جزئیات اجرایی ساختمان‌های بتنی
(بخش نخست)
فهرست مندرجات
- بتن
- افزودنی‌های خاص در شرایط ویژه
- بتن‌های با عملکرد و دوام زیاد
- بتن‌های با نرمی بالا
- آرماتورهای غیر فولادی در بتن
- بتن سبک و اثر میکروسیلیس‌ها در افزایش مقاومت
- ساختار بتن
- ویژگی‌های آب مصرفی بتن
- تمایز بتن از نظر چگالی
- روش‌های کلی تولید بتن سبک
- يادداشت‌ها
- پی‌نوشت‌ها
- جُستارهای وابسته
- سرچشمه‌ها
[بتن مصلح] [بخش دوم]
[↑] بتن
بتن و فولاد دو نوع مصالحی هستند که امروزه بیشتر از سایر مصالح در ساختمان انواع بناها از قبیل ساختمان پل‌ها، ساختمان سدها، ساختمان متروها، ساختمان فرودگاه‌ها و ساختمان بناهای مسکونی و اداری و غیره به‌کار برده می‌شوند و شاید به جرأت می‌توان گفت که بدون این دو پیشرفت جوامع بشری به شکل کنونی میسر نبود. با توجه به اهدافی که از ساخت یک بنا دنبال می‌شود، بتن و فولاد به تنهایی و یا به‌صورت مکمل کار برد پیدا می‌کنند. فولاد به‌لحاظ اینکه در شرایط به دقت کنترل شده‌ای تولید می‌شود و مشخصات و خواص آن از قبیل تعیین و با آزمایشات متعددی کنترل می‌شود، دارای کاربری آسانتر از بتن است. اما بتن در یک شرایط کاملا متفاوتی با توجه به پارامتر‌های مختلف از قبیل نوع سیمان، نوع مصالح و شرایط آب و هوایی تولید و استفاده می‌شود و عدم اطلاع کافی از خواص مواد تشکیل دهنده بتن و نحوه تولید و کاربرد آن می‌تواند ضایعات جبران ناپذیری را به دنبال داشته باشد.
با توجه به پیشرفت علم و تکنولوژی در قرن اخیر، علم شناخت انواع بتن و خواص آنها نیز توسعه قابل ملاحظه‌ای داشته است، به نحوی که امروزه انواع مختلف بتن با مصالح مختلف تولید و استفاده می‌شود و هر یک خواص و کاربری مخصوص به خود را داراست. هم اکنون انواع مختلفی از سیمان‌ها که حاوی پوزولانها، خاکستر بادی، سرباره کوره‌های آهن‌گدازی، سولفورها، پلیمرها، ال یافهای مختلف، و افزودنی‌های متفاوتی هستند، تولید می‌شد. ضمن اینکه تولید انواع بتن نیز با استفاده از حرارت، بخار، اتوکلاو، تخلیه هوا، فشار هیدرولیکی، ویبره و قالب انجام می‌گیرد.
بتن به‌طور کلی محصولی است که از اختلاط آب با سیمان آبی و سنگدانه‌های مختلف در اثر واکنش آب با سیمان در شرایط محیطی خاصی به‌دست می‌آیدو دارای ویژگی‌های خاص است.
اولین سئوالی که پیش می‌آید این است که چه رابطه‌ای بین تشکیل‌دهنده بتن باید وجود داشته باشد تا یک بتن خوب به دست آید و اصولا بتن خوب دارای چه شرایط و ویژگی‌هایی است. رابطه بین اجزاء تشکیل دهنده بتن، در خواص فیزیکی و شیمیایی و همچنین نسبت اختلاط آنها با هم است. چه اگر مصالح یا آب و سیمانی با خواصی مناسب بتن با هم مخلوط گردند و در شرایط و محیطی مناسب به عمل آیند، یقینا بتن خوبی حاصل می‌شودو اصولا بتن خوب، بتنی است که دارای مقاومت فشاری دلخواه و رضایت بخشی باشد. رسیدن به یک مقاومت فشاری دلخواه و رضایت بخش بدین معناست که سایر خواص بتن مانند مقاومت کششی، وزن مخصوص، مقاومت دربرابر سایش، نفوذ ناپذیری، دوام، مقاومت دربرابر سولفات‌ها و... نیز همسو با مقاومت فشاری، بهبود یافته و متناسب می‌شوند.
