کد مطلب : 211

برای اندازه گیری مقاومت فشاری بتن، نمونه هایی از آن تهیه و تا عمر معین درآزمایشگاه نگهداری می شود روند کسب مقاومت بتن تحت تاثیر دو عامل است:

1- زمان              2- دما

مقاومت بتن با پیشرفت هیدراسیون سیمان افزایش می یابد. روند هیدراسیون سیمان نیز با گذشت زمان همچنین افزایش دما زیاد می شود. در نتیجه مقاومت بتن را میتوان به صورت تابعی از ترکیب دما- زمان بیان کردو

از آنجا که مقاومت بتن به هر دو عامل عمر و دما بستگی دارد، میتوان گفت که مقاومت تابعی از(دما × فاصله زمانی) است و حاصل این انتگرال را بلوغ بتن می نامند.

برای ثابت نگاه داشتن تاثیر دما بر مقاومت بتن تمام نمونه ها را در دمای  نگهداری می کنند. مقاومت بتن معمولاً در عمر های 3 ، 7 ، 28 روزه تعیین می شود. مبنای پذیرش بتن، آزمایش مقاومت در عمر 28 روزه و در دمای است مقاومت در عمر های دیگر(مثلاً 7 روزه) تنها برای به دست آوردن تخمینی از مقاومت 28 روزه به کار می رود و نمی تواند مبنای رد یا قبول بتن باشد. مقاومت 7 روزه تقریباً 7/0 تا 8/0 مقاومت 28 روزه است.

هیچ گونه اهمیت عملی در انتخاب عمر 28 روزه وجود ندارد توجیه ساده این موضوع در این است که چون روند کسب مقاومت سیمان کند است، توصیف مقاومت باید بر اساس بتنی باشد که در آن بخش عمده ای از هیدراسیون سیمان اتفاق افتاده است. انتخاب به خصوص مضربی از هفته ها به احتمال قوی بر این اساس می باشد که آزمایش درجاریختن بتن در روزهای کاری هفته واقع شود.

با وجود این که بتن کمی مقاومت کششی دارد(حدود1/0 مقاومت فشاری) از مقاومت کششی در محاسبات صرف نظر می شود در طراحی سازه های بتنی از مقاومت مشخصه استفاده می شود.

مقاومت مشخصه مقاومتی است که 95 درصد نمونه ها مقاومتی بالاتر از آن دارند و تنها 5 درصد از کلیه نتایج آزمایش می توانند در زیر این مقدار قرار گیرند.

نمونه ها را به دو شکل استوانه ای و مکعبی قالب می کنند.آیین نامه ACI فقط نمونه استوانه ای را می پذیرد. در انگلستان و آلمان نمونه مکعبی و در فرانسه نمونه استوانه ای راج دارد. در ایران هر دو نمونه ساخته می شود ولی از نمونه استوانه ای بیشتر استفاده می شود.

وسایل مورد نیاز:

1-   جک فشاری جهت شکستن نمونه بتنی: جک فشاری دارای دو تکیه گاه فوقانی و تحتانی می باشد که نمونه بتنی ما بین این دو مهار می شود. تکیه گاه تختانی ثابت و فوقانی متحرک است. مقدار بار اعمال شده نیز توسط گیج مدرجی قابل تعیین است البته برخی از جکها از نوع دیجیتال هستند.

2-   قالبهای استوانه ای جهت ساختن نمونه های بتنی: نمونه های استاندارد به اندازه قطر 15 سانتی متر و ارتفاع 30 سانتی متر می باشد در صورت استفاده از نمونه های استوانه ای دیگر، باید از ضرایب تبدیل جهت تصحیح استفاده کرد.

هدف انجام آزمایش

از آنجاییکه مقاومت فشاری یکی از خواص مهم بتن محسوب می شود.اطلاع از این پارامتر نقش مهمی در کنترل کیفیت بتن و اصلاح روشهای تهیه آن دارد.

روش انجام آزمایش

 آزمایش مقاومت فشاری در روش ASTM روی نمونه های استوانه ای 300×150میلی متری(12×6اینچ) و در روش BSروی نمونه های مکعبی 150 میلی متری(6اینچی) انجام می شود، اگرچه با توجه به بزرگترین اندازه سنگ دانه ها ، استاندارد ها استفاده از نمونه های کوچکتر را نیز مجاز می دانند طبق استاندارد ASTM نمونه های استوانه ای در قالب های با قابلیت استفاده مجدد و یا قالب های یک بار مصرف ریخته می شوند. قالب های نوع اول معمولاً فولاد ، چدن ، برنج و انواع پلاستیک ساخته می شوند. درحالی که قالبهای نوع دوم ممکن است از صفحات فلزی ، پلاستیک ، محصولات کاغذی ضد آب و یا سایر موادی که خواص فیزیکی خواسته شده نظیر غیر قابل نفوذ بودن و عدم جذب آب و عدم تغییر طول را تامین می کنند. ساخته می شوند. به منظور جلوگیری از چسبیدگی بتن به جدار قالب، باید جداره های داخلی قالب با یک لایه ی نازک روغن معدنی آغشته گردد؛سپس بتن در چند لایه داخل قالب ریخته شود. تراکم بتن های با اسلامپ بالا در به لایه و با زدن 25 ضربه به هر لایه توسط یک میله ی گرد به قطر 16 میلی متر انجام می شود. تراکم بتن های با اسلامپ پایین در دو لایه و با ویبره های داخلی و خارجی انجام می شود.

سطح بالای استوانه بتنی که توسط ماله صاف می گردد ، معمولاً جهت انجام آزمایش به اندازه ی کافی یکنواخت نیست و باید اقدامات دیگری بر روی آن انجام گیرد. استاندارد، تغییرات تا 05/0 میلی متر را در سطوح بالا و پایین مجاز می داند. بدین منظور دو روش سایش و پوشش سطح ، برای ایجاد سطوح صاف به کار می روند. روش اول روشی مناسب ولی گران است. در روش دوم که پوششی روی سطح گذاشته می شود. سه نوع ماده قابل استفاده است: خمیر سیمان سخت شده، که روی بتن تازه گذاشته می شود ، مخروطی از گوگرد و مصالح دانه ای(نظیر رس حرارت دیده)، و یا یک پوشش گچی با مقاومت بالا که روی بتن سخت شده به کار می روند. پوشش باید نازک و به ضخامت 5/1 تا3 میلی متر و دارای مقاومتی نظیر مقاومت بتن آزمایش شونده باشد. احتمالاً بهترین ماده، مخلوط گوگرد و رس می باشد که برای بتن هایی تا مقاومت 100 مگاپاسکال مناسب است.به علت ایجاد گازهای سمی لازم است این عمل در زیر اتاق های جذب دود آزمایشگاه صورت گیرد. علاوه بر صاف بودن سطوح دو سر استوانه، این دو سطح نیز باید عمود بر محور استوانه باشند. این امر در واقع نشان دهنده ی موازی بودن سطوح دو سر استوانه نیز می باشد.

شرایط نگهداری استوانه های استاندارد نیز بدین ترتیب است که در آزمایشگاه به منظور جلوگیری از کاهش رطوبت نمونه های قالب گیری شده ، آنها را در مدت زمانی بیش از 20 ساعت و کمتر از 48 ساعت در دمای  درجه ی سانتی گراد نگهداری می کنند. سپس نمونه های از قالب باز شده را تا زمان رسیدن به زمان آزمایش، در رطوبت کامل و یا در آب آهک اشباع نگهداری می کنند. مقاومت فشاری نمونه ها در سن مشخص تحت سرعت بار گذاری معینی در دستگاه پرس تعیین می شود که از تقسیم حداکثر نیروی ثبت شده بر سطح مقطع نمونه به دست می آید. در استاندارد انگلستان، نمونه های مکعبی در قالب  های فولادی و چدنی در ابعاد مشخص شده ریخته می شوند. استانداردBS ، پر کردن قالب را در لایه هایی با ضخامت تقریبی 5 سانتی متر توصیه می کندو تراک هر لایه در مکعب های 15 سانتی متری با 35 ضربه و در مکعب های 10 سانتی متری با 25 ضرب توسط یک میله ی فولادی با مقطع مربعی شکلی به ابعاد 25 میلی متر ، صورت می گیرد. روش های ارتعاشی دیگر نیز قابل استفاده است. بعد از پرداخت کردن سطح بالای نمونه توسط ماله ، اگر در نظر است نمونه پس از 7 روز یا بیشتر شکسته شود. باید در دمای  نگهداری شود و اگر زمان انجام آزمایش کمتر از 7 روز باشد نمونه باید در دمای  نگهداری شود. ترجیح داده می شود رطوبت نسبی کمتر از 90 درصد نباشد اما نگهداری نمونه در زیر پوشش های مرطوب نیز مجاز شمرده شده است. نمونه های مکعبی بعد از 24 ساعت از قالب بیرون آورده شده و تا زمان انجام آزمایش در مخزن عمل آوری ، نگهداری می شوند.د

کد مطلب : 204

بتن از سه عنصر اصلى شن و ماسه و سیمان تشکیل شده است که در آن شن و ماسه توسط سیمان به یکدیگر چسبانده می شوند.این ماده ساختمانی داراى مزایا و معایبی است که کاربرد ان را در مواردى لازم و مفید و در موارد دیگر غیر ممکن یا مضر می سازد. از جمله معایب بتن مقاومت کششی بسیار ناچیز آن می باشد که این رفتار ترد و شکننده موجب شکست ناگهانی و فروریختن سازه های بتنی در هنگام زلزله می گردد. مشکل ترد بودن بتن را مى توان با مسلح کردن آن توسط آرماتورهاى فولادى در جهت نیروهای کششى برطرف نمود. اما در موارد متعددی جهت این نیرو های کششی به طور دقیق معلوم نمی باشد. از طرفى در بتن تازه به دلیل جمع شدگی ابعاد بتن تغییر پیدا کرده و ترک هایی به وجود می آیند که نتایج این ترک ها در بتن سبب افزایش نفوذپذیرى، از بین رفتن سطح بتن، خوردگی آرماتورها و کاهش خواص مکانیکی می باشد.

یکی از راه حل های مناسب براى مقابله با این مشکلات استفاده از مقادیر کم الیاف به منظور کنترل رشد ترک وافزایش مقاومت کششى بتن می باشد. کاربرد الیاف بطور فراگیر از اوایل سال1960در کشور هاى صنعتی پیشرفته آغاز شده ودر طی این 4 دهه جنس و شکل الیاف و نحوه ساخت بتن الیافی بهبود یافته و کاربرد ان نیز فزونی یافته است.شاهد تاریخی این فناورى کاربرد کاهگل در ساختمان ها می باشد.در واقع بتن الیافی نوع پیشرفته این تکنولوژی می باشد که الیاف طبیعی و مصنوعى جدید، جانشین کاه و سیمان جانشین گل به کار رفته در کاهگل شده است. الیاف به کار رفته در بتن به جنس های مختلفی نظیر شیشه ، فولاد، کربن، پلی پروپیلن، کولار و غیره تولید می شوند که در این میان الیاف فولادی دارای مزایایی نسبت به سایر انواع می باشد که از جمله این موارد :

1- دارای مدول الاستیسیته و کرنش شکست بالابوده که با توجه به قابلیت شکل گیری مناسب و مقاومت کششی بالا از مناسبترین و اقتصادی ترین نوع الیاف به حساب می آید.

2- بالاترین افزایش را در مقاومت و شکل پذیری بتن ایجاد می کنند.

3- به اشکال ظاهری گوناگون جهت بهبود رفتار بتن قابل ساخت هستند.

4 - اختلاط آنها با دیگر مواد بتن بسهولت انجام پذیر است.

 متن موجود نتایج ارزیابی رفتار الیاف به منظور کنترل ترک هاى ناشى از جمع شدگى در بتن استاندارد و خودتراکم می باشد. اگر بتن از جمع شدن بازداشته شود ، تنشهای کششی ایجاد شده در آن باعث ترک خوردگی مقطع می شوند. در بتن استاندارد با نسبت آب به سیمان بالاتر از 45% جمع شدگى ناشى از خشک شدن به عنوان مهمترین دلیل ایجاد ترک در سنین اولیه توصیف شده است .در بتن خود تراکم در سنین اولیه به دلیل چسبندگی بالاى مواد ریز موجود, جمع شدگی و خزش بیشترى نسبت به بتن استاندارد مشاهده مى شود ولی در مرحله سخت شدن تاخیرى در شروع جمع شدگی بتن خود تراکم به وجود می آیدکه به دلیل پایین بودن سرعت تبخیر از سطح خارجی اعضاء بتنى می باشد. جمع شدگى ناشى از خشک شدن از همان ابتدا یعنى زمان هاى اولیه بتن ریزى و حتی قبل از افزایش ظرفیت مکانیکى بتن آغاز مى شود که بستگی به :خواص بتن (طرح اختلاط، طریقه ى بتن ریزى و روش های عمل آورى) شکل و چگونگی اعضاء بتنى و شرایط محیطى (دما، رطوبت مربوطه، سرعت باد) دارد. چون جمع شدگى به دلیل کمبود آب درون بتن به سطح اعضاء تحمیل مى شود,کرنش در این قسمت از اعضاء ایجادشده و ترک هائى با منشاء drying shrinkage از نواحى سطحی که در تماس با محیط هستند آغاز مى شود,در نتیجه اعضاء با سطح خارجى بالا (مانند دال ها و پانل هاى پیش ساخته) در تماس با یکک ها می بینند و این امر با عبور هوا از روى نمونه هاى تازه تشدید مى یابد اما از نتایج آزمایش ها مشاهده می شود که با استفاده از مقادیر مناسب الیاف جمع شدگى و به تبع آن ترک ها به میزان قابل توجهی کاهش مى یابند. براى کنترل ترک هاى بتن تحت اثر جمع شدگی دو روش متفاوت پیشنهاد می شود:

1-اندازه گیرى کاهش جمع شدگى با توجه به حدود آب از دست رفته از سطح در معرض هوا(بدون پوشش)اعضاء

2-توسط اتصال اجزا بتن که می تواند رشد ترک ها را کنترل کرده و از انتشار خرابى در اعضا در سنین اولیه جلوگیری کند. محیط مهاجم بیشترین آسیب را در اثر به وجود آمدن تر

اولین روش بررسى نحوه ى عمل آورى بتن و آب نگهدارى و یا افزودنی هاى تقلیل دهنده ى جمع شدگى بوده که هدف این روش کاهش تنش کششی روی بتن است. دومین روش استفاده از افزودنی ها و الیافى هستند که با بتن تازه ترکیب مى شوند و ظرفیت مکانیکى مخلوط را در سنین کم تعیین کرده در نتیجه از رشد و انتشار ترک ها جلو گیرى مى کنند به این معنا که با حضور الیاف تعداد بیشتری ترک ایجاد شده و این امر باعث انتقال تنشهای کششی از میان ترکها و کاهش تمرکز تنش می شود. حرکت ترک ها در هر دو نوع بتن استاندارد و خود تراکم جهت مشخصى نداشته و عمود بر هم از طرفى به طرف دیگر عبور می کنند ولی در کل می توان3 حالت فشاری و کششی و برشی را برای حرکت ترک ها در نظر گرفت.

 همچنین با ورود الیاف به بتن مستقل از مواد تشکیل دهنده 2 نوع وضعیت اصلى موازى و عمود بین ترک و الیاف مشاهده می شود که در صورت عبورالیاف عمود بر لبه هاى ترک با پل زدن الیاف بین ترک ها یکپارچگی بتن تا تغییر شکلهای زیاد حفظ شده و مقاومت خمشی و کششی به دلیل خاصیت دوزندگی الیاف بالا می رود . بنا به دلایل ذکر شده استفاده از آرماتورها از دید گاه میکروسکوپى در کنترل ترک ها مفید واقع نشده و حتی در صورت بروز ترک با پدیده خوردگی مواجه می شوند و بتن کاملا از بین می رود.

درصورتیکه با توزیع اتفاقی الیاف در فواصل بسیار کوچکتر از فاصله بین آرماتورها، اندازه ترک ها کوچکتر شده و باعث کاهش نفوذپذیری و پایداری بتن در محیط های مهاجم می شود. در حالت کلى توزیع اتفاقی الیاف در فواصل بسیار کوچکتر از فاصله بین آرماتورها باعث پخش و کوچکترشدن اندازه ترک ها شده و پس از ترک خوردن ، مقاومت کششى و خمشى به دلیل خاصیت دوزندگی الیاف بالا رفته و یکپارچگی بتن تا تغییر شکلهاى زیاد حفظ می شود.

الیاف را میتوان قبل,بعد یا در حین میکس به مخلوط بتن اضافه کرد ولی براى آسانى پخش باید به صورت خشک وارد مخلوط شود. البته باید توجه داشت در فرآیند ساخت بتن الیافی باید از ایجاد پدیده گلوله ای شدن (Balling) که به دلیل استفاده از مقادیر زیاد و نادرست الیاف رخ مى دهد جلوگیری بعمل آید زیرا در این صورت پدیده انسداد در بتن صورت گرفته و اثر الیاف عملا از بین خواهد رفت.

به دلیل اینکه مقدار الیاف مورد استفاده در بتن برای جلوگیری از پدیده (Balling) بسیار کم مى باشد (تقریبا 0.1%)، مقاومت فشارى به اندازه زیادی افزایش پیدا نمى کند زیرا الیاف نیروى مکانیکى ماکروسکوپى نبوده و تنهایک نیروى کمکى محلى به حساب آورده مى شوند. براى مقایسه هزینه ساخت بتن الیافی با با بتن مسلح به آرماتور می باید مزایاى بتن الیافی از جمله مقاومت ضربه اى بسیار بالاتر، جمع شدگی و عرض ترک کمتر، دوام بیشتر و کاهش هزینه های مربوط به تعمیر ، حفظ و نگهداری، کنترل شکستهای موضعی، ایجاد ترک و گسترش ترک، عمر مفید بیشتر، کنترل نفوذپذیرى بیشتر و بویژه زمان اجراى بسیار کمتر را (در مقایسه با بتن مسلح به میلگرد) در نظر داشت.

کد مطلب : 168

در حال حاضر و با توجه به شرایط ژئواستراتژیک کشورهای درحال توسعه بالاخص خاورمیانه سوی سکان حرکت سیطره جهانی به سمتی متمایل شده تا تفکرات و نگرش برنامه ریزان و تئوریسین ها، بیش از تنازعات نظامی و سیاسی، به ارتباط و تعامل دو سویه ی مردم و دولت ها؛ به عنوان کم زیان ترین ریسک و عاملی در جهت توسعه کشورها معطوف شود. از آنجا که ارتباط میان مردم و فرهنگ های مختلف و در جزئیات کوچک تر (مقیاس کشوری) مردم شهر و روستا تاثیری شگرف درکاهش منازعات و ایجاد گسلهای طبقاتی وتضاد و سپس تعارض سیاسی اجتماعی و نظامی دارد شایسته است به گردشگری، محیط زیست و ساختار ساز آن مهندسی عمران توجه، تامل و نگاه اندیشمندانه ای شود.

مقدمه

مجمع عمومی سازمان ملل در سال 1972روز پنجم ژوئن را روز محیط زیست نامید. حال با تبیین محیط زیست قدر و منزلت آن و اهمیت و ضرورت جلوگیری از تخریب آن را در می یابیم. ناگفته پیداست انسانها از پیدایش با طبیعت سروکار داشته اند و همواره سعی درمهار کردن تخریب آن داشته اند. انسان بدوی بعلت تماس مستقیم با طبیعت تاثیر کمتری بر آن گذاشته است. اما این وضعیت در طول تاریخ دستخوش تغییرات ریشه ای شده است و انسان به موازات نیازهای خود به دگرگون کردن محیط زیست و شکل بخشیدن به آن مبادرت ورزید، این تغییر محیط تا آنجا پیش رفت که انسان امروزی، نقش بسیار مهمی در نابودی محیط زیست دارد. برای اولین بارکارشناسان انگلیسی در دهه ‍ی 1920 تعریف مستقلی از محیط زیست داشتند.اما تا قبل از دهه ی 1960 عمدتاَ مردم و حتی تحصیل کرده ها محیط زیست را با طبیعت مترادف دانسته و بر این باور بودند که محیط زیست تنها به طبیعت و حیات وحش اطلاق میشود.با گذر زمان مسئله محیط زیست چنان با زندگی انسان ها عجین شد تا آن جا که در سال 1972 بیش از٣00کتاب در مورد محیط زیست درآمریکا به نگارش درآمد و دردهه های پایانی قرن بیستم متخصصین محیط زیست، شهرسازی و جامعه شناسی تلاش نمودند تعریف جدی و روشن تری برای آن پیدا نمایند و بدین منظور کنفرانسها و سمینارهای کشوری و جهانی برپا نمودند. برای رسیدن به نقطه نظرهای مشترک در مورد حفظ محیط زیست شبکه ای از نهاد های بین المللی ایجاد شده است و قراردادهائی دراین زمینه به امضاء اکثر کشورها رسیده است.

درآمد

با توجه به اهمیت ارزیابی زیست محیطی جایی که میخواهیم در آن پروژه عمرانی اجرا کنیم و همچنین تاثیرات آن بر روی محیط زیست؛ در این مقاله کوشش خواهد شد به تاثیرات منفی پروژه‌های عمرانی که بدون ارزیابی زیست محیطی اجرا میشود، پرداخته شود تا با ارایه راهکاری مناسب تاثیرات منفی پروژه‌های عمرانی را بر محیط زیست، کاهش دهیم لذا در این مقاله به مباحثی همچون آلودگی هوا بر اثر طراحی و انتخاب نادرست شهرها و گسترش آنها، حمل و نقل و تاثیرات آن بر محیط زیست، برداشت بیرویه شن و ماسه از بستر رودخانه‌ها و تاثیر آن بر محیط پیرامون خود، آلودگی صوتی ناشی از قطارها و ماشینها که خود بر میگردد به انتخاب محل نادرست (بدون ارزیابی) برای کشیدن ریل و جاده، پرداخته شده است. توسعه عمرانی، اقتصادی، صنعتی و غیره است ولی آنچه که ما در مورد آن بحث خواهیم کرد توسعه عمرانی و اثرات آن بر محیط زیست است که باعث بوجود آمدن علمی شده است. که در این علم بر لزوم برنامه‌ریزی زیست محیطی برای احداث پروژه‌های عمرانی تحت عنوان Civil and environmental engineering تاکید می شود.

مفهوم کلی برنامه‌ریزی زیست محیطی عبارت است از تلاش هایی که در جهت تعادل و هماهنگی فعالیت های انسان در محیط زیست صورت میگیرد. این فعالیت ها عمدتاً بصورت برنامه‌های آبادانی و ساختمانی است که انسان به نفع خود ایجاد نموده و به این شکل برنامه‌ریزی محیط زیست در نهایت میبایست اثرات منفی این تاسیسات و فعالیت ها را بر محیط طبیعی خنثی نماید و این در حالیست که بسیاری از ناظران اظهار نگرانی مینمایند که علاقه انسان به توسعه صنعتی و اقتصادی منجر به خساراتی به محیط زیست میگرددکه نتیجه این تغییرات و به دنبال آن به لحاظ کاهش منابع طبیعی و ذخایر و زیر زمینی ، همبستگی مختل و اجتماعات انسانی از هم فرو خواهد پاشید. و همچنین ایجاد هرگونه تغییر روش در طرق استفاده از زمین و طبیعت مجاور آن به ایجاد تغییرات محسوس نامطلوبی در محیط زیست منجر خواهد شد با این رویکرد پر واضح است وظیفه برنامه‌ریزان محیط زیست اتخاذ تدابیری به منظور کاهش سریع تاثیر منفی این تغییرات است و برای نیل به این هدف ضروریست که برنامه‌ریزان دو مفهوم زیربنایی را مورد استفاده قرار دهند اول اینکه هرگونه تجهیز کارگاه و تاسیسات عمرانی که در منطقه ای بنا میگردد، دارای نیازمندیهای بالقوه ای است که بنا بر شرایط ژیواستراتژیک مناطق تعیین، تنظیم و اجرا میگردد. شایان ذکر است پیشرفت دانش به منظور تعالی و پیشبرد تکنولوژی می تواند باعث افزایش این قبیل هم زیستی ها و نهایتاً مسالمت آمیز شدن آنها بیانجامد. وظیفه برنامه‌ریزان محیط زیست اتخاذ تدابیری است که تاثیر منفی این تغییرات را به حداقل کاهش دهد. که برای رسیدن به چنین هدفی برنامه‌ریزان دو مفهوم عمدتاً زیربنایی را باید مورد استفاده قرار دهند اول اینکه هرگونه تاسیسات عمرانی که دریک منطقه بنا میگردد، دارای نیازمندیهایی است که بنا بر مختصات طبیعی مناطق تعیین میگردد با توجه به علم عمران میتوان شهر را مجموعه‌ای از سازه‌های عمرانی تعریف کرد که جمعیت انسانی در آن به فعالیت روزمره خود مشغول است. این سازه‌های عمرانی عبارتند از خانه‌ها که حجم عظیمی از شهرها را به خود اختصاص داده، فرودگاهها، ایستگاههای قطار و مترو، تاسیسات آب و برق و گاز که معمولاً در حومه شهر مستقر هستند کشتارگاهها و غیره که همه آنها میتوانند اثراتی را بر محیط زیست اطراف خود بگذارند.

آلودگی هوا در شهرها

فضای شهرها ظرفیت لازم برای پاکسازی و تصفیه هوای خود را داراست و این ظرفیت از آنجا تحلیل میشود که هوای گرم حاوی مواد آلاینده. بدلیل سبکی بالا رفته و هوای خنک و تمیز اطراف شهر جای آن را میگیرد. حال اگر یک جبهه هوای ساکن و گرم در بالای آسمان شهر قرار گیرد این مکانیزم کارایی خود را از دست خواهد داد که به آن حالت وارونگی میگویند این حالت بیشتر در شهرهای بزرگی که در دره‌ها احداث شده‌اند اتفاق میافتد که توجه به این مسیله میتواند از تکرار فاجعه‌های زیست محیطی که در سال 1930 در بلژیک و همچنین در شهر دنورای پنسیلوانیا در سال 1948 اتفاق افتاد جلوگیریکند. البته این حالت در فضاهای باز هم اتفاق میافتد و این در حالیست که در زمستان، هوای نزدیک به زمین به سرعت حرارت خود را از دست بدهد و حالت وارونگی نمود پیدا کند.

منابع آلوده کننده هوای شهرها

انواع مختلف حمل و نقل:

1- احتراف در منابع ثابت (نظیر حرارت مرکزی ساختمانها نیروگاههای حرارتی با سوخت فسیلی)

2- کارخانجات صنعتی

3- سوزاندن زباله

4- آلودگی صوتی ناشی از توسعه شهرها

پیامدهای زیانبار آلودگی صوتی بر انسان به صورت مستقیم و در کوتاه مدت پدیدار نمیشود. بلکه در دراز مدت مستقیماً بر دستگاه عصبی انسان اثر گذاشته و پیامدهای منفی آن بروز میکند از جمله بزرگترین منبع تولید این آلودگی، صنعت است. این خود در طراحی کلان شهرها میتواند مورد توجه قرار گیرد تا مراکز صنعتی حتی الامکان دور از محل زندگی انسان باشد. از دیگر عوامل آلودگی صوتی میتوان هواپیما را نام برد که احداث خانه‌ها در نزدیکی فرودگاهها میتواند انسان را بیش از پیش در معرض این آلودگی قرار دهد. البته این آلودگی نه تنها انسان، بلکه شامل حیوانات نیز میشود بطوریکه دانشمندان فرانسوی کشف کرده‌اند که غرش هواپیما موجب فقدان موقت حس در زنبور عسل میشود و آن را از فعالیت‌ باز میدارد و یا اینکه شکستن دیوار صوتی توسط جت باعث تلف شدن جوجه‌های پرندگان میشود.

نقش بزرگراه در آلودگی صوتی

آلودگی صوتی در بزرگراهها به مراتب بیشتر از سایر خیابانهای شهری میباشد و از آنجا که به صفر رساندن آلودگی صوتی در اطراف بزرگراهها غیرممکن است باید با یک سری ارزیابی ، نقاط دارای آلودگی را شناسایی و با انجام راه حلهایی که در زیر آمده است حتیالامکان آن را برطرف نمود.

1- ایجاد منطقه حایل

2- استفاده از گیاهان

3- احداث خاکریز سبز

4- ایزوله کردن ساختمانها

5- اولویت در ساخت پلها و استفاده از مترو جهت تردد وسایط نقطه.

6- احداث فرودگاهها در خارج از شهر.

7- از تردد وسایط نقلیه در مرکز شهرها جلوگیری به عمل آید و یا با اتوبوس و مترو جایگزین شود.

8- بهینه سازی پایدار ساختمان

راه‌حل‌های مقابله با آلودگی صوتی عبارتند از:

1- جدا سازی مناطق صنعتی پرسروصدا از مناطق مسکونی.

2- استفاده از سدهای طبیعی همچون درخت در برابر صوت.

3- افزایش حریم جاده‌ها و دور بودن از مناطق مسکونی .

بهینه سازی پایدار ساختمان، روندی اجرایی است که هدف نهایی آن بهره‌وری در محیط. انرژی و سرمایه در ساختمان است. این هدف با کاربرد روشهایافزایش کارایی انرژی و استفاده از مصالح سازگار با طبیعت و طراحیهای چند جانبه برای بهره‌وری از انرژی و طراحی بهینه فضای داخلی و خارجی ساختمانها تحقق مییابد. اجرای این طرح باعث صرفه‌جویی در مصرف انرژی، بازیافت زباله و بازیافت مصالح و کاهش هزینه‌های نگهداری ساختمان میشود که اثرات زیست محیطی آن بدین قرار است:

1- کاهش مصرف انرژی و استفاده از انرژیهای طبیعی مانند باد و خورشید

2- ذخیره‌سازی انرژی

3- تطبیق ساختمان با محیط در چارچوب قواعد طراحی، نماسازی، منظره سازی و...

4- سالم سازی هوا و آب در محیط

5- دفع صحیح فاضلاب

6- بهینه‌سازی کاربرد انرژی الکتریکی

7- کاهش ضایعات و اصلاح سیستم دفع زباله و بازیافت آن

8- حذف مصالح و مواد مضر برای انسان و محیط در فضای ساختمان

9- قابل بازیافت ساختن مصالح ساختمانی.

10- اثرات استخراج شن از رودخانه

شن و ماسه از جمله فراوان‌ترین و ارزان‌ترین مصالح ساختمانی هستند که بیشترین کاربرد را در پروژه‌های عمرانی دارند. شن ها و ماسه‌ها را از معادن مختلف برای پروژه‌های عمرانی تهیه میکنند از جمله این معادن میتوان به کوهها و بستر رودخانه‌ها اشاره کرد. شن و ماسه‌ای که از کوهها استخراج میشود بصورت شکسته مورد استفاده قرار میگیرند و شن های رودخانه‌ای را اصطلاحاً نشکسته یا گردگوشه مینامند. که این شنها با درصدهای مختلف با اختلاط بتن مورد استفاده قرار میگیرد. حال نکته اینجاست که آیا استخراج شن و ماسه از رودخانه‌ها و کوهها تاثیری بر محیط زیست دارد یا خیر؟

برداشت رسوبات آبرفتی از بستر رودخانه‌ها موجب تغییرات مورفودینامیکی میشود. این تغییرات محدود به محل استخراج نیست بلکه کیلومترها بالاتریا پایین تر از آن ظاهر میشود که کاهش یا ناپایداری لایه زیرین بستر و داخل شدن ذرات ریز در محیط آبی همراه با بروز فرسایش اضافی، از جمله این تغییرات است. بروزتغییرات در محیط زیست سبب دگرگونی ترکیب و تعادل جمعیت زیست مندان آبزی شده ودرنتیجه باروری وکارکردها یا کوسیستم را تغییرمیدهد. بهره‌برداری شن و ماسه مثل تخلیه هرپسابی نوعی آلودگی بشمار میرود. اختلال در تعادل بیولوژیکی رودخانه در اثر برداشت شن و ماسه از بستر آن دارای دو اثر بنیادی است.

1- تغییر در الگوی جریان طبیعی آب در نتیجه تغییر و دگرگونی در مقطع طولی و عرضی رودخانه بدلیل عمیق‌سازی بستر و تشدید فرسایش.

2- افزایش بار محیط زیست با مواد رسوبی معلق در نتیجه آب مورد استفاده در شستشوی شن و ماسه و همینطور عملیات بهره برداری از شن و ماسه .

حمل ونقل

حمل و نقل آثار متفاوت وسیعی از قبیل آلودگی هوا، آلودگی صدا حاصل از تردد جاده‌ای بر محیط زیست وارد میسازد. پس توجه به این نکته که در علم راه‌سازی رشته عمران، توجه به ارزیابیهای زیست محیطی علاوه بر محاسبات مربوط به راه‌سازی و مقدم بر آن میتواند ضایعات زیست محیطی را به طور چشمگیری کاهش دهد. که نمونه بیتوجهی به این نکته (ارزیابی زیست محیطی قبل از اجرای پروژه) در پروژه آزاد راه تهران شمال کاملاً به چشم میخورد و این کار تا آنجا ادامه پیدا میکند که مسیولان پروژه، سود مادی خود را بر محیط زیست ترجیح داده و جاده‌ای را میسازند که آغاز به کار شدن آن مرگ جنگلها و حیوانات آن را در شمال تهران تسریع میبخشد. حال با این مقدمه حمل و نقل را بطور عام به چند دسته تقسیم کرده و در مورد آن توضیح میدهیم.

حمل و نقل دریایی

در این نوع حمل و نقل ما از ضایعات حاصل از تردد کشتیها که بر آبهای منطقه میگذرد چشم‌پوشی کرده و فقط به آنچه که مربوط به رشته عمران و ساخت تاسیسات بندری در کنار ساحل است اشاره میکنیم. در این نوع حمل ونقل برای احداث ساختارهای زیربنایی بنادر شامل اسکله، ساختمانها، انبارها، تاسیسات و غیره باز هم ارزیابی زیست محیطی منطقه‌ای که در آن بندر را احداث میکنیم مقدم است بر محاسبات اولیه عمرانی که شامل آزمایشات مکانیک خاک، زمین شناسی و نقشه‌برداری است. با توجه به این نکته که محل احداث بندر با فاصله نسبت به حیات انسانی و حیات وحش باشد. و نزدیک به اماکن تفریحی و جنگلهای مانگرو که از ارزش زیست محیطی در سطح جهانی برخوردار هستند، نباشد. در ضمن محل احداث بندر نباید جایگاه تخم ریزی و آشیانه گزینی پستانداران نادر دریایی باشد.

حمل و نقل هوایی

مسافرت با هواپیما بدلیل امنیت در جوامع پیشرفته و آسایش و همچنین صرفه جویی در وقت بهترین گزینه در سفرهای طولانی میباشد. پس با توجه به این تفاسیر باید فرودگاهها را آن گونه‌ای طراحی کرد که هیچ خطری برای محیط زیست انسانی و جانوری نداشته باشد.

از جمله عواملی که در طراحی فرودگاهها باید مورد توجه قرار گیرد، مکان احداث فرودگاه میباشد. که حتیالامکان به دلیل آلودگی زیاد صوتی باید دور از محیط زیست انسانی و با فاصله نسبت به محل زندگی جانوران و حیوانات باشد. زیرا احداث فرودگاهها در مکانهایی که در معرض مهاجرت پرندگان قرار دارند، باعث برخورد این پرندگان با هواپیما میشود و بعضاً خسارات جبران ناپذیری را به انسان وارد میکند و دیگر نکته این است که فرودگاهها بدلیل مکانهایوسیع خود و بودن علفزارها در حاشیه آن، جایگاه مناسبی برای پرندگان است که برای فراری دادن آنها، معمولاً حدود 5 دقیقه قبل از پرواز هواپیما، صدایپرندگان ترسانده شده را که قبلاً ضبط نموده‌اند، بوسیله بلندگوهای اطراف باند پخش میکنند که این روش متداولترین روش در فراری دادن پرندگان از فرودگاهها است. پس با توجه به آنچه که گفته شد، قبل از احداث یک فرودگاه باید ارزیابیهای زیست محیطی بدقت انجام پذیرد نه آن که صرفاً بخاطر صرفه‌جویی در مسایل مادی، فرودگاهی را طراحی کرد.

حمل و نقل جاده‌ای

تاثیرات جاده‌ای بر روی محیط‌های طبیعی را از لحظه بر زمین زدن کلنگ و یا امروز با حرکت کردن چرخهای بلدوزر میتوان مطالعه نمود. کلنگ‌ها در مناطق طبیعی و در دل طبیعت (اغلب بکر) زمین زده میشود. فشرده شدن خاکها بوسیله ماشین آلات سنگین راهسازی از طرق گوناگون موجب تخریب زیست گاههای طبیعی میگردد. مثلاً جانوران زیادی، روزها برای فرار از گرما بدرون تونل های زیرزمینی رفته و شبها فعالیت و شکار خود را آغاز میکنند و همچنین بسیاری از گیاهان یک ساله که وجود آنها برای جانوران مفید است، بذر خود را در دل خاک کاشته که با فشرده شدن خاک، رطوبت کافی به این بذرها نرسیده و این بذرها هیچگاه شکوفا نمیشود. جاده‌ها گرچه موجب اتصال دو نقطه و دو شهر به هم میشوند ولی از نظر زیست‌شناسی موجب جداییبیولوژیکی دو طرف جاده میشوند. که برای کاهش منفی اثرات احداث جاده‌ها، خوشبختانه علم اکولوژی راه حلهای زیادی را ارایه میدهد که با توجه به آن میتوان بهترین منطقه را از نظر زیست شناسی برای احداث جاده‌ها انتخاب کرد.

آب و فاضلاب

در کشور ما مساله کمبود آب از گذشته‌ بسیار دور وجود داشته و با توجه به احتیاج روزافزون به آن حتی در برخی از نقاط به صورت عاملی مانع رشد و پیشرفت کشاورزی، صنعتی و حتی اجتماعی شده است و آلوده نمودن آب و خاک توسط مخازن آب بندی نشده خیانتی بزرگ به نوع بشر و موجودات زنده تلقی می شود. از این منظر اهمیت حفاظت از آب و خاک بیش از پیش نمود پیدا کرده و قسمت عمده این حفاظت، بر عهده مهندس عمران گذاشته شده تا با ارزیابی محل پروژه قبل از اجرا وظیفه خود را به نحو احسن انجام رسانند. یکی از عواملی که میتواند بیشترین زیان را به آب و خاک رسانده و محیط زیست را به خطر اندازد فاضلاب‌ها اعم از خانگی و صنعتی هستند که وجود آنها و رها ساختن آن بدون پیش تصفیه میتواند اثرات زیانباری را به دنبال داشته باشد و حتی منجر به یک فاجعه زیست محیطی گردد. فاضلاب‌ها و فضولات انسانی، هر دو در کشاورزی مورد استفاده قرار میگیرند و بالتبع انسان ها و موجوداتی که با آن در تماس هستند ممکن است به انواع بیماریهای عفونی و انگلی مبتلا شوند. این اثرات محدود به تماس مستقیم با فاضلاب و پسابهای خانگی و صنعتی نیست، بلکه اثرات غیرمستقیم دیگری هم به حیات انسانی و جانوری میگذارد که مهمترین آنها آلوده کردن آبهای سطحی و زیرزمینی است. به عنوان مثال در شهر کرمان سفره آب زیرزمینی در حد فاصل کرمان - ماهان موجود است که آب قابل شرب مردم کرمان از آنجا تهیه میشود. حال در هنگام ساخت کشتارگاه کرمان بدلیل عدم ارزیابی زیست محیطی و استفاده از نظرات یک کارشناس محیط زیست، این سازه را درست در روی سفره آب زیرزمینی ساخته‌اند و با توجه به نکات غیربهداشتی و رها کردن پساب آن در زمینهای اطراف کشتارگاه چه بسا آب کرمان سالهاست آلوده بوده و حتی تصفیه خانه‌ها هم نمیتواند بخوبی آن را انگل زدایی کند نمونه این مساله در شهر بندرعباس مشاهده میشود که پساب کشتارگاه و فاضلابهای خانگی بدون هیچ طرحی جامع برای کنترل آن و همچنین بدلیل شرجی بودن هوا و نامناسب بودن لوله‌های فاضلاب در آن آب و هوا و نشت کردن فاضلاب، پسابهای صنعتی و خانگی و کشاورزی به سمت دریا هدایت شده و باعث آلودگی خلیج فارس و دریای عمان میشود. پس یک مهندس عمران در تیم ساختمانیاش مخصوصاً در پروژه‌های صنعتی که پسابها آلوده به مواد شیمیایی هستند باید یک کارشناس محیط زیست داشته باشد تا با ارزیابی محل مورد نظر بهترین گزینه با کمترین اثر بر محیط زیست را انتخاب کند. البته وجود تصفیه خانه‌های مجهز میتواند فاضلابها را برای مصارف غیر از آشامیدن برای شستن ظروف در خانه‌ها و مصارف صنعتی، بازیابی و به چرخه باز گرداند. این مساله در کشور ما با توجه به کمبود آب و خشکسالیهای اخیر متروک مانده و کمتر کسی به این کار پر سود فکر میکند ولی در کشورهایاروپایی این کار از مرحله آزمایش گذشته و وارد مرحله اجرا در سطح کشور شده است.

راه های جلوگیری از نشت شیرابه به داخل آبهای زیرزمینی

1- با جلوگیری از نفوذ آب به داخل توده زباله، میزان شیرابه را به حداقل میرسانیم.

2- شیرابه تولید شده توسط یک سیستم زهکشی جمع‌آوری و به خارج هدایت شود و سپس در یک سیستم مناسب، تصفیه و قابل دفع گردد.

3. در صورت باقی ماندن شیرابه، در برابر نشت از آن محافظت شود.

اقدامات اصلاحی و کاهش اثرات سوء سدها

1- آبخیز داری و بهبود شرایط و وضعیت حوزه‌های آبخیز برای کاهش میزان رسوبات .

2- برآورد حجم مرده مورد نیاز جهت نگهداری رسوب، تخلیه و لایروبی آنها.

3- تخلیه رسوبات توسط دریاچه‌های زیرین.

4- حفاظت سواحل، پایه‌های پل‌ها و سازه‌ها و مناطقی که در معرض فرسایش قرار میگیرند.

5- جبران کاهش مواد مغذی در پایین دست سد از طریق افزودن کودهای ازت دار.

6- هوادهی لایه‌های آب در ذخیره گاهها و مخازن دریاچه سد از طریق تزریق هوا به اعماق مخازن، برای پیشگیری از بروز فرآیندهای بیهوازی.

7- تغییر زمان بندی آبگیری در هنگام لایه بندی حرارتی.

8- کنترل و تغییر مسیر فاضلاب‌های ورودی به مخزن سد و دریاچه و تصفیه آنها قبل از تخلیه.

9- پیش‌بینی و احداث زهکشیهای مناسب در اراضی زراعی و هدایت زه آبها به پایین دست.

10- پاکسازی دریاچه سد از مواد آلی تجزیه پذیر.

11- احداث و راهبری استخر گرمایشی در پایین دست سد برای افزایش دمای آب و رساندن آن به حد مطلوب .

12- پوشش سطح کانالها و تخلیه متناوب آنها برای جلوگیری از تخمگذاری حشرات.

13- کاشت گیاهان سمی برای حذف و کاهش جمعیت کرمهای ناقل بیماری .

14- کاشت نهال و ایجاد پارکهای جنگلی در بالادست سد.

15- قطع علفهای هرز و گیاهان پای در آب و استفاده از ماهیان علفزار.

16- کنترل زمان ماند آب در مخزن سد با اقدامات بهره‌برداری مناسب.

17- جلوگیری از تخلیه فاضلابها به رودخانه‌های ورودی به مخزن.

18- اجرای اقدامات حفاظتی برای پایداری شیبها، نظیر تراس بندی و کاشت گیاه بر روی آنها، ایجاد دیواره سنگ چین و مهار توده‌های سنگ .

19- کنترل و حفاظت کناره‌های ساحلی مخزن با کاشت گیاهان، سنگ چین و یا گابیون بندی تراس بندی و کاهش شیب.

20- احداث راههای عبور ماهی در زیر پل‌ها و سدها برای ادامه مهاجرت ماهیان به مناطق تخم ریزی و ایجاد آسانسورهای حمل ماهیها از پایین دست به پشت سد.

21- جلب مشارکت عمومی در چگونگی اجرای طرح.

نتیجه‌گیری

پروژه‌های عمرانی که در داخل و حومه شهرها و نیز در مناطق کوهستانی و دشته ها که از منظر پوشش گیاهی و جانوری و ارزش زیست محیطی دارایخطرات بالقوه و بالفعلی هستند ،به منظور مقابله با خطرات پیش گفته بنا به شرایط موجود دو راه حل زیر پیشنهاد می شود:

اول این که می بایست روند عملیات اجرایی و احداثی پروژه‌های عمرانی مد نظر را متوقف کرد ناگفته پیداست در کشورهای در حال توسعه مانند ایران امری پر هزینه، زمان بر و ثقیل است.

دوم اینکه پیش از احداث پروژه‌های عمرانی با ارزیابی های زیست محیطی، اثرات سوء آن پروژه بر محیط زیست را بررسی و وزن دهی کنیم که نتیجه آن انتخاب نقاطی با حداقل تهدید برای محیط زیست و بیشترین کاربرد از لحاظ علمی و تکنولوژی به لحاظ احداث پروژه می باشد.. بطور مثال در هنگام طرح یک راه اگر عوامل اکولوژیکی جانوران و گیاهان مورد توجه قرار نگیرد چه بسا ساخت این راه بزرگترین ضربه را به محیط زیست منطقه بزند که بالتبع اثرات آن در دراز مدت گریبانگیر حیات انسان میشود. و یا نداشتن یک سیستم پیشرفته آب و فاضلاب در یک کلان شهر موجب شیوع بیماریهای گوناگون حتی در قرن حاضر میشودو همینطور فرودگاهها که میتوانند بزرگترین آلوده کننده صوتی در داخل یک شهر باشند.

کد مطلب : 150

مهندسی و اجرای کف پوش های صنعتی ، انبار ها، فرودگاه ها، کارخانه ها، سالن های ورزشی و کف سابی بتن

برخی از خصوصیات مورد نیاز در کف سازی کارخانجات، اجرای کف پوش های انبار ها، اجرای کف پوش های تعمیرگاه ها، اجرای کف پوش های سالن های ورزشی و ... مانند مقاومت مکانیکی و سایشی بالا، مقاومت کششی بالا، مقاومت بالا در برابر روغن و مواد خورنده، کاهش نفوذ پذیری، ضد آب نمودن سطوح، ضد خش نمودن سطوح، ضد خاک نمودن سطوح مستلزم به کارگیری تمهیدات ویژه ای می باشد.

بی شک بهترین روش جهت تحقق موارد مذکور به کارگیری ساخت و اجرای بتن با کیفیت می باشد. لذا گاهی با توجه به شرایط خاص اجرایی کف ها، امکان ایجاد بتنی با خواص مذکور امکان پذیر نبوده و یا در جریان بهره برداری صدمات و تخریب هایی به سطوح بتنی تحمیل می گردد که نیاز به بازسازی و یا ایجاد لایه هایی جدید جهت تامین خواص فوق را ناگزیر می نماید.

امروزه مواد و روش های مختلفی مانند پوشش های اپوکسی، پلی اورتان، سیمانی و ... جهت ایجاد کف های صنعتی و ورزشی وجود دارد که هر یک می تواند در شرایطی خاص تامین کننده نیاز های کارفرمایان باشد.

به همین دلیل کلینیک بتن ایران با بهره گیری از دانش فنی، تیم اجرایی کارآزموده، نسبت به ارائه خدمات در این زمینه در سطح کشور اقدام نموده است.

دانلود کاتالوگ کفسازی صنعتی کلینیک بتن ایران

آب بند بودن بتن
 

کد مطلب : 4


آب بند بودن ( نفوذ ناپذیری ) بتن عبارت است از مقاومت بتن در برابر هرگونه عامل خارجی که به سطح بتن حمله میکند و ممکن است به داخل آن نفوذ کند.

آب بند بودن بتن:

آب بند بودن ( نفوذ ناپذیری ) بتن عبارت است از مقاومت بتن در برابر هرگونه عامل خارجی که به سطح بتن حمله میکند و ممکن است به داخل آن نفوذ کند. مثل آب ، هوا ، گازهای خارجی اعم از خورنده و غیر خورنده ، مواد شیمیایی با Ph بالا یا پایین و ... . بتون آب بند عاری از ترک خوردگی های سطحی ، لوله های موئینه در داخل به میزان کم یا صفر و دارای خلل و فرج ناچیزی می باشد که نفوذ هر گونه عامل خارجی به بتن را به حداقل رسانده و یا ناممکن ساخته و به اصطلاح بتن آب بند می شود.

در ساخت بتن عوامل بسیاری چون طرح اختلاط نامناسب ، میزان آب به سیمان بالاتر از حد مجاز ، استفاده غلط از مواد افزودنی بتن ، استفاده بیش از حد مجاز از مواد هوازا در بتن ، عمل آوری نا مناسب ، میزان سیمان ناکافی ، دانه بندی نامناسب که در آن شکاف وجود داشته باشد و یا عدم وجود یا میزان ناکافی از سنگ دانه های با قطر مورد نیاز در بتن و ... می تواند منجر به ایجاد خلل و فرج زیاد و در نتیجه افت آب بندی شدید بتن شود.

در ASTM آزمایشی جهت تعیین میزان نفوذ پذیری بتن وجود ندارد ، زیرا نفوذ پذیری مقوله ای در مورد جسم بتن است نه سطح آن. تنها آزمایش در مورد نفوذ پذیری بتن در DIN آلمان می باشد. در این آزمایش که سه مرحله دارد ابتدا آب یا گاز را تحت فشار در بتن نفوذ می دهند ( Penetration ) ، سپس بتن آن را می پذیرد ( Fusion )و بعد سیال را در خود پخش می کند. ( Dispersion )

این آزمایش و نتایج آن در مورد ساختار بتن می باشد و نه سازه ساخته شده از آن. این آزمایش با جذب سطحی آب متفاوت است. تعیین میزان جذب سطحی آب در بتن با خیساندن آن حاصل می شود.

100 گرم سیمان با آب ترکیبی طبق واکنش شیمیایی زیر تولید می کند :

gr 100 Cement + H à CSH + Ca (OH) 2

در حالت معمولی ساخت بتن میزان 0.25 وزن سیمان ، آب احتیاج داریم. آب بتن در دمای بالای 105 درجه تبخیر و در دمای زیر 40- درجه سانتیگراد منجمد می شود. اگر میزان 15% وزن بتن CSH در آن وجود داشته باشد این عنصر با آب وارد واکنش شیمیایی می شود ، در نتیجه 15% بیشتر از 0.25 وزن سیمان آب نیاز پیدا می کنیم که چیزی حدود 35 تا 40 درصد آب خواهد بود. پس اگر بتن را بسازیم ، با طرح اختلاط و احجام ثابت در طرف چپ معادله بالا ، کاهش حجم در طرف چپ رابطه خواهیم داشت . یعنی بتن پس از ساخت دچار کاهش حجم یا Shrinkage می شود.

بحثی که در مورد بتن تا کنون بسیار مورد توجه بوده و در ساخت بتن بسیار مهم است و به آن به خوبی پرداخته می شود ، بحث Mix Design یا طرح اختلاط بتن است ، اما جنبه دیگری از ساخت بتن که باید مورد توجه واقع شود موضوع Mix Proportion یا نسبت اختلاط بتن است که با طراحی و کنترل آن می توان میزان خلل و فرج های ایجاد شده در بتن را به فراخور استفاده کمتر یا بیشتر کرد و باعث کمتر مصرف شدن سیمان شد. خلل و فرج موجود در در بتن مهمترین عامل تضعیف آب بند بودن بتن می باشد و باید به دقت از داخل بتن خارج شده با موادی که به سلامت ، مقاومت و پایایی بتن صدمه نزنند جایگزین شود.

در منحنی دانه بندی نشان داده شده بهترین دانه بندی و بهترین سنگدانه ها در ناحیه هاشور خورده واقع می باشد.

در ساخت بتن در ایران چون میزان سنگدانه های نرم ( نرم دانه ) در خاکهای طبیعی کم است ، کمبود این اندازه سنگدانه را با سیمان جبران می کنند. در واقع شکاف ایجاد شده در منحنی دانه بندی سنگدانه های مصرفی در بتن را با سیمان پر می کنند. این امر هرچند بدون دانش فنی کافی و به صورت ناخود آگاه صورت گرفته باعث بالا رفتن مقاومت بتن می شود.

شستن بتن می تواند باعث ایجاد خلل و فرج در آن شود. یکی از ضعیف ترین و پر خلل و فرج ترین نقاط بتن ، محل زیر آرماتور ها و سنگدانه های درشت می باشد. این نقاط در ویبره کردن بتن دور از دسترس ویبراتور می مانند و خلل و فرج آنها در همانجا محبوس می شود. درز های اجرایی ایجاد شده در بتن ریز از مقاطع پر خلل و فرج بتن است.

برای از بین بردن خلل و فرج در بتن می توان خود خمیر سیمان را متراکم کرد. خلل و فرجی که به این ترتیب از بین می روند خلل و فرج ژلی هستند. یعنی خلل و فرجی که در ژل سیمان ایجاد میشوند.

استفاده از SiO2 یا اکسید سیلیس که با Ca ( OH ) 2 میل ترکیبی خوبی دارد و در کنار آب با هم خوب ترکیب می شوند ، باعث ایجاد سیلیکات کلسیم محلول در آب می شود و نفوذ پذیری بتن را با کم کردن خلل و فرج کاهش می دهد. زیرا دانه های ایجاد شده بسیار ریز هستند و نقاط خالی را به خوبی پر میکنند و هرچه فاصله بین خمیر سیمان و سنگدانه کمتر باشد خلل و فرج نیز کمتر و آب بندی بتن بیشتر است.

میکروسیلیس حدود 99.9 % سیلیس دارد . اصل نام آن سیلیکا فیوم است که در واقع میکرو سیلیکات است نه میکرو سیلیس. قطر دانه های پودر میکروسیلیس ده ها برابر کوچکتر از قطر دانه های سیمان است و به کار بردن آن در بتن فاصله بین دانه های سیمان باهم ، و سیمان با سنگدانه را به خوبی پر می کند و جسم یک پارچه تری به بتن می دهد. کار با پودر میکرو سیلیس به دلیل نرمی بیش از حد دانه های آن برای کارگران پر مخاطره است ، زیرا با استنشاق آن پودر میکرو سیلیس وارد دستگاه تنفسی شده و به جدار داخلی ریه می چسبد و ایجاد مشکلات تنفسی و سرفه های شدید می کند. برای احتراز از این مشکل ژل میکروسیلیس به بازار عرضه شده است.

میکرو سیلیس از زائدات دودکش های کارخانجات – که برای جمع آوری آن پارچه های بسیار ظریف با منافذ خیلی کوچک را روی دود کش می کشند - و مزارع برنج می باشد - که در پی کوبیدن شلتوک برنج حاصل می شود - و از یافتن کار برد آن در بتن زمان زیادی نمی گذرد.

پس از مدتی از استفاده میکرو سیلیس در بتن و در پی مقاومت بالا و نفوذ پذیری پایینی که به دلیل استفاده از میکرو سیلیس حاصل شد ، نانو سیلیس مطرح شد. نانو سیلیس همان فرمول میکروسیلیس را دارد ولی بسیار نرم تر و ریز تر از آن است و واکنش قوی تری با آب دارد.

نانو سیلیس معلق در آب با درصد 15 ( یعنی 15 نانو ) سفید رنگ می باشد. نانوسیلیس با درصد 5 در آب بیرنگ می باشد.

