باقیمانده نباتات در آب .
۴- آب گل آلود ( موجب پایین آوردن مقاومت بتن می شود )
۵- آب باتلاقها و مردابها
۶- آبهای دارای رنگ تیره و بدبو
۷- آبهای گازدار مانند۲ co و…
۸- آبهای دارای گچ و سولفات و یا کلرید موجب اثر گذاری نا مطلوب روی بتن می شوند .
نکته : ۱- آبی که مثلا شکر در آن حل شده است برای نوشیدن مناسب است ولی برای ساخت بتن مناسب نیست .
نکته : ۲- مزه بو و یا منبع تهیه آب نباید به تنهایی دلیل رد استفاده از آب باشد .
نکته : ۳- ناخالصیهای موجود در آب چنانچه از حد معین بیشتر گردد ممکن است بشدت روی زمان گرفتن بتن ، مقاومت بتن ، پایداری حجمی آن ، اثر بگذارد و موجب زنگ زدگی فولاد شود .
نکته : ۴- استفاده از آب مغناطیسی بعنوان یکی از چهار رکن اصلی مخلوط بتن می تواند بعنوان تاثیرگذار بر روی یارامترهای مقاومت بتن انتخاب گردد .

تمایز بتن از نظر چگالی :

الف : بتن معمولی : چگالی بتن معمولی در دامنه باریک ۲۲۰۰ تا ۲۶۰۰ kg/m3 قرار دارد زیرا اکثر سنگها در وزن مخصوص تفاوت اندکی دارند ( ادامه این مبحث از بحث ما خارج است )
ب : بتن سنگین : از این بتنها در ساختمان محافظهای بیولوژیکی بیشتر استفاده می شود مانند ساختار ، آکتورهای هسته ای و پناهگاههای ضد هسته ای که مورد بحث ما نمی باشد که چگالی آن معمولا بیشتر از ۲۲۰۰ تا ۲۶۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب می باشد .
ج : بتن سبک : مصرف بتن سبک اصولا تابعی از ملاحظات اقتصادی است ضمن اینکه استفاده از این بتن بعنوان مصالح ساختمانی دارای اهمیت بسیار زیادی است این بتن دارای چگالی کمتر از ۲۲۰۰ تا ۲۶۰۰ کیلوگرم در متر مکعب می باشد . بدلیل اینکه دارای چگالی کمتر از بتن سنگین است دارای امتیاز قابل توجهی از نظر ایجاد بار وارده بر سازه می باشد چگالی بتن سبک تقریبا بین ۳۰۰ و ۱۸۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب می باشد یکی از امتیازات مهم امکان استفاده از مقاطع کوچکتر و کاهش مربوطه در اندازه پی ها می باشد ضمن اینکه قالبها فشار کمتری را از حالت بتن معمولی تحمل می کنند و همچنین در کاهش جابجایی کل وزن مصالح بدلیل افزایش تولید جایگاه ویژه ای دارد .
روش های کلی تولید بتن سبک :
– روش اول : از مصالح متخلخل سبک با وزن مخصوص ظاهری کم بجای سنگدانه معمولی که تقریبا دارای چگالی ۶/۲ می باشد استفاده می کنند .
– روش دوم : بتن سبک تولید شده در این روش بر اساس ایجاد منافذ متعدد در داخل بتن یا ملات می باشد که این منافذ باید به وضوح از منافذ بسیار ریز بتن با حباب هوا متمایز باشد که بنام بتن اسفنجی ، بتن منفذ دار و یا بتن گازی یا بتن هوادار می شناسند .
– روش سوم : در این روش تولید ، سنگدانه ها ی ریز از مخلوط بتن حذف می شوند . بطوریکه منافذ متعددی بین ذرات بوجود می آید و عموما از سنگدانه های درشت با وزن معمولی استفاده می شود . این نوع بتن را بتن بدون سنگدانه ریز می نامند .
نکته : کاهش در وزن مخصوص در هر حالت به واسطه و جود منافذ یا در مصالح یا در ملات و یا در فضای بین ذرات درشت موجب کاهش مقاومت بتن می شود .

طبقه بندی بتن های سبک بر حسب نوع کاربرد آنها :

– بتن سبک بار بر ساختمان
– بتن مصرفی در دیوارهای غیر بار بر
– بتن عایق حرارتی
نکته ۱- طبقه بندی بتن سبک بار بر طبق حداقل مقاومت فشاری انجام می گیرد .
مثال : طبق استاندارد ۷۷ – ۳۳۰ ASTM C در بتن سبک —- مقاومت فشاری بر مبنای نمونه های استوانه ای استاندارد از شده پس از ۲۸ روز نباید کمتر از Mpa 17 باشد . و وزن مخصوص آن نباید از ۱۸۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب تجاوز نماید که معمولا بین ۱۴۰۰ او ۱۸۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب است .
نکته : ۲- بتن مخصوص عایق کاری معمولا دارای وزن مخصوص کمتر از ۸۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب و مقاومت بین ۷/۰ و Mpa 7 می باشد .

انواع سبک دانه هایی که به عنوان مصالح در ساختار بتن سبک استفاده می شود :

الف – سبک دانه های طبیعی : مانند دیاتومه ها ، سنگ پا ، پوکه سنگ ، خاکستر ، توف که بجز دیاتومه ها بقیه آنها منشاﺀ آتشفشانی دارند .
نکته :۱- این نوع سبک دانه ها معمولا بدلیل اینکه فقط در بعضی از جاها یافت می شوند به میزان زیاد مصرف نمی شوند ، معمولا از ایتالیا و آلمان اینگونه مصالح صادر می شود .
نکته : ۲- از انواعی پوکه معدنی سنگی که ساختمان داخلی آن ضعیف نباشد بتن رضایت بخشی با وزن مخصوص ۷۰۰ تا ۱۴۰۰ کیلو گرم بر متر مکعب تولید می شود که خاصیت عایق بودن آن خوب می باشد اما جذب آب و جمع شدگی آن زیاد است . سنگ پا نیز دارای خاصیت مشابه است .
ب – سبک دانه های مصنوعی : این سبک دانه ها به چهار گروه تقسیم می شوند .
– گروه اول : که با حرارت دادن و منبسط شدن خاک رس ، سنگ رسی ، سنگ لوح ، سنگ رسی دیاتومه ای ، پرلیت ، اسیدین، ورمیکولیت بدست می آیند .
– گروه دوم : از سرد نمودن و منبسط شدن دوباره کوره آهن گدازی به طریقی مخصوص بدست می آید .
– گروه سوم : جوشهای صنعتی ( سبکدانه های کلینکری) می باشند .
– گروه چهارم : مخلوطی از خاک رس با زباله خانگی و لجن فاضلاب پردازش شده را می توان به صورت گندوله در آورد تا با پختن در کوره تبدیل به سبک دانه شود ولی این روش هنوز به صورت تولید منظم در نیامده است .
در جدول ( ۱ ) خواص انواع بتن های سبک که با این سنگدانه ها ساخته می شوند نشان داده شده اند :

الزامات سبکدانه ها بتن سازه ای :

الزامات سبکدانه ها در آیین نامه های ASTM C330-89 ( مشخصات سبکدانه ها برای بتن سازه ای در آمریکا ) و BS 3797:1990 ( مشخصات سبکدانه ها برای قطعات بنایی و بتن سازه ای در بریتانیا ) داده شده اند . در استاندارد بریتانیایی مشخصات واحدهای بنایی نیز مورد بحث قرار گرفته است . این آیین نامه ها محدودیتهایی برای افت حرارتی ( ۵% درASTM و۴% در BS)و همچنین در BS برای مقدار سولفات ۱% ۳ so (به صورت جرمی ) را مشخص نموده اند . برخی الزامات دانه بندی این آیین نامه ها در جداول ۲ ، ۳ و ۴ نشان داده شده اند .
ذکر این نکات برای فهم بهتر این جداول مفید است :
۱- آیین نامه BS 1047:7983 مشخصات دوباره در هوای سرد شده ، که منبسط نشده است را در بر می گیرد .
۲- سبکدانه های به کار رفته در بتن سازه ای ، صرفنظر از منشأ آنها تولیداتی مصنوعی می باشند و در نتیجه معمولا یکنواخت تر از سبکدانه طبیعی می باشند . بنابراین سبکدانه را می توان برای تولید بتن سازه ای با کیفیت ثابت مورد استفاده قرار داد .
نکته : سبکدانه ها دارای خصوصیت ویژه ای هستند که سنگدانه های معمولی فاقد آن می باشند و در رابطه با انتخاب نسبتهای مخلوط و خواص مربوط به بتن حاصل دارای اهمیت ویژه ای می باشند .این ویژگی عبارتست از توانایی سبکدانه ها در جذب مقادیر زیاد آب و همچنین امکان نفوذ مقداری از خمیر تازه سیمان به درون منافذ باز ( سطحی ) ذرات سبکدانه (مخصوصا ذرات درشت تر ) در نتیجه این جذب آب توسط سبکدانه ، وزن مخصوص آنها زیادتر از وزن مخصوص ذراتی می شود که در گرمچال خشک شده اند .

روشهای افزایش مقاومت بتن سبک :

کم بودن مقاومت بتن سبک عامل مهمی در محدود نمودن دامنه کاربرد این نوع بتن و بهره گیری از امتیازات آن بوده است برای بدست آوردن بتن سبک با مقاومت زیاد روشهای زیادی مورد توجه قرار گرفته است .
نکته : عامل موثر و مشترک در کلیه این پژوهشها مصرف میکروسیلیس در بتن می باشد . در اینجا اجمالا به چند روش اشاره می گردد :
۱- تحقیقات مشترک V.Novokshchenov و W.Whitcomb جهت افزایش مقاومت بتن سبک و بهبود دیگر خواص آن با استفاده از سبکدانه های سیلیسی منبسط شده ، به اعتقاد آنان مقاومت بتن سبک تابعی از مقاومت سبکدانه ها و ملات است که این رابطه به صورت ذیل ارائه گردید .
fc = fm (vm)+fa (1-vm)
fc = مقاومت بتن fa = مقاومت سبکدانه
fm = مقاومت ملات vm = حجم نسبی ملات
بدین ترتیب مشاهده می شود که می توان با افزایش مقاومت سبکدانه و مقاومت و حجم ملات مقاومت بتن سبک را افزایش داد .

نتیجه گیری

– بتن نیمه سبکدانه پرمقاومت با استفاده از لیکای مرغوب وسیلیس منبسط شده با مقاومت ۲۸ روزه استوانه ای بیش از MPa50 در دنیا ساخته و مصرف شده است که نسبت آب به سیمان آن معمولا کمتر از ۳۵/۰ می باشد.

– عمده کاربرد بتن نیمه سبکدانه پر مقاومت امروزه د رکارهای دریایی و نفتی می باشد.

– دوده سیلیسی وفوق روان کننده از ملزومات تولید بتن سبکدانه پرمقاومت می باشد وعیار سیمان مصرفی معمولا بیش از۴۰۰و تا حدود kg/m3 550بوده است.

– حداکثر اندازه سبکدانه نقش مهمی را در تغییر مقاومت ایفا می کند و امروزهبرای بتن نیمه سبکدانه پر مقاومت،حداکثر اندازه سبکدانه بین ۵/۱۲-۵/۹ میلی متر می باشد.

– ساخت بتن نیمه سبکدانه پر مقاومت با لیکای ایران حتی با مصرف دوده سیلیسی وفوق روان کننده و بکارگیری نسبت آب به سیمان ۲۵/۰ عملا مقدور نمی باشد.

– لیکای ایران از نظر کیفیت مقاومتی و جذب اب نمی تواند مرغوب تلقی شود ولی از وزن مخصوص پایینی برخوردار می باشدو صرفا برای تولید بتن های نیمه سبکدانه سازه ای با مقاومت معمولی می تواند به کار گرفته شود.

– بتن های تمام سبکدانه با نسبت آب به سیمان کم می تواند همانند بتن معمولی مشابه در محیط های خورنده وبه صورت مسلح بکار گرفته شود؛هر چند از مقاومت فشاری پایینی برخوردارمی باشد.

خطوط تولید بلوکهای بتن سبک هبلکس ، گازی با ظرفیت ۵۰۰ متر مکعب در روز ساخت کشور چین .
این نوع بتن در نتیجه یک واکنش شیمیایی که گاز را در ملات تازه ایجاد میکند ساخته میشود. این بتن هنگامی که سخت میشود شامل تعداد زیادی حباب های گازی میباشد. این نوع بتن بعلت وزن کم ( دانسیته ۷۰۰-۵۰۰ کیلوگرم به متر مکعب )وخواص عایق بندی حرارتی باعث کاهش جرم ساختمان و صرفه جویی در مصرف انرژی میگردد. از خواص عمده بتن گازی وزن مخصوص کم ,مقاومت مناسب عایق بندی حرارتی ومقاوم در برابر آتش و عایق صوتی قابل ذکر میباشد.

بتن تولید سیمان که ماده اصلی چسبندگی در بتن است در سال ۱۷۵۶ میلادی در کشور انگلستان توسط «John smeaton » که مسئولیت ساخت پایه برج دریایی «Eddystone » را بر عهده داشت آغاز شد و درنهایت سیمان پرتلند در سال ۱۸۲۴ میلادی در جزیره ای به همین نام در انگلستان توسط «Joseph Aspdin » به ثبت رسید . ..سبک و اثر میکروسیلیس ها در افزایش مقاومت آن.

بتن سبک هوادار

در راستای پیشرفتهای صورت گرفته در جهان ، مهندسان بخش مسکن تحقیقات جدی و مستمری انجام داده و می دهند تا بتوانند مسکن با عمر مفید زیاد (چند قرن) ، استحکام بالا در مقابل بلایای طبیعی (زلزله ، آتش سوزی و …) ، همچنین با توجه به پایان رسیدن عصرانرژی ارزان ، حداقل انرژی در ساختمان مصرف گردد و دارای هزینه کمتری نسبت به سایر مصالح رایج باشد که این ایده ها با شناسایی بتن سبک هوادار (foam concrete) تحقق یافت. هم اکنون بتن معمولی غالبا با دانسیته ۲۴۰۰kg/m3 تولید می گردد که با توجه به وزنش مشکلات فراوانی ازجمله اجرای سخت و باخاصیت جذب آب بسیار بالا دائما تاسیسات حرارتی و برودتی ساختمان را در معرض تخریب قرار می دهد و معایب دیگر ، خوشبختانه در حال حاضر با افزودن هوا به مخلوط ماسه و سیمان ، وزن آن تا اندازه قابل توجهی کاهش می یابد ، (۴۰۰ الی ۱۸۰۰ کیلو گرم بر متر مکعب) و بتن سبک هوادار با خصوصیات بارزی تولید می گردد.

تولید بتن سبک با نوعی مواد افزودنی (فوم هوازی پروتئینی) جهت متخلخل نمودن خمیر ماسه و سیمان توسط شرکت NEOPOR SYSTEM در کشور آلمان با روش بهبود دائم طی مراحل تعاملی مهندسی انجام گرفته است.
بتن سبک در گذشته و در حال حاضر در کشورمان تولید می شود که به بتن سبک صنعتی (پوکه صنعتی ، معدنی و …) و بتن سبک گازی معروفند که هر کدام به نوبه خود ضررهایی برای محیط زیست دارا می باشند ولی در کشورهای توسعه یافته این نوع بتن سبک جای خود را به بتن سبک هوادار داده است.
شرکت NEOPOR SYSTEM در حال حاضر با بیش از ۲۵ سال سابقه اجرایی در ۳۰ کشور جهان مورد تایید موسسه استاندارد (( دین آلمان)) می باشد .
خصوصیات فنی:
بتن سبک هوادار را می توان در دو سطح دانسیته ای تولید کرد :
الف – وزن مخصوص (۴۰۰ الی ۹۰۰ کیلو گرم بر متر مکعب) برای ساخت بلوکهای ساختمانی غیرباربر و همچنین بلوکهای تزئینی و پانلها.
ب – وزن مخصوص (۱۰۰۰ الی ۱۸۰۰ کیلو گرم بر متر مکعب) برای قطعات باربر و مسلح.

بتن سبک هوادار در هر دو سطح دارای خصوصیات مشترکی می باشند که شماری از آنها بشرح زیر می باشد :

۱_عایق رطوبت
۲_عایق گرما وسرما
۳_ عایق صوت
۴_مقاومت بیشتر در مقابل حریق
۵_نسبت مقاومت فشاری مناسب به وزن
۶_کاهش بار مرده در ساختمان
۷_ مقاوم در مقابل نفوذ آب
۸_خاصیت خوب جذب و دفع آب
۹_راحتی در عمل بریدن و میخ کوبی
۱۰_انقباض مطلوب در حین خشک شدن
۱۱_ مقاوم در برابر یخ زدگی
۱۲_جلوگیری از استهلاک سیستم سرمایش و گرمایش

مزایا:

بتن سبک هوادار دارای مزایای زیادی می باشد که برخی ازآنها به شرح زیر می باشد.