اگر چه شناخت مصالح مورد مصرف در ساخت بتن و همچنین خواص مختلف بتن کار آسانی نیست اما سعی می‌شود به خواص عمومی مصالح و همچنین بتن پرداخته شود.
بتن اینک با گذشت بیش از ۱٧٠ سال از پیدایش سیمان پرتلند به‌صورت کنونی توسط یک بنّای لیدزی، دستخوش تحولات و پیشرفت‌های شگرفی شده است. در دسترس بودن مصالح آن، دوام نسبتاً زیاد و نیاز به ساخت و سازهای فراوان سازه‌های بتنی چون ساختمان‌ها، پل‌ها، تونل‌ها، سدها، اسکله‌ها، راهها و سایر سازه‌های خاص دیگر، این ماده را بسیار پر مصرف نموده است.
اینک حدود سه تا چهار دهه است که کاربرد این ماده ارزشمند در شرایط ویژه و خاص مورد توجه کاربران آن گشته است. اکنون کاملاً مشخص شده است که توجه به مقاومت تنها به‌عنوان یک معیار برای طرح بتن برای محیط‌های مختلف و کاربریهای متفاوت نمی‌تواند جوابگوی مشکلاتی باشد که در درازمدت در سازه‌های بتنی ایجاد می‌گردد. چند سالی است که مسأله پایایی و دوام بتن در محیط‌های مختلف و به ویژه خورنده برای بتن و بتن مسلح مورد توجه خاص قرار گرفته است. مشاهده خرابی‌هایی با عوامل فیزیکی و شیمیایی در بتن‌ها در اکثر نقاط جهان و با شدتی بیشتر در کشورهای در حال توسعه، افکار را به سمت طرح بتن‌هایی با ویژگی خاص و با دوام لازم سوق داده است. در این راستا در پاره‌ای از کشورها مشخصات و دستورالعمل‌ها واستانداردهایی نیز برای طرح بتن با عملکرد بالا تهیه شده و طراحان و مجریان در بعضی از این کشورهای پیشرفته ملزم به رعایت این دستورالعمل‌ها گشته‌اند.
در مواد تشکیل دهنده بتن نیز تحولات شگرفی حاصل شده است. استفاده از افزودنی‌های مختلف به عنوان ماده چهارم بتن، گسترش وسیعی یافته و در پاره‌ای از کشورها دیگر بتنی بدون استفاده از یک افزودنی در آن ساخته نمی شود. استفاده از سیمان‌های مختلف با خواص جدید و سیمان‌های مخلوط با مواد پوزولانی و نیز زائده‌های کارخانه‌های صنعتی روز به روز بیشتر شده و امید است که بتواند تحولی عظیم در صنعت بتن چه از نقطه نظر اقتصادی و چه از نظر دوام و نیز حفظ محیط زیست در قرن آینده بوجود آورد. در سازه‌های بتنی مسلح نیز جهت پرهیز از خوردگی آرماتور فولادی از مواد دیگری چون فولاد ضد زنگ و نیز مواد پلاستیکی و پلیمری (FRP) استفاده می‌شود که گسترش آن منوط به عملکرد آن در دراز مدت گشته است. با توجه به نیاز روز افزون به بتن‌های خاص که بتوانند عملکرد قابل و مناسبی در شرایط ویژه داشته باشند، سعی شده است تا در این مقاله به پاره‌ای از این بتن‌ها اشاره گردد. کاربرد مواد افزودنی به ویژه فوق روان کننده‌ها و نیز مواد پوزولانی به ویژه دوده سیلیس در تولید بتن با مقاومت زیاد و با عملکرد خوب مختصراً آورده می‌شود. بتن‌های خیلی روان که تحولی در اجرا پدید آورده است و نیز بتن‌های با نرمی بالا برای تحمل ضربه و نیروهای ناشی از زلزله نیز از مواردی است که باید به آنها اشاره نمود. کوشش‌های فراوان برای مبارزه با مسأله خوردگی آرماتور در بتن و راه حل‌ها و ارائه مواد جدید نیز در اواخر سالهای قرن بیستم پیشرفت شتابنده‌ای داشته است که به آنها اشاره خواهد شد.