برای کاهش خلل و فرج بتن از مواد حباب ساز و فیلر نیز میتوان استفاده نمود. بزرگترین حباب ایجاد شده توسط حباب ساز ها 0.6 میلیمتر قطر دارد. با افزودن حباب ساز ها قطر لوله های موئینه بتن کاهش میابد ، جداره داخلی آنها لیز می شود و حالت دمپر ایجاد شده و نیروی ضربات استاتیکی را جذب می کنند.

پس از الک سنگدانه ها هرچه زیر الک شماره 200 بریزد فیلر نام می گیرد. در بتن حتماً باید فیلر داشته باشیم و نسبت آن را هم باید به دست بیاوریم به نحوی که Gap Grain دانه بندی از بین برود.

هرچه نفوذناپذیری بتن بالا برود مقاومت بتن هم بالا تر می رود ولی عکس این جمله الزاماً همیشه صحیح نیست . یعنی هرچه مقاومت بالا برود الزاماً نفوذناپذیری بالا نمی رود. به طور مثال می توان بتن متخلخلی ساخت که مقاومت 400 کیلو پاسکال داشته باشد ولی زهکش بوده و آب به راحتی از آن عبور کند. ( Pervious Conceret ) . این نوع بتن استفاده سازه ای ندارد و در ساخت آن فقط یک نوع سنگدانه ( یک الک ) به کار می رود. در ساخت منهول ها ، کف پارکینگ ها و جاهایی از این دست – که می خواهیم آب به راحتی از سطح عبور کرده و به عمق نفوذ کند - به کار می رود.

بتن از لحاظ آب بندی رتبه بندی شده است . رتبه 1 ضعیف ترین نوع آب بندی است که در سطح بتن می توان لکه های آب را دید ، مثل قطره آبی که بر سطح آن به جای مانده باشد. برای تست این درجه آب بندی یک روزنامه خشک را به سطح بتن می چسباینم. اگر روزنامه خشکی و سفتی خود را از دست داد و خیس شد یعنی جسم بتن در آب غوطه ور است. برای از بین بردن این حالت دو گزینه وجود دارد. گزینه منفی این است که آب را از سطح بتن خشک کنیم و گزینه مثبت این است که از داخل بتن یک غشاء جای گذاری کنیم. در این حالت آب روی لایه آب بند فشار میاورد و جلوی ورود آب را می گیرد. عمل پلاستر کاری یعنی از مواد پلیمری یا اپوکسی برای بتن روکش می گذاریم و آن را آب بند می کنیم.

برای آب بندی سازه های بتنی در درزهای اجرایی آن water stop میگذاریم. واتر استاپ مناسب برای این نقاط واتر استاپ های تخت هستند. برای نقاطی از سازه که ممکن است دچار انبساط و انقباض شوند واتر استاپ های انبساطی قرار می دهیم. این واتر استاپ ها دارای حفره ای در وسط هستند که تحت فشار یا کشش به راحتی منقبض و منبسط می شود.

واتر استاپ ها باید حالت کشسان داشته باشند. برای تست این رفتار واتر استاپ ها دوسر آن را در دو گیره کششی قرار می دهیم و تحت کشش در هر لحظه با متر اندازه گیری می کنیم و درست در لحظه گسیخته شدن واتر استاپ شماره متر را قرائت می کنیم و این میزان را بدست میاوریم. (elongation at break ). سفت بودن واتر استاپ به دلیل کربنات کلسیم آن است. هرچه میزان کربنات کلسیم کمتر باشد واتر استاپ کشسان تر است.

سطح بتن باز مانده در واتر استاپ که از توالی قرار گرفتن حفره های دایره ای واتر استاپ ها تشکیل می شود را sealant می زنند که 0.25 می تواند بازی داشته باشد و به خود و بتن صدمه نزند. ولی چون Sealant ( درزگیر ) گران است همه آن فضا را پر نمی کنند.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

ارزیابی زیست محیطی پیامدهای کاهش دوام سازه های بتنی
 
کد مطلب : 6


با افزایش روزافزون ابعاد و تعداد پروژه¬های عمرانی در جهان به خصوص درکشورهای در حال توسعه مانند ایران و به تبع آن مصرف رو به افزایش بتن به عنوان پرمصرف¬ترین مصالح ساختمانی در عرصه پروژه-های مختلف چون سدها، پروژه¬های نفتی و پتروشیمی، کارخانجات صنعتی، پل¬ها، فرودگاه¬ها، اسکله¬ها، سازه¬های آبی و تصفیه خانه¬های آب و فاضلاب، نیروگاه¬ها و ... از یک سو و از سوی دیگر کاهش عمر مفید و بهره¬برداری سازه¬های بتنی

 مقدمه:

امروزه با گسترش  و افزایش حجمی، مالی، اهمیت و زمان پروژه عمرانی در سطح دنیا و ایران از یک سو و از سوی دیگر جایگاه بتن به عنوان پر مصرف ترین  ماده و مصالح مصرفی در این پروژه­ها، باعث گردیده تا دست اندرکاران و متخصصین این عرصه نگاهی ویژه در مواجهه با این مصالح مصرفی داشته باشند. بتن که با بهره­گیری از مزایای منحصربفردی چون دسترسی نسبی آسان، هزینه­ی اجرایی مناسب، مقاومت در برابر حرارت و آب، شکل پذیری بالا و ... همواره از سوی طراحان و مهندسین اجرایی براساس مشخصه مقاومت ارزیابی و دسته بندی می­گردد. لذا در سال­های اخیر با توجه به تنوع­ زیاد محیطی محل­های اجرایی سازه­هایی هم­چون مناطق ساحلی، مناطق با آب و هوای گرم و یا سرد، سازه­های آبی، سازه­های حرارتی، سازه­های نیروگاهی و هسته­ای، سازه­های دریایی و ... که هر یک دارای شرایط  و تاثیر گذاری متفاوت بر سازه­های مذکور می­باشند که به صورت ملموس می­تواند تاثیری پررنگ بردوام و عمر بهره برداری سازه­ها داشته باشد، کارشناسان را به فکر لحاظ فاکتورهای دوامی در طرح اختلاط بتن فرو برده است. بدیهی است با توجه به اینکه سازه بتونی چه در مراحل ساخت مصالح اولیه بتن مانند کارخانه­های فولادسازی، کارخانه سیمان، سنگ شکن­ها و کارخانه­های تولید مواد شیمیایی و پوزولانی، حمل و سیستم­های انتقال مصالح به پروژه­ها، اجرا و تخریب سازه­های مستهلک، می­تواند تولید کننده و وارد کننده حجم بالای آلودگی به محیط زیست باشند و هم چنین عدم بازیافت مناسب از سازه­های تخریبی، باعث می گردد دوام بهره برداری پایین تر از معیارهای پیش بینی شده و جهانی، اثرات مخرب زیادی بر محیط زیست و تولید پسماندهای مضاعف داشته باشد.

 

2. دوام سازه های بتنی:

دوام یا پایایی بتن متناظر با سن یا عمر خدمت رسانی آن در شرایط محیطی مشخص به شمار می­آید. بدیهی است با تغییر شرایط محیطی حاکم بر بتن، مفهوم دوام بتن تغییر می کند.  طبق تعریف ACI 201 ، دوام بتن حاوی سیمان پرتلند به توانایی آن برای مقابله با عوامل هوازدگی، تهاجم شیمیایی، سایش و یا هر فرآیندی که به آسیب دیدگی می­انجامد، گفته می­شود. بنابراین، بتن پایا بتنی است که تا حدود زیادی شکل اولیه و کیفیت و قابلیت بهره­برداری و خدمت رسانی خود را در شرایط محیطی حاکم حفظ نماید. اکنون لزوم منظور نمودن مشخصات دوامی مصالح مصرفی در سازه­ها همانند مشخصات مکانیکی پذیرفته شده است که همراه آن هزینه نیز منظور می­گردد. سازه­هایی هم­چون رویه­های بتنی راه، فرودگاه و پارکینگ­ها، بتن­ سیلوهای غلات و سیمان و سایر مصالح معدنی، پل­های راه و راه آهن، باراندازها و اسکله­های بتنی و پل­های ارتباطی آن، مخازن آب یا نفت و گاز مایع و غیره، جداول بتنی و قطعات نیوجرسی، قطعات پیش ساخته­ای همانند تراورس و لوله­های بتنی آب و فاضلاب، سازه­های بتنی فراساحلی، سدهای بتنی و سرریزها، پوشش بتنی پیش ساخته و درجا برای تونل­های راه و راه آهن و انتقال آب، سازه­های بتنی تصفیه خانه­های آب و فاضلاب، سازه­های بتنی راکتورهای اتمی و تاسیسات وابسته به آن، کانال­های انتقال آب و آبروهای بتنی، دودکش­ها و برج­های مخابراتی بتنی، ساختمان­ها و بناهای مسکونی، تجاری، اداری و آموزشی، فرهنگی و ورزشی، نیروگاه­های آبی، گازی و حرارتی، برج­های خنک کن باز و بسته نیروگاه­های حرارتی، سازه­های مرتبط با صنایع مختلف مانند سیمان، نفت و گاز، فولاد، شیشه و صنایع مختلف کشاورزی و غذایی، ساخت قطعات پیش ساخته غیرمسلح یا مسلح برای حفاظت از موج شکن­ها و تاسیسات بندری و غیره از جمله مواردی است که مصرف بتن با دوام و قطعات بتنی با عمر زیاد را می طلبد. هرچند از دیرباز مسئله دوام مصالح ساختمانی اهمیت داشته است اما بعد از جنگ جهانی دوم و به ویژه از دهه 70 میلادی با افزایش اهمیت مسائل زیست محیطی و کنترل آلودگی­ها  به موضوع دوام بتن بیش از پیش پرداخته شده است و مرتباً بر اهمیت آن افزوده می­گردد. [ 1 ]

لذا پر واضح است که با توجه حجم بالای تولید آلودگی در روند تولید مصالح اولیه ساخت بتن که بعضاً  روند تولیدی تعدادی از آن­ها از منظر حجم و نوع پسماند خروجی از  مخاطره ساز ترین صنایع در سطح دنیا شناخته می­شوند کاهش عمر مفید این سازه­ها تا چه حد می­تواند آثار زیان باری با خود به همراه داشته باشد. از این رو جا دارد تا در ایران نیز به عنوان کشوری در حال توسعه بیش از پیش به مبجث دوام پرداخته گردد.

 

3. بررسی انواع پسماند  و آلودگی­های هوا در چرخه ساخت، بهره برداری و بازیافت سازه­ های بتنی:

3-1. پسماندها و آلودگی هوا  ناشی از تولید مصالح اولیه:

3-1-1. استخراج ، تولید و حمل سیمان :

بخش صنعت به خصوص صنعت سیمان از جمله بخش­های عمده مصرف کننده انرژی پس از بخش­های خانگی، تجاری و حمل و نقل می­باشد. مصرف زیاد سوخت­های فسیلی جامد، مایع و گاز در کارخانجات این بخش و همچنین در نیروگاه­ها جهت تامین برق مورد نیاز کارخانه­های سیمان علاوه بر پر هزینه شدن تولید، در ایجاد آلاینده­های مختلف همچونCO2،NOX ، فلزات سنگین و فاضلاب­های صنعتی و .... نقش مهمی را ایفا خواهد نمود. میزان انتشار آلاینده­ها که حاصل سوختن سوخت­های فسیلی است، در محیط زیاده بوده و اثرات زیست محیطی زیانباری را از جمله آثار گلخانه ای، باران­های اسیدی و مرگ و میر انسان­ها و سایر موجودات را به همراه خواهد داشت.

 

 
3-1-2. پسماند و آلودگی­های محیط در صنعت سیمان :

تولید سیمان بطور غیر قابل اجتناب یک فرایند پسماند زا و آلوده کننده محیط زیست می­باشد. پسماند وآلودگی­های اصلی شامل ضایعات مواد اولیه تولید سیمان، پسماند ناشی از سوخت­های فسیلی، فاضلاب­های صنعتی، پسماند مصالح ساختمانی ناشی از تعمیرات در کوره­ها و سایر بخش­ها، فاضلاب­های ساختمانی و بیمارستانی، دفع روغن و مواد ضایعاتی و تعمیرات ماشین آلات، نشت سوخت و هیدروکربن­ها از مخازن زیرزمینی،  دی اکسید کربن ( CO2 )، دی اکسید سولفور ( SO2 )، اکسید های ازت ( NOX )، مونوکسید کربن ( CO ) و هیدروکربن­های سوخته، فلزات سنگین، ترکیبات آلی ( از قبیل در اکسین­ها و فوران­ها، گرد و غبارهای خروجی از دودکش­ها، هالوژنه­ها، سر و صدا، آب ریزش­ها و ضایعات تولیدی مثل آجرهای مستعمل و غبار کوره می­باشد. [ 2 ] در جداول شماره 2، 3، 4، 5 و 6  به انواع آلودگی­های تولیدی و در شکل شماره 1 به بخش­های مختلف فرآیند تولید سیمان و آلودگی­های آن  اشاره شده است.

 
3-1-3. استخراج، تولید و حمل فولاد :

اساساً واحدهای تولید فولاد در مرحله بهره برداری با توجه به فرآیند به کار گرفته شده، آلاینده­های گوناگونی تولید نموده و به صورت­های مختلف شرایط نامطلوب و زیان آور محیط کار و محیط زیست ایجاد می­کند. منبع اصلی پسماند و آلاینده­های هوا در صنعت فولاد پسماندهای ناشی از استخراج مواد از مواد اولیه، نشت سوخت از مخازن، مصالح ضایعاتی ناشی از تعمیرات، روغن، قطعات و.... تعمیرات ماشین آلات و تجهیزات مکانیکی با توجه به استهلاک بالا، لجن اکسید آهن، نرمه آهن اسفنجی، ضایعات صنعتی، نرمه گندله سنگ آهن و کوره ی ذوب قراضه­ها می باشد. ماهیت و کیفیت پسماند و آلاینده­های هوا  به میزان استهلاک و عمر کارخانه وتجهیزات و ناخالصی­هایی مثل رنگ، روغن، لاستیک، پلاستیک، فلزات سمی و سایر مواد خطرناک در مواد قراضه بستگی دارد. آلاینده­های اصلی هوا در دود ناشی از کوره­ها، ذرات معلق هستند. فاکتور انتشار مواد معلق برای عملیات تولید کنترل نشده آهن و فولاد مطابق گزارش EPA برای کوره الکتریکی ( بدون لوله دم اکسیژن ) حدود 019/0 تا 19 کیلوگرم به ازای هر تن قراضه است. در صورتی که نسبت قراضه به محصول 07/1 درصد در نظر گرفته شود فاکتور انتشار باید حدود 02/0 یا 20 کیلوگرم در هر تن محصول باشد. گروه بانک جهانی میزان متوسط 10 کیلوگرم گرد و غبار به ازای هر تن فولاد را با دامنه حدود 35-5 کیلوگرم در تن برای کوره الکتریکی بسته به عواملی مثل ویژگی­های کوره و کیفیت قرضه ها، گزارش می­کند. [ 6 ]

بخش­ها و مراحل مختلف تولید کننده آلودگی صوتی، هوا و پساب در صنعت فولاد :

    حمل و نقل مواد اولیه
    دپو ذخیره سازی مواد اولیه
    بکار گیری مواد اولیه در فرآیند تولید
    مرحله ذوب
    خروج مواد مذاب و قالب گیری
    تولید سرباره
    انتشار ذرات فولاد
    خنک کردن دستگاه­ها
    تولید فاضلاب بهداشتی
    تولید فاضلاب صنعتی
    پیش حرارت دادن پاتیل
    جوشکاری و عملیات برش شعله گاز
    حمل و نقل جهت بازار [ 6 ]

 

3-1-4. استخراج و حمل سنگ دانه­ها :

      برداشت روز افزون از معادن سنگ چه در قالب شن و ماسه­های کوهی و یا رودخانه صرف نظر از میزان آلودگی­های ناشی از فرآوری انجامی، باعث تغییرات زیادی در چرخه اکوسیستم  طبیعت و بطور خاص رودخانه­ها و جانوران وابسته به آن می­گردد، که بی شک در بلند مدت می­تواند اثرات سویی بر این چرخه داشت. پسماند و آلودگی­های ناشی از استخراج سنگ دانه­های مصرفی در بتن شامل شن و ماسه در چند بخش قابل بررسی و تقسیم بندی می­باشد.

آلودگی­های ناشی از احتراق سوخت دستگاه­های سنگ شکن؛ پسماند آب­های شست­وشو سنگ دانه­ها به منظور جدا سازی خاک و مواد زائد؛گرد و غبار ناشی از شکست مکانیکی سنگ دانه­ها؛ نشت سوخت مخازن مستهلک؛ آلودگی های ناشی از حمل و نقل داخل کارگاهی سنگ دانه­ها؛ آلودگی­های صوتی ناشی از فعالیت­های مکانیکی سنگ شکن­ها؛ پسماندهای ناشی از استهلاک بالای سنگ شکن­ها و روغن و قطعات تعویضی؛ پسماند ناشی از فاضلاب نیروی انسانی شاغل در این کارگاه­ها.

       در اینجا با توجه به اینکه بخش­های  زیادی از آلودگی­های ایجاد شده از استخراج و حمل سنگ دانه­ها  با سایر مصالح مشروح پیشین مشابه می­باشد ، صرفا به بررسی آلودگی­های صوتی ایجاد شده  در فرآوری سنگ دانه­ها، در قالب دو جدول 7 و 8 و همچنین میزان صدای عمومی در قسمت­های مختلف معادن و مقادیر صدا در باند فرکانسی 8000-125 در مشاغل مختلف معدنی می­پردازیم :

     
3-1-5. تولید و حمل مواد افزودنی بتن :

در حال حاضر افزودنی­های بتن به صورت فراگیر و رو به افزایشی در بتن به مصرف می­رسد. این افزودنی­ها به دو صورت مایع و جامد به مصرف می­رسند و به بتن ساز  کمک می­کنند که نیازهای خاص اجرایی و بهره برداری خود را پوشش دهد. این افزودنی­های شیمیایی ( افزودنی­های معدنی از این بحث خارج بوده و آلودگی و پسماند آن­ها بیشتر در زمان ساخت بتن مورد توجه می­باشد ) مانند تولید سایر مواد شیمیایی دارای اثرات زیست محیطی می­باشند.

ضایعات پلیمری؛ نشت سوخت از مخازن؛ کاتالیست­ها؛ جاذب­ها؛ فربال­های مولکولی و رزین­ها؛ روغن زائد و تعویضی؛ خاک­های رس و افزودنی­های پودری؛ لجن و فاضلاب­ها؛ کک و هیدروکربن­ها؛ زائدات تعمیراتی و OVERHAUL،  بشکه­های مواد بسته بندی و غیره؛ آلودگی­های ناشی از احتراق سوخت­ها و... فاضلاب­های صنعتی و انسانی؛ آلودگی­های حمل و نقل [ 8 ]

 

3-2. پسماندهای ناشی از تولید و اجرای بتن :

فرآیند تولید و اجرای بتن در کارگاه به علت برنامه ریزی، کنترل، پیش بینی­های ناکافی و عدم دقت در مشخصات همواره ایجاد کننده بخش عمده­ای از پسماند و آلودگی هوا در عرصه سازه­ های بتنی می­باشد.

روغن و ضایعات ناشی از تعمیرات بچینگ؛ ماشین آلات حمل و پمپ بتن ریزی؛ پرت سیمان در محیط به صورت دوغاب و یا گرد؛ نشت افزودنی های شیمیایی در زمین؛  گرد وغبار ناشی از پودر میکروسیلیس و استنشاق توسط کارگران با اثرات تنفسی و سرطان زا؛ پسماند بسته بندی سیمان و مواد افزودنی؛ گازهای ناشی از احتراق سیستم سوخت در بچینگ؛ تراک میکسر و پمپ­های بتن؛ فاضلاب­های انسانی ناشی از حمام؛ دستشویی و آشپزخانه؛ فاضلاب­های ناشی از شست­وشو ماشین آلات؛ پساب ناشی شست­وشو مصالح سنگی برای کاهش SE و خنک کردن مصالح؛ پساب ناشی از کیورینگ بتن؛ پرت های بتن های اضافه برنیاز به علت برآورد اشتباه و آماده نبودن کار و تخلیه آن در محیط زیست؛ پسماند ناشی از ظروف یک بار مصرف و سایر ضایعات کارگری.

 

3-3. بازیافت مصالح ناشی از تخریب پس از اتمام زمان بهره برداری یا عدم برخوداری از مشخصات مورد نیاز :

    در حال حاضر در بسیاری از کشورهای پیشرفته و بخش­های زیادی از صنایع  فرآیند بازیافت از منظر اقتصادی و محیط زیستی، بصورت جدی مورد توجه بوده و صورت می­پذیرد. لذا در کشورهای در حال توسعه و جهان سوم این امر هنوز به طور جدی انجام نمی­گیرد. بازیافت مصالح ساختمانی از جمله بتن نیز از این قاعده جدا نیست.

واقعیت این است که هر سازه و محصولی پس از پایان عمر مفید خود چه به صورت زودرس و چه طبق مشخصات تولیدی دو راه پیش رو دارد، یا به عنوان پسماند وارد طبیعت گردیده و یا در قالب بازیافت تمام و یا بخشی از آن مجدداً وارد چرخه مصرف می­گردد. که این بازیافت از دو زاویه حفظ منابع طبیعی موجود و عدم تولید حداکثری پسماند قابل توجه می باشد. در خصوص بتن نیز این امکان وجود دارد تا با انجام فرآیندهای لازم و آزمایش­های مورد نیاز در تولید مجدد بتن مانند جایگزینی با مصالح سنگی، استفاده از آهن آلات و میلگردها و ... ، مورد استفاده قرار گیرد.

 

3-4. لزوم نگرش دوام محوری:

       با اندکی تامل در موارد ذکر شده مشخص می­باشد که هر مترمکعب بتن مصرفی در کارگاه به عنوان محصول تمام شده، در مراحل ساخت تا چه حد می تواند آلوده سازی محیط نقش داشته باشد. بدیهی است که کاهش عمر سازه­های بتنی به دلایلی چون عدم توجه به مسائل طراحی و اجرا به هر میزان باعث می­گردد این چرخه تولید پسماندها، افزایشی بیش از آنچه در استانداردهای عمرانی انتظار می­رود باشد. لذا به نظر می­رسد بهترین راه در حفظ منابع طبیعی که بعضاً تجدید ناپذیر می­باشند و نیز جلوگیری از آلوده سازی و تخریب مضاعف محیط زیست، تقویت نگاه­های دوام محور به منظور افزایش عمر بهره برداری سازه­ها، چه در فاز طراحی و چه در فاز نظارت و اجرا می­باشد. در ذیل به آیتم­های موثر در کاهش عمر سازه­ها و نیز راهکارهای پیشنهادی برای رفع و پیشگیری در برابر آن­ها اشاره می­گردد:

 

3-4-1. عوامل موثر بر کاهش دوام سازه­ های بتنی:

نمکها؛ اسیدها؛  گازهایی نظیر گاز کربنیک؛ پوشش نا کافی بتن بر روی فولاد؛ کیفیت پایین عمل آوری بتن؛ بار اضافی؛ آب  و رطوبت؛ فرآیند یخبندان بتن؛ خوردگی میکروبی SRB ؛ باکتری­های اکسید کننده گوگرد.

 

3-4-2. عوامل و پیش نیازهای موثر در تامین دوام سازه­های بتنی :

تأمین سرمایه؛ تأمین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص؛  شناخت مصالح و مواد اولیه؛ شناخت عوامل فساد بتن؛ شناخت اقلیم و عوامل محیطی؛ تهیه مصالح و مواد مناسب و نگهداری آن­ها در شرایط خوب و استاندارد؛ تحقیقات: تحقیقات خود دو جزء که بهینه سازی و جایگزینی مواد جدید مقاوم در برابر عوامل فساد بتن و پیدا کردن روش­های جدید مبارزه با فساد بتن می­باشد را شامل می­شود؛ طرح اختلاط بتن؛ تولید، اجرا و عمل آوری بتن؛ نگهداری.

 

نتیجه گیری:

از نظر نویسنده، با توجه به محدودیت­های منابع طبیعی، لزوم و اهمیت حفظ محیط زیست و منابع موجود ، لازم و ضروری است با تامین و بهره گیری از فاکتورهای لازم و ذکر شده در مباحث و بالا بردن دانش فنی دست اندرکاران چون کارفرمایان، طراحان، مشاوران و پیمانکارن در بخش­های دولتی و به خصوص بخش خصوصی به علت در اختیار داشتن حجم بالایی از ساخت و ساز، نسبت به اعمال کنترل­های دقیق و کاربردی علاوه بر کنترل­های موجود در طرح اختلاط بتن­ و اجرای آن، چون نفوذپذیری، مقاومت الکتریکی و ... اقدام میدانی گردد. البته در حال حاضردر برخی از پروژه­ها این کنترل­ها صورت می پذیرد، لذا آن­چه ضروریست انجام این کنترل­ها به صورت فراگیر می­باشد. پر واضح است این امر در کنار لحاظ سایر موارد مورد نیاز چون اعمال پوشش و  نیز سایر موارد ذکر شده در مقاله می­تواند باعث افزایش حداکثری عمر سازه­های بتنی و به تبع آن حفظ منابع موجود گردد. از این رو به نظر می رسد آموزش و آشنایی دست اندرکاران این عرصه  باعث تاثیر مختلف این امر در سازمان­های ذیربط چون سازمان نظام مهندسی و دانشگاه می­تواند تا حدود زیادی موثر واقع گردد.

 

منابع و مراجع :

[ 1 ]  تدین ، محسن.(1384)، دوام سازه های بتنی ،کنفرانس بتن و توسعه .

[ 2 ] کریمی، مهرداد.، و افسریان، سید محمد.، وجهان زاده، حسن.(1391)، آلودگی های صنعت سیمان، اولین کنفرانس صنعت سیمان انرژی ومحیط زیست.

[ 3 ] بختیاری، نوبخت. (1391)، بررسی تاثیر عملکرد پروژه های عمرانی در آلودگی محیط زیست ، اولین کنفرانس صنعت سیمان انرژی ومحیط زیست

[ 4 ] سادات ضیاء جهرمی،شیما.، و هاشمی، سید حسین.( 1390)،  بررسی ،فرآیند ها و آلاینده های صنعت سیمان و مدیریت و کنترل آن. پنجمین همایش ملی و نمایشگاه تخصصی محیط زیست.

 [ 5 ] دیانی، علیرضا.، و رضایی، علی. (1391) ، صنعت سیمان و مسئولیت های زیست محیطی ، اقتصادی و اجتماعی آن . اولین کنفرانس صنعت سیمان انرژی ومحیط زیست.

[ 6 ] قاصدی، آذر.، و قاصدی، آتس سا.، و قربانی، سمانه.، و فلاح، قرشید.( 1388)، بررسی تومان اثرات زیان آور محیط کار و اثرات زیست محیطی ناشی از آلودگی هوا در صنایع فولاد . دوازدهمین همایش ملی بهداشت محیط زیست ، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی.

[ 7 ] حیدریان مقدم، محمد.( 1373)، بررسی میزان صدا و صدا در معادن سنگ  آهن مرکزی ، پژوهنده (4 ) 76 ، ص 31-27.

[ 8 ] مومنی، علی.، و ناصریان،سیروس.(1390)، مدیریت پسماند در پتروشیمی بندر امام. پنجمین همایش ملی و نمایشگاه تخصصی محیط زیست.

 

 

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن)) 

www.clinicbeton.ir

ارزیابی دوام بتن (آزمایشها و معیارها)
  
کد مطلب : 8


در این مقاله ابتدا به اهمیت دوام و سیر تدریجی بها دادن به مسئله دوام پرداخته شده است و ضمن اشاره به بررسی دوام از دیدگاه های مختلف، نیاز به انجام آزمایش های دوام مطرح گردیده است.

 

در این مقاله ابتدا به اهمیت دوام و سیر تدریجی بها دادن به مسئله دوام پرداخته شده است و ضمن اشاره به بررسی دوام از دیدگاه های مختلف، نیاز به انجام آزمایش های دوام مطرح گردیده است. همچنین سعی شده است این آزمایش ها از جهت بررسی مستقیم یا غیرمستقیم دوام بتن طبقه بندی گردد و مشکلات آزمایش های دوام و ارتباط آن با واقعیت طرح شود. در بخش دیگر به برخی آزمایش های رایج و معروف موجود پرداخته شده است.

مقدمه

دوام یا پایایی بتون متناظر با سن یا عمر خدمت رسانی آن در شرایط محیطی مشخص به شمار می آید. بدیهی است با تغییر شرایط محیطی حاکم بر بتن، مفهوم دوام بتن تغییر می کند.

طبق تعریف ACI 201، دوام بتن حاوی سیمان پرتلند به توانایی آن برای مقابله با عوامل هوازدگی، تهاجم شیمیایی، سایش بتن و یا هر فرآیندی که به آسیب دیدگی می انجامد، گفته می شود. بنابراین، بتن پایا بتنی است که تا حدود زیادی شکل اولیه و کیفیت و قابلیت خدمت رسانی خود را در شرایط محیطی حاکم حفظ نماید [1].

اکنون لزوم منظور نمودن مشخصات دوامی مصالح مصرفی در سازه ها همانند مشخصات مکانیکی پذیرفته شده است که همراه آن هزینه نیز منظور می گردد.

افزایش فزاینده هزینه های تعمیر و بازسازی سازه های آسیب دیده ناشی از تخریب مصالح مصرفی، بخش قابل توجهی از هزینه ساخت سازه ها را به خود اختصاص می دهد [2].

برآورد می گردد در کشورهای پیشرفته صنعتی بیش از 40 درصد کل منابع پولی صنعت ساختمان در بخش تعمیر و نگهداری سازه های موجود، و کمتر از 60 درصد آن برای ایجاد سازه های جدید خرج می گردد [2].

این موارد ما را بر آن می دارد که موضوع دوام مصالح مصرفی بویژه بتن را جدی بگیریم. علاوه بر هزینه، موضوع حفظ محیط زیست و آلودگی هوا و خاک و آب کره زمین و حفظ منابع خدادادی طبیعی این کره خاکی، ما را مجبور به با دوام تر ساختن بتن می نماید.

سازه هایی همچون رویه های بتنی راه، فرودگاه و پارکینگ ها، بتن های سیلوهای غلات و سیمان و سایر مصالح معدنی، پلهای راه و راه آهن، باراندازها و اسکله های بتنی و پلهای ارتباطی آن، مخازن آب یا نفت و گاز مایع و غیره، جداول بتنی و قطعات نیوجرسی، قطعات پیش ساخته ای همانند تراورس و لوله های بتنی آب و فاضلاب، سازه های بتنی فراساحلی، سدهای بتنی و سرریزها، پوشش بتنی پیش ساخته و درجا برای تونل های راه و راه آهن و انتقال آب، سازه های بتنی تصفیه خانه های آب و فاضلاب، سازه های بتنی راکتورهای اتمی و تاسیسات وابسته به آن، کانالهای انتقال آب و آبروهای بتنی، دودکش ها و برج های مخابراتی بتنی، ساختمانها و بناهای مسکونی، تجاری، اداری و آموزشی، فرهنگی و ورزشی، نیروگاه های آبی، گازی و حرارتی، برجهای خنک کن باز و بسته نیروگاه های حرارتی، سازه های مرتبط با صنایع مختلف مانند سیمان، نفت و گاز، فولاد، شیشه و صنایع مختلف کشاورزی و غذایی، ساخت قطعات پیش ساخته غیرمسلح یا مسلح برای حفاظت از موج شکن ها و تاسیسات بندری و غیره از جمله مواردی است که مصرف بتن با دوام و قطعات بتنی با عمر زیاد را می طلبد.

هرچند از دیرباز مسئله دوام مصالح ساختمانی اهمیت داشته است اما بعد از جنگ جهانی دوم و بویژه از دهه 70میلادی به موضوع دوام بتن بیش از پیش پرداخته شده است و مرتبا بر اهمیت آن افزوده می شود.

گستره دوام بتن به مراتب وسیع تر از موضوع مقاومت آن می باشد. تعیین مقاومت بتن به ویژه مقاومت فشاری آن امری است که طی سالیان گذشته به مدت بیش از 100سال به انجام رسیده است و به نظر می رسد حاوی نکات پیچیده ای نباشد، هرچند دارای جزئیات خاصی است و به هرحال در سن خاصی در کوتاه ترین زمان ممکن اندازه گیری می شود. اما در مورد دوام پیچیدگی بیشتری بدلیل ساز و کارهای متفاوت و آزمایش های گوناگون وجود دارد [3].

طبقه بندی ساز و کار دوام و آزمایش های آن

دوام بتن دوام بتن ابعاد مختلفی دارد [2]:

- پایایی در برابر عوامل فیزیکی (آتش، یخبندان و آب شدگی پی در پی، تبلور نمک ها)

- پایایی در برابر تهاجم شیمیایی (سولفات ها، کربناسیون، تاثیر واکنش قلیایی ها با سنگدانه ها بر بتن)

- پایایی در برابر عوامل مکانیکی (سایش، خلازایی)

- تخریب در اثر خوردگی میلگرد

پی بردن به دوام بتن در شرایط مختلف نیاز به قرار گرفتن در این شرایط و طی شدن زمان قابل توجه دارد و معمولا امکان انجام تحقیق در شرایط واقعی وجود ندارد و یا از حوصله دست اندرکاران خارج است. برای اینکه مشخص شود یک بتن در چنین شرایطی بطور مناسب و مطلوب عمل می کند نیاز به آزمایش هایی کوتاه مدت دارد که در این آزمایش ها عوامل تهاجمی یا اعمالی تشدید می شود (تسریع شده) و یا آزمایش بصورت تسریع نشده و در شرایط معمولی انجام می گردد که در این حالت دوم معیار مقایسه تغییر می کند.

گاه برخی آزمایش های کوتاه مدت مرتبط با دوام و در معرض عاملی غیر از عامل موردنظر مورد استفاده قرار می گیرد و با توجه به تجربیات موجود در پروژه های واقعی و در کارهای تحقیقاتی آزمایشگاهی معیارهایی ارائه می شود.

نمونه ای از آزمایش های کوتاه مدت تسریع شده در برابر عامل تشدید شده موردنظر، سایش یا آزمایش ASTM C1293 می-باشد.

نمونه ای از آزمایش تسریع نشده کوتاه مدت در شرایط تشدید نشده را می توان آزمایش یخبندان و آب شدگی دانست.

از میان آزمایش های کوتاه مدت مرتبط با دوام که در معرض عامل اصلی موردنظر قرار نگرفته است می توان آزمایش جذب آب یا جذب آب مویینه را نام برد. شاید بتوان آزمایش های جمع شدگی را نیز مرتبط با دوام دانست. آزمایش های تراوایی (نفوذپذیری) نیز مرتبط با دوام به حساب می آید.

ارزیابی کیفیت بتن از نظر دوام و معیارهای آن

ارزیابی دوام از طریق انجام آزمایش هایی بر روی بتن سخت شده در سنین کم و گاه در سن موجود صورت می گیرد. برای این کار نیاز به معیارها و ملاک هایی می باشد. در زیر به برخی از آزمایش های ارزیابی بتن و معیارهای آن اشاره می شود.

آزمایش های یخ زدن و آب شدن

این آزمایش ها به دو صورت در استانداردها وجود دارد:

- یخبندان و آب شدگی پی در پی در حالت اشباع در آب یا هوا و کنترل کاهش وزن، کاهش مقاومت، افزایش حجم و کاهش مدول ارتجاعی دینامیکی مانند ASTM C666 [4]

- یخبندان و آب شدگی پی در پی در مجاورت آب نمک یا نمک های یخ زدا و کنترل پوسته شدن سطح بتن و کاهش وزن آن مانند ASTM C1262 [5]، ASTM C672 [6] و EN 1340 [7]

به هرحال این آزمایش ها عمدتا در سنین کم 28 تا 90 روزه بر روی بتن ها در آزمایشگاه انجام می شود و مدت زمان زیادی بطول می انجامد.

امروزه در آزمایش های یخبندان در حالت اشباع مانند ASTM C666 از پارامتر کاهش مدول ارتجاعی دینامیکی استفاده می شود. پس از تعداد معینی سیکل یخبندان، درصد مدول ارتجاعی دینامیکی اولیه بدست می آید. حداقل درصد قابل قبول مدول ارتجاعی دینامیکی اولیه، یک ملاک یا ضابطه تلقی می شود. مثلا بتنی با دوام تلقی می گردد که پس از 300 سیکل یخبندان و آب شدگی مکرر، حداقل 60 و یا 80 درصد مدول ارتجاعی دینامیکی را دارا باشد [4].

در مواردی تعداد سیکل های یخبندانی را که مدول ارتجاعی دینامیکی را به 60 درصد مقدار اولیه می رساند مشخص می گردد. بدیهی است در این حالت باید حداقل تعداد سیکل های یخبندان مورد نظر به عنوان یک معیار اعلام گردد [4].

در آزمایش های یخبندان و آب شدگی پی در پی در معرض مواد یخ زدا معمولا درصد وزن بتن پوسته شده پس از تعداد معینی سیکل یخبندان بدست می آید. با محدود کردن میزان مواد پوسته شده، معیاری ارائه می گردد. به عنوان مثال در ASTM C1372 [8] پس از 100سیکل خاص یخبندان در آزمایش ASTM C1262 [5] نباید از 1درصد وزن اولیه بیشتر شود.

هرچند در این آزمایش نیز می توان تعداد سیکل یخبندان برای دستیابی به درصد خاصی از پوسته شدن را به عنوان یک معیار برگزید، اما این امر سابقه چندانی ندارد.

برای مثال در EN1340 برای جداول بتنی پیش ساخته مقدار مواد پوسته شده نباید از kg/m3 1 پس از 28 سیکل خاص یخبندان در حالی که محلول نمک طعام 3 درصد بر روی آن ریخته شده است، بیشتر باشد [7].

در ASTM C672 معمولا پس از 50 سیکل یخبندان خاص در معرض مواد یخ زدا (محلول کلرید کلسیم 4 درصد) که روی قطعه ریخته می¬شود و درجه تخریب سطح پس از 5، 10، 15، 25 و 50 سیکل گزارش می شود که معیار درجه تخریب ارائه می شود [6].

به هر حال باید دانست که در همه انواع آزمایش یخبندان و آب شدگی مکرر در برابر آب یا نمک های یخ زدا، شرایط آزمایش با واقعیت موجود تطابق ندارد اما به ناچار از این آزمایش ها و معیارهای ارزیابی آن استفاده می شود.

در ASTM C1262 که برای قطعات پیش ساخته بتنی و برخی قطعات بنایی بکار می رود و آب یا آب نمک 3درصد (بسته به نیاز) در مجاورت قسمت تحتانی قطعه ریخته می شود و معمولا سیکل های خاص یخبندان اعمال می گردد و درصد کاهش وزن بدست می آید. با توجه به معیار خاص کاهش وزن در برابر تعداد خاصی سیکل یخبندان کیفیت دوامی قطعه کنترل می شود [5].

آزمایش تبلور نمک ها

برای بررسی تاثیر تبلور نمک ها بر دوام بتن، آزمایش خاصی پیش بینی نشده است، هرچند عامل مهمی در مناطق نیمه خشک و خشک در تخریب سطح بتن ها محسوب می شود بویژه اگر املاح قابل توجهی در بتن و یا آب و خاک وجود داشته باشد [2].

آزمایش دوام در برابر سولفات ها

برای بررسی دوام بتن در برابر سولفات ها آزمایش استاندارد خاصی در ASTM و EN مشاهده نمی شود. همچنین روشن است که معیار خاصی نیز وجود ندارد. پس از سالهای طولانی که از تشخیص خرابی بتن در اثر حمله سولفات ها گذشته است هنوز آزمایش خاص و معیار دوام بتن در برابر حمله سولفات ها و یا در برابر سولفات خاصی ارائه نشده است [8].

سعی می شود با استفاده از سیمان مناسب، محدودیت نسبت آب به سیمان و یا عیار سیمان و یا استفاده از افزودنی های بتن مانند پوزولان ها و سرباره ها و یا حباب¬زا و مواد آب¬بند کننده، دوام بتن را بالا برده اما نحوه تشخیص این افزایش دوام روشن نیست [1].

سعی شده است آزمایش هایی بر روی سیمان یا ملات در محلول سولفات دار انجام گردد و انبساط آنها اندازه گیری شود و با تعیین معیارهایی، کیفیت سیمان از نظر مقابله با حمله سولفات ها مشخص گردد [9 و 10].

آزمایش هایی برای نفوذ و انتشار سولفات در بتن پیش بینی شده است اما هنوز استاندارد نشده است. با این حال نفوذ سولفات در بتن دقیقا نمی تواند دوام بتن در برابر سولفات ها را به نمایش گذارد [11 و 12].

آزمایش کربناسیون

آزمایش ساده و معمول تعیین عمق کربناسیون تا چندی پیش صرفا بر اساس دستورالعمل RILEM CPC18 انجام می گردید [13] که EN نیز به تازگی دستورالعمل استانداردی را مشابه RILEM ارائه کرده است [14]. در این آزمایش عمق بتن کربناته شده با محلول فنل فتالئین به عنوان یک معرف اندازه گیری می شود. معمولا این آزمایش بر روی بتن سخت شده در شرایط محیطی واقعی اندازه گیری می شود که می توان تحت شرایطی نفوذ CO2 را تسریع نمود [13].

به هرحال هنوز معیار خاصی برای قدرت مقابله با کربناسیون و عمق نفوذ آن ارائه نشده است، هرچند می توان میزان نفوذپذیری گاز CO2 در بتن را اندازه گیری نمود.

می توان با اندازه گیری pH پودر بتن پروفیل pH در برابر عمق را رسم کرد و عمق کربناسیون را مشخص نمود [15].

آزمایش انبساط ناشی از واکنش قلیایی ها با سنگدانه های بتن

معمولا بیشتر آزمایش ها در این زمینه بر روی ملات می باشد و یا شرایط خاصی همچون تشدید شرایط حاکم و یا افزایش قلیایی ها در ملات و یا محیط نگهداری را دارا می باشد. طبق استاندارد ASTM C1293 و تعدادی از استانداردهای کانادایی، انبساط بتن در شرایطی نزدیک به واقع اما در دمای 38 یا 60 درجه با رطوبت 100درصد را در زمانی طولانی تر از 6ماه و یا یک سال و بیشتر بدست می آورند [16].

معیارهایی همچون انبساط 04/0 درصد پس از سه ماه در 60 درجه سانتیگراد و یا پس از یک سال در 38 درجه سانتیگراد ارائه شده است. به هرحال در این آزمایش انبساط بالقوه بتن بدست می آید [17، 18 و 19].

برای سنگدانه کربناتی از ASTM C1105 استفاده می شود و معیارهایی برای آن ارائه شده است [17 و 20].

آزمایش های سایش

در استاندارد ASTM برای بتن چهار آزمایش سایش ارائه شده است و برای برخی قطعات بتنی نیز از این آزمایش ها و یا آزمایش های دیگری استفاده می شود.

- ASTM C944 برای سایش بتن یا ملات (روش سمباده چرخان) [21]

- ASTM C418 برای سایش بتن (روش ماسه پاشی) [22]

- ASTM C779 برای سایش سطوح افقی بتنی (سه روش صفحه مدور سمباده ای چرخان، چرخ استوانه ای دندانه دار، بلبرینگ چرخان) [23]

- ASTM C1138 برای سایش بتن (روش زیر آب) [24]

به نظر می رسد در آزمایش های سایش دقت زیادی شده است تا نزدیکی بیشتری با واقعیت موجود داشته باشد که تنوع آزمایش ها را سبب گشته است.

در موارد مختلف برای هر نوع قطعه یا سطح در هر پروژه یا کاربرد خاص، معیاری ارائه می شود که نشانه دوام بتن در برابر سایش است. در برخی استانداردهای دیگر آزمایش سایش چرخ عریض و آزمایش سایش Bohme پیش بینی شده است. برای مثال در استاندارد جداول بتنی (EN 1340) این دو آزمایش پیش بینی شده است و معیار خاصی در هر مورد ارائه شده است [7].

جدول 1- تقسیم بندی کیفیت سایشی جداول بتنی طبق EN 1340 [7]

رده از نظر سایش*

نتیجه آزمایش سایش چرخ پهن (حداکثر)

نتیجه آزمایش سایش Bohme (حداکثر)

متوسط

23 میلی¬متر

کمتر از mm25000/mm320000

خوب

20 میلی¬متر

کمتر از mm25000/mm318000

* در مورد رده ضعیف هیچ ضابطه ای ارائه نمی شود.

آزمایش های نفوذپذیری

آزمایش های نفوذپذیری بتن در برابر آب و گازهای مختلف و حتی برخی سیال های خاص دیگر انجام می شود.

آزمایش های نفوذپذیری در برابر آب

آزمایش های نفوذپذیری بتن در برابر آب از گذشته دور براساس رابطه دارسی انجام می شده است. ارتش آمریکا و USBR آزمایش هایی را برای تعیین ضریب نفوذپذیری بتن در برابر آب ارائه کرده اند که بسیار مشکل است. در روش ارتش آمریکا (CRD-C48) فشار حدود 14 اتمسفر و در روش USBR 4913 فشار 5/28 اتمسفر بکار می رود [25 و 26]. در این آزمایش¬ها مقدار k با بعد L/T بدست می¬آید. در هر پروژه مقدار حداکثر k مشخص می¬شود و لازم است بتن موردنظر این خواسته را برآورد کند.

بتن هایی که در حال حاضر برای پروژه های آبی ساخته می شود دارای نفوذپذیری پایینی است و عملا انجام این آزمایش و تعیین k بصورت مستقیم غیرممکن گشته است. بدین دلیل سعی شده است با اندازه گیری عمق نفوذ آب در این آزمایش و با استفاده از یک سری روابط تجربی بر اساس فرضیات مختلف، از عمق نفوذ مقدار k را بدست آورد که نتایج آن قابل اعتماد نمی باشد.

جدول 2- تقسیم بندی کیفیت نفوذناپذیری بتن بر اساس ضریب نفوذپذیری آب [27]

کیفیت نفوذناپذیری بتن

خیلی ضعیف

ضعیف

متوسط

خوب

خیلی خوب

عالی

ضریب نفوذپذیری (m/s)

بیشتر از 6-10

6-10 تا 7-10

7-10 تا 8-10

8-10 تا 9-10

9-10 تا 10-10

کمتر از 10-10

همچنین روش های درجا و آزمایشگاهی معروف دیگری نیز وجود دارند که به جای ارائه ضریب نفوذپذیری، شاخص های نفوذپذیری را بدست می دهند. از جمله این آزمایش ها می توان به آزمایش فیگ (Figg) و یا آزمایش Autoclam اشاره کرد. این آزمایش ها در ایران رایج نیست و ممکن است به ندرت در کارهای تحقیقاتی استفاده شده باشد. به هرحال محققین بر اساس این آزمایش ها معیارها و طبقه بندی هایی را برای کیفیت بتن ارائه کرده اند.

آزمایش های نفوذپذیری در برابر گاز

آزمایش های نفوذپذیری با گاز به ویژه اکسیژن روش های مختلفی دارد که معروف ترین آن مربوط به روش CemBureau (انجمن سیمان اروپا) می باشد که در RILEM و استاندارد ایتالیا (UNI) نیز آورده شده است [28 و 29].

در این روش، نمونه قرصی شکل بتنی در محفظه¬ای با تیوب دورگیر تحت فشار قرار گرفته و در فشارهای مختلف اعمالی، دبی عبوری گاز بدست آمده و با رابطه اصلاح¬شده دارسی برای سیال تراکم پذیر، ضریب نفوذپذیری محاسبه می¬گردد. نتیجه این روش آزمایش به درصد رطوبت نمونه بتنی بسیار وابسته می باشد. به همین دلیل، در روش پیشنهادی این آزمایش، دو رژیم نمونه کاملا خشک و با درصد رطوبت مشخص، پیشنهاد شده است [28 و 29].

معیار میزان نفوذپذیری در برابر اکسیژن در مشخصات فنی داده می شود اما تلاش شده است بتن ها از این نظر تقسیم بندی شوند که در زیر دیده می شود.

جدول 3- تقسیم بندی کیفیت بتن بر اساس نفوذپذیری بتن در برابر اکسیژن به روش CemBureau(نمونه خشک) [30]

کیفیت

عالی

خیلی خوب

متوسط

ضعیف

خیلی ضعیف

ضریب نفوذپذیری (m2 16-10)

کمتر از 1/0

5/0 – 1/0

5/2 – 5/0

5/12 – 5/2

بیشتر از 5/12

در منطقه خلیج فارس با توجه به آیین نامه پایایی بتن، برای شرایط D، E و F کیفیت عالی و برای B و C خیلی خوب و برای شرایط A حالت کیفی متوسط پیشنهاد می شود. هرچند ممکن است با بکارگیری چنین بتن هایی در عمل به نتیجه چندان خوبی هم دست نیافت.

آزمایش های نفوذپذیری در برابر یون کلرید (آزمایش های انتشار یون کلرید)

کامل ترین راه برای تعیین ضریب انتشار یون کلرید در بتن طبق روش جدید ASTM C1556 [31] که مشابه روش NTBuild 443 [32] است، می باشد. در این روش بتن سخت شده در محلول نمک طعام با غلظت معین قرار می گیرد و در سن موردنظر پس از خشک کردن آن، با تعیین یون کلرید در اعماق مختلف، با توجه به قانون فیک (Fick) ضریب انتشار یون کلرید بدست می آید که بعد آن L2/T است.

برای بتن هر پروژه می توان ضریب انتشار خاصی را درنظر گرفت. بتن ها از این نظر به ویژه در شرایط رویارویی با یون کلرید تقسیم بندی می شوند که در زیر مشاهده می گردد.

جدول 4- تقسیم بندی نفوذپذیری بتن بر اساس ضریب انتشار یون کلرید [33]

طبقه بندی نفوذپذیری

شدید

متوسط

کم

ناچیز

ضریب انتشار یون کلرید (m2/s×12-10)

بیشتر از 5

1 تا 5

2/0 تا 1

کمتر از 2/0

ضریب انتشار یون کلرید (mm2/Year)*

بیشتر از 15

3 تا 15

6/0 تا 3

کمتر از 6/0

* اعداد ذکر شده دقیقا با ردیف فوق یکسان نیست.

یکی از پارامترهای منحصربفردی که می توان به کمک آن و بهره گیری از اطلاعات و فرضیات دیگر در هر سنی غلظت یون کلرید پیش بینی نمود در هر عمقی به چه میزان است، ضریب انتشار یون کلر می باشد و بر این اساس زمان رسیدن غلظت یون کلرید در مجاورت میلگرد به حد آستانه تعیین می گردد که زمان شروع خوردگی را مشخص می کند [34].

معمولا از آنجا که تعیین این پارامتر دشوار است، سعی می شود بجای آن، پارامترهای دیگری مشخص شود و جایگزین آن گردد در حالی که عملا نمی توانند جای آن را بگیرند.

یکی از آزمایش های رایج AASHTO T259 است که سطح بتن در معرض محلول کلرید قرار می گیرد و مقدار یون کلرید در سنین خاص و در عمق های خاص اندازه گیری می شود و عمق نفوذ یون کلرید بدست می آید که به کمک آن می توان کیفیت بتن ها را در مقایسه با یکدیگر ارزیابی نمود و می توان بتن ها را نیز از این نظر طبقه بندی کرد. به هرحال نتیجه این آزمایش از جنس نفوذپذیری نیست اما نفوذپذیری را نشان می دهد [35].

روش دیگر برای تعیین نفوذ سریع یون کلرید (مهاجرت) توسط دستور NTBuild 492 [36] ارائه شده است که AASHTO T277 [37] روش مشابه آن را ارائه کرده است.

استاندارد ASTM C1202 روش را برای تعیین سریع نفوذپذیری کلرید در بتن سخت شده ارائه می دهد که در این روش در دو سمت یک قرص بتنی کاملا اشباع شده در خلا به قطر حدود 100 میلیمتر و ضخامت 50 میلیمتر محلول های کلرید سدیم و سود سوزآور با غلظت معین قرار می گیرد و جریان الکتریکی با اختلاف پتانسیل 60 ولت برقرار می شود و شدت جریان عبوری از بتن اشباع بدست می آید و طی 6ساعت، مقدار جریان عبوری از بتن برحسب کولمب محاسبه می گردد که نشانه مقاومت بتن در برابر این جریان است و به عبارتی به نوعی به مقاومت الکتریکی مربوط می باشد. هرچه این جریان عبوری بیشتر باشد نشانه نفوذپذیری بیشتر بتن به ویژه در برابر یون کلرید است. طبقه بندی بتن ها را می توان طبق ASTM C1202 بصورت زیر دانست [38].

جدول 5- نفوذپذیری در برابر یون کلرید براساس میزان جریان عبوری

نفوذپذیری در برابر یون کلر

زیاد

متوسط

کم

خیلی کم

ناچیز

میزان جریان عبوری (کولومب)

بیشتر از 4000

2000 تا 4000

1000 تا 2000

100 تا 1000

کمتر از 100

در آیین نامه پیشنهادی پایایی بتن در محیط خلیج فارس و دریای عمان (نشریه شماره ض428 مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن) معیارهای زیر برای شرایط مختلف طبق روش ASTM C1202 ارائه شده است [34].

جدول 6- مقادیر مجاز میزان جریان عبوری در شرایط مختلف محیطی در آیین نامه پایایی

شرایط محیطی

A

B و C

D، E و F

میزان جریان عبوری (کولومب)

حداکثر 3000

حداکثر 3000

حداکثر 2000

بهتر است در آینده با تجدید نظر در طبقه بندی موجود برای برخی رده های مورد نظر مانند E یا F شرط سخت گیرانه تری مانند 1200 یا 1000 کولومب منظور شود. در عوض برای شرایط محیطی A حداکثر 4000 کولومب نیز پذیرفته گردد.

به هرحال این آزمایش و نتایج آن محل تردید است. برخی معتقدند که بهتر است اختلاف پتانسیل را کم کرده و مدت را متناسبا زیاد نمود تا دمای بتن و محلول ها حین آزمایش بطور شدید بالا نرود و شرایط واقعی تری برقرار باشد [39]. ظاهرا قرار است تغییری در یکی از محلول ها نیز در دستور کار قرار گیرد. به هرحال این آزمایش طی یک روز منجر به اخذ نتیجه می شود و این امر بسیار مهم است.

آزمایش های عمق نفوذ آب

از آنجا که آزمایش های نفوذپذیری در برابر آب همراه با چالش های فراوانی است، در برخی کشورهای اروپایی مانند آلمان آزمایش دیگری انجام می شد که تحت فشار آب، در زمان معینی، عمق آب نفوذی در بتن بدست می آمد (DIN 1048-5) [40]. سپس در EN 12390-8 با تغییرات مختصر، این آزمایش با سهولت بیشتر ارائه شد که در آن نمونه بتنی سه روز از سطح زیرین تحت فشار MPa 5/0 (5 بار) قرار می گیرد و سپس حداکثر عمق نفوذ آب بدست می آید که پارامتری در جهت ارزیابی نفوذ آب در بتن می باشد [41]. در منابع مختلف طبقه بندی بتن ها در آزمایش DIN 1048 آمده است اما هنوز این طبقه بندی برای آزمایش براساس روش EN ارائه نشده است. پراکندگی نتایج آزمونه های مختلف یک نوع بتن در این آزمایش زیاد است و چندان قابل اعتماد نمی باشد [33].

در آیین نامه پیشنهادی پایایی بتن در حاشیه خلیج فارس، معیارهای زیر برای شرایط مختلف محیطی حاکم ارائه شده است [34].

جدول 7- مقادیر مجاز عمق نفوذ آب در شرایط مختلف محیطی در آیین نامه پایایی

شرایط محیطی

A

B و C

D، E و F

عمق نفوذ آب در سن 28 روز (mm)

حداکثر 50

حداکثر 30

حداکثر 10

دستیابی به حداکثر عمق نفوذ آب 10 میلیمتر عملا بسیار مشکل است و با ضوابط دیگر انطباق مناسبی ندارد و تجدیدنظر در معیار آن ضروری به نظر می رسد. شاید حداکثر عمق نفوذ آب برای طبقه D را بتوان 20 میلیمتر و برای E و F حداکثر 10 یا 15 میلیمتر منظور نمود.