۱_ صرفه جویی در هزینه های ترانسپورت قطعات پیش ساخته (تولید صنعتی)
۲_ صرفه جویی در حمل مصالح (وزن ماسه و میله گرد)
۳_عمر مفید بیشتر قالب فلزی (ضریب تکرار بیشتر قالب در سیستم بتن سبک)
۴_حذف دستمزدهای بنایی (گچ و خاک و حداقل سفید کاری)
۵_حذف هزینه های مصالح (خاک و گچ)
۶_حذف دستمزدهای اجرای نماکاری (سیمانکاری)
۷_حذف هزینه های مصالح نماکاری (سیمان و ماسه)
۸_حذف هزینه های مربوط به ترانسپورت پرت مصالح به خارج از کارگاه
۹_صرفه جویی در هزینه های مصرف انرژی (نفت ، گاز ، برق ، …) بدلیل تبادل حرارتی و برودتی بهتر دیوار بتن سبک
۱۰_سرعت در اجرا به دلیل سیال بودن بتن سبک ، عمل بتن ریزی به مراتب سریعتر از بتن معمولیانجام می شود و در این سیستم عمل ویبره حذف می گردد.
۱۱_صرفه جویی در مصرف میله گرد ، در اینجا باید رقم ۳۰% را در هزینه های مربوط به وزن میله گرد منظور نموده (دیوارهای باربر و پی ها)
۱۲_سهولت عملیات کنده کاری و هزینه های مربوط در مقایسه با دیوار آجری
۱۳_سرعت در بازگشت سرمایه و پرداخت کمتر بهره بانکی در مقایسه با سیستم های ساخت و ساز سنتی و مشابه آن با بتن سبک

سبک سازی ساختمان (پی ، دیوار ، سقف)
افزایش قابل توجه عمر مفید ساختمان (بیش از صد سال)

موارد استفاده:

۱_ایزولاسیون پشت بام
این بتن می تواند بعنوان یک عایق حرارتی برای پشت بامها مورد استفاده قرارگیرد.

۲_ایزولاسیون کف ساختمان
این بتن می تواند بعنوان یک عایق رطوبتی و حرارتی برای کفها مورد استفاده قرار گیرد ، بطوریکههر ۵ سانتی متر بتن سبک هوادار معادل یک لایه قیر اندود عمل می کند .

۳_ساختمان سازی
ساختمانهای پیش ساخته و قالب درجا بعنوان پارتیشن بندی در انواع سازه (انواع بلوکهای ساختمانی)

۴_ژئوتکنیک
این بتن با توجه به سیال بودنش داخل تمامی حفره ها نفوذ کرده و تمام روزنه ها را پر می کند و در مقابل براحتی می توان از آن حفره برداری نمود.

۵_محوطه سازی (با قطعات پیش ساخته یا بتن درجا)
این بتن با توجه به خصوصیاتش از جمله مقاومت در برابر یخ زدگی و عدم جذب رطوبت بسیار پوشش
مناسبی برای سطح جاده ها و فرودگاهها و پیاده روها می باشد.

۶_ حصار کشی
از این بتن می توان هر قطعه ای (هر اندازه و هر شکل) برای دیوار محوطه تهیه و نصب نمود .

از این بتن می توان هر نوع قطعه بتنی را تهیه نمود ، بر این اساس از آن می توان برای ساخت گلدان ، نیمکت پارک ، سنگ فرش پیاده رو ، سنگ چمن ، آبراه باران و … استفاده نمود.

۷_ مجسمه سازی
بخاطر سیال بودن بتن و در نهایت سبک بودن آن می توان هر نوع مجسمه ای را تولید کرد.

تمام موارد بالا را میتوان همراه با سلیقه های مختلف بصورت رنگی تولید نمود.

۸_بلوکهای تزئینی و متفرقه

بتــن سبــک:
بتــن سبــک مسلــح و مرکــب ارتجاعی با تغییـــرات غیر خطـــی کرنش در ارتفـاع تیـــر در طی خمش، و مــدول فنریـت و قابلیت کرنش پذیری بـالا در خمـــش نوعــی بتـن سبک مسلــحِ فیبــروالاستیک با ساختــار شبکــه‏ای می‏باشد.
در این سیستم مرکب، بنا به بافت منسجم و نظام شبکه‏ای موجود و نوع و تناسب رفتار اجزاء به کار رفته در تعامل با یکدیگر، امکان توزیع

گسترده و مناسب‏تر کرنش‏ها و تنش‏ها (همراه با جذب و مهار نسبی آنها) فراهم آمده، ظرفیت‏های ذخیره و جذب انرژی زیاد بوده، و کرنش پذیریِ بالا (به ویژه در محدوده ارتجاعی) هم به سهم خود امکان بهره‏گیری از توان‏ مجموعه‏ تسلیحات در کشش را بهتر میسر ساخته است. بدین ترتیب، ضمن تاُمین ذخیره مقاومت و شکل پذیری (Ductility) مورد نظر دست‏یابی به قابلیت‏های بالای باربری (به خصوص در خمش و از جمله در مورد بارهای دینامیک و ضربه‏ای) در عین دارا بودن ابعاد و وزن پائین و نیز نرم و منتشر بودن الگوی شکست به خوبی امکان‏پذیر گشته است.
چنان که گفته شد در این سیستم در جریان خمش، تغییرات کرنش در ارتفاع تیر خطی نیست. این ویژگی همچنین می‏تواند متضمن توزیع بهتر تنش‏های داخلی و کاهش تمرکز نسبی آنها (چون تنش‏های فشاری) در مناطقی خاص از مقطع و افزایش ظرفیت کلی جذب و مهار و تحمل تنش‏ها و قابلیت کرنش پذیری … در طی خمش باشد.
از جمله خصوصیات بتن کرنش پذیر به کار رفته در این سیستم نیز می‏توان به نسبت‏های مناسب مدول‏های الاستیسیته, و مقاومت‏های کششی و برشی به مقاومت فشاری و نیز مقاومت در حد رفتار ارتجاعی … به مقاومت نهائی- بالا بودن طاقت شکست و ضـرایب بلوک تنـش و ، کرنش متناظر با قله مقاومت و به ویژه، کرنش متناظــر با گسیختــگی و وقوع نوعــی الگوی له شدگی به جای خرد شدگی معمول و گسترش یابنده (در بارگذاری‏های فشاری بیش از حد آستانه اشاره نمود. مجموعه اینها با در نظر داشتن نقش چندگانه ساختار شبکه‏ای مزبور در بافت منسجم موجود، عامل نیل به ویژگی‏های پیش‏گفته محسوب می‏گردند. (گفتنی است که در این سیستم حتی شکست از نوع موسوم به فشاری اولیه در برخی بارگذاری‏های محوری هم باز الگویی نرم و تدریجی داشته است )
ضمنا چنان که می‏دانیم برخی از مشکلات رایج و بعضا، راه‏بردی فرا راه کاربرد بتن‏های سبک مسلحِ معمول عبارتند از: خطرِ ترد گشتن الگوی شکست، جمع شدگی زیاد و ناپایداری حجمی، درگیری نامناسب تسلیحات در بتن، پائین بودن مقاومت‏های مکانیکی از جمله، برش پانچ، کم بودن نسبت‏های مقاومت‏های برشی و کششی … و نیز مدول‏های الاستیسیته استاتیکی و دینامیکی به مقاومت فشاری، معضلات ناشی از افت و خزش و خستگی، مسائل مربوط به پایایی به خصوص در درازمدت و در برخی شرایط محیطی، موضوع انتقال نیروهای جانبی، برخی محدودیت‏های اجرای کارگاهی و ….
بدین سان در این فن‏آوری نو و با توجه به امکان کاربرد مقتضیِ برخی عناصر همراه سعی در حل توأمان بخش مهمی از مشکلات مزبور در چارچوب سیستمی واحد و یکپارچه با مدول فنریت و مقاومت ویژه شایان توجه در خمش قیمت مناسب تمام شده و دارای موارد کاربری متعدد گشته است.

بتن سبک سازه ای مورد استفاده در ساختمان ها در مقابله با زلزله کاربرد مهمی دارد

بتن سبک سازه ای به دلیل سبکی و پر مقاومتی در برابر زلزله در کاهش خسارت ها و خطرات سنگین نقش مهمی دارد با این دو فاکتور، بتن های سبک سازه ای از لحاظ اقتصادی صرفه بیشتر و عملکرد مناسب می تواند به عنوان مصالح مطلوب در ایجاد ساختمانها مطرح شود. دکتر علیرضا رهایی رئیس دانشگاه صنعتی امیرکبیرافزود: یکی از روش های ایجاد سازه های با مقاومت مناسب مقاوم سازی سازه ها، در مقابل زلزله بحث سبک سازی است.
وی گفت: با توجه به اینکه بسیاری از ساختمانها و انواع سازه های دیگر از مصالح بتنی ساخته می شوند، با افزایش دانش و تجربیات فنی دانشجویان باید بتوانیم مصالح بتنی با دوام مناسب و سبک با مقاومت بالا تولید کنیم. وی تصریح کرد: بتن های سبک پرمقاومت به عنوان یک مصالح مطلوب در ایجاد ساختمانها، از جنبه اقتصادی صرفه بیشتر و از جنبه عملکرد و مقاومت مناسب درمقابل زلزله به لحاظ سبک سازی مطرح می شوند.
رئیس دانشگاه صنعتی امیرکبیر نقش آموزش عالی در زمینه تولید بتن های سازه ای سبک در دانشگاه ها را مهم دانست و تصریح کرد: بتن به عنوان یک مصالح در طرح های مختلف مانند ساختمان سازی، پل سازی، اسلکه ها، منابع، مخازن استفاده می شود که اگربتواند مشخصات مکانیکی به محو دقیق و صحیح کسب کند عملکرد مناسب و خوبی از لحاظ فنی و اقتصادی می تواند در ساخت سازه ها و ساختمان ها داشته باشد.
رهایی گفت: اگر در زمینه تحقیقات کاربردی، درسطح دانشگاه ها و مراکز علمی تلاش کنیم، تحقیقات کاربردی ما منجر به ساخت بتن های با کیفیتی در کشور خواهد شد.
وی افزود: آشنایی مهندسان با مشخصات روش ساخت و طراحی باعث ایجاد شرایط بهتری در ساختمان سازی می شود.
همچنین دکتر سید محمد حسین بسط دانشیار دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه صنعتی امیرکبیر به خبرنگار ما گفت : در کشور ما ارتباط بین صنعت و دانشگاه، عملکردی ضعیف داشته است و این در مقایسه با کشورهایی که دربخش صنعت و تحقیقات، به پیشرفت رسیدند، هماهنگی تنگاتنگ ونزدیک دانشگاه و صنعت، عامل مهمی است.
مدیر گروه مهندسی و مدیریت ساخت دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست افزود: امروزه، بحث اعتماد و اتکا صنایع کشور با دانشگاه های دو عامل مهم است یعنی نیاز صنعت را دانشگاه باید برآورده کند و برعکس دانشگاه به دنبال نیاز صنعت پیش می رود.
وی گفت: محصولی که با تحقیق و پژوهش در دانشگاه های کشور تولید می شود صنعت خریدار اصلی آن است نباید صنعت برای برآورده کردن نیازها و خرید این نوع محصولات، از کشورهای دیگر کمک بگیرد.
مدیر گروه مهندسی و مدیریت ساخت دانشکده مهندسی عمران ارتباط بیشتر و نزدیک دانشگاه با صنعت را تنها راهکار صنعتی شدن پژوهش ها دانست و تاکید کرد: ما همیشه به عنوان دانشگاه باید از نخستین بازار، آن هم بازارهاای داخلی خرید کنیم و به بیگانگان روی نیاوریم.
وی علت قیمت بالای بتن های سبک سازی را کمی سازندگان برشمرد و ادامه داد: سبکی و مقاوم بودن سازه ها در کشور هر کدام با مشکلاتی روبرو هستند و یکی از مشکلات آن خطرات و خسارتهای سنگین ناشی از زلزله است.
مدیر گروه مهندسی و مدیریت ساخت دانشکده مهندسی عمران تاکید کرد: با جا افتادن این دو عامل سبکی مقاومت بتن های سازه ای سبک، درصنعت ساخت و ساز کشور و به نفع سازندگان و بهره بردارها است و قطعا کارخانه های زیادی برای رقابت و کاهش قیمت این نوع بتن در کشور در صدد تهیه آن هستند.

خلاصه مقاله:

در انالیز و طراحی سازه های مختلف، بار گذاری اعمال شده به سازه حداقل شامل بار مرده، بار زنده و زلزله می باشد. جهت کاهش و یا سبک کردن بار وارد به المانهای اصلی شامل تیر، ستون و فونداسیون می بایستی بار مرده را کاهش داد. که به تناسب آن وزن سازه نیز کمتر شده و موجب کاهش نیروی زلزله می گردد. با توجه به اینکه در ساختمانهای وزن عناصر غیر سازه ای از وزن المانهای سازه ای خیلی بیشتر است، لذا سعی در کاهش وزن المانهای غیر سازه ای با استفاده از انواع بتن در چند سال اخیر بر برنامه اکثر مراکز تحقیقاتی قرار گرفته است. در مناطق شمالی و جنوبی کشور به علت عدم وجود معادن خاک رس ساخت اجر و بلوک سفالی دارای هزینه بالا می باشد و در صورت حمل مصالح به این نقاطه هزینه ها نیز افزایش یافته و با وجود معادن ماسه بادی در این نقاط اجرای بتن سبک فوق العاده کم هینه بوده و همچنین وزن سازه نیز کمتر شده است.

اصولا ساخت بتن سبک به یکی از دو روش کلی ذیل صورت می گیرد:

۱- استفاده از افزودنی های خاص در بتن که تولید حباب نموده و باعث سبک شدن بتن میگردد مانند (بتن کفی یا بتن گازی)،در اینصورت روش طرح اختلاط و مراحل ساخت قطعات بتنی نیز تغییر می یابد.
۲- استفاده از مصالح با چگالی پایین تر مانند پرلیت به جای کاربرد شن و ماسه معمولی و یا استفاده ازمواد مصنوعی خاص با عملکرد فیزیکی مشابه با مصالح موجود در بتن (مثلا از الیاف فایبر گلاس و یا شبکه های سیمی جوش و لایه عایق پلی استایرن به جای میلگرد و یا شبکه موجود در بتن).
برای استفاده بهینه از این محصولات ابتدا وزن محصوص و مقاومت فشاری (به ندرت مقاومت کششی) آن برای کاربردهای مورد نظر در پروژه تعریف می گردد و بر مبنای آن طرح اختلاط لازم و افزودنی های مورد نیاز بر طبق دستور العمل ها و تجربیات تولید، و در استاندارد کشور المان (DIN) ، انگلستان (BSI)، آمریکا (ASTM) و غیره ارائه میشود.

چگالی بتن معمولی در حدود ۲۲۰۰ تا ۲۶۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب می باشد. در نتیجه وزن مرده قطعات بتنی زیاد است و نسبت زیادی از بار وارده بر سازه را تشکیل میدهد. بکار بردن بتن با چگالی کمتر باعث کاهش بار مرده ساختمان و در نتیجه کوچکتر شدن ابعاد قطعات باربر می گردد. بعلاوه با استفاده از بتن سبکتر قالب نیاز به تحمل فشار کمتری در مقایسه با بتن معمولی دارد و همچنین کل جرم مصالحی که بایدجابجا شوند کاهش می یابد که این عامل منجر به افزایش تولید می گردد. بتن سبکه به بتن های دارای وزن مخصوص بین ۳۰۰ تا ۲۰۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب و با ترکیبات جدید وفوق العاده سبک و مقاوم اطلاق می گردد. از بتن سبک در اعضای غیر سازه ای همانند تیغه های عایق و جدا کننده ها، پوشش کف و اعضای نیمه سازه ای و سازه ای مثل دالهای سازه ای بلند جهت کاهش وزن مرده و بار دینامیکی ناشی از زلزله و ابعاد المانهای قاب سازه استفاده می شود.

اثرات استفاده از بتن سبک در طراحی لرزه ای سازه ها:

در این مقاله بتن سبک و انواع آن روشهای تولید و مزایا و معایب آن بطور مختصر مورد بررسی قرار گرفته است.

یکی از اصلی ترین مشکل در طراحی لرزه ای و اجرای ساختمانها، خصوصا ساختمان های بلند، وزن قابل توجه بار مرده که عمدتا ناشی از وزن سقفها و دیوارهای جدا کننده است، می باش. بدیهی است استفاده از مصالح سبک موجب کم شدن بار مردن و در نتیجه کاهش وزن تیرها، ستون ها وشالوده می گردد. کاهش وزن مرده ساختمان و استفاده از بتن ها با وزن مخصوص کمتر از ۱۹۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب و مقاومت فشاری بیش از ۱۷ مگاپاسکال در سازه های بتن مسلح، همواره مورد توجه بسیاری ازمهندسین طراح بوده است، در این راستا نیز مطالعات متنوعی در سطح جهان صورت گرفته است، ولی علیرغم تمامی این تحقیقات، تاکنون بتن سبک جایگاه خود را در ساخت سازههای بتن آرمه در کشور ایران پیدا ننموده است. مقاله حاضر به ارزیابی اثر استفاده از بتن سبک و مصالح سب دروزن سازه، مقدار مصرف میلگرد و بتن، و همچنین تاثیر آن بر برش پایه استاتیکی و دینامیکی می پردازد. برای این منظور مدلهائی با تعداد طبقات ۵، ۹و۱۵ ، برای سازه با بتن معمولی (A)، سازه با بتن سبک (B) و سازه با استفاده از توام سبک و معمولی (C) (که جمعا ۹ نمونه را شامل میشود) انتخاب و پس از آنالیز و طراحی در مورد نتایج لرزه ای نمونه ها قضاوت و مقایسه بعمل آمده است.