[↑] افزودنی‌های خاص در شرایط ویژه
برای ساخت بتن‌های ویژه در شرایط خاص نیاز به استفاده از افزودنی‌های مختلفی می‌باشد. پس از پیدایش مواد افزودنی حباب هواساز در سالهای ۱۹۴٠ کاربرد این ماده در هوای سرد و در مناطقی که دمای هوا متناوباً به زیر صفر رفته و آب بتن یخ می‌زند، رونق بسیار یافت. این ماده امروز یکی از پر مصرف ترین افزودنی‌ها در مناطق سرد نظیر شمال آمریکا و کانادا و بعضی کشورهای اروپایی است.
ساخت افزودنی‌های فوق روان کننده که ابتدا نوع نفتالین فرمالدئید آن در سالهای ۱۹٦٠ در ژاپن و سپس نوع ملامین آن بعداً در آلمان به بازار آمد شاید نقطه عطفی بود که در صنعت افزودنی‌ها در بتن پیش آمد. ابتدا این مواد برای کاستن آب و به دست آوردن کارایی ثابت به کار گرفته شد و چند سال بعد با پیدایش بتن‌های با مقاومت زیاد نقش این افزودنی اهمیت بیشتری یافت. امروزه بتن‌های مختلفی برای منظور‌ها و خواص ویژه و نیز به‌منظور مصرف در شرایط خاص با این مواد ساخته می‌شود که از میان آنها به ساخت بتن‌های با مقاومت زیاد، بتن‌های با دوام زیاد، بتن‌های با مواد پوزولانی زیاد (سرباره کوره‌های آهن‌گدازی و خاکستر بادی) بتن‌های با کارایی بالا، بتن‌های با الیاف و بتن‌های زیر آب و ضد شسته شدن می‌توان اشاره نمود.
بتن‌های با کارآیی بسیار زیاد که چند سالی است از پیدایش آن در جهان و برای اولین بار در ژاپن نمی‌گذرد، تحول جدیدی در صنعت ساخت و ساز بتنی ایجاد کرده است. این بتن که نیاز به لرزاندن نداشته و خود به خود متراکم می‌گردد، مشکل لرزاندن در قالب‌های با آرماتور انبوه و محلهای مشکل برای ایجاد تراکم را حل نموده است. این بتن علیرغم کارایی بسیار زیاد خطر جدایی سنگدانه‌ها و خمیر بتن را نداشته و ضمن ثابت بودن کارایی و اسلامپ تامدتی طولانی می‌تواند بتنی با مقاومت زیاد و دوام و پایاپی مناسب ایجاد کند. در طرح اختلاط این بتن باید نسبت‌های خاصی را رعایت نمود. به عنوان مثال شن حدود ۵٠ درصد حجم مواد جامد بتن را تشکیل داده و ماسه حدود ۴٠ درصد حجم ملات انتخاب می‌شود. نسبت آب به مواد ریزدانه و پودری بر اساس خواص مواد ریز بین ۹/٠ تا ۱ می‌باشد. با روش آزمون و خطا نسبت دقیق آب به سیمان و مقدار ماده فوق روان‌کننده مخصوص برای مصالح مختلف تعیین می‌گردد. از این بتن با استفاده از افزودنی دیگری که گرانروی بتن را می‌افزاید در زیر آب استفاده شده است.
[↑] بتن‌های با عملکرد و دوام زیاد
از آنجا که رسیدن به مقاومت بالا در بتن از اهداف دست اندرکاران کارهای بتنی در دو دهه اخیر بوده است، ابتدا این نوع بتن با مقاومت بیش از MPA۵٠ ساخته شد. با پایین آوردن نسبت آب به سیمان تا حد ٣/٠ رسیدن به چنین مقاومت‌هایی بسیار آسان است. برای ساخت بتن‌هایی با مقاومت بیشتر و در حد Mpa ۱۱٠-٨٠ و برای تقویت ناحیه فصل مشترک سنگدانه درشت و خمیر سیمان مواد سیلیسی فعال و غیر بلوری به نام دوده سیلیس به‌کار گرفته شد. همزمان سنگدانه‌هایی با مقاومت بیشتر و با دانه بندی مناسب تر و با کنترل حداکثر اندازه سنگدانه در این مخلوط‌ها به کار رفت.