به هرحال الزاما در شرایط واقعی، فشار تا این حد وجود ندارد اما این آزمایش به نوعی تعیین کننده کیفیت بتن می باشد.

آزمایش های جذب آب

آزمایش های جذب آب به شکل های مختلفی وجود دارد که مهم ترین آنها عبارتند از:

- جذب آب کوتاه مدت نیم ساعته (Early Water Absorption)

- جذب آب نهایی (بلند مدت) 2 روزه یا بیشتر در شرایط عادی یا جوشانده شده (Final Water Absorption)

- جذب آب سطحی اولیه ISAT (Initial Surface Water Absorption Test)

- جذب آب مویینه ( Capillary Water Absorption و Water Sorptivity)

هرکدام از این آزمایش ها یک ویژگی خاص از بتن را به نمایش می گذارد و لازم است از هر آزمایش زمانی استفاده نمود که به واقعیت موجود شباهتی داشته باشد [42].

آزمایش جذب آب کوتاه مدت

در BS 1881 در سال های گذشته آزمونه مکعبی خشک 100میلی لیتری در آب غرق می شد و پس از یک ساعت درصد وزنی آب جذب شده بدست می آید که گزارش می شد. در BS 1881 part122 این آزمایش عمدتا برای قطعات بتنی پیش ساخته پس از مغزه گیری به قطر 75 میلیمتر انجام می شود که باید دارای طول معینی باشد و نمونه کاملا خشک شده در آون، غرقاب می شود و درصد جذب آب نیم ساعته بدست می آید [43]. این آزمایش کیفیت سطحی بتن موردنظر را بدست می دهد.

در انگلیس کیفیت جداول بتنی و برخی قطعات پیش ساخته با این آزمایش کنترل می شود. برای مثال جذب آب نیم ساعته یک جدول نباید از 2درصد بیشتر باشد [44]. در آزمایش های جذب آب کوتاه مدت حساسیتی در مورد شکل و اندازه نمونه وجود دارد و نسبت سطح به حجم اهمیت پیدا می کند. در استاندارد BS 1881 ضرایب تصحیح خاصی پیش بینی شده است تا در صورت تغییر قطر و طول نمونه نسبت به قطر و طول استاندارد، بتوان نتایج تصحیح شده را محاسبه نمود [43].

در توصیه های CIRIA برای مناطق عربی در حاشیه خلیج فارس و دریای سرخ و غیره، حداکثر جذب آب کوتاه مدت طبق BS 1881 را 2 درصد مطرح نموده است [45].

در آیین نامه پیشنهادی پایایی بتن در حاشیه خلیج فارس، معیارهای زیر برای شرایط مختلف محیطی حاکم با روش BS 1881 part122 ارائه شده است [34].

جدول 8- مقادیر مجاز درصد جذب آب کوتاه مدت در شرایط مختلف محیطی در آیین نامه پایایی

شرایط محیطی

A

B و C

D، E و F

درصد جذب آب (%)

حداکثر 4

حداکثر 3

حداکثر 2

به نظر می رسد لازم است با تجدید نظر در مورد شرایط E و F مقدار حداکثر جذب آب نیم ساعته را به 5/1 درصد محدود کرد.

آزمایش جذب آب نهایی

هرچند در آزمایش جذب آب کوتاه مدت قدیمی و جدید BS 1881 می توان با تداوم آزمایش تا رسیدن به وزن ثابت، جذب آب نهایی را بدست آورد و حتی با جوشاندن آن در آب به جذب آب نهایی بیشتری دست یافت، اما در این دستور چنین پیش بینی هایی صورت نگرفته است.

در ASTM C642 مقدار جذب آب نهایی بدست می آید و می توان چگالی و تخلخل را نیز بدست آورد، حتی جوشاندن نمونه در آب نیز پیش بینی شده است. در این استاندارد در مورد شکل و اندازه نمونه حساسیتی وجود ندارد اما حداقل جرم و حجم مشخص شده است زیرا به موضوع جذب آب نهایی پرداخته است. این آزمایش عمدتا برای قطعات پیش ساخته بکار می رود [46].

در استاندارد EN 1340 جذب آب نهایی قطعات پیش ساخته ای مانند جداول بتنی به چشم می خورد که حداقل برای حجم یا جرم نمونه مطرح شده است [7]. در استانداردهایی همچون ASTM C497، مقدار جذب آب لوله های بتنی بدست می آید که دو روش A و B با توجه به نحوه خشک کردن و زمان جوشاندن نمونه در آب دارد [47].

برای مثال در برخی استانداردهای قطعات پیش ساخته در ASTM C76 مانند لوله های بتن مسلح آب و فاضلاب، حداکثر جذب آب نهایی طبق ASTM C497 به میزان 9درصد برای روش A و 5/8درصد برای روش B مطرح شده است [48] و از این نظر می توان معیار و طبقه بندی برای کیفیت دوامی بتن ارائه نمود، بویژه اگر قطعه بتنی بصورت غرقاب باشد و آب همواره در مجاورت آن حضور داشته باشد. در استاندارد لوله های بتنی آب و فاضلاب ایران به شماره 8906 از چنین مشخصاتی استفاده شده است [49].

در استاندارد EN 1340 در مواردی که شرایط یخبندان و آب شدگی حادی در برابر نمک های یخ زدا وجود ندارد. حداکثر جذب آب نهایی 6 درصد برای جداول بتنی پیش ساخته ارائه شده است [7].

به نظر می رسد برای بتن های با دوام، حداکثر جذب آب نهایی بتن بهتر است به 6 درصد و برای حالت جوشانده شده به 5/5 درصد محدود شود. برای مناطق حاشیه خلیج فارس بتن های موردنظر در شرایط محیطی طبقه بندی شده در آیین نامه پایایی بتن پیشنهادی، مقدار جذب آب نهایی زیر توسط اینجانب پیشنهاد می شود.

جدول 9- مقادیر مجاز درصد جذب آب کوتاه مدت در شرایط مختلف محیطی در آیین نامه پایایی

شرایط محیطی

A

B و C

D

E و F

حداکثر درصد جذب آب نهایی (%)

6

5

4

5/3

حداکثر جذب آب نهایی جوشانده (%)

7

5/5

5/4

4

در برخی مشخصات استاندارد قطعاتی مانند بلوک سیمانی و موزاییک و آجرهای سیمانی به جذب آب نهایی پرداخته شده است [50، 51 و 52].

آزمایش جذب آب سطحی اولیه

این آزمایش عمدتا در BS 1881 part208 پیش بینی شده است. در این آزمایش سعی می شود مقدار جذب آب ریخته شده روی سطح افقی نمونه بتنی یا قسمتی از قطعات پیش ساخته در حالی که ارتفاع آب چندانی برای اعمال فشار وجود ندارد و به میزان 200 میلیمتر محدود شده است، بدست آید. در این آزمایش در فواصل زمانی مختلف مقدار آب جذب شده برحسب گرم یا میلی لیتر بر واحد سطح (m2) گزارش می شود [53].

طبقه بندی کیفی بتن ها در این آزمایش را می توان بصورت زیر مطرح کرد. در انگلیس از نتایج این آزمایش استفاده می شود اما در آیین نامه پایایی بتن ایران در حاشیه خلیبج فارس و یا در استانداردهای قطعات پیش ساخته مانند جداول مورد اقبال قرار نگرفته است. به هرحال این آزمایش برای موادی که باعث آب بندی سطحی می شوند می تواند با موفقیت بکار رود و کیفیت سطحی را به نمایش گذارد [42].

جدول 10- تقسیم بندی جذب سطحی بتن با معیار جذب سطحی اولیه (mL/m2/s)

میزان جذب

زمان پس از شروع آزمایش

جذب تجمعی در ساعت (mL/m2)

10 دقیقه

30 دقیقه

1ساعت

2ساعت

زیاد

بیشتر از 50/0

بیشتر از 35/0

بیشتر از 20/0

بیشتر از 15/0

بیشتر از 2000

متوسط

50/0 – 25/0

35/0 – 17/0

20/0 – 10/0

15/0 – 07/0

2000 – 1000

کم

کمتر از 25/0

کمتر از 17/0

کمتر از 10/0

کمتر از 07/0

کمتر از 1000

به نظر می رسد در محیط خلیج فارس بویژه در شرایط D، E و F، میزان جذب باید در حد کم و یا در حدی به مراتب کمتر از آن باشد.

جذب آب مویینه

یک ساز و کار جذب آب، حرکت آب به صورت نم مویینه رو به بالا می باشد که نیاز به انجام آزمایش خاص و هماهنگ با این ساز و کار احساس می شود.

در این آزمایش ها معمولا مقدار آب جذب شده در واحد سطح، ارتفاع نم مویینه و آهنگ جذب آب مویینه تعیین و گزارش می شود که در همه دستورها بصورت یکسان نیست و در هر دستور به برخی از این پارامترها پرداخته می شود.

دستور آزمایش RILEM CPC11.2 از جمله دستورهای آزمایش قدیمی در این زمینه است که سالها مورد استفاده قرار گرفته است [54]. اخیرا دستور استاندارد ASTM C1585 ارائه شده است که با دقت بیشتری شرایط آزمایش و شکل آزمونه را مشخص نموده است [55]. در این آزمایش از یک قرص بتنی به قطر 100 میلیمتر و ارتفاع 50 میلیمتر استفاده می شود که بخش تحتانی آن به میزان 1 تا 3 میلیمتر در آب قرار گرفته است و رطوبت محیط اطراف نمونه نیز کنترل می گردد و درنهایت، آهنگ جذب آب مویینه در بازه های زمانی مختلف بدست می آید.

لازم به ذکر است که در این استاندارد دو مقدار آهنگ جذب آب اولیه و ثانویه بدست می آید که معمولا نرخ جذب آب ثانویه به مراتب کمتر از نرخ جذب آب اولیه است. در حالیکه در روش RILEM فقط یک نرخ جذب آب بدست می آید. نگاه ASTM به نرخ جذب آب از RILEM منطقی تر به نظر می رسد و اشکال موجود در روش RILEM و مشکلات برازش یک خط بر چهار نقطه موجود در این روش را حل نموده است. ضمن اینکه تعداد نقاط رسم شده در صفحه مختصات را به مقدار قابل توجهی افزایش داده است و با برازش دو خط به دو مجموعه از این نقاط، برخورد واقع¬بینانه تری داشته است.

هنوز طبقه بندی خاصی در مورد کیفیت بتن ها با کاربرد این آزمایش مطرح نشده است و آنچه در زیر مشاهده می شود عمدتا مربوط به آزمایش های انجام شده بر اساس دستور RILEM می باشد [56].

جدول 11- محدوده پذیرش جذب آب مویینه بتن با دوام

کیفیت بتن

عالی

خیلی خوب

خوب

متوسط

ضعیف

جذب آب (mm/h-0.5)

کمتر از 1/0

1/0 تا 15/0

15/0 تا 2/0

2/0 تا 25/0

بیشتر از 25/0

هرچند ساز و کار برخی خرابی ها در ایران و حتی جنوب کشور مربوط به جذب آب مویینه است، اما در دستورهای استاندارد ایران این آزمایش برای بتن جایگاهی ندارد و طبعا مشخصات استاندارد و محدودیت خاصی نیز مطرح نگردیده است. به هر حال به نظر می رسد برای شرایط E و F، کیفیت عالی و یا بهتر از آن، برای شرایط D کیفیت خیلی خوب یا عالی، برای B و C حالت خوب یا خیلی خوب و برای رده A، کیفیت خوب یا متوسط کاربرد دارد.

آزمایش مقاومت ویژه الکتریکی

سهولت یا سختی عبور جریان الکتریکی از بتن اشباع می تواند نشانه ای از نفوذپذیری آن در برابر آب و به ویژه انتشار و مهاجرت یونی (به ویژه یون کلرید) باشد مخصوصا اگر با آب نمک اشباع گردد.

این آزمایش بین پژوهشگران بسیار معروف و رایج است اما دستور استاندارد خاصی برای آن تدوین نشده است.

این آزمایش با استفاده از دو صفحه مسی یا برنجی که بر سطح آزمونه بتنی اشباع از آب به کمک خمیر سیمان تازه می چسبد و مقاومت الکتریکی به کمک اعمال یک جریان متناوب با فرکانس مشخص بدست می آید. می توان با داشتن سطح بتن و فاصله بین دو صفحه فلزی، مقاومت ویژه الکتریکی را بدست آورد. همچنین می توان با چهار الکترود (روش ونر) و تعبیه آن بر سطح بتن یا در سوراخ خاص و برقراری اتصال و تماس الکتریکی، مقاومت الکتریکی و مقاومت ویژه آن را بدست آورد.این روش برای قطعات بتنی موجود نیز قابل استفاده است، در حالی که روش قبلی فقط برای آزمونه های آزمایشگاهی مکعبی، استوانه ای یا منشوری و مکعب مستطیل کاربرد دارد. در صورتی که نخواهیم مقاومت ویژه الکتریکی را بدست آوریم از دو الکترود استفاده کرد که به عمق معین و فاصله معینی از یکدیگر در بتن فرو می رود و بصورت مقایسه ای می توان مقاومت الکتریکی بتن را در بین دو الکترود بدست آورد.

در راه انجام این آزمایش مشکلات و مباحث خاصی مطرح می شود که عبارتند از:

- میزان رطوبت و اطمینان از اشباع بودن بدلیل تاثیر شدید رطوبت بر مقاومت الکتریکی بتن

- نوع جریان و فرکانس مصرفی بدلیل تاثیر آن بر نتایج حاصله

- نقش شکل و اندازه نمونه بر نتایج حاصله

- نقش روش آزمایش (الکترود چهارگانه یا صفحات)

- نقش افزودنی های شیمیایی در تغییر نتایج

- نقش مقاومت الکتریکی سنگدانه های بتن در تغییر نتایج

- نقش هدایت الکتریکی الکترولیت موجود در منافذ به علت املاح محلول در آن

- نقش دما در مقاومت الکتریکی

به هرحال لازم است با محدود کردن تغییرات احتمالی، دستور استاندارد واحدی را تدوین کرد و بتن ها را از این نظر مقایسه نمود و طبقه بندی کرد. ظاهرا کمیته ای در ASTM مشغول به تدوین چنین دستورالعملی می باشد [15، 57، 58 و 59].

طبقه بندی زیر که معیاری جهت ارزیابی بتن محسوب می شود، ارائه شده است [39].

جدول 12- تقسیم بندی احتمال خوردگی میلگرد براساس آزمایش مقاومت الکتریکی

احتمال خوردگی میلگرد

خیلی زیاد

زیاد

کم

ناچیز

مقاومت ویژه الکتریکی بتن (اهم-متر)

کمتر از 50

50 تا 100

100 تا 200

بیش از 200

با پیشنهاد طبقه بندی زیر، به نظر می رسد برای شرایط D، E و F از کیفیت عالی، برای شرایط B و C از کیفیت خوب و یا خیلی خوب و برای شرایط A کیفیت متوسط بکار گرفته شود.

جدول 13- تقسیم بندی پیشنهادی کیفیت بتن بر اساس آزمایش مقاومت الکتریکی

کیفیت بتن

عالی

خیلی خوب

خوب

متوسط

ضعیف

خیلی ضعیف

مقاومت ویژه الکتریکی بتن (اهم-متر)

بیش از 200

150 تا 200

100 تا 150

75 تا 100

50 تا 75

کمتر از 50

لازم به ذکر است اشباع کردن بتن در آب یا آب نمک با غلظت های معین، به شدت بر مقاومت ویژه الکتریکی بتن اثر می گذارد و وجود نمک محلول در منافذ بتن، مقاومت ویژه الکتریکی آن را به مقدار قابل توجهی کاهش می دهد. به هر حال مقادیر مندرج در جداول فوق، برای حالت اشباع در آب قابل شرب صادق می باشد.

اعداد جداول فوق ارتباط تنگاتنگی با مقادیر طبقه بندی های مندرج در جدول 5 (نفوذپذیری در برابر یون کلرید بر اساس جریان عبوری) دارد اما بدست آوردن یک رابطه کلی بین آنها به سهولت مقدور نمی باشد، مگر اینکه در رابطه با یک بتن مشخص، رابطه خاصی بدست آید.

آزمایش های تغییر حجم و ساختار بتن
لازم به ذکر است که آزمایش هایی در مورد جمع شدگی و انبساط بتن وجود دارد که به دوام مربوط می شود. برخی از اشکال دوام دارای آزمایش استاندارد معتبر نمی باشد. در آزمایش استاندارد ASTM C827 [60] تغییرات حجمی اولیه بتن تازه مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین در سالهای اخیر در ارتباط با تعیین زمان ترک خوردگی خمیری مقید بتن که در معرض تبخیر خاصی قرار می گیرد دو آزمایش ASTM C1579 [61] و ASTM C1581 [62] پیشنهاد شده است که اولی برای بتن الیافی و دومی برای بتن معمولی کاربرد دارد و عمدتا بتن ها از نظر این زمان ترک خوردگی می توانند با یکدیگر مقایسه شوند اما ضابطه خاصی برای مناسب بودن بتن ها در منابع ارائه نشده است. در مورد بتن سخت شده صرفا آزمایش ASTM C490 [63] به چشم می¬خورد که می تواند جمع شدگی بتن سخت شده را به نمایش گذارد. همچنین برخی آزمایش ها مانند پتروگرافی بتن ASTM C856 [64] به بررسی مشکلات موجود در بتن و دوام آن می پردازد که جنبه کمی خاصی ندارد. همچنین امروزه آزمایش هایی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی در ارتباط با بررسی کیفی انجام می شود که عمدتا بر اساس روش روبشی (SEM) استوار است. به تازگی دستورالعمل راهنمای استاندارد برای آزمایش SEM بتن سخت شده در ASTM C1723 [65] ارائه شده است.

آزمایش نیم پیل (پتانسیل خوردگی)

این آزمایش به طور مستقیم کیفیت بتن را از نظر دوام به نمایش نمی گذارد اما در آزمایشگاه می توان با ساخت آزمونه هایی با بتن¬های متفاوت و نگهداری بتن در شرایط مشابه، پتانسیل خوردگی میلگردها را بدست آورد که به نوعی می تواند نمایانگر کیفیت بتن مصرفی هر کدام از آزمونه ها بصورت مقایسه ای باشد.

دستور استاندارد ASTM C876 [66] برای تعیین پتانسیل خوردگی میلگردهای قطعات بتنی سازه ها در کارگاه (در محل) ارائه شده است مشروط بر اینکه میلگرد بتن دارای پوشش خاصی مانند اپوکسی یا روی نباشد. با این حال می توان در آزمایشگاه نیز این آزمایش را با تغییراتی انجام داد. برای این منظور از یک ولت متر و یک الکترود استفاده می شود و قطب مثبت مدار به الکترود و قطب منفی به میلگرد متصل می شود و ولتاژ (اختلاف پتانسیل) بین میلگرد و سطح بتن تعیین می گردد. معمولا محل تماس الکترود با سطح بتن به خوبی با مواد مرطوب کننده، مرطوب می شود تا اتصال برقرار گردد. در این آزمایش طبق دستور استاندارد از الکترود مس- سولفات مس استفاده می شود، اما می توان از الکترود کالومل اشباع یا الکترود نقره-کلرید نقره نیز استفاده کرد و نتایج بدست آمده را طبق استاندارد ASTM G3 [67] تبدیل نمود.

در کارگاه با ایجاد شبکه ای به فواصل 5/0 تا یک متر بر روی سطح بتن، اندازه گیری ها انجام می شود و خطوط تراز هم پتانسیل رسم می گردد. نتیجه آزمایش نمایانگر وجود فعالیت های خوردگی میلگردها در هنگام آزمایش می باشد. در ASTM C876 زمانی که از الکترود مس- سولفات مس استفاده می شود، احتمال وجود فعالیت خوردگی بصورت زیر مطرح شده است [66].

جدول 14- احتمال فعالیت خوردگی میلگردها بر اساس الکترود مس- سولفات مس در آزمایش نیم پیل

احتمال فعالیت خوردگی میلگرد

کمتر از 10 درصد

50 درصد

بیش از 90 درصد

اختلاف پتانسیل خوردگی (میلی ولت)

بزرگتر از 200-

350- تا 200-

کمتر از 350-

باید توجه داشت که با انجام این آزمایش نمی توان مستقیما شدت خوردگی میلگرد و یا میزان خوردگی آن را تعیین نمود.

بر اساس نتیجه آزمایش پتانسیل خوردگی، نمی توان در کارگاه در مورد کیفیت بتن ها از نظر نفوذپذیری در برابر یون کلرید یا CO2 به راحتی اظهارنظر نمود. در آزمایشگاه معمولا میلگردی را درون بتن به نحوی قرار می دهند که ضخامت بتن روی آن دقیقا مشخص و یکسان باشد. در صورتی که میلگردها کاملا مدفون در بتن باشد، باید سیمی را به آن وصل کرد و به بیرون انتقال داد. در صورتی که سر میلگرد بیرون از بتن باشد باید قسمت بیرونی و بخشی از قسمت درونی آن را (به میزان بیش از کاور) با اپوکسی پوشاند. معمولا نمونه های استوانه ای تهیه شده را تا دو سوم ارتفاع درون آب نمک قرار داده و در زمان های مختلف اختلاف پتانسیل قرائت می شود. هنوز دستور استانداردی غلظت آب نمک، نحوه تهیه نمونه، سن قرارگیری در آب نمک و غیره را مشخص نکرده است و پژوهشگران روش مشابهی را برای بتن های مختلف بکار می برند. در صورتی که میلگرد نمونه بتنی کاملا مدفون باشد می توان آن را کاملا درون آب نمک غرقاب کرد [15 و 59].

آزمایش شدت خوردگی میلگردها

شدت خوردگی میلگردها معمولا به صورت mA/cm2 و یا mm/Year بیان می گردد. آزمایش شدت خوردگی میلگردها در واقع آهنگ خوردگی میلگردها را در زمان آزمایش و در شرایط موجود حاکم بر آن نشان می دهد و در اصل بر حسب میکرو آمپر بر هر سانتی متر مربع از سطح میلگرد بیان می شود. هر mA/cm2 1 در واقع معادل 6/11 میکرومتر خوردگی در سطح میلگرد در هر سال می باشد که بر اساس تجربیات موجود این تبدیل انجام می گردد.

امروزه این آزمایش در آزمایشگاه و همچنین در کارگاه انجام می شود که در آزمایشگاه از دستور استاندارد ASTM G5 [68] استفاده می گردد. اما دستورالعمل استانداردی برای کارگاه وجود ندارد. اندازه گیری شدت خوردگی میلگردها به روش پتانسیواستاتیک یا پتانسیودینامیک انجام می شود که روش پتانسیواستاتیک کاربرد بیشتری در مورد خوردگی میلگردهای بتن دارد.

در این آزمایش علاوه بر اندازه گیری اختلاف پتانسیل (نیم پیل)، مقاومت الکتریکی بتن موجود در نزدیکی میلگرد اندازه گیری می شود و بر اساس این اندازه گیری ها، شدت خوردگی میلگردها بدست می آید.

نتیجه این آزمایش اطلاعات خاصی را در مورد کیفیت بتن بدست نمی دهد هرچند نفوذپذیری بتن و کم بودن مقاومت الکتریکی آن می تواند به افزایش شدت خوردگی منجر شود. در پژوهش های آزمایشگاهی، نمونه های شبیه به نمونه های نیم پیل تهیه و در شرایط یکسان در آب نمک نگهداری می گردد و در صورتی که میلگردها یکسان باشد، زیاد بودن شدت خوردگی نشانه بی کیفیتی بتن اطراف آن خواهد بود.

دستگاه مورد استفاده و رایج در تعیین شدت خوردگی میلگردها در کارگاه موسوم به گالواپالس است. شدت خوردگی میلگردها با روش گالواپالس دارای طبقه بندی زیر می باشد [69].

جدول 15- طبقه بندی شدت خوردگی میلگرد بر اساس روش گالواپالس

میزان شدت خوردگی

ناچیز

کم

متوسط

زیاد

خیلی زیاد

شدت خوردگی میلگرد (mm/Year)

کمتر از 6

6 تا 23

23 تا 58

58 تا 174

بیش از 174

شدت جریان خوردگی میلگرد در سطح (mA/cm2)

کمتر از 5/0

5/0 تا 2

2 تا 5

5 تا 15

بیش از 15

یکی از آزمایش های آزمایشگاهی شدت خوردگی که به آزمایش ماکروپیل شدت خوردگی موسوم است، آزمایشی است که با اقتباس از دستور استاندارد ASTM G109 [70] انجام می گردد. این آزمایش در اصل برای تعیین اثر مواد افزودنی بر خوردگی میلگردها تدوین شده است اما با تغییر در نوع بتنی که استفاده می شود می توان مقایسه ای بین بتن ها داشت بدون اینکه افزودنی خاصی در آن بکار رود.

در این آزمایش یک مکعب مستطیل ساخته می شود که در بالا یک میلگرد و در پایین دو میلگرد قرار می گیرد. در بالای نمونه یک حوضچه نصب می شود که در آن محلول آب نمک با غلظت خاصی می ریزند و بین میلگردهای پایین و بالا یک مقاومت نصب می گردد. محلول آب نمک در دوره های خاصی تخلیه و پر می شود و با اندازه گیری اختلاف ولتاژ، مقدار شدت جریان الکتریکی بدست می آید و در یک بازه زمانی، کل جریان عبوری بدست می آید که هر چه بیشتر باشد شدت خوردگی میلگردها بیشتر است. البته مقدار شدت جریان بر واحد سطح میلگرد نیز تعیین می شود [59 و 71].

پیشنهاد بکارگیری دوام مشخصه و دوام هدف طرح مخلوط بتن

همانگونه که برای مشخص کردن سطح مقاومتی بتن بکارگرفته شده در یک پروژه از واژه مقاومت مشخصه و یا حداقل مقاومت استفاده می شود، قاعدتا هنگامی که سطح دوام مشخصی مدنظر طراح پروژه باشد لازم است از واژه دوام مشخصه و یا ذکر نوع دوام و کیفیت بتن استفاده گردد، مثلا جذب آب مشخصه یا مقاومت ویژه الکتریکی مشخصه بکار رود. بدیهی است که دوام مشخصه نیز مانند مقاومت مشخصه یک مقدار احتمالاتی است که به سطح کیفی بتن از نظر دوام گفته می شود که 95 درصد بتن ها از آن بهتر می باشند. همانگونه که در طرح مخلوط بتن با استفاده از مقاومت مشخصه مقدار مقاومت میانگین طرح مخلوط (مقاومت هدف طرح) محاسبه می شود و در این محاسبه، انحراف معیار مقاومتی و یا حاشیه امنیت مقاومتی با توجه به سطح کیفی تولید بتن بکار می رود، در اینجا نیز باید از واژه دوام هدف طرح مخلوط بهره گیری شود و لازم است در آینده در آیین نامه های بتن و روش های طرح اختلاط بتن، جایگاه ویژه ای برای این تعاریف در نظر گرفته شود و بر این اساس پس از ساخت مخلوط های آزمون، دستیابی به این اهداف بررسی گردد و در صورت عدم توفیق در دستیابی به این اهداف، تغییر و اصلاح متناسبی در طرح اعمال شود. توصیه می شود کاهش 5 درصدی در دوام هدف طرح مخلوط بتواند پذیرفته شود و نیاز به تغییر طرح مخلوط نداشته باشیم.

پیشنهاد بکارگیری مفاهیم ارزیابی و پذیرش بتن بر اساس دوام

در همه آیین نامه های موجود دنیا پذیرش بتن از نظر مقاومتی و انطباق بر رده موردنظر یا مقاومت مشخصه دارای ضوابط آماری خاصی می باشد. مثلا گفته می شود اولا باید تواتر یا فرکانس خاصی در نمونه گیری برقرار باشد و ثانیا میانگین نتایج هر سه نمونه متوالی کمتر از مقاومت مشخصه و یا حتی کمتر از مقاومت مشخصه به اضافه مقدار خاصی نباشد و هر کدام از نتایج نمونه ها نیز کمتر از مقاومت مشخصه منهای مقدار خاصی باشد تا پذیرش بتن یک پروژه انجام شود.

مسلما اگر به مسئله دوام، هم سطح و هم تراز با مقاومت نگاه شود باید چنین ضوابطی نیز برای پذیرش بتن از نظر انطباق با دوام مشخصه تدوین گردد. همچنین واضح است که ضوابطی از نظر تواتر و فرکانس نمونه برداری باید موجود باشد. بنابراین در پروژه های مهم لازم است آزمایشگاه محلی به وسایل و تجهیزات خاصی برای انجام آزمایش های دوام موردنظر مجهز گردد و همانند گزارش مقاومت نمونه های بتن، پارامترهای دوام موردنظر را گزارش کند تا کیفیت بتن ها رصد گردد و پذیرش یا عدم پذیرش در دستور کار قرار گیرد.

در حال حاضر پیشنهاد می شود که شکل موجود در بررسی انطباق با مقاومت مشخصه، با تغییر برخی موارد جزئی، برای بررسی انطباق با دوام مشخصه بکار گرفته شود زیرا مفاهیم آماری آنها یکسان به نظر می رسد.

پیشنهاد تدوین ضوابط و روش بررسی بتن کم دوام

همانگونه که در همه آیین نامه های معتبر دنیا بخشی تحت عنوان بررسی بتن کم مقاومت وجود دارد و می توان بتن کم مقاومت را از نظر تامین مقاومت سازه یا ظرفیت باربری سازه پذیرفت، لازم است ضوابطی را تدوین نمود که بر اساس آن بتوان بتن های کم دوام را مورد بررسی قرار داد و به قبول یا رد آنها اقدام کرد. به هرحال ممکن است در این رابطه شباهت مسئله دوام با مقاومت چندان زیاد نباشد، اما روال کار می تواند با الهام از بررسی بتن کم مقاومت تدوین گردد. بررسی های تحلیلی، مغزه گیری و انجام آزمایش دوام و بکارگیری یک ضابطه پذیرش از جمله این موارد است اما ممکن است از مواردی همچون بارگذاری نتوان الگوبرداری نمود. با این حال اقدامات مقتضی دیگر مانند بکارگیری مواد پوششی بر سطح بتن و یا اتخاذ تدابیری برای با دوام تر کردن بتن یا قطعه و سازه بتنی می تواند شبیه به اقدامات مقتضی برای پذیرش بتن کم مقاومت سازه ای باشد.

واقعیت های موجود در ایران و جهان درباره دوام بتن

با توجه به آنچه گذشت روشن شد که مسئله دوام امروزه به تدریج از اهمیت زیادی برخوردار گشته است، اما هنوز مهندسین و طراحان مختلف در ایران و جهان در ارتباط با مسئله دوام پختگی لازم را کسب ننموده اند. همه پی در پی از دوام دم می زنند اما معمولا در مشخصات فنی پروژه ها اشاره چندانی به دوام و ارزیابی آن و ارائه معیارهایی برای کنترل نمی شود بجز آنکه محدودیت¬های خاصی را در ارتباط با نسبت آب به سیمان، حداقل و حداکثر عیار سیمان یا نوع سیمان مصرفی مطرح می کنند، بدون اینکه مشخص باشد با رعایت این موارد بتن در چه سطحی از کیفیت مرتبط با دوام قرار می گیرد و آیا نیازهای پروژه مرتفع خواهد شد یا خیر؟

به نظر می رسد هنوز آمادگی لازم برای انجام آزمایش های کنترلی دوام در ایران و دنیا بوجود نیامده است، هرچند در بخشنامه ای از سازمان مدیریت و برنامه ریزی برای حاشیه خلیج فارس چنین امری الزامی اعلام شده است. اما واقعیت آن است که این آزمایش¬ها را صرفا در هنگام تهیه طرح مخلوط بتن می توان به انجام رسانید و فرصت کافی و امکانات وافی برای انجام آنها بصورت یک آزمایش کنترلی مستمر، همچون تعیین مقاومت فشاری بتن، بر روی بتن های تولیدی در کارگاه وجود ندارد.

همچنین امروزه ضوابط خاصی برای پذیرش بتن از نقطه نظر دوام در ایران و جهان بوجود نیامده است و در استاندارد اروپا و آیین¬نامه ACI نیز هنوز چنین مواردی به چشم نمی خورد.

راهکارهایی برای خروج از بن بست

برای خروج از بن بست موجود علاوه بر آنچه در بخشنامه سازمان مدیریت برای حاشیه خلیج فارس دیده می شود لازم است تواتر نمونه برداری و ضوابط پذیرش منطبق با واقعیت ها و شرایط موجود عنوان گردد. ضمنا موضوع دوام فقط منحصر به حاشیه خلیج فارس و خوردگی میلگردها و نفوذ یون کلرید نیست، و وجوه مختلف دیگری نیز مطرح است، که در آیین نامه های مختلف باید این موارد پیش بینی شود. همچنین نمی توان انتظار داشت چنین مواردی بزودی نهادینه شود، مگر اینکه این آزمایش ها به شدت ساده و سریع باشند که مسلما دقت آنها در تعیین کیفیت بتن نیز تحت تاثیر این سرعت و سادگی قرار می گیرد.

به اعتقاد نویسنده، اگر بتوان مشکلات آزمایش تعیین مقاومت ویژه الکتریکی را برطرف و آن را استاندارد نمود، می توان از آن به عنوان یک آزمایش کنترلی سریع و ساده و غیر مخرب بهره گرفت. همچنین آزمایش جذب آب کوتاه مدت صرفنظر از مشکل خشک کردن و مغزه گیری، آزمایش سریع و ساده ای محسوب می شود.

آموزش جدی موضوع دوام در دروس تکنولوژی بتن و اجرا در دوره های آکادمیک و حین کار، راهکاری پایه ای برای دریدن این پوسته مزاحم محسوب می شود.

پیشنهادی برای نگارش مشخصات دوامی بتن
طراح پروژه باید در مشخصات فنی خصوصی پروژه، مشخصات بتن از نظر دوام را به صراحت قید نماید. همانگونه که مقاومت مشخصه یا رده بتن تصریح می گردد لازم است در مورد اعلام دوام مشخصه حتی با ذکر سن بتن و دستورالعمل آزمایش موردنظر اقدام گردد. به چنین موردی در ISO 22965-1 [72] و ISIRI 12284-1 [73] به صراحت اشاره شده است.

بدیهی است با توجه به شرایط حاکم بر پروژه و محیط موردنظر باید پارامتر یا پارامترهای خاصی مطرح شود و بهتر است برای هر نوع خواسته دوامی، صرفا یک پارامتر مناسب و در راستای تامین دوام اعلام گردد. ذکر چند پارامتر برای یک هدف ممکن است باعث سردرگمی شود و به عبارتی احتمال دارد که از نقطه نظر اعمال یک پارامتر، بتن مناسب باشد اما دستیابی به پارامتر دیگر مقدور نباشد و گرفتاری در پی داشته باشد. برای مثال اگر برای کاهش و کنترل نفوذ یون کلرید در بتن، آزمایش RCPT، مقاومت الکتریکی، جذب آب نیم ساعته، جذب آب نهایی، عمق نفوذ آب و غیره منظور شود جالب نخواهد بود و بهتر است صرفا RCPT یا مقاومت الکتریکی مطرح گردد. دلیل این امر را می توان نزدیکی ساز و کار آزمایش ها با نفوذ یون کلرید در بتن دانست. هر چند ممکن است برای کاهش و کنترل جذب آب یا نفوذ آب در بتن، آزمایش های جذب آب یا عمق نفوذ آب یا جذب آب مویینه یا جذب آب سطحی اولیه توصیه شود. به هرحال در همه موارد لازم است آزمایشی بکار رود که با ساز و کار حاکم بر پروژه و خرابی موردنظر سازگاری بهتری داشته باشد.

لازم به ذکر است هنوز رابطه مشخصی بین پارامترهای دوام مطرح نشده است و شاید بین بسیاری از آنها نتوان رابطه ای را در آینده نیز برقرار نمود. بنابراین نباید تصور شود که با در نظر گرفتن یک دوام مشخصه، می توان همه انواع دوام را تحت پوشش قرار داد و یا برای یک نوع دوام نباید تصور شود ارائه چند مورد دوام مشخصه مطلوب تر است.

اقدامات مهم انجام شده در ایران در زمینه دوام بتن

از اواخر دهه 60 هجری اقدامات پراکنده ای در مورد پژوهش مرتبط با دوام در ایران انجام شده است. اساتید دانشگاهی در برخی دانشگاه های کشور و در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن کارهای درخور توجهی را ارائه کردند. استاد گرانقدر آقای دکتر رمضانیانپور در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن و دانشگاه امیرکبیر از اواخر دهه 60 فعالیت هایی را در ارتباط با دوام از جمله کربناسیون، نفوذ یون کلرید و خوردگی میلگردها و غیره داشته اند که بسیار مهم و ذی¬قیمت بوده است و در سال گذشته به پاس این فعالیت ها، موسسه ACI از ایشان بصورت رسمی در یکی از کنفرانس ها در اسپانیا قدردانی نمود.

از جمله افرادی که بحث دوام بتن بویژه در موضوع نفوذ مواد زیان آور و کلریدها و خوردگی میلگردها در ایران مدیون ایشان می-باشد، استاد والامقام آقای دکتر قدوسی می¬باشد که از اواسط دهه هفتاد تحقیقات خود را حول محور دوام با تاکید بر آزمایش¬های الکتریکی همچون نیم پیل، شدت خوردگی و مقاومت الکتریکی در دانشگاه علم و صنعت و مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن شروع کرد. ایشان برای اولین بار در ابتدای دهه 80 مبتکر برگزاری مسابقات مقاومت الکتریکی و جذب آب بتن در دانشگاه علم و صنعت بودند که بعدها توسط انجمن بتن ایران در راستای ترویج مفاهیم دوام، این مسابقات با شکل اصلاح یافته هر سال برگزار گردید.

در ارتباط با یخ زدن و آب شدن، فعالیت هایی توسط دکتر نیلی در دانشگاه بوعلی سینا و پژوهش هایی در انستیتو مصالح ساختمانی دانشگاه تهران و مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن انجام شده است.

همچنین آقای دکتر باقری در دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی و آقای دکتر فامیلی در دانشگاه علم و صنعت در مورد دوام تحقیقاتی را به انجام رسانیده اند. همواره در برخی دانشگاه های دیگر نیز جسته و گریخته پژوهش های پراکنده و غیر منسجمی صورت می گیرد.

در سالهای 83 و 84 برای اولین بار سعی شد حرکت های جدی و خاصی بویژه در مورد دوام بتن و سازه ها در حاشیه خلیج فارس به انجام رسد. سازمان مدیریت و برنامه ریزی با همکاری مرحوم دکتر قالیبافیان و جناب آقای دکتر رمضانیانپور اولین نوشته الزام آور را تحت عنوان بخشنامه معیارهای پذیرش بتن بر مبنای پایایی به شماره 34229-101 مورخ 4/3/1383 برای پروژه های عمرانی دولتی احداثی در حاشیه خلیج فارس و دریای عمان [74] منتشر نمود که اقدام مهمی در این رابطه به شمار می رود.

ضمن تماس با جناب آقای دکتر رمضانیانپور به کاستی ها و مشکلات این بخشنامه اشاره گردید و بحث هایی در مورد کتاب (نشریه) ارزشمند شماره ک 396 مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن با عنوان توصیه هایی برای پایایی بتن در سواحل جنوبی کشور [75] که با هدایت و پشتکار ایشان و همکارانشان در سال 1383 منتشر شده بود مطرح شد و مقرر گشت کمیته ای مرکب از متخصصین در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن تشکیل گردد و توصیه های نشریه مزبور بصورت تفصیلی و اصلاح شده منتشر شود که بعدها نام آیین نامه پیشنهادی برای آن انتخاب گشت.

با برگزاری جلسات مکرر و بحث در مورد پیش¬نویس ها، بالاخره برای اولین بار چنین متنی تهیه و در سال 1384 به شماره ض 428 تحت عنوان آیین نامه پیشنهادی پایایی بتن در محیط خلیج فارس و دریای عمان [34] منتشر گردید. در نگارش این متن سعی گردید بخشنامه سازمان مدیریت نقض نشود و از مطالبی که موسسه CIRIA برای بتن در مناطق عربی تدوین کرده بود استفاده گردد کما اینکه در بخشنامه مزبور نیز از یکی از جداول این نشریه اقتباس شده بود.

لازم به ذکر است از حدود سال 1380 انستیتو مصالح ساختمانی دانشگاه تهران به سرپرستی و هدایت آقای دکتر قالیبافیان و مدیریت جدید و پر توان آقای دکتر شکرچی زاده، یک مجموعه از کارهای تحقیقاتی را با کمک تعدادی از دانشجویان دوره های کارشناسی ارشد عمران تحت عناوین مختلف پایان نامه های دانشجویی آغاز کرد که هدف آن تدوین و ارائه نرم افزاری بومی بر اساس نرم افزار Life365 موسسه ACI برای حاشیه خلیج فارس بود و سازمان مدیریت و برنامه ریزی نیز با توجه به قرارداد منعقده از آن پشتیبانی می نمود. این کار تحقیقاتی که نگارنده هم افتخار همکاری در انجام آن را داشته است، سر منشا تحولات جدی در این زمینه به حساب می آید زیرا از هدفمندی خاصی برخوردار بود و در انجام این تحقیقات از همه پژوهش های قبلی مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن که با هدایت عزیزانی همچون دکتر رمضانیانپور، دکتر قدوسی، دکتر باقری و دکتر پرهیزگار انجام شده بود، بهره گیری شد.

صرفنظر از میزان موفقیتی که در انستیتو مصالح ساختمانی حاصل شد اصل این اقدام بسیار مهم بود هرچند انستیتو به موفقیت های زیادی نیز دست یافت اما کنار کشیدن سازمان مدیریت و برنامه ریزی از حدود سال 1384 لطمه شدیدی به این اهداف وارد نمود و آن را ناقص و ابتر باقی گذارد. با این حال انستیتو با حمیت و غیرت خاص سعی نمود که آن را به هر ترتیب دنبال نماید. به تازگی انستیتو مصالح ساختمانی دانشگاه تهران مدل های احتمالاتی خوردگی را مورد تحقیق قرار داده است و سعی می کند همانگونه که در Life 365 تحولاتی رخ می دهد، نرم افزار DuraPGulf را به روز کند و اطلاعات جدیدتری را به آن بیفزاید.

در سال 1386 با توجه به انجام آزمایش های مختلف در آزمایشگاه های تحقیقاتی و خدماتی در ارتباط با دوام بتن در حاشیه خلیج فارس، پیشنهادی در مورد مطالعه کاربرد نتایج نفوذپذیری گاز اکسیژن در بتن در این منطقه و ارائه ضابطه و معیار خاص در این مورد توسط انستیتو مصالح ساختمانی دانشگاه تهران مطرح شد.

به دنبال پیشنهاد انستیتو به مرکز تحقیقات و تعریف این تحقیق، در جلسه ای با حضور بسیاری از اساتید، قرار شد یک مطالعه جامع در زمینه آزمایش¬های دوام مرتبط با منطقه خلیج فارس انجام شود که در مرحله اول آزمایش¬های مختلفی بر روی بتن های محدود و خاصی توسط مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن و برخی دانشگاه ها انجام شود تا ارتباط این نتایج با یکدیگر بررسی گردد.

این تحقیق برای اولین بار به عنوان یک مرحله از تحقیق جامع و با کمک چند مرکز پژوهشی در سال 1387 کلید خورد که امید است در سال 1389 پرونده آن بسته شود.

دانشگاه تهران (انستیتو مصالح ساختمانی)، دانشگاه امیر کبیر (مرکز تحقیقات تکنولوژی بتن و دوام)، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، دانشگاه بوعلی سینا و برخی اساتید و مشاورین مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن در این تحقیق همکاری نزدیکی با مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن داشتند که در نوع خود اولین پروژه مشترک تحقیقاتی در این زمینه می باشد [76].

با انجام این تحقیق امید است بتوان در مورد انتخاب آزمایش های موثر و کارا در زمینه دوام بتن در محیط خلیج فارس و همچنین انتخاب معیارهای جدید یا تصحیح و بازنگری معیارهای قبلی اقدام نمود و تغییراتی را در آیین نامه پیشنهادی پایایی بتن در این مناطق بوجود آورد و این امر نیز در نوع خود برای اولین بار اتفاق می افتد که در تدوین یک آیین نامه از تحقیقات مفصل داخلی بهره گیری شود، هرچند در تدوین آیین نامه پایایی اولیه و نشریه شماره ک 396 (توصیه هایی در مورد پایایی بتن در سواحل جنوبی کشور) از چنین تجربیاتی در سطح محدودتر استفاده شده بود.

لازم به ذکر است به موازات این تحقیق، پروژه های دیگری در زمینه خوردگی و دوام و تهیه مدل های دوام در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن تعریف شده است که برخی از آنها کلید خورده است و برخی دیگر در آینده شروع خواهد شد که امید است سرانجام خوبی را در پی داشته باشد.

همچنین در تامین دوام جداول بتنی و با تبیین مشکلات موجود در اوائل دهه 80، همه دست اندرکاران اذعان داشتند که نیاز به تدوین مشخصات فنی برای پذیرش جداول بتنی بویژه از نقطه نظر دوام وجود دارد و باید به دنبال چنین موردی بود. به هرحال مسئولین شهرداری تهران یک سفارش شفاهی (بدون عقد قرارداد) در این زمینه را به مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن دادند و در سال 1386 و 1387 جلساتی در مرکز برای تدوین دستورالعملی در مورد جداول بتنی پیش ساخته برگزار گردید که منجر به تدوین نشریه شماره ض 517 تحت عنوان ضابطه ساخت جداول بتنی در سال 1388 [77] شد. در این نشریه از استانداردهای EN 1340 [7] و EN 206 [78] استفاده شده، اما این نشریه در عمل لازم الاجرا نشده است.

در سال 1387 بنا به سفارش سازمان مهندسی و عمران شهر تهران، راهنمای تولید و مشخصات فنی و ضوابط پذیرش جداول پیش ساخته بتنی توسط نگارنده و با همکاری دکتر رضایی نوشته شد، که در سال 1388 منتشر گردید. در این نشریه که تحت شماره EDO 201 [79] منتشر شده است از EN 206 [78]، EN 1340 [7] و نشریه منتشر نشده (تا آن تاریخ) ضابطه ساخت جداول بتنی مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن [77] استفاده شد و برخی تجربیات شخصی نیز در تدوین آن بکار رفته است. خوشبختانه در اوائل سال 1389 بکارگیری آن در شهرداری تهران الزامی شد، امید است با استفاده صحیح از آن مسئله دوام جداول بتنی حل شود.

در سال 1387 و 1388 تدوین استاندارد ملی مشخصات جداول بتنی پیش ساخته انجام شد که قرار است در سال 1389 منتشر گردد و با انتشار آن گام مثبت دیگری در بالا بردن دوام این جداول برداشته خواهد شد. در این استاندارد نیز EN 1340 [7] مورد استفاده قرار گرفت و مواردی به آن اضافه شد که در پیوست اطلاعاتی آن (غیر الزامی) آورده شده است.

تدوین استاندارد ملی شماره 8906 لوله های بتنی مسلح برای جمع آوری آب باران و فاضلاب [49] بر اساس ASTM C76 [48] در سال 1385 نیز گام دیگری در مشخص کردن ضوابط عملکردی بتن های این لوله ها محسوب می شود.

امید است در آیین نامه بتن ایران، مقررات ملی ساختمان، مشخصات فنی عمومی کارهای ساختمانی، مشخصات فنی عمومی راه، مشخصات فنی عمومی آبیاری و زهکشی، مشخصات فنی عمومی سد و سازه های آبی و غیره ضوابط عملکردی دوام بر اساس آزمایش های دوام وارد شود و باب جدیدی در این راه گشوده گردد.

جمع بندی، نتیجه گیری نهایی و پیشنهادها

در مجموع با توجه به موارد مطروحه در این نوشته می توان نکات زیر را به عنوان جمع بندی و نتیجه گیری به همراه پیشنهادها ذکر کرد:

- امروزه نمی توان به ضوابط شکلی دوام مانند محدودیت نسبت آب به سیمان و غیره دلخوش کرد و لازم است ضوابط عملکردی مستقیم یا غیر مستقیم در ارتباط با دوام را مطرح نمود.

- برای مشخص کردن دوام بتن ها آزمایش هایی را باید بر روی بتن انجام داد. این آزمایش ها گاه بطور مستقیم مرتبط با دوام است و گاه بصورت غیر مستقیم به دوام بتن مربوط می شود. مسلما آزمایش های نوع اول همواره ارجح است.

- برای دوام بتن بسته به شرایط حاکم و ساز و کار خرابی، آزمایش های متفاوتی وجود دارد. آزمایشی را می توان در دستور کار قرار داد که به ساز و کار خرابی نزدیک تر باشد.

- پس از انجام آزمایش های مورد نظر، معیار یا ضابطه خاصی باید ارائه شود. این ضوابط و معیارها بر اساس پژوهش ها و تجربیات قبلی ارائه می شود. با انجام تحقیقات بیشتر و بررسی بتن ها در شرایط محیطی واقعی می توان انتظار داشت که این معیارها دستخوش تغییراتی شود.

- طرح ضوابط عملکردی بتن هنوز در دنیا و ایران رایج نشده است اما مدتی است ارائه این معیارها در دستور کار قرار گرفته است.

- آزمایش هایی که معمولا بطور مستقیم کیفیت بتن را از نظر دوام نشان می دهد گاه طولانی مدت یا گران قیمت است و نمی توان از آنها به عنوان یک آزمایش کنترلی استفاده نمود.

- بکارگیری آزمایش هایی که بطور غیر مستقیم کیفیت بتن از نظر دوام را به نمایش می گذارد وقتی رایج می شود که در اسرع وقت و با هزینه کم و ترجیحا بصورت غیر مخرب انجام شود.

- دوام مشخصه مانند مقاومت باید جایگاه خود را در مشخصات فنی پروژه ها پیدا کند. در طرح مخلوط بتن باید دوام هدف با توجه به دوام مشخصه و شرایط ساخت بتن در کارگاه مدنظر قرار گیرد.

- در آیین نامه ها و مشخصات فنی پروژه ها تواتر نمونه برداری، نحوه ارزیابی و ضوابط پذیرش بتن از نظر دوام همچون مقاومت فشاری باید روشن و تبیین گردد.

- در آیین نامه و مشخصات فنی پروژه ها، بخشی تحت عنوان بررسی بتن کم دوام مانند بتن کم مقاومت باید اضافه شود.

- برای برخی ساز و کارهای خرابی هنوز آزمایش استاندارد مستقیم یا غیر مستقیم تدوین نشده است که از جمله می توان حمله سولفات ها و تبلور نمک ها را ذکر کرد.

- اقدام هایی در بررسی دوام بتن ها در کشور انجام شده و یا در حال انجام است. تدوین آیین نامه هایی مانند پایایی بتن در حاشیه خلیج فارس و ضوابط و مشخصات جداول بتنی پیش ساخته از جمله اقدامات مهم است که طلیعه دار اقدامات دیگر خواهد بود.

- ضوابط و معیارهای دوام ممکن است در سال¬های آینده با توجه به تجربیات و مشاهدات رفتار بتن از نظر دوام دستخوش تغییراتی شود.

- تجربه نشان می دهد که کارهای گروهی و غیر پراکنده در کشور می تواند دستاوردهای مهم و اثرگذاری را به دنبال داشته باشد.

- راه درازی در پیش است تا به مسئله دوام در عمل مانند مقاومت نگریسته شود و به حرف اکتفا نگردد.

منابع و مراجع

1- ACI Committee 201 (2001), "Guide to Durable Concrete (ACI 201.1R)", American Concrete Institute, Farmington, Hills, Mich., 41 pp.

2- مهتا، پ. کومار، مترجم رمضانیانپور، علی اکبر و همکاران (1383)، "ریز ساختار، خواص و اجزای بتن (تکنولوژی بتن پیشرفته)"، چاپ اول، انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران.

3- نویل، آدام، مترجم فامیلی، هرمز (1378)، "خواص بتن"، بازنگری چهارم، ابوریحان بیرونی، تهران، ایران.

4- ASTM (2003), "Standard Test Method for Resistance of Concrete to Rapid Freezing and Thawing", ASTM C 666, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

5- ASTM (2005), "Standard Test Method for Evaluating the Freeze-Thaw Durability of Dry-Cast Segmental Retaining Wall Units and Related Concrete Units", ASTM C 1262, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-05.

6- ASTM (2003), "Standard Test Method for Scaling Resistance of Concrete Surfaces Exposed to Deicing Chemicals", ASTM C 672, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

7- EN 1340 (2003), "Concrete kerb units - Requirements and test methods"

8- ASTM (2005), "Standard Specification for Segmental Retaining Wall Units", ASTM C 1372, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-05.

9- ASTM (2002), "Standard Test Method for Potential Expansion of Portland-Cement Mortars Exposed to Sulfate", ASTM C 452, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-01.

10- ASTM (2004), "Standard Test Method for Length Change of Hydraulic-Cement Mortars Exposed to a Sulfate Solution", ASTM C 1012, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-01.

11- Xu, A., Shayan, A., Baburamani, P., (1998), "Test Methods for Sulfate Resistance of Concrete and Mechanism of Sulfate Attack: State-of-the-Art Review", ARRB Transport Research Ltd., Review Report 5

12- Ferraris, C. F., Stutzman, P. E., Snyder, K.A., (2006), "Sulfate Resistance of Concrete: A New Approach, R&D Serial No. 2486", PCA, Skokie, Illinois, USA

13- RILEM Committee CPC18 (1988), "Measurement for Hardened Concrete Carbonated Depth", TC14-CPC.

14- EN 14630 (2006), " Products and systems for the protection and repair of concrete"

15- مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن (1378)، "نشریه شماره ک-283: فن آوری بتن در شرایط محیطی خلیج فارس- جلد اول: آسیب شناسی بتن و ارزیابی آن"، چاپ اول، تهران، ایران.

16- ASTM (2003), "Standard Test Method for Determination of Length Change of Concrete Due to Alkali-Silica Reaction", ASTM C 1293, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

17- ACI Committee 221 (1998), " State-of-the-Art Report on Alkali-Aggregate Reactivity (ACI 221.1R)", American Concrete Institute, Farmington, Hills, Mich., 31 pp.

18- ASTM (2003), " Standard Specification for Concrete Aggregates, Appendix", ASTM C 33, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

19- استاندارد ملی ایران 302 (1381)، "سنگدانه های بتن - ویژگیها"، تجدیدنظر دوم، موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران.

20- ASTM (2003), " Standard Test Method for Length Change of Concrete Due to Alkali-Carbonate Rock Reaction", ASTM C 1105, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

21- ASTM (2000), " Standard Test Method for Abrasion Resistance of Concrete or Mortar Surfaces by the Rotating-Cutter Method", ASTM C 944, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

22- ASTM (2000), " Standard Test Method for Abrasion Resistance of Concrete by Sandblasting", ASTM C 418, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

23- ASTM (2000), " Standard Test Method for Abrasion Resistance of Horizontal Concrete Surfaces", ASTM C 779, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

24- ASTM (2000), "Standard Test Method for Abrasion Resistance of Concrete (Underwater Method)", ASTM C 1138, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

25- US Army (1992), "Standard Test Method for Water Permeability of Concrete", CRD-C 48

26-USBR test designation 4913 (1992), "Procedure for determining water permeability of concrete", United States Bureau of Reclamation

27- Gomez, A.M., Costa, J.O., Albertini, H., Aguiar, J.E., (2003) "Permeability of Concrete: A Study Intended for the in situ Valuation Using Portable Instruments and Traditional Techniques", Non Destructive Testing in Civil Engineering, International Symposium (NDT CE 2003)

28- Kollek, J.J. (1989), "The determination of the permeability of concrete to oxygen by the CemBureau method- a recommendation", Materials and Structures, 22:225–230.