اثرات عایق سازی حرارتی دیوارهای ساختمانی ساخته شده با بتن سبک در کاهش مصرف سوخت و هزینه تمام شده

یکی از مهمترین مواردی که باعث اتلاف انرژی حرارتی مهمترین مواردی که باعث اتلاف انرژی حرارتی در ساختمان می شود عدم عایق بندی مناسب دیوارهای ساختمان است . می توان گفت بخش اعظمی از اعضای حائل بین داخل و خارج ساختمان را دیوارها تشکیل می دهند که درصورت استفاده بجا و درست از مصالح مناسب می توان مقاومت حرارتی آنها را تا حد چشمگیری افزایش داد و در نتیجه از اتفلاف انرژی به مقدار زیادی جلوگیری نمود .در این مقاله ابتدا مقاومت حرارتی دیوارهای ساخته شده با مصالح معمول در ایران بررسی می شود و سپس نقش روی ختلف عایق سازی مانند استفاده از بتن های سبک گازی , بلوک بتنی سبک پلی استایرنی و بتن های سبک و نیمه سبک ساخته شده با لیکا و پوکه معدنی در افزایش مقاومت حرارتی دیوارها و سقف ها بررسی می شود . در نهایت افزایش هزینه ناشی از عایق کاری با هزینه صرفه جویی شده ناشی از کاهش مصرف سوخت مقایسه می گردد

( بتن سبک وزن با ساختمان سلولی ( فوم))

بتن از مصالح اصلی و بنیادین در ساخت ساختمانهای کنونی است که می توان با ایجاد ترکیبات مختلف و افزودن مواد دیگر به این ترکیبات کارایی آن را بالا برد . از جمله موادی که م ی توان برای افزایش کارایی بتن به آن اضافه نمود فوم ( ماده کف ساز با پایه پرو تئین حیوانی ) است. این نوع بتن علاوه بر داشتن مزایای بتن معمولی خواص دیگری مانند وزن مخصوص کم و مقاومت فشاری بالا را نیز دارا می باشد سبکی این بتن در سازه های ساختمانی باعث کاهش بار مرده ساختمان، صرفه جویی در حجم خاک برداری و بتن مصرف شده در فونداسیونها و همچنین کاهش بارهای زلزله می گردد . برای افزایش کارایی این محصول در پروژه های مختلف مقدار اختلاط و افزودنیهای موردنیاز طبق تجربیات و استانداردهای کشورهای آلمان، انگلیس و آمریکا تنظیم و تهیه می گردد و برای تولید نهایی و آزمایشهای مقاومت بر روی آنها صورت می گیرد. برای تولید این بتن از ملات ماسه، سیمان، ماسه بادی، ملات بتن فوم ( از نوع پروتئین حیوانی ) و افزودنیهای مجاز استفاده می گردد . این مواد توسط دستگاههای مخصوص، مخلوط وتولید شده و برای استفاده آماده می گردد که توسط دستگاههای پمپاژ به علت سبکی به راحتی می تو ان بتن را به طبقات بالاتر انتقال داد . در نتیجه این عملکرد، میزان دقت کلی مصرفی در این پروژه افزایش م ییابد.

نوع جدیدی از بتن سبک با مقاومت بالا توسط یکی از استادان دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز تولید شد.

این بتن در سازه‌های حمل‌کننده بار و در ایجاد انواع بلوک کاربرد دارد.

وی ضدآب بودن ، گیرایی بالا و خود تراکمی را از ویژه‌گی‌های این بتن جدید عنوان کرد و افزود: مقاومت بلوک‌های ساخته شده از این نوع بتن ‪ ۸۰درصد بیشتر از بلوک‌های سبک فعلی مورد مصرف در بازار است. وی، شناور ماندن سازه ساخته شده از این نوع بتون در سطح آب به علت وزن کم آن در مقایسه با وزن آب را از دیگر ویژه‌گی‌های خاص بتون ساخته شده جدید ذکر کرد.

زندی، قیمت تمام شده سازه‌های ایجاد شده از این نوع بتن را ‪ ۲۰درصد بیشتر از بتن‌های معمولی اعلام کرد و در عین حال یادآور شد هزینه احداث یک سازه سه تا ده طبقه با استفاده از این نوع بتن به شرط استفاده مداوم، ‪۳۰ تا ‪ ۷۰درصد ارزانتر است.

وی بیشترین کاربری این نوع بتن را در ایجاد کانال‌های رسوبی، تعمیرات سدسازی و ساخت کانال‌های آب عنوان کرد.

لیکا بتن

سازه ای

کشور ایران از مناطق زلزله خیز جهان محسوب می شودو بحث سبک سازی ابنیه جهت افزایش مقاومت در برابر زلزله از اهمیت بخصوصی برخوردار می باشد. استفاده از بتن به عنوان یکی از پرمصرف ترین مصالح ساختمانی در ابنیه سازه ای همواره دارای مشکل سنگینی بوده است.

بتن های سبک سازه ای بتن هایی هستند که علی رغم دارابودن چگالی کمتر از ۲۰۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب، مقاومت فشاری بیش از ۱۷ مگا پاسکال دارند. ساخت این بتن ها صرفا” با استفاده از سبکدانه های مقاوم و سبک امکان پذیر است. بیشترین مقاومت بتن سبکدانه معمولا” وقتی حاصل می شودکه از سبکدانه های سازه ای که مقاومت آن برابر یا بیشتر از مقاومت ماتریکس سیمان باشد برای سبک سازی بتن استفاده گردد.

شرکت لیکا در سال ۱۳۸۵ با تغییر فرآوری موفق به تولید سبکدانه سازه ای در ایران شده است. تحقیقات علمی تکمیلی در مورد محصول فوق در حال انجام شدن می باشدو جهت کاربرد گسترده، دوره انتظار جهت گرفتن تاییدهای فنی را طی می نماید.

غیر سازه ای

بتن های سبک با مقاومت کمتر از ۷ مگاپاسکال در رده بتنهای سبک غیظ سازه ای طبقه بندی می شوند. این نوع بتن‌ها با وزن مخصوصی معادل ۸۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب و کمتر، به عنوان تیغه‌های جداساز و عایق‌های حرارتی و صوتی در کف بسیار مؤثر هستند. این نوع بتن می‌تواند در ترکیب با مواد دیگر در دیوار، کف و سیستم‌های مختلف سقف مورد استفاده قرار گیرد.اضافه کردن ریزدانه‌هایی با وزن معمولی، موجب افزایش وزن بتن و مقاومت آن می شود،لیکن به منظورحصول خواص عایق‌بندی حرارتی (ضریب انتقال حرارت کم)، حداکثر وزن مخصوص به ۸۰۰ کیلوگرم در مترمکعب محدود می‌گردد. هنگام ساخت و استفاده از بتن سبک غیرسازه‌ای، سعی بر این است که با کاهش وزن بتوان خصوصیات عایق حرارتی را افزایش داد، اما ذکر این مطلب ضروری است که باکاهش وزن مخصوص بتن، مقاومت آن نیز کاهش می‌یابد. مقاومت فشاری و وزن مخصوص بتن، ارتباط نزدیکی با هم دارند و با افزایش وزن مخصوص، مقاومت زیادتری مورد انتظار است. با توجه به مقاومت به دست آمده از این نوع بتن، محل کاربرد آن تعیین می گردد

سبک سازی ساختمان

چکیده برای ساختن اسکلت یک ساختمان کوتاه مرتبه، پانل های متشکل از دولایه شبکه آرماتوربندی که با میلگردهای زیگزاگی شکل به هم وصل می شوند، مورد استفاده قرار می گیرند. با قرار دادن یک لایه فوم بین دو سطح شبکه سطح، در حین اجرا، عملیات پاشیدن بتن (شاتکریت) به راحتی از دو طرف بر روی سطوح انجام می شود. کاربرد چنین پانل های سبکی، می تواند وزن سازه را به حدود نصف کاهش دهد. بارگذاری جانبی یک طرف وارده به نمونه آزمایشی با مقیاس ۲/۱ اندازه واقعی با استفاده از مصالح و روش ساخت مذکور نشان داده که بار نهایی می تواند چند برابر بیشتر از بار طراحی بوده و همه تغییر مکان های نسبی مورد نیاز نیز به خوبی تامین شوند. نتایج آزمایش های دو بعدی بر روی پنل های ساخته شده با مصالح مشابه، نخست خلاصه شده و سپس در تئوری پیشنهادی مورد استفاده قرار گرفته است.

مقدمه

شبکه های سیمی دولایه که به روش خاصی ساخته شده و بین آن ها از یک لایه فوم استفاده گردیده، برای تقویت قاب های بتن مسلح آسیب دیده به کار رفته اند (شکل ۱a) و یا در ساخت سازه های کوتاه مرتبه استفاده شده اند (تصویر ۱ تا ۵). مقاطع جانبی و قائم از پانل ها که با مصالح خاص ساخته می شوند در شکل ۲b داده شده است. بعد از نصب لایه ها و قراردادن پانل در جای خود، دو طرف پانل های بتن پاشی می گردد (شکل ۵).
تکنیک های متعددی برای اتصال قاب آسیب دیده به دیافراگم پانل ها به کار گرفته و آزمایش شده است. شکل ۱b نتایج منحنی های هیسترزیس بارگذاری را نشان می دهد. برای آشنایی با جزئیات این بررسی به مرجع شماره {۲} رجوع شود. منحنی E در شکل ۱bمتعلق به قاب بتن مسلح است که در معرض همان شرایط تغییر مکانی قبل از نصب دیافراگم ها قرارداده شده است. منحنی B به صورت تحلیلی از تفاضل منحنی E از منحنی A (با همان ساختار وشکل پانل های استفاده شده در سازه سه بعدی مطالعه شده در این مقاله) به دست می آید. از منحنی B که به صورت مستقل در شکل ۱cدیده می شود به صورت تقریبی می توان رابطه بین تنش های برشی و تغییر شکل های برشی را به دست آورد، که به صورت جداگانه در شکل ۱dآمده است. روشی که در این قسمت به کار رفته توسط دو معادله در همان شکل خلاصه شده است. شیب نزولی منحنی مزبور در محاسبات تئوری به کار نرفته و در عوض از شیب صفر استفاده شده است. تاثیر و بازدهی دیافراگم های اضافه شده بر روی مقاومت و سختی جانبی قاب آسیب دیده به راحتی با مقایسه شیب ها در ابتدا و در نقاط انتهایی که به هم می رسند دیده می شود.

نمونه آزمایش

یک نمونه سه بعدی با مقیاس ۲/۱ با استفاده از سیستم پانل های شبکه آرماتورگذاری سبک در آزمایشگاه ساخته شد که بعد به کمک بتن پاشی در محل به صورت دیوارهای سازه ای در آمدند. طرح کلی، مقاطع و نیز جزئیات پانل های شاتکریت شده به طور شماتیک در شکل ۲ داده شده است.
مهار نمودن نمونه به پی گسترده (که به نوبه خود به کمک پیچ های پر مقاومت پس کشیده شده به کف آزمایشگاه متصل شده است)، اتصالات پانل ها، جزئیات آرماتورگذاری اطراف بازشو در دیوارها و نیز مراحل مختلف ساخت نمونه مورد نظر در شکل های ۱ تا ۵ داده شده است. این نمونه مدل کوچک شده یک سازه واقعی است که مورد بررسی قرار گرفته است. عایق حرارتی خیلی خوب، وزن کل کاهش یافته و سرعت بالای ساخت، از امتیازات اصلی این روش ساخت می اشد.
قبل از آماده ساختن نمونه سه بعدی، آزمایش های مقدماتی مثل: آزمایش بارگذاری محوری بر روی پانل ها {۱}، بارگذاری تناوبی در صفحه پانل ها {۲} و بارگذاری خارج از صفحه پانل ها {۳}، بر روی پانل های مشابه در آزمایشگاه انجام گرفت.با توجه به نتایج اولیه، رفتار شکل پذیرتر، ظرفیت جذب انرژی بیشتر، حاشیه ایمنی بالاتر و نیز وقوع خسارات موضعی قابل تعمیر در عوض شکست های کلی انتظار می رود.
مدل مورد نظر برای نیروی برشی پایه ۲۶KNکه متناسب با %۲۵ وزن کل سازه است و ضوابط آیین نامه جدید زلزله ترکیه سال ۱۹۹۸ {۴} را تامین می کند، طراحی شده است. از میلگرد به قطر ۳mm برای شبکه بندی استفاده گردید که بدون تغییر شکل های اولیه و در دوراستای افقی و عمودی در فواصل ۱۰cm از یکدیگر جوش شدند. مقاومت حد جاری شدن این میلگردها حدود ۵۰۰MPa می باشد. آزمایش های نمونه استوانه ای شکل نشان می دهد که متوسط مقاومت فشاری بتن شاتکریتی حدود ۱۴MPaمی باشد. آزمایش نمونه استوانه ای به اندازه کافی برای بررسی کیفیت بتن شاتکریتی مناسب تشخیص داده شد {۵}.
برپایی دستگاه آزمایش
دو جک هیدرولیکی دو جهته با ظرفیت ۳۰۰KN در وضعیت افقی بین نمونه آزمایش و دیوار بتن آرمه تکیه گاهی قرارداده شد. بار جانبی کل به دو قسمت مساوی در ابتدا تقسیم شده و سپس هر یک از نیروها به دو بخش تقسیم می گردد. به گونه ای که نیروی وارده به هر دیوار متناسب با سختی جانبی آن می باشد (عکس شماره۶). سپس هر کدام از این بارها جانبی به کمک بازوهای صلیب بارگذاری در بالای نمونه ها و توسط اتصالات برشی که در داخل نمونه جاسازی شده در طول دیوارهای برشی انتقال می یابند. بدین ترتیب نیروهای متمرکز وارده به صورت بار گسترده یکنواخت به هر دیوار اعمال می گردد. نیروهای وارد بر دیوارها، در هر لحظه توسط نیروسنج ها اندازه گیری شده و لذا نیروی وارده به دیوار وسطی به راحتی از تفاضل نیروهای گرفته شده به وسیله دیوارها، از کل نیروهای وارده به نمونه ناشی از بار اعمال شده محاسبه می گردد.
با استفاده از مجموعه دستگاه آزمایش، سعی شده تا پخش نیروهای جانبی مساوی با نیروهای اینرسی واقعی قابل انتظار در یک زلزله باشد. این فرض از آنجایی که سازه به طور نسبی صلب بوده و تا رسیدن به بار طراحی رفتاری الاستیک انتظار می رود، حداقل تا آن حد معتبر می باشد. فرض شده است که دیوارهای عمودی، بارهای برشی چندانی تحمل نمی کنند.
تغییر مکان های در صفحه و خارج صفحه هر دو انتهای نمونه و نیز لغزش نسبی احتمال روی کف آزمایشگاه به صورت خودکار ثبت می گردد و منحنی های تغییر مکانی به دست می آیند (شکل۳). متوسط مقادیر ثبط شده توسط تغییر مکانسنج ها و کل بار جانبی برای رسم شکل ۳ به کار رفته اند. لغزش نمونه تغییر مکان های خارج از صفحه، مقادیر ناچیزی مشاهده شدند. اگر چه بارهای جانبی اعمال شده در طول آزمایش به حدود ۱۰ برابر تراز بار طراحی رسید، به خاطر محدودیت های دستگاه بارگذاری دستیابی به ظرفیت نهایی بار سازه ای ممکن نشد. شایان ذکر است که حتی در تراز بار حداکثر، تنها ترک های جزیی و مویی مشاهده گردید و اثری از شکست و گسیختگی موضعی دیده نشد.

نتیجه گیری:

نمونه ای با ۱/۲ مقیاس واقعی که از اعضای پانل ساندویچی با اتصالات مناسب تشکیل شده و در محل بتن پاشی گردید، تحت بارگذاری جانبی یکطرفه در آزمایشگاه قرار گرفت. با وجودی که بارهای جانبی به حدود ۱۰ برابر تراز بارهای طراحی افزایش یافت، ولی فقط ترک های جزیی باریکی بر روی سطوح مشاهده گردید وهیچ گونه شکست موضعی خاصی دیده نشد. موضوع جالب اینکه هیچ گونه جدایی و ناپیوستگی بین دولایه دیوارها به وجود نیامد. نتایج این تحقیق مشان می دهد که در صورت رعایت ضوابط خاص اعضای پانل ساندویچی با اتصالات مناسب و شاتکریت با شرایط و ضخامت صحیح به جای ساختمان های بنائی از روش مذکور می توان در ساختمان های کوتاه مرتبه بهره جست

مهندسین و معماران سازنده ساختمان در دنیا با استفاده از بتن سبک در قسمت های مختلف بنا با سبک کردن وزن ساختمان به طور مستقیم ( به لحاظ سبکی ویژه این نوع بتن ) و صرفه جویی در مصرف انرژی بطور غیر مستقیم ( به لحاظ عایق بودن این نوع بتن در مقابل سرما و گرما و در نتیجه کاهش میزان مواد سوختی ) , از لحاظ اقتصادی امروزه گام های بلند و مهمی برداشته اند .
خانم مهندس آزاده شفاعی د ر مقاله ای به معرفی فوم بتن ( بتن کفی ) و ذکر خواص ویژه آن پرداخته اند.
ایشان در این مقاله می نویسد: فوم بتن مصالحی است جدید که برای مصارف مختلف در ساختمان بکار می رود.باید اشاره کرد خواص فیزیکی منحصر به فرد این محصول ، آن را بتنی سبک و عایق با مقاومت لازم و کیفیت مطلوب می نماید . این محصول از ترکیب سیمان , ماسه بادی (ماسه نرم ) , آب و فوم ( ماده شیمیائی تولید کننده کف ) تشکیل می شود . ماده کف زا در ضمن اختلاط با آب در دستگاه مخصوص , با سرعت زیادی , حباب های هوا را تولید و تثبیت نموده و کف حاصل که کاملا پایدار می باشد در ضمن اختلاط با ملات سیمان و ماسه بادی در دستگاه مخلوط کن ویژه , خمیری روان تشگیل می دهد که به صورت درجا با در قالب های فلزی یا پلاستیکی قابل استفاده می باشد .لازم به ذکر است این خمیر پس از خشک شدن با توجه به درصد سیمان و ماسه بادی دارای وزن فضایی از ۳۰۰ الی ۱۶۰۰ کیلو گرم در متر مربع خواهد بود .