از آنجا که در کاربرد این بتن گاه مقادیر بالایی سیمان و بیش از ۴٠٠ کیلوگرم (حتی تا ۵٠٠ کیلوگرم) مصرف می‌شد، علاوه بر گرانی این بتن، ترک‌هایی نیز حین ساخت به‌دلیل جمع شدگی پلاستیکی و ناشی از خشک شدن بیشتر این بتن‌ها و نیز ترک‌های حرارتی بوجود آمد. همچنین با افزایش این مقاومت تردی و شکنندگی بتن نیز افزایش یافت. چنین بتنی نمی‌توانست در شرایط محیطی سخت و محیط‌های خورنده به‌علت وجود ترک‌های زیاد دوام قابل قبولی داشته باشد.
به‌منظور افزایش دوام حین افزایش مقاومت ضمن کاربرد دوده سیلیس و کم کردن آب و مصرف فوق روان کننده، مقدار سیمان کاهش یافته و در عوض مواد پوزولانی همچون دوده سیلیس، خاکستر بادی، سرباره کوره‌های آهن گدازی، خاکستر پوسته برنج و بالاخره پوزولان‌های طبیعی به‌صورت مواد ریزدانه جایگزین آن گردید. امروز شاهد ساخت بتن‌هایی با دوام که نفوذپذیری کمی دارند و در مقابل حملات شیمیایی کلرورها و سولفات‌ها و گاز کربنیک و بعضاً واکنش قلیایی پایدارتر می‌باشند، هستیم.
برای مصرف این بتن در سازه‌های بلند و رفع نقیصه شکنندگی در پاره‌ای موارد از الیاف‌های کوتاه استفاده شده تا بدین وسیله نرمی این بتن‌ها افزایش یابد. از مزایای عمده این بتن‌ها کاهش وزن ساختمان‌ها به‌علت کم کردن ابعاد ستون‌ها، صرفه جویی در میزان بتن و فولاد، کوتاه شدن دوران ساخت، تغییر شکل‌های وابسته به زمان کمتر و پایایی و داوم بشتر آنها می‌باشد.
به‌منظور کاستن وزن سازه‌های بتنی که با بتن با مقاومت زیاد ساخته می‌شوند چند سالی است که با مصرف بخشی از سنگدانه‌های سبک در آن، بتن‌های سبک‌تری تولید نموده‌اند. امروزه بتن‌هایی با وزن مخصوص ٢ تن بر متر مکعب و مقاومت‌های mpa ٨٠-٦٠ در بعضی پروژه‌ها به‌کار رفته است. به‌علت دوام قابل قبولی که این بتن‌ها در آزمایشات متعدد از خود نشان داده‌اند مصرف آنها در چند سازه بتنی دریایی در محیط‌های خورنده در کشورهای نروژ، کانادا، ژاپن، آمریکا و استرالیا گزارش شده است.
در کشور ایران نیز اخیراً با تولید دوده سیلیس در کارخانه‌های داخلی کاربرد این ماده در بتن آغاز گشته است. در چند پروژه در جنوب این کشور که به‌علت داشتن آب و هوای گرم و محیطی خورنده برای بتن و نیز فولاد از سخت‌ترین شرایط محیطی برای بتن است، بتن با سیمان دارای حدود ٧ تا ۱٠ در صد میکروسیلیس به‌عنوان جابگزین سیمان استفاده شده است. بایستی توجه داشت که به‌علت عدم آب انداختگی این بتن و واکنش‌های سریع و گرمای محیط خطر ایجاد ترک‌های پلاستیک در ساعات اولیه و سپس ترک‌های ناشی از خشک شدن و حرارتی در این بتن‌ها زیاد بوده و در صورت عدم کنترل و دقت و عمل‌آوری سریع و مناسب علیرغم مقاومت زیاد وجود ترک در این بتن‌ها سبب افزایش نفوذ پذیری آنها گشته و در نتیحه املاح و مواد خورنده به داخل بتن و خوردگی آرماتور خرابی بتن تشدید می‌گردد. در پاره‌ای از تونل‌های انتقال آب و نیز تونل سدها نیز از این ماده در طرح اختلاط بتن برای بتن پاشی پوشش استفاده شده است. پیوستگی خوب این بتن و کم شدن مصالح بازگشتی و مقاومت و دوام خوب از خصوصیات آن در پوشش تونل‌ها است. این ماده در لایه نهایی سرریز بعضی سدهای کشور نیز در حال استفاده و یا در آینده استفاده نخواهد شد. مصرف میکرو سیلیس در بتن سبب افزایش مقاومت سایشی و فرسایشی بتن می‌گردد.
[↑] بتن‌های با نرمی بالا
امروزه کاربرد بتن با نرمی بالاتر که بتواند تغییر شکل‌های زیاد را بدون شکست تحمل نماید، مورد توجه قرار گرفته است. تحقیقات در خصوص تأمین نرمی لازم در بتن با الیاف‌های مختلف و حتی حذف آرماتور در حال انجام می‌باشد. هدف از کاربرد الیاف در بتن افزایش مقاومت کششی، کنترل گسترش ترک‌ها و افزایش طاقت بتن می‌باشد تا قطعه بتنی بتواند در مقابل بارهای وارده در یک مقطع ترک خورده تغییر شکل‌های زیادی را پس از نقطه حداکثر تنش تحمل نماید.
بتن با الیاف مختلف در سالهای اخیر در سازه‌های عمده‌ای چون رو سازی راهها و فرودگاه‌ها، پی‌های عظیم با تغییر شکل‌های زیاد و به ویژه در پوشش بتنی تونل‌ها به کار رفته است. در ساخت پوشش تونل‌ها بتن الیافی با پاشیدن بر جداره شکل می‌پذیرد. اخیراً برای حذف ترک‌ها در پوشش تونل‌هایی که به صورت چند تکه پیش ساخته اجرا می‌شود از بتن بدون آرماتور و تنها الیاف استفاده شده و این نوع بتن سبب حذف ترک‌ها در حین عمل آوری و حمل و نقل قطعات و نصب آنها برای کامل کردن مقطع تونل‌های مترو شده است.
در نوع بسیار جدید بتن الیافی که می‌توان با آن به حداکثر نرمی در بتن رسید از روش ریختن دوغاب روی الیاف استفاده می‌شود. در این روش ابتدا الیاف ریخته شده و سپس فضای بین آنها با ملات دوغابی پر می‌شود. میزان الیاف در این بتن حدود ۱٠ در صد می‌باشد که حدود ۱٠ برابر میزان الیاف در بتن‌های الیافی متداول است. با این مصالح لایه‌های محافظی بدون ترک و تقریبا غیر قابل نفوذ می‌توان ایجاد نمود. به علت نرمی زیاد این قطعات ظرفیت تغییر شکل پذیری این قطعات به میزان ظرفیت دال‌های فولادی می‌رسد. مقاومت فشاری این نوع بتن حدود ۱۱٠-٨۵ مگا پاسکال و مقاومت خمشی حدود N/m ۴۵-٣۵ می‌باشد. از این قطعات می‌توان نه تنها به‌عنوان لایه‌های محافظ کوچک استفاده نمود بلکه در باندهای فرودگاه در برابر ضربات عملکرد خوبی نشان می‌دهند. در کارهای تعمیراتی دال‌ها می‌توان از آنها به‌عنوان لایه روی بتن قدیم و بدون درز و در زمان کوتاهی استفاده نمود.
[↑] آرماتورهای غیر فولادی در بتن
در سالهای اخیر استفاده محدودی از آرماتورهای غیر فلزی آغاز گشته است هر چند تحقیقات بر روی کاربرد وسیعتر آنها و عملکرد دراز مدت این نوع آرماتورها ادامه دارد این آرماتورها که معروف به آرماتـورهای با الیاف پلاسـتیکی (FRP) هسـتند از الیاف مختلفی چـون الیاف شـیشه‌ای (GFRP) الیـاف آرامیـدی (Afrp) و الیاف کربنی (CFRP) در یک رزین چسباننده تشکیل شده‌اند.