29- RILEM TC 116-PCD, "Recommendations of TC 116-PCD: Tests for gas permeability of concrete; A. Preconditioning of concrete test specimens for the measurement of gas permeability and capillary absorption of water; B. Measurement of the gas permeability of concrete by the RILEM - CEMBUREAU method", Material and Structures, 32:174-179.

30- Torrent, R. (1999), "The Gas-Permeability of High-Performance Concretes: Site and Laboratory Tests", ACI SP-186, paper 17:291-308

31- ASTM (2003), "Standard Test Method for Determining the Apparent Chloride Diffusion Coefficient of Cementitious Mixtures by Bulk Diffusion", ASTM C 1556, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

32- NT BUILD 443 (1995), "Concrete, Hardened: Accelerated Chloride Penetration", NORDTEST Method

33- Concrete Society (2008), "Technical Report No.31 -Permeability Testing of Site Concrete", CCIP, UK.

34- مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن (1384)، "نشریه شماره ض-428: آیین نامه ملی پایایی بتن در محیط خلیج فارس و دریای عمان (پیشنهادی)"، چاپ اول، تهران، ایران.

35- AASHTO T259 (2002),"Standard Method of Test for Resistance of Concrete to Chloride Ion Penetration", American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington, DC

36- NT BUILD 492 (1999), "Concrete, Mortar and Cement-Based Repair Materials: Chloride Migration Coefficient from non Steady State Migration Experiments", NORDTEST Method

37- AASHTO T277 (2005),"Standard Method of Test for Electrical Indication of Concrete’s Ability to Resist Chloride Ion Penetration", American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington, DC

38- ASTM (2003), " Standard Test Method for Electrical Indication of Concrete's Ability to Resist Chloride Ion Penetration", ASTM C 1202, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

39- ACI Committee 222 (2001), "Protection of Metals in Concrete Against Corrosion (ACI 222R)", American Concrete Institute, Farmington, Hills, Mich., 41 pp.

40- DIN 1048-5 (1991)," Testing concrete; testing of hardened concrete (specimens prepared in mould)", Deutsches Institut für Normung, Berlin, Germany

41- EN 12390-8(2000), "Testing Hardened Concrete - Part 8: Depth of Penetration of Water Under Pressure", European Committee for Standardization.

42- مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن (1387)، "نشریه شماره ض-504: توصیه هایی برای تعمیر سازه های بتنی در سواحل جنوبی ایران"، چاپ اول، تهران، ایران.

43- BS 1881, Part 122 (1983),"Testing concrete – Part 122: Method for Determination of Water Absorption", British Standard, London, England

44- BS 7263, Part 1 (2001), "Precast concrete flags, kerbs, channels, edgings and quadrants. Precast, unreinforced concrete paving flags and complementary fittings. Requirements and test methods", British Standard, London, England

45- Walker, M., (2002), "Guide to the Construction of Reinforced Concrete in the Arabian Peninsula (C577)", CIRIA and Concrete Society, UK

46- ASTM (2000), "Standard Test Method for Density, Absorption, and Voids in Hardened Concrete", ASTM C 642, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

47- ASTM (2003), "Standard Test Methods for Concrete Pipe, Manhole Sections, or Tile", ASTM C 497, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-05.

48- ASTM (2003), " Standard Specification for Reinforced Concrete Culvert, Storm Drain, and Sewer Pipe", ASTM C 76, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-05.

49- استاندارد ملی ایران 8906 (1385)، "لوله های بتنی مسلح، برای جمع آوری آب باران و فاضلاب- ویژگیها"، چاپ اول، موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران.

50- استاندارد ملی ایران 1-70 (1387)، "بلوک سیمانی توخالی- قسمت اول: ویژگی¬ها"، تجدیدنظر دوم، موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران.

51- استاندارد ملی ایران 755 (1383)، "موزاییک- ویژگی¬ها و روش¬های آزمون"، چاپ اول، موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران.

52- استاندارد ملی ایران 7782 (1383)، "بلوک‌های سیمانی سبک غیر باربر- ویژگی‌ها"، چاپ اول، موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران.

53- BS 1881, Part 208 (1996)," Testing concrete – Part 122: Recommendations for the Determination of the Initial Surface Absorption of Concrete", British Standard, London, England

54- RILEM Committee CPC11.2 (1982), " Absorption of water of concrete by capillarity".

55- ASTM (2004), "Standard Test Method for Measurement of Rate of Absorption of Water by Hydraulic-Cement Concretes", ASTM C1585, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

56- Branco, F.A., de Brito, J., (2003), "Handbook of Concrete Bridge Management", ASCE, USA.

57- شکرچی زاده، محمد، جوادیان، علیرضا، حاجی بابایی، امیر (1385)، "پارامترهای مهم در مقاومت الکتریکی بتن و روش های اندازه گیری مقاومت"، مجله انجمن بتن ایران، شماره 23، صفحه 20 تا 26

58- ASTM (2006), "Standard Test Method for Field Measurement of Soil Resistivity Using the Wenner Four-Electrode Method", ASTM G57, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 03-02.

59- تدین، محسن (1381)، "بررسی و ارزیابی مقاومت کششی، مدول ارتجاعی، ضریب پواسون و شدت خوردگی بتن سبک پرمقاومت با مصالح موجود در ایران"، رساله دکتری در رشته مهندسی عمران-سازه، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران.

60- ASTM (2001), "Standard Test Method for Change in Height at Early Ages of Cylindrical Specimens of Cementitious Mixtures", ASTM C827, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

61- ASTM (2006), "Standard Test Method for Evaluating Plastic Shrinkage Cracking of Restrained Fiber Reinforced Concrete (Using a Steel Form Insert)", ASTM C1579, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

62- ASTM (2004), "Standard Test Method for Determining Age at Cracking and Induced Tensile Stress Characteristics of Mortar and Concrete under Restrained Shrinkage", ASTM C1581, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

63- ASTM (2000), "Standard Practice for Use of Apparatus for the Determination of Length Change of Hardened Cement Paste, Mortar, and Concrete", ASTM C490, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

64- ASTM (2004), "Standard Practice for Petrographic Examination of Hardened Concrete", ASTM C856, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

65- ASTM (2010), "Standard Guide for Examination of Hardened Concrete Using Scanning Electron Microscopy", ASTM C1723, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

66- ASTM (2009), "Standard Test Method for Half-Cell Potentials of Uncoated Reinforcing Steel in Concrete", ASTM C876, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 03-02.

67- ASTM (1989), "Standard Practice for Conventions Applicable to Electrochemical Measurements in Corrosion Testing", ASTM G3, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 03-02.

68- ASTM (1994), "Standard Reference Test Method for Making Potentiostatic and Potentiodynamic Anodic Polarization Measurements", ASTM G5, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 03-02.

69- Germann Instruments (2009), "GulvaPulse Instruction and Maintenance Manual", Denmark.

70- ASTM (2007), "Standard Test Method for Determining Effects of Chemical Admixtures on Corrosion of Embedded Steel Reinforcement in Concrete Exposed to Chloride Environments", ASTM G109, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 03-02.

71- مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن (1383)، "نشریه شماره ک-370: فن آوری بتن در شرایط محیطی خلیج فارس- جلد دوم: روشها و توصیه ها برای افزایش عمر مفید سازه های بتنی"، چاپ اول، تهران، ایران.

72- ISO (2007), "Concrete - Part 1: Methods of specifying and guidance for the specifier", ISO 22965-1, Geneva, Switzerland.

73- استاندارد ملی ایران 1-12284 (1388)، "بتن- قسمت 1- راهنمای نگارش مشخصات فنی"، چاپ اول، موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران.

74- امور فنی سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور (1383)، "معیارهای پذیرش بتن بر مبنای پایایی"، بخشنامه شماره 34229-101، ایران

75- مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن (1383)، "نشریه شماره ک-396: توصیه هایی برای پایایی بتن در سواحل جنوبی کشور"، چاپ اول، تهران، ایران.

76- تدین، محمدحسین (1388)، "بررسی ضریب نفوذپذیری گاز در بتن و مقایسه آن با سایر پارامترهای دوام برای ارزیابی کیفی بتن سازه های دریایی"، پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی عمران-سازه های دریایی، دانشکده فنی دانشگاه تهران، تهران، ایران.

77- مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن (1388)، "نشریه شماره ض-517: ضابطه ساخت جداول بتنی (پیشنهادی)"، چاپ اول، تهران، ایران.

78- EN 206 (2000), "Concrete-Part1: Specification, performance, production and conformity"

79- تدین، محسن، رضایی، فریدون، نصر آزادانی، سید مسعود (1388)، "مشخصات فنی، راهنمای تولید و پذیرش جداول بتنی پیش ساخته"، انتشارات به آوران، نشریه EDO 201 سازمان مهندسی و عمران شهر تهران، چاپ اول، تهران، ایران.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

آزمایش های مربوط به بتن الیاف پلیمری و چگونگی ساخت آن
 
کد مطلب : 9

 

یکی دیگر از الیاف های که در بتن مسلح استفاده می شود بتن الیافی پلیمری می باشد یکی از مزایای الیاف پلیمری مرکب نسبت به مواد فلزی پدیده خستگی می باشد که در گذشته درصنایع هوایی استفاده می شد و رفتار خوبی را در مقابل خستگی از خود نشان داده اند فولاد معمولاًدر اثر گسترش ترک به طور ناگهانی گسیخته میشود ولی مواد مرکب پلیمری در اثر پارگی الیاف و یا ماتریس در سطح تماس الیاف بسیار کند گسیخته و همچنین در بتن دیده می شود. پراکندگی قابل ملاحظه موجود در نتایج آزمایشها روی مواد مرکب پلیمری باعث شده که در عمل تنش طراحی کمتری برای این مواد در نظر گرفته شود. طبق نظر دوهوفر (1973)، رفتار خستگی رزینها مختلف با توجه به تفاوت شیمیایی زیاد فرقی نمی کند ولی اپوکسی ها عملکرد خستگی بهتری دارند.

طبق نظر هالاوی (1993) مکانیزم تخریب مواد پلیمری مرکب عبارت است از:

1-ترک برداشتن ماتریس

2-لایه لایه شدن مواد

3-پارگی الیاف

4-از بین رفتن چسبندگی بین ماتریس والیاف

طبق نظریه کرسیس(1989):ورقها با الیاف یک جهته به دلیل اینکه تمام بار درجهت نیرو به الیاف وارد میشودمقاومت خستگی خوبی دارند ورقه ورقه شدن الیاف مرکب به علت تنشهای بین صفحه ای میباشد معمولاً از انتهای آزاد وتکیه گاه شروع می شود وبه طرف داخل ورق گسترش می یابد.

یک مکانیزم مهم خرابی جدای بین الیاف و رزین در سال 1973 دو هیو فز مشاهده کرد:

Gfrp باعث جداشدگی میشود ولی در GFrp تازه تا70درصد مانع جدا شدگی می شود. استاتیکی 30درصد مقاومت

ترمیم وتقویت سازه های بتن مسلح با استفاده از روش الیاف پلیمری مرکب در بتن مسلح (اف ار پی):

درحقیقت پوشش کاملی از ورقهای نا زک فولاد والیاف پلیمری مرکب است که می توان آن را برای تقویت تیرها وستون ها ودال هاو...استفاده نمود. مقاوم سازی با الیاف فولادی از طریق چسباندن به وسیله چسب رزین واپوکسی در تیرها وستون ها انجام میگیرد در ترمیم تیرها و ستون ها به روش (اف ار پی ) با الیف پلیمری مرکب باید موارد زیر را در نظر داشت:

شرایط به کار گیری و سختی کار :

1-ابعاد لایه تقویت درهندسه و وزن بنا

2-دوره زمانی اجرای طرح تقویت

3-هزینه اجرای طرح

انواع الیاف فولادی مرکب در ساختمان شامل زیر میباشد:

1-الیاف شیشه

2-الیاف کربن

3-الیاف آرامید

در الیاف مرکب فولادی می توان از چند نوع الیاف استفاده کرد که به ان هیبرید (Hybrid) گویند.

1- الیاف شیشه ای: رایج ترین وپر مصرف ترین نوع الیاف مورد استفاده در سقف کامپوزیت است. بر حسب نوع ترکیب مواد به کار رفته به انواع گوناگون تقسیم میشوند. مزایای این الیاف قیمت پایین واستحکام کششی بالا ومقاومت شیمیای بالاو خواص عایقی بالا میباشد معایب آنها عبارتست از مدول کششی پایین و وزن مخصوص نسبتاً بالا وحساسیت در برش وهمچنین با دما ورطوبت نیز استحکام کاهش می یابد.

2- الیاف کربن: دانسیسته آن 22.7 کیلو نیوتن برمتر مکعب می باشد وشکل مختلف ان بلوری می باشد وضخامت ان نازکتر از موی انسان می باشد و دارای قطر 6-10میکرو متر می باشد.

مزایایی اصلی آن:

استحکام بالای خستگی-مقاومت در برابر خوردگی- ضریب انبساط حرارتی پایین

معایب:

قیمت بالا -کرنش در شکست-هادی الکتریکی

3- الیاف آرامید:

پلیمر های آرامید دارای خصوصیاتی چون نقطه ذوب بالا و پایداری حرارتی عالی ومقاومت در برابر شعله وغیر قابل حل بودن در بسیاری از حلال های آلی شناخته شده اند دانسیسته ان بین 12-14.6 کیلو نیوتن بر متر مکعب می باشد دارای خواصی چون مقاوت در برابر ضربه عدم حساسیت به شکاف خواص الکتریک- خود خاموش کنی از خصوصیات آن می باشد.

منبع: ایران سازگان

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

افزودنی های خاص بتن در شرایط ویژه
 

کد مطلب : 10

برای ساخت بتن های ویژه در شرایط خاص نیاز به استفاده از افزودنی های مختلفی می باشد. پس از پیدایش مواد افزودنی حباب هواساز در سالهای 1940 کاربرد این ماده در هوای سرد و در مناطقی که دمای هوا متناوباً به زیر صفر رفته و آب بتن یخ می زند، رونق بسیار یافت.

 

برای ساخت بتن های ویژه در شرایط خاص نیاز به استفاده از افزودنی های مختلفی می باشد. پس از پیدایش مواد افزودنی بتن حباب زا یا افزودنی بتن هواساز در سالهای 1940 کاربرد این ماده در هوای سرد و در مناطقی که دمای هوا متناوباً به زیر صفر رفته و آب بتن یخ می زند، رونق بسیار یافت. این ماده امروز یکی از پر مصرف ترین افزودنی ها در مناطق سرد نظیر شمال آمریکا و کانادا و بعضی کشورهای اروپایی است.

ساخت افزودنی های فوق روان کننده بتن که ابتدا نوع فوق روان کننده نفتالینی فرمالدئید آن در سالهای 1960 در ژاپن و سپس نوع ملامین آن بعداً در آلمان به بازار آمد شاید نقطه عطفی بود که در صنعت افزودنی ها 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 بتون های با مقاومت زیاد نقش این افزودنی اهمیت بیشتری یافت. امروزه بتن های مختلفی برای منظور ها و خواص ویژه و نیز به منظور مصرف در شرایط خاص با این مواد ساخته می شود که ازمیان آنها به ساخت بتن های با مقاومت زیاد، بتن های با دوام زیاد، بتن های با مواد پوزولانی زیاد (سرباره کوره های آهن گدازی و خاکستر بادی)، بتن های با کارایی بالا، بتن های با الیاف و بتن های زیر آب و ضد شسته شدن می توان اشاره نمود.
بتن های با کارآیی بسیار زیاد که چند سالی است از پیدایش آن در جهان و برای اولین بار در ژاپن نمی گذرد، تحول جدیدی در صنعت ساخت و سازه بتنی ایجاد کرده است. این بتن که نیاز به لرزاندن نداشته و خود به خود متراکم می گردد، مشکل لرزاندن در قالب های بتن با آرماتور انبوه و محلهای مشکل برای ایجاد تراکم را حل نموده است. این بتن علیرغم کارایی بسیار زیاد خطر جدایی سنگدانه ها و خمیر بتن را نداشته و ضمن ثابت بودن کارایی و اسلامپ تامدتی طولانی می تواند بتنی با مقاومت زیاد و دوام و پایاپی مناسب ایجاد کند. در طرح اختلاط این بتن باید نسبت های خاصی را رعایت نمود. به عنوان مثال شن حدود 50 درصد حجم مواد جامد بتن را تشکیل داده و ماسه حدود 40 درصد حجم ملات انتخاب می شود. نسبت آب به مواد ریزدانه و پودری بر اساس خواص مواد ریز بین 9/0 تا 1 می باشد. با روش آزمون و خطا نسبت دقیق آب به سیمان و مقدار ماده فوق روان کننده مخصوص برای مصالح مختلف تعیین می گردد. از این بتن با استفاده از افزودنی دیگری که گران روی بتن را می افزاید در زیر آب استفاده شده است.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

اهمیت آب بند بودن مخازن ذخیره آب


کد مطلب : 11


در هر واحد صنعتی بر حسب میزان مصرف آب و برای تامین مصرف پیک مقدار ذخیره آب اهمیت دارد.که باتوجه به اهمیت بالای آن باید برای آب بندی این نوع مخازن اقدام نمود.

مخازن ذخیره آب: (Water reservoirs)

در هر واحد صنعتی بر حسب میزان مصرف آب و برای تامین مصرف پیک مقدار ذخیره آب اهمیت دارد.که باتوجه به اهمیت بالای آن باید برای آب بندی مخازن اقدام نمود. مثلا در صنایع رنگرزی مصرف آب زیاد می باشد, همچنین احتمال خراب شدن پمپ چاه و یا قطع آب شهر و نظایر آن فاکتوری در تعیین میزان ذخیره آب است. بنابراین مقدار ذخیره آب تعیین کننده نوع مخزن ذخیره می باشد و نیز مقایسه اقتصادی خود فاکتوری در انتخاب نوع مخزن است. مثلا برج آب را برای هر نوع ظرفیتی می توان ساخت ولی اگر یک مقدار بالاتر ساخت آن اقتصادی نمی باشد و مخازن بتنی زمینی ارزانتر تمام می شود, در نتیجه همیشه باید پس از تعیین ظرفیت ذخیره لازم و بررسی مواد فنی یک مقایسه اقتصادی بین انواع مخازن ذخیره بعمل آید تا نوع مناسب از جهت فنی و اقتصادی مشخص شود. انواع مخازن ذخیره عبارتند از:

1- برج آب

2- مخازن زمینی

1- برج آب (ثقلی) (Elevated tank)

برج آب می تواند علاوه بر ذخیره آب یک فشار استاتیک در شبکه ایجاد نماید. حسن برج آب در این است که اگر برق قطع شود تا ساعاتی می تواند آب مصرفی سرویس ها را تا مین نماید،اما باتوجه به این نظر که در صورت آببند نبودن این سازه دچار مشکل های استاتیکی و همچنین مشکلات تأسیساتی خواهد شد.

ارتفاع برج اگر فقط برای مصارف خانگی و بهداشتی باشد می تواند بین 15 تا 20 متر باشد که با توجه به افت فشار شبکه , فشار پشت مصرف کننده های بهداشتی را تامین نماید. ولی اگر برای مصارف صنعتی هم باشد باید ارتفاع برج را بین 25 تا 30 متر در نظر گرفت.

ارتفاع برج از کمر تانک تا کف فونداسیون آن می باشد.

ولی به هر حال فشار لازم در شبکه و افت فشار شبکه تعیین کننده ارتفاع برج می باشد که باید مورد محاسبه قرار گیرند.

البته باید سعی نمود که برج آب را در نقطه ای از زمین که بلندتر از سایر نقاط است نصب کرد تا ارتفاع خود برج را بتوان کمتر در نظر گرفت و ارزانتر تمام شود.

سطح آب در برج در دو نقطه کنترل می گردد یکی حد بالای سطح آب و دیگری حد پایینی سطح آب که این دو سطح توسط یک شناور الکتریکی(Float switch) کنترل می گردد یعنی هر گاه سطح آب به کمتر از حد پایینی برسد پمپ تغذیه برج از شناور برقی فرمان استارت می گیرد و هرگاه سطح آب در برج به حد بالایی رسید شناور برقی به پمپ فرمان قطع می دهد.

برج آب دارای دو لوله می باشد که از سطح زمین و از محور عمودی برج وارد تانک می شود که یکی هم لوله پر کننده و هم لوله مصرف می باشد و دیگری سرریز برج است که در صورتی که شناور الکتریکی کار نکند آب اضافه به حد بالای سطح آب از طریق آن خارج شده و در صورت وجود مخازن زمینی به آنها می ریزد و در صورت نبودن مخازن زمینی به نقطه ای ریخته می شود که اپراتور با ملاحظه آن مطلع می شود که شناور الکتریکی کار نمی کند و نسبت به تعمیر آن اقدام می نماید.

در گذشته برای برج آب سه لوله در نظر میگرفتند که یکی برای پرکننده و دیگری برای مصرف و سومی برای سرریز بوده است که عملا وجود دو لوله جداگانه برای پر کردن و مصرف کردن آب ضرورتی نداشته و کار بیهوده ای است.

با توجه به شکل ها و مقایسه آنها این مطلب روشن می شود.

هرگاه مصرف شروع شود آب از برج به شبکه می رود و هرگاه ذخیره برج کاهش یابد و به حد پایینی برسد شناور الکتریکی به پمپ فرمان استارت می دهد و تا زمانی که مصرف زیاد باشد آب بطور مرتب توسط پمپ به برج می ریزد و از برج به شبکه میرود تا وقتی که مصرف به حدی کاهش یابد که پمپ شروع به پر کردن برج نماید تا آب به حد بالایی برسد, شناور الکتریکی فرمان قطع به پمپ می دهد و سیکل کار دوباره تکرار می گردد.

هرگاه مصرف شروع شود آب از برج به شبکه می رود و هر گاه ذخیره برج کاهش یافته و به حد پایینی رسید شناور الکتریکی به پمپ فرمان استارت می دهد و شبکه مستقیما توسط پمپ تغذیه می گردد بدون آنکه آب وارد برج شود ( چون مقاومت ارتفاع برج بیش از مقاومت شبکه می شود زیرا مصرف کننده ها باز هستند ) و وقتی مصرف به حدی کاهش یابد که پمپ شروع به پر کردن برج نماید تا آب به سطح بالایی برسد, شناور الکتریکی فرمان قطع به پمپ می دهد و سیکل کار دوباره تکرار می گردد.

نتیجه اینکه در حال اول وقتی پمپ کار می کند آب از طریق برج به شبکه می رود بدون آن که برج پر شود و در حالت دوم آب مستقیما از طریق لوله به شبکه می رود و لزومی ندارد که به برج برود, بنابراین وجود دو لوله جداگانه برای پرکردن و خالی کردن برج هیچ ضرورتی ندارد .

2- مخازن زمینی (Reservoir Tank)

مخازن زمینی به دو منظور ساخته می شوند. یکی برای ذخیره آب برای مصارف صنعتی بخصوص برای ساعات پیک و دیگری برای آتش نشای .بطور کلی برای آتش نشانی فقط مخازن زمینی مناسب هستند زیرا برج آب به ظرفیت بسیار زیاد که بتواند جوابگوی مصرف آتش نشانی باشد بسیار گران و غیر اقتصادی میباشد.

همچنین در صنایعی که مصرف آب آنها زیاد است و دارای چاه نامناسب یا انشعاب هستند مخزن زمینی ضروریست.

مخازن زمینی برای ظرفیت های کم مانند آب نرم می تواند فلزی باشد ( تانک های ایستاده فلزی ) ولی برای ظرفیت های زیاد باید از بتن مسلح ساخته شوند. یک مخزن بتنی حتما باید حداقل دارای دو قسمت باشد تا در مواقع اضطراری و یا تمیز کردن کف یکی از آنها بتوان از دیگری استفاده کرد تا در کار تولید خللی وارد نشود . در این مخازن لوله های زیر آب و لوله های مکش پمپ ها باید در نظر گرفته شود, در زیر انواع مخازن بتونی و روش کار با آنها شرح داده شده است:

مخزن بتونی دو خانه زمینی(مخزن بتنی زمینی)

- لوله های مکش پمپ ها باید حداقل in 6 باشند.

- لوله های زیر آب حدود in 4 باشند.

- لوله پر کن بر حسب ظرفیت پمپ چاه یا شناور بین in 2 تا in 4 می باشند.

در هر یک از لوله های مکش پمپ ها از مخازن یک عدد شیر قطع و وصل نصب می گردد ( شیر دروازه ای ) که در حالت عادی هر دو شیر باز هستند و در صورت لزوم هر یک از مخازن را می توان با شیر از مدار خارج کرد.

لوله های تخلیه در گوشه هر مخزن بطوری که هر دو لوله تخلیه در یک نقطه جنب یکدیگر باشند نصب می شود زیرا هر سیستمی که برای خروج آب تخلیه شده در نظر گرفته شود در این حالت ساده تر و کم خرج تر است , طول لوله تخلیه هرگز نباید بیش از یک متر باشد تا در صورت گرفتگی به سادگی باز شوند .

لوله های پر کن که یا از پمپ چاه آب و یا از انشعاب آب شهری به مخازن می آیند باید به بالای هر مخزن به طور جداگانه هدایت شوند تا در صورت نیاز هر یک را بتوان از مدار خارج کرد. روی این مخازن بهتر است با سقف های سبک پوشانده شود تا علاوه بر جلوگیری از ورود برگ و آشغال و گرد و خاک به آن از تابش نور به آب نیز جلوگیری گردد , زیرا تابش نور سبب ایجاد خزه در جداره ها و کف مخازن می گردد که دردسر زیادی تولید می کنند (مثل کرم گذاشتن و کثیف کردن آب و گرفتگی صافی پمپ ها و نظایر آن ها ), البته با کلر زنی و یا استفاده از خزه کش هایی مثل سولفات مس و گاز ازن و نظایر آن می توان از ایجاد خزه جلوگیری کرد . ولی این مواد برای بعضی از پروسس های تولیدی مضر هستند , مثل رنگرزی که وجود این مواد خاصیت رنگ بری دارند و سبب می شوند که مصرف رنگ زیاد شود. همچنین تمام این مواد برای دیگ های بخار مصرف هستند و تشکیل اسید های خورنده می دهند.

بنابراین از هیچ نوع ماده شیمیایی نمی توان برای از بین بردن یا جلوگیری از ایجاد خزه در آب استفاده کرد و سیستم های دیگر نیز پر هزینه هستند.

محل اتاق پمپ خانه که بهتر است چسبیده به مخزن باشد می تواند در هر یک از نقاط مناسب اطراف مخزن قرار بگیرد که البته باید محل لوله های زیر آب و لوله های پر کن در نقطه ای قرار گیرند که در اتاق پمپ نباشند.

مخازن بتونی می توانند بیش از دو خانه باشند ولی ابعاد هر خانه نباید کمتر از 6 متر در 6 متر باشد ,زیرا اقتصادی نیست و لزومی هم ندارد که ابعاد هر مخزن کمتر از این مقدار باشد .

ارتفاع مخزن بتنی روی زمین می تواند حدود 5/2 متر باشد که برای آب بندی راحت مخزن و ایستایی آن حداکثر نیم متر آن می تواند در زیر قرار بگیرد و بقیه آن باید بالای زمین باشد زیرا به پمپ های آب سوار هستند و پمپ ها که در ارتفاع مکش محدودی می توانند کار کنند می توانند در راندمان ماکزیمم بدون ایجاد مشکلی کار کنند . همچنین لوله های تخلیه در این عمق به هر کانالی که آب تخلیه شده را به خارج هدایت کند سوار هستند . در محل تخلیه هر مخزن باید یک چاهک به ابعاد 40سانتیمتر در 40سانتیمتر و عمق 10 سانتیمتر در نظر گرفت تا عمل شستشو و تخلیه مخزنها راحت باشد . کف کانال آبرو تخلیه زیر آب , باید 10 سانتیمتر زیر لوله تخلیه باشد (برای باز و بسته کردن شیر از لوله و ....) . زیر لوله های مکش پمپ نیز باید 10 سانتیمتر بالا تر از کف مخزن باشند تا احتمالا مواد ته نشین شده وارد لوله های مکش نشوند .

لوله های پرکن از دیواره وارد مخزن می شوند و در حد فاصل سقف و دیوار قرار می گیرند.

همیشه محل لوله های پر کن و لوله های زیر آب باید در یک نقطه باشد تا دریچه بازدید که در روی سقف در این نقاط پیش بینی می شود برای مواقع ضروری هم مشرف به لوله های زیر آب و هم به لوله های پر کن باشند.

لوله مکش آب باید در سمت داخل مخزن از دیوار تمام شده 20 سانتیمتر بیرون باشد و در سمت بیرون مخزن باید 50 سانتیمتر بیرون باشد و هر دو سر لوله دنده شوند تا در صورت لزوم بتوان اتصالاتی را به آن متصل نمود , جنس لوله بهتر است گالوانیزه باشد و طول لوله زیر آب در سمت داخل مخزن باندازه ای باشد که سر آن هم سطح دیوار مخزن گردد و در سمت بیرون مخزن 50 سانتیمتر از دیوار مخزن بیرون باشد , جنس این لوله هم بهتر است گالوانیزه باشد و سر لوله در سمت بیرون مخزن دنده شود , بنابراین با توجه به توضیحات فوق دارای لوله برای هر یک قابل محاسبه می باشد.

مخازن بتنی داخل زمینی

این نوع مخازن چندان مناسب نیستند زیرا اولا به پمپ های زمینی سوار نیستند و یا باید پمپ خانه نیز در زیرزمین باشد که در نتیجه دسترسی به پمپ ها و سایر وسایل برای تعمیر و حمل و نقل مشکل است و یا باید در آنها از پمپ شناور که به صورت افقی در کف مخزن نصب می گردد استفاده نمود که دسترسی به این پمپ ها نیز مشکل است و در صورت خراب شدن مدتی کار تولید مختل می گردد و اگر دو پمپ شناور نصب کنیم ( یکی رزرو ) هزینه اولیه تاسیسات بالا میرود.

تخلیه این مخازن را با ثقل نمی توان انجام داد و باید از پمپ کف کش سیار استفاده نمود که این پمپ ها نیز گران می باشند . بطور کلی این سیستم دردسر فراوانی داشته و شستشوی مخزن نیز زحمت زیادی دارد و چون فقط یک مخزن است لذا شستشوی آن فقط در ایام تعطیلات سالیانه کارخانه مقدور خواهد بود ( اگر دو مخزن ساخته شود ناچارا باید در هر یک پمپ شناور جداگانه نصب نمود).

روی این مخازن نیز باید با سقف سبک پوشانده شود.

ظرفیت مخازن زمینی برابر است با مجموع ظرفیت های صنعتی و بهداشتی و مصرف آتش نشانی.

تانک تحت فشار (Pressure tank)

در هر سیستم آبرسانی حداقل در یک نقطه از آن برای انتقال آب و تامین فشار لازم در شبکه از پمپ استفاده می شود, این پمپ یا در چاه و یا در جلوی مخازن زمینی ذخیره آب نصب می گردد. پمپها نباید بطور دایم کار کنند چون اگر مصرف در شبکه کم باشد یا اصولا مصرف نباشد پمپ های سانتریفوژ آب را در خود به گردش در می آورند و پروانه بطور آزاد در محفظه پمپ درون آب گردش می کند, البته پمپ های سانتریفوژ(Contrifugal pump) تفاوت عمده با پمپ های دنده ای (Cearing pump)دارند. به این صورت که اگر شیر خروج سیال از پمپ دنده ای بسته شود چون سیال راه خروج ندارد و به دندانه های چرخ دنده پمپ فشار می آورد دنده های پمپ را می شکند ولی در پمپ های سانتریفوژ اگر شیر خروجی بسته شود پروانه پمپ, سیال را از پشت خود گرفته و از داخل خود خارج می کند و لذا پروانه بطور آزاد در داخل سیال گردش می کند.

بنابراین گردش پروانه در آب دو نکته بوجود می آورد یکی اینکه انرژی الکتریکی بدون آنکه کاری انجام شود مصرف می گردد و دوم اینکه گردش زیاد پروانه در آب سبب تبخیر آب در سطح پروانه و ایجاد پدیده کاویتاسیون(Cavitation) می گردد چون تبخیر آب در سطح پروانه ایجاد یک خلا روی فلز پروانه می کند و این خلا در مرور زمان از سطح فلز جرم برداری می کند و حفره هایی در سطح پروانه ایجاد می شود که بعد از مدتی پروانه خراب شده و پمپ از کار می افتد.

همچنین شبکه تحت یک فشار دینامیکی قرار می گیرد که سبب استهلاک شیرآلات و اتصالات دنده ای شده می شود. در نتیجه با استفاده از برج آب یا تانک تحت فشار که موازی با پمپ نصب می گردند توسط سیستم کنترل سطح آب در مواقعی که مصرف کم یا قطع می شود به پمپ فرمان قطع می دهد و شبکه در شروع مصرف از ذخیره آب در برج و به نوعی در تانک تحت فشار استفاده می کند تا وقتی مصرف زیاد شد و آب ذخیره جوابگو نبود سطح آب در برج یا تانک تحت فشار کاهش یافته و پمپ فرمان روشن می گردد.

تانک تحت فشار روی زمین نصب می شود و نسبت به برج آب بسیارارزانتر در می آید و دسترسی به آن بسیار راحت تر از برج آب می باشد و مشکلات نگهداری برج آب را ندارد, تامیت فشار توسط هوای فشرده می باشد که در بالای تانک قرار می گیرد و با فشار خود آب را تحت فشار قرار می دهد, این فشار باید برابر فشار پمپ (Head) باشد تا شبکه تحت فشار نسبتا ثابتی قرار گیرد و متعادل (Balance) باشد از طرفی چون هوا به مرور زمان در آب حل می شود لذا فشار هوای محبوس بالای تانک, کاهش می یابد و سطح آب به دلیل غلبه فشار پمپ به فشار هوا بالا می آید تا هوا متراکم شده و فشار آن برابر فشار پمپ شود به همین علت سعی می شود که تانک های تحت فشار دارای قطر کم و ارتفاع زیاد باشند تا سطح تماس آب با هوا کمتر باشد ( البته از نظر مقاومت مصالح نیز موضوع مهم است ) باید توجه داشت که هر چه فشار بیشتر باشد حلالیت هوا در آب بیشتر می شود. البته چون بیشتر مواقع تانک های تحت فشار را در محل های مسقف نصب می کنند گاه به دلیل محدودیت ارتفاع مسقف اتاق ,ناچار می شوند از مخازن تحت فشار افقی استفاده کنند که سطح تماس آب و هوا بسیار زیاد می شود. کنترل سطح آب تثبیت فشار هئا در تانک های تحت فشار به دو روش صورت می گیرد:

1- تنظیم دستی سطح هوا و فرمان به پمپ یا پرشرسویچ :

در شروع بهره برداری سطح آب را در نقطه ای در حدود 3/1 ارتفاع تانک از بالای آن انتخاب می کنیم و روی شیشه آب نما علامت می زنیم, سپس پمپ را روشن می کنیم تا سطح آب در تانک به علامت برسد, سپس پمپ را خاموش کرده و شیر هوای فشرده را باز می کنیم تا آنقدر هوا وارد شود تا فشار سنج به فشار مورد نظر برسد سپس شیر هوا را می بندیم , سیستم در این حالت می تواند کار کند و هر گاه فشار به حد بالا رسید پرشرسویچ پمپ را قطع می کند و هرگاه فشار کاهش یافت و به حد پایین رسید پمپ شروع به کار می کند. باید توجه کرد که روی پرشرسویچ دو محل تنظیم وجود دارد که یکی برای تنظیم فشار حد اکثر و یکی برای تنظیم اختلاف فشار مورد نظر است, که در نتیجه فشار ماکزیمم و منیموم را می توان داشت. اختلاف بین فشار حداکثر و فشار حداقل ( اختلاف فشار ) باید به اندازه ای باشد که پمپ با توجه به مصرف در هر ساعت حداکثر 6 بار استارت کند ( برای محافظت الکتروموتور ) که معمولا اختلاف یک اتمسفر این نتیجه را بدست می دهد, بنابراین سطح پایین آب در تانک در حالت فشار حداقل باید مورد توجه قرار گیرد و اگر تانک از آب خالی شد و تمام حجم تانک را هوا گرفت باید سطح آب را در فشار حداکثر به بالاتر برد تا هنگامی که سطح پایینی آب در فشار حداقل در آب نما مشاهده گردد ( روش آزمون و خطا ) و علامتی که برای فشار حداکثر روی آب نما بدست می آید باید به گونه ای ثابت شود که همیشه باقی بماند, معمولا در هر فاصله زمانی مناسب سطح آب باید نسبت به علامت بازبینی گردد تا در صورت بالا رفتن سطح آب نسبت به علامت ( بدلیل حل شدن هوا در آب ) با باز کردن شیر تخلیه مقداری آب را تخلیه نمود تا سطح آن به علامت برسد و سپس با بستن شیر تخلیه و باز کردن شیر هوا آنقدر هوا وارد تانک کرد تا فشار روی فشار سنج به حداکثر مقدار قبلی برسد . در عمل, این فاصله زمانی حدود دو ماه می باشد.

2- تنظیم اتوماتیک سطح هوا و فرمان به پمپ توسط رله کنترل سطح مایعات:

در این حالت سطح بالا و یا پایین آب توسط محاسبه بدست می آید و این سطوح توسط الکترود بالا و الکترود پایین کنترل می شوند و فشار هوای بالای آب همواره توسط پرشر سویچ و شیر مغناطیسی روی لوله هوا ثابت نگهداشته می شود ( چون هوا در آب حل می شود و فشار آن کاهش می یابد ).

اساس کار سیستم کنترل سطح آب بر اندازه گیری مقاومت بین دو الکترود توسط پتانسیو متر می باشد یعنی اگر الکترود بالا در آب باشد مقاومت بین آن دو تفاوت می کند و فرمانی صادر نمی شود, وقتی الکترود پایینی نیز در هوا قرار گرفت مقاومت حاصل بین دو الکترود, فرمان استارت به پمپ می دهد و سیکل کار تکرار می گردد, برای اندازه گیری مقاومت توسط پتانسیومتر نیاز به یک الکترود واسطه (Reference) می باشد که همیشه در آب قرار دارد که در پایین ترین نقطه تانک و مقداری پایین تر از الکترود پایین نصب می شود ( البته این الکترود لازم نیست حتما در آب باشد و می توان را به جدار خرجی تانک نیز نصب نمود )

محاسبه ظرفیت تانک تحت فشار و سطوح آب
مفهوم علایمی که در روابط محاسباتی به کار رفته عبارتند از:

ماکزیمم مصرف بر حسب متر مکعب بر ساعت QM

تعداد استارت پمپ در ساعت (4 الی 6 بار) N

حداقل ارتفاع آب در تانک ( معمولا 0.1 متر ) R

حداقل فشار داخل تانک برحسب bar PL

حداکثر فشار داخل تانک برحسب bar PH

حجم کل تانک بر حسب متر مکعب Vt

حجم حداکثر آب در تانک بر حسب متر مکعب VW

سطح مقطع تانک بر حسب متر مربع S

زمان ذخیره (نسبتی از یک ساعت , معمولا یک ربع ) a

ارتفاع حجم VW بر حسبm HW

ارتفاع حجم حداقل سطح آب بر حسب m HR

حجم حداکثر آب ( VW ) :

)/N (a VW =

مقدار VW نسبتی از Vt ( حجم تانک ) می باشد که داریم:

= CVtVW

در نتیجه حجم کل تانک برابر است با:

C Vt = VW/

که مقدار ضریب C از رابطه زیر بدست می آید :

C = ( 1- R ) (1- PL/PH)

اگر حجم تانک بیش از 5000 لیتر شود باید از دو عدد تانک که با یکدیگر بطور موازی در مدار قرار گیرند و مجموع حجم آنها برابر Vt می شوند استفاده کرد یعنی حجم هر تانک برابر Vt/2 می شود.

ارتفاع الکترود بالایی از کف تانک یا

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

ایجاد درز انقطاع بدون استفاده از واتراستاپ در مخازن بتنی
  
کد مطلب : 12


در پروژه های مخازن بتنی که آب بندی آنها از اهمیت بالایی برخوردار است گاهی اوقات برخی حوادث پیش بینی نشده مشکلات عدیده ای برای پیمانکار و همچنین سایر عوامل اجرایی بوجود می آورد.

در پروژه های مخازن بتنی که آب بندی آنها از اهمیت بالایی برخوردار است گاهی اوقات برخی حوادث پیش بینی نشده مشکلات عدیده ای برای پیمانکار و همچنین سایر عوامل اجرایی بوجود می آورد. درزهای بتون یکی از عوامل نشت آب مخازن می باشد که با استفاده از نوارهای واتراستاپ این ضعف مرتفع می گردد. حال اگر در هنگام بتن ریزی محل هایی ، مانند دیوار مخازن به دلایلی همچون خرابی پمپ بتن عملیات بتن ریزی در محل مناسبی قطع نگردد موجب مشکلاتی جهت آب بندی بتن خواهد شد و یا حتی گاهی اوقات جهت رفع مشکل دستور نصب واتراستاپ – عملی غیر ممکن - یا دستور تخریب بتن نیمه ریخته شده داده می شود که شاید در ظاهر راه حلی جز تخریب بتن وجود نداشته باشد. امروزه با پیشرفت صنعت افزودنی های بتن می توان به رفع این چالش اجرایی پرداخت. در این مقاله سعی گشته راه حلی برای این مشکل از طریق ایجاد درز آب بند بدون استفاده از نوار واتراستاپ و فقط با استفاده از افزودنی های آب بند بتن که دارای خاصیت آب بندی و همچنین پیوستگی با بتن قدیمی را دارند ارائه شده است. در این متد جهت آب بندی محل قطع اتفاقی بتن ، فراورده ی جدید صنعت بتن متناسب با طرح وهمچنین مقطع درز قطع بتن ، ارائه می گردد. مسائل مورد اهمیت: درزهای انقطاع و نحوه اجرای سریع آنها درحین بروز مشکلات در هنگام اجرای عملیات بتن ریزی . در مخازن آب در محل های اتفاقی قطع بتن درزهای انقطاع آب بند .مطالعه خواص و رفتار بتن و همچنین افزودنی های آن و انجام آزمایش های مختلف آببندی بر روی نمونه های آ سیب دیده آزمایشگاهی ، روشی جهت ترمیم محل قطع اتفاقی یا ترمیم بتن بدست آمد که جهت تعمیم آن برای ساخت درزهای انقطاع اتفاقی بتن ، از معیارهای محاسباتی آیین نامه مبحث نهم استفاده شود.

با بررسی بتن و افزودنی های آن و کنترل های آزمایشگاهی و کارگاهی ، نسبت به طرح درزهای آببند اتفاقی بتن جهت رفع یکی از معضلات کارگاهی اقدام می گردد.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

معرفی بتن الیافی


کد مطلب : 16

بتن الیافی نوعی بتن است که در ساخت آن از الیاف استفاده می‌کنند و سیمان، آب، سنگدانه و مواد افزودنی را همراه با الیاف مخلوط می‌کنند، الیاف باعث افزایش پیوستگی، مقاومت کششی، کاهش ترک های بتن و افزایش نرمی بتن میگردد. جنس الیاف و اندازه آنها به نوع مصرف بتون و مقاومت کششی مد نظر بستگی دارد. الیاف می‌تواند الیاف شیشه یا الیاف فلزی و یا الیاف پلیمری باشد و اندازهٔ آنها معمولاً 3 الی 20 میلیمتر است .

الیاف فولادی

الیاف فولادی در اندازه های مختلف تولید میشود که مشهور ترین آن الیافی است که از مقطع دایره ای تهیه میگردد .

کاربرد الیاف فولادی در مسلح ساختن بتن های غیر سازه ای و کف سازی ها باعث حذف مش و میلگرد شده و نیز میتوان از ضخامت لایه بتنی کاست درضمن ، در سقفهای کامپوزیتی اضافه کردن الیاف فولادی به بتن باعث حذف میلگرد گذاری میگردد . مقاومت این گونه سقف ها در برابر آتش سوزی تا 1500 درجه سانتیگراد میباشد .

در ساخت بنادر و یارد های ساحلی با توجه به شرایط خوردگی و بارهای سنگین و همچنین لرزش بر اثر حرکت ماشین آلات سنگین ، استفاده از الیاف فولادی در بتن بهترین راه حل جهت افزایش دوام و کارایی بتن میباشد

در ساخت اتوبان ها با روکش بتنی به جای آسفالت استفاده از الیاف فولادی باعث افزایش مقاومت کششی سطح جاده و همچنین مقاومت بالا در برابر نفوذ آب و مایعات (خصوصا نمک) می شود که با توجه به این خصوصیات میتوان از قطر پوشش بتن نیز کاست .

کاربرد در تونل سازی : در ساخت تونل ها با دستگاههای حفار تمام اتوماتیک ، قطعات پیش ساخته میبایستی از درون تونل به دستگاه هدایت شده و در مکان خود نصب گردند . فن اوری بالای ساخت این قطعات به لطف استفاده از الیاف فولادی باعث مقاومت بالا در برابر ضربه ناشی از جابجایی و همچنین مهار فشار های وارده از دیواره های تونل میگردد .

در بتن های پاششی ( شاتکریت) جهت تثبیت خاک در انواع حفاری ها ( تونل سازی ، راهسازی و...) استفاده از الیاف فولادی با طول کوتاه تر میتواند باعث حذف مش گذاری گردد . که علاوه بر کاستن از هزینه ها باعث بالا رفتن ایمنی و سرعت و مقاومت کار میگردد.

الیاف پروپیلن

بتن با مقاومت بالا دارای معایبی همچون شکنندگی و عدم مقاومت در برابر آتش سوزی می باشد. جهت رفع این نقیصه میتوان از الیاف پلی پروپیلن با توجه به خواص مطلوب و اقتصادی بودن آن استفاده کرد.استفاده از مقادیر معین از الیاف در مخلوط بتن بر خواص مکانیکی آن تاثیر نا مطلوب نخواهد داشت.الیاف پلی پروپیلن براستحکام فشاری و مقاومت حرارتی بتن تاثیر میگذارد.

از جمله محاسن بتن های مصلح(الیافی) ودارای مقاومت بالا، بهبود خواص مکانیکی و کاهش نفوذپذیری ،مقاومت شیمیایی بالا در برابر عوامل مخرب و مقاومت در برابر ضربه های مکانیکی شدید می باشد. در کنار محاسن یاد شده، شکنندگی و مقاومت کم در برابر حرارت و آتش از معایب بارز این گونه بتنها محسوب می شود.از آنجایی که مقاومت و نرمی، دارای نسبت عکس می باشند، بتنهای با استحکام بالا از بتن های معمولی شکننده ترند.

ویژگی ها

• در سنین اولیه بتن، از هنگام بتن ریزی تا 24 ساعت بعد، مقاومت کسب شده توسط بتن ناچیز است و کمترین تنشی می تواند منجر به ترک خوردگی شود. مقاومت کششی بسیار زیاد الیاف پلی پروپیلن در این زمان، باعث عدم ترک خوردگی بتن میشود.

• الیاف پلی پروپیلن باعث جلو گیری از آب انداختگی بتن شده و از انتقال آب به سطح بتن جلوگیری می کند که نتیجه آن همگن شدن بتن و یکسان بودن نسبت آب به سیمان در تمام بتن و تداوم عمل هیدراتاسیون می باشد.

• الیاف پلی پروپیلن باعث جلوگیری افزایش چشمگیر مقاومت بتن در برابر بارهای ضربه ای می شود که این امر در بارگذاری دینامیکی مانند تند بادها، زلزله ارتعاش ماشین آلات سنگین و انفجار ... اهمیت دارد.

• استفاده از الیاف پلی پروپیلن باعث افزایش مقاومت کششی، خمشی و برشی بتن می شود و بتن بعد از شکست یکپارچه باقی می ماند. افزایش مقاومت در برابر سیکل های ذوب و انجماد که ناشی از کاهش نفوذ پذیری بتن بوده و افزایش مقاومت در برابر خستگی، سایش و کاویتاسیون از دیگر مزایای استفاده از الیاف پلی پروپیلن می باشد.

مزایا و مقایسه فنی بتن حاوی ژل سیلیکافیوم الیاف دار بتن برای ساخت بتن الیافی کلاس AP2RB نسبت به بتن حاوی ژل میکروسیلیس P1RB :
مقاومتها - نفوذ پذیری آب و نفوذ پذیری عوامل مهاجم بیرونی در بتن الیافی حاوی ژل سیلیکافیوم دارای الیاف پلی پروپیلن - ضریب وارفتگی بتن الیافی حاوی ژل سیلیکافیوم دارای الیاف پلی پروپیلن - مقاومت سایشی بتن الیافی حاوی ژل سیلیکافیوم دارای الیاف PP - مسائل حرارتی در بتن الیافی حاوی ژل سیلیکافیوم دارای الیاف PP - واکنشهای شیمیایی در بتن الیافی حاوی ژل سیلیکافیوم AP2RB - افزایش روانی بتن بدون نیاز به فوق روان کننده ها

ژل سیلیکافیوم الیاف دار بتن برای ساخت بتن الیافی کلاس ژل AP2RB نه تنها با بالا بردن مقاومت بتن در برابر عوامل مخرب فیزیکی و شیمیایی محیطی و حتی عوامل مخرب داخلی بتن، عمر سرویس دهی سازه را به حداکثر می رساند،بلکه از آسیبهای احتمالی دراز مدت ناشی از عدم دقت در کیورینگ مناسب طی ساعات اولیه پس از ریختن بتن الیافی تا حدود زیادی میکاهد.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

بتن حافظ حرارت ساختمان
 

کد مطلب : 17


اگرچه استفاده از بتن در ایران همچنان بر پایه روش های سنتی ادامه دارد اما اکنون در ساختمان‌هایی که از بلوک‌های بتنی ساخته می شوند به صورت‌ متنوع‌تری در آمده اند.

اگرچه استفاده از بتن در ایران همچنان بر پایه روش های سنتی ادامه دارد اما اکنون در ساختمان‌هایی که از بلوک‌های بتنی ساخته می شوند به صورت‌ متنوع‌تری در آمده اند. از این رو به عنوان امکانات رفاهی برای تامین راحتی و آسایش گرمایشی به شمار می روند.جرم حرارتی، پتانسیل ماده‌ای که انرژی گرمایی را ذخیره و دوباره پخش کرده توصیف می‌کند. موادی مانند بلوک‌های بتنی و دیوارهای سنگین وزن، دارای جرم حرارتی بالا بوده و با پخش و جذب گرما و تاثیر گرمایشی و سرمایشی، در تنظیم آسایش داخلی ساختمان نقش مهمی دارند.

اجرام حرارتی در بیشتر اقلیم ها مفید بوده و اغلب در آب و هوای سرد و آب و هوای مناطقی که دمای متغیری در طول شبانه‌روز دارند، کارایی بهتری دارند.از بلوک‌های پیش ساخته برای جذب حرارت خورشید یا سایر منابع گرمایی در طول زمستان استفاده می‌شود. گرما در بلوک‌ها جذب و برای ساعت‌ها در آن ها ذخیره شده و طی ساعت‌های آینده توزیع می شود. در تابستان باید اجازه داد سطوح بتنی در معرض نسیم خنک شبانه قرار گرفته تا حرارتی را که در طول روز جذب کرده‌، از دست بدهد. بازوی اتصال زمین موقعی به وجود می‌آید که جرم حرارتی بلوک بتنی در تماس مستقیم با جرم حرارتی اضافه شده به کف باشد که در افزایش خاصیت گرمایی تاثیر بسزایی دارد. این خاصیت در سازه‌هایی که با استفاده از بلوک‌های بتونی زیرسازی شده‌اند حاصل شده و به بلوک‌های سطح زمین درخانه عایق‌بندی شده اجازه می‌دهد تا دمای طبقات تنظیم شده و هوا پایدارتر شود. (در تابستان سردتر و در زمستان گرم‌تر) در زمستان دریافت انرژی خورشیدی, گرمای سطح بلوک‌های بتونی را به مقدار مناسبی بالا می‌برد. از مزیت‌های دیگر بلوک‌های بتونی،‌ استحکام است. انرژی فراوانی که در بتون نهفته شده با ماندگاری آن برابری می‌کند. اگر بتن به درستی تقویت شده و در جایی مناسب ریخته و به نحوی فشرده شود که هیچ خلل و فرجی نداشته باشند، طول عمر زیادی خواهند داشت. از نکات مهمی که باید به آن توجه داشت ،کنترل ترک و شکاف است. از عوامل مهم در استفاده از بتن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: اندازه بلوک - اگر بلوک بتنی بزرگ بوده یا از دو قسمت مجزا تشکیل شده ، ممکن است به کنترل و یا تنظیم حرکت قسمت‌های متحرک نیاز باشد.آماده‌سازی صحیح زیربنا (زیرسازی درست) - از ایجاد شکاف و ترک جلوگیری می کند.خشک شدن - خشک شدن صحیح بتن، ترک‌ها را کاهش می‌دهد. به طور معمول بتن در مدت 28 روز به سختی مطلوب خود رسیده و این روند 3 تا 7 روز اول بسیار حیاتی است. شرایط شروع خشک شدن بتن به اندازه مراحل پایانی آن حائز اهمیت است. استفاده از مایعی مخصوص به همراه بتن ،از رایج‌ترین روش‌های تسریع عمل خشک کردن است. پوشاندن بتن با صفحه پلاستیکی از روش‌های دیگر در تسریع این امر بوده اما به راحتی قابل کنترل و مدیریت نیست. از بهترین روش‌های خشک کردن بتن، مرطوب نگهداشتن مداوم آن به مدت 28 روز است اما این روش برای مقادیر زیاد بتن که به آب زیاد نیازمند دارد، توصیه نمی‌شود و بهتر است از کیورینگ بتن استفاده شود.افزودن آب - افراط در افزودن آب به مخلوط از پیش فراهم شده بتن، خطر ایجاد ترک را افزایش داده و ممکن است باعث ایجاد غبار در سطح بتن شده و قدرت آن را کاهش ‌دهد،جهت تسریع در عملیات بتن ریزی و گیرش بتن از افزودنی های بتن مانند روان کننده بتن ها یا فوق روان کننده بتن ها که به مورد مصرف از زودگیر کننده بتن یا کندگیر کننده بتن استفاده شود .جاگذاری و فشرده‌سازی - ناهماهنگی در تعیین محل و منطبق کردن بلوک‌ها به عنوان عاملی در تضعیف ساختار بتن و متخلخل شدن آن محسوب شده و خطر شکاف پوسته بتن را افزایش می دهد که با این شرایط باید از ترمیم کننده بتن استفاده گردد.

مطالب : مهندس علیرضا مهتدی

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

بتن ریزی در زیر آب
 
کد مطلب : 18


بتن ریزی در زیر آب در ساختمانهای دریایی و آبی به کار می رود و لازمه آن :
کاربرد روشهای ویژه برای جلوگیری از خطر آب شستگی است

بتن ریزی در زیر آب در ساختمانهای دریایی و آبی به کار می رود و لازمه آن :

کاربرد روشهای ویژه برای جلوگیری از خطر آب شستگی است ،

استفاده از فرمول مخصوص برای ترکیب بتن ، تا بتون همگنی خود را به هنگام فرو رفتن در آب حفظ کند .

1-روشهای مورد استفاده

برای بتن ریزی در زیر آب، چندین روش به کار برده می شود که تمام آنها حاصل یک اصل می باشند : به استثنای اولین بتنی که در زیر آب قرار داده می شود ، بقیه باید طوری ریخته شوند که در تماس با آب واقع نشوند ، بیشترین طرق مورد استفاده به شرح زیرند :

* روش پشته پیشرو

این روش در جاهایی به کار می رود که عمق آب کم بوده (حداکثر 8ر0متر9 و آب به حد کافی آرام باشد . روش این است که ابتدا مقداری بتن در آب ، روی شیب ساحل ، می ریزند، تا سطح بتن به بالای آب برسد ، سپس بتن ریزی را روی آن ادامه می دهند . بتن جدید مقداری را که اول ریخته شده به طرف آب می راند ، و این بتن است که در ادامه بتن ریزی ، در تماس با آب خواهد بود و بقیه محفوظ خواهد ماند .

* روش بتن ریزی با لوله در داخل آب

این روش به کار می رود و نتیجه بهتری دارد . طریقه عمل این است که لوله ای فلزی ، به قطر 25 تا 45 سانتی متر ، که به طور موقت پاین آن را بسته اند ، در آب فرو برده می شود و از داخل آن بتن را به پایین می فرستند ، و موقعی که وزن بتن ریخته شده از رانش آب روی دهانه بیشتر می شود ، بتن بیرون می ریزد و توده هایی به شکل حباب تشکیل می دهد که به تدریج که بتن اضافه می کنند ، بزرگتر می شود .

لازم است که انتهای لوله در داخل بتن ریخته شده باقی بماند تا اثر آب فقط بر رویه حباب محدود گردد . این روش ، به ویژه برای بتن ریزی در زیر آب پی پیاه های پلها (تحت حفاظت سیرهای فلزی یا سد موقتی) و برای بتن ریزی شمع ها و دیوارهای جدا کننده ، در زر گل بنتونیت ، به کار برده می شود .

2-مشخصات بتن ریخته شده در زیر آب

مشخصات بتن مورد استفاده در زیر آب را باید آزمایشگاه متخصص و با سابقه در این نوع کار تعیین کند ، و نکات زیر رعایت شود :

چون بتن را زیر آب نمی توان لرزش داد ، لذا باید سفتی بین 14 تا 16 سانتی متر داشته باشد که با اضافه کردن موادی که حالت خمیری به بتن بدهد و یا آن را روان تر نماید می توان تامین کرد .

مواد ریز کوچکتر از 80 میکرون (که ذرات سیمان هم جزو آن است) بیشتر از 400 کیلوگرم در متر مکعب بتن باشد ، تا در مقابل آب شستگی بهتر مقاومت کند .

غالباً افزودنی های بتن کاهنده مقدار آب و دیر گیرکننده بتن به کار گرفته می شوند .

موسساتی که بتن آماده به کار تهیه می کنند ، در این موارد موادی از نوع کولوییدها به صورت گرد به بتن در حال مخلوط شدن اضافه می نمایند . این مواد با اجزای ریز بتن پوششی را به وجود می آورند ، که در برابر شسته شدن مقاوم است .

برقراری پناهگاه حفاظتی

این عمل در تکمیل روش هایی که ذکر شد و برای کاهش اثرات تشعشع آفتاب یا باران بر روی بتن تازه انجام می شود. ضمنا نباید برقرار کردن پرده هایی را در دو طرف ساختمان که جریان هوا را از روی بتن محدود می کند (جریان هوایی که سبب تسریع تبخیر می شود) فراموش کرد.

3-شرایط اجرایی عمل آوری بتن (کیورینگ)

عمل آوری بتن پس از قالب برداری و بر حسب طول مدتی که قالب بر قرار بوده انجام می شود.

اگر روی بتن قالب بندی نداشته باشد مانند کف ها ، سطوح بالای تیرها ، و سطوح از سرگیری بتن ریزی ، عمل آوری بتن بلافاصله پس از اینکه آب زیادی را از دست داد (سطح بتن مات شد)، انجام می شود :

طول مدت ادامه عمل آوری تابع چندین عامل است:

سرعت سخت شدن بتن که تابع طبقه مقاومت بتن است،

رطوبت نسبی هوا،

گرمای هوا،

باد،

تابندگی آفتاب،

از سرگیری بتن ریزی

کمتر اتفاق می افتد که یک سازه بتنی در یک مرحله بتن ریزی شود . لذا باید در پایان بتن ریزی مرحله اول، و در ابتدای مرحله بعدی، ترتیباتی اتخاذ گردد که ظاهر بتن قابل پسند شود، و به پیوستگی مکانیکی هم خدشه ای وارد نگردد .

برای تامین زیبایی منظر ، به هنگام تهیه طرح ، مقاطع از سرگیری بتن ریزی را مشخص می نمایند و برای حسن انجام کار باید:

روی قالب ها ، در نقاط تعیین شده قطعه چوبهای تراشیده ای قرار داد تا در سطح بتن یک خط صاف به وجود آورد ، و یا در خط از سرگیری بتن ریزی "فرو رفتگی ایجاد شود که جزیی از منظره بنا به چشم آید . ضمناً ضخامت پوششی میله های فولادی در مقطع فرو رفته باید کافی باشد .

نقشه آهن بندی باید طوری تهیه شود که از سرگیری بتن ریزی در مقطع پیش بینی شده میسر باشد ، البته آهنهای انتظاری که احیاناً لازم باشند ، در نقشه منظور شده باشد .

در از سرگیری بتن ریزی باید دو گونه آماده سازی ، هر دو روی بتن مرحله اول رعایت شود : یکی بعد از بتن ریزی مرحله اول و دوم قبل از شروع بتن ریزی مرحله دوم .

1-آماده سازی بعد از بتن ریزی مرحله اول

از سرگیری بتن ریزی ممکن است در سطحی افقی یا سطحی قائم انجام شود ، ولی در هر حال باید سطح بتن قبلی زبر و عاری از شیره سیمان و گردوخاک و برآمدگی و تیزی قابل خورد شدن و ضایعات بتن و هر نوع ماده خارجی باشد .

اگر سطح بتن ریزی افقی باشد ، ولو اینکه در آن آهنهای انتظار وجود داشته باشد ، بتن ریزی به سهولت انجام و سطح افقی به آسانی به دست می آید . ولی برای سطوح قائم لازم است قالبی قبلاً قرار داد تا کار به نتیجه برسد .

قالب برای از سرگیری بتن در سطح قائم ممکن است :

مانند سایر سطوح قسمت مورد عمل بنا باشد،

به ترتیب فوق ولی با نصب شبکه فولادی یا قطعه فلز گسترده ،

یا با شبکه فلزی ریز بافت که به وسیله گیره هایی کشیده شده و در جا نگهداری شده باشد .

آماده کردن محل از سرگیری بت ممکن است در زمانهای مختلف پس از بتن ریزی مرحله قبلی انجام شود:

- حالت بتن نسبتاً تازه و یا در حال گیرش (حدود 2 تا 3 ساعت پس از بتن ریزی)

آماده سازی محل از سرگیری بتن ، در این حالت تنها در سطوح افقی میسر است ، و عبارت است از شستن سطح بتن با آب تحت فشار خفیف (5 بار) که شیره سیمان را پاک کرده و سنگدانه های داخل بتن را آشکار می سازد .

- حالت بعد از پایان گیرش بتن (3 تا 24 ساعت پس از بتن ریزی)

در این حالت ، آماده سازی ممکن است هم در سطوح افقی و هم در سطوح قائم ، بلافاصله پس از قالب برداری و کندن شبکه فلزی انجام شود . طرز عمل این است که سطح بتن با آب تحت فشار تا حدی که مورد نظر است پاک شود .

- حالت پس از سخت شدن بتن
این روش که در تمام موارد قابل اجراست ، از سایر موارد گرانتر است و در آن چکش هوایی یا کلنگ حجاری به کار برده می شود و در پی آن ، با هوای تحت فشار سطح بتن را پاک می کنند . این روش تنها در صورتی که نتوانسته باشند در شرایط قبلی اقدام کرده باشند ، اجرا می شود .

- به تاخیر انداختن سخت شدن بتن

یک ماده تاخیر کننده گیرش روی سطح بتن می پاشند ، تا بتوانند بدون مشکلات اضافی ، کار از سرگیری بتن را به تاخیر اندازند . در این مورد باید حداکثر توجه به سطح مورد نظر معطوف گردد ، زیرا هر تجاوزی که به سطح مورد نظر بشود ، در موقع به کار برد هوا فشرده یا آب تحت فشار ، منجر به خسارت دیدن آن خواهد شد .

برای سطوح قائم ، بهتر است یک کاغذ مخصوص آغشته به ماده تاخیر کننده روی سطح مورد نظر چسبانده شود . در مواردی که آب تحت فشار به کار برده می شود ، باید آب یا شی به حد وفور انجام شود تا تمام آبهای آلوده به شیره سیمان تخلیه گردد .

2- آماده کردن محل قبل مرحله دوم بتن ریزی

برای اینکه بتن مرحله دوم بتواند گیرش را در شرایط مناسب انجام دهد ، و با بتن مرحله اول یک پارچه گردد ، کاری که معمولاً انجام می دهند ، اشباع کردن سطح بتن مرحله اول از آب است تا سطح خشک بتن مرحله ، آب بتن مرحله دوم را نکشد .

بررسیهای زیادی جهت تهیه چسبهایی خاص برای بتن انجام شده ، که از سرگیری بتن ریزی آسان گردد . این مواد گاهی "مواد چسبان" نامیده می شود . هر چند آنها گران قیمت هستند ، ولی نتیجه کاربردشان رضایت بخش است . با این وجود در هر مورد حساسیت آنها به آب باید بررسی شود .

کاربرد بتن در شرایط جوی سخت

هنگامی که در کارگاه ، درجه گرمای هوا کمتر از 5 درجه سانتی گراد ، و یا بالاتر از 25 درجه باشد ، باید ترتیبات خاصی هم در مرحله بتن سازی و هم در مرحله کاربرد آن اتخاذ شود .

انواع محصولات بتنی

با قرار دادن اعضای کششی در قطعات بتنی توان کششی آنها را بالا می برند. این تکنیک محصولات بتنی را به دو دسته اصلی قطعات بتنی غیر مسلح و قطعات بتنی مسلح تقسیم می نماید.

با بالا رفتن مهاجرت به شهر و گسترش جمعیت در آنها ، نیاز به ابنیه روز به روز افزایش می یابد. این مساله متخصصان دانش ساختمانی را بر آن داشت که در شرایط مطلوبی که در کارخانه ها فراهم می آورند در تمام طول سال قطعات بتنی را در مدت زمان کوتاه ریخته و آماده مصرف نمایند.این پیشرفت قطعات بتنی را به دو سته کلی محصولات بتنی در محل ریخته شده و محصولات بتنی پیش ساخته تقسیم می نماید.

بتن مسلح

بتن در برابر فشار مقاوم است ، مقاومت آن در برابر خورد شدگی بین N/mm2 20 – 40 است و این مقدار در بتن های محکم N/mm2 100 می باشد. با این حال مقاومت بتن در برابر کشش فقط 10 در صد مقاومت فشاری آن است. فولاد به عنوان یک ماده تقویت کننده در همه جا پذیرفته شده، چون مقاومت کششی بالایی دارد و ضریب انبساط حرارتی آن نزدیک به بتن است. قرار گیری فولاد در بتن مسلح بسیار مهم است. و باید اطمینان حاصل کرد که نیروه های کششی و برشی بر فولاد منتقل می شوند. میلگردهای طولی نیروهای کششی را تحمل می کنند در حالی که میلگرد های عرضی ( خاموت) نیروهای برشی را متحمل می شوند و همچنین فولا را در داخل بتن ثابت نگه می دارند . به همبن دلیل خاموت ها بیشتر در محل هایی که نیروی برشی زیاد است و جود دارند، هرجند می توان از خم کردن میلگرد نیز برای این منظور استفاده کرد.

فولاد مورد استفاده در بتن مسلح به صورت میلگرد ، میلگرد آجدار و یا میلگرد آجدار تاییده تولید می شود . فولاد با مقاومت بالا نیز با نورد گرم به میلگرد آج دار تبدیل می شود و همچنین با آهنکاری سرد به به میلگردهای تاییده آجدار تبدیل می شود.

حد اقل مقاومت متوسط فولاد با مقاومت بالا N/mm2 460 است ، تقریبا دو برابر فولاد معمولی . از فولاد ضد رنگ می توان در جاهایی که خطر خوردگی و جود دارد برای بتن مسلح استفاده کرد. شبکه های فولادی جوش کاری شده ( مش ) نیز برای تقویت دال های بتنی ، راه ها و بتن پاشیده شده به کار می رود.

پیوند بین بتن و فولاد

برای اینکه بتن مسلح بتواند به عنوان یک ماده مرکب عمل کند باید پیوند بین بتن و فولاد محکم باشد ، به این ترتیب همه نیروهای کششی به فولاد منتقل می شوند.

شکل و وضعیت سطح فولاد و کیفیت بتن همگی بر قدرت پیوند تاثیر می گذارند.

برای اینکه کارآتر ین پیوند ممکن به دست بیاید ، باید سطح فولاد پوسته به صورت زنگ نداشته و چرب نباشد ، ولی لایه نازک رنگی را که معمولا در نگه داری در کارگاه ایجاد می شود نباید برداشت. استفاده از انتهای قلاب شده در میلگرد معمولی خط بیرون آمدن میلگردها از بتن را تحت بار کاهش می دهد، ولی بهترین چسبندگی در میلگردها ی آجدار ، که در تمام طول خود با بتن با بتن درگیر می شوند ، به و جود می آید.گاهی تقویت بتن با استفاده از قفس های پیش ساخته ( که می توان آنها را به جای بست ها و با مفتول های آهنی با جوش کاری به هم متصل کرد) انجام می شود . البته باید دانست که جوش کاری خیلی به ندرت در کارگاه بر روی خاموت ها انجام می گیرد.

این اتصالات را می توان به راحتی با مفتول فولادی که با پیچاندن سفت می شود ، محکم کرد. از فاصله نگه دارها برای تامین فاصله مناسب بین تقویت کننده ها و سطح قالب بندی استفاده می شود.

بتن مرغوب چگال بهترین پیوند با فولاد را ایجاد می کند، باید بتن اطراف میلگردها را به خوبی متراکم کرد. بنا بر این اندازه دانه بندی سنگی در بتن نباید بیش از حد اقل فاصله قطعات فلز باشد.

خوردگی فولاد در بتن مسلح

فولاد در صورتی که بتن اطراف آن مرغوب باشد به خوبی متراکم شده و خود گیری آن کامل باشد ، خودگی ندارد محیط قوی قلیایی داخل بتن ( بر اثر سیمان هیدراته ) فولاد را حفظ می کند . اما ، اگر به دلیلی فضای خالی ایجاد شود یا پوشش کافی نباشد فولاد خراب می شود. ازدیاد حجمی که در اثر زنگ زدگی ایجاد می شود سطح فولاد را پوسته پوسته می کند و در نتیجه فولاد عریان می شود و زنگ زدگی پیشرفت می کند و در نهایت زنگ در به سطح بتن رسوب می کند. در بتن مسلح نباید از زود گیرهای کلرید کلسیم استفاده کرد.چون پس مانده آن باعث خوردگی سریع فولاد می شود.برای محافظت بیشتر در برابر خوردگی می توان از فولاد ضد زنگ یا فولاد گالوانیزه ، با پوشش اپوکسی استفاده کرد.

سطح بتن بر اثر عمل کربناسیون حالت قلیایی خود را از دست می دهد و این باعث عدم محافظت از فولاد می شود . عمق کربناسیون به نفوذ پذیری بتن ، مقدار رطوبت و ترک خوردگی در سطح آن بستگی دارد. به همین دلیل میزان اسمی پوشش محافظتی فولاد داخل بتن بر اساس میزان پیش بینی شده شرایط محیطی و درجه بندی مقاومت بتن محاسبه می شود.

میزان محافظت شده محاسبه شده برای همه نو مسلح کننده از جمله میلگرد ، مفتول و الیاف مسلح کننده ثابت اعتبار دارد . گاهی می توان میزان کربناسیون را با استفاده از پوشش های محافظتی کاهش داد.

در حالی که در مورد ضخامت بتن پوششی اطراف اجزای کششی شک داریم می توان با یک دستگاه پوشش سنج ضخامت بتن را اندازه گرفت. اگر فولاد در بتن در حال پوسیدگی باشد می توان از محافظت کاتدیک به

وسیله یک جریان پیوسته که به فولاد وارد می شود برای جلو گیری از پوسیدگی بعدی استفاده کرد، این کار بتن کربناته را دوباره قلیایی می کند.

بتن پیش فشرده

مقاومت بتن در برابر فشار بالا است ولی در مقابل کشش ضعیف است. ایجاد پیش فشردگی در بتن با کابل های فولادی باعث می شود بتن همواره در تنش فشاری باقی بماند و در نتیجه میزان بار بری آن افزایش خواهد یافت. چون کابل ها در حالت فشرده قرار دارند و هر نیرویی را به نیروی فشاری تبدیل می کند و هیچ ضعفی در مقطع بتنی ایجاد نمی کند و بتن فقط تحت بارهای بسیار زیاد به کشش می افتد و ترک می خورد.

برای پیش فشرده کردن بتن دو سیستم متفاوت وجود دارد . در پیش کشیدن ، کابل ها قبل از خود گیری بتن کشیده می شود و در پس کشیدن کابل ها پس از سخت شدن بتن کشیده می شوند.

پیش کشیدن

تعداد زیادی از قطعات بتن پیش فشرده ، از جمله دال ها ی کف با روش پیش کشیدن تولید می شوند. کابل ها را به صورت آزاد در داخل قالب قرار می دهند و با دستگاه مخصوص کشش لازم را وارد می کنند. بتن ریزی را انجام می دهند و به کمک لرزاندن ، هوای آن را تخلیه می کنند و شرایط لازم برای انجام خود گیری سریع تر را فراهم می کنند.طول اضافی کابل ها را که در دو انتها به کمک قطعات مخصوص صابت شده اند می برند و بتن را تحت فشار رها می کنند . مانند بتن مسلح پیش ساخته مقطع و محل قرار گیری کابل ها بر اساس بارها ی محاسبه شده مشخص و رعایت می شود .

پس کشیدن

در روش پس کشیدن ، کابل ها را در قالب کار، داخل غلاف هایی قرار می دهند ، بتن ریزی را انجام می دهند و وقتی به اندازه کافی خود را گرفت دو سر کابل ها را به طرف بیرون می کشند . این کار به وسیله گوه های مخصوصی که به دو سر سیم ها بسته می شوند و پس از قطع شدن کشش محکم می شوند انجام می گیرد.

معمولا بتن را به ویژه در نزدیکی گوه

ها ، مسلح می کنند . در یک روش پس از کشیدن فضاهای خالی داخل غلاف را با دوغاب مخصوص پر می کنند . این کار فشار بر قلاب ها را کاهش می دهد. البته در روش دیگر سیم ها رها می مانند تا در داخل بتن آزادانه حرکت کنند. غلاف ها از تسمه های گالوانیزه یا پلی تن سنگین ساخته می شوند. ضریب پس کشیدن بر پیش کشیدن این است که می توان آنها را خمیده کرد تا در مسیر تنش قرار گیرند. به این ترتیب می توا ن بتن را به شکلی ریخت که کمترین حجم ممکن را داشته باشد . در تخریب یا دوباره سازی بهتر است بتن های پیش فشرده نچسبیده را از فشار خلاص کرد. البته تجربه نشان داده است که در صورت آزاد نکردن قطعه از فشار خطری ایجاد نمی شود. در دوباره سازی و تعییرات، سیم های تحت فشار گاهی باید دوباره قلاب دار و فشرده شوند. البته استفاده از بتن پیش فشرده جلوی جا به جایی سازه ای را نمی گیرد

بتن در نما

در بتن نما ، چه پیش ساخته چه در کارگاه نه تنها به کنترل کیفیت بالایی نیاز است بلکه باید مشخصات و جزئیات مصالح را کاملا و با دقت در نظر گرفت . و یک سطح پایانی مرغوب که هوا زدگی شکل آن را به هم نریزد به دست آورد.

عوامل اصلی موثر در ظاهر بتن عبارتند از :

- ترکیب مخلوط اولیه ( نسبت ها ، نوع مواد )

بتن پیش ساخته

قطعات بتن پیش ساخته به صورت عمودی یا افقی هستند.البته نوع دوم فراوان است.به هر حال در قطعه نما دار و یا بدون نما رعایت مشخصات وکنترل کیفیت از اهمیت زیادی برخوردار است.قالب ها معمولا از تخته چند لا یا فولاد ساخته می شوند. هرچند قالب های فولادی با دوام ترند و برای استفاده مداوم منااسب می باشند، در کارهایی که فرم های پیچیده دارند از قالب های چوبی استفاده می شود. زیرا آنها را راحت تر می توان به شکل مورد نظر درآورد. قالب ها طوری طراحی می شوند که بتن به آنها نچسبد و اندازه های آنها دقیق باشد تا از کیفیت کاراطمینان حاصل شود.

از آنجایی که برای ساخت قالب ها قیمت بالایی پرداخت می شود ، در کارها ی اقتصادی باید تعداد طرح های مختلف را کاهش داد. این مضوع می تواند اثر محسوسی در زیبایی ساختمان بگذارد .اتصالات و نگاهدارنده ها باید در داخل بتن کارگزاشته شوند و معمولا به قطعات کششی داخل بتن وصل می شند.

بتن کارگاهی

کیفیت بتن کارگاهی بستگی زیادی به قالب کار دارد، چون هر نقصی در بتن منعکس می شود. قاب باید به اندازه کافی محکم باشد تا فشار بتن تازه را تحمل کند و اتصالات باید بتوانند جلوی نشت بتن یا دوغاب آن را بگیرند. که در غیر این صورت سطح بتن به هم می ریزد . برای ساخت قالب می توان از انواع چوب ، فلزات و پلاستیک ها بسته به سطح نهایی دلخواه استفاده کرد،بهتر است برای حفظ و نگهداری از قالب ها و مهمتر از همه سطح بتن مورد نظر بتن ریزی از روغن قالب استفاده گردد.

مطالب: مهندس علیرضا مهتدی

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

بتون هبلکس چیست؟
    پیوند به این مطلب

کد مطلب : 24


بتن سبک یا بتن متخلخل در سال 1924 میلادی توسط یک آرشیتکت سوئدی اختراع گردید . هم اکنون در اروپا بتن سبک تحت نامهای (Ytong) و یا ( Hebelex ) عرضه می شود . ساخت این محصول با استفاده از تکنولوژی پیشرفته از طریق اختلاط و پخت مواد اولیه : ماسه سیلیسی، آهک ، سیمان ، پودر آلومینیوم و آب انجام می گیرد . عمده خواص بتن سبک ( هبلکس ) عبارتست از:

وزن مخصوص : هر متر مکعب حدود 600 کیلوگرم .

• مقاومت فشاری : 30 تا 35 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع با امکان افزایش آن بر حساب نیاز مصرف کننده .

کار کردن با بتن سبک ( هبلکس ) بسیار آسان است، مثلاً به راحتی می توان آن را ارّه نموده یا میخ در آن کوبید و یا جای پریز یا کانال عبور سیم برق و لوله آب را در آن به وجود آورد. علاوه بر این بتن سبک در مقابل آتش بسیار مقاوم است و کلیه شرایط سلامت محیط زیست را دارا می باشد.

با توجه به آیین نامه جدید محاسبه ایمنی ساختمان ها در برابر زلزله ، بکارگیری مصالح سبک وزن راه حل مناسب و با صرفه در جهت افزایش ایمنی ساختمان می باشد و بلوک های بتن سبک ( هبلکس ) تأمین کننده این مزیت فنّی است. یک متر مکعب بلوک هبلکس حدود 600 کیلوگرم وزن دارد که برابر 866 عدد آجر به وزن 1750 کیلوگرم می باشد ، به عبارت دیگر یک عدد بلوک 20×25×60 هبلکس مطابق با 46 عدد آجر است، در حالیکه وزن آن برابر وزن 10 عدد آجر بوده و یک کارگر به راحتی می تواند آنرا حمل نماید و سریعاً نیز نصب می گردد .

در ضمن ملات مصرفی برابر 25% ملات مورد نیاز برای اجرای همان دیوار با آجر بوده و به درصد سیمان کمتری نیز دز ملات نیاز دارد. به عنوان مثال چنانچه برای اجرای یک دیوار با آجر به یکصد کیلوگرم سیمان نیاز باشد همان دیوار در صورت استفاده از بلوک های هبلکس 15 کیلوگرم سیمان مصرف می کند.

همچنین بارگیری و حمل بلوک های هبلکس که در قالب های 15/3 متر مکعبی بسته بندی می شوند با استفاده از جرثقیل فکی و تریلی کفی به راحتی و اقتصادی تر انجام میگیرد. یک تریلی 9 پالت بزرگ برابر 35/28 متر مکعب را حمل می نماید.

هبلکس = عایق گرما، سرما، صدا و مقاوم در برابر زلزله و ...

هبلکس = صرفه جویی در آهن یا آرماتور، زمان اجرا، ملات مصرفی، دستمزد و ...

هبلکس = چسبندگی قابل توجه با ملات سیمان و ماسه و گچ و خاک به موجب گواهی وزارت مسکن و شهر سازی .

مزایای فنّی :

سبکی وزن ، عایق در برابر حرارت، عایق دز برابر برودت، عایق در برابر صدا، استحکام و پایداری در مقابل زلزله، آتش سوزی و بسیاری مزایای دیگر از محاسن بلوک های هبلکس نسبت به سایر مصالح قدیمی نظیر آجر های معمولی و آجر های سفال می باشد.

مزایای اجرائی :

با توجه به ابعاد و سبکی و راحتی نصب بلوک های هبلکس در همه ضخامت ها، سرعت اجرای بتون هبلکس نسبت به سایر مصالح به 3 برابر بالغ می گردد.

مزایای اقتصادی :

پروژه های ساختمانی با استفاده از بلوک های هبلکس با در نظر گرفتن سرعت اجرا، به دستمزد کمتری احتیاج دارد و همچنین استفاده از هبلکس به سبب مصرف ملات کمتر و نیز کاهش بارهای وارده به سازه به دلیل وزن کم دیوار ها که موجب کاهش ابعاد سازه می شود، صرفه جویی قابل ملاحظه ای را در هزینه مصالح مصرفی موجب می گردد.

به علاوه در مقایسه میان مصالح سنتی و هبلکس اقلام زیر نیز ارقام توجه ای را تشکیل می دهند :

سرعت زیاد آجر چینی با هبلکس، سرعت زیاد کارهای تأسیساتی، کاهش مقاطع ساختمانی به هنگام محاسبه و صرفه جویی قابل ملاحظه در سازه های فلزی و بتنی. به علاوه استفاده از هبلکس موجب صرفه جویی چشمگیری در انرژی برای سرمایش و گرمایش ساختمان بعد از احداث می شود. همچنین ضایعات هبلکس کلّا به عنوان پوکه مورد استفاده قرار می گیرد در حالیکه ضایعات زیاد آجر عملاً بلا استفاده می ماند.

دستورات العمل اجرایی :

1- کادر اجرایی :

کارکردن با هبلکس نیاز به تخصص خاصی ندارد با توجّه به ابعاد و سهولت کار با هبلکس، سرعت اجرا نیز نسبت به آجر نیز نسبت به آجر سفال تا دو الی سه برابر افزایش می یابد .

2-ملات مورد نیاز :

همان ماسه و سیمان می باشد و با توجه اینکه بلوک های هبلکس یک نوع بتن سبک می باشد و هم گونی کاملی با ملات ماسه سیمان دارد می توان نسبت ترکیب را به پنج یا شش به یک تبدیل و در مصرف سیمان صرفه جویی بیشتری نمود، در مواردی که تیغه بندی های مورد اجرا با آب و رطوبت سر کاری نداشته باشند ( مثل دیوار اتاق خواب، کار، ...) می توان از ملات گچ و خاک ( به لحاظ صرفه جویی اقتصادی ) نیز استفاده نمود.

3-جذب آب :

با توجه به ابعاد و متخلخل بودن بلوک های هبلکس، نم و رطوبت توسط این بلوک ها منتقل نمی شود . در عین این که این بلوک ها نم و رطوبت را نسبت به مصالح مشابه جذب می کند، لذا در زمان استفاده از این بلوک باید نکات زیر را رعایت نمود :

اولاً : قبل از اجرا بلوک ها باید کاملاً خیس نمود.

ثانیاً : ملات مصرفی را نیز باید با رقّت بیشتری تهیه نمود.

ثالثاً : بعد از اجرا در صورت امکان به دیوارها آب داده شود.

4-اندود گچ و خاک :

با توجّه به سطح صاف و صیقلی هبلکس نسبت به سایر مصالح در صورت اجرای صحیح دیوار ها به اندودی بیش از 1 الی 2 سانتیمتر نیاز نخواهد بود ( یعنی در هر طرف نیم الی یک سانتیمتر.)

5-از نظر نصب تأسیسات و روکار :

مانند سایر مصالح می باشد

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن)) 

www.clinicbeton.ir

بتن سبک هوادار
  

کد مطلب : 21


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 ...)

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 بتون معمولی غالبا با دانسیته 2400kg/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، (400 الی 1800 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 FOPOR 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 که به نوبه خود ضررهایی برای محیط زیست دارا می باشند ولی در کشورهای توسعه یافته این نوع بتن سبک هوادار داده است.

شرکت FOPOR SYSTEM در حال حاضر با بیش از 25 سال سابقه اجرایی در 30 کشور جهان مورد تایید موسسه استاندارد (( دین آلمان)) می باشد و از این منظر نیز با چند شرکت داخلی در حال انجام پژوهش هایی در این زمینه می باشد.

خصوصیات فنی:

بتن سبک هوادار را می توان در دو سطح دانسیته ای تولید کرد :

الف - وزن مخصوص (400 الی 900 کیلو گرم بر متر مکعب) برای ساخت بلوکهای ساختمانی غیرباربر و همچنین بلوکهای تزئینی و پانلها.
ب - وزن مخصوص (1000 الی 1800 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 :

1-عایق رطوبت

2-عایق گرما وسرما

3- عایق صوت

4-مقاومت بیشتر در مقابل حریق

5-نسبت مقاومت فشاری مناسب به وزن

6-کاهش بار مرده در ساختمان

7- مقاوم در مقابل نفوذ آب

8-خاصیت خوب جذب و دفع آب
9-راحتی در عمل بریدن و میخ کوبی

10-انقباض مطلوب در حین خشک شدن

11- مقاوم در برابر یخ زدگی بتن

12-جلوگیری از استهلاک سیستم سرمایش و گرمایش گازی معروفند جای خود را به بتن سب

مزایا:

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

1-صرفه جویی در هزینه های ترانسپورت قطعات پیش ساخته بتنی(تولید صنعتی)

2-صرفه جویی در حمل مصالح (وزن ماسه و میله گرد)

3-عمر مفید بیشتر قالب فلزی (ضریب تکرار بیشتر قالب در سیستم بتن سبک)

4-حذف دستمزدهای بنایی (گچ و خاک و حداقل سفید کاری)

5-حذف هزینه های مصالح (خاک و گچ)

6-حذف دستمزدهای اجرای نماکاری (سیمانکاری)

7-حذف هزینه های مصالح نماکاری (سیمان و ماسه)

8-حذف هزینه های مربوط به ترانسپورت پرت مصالح به خارج از کارگاه

9-صرفه جویی در هزینه های مصرف انرژی (نفت، گاز، برق، ...) بدلیل تبادل حرارتی و برودتی بهتر دیوار بتن سبک

10-سرعت در اجرا به دلیل سیال بودن بتن سبک، عمل بتن ریزی به مراتب سریعتر از بتن معمولی انجام می شود و در

این سیستم عمل ویبره حذف می گردد.

11-صرفه جویی در مصرف میله گرد، در اینجا باید رقم 30% را در هزینه های مربوط به وزن میله گرد منظور نموده (دیوارهای باربر و پی ها)

12-سهولت عملیات کنده کاری و هزینه های مربوط در مقایسه با دیوار آجری

13-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

1-ایزولاسیون پشت بام

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

2-ایزولاسیون کف ساختمان به مانند Topseal

این بتن می تواند بعنوان یک عایق رطوبتی و حرارتی برای کفها مورد استفاده قرار گیرد، بطوریکه هر 5 سانتی متر بتن سبک هوادار معادل یک لایه قیر اندود عمل می کند .

یا به عنوان مثال پوشش Topseal می تواند از عایق های نسل جدید باشد،سرد اجرا و بالایه ای کمتر از 1 میلیمتر.

3-ساختمان سازی

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

4-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.

5-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.

6- حصار کشی

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

7-بلوکهای تزئینی و متفرقه

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،آبراه باران و ... استفاده نمود.

8- 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.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

بررسی امکان استفاده از پسماندهای ساختمانی بازیافت شده در ساخت ، اجرا و نگهداری بتن
  
کد مطلب : 25

بدون شک امروزه یکی از دغدغه های بزرگ جوامع بشری مواجه با محیط زیست و بررسی و به کار گیری راه های حفظ آن به عنوان پیش نیاز زندگی انسان و سایر موجودات زنده می باشد . در این راه نحوه مدیریت پسماندها ی مختلف از اهمیت بالایی برخوردار می باشد.

مقدمه:

تحقیقات انجام شده در جهان نشان می دهد که حجم نخاله¬های ساختمانی در میان سایر زباله¬ها 13 تا 29 درصد می باشد[2]. در سال 1996 تخمین زده شد که 136 میلیون تن ضایعات ساختمانی حاصل از تخریب و نوسازی مربوط به ساختمان سازی در ایالات متحده تولید شده،که از این مقدار 43 درصد در منابع مسکونی و 57 درصد حاصل از منابع غیر مسکونی است. علاوه براین، ضایعات ساختمانی 48 درصد از کل، که شامل 44 درصد حاصل بازسازی و 9 درصد حاصل ساخت و ساز جدید است . متاسفانه تخمین های مشابهی برای نخاله های ساختمانی حاصل از ساخت و ساز مراکز غیر مسکونی و تجاری و تخریب فیزیکی مراکز از جمله سازه¬های بتنی ، پل های فولادی ، بستر سازی جاده و پاکسازی محل قابل دسترسی نیستند. بر اساس بررسی منابع چندگانه این طور تخمین زده می¬شود که نخاله¬های ساختمانی غیربنایی 2 پوند / هر نفرروز است. با استفاده از یک جمعیت 280 میلیونی، مقدار معادل نخاله¬های ساختمانی، غیربنایی در ایالت متحده حدود 100 میلیون تن در سال است. [1] حجم ضایعات ساختمانی کشور آمریکا برای تعمیرات و بازسازی راه¬ها حدود 91 میلیون تن و بتن قابل بازیافت در سال¬های 1992 تا 1997، 26 تا 100 میلیون تن است . همچنین در ایالت کالیفرنیای امریکا حدود 12 درصد از حجم محل¬های دفن را نخاله¬ها تشکیل می¬دهند که حدود 25 درصد از حجم کل آن¬ها می¬باشد. میانگین وزن ضایعات ساختمانی در این ایالت بیش از 4 میلیون تن در سال است.[2]

آمار ثبت شده در خصوص میزان خاک و نخاله ساختمانی دفع شده در تهران نشان می¬دهد، از سال 1368 تا سال 1377 ، مجموعاً 61275196 تن معادل 116928033 مترمکعب آوار ساختمانی توسط 8847829 سرویس خودرو به محل تعیین شده از طرف شهرداری دفع شده است. آمارتولید نخاله¬های دفع شده در سال 1380، در گودال¬های اطراف تهران حدود 11973947 تن بوده است که بیش¬ترین مقدار به ترتیب، در گودهای کهریزک و آبعلی دفع شده است. [9] با توجه به اطلاعات موجود در سال 1385 ، سهم پروانه¬های صادره برای تخریب و نوسازی نشان دهنده این است که عملاً بین 5 تا 8/25 درصد بوده. در حالی که برای شهر تهران از کل پروانه¬های صادره برای تخریب حدود 90 تا 94 درصد برای تجدید بنا پس از تخریب است که می¬تواند حجم عملیات تخریب را نشان بدهد. [10]

با توجه به حجم بالای تولیدپسماندهای ساختمانی در بخش¬های مسکونی و غیر مسکونی از یک سو و از طرف دیگر حجم بالای مصرف بتن به عنوان پر مصرف¬ترین محصول ساختمانی در حالی که هر روز ابعاد و تعداد پروژه¬های عمرانی به خصوص در کشورهای در حال توسعه در حال گسترش می¬باشد، بدیهی است که انجام فرآیند بازیافت این پسماند تا چه حد می تواند در حفظ منابع موجود که بعضاً غیر قابل تجدید می¬باشند و نیز حفظ محیط زیست از ورود این حجم پسماند¬های ساختمانی ، لازم و ضروری باشد. در این مقاله سعی می¬گردد تا پتانسیل ها ، مشکلات ، راهکارها و مزایای این امر در راستای تحقق دستیابی به آن ارزیابی گردد.

تعریف پسماندهای ساختمانی:

فعالیت¬های ساختمانی شامل مجموعه فعالیت¬ها و مراحل ایجاد ساختمان و ابنیه¬های مختلف در بخش¬های آب، صنعت اسکله¬ها، راه¬ها، محوطه¬ها و ... ، تغییرات اساسی برای افزایش کارایی و عمر بنا ، تجدید بنا و تغییرات جزئی می¬شود .پسماند ساخت و تخریب، از ساخت، نوسازی و تخریب ساختمان¬ها، ابنیه صنعتی، سازه¬های آبی چون مخازن و سدها، کارخانه ها، نیروگاه¬ها، تاسیسات اتمی، اسکله¬ها، رویه راه¬ها، جداول و قطعات پیش¬ساخته، پل¬ها و ... ، و پاک¬سازی آوارهای ناشی از بلایای طبیعی و انسانی حاصل می¬شوند. [1]

اگر چه ضایعات ساختمانی جزو کم خطرترین انواع پسماند یعنی پسماندهای عادی طبقه بندی می¬شوند، ولی از اوایل دهه 90 بر اساس مطالعاتی که صورت گرفته، مشخص شده است که مواد زائد خطرناک مانند چسب، رنگ و رزین¬ها، هر چند ناچیز، همراه نخاله¬ها ممکن است خطراتی را برای محیط زیست و انسان ایجاد نماید.[3] حجم پسماندهای ساختمانی به عواملی چون میزان رشد جمعیت و نیاز روزافزون به محل سکونت و تاسیسات و تجهیزات زیربنایی، نرخ مهاجرت روستاییان به شهرها و توسعه ناخواسته مراکز جمعیتی، بافت و قدمت ساختمان¬های موجود و میزان مقاومت آن¬ها در برابر زلزله، بلایای طبیعی، معماری ساختمان¬های موجود و تقاضای نسل حاضر و ... بستگی دارد.[2]

انواع پسماند¬های ساختمانی:

پسماند ساخت و تخریب ابنیه و سازه¬ها شامل بتن، آسفالت، چوب، فلزات، شیشه، گچ، آجر، انواع سنگ، مواد پلیمری، موزائیک، سرامیک، کاشی و مواد لازم برای بام سازی هستند.

معمولا اجرای این نخاله¬ها را حدوداً 40 تا 50 در صد بتن، آسفالت، آجر، بلوک، سنگ و خاک، 20 تا 30 درصد چوب و محصولات مربوطه و 20 تا 30 درصد پسماند های متفرقه¬ای همچون فلزات، گچ، شیشه، آزبست و سایر مواد عایق و پلیمری و اجرای تاسیسات آب و فاضلاب و برق تشکلیل می¬دهد.]1[ در کشور استرالیا عمده نخاله¬های ساختمانی بر حسب تن در سال شامل 726000 بتن،795000 آسفالت، 471000 آجر، 300000 مصالح بنایی، 41000 خاک، 176000 سنگ، 35000 ضایعات چوب و ... می¬باشد. در صد ترکیب مواد تشکیل دهنده آوراهای ساختمانی کشور ایرلند در سال 1996 شامل 45 درصد خاک و سنگ، بتون، آجر، کاشی، سرامیک 31 درصد، فلزات 6 درصد، آسفالت و قیر 1 درصد، چوب 7 درصد و سایر موارد 10 درصد می¬باشد. در آلبرتا کانادا در سال 1997 آوار ساختمانی شامل 35 درصد چوب، 24 درصد سرامیک، 17 درصد مصالح بنایی، 8 درصد کاغذ، 7 درصد فلزات آهنی، 3 درصد شیشه، 2 درصد پلاستیک و 16 درصد سایر مواد بوده است. درصد تفکیک میانیگن آوار ساختمانی در آمریکا شامل 27 درصد چوب، 23 درصد آسفالت، بتن و آجر، 13 درصد تخته گچی، 12 درصد مصالح بام سازی، 9 درصد فلزات، 3 درصد کاغذ و 1 درصد پلاستیک می باشد. [10]

بازیافت نخاله ساختمانی در سایر کشورها:

در حال حاضر در بسیاری از کشورهای پیشرفته به دلیل مسائل زیست محیطی مانند کمبود منابع، کمبود محل دفن و آلودگی محیط زیست بازیافت نخاله¬های ساختمانی مورد توجه ویژه¬ای می¬باشد و این امر از سوی کلیه دست¬اندرکاران دنبال می¬گردد. در کشور ایرلند در حدود 82 درصد از نخاله¬های ساختمانی بازیافت می¬گردد. در دولت محلی انتاریودرکشور کانادا این عدد 12 درصد ، در ژاپن این عدد 98 درصد و در ایالات مختلف آمریکا متغیر است. در بسیاری از کشورها نیز فعالیت¬های زیادی در کاهش تولید نخاله و نیز استفاده مجدد از آن¬ها صورت گرفته است. [10]

مقدار مصالح بازیافتی در استرالیا[10]

مصالح بازیافت شده مقدار ( تن در سال )
بتن 726000

آسفالت 795000

آجر 471000

مصالح بنایی 300000

خاک 41000

سنگ 176000

ضایعات چوب 35000

مقدار مصالح تولیدی و بازیافتی در ایرلند[10]

سال زباله تولیدی (بدون زباله کشاورزی) مدیریت دفع آوار درصد آوار بازیافت شده

1995 11.2 میلیون تن 1.3 میلیون تن 35%

1998 15.4 میلیون تن 2.7 میلیون تن 43.30%

انواع بازیافت مواد پسماندهای ساختمانی :

پسماندهای ساختمانی شامل چهار بخش پسماندهای ناشی از ساخت، پسماندهای ناشی از تخریب ساختمان¬ها، پسماندهای ناشی از تعمیر و پسماندهای ناشی از بلایایی مانند زلزله ، انفجار و ... می¬باشد [10] . این چهار پسماند از منظر ماهیت و ساختار همانند هم بوده لذا اختلاف آن¬ها در تنوع و حجم پسماند و نحوه¬ی جداسازی آن¬ها می¬باشد. بدیهی است که مصالح ناشی از تخریب دارای حجم و تنوع بیشتر پسماند می¬باشد. بازیافت پسماند مصالح ساختمانی به دو صورت انجام می گیرد:

• بازیافت موادی که بدون هیچ گونه تغییر ماهیتی به چرخه باز مصرف برمی¬گردند مانند فولاد و...

• بازیافت موادی که پس از طی فرایندی به مواد جدید تبدیل می¬شوند. مانند شیشه، مواد پلیمری و پلاستیک و...[1]

مزایای استفاده از بازیافت نخاله¬های ساختمانی در ساخت بتن:

• حفظ منابع محیط زیست که در بسیاری از صنایع تجدید ناپذیر و یا در بازه¬های زمانی بسیار بلند تجدید می¬گردد: امروزه بتن پر مصرف¬ترین مصالح ساختمانی به¬شمار می¬آید. بدیهی است که این امر خود نشان دهنده حجم بالای استفاده از منابع مختلف مانند آهن، سیمان، سنگ دانه¬ها و آب به صورت مستقیم برای تولید بتن باشد. برخی از محصولات جانبی مانند مواد محافظتی و کیورینگ بتن و اسپیسرها نیز به صورت غیر مستقیم با افزایش دوام سازه¬ها باعث حفظ این منابع می¬گردند.

• کاهش پسماندهای نهایی و آلودگی محیط زیست: با توجه به حجم بالای پسماندهای ساختمانی استفاده بخشی از آن¬ها نیز در ساخت این پرمصرف¬ترین مصالح ساختمانی باعث کاهش بخشی از پسماندهای تولیدی و مشکلات ناشی از عدم بازیافت آن¬ها می¬گردد.

• ایجاد اشتغال: با توجه به نیازهای تخصیص منابع انسانی در مراحل مختلف چون تحقیقات، جداسازی و حمل پسماندها، کارخانه تبدیل مواد رونق این امر می تواند ایجاد کننده فرصت¬های شغلی باشد.

• منافع اقتصادی: با آزاد سازی قیمت¬ها، حذف یارانه¬های دولتی و در حال حاضر تحریم¬های موجود بر اقتصاد ایران و به تبع آن افزایش هزینه¬های تولید و حمل، بازیافت انواع پسماندها به خصوص بازیافت مصالح گران قیمت ساختمانی مانند سیمان، سنگ دانه ها، آرماتور، مواد شیمیایی، لوازم قالب بندی و ... می تواند ایجاد کننده منافع اقتصادی مناسبی چه از نظر حفظ منابع طبیعی و ایجاد امکان صادرات و چه از منظر بازیافت پسماندها برای سرمایه¬گذاران باشد.

مسائل، پیش نیاز¬ها و راهکارهای مورد نیاز جهت بازیافت مصالح ساختمانی قابل مصرف در بتن:

• تحقیقات و پژوهش جهت دستیابی به راهکاری علمی و عملیاتی برای بازیافت پسماندها و چگونگی تبدیل به مصالح جدید و غیرجدید پیشنهادی در صنایع مرتبط، دانشگاه-ها و مراکز پارک¬های فن¬آوری و ...: لازم به ذکر است که این امر بیشتر در توسعه محصولات بازیافتی در تبدیل به محصولات جدید، دارای اهمیت می باشد. این امر در حال حاضر در بسیاری از کشورهای پیشرفته مانند آلمان، استرلیا، آمریکا، کانادا و ... با توجه به محدودیت شدید منابع و محل دفن در حال انجام و اجرا می باشد. [10]

• آموزش دست¬اندرکاران: هم اکنون در بسیاری از کشورهای توسعه یافته دوره¬هایی برای دست¬اندرکاران عرصه ساخت¬ و ساز از سوی سازمان¬های مربوطه برگزار می¬گردد. این دوره¬ها بر مبنای استفاده از مصالح با قابلیت بازیافت بیشتر، چگونگی بازیافت و مراحلی که بر عهده ایشان می باشد مانند جداسازی و ... و نیز استفاده از انواع مواد بازیافتی، در بخش¬های طراحی، ساخت و تخریب می¬باشد. [10] این امر می¬تواند تا حدود زیادی مشکلات مربوط به عملی شدن این فرآیند را تسهیل نماید.

• تدوین استانداردهای کنترل کیفی و اجرایی بازیافت پسماندها و تبدیل به مصالح کاربردی ساختمانی و بتن: هم اکنون در بسیاری از کشورهای جهان استانداردها و دستورالعمل-هایی جهت بازیافت نخاله¬های ساختمانی تدوین و در اختیار دست¬اندرکاران مربوطه قرار گرفته است. [10]

• طراحی و ایجاد سیستم¬های جمع¬آوری، جداسازی و حمل پسماندهای ساختمانی با بکارگیری و مشارکت صنایع خصوصی و شهرداری¬ها و کارخانجات تولید مصالح مرتبط: در حال حاضر تعدادی از این تجهیزات مانند تجهیزات و خط بازیافت مصالح سنگی ناشی از تخریب بتن و ... طراحی و در بسیاری از کشورهای پیشرفته مورد استفاده قرار می¬گیرد. لذا شایسته است با تحقیقات و سرمایه¬گذاری محققین داخلی بازیافت سایر متریال و پسماندهای ساختمانی نیز تحقق یابد. البته این امر در حال حاضر به صورت بسیار محدود آن هم صرفاً در خصوص بازیافت مصالح سنگی در برخی محل¬های دفن مانند ایستگاه آبعلی تهران در حال انجام می¬باشد که نیازمند گسترش از نظر حجم، وسعت و تنوع می¬باشد. [9]

• تامین منابع مالی اولیه در بخش¬های تحقیقات و بازیافت توسط منابع دولتی و یا شهرداری¬ها: با توجه به منافع اقتصادی بلند مدت و زیست محیطی و نیز بهره¬گیری از سرمایه-گذاری بخش خصوصی کارخانجات نهایی محصولات ساختمانی و یا سرمایه گذاران جدید، با توجه به منافع اقتصادی، قوانین مورد نیاز ایجاد گردد. در حال حاضر در بسیاری از کشورهای دنیا قوانینی وضع گردیده و اجرا می¬شود که بخش زیادی از هزینه¬ها بر عهده تولیدکننده¬های نخاله¬های ساختمانی می¬باشد. [10]

مصالح قابل بازیافت نخاله ساختمانی برای ساخت بتن :

بدیهی است اگر صرفاً در مبحث بازیافت به استفاده از بتن تخریبی آن محدوده با هزینه دو برابر و نیمی نسبت به استفاده از سنگ دانه دست اول جامه¬ی عمل پوشیده شود، به هیچ وجه اقتصادی نمی¬باشد لذا لازمه موفقیت این امر، دیدگاه ارزش¬های محیط زیستی و استفاده و انجام بازیافت حداکثری همه بخش¬ها و انواع نخاله ساختمانی می¬باشد [9].

• انواع مصالح پلیمری و لاستیکی: درب و پنجره¬های UPVC ، لوله¬های پلیکا، انواع کف پوش، دیوار پوش و سقف های کاذب پلیمر، انواع بسته بندی¬های پلیمری مواد و سایر محصولات.

• انواع بتن¬های تخریبی: انواع بتن¬های مصرفی در فونداسیون¬ها، دال¬ها، ستون، دیوارهای برشی، تیرها، محوطه سازی¬ها، کف سازی¬ها، انواع سازه¬ها، مخازن، نیروگاه¬ها، پل¬ها، کارخانه¬ها و ...

• انواع سنگ: سنگهای مصرفی در کف سازی و نما سازی و ...

• کاشی و سرامیک: کاشی و سرامیک¬های اجرا شده در سرویس¬های بهداشتی، حمام، آشپزخانه و کف سازی سالن و اتاق¬ها.

• انواع آجرهای سفالی: دیوارهای سنتی و پارتیشن، بلوک¬های سقفی بلوکی و ...

• مصالح گچی: نازک کاری¬ها و پارتیشن¬ها.

• انواع آهن آلات: درب و پنجره¬ها، نعل درگاه¬ها، اسکلت¬ها، میلگردها، شیرآلات، نرده¬ها و ...

• انواع مصالح پایه نفتی: انواع پوشش¬های آب بند مانند آسفالت ، قیرگونی و ایزوگام.

• شیشه: انواع شیشه¬های درب و پنجره و ...

• آسفالت: آسفالت موجود در جاده¬ها ، محوطه سازی¬ها و پشت بام¬ها.

پتانسیل¬های استفاده از مصالح بازیافتی در بتن:

• آرماتور: این محصول قابل بازیافت از کلیه آهن آلات استخراجی از نخاله¬های ساختمانی در کارخانه¬های ذوب و نورد می¬باشد. این بازیافت به صورت مستقیم و بدون تغییر در نوع محصول بازیافتی حاصل از پسماند می¬باشد.

• شیشه: امروزه براساس تحقیقات و آزمایش¬های انجام شده به اثبات رسیده است که افزودن پودر شیشه¬های بازیافتی در هنگام استفاده جایگزین سیمان و یا سنگ دانه در بتن¬های جدید ضمن حفظ مقاومت فشاری، باعث ارتقا مقاومت الکتریکی و کاهش نفوذ پذیری آن می¬گردد. همچنین استفاده از پودر شیشه در سنگ¬های مصنوعی بتنی تولیدی می¬تواند باعث افزایش کیفیت سایشی و زیبایی آن گردد.[4]

مشخصات مقاومت الکتریکی و مقاومت فشاری بتن حاوی پسمانده های شیشه [4]

مقاومت فشاری 28 روزه ( Kg/cm2) مقاومت فشاری 7 روزه (Kg/cm2) مقاومت الکتریکی بتن 28 روزه مقاومت الکتریکی بتن 7 روزه شماره نمونه

288.4 166.2 7.7 5.3 نمونه 1

282.4 172 7.7 6 نمونه 2

320.5 154 7.6 5.6 نمونه 3

280.5 182.8 10 8.6 نمونه 4-نصف شیشه

291.3 193.6 11 9 نمونه 5-نصف شیشه

292 190.2 11.1 8.7 نمونه 6-نصف شیشه

224.1 185 10 8.1 نمونه 7-تمام شیشه

241 204.7 9.6 8.1 نمونه 8-تمام شیشه

230.5 139 9.5 8 نمونه 9-تمام شیشه

• استفاده از مصالح لاستیکی و پلاستیکی بازیافتی به عنوان افزودنی در بتن: با توجه به تحقیقات انجام شده توسط برخی از کارشناسان داخلی و خارجی به اثبات رسیده است که استفاده از لاستیک می¬تواند باعث ارتقا برخی از خواص در بتن¬های جدید گردد، مانند افزایش الاستسیته، مقاومت کششی، مقاومت ضربه ای و...[7-8]

• استفاده از کاشی بازیافتی در بتن: در حال حاضر در بعضی از کشورها تحقیقاتی برای استفاده از کاشی و سرامیک بازیافتی در کف¬پوش¬های تزیئی انجام گردیده که در برخی از کشورها از جمله کشور دانمارک بعضی از کارخانجات تولید این کف پوش¬ها، در حال فعالیت می¬باشند. [9]

• استفاده از پودر آجر در بتن: براساس تحقیقات انجام شده توسط محققان به اثبات رسیده است که افزودن پودر آجر به جای سیمان در بتن باعث حد قابل قبولی کاهش مقاومت فشاری و یا سایشی گردیده و می¬تواند در بتن¬های با مقاومت معمولی و بتن¬هایی که نیاز به مقاومت سایشی بالا ندارند، مورد استفاده قرار گیرد.[ 5]

• انواع فاصله نگهدارهای پلاستیکی آرماتور: اسپیسرهای پلاستیکی یا فضاسازهای آرماتورها قابل بازیافت از انواع مواد پلیمری موجود در نخاله¬های ساختمانی مانند محصولات پلاستیکی و پی وی سی می¬باشد.

• واتراستاپ: استفاده از پلیمرهای بازیافتی از نخاله¬ها برای ساخت نوارهای واتراستاپ جهت آب بندی درزهای اجرایی و انبساطی بتن.

• الیاف بتن: انواع الیاف¬ها که در دو نوع پلیمری و فلزی مورد استفاده در بتن می¬باشند قابلیت تولید از بازیافت انواع مواد پلیمری و آهن آلات موجود در نخاله را دارند. این الیاف با ایجاد خواصی چون کاهش ترک¬های حرارتی و اجرایی در بتن و افزایش مقاومت کششی، خمشی و فشاری بتن می¬گردد.

• سنگ دانه: امروزه با توجه به تحقیقات و پژوهش¬های انجام شده اثبات گردیده که بازیافت مصالح سنگی بتن در بسیاری از مواقع با شناخت خواص و پتانسیل آن قابلیت استفاده در بتن جدید را دارد. در صورتی¬که از بتن خرد شده صرفاً به عنوان درشت دانه استفاده شود تاثیر چندانی بر مقاومت نداشته (بسته به میزان جایگزینی سنگدانه¬ها باعث کاهش مقاومت از 10 درصد تا حداکثر 40 برای جایگزینی 80 درصدی مصالح سنگی درشت دانه می¬شود ) و سایر مشخصات بتن نیز دست خوش تغییر عمده نخواهد شد. لذا در صورتی که جایگزین بخش ریز دانه گردد، برخی از خواص مانند مقاومت فشاری، کششی، مدول الاستسیته و جمع¬شدگی بسته به میزان جایگزینی می¬تواند باعث ارتقاء حداکثر تا 15 درصد گردد [9]. همچنین جایگزینی مصالح سنگی بازیافتی از بتن تخریبی باعث کاهش وزن مخصوص بتن تا در حدود 2100 کیلیوگرم می گردد. [6] مصرف مصالح بازیافتی به عنوان سنگ دانه¬های بتن در سه طیف قابل استفاده است .

