بتن سبک و اثر ميكروسيليس در افزایش مقاومت آن

بتن سبک و اثر ميكروسيليس در افزایش مقاومت آن

بتن سبک 

بتن سبک و اثر ميكروسيليس در افزایش مقاومت آن

امروزه در جهان ، ساخت ساختمان های بتنی بسیار گسترش یافته است چرا که بعد از انقلاب اسلامي به دلیل كمبود تير آهن در نتيجه تحريم ها و نيز گسترش ساخت و سازهاي عمراني در كشور ، كاربرد بتن بسيار رشد نمود و دلایل دیگر توسعه استفاده از بتن جهت ساختمان سازی این است که ساختمان هاي بتني در مقایسه با ساختمان هاي فولادي ، از مزاياي چشمگیری نظیر مقاومت بيشتر در مقابل آتش سوزي و عوامل جوي ( خورندگي ) ، آسان بودن امكان تهيه بتن به علت فراواني مواد متشكله بتن ، عايق بودن در مقابل حرارت و صوت برخوردار می باشند .
وزن بسيار زياد ساختمان های بتنی را می توان از معایب آن تلقی کرد که با ميزان تخريب ساختمان در اثر زلزله نسبت مستقيم دارد .جهت رفع این عیب می توان تيغه هاي جدا كننده و پانل ها را از بتن سبك بسازيم ؛ چرا که با این روش ، وزن ساختمان و در نتيجه آن تخريب ساختمان در هنگام وقوع زلزله مقدار زيادي كاهش مي يابد .اما در این میان كم بودن مقاومت بتن سبك ، عامل مهمي جهت کاهش استفاده این نوع بتن و بهره گيري از امتيازات آن بوده است . راه حلی که برای برطرف نمودن این نقص در بتن سبک ارائه شده است، بهره گیری از ميكروسيليس در تولید بتن سبک می باشد كه سبب افزایش مقاومت بتن سبك می شود و اين محدوديت كاهش يابد . در اين مقاله سعی دارم به مباحثی نظیر بررسی ساختار بتن و تاثير آب بر روي مقاومت بتن ، و هم چنین بتن سبک و روش هاي افزايش مقاومت آن با استفاده از ميكروسيلس بپردازم.

ساختار بتن چیست؟

چهار ماده اصلی تولید بتن که به صورت مناسبي مخلوط شده اند ، شامل :
الف : شن
ب : ماسه
ج : سيمان
د : آب
۱ – شن و ماسه :
ماده اصلي تولید بتن ، مصالح سنگي درشت و ريز ( شن و ماسه ) مي باشد و استفاده از شن و ماسه درجه ۲ و يا ۳ از عوامل ثانوي عمر كوتاه ساختمان در بحث مصالح به شمار می آید .
دلایلی که موجب می شود شن و ماسه توليدي در كشور در حد كلان در درجه دوم و يا سوم كيفيت باشد شامل موارد زیر می باشد :
الف : وجود گرد و غبار
ب : عدم شستشو
ج : دانه بندي نا صحيح
د : استفاده از شن و ماسه رودخانه اي بجاي شن و ماسه شكسته .
۲ – سيمان :
نکاتی که باید در مورد سیمان ، به عنوان یکی از مواد اصلی تولید بتن اشاره شود شامل :
۱) سيمان توليد شده در كشور ما با سيمان توليد شده در كشورهاي صنعتي متفاوت است كه لازم است تفاوت آن تا حد ممكن بررسي شود .
۲) طبقه بندي سيمان ها شناسايي شود .
۳) عدم تنوع در كيفيت سيمان نشانه ضعف هايي از سيستم ساخت و ساز مي باشد .
۴) عدم استفاده از سيمان با كيفيت بالا از عوامل اوليه عمر كوتاه ساختمان در بحث مصالح مي باشد .
۳- آب مصرفي بتن :
نکاتی در مورد آب مورد استفاده در بتن عبارتند از :
۱- فعل و انفعال شيميايي بين سيمان و آب موجب مي شود شيرابه اي بوجود آيد و اطراف مصالح سنگي را بپوشاند و مصالح سنگي را بصورت يكپارچه بهم بچسباند .
۲- استفاده از آب براي ايجاد واكنش شيميايي است .
۳- براي ايجاد كار پذيري لازم بتن مقداري آب اضافي استفاده مي شود تا بتن با پر كردن كامل زواياي قالب بتواند دور كليه ميلگرد هاي مسلح كننده را بگيرد .
۴- جايگاه استفاده آب در بتن به لحاظ انجام عمل هيدراتاسيون داراي حساسيت بسيار زيادي است .
۵- بطور كلي آبي كه براي نوشيدن مناسب باشد براي بتن نيز مناسب است باستثناﺀ مواردي كه متعاقبا توضيح داده خواهد شد .
۶- آبي كه مثلا شكر در آن حل شده است براي نوشيدن مناسب است ولي براي ساخت بتن مناسب نيست .
۷- مزه بو و يا منبع تهيه آب نبايد به تنهايي دليل رد استفاده از آب باشد .
۸- ناخالصيهاي موجود در آب چنانچه از حد معين بيشتر گردد ممكن است بشدت روي زمان گرفتن بتن ، مقاومت بتن ، پايداري حجمي آن ، اثر بگذارد و موجب زنگ زدگي فولاد شود .
۹- استفاده از آب مغناطيسي بعنوان يكي از چهار ركن اصلي مخلوط بتن مي تواند بعنوان تاثيرگذار بر روي يارامترهاي مقاومت بتن انتخاب گردد .