خاصیت عمده این آرماتورها که سبب کار برد آنها شده است مقاومت در برابر خوردگی آنهاست که می‌تواند در محیط‌های بسیار خورنده دوام دراز مدتی داشته باشند. علاوه بر این مقاومت بالا، مقاومت به خستگی بالا، ظرفیت بالای تغییر شکل ارتجاعی، مقاومت الکتریکی زیاد و هدایت مغناطیسی پایین و کم این مواد از مزایای آنها شمرده می‌شود. البته این مواد معایبی چون کرنش گسیختگی کم و شکننده بودن و خزش زیاد و تفاوت قابل ملاحظه ضریب انبساط حرارتی آنها در مقایسه با بتن را به همراه دارند.
اخیراً از الیاف مختلف شبکه‌هایی بافته شده و به صورت یک شبکه آرماتور در سطح بتن برای کنترل ترک و کم کردن عرض آن و همچنین در دیوارهای نمای بتنی ازآن استفاده می‌کنند. تحقیقات روی کاربرد صفحات الیافی به جای صفحات فولادی برای تقویت قطعات خمشی و تیرها و دال‌ها به ویژه در پل‌ها ادامه دارد. این صفحات با رزین‌های اپوکسی به نواحی کششی از خارج اتصال داده می‌شود. کاربرد صفحات با الیاف کربنی برای این تقویت بیشتر رایج گشته و در چندین پل در ژاپن و در بعضی کشورهای اروپایی از آن استفاده شده است.
[↑] بتن سبک و اثر میکروسیلیس‌ها در افزایش مقاومت
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 در نهایت سیمان پرتلند در سال ۱۸۲۴ میلادی در جزیره‌ای به‌همین نام در انگلستان توسط "Joseph Aspdin" به ثبت رسید. مردم ایران نیز از سال ۱۳۱۲ با احداث کارخانه سیمان ری با مصرف سیمان آشنا شدند و با پیشرفت صنایع این کشور، امروزه در حدود ۲۶ الی ۳۰ میلیون تن سیمان در سال تولید می‌گردد. با آگاهی مهندسان از نحوه استفاده سیمان در کارهای عمرانی، این ماده جایگاه خودش را در ایران پیدا کرد.
یکی از روش‌های ساختمان‌سازی که امروزه در جهان به سرعت توسعه می‌یابد ساختمان‌های بتنی است. بعد از انقلاب اسلامی ایران به‌علت کمبود تیرآهن در نتیجه تحریم‌ها و نیز گسترش ساخت و سازهای عمرانی در این کشور، کاربرد بتن بسیار رشد نمود. علاوه بر این، موضوع ساختمان‌های بتنی نسبت به ساختمان‌های فولادی دارای مزایایی از قبیل مقاومت بیشتر در مقابل آتش‌سوزی و عوامل جوی (خورندگی) آسان بودن امکان تهیه بتن به‌علت فراوانی مواد متشکله بتون و عایق بودن در مقابل حرارت و صوت می‌باشند که توسعه روزافزون این نوع ساختمان‌ها را فراهم می‌سازد.
یکی از معایب مهم ساختمان‌های بتنی وزن بسیار زیاد ساختمان می‌باشد که با میزان تخریب ساختمان در اثر زلزله نسبت مستقیم دارد. اگر بتوانیم تیغه‌های جداکننده و پانل‌ها را از بتن سبک بسازیم وزن ساختمان و در نتیجه آن تخریب ساختمان توسط زلزله مقدار زیادی کاهش می‌یابد. ولی کم بودن مقاومت بتن سبک عامل مهمی در محدود نمودن دامنه کاربرد این نوع بتن و بهره‌گیری 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 می‌شود.
۱- سیمان
- - سیمان تولید شده در ایران با سیمان تولید شده در کشورهای صنعتی متفاوت است که لازم است تفاوت آن تا حد ممکن بررسی شود.
- طبقه‌بندی سیمان‌ها شناسایی شود.
- عدم تنوع در کیفیت سیمان نشانه ضعف‌هایی از سیستم ساخت و ساز می‌باشد.
- عدم استفاده از سیمان با کیفیت بالا از عوامل اولیه عمر کوتاه ساختمان در بحث مصالح می‌باشد.
- - معیارها و آئین نامه‌های تولید کلان شن و ماسه بررسی شود.
- تولید کلان شن و ماسه در ایران از نظر معیار و رعایت آئین‌نامه‌های تولید بررسی شود.
- معایب شن و ماسه تولیدی در این کشور در حد کلان به‌دلائل زیر آن را در درجه دوم و یا سوم کیفیت قرار می‌دهد.
- الف - وجود گرد و غبار
ب - عدم شستشو
ج - دانه بندی نا صحیح
د - استفاده از شن و ماسه رودخانه‌ای بجای شن و ماسه شکسته.
ه - استفاده از شن و ماسه درجه ۲ و یا ۳ از عوامل ثانوی عمر کوتاه ساختمان در بحث مصالح می‌باشد.
افزایش مقاومت بتن مد نظر تمام دست اندرکاران صنعت تولید بتن می‌باشد.
[↑] ساختار بتن
بتن دارای چهار رکن اصلی می‌باشد که به‌صورت مناسبی مخلوط شده‌اند، این چهار رکن عبارتند از:
- الف - شن
ب - ماسه
ج - سیمان
د - آب
در برخی شرایط برای رسیدن به‌هدفی خاص مواد مضاف به آن اضافه می‌شود که جز ارکان اصلی بتن به‌شمار نمی‌آید.
- - توده اصلی بتن مصالح سنگی درشت و ریز (شن و ماسه) می‌باشد.
- فعل و انفعال شیمیایی بین سیمان و آب موجب می‌شود شیرابه‌ای به‌وجود آید و اطراف مصالح سنگی را بپوشاند و مصالح سنگی را به‌صورت یکپارچه بهم بچسباند.
- استفاده از آب برای ایجاد واکنش شیمیایی است.
- برای ایجاد کارپذیری لازم بتن مقداری آب اضافی استفاده می‌شود تا بتن با پر کردن کامل زوایای قالب بتواند دور کلیه میلگرد‌های مسلح‌کننده را بگیرد.
- جایگاه استفاده آب در بتن به‌لحاظ انجام عمل هیدراتاسیون دارای حساسیت بسیار زیادی است.
آب‌های 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 …
به‌طور کلی آبی که برای نوشیدن مناسب باشد برای بتن نیز مناسب است باستثنا مواردی که متعاقبا توضیح داده خواهد شد.
آب‌های نامناسب برای ساختن بتن:
- ۱- آب‌های دارای کلر (موجب زنگ‌زدگی آرماتور می‌شود)
۲- آب‌هایی که بیش از حد به روغن و چربی آلوده می‌باشند.
۳- وجود باقیمانده نباتات در آب.
۴- آب گل آلود (موجب پایین آوردن مقاومت بتن می‌شود)
۵- آب باتلاق‌ها و مرداب‌ها
۶- آب‌های دارای رنگ تیره و بدبو
۷- آب‌های گازدار مانند co۲ و…
۸- آب‌های دارای گچ و سولفات و یا کلرید موجب اثرگذاری نا مطلوب روی بتن می‌شوند.
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 به‌شدت روی زمان گرفتن بتن، مقاومت بتن، پایداری حجمی آن، اثر بگذارد و موجب زنگ‌زدگی فولاد شود.
نکته ۴: استفاده از آب مغناطیسی به‌عنوان یکی از چهار رکن اصلی مخلوط بتن می‌تواند به‌عنوان 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/m۳ قرار دارد زیرا اکثر سنگ‌ها در وزن مخصوص تفاوت اندکی دارند
ب - بتن سنگین: از این بتن‌ها در ساختمان محافظ‌های بیولوژیکی بیشتر استفاده می‌شود مانند ساختار، آکتورهای هسته‌ای و پناهگاه‌های ضد هسته‌ای که مورد بحث ما نمی‌باشد که چگالی آن معمولا بیشتر از ۲۲۰۰ تا ۲۶۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب می‌باشد.
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 می‌باشد. بدلیل اینکه دارای چگالی کمتر از بتن سنگین است دارای امتیاز قابل توجهی از نظر ایجاد بار وارده بر سازه می‌باشد چگالی بتن سبک تقریبا بین ۳۰۰ و ۱۸۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب می‌باشد یکی از امتیازات مهم امکان استفاده از مقاطع کوچکتر و کاهش مربوطه در اندازه پی‌ها می‌باشد ضمن اینکه قالب‌ها فشار کمتری را از حالت بتن معمولی تحمل می‌کنند و همچنین در کاهش جابه‌جایی کل وزن مصالح به‌دلیل افزایش تولید جایگاه ویژه‌ای دارد.
[↑] روش‌های کلی تولید بتن سبک
روش اول: از مصالح متخلخل سبک با وزن مخصوص ظاهری کم به‌جای سنگدانه معمولی که تقریبا دارای چگالی ۶/۲ می‌باشد استفاده می‌کنند.
روش دوم: بتن سبک تولید شده در این روش بر اساس ایجاد منافذ متعدد در داخل بتن یا ملات می‌باشد که این منافذ باید به‌وضوح از منافذ بسیار ریز بتن با حباب هوا متمایز باشد که به‌نام بتن اسفنجی، بتن منفذ دار و یا بتن گازی یا بتن هوادار می‌شناسند.
روش سوم: در این روش تولید، سنگدانه‌های ریز از مخلوط بتن حذف می‌شوند. به‌طوریکه منافذ متعددی بین ذرات به‌وجود می‌آید و عموما از سنگدانه‌های درشت با وزن معمولی استفاده می‌شود. این نوع بتن را بتن بدون سنگدانه ریز می‌نامند.
نکته ۱: 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 می‌شود.
طبقه‌بندی بتن‌های سبک بر حسب نوع کاربرد آنها:
- - بتن سبک بار بر ساختمان
- بتن مصرفی در دیوارهای غیر بار بر
- بتن عایق حرارتی
مثال: طبق استاندارد ۷۷ – ۳۳۰ ASTM C در بتن سبک - مقاومت فشاری بر مبنای نمونه‌های استوانه‌ای استاندارد از شده پس از ۲۸ روز نباید کمتر از Mpa ۱۷ 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 ۷ می‌باشد.
انواع سبک دانه‌هایی که به عنوان مصالح در ساختار بتن سبک استفاده می‌شود:
الف - سبک دانه‌های طبیعی: مانند دیاتومه‌ها، سنگ پا، پوکه سنگ، خاکستر، توف که به‌جز دیاتومه‌ها بقیه آنها منشا آتشفشانی دارند.
- نکته ۱: این نوع سبک دانه‌ها معمولا بدلیل اینکه فقط در بعضی از جاها یافت می‌شوند به‌میزان زیاد مصرف نمی‌شوند، معمولا از ایتالیا و آلمان اینگونه مصالح صادر می‌شود.
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 می‌شود که خاصیت عایق بودن آن خوب می‌باشد اما جذب آب و جمع شدگی آن زیاد است. سنگ پا نیز دارای خاصیت مشابه است.
ب - سبک دانه‌های مصنوعی: این سبک دانه‌ها به چهار گروه تقسیم می‌شوند:
- گروه اول: که با حرارت دادن و منبسط شدن خاک رس، سنگ رسی، سنگ لوح، سنگ رسی دیاتومه‌ای، پرلیت، اسیدین، ورمیکولیت به‌دست می‌آیند.
گروه دوم: از سرد نمودن و منبسط شدن دوباره کوره آهن‌گدازی به‌طریقی مخصوص به‌دست می‌آید
گروه سوم: جوشهای صنعتی (سبکدانه‌های کلینکری) می‌باشند.
گروه چهارم: مخلوطی از خاک رس با زباله خانگی و لجن فاضلاب پردازش شده را می‌توان به‌صورت گندوله در آورد تا با پختن در کوره تبدیل به‌سبک دانه شود ولی این روش هنوز به‌صورت تولید منظم در نیامده است.[۱]
يادداشت ۱: اين مقاله برای دانشنامهی آريانا توسط مهدیزاده کابلی ارسال شده است.
[↑] پی‌نوشت‌ها
[۱]- جزئیات اجرایی ساختمان‌های بتنی (۱)، گاهنامۀ آریاییان، دی ماه ۸۹، شماره سوم
[↑] جُستارهای وابسته
□
□
□
[↑] سرچشمه‌ها
□ گاهنامۀ آریاییان، دی ماه ۸۹، شماره سوم
[برگشت به بالا]