گفتنی است ویژگی های عمده فوم بتن را می توان به صورت زیر دسته بندی کرد:

۱-عامل اقتصادی : سبکی وزن با مقاومت مطلوب فوم بتن یا توجه به نوع کاربرد آن , بطور کلی به لحاظ اقتصادی مخارج ساختمان را میزان قابل ملاحظه ای کاهش می دهد
۲- سهولت در حمل و نقل و نصب قطعات پیش ساخته : حمل و نقل قطعات پیش ساخته : حمل و نقل قطعات پیش ساخته با فوم بتن هزینه کمتری را نسبت به قطعات بتنی دربرداشته و نصب قطعات بعلت سبکی آنها . بسیار آسان می باشد
۳- خواص فوق العاده عایق بودن در مقابل گرما , سرما و صدا : فوم بتن به علت پائین بودن وزن مخصوص آن یک عایق موثر در مقابل گرما , سرما و صداست . ضریب انتقال حرارتی فوم بتن بین۶۵ ۰/۰ تا (۴۳۵/۰ k cal / m2 hc می باشد ( ضریب هدایت حرارتی یتن معمولی بین ۳/۱ تا ۷/۱ واحد
۴- خصوصیات عالی در مقابل یخ زدگی و فرسایش ناشی از آن و مقاومت در برابر نفوذ رطوبت و آب : نظر به اینکه فوم بتن در قشرهای سطحی دارای تخلخل فراوان می باشد در نتیجه شکاف های موئین و و درزهای کمتری در سطح ایجاد می شود و اگر پوشش فوم بتن با ضخامت کافی مورد استفاده قرار گیرد در مقابل خطر نفوذ باران و رطوبت مقاومت مطلوبی خواهد داشت .
۵- مقاومت فوق العاده در مقابل آتش : مقاومت فوم بتن در مقابل آتش فوق العاده می باشد .

قابل برش بودن : به دلیل قابل برش بودن با اره نجاری و میخ پذیر بودن آن . کارهای سیم کشی و نصب لوازم
برقی و تاسیسات خیلی سریع و به راحتی قابل عمل خواهد بود .
شایان ذکر است از کاربرد فوم بتن در ساختمان می توا د به موارئد زیر اشاره کرد:
۱- شیب بندی پشت بام
۲- کف بندی طبقات
۳- بلوک های غیر بار بر سبک
۴- پانل های جدا کننده یکپارچه و نرده های حصاری جهت محوطه و کاربری در موارد خاص

بتن سبک
تولید سیمان که ماده اصلی چسبندگی در بتن است در سال ۱۷۵۶ میلادی در کشور انگلستان توسط «John smeaton » که مسئولیت ساخت پایه برج دریایی «Eddystone » را بر عهده داشت آغاز شد و درنهایت سیمان پرتلند در سال ۱۸۲۴ میلادی در جزیره ای به همین نام در انگلستان توسط «Joseph Aspdin » به ثبت رسید . مردم کشور ما نیز از سال ۱۳۱۲ با احداث کارخانه سیمان ری با مصرف سیمان آشنا شدند و با پیشرفت صنایع کشور ، امروزه در حدود ۲۶ الی ۳۰ میلیون تن سیمان در سال تولید می گردد . با آگاهی مهندسان از نحوه استفاده سیمان در کارهای عمرانی ، این ماده جایگاه خودش را در کشورمان پیدا کرد .
یکی از روشهای ساختمان سازی که امروزه در جهان به سرعت توسعه می یابد ساختمانهای بتنی است . بعد از انقلاب اسلامی به علت کمبود تیر آهن در نتیجه تحریمها و نیز گسترش ساخت و سازهای عمرانی در کشور ، کاربرد بتن بسیار رشد نمود . علاوه بر این موضوع ساختمانهای بتنی نسبت به ساختمانهای فولادی دارای مزایایی از قبیل مقاومت بیشتر در مقابل آتش سوزی و عوامل جوی ( خورندگی ) آسان بودن امکان تهیه بتن به علت فراوانی مواد متشکله بتون و عایق بودن در مقابل حرارت و صوت می باشند که توسعه روز افزون این نوع ساختمانها را فراهم می سازد .
یکی از معایب مهم ساختمانهای بتنی وزن بسیار زیاد ساختمان می باشد که با میزان تخریب ساختمان در اثر زلزله نسبت مستقیم دارد . اگر بتوانیم تیغه های جدا کننده و پانل ها را از بتن سبک بسازیم وزن ساختمان و در نتیجه آن تخریب ساختمان توسط زلزله مقدار زیادی کاهش می یابد . ولی کم بودن مقاومت بتن سبک عامل مهمی در محدود نمودن دامنه کاربرد این نوع بتن و بهره گیری از امتیازات آن بوده است . استفاده از میکروسیلیس در ساخت بتن سبک سبب شده است که مقاومت بتن سبک بالا رود و این محدودیت کاهش یابد . در این تحقیق ضمن توضیحاتی در مورد بتن و تاثیر آب بر روی مقاومت بتن ، بیشتر در باره بتن سبک و روشهای افزایش مقاومت آن با استفاده از میکروسیلس ، خواص مکانیکی و همچنین موارد کاربرد آن بحث می شود .
۱- سیمان
– سیمان تولید شده در کشور ما با سیمان تولید شده در کشورهای صنعتی متفاوت است که لازم است تفاوت آن تا حد ممکن بررسی شود .
– طبقه بندی سیمانها شناسایی شود .
– عدم تنوع در کیفیت سیمان نشانه ضعفهایی از سیستم ساخت و ساز می باشد .
– عدم استفاده از سیمان با کیفیت بالا از عوامل اولیه عمر کوتاه ساختمان در بحث مصالح می باشد .
۲ – شن و ماسه
– معیارها و آئین نامه های تولید کلان شن و ماسه بررسی شود .
– تولید کلان شن و ماسه در کشور ما از نظر معیار و رعایت آئین نامه های تولید بررسی شود .
– معایب شن و ماسه تولیدی در کشور در حد کلان بدلائل زیر آنرا در درجه دوم و یا سوم کیفیت قرار می دهد .
الف : وجود گرد و غبار
ب : عدم شستشو
ج : دانه بندی نا صحیح
د : استفاده از شن و ماسه رودخانه ای بجای شن و ماسه شکسته .
– استفاده از شن و ماسه درجه ۲ و یا ۳ از عوامل ثانوی عمر کوتاه ساختمان در بحث مصالح می باشد .
افزایش مقاومت بتن مد نظر تمام دست اندرکاران صنعت تولید بتن می باشد .
ساختار بتن :

– بتن دارای چهار رکن اصلی می باشد که به صورت مناسبی مخلوط شده اند ، این چهار رکن عبارتند از :

الف : شن
ب : ماسه
ج : سیمان
د : آب

– در برخی شرایط برای رسیدن به هدفی خاص مواد مضاف به آن اضافه می شود که جزﺀ ارکان اصلی بتن به شمار نمی آید .
– توده اصلی بتن مصالح سنگی درشت و ریز ( شن و ماسه ) می باشد .
– فعل و انفعال شیمیایی بین سیمان و آب موجب می شود شیرابه ای بوجود آید و اطراف مصالح سنگی را بپوشاند و مصالح سنگی را بصورت یکپارچه بهم بچسباند .
– استفاده از آب برای ایجاد واکنش شیمیایی است .
– برای ایجاد کار پذیری لازم بتن مقداری آب اضافی استفاده می شود تا بتن با پر کردن کامل

زوایای قالب بتواند دور کلیه میلگرد های مسلح کننده را بگیرد .
– جایگاه استفاده آب در بتن به لحاظ انجام عمل هیدراتاسیون دارای حساسیت بسیار زیادی است .

ویژگیهای آب مصرفی بتن :

– آب های مناسب برای ساختن بتن
۱- آب باران
۲- آب چاه
۳- آب برکه
۴- آب رودخانه در صورتی که به پسابهای شیمیایی کارخانجات آلوده نباشد و غیره …
بطور کلی آبی که برای نوشیدن مناسب باشد برای بتن نیز مناسب است باستثناﺀ مواردی که متعاقبا توضیح داده خواهد شد .
– آبهای نا مناسب برای ساختن بتن
۱- آبهای دارای کلر ( موجب زنگ زدگی آرماتور می شود )
۲- آبهایی که بیش از حد به روغن و چربی آلوده می باشند .
۳- وجود باقیمانده نباتات در آب .
۴- آب گل آلود ( موجب پایین آوردن مقاومت بتن می شود (
۵- آب باتلاقها و مردابها
۶- آبهای دارای رنگ تیره و بدبو
۷- آبهای گازدار مانند۲ co و…
۸- آبهای دارای گچ و سولفات و یا کلرید موجب اثر گذاری نا مطلوب روی بتن می شوند .
نکته : ۱- آبی که مثلا شکر در آن حل شده است برای نوشیدن مناسب است ولی برای ساخت بتن مناسب نیست .
نکته : ۲- مزه بو و یا منبع تهیه آب نباید به تنهایی دلیل رد استفاده از آب باشد .
نکته : ۳- ناخالصیهای موجود در آب چنانچه از حد معین بیشتر گردد ممکن است بشدت روی زمان گرفتن بتن ، مقاومت بتن ، پایداری حجمی آن ، اثر بگذارد و موجب زنگ زدگی فولاد شود .
نکته : ۴- استفاده از آب مغناطیسی بعنوان یکی از چهار رکن اصلی مخلوط بتن می تواند بعنوان تاثیرگذار بر روی یارامترهای مقاومت بتن انتخاب گردد .

تمایز بتن از نظر چگالی :

الف : بتن معمولی : چگالی بتن معمولی در دامنه باریک ۲۲۰۰ تا ۲۶۰۰ kg/m3 قرار دارد زیرا اکثر سنگها در وزن مخصوص تفاوت اندکی دارند ( ادامه این مبحث از بحث ما خارج است (
ب : بتن سنگین : از این بتنها در ساختمان محافظهای بیولوژیکی بیشتر استفاده می شود مانند ساختار ، آکتورهای هسته ای و پناهگاههای ضد هسته ای که مورد بحث ما نمی باشد که چگالی آن معمولا بیشتر از ۲۲۰۰ تا ۲۶۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب می باشد .
ج : بتن سبک : مصرف بتن سبک اصولا تابعی از ملاحظات اقتصادی است ضمن اینکه استفاده از این بتن بعنوان مصالح ساختمانی دارای اهمیت بسیار زیادی است این بتن دارای چگالی کمتر از ۲۲۰۰ تا ۲۶۰۰ کیلوگرم در متر مکعب می باشد . بدلیل اینکه دارای چگالی کمتر از بتن سنگین است دارای امتیاز قابل توجهی از نظر ایجاد بار وارده بر سازه می باشد چگالی بتن سبک تقریبا بین ۳۰۰ و ۱۸۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب می باشد یکی از امتیازات مهم امکان استفاده از مقاطع کوچکتر و کاهش مربوطه در اندازه پی ها می باشد ضمن اینکه قالبها فشار کمتری را از حالت بتن معمولی تحمل می کنند و همچنین در کاهش جابجایی کل وزن مصالح بدلیل افزایش تولید جایگاه ویژه ای دارد .

روش های کلی تولید بتن سبک :

– روش اول : از مصالح متخلخل سبک با وزن مخصوص ظاهری کم بجای سنگدانه معمولی که تقریبا دارای چگالی ۶/۲ می باشد استفاده می کنند .
– روش دوم : بتن سبک تولید شده در این روش بر اساس ایجاد منافذ متعدد در داخل بتن یا ملات می باشد که این منافذ باید به وضوح از منافذ بسیار ریز بتن با حباب هوا متمایز باشد که بنام بتن اسفنجی ، بتن منفذ دار و یا بتن گازی یا بتن هوادار می شناسند .
– روش سوم : در این روش تولید ، سنگدانه ها ی ریز از مخلوط بتن حذف می شوند . بطوریکه منافذ متعددی بین ذرات بوجود می آید و عموما از سنگدانه های درشت با وزن معمولی استفاده می شود . این نوع بتن را بتن بدون سنگدانه ریز می نامند .
نکته : کاهش در وزن مخصوص در هر حالت به واسطه و جود منافذ یا در مصالح یا در ملات و یا در فضای بین ذرات درشت موجب کاهش مقاومت بتن می شود .

طبقه بندی بتن های سبک بر حسب نوع کاربرد آنها :

– بتن سبک بار بر ساختمان
– بتن مصرفی در دیوارهای غیر بار بر
– بتن عایق حرارتی
نکته ۱- طبقه بندی بتن سبک بار بر طبق حداقل مقاومت فشاری انجام می گیرد .
مثال : طبق استاندارد ۷۷ – ۳۳۰ ASTM C در بتن سبک —- مقاومت فشاری بر مبنای نمونه های استوانه ای استاندارد از شده پس از ۲۸ روز نباید کمتر از Mpa 17 باشد . و وزن مخصوص آن نباید از ۱۸۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب تجاوز نماید که معمولا بین ۱۴۰۰ او ۱۸۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب است .
نکته : ۲- بتن مخصوص عایق کاری معمولا دارای وزن مخصوص کمتر از ۸۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب و مقاومت بین ۷/۰ و Mpa 7 می باشد.
انواع سبک دانه هایی که به عنوان مصالح در ساختار بتن سبک استفاده می شود :
الف – سبک دانه های طبیعی : مانند دیاتومه ها ، سنگ پا ، پوکه سنگ ، خاکستر ، توف که بجز دیاتومه ها بقیه آنها منشاﺀ آتشفشانی دارند .
نکته :۱- این نوع سبک دانه ها معمولا بدلیل اینکه فقط در بعضی از جاها یافت می شوند به میزان زیاد مصرف نمی شوند ، معمولا از ایتالیا و آلمان اینگونه مصالح صادر می شود .
نکته : ۲- از انواعی پوکه معدنی سنگی که ساختمان داخلی آن ضعیف نباشد بتن رضایت بخشی با وزن مخصوص ۷۰۰ تا ۱۴۰۰ کیلو گرم بر متر مکعب تولید می شود که خاصیت عایق بودن آن خوب می باشد اما جذب آب و جمع شدگی آن زیاد است . سنگ پا نیز دارای خاصیت مشابه است .
ب – سبک دانه های مصنوعی : این سبک دانه ها به چهار گروه تقسیم می شوند .
– گروه اول : که با حرارت دادن و منبسط شدن خاک رس ، سنگ رسی ، سنگ لوح ، سنگ رسی دیاتومه ای ، پرلیت ، اسیدین، ورمیکولیت بدست می آیند .
– گروه دوم : از سرد نمودن و منبسط شدن دوباره کوره آهن گدازی به طریقی مخصوص بدست می آید .
– گروه سوم : جوشهای صنعتی ( سبکدانه های کلینکری) می باشند .
– گروه چهارم : مخلوطی از خاک رس با زباله خانگی و لجن فاضلاب پردازش شده را می توان به صورت گندوله در آورد تا با پختن در کوره تبدیل به سبک دانه شود ولی این روش هنوز به صورت تولید منظم در نیامده است .
در جدول ( ۱ ) خواص انواع بتن های سبک که با این سنگدانه ها ساخته می شوند نشان داده شده اند :

الزامات سبکدانه ها بتن سازه ای :

الزامات سبکدانه ها در آیین نامه های ASTM C330-89 ( مشخصات سبکدانه ها برای بتن سازه ای در آمریکا ) و BS 3797:1990 ( مشخصات سبکدانه ها برای قطعات بنایی و بتن سازه ای در بریتانیا ) داده شده اند . در استاندارد بریتانیایی مشخصات واحدهای بنایی نیز مورد بحث قرار گرفته است . این آیین نامه ها محدودیتهایی برای افت حرارتی ( ۵% درASTM و۴% در BS)و همچنین در BS برای مقدار سولفات ۱% ۳ so (به صورت جرمی ) را مشخص نموده اند .

بالا رفتن اسلامپ به افزایش استعداد جداشدگی منجر می شود . کاهش میزان عیار سیمان و مواد سیمانی و چسباننده میتواند بشدت باعث افزایش استعداد جداشدگی گردد . اختلاف وزن مخصوص ( چگالی ) ذرات سبکدانه با خمیر سیمان و یا اختلاف چگالی ذرات ریزدانه و درشت دانه به بالا رفتن استعداد جداشدگی منجر می گردد . بالا رفتن نسبت آب به سیمان به افزایش پتانسیل جداشدگی می انجامد . درشت تر شدن بافت دانه بندی سنگدانه ها معمولا” امکان جداشدگی را افزایش می دهد . وجود مواد ریز دانه و چسباننده مانند پوزولان و میکروسیلیس و سرباره ها می تواند باعث کاهش استعداد جداشدگی بتن سبکدانه گردد ، همچنین بکارگیری مواد حبابزا و ایجاد حباب هوا میتواند جداشدگی و آب انداختن را کاهش دهد ضمن اینکه روانی و کارآئی مورد نظر تأمین میگردد .
از عوامل خارجی می توان حمل نامناسب ، ریختن غلط ، استفاده از شوت های طولانی و یا شیب نامطلوب ، برخورد بتن با قالب و میلگردها ، ریختن بتن از ارتفاع زیاد بدون لوله و قیف هادی و یا بدون پمپ معمولا” به جداشدگی منجر میشود . بخاطر حساسیت جداشدگی در این بتن ها باید دقت بیشتری را اعمال نمود . باید دانست نتیجه جداشدگی در بتن سبکدانه نیز از نظر مقاومتی و دوام بمراتب حادتر و مضرتر از بتن معمولی است .
اصل عدم آلودگی بتن به مواد مضر :

در طول حمل و ریختن و تراکم نباید مواد مضر اعم از مواد ریزدانه رسی ( گل و لای ) ، مواد شیمیایی شامل چربی ها و مواد قندی یا انواع مختلف نمکها و آب شور و غیره با بتن مخلوط شود . مخلوط شدن موادی همچون گچ نیز توجیه ندارد . بهرحال در این رابطه هیچ تفاوتی بین بتن معمولی و سبکدانه سازه ای وجود ندارد .