آب هاي مناسب براي تولید بتن عبارتند از :

۱- آب باران
۲- آب چاه
۳- آب بركه
۴- آب رودخانه در صورتي كه به پس آب هاي شيميايي كارخانجات آلوده نباشد و غيره

آب هاي نا مناسب براي تولید بتن :

۱- آب هاي داراي كلر ( موجب زنگ زدگي آرماتور مي شود )
۲- آب هايي كه بيش از حد به روغن و چربي آلوده مي باشند .
۳- وجود باقيمانده نباتات در آب .
۴- آب گل آلود ( موجب پايين آوردن مقاومت بتن مي شود )
۵- آب باتلاقها و مردابها
۶- آبهاي داراي رنگ تيره و بدبو
۷- آبهاي گازدار مانند۲ co و…
۸- آبهاي داراي گچ و سولفات و يا كلريد موجب اثر گذاري نا مطلوب روي بتن مي شوند .

دسته بندی بتن از نظر چگالي : 

الف : بتن معمولي : چگالي بتن معمولي در دامنه باريك ۲۲۰۰ تا ۲۶۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب قرار دارد زيرا اكثر سنگ ها در وزن مخصوص تفاوت اندكي دارند .
ب : بتن سنگين : از اين بتن ها در ساختمان محافظ هاي بيولوژيكي بيشتر استفاده مي شود نظیر ساختار ، آكتورهاي هسته اي و پناهگاههاي ضد هسته اي كه چگالي آن معمولا بيشتر از ۲۲۰۰ تا ۲۶۰۰ كيلوگرم بر متر مكعب مي باشد .
ج : بتن سبک : مصرف بتن سبک اصولا تابعي از ملاحظات اقتصادي است ضمن اينكه استفاده از اين بتن به عنوان مصالح ساختماني داراي اهميت بسيار زيادي است اين بتن داراي چگالي كمتر از ۲۲۰۰ تا ۲۶۰۰ كيلوگرم در متر مكعب مي باشد . به دليل اينكه داراي چگالي كمتر از بتن سنگين است داراي امتياز قابل توجهي از نظر ايجاد بار وارده بر سازه مي باشد چگالي بتن سبک تقريبا بين ۳۰۰ و ۱۸۵۰ كيلوگرم بر متر مكعب مي باشد يكي از امتيازات مهم امكان استفاده از مقاطع كوچكتر و كاهش مربوطه در اندازه پي ها مي باشد ضمن اينكه قالب ها فشار كمتري را از حالت بتن معمولي تحمل مي كنند و همچنين در كاهش جابجايي كل وزن مصالح بدليل افزايش توليد جايگاه ويژه اي دارد .

روش هاي كلي توليد بتن سبك :

روش اول : از مصالح متخلخل سبك با وزن مخصوص ظاهري كم بجاي سنگدانه معمولي كه تقريبا داراي چگالي ۶/۲ مي باشد استفاده مي كنند .
روش دوم : بتن سبک توليد شده در اين روش بر اساس ايجاد منافذ متعدد در داخل بتن يا ملات مي باشد كه اين منافذ بايد به وضوح از منافذ بسيار ريز بتن با حباب هوا متمايز باشد كه بنام بتن اسفنجي ، بتن منفذ دار و يا بتن گازي يا بتن هوادار مي شناسند .
روش سوم : در اين روش توليد ، سنگدانه ها ي ريز از مخلوط بتن حذف مي شوند . بطوريكه منافذ متعددي بين ذرات بوجود مي آيد و عموما از سنگدانه هاي درشت با وزن معمولي استفاده مي شود . اين نوع بتن را بتن بدون سنگدانه ريز مي نامند .
نكته ی قابل توجه این است که كاهش در وزن مخصوص در هر حالت به واسطه و جود منافذ يا در مصالح يا در ملات و يا در فضاي بين ذرات درشت موجب كاهش مقاومت بتن مي شود .