1. بتن¬های سازه¬ای با استفاده از بازیافت بتن¬های تخریبی و سنگ¬های ساختمانی

2. بتن¬های پر کننده با استفاده از نخاله¬های ساختمانی ناشی از بازیافت بخش¬های غیر بتنی و با مقاومت کمتر مانند دیوارهای سفالی، گچ ها، بلوک¬ها و ...

3. بتن¬های مصرفی جهت تولید بتن¬های سبک با استفاده از مواد بازیافتی از مصالح سبک بازیافتی مانند یونولیت ها، دیوارهای آجری و گچی، مصالح چوبی و .... [9]

طرح اختلاط بتن با مصالح بازیافتی [9]
ریزدانه (5-0 م. م ) درشت دانه (20-5 م.م ) نسبت آب به سیمان آب سیمان مشخصه مخلوط

در صد جایگزینی آواری طبیعی درصد جایگزینی آورای طبیعی

(Kg/m3 ) (Kg/m3 ) (Kg/m3 ) (Kg/m3 ) (Kg/m3 ) (Kg/m3 )

0 0 840 0 0 948 0.53 185 350 S0G0

20 168 672 0 0 948 0.53 185 350 S2G0

40 336 504 0 0 948 0.53 185 350 S4G0

60 504 336 0 0 948 0.53 185 350 S6G0

80 672 168 0 0 948 0.53 185 350 S8G0

100 840 0 0 0 948 0.53 185 350 S10G0

0 0 840 20 19 758 0.53 185 350 S0G2

0 0 840 40 380 569 0.53 185 350 S0G4

0 0 840 60 570 379 0.53 185 350 S0G6

0 0 840 80 760 190 0.53 185 350 S0G8

0 0 840 100 950 0 0.53 185 350 S0G10

مشخصات بتن تازه تولیدی با مصالح بازیافتی [9]

مثاومت فشاری ( Mpa ) نسبت آب به سیمان سیمان مشخصه مخلوط

درصد تفییرات 28 روزه 7 روزه

(Kg/m3 )

0 32.7 20.6 0.53 350 S0G0

+6.1 34.7 21.6 0.53 350 S2G0

+8.2 35.3 25.6 0.53 350 S4G0

+9.7 35.8 27.6 0.53 350 S6G0

+14.8 37.5 30.1 0.53 350 S8G0

+14.3 37.3 29.3 0.53 350 S10G0

-9.2 29.7 16.8 0.53 350 S0G2

-25.2 24.3 15 0.53 350 S0G4

-30.6 22.7 14.6 0.53 350 S0G6

-31.1 22.5 13.7 0.53 350 S0G8

-39.8 19.7 12.5 0.53 350 S0G10

مشخصات بتن سخت شده تولیدی با مصالح بازیافتی [9]

دمای بتن وزن مخصوص بتن تازه اسلامپ نسبت آب به سیمان سیمان مشخصه مخلوط

درجه سانتیگراد ( Kg/m3 ) ( Cm )

(Kg/m3 )

30 2324 15 0.53 350 S0G0

29 2315 8 0.53 350 S2G0

29 2305 6 0.53 350 S4G0

30 2282 2.5 0.53 350 S6G0

30 2236 1 0.53 350 S8G0

29 2207 0 0.53 350 S10G0

30 2323 18 0.53 350 S0G2

30 2288 20 0.53 350 S0G4

30 2257 20 0.53 350 S0G6

29 2228 21 0.53 350 S0G8

29 2230 22 0.53 350 S0G10

• مواد چسباننده بتن (جایگزین سیمان): استفاده از مواد پلیمری بازیافتی نخاله¬های ساختمانی به عنوان مواد چسباننده در بتن برای مصارف خاص مانند ملات¬های تعمیراتی، پرکننده و یا حتی مواد جایگزین گروت¬ها مانند بتن¬های پلیمری و ...

• مصالح یا مواد کیورینگ یا حفظ رطوبت بتن: با توجه به اهمیت کیورینگ مناسب در کیفیت و دوام بتن و تنوع روش¬های موجود برای این امر، استفاده از مصالح بازیافتی به صورت ایجاد فیلم¬های حفظ رطوبت از مواد پلیمری و ... مانند ورق¬های پلاستیکی، می تواند در فرآیند بازیافت مصالح پلیمری و قیری مورد توجه قرار گیرد.

• مواد محافظتی و آب بند سطحی بتن: بازیافت مصالح پایه قیری و یا پلیمری، می¬تواند با تبدیل آن¬ها به پوشش محافظتی و کنترل کننده نفوذ پذیری بتن، مورد استفاده قرار گیرد.

• لوزام قالب بندی: با بازیافت انواع آهن آلات و یا پلیمری، می توان از آن¬ها در ساخت لوازم قالب بندی فلزی و یا پلیمری استفاده نمود. این بازیافت نیز به صورت بازیافت بدون تغییر در ماهیت پسماند می باشد.
نتیجه گیری:

با توجه به اهمیت مبحث بازیافت بر محیط زیست، اقتصاد و جایگاه جهانی آن، لازم به نظر می¬رسد تا این امر با وضع قوانین، حمایت¬های دولتی در بخش¬های خصوصی و مراکز علمی مورد توجه قرار گیرد. این امر با توجه به وسعت ابعادی و مالی پروژه¬های عمرانی که تامین منابع مالی آن مستقیماً بر دوش مردم نبوده و توسط سرمایه گذاران خصوصی و دولت تامین می¬گردد می¬تواند در یک برنامه¬ریزی مدون عملیاتی گردیده و باعث ایجاد درآمدهای اقتصادی پس از بهره برداری و نیز مدیریت مناسب پسماندها و حفظ محیط زیست گردد. بدیهی است که اولین گام کاربردی در این امر تشریح پتانسیل¬های کاربردی، ملموس و عملیاتی و تبین دور نماهای آن برای دست اندرکاران مختلف این راه می باشد. بی شک در این برهه انجام کارهای پژوهشی از سوی مراکز علمی چون دانشگاه¬ها و پارک¬های فن آوری و .... برای عینیت بخشی این امر از اهمیت ویژه¬ای برخودار می¬باشد. همچنین لازم است با بررسی و ایجاد مراکز جمع آوری پسماندهای ساختمانی در هر شهر و یا در مراکز استان¬ها و ایجاد سیستم¬های حمل و مکانیزم¬های جداسازی در مبدا ( با توجه به اینکه عمدتاً ایجاد کننده¬های این پسماندها شرکت¬های مجهز و مجریان ساخت و ساز با بنیه مالی مناسب می¬باشند .) و یا در محل جمع¬آوری گامی موثر در این عرصه به سوی عملیاتی کردن مبحث برداشته شود. همچنین تدوین قوانین جهت جداسازی و تحویل توسط تولید کننده نخاله و یا استفاده اجباری از پیمانکاران تخریب تخصصی با دانش و تجهیزات لازم می تواند تا حدود زیادی راهگشا باشد.

منابع و مراجع :

[1] چوبانگلوس، جورج.، کریت، فرانک. (1389)، راهنمای کاربردی مدیریت پسماند، مترجمان: خانی، محمد رضا.، پورعطایی، مهدی.، خسرو محمودخانی، روح الله.، جلد اول و دوم ، انتشارات شهرداری¬ها و دهیاری های کشور.

[2] خیاطی، محمود.، (1385)، مقاومت و دوام بتن تهیه شده از سنگدانه های بازیافتی، پایان نامه کارشناسی ارشد عمران (گرایش خاک و پی) ، دانشگاه فردوسی مشهد.

[3] غفوری،محمد.، و همکاران ،(1384) ، نخاله های ساختمانی ، بازیافت و بهره برداری از آنها جهت دفن بهداشتی زباله های جامد شهری ، سازمان بازیافت و تبدیل مواد مشهد.

[4] عباسی دزفولی، عبدالکریم.، اولی پور، مسعود.، برنا، مسعود.، پور زنگنه، بهرام. (1391)، مدیریت ساخت و توسعه استفاده از خورد شیشه های بازیافتی در بتن، اولین همایش بین المللی بحران های زیست محیطی و راهکارهای آن ، علوم و تحقیقات خوزستان.

[5] بیات، حبیب الله.،شهابی، اکبر.، شاه محمدی، شهریار. (1389)، بررسی تاثیر پودر آجر و شیشه بازیافتی بر مقاومت سایشی بتن زیر آب سدها، دومین کنفرانس ملی بتن ایران.
[6] مستوفی نژاد، داوود.، افتخار، محمدرضا. (1384)، بررسی خواص مکانیکی بتن با مقاومت پایین بازیافتی، دومین کنفرانس بین المللی بتن و توسعه.

[7] مستوفی نژاد، داوود.، نجار، محمد. (1384)، بررسی مقاومت فشاری بتن دانه و پودر لاستیک تایر بازیافتی، دومین کنفرانس بین المللی بتن و توسعه.

[8] حاجتی مدارایی، عطالله.، پوراکابریان، حمید. (1390)، بررسی خواص مهندسی بتن حاوی PET بازیافتی، ششمین کنگره ملی مهندسی عمران.

[9] ماجدی اردکانی، محمدحسین.، رئیس قاسمی، امیرمازیار.، فیروزیار، فهیمه. (1386)، مطالعات مقدماتی بازیافت آوارهای ساختمانی ( ایستگاه آبعلی )، گزارش تحقیقاتی - نشریه شماره 459، مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، چاپ اول.

[10] ماجدی اردکانی، محمدحسین.، مدنی، همایون. (1391)، مروری بر مدیریت آوراهای ساختمانی، گزارش تحقیقاتی - نشریه شماره 623، مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن ، چاپ اول.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

بررسی جذب آب بتن سبکدانه با لیکا
    پیوند به این مطلب

کد مطلب : 26


بکارگیری بتن های سبکدانه با لیکای ایران برای مناطق بندری و سواحل کشور بویژه در حاشیه خلیج فارس و دریای عمان نیاز به مطالعه جدی دارد. پارامترهای مختلفی در این رابطه باید مورد توجه قرار گیرد.

بکارگیری بتن های سبکدانه با لیکا برای مناطق بندری و سواحل کشور بویژه در حاشیه خلیج فارس و دریای عمان نیاز به مطالعه جدی دارد. پارامترهای مختلفی در این رابطه باید مورد توجه قرار گیرد. از جمله می توان به بررسی جذب آب این نوع بتن ها پرداخت. جذب آب حجمی اولیه 10 تا 60 دقیقه ، جذب آب حجمی نهائی 7 روزه ، جذب آب موئینه ، تعیین پارامترهای ثابت بتن ، ضریب جذب آب موئینه در حالت خشک شده در هوا.

- مقدمه

بکارگیری بتن های سبکدانه با لیکابرای مناطق بندری و سواحل کشور بویژه در حاشیه خلیج فارس و دریای عمان نیاز به مطالعه جدی دارد. پارامترهای مختلفی در این رابطه باید مورد توجه قرار گیرد. از جمله می توان به بررسی جذب آب این نوع بتن ها پرداخت. جذب آب حجمی اولیه 10 تا 60 دقیقه ، جذب آب حجمی نهائی 7 روزه ، جذب آب موئینه ، تعیین پارامترهای ثابت بتن ، ضریب جذب آب موئینه در حالت خشک شده در هوا و خشک شده در آون و ارتفاع موئینه برای بتن های سبکدانه سازه ای با لیکای ایران و با نسبت آب به سیمان کم در حالت های میکرو سیلیس دار و بدون میکرو سیلیس بدست آمده و با بتن سبکدانه غیر سازه ای و بتن معمولی مشابه مقایسه می گردد. همچنین ضریب همبستگی تعیین پارامترهای جذب آب موئینه مشخص شده است. برای بتن ها ، جذب آب مفهوم نفوذ پذیری را نشان می دهد و بویژه در مواردی که بتن دائما در معرض آب نمی باشد ، جذب آب موئینه می تواند از اهمیت برخوردار باشد.

2-روش تهیه نمونه ها

2-1- تعداد و نوع نمونه ها

برای بررسی بتن های سبکدانه سازه ای با لیکای از نظر جذب آب ، نمونه های مکعبی 10 سانتیمتری با نسبت های مورد نظر ساخته شد و مورد آزمایش قرار گرفت.

برای تعیین درصد جذب آب حجمی اولیه در زمانهای 10 و 20 و 60 دقیقه و درصد جذب آب حجمی 1 تا 7 روزه در دو حالت خشک شده در آون برای هر نوع مخلوط بتن ، 4 آزمونه مکعبی 10 سانتیمتری تهیه شد که دو آزمونه برای حالت خشک شده در هوا و دو آزمونه برای حالت خشک شده در آون بکار رفت. همچنین برای تعیین جذب آب موئینه و مشخص کردن حجم آب جذب شده در واحد سطح ( i ) در مدت 3 ، 6 ، 24 و 72 ساعت و در کنار آن پارامتر ثابت جذب C و پارامتر S ضریب جذب موئینه بتن با توجه به روند جذب آب موئینه در طول زمان ، 2 آزمونه مکعبی 10 سانتیمتری برای حالت خشک شده در هوا و دو آزمونه برای حالت خشک شده در آون بکار گرفته شد که جمعا 4 آزمونه را تشکیل می دهد.

2-2-شرایط نگهداری نمونه ها

آزمونه های بتنی پس از قالب گیری ، یک روز در قالب در زیر گونی چتائی مرطوب قرار گرفتند و پس از یک روز در تانک آب در دمای °c 22 به مدت 6 روز نگهداری گردید. آزمونه های 7 روزه به دو دسته تقسیم شدند و به مدت 14 روز در محیط آون با دمای °c 50 و محیط آزمایشگاهی با دمای °c20 تا °c 27 و رطوبت نسبی 40 تا 50 درصد قرار داده شدند. پس از این مدت هر دسته از آزمونه ها مورد آزمایش قرار گرفت.

2-3-شرایط آزمایش

نمونه های مربوط به آزمایش جذب حجمی در تانک آب قرار گرفت و در زمانهای 10 ، 20 و 60 دقیقه جذب آب اولیه حجمی ( سطحی ) تعیین گردید. سپس این کار ادامه یافت و در سنین 1 ، 2 ، 3 و 7 روزه و حتی در سنین 4 ، 5 و 6 روزه نمونه ها وزن شد و جذب آب حجمی نهائی تا ثابت شدن وزن نمونه بدست آمد ( طبق BS ) .

نمونه های مربوط به آزمایش جذب آب موئینه به نحوی روی ظرف محتوی آب حاوی لاجورد قرار گرفت که 10 میلیمتر آن همواره در آب بود و بقیه در هوا واقع شد. در سنین 3 ، 6 ، 24 و 72 ساعت نمونه ها توزین گردید ( طبق Rilem Cpc112 ) .

2-4مصالح مصرفی

برای ساخت نمونه ها از سیمان نوع 1 ، میکرو سیلیس تولید داخل ، شن لیکای تولید ایران با حداکثر اندازه 13 میلیمتر و ماسه لیکا با حداکثر اندازه 3 میلیمتر ، شن و ماسه معمولی معروف به خلیج و افزودنی فوق روان کتتده MS 432 استفاده شده است که در جدول مربوطه نوع مصالح مصرفی و مقادیر آنها در یک متر مکعب بتن متراکم تازه ، نسبت آب به سیمان و اسلامپ آنها ملاحظه می شود.

3-نتایج آزمایشها

نتایج آزمایشها در جدول زیر به صورت خلاصه ارائه می گردد.

همچنین نمودارها و منحنی هائی در رابطه با نتایج ارائه می شود.

4- نتیجه گیری

در مورد وجود یا عدم وجود میکروسیلیس نتیجه گیری می شود. میکروسیلیس مقدار جذب حجمی را کاهش می دهد ( هم برای نمونه های خشک شده در آون و هم برای نمونه های خشک شده در هوا )

در مورد نسبت آب به سیمان بتن سبکدانه سازه ای و اثر آن بر جذب آب نتیجه گیری می گردد. افزایش نسبت آب به سیمان موجب افزایش جذب آب حجمی می شود.

مقایسه بین نتایج بتن سبکدانه سازه ای و غیر سازه ای با بتن معمولی انجام می شود و مصرف بتن سبکدانه سازه ای و غیر سازه ای در محیط خورنده توصیه می گردد. ضریب جذب موئینه با وجود میکروسیلیس در بتون های خشک شده در آون و هوا کاهش می یابد و در بتن های سبکدانه ، ضریب جذب موئینه تفاوت چندانی با بتن های معمولی تدارد ؛ اما با افزایش نسبت آب به سیمان افزایش چشمگیری را نشان می دهد.

5-مراجع

[1] Emerson, M., "Mechanisms of Water Absorption by Concrete." , Transport and Road Research Laboratory; U.K; 1990.

[2] Potter, R., Ho, D., "Quality of Cover Concrete and Its Influence on Durability"; SP 100-25; International Conference on Concrete Durability, Vol.1; American Concrete Institute.

[3] McCarter, W.J., Emerson, M., and Ezirim. H; "Properties of Concrete in the Cover Zone: Developments in Monitoring Techniques", Magazine of Concrete Research, Vol.47; No. 172, Sept.1995; pp.243-251.

[4] RILEM Technical Recommendation for the Testing and Use of Construction Materials; CP 11.2; TC14-CPC; "Absorption of water by Concrete by Capillarity"; E & FN Spon; Chapman and Hall, 1994.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

 زهکشی
 

کد مطلب : 40


آب جاری یا آبی که از چشمه‌ها خارج می‌شود، نباید از روی یک ناحیه ناپایدار حرکت کند. وجود آب در سطح دامنه ، علاوه بر نقش فرسایشی ، به راحتی می‌تواند به داخل دامنه نفوذ کرده و به سرعت بر ناپایداری آن بیافزاید.

آب جاری یا آبی که از چشمه‌ها خارج می‌شود، نباید از روی یک ناحیه ناپایدار حرکت کند. وجود آب در سطح دامنه ، علاوه بر نقش فرسایشی ، به راحتی می‌تواند به داخل دامنه نفوذ کرده و به سرعت بر ناپایداری آن بیافزاید. دور نمودن آب از سطح دامنه و جلوگیری از نفوذ آن ، مخصوصا در مورد دامنه‌هایی که بطور بالقوه ناپایدارند، از مهمترین روشهای مهندسی دستیابی به پایداری است.

انواع روکشهای زهکشی آبهای سطحی
شبکه زهکشی بسطی
برای آن که آب به داخل دامنه نفوذ نکند باید ترتیبی داد تا هرچه زودتر سطح دامنه را ترک کند.احداث آبروهای مناسب در سطح دامنه ، یا در روی پلکانها ، یکی از مهمترین تمهیدات در این مورد است. این آبروها باید ضمن دارا بودن گنجایش و شیب کافی ، بسترشان نیز غیر قابل نفوذ باشد. برای جلوگیری از تخریب و پر شدن این جویها در طول زمان ، می‌توان آنها را با قطعات سنگ پر نمود.

این روش در مورد دامنه‌های خاکی یا دامنه‌های متشکل از سنگهای تجزیه شده ، مفید واقع می‌شود و می‌تواند علاوه بر پیشگیری ، در مراحل اولیه حرکت دامنه نیز نقش ترمیمی داشته باشد. نقش مهم دیگر شبکه زهکشی سطحی جلوگیری از فرسایش سطح دامنه توسط آبهای جاری است.

مسدود کردن شکافها

ترکها و شکافهای سطحی محلهای مناسبی را برای نفوذ آب به داخل دامنه فراهم می‌کند. وجود این شکافها ، مخصوصا در مراحل آغازین توسعه یک ناپایداری جدید ، مشکل آفرین تر می‌شود. پر کردن این شکافها توسط مواد غیر قابل نفوذی مثل رس ، بتن یا مواد نفتی می‌تواند تا حدود زیادی از انباشته شدن آب و نفوذ آن به داخل دامنه جلوگیری کند. این روش هم در مورد دامنه‌های خاکی و هم سنگی قابل اجراست و می‌تواند هم در پیشگیری بکار رود و هم در مراحل اولیه ایجاد یک زمین لغره ، پیشرفت آن را کند یا متوقف نماید.

غیر قابل نفوذ کردن بخش دامنه

یکی از رایج ترین روشهای غیر قابل نفوذ کردن سطح زمین ، پاشیدن مواد نفتی (مالج) به سطح دامنه است. مالج به انواعی از مواد نفتی سنگین مایع اطلاق می‌شود که معمولا جزء محصولات زاید پالایشگاه یا کارخانه‌های پتروشیمی است. این روش ضمن جلوگیری از نفوذ آب به داخل دامنه ، با چسباندن ذرات خاک به یکدیگر ، سطح دامنه را در برابر آثار فرسایشی باد و تا حدی آب جاری محفوظ نگاه می‌دارد.

انواع روشهای زهکشی آبهای داخل دامنه

با وجود کوششی که برای جلوگیری از نفوذ آب به داخل دامنه صورت می‌گیرد باز هم ممکن است قسمتی از آبها از سطح دامنه نفوذ از محلی دورتر توسط آب زیرزمینی به داخل دامنه حمل شود. این آبها قبل از هر چیز با افزودن به وزن نیروهای رانشی را زیاد می‌کنند.

زهکشی ثقلی افقی

زهکشی

ایجاد زهکشهای تقریبا افقی می‌تواند نقش موثری در کاهش فشار آب داخل دامنه‌های سنگی و خاکی داشته باشد. از این رو می‌توان از این روش هم برای پیشگیری از حرکت و هم جلوگیری از تحرک یک زمین لغزه در حال تشکیل استفاده کرد. به این منظور در بخشهای پایینی دامنه افقی ، با شیب ناچیزی به سمت خارج برای ایجاد جریان ثقلی آب، حفر می‌شود.

گالریهای زهکش

حفر نقب یا گالریهای زهکش در دامنه‌های سنگی و خاکی ، مخصوصا در جاهایی که زهکشی عمیق بخشهای داخلی دامنه مورد نظر است، مفید واقع می‌شود. چنین گالریهایی می‌توانند هم نقش پیش گیرنده داشته و هم در مراحل اولیه حرکت دامنه جهت جلوگیری از حرکات بیشتر آن بکار روند. کارایی گالریهای زهکش را می‌توان با حفر گمانه‌های شعاعی از داخل گالری افزایش داد.

زهکش ثقلی قایم

این نوع زهکشی بیش از همه برای تخلیه آب سفره‌های معلق که بر روی یک بخش غیر قابل نفوذ تشکیل شده و در زیر آن لایه‌های نفوذپذیر و بازکشی آزاد وجود دارد، بکار برده می‌شود.

پمپاژ

حفر چاههای عمیق و پمپاژ آنها می‌تواند بطور موقت در بهبود وضعیت دامنه ناپایدار موثر باشد. این روش عمدتا در مورد دامنه‌های سنگی بکار می‌رود.

زهکشهای فشار شکن

حفر چاه ، چاهک یا خندق (تراشه) در پای دامنه ، برای جلوگیری از افزایش بیش از حد فشار آب و بالا راندگیهای ناشی از آن در بخشهای مجاور پای دامنه ، اغلب مفید واقع می‌شود. این روش منحصرا در مورد دامنه‌های خاکی و معمولا در مجاورت دامنه پایاب سدهای خاکی ایجاد می‌شود.

خندق در بالای خاکریز

این روش ، در مورد دامنه‌های خاکی حفاری شده و یا خاکریزها ، مخصوصا خاکریزهایی که در دامنه ایجاد می‌شود، به کارگرفته می‌شود و علاوه بر پیشگیری از تفرش می‌تواند در مراحل اولیه ناپایداری نقش ترمیمی نیز داشته باشد.

زهکش ورقه‌ای

این روش ، همان گونه که از نام آن پیداست، به صورت یک لایه زهکش عمل می‌کند. در خاکریزها ، مخصوصا خاکریزهایی که در دامنه ایجاد می‌شود، وجود لایه‌ای از مواد نفوذپذیر در زیر خاکریز ، ضمن زهکشی آبهای محلی دامنه و داخل خاکریز ، از افزایش بیش از حد فشار آب در خاکریز ، جلوگیری به عمل می‌آورد.

الکترواسمز

این روش عمدتا در دامنه‌های خاکی که از لای درست شده باشند بکار گرفته می‌شود و ضمن تسهیل تخلیه آب بر مقاومت خاک می‌افزاید. به این منظور الکترودهایی را در عمقی که مایلیم آب آن تخلیه شود، قرار می‌دهیم و جریان مستقیم به آنها وصل می‌کنیم. جریان باعث می‌گردد که آب بین ذره‌ای از قطب مثبت به سمت قطب منفی حرکت کرده و در آنجا توسط پمپاژ به خارج هدایت شود.

مواد شیمیایی

مواد شمیایی عمدتا در مورد دامنه‌های خاکی رسی بکار گرفته شده و وظیفه اصلی آنها بالا بردن مقاومت رسوبهاست. این روش می‌تواند به عنوان پیشگیری ، یا در مراحل اولیه ناپایداری ، به منظور تصحیح و ترمیم بکار رود.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن)) 

www.clinicbeton.ir

بررسی نفوذپذیری بتن در برابر گاز اکسیژن به عنوان یکی از شاخصه های پایایی بتن


کد مطلب : 27


1) مقدمه

ضریب نفوذ پذیرى بتن مشخصه‏اى از بتن است که بوسیله آن مى‏توان اطلاعات مناسبى از ریز ساختار و کیفیت بتن بدست آورد. با توجه به اینکه در مطالعات مربوط به پایائى بتن نظیر بررسى پایائى بتن در برابر نفوذ یون کلر و حملات سولفاتى، در اغلب موارد سیال مهاجم از خارج بتن به داخل بتن نفوذ مى‏کند، بنابراین میزان نفوذ پذیرى، قابلیت بتن را براى سهولت و یا صعوبت ورود سیال به داخل محیط متخلخل بتن مشخص مى‏نماید. به این ترتیب در بسیارى از منابع معتبر "نفوذ پذیرى به عنوان کلید پایائى بتن قلمداد شده است.

در سازه ‏هاى بتنى، بتن پوشش سطحى در اولویت نخست، از خوردگی آرماتورها حفاظت مى‏کند. بنابراین از دیدگاه خوردگى آرماتور این منطقه سطحى در معرض نفوذ گاز اکسیژن، گاز کربنیک و آب قرار دارد. نفوذ دو سیال گاز کربنیک و آب ریز ساختار بتن را تـغییر مى‏دهد و بنابرایـن این‏دو براى انـجام آزمایش قابل تکرار مناسب نیستند. به این جهت است که به نظر مى‏رسد گاز اکسیژن براى انجام آزمایش نفوذ پذیرى بتن مناسب‏ترین سیال باشد.

در مبحث مربوط به خوردگى آرماتور در بتن و در تشکیل پیل الکتروشیمیایى، وجود اکسیژن براى تشکیل پروسه کاتد ضرورى است. همچنین روند خوردگى از دو مرحله شروع خوردگى و گسترش خوردگى تشکیل مى‏شود. براساس تحقیقات انجام شده نفوذ اکسیژن در مرحله گسترش خوردگى آرماتور در بتن اهمیت دارد.

غیر قابل نفوذ بودن بتن همچنین در رابطه با آب بندی مخازن مایعات و گازها، راکتورهای اتمی و مخازن فاضلاب و تصفیه گاز مورد توجه می باشد و الزامات معمول آن است که بتن باید از نفوذ هوا تحت فشار داخلی معینی جلوگیری نماید. همچنین نفوذ گاز در بتن با مسائل فشار هیدرواستاتیکی و داخل سدها نیز مورد توجه می باشد. از طرف دیگر اندازه گیری ضریب نفوذپذیری بتن در برابر گاز نیز مزایایی دارد که از جمله این موارد می توان به سریع بودن انجام آزمایش و عدم تغییر شرایط آزمونه در زمان انجام آزمایش اشاره نمود.

نفوذ پذیرى یک ویژگى ریز ساختارى بتن است که میزان قابلیت بتن را براى عبور سیالى با ویسکوزیته مشخص تحت گرادیان فشار نشان مى‏دهد.

قانون Darcy(1856) داراى فرم ساده زیر مى‏باشد و رابطه بین سرعت حرکت سیال و گرادیان فشار را نشان مى‏دهد:

v=Kv.i

:v سرعت خطى ظاهرى سیال (v=Q/A)(m/s)

:Kv ضریب نفوذ پذیرى دارسى (m/s)

:i گرادیان هیدرولیکى، افت فشار (بدون بعد(

حرکت سیالات از درون بتن از طریق منافذ موئینه و یا ناحیه مرزی بین ماتریس و سنگدانه صورت می گیرد. این در حالیست که به دلیلی کوچکی بسیار زیاد منافذ ژلی، عملا امکان عبور سیال از آن وجود ندارد.

یکی از مهمترین پارامترهایی که بر تخلخل بتن تاثیر می گذارد، نسبت آب به سیمان است. تاثیر نسبت آب به سیمان بر اندازه حفرات و تخلخل بتن در شکل زیر آورده شده است. باید متذکر گردید که نفوذ پذیری بتن تنها تابعی از تخلخل آن نمی باشد، بلکه به اندازه، توزیع و پیوستگی منافذ نیز بستگی دارد.

2) ساز و کارهای حرکت سیال در داخل بتن

سیال به یکی از روش های زیر درون سیال حرکت می کند :

1- جذب سطحی (Adsorption)

2- انتشار (Diffusion)

3- مکش موئینه (Absorption)

4- نفوذپذیری (Permeability)

هر یک از پدیده های نفوذ یون کلر،کربناتاسیون، حملات سولفاتی و انهدام ناشی از سیکل ذوب و یخ در بتن با توجه به یکی از مکانیزم های فوق یا ترکیبی از آن ها صورت می پذیرد.

3) روش های اندازه گیری ضریب نفوذپذیری بتن در برابر گاز

تا کنون روش های مختلفی برای اندازه گیری ضریب نفوذپذیری بتن در برابر گاز توسط محققین پیشنهاد شده است. این روش ها عموما به دو دسته، آزمایشهای نفوذپذیری گاز با اختلاف فشار ثابت و آزمایش های نفوذپذیری گاز با افت فشار (فشار کاهنده) تقسیم بندی می شوند. روش های اندازه گیری ضریب نفوذپذیری گاز با اختلاف فشار ثابت عبارتند از :

1- توصیه CEMBUREAU (توصیه انجمن سیمان اروپا)، این روش مورد تائید کمیته RILEM TC 116-PCD می باشد و در استاندارد ملی ایتالیاUNI با کد 58-E0031 آورده شده است.

2- توصیه AFGC-AFREM(انجمن مهندسی عمران فرانسه)

3- روش LNEC E-392 یا توصیه ملی پرتغال؛ این توصیه نامه استفاده از نفوذسنج تهیه شده توسط پروفسور Cabrera را که در سال 1999 میلادی در دانشگاه Leeds ساخته شده توصیه می کند.

4- روش انستیتو نفت فرانسه؛ در دانشگاه Sherbrooke کانادا و آزمایشگاه پایایی و مصالح ساختمانی تولوز فرانسه (LMDC) که تحقیقات گسترده ای را بر روی نفودپذیری گاز انجام داده اند, از این روش استفاده شده است.

5- استاندارد امریکایی ASTM D 4525-90؛ این روش که برای تعیین نفوذپذیری سنگ در برابر نفوذ گاز ارائه شده است برای سنجش نفوذپذیری بتن نیز قابل استفاده است.

همچنین روش های اندازه گیری ضریب نفوذپذیری گاز با افت فشار عبارتند از:

1- آزمایش های مکش در سوراخ دریل شده در سطح بتن

2- آزمایش های وارد کردن فشار در سوراخ دریل شده در سطح بتن

3- آزمایش های مکش سطحی

4- آزمایش های وارد آوردن فشار سطحی

4) توضیح دستگاه اندازه‏گیرى نفوذ پذیرى بتن در برابر گاز اکسیژن، توصیه AFPC-AFREM,Cembureau

دستگاه اندازه‏گیرى نفوذ پذیرى بتن در برابر اکسیژن که براساس دبى خروجى گاز اکـسیژن از نـمونه بتنى مـى‏باشد، براساس توصیه Cembureau و AFREM - AFPC ساخته شده است. این دستگاه در حال حاضر در مراکز تحقیقاتى بتن در بسیارى از کشورهاى اروپایى وجود دارد و در پروژه‏هاى تحقیقاتى و مشاوره‏اى خصوصاً در سازه‏هاى آبى و همچنین سازه‏هاى در معرض عوامل خورنده محیطى مورد استفاده قرار مى‏گیرد.

4-1) شرح اجزاى دستگاه نفوذ هوا و شکل شماتیک آن

این دستگاه وسیله‏اى براى اندازه‏گیرى دبى اکسیژن است که شامل قطعات زیر مى‏باشد:

- شیر تنظیم فشار تنظیم کننده فشار ورودى سلول

- لوله‏هاى شیشه‏اى با حجم‏هاى مختلف (160 و 20 و 5 و 2 میلى لیتر(

- سلول انجام آزمایش که خود شامل پنج بخش مى‏باشد: 1- محفظه آلومینیومى 2- دو صفحه پخش کننده هوا براى کسب اطمینان از عبور اکسیژن از تمام سطح قطعه بتنى 3- غشاى پلى اورتان به دور دیسک بتنى -4تیوپ هوا 5 - درپوش

ضمناً براى انجام آزمایش از دو کپسول بزرگ مایع استفاده میگردد:

-1 کپسول اکسیژن براى تأمین گاز عبورى از آزمونه

-2 کپسول ازت براى باد کردن تیوپ به دور دیسک بتنى تا فشار حداکثر 12 اتمسفر

4-2) مشخصات آزمونه

آزمونه‏ها با توجه به حداکثر بعد سنگدانه موجود در بتن به صورت قطعاتى با قطر 15 سانتیمتر و ضخامت 50 یا 65 میلیمتر تهیه مى‏شوند. ضخامت نمونه باید از 2/5 برابر حداکثر بعد سنگدانه بزرگتر باشد. بعد بزرگترین سنگدانه تا 25 میلیمتر توصیه شده است . براى تهیه این دیسکهاى بتنى باید نمونه‏هاى استوانه‏اى استاندارد (استوانه‏هاى با قطر 15 سانتیمتر و ارتفاع 30 سانتیمتر) را با ضخامت مورد نیاز برش زده و سپس با تهیه حداقل 3 دیسک بتنى از یک نمونه استوانه‏اى استاندارد، آزمایش را بر روى هر سه نمونه به صورت متوالى انجام داد.

چنانچه از مغزه‏هاى کرگیرى شده براى انجام آزمایش استفاده شود باید مطمئن بود که نمونه تهیه شده ترک خورده و آسیب دیده نباشد. چنانچه قطر و یا ارتفاع مغزه از مقادیر گفته شده قبلى کمتر باشد مى‏توان با استفاده از رزین غیر قابل نفوذ براى جبران کمبود قطر و یا جدا کننده (براى جبران کمبود ارتفاع) استفاده کرد. البته در تحلیل نتایج بدست آمده باید دقت زیادى نمود.

این روش براى بتن‏هاى با عـیار سیـمان حـدود 200 تـا kg/m3 450و مقادیر ضریب نـفوذ پذیرى در برابر اکسیژن بین10-19 m2 تا10-14m2 نتایج قابل قبولى مى‏دهد..

5) رابطه ضرایب نفوذ پذیرى بتن در برابر آب و در برابر گاز اکسیژن

اندازه‏گیرى ضریب نفوذ پذیرى بتن در برابر آب از سالها پیش در کشورمان متداول بوده است و خصوصاً در پروژه‏هاى سد سازى مورد کاربرد قرار گرفته است. در عین حال در ساختمانهاى معمول، بتن سطحى که حفاظت آرماتورها را بر عهده دارد در معرض نفوذ اکسیژن، گاز کربنیک و آب قرار دارد. عملاً انجام آزمایش نفوذ پذیرى با گاز اکسیژن از دو سیال دیگر ساده‏تر و قابل تکرارتر است و این گاز واکنشى هم با محیط بتن نخواهد داد.

چنانچه مقادیر محاسبه شده براى ضرائب نفوذ پذیرى آب و گاز بر حسب m2 ضریب نفوذ پذیرى واقعى بتن بود باید این مقادیر یکسان باشند ولى عملاً ضریب نفوذ پذیرى در برابر گاز بزرگتر است و براى بتن‏هاى با ضریب نفوذ پذیرى کم این اختلاف زیادتر است.

اختلاف بین ضرائب نفوذ پذیرى بتن در برابر گاز و آب را مى‏توان به موارد زیر نسبت داد:

-1 فعل و انفعال شیمیایى آب با سیمان موجب دوباره هیدراته شدن ذرات سیمان هیدراته نشده مى‏شود و انحلال، ته نشینى و جابجائى ذرات ریز و جذب آب در تخلخل‏هاى کوچک ماتریس سیمان موجب کاهش نفوذ پذیرى مى‏گردد.

-2 اثرklinkenberg و یا تئورى لغزش گازها، براساس این تئورى گاز نزدیک به دیواره موئینه یک سرعت حدى دارد و بنابراین کمیت جریان گاز از طریق موئینه‏ها بیش از مقدارى است که با قانون Poiseuille پیش بینى شده است. همچنین این اثر زمانى پدید مى‏آید که مسیر آزاد در مولـکولهاى گـاز نسبت به قطر منافذ موئینه به قدر کافى بزرگ باشد. میزان اثر Klinkenberg به توزیع اندازه تخلخل‏ها و مقدار متوسط فشار آزمایشى دارد. این اثر وقتى که فشار آزمایش زیاد باشد کمتر مى‏شود. البته این اثر تا حدود کمى اختلاف بین دو ضریب نفوذ پذیرى را توجیه مى‏کند.

در اندازه‏گیرى ضریب نفوذ پذیرى ذاتى مصالح، مقادیر بدست آمده براساس آزمایش با آب به نحو بهترى ریز ساختار بتن را نشان مى‏دهد. براى اندازه‏گیرى ضریب نفوذ پذیرى بتن در برابر گاز که به مقادیر ضریب نفوذ پذیرى ذاتى نزدیکتر باشد باید از فشارهاى زیاد استفاده کرد. در شکل زیر رابطه بین ضرائب نفوذپذیرى نشان داده شده است.

اختلاف بین ضرایب نفوذ پذیرى بتن در برابر گاز و مایع براى بتن‏هاى با ضریب نفوذ پذیرى کم، زیادتر است. براى یک بتن متداول سازه‏اى که ضریب نفوذ پذیرى آن در برابر آب حدود 10-18 m2است، ضریب نفوذ پذیرى در برابر گاز براى فشار حدود 6 اتمسفر ممکن است 100 برابر زیادتر باشد. نتـایج بـدست آمـده از آزمایشها بـراى بـتن معمولى نسبت‏هاى کوچکتر از 100 را نشان مى‏دهد.

روابط زیر براى بدست آوردن ضریب نفوذپذیرى در برابرآب(Kl)با داشتن ضریب نفوذپذیرى در برابر گاز Kg بکار مى‏رود. kl=kg/(1+b/pm)

b از رابطه زیر قابل محاسبه است:

در بسیاری از کشورها، ضریب نفوذپذیری بتن در برابر گاز اکسیژن به عنوان یک از معیارهای پذیرش پایایی بتن شناخته می شود. به عنوان نمونه، Torrent بتن ها را از نظر کیفی بر اساس میزان ضریب نفوذپذیریست .

6) فعالیت های پژوهشی و مشاوره ای

دستگاه نفوذپذیری بتن در برابر گاز اکسیژن بر اساس روش CEMBUREAU TC 116-PCD RILEM در سال 1382 در این انستیتو راه اندازی شد و از همان زمان پروژه های متعدد پژوهشی و مشاوره ای انجام گرفت.

رئوس فعالیت های پژوهشی و مشاوره ای انجام شده عبارتند از :

1) تاثیر پوزولان

2) تاثیر مواد حباب ساز

3) مقایسه نفوذزذیری بتن در برابر گاز اکسی›ن و عمق نفوذ آب

4) بررسی رابطه بین مقاومت فشاری بتن و ضریب نفوذپذیری بتن در برابر گاز اکسیژن

5) مقایسه ضریب نفوذپذیری بتن در برابر گاز و آب

نتیجه گیری

نفوذپذیری یک ویژگی ریز ساختاری بتون است که میزان قابلیت این ماده ساختمانی را برای عبور سیالی با ویسکوزیته مشخص و تحت گرادیان فشار نشان می دهد. ضریب نفوذپذیری ارتباط مستقیمی با ریز ساختار و کیفیت بتن دارد. در بسیاری از منابع معتبر ضریب نفوذپذیری به عنوان کلید پایایی بتن قلمداد شده است.

به نظر می رسد با توجه به اهمیت پایایی بتن در شرایط محیطی مختلف در نواحی گوناگون کشور، باید در راستای گسترش روش های متداول و معتبر برای ارزیابی کیفی بتن و ضوابط پذیرش بتن اقدام نمود و بر اساس نتایج بدست آمده معیارهایی نظیر ضریب نفوذپذیری بتن دربرابر گاز اکسیژن را نیز در آیین نامه های ملی منظور نمود.

8) تعدادی از مراجع

1) Bakhshi, M., Mahoutian, M. and Shekarchi, M., “The Gas Permeability of Concrete and Its Relationship with Strength”; Second International fib Congress, Naples, Italy, June 2006.

2) Mahoutian M., Bakhshi, M. and Shekarchi, M., “Study on Gas Permeability of Air-Entrained Concrete” Ninth CANMET/ACI International Conference on Advances in Concrete Technology, Poland, May - June 2007(accepted).

3)Mahoutian M., Bakhshi, M.,Bonakdar A. and Shekarchi, M., “Effect of High Reactivity Metakaolin on the Gas Permeability of High Performance Concrete Mixture” Ninth CANMET/ACI International Conference on Fly Ash, Silica Fume, Slag and Natural Pozzolans in Concrete, POLAND, May - June 2007(accepted).

4)محمد شکرچی زاده، مهدی بخشی، " نفوذپذیری بتن در برابر گاز اکسیژن"، مجله انجمن بتن ایران‏‌‏‏‏‏‏‏‏‏، شماره 13، صفحه 21-16 بهار1383.

5)محمد شکرچی زاده، مهدی بخشی و مهرداد ماهوتیان ، " نفوذپذیری بتن در برابر گاز اکسیژن"، دومین کنفرانس بین المللی بتن وتوسعه، جلد 2، صفحه 777-767، 1384.

مهندس محمد شکرچی زاده

 

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

بیماری مهلک سرطان بتن چیست؟ (Concrete Cancer)
    پیوند به این مطلب

کد مطلب : 28


علی رغم اینکه مدت نسبتا؛ زیادی از پیدایش بتن نمی گذرد ( حدود 125 سال ) شناخت علل فساد در پروسه ی تحقیقات میدانی و جلوگیری از بروز آن ‏‏، مقاومت زیاد ، استحکام و شکل پذیری بتن استفاده از این ماتریال را با استقبال روز افزونی مواجه ساخته است .

علی رغم اینکه مدت نسبتا؛ زیادی از پیدایش بتن نمی گذرد ( حدود 125 سال ) شناخت علل فساد در پروسه ی تحقیقات میدانی و جلوگیری از بروز آن ‏‏، مقاومت زیاد ، استحکام و شکل پذیری بتن استفاده از این ماتریال را با استقبال روز افزونی مواجه ساخته است . با توجه به گستردگی استفاده از بتن نتایج بهره وری از آن همواره رضایت بخش نبوده و در پاره ای از موارد مسائل و مشکلاتی بوجود آورده است . در سازه های بتونی این پرسش مطرح است که آیا بتن با ترکیبات اولیه ی خویش به تنهایی توانسته است در شرایط زمانی و مکانی مختلف عملکرد بهینه ای داشته باشد ؟ متأسفانه بررسی ها و تحقیقات انجام شده در این زمینه ، پاسخ منفی را بدست می دهد . مقاله ی حاضر بر اساس تحقیقات میدانی انجام شده در زمینه ی شناخت علل فساد بتن در استان هرمزگان تهیه گردیده است . فساد پذیری سازه های بتونی که کاهش دوام سازه یی را به همراه دارد ، اسباب نگرانی سازه های مهمی چون مجتمع بندری شهید رجائی ، سد میناب ، خط انتقال آب میناب – بندر عباس و دهها پروژه ی دیگر را فراهم ساخته است . شناخت علل فساد بتن در پروسه ی تحقیقات میدانی و جلوگیری از بروز آن در قالب طرح مدیریت حفاظت بتن ، جمع بندی و ارائه گردیده است . لذا لازم است که قبل از ورود به بحث اصلی به تبیین اصطلاحات ویژه ای بپردازیم که کرارا؛ از آن استفاده خواهد شد . امروزه با عاریه گرفتن اصطلاح خوردگی از بخش متالوژی عنوان ؛ خوردگی بتن ؛ ابداع شده است . در حالی که واژه خوردگی تعریف روشنی از چگونگی بروز فعل و انفعالاتی که تخریب زودرس بتن را بهمراه داردئ به دست نمی دهد . ازدیاد حجم فولاد درون سازه بتونی بر اثر واکنش های شیمیایی / الکتروشیمیایی ، سبب افزایش فشار درون بتن گردیده که نهایتا“ فرایند تخریب بتن را بهمراه دارد . در این مقطع ترمیم بتن مطلقا“ امکان پذیر نبوده و یا انجام آن با هزینه های گزافی همراه است . شباهت این فرایند در بتون با بیماری مهلک سرطان عنوان سرطان بتن ( Concrete Cancer ) را مطرح نموده است . اما از ؟آنجا که فرایند تخریب بتونهای غیر مسلح به گونه دیگری است ، واژه فساد بتن را برای تبیین امری که تخریب بتونهای مسلح و غیر مسلح را بهمراه دارد مناسب تر یافته ایم .

1- مدیریت حفاظت بتن

مدیریت حفاظت بتن در بر گیرنده تمامی موارد فنی و اجرائی در حد جزئیات است که طرح ، اجرا و بهره برداری از سازه های بتنی را در بر می گیرد . کشاورزان با استفاده از واژگان کاشت ، داشت و برداشت تعریف جامعی رال در امر کشاورزی ارائه نموده اند . چنانچه ما نیز چنین تعریفی را برای امور عمرانی کشور داشته باشیم از به هدر رفتن میلیاردها ریال سرمایه های ملای جلوگیری کرده ایم .

1-1-اجزای تشکیل دهنده مدیریت حفاظت بتن

می توان اجزای تشکیل دهنده مدیریت حفاظت بتن را به طریق زیر فهرست بندی کرد :

الف – تأمین سرمایه

ب- تأمنین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص

پ- شناخت مصالح و مواد اولیه

ج- شناخت عوامل فساد بتن

چ – شناخت اقلیم و عوامل محیطی

ح- تهیه مصالح و مواد مناسب و نگهداری آنها در شرایط خوب و استاندارد

د- تحقیقات:

تحقیقات خود شامل دو جزء است که بهینه سازی و جایگزینی مواد جدید مقاوم در برابر عوامل فساد بتن و پیدا کردن روشهای جدید مبارزه با فساد بتن را شامل می شود .

ر- طرح اختلاط بتن

ل- تولید، اجرا و عمل آوری بتن
ن- نگهداری بتن
مدیریت حفاظت بتن با هدف تقلیل ضایعات و جلوگیری از بروز واکنشهای منفی درون سازه های بتونی دستورالعمل هایی را در بر دارد که می توان نوعا“ آن را به سازه های دیگر اعم از فلزی ، خاکی و ........ تعمیم داد .

الف – تأمین سرمایه :

تأمین سرمایه کافی به منظور انجام دقیق امر طراحی و اجرا و بهره برداری از سازه در اولویت قرار دارد . عدم امکان تأمین بخشی از سرمایه یعنی عدمن تحقق بخشی از اهداف پروژه .

ب- تأمین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص

تأمین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص به عنوان دو بخشی که بطور متقابل یکدیگر را پوشش منی دهند مطرح است و عدم تأمین و یا حذف بخشی از آن سلامت سازه ای را زیر سؤال خواهد برد .

پ- شناخت مصالح و مواد اولیه

شناخت مصالح و مواد اولیه مصرفی در بتن تعاریف و استانداردهای خاص خود را دارند و با در نظر گرفتن این استانداردها بایستی نسبت به تهیه و بکارگیری آن در امر احداث سازه های بتونی اقدام نمود . نادیده گرفتن و قصور در اجرای استانداردها و دستورالعمل های فنی یعنی به خطر انداختن استحکام ، دوام و بقای سازه ای .

ج- شناخت عوامل فساد بتن

شناخت عوامل فساد بتن که تا کنون شناسائی و طبقه بندی گردیده اند عبارتند از :

1- نمکها ؛ 2- اسیدها ؛ 3- گازهایی نظیر گاز کربنیک ؛ 4- پوشش نا کافی بتن بر روی فولاد ؛ 5- کیفیت پایین عمل آوری بتن ؛ 6- بار اضافی ؛ 7- آب و رطوبت ؛ 8- فرآیند یخبندان ؛ 9- خوردگی میکروبی ( SRB ) ؛ 10- باکتری های اکسید کننده گوگرد .

چ – شناخت اقلیم و عوامل محیطی

بحث کلرورها و سولفاتها در سطح کشور همراه سایر عوامل فساد بتن را تحت الشعاع قرار داده و عوامل دیگری که به فساد منجر می شود مورد غفلت قرار گرفته است ( نمونه حاضر آن سازه های بتونی گوناگون در سطح تهران بزرگ ) و اگر به بند “ ج “ که گاز کربنیک را به عنوان یکی از عوامل فساد بتن مطرح ساخته است نظری بیندازیم دیگر هیچگاه سازه بتونی اکسپوز را در سطح شهری که مالامال از گازهای مونو و دی اکسید کربن است احداث نخواهیم کرد .

بررسی های علمی نشان می دهد که گاز کربنیک موجود در هوا سبب کربناتیزه شدن بتن و کاهش مقاومت آن می گردد . به طوری که یک عامل نفوذی بعمق20 میلی متر می تواند تا میزان 35 نیوتن بر میلی متر مربع مقاومت بتن را طی 30 سال کاهش دهد .

نمک آب دریاهای آزاد آب خلیج فارس که البته میزان این املاح در نواحلی ساحلی به علت تبخیر بیشتر دو چندان می گردد و این ارقام بیانگر آن است که حاشیه خلیج فارس سازه بتونی ما به طور همزمان مورد هجوم دو عامل مخرب سولفات و کلر قرار می گیرد .

ح- تهیه مصالح و مواد مناسب و نگهداری آنها در شرایط خوب و استاندارد

آئین نامه های مجاز بتن در کشورهای مخحتلف و از جمله آئین نامه بتن ایران تهیه مصالح مرغوب و انبار نمودنآن در شرایط مطلوب را توصیه نموده است . تحقیق در امر فساد بتن در مجتمع بندری شهید رجایی بندر عباس نشان داد که هیچ یک از مصالح مصرفی در بتن برابر توصیه های آئین نامه ای تهیه و مصرف نگردیده است . تهیه و دپوی شن و ماسه در محیط باز و در مجاورت ماسه های روان آغشته به یون کلر و سولفات ، نشستن شبنم حاوی کلروسولفات و انبار نمودن پاکتهای سیمان تا 17 کیسه بر روی هم ، ( استاندارد 7 کیسه ) استفاده از آب حاصله از دستگاههای آب شیرین کن با خاصیت قلیلیی بسیار بالا ، استفاده از بتن خشک ، عدم اجرای بتن با چگالی مناسب از بارزترین علل فساد بتن در مچتمع بندری شهید رجائی بندر عباس بوده اند . تهیه مصالح مرغوب از مسافتهای دور را نباید به دلیل افزایش هزینه به تهیه مصالح نا مرغوب از مسافت نزدیک ترجیح داد .

د- تحقیقات :

چون عمدتا“ تحقیقات میدانی انجام شده در حاشیه خلیج فارس صورت گرفته است و مضافا“ این که این خلیج به علت عمق کم و گستردگی زیاد و عدم سیرکولاسیون کافی آب به علت عرض کم دهانه آن و همچنین تجربه زیاد ، بصورت اکوسیستم خاصی عمل می کند علاوه بر میزان بسیار زیاد املاح در میلی لیتر دمای 34-33 درجه شرایطی استثنایی را پدید آورده که طرح اختلاط بتن ویژه ای را طلب می نماید و تا کنون متأسفانه هیچ یک از آئین نامه های داخلی و خارجی بتن به آن نپرداخته اند . تحقیقات در شرایط آزمایشگاهی در بر گیرنده پاسخ های صحیح و دقیق نبوده است و ضرورت دارد کهخ این تحقیقات را به سمت و سوی تحقیقات محیطی بسط داد . بدیهی است که امر تحقیقات باید در دو زمینه بهسازی و جایگزینی مواد جدید و مقاوم در برابر عوامل فساد بتن و ت=از سویی پیدا کردن روشهای جدید مبارزه با فساد بتن از سوی دیگر انجام گیرد .

ر – طرح اختلاط بتن

طرح صحیح صورت مسأله بر اساس شناخت دقیق اقلیم ، مکان ، مکصالح و نوع سازه ، امکان تهیه طرح مطلوب بتن را بدست می دهد . طرح اختلاط بتن به مانند هر گونه طراحی دیگر بایستی به صورت موردی و منفرد انجام گیرد و از استفاده عمومی طرح اختلاط واحد بتن اکیدا“ اجتناب شود . اختلاط بتن بایستی با درصد و طیف مناسبی از عناصر ریزدانه و درشت دانه انجام گیرد و حذف بخشی از این موارد به مخاطره انداختن سازه بتونی ، محسوب می شود .

ل – تولید، اجرا و عمل آوری بتن

اجرا و عمل آوری بتن از مهمترین مباحث مربوط به بتن می باشد که مکمل طرح اختلاط بتن بوده و اجرای صحیح و دقیق آن امکان اتصال بتن با چگالی زیاد را بدست می دهد که به علت فشردگی زیاد اجزای بتن راه نفوذ عوامل را به درون بتن سد نموده و استحکام و دوام سازه ای را تضمین می نماید .

ن- نگهداری

نگهداری سازه های بتونی از مهمترین بحثهای مدیریت حفاظت بتن می باشد که بکارگیری آن در تمامی دوران بهره برداری توصیه گشته و امروزه در تمامی کشورهای پیشرفته به طور جدی مورد توجه قرار گرفته است .

نتیجه گیری :

با توجه به پهناوری کشور و شرایط مختلف اقلیمی و محیطی ، تهیه و تنظیم آئین نامه های منطقه ای بتن و فولاد امری ضروری است و بهره برداری بی دردسر از سازه ها ایجاب می کند که به امر طراحی ، اجرا و بهره برداری سازه ای توجه ویژه ای مبذول شود ، از این رو در جهت تکمیل طرح مدیریت حفاظت بتن طرحی را تحت عنوان شناسنامه سازه ای تهیه و ارائه نموده ایم که امیدواریم پس از کسب نظر اساتید ، دانشمندان و صاحبنظران به عنوان امری واجب و ضروری در راه حفظ و نگهداری سرمایه های ملی و کلیه سازه ها ( اعم تاز بتونی ، خاکی ، فلزی و ... ) مورد استفاده قرار گیرد .

واکنش قلیایی – سیلیسی در بتن (ASR )

پدیده واکنش قلیایی – سیلیسی براثر واکنش بین هیدروکسید قلیا در سیمان و مواد معدنی سیلیسی موجود در سنگدانه ها رخ می دهد که در نتیجه ژل سیلیکاتی قلیایی حاصل می گردد واکنش قلیایی – سیلیسی اغلب بعد از 5 الی 15 سال ظاهر می شود؛ این واکنش یکی از عوامل مخرب بتن می باشد که از داخل بتن شروع می گردد و بدین لحاظ کنترل و یا جلوگیری از وقوع آن مشکل و حتی در بسیاری از موارد غیر ممکن است .در اکثر موارد ، این پدیده پس از شروع تا تخریب کامل سازه ، به طور مستمر ادامه پیدا می کند .بررسی خسارات ناشی از واکنش قلیایی – سیلیسی بر روی سازه های بتنی ، دلیل اطلاق واژه « سرطان بتن » به این پدیده را روشن می سازد.

به منظور کاهش واکنش قلیایی – سیلیسی آئین نامه ها و سازمان های متعددی از جمله،AASHTO ، ASTM ، انجمن سیمان پرتلند ، انجمن بتن امریکا(ACI) ، مرکز تحقیقات بین المللی سنگدانه و ... روش هایی را شناسایی و ارایه نموده اند . به طور کلی برای کاهش واکنش قلیایی – سیلیسی ، استفاده از سیمان با قلیای پایین برای کاهش واکنش به تنهایی کافی نمی باشد بلکه می بایست بخشی از سیمان را با خاکستر بادی یا سرباره کوره آهنگدازی و یا ترکیبی از هر دو جایگزین نمود . علاوه برآن استفاده از دوده سیلیس ( میکرو سیلیس ) موجب کاهش واکنش قلیایی – سیلیسی می گردد. همچنین به منظور مقابله با سنگدانه های واکنش زا ، می توان نمک های لیتیوم را به مخلوط بتن اضافه نمود. در هر حال استفاده از خاکستر بادی و یا سرباره کوره آهن گدازی به دلایل اقتصادی و فنی ، مناسب تر می باشند.استفاده از خاکستر بادی و یا سرباره کوره آهن گدازی در کاهش بتن ، علاوه بر کاهش واکنش قلیایی – سیلیسی مزایایی نظیرکاهش هزینه ساخت بتن ،کاهش دمای هیدراسیون ،نفوذپذیری ، افزایش دوام ، کاهش تولید گاز CO 2 و ... را به دنبال خواهد داشت.

خلاصة پروژه‌های مرکز تحقیقات تکنولوژی و دوام بتن
بررسی اثر پوزولانها در کنترل واکنش قلیایی سنگدانه‌ها (AAR) در سد استور

سنگدانه‌های بکار رفته در بتن سدها می‌توانند در اثر واکنش با قلیایی‌های سیمان تولید ژل انبساط‌پذیری نموده و نهایتاً با ایجاد ترک در بتن خرابی غیرقابل ترمیمی را ایجاد نمایند. برای جلوگیری از این پدیده لازم است سنگدانه‌های مصرفی در بتن سدها تحت آزمایشهای مختلف قرار گرفته و با تجزیه و تحلیل نتایج امکان واکنش‌پذیری آنها را مشخص نمود. در پروژه اخیر سنگدانه‌های انتخابی برای ساخت بتن در سد استور مورد بررسی قرار می‌گیرند. آزمایشهای تسریع‌شده نشان می‌دهد که این سنگدانه‌ها فعال بوده و می‌توانند خرابی در بتن به وجود آورند. برای بررسی و کنترل این واکنش از 3 پوزولان مختلف کشور استفاده شده و آزمایشهای درازمدت تا یکسال بر روی بتن‌های ساخته‌شده با این سنگدانه‌ها و پوزولانها صورت می‌پذیرد. نتایج درازمدت می‌تواند پاسخگوی نقش پوزولانها در کنترل این پدیده در بتن سد فوق باشد.

بررسی دوام سدهای بتنی کشور از نظر واکنش قلیایی

واکنش قلیایی سنگدانه‌ها (AAR) یا سرطان بتن پدیده‌ایست که در برخی از سدهای بتنی در جهان رخ داده است. در این پدیده سنگدانه‌های واکنش‌زای سیلیسی و کربناتی با قلیاییهای سیمان واکنش داده و ژل با انبساط زیادی تولید می‌کنند که منجر به ترک و خرابی بتن سدها می‌شود. این پدیده در رطوبت زیاد که در سدها و سازه‌های هیدرولیکی موجود است تشدید می‌گردد.

در پروژه اخیر سه سد نسبتاً قدیمی مورد ارزیابی قرار می‌گیرند تا روشن شود آیا پدیده فوق احتمال وقوع دارد یا خیر. روش تحقیق با ارزیابی نظری از بتن بدنه سدها آغاز می‌گردد و سپس با برداشت نمونه‌های بتن آزمایشهای مختلف پتروگرافی و تعیین انبساط بر روی آنها صورت می‌پذیرد. با این تحقیق روشن خواهد شد که اگر سنگدانه‌ها درحدی فعال بوده‌اند تا چه حد امکان پیشرفت فعل و انفعال و بروز ترکها اتفاق خواهد افتاد.

شناسایی، ارزیابی و خواص پوزولانهای ایران

پوزولانها مواد سیلیسی یا سیلیسی آلومینی هستند که به صورت طبیعی و مصنوعی موجود و با آهک و یا سیمان پرتلند واکنش داده و خاصیت سیمانی پیدا می‌کنند. جایگزینی پوزولانها با سیمان سالهاست که مورد توجه دست‌اندرکاران کارهای بتنی قرار گرفته است و از ابعاد اقتصادی و نیز خواص جدیدی که بتن با کاربرد سیمان پوزولانی پیدا می‌کند، مصرف آن گسترش می‌یابد.

در این پروژه به شناسایی دو پوزولان طبیعی کشور در منطقه استان تهران و از توفهای سبز ناحیه البرز و منطقه آذربایجان از پومیس می‌پردازیم. با انجام آزمایشهای تشخیص فعالیتهای پوزولانی این دو پوزولان طبقه‌بندی می‌شوند. سپس با کاربرد آنها در بتن با نسبتهای مختلف خواص بتن‌های حاصله از نقطه‌نظر خواص مکانیکی نظیر مقاومتهای فشاری و کششی و مدول‌الاستیسیته و دوام بتن‌ها از نقطه‌نظرهای خوردگی سولفاتی، کلریدی، کربناتی و واکنش قلیایی مورد مطالعه قرار می‌گیرد. با تعیین شناسنامه دقیق پوزولانها مصرف آنها را در کشور و به ویژه در بتن‌های حجیم سدها می‌توان گسترش داده و از جهات اقتصادی و نیز دوام بتن قدمهایی به جلو برداشت.

یکی از مهمترین فعالیتهای مرکز تحقیقات تکنولوژی و دوام بتن، انجام آزمایشهای دوام و مقاومت بتن می‌باشد.

دراین زمینه آزمایشهایی نظیر :

تعیین نفوذپذیری بتن و میزان نفوذ یون کلراید

تعیین اثر سولفات‌ها بر بتن

تعیین ضخامت پوشش محل آرماتورها و مقدار رطوبت دربتن

تعیین پتانسیل خوردگی آرماتورها و پدیده کربناتاسیون، به خصوص

برای شرایط آب و هوایی کشور و جهت تعیین تأثیر عوامل محیطی

بر بتن انجام می پذیرد

کنترل‌کیفی‌مصالح‌بتن‌جهت‌استفاده‌درپروژه‌هایبزرگ،مثل‌سدها،

مخازن،پل‌هاواسکله‌ها،ساختمان‌ها،برج‌هاو...ازدیگرفعالیت‌های مهم این مرکزمی‌باشد.دراین‌زمیـنه‌علاوه ‌بر آزمایشـات‌ معمـول‌ مصـالح آزمایش‌های ‌واکنش ‌قلیایی ‌سنگدانه‌ها (سرطان بتن) به ‌روشهای ‌تسریع شده و بلند مدت انجام می پذیرد.

از دیگر فعالیتهای ‌این مرکز،‌ آسیب شناسی و ارزیابی ‌سازه‌های ‌بتنی‌ به ‌منظور ‌تعمیرات ‌و جهت بـررسی مقاومت و مقاوم سازی آنها می‌باشد

بـرای‌ این‌ منـظور، آزمایشهای ‌نیـمه ‌مخرب ‌و غـیرمخـرب‌‌(NDT) شامل ‌مغزه‌گیری، چکش اشمیت، اولتراسونیک، پیوستگی بتن و... انجام می شود.

شناسایی‌ و ارزیابی ‌پوزولانهای ‌کشور و تحقیقات‌ در زمینه ‌سیمانهای‌جدید از جمله دیگر فعالینهای این مرکز می‌باشد، نظر به اینکه کاربرد پوزولانها در بهبود خواص بتن، تأثیر بسزایی دارد و همچنین این مصالح در بسیاری از نقاط کشور به وفور یافت می شود، می تواند جایگزین مناسبی برای بخشی از سیمان باشد و علاوه بر صرفه جویی در مصرف انرژی و مصرف سیمان، باعث کنترل و رفع برخی مشکلات و نواقص کار با بتن سیمان پرتلندی ‌شود.

تبخیر بیش از نیمی از آب بتن ، سبب ایجاد لوله های موئین گشته و نفوذ مواد شیمیایی به داخل لوله های موئین باعث خوردگی آرماتورها و انبساط آنها تا 6 برابر حجم اولیه گشته و نهایتاً با ترک خوردن بتن نفوذپذیری بتن تشدی خواهد شد و عمر سازه به شدت افت خواهد نمود .

تنها راه نفوذناپذیر سازی بتن استفاده از مواد آب بند که قابلیت تشکیل کریستال در لوله هایموئین را داشته باشند ، می باشد .در این راستا شرکت های تولید کننده افزودنی بتن تحقیقات گسترده ای را ارئه داده اند و موادی با عنوان واترپروف یا مکمل بتن تولید گشته است .پیشنهاد می کنم شما از طریق این شرکت ها اقدام به کسب اطلاعات کنید و یا از شماره های قدیم مجله انجمن بتن کمک بگیرید در خصوص راه های پیشگیری نیز با توجه به سوابق کاری ام در شرکت تولید مواد افزودنی بتن می توانم مقاله مکمل بتن را که واکنش های شیکمیایی بتن با یون سولفات و کلر و ... را نشان می دهد برایتان پیوست کنم که توجیهات اقتصادی استفاده از این مواد هم در آن ذکر شده است اگر نیاز به اطلاعات دیگری هم داشتید برایم میل کنید.

ایران کشور پهناوریست با شرایط اقلیمی ویژه که در حال حاضر با روند رو به رشد طرح های عمرانی در بخشهای نفت و گاز، نیروگاهی ، سدسازی ، پتروشیمی و .... اهمیت افزایش طول عمر سازه ها و حفظ کیفیت آنها بسیار حائز اهمیت می باشد .

لذا در طی سال های گذشته فعالیتهای گسترده ای در سطح کشور در ارتباط با ارتقاءکیفیت سازه ها و مخصوصا بتن در برابر خوردگی و نفوذ یونهای مخرب شیمیایی صورت پذیرفته است . از جمله عوامل اصلی بروز خوردگی و نفوذپذیری بتن می توان به تبخیر حدود نیمی از آب اختلاط اشاره نمود که عامل ایجاد لوله های موئین زیادی در بتن خواهد شد و نهایتا آب و یونهای شیمیایی مخرب با مکانیزم اسمزی و طبق قانون لوله های موئین به داخل بتن نفوذ نموده و خوردگی و تخریب را آغاز می نمایند . ضمنا" از دیگر عوامل نفوذپذیری بتن می توان به کسری فیلر سنگدانه ها و استفاده از مصالح شکسته اشاره نمود . از مهمترین و تاثیر گذارترین مواردی که کارشناسان و متخصصین این رشته در بخش بتن روی آن سرمایه گذاری کرده اند ، مواد افزودنی بتن می باشد که بر اساس خواص و موارد کاربردشان در گروه های بزرگی با عناوین آب بند کننده ها ، ماستیک ها ، پوشش ها،رنگ ها و ........دسته بندی شده اند . با توجه به اقلیم خورنده ای که در مناطق جنوبی کشور ( سواحل خلیج فارس و دریای عمان ) و شرایط مشابه آن در مناطق شمالی کشور ( حاشیه دریای خزر ) و همچنین در مناطق کویری وجود دارد . استفاده ازمکمل بتن به منظور پیشگیری از خرابیهای زودرس و افزایش دوام سازه های بتن آرمه ، می تواند کمک شایانی در ارتقاء کیفیت بتن باشد . اکنون با توجه به آئین نامه استانداردهای اجرایی طرح های عمرانی ، موضوع ماده 32 قانون برنامه وبودجه و در چهارچوب نظام فنی و اجرایی طرح های عمرانی کشور ( مصوبه شماره 34525/ت 13898 ه ، مورخ 4/4/1375 هیات محترم وزیران ) که رعایت استانداردهای BS 1881و DIN1048 و 1202 ASTM C را الزامی نموده است و استفاده از مکمل بتن می تواند راهگشا باشد .

یکی از پرکاربردترین افزودنی های بتن که مطابق با تکنولوژی روز دنیا و نسل جدید افزودنی های بتن تولید و ارائه می گردد و بر اساس استانداردهای معتبر جهانی مورد تست و آزمایش قرار گرفته است ، محصول مکمل بتن یا A.C.P می باشد که بهبود نتایج کیفی و سوابق درخشان استفاده از این افزودنی بتن در پروژه های مختلف عمرانی تاکیدی برموفقیت آمیز بودن آزمایشات انجام شده می باشد .

لذا برای آشنایی بیشتر با این محصول به شرح مختصری از عملکرد شیمیایی و موارد کاربرد آن می پردازیم .

این گونه افزودنی بتن ترکیبی از مواد شیمیایی ذیل می باشد:

1- میکروسیلیس

2- نسل جدید فوق روانساز بتن ( فوق روان کننده بتن )

3-کریستال ساز بتن و پلیمرهای آب بند

4- کاتالیزور و سایر مواد فیلر

مکمل بتن به جهت سطح مقطع بسیار ریز اجزاء سازنده اش که عمده آن را sio2 تشکیل می دهد ، میل زیادی به انجام واکنش با هیدرواکسید کلسیم نا پایدار دارد (عامل نفوذ پذیری و تشدید قلیایی شدن بتن) که نهایتا"سیلیکات کلسیم بسیار سخت وغیرقابل انحلال تولید می نماید .

از خصوصیات بارز سیلیکات کلسیم می توان به مقاومت در برابر سولفات ها ، نیتراتها ، یون کلر و واکنش قلیایی مصالح سنگی اشاره نمود . از این رو در صورت عدم دسترسی به سیمان تیپ 5 می توان با استفاده از مکمل بتن وسیمان تیپ 2 خواص کیفی بتن و پایائی آن را ارتقاء بخشیم .

مکمل بتن به واسطه پلیمرهای اصلاح شده با طول زنجیره بلند و داشتن کاتالیزورهای لازم ، در هنگام ساخت طرح اختلاط با کاهش 10% از نسبت آب به سیمان علاوه بر بالا بردن اسلامپ و ساخت بتن خود تراز ، میل ترکیب Ca(oH)2 و sio2 را افزوده و سرعت می بخشد و پس از انجام هیدراتاسیون ، شاهد ترکیب بهتر مولکولهای نام برده می باشیم.

وجود کاتالیزور در مکمل بتن باعث تسریع و تکمیل واکنش این افزودنی با بتن خواهد شد و در مقایسه با طرح های اختلاطی که با میکرو سیلیس و مواد روانساز ساخته می شوند به دلیل برطرف شدن واکنش گر محدود ، حدود 15% بهبود می یابد. ضمنا این کاتالیزور باعث جلوگیری از به هدر رفتن و تکمیل واکنش sio2 افزوده شده به بتن می گردد لذا میزان مصرف مکمل بتن حدود 5/1% الی 2% کمتر از میزان مصرف میکروسیلیس در طرح های اختلاط قدیمی که با استفاده از میکروسیلیس و مواد روانساز ساخته می شدند ، خواهد بود .

ضمنا" از دیگر نواقص بتن می توان به انقباض ناشی از تبخیر آب و به وجود آمدن لوله های موئین پس از انجام واکنش هیدراتاسیون اشاره نمود که این مورد هم به واسطه وجود مواد شیمیائی پلیمری کریستال ساز در مکمل بتن رفع خواهد شد. این گونه مواد کریستال ساز با ساختار آزاد و بسیار ریز مولکولی در زمان ساخت بتن در کل مخلوط پراکنده شده و تمام خلل و فرج و لوله های موئین را مسدود می سازند . اما در طرح های اختلاطی که میکروسیلیس و مواد روانساز به صورت جداگانه به بتن اضافه می گردند به جهت نقصان پلیمرهای یاد شده انجام چنین واکنشی به هیچ وجه میسر نخواهد بود .

می دانیم نفوذپذیری رابطه مستقیمی با شدت کربناسیون دارد ، افزودنی مکمل بتن با توجه به توانایی بالایی که در ساخت کریستال و به واکنش رسانیدن sio2 موجود در میکروسیلیس دارد ، نقش بسزائی در کاهش نفوذپذیری داشته و با تشکیل دادن سیلیکات کلسیم و کاهش نسبتCa(oH)2 در بتن ، خطر سرطان بتن (A-A-R) را می کاهد .

جایگزینی مکمل بتن در طرح های اختلاط به جای میکروسیلیس و مواد روانساز علاوه بر بهبود کیفی بتن ساخته و تاثیرگزاری بسیار در پایائی آن باعث کاهش 5 الی 7درصد از قیمت تمام شده بتن خواهد شد. و با استفاده از یک افزودنی بتن در زمان ساخت طرح اختلاط خطر عدم کنترل دقیق کارگاهی و رعایت نسبت ها کاهش خواهد یافت.

شایان ذکر است مکمل بتن توسط انستیتو مصالح ساختمانی دانشگاه تهران به سرپرستی جناب آقای دکتر شکرچی زاده و سایر مراکز پژوهشی و آزمایشگاههای مکانیک خاک کشور مکرارا" مورد آزمایش قرار گرفته است که نتایج آن در مقایسه با استانداردهای تدوین شده توسط سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور به منظور پذیرش بتن به شرح ذیل می باشد

براساس استاندارد اروپایی RILEM درصد خوردگی فولاد در بتن با توجه به مقاومت در برابر یون های مخرب نظیر کلر، سولفات و ...با روش الکتریکی به شرح ذیل می باشد:

درصد خوردگی فولاد مقاومت در برابر یون کلر با روش الکتریکی(اهم سانتیمتر)

خیلی زیاد 5 >

زیاد 10 - 5

نسبتا"کم 20 - 10

کم 20<

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

تصفیه فاضلاب
  
کد مطلب : 31

باتوجه به روند افزایش جمعیت در شهرهای بزرگ که خود بصورت طبیعی باعث افزایش میزان فاضلاب شهری میگردد زمینه تشکیل سیستم جمع آوری و تصفیه فاضلاب شهری امری لازم و ضروری به نظر میرسد .

باتوجه به روند افزایش جمعیت در شهرهای بزرگ که خود بصورت طبیعی باعث افزایش میزان فاضلاب شهری میگردد زمینه تشکیل سیستم جمع آوری و تصفیه فاضلاب شهری امری لازم و ضروری به نظر میرسد .

● فاضلاب :

فاضلابی که به تصفیه خانه شهری میرسد ، مجموع فاضلابی است که از سه منبع مختلف در شبکه فاضلاب وارد میشود . این سه منبع عبارتند از :

الف) فاضلاب خانگی

ب) نشت آب

ج) پساب صنعتی

بنا بر تعریف مجموعه فاضلاب حاصله از سه منبع را فاضلاب شهری یا فاضلاب بهداشتی خوانند .

البته ممکن است برای شهرهای ایران در شرایط موجود از مقدار مربوط به پساب صنعتی صرف نظر کرد ولی نشت آب به ویژه در شهرهایی که سطح سفره آب زیرزمینی آنها بالا است بسیار اهمیّت دارد .

معمولاً مقدار فاضلابی را که در طرح در نظر میگیرند معادل مقدار فاضلاب متوسط شبانه روز در مواقع غیربارانی است . باید توجّه داشت که این رقم کاملاً قراردادی است زیرا در ساعات مختلف شبانه روز مقدار فاضلاب از مقدار متوسط در 24 ساعت مرتبا کمتر و یا بیشتر میشود و عملاً معادل آن جز در چند لحظه ممکن نمیگردد . یکی از طرق تعیین مقدار متوسط فاضلاب در 24 ساعت تعیین آب مصرفی در شهر است .

با داشتن آماری مناسب از مصرف سرانه آب شهر و تعیین حدود منطقه فاضلاب گیر و بالاخره تعداد افراد ساکن در منطقه فاضلاب گیر ، به راحتی میتوان مقدار متوسط فاضلاب روزانه را حساب کرد . البته این طریقه در شهرهای بزرگ و یا شهرهایی که در آنها خانه سازی کامل نشده باشد چندان صدق نمیکند و در این صورت باید رقمی برای مقدار فاضلاب سرانه در نظر گرفت ، که مطابق با شرایط واقعی باشد . در شهرهای بزرگ مصرف آب هتل ها و رستورانها و بیمارستانها که به تعداد زیاد وجود دارند در موقع اندازه گیری آب مصرفی سرانه بحساب نمیآید ، در حالیکه در عمل آنها نیز به صورت فاضلاب به شبکه وارد میشود . حدود این تغییرات شاید به 25 لیتر به ازاء هر نفر در روز نیز برسد . لذا باید در طرح شبکه فاضلاب برای چنین شهرهایی نهایت دقت را از نظر انتخاب مقدار واقعی فاضلاب مبذول داشت زیرا این موضوع از نظر فنی و اقتصادی عامل مهمی است .

● مقدار متوسط فاضلاب روزانه :

طبق توصیه کمیته استاندارد فاضلاب سازمان برنامه تا زمانی که اندازه گیری های واقعی از مقدار فاضلاب شهرهای مختلف در ایران عملی نشده است رقم 150 لیتر به ازاء هر نفر در روز را میتوان در طرحهای شبکه فاضلاب به کار برد . ( این رقم شامل نشت آب نیز میباشد . )

● تصفیه فاضلاب در مجاورت باکتریهای هوازی :

اگر در حین تجزیه مواد ، اکسیژن به مقدار لازم و به طور مرتب به فاضلاب برسد باکتریهای هوازی عمل تجزیه را شروع نموده و عمل مینماید . چنانکه ملاحظه میشود ابتدا مواد آلی ازت دار تبدیل به آمونیاک و سپس به نیتریت و نیترات میگردد . نیترات ها که در واقع جزو مواد غذایی بسیار مناسب برای گیاهان محسوب میشود توسط گیاه جذب و باعث رشد بهتر آنها میگردد . از طرفی خود گیاهان نیز توسط حیوانات خورده شده و در ساختمان سلولهای بدن آنها کمک مینماید . مواد آلی فوق دوباره به صورت مواد آلی پس مانده دفع شده و این گردش بیانتها از نو آغاز میشود . در تمام این تحولات اکسیژن برای تنفس موجودات زنده و همچنین سایر تغییرات و تبدیلات شیمیایی دیگر و به منظور تثبیت مواد کربنی و سولفوری بصورت کربناتها و سولفاتها لازم است .

● تصفیه و تجزیه فاضلاب در مجاورت باکتریهای غیر هوازی :

زمانیکه اکسیژن در مجاورت فاضلاب نباشد ، باکتریهای هوازی دیگر قادر به ادامه حیات و استفاده از مواد غذائی نخواهند بود . در چنین حالتی باکتریهای غیرهوازی که قادر به استفاده از اکسیژن مواد آلی هستند وارد میگردند . بدین ترتیب تجزیه مواد در اثر وجود باکتریهای غیرهوازی ، سبب بوجود آمدن اسیدهای آلی ، کربناتهای اسیدی ، اکسید کرین و هیدروژن سولفوره شده و در مرحله بعدی آمونیاک ، کربناتهای اسیدی اکسید کربن و سولفیتها بوجود میآیند . در مرحله نهایی تجزیه و تخمیر ، آمونیاک ، متان ، اکسید کربن و سولفیتها بوجود میآیند . در مرحله نهایی تجزیه و تخمیر ، آمونیاک ،متان ، اکسید کربن و سولفیت ها تولید میگردند . در تصفیه خانه های فاضلاب ، حوضهای هوارسانی ، واحد اصلی در تجزیه و تصفیه فاضلاب یعنی از بین بردن مواد آلی و کاهش مقدار ( بی . او . دی ) میباشد و در واقع در این واحد است که تصفیه در مجاورت باکتریهای هوازی انجام میگیرد . تجزیه و تخمیر مواد لبنی که در آنها هوا دمیده نمیشود را هضم لجن مینامند که توسط باکتریهای هوازی و در مخازن هاضم انجام میپذیرد و تولید گازهای متان و اکسید کربن مؤید چنین تخمیری است .

● لزوم آزمایشات فاضلاب :

فاضلاب را به منظور زیر آزمایش تحلیلی میکنند .

الف) تعیین و تشخیص مواد متشکله اش که اطلاع از آن در رفع مشکلات تصفیه خانه سودمند است .

ب) تصمیم در انتخاب نوع وسائل و روش تصفیه

ج) تنظیم و کنترل هر یک از واحدهای تصفیه خانه در جریان تصفیه فاضلاب

د) تعیین مشخصات فاضلاب خروجی و مقایسه آن با مشخصات فاضلاب ورودی برای اطلاع از بازده تصفیه خانه .

● آزمایش تحلیلی فاضلاب :

آزمایشاتی که از فاضلاب بعمل میآید شامل آزمایشهای فیزیکی ، مطالعات بهداشتی ، آزمایشهای شیمیایی و بالاخره آزمایشهای زیستی است . مجموع تمام آزمایشهای شیمیایی و بالاخره آزمایشهای زیستی است . مجموع تمام آزمایشهای معمول در کار فاضلاب را آزمایش تحلیلی فاضلاب مینامند .

● آزمایش فیزیکی :

آزمایش های فیزیکی برای تعیین درجه حرارت ، رنگ ، بو . تیرگی فاضلاب است . اطلاع از درجه حرارت از نظر بازده عملیات واحدها بسیار مهم است . رنگ فاضلاب در تشخیص ظاهری و فوری آن کمک میکند فاضلاب تازه به رنگ خاکستری است ، رنگهای تیره و سیاه دال بر کهنگی فاضلاب و مطمئناً همراه با تعفن است . بوی فاضلاب نیز ناشی از ماندگی فاضلاب است ، همانطور که تیرگی آن نتیجه کهنگی میباشد البته باید توجّه داشت که فاضلاب اصولا تیره میباشد ولی فاضلاب کهنه تیرگیش شدیدتر است .

● مطالعات بهداشتی :

تعیین و اطلاع از منابع دفع فاضلاب شهر به شبکه جمع آوری فاضلاب حائز اهمیّت است . مثلاً اطلاع از اینکه تاسیسات بهداشتی بزرگی از قبیل بیمارستانها و آسایشگاه ها ، فاضلاب خود را به شبکه شهر وارد میسازند و با این کار پساب کارخانجات به شبکه مذکور تخلیه میگردد از نظر انتخاب روشهای تصفیه فاضلاب ، مؤثر واقع خواهد شد .

● آزمایشات شیمیایی :

آزمایشات شیمیایی که در واقع اساسی ترین آزمایشات فاضلاب محسوب میشود به شرح ذیل است :

الف) تعیین خاصیت اسیدی و یا قلیایی

ب) مواد متشکله

ج) اکسیژن محلول ،

د) شدت آلودگی
● آزمایشات زیستی :

در فاضلاب انواع مختلف موجودات ریز ذره بینی یافت میشوند . کوچکترین آنها از نوع ویروسی است که با میکروسکوپهای قوی نیز دیده نمیشوند . پس از ویروس ها باید از باکتریها نام برد که معمولاً با کمک میکروسکوپهای بسیار قوی قابل رویت است . دست سوم را موجودات ریز ذره بینی تشکیل میدهند که با میکروسکوپهای عادی هم میتوان آنها را دید .

موجودات زنده در فاضلاب ممکن است مضر و یا مفید باشند . باکتریهای مضر موجود در فاضلاب ضدعفونی نشده ، سبب آلودگی منابع طبیعی آب گردیده و در صورت آشامیدن بر اثر وجود باکتریهای پاتوژنیک موجب بروز امراض مختلفی نظیر اسهال خونی میگردند . باید توجّه داشت که تعداد زیاد موجودات زنده در فاضلاب دلیل بر آلودگی شدید آن نیست و از نظر انتخاب واحدهای تصفیه خانه نیز تاثیری ندارد . ولی عدم وجود باکتری ها دلیل بر وجود پساب صنعتی در فاضلاب شهری به مقدار زیاد است . تعداد باکتریها در فاضلاب شهری بین 2 تا 20 میلیون در هر میلیلیتر تغییر میکند .

● آشغالگیری و آشغالگیرها :

شناسائی : آشغالگیرها عبارت از وسیله ای است که در ابتدای تصفیه خانه از نظر تأمین مقاصد زیرین تعبیه میگردد :

الف ) حفاظت تلمبه ها ، لوله های لجن و حوضهای ته نشینی در مقابل گرفتگی

ب ) خوشایند کردن وضع ظاهری واحد های مختلف تصفیه خانه

ج ) تأثیر کامل مواد ضد عفونی نظیر کلر بر فاضلاب تصفیه شده ، باتوجه به اینکه مواد ضد عفونی بر روی مواد جامد شناور چندان تاثیری ندارد .

بدین ترتیب سعی میشود مواد جامد شناور نظیر کاغذ و پارچه و غیره حتی الامکان ، از جریان تصفیه خارج گردد . از نظر موقعیت ، آشغالگیر را باید در محلی که به سهولت قابل دسترسی و تمیز کردن باشد بنا نمود .

● انواع آشغالگیرها :

آشغالگیرها را از شبکه های سیمی یا صفحات فلزی سوراخدار و بالاخره از میله هایی که در فواصل معینی از یکدیگر قرار گرفته اند میسازند . معمولاً در تصفیه فاضلاب شهری از آشغالگیرهای میله ای و در تصفیه پساب صنعتی از انواع دیگر آن استفاده میکنند . انواع آشغالگیر میله ای ؛ دهانه فراخ و دهانه تنگ .

آشغال خردکن ها :

شناسایی ؛ آشغال خرد کن عبارت از وسیله ایست که برای انجام مقاصد زیر در ابتدای تصفیه خانه و بعد از آشغالگیر میله ای دهانه فراخ نصب میکنند :

الف) رفع مشکلات ناشی از دفع مواد شناور جمع آوری شده .

ب) حفظ وضع ظاهری تصفیه خانه در محل آشغالگیر .

ج) جلوگیری از ایجاد بو و رشد و نمو مگس در محل آشغالگیر .

انواع آشغال خردکن و طرز کار آنها دو روش مختلف برای خرد کردن مواد جامد شناور و غیرشناور وجود دارد . یکی آنکه دستگاه به طور مرتب و در تمام مدت شبانه روز کار میکند ، دوم اینکه بطور متناوب و برحسب مقدار آشغال ورودی بکار افتاده و مواد را خرد میکند . نوع اول که در اکثر کشورهای اروپایی و آمریکایی معمول است ، از کل استوانه دوار با شیارهای افقی و یک تیغه برای ثابت تشکیل شده است . در اثر دوران استوانه و جریان فاضلاب به داخل آن مواد روی بدنه استوانه جمع شده و توسط تیغه بران خرد میشوند و از لای شیارها عبور کرده و به واحدهای بعدی تصفیه خانه رانده میشوند . دهانه شیارها در آشغال خردکن های مختلف در حدود 4 تا 9 میلیمتر میباشد . نوع دوم که در آلمان ساخته میشود ، از میله های نیم دایره ای شکل و یک آشغال روب و بالاخره دستگاه خرد کننده تشکیل شده است . مواد شناور که به تدریج روی میله ها جمع میشود سبب بالا آمدن سطح فاضلاب در بالا دست وایجاد اختلاف ارتفاعی در دو سمت میله ها میگردد .

هرگاه این اختلاف از حد معینی بیشتر شد آشغال روب بکار افتاده و مواد را به سمت دستگاه خرد کننده که جنب کانال اصلی است هدایت میکند .

● حوض های دانه گیری :

▪ تعریف دانه : تمام مواد جامد دانه ای ، اعم از شن ، ماسه ، نرمه خاک ، خاکستر و مواد ریز معدنی دیگر و یا هسته میوه جات و دانه های نباتی و بالاخره هر نوع مواد دانه ای اعم از معدنی و یا آلی ، در مبحث فاضلاب « دانه » اطلاق میشود مشروط بر آنکه دارای صفات زیر باشد

الف) در جریان تصفیه تجزیه و فاسد نشود.

ب) سرعت ته نشینی آن بیش از سرعت ته نشینی مواد جامد فاسد شدنی از جنس آلی باشد .

▪ شناسائی : حوضهای دانه گیری را برای انجام مقاصد زیر بنا میکنند :

الف) حفاظت وسایل مکانیکی در مقابل سایش

ب) کاهش در گرفتگی لوله ها که در اثر ته نشینی مواد دانه ای بویژه در تغییر جهت جریان حادث میگردد . ج) سهولت در تمیز کردن حوضهای ته نشینی و مخازن هاضم .

در تصفیه خانه ها معمولاً اگر از آشغالگیر استفاده شود ، حوض دانه گیری را بعد از آن بنا میکنند تا از ورود مواد شناور نظیر پارچه و کاغذ بداخل حوض دانه گیری جلوگیری بعمل آید . زیرا وجود این مواد سبب بروز اشکالاتی در کار دانه روبهای مکانیکی میگردد .

موقعیت حوضهای دانه گیری بست به آشغال خرد کن بر حسب شرایط محلی و نوع تصفیه خانه فرق کرده ممکن است قبل و یا بعد از آشغال خرد کن و حتی قبل از تلمبه خانه اصلی تصفیه خانه فاضلاب نیز ساخته شود .

● طرق مختلف دانه گیری :

بطور کلی دو طریقه برای ته نشین ساختن دانه ها موجود است :

الف ) کم کردن سرعت جریان فاضلاب در حوضهای دانه گیری .

ب ) بوجود آوردن سرعتی ثابت در تمام طول حوض دانه گیری

● ته نشینی و حوضهای ته نشینی :

▪ تعریف ته نشینی ؛ منظور از ته نشینی در مبحث فاضلاب مجموعه عملیات زیر است :

الف) جدا نمودن مواد جامد معلق با ته نشین ساختن آنها .

ب) مجتمع کردن آنها جهت تسهیل در امر تخلیه و دفع .

ج) خارج کردن آنها از جریان تصفیه

عمل ته نشینی به دو طریق صورت میگیرد ، یکی ته نشینی شیمیایی است که با افزودن مواد شیمیایی ممکن میشود ، دیگری ته نشینی ساده است که در آن نیروی وزن عامل اصلی ته نشینی میباشد .

● ته نشینی شیمیایی :

در سال 1740 میلادی برای اولین بار روش ته نشینی شیمیایی در پاریس مورد تحقیق و آزمایش قرار گرفت. در سالهای 1857 ـ 1880 این طریقه ته نشینی در انگلستان مورد توجّه بیشتری واقع شد و روز به روز اهمیّت آن در امر تصفیه فاضلاب و آب بیشتر گردید . ته نشینی شیمیایی که در واقع به منزله تصفیه کاملی بود . با پیدایش طریقه تصفیه زیستی اهمیّت خود را از دست داد در حال حاضر ته نشینی شیمیایی بندرت در تصفیه فاضلاب شهری بکار می رود و فقط در حالات خاصی ، مانند تصفیه پساب صنعتی ، ممکن است از این طریق استفاده نموده به طور کلی علل عمده عدم پیشرفت این طریقه در تصفیه فاضلاب در دو مطلب زیر خلاصه میگردد :

1) مقدار کاهش ( بی ـ او ـ دی ) فاضلاب در طریقه شیمیایی در مقایسه با تصفیه به طریق زیستی کمتر است . یعنی بازده تصفیه زیستی بهتر از بازده تصفیه شیمیایی است .

2) مواد لجنی در این طریقه بصورت انباشته در آمده و عمل جمع آوری تخلیه را مشکل میسازد .

● حوضهای ته نشینی :

▪ تئوری ته نشینی : اگر مایعی که محتوی ذرات جامد است در حالت سکون قرار گیرد به تدریج آن قسمت از ذرات جامد که دارای وزن مخصوصی بیش از وزن مخصوص مایع میباشد شروع به سقوط و ته نشینی می نماید . این موضوع ظاهراً ساده در واقع اساس طرح و محاسبات حوضهای ته نشینی را تشکیل میدهد .

▪ شناسائی : حوضهای ته نشینی به منظور ته نشین ساختن مواد جامد ریز دانه به قطرهای کمتر از 2/0 میلیمتر ، و تخلیه آنها ساخته میشود البته همان طور که گفته شد دانه های به قطر بیش از 2/0 میلیمتر توسط حوضهای دانه گیری قبلاً از جریان تصفیه خارج شده اند .

در این مرحله فاضلاب خروجی تصفیه شده دارای مواد معلق کمتری بوده و بالطبع زلالتر است و بدین ترتیب فاضلاب خروجی از نظر مصارف زراعتی کاملاً بدون اشکال میشود .

● انواع حوضهای ته نشینی :

حوضهای ته نشینی را میتوان بر حسب مواد زیر تقسیم بندی نمود .

الف) ماهیت کار .

ب) طرز ته نشینی و تخلیه لجن جمع آوری شد

ج) شکل ظاهری

د) ادواتی که برای لجن روبی بکار مییروند .

● صافیهای چکنده :

▪ شناسائی : صافیهای چکنده براساس تصفیه طبیعی که در رودخانه ها در اثر رشد و نمو موجودات زنده ذره بینی و بوجود آمدن لایه لجنی لزج که موجب تصفیه و تمیز شدن آب رودخانه میگردد ، بوجود آمد . فرق عمده تصفیه فاضلاب دفع شده در رودخانه و با عبور دادن آن از صافیهای چکنده ، سرعت بیشتر در امر تصفیه است .

● کلرزنی :

▪ شناسائی : به منظور تأمین مقاصد زیر از ترکیبات شیمیایی کلردار در تصفیه خانه های فاضلاب استفاده میکنند .

الف) گندزدایی فاضلاب خروجی .

ب) کاهش مقدار ( بی ـ او ـ دی ) .

ج) جلوگیری از بو

د) جلوگیری از خورده شدن بتن و ادوات مکانیکی توسط مواد اسیدی تولید شده در جریان تصفیه .

* جلوگیری از خوردگی بتن در فاضلاب ها یا مخازن بتنی در هنگام بتون ریزی از مواد افزودنی های بتن باید استفاده شود و در هنگامی که مخازن بتنی دچار مشکل آب بندی می گردند باید از ملات های آب بند بتن و در قسمت هایی که مواد فاضلابی باعث تخریب بتن شده اند از ملات های تعمیری بتن یا ترمیم کننده بتن و همچنین از چسب لاتکس جهت اتصال بتن قدیم به جدید استفاده نمود .

هـ) جلوگیری از رشد و نمو مگس و حشرات در صافیهای چکنده ،

و) شکستن کفاب تولیدی در حوضهای ایمهاف .

در تصفیه خانه های بزرگ عموما از کلر مایع و در تصفیه خانه های کوچک معمولاً از ترکیبات کلردار استفاده میکنند . از جمله ترکیبات کلردار ، آهک کلردار است که به شکل گرد سفید رنگی با 35 درصد کلر میباشد ، و دیگر هیپوکلریت سدیم است که بصورت محلول مصرف میگردد و دارای 70 درصد کلر میباشد .

● لوله های مصرفی برای انتقال کلر :

برای انتقال کلر از لوله های چدنی ریزدانه و یا لوله های پلاستیکی (PVC ) میتوان استفاده کرد .

● طریقه مصرف کلر در جریان تصفیه فاضلاب :

مواضع مختلف کلرزنی در تصفیه خانه بطور خلاصه عبارتند از :

الف) فاضلابروی ورودی به تصفیه خانه.

ب) کانال ورودی به حوض ته نشینی یا حوض ته نشینی نهایی .

ج) کانال خروجی از حوضهای ته نشینی نخستین یا نهایی .

د) حوضهای کلر زنی و بالاخره ،

هـ) در فاضلابروی خروجی از تصفیه خانه

● اصول کار تصفیه فاضلاب خروجی تا حد زلال سازی :

باتوجه به اینکه فاضلاب خروجی چندان آلوده نمیباشد لذا میتوان از کلیه روشهای معمول در تصفیه آب نظیر صافیهای ماسه ای با سرعت کم یا زیاد استفاده نمود و یا صافیهای با دهانه های ذره بینی را که 15 سال پیش به بازار عرضه شد برای این منظور به کار برد .

درجه تصفیه حاصله ـ به طور کلی بازده واحدهای زلال سازی فاضلاب بیش از 50 درصد است و به همین جهت میتوان شدت آلودگی و مواد جامد معلق فاضلاب تصفیه شده را به 10 و حتی 5 میلیگرم در لیتر تقلیل داد .

● مراحل بعدی عبارتند از :

تصفیه و دفع لجن ، هضم لجن ، مخازن هاضم ، حوض تغلیظ لجن ، دفع لجن هضم شده ، آماده کردن لجن ، بسترهای لجن ، خشک کن ، دفع فاضلاب و ترقیق فاضلاب ، تلمبه و تلمبه خانه

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

تاریخچه ژئوممبرین، کاربرد ها و انواع آن
 

کد مطلب : 29


ژئوممبران: PVC-
ژئوممبران pvc محصول عایق بندی است که با آماده کردن رزین (کلراید پنی دینیل) مواد پرکردنی ماده رنگ زنی به همراه تثبیت کننده ها وقراردادن آنها درمعرض عملیات های لازم درقالب ریزی ها و نیز بر اثر حرارت به صورت یک فرم متجانس تشکیل می شود.

ژئوممبران: PVC-

ژئوممبران pvc محصول عایق بندی است که با آماده کردن رزین (کلراید پنی دینیل) مواد پرکردنی ماده رنگ زنی به همراه تثبیت کننده ها وقراردادن آنها درمعرض عملیات های لازم درقالب ریزی ها و نیز بر اثر حرارت به صورت یک فرم متجانس تشکیل می شود.

انواع ژئوممبران PVC-

ژئوممبران مضرس دار

ژئوممبران ضد باکتری

ژئوممبران با ژئوتکستایل لمینت شده

ژئوممبران pvc - شکل T

مشخصات ژئوممبران PVC-

1-مقاومت شیمیایی

2-جوش پذیری

3-انعطاف پذیری

4-انبساط وانقباض نسبی زیاد

مقاومت دربرابر اشعه UV5-

موارد کاربرد ورق ژئوممبران: pvc-

1-مخازن آب وتصفیخانه ، حوضچه ها واستخر

2-پشت بام و بالکن

3-تونل های زیر زمینی

4-پارکینگ های اتومبیل زیر زمینی

5-مصرف زیر کاشی

مشخصات ژئوممبران: - مضرس دار

ژئوممبران pvc مضرس دار (signal lair ) ورقی است شامل یک لایه باریک وکمرنگ برای سهولت درتشخیص صدمات که به آسانی در صورت صدمه با دید بصری قابل تشخیص است.

ژئوممبران T- Grip-

- نگه دارنده بتن بر روی ورق ژئوممبران در شیب ها ودیوارها

- در سیستم های فاضلاب

- دور ستون ها ولوله ها

مزایا

در صورت بکارگیری این عایقها جهت پوشش و نفوذ ناپذیر کردن کانال بخشی از مزایای آن بشرح زیر میباشد:

1- سرعت اجرای زیاد و زودتر به بهره برداری رسیدن کانال

2- کاهش عملیات خاکی و افزایش سرعت آب و دبی کانال

3-حذف لایه فیلتر زهکش

4- حذف عملیات تعویض خاک

5- افزایش عمر مفید کانال به چندین برابر عمر کانال بتنی و عدم نیاز به ترمیم و نگهداری

الف- نتایج و بحث

هدف از اجرای پوشش ، جلوگیری از تلفات آب ، فرسایش خاک ، کاهش هزینه های نگهداری کانال و جلوگیری از رشد علفهای هرز می باشد.هزینه های اجرایی هر متر مربع پوشش بتنی و ژئوممبران - بتنی تقریبا" با یکدیگر برابر می باشد بنابراین در شرایط مشابه مزیت استفاده از پوشش ژئوممبران جلوگیری از هدر رفتن آب و یا راندمان بالاتر انتقال می باشد. استفاده ازاین پوششها ضمن اینکه ازاتلاف مایعات محلولهای شیمیائی موجود درکانالها جلوگیری بعمل می آورد بعلت برخورداری ازتائیدیه های زیست محیطی ازآلودگی منابع آب وخاک نیزجلوگیری بعمل می آورد ازسوی دیگر استفاده از HDPE بعنوان جایگزین لاینینگ بتنی ویا رسی ازتخریب کف ودیواره های کانال بعلت خورندگی خاکهای بستر جلوگیری نموده ودوام دهها ساله بدون نیازبه تعمیرات ویا تعویض خاک را درخاکهای نامناسب ازقبیل گچی ، آهکی ، سولفات و000 را تضمین می نماید. برای احداث کانال در حین مواجهه با خاکهای نامناسب دو راه حل وجود دارد :

1-تعویض خاک منطقه و جایگزینی با خاک مناسب

2-استفاده از پوشش های ژئو ممبران – بتنی .شایان توجه میباشد در اجرای این پوشش در صورت رعایت ننمودن موارد زیر نتایج نامطلوب حاصل میشود .

1- عدم اجرای صحیح ژئو ممبران و پوشش بتنی

2- عدم استفاده از محصول مناسب

3- نشست خاک

4- عدم دقت در کارگذاری ژئو ممبران

5-عدم مهار صحیح ژئو ممبران

6-استفاده از بتن مگر در زیر پوشش ژئوممبران

مهمترین بخش در مورد لایه ژئو ممبرین مربوط به درز گیری ها و جوش دادن صفحات ژئوممبرین در محل میباشد . چرا که اگر نشتی در این مکانها رخ دهد طرح کا ر آیی خود را از دست داده و اهداف مورد نظر بر آورده نخواهد شد . روی هم رفته در طرحهای اجرا شده با ژئوممبرین حدود 15% صرفه جویی اقتصادی نسبت به طر ح های دیگر که از ژئو ممبرین استفاده نمی کنند میشود .

ژئوممبران‌ها

خصوصیات لازم یک ژئوممبران برای استفاده در دیوار آب بند به شرح زیر است:

- سختی بالا برای آسانی نصب

- مقاومت بالا در مقابل انواع مواد شیمیایی که شامل حلال‌های آلی نیز می‌باشد

- امکان نصب پروفیل‌های قفل و بست روی لبه صفحات ژئوممبران

- دوام مناسب در حالت مدفون

HDPE برای اکثر موارد بالا انتخاب مناسبی است. این ماده سختی کافی ندارد تا بتوان آن را مثل صفحه فولادی مستقیماً به داخل خاک راند ولی همانگونه که توضیح داده شده راه های زیادی برای نصب آن وجود دارد. وقتی که هزینه و در دسترس بودن آن نیز مد نظر قرار گیرد دیده می‌شود که در این نوع کاربرد انتخاب طبیعی می‌باشد. دلیل دیگر برای انتخاب HDPE قابلیتشکل یافتن آن توسط عملیات اکستروژن است.قفل و بست‌ها شکل‌های پیچیده ای دارند که توسط فرآیند اکستروژن ساخته می‌شوند و سپس به طول مورد نظر بریده شده و به پانل‌های ژئوممبران جوش امتزاجی داده می‌شوند. اکنون به عملکرد HDPE

در حالت مدفون در دراز مدت پرداخته می‌شود. غیر از تنش که ممکن است منجر به ایجاد ترک در مواردی شود عوامل کمی می‌توانند عمر ژئوممبران HDPE را در حالت مدفون کوتاه کنند یکی از آنها قرار گرفتن د رمعرض مواد شیمیای است. تا کنون صدها آزمایش سازگاری طبق استاندارد9090EPA بر روی HDPE با انواع مواد شیمیایی انجام گرفته است که در هیچ یک از این آزمایش‌ها تخریب مشاهده نشده است.

در مورد هیدروکربنها با غلظت زیاد (هیدروکربن‌های کلرینه و آروماتیک نامطلوبترین آنها هستند) کاهش مقاومت حد تسلیم کششی تا 30% می‌تواند رخ دهد. این به خاطر روان شدگی فیزیکی است که HDPE را نرم می‌کند. البته این واکنش قابل برگشت است، یعنی زمانی که اجازه خروج به مواد شیمیایی داده شود، مقاومت اولیه باز می‌گردد.

یکی از مهمترین خصوصیات دیوارهای آب‌بند، نفوذناپذیری در مقابل مواد شیمیایی است. لازم است نفوذپذیری شیمیایی ژئوممبران از نفوذپذیری که معمولاًدر مهندسی ژئوتکنیک به آن اشاره می‌شود متمایز شود. در حالت خاک‌ها و سایر مواد متخلخل، انتقال آب (یا سایر مواد شیمیایی) از حفرات خاک، ترکها یا شکستگیها رخ می‌دهد. در صورتی که در نفوذپذیری شیمیایی، ماده شیمیایی از یک غشا غیر متخلخل در سطح مولکولی عبور خواهد کرد. مولکولهای می‌توانند به طریقی خود را از بین زنجیرهای پلیمری عبور دهند.

HDEP یک ماده پلاستیک نیمه بلوری است که آن را د رمقابل نفوذپذیری شیمیایی مقاوم می‌سازد. باید دانست که هیچ پلیمری نسبت به مواد شیمیایی کاملاً عایق نیست همیشه مقداری تراوش رخ می‌دهد. سوال اساسی این است که آیا مقدار نفوذپذیری قابل قبول است یا خیر.

عوامل زیادی در مقدار نفوذپذیری شیمیایی ژئوممبران تاثیر می‌گذارد. این عوامل شامل تمرکز شیمیایی، دما و ضخامت ورق است. نفوذپذیری دو مولفه عمده دارد که شامل نرخ انتشار (Diffusivity) و انحلال‌پذیری است. نرخ انتشار، نرخ انتقال یک ماده شیمیایی از یک مانع است. انحلال‌پذیری مقدار ماده شیمیایی که یک مانع می‌تواند نگهداری کند. بنابراین نفوذپذیری مربوط به مقدار حجم زاید یک پلمیر و سازگاری ماده شیمیایی با ژئوممبران است. در واقع، نفوذپذیری مرتبط با این است که چه مقدار ماده شیمیایی می‌تواند توسط غشا جذب شود و سرعتی که ماده شیمیایی از مانع عبور می‌کند. بنابرین غلظت، دما و ضخامت ژئوممبران بر مقدار نفوذپذیری تاثیر می‌گذارد.

نکات اجرایی در استفاده از ژئوممبرین ها

1-جهت استفاده از ژئوممبرین ها در سطوح شیبدار و یا قائم و جاهایی که امکان لغزش و جود دارد از نوعی ژئوممبرین استفاده می شود که بر روی سطح ان برجستگی هایی به شکل میخ و جود دارد این میخچه ها در آستر زیر فرو رفتهدو مانع از لغزش لایه ژئوممبرین میزشود.

2-در هنگام نصب ژئوممبرین باید کاملا" توجه داشت که از هر گونه خراش بر سطح آن جلوگیری شود خراش های سطحی به شکل قابل توجهی موجب کاهش مقاومت می شوند.

3-ژئوممبرین بصورت لوله ای و تخته ای ذر بازار عرضه می شود . گاهی برای سطوح وسیع مجبور به چسباندن چند لایه ژئوممبرین می باشیم. برای چسباندن ژئوممبرین در خارج از کارخانه ودر محل کارگاه معمولا" از چسب های مخصوص استفاده می شود. گاهی نیز جهت چسباندن دو لایه ژئوممبرین از ماده حلالی که موجب حل شدن دو لایه مجاور در هم می شود استفاده می گردد.

ژئوممبران

. ژئو ممبرانها اساساً ورقه های نازک و نفوذ ناپذیری هستند که از مواد لاستیکی یا پلاستیکی ساخته میشوند و عمدتآً برای آستر کاری و پوشش تأ سیسات ذخیره مایعات و گازها به کار میروند.ژئوممبرین ها دسته ای از خانواده ژئوسنتیتیک ها هستند که به شکل قابل ملاحظه ای نفوذ ناپذیرند . ماده اصلی تشکیل دهنده ژئوممبرین ها پلیمرهای مصنوعی اند و مهمترین نقش آنها به عنوان ماده ای محافظ در برابر عبور سیالات می باشد.کاربرد وسیع ژئوممبرین ها وابسته به خواص فوق العاده آنها نسبت به وزنشان می باشد.از مشخصات بارز این عایقها می توان به مقاومتهای کششی ، پارگی ، سوراخ شدگی بسیار بالای آنها اشاره نمود.درصد ازدیاد طول این عایقها تا بیش از 7 برابر طول اولیه آنها می باشد. همچنین نفوذ ناپذیری ، انعطاف پذیری توام با مقاومت بالادربرابرپاره شدگی و سوراخ شدگی و تغییرات بالای دمای اطراف ، مقاومت در برا برمواد شیمیایی ، سبک بودن و نصب سریع آنها است. ژئوممبران دارای طبیعت پلیمری هستند و به این دلیل در مقایسه با خاکهای رسی و ژئو تکستایل ها نفوذ ناپذیر تر می باشند ، آزمایشهای عبور خاک آب ، ضریب نفوذ پذیری آنها m/s 15- 10*2.7 نشان داده است .

بعضی از کاربردهای ژئوممبراین در پرو ژه های عمرانی

ژئوممبران‌ها به‌عنوان یک عایق بسیار مقاوم و کمهزینه و دارای طول عمر زیاد، در بسیاری از صنایع کاربرد دارد. این عایقها در کانالها کاربردهای فراوانی دارند خصوصا" در کانالهایی که از خاکهای واگرا ، گچی ، تورمی ، رمبنده و... عبور مینماید و یا با مشکل آبندی روبرو باشند ، استفاده از این عایقها در مقابل liningبتنی میتواند بعنوان گزینه مناسبی مورد نظر قرارگیرد.، انعطاف پذیری بالای این عایقها ، اجرای آسان که پیشرفت نصب ان معادل 5000 m2 در روز ، عدم نیاز به نگهداری و تعمیرات در طول دوره کارکرد و نیز افزایش قابل توجه سرعت حرکت اب و دبی کانال بعلت تفاوت ضریب زبری بتن با HDPE و امکان استفاده از آنها به صورت روباز از جمله دلایل استقبال جهانی از آن در پروژه ها میباشد. که از آن جملهمی‌‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

- از جمله مهمترین کاربردهای ژئوممبراین کاربرد به عنوان آستر و محافظ می باشد که عمدتا" در سطوح داخلی کانال ها ، مخازن و لوله های آبرسانی مورد استفاده قرار می گیرد.مقاومت بالای ژئوممبرین در برابر سایش مانع از سائیدنه شدن سطوح این تاسیسات می شود. همچنین می توان از تاثیرات منفی فاضلاب بر روی سطوح تاسیسات مربوطه با نصب لایه ژئوممبرین بر روی آنها جلوگیری نمود. جهت حفاظت سازه های بتنی ذر بربر حملات شیمیایی خورنده محیط اطراف نیز می توان از ژئوممبرین استفاده نمود

- جهت آبندی جدار تونل ها همواره از ترکیبی از ژئوممبرین و ژئوتکستایل که در واقع تشکیل یک ژئوکمپوزیت را می دهند استفاده می گردد. در این کاربرد یک لایه از ژئو تکستایل را جهت زهکشی آب به سطح تونل می چسبانند و سپس بر روی آن یک لایه ژئوممبرین راجهت جلوگیری از نفوذ آب قرار می دهند و سپس نمای بنای نهایی را اجرا می کنند.

- جهت کنترل خاک هایی که بر اثر رطوبت که براثر رطوبت متورم می شوند از ژئوممبرین با قدرت نفوذ ناپذیری بالا استفاده می شود

- در تاسیساتی که قدرت کنترل مطلوب آب را جهت جلوگیری از اتلاف آن را ندارند نیز از ژئوممبرین به عنوان لایه محافظ در برابر خروج آب استفاده می شود و به شکل قابل توجهی از هدر رفتن آب جلوگیری می شود.

- آب و فاضلاب: از ژئوممبران‌ها جهت ساختلاگون‌ها، کانال‌های آبرسانی، حوضچه‌ها و استخرها و دریاچه‌های مصنوعی استفادهمی‌‌شود. با توجه به اینکه ژئوممبران در تماس با خاک هستند، برحسب لزوم امکان ترکیبآنها با ژئوتکستایل و یا ژئوگریدها میسر است.

- ایزولاسیون سازه‌های زیرزمینی در برابر نفوذ آبهای سطحی و زیرزمینی: در اینخصوص می‌‌توان به ایزوله دیوارهای متروهای شهری و سازه‌های هیدرولیکی و غیره اشارهنمود.

- سایت دفن زباله شهری و صنعتی و خطرناک: با استفاده از ژئوممبرانمی‌‌توان مخازن کاملاً ایزوله از محیط اطراف، جهت دفن زباله‌های شهری و صنعتی ایجادنمود. ژئوممبران‌ها دارای انواع فراوانی، به لحاظ مقاومت در برابر مواد شیمیایی ومخرب هستند.

- سد سازی و پل سازی ،ساخت سیل بند ها و جلو گیری از فرسایش

- مقاوم سازی بستر رودخانه ها و زهکشی قائم و فیلتراسیون ،اجرا شیبهای خاکی و دیوارهای حائل

- تصفیه خانه ها و حوضچه های مصنوعی ، استخر ها و سازه های زیر زمینی

- دورلوله هایی که به دلایلی باید درون آب باشند وصدها کاربرددیگر درصنعت وکشاورزی وآبیاری وغیره دارد0

همچنین ازژئوممبران برای جداکننده بین موج شکنهای کنار دریاها ازساحل آن استفاده میشود( دربندرامام نیزبه همین دلیل جلوگیری ازنفوذ آب دریا به جاده های کنار ساحل ازژئوممبران استفاده شده است ) زیرا ژئوممبرانها مقاومت بسیارزیادی دربرابرفشاروپارگی دارند بطوری که میتوان درحین اجرای ژئوممبران ، باوسایل سنگین ازجمله بولدوزر روی آن تردد نمود.

1-انعطاف پذیر و غیر قابل نفوذ در برابر آب

2-حفظ خاصیت نفوذ ناپذیری در تمام طول عمر

3-امکان افزایش طول تا 7 برابر طول اولیه

4-مقاوم در برابر اشعه ماورای بنفش خورشید

5-گستره وسیع تحمل دمایی از 40- تا 70+ درجه سانتی گراد

6-عدم شرکت در واکنش های شیمیایی به علت دارا بودن آنتی اکسیدان

7-مقاوم در برابر انواع مواد شیمیایی نظیر اسیدها ،بازها و نمک ها

8-مقاوم در برابر عوامل محیطی و بیولوژیکی نظیر رویش نی ،علف هرز ،جانوران جونده ،باکتری ها و جلبک ها

* یک سوم هزینه بتن

* یک سوم زمان ساخت نسبت به بتن

* نصب هر هزار متر در 48 ساعت

* ده سال گارانتی

* احداث استخرهای ذخیره آب جهت کشاورزی

* پوشش کانالها و نهرهای آبیاری و آبرسانی

* مخازن دفع زبالهای شهری ،صنعتی و بیمارستانی

* پوشش حوضچه های تصفیه آب و فاضلاب شهری و صنعتی

* پوشش لوله و تونلهای بتنی

* ایزولاسیون منابع زیر زمینی و غیره

 

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

تست های غیرمخرب ( التراسونیک )
 
کد مطلب : 30


دستگاه Ultrasonic : دستگاهی است که امواجی با فرکانس خیلی بالا تولید می کند که فرکانسش بیشتر از آستانه شنوایی است .(In fra sound 20 -20 .000 Hz) و فرکانس در ultrasonic test معادلMHz 0.5 - 10 می باشد .

 

این دستگاه قادر است عیوب یا ناپیوستگی های ریز که معادل نصف طول موجش است را نشان دهد .

نصف طول موج = ناپیوستگی های قابل تشخیص در UT .

در مقابل ترنس ویوسر دستگاه 3 ناحیه وجود دارد :

    Far field
    Near field
    Dead zone

• منطقه Near zone مکانی است که اگر ناپیوستگی ها در این منطقه قرار گیرند بصورت واضح و دقیق توسط دستگاه قابل تشخیص نمی باشد ( و این یکی از معایب روشUT می باشد ) .

 

• منطقه Far field or Far zone منطقه ای است که عیوب با دقت بالایی قابل تشخیص می باشند در این منطقه صوت حالت واگرایی دارد که این زاویه واگرایی به عواملی چون طول موج و قطر کریستال پراب و فرکانس وابسته می باشد که با طول موج رابطه مستقیم و با فرکانس و قطر کریستال پراب رابطه معکوس دارد .

 

 

 

 

 

توضیحاتی درباره پراب ها و دستگاههای ultrasonic

دستگاههای آنالوگ و دیجیتال و پراب های Angle و Normal :

دستگاههای به دوصورت تقسیم می شوند :

    آنالوگ : در صنعت کاربرد چندانی ندارند بدلیل آنکه سرعت کارکردن با دستگاه کم است . ازاین دستگاه بیشتردرآموزشهای Ultrasonic testing و کارهای آزمایشگاهی استفاده می شود .
    دیجیتال : بدلیل راحت و آسان بودن سیستم دستگاه و سرعت بالا برای کار, از این نوع دستگاه در صنعت استفاده می شود .

انواع پراب ها

 

    Angle ( پراب های زاویه دار ) : اغلب استفاده این پراب در تست و بازرسی جوش است .
    Normal ( پراب های نرمال ) : اغلب استفاده این پراب ها برای تست و بازرسی سطوح است و برای تست جوش استفاده نمی شود .

 

Pulse - Echo ( برگشت صوت ) : در این روش تنها یک پراب استفاده می شود که هم فرستنده و هم گیرنده صوت است .

Through Transmissian ( انتقال صوت ) : در این روش 2 پراب استفاده می شود که یکی فرستنده و دیگری گیرنده صوت است .

نوع انتقال صوت در پراب ها به دو صورت است :

• پالس کوتاه Short pulse

• موج متوالی Continuous wave

 

بلوکهای مرجع برای کالیبراسیون پراب های Normal و Angle

در روش ultrasonic testing

بلوک های مرجع (Reference block)

    بلوک V1 یا ll W .
    بلوک V2 یا Az .

- از این بلوک ها در کالیبراسیون پراب های Angle , Normal استفاده می شود .

- ضخامت های این بلوک ها متفاوت است مثلا بلوک V2 دارای ضخامت هایی چون 12mm , 20mm است و ضخامت بلوک V1 معادل 25mm است .

- شعاع کرو در بلوک 25mm , 50 mm V2 است .

که 25mm شعاع کرو کوچک و 50mm شعاع کرو بزرگ است .

- شعاع کرو در بلوک V1 معادل 100mm است .

 
 

روشهای test و بازرسی قطعات توسط دستگاههای ultrasonic

روش تماسی Contact testing

    در روش تست تماسی ترنس دیوسر مستقیم روی نقطه تحت تست قرار می گیرد چون دانسیته هوا کم است یک نوع عایق صوتی به حساب می آید و بخاطر همین از موادی چون : گریس - روغن - آب و ... دربین اتصال ترنس دیوسر با قطعه استفاده می شود .

روش غوطه وری Immersian testing

    در روش غوطه وری قطعه تحت تست و ترنس دیوسرهردو در داخل یک تانک که از آب پشده قرار می گیرد . در این روش سرعت تست بالا است و اغلب در جاهایی که سرعت کار مهم است از این روش استفاده می کنیم .

آیتم های مهم در ultrasonic

1 - کالیبراسیون فاصله پراب نرمال ( Normal )

2 - کالیبراسیون فاصله برای پراب زاویه دار (Angle )

3 - تعیین شاخص پراب

4 - تعیین زاویه پراب

5 - تعیین محل SDH روی بلوک مرجع

6 - قدرت تفکیک resolution

7 - Amplitud control lineritiy

8 - screen light lineritiy

9 - منحنی DAC

10 - ضخامت مولد

11 - زاویه انحراف

12 - خطی بودن محور افقی

استانداردهای مورد استفاده در Ultrasonic testing

استانداردهای کاربردی در NDT و جوشکاری

    AWS A1.1 : راهنمای سیستم های اندازه گیری متریک در صنایع جوشکاری .
    AWS A2.4 :استاندارد علائم و نشانه هادر جوشکاری , لحیم کاری و تست های غیر مخرب .
    AWS A3.0 : استاندارد واژه ها و اصطلاحات جوشکاری .
    AWS B1.10 : راهنمای بازرسی غیر مخرب جوش .
    AWS B1.11 : راهنمای بازرسی چشمی جوش .
    ANSI Z49.1 : ایمنی در جوشکاری , برشکاری و فرآیندهای وابسته .
    AWS QC1 : استاندارد AWS برای تایید صلاحیت بازرسین جوش .
    AWS D1.1 : کد ساخت سازه های فولادی جوشکاری شده .
    AWS D1.5 : استاندارد ساخت پل های فلزی جوشکاری شده .
    AWS D15.1 : استاندارد جوشکاری راه آهن و لوکوموتیو .
    AWS B5.11 : استاندارد تایید صلاحیت مفسرین رادیوگرافی .
    SNT - TC - 1A : راهنمای تایید صلاحیت پرسنل NDT که توسط انجمن آزمایشات غیر مخرب آمریکا تهیه شده است .

SNRT-9- 24A : استفاده از دستگاه التراسونیک برای تست غیر مخرب بتن که توسط آن سیگنال فرستاده می شود و از جهت دیگر بتون گیرنده آن را دریافت کرده و دیتا ها را به ما خواهد داد.جهت تست های غیر مخرب، عمق ترک و مقاومت به چند شیوه انجام پذیر می باشد.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

چسب بتن

کد مطلب : 32

چسب بتن چسب بتن به منظور افزایش چسبندگی بتن تولید شد و اکنون در پروژه های ساختمانی کاربرد زیادی یافته ، چسب بتن ترکیب پلیمری است که مقاومت ها و دوام و مهمتر از همه چسبندگی بتن را افزایش می دهد. چسب بتن به منظور افزایش چسبندگی بتن تولید شد و اکنون در پروژه های ساختمانی کاربرد زیادی یافته ، چسب بتن ترکیب پلیمری است که مقاومت ها و دوام و مهمتر از همه چسبندگی بتن را افزایش می دهد. کاربرد چسب بتن مهمترین کاربرد چسب بتن برای افزایش میزان چسبندگی بتن تازه برای چسبیدن به بتن قدیمی در پروژه های تعمیراتی است که میزان چسبندگی بتن را با سطح قدیمی بسیار افزایش میدهد.همچنین این خاصیت هنگام نما سازی بر روی بتن قدیمی کاربرد دارد . چسب بتون از تراوش آب جلوگیری کرده و مانع تفکیک دانه های ریز و درشت می شود و برای آب بندی بتن بکار می رود. اگر سازه های بتنی دچار آسیب دیدگی سطحی و عمقی شده باشند با چسب بتون میتوان آنها را ترمیم نمود و به عنوان ترمیم کننده بتن استفاده کرد. از دیگر موارد کاربرد چسب بتن جهت آب بندی بتن مخازن ، استخر های بتنی ، ترمیم آسیب دیدگی بتن یا اغلب سازه های بتنی مانند کانالهای آب ، کف سالنهای صنعتی ، باند فرودگاهها ، سدها ، پایه پلها و ستونها ویژگی های چسب بتن از ویژگی های بارز چسب بتن افزایش چسبندگی بسیار زیاد در بتن است که این خاصیت چسب بتن باعث بالا بردن چسبندگی بتن جدید یا مصالح جدید بر روی بتن یا مصالح قدیمی است( رابط اتصال بتن قدیم به جدید) . از ویژگی های دیگر چسب بتن بالا بردن مقاومت های کششی و خمشی بتن ، جلوگیری از ایجاد ترک در بتن و تبله کردن و افزایش عمر سازه های بتنی میباشد. روش مصرف چسب بتن چسب بتن را با آب مخلوط و رقیق شده آن به قسمت های خشک بتن اضافه میشود. هرچه ضخامت کمتر و یا فشار وارده بر آن بیشتر باشد مصرف چسب بتن بالا میرود و لازم است قبل از کار یک لایه از محلول چسب بتن به سطح زیرین مالیده شود در ضخامت های بالا استفاده از چسب بتن بصورت لایه لایه مناسب تر می باشد. نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

چه تفاوتی بین روان کننده بتن، فوق روان کننده بتن و ابر روان کننده بتن وجود دارد ؟


کد مطلب : 33


روان کننده های بتن اولین نسل تولید شده افزودنی بتن می باشند که بر پایه لیگنوسولفونات بوده و معمولا" برای بتن های معمولی با نسبت آب به سیمان بیشتر از 0/45 کاربرد دارند.

روان کننده های بتن اولین نسل تولید شده افزودنی بتن می باشند که بر پایه لیگنوسولفونات بوده و معمولا" برای بتن های معمولی با نسبت آب به سیمان بیشتر از 0/45 کاربرد دارند.

فوق روان کننده ها دومین نسل تولید شده در خصوص روان کننده های بتن می باشند که بر پایه نفتالین سولفونات بوده و برای بتن های با نسبت آب به سیمان 0/4 الی 0/45 به کار می روند.

ابر روان کننده ها آخرین و جدیدترین نسل روان کننده هستند که بر پایه پلی کربکسیلات بوده و برای تولید بتن های ویژه از جمله بتن خود تراکم کاربرد دارند. این نوع روان کننده ها گران هستند و معمولا" برای بتن با نسبت آب به سیمان کمتر از 0/4 کاربرد دارند.

نحوه اثر روان کننده بتن چگونه است ؟

این مواد بر روی ذرات سیمان می نشینند و با باردار کردن ذرات سیمان، ایجاد نیروی دافعه بین ذرات می کنند بنابراین ذرات همدیگر را دفع کرده و بتن روان می شود.

روان کننده های بتن به چه منظور در بتن به کار می روند ؟

روان کننده ها ی بتون برای سه منظور در بتن به کار می روند:

1-در بتن با نسبت آب به سیمان برابر با بتن شاهد، باعث افزایش روانی بتن شده و بتن را بدون کاهش مقاومت، کار پذیر می کنند.

2-در بتن با نسبت آب به سیمان کمتر نسبت به بتن شاهد، روانی کافی را به بتن می دهند و باعث افزایش مقاومت بتن می شوند.

3-در بتن با عیار سیمان کمتر، می توانند به وسیله کاهش نسبت آب به سیمان و تامین روانی باعث صرفه جویی در مصرف سیمان شوند.

دوغاب میکروسیلیس چیست و چه مزیتی نسبت به ژل میکروسیلیس دارد ؟

از اختلاط آب با پودر میکروسیلیس، مخلوط های %60-42 میکروسیلیس در آب تهیه می شود که نسبت به ژل میکروسیلیس حاوی مقدار بیشتر پودر میکروسیلیس می باشد. دوغاب %50 میکروسیلیس در آب دارای دانسیته 1400kg/m3 بوده که دارای میکروسیلیس خشک به مقدار 700kg/m3 است. این دانسیته نسبت به شکل پودری میکروسیلیس که دانسیته حدود 300kg/m3 دارد تقریبا" 2 برابر بوده و لذا هزینه های حمل و نقل را تا 2 برابر کاهش می دهد.

بتن حاوی روان کننده بعد از 48 ساعت به گیرش نهایی نرسیده و در هنگام باز کردن قالب فرو ریخته است. علت چیست؟

پس از بازدید کارشناسان فنی از پروژه و بررسی مشکل، مشخص گردید پس از افزودن روان کننده متاسفانه هیچ اصلاحی در طرح اختلاط بتن صورت نگرفته است و روانی بیش از حد باعث جدا شدن سنگدانه (Segregation) گردیده و خروج شیرابه بتن از درزهای قالب باعث تهی شدن بتن از خمیر سیمان گردیده و نهایتاٌ چیزی که در قالب باقی مانده شن و ماسه بوده است. پس از کاهش آب اختلاط به میزان 15 درصد بتن همگنی خود را بدست آورده و در ادامه عملیات به کار گرفته شد.

آیا استفاده از افزودنی های بتن باعث کاهش مقاومت فشاری بتن می گردد؟

برخی افزودنی های شیمیایی بتن در استاندارد 2930 ایران دارای مشخصات فنی استاندارد است. در این استانداد اجازه داده شده است بصورت محدود برای برخی از افزودنی های شیمیایی با کاهش مقاومت در مقایسه با مخلوط شاهد ( کنترل ) رو برو باشیم . در این رابطه نظر شما را به جدول زیر جلب می کنم .اما باید در نظر داشت اجازه برای کاهش مقاومت در مشخصات استاندارد، الزاما" به معنای پائین آمدن مقاومت بتن با محصولات موجود نخواهد بود.

حداقل مقاومت در مقایسه با مخلوط شاهد (درصد)بنابراین در 8 مورد از 13 مورد اجازه کاهش مقاومت وجود دارد.

بدیهی است در استفاده از روان کننده ای که برای کاهش نسبت آب به سیمان یا کاهش مصرف سیمان بکار می رود با افزایش مقاومت روبرو می شویم بویژه در طرحهای اختلاط آزمایشگاهی و کارگاهی، تاثیر این مواد چشمگیر است.

هم چنین می توان گفت که با مصرف دوده سلیسی یا برخی مواد معدنی پودری به شرط اینکه با کاهش نسبت آب به سیمان روبرو نشویم می توان مقاومت های دراز مدت وبی را بدست آورد و در مورد دوده سیلیسی مقاومت های کوتاه مدت 7 و میان مدت 28 روزه نیز با افزایش همراه است. ضمنا" باید اذعان کرد که هدف از مصرف افزودنی ها همواره افزایش مقاومت نیست بلکه خواص دیگری مانند دوام و نفوذ ناپذیری و یا امکان پذیری یک سازه مطرح است که بدون این مواد، دستیابی به این خواسته ها میسر نمی گردد.

در استاندارد EN934، مشخصات افزودنی ها همان مشخصات استاندارد 2930 ایران است. استاندارد ASTM C494 هفت نوع افزودنی شیمیایی را مطرح کرده است که برای یک نوع آن کاهش مقاومت تا 90 درصد را منظور نموده است (کندگیر کننده). هم چنین برای زود سخت کننده ها مقاومت 6 ماهه و 1 ساله تا 90 درصد مجاز دانسته است. در ASTM C1017 برای فوق روان کننده ( با نسبت آب به سیمان برابر) از نوع خنثی و دیرگیر، کاهش مقاومت 3 روزه تا یکساله را تا 90 درصد مجاز دانسته است. هم چنین در ASTM C260 برای مواد حباب زا مقاومت 3، 7 و 28 روزه می تواند 90 درصد مخلوط شاهد باشد.

آیا می توان از حباب زائی بتن برای نفوذ ناپذیر نمودن بتن استفاده نمود ؟

استفاده از مواد حبابزا بویژه اگر با حفظ روانی و کاهش مصرف آب همراه باشد به کاهش نسبت آب به سیمان نیز منجر می شود و همراه با کاهش نفوذ پذیری ناشی از وجود حبابهای پراکنده ریز می تواند بسیار مفید باشد اما نفوذ ناپذیری کامل حاصل نمی گردد. با مصرف حباب زا جذب آب و جذب آب موئینه معمولا" کمتر می شود استفاده از نسبت آب به سیمان کم، با مصرف فوق روان کننده در کنار مصرف مواد بند کننده از نوع دافع آب یا انواع دیگر می تواند مفید واقع شود. بکارگیری حداکثر اندازه کوچکتر و با دانه بندی ریزتر و مواد پرکننده خنثی (پودرسنگ) یا مواد ریز معدنی فعال (پزولانها و سرباره ها) می تواند به کاهش نفوذ پذیری منجر گردد. اما در صورتیکه هدف از کاهش نفوذ پذیری و جذب آب، بهبود دوام تری و خشکی یا یخبندان و آبشدگی پی در پی هیچ ماده ای جایگزین ماده حبابزا نخواهد شد.

آیا استفاده از ضدیخ بتن باعث افت مقاومت فشاری می گردد؟

در ابتدا باید گفت در استانداردهای موجود، ماده ای بنام یخ بتن وجود ندارد و اصطلاحی است که در ایران به مواد زود سخت کننده و یا زوددیرکننده (شتاب دهنده Accelerator) به غلط اطلاق شده است و متاسفانه تا کنون مبارزه با برگزیدن این واژه غلط و نابجا بجائی نرسیده است علت این مقابله، ایجاد گمراهی در هنگام مصرف این مواد بویژه در هوای سرد است.

طبق استاندارد ملی 2930 کاهش مقاومت 28 روزه تا 90 درصد مخلوط شاهد مجاز است. در استاندارد ASTM C494 مقاومت 6 ماهه و ا ساله می تواند حداقل 90 درصد مقاومت فشاری مخلوط شاهد باشد. در ساخت برخی زودسخت کننده (ضدیخ ها) از موادی می توان بهره گرفت که حداقل تا سن 28 روز شاهد کاهش مقاومت نباشیم. گاه مصرف کننده این مواد، بدون در نظر گرفتن آب موجود در آن باعث افزایش نسبت آب به سیمان می شود و این امر، یعنی کاهش مقاومت فشاری بتن، بویزه در سن 28 روز و پس از آن، بطور جدی مشاهده می شود. بدیهی است با مصرف این مواد و منظور نمودن آب موجود در آن در هنگام ساخت بتن، شاهد افزایش مقاوم در سنین 1 تا 7 باشیم . امروزه در برخی از کشورها ظاهرا" مواد ضد یخ بتن نیز تولید و مصرف می شود که این مواد هنوز در ایران بکار نرفته است و موجود نیست.

در زمان استفاده از ضد یخ بتن (شتاب دهنده واکنش هیدراسیون) آیا نیاز است تا تمهیدات دیگری مد نظر قرار گیرد ؟

یکی از زیانهای استفاده از نام ضد یخ بجای زودگیر کننده یا شتاب دهنده و یا زود سخت کننده آنست که مصرف کننده به غلط تصور می کند که با مصرف این ماده، جلوی یخ زدن بتن گرفته می شود . با مصرف اینگونه مواد ممکن است مانند هر ماده دیگر حداکثر 2 درجه سانتیگراد نقطه انجماد را پایین آورد اما معنای آن جلوگیری از یخ زدن و ضدیخ بودن نیست .این مواد باعث تسریع در هیدراسیون سیمان می شودو در دمای پایین، افزایش مقاومت بیشتری را شاهد خواهیم بود. افزایش سرعت هیدراسیون به افزایش سرعت گرمازائی نیز منجر می شود و می تواند کمک بهتری را به ما بنماید. بهرحال انجام هیدراسیون در حدی که از نظر مهندسی به ما کمک شایانی بنماید مستلزم داشتن دمای بتن یا دمای محیط بیش از 5 درجه سانتیگراد است و گرنه تسریع هیدراسیون در دمای نزدیک به صفر معنایی ندارد. بنابراین لازم است دستورالعمل های بتن ریزی در هوای سرد شامل ساخت بتن با دمای مناسب و ریختن و عمل آوری در دمای مناسب حتما" رعایت گردد.

آیا ضدیخ بتن در فریزر یخ می زند ؟

نقطه انجماد محلول ها به نوع ماده (جرم ملکولی) و غلظت آن بستگی دارد. مواد ضدیخ ممکنست در دمای تا c° 10- یخ نزنند اما اگر غلظت آنها به حدی برسد که در بتن شاهد آن هستیم این ماده و بتن در دمای 2- تا c° 3- یخ خواهند زد. اصولا" مواد زود سخت کننده (به غلط ضدیخ ) را نمی توان با گذاشتن در فریزر و کنترل دمای یخ زدن مورد آزمون قرار داد.

آیا می توان به جای ضدیخ بتن از فوق روان کننده زودگیر استفاده نمود؟

از مواد فوق روان کننده می توان بعنوان فوق کاهنده آب استفاده کرد. برخی از آنها می توانند تا 35 درصد کاهش آب و در نتیجه 35 درصد کاهش نسبت آب به سیمان را در پی داشته باشند. با کاهش نسبت آب به سیمان، مقاومت های اولیه ا زرشد خوبی برخوردار می شوند و در این مسیر واضح است که سرعت هیدراسیون و گرمازائی نیز بیشتر می شود. بدیهی است در این را نباید بدنبال افزایش کارائی بتن با مواد فوق روان کننده بود وگرنه نتیجه چندان مطلوبی را در پی نخواهد داشت. این امر موجب افزایش مقاومت و دوام بتن در دراز مدت نیز می شود در حالی که با مصرف مواد زود سخت کننده (به غلظت ضدیخ) نمی توان چنین انتظاراتی را دنبال نمود. یخ زدن بتن پس از مدت حفاظت و عمل آوری ابدا" مشکلی را برای بتن هایی که بدین طریقه ساخته می شوند بوجود نمی آورد.

آیا می توان از میکروسیلیس به عنوان فیلر استفاده نمود ؟

میکروسیلیس Microsilica یا دوده سیلیسی Silica Fume از جمع آوری غبار فرآیند تولید مواد فروسیلیسی که از دودکش کوره این کارخانه ها خارج می شود بدست می آید که به صورت محصول دوغاب میکروسیلیس 50% در دسترس است. ذرات کروی بسیار ریز این غبار دارای قطر معمولا" 05/0 تا 25/0 میکرون (بطور متوسط 15/0 میکرون یا 150 نانومتر) می باشند. سیلیس آمورف موجود در این ذرات بیش از 85 درصد وزن آنها را تشکیل می دهد که می تواند به راحتی با آهک هیدراته یعنی هیدروکسید کلسیم یا 2 (COH)Ca در محیط مرطوب واکنش دهد و مواد چسباننده ای از نوع سیلیکات کلسیم هیدراته و شبیه C-S-H تولید کند. این ماده چسباننده به افزایش مقاومت و دوام بتن منجر می شود. میکروسیلیس یا دوده سیلیسی یک پوزولان مصنوعی با فعالیت پوزولانی چشمگیر محسوب می شود و نباید با پودر یا آرد سیلیس میکرونیزه اشتباه گردد. پودر یا گرد سیلیس یک پوزولان نیست، حتی اگر به شدت ریز و میکرونیزه شود. بنابراین واکنشی اتفاق نمی افتد و نقش یک فیلر یا پر کننده یا ماده پودری خنثی را بازی می کند. . البته میکروسیلیس یا دوده سیلیسی در بتن تازه می تواند نقش مواد پر کننده را ایفاء کند ولی نقش بعدی آن با پودر سیلیس به شدت متفاوت است . چنانچه دوده سیلیسی یا میکروسیلیس مصرفی در بتن بیش از 15 و در مواردی بیش از 20 درصد وزن سیمان باشد ممکن است همه آن در بتن هرگز وارد واکنش و تولید ماده چسباننده نشود و نقش فیلر یا پر کننده را باز می کند. نیاز به آب دوده سیلیسی یا میکروسیلیس در بتن برای ایجاد کارائی لازم چند برابر پودر سیلیس است و به دلیل ریزی و سطح ویژه فوق العاده آن و کلوخه یا گلوله شدن، نیاز به مقدار قابل توجهی فوق روان کننده یا فوق کاهنده آب دارد. در صورت استفاده از محصول دوغاب میکروسیلیس مشکل کلوخه شدن از بین رفته و میکروسیلیس به طور مناسب در بتن پخش می گردد.

چرا باید دوده سیلیسی را همراه با مواد افزودنی کاهنده آب بتن مصرف نمود؟

دوده سیلیس دارای سطح ویژه 000/150 تا 000/300 سانتی متر مربع در هر گرم می باشد که دلیل آن اندازه ذرات از حدود 05/0 تا 25/0 میکرون بنظر می رسد. با این سطح ویژه فوق العاده زیاد، نیاز به آب آن در مقایسه با سطح ویژه سیمان یعنی 2800 تا 4000 سانتی مترمربع یا با پودر و گرد سیلیس میکرونیزه یعنی 3000 تا 5000 سانتی متر مربع در هر گرم افزایش چشمگیری خواهد داشت. بنابراین بدون مصرف مواد کاهنده آب یا روان کننده راه بجائی نمی بریم و کارائی بتن با کاهش شدیدی روبرو می شود. اما چنین پودر ریزی در هنگام اختلاط با آب به شدت کلوخه می شود و لازم است به شدت هم زده شود و در حالت معمول برای اختلاط در بتن، لازم است از فوق روان کننده یا فوق کاهنده آب استفاده شود تا ذرات آن بتوانند بهتر از یکدیگر جدا و پراکنده شوند و بهتر واکنش دهند. تجربه ها نشان می دهد که روان کننده ها یا کاهنده های معمولی آب نمی توانند چندان مثمر ثمر واقع شوند و نیاز به فوق روان کننده وجود دارد.

کلوخه میکروسیلیس علاوه بر کاهش مقاومت فشاری و دوام و افزایش نفوذ پذیری می تواند به واکنش با قلیائی های سیمان و بتن منجر گردد و به تدریج ترک خوردگی ناشی از انبساط حاصل از این واکنش ها بوجود آید در حالیکه میکروسیلیس را می توان برای کاهش این نوع خرابی مصرف کرد به شرطی که بصورت کلوخه در نیاید. در صورت مصرف محصول دوغاب میکروسیلیس به جای پودر میکروسیلیس، میکروسیلیس به خوبی در بتن پخش شده و خطر کلوخه شدن وجود نخواهد داشت.

آیا می توان از دوده سیلیسی به عنوان ماده واترپروف استفاده نمود؟

دوده سیلیسی یا میکروسیلیس (محصول دوغاب میکروسیلیس) که در مجموعه ذرات بتن حضور پیدا می کند با ایجاد ماده چسبانده در اثر واکنش با هیدروکسید کلسیم، پرکننده نیز می باشد و تا حدودی از نفوذپذیری بتن به دلیل کاهش اندازه منافذ موئینه می کاهد. هم چنین کاهش نسبت آب به سیمان می تواند به نفوذ ناپذیری بتن کمک می کند. بکارگیری دوده سیلیسی به کاهش نفوذ و انتشار یون کلرید در بتن یاری می رساند اما نقش ماده آب بند کننده با ماده واترپروف بویژه از نوع دافع آب متفاوت است. نقش مواد پودری میکرونیزه یا مواد پرکننده غیر محلول در آب از این نظر شبیه به دوده سیلیسی با میکروسیلیس می باشد.

استفاده بیش از حد از مواد افزودنی کاهنده آب بتن چه عواقبی دارد؟

مصرف بیش از حد مواد افزودنی کاهنده آب یا روان کننده و هم چنین مواد فوق روان کننده یا فوق کاهنده آب برای ایجاد روانی یا کاهش نسبت آب به سیمان یا کاهش مصرف سیما می تواند به جداشدگی شدید، آب انداختن فوق العاده زیاد و هم چنین تاخیر زیاد در زمان گیرش اولیه و نهائی بتن منجر گردد، به نحوی که گاه 48 ساعت پس از ساخت، بتن به مرحله گیرش نهائی نمی رسد و بدیهی است کسب مقاومت فشاری به شدت به عقب می افتد. بهرحال در صورت وجود تبخیر زیاد از سطح بتن ممکنست ترک خوردگی در سطح بتن تشدید شود. گاه تغییر رنگ قابل ملاحظه ای در بتن مشاهده می گردد اما دیده می شود که گهگاه پس از گذشت مدت قابل ملاحظه ای از ساخت بتن، مقاومت های بالنسبه خوبی حاصل می گردد اما معمولا" مشکلات اجرائی به کاهش کیفیت بتن و نشست خمیری کمک می کند که به نوع خود به ایجاد ترکهای ناشی از نشست خمیری در بتن منجر می شود.

آیا استفاده از ابر روان کننده می تواند هزینه های طرح اختلاط را کاهش دهد؟

ابر روان کننده واژه ای است که برای فوق روان کننده ای قوی و یا کاهنده های بسیار قوی بکار می رود و معمولا" پلی کربوکسیلاتها را در بر می گیرد. این مواد از جمله می تواند به کاهش 35 درصدی آب مورد نیاز بتن برای دستیابی به روانی معین منجر گردد و بدین ترتیب با چنین کاهش آبی، مقاومت بتن را بیش از 50 درصد افزایش می دهد.

کاهش قیمت بتن ( مواد اولیه) معمولا" وقتی می تواند اتفاق بیفتد که عیار سیمان مصرفی در بتن کاهش یابد بنابراین چنین امری با بکرگیری مواد روان کننده ، فوق روان کننده یا ابرروان کننده بعنوان کاهنده آب و در نتیجه آن کاهش عیار سیمان بتن می تواند محقق شود اما همواره کاهش عیار به کاهش قیمت یا هزینه تولید بتن منجر نمی گردد. قیمت سیمان مصرفی، قیمت روان کننده مصرفی و قدرت کاهندگی آب و سیمان با توجه به میزان روان کننده بکار رفته برای این مهم در این رابطه می باشد. بنابراین همواره نمی توان چنین حکمی را صادر کرد.

بنظر می رسد در کشور ما با افزایش قیمت سیمان و کاهش تدریجی قیمت روان کننده ها از جمله ابر روان کننده ها، در طول سالهای گذشته گاه همه انواع روان کننده و گاه برخی از آنها امکان کاهش قیمت بتن با روانی ثابت و کاهش مصرف سیمان را فراهم آورده اند. به هر حال در برخی از برهه های زمانی ممکن است با افزایش قیمت روان کننده ها مواجه شویم و در این موضع تغییراتی ایجاد شود.

چنانچه قیمت حامل های انرژی در ایران به سطح موجود جهانی برسد و قیمت سوخت و برق و قیمتهای وابسته به آن بدون هرگونه یارانه ای باشد، قطعا" همه انواع روان کننده از جمله ابر روان کننده ها، کاهش قیمت بتن از طریق کاهش عیار سیمان را به بار می آورند. اگر روانی بتن ثابت در نظر گرفته نشود و نسبت آب به سیمان ثابت فرض شود، قطعا" قیمت بتن با مصرف انواع روان کننده افزایش خواهد یافت اما مشخص نیست که آیا قیمت اجرای بتن و سازه بتنی بالا می رود یا کاهش می یابد و این امر به نوع سازه و دستمزد افراد و هزینه بکارگیری وسایل تراکمی مربوط می شود.در کشورهای اروپایی و بسیاری از کشورهای پیشرفته مشخص شده است که افزایش شدید روانی و بکارگیری بتن خود تراکم به کاهش هزینه تمام شده سازه بتنی و بالا رفتن کیفیت آن منجر می شود. بنابراین در راه مصرف بر روان کننده ها تردیدی را بخود راه نمی دهند. امروزه با نسبت آب به سیمان کمتر و حتی با روانی برابر نیز ممکن است بدون کاهش مصرف سیمان با امکان پذیری دستیابی سریع به مقاومت های اولیه مورد نیاز، کاهش هزینه عمل آوری بویزه در هوای سرد و باز کردن سریع تر قالب ها، هزینه های اجرای سازه بتنی را کاهش داد. لازم است در این رابطه تحقیقات بیشتری در ایران انجام شود و جایگاه این مواد در پروژه های مختلف از نظر کاهش قیمت بتن یا کاهش قیمت سازه بتنی بررسی گردد.

تفاوت انواع مواد کاهنده آب در چیست؟

انواع مواد کاهنده آب یا روان کننده میتواند مربوط به قدرت کاهندگی یا روان کنندگی آن با توجه به میزان مصرف آن باشد. هم چنین با توجه به خنثی بودن، زودگیر یا کندگیر بودن این مواد، تقسیم بندی های خاصی بوجود می آید. امروزه قدرت حفظ روانی یکی از ویژگیهای این نوع افزودنی ها به حساب می آید. تفاوت در میزان مصرف و قیمت نیز موضوعیت دارد و تعیین کننده است.

برخی اوقات، قدرت حفظ انسجام و جلوگیری از جداشدگی اجزاء بتن می تواند به تفاوت گذاری در این مواد منجر گردد. روان کننده های معمولی بویژه از نوع لیگنوسولفوناتها حداکثر می تواند به کاهش 12 درصدی آب در بتن (با ثابت بودن روانی) منجر گردد. میزان مصرف این واحد در بتن بسته به میزان کاهش آب 5 تا 12 درصد، بین 2/0 تا 8/0 درصد وزن سیمان خواهد بود در حالیکه میزان مواد جامد آن بین 38 تا 42 درصد مایع آن باشد.

مسلما" تغییر در غلظت افزودنیهای روان کننده یا کاهنده آب به تغییر خواص و میزان مصرف آن منجر می گردد. فوق روان کننده هایی از نوع فرم آلدئید نفتالین سولفوناته فشرده با غلظت 33 تا 37 درصد ماده جامد با صرف 5/0 تا 2/1 درصد وزن سیمان، کاهش آب 12 تا 22 درصد را بدنبال دارد. بدیهی است مصرف کمتر، کاهندگی آب کمتری را خواهد داشت. فوق روان کننده هایی از نوع فرم آلدئید ملامین سولفوناته با غلظت حدود 30 تا 32 درصد ماده جامد و با مصرف 5/0 تا 5/2 درصد، کاهش آب حدود 12 تا 25 درصد را در پی دارد. مصرف کمتر مسلما" کاهندگی آب کمتری دارد.ابر روان کننده هایی از نوع پلی کربوکسیلاتها با میزان ماده جامد 40 تا 42 درصد و مصرف 3/0 تا 5/1 درصد وزن سیمان کاهش آب حدود 12 تا 35 درصد را به بار می آورد . بدیهی است در این مورد نیز با مصرف کمتر این مواد قدرت کاهندگی آن کاهش می یابد.

لیگنوسولفوناتها ذاتا" کندگیر هستند و می توان انواعی از آن با حالت خنثی تا خیلی دیرگیر را داشته و حفظ روانی آن نیز خوبست. مواد نفتالینی چندان کندگیر نیستند و انواعی از آن با حالت خنثی و دیرگیر تولید می شود اما حفظ روانی جالبی ندارد.

مواد ملامینی نسبتا" زودگیر هستند و انواعی از آن با حالت خنثی یا زودگیر ساخته می شود اما حفظ روانی متفاوت تولید می شود، کاهنده آب (روان کننده) معمولی خنثی (نوع A) حداقل قدرت کاهندگی آب 5 درصد، کاهنده آب دیرگیر (نوع D) با حداقل کاهندگی آب 5 درصد، کاهنده آب زودگیر (نوعE) با حداقل کاهندگی آب 5 درصد، فوق کاهندی آب (نوع F) با حداقل قدرت کاهندگی آب12 درصد، فوق کاهنده آب دیرگیر ( نوعG) با حداقل کاهندگی آب 12 درصد وجود دارد. اما در این استاندارد و سایر استانداردها، فوق کاهنده آب یا فوق روان کننده زودگیر فعلا" جایگاهی ندارد.

در استاندارد ASTM C1017، این مواد از نظر قدرت روان کنندگی بررسی می شود و دو نوع روان کننده یا فوق روان کننده یا بابر روان کننده از نظر خنثی بودن یا دیرگیری با شماره های I و ∏ مطرح می شود. در این استاندارد فرض شده است نسبت آب به سیمان مخلوط بتن ثابت می باشد و روان کنندگی آنها بررسی می گردد. در این استانداردها به قدرت حفظ روانی، هوازائی و موارد مشابه پرداخته نشده است. در استاندارد 2930 ایران و EN934، 7 نوع روان کننده یا کاهنده آب یا فوق روان کننده و فوق کاهنده آب از نوع خنثی، دیرگیر مطرح شده است که در آن روان کننده (با نسبت آب به سیمان برابر دیرگیر و زودگیر، فوق روان کننده (با نسبت اب به سیمان ثابت) جایگاهی ندارد. در این استاندارد به میزان هوازائی و گاه حفظ اسلامپ پرداخته شده است و در همه موارد میزان کاهش آب یا افزایش روانی مطرح گردیده است.

در چه مواردی از زودگیر بتن پودری و در چه مواردی از رودگیر بتن مایع استفاده می شود؟

بطور کلی استفاده ار افزودنی های مایع بهتر از بکارگیری نوع پودری آن (از یک جنس) می باشد زیرا عمل اختلاط به خوبی انجام می شود و همگنی حاصل می گردد. بنابراین استفاده از زودگیر مایع نیز ارجح است. اگر قرار باشد ماده زودگیر در پاشیدن بتن بکار رود، و بکارگیری روش تر مطرح باشد. مواد زودگیر اعم از پودری یا مایع در ساخت بتن می تواند بکار رود. در روش خشک، می توان مواد پودری را با مواد اولیه بتن ( سیمان و سنگدانه) مخلوط کرد. هم چنین می توان مواد زودگیر مایع را از طریق لوله آب به سر شیلنگی (افشانک) رسانید یا مواد پودری را در آب اختلاط حل نمود و بکار برد در صورتی حل مواد زودگیر امکان پذیر است که این مواد قابل حل باشد وگرنه تهیه زودگیر محلول میسر نیست. همه موارد فوق وقتی مطرح است که جنس مواد زودگیر پودری و مایع یکی باشد. در صورتیکه جنس آنها متفاوت باشد ممکن است تفاوتهای دیگری مطرح گردد

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

خواص FRP
 

کد مطلب : 34


بر طبق گزارش اداره فدرال بزرگراه های آمریکا هنگام بررسی پلها از نظر سازه ای به دلیل پوشش کم بتن، طراحی ضعیف، عدم مهارت کافی هنگام اجرا و سایر عوامل همانند شرایط آب و هوایی سبب ایجاد ترک در بتن و خوردگی آرماتور های فولادی شده است.
بر طبق گزارش اداره فدرال بزرگراه های آمریکا هنگام بررسی پلها از نظر سازه ای به دلیل پوشش کم بتن، طراحی ضعیف، عدم مهارت کافی هنگام اجرا و سایر عوامل همانند شرایط آب و هوایی سبب ایجاد ترک در بتن و خوردگی آرماتور های فولادی شده است.

پس از سالها مطالعه بر روی خوردگی،  اف آر پیFRP به عنوان یک جایگزین خوب آرماتور های فولادی در بتون پیشنهاد شده اند.

سه نوع میلگرد ( AFRP) , ( CFRP ) , ( GFRP ) از انواع تجاری آن هستند که در صنعت ساختمان کاربرد دارند.

از این مواد به جای آرماتور های فولادی یا کابلهای پیش تنیده در سازه های بتنی پیش تنیده و یا غیر پیش تنیده استفاده می شود.  مواد FRP موادی غیر فلزی و مقاوم در برابر خوردگی است که در کنار خواص مهم دیگری همانند مقاومت کششی زیاد آنها را برای استفاده بعنوان آرماتور مناسب می کند.

از آنجایی که FRP ها مصالحی ناهمسانگرد هستند نوع و مقدار فیبر و رزین مورد استفاده، سازگاری فیبر و کنترل کیفیت لازم هنگام ساخت آن نقش اصلی را در بهبود خواص مکانیکی آن دارد. 

به طور کلی مزایای آن به صورت زیر دسته بندی می شود:

1- مقاومت کششی بیشتر از فولاد

2-یک چهارم وزن آرماتور فولادی

3-عدم تأثیر در میدانهای مغناطیسی و فرکانس های رادیویی، برای مثال تأثیر روط دستگاه های بیمارستانی

4-عدم هدایت الکتریکی و حرارتی
 

لذا به دلیل مزایای بالا به عنوان یک جایگزین مناسب برای آرماتورهای فولادی در سازه های دریایی، سازه پارکینگ ها، عرشه های پل ها، ساخت بزرگراه هایی که بطور زیادی تحت تأثیر عوامل محیطی هستند و در نهایت سازه هایی که در برابر خوردگی و میدانهای مغناطیسی حساسیت زیادی دارند پیشنهاد می کند.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

دستگاه های غیرمخرب تعیین دانسیته آسفالت

کد مطلب : 35


چگالی بهترین معیار سنجش کیفیت یک سطح راه تمام شده است که به متخصصان و مهندسان این اطمینان را می دهد که راه احداث شده حداقل تا عمر طرح و یا بیشتر از آن دوام می آورد.

چگالی بهترین معیار سنجش کیفیت یک سطح راه تمام شده است که به متخصصان و مهندسان این اطمینان را می دهد که راه احداث شده حداقل تا عمر طرح و یا بیشتر از آن دوام می آورد. اندازه گیری چگالی مخلوط آسفالتی در حین عملیات تراکم، از این نظر که حاوی دو نکته مهم است، در نتیجه کار مؤثر است . اول اینکه این مطلب را مشخص می کند که درچه مرحله ای از عملیات تا رسیدن به چگالی تعیین شده، قرار داریم و از این نظر می تواند بعنوان نشانگری برای پیمانکار باشد که آیا نیاز به اقدامات تعدیلی برای رسیدن به چگالی نهایی می باشد یا نه.

دوم اینکه به پیمانکار اطلاع می دهد که چه زمانی عملیات تراکم متوقف شود و ادامه عملیات در مراحل دیگر دنبال شود.

در حال حاضر متداول ترین و البته دقیق ترین روش برای تعیین دانسیته در محل مخلوط آسفالتی در سطح کشور، روش مغزه گیری می باشد. روش معمول برای انجام این کار استفاده از مغزه گیر و آزمایش بر روی مغزه های بدست آمده است. اما این روش که بصورت سنتی سالیان متمادی است که در کشور اجرا می شود دارای معایب عمده ای است که چند مورد آن شامل:

• ایجاد خرابی در سطح روسازی

• هزینه نسبتا بالا

• عدم تکرار پذیری برای یک نقطه خاص

• عدم توانایی ثبت تغییرات متغیرهایی نظیر وزن مخصوص واقعی برای یک نقطه خاص

• و صرف وقت زیاد است.

بنابر دلایل ذکر شده، انجام آزمایش بروش مغزه گیری با روش های دیگر جایگزین می شود. از جمله زمان بر بودن منجر به این مساله می شود که نقاط ضعف لایه اجرا شده به سرعت مشخص نشود و لذا اقدامات اصلاحی مربوط به رویه در زمان مناسب صورت نمی گیرد.

در راستای بهینه نمودن روند انجام آزمایش های بالا می توان از آزمایش های غیر مخرب (NDT) استفاده کرد. این نوع آزمایش ها در سطح روسازی ایجاد خرابی نمی کنند، هزینه انجام آنها کمتر می باشد، تکرار پذیرند و بعلت عدم ایجاد خرابی بوسیله آنها به راحتی می توان تغییرات متغیرهای دلخواه نقطه مورد نظر را نیز ثبت کرد، که در حال حاضر شامل دو روش هسته ای و غیر هسته ای می باشند.

تعیین چگالی مخلوط آسفالتی به روش هسته ای
یکی از آزمایش هایی که در تعیین دانسیته لایه های سنگدانه ای کاربرد دارند، آزمایش هسته ای می باشد که از آن می توان در تعیین چگالی و رطوبت خاک استفاده کرد. برای هر کدام از موارد مورد استفاده در روسازی یعنی اندازه گیری چگالی به روش هسته ای روش های خاصی وجود دارد که در چند دهه اخیر مورد تحقیق بوده اند و دستگاه های خاصی که ثمره این تحقیقات می باشند از فن آوری ویژه ای سود می برند. نکته مهم در این دستگاه ها آن است که رسیدن به دقت مورد نیاز آزمایش های روسازی، به این بستگی دارد که چشمه (source) رادیواکتیو از چه نوع باشد و در ضمن متغیرهای هندسی دستگاه باید تطبیق کافی با آزمایش های روسازی و شرایط انجام آنها داشته باشند.

اندازه گیر هسته ای ارزان تر و سریع تر از روش مغزه گیری ( کر گیری ) است، اما با این حال معایب زیادی نیز دارد. اولین و بارزترین ضرر آن استفاده از یک منبع رادیو اکتیو است که مسلما نیاز به تنظیمات زیاد و تعلیم تخصصی نیروی کار آزموده دارد.

عیب دیگر آن شامل کسب مجوز و نوسازی تجهیزات، آموزش تکنسین ها و کارکردن نه چندان ساده و جاسازی تجهیزات آن می

باشد.

نقاط قوت دستگاه چگالی سنج هسته ای

1- بر اساس مقایسه های صورت گرفته توسط مراکز و موسسات، دقت دستگاه هسته ای از دستگاه های غیر هسته ای بیشتر است.

2- شرایط تغیرات دما و تغییرات رطوبت بر روی عملکرد دستگاه تأثیری نمی گذارد.

نقاط ضعف دستگاه چگالی سنج هسته ای

• کار با این دستگاه ها نیاز به آموزش ویژه کاربران دارد.

• خطر تشعشعات مضر به دلیل وجود منبع رادیو اکتیو همیشه وجود دارد و هیچگاه حتی سازنده در مورد بی خطر بودن دستگاه در این زمینه تاکیدی نداشته است و نیز ذکر این مطلب ضروری است که کاربر این دستگاه بعد از مدت زمان مشخصی کار با دستگاه، باید تعویض شود.

• برای کار با این دستگاه ها نیاز به مجوز کار با دستگاه می باشد.

• وزن دستگاه هسته ای در مقایسه با دستگاه های دیگر غیر هسته ای بالاتر است (لااقل 2 برابر) و بدیهی است که این اختلاف وزنی هنگامی که روزانه صدها برداشت صورت می گیرد قابل توجه است.

• دستگاه های هسته ای نیاز به یک زمان گرم شدن اولیه (Warm up) برای شروع به کار دارند در حالیکه این زمان برای دیگر دستگاه های غیر هسته ای به اندازه زمان روشن شدن دستگاه است.

• زمان برداشت برای تکمیل یک آزمایش در محوطه کار برای این دستگاه بیشتر از زمان برداشت برای دستگاه های غیر هسته ای می باشد.

• عدم توانایی در سنجش چگالی مخلوط های بصورت مغزه (آزمایشگاهی یا برداشت از محل) از دیگر نکات منفی کار با این دستگاه است.

• صاحب نظران صنعت روسازی و کاربران دستگاه های تعیین چگالی مخلوط های آسفالتی، به دلائل فوق الذکر و مخصوصا خطر منبع رادیو اکتیو دستگاه علاقمند به استفاده از تجهیزات جایگزین برای این دستگاه می باشند.

تعیین دانسیته مخلوط آسفالتی به وسیله روش غیرهسته ای دستگاه (PQI)

نشانگر کیفیت روسازی (Pavement Quality Indicator) ابزاری است به منظور تعیین سریع درجه تراکم روسازی، که به کمک آن مشخص می شود آیا آسفالت اجرا شده به میزان تراکم مناسب رسیده است یا نه.

این وسیله برای مقایسه با تکنولوژی های حال حاضر در تعدادی از قراردادها مورد آزمایش واقع شده است.

این وسیله به دفعات زیاد در امریکا مورد استفاده قرار گرفته است و منابع زیادی تصدیق کرده اند که این دستگاه، در کنترل کیفیت مخلوط های آسفالتی بسیار موثر بوده است.

بر اساس اطلاعات موجود، این سیستم در 12 کشور و 145 ایالت به فروش رسیده است.

تجربیات حاصله راجع به این سیستم حاکی مطالب زیر است:

- کار کردن و استفاده از دستگاه ساده است.

- محدودیت حمل و نقل برای دستگاه وجود ندارد.

- کار با دستگاه نیاز به آموزش محدود و ساده ای دارد.

- سبک است.

- در مدت زمان کوتاهی چندین اندازه گیری صورت می گیرد.

- به سرعت به اطلاعات حاوی میزان و کیفیت تراکم دست یابی حاصل می شود.

- در مورد اینکه آیا لایه به صورت یکنواخت متراکم شده است، تشخیص حاصل می شود و امکان اصلاحات سریع فراهم می شود.

تکنولوژی اندازه گیری

دستگاه تعیین مقدار چگالی واقعی را با اندازه گیری مقاومت الکتریکی انجام می دهد. مقاومت الکتریکی آسفالت تابع ثابت دی الکتریک آن است. سیستم (PQI)، یک مدار الکتریکی فراهم می کند که این مدار یک ولتاژ فرکانس رادیویی تولید می کند که به یک الکترود حسی اعمال می شود و الکترود حسی یک میدان الکتریکی در مصالح روسازی ایجاد می کند. یک الکترود حسی دوم پاسخ های دی الکتریک از مصالح روسازی را اندازه گیری می کند. یک تحلیلگر داده، چگالی مصالح روسازی را بر اساس مقاومت جریان مختلط مصالح روسازی تعیین می نماید.

• ناحیه اتصال به زمین

• ناحیه دریافت الکتریکی

• ناحیه برداشت تغییرات چگالی

جمع بندی کلی از دیدگاه کاربران دستگاه های غیر مخرب غیر هستهای تعیین دانسیته روسازی

• در مورد دستگاه های الکترومغناطیسی استفاده از سیگنال های الکترو مغناطیسی این مزیت را نسبت به دستگاه های هسته ای دارد که نیاز به آموزش های ویژه کاربر، مدرک یا مجوز کار با دستگاه و خطر تشعشعات رادیو اکتیو را منتفی می سازد. اما با این حال قبل از پذیرفتن هر تکنولوژی جدیدی برای تعیین چگالی مخلوط آسفالتی، نیاز مبرم به ارزیابی آن در دو وضعیت آزمایشگاهی و میدانی تحت شرایط کنترل شده وجود دارد.

• گرچه هر دو دستگاه PQI و پیو تراکر دقت دستگاه چگالی سنج هسته ای مورد استفاده را نداشتند اما از طرف دیگر مزایای مرتبط نبودن با قواعد مربوط به منابع رادیواکتیو دستگاه هسته ای و نیز توانایی برداشت چند تایی در مدت زمان کوتاهی، آنها را برای کنترل کیفیت چگالی روسازی در طول دوره ساخت مورد توجه بیشتر قرار می دهد.

• کالیبراسیون این دستگاه ها برای مصالح شرایط محلی در رسیدن به نتایج صحیح بسیار مهم می باشد. در هر جای ممکن، کالیبراسیون با استفاده از یک مقطع آزمایش باید صورت گیرد. اما فرضیات موجود براساس اطلاعات و تجربیات در دسترس در مورد مصالح محلی و مصرفی می تواند به میزان قابل توجهی در افزایش دقت و صحت نتایج تاثیر گذار باشد.

• هر دو دستگاه PQI و پیوتراکر، تجهیزات مناسبی برای کنترل چگالی مخلوط آسفالتی (Hot Mix Asphalt)در طول دوره اجرا می باشند. هر دو دستگاه قابلیت برداشت نتایج سریع به منظور تعیین نقاط با چگالی کم و داده های پرت و همچنین انجام اقدامات اصلاحی را دارند.

• تغییرات در میزان رطوبت، دانه بندی، منبع تامین مصالح و اختلاف دمای بین مصالح مرجع و روسازی که مد نظر اندازه گیری است، بر روی درستی قرائت ها تاثیر می گذارند.

• سازندگان دستگاه PQI توصیه کرده اند در صورت بالا بودن درصد آب موجود در مخلوط، برداشت و قرائت صورت نگیرد. این در حالی است که عدد خاصی را برای میزان H2o بالا توصیه نکرده اند ولی بنابر نتایج و مشاهدات آزمایشگاهی این عدد بالاتر از 5 درصد بنظر می رسد.

• عدد H2o نشان داده شده در نمایشگر دستگاه شاخص خوبی برای تعیین حد رطوبت بنظر می رسد.

• در بیشتر موارد کاهش دما باعث افزایش در مقدار چگالی محاسبه شده توسط دستگاه PQI می شود و دال های سرد چگالی بالاتری داشتند.

• ضروری است که دستگاه با یک مقطع روسازی (یا دال) که چگالی آن مشخص است و از همان مصالحی که برای روسازی هدف، مدنظر ساخته شده، کالیبره شود. براساس نتایج مطالعات میدانی 2001، نتیجه گرفته شد که به منظور استفاده از دستگاه های اندازه گیری غیر هسته ای برای بدست آوردن چگالی روسازی، ضروری است تا کالیبراسیون تجهیزات بر مبنای مقادیر چگالی شناخته شده و مصالح مشابه بکار رفته در روسازی انجام شود. با توجه به اینکه، این عمل در عملیات میدانی مشکل می باشد، بنابراین کارایی و