اصل عدم کارکردن با بتن در مرحله گیرش :

اگر عملیات بتن ریزی با بتنی که در مرحله گیرش است انجام گیرد مقاومت و دوام آن بشدت کاهش می یابد و نفوذپذیری آن زیاد میشود . از این نظر بتن مانند ملات گچ زنده است که اگر آن را مرتبا” بهم بزنیم و ورز دهیم تبدیل به ملات گچ کشته میشود که بشدت کم مقاومت و کم دوام است ، هرچند گیرش آن به تأخیر می افتد و یا اصلا” خود را نمی گیرد و صرفا” خشک می شود . بهرحال نباید بتن را در هنگامی که در شرف گیرش است مخلوط نمود و یا ریخت و متراکم کرد . از این نظر بین بتن سبکدانه و بتن معمولی اختلافی احساس نمی گردد .
مسلما” در هوای گرم و یا بتن با دمای زیاد ، گیرش زودتر حاصل میشود . زمان گیرش تابع نوع سیمان ( جنس و ریزی ) ، نسبت آب به سیمان و وجود مواد افزودنی می باشد . برای افزایش زمان گیرش و ایجاد مهلت برای عملیات اجرائی می توان از بتن خنک ، کار در هنگام خنکی هوا یا شب ، سیمانهای کندگیر کننده استفاده نمود .

اصل پیوستگی و تداوم بتن ریزی ( عدم ایجاد درز سرد در بین لایه ها ):

اگر در هنگام بتن ریزی به هر علت ، لایه زیرین قبل از ریختن و تراکم لایه روئی گیرش خود را انجام داده باشد درز سرد Cold Joint بوجود می آید . در این رابطه فرقی بین بتن سبکدانه و معمولی وجود ندارد . باید با تجهیز مناسب کارگاه ، افزایش توان تولید و حمل در ریختن و تراکم بتن ، افزایش زمان گیرش بتن و یا ایجاد درزهای اجرائی مناسب و کاهش سطح بتن ریزی و یا کاهش ضخامت لایه ها امکان ایجاد درز سرد را به حداقل رساند .

تراکم صحیح بتن سبکدانه :

از آنجا که بتن های سبکدانه بشدت در معرض جدا شدگی هستند ، تراکم با قدرت زیاد و یا مدت بیش از حد مشکلات جدی را بوجود می آورد . به محض اینکه احساس می نمائیم که شیره یا سنگدانه ها شروع به روزدن می نمایند باید تراکم را قطع کرد . لرزش ، بیش از فشار و ضربه میتواند موجب جدا شدگی گردد.
به هر حال باید کاملا” هوای بتن خارج و فضای خالی به حداقل برسد تا مقاومت و دوام کافی ایجاد گردد.

پرداخت سطح بتن سبکدانه :

آب انداختن بتن همواره مشکل بزرگی در پرداخت نهائی سطح بتن می باشد و این امر اختصاص به بتن سبکدانه ندارد . خوشبختانه به دلیل جذب آب تدریجـــی توسط سبکدانه ها ، آب انداختن میتواند به کمترین مقدار برسد اما اگر سبکدانه ها قبل از اختلاط کاملا” اشباع شده باشد امکان آب انداختن بیشتر می گردد . کم بودن عیار سیمان و مواد چسباننده سیمانی ، فقدان مواد ریزدانه ، عدم وجود حباب هوا در بتن ، درشتی بافت دانه بندی ، افزایش حداکثر اندازه سبکدانه ، گردگوشه گی سنگدانه ها و بافت صاف سطح سنگدانه ، بالا بودن اسلامپ ، زیادی نسبت آب به سیمان و … میتواند موجب افزایش آب انداختن شود .
وقتی بتن آب می اندازد باید اجازه داد آب تبخیر گردد و اگر تبخیر به سرعت میسر نمی گردد یا نگران گیرش هستیم باید سعی کنیم آب روزده را با وسیله مناسبی ( گونی یا اسفنج ) از سطح پاک نمائیم و سپس سطح را با ماله چوبی و بدنبال آن با ماله فلزی یا لاستیکی صاف کنیم .
عدم رعایت این نکات موجب افزایش نسبت آب به سیمان در سطح و کاهش مقاومت و دوام و افزایش نفوذپذیری بتن سطحی می گردد .

عمل آوری بتن و سبکدانه :

هر چند عمل آوری رطوبتی و حرارتی بتن سبکدانه با بتن معمولی تفاوت چندانی ندارد اما اعتقاد بر این است که سبکدانه ها بعلت پوکی و تخلخل و جذب آب میتوانند در صورت فقدان عمل آوری رطوبتی از ناحیه اجرا کنندگان ، بخشی از آب خود را در اختیار خمیر سیمان قرار دهند و توقف شدیدی در هیدراسیون سیمان رخ ندهد . این امر را عمل آوری داخلی بتن سبکدانه می گویند .

کنترل کیفی بتن سبکدانه :

کنترل کیفی بتن سبکدانه شامل بتن تازه و سخت شده است . کنترل روانی ، وزن مخصوص و هوای بتن از مهمترین کنترلهای بتن تازه است . استفاده از آزمایش اسلامپ ، میز آلمانی ( روانی ) و درجه تراکم برای این بتن ها پیش بینی شده است . وزن مخصوص بتن تازه سبکدانه متراکم معمولا” کنترل می شود و در آئین نامه های مختلف اختلاف ۲ تا ۳ درصد مجاز شمرده میشود ( نسبت به طرح اختلاط ) . هوای بتن را برای بتن سبکدانه نمیتوان بکمک روش فشاری بدست آورد و حتما” باید از روش حجمی بهره گرفت . برای بتن سبکدانه سخت شده ، وزن مخصوص ، مقاومت فشاری ، کششی خمشی و نفوذپذیری ، جذب آب ، جذب موئینه و آزمایشهای دوام در برابر خوردگی قابل کنترل است .
وزن مخصوص بتن سخت شده سبکدانه بصورت اشباع و خشک اندازه گیری میشود و گاه بجای خشک کردن از جمع زدن مقادیر اجزاء در هر متر مکعب و افزودن مقداری رطوبت ثابت به آن ، وزن مخصوص بتن سخت شده را بدست می آورند .
برای تعیین مقاومت فشاری و سایر پارامتر ها تفاوت چندانی بین بتن سبکدانه و معمولی وجود ندارد و شباهت جدی و کامل بین آنها وجود دارد . بهرحال ممکنست در مواردی نتایج حاصله در مقایسه با بتن های معمولی گمراه کننده باشد . مثلا” اگر جذب آب بتن سبکدانه را بصورت درصد وزنی گزارش کنیم و آنرا با جذب آب بتن معمولی مقایسه نمائیم دچار اشتباه میشویم و لذا توصیه میشود جذب آب بتن بصورت درصد حجمی گزارش گردد .

بتن فاقد ریزدانه ( Concrete finez – No ) :

اگر سنگدانه های درشت تک اندازه را با سیمان و آب مخلوط کنیم و در قالب بدون تراکم بریزیم بتن فاقد ریزدانه و متخلخل بدست می آید که از وزن مخصوص کمتری نسبت به بتن معمولی برخوردار خواهد بود . اگر چگالی سنگدانه ها در حدود معمولی باشد وزن مخصوص بتن فاقد ریزدانه حدود ۱۶۰۰ تا kg/m3 2000 بدست می آید اما اگر از سبکدانه درشت استفاده نمائیم ممکنست وزن مخصوص بتن حاصله از kg/m3 1000 کمتر شود ( حتی تا حدود kg/m3 650 ) . بهرحال در هر مورد بتن مورد نظر سبک یا نیمه سبک تلقی می شود اما اگر سنگدانه معمولی استفاده شود نمیتوان آنرا بتن سبکدانه دانست .
مسلما” اگر سنگدانه تک اندازه بکار نرود و حاوی ذرات ریز تا درشت باشد وزن مخصوص بتن حاصل نیز زیاد خواهد شد . سنگدانه درشت مصرفی باید ۲۰-۱۰ میلی متر باشد و ۵ درصد ذرات درشتر و ۱۰ درصد ذرات ریزتر در این نوع سنگدانه تک اندازه (Singl Size) مجاز است اما بهرحال نباید ذرات ریزتر از ۵ میلی متر در آن مشاهده گردد . سنگدانه درشت بهتر است پولکی و کشیده و یا بسیار تیزگوشه نباشد . سنگدانه های گرد گوشه یا نیمه شکسته برای تولید این بتن ارجح است .
ساختار بتن فاقد ریزدانه دارای تخلخل ظاهری است و حفرات موجود در بتن با چشم براحتی دیده می شود که در این مجموعه خمیر سیمان باید صرفا” تا حد امکان سنگدانه ها را بهم چسباند و از پر کردن فضاها با خمیر سیمان پرهیز شود زیرا وزن مخصوص بالا خواهد رفت . وجود خمیر سیمان با ضخامت حدود ۱ میلی متر بر روی سنگدانه ها کاملا” مناسب است .
اگر سنگدانه معمولی بکار رود معمولا” مقدار شن اشباع تک اندازه بین ۱۴۰۰ تا ۱۷۵۰ کیلوگرم می باشد . حجم اشغالی ذرات شن در حدود ۵۵۰ تا ۷۰۰ لیتر در هر متر مکعب است . وزن سیمان مصرفی بین ۷۵ تا ۱۵۰ کیلو در متر مکعب یا بیشتر است که حجم آن حدود ۲۵ تا ۵۰ لیتر می باشد . معمولا” نسبت آب به سیمان مصرفی ۴/۰ تا ۵/۰ می باشد که افزایش آن می تواند به شلی خمیر سیمان و روانی آن منجر شود که موجب جداشدگی و پرشدن خلل و فرج می گردد و بتن مورد نظر حاصل نمی شود . با کاهش نسبت آب به سیمان چسبندگی لازم بوجود نمی آید و از نظر اجرائی دچار مشکل می شویم . نسبت وزنی سیمان به سنگدانه تا می باشد . همانطور که از محاسبات فوق بر می آید فضای خالی این بتن ( پوکی ) بین ۲۵ تا ۴۰ درصد می باشد و ابعاد این فضاها نیز بزرگ است درصد جذب آب بصورت وزنی حدود ۱۵ تا ۲۵ درصد است . طبیعتا” با افزایش مقدار سیمان و آب و یا مصرف شن با دانه بندی پیوسته ( Graded Size ) وزن مخصوص بتن بیشتر خواهد شد . توصیه می شود شن ها قبل از مصرف خیس و اشباع گردند .

این روش برای بتن معمولی ، نیمه سبکدانه و تمام سبکدانه قابل اجراست . مشکل عمده در این حالت تعیین مقدار چگالی اشباع با سطح خشک سبکدانه ها و ظرفیت جذب آب آنهاست . علاوه بر آن عملا” یک اشکال مفهومی نیز در این حالت وجود دارد و آن اینکه آیا اصولا” در هنگام ریختن و گیرش بتن ، سبکدانه ها به مرحله اشباع با سطح خشک رسیده اند که بتوان از چگالی اشباع با سطح خشک آنها برای تعیین حجم اشغال آنها در بتن استفاده نمود . از آنجا که تفاوت حالت واقعی با فرضی گاه خیلی زیاد است . استفاده از این روش بویژه اگر قرار باشد وزن اشباع با سطح خشک و چگال مربوط در فرمول حجم مطلق بکار رود محل تأمل است مگر اینکه از یک چگالی یا وزن دیگر با توجه به جذب آب واقعی در این حالت استفاده نمود که روش بسیار دقیقی حاصل می گردد . امروزه سعی شده است با این روش به طرح اختلاط مناسب دست یافت . مثلا” در روش های اروپائی که این مشکل وجود دارد سعی می شود از جذب آب و چگالی نیم ساعته ، ۱ ساعته یا ۲ ساعته و حتی ۴ ساعته استفاده گردد.
آنچه در اینجا اهمیت دارد آنست که در هنگام گیرش نسبت آب به سیمان واقعی چقدر است و با دانستن اینکه آبهای موجود در بتن ، در سنگدانه یا خمیر سیمان است به این نتیجه رسید که آب آزاد واقعی چیست و چقدر می باشد . مسلما” کارآئی و اسلامپ را آب آزاد مربوط به زمانهای کوتاهتر مثل ۱۵ دقیقه یا ۳۰ دقیقه تعیین می کنند . این امر مستلزم آنست که رژیم جذب آب سبکدانه را بدانیم و در هر حالت چگالی سبکدانه را محاسبه کنیم .

۲. روش حجمی ( Volumetric ) :

در روش حجمی از یک مخلوط آزمون با مقادیر تخمینی استفاده می شود ( آب ، سیمان ، سنگدانه ریز و درشت ) . پس از ساخت مخلوط آزمون و انجام آزمایشهای لازم مانند : اسلامپ ، درصد هوا و وزن مخصوص بتن تازه و مشاهده قابلیت تراکم ، ماله خوری و کارآئی ، خصوصیات دیگر نیز می تواند در زمانهای بعد بدست آید ( مثل مقاومت و ….. ) . اما پس از ساخت بتن و اندازه گیری وزن مخصوص بتن تازه ، با توجه به وزن مصالح مورد استفاده در ساخت بتن ، حجم بتن حاصله تعیین می شود . حجم محاسباتی بتن نیز قبلا” مشخص شده است و لذا و اصلاح در مخلوط برای یکی شدن این ها صورت می گیرد . مسلما” باید اهداف مقاومتی و دوام نیز تأمین گردد . در اینجا نیز مشکل چگالی ذرات و جذب آب وجود دارد که معمولا” رطوبت و چگالی موجود مد نظر قرار می گیرد . لازم به ذکر است که این روش برای بتن های نیمه سبکدانه و تمام سبکدانه کاربرد دارد. همچنین در این روش از حجم سنگدانه ها بصورت شل استفاده می گردد .

۳. روش وزنی یا فاکتور چگالی ( Weight Method or Specificgravity factor Method ) :

این روش صرفا” برای سبکدانه درشت و ریز دانه معمولی کاربرد دارد یعنی صرفا” برای بتن نیمه سبکدانه مورد استفاده قرار می گیرد . در این روش از فاکتور چگالی بجاب چگالی ذرات سبکدانه استفاده می شود . فاکتور چگالی تعریف خاصی است که فقط در ACI 211.2 ( در ضمیمه A ) آمده است و با تعریف چگالی تفاوت دارد . S فاکتور چگالی بصورت زیر می باشد. C وزن سبکدانه ( خشک یا مرطوب ) و B وزن پیکنومتر پر از آب و A وزن پیکنومتر پر از آب و سبکدانه می باشد.
بنابراین در این تعریف وضعیت رطوبتی مشخص نیست و میتواند از حالت خشک تا کاملا” اشباع انجام شود اما باید وضعیت رطوبتی در هر مورد گزارش شود یعنی بگوئیم فاکتور چگالی برای سبکدانه ای با رطوبت معین برابر S می باشد . با توجه به روند معمولی طرح اختلاط امریکائی ، مقدار آب آزاد ، نسبت آب به سیمان ، مقدار سیمان ، وزن سبکدانه درشت خشک و مرطوب بدست می آید که در این رابطه مدول زیری ماسه و حداکثر اندازه سنگدانه ها و کارآئی مورد نیاز کاربرد دارد . جذب آب سبکدانه می تواند طبق دستورهای استاندارد موجود و یا ضمیمه B مربوط به ACI 211.2 مشخص شود که بر این اساس آب کل بدست می آید . در این روش نیز باتوجه به وزن یک متر مکعب بتن مقدار ماسه بدست می آید و بتن مورد نظر با اصلاحات رطوبتی ساخته شده و حک و اصلاح لازم بر روی مقادیر بدست آمده صورت می گیرد تا بتن مطلوب حاصل شود .
کاربردهای بتن سبک همانطور که می دانیم بتن سبک می تواند به صورت های مختلفی طبقه بندی شود ، مثلا” سازه ای و غیر سازه ای . از این نوع طبقه بندی می توان کاربردها را حدس زد . اما گاه از طبقه بندی دیگری استفاده می نمائیم مثل بتن سبکدانه ، بتن اسفنجی و بتن فاقد ریز دانه . در این نوع طبقه بندی ظاهرا” نمی توان کاربردها را حدس زد .
• ساخت قطعاتی است که صرفا” جنبه پر کننده دارند . در نوع سازه ای نیز دو نوع بتن داریم : مسلح و غیر مسلح . مثلا” اجزاء سازه ای غیر مسلح مثل بلوکهای ساختمانی را باید از این جمله موارد دانست . بتن سبکدانه ای سازه ای مسلح کاربردهائی شبیه بتن معمولی مسلح دارد و حتی ممکن است پیش تنیده هم باشد . جالب است بدانیم بتن های سبکدانه سازه ای مسلح در ابتدا عمدتا” در ساخت کشتی های تجاری و جنگی در جنگ جهانی اول از سال ۱۹۱۸ تا ۱۹۲۲ بکار رفته است . کشتی Atlantus به وزن ۳۰۰۰ تن در سال ۱۹۱۸ و کشتی Selmaبه وزن ۷۵۰۰ تن و طول ۱۳۲متر در سال ۱۹۱۹ به آب افتادند . همچنین در جنگ جهانی دوم ( تا اواسط جنگ) بدلیل محدودیت هائی در تولید ورق فولادی ( مانند جنگ جهانی اول ) کشتی ها و بارج های زیادی ساخته شدند که در همه آنها از بتن سبکدانه ( و معمولا” سبکدانه رسی منبسط شده ) استفاده شده بود . ۲۴ کشتی اقیانوس پیما و ۸۰ بارج دریائی تا پایان جنگ جهانی دوم در امریکا ساخته شد که ظرفیت آنها از ۳ تا ۰۰۰/ ۱۴۰ تن بود .
جالب است بدانیم تا این اواخر یک کشتی بنام Peralta که در جنگ جهانی اول ساخته شده بود ، شناور بود و آزمایشهای ارزشمندی نیز بر روی آن انجام شده است که نشان دوام عالی بتن آن از نظر خوردگی میلگردها و کربناسیون می باشد .
مخازن شناور آب و مواد نفتی از جمله موارد استفاده بتن سبکدانه ای مسلح در طول دوران جنگ جهانی اول و دوم بوده است که ظاهرا” بعدها نیز بر خلاف ساخت کشتی ها ، تولید و ساخت آنها ادامه یافته است اما بدلیل اقتصادی در زمان صلح بواسطه وفور ورق فولادی ، تولید کشتی مقرون به صرفه نمی باشد .
در سالهای ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ پل ها و ساختمانهای زیادی با بتن سبکدانه مسلح سازه ای در دنیا ساخته شد . بطور مثال در ایالات متحده و کانادا بیش از ۱۵۰ پل و ساختمان از این نوع مورد بهره برداری قرار گرفت . بطور مثال ساختمان هتل پارک پلازا در سنت لوئیز امریکا ، ساختمان ۱۴ طبقه اداره تلفن بل جنوب غربی در کانزاس سیتی در سال ۱۹۲۹ از ساختمانهائی هستند که در دهه ۲۰ و ۳۰ میلادی ساخته شده اند .
ساختمان ۴۲ طبقه در شیکاگو ، ترمینال TWA در فرودگاه نیویورک ( ۱۹۶۰ ) ، فرودگاه Dulles واشنگتن در ۱۹۶۲ ، کلیسائی در نروژ در ۱۹۶۵ ، پلی در وایسبادن آلمان در ۱۹۶۶ و پل آب بر در روتردام هلند در ۱۹۶۸ از جمله این موارد هستند . در هلند ، انگلستان ، ایتالیا و اسکاتلند در دهه ۷۰ و ۸۰ میلادی پلهائی از نوع ساخته شده اند .
مخازن عظیم گاز طبیعی ، اسکله شناور ، مخزن نفت در زیر آب و ساختمانهای فرا ساحلی مانند سکوهای استخراج نفت و گاز با بتن سبکدانه مسلح سازه ای ساخته شده اند که اغلب بصورت نیمه سبکدانه و گاه تمام سبکدانه بوده اند . سکوی بزرگ پرش اسکی ، جایگاه تماشاچی در برخی استادیومها و همچنین سقف این استادیومها گاه از بتن سبکدانه ساخته شده است .
بزرگترین بنای بتن سبکدانه ، یک ساختمان اداری ۵۲ طبقه در تکزاس با ارتفاع ۲۱۵ متر می باشد. در هلند در سالهای ۶۰ تا ۷۳ میلادی ۱۵ پل با دهانه بزرگ با بتن سبکدانه ساخته شده است. در سالهای دهه ۷۰ میلادی ساخت بتن های سبکدانه پر مقاومت آغاز شد و در دهه ۸۰ بدلیل نیاز برخی شرکتهای نفتی در امریکا ، نروژ و مکزیک ، ساخت سازه ها و مخازن ساحلی و فرا ساحلی مانند سکوهای نفتی با بتن سبکدانه پر مقاومت آغاز شد که در اواخر دهه ۸۰ و اوائل دهه ۹۰ به بهره برداری رسید و نتایج آن منتشر شده است .
FIP ( fib ) برخی پروژه های مهم ساخته شده با بتن سبکدانه را منتشر نموده است که کاربرد آن را نجومی نشان می دهد .

• بتن اسفنجی

معمولا” به دو نوع گازی و کفی تقسیم میشود . این نوع بتن ها را بتن پوک و متخلخل نیز می نامند و در برخی منابع بتن Cellular نام دارد . اغلب بتن های گازی و کفی غیر سازه ای هستند اما برخی بتن های گازی از قابلیت سازه ای شدن و حتی مسلح شدن برخوردار می باشند .
بتن های اسفنجی عمدتا” پر کننده هستند . ساخت برخی پانل های جداکننده ، ایجاد کف سازی و شیب بندی ، عایق های حرارتی و جاذب صوت از جمله موارد مورد استفاده بتن اسفنج غیر سازه ای است . تولید قطعات و بلوکهای ساختمانی برای بنائی از جمله کاربردهای بتن گازی است . نوعی بتن گازی بنام سیپورکس در سوئد ساخته شد که می توانست مسلح گردد و در ایران نیز مدتی قطعات بتنی مسلح سیپورکسی بکار رفت از جمله دالهای بتن مسلح پیش ساخته برای پوشش سقف از جنس سیپورکس در برخی پروژه های کشور ما مصرف گشته است . قطعات نما از جنس بتن کفی و گازی یاسبکدانه غیر سازه ای نیز تولید و مصرف شده است .
کاربردهای بتن فاقد ریزدانه نیز در مبحث جداگانه ای نیز ارائه شده است

مرجع:

تمامی مطالب برگرفته شده از سایت:

مراجع و منابع این مقاله:
چاندرا، س. برنتسون، ل.، “Light Weight Aggregate Concrete : Science, …
بررسی آزمایشگاهی و ارائه معیارهای جدید جهت ساخت بتن سبک با مقاومت بالا [مقاله کنفرانسی]
کوهستانی، م. (۱۳۹۰)، “مطالعات امکان سنجی تولید بتن سبک کفی …
مطلی، م. (۱۳۸۵)، “مطاالعه خواص مکانیکی بتن پرلیتی”، دن نامه …
Mohamady, Tehrani, F. (1377), :Complate Directory for Leca and Light …

میکروسیلیس بتن:

میکروسیلیس(میکروسیلیکا) افزودنی پودری که عمدتاً از دی اکسید سیلیس آمورف ساخته شده‌است. عبارت “فوم سیلیکا متراکم” یا “فوم سیلیکا” نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این حال،می‌توان گفت که هر گونه پودری در صنعت ذوب تولید می‌شود، در حالی که “microsilica” موادی است که دارای ویژگی و کیفیت مناسب برای استفاده در بتون است

Microsilica در بتون ابتدا در اوایل دهه ۱۹۵۰ در نروژ موردآزمایش قرارگرفت. نتایج خوبی در بتون بدست آمد و پس از آن مشخص شد که آزمایش‌ها درمعرض قرار گرفتن سولفات در آن روزهای ابتدایی نشان داده شد که بتن میکروسیلیس به همان اندازه که بتون با سیمان مقاوم در برابر سیمان ساخته‌شده، بادوام است.

بااینحال، در آن زمان تولید صنعتی غیر ممکن بود: هیچ روشی برای حفظ مقادیر زیادذرات فوق در دسترس نبود. بنابراین، این نتایج مطلوب فقط به عنوان یک رویداد به پایان رسید و ممکن است فراموش شده باشد. سپس، در اوایل دهه ۱۹۷۰، دولت نروژی قوانین سختگیرانه محیط زیست را برای صنعت ذوب اعلام کرد. این باعث شد که پیشرفت های عظیم در فن آوری فیلتر کردن وجود داشته باشد،

در نتیجه در عرض چند سال مقادیر قابل‌توجهی در دسترس قرار گرفتند. این عواقب اقدامات نظارتی موقتا میکروسیلیس را تبدیل به یک ماده زباله می کند، چیزی که هنوز هم قابل توجه است. به منظور جمع آوری و استفاده از حجم زیادی از مواد، تلاش های تحقیقاتی گسترده و شدید توسط شرکت های عمده فروشی نروژی انجام شد. این کارها، بر اساس کارهای اولیه در تروندهایم، بخش بزرگی از تکنولوژی میکروسلیکا را تشکیل می دهند و برای استفاده بزرگ و مکرر از میکروسیلیکا در سراسر جهان ضروری هستند.

-مواد

-ظاهر

Microsilica (همچنین به عنوان سیلیکا دود) در فرم اولیه آن یک پودر خاکستری (تقریبا سفید تا تقریبا سیاه) است. بسته به برنامه کاربردی و امکانات مربوط به دستکاری، در چندین فرم موجود است.

میکروسیلیس به عنوان یک افزودنی

خصوصیات فیزیکی:

ذرات میکروسیلیس اولیه کروی است و قطر متوسط آن حدود ۱۵/۰ است.

مشخصات شیمیایی:

معمولا Microsilica حاوی بیش از ۸۵ درصد دی اکسید سیلیس است. اگر منشاء یک کوره فروسلیلیون باشد، مقادیر نسبتا زیاد آهن ممکن است وجود داشته باشد، عناصر دیگر تنها در مقدار کمی (۱ درصد و کمتر) وجود دارد.

اثرات بر روی بتن تازه:

مکانیسم:

اندازه کوچک ذرات میکروسیلیس به این معنی است که ماده یک ناحیه سطح خاص بزرگ دارد. این امر بر خواص مخلوط بتن تازه بر میکروسیلیس اثر می گذارد.

در یک دوز ۱۰ درصد میکروسیلیس با وزن سیمان، بین ۵۰،۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰ microsphere برای هر دانه سیمان اضافه می شود.

به همین دلیل مخلوط با مواد خوبی پوشانده می شود و علاوه بر این موجب افزایش سطح داخلی می شود. به عنوان مثال، در یک ترکیب معمول:

۳۵۰ کیلوگرم سیمان(Blaine = ۳۰۰۰) ۳۵۰ x ۱۰۰۰ x ۰.۳ = ۱۰۵۰۰۰ متر

۸ % microsilica ۲۸( ۲۸ کیلوگرم)، x ۱۰۰۰ x ۲۰ = ۵۶۰۰۰۰ m ^ ۲

کارایی:

افزایش زیاد مساحت سطوح منجربه افزایش در نیروهای سطح داخلی می شود که به معنای افزایش انسجام مقاومت بتن است.

مترجم:حسین ابراهیمی تکلو

Microsilica as an Addition

Per Fidjestol and Robert Lewis

کلید واژه ها:

میکروسیلیس,میکروسیلیس بتن,ژل میکروسیلیس

References and notes
۱. Bernhard JC. Rapport om forsok utfort med stoff fra Fiskaa, Report from
Betonglaboratoriet, NTH, 11 September 1951 (in Norwegian).
۲. Bernhard JC. SiO2-st0v som cementtilsetning. Betongen Idag, 1952; 17(2): 1952.
۳. Fiskaa O, Hansen H, Moum J. Belong i Alunskifer. Norge Geotekniske Institutt,
Oslo, Publ. no. 86, 1971.
۴. RILEM Committee 73-SBC. Final Report. Siliceous by-products in concrete.
۵. Wallevik OH, Gjorv Oe. Effekt av silika pa betongens stopelighet og arbeidbarhet.
Trondheim: Institutt For Bygningsmateriallaere, 1988; Report no. BML 88.202.
۶. Fidjestol P et ai Silica fume-efficiency versus form of delivery. In: Proceedings of the
۳rd International Conference on the Use of Fly Ash Slag, Silica Fume and Natural
Pozzolans in Concrete, Trondheim, 1989, supplementary papers volume.
۷. Sandvik M, Haug AK, Hunsbedt OS. Condensed silica fume in high strength concrete
for offshore structures – a case record. Proceedings of the 3rd International Conference
on the Use of Fly Ash Slag, Silica Fume and Natural Pozzolans in Concrete, Trondheim,
۱۹۸۹. American Concrete Institute; SP 114-54.
۸. Burnett ID. The development of silica fume concrete in Melbourne, Australia. In:
Proceedings of International Conference on Concrete For The Nineties, Leura,
Australia, 1990.

 

مقایسه “عایق های رطوبتی سنتی” با تعدادی از “انواع نوین” در ابنیه

دانلود PDF

بررسی تأثیر الیاف و منسوجات بر عایق سازی حرارتی و صوتی

احسان قربانی,[۱] *، پرهام سلطانی۲،محمد قانع۳

۱- دانشجوی دکتری، دانشگاه صنعتی اصفهان

۲- استادیار و عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی اصفهان

۳- دانشیار و عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی اصفهان

دانشگاه صنعتی اصفهان، ایران ۸۴۱۵۶-۸۳۱۱۱

چکیده

عدم توجه به مسائل حرارتی و آکوستیکی در ساخت و ساز ساختمان ها موجب شده است که اتلاف انرژی زیادی در زمینه حرارتی و آکوستیکی پیرامون ساختمان ایجاد شود. تلاش های زیادی برای به کارگیری روش های موثر بر کاهش آلودگی صوتی و سر و صدا که یکی از مهمترین عوامل زیان آور محیط زیست است، صورت گرفته است. منسوجات بی بافت یکی از مناسبترین مواد برای کاربرد در جاذب های صدا می‌باشند. در این پژوهش تأثیر استفاده از الیاف و منسوجات برای تولید مواد جاذب و عایق صوت و عایق حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. استفاده از الیاف و پارچه در پانلهای گچی به میزان قابل توجهی ضریب هدایت حرارتی و عایق سازی صوتی را بهبود می‌بخشد.

کلمات کلیدی: آلودگی صوتی، عایق صوتی، عایق حرارتی، آکوستیک، منسوجات

مقدمه

در سال های اخیر، لزوم محاسبه میزان مصرف و صرفه‌جویی در مصرف انرژی به عنوان یک ضرورت قطعی و چاره ناپذیر مطرح می باشد. بخش ساختمان بیش از یک سوم انرژی مصرفی کشور را به خود اختصاص داده و اکثر ساختمان های کشور فاقد ضوابط فنی شناخته شده برای جلوگیری از هدر رفتن انرژی می باشند. تغییر وضع موجود به سوی وضعیتی قابل قبول تلاش هماهنگ عظیمی مردم و مسئولین را می طلبد. عایق کاری حرارتی یا گرمابندی مناسب عناصر ساختمان و حفظ شرایط آسایش حرارتی براحتی و همراه با صرفه جویی در مصرف انرژی انجام می گردد [۱]. نفوذ نوفه ناشی از ترافیک زمینی و هوایی در فضای داخلی ساختمان ها ناشی از زندگی ماشینی امروزی در شهرهای بزرگ، مشکلاتی را به وجود آورده است که برای محدود کردن نفوذ آن به ساختمان در حد قابل قبول بایستی تغییراتی در ساختمان های جدید نسبت به ساختمان های قدیمی داده شود. بخصوص در ساخت دیوارها باید از مصالحی استفاده گردد که با حداقل وزن، حداکثر عایقبندی صوتی لازم را برای رسیدن به حد مجاز داشته باشند [۲]. استفاده از برخی الیاف نساجی با محاسن گسترده از جمله؛ وزن مخصوص پایین، استحکام بالا، استحکام بالا، مقاومت سایشی خوب، مقاومت شیمیایی، عدم لکه گیری، و از همه مهمتر عایق حرارتی و قیمت مناسب؛ در کلیه صنایع از جمله نساجی و همچنین تولید کفپوش های نساجی روبه رشد می باشد [۳].

یکی از روش های کاهش آلودگی در مهندسی آکوستیک، جذب صوت می باشد. مواد جاذب صدا، موادی هستند که انرژی امواج صدا را از طریق پدیده جذب کاهش می دهند. این مواد از طریق تبدیل انرژی صوت به سایر انرژی ها معمولا انرژی گرمایی، صدا را جذب می کنند. به طور کلی در هنگام برخورد امواج صدا با ماده سه حالت اتفاق می افتد:

۱- قسمتی از امواج منعکس می شود.

۲- قسمتی از امواج از ماده عبور می کند.

۳- بخشی از امواج توسط ماده جذب می شود.

یکی از خصوصیات اصلی مواد جاذب صوت، ساختار متخلخل آنهاست. در واقع مواد برای اینکه بتوانند صدا را جذب کنند باید متخلخل باشند تا امواج صدا بتواند به راحتی داخل ماده حرکت کند. خیلی از مواد پر تراکم مانند فلزات قابلیت جذب صدا را دارند، اما قسمت اعظم صدای دریافتی را بازتاب کرده و با برگرداندن امواج صدا به محیط منجر به آلودگی محیط زیست می شوند و به دلیل داشتن وزن بالا و قیمت زیاد کاربرد زیادی در ساختمان و صنعت حمل و نقل ندارند. در مقایسه، الیاف نساجی و منسوجات با داشتن ساختار متخلخل به امواج صدا اجازه عبور از داخل خود را داده و به عنوان ماده جاذب صوت استفاده می شوند. امواج با ورود به داخل ماده، به الیاف اصابت کرده و آنها را به نوسان وا می دارد. پدیده نوسان میان الیاف باعث ایجاد اصطکاک شده و اصطکاک عامل تولید کننده گرماست. بنابراین هرچه ضخامت ماده بیشتر باشد، پدیده جذب بهتر انجام می شود [۴].

استفاده ازمواد نساجی برای کاهش آلودگی صوت نسبت به مواد رایج دیگر دارای دو مزیت عمده: وزن مخصوص کمتر و قیمت پایین تر است. مواد معدنی همچون شیشه، پشم سنگ یا آزبست می توانند به عنوان مواد جاذب صوت به کار روند اما به دلیل تاثیراتی که بر روی سلامتی انسان به جای می گذارند، از این مواد استفاده چندانی نمی شود [۵].

تحقیقات انجام شده

استفاده از الیاف مصنوعی به عنوان مواد جاذب صوت رو به افزایش است. طبق تحقیقات انجام شده بر روی خصوصیات الیاف، همچون جرم واحد سطح، نوع الیاف، مقاومت ویژه، تجعد و… الیاف پلی استر به عنوان بهترین نوع لیف شناخته شده است [۶]. تحقیقات کمی در زمینه استفاده از ضایعات نساجی در مواد جاذب صوت صورت گرفته است. به هر حال بازدهی یک جاذب به ساختار متخلخل و ضخامت لایه تولیدی بستگی دارد خواه آن ماده برای اولین بار استفاده شده باشد، خواه ماده بازیافتی باشد. کارخانجات تولید کننده منسوجات بی بافت، ضایعات حاصله را اغلب می سوزانند یا دفن می کنند که این امر منجر به آلودگی و تخریب محیط زیست می شود. یکی از موارد مصرف این ضایعات، تولید مواد جاذب صوت می­باشد.

در یکی از تحقیقات صورت گرفته از ضایعات منسوجات بی بافت از جنس پلی پروپلین و پلی استر که در مکان هایی نظیر بیمارستان، راه آهن و… یافت می شود، برای تولید مواد جاذب صوت استفاده شده است. در این تحقیق از دو جنس مختلف بی بافت ( پلی استر و پلی پروپلین ) که بیشترین کاربرد را دارند و همچنین از الیاف پلی استر و پلی پروپلین و پارچه پلی استر استفاده شده است. برای تهیه نمونه، منسوج مورد نظر به صورت مربع هایی خرد شده و بعد از برداشتن وزن معینی از هر منسوج، در نسبت مورد نظر مخلوط شده اند. سپس منسوج خرد شده در یک کاغذ آلومینیوم بسته بندی شده و داخل قالب گذاشته شده است. این قالب به شکل دو صفحه ی آهنی است که پس از قرار دادن نمونه در وسط قالب، توسط پیچ دو صفحه را به هم محکم شده و برای رسیدن به ضخامت مورد نظر، قالب در دمای ۲۳۰ °c به مدت ۲۵ دقیقه تحت فشار قرار میگیرد تا نمونه داخل آن فشرده شود. بعد از تهیه نمونه آن را داخل استنتر قرار می گیرد. در این تحقیق برای مقایسه میزان جذب نمونه ها از یک میکروفن، یک اسپیکر، رایانه استفاده شده است. ابتدا با استفاده از اسپیکر، نویز مشخصی تولید می شود، این نویز بعد از عبور از نمونه ها به میکروفن می رسد و سپس با استفاده از کامپیوتر، امواج صدا قابل مشاهده می باشد. می توان با مقایسه دسی بل نمونه ها، میزان جذب صوت آنها را با هم مقایسه کرد [۷].

در تحقیقی به بررسی استفاده از الیاف و پارچه های ضایعاتی پلی پروپیلن در پنل های گچی، جهت ارزیابی خصوصیات حرارتی و صوتی آنها پرداخته شده است. با استفاده از الیاف پلی پروپیلن، پارچه بی بافت ازجنس پلی پروپیلن، گچ، آب، قالب هایی با شکل های هندسی و اندازه های مختلف (مکعب- مستطیل) و روغن نمونه ها ساخته شده اند. نمونه های حرارتی براساس دستگاه اندازه گیری ضریب هدایت حرارتی مطابق استاندارد ملی ایران شماره ۸۶۲۱ و همچنین نمونه های صوتی نیز بر اساس اندازه های مربوط به دستگاه موجود در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن ساخته شده اند.

اصول کلی ساخت تمام نمونه های حرارتی و صوتی بدین گونه است که، دوغابی متشکل از گچ و آب تهیه شده که مقدار گچ به اندازه ی حجم قالب و آب مورد استفاده هشتاد درصد از وزن گچ می باشد. گچ را از الک ۶۰۰ میکرون عبور داده تا از نظر اندازه یکنواخت باشد. الیاف و پارچه خردشده از جنس پلی پرو پیلن که تحت عنوان عایق با گچ مخلوط می شوند، به میزان یک سوم از حجم قالب وزن دارند.

برای خشک کردن نمونه ها از آون با دمای ۸۰ درجه سانتیگراد استفاده و برای سرد شدن، نمونه ها باید به مدت ۲۴ ساعت در محیط قرار گیرند و در آخر نمونه ها را تحت آزمون تعیین ضر یب هد ایت حرارتی مطابق استاندارد در دمای مرجع ۱۰ درجه ی سانتیگراد قرار می گیرند تا خصوصیات حرارتی آن اندازه گیری شود. به منظور ارزیابی خصوصیات حرارتی و صوتی پانل های گچی حاوی الیاف و پارچه های پلی پروپیلن، نتایج تجزیه و تحلیل های آماری نشان می دهد که افزودن پلی پروپیلن در هر سه حالت آزمایش های صورت گرفته باعث بهبود ضریب هدایت حرارتی و مقاومت حرارتی می گردد. نمونه های لایه ای دارای ضریب هدایت حرارتی ۰۸۳۵/۰ وات بر متر در درجه سانتیگراد می باشند و این مقدار بیانگر عایق حرارتی مطلوب می باشد و ضریب هدایت حرارتی برای نمونه های مخلوط ۲۳۸/۰ وات بر متر در درجه سانتیگراد است یعنی این نوع از نمونه ها عایق کمتری در برابر حرارت می باشند که به دلیل قرار گرفتن مقداری گچ در فواصلی از نمونه های مخلوط که الیاف وجود ندارد، می باشد.

اما از نظر سهولت کار و یکنواختی بهتر نمونه های مخلوط بهتر از لایه ای ها می باشند. بنابراین در مکان هایی که ساختمان از نظر راحتی بیشتر مورد توجه است تا حرارتی، از نمونه های مخلوط و در مکان هایی که خاصیت حرارتی و عایق بودن مدنظر است از نمونه های لایه ای استفاده می شود. بر همین اساس شکل ۱ رابطه ی ضریب هدایت حرارتی با مقاومت حرارتی را نشان می دهد که نمونه های لایه ای دارای ضریب هدایت حرارتی کمتر ولی مقاومت حرارتی بیشتر می باشند که این نشان دهنده ی عایق حرارتی بهتر می باشد در مقابل نمونه ی مادر عکس نمونه ی لایه ای است [۸].

شکل (۱) نمودار تغییرات ضریب و مقاومت حرارتی [۸]

نتیجه‌گیری

نتایج تحقیقات انجام گرفته بر ضریب هدایت حرارتی و شاخص کاهش صوت پانل های گچی با الیاف و منسوجات حاکی از آن است که درصد مخلوط و نحوه‌ی قرار دادن الیاف و پارچه های پلی پروپیلن در عایق سازی صوتی و حرارتی موثر است. ارزیابی ضریب هدایت حرارت ی و شاخص کاهش صوت نشان می دهد که استفاده از الیاف و پارچه های پلی پروپیلن در سازه های ساختمانی، آنها را از نظر حرارتی و صو تی عایق می کند.

آنالیز نمودارهای حاصل از آزمایشات جذب صوت منسوجات بی بافت نشان می دهد که افزایش ضخامت و تراکم، میزان جذب صوت را افزایش می دهد. افزایش وزن واحد متر مربع منسوج، جذب صوت را افزایش می دهد. استفاده از الیاف در مواد جاذب صوت کارایی بهتری نسبت به پارچه دارد. هرچه میزان ماده پرکننده بیشتر باشد، میزان جذب صوت افزایش می یابد. در کل استفاده از منسوج بی بافت نسبت به پارچه و الیاف تفاوت چندانی ندارد اما با توجه به ارزان تر بودن ضایعات منسوجات بی بافت، استفاده از آن در مواد جاذب صوت بهینه می باشد.

مراجع

هولمن جک فیلیپ ، انتقال حرارت هولمن ۱، حقیقتی تاجور حسن، اول، نشر نیما مشهد، (پائیز۱۳۶۴).
هدایتی محمد جعفر، بررسی افت صوتی دیوارهای سبک، اول، ۱۳، (پائیز۱۳۷۶) .
احمدزاده و همکاران، برگرفته از مقاله ی مقایسه ی نخ های تولیدی از الیاف پلی پروپیلن با سطوح مختلف. ارائه شده در ششمین کنفرانس ملی مهندس نساجی ایران، ۱۸ تا ۱۹ اردیبهشت ۱۳۸۶، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده مهندسی نساجی.
Mevlat, T., acoustical properties of nonwoven fiber network structures, Clemson University، (may2005).
Dodson, C.T.J., and Sampson, W.W., Modeling a Class of Stochastic Porous Media, Applied Mathematics Letters, 10(2), pp 87-89 ،(۱۹۷۷).
Helen, E.K.O., Alava, M.J., Niskanen, K.j., porous structure of thick fiber webs, journal of Applied physics, 81, pp 6425-6440 ،(۱۹۹۷).
مظفری، و، اسلامی، ح، پیوندی، پ، “تولید جاذب صوتی با استفاده از ضایعات منسوجات بی بافت”، هشتمین کنفرانس ملی مهندسی نساجی ایران، دانشگاه یزد، ۷۳، (اردیبهشت ۱۳۹۱).
بنی فاطمه، ا، و همکاران، بررسی تاثیر الیاف و پارچه پلی پروپیلن در عایق سازی مصالح ساختمانی، هشتمین کنفرانس ملی مهندسی نساجی ایران، دانشگاه یزد ، ۶۷، (اردیبهشت ۱۳۹۱).

[۱] Corresponding author: Ehsan Ghorbani

Email: Ehsan.Ghorbani@tx.iut.ac.ir

آب شرب به دلیل ورود مستقیم به بدن انسان، از اهمیت بهداشتی بالایی برخوردار است. مخازن فلزی ذخیره آب عمدتا به دلیل فرآیند خوردگی فلزات از جمله فولاد، آلوده به ترکیبات یونی فلزی می شوند. پوشش دهی راهکاری مناسب برای حفاظت از سازه های فلزی می باشد ولی به دلیل آزاد سازی ترکیبات شیمیایی مضر از جمله مواد آلی فرار(VOC)، آلایندگی بالایی در محیط اطراف خود ایجاد می کنند. مناسب ترین گزینه در چنین مواردی، پوشش دهی قسمت درونی مخازن به وسیله اپوکسی های بدون حلال(solvent free epoxy) است.

به طور معمول پوشش های بر پایه رزین اپوکسی از دو جز تشکیل شده اند جز نخست شامل گروه های اپوکساید فعال و جز دوم عمدتا ترکیبات آمینی یا آمیدی یا ترکیبی از این دو می باشد. نکته مهم و به عبارتی تفاوت اصلی در پوشش های بدون حلال، عدم وجود جز رقیق کننده یا حلال در آن است. به عبارتی پوشش های بدون حلال مایع که در رنگ آمیزی مخازن بهداشتی، آب شرب و کفپوش سالن ها در صنایع بهداشتی و دارویی کاربرد دارند، اپوکسی های با وزن مولکولی پایین می باشند که به طور طبیعی مایع بوده و نیازی به حلال های مضر و فرار ندارند.

این ویژگی منحصر به فرد و هم چنین قدرت چسبندگی، استحکام بالا وکیورینگ سریع از دیگر ویژگی های این نوع پوشش ها است که موجب می شود این نوع اپوکسی ها در رنگ آمیزی مخازن بهداشتی از اهمیت خاصی برخوردار باشند.
همچنین در فرآیند فرموله کردن این پوشش ها از رنگ دانه ها و مواد افزودنی مناسب استفاده می شود تا هر گونه اثر نا مطلوب بر روی بو، رنگ و مزه آب ایجاد نکند

رئیس مرکز تحقیقات راه،مسکن وشهرسازی می گوید:مصرف انرژی درساختنان های کشور۴برابرکشورهای اروپایی است واین موضوع بایدهرچه سریع تر مورد بررسی قرار گیرد.به گفته محمدشکرچی زاده ،باوجود گذشت ۲۰سال از تدوین مبحث ۱۹مقررات ملی ساختمان،فقط در ساخت۱۵درصد از ساختنان های کشور از این قانون بهرگیری می شود.پیش از این حامد مظاهریان معاون مسکن وساختمان وزیر راه وشهرسازی گفته بود مصرف انرژی ۸۵درصد واحدهای مسکونی کشور بیش ازمیانگین جهانی است واگر رشد مصرف انرژی به همین منوال ادامه پیداکند تاسال ۲۰۳۰برای تولید انرژی نیازمند ۲،۲میلیون تن نفت خام هستیم.

چسب هایی که با واکنش شیمیایی سخت میشوند

چسب چیست ؟

چسب ماده ای است که میتواند بین دو سطح اتصال چسبی بوجود آورد. یک اتصال چسبی دو سطح جامد به هم اتصال یافته است که لایه نازکی از یک چسب را شامل می شود . چسبندگی دو جسم به یکدیگر توسط یک جسم پدیده ای است که در آن سطوح اتصال یابنده ممکن است از طریق جذب فیزیکی (برای مثال نیروهای بین سطحی) و یا جذب شیمیایی (مثل نیروهای و اندروالسی ، القائی ، پیوند های هیدروژنی) به یکدیگر اتصال یابند.
چسبندگی را میتوان بصورت میزان جذب بین یک سطح جامد و یک فاز دوم هم تعریف نمود . فاز دوم از قطرات خیلی ریز یک مایع ، و یا فیلمی پیوسته از یک مایع (یا جامد ) تشکیل یافته است.

اجزای تشکیل دهنده چسب‌ها

مواد پلیمری: چسب‌ها ، همگی حاوی پلیمر هستند یا پلیمرها در حین سخت شدن چسب‌ها بوسیله واکنش شیمیایی پلیمر شدن افزایشی یا پلیمر شدن تراکمی حاصل می‌شوند. پلیمرها به چسب‌ها قدرت چسبندگی می‌دهند. می‌توان آنها را به صورت رشته‌هایی از واحدهای شیمیایی همانند که بوسیله پیوند کووالانسی به هم متصل شده‌اند، در نظر گرفت.
پلیمرها در دماهای بالا روان می‌گردند و در حلال‌های مناسب حل می شوند. خاصیت روان شدن آنها در چسب‌های حرارتی و خاصیت حل شوندگی آنها در چسب‌های بر پایه حلال ، یک امر اساسی می‌باشد. پلیمرهای شبکه‌ای در صورت گرم شدن جریان نمی‌یابند، ممکن است در حلال‌ها متورم گردند، ولی حل نمی‌شوند. تمامی چسب‌های ساختمانی ، شبکه‌ای هستند، زیرا این مورد خزش (تغییر شکل تحت بار ثابت) را از بین می‌برد.

بسیاری از چسب‌ها ، علاوه بر مواد پلیمری دارای افزودنیهایی هستند از قبیل:

  • مواد پایدار کننده در برابر تخریب توسط اکسیژن و UV
  • مواد نرم کننده که قابلیت انعطاف را افزایش می دهد و دمای تبدیل شیشه ای را کاهش می دهد.
  • مواد پرکننده معدنی که میزان انقباض در سخت شدن را کاهش می دهد و خواص روان شدن را قبل از سخت شدن تغییر می دهد و خواص مکانیکی نهایی را بهبود می بخشد.
  • مواد تغلیظ کننده
  • معرف های جفت کننده سیلانی

یکی از مهم ترین نوع چسب ها، چسب هایی هستند که به وسیله واکنش های شیمیایی سخت می شوند که به انواع مختلفی تقسیم می شوند:

۱- چسب های اپوکسیدی: اپوکسیدها بهترین نوع چسب های شناخته شده ساختمانی هستند و بیشترین کاربرد را دارند. تعداد اندکی از رزین های اپوکسی تجاری وجود دارند اما با دامنه وسیعی از سخت کننده ها که شامل آمین ها و اسید انیدریدها هستند مخلوط میشوند. مزیت اپوکسی ها این است که در جریان پخت ترکیبات فرار تولید نمی کنند و میزان انقباض خیلی پایینی دارد. یکی از عیب های اپوکسی ها این است که می توانند باعث بیماری های پوستی شوند.

۲- چسب های فنولیک برای فلزات: وقتی که فنول با مقدار اضافی فرم آلدئید تحت شرایط بازی در محلول آبی واکنش دهد، محصول تحت عنوان رزول می باشد. این ماده در صورتیکه به عنوان چسب به کار رود بایستی تحت فشار معمولا بین صفحات پهن فولادی گرم شده توسط پرس هیدرولیک سخت شود.

۳- چسب های تراکمی فرم آلدئید برای چوب: تعدادی از چسب های مورد استفاده برای چوب نتیجه تراکم فرم آلدئید با فنول و رزول سینول هستند بقیه با اوره یا ملامین متراکم می شوند.

۴- چسب های آکریلیک: این چسب ها شامل مونومرهای آکریلیک هستند که توسط افزایشی رادیکال آزاد در دمای محیط سخت می شوند. مونومر اصلی متیل متاکریلات می باشد اما موارد دیگری از قبیل اسید متاکریلات برای بهبود چسبندگی به فلزات به وسیله تشکیل نمک های کربوکسیلات و بهبود مقاومت گرمایی و اتیلن گلیکول دی متیل کریلات برای شبکه ای کردن نیز ممکن است مورد استفاده قرار گیرند.

۵-چسب های غیرهوازی: چسب های غیرهوازی در غیاب اکسیژن که یک بازدارنده ی پلیمر شدن است، سخت می گردند. این چسب ها اغلب بر پایه دی متاکریلات هایی از پلی اتیلن گلیکول هستند.

۶-چسب های لاستیکی: بسیاری از چسب های ساختمانی پلیمرهای لاستیکی حل شده در خودشان دارند، وقتی که چسب ها سخت می شوند لاستیک به صورت قطره ای رسوب می کند. لاستیک های استفاده شده در این روش شامل پلی وینیل فرمال و پلی وینیل بوتیرال هستند.

۷-چسب های سیلیکون: چسب های یک جزیی سیلیکون اغلب به چسب های ولکانیزه شونده در دمای محیط معروفند و شامل پلی دی متیل سیلوکان با گروه های انتهایی استات، کتوکسیم یا اتر هستند. سیلیکون های دو جزیی که برای قسمت های ضخیم لازم اند، معولا حاوی آب هستند و برای سخت شدن سریع با اکتات استانیوس یا برای سخت شدن آهسته با بوتیل قلع دی لورات کاتالیست می گردند. چسب های سیلیکون، نرم و مطلوب هستند و دارای مقاومت محیطی و شیمیایی هستند.

۸-چسب های پلی اورتان: چسب های پلی اورتان توسط واکنش یک پلیمر با وزن مولکولی پایین شامل حداقل دو گروه انتهایی OH با دی ایزوسیانات ساخته می شوند. پلیمرها می توانند پلی اترها، پلی استرهای آلیفاتیک یا پلی بوتادی ان باشند.

۹-چسب های پلی سولفید: این چسب ها دارای سیستم دوجزیی هستند و عامل سفت کننده آن شامل دی اکسید منگنز و کرومات هستند. در تولید این نوع چسب به منظور کاهش قیمت از پرکننده های معدنی استفاده می شود و به عنوان نرم کننده از فتالات ها و معرف های جفت کننده سیلانی استفاده می شود.

کلمات کلیدی: چسب، رزین های پلیمری، اپوکسید، سیلیکون، پلی اورتان، فرم آلدئید، پلی سولفید.

منابع:

دانش چسب و چسبندگی/ جان کومین
chemicalfu.com

دستورالعمل آماده سازی گروت

آب مورد نیاز هر پاکت را ابتدا درون میکسر ریخته و گروت خشک را کم کم به آن اضافه نمایید و هم بزنید.
مقدار آب مورد نیاز برای حالت خمیری را ابتدا اضافه نمایید عملیات ترکیب را انجام دهید در صورت نیاز به حالت روان تر مقدار آب اضافه را برای حالت روان کم کم به گروت آماده اضافه نمایید تا به روانی دلخواه برسد. حداکثر مجاز آب از میزان اعلام شده روی پاکت نباید به هیچ عنوان بیشتر باشد.
در صورت نیاز به استفاده چند پاکت گروت ابتدا مجموع آب مورد نیاز حالت خمیری چند پاکت مورد را درون میکسر بریزید سپس پاکت های گروت را یکی یکی با فاصله ۳۰ثانیه به میکسر اضافه کنید به گونه ای که وقتی محتویات هر پاکت کاملا باز شد پاکت بعدی را اضافه نمایید.

دستور العمل اجرای گروت

جهت انجام عمل گروت ریزی سطح مورد نیاز می بایست مرطوب تمیز و عاری از چربی باشد. توجه داشته باشید آب اضافی روی سطح نباشد.
قالب بسته شده برای انجام گروت ریزی حتما از بیرون کاملا محصور شده باشد تا شیرابه گروت از قالب بیرون نریزد زیرا در صورت نشت داشتن سطح گروت ریزی از اندازه مورد نظر پایین تر خواهد آمد.
در صورت گروت ریزی در پایه ستون و یا بیس پلیت جهت انجام ویبره بهتر است یک زنجیر فلزی از زیر ستون کار شده و روی قالب رد کنید و در حین گروت ریزی با جلو و عقب راندن زنجیر گروت را کاملا به زیر ستون هدایت نمایید تا جای خالی باقی نماند.
بلافاصله بعد از گروت ریزی آن را با پارچه کنفی مرطوب بپوشانید و هریک ساعت و در شب هر شش ساعت مرطوب شود تا حداقل ۲۴ ساعت.

رنگ محافظ تنه درخت باعث کنترل آفات و بیماری های ذیل میشود.

آفات درختان میوه هسته دار

شته خالدار هلو

کرم طوقه و ریشه درختان میوه هسته دار

سوسک طوقه خوار سیاه

کرم قیسی

سوسک های چوبخوار معمولی درختان میوه

سوسک های پوستخوار درختان میوه

پروانه پوستخوار درختان میوه

نشانکر

سیتوسپورایی

پوسیدگی فیتو فترایی

آفات انار

کرم انار

کنه انار

آفات خرما

سوسک شاخک بلند یا چوبخوار خرما

آفات پسته

شیره خشک یا پسیل پسته

زنجره پسته یا شیره تر پسته (زنجرک پسته)

انگومک

سوسک چوبخوار سبز

سوسک پوستخوار پسته

سوسک طوقه خوار پسته

شانکر خشیدگی سرشاخه ها

آفات زیتون

سوسک پوست خوار زیتون

سوسک چوب خوار زیتون

آفات درختان میوه دانه دار

شته مومی یا خونی سیب

پسیل گلابی

زنجرک گلسرخ

سر خرطومی های برگخوار درختان میوه

سوسک شاخک بلند درختان میوه

سوسک پوستخوار درختان میوه

پروانه فری یا بال پلنگی یا کرم خراط

پروانه کرم جگری یا پروانه نجار

پروانه زنبور مانند درخت سیب

کنه قهوه ای پا بلند

دارخور

پوسیدگی فیتو فترایی

سوختگی آتشی

سرطان طوقه و ریشه

آفات مرکبات

سپردار خاکستری مرکبات

سپردار بنفش زیتون

حلزون قهوه ای

حلزون کوچک مرکبات یا حلزون سفید

حلزون کوچک مرکبات جنوب

آفات انگور

بالشتک مو

آفات گردو

آنتا کتوز (بلاچ گردو یا لکه سیاه)

شاتکر سیتو سپورایی

پوسیدگی فیتو فتورایی

انگومگ مرکبات

پوسیدگی فیتو فتورایی

انگور

سرطان طوقه و شاخه

پلی اورتان ها و کاربرد آن ها

پلی اورتان و مشتقات آن بسپارهایی پر کاربرد در صنایع گوناگون، در سراسر جهان هستند. فرمول بندی این بسپارها به گونه ای است که دامنه گسترده ای از مواد سخت، خشک و فشرده را در بر می گیرد. پلی اورتان ها از واکنش افزایشی میان گروههای عاملی ایزوسیانات و عامل هیدروکسیل تشکیل می شوند. اگر به جای دی الکل ، یک دی آمین با ایزوسیانات وارد واکنش شود، بسپار به دست آمده در خانواده پلی اوره ها قرار می گیرد.

گروه های ایزوسیانات به شدت واکنش پذیر بوده و به همین علت پیشرفت واکنش آن ها به افزایش دما نیاز ندارد. مهمترین ویژگی این گروه از پلیمر ها این است که پس از واکنش ساختار پایداری به وجود می آید.

نخستین پلی اورتان ها در سال ۱۹۳۷توسط اتوبایر طی واکنش میان یک دی ایزوسیانات زنجیری و یک دی آمین به دست آمد. گروه عاملی ایزوسیانات با هر مولکولی که دارای یک هیدروژن فعال باشد واکنش می دهد.

بنابراین ترکیباتی همچون کربوکسیلیک اسیدها و آمین ها که مانند گروه هیدروکسیل، از هیدروژن فعال برخوردارند می توانند با ایزوسیانات واکنش دهند.از این رو، هنگامی که پلی اورتان ها صحبت به میان می آید. گونه ها ی بی شماری از این مواد را می توان در نظر گرفت. بنابراین گوناگونی واکنشگرهایی که در برابر ایزوسیانات ها قرار می گیرند به تولید پلی اورتان ها در انواع گوناگون با ویژگی های متفاوت می انجامد.در واقع خواص تمام پلی اورتان ها برگرفته از تآثیر انواع پلی اول ها بر انواع ایزوسیانات می باشد.تعداد این گروه ها در یک ساختار مولکولی و همچنین نحوه ی قرار گیری آن ها در کنار ساختمان اصلی شیمیایی هر یک از مواد در تعیین خواص بسیار مهم است.

پلی اورتانها دسته ای از پلیمرهای پرمصرف با خواص عالی هستند. به همین خاطر طراحان و متخصصین صنایع پوشش دهی به خوبی توان بهره برداری از این ترکیبات را در کاربردهای گوناگون دارند مثال های متعددی برای کاربردهای فراوان این ترکیبات وجود دارد. از جمله پوشش شفاف برای پوشش دهنده های تک لایه مخصوص بام ها و رنگ های مشخص کردن محل گذر عابر پیاده و …

پلی اورتان آلیفاتیک از نوع آروماتیک گرانتر هستند. به همین خاطر انواع آروماتیک و نمونه های اپوکسی دار در استری ها، رنگ های پایه و پوشش های رابط بکار می روند. در حالی که آلیفاتیک ها ویژه پوشش نهایی هستند.

رزین های پراکنشی پلی اورتانی(pud)

روش مرسوم در ساخت رزین های پراکنشی پلی اورتانی بر پایه آّب، تهیه پیش پلیمری با گروه پایانی ایزوسیانات است که پلی ال اصلاح کننده در ساختار زنجیر، گروه عاملی کربوکسیلیک اسید را به وجود می آورد و در مرحله بعد این ماده با آمین نوع سوم در آب پخش می شود تا مراکز یونی به وجود آورد. به این ترتیب ذرات پلیمری پایدار می شوند.

در برخی مخلوط ها نسبت مولی گروه های NCO به OH دقیقا ۲ به ۱ است. در نسبت مولی حدود ۱ به ۱ گرانروری بسیار زیاد می شود و تهیه رزین های پراکنشی پلی اورتانی با مشکل رروبرو می شود. در ضمن خطر ژله ای شدن نابهنگام هم وجود دارد. ولی اگر این نسبت کمتر از ۵/۱ به ۱ باشد خطر ژله ای شدن کمتر می شود.

برای پایین آوردن سریع دما در حین تهیه مخلوط های پلی اورتانی از یخ استفاده می کنند . در نتیجه سرعت واکنش بین آب و گروه ایزوسیانات کم می شود. بهترین حالت این است که پیش پلیمر با گروه پایانی NCO با افزاینده زنجیر آمینی واکنش دهد . با این حال پراکنده کردن پیش پلیمر در آب به ویژه یک واحد صنعتی نیازمند زمان مشخصی است. در هر صورت واکنش های جانبی نامطلوب بین آب و ایزوسیانات رخ می دهد.با سرد کردن مخلوط خنثی تا زیر ۵ درجه سانتی گراد واکنش های جانبی را به حداقل میزان خود می رسد.

پلی اورتان وپلی یوریا- تشابه و تفاوت:

شیمی پلی اورتان بر اساس واکنش گرمازا بین دی یا پلی ایزوسیانات و ترکیبات حاوی گروه پایانی هیدروکسیل، چون پلی اول ها، یا ترکیبات حاوی هیدروژن فعال چون آمین ها می باشد.

این تفاوت ساختار، زمان واکنش بسیار سریع و متعاقبا زمان ژل شدن، خشک شدن سطحی و خشک شدن کامل سریع تر پلی یوریا نسبت به پلی اورتان را توجیه می نماید.

باندC-N در ساختار پلی یوریا از باندC-O در الاسترومر پلی اورتان قوی تر است. این خاصیت باعث خصول دوام حرارتی بهتر پلی یوریا نسبت به پلی اورتان می شود. در نتیجه سیستم پلی یوریای ۱۰۰ درصد جامد دوام حرارتی و خواص ضد شوره بهتری را در برابر الاسترومر پلی اورتان بروز می دهد.

پوشش های الاسترومر پلی یوریایی ۱۰۰ در صد جامد، شامل ساختار بلوکی نرم و سخت است. جزء دی ایزوسیانات به عنوان hard block و پلی اترآمین به عنوان soft block عمل می نماید. خصوصا آمین ها به طور اعم از ستون فقرات پلی اکسی پروپیلن نرم و انعطاف پذیر برخوردارند که بر خلاف پلی اورتان منجر به حصول ماهیت هیدروفوبیک/ ضد آب پلی یوریا می گردد.

پوشش پلی یوریا نسبت به رطوبت حساس نبوده و عیوب مرتبط با رطوبت چون ایجاد حباب، کف و تورم را بروز نمی دهد.عدم وجود کاتالیست جهت سخت شدن و طبیعت اتوکاتالیست پلی یوریا، باعث تامین خواص عالی در معرض نور uv و یا دماهای بالا می شود. چرا که وجود کاتالیست در سیستم، تخریب و افت خواص پلیمر را در شرایط مزبور افزایش می دهد.حفظ خواص فیزیکی پلی یوریای آلیفاتیک در شرایط مختلف جوی، بهتر از پلی اورتان آلیفاتیک است که حاوی کاتالیست می باشد.اگر چه در سیستم های الاسترومر پلی یوریای آروماتیک تمایل به زردگرایی پلی اتر آمین و سایر واکنش گرهای آمینی، کمی بیشتر از پلی اورتان های بر پایه هیدروکسیل پلی اول می باشد.

در دنیای امروزی پلی یوریا اثبات کرده است که انتخابی مؤثر کارا و اقتصادی در صنعت پوشش های محافظتی و ضد خوردگی و صنایع مرتبط به حساب می آیند.

تولید محصولاتی با خواص بهبود یافته و پیشرفته ترین تجهیزات و پاشش جهت حصول بهترین کیفیت و تامین خواسته مصرف کنندگان، هر روز بر محبوبیت این پوشش در صنایع جهان می افزاید.

کلمات کلیدی:

پلی اورتان، پلی یوریا، ایزوسیانات، پلیمر

منابع:

تنوع ساختار و تعدد کاربرد دنیای پلی اورتان- مهدیه کوره پزان مفتخر

بتن مسلح الیاف شیشه GFRC

بتن مسلح به الیاف شیشه (Glass Fiber Reinforced Concrete) یا به اختصار GFRC، نوعی بتن الیافی است که در آن از الیاف جهت بهبود خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی بتن استفاده می‌شود. بتن الیافی نوعی کامپوزیت متشکل از مصالح سیمان، ریزدانه، الیاف و مواد افزودنی می‌باشد. اختلاط صحیح این مواد و تولید کامپوزیتی با یکپارچگی و پیوستگی مناسب، امکان استفاده از بتن جهت سطوح مقاوم و پر انحنا را فراهم می‌سازد.

از مهمترین خواص بتن الیافی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد :

  • قابلیت تولید اعضایی ظریف با قابیت‌های مکانیکی به مراتب بهتر از اعضای بتنی معمولی مشابه.
  • امکان کاهش ضخامت اعضای بتنی با حفظ قابلیت باربری و استحکام مورد نیاز.
  • کاهش ترکهای مویی ناشی از پدیده خزش در بتن
  • تثبیت ترک و قابلیت باربری پس از ترک خوردگی
  • افزایش مقاومت بتن در مقابل تنش‌های حرارتی
  • افزایش مقاومت بتن در مقابل سایش و خستگی
  • افزایش قابلیت ضربه پذیری بتن
  • افزایش قابل ملاحظه مقاومت کششی و خمشی بتن
  • افزایش میزان جذب انرژی و شکل پذیری بتن

بتن الیافی مسلح به الیاف شیشه کاربرد ویژه‌ای در تولید قطعات نما دارد. به گونه‌ای که امکان تولید قطعات با ابعاد بزرگ و ضخامت بسیار کم در حدود ۱ سانتیمتر را فراهم می‌نماید. از دید صنعتی، نماهای اجرا شده به روش‌های معمول و با استفاده از مصالح و روش‌های اجرای سنتی نه تنها پاسخگوی حجم بالای ساخت و سازهای بلند مرتبه و پیچیده نمی‌باشد، بلکه از نظر اقتصادی و ایمنی نیز توجیه پذیر نیست. لذا اقبال عمومی به استفاده از مصالح و تکنولوژی‌های نوین ساختمانی اجتناب ناپذیر است. از اینرو کارخانه دیسمان به عنوان تنها کارخانه مجهز به خط تولید بتن مسلح به الیاف شیشه در ایران، با فراهم نمودن تکنولوژی روز دنیا گام در این مسیر گذاشته و امیدوار است به پشتوانه سابقه ده‌ها ساله، بتواند نیازهای داخلی و بین‌المللی کشورهای منطقه را تأمین نماید.

پاره‌ای از مزایای استفاده از نمای GFRC به شرح زیر می‌باشد :

  • استحکام و دوام دراز مدت نما در برابر شرایط محیطی، باد و زلزله.
  • امکان تولید قطعات نما با ابعاد بزرگ و ضخامت کم.
  • امکان تولید در رنگ‌ها و طرح‌های متنوع، پیچیده و ظریف.
  • مکان استفاده از مزایای صنعت پیش ساختگی و افزایش سرعت اجرای نما.
  • امکان تعمیر و بازسازی بخشی از نما بدون آسیب به بقیه قسمت‌ها.
  • کاهش وزن نما نسبت به سایر مصالح مشابه.
  • عایق صوتی و حرارتی.
  • کنترل کیفیت بالا قطعات و نمای نهایی.

تولید قطعات GFRC به دو روش اسپری و پریمیکس انجام می‌شود.

بسته به نوع قطعات و طراحی انجام گرفته نوع مصالح و درصد الیاف مصرفی مشخص شده و یکی از دو روش فوق جهت تولید انتخاب می‌شود.

قالب‌های مورد استفاده در این بخش متنوع بوده و می‌تواند از نوع فلزی، کامپوزیت و سیلیکونی و… باشد.

قطعات پس از تولید در اتاقک‌های بخار (Curing) با دما و رطوبت تحت کنترل قرار گرفته و تا پایان زمان عمل‌آوری نگهداری می‌شوند.