انواع بتن سبك بر اساس نوع كاربرد آن ها :

۱- بتن سبک بار بر ساختمان
۲- بتن مصرفي در ديوارهاي غير بار بر
۳- بتن عايق حرارتي که نکته ای در مورد این نوع بتن سبک وجود دارد این است که بتن مخصوص عايق كاري معمولا داراي وزن مخصوص كمتر از ۸۰۰ كيلوگرم بر متر مكعب و مقاومت بين ۷/۰ و ۷ مگا پاسگال مي باشد .

انواع سبك دانه هايي مورد استفاده در ساختار بتن سبك شامل موارد ذکر شده در زیر می باشد :

الف – سبك دانه هاي طبيعي : مانند دياتومه ها ، سنگ پا ، پوكه سنگ ، خاكستر ، توف كه بجز دياتومه ها بقيه آنها منشاﺀ آتشفشاني دارند .
اين نوع سبك دانه ها معمولا بدليل اينكه فقط در بعضي از جاها يافت مي شوند به ميزان زياد مصرف نمي شوند ، معمولا از ايتاليا و آلمان اينگونه مصالح صادر مي شود .
از انواعي پوكه معدني سنگي كه ساختمان داخلي آن ضعيف نباشد بتن رضايت بخشي با وزن مخصوص ۷۰۰ تا ۱۴۰۰ كيلو گرم بر متر مكعب توليد مي شود كه خاصيت عايق بودن آن خوب مي باشد اما جذب آب و جمع شدگي آن زياد است . سنگ پا نيز داراي خاصيت مشابه است .
ب – سبك دانه هاي مصنوعي : اين سبك دانه ها به چهار گروه تقسيم مي شوند .
گروه اول : كه با حرارت دادن و منبسط شدن خاك رس ، سنگ رسي ، سنگ لوح ، سنگ رسي دياتومه اي ، پرليت ، اسيدين، ورميكوليت بدست مي آيند .
گروه دوم : از سرد نمودن و منبسط شدن دوباره كوره آهن گدازي به طريقي مخصوص بدست مي آيد .
گروه سوم : جوشهاي صنعتي ( سبكدانه هاي كلينكري) مي باشند .
گروه چهارم : مخلوطي از خاك رس با زباله خانگي و لجن فاضلاب پردازش شده را مي توان به صورت گندوله در آورد تا با پختن در كوره تبديل به سبك دانه شود ولي اين روش هنوز به صورت توليد منظم در نيامده است .

روش هاي افزايش مقاومت بتن سبک :

یکی از نقایص بتن سبک ،كم بودن مقاومت آن می باشد که عامل مهمي جهت کاهش استفاده از این نوع بتن و بهره گيري از امتيازات آن می باشد . براي تولید بتن سبک با مقاومت بالا ، روش هاي زيادي ارائه شده است که عامل موثر و مشترك در كليه این روش ها ، مصرف ميكروسيليس در بتن مي باشد .
تحقيقات مشترك V.Novokshchenov و W.Whitcomb نشان دهنده آن است که برای افزايش مقاومت بتن سبك و بهبود ديگر خواص آن با بهره گیری از سبكدانه هاي سيليسي منبسط شده ، اعتقاد بر این بوده است که مقاومت بتن سبک تابعي از مقاومت سبكدانه ها و ملات است كه رابطه های ذیل می تواند نمایانگر این ارتباط باشد .
fc = fm (vm)+fa (1-vm)
fc = مقاومت بتن fa = مقاومت سبكدانه
fm = مقاومت ملات vm = حجم نسبي ملات
طبق روابط بالا این نتیجه حاصل می شود كه مي توان با افزايش مقاومت سبكدانه و مقاومت و حجم ملات مقاومت بتن سبک را افزايش داد .

پیوند: بتن ، بتن سبک ، بتن هبلکس

لینک :http://iraac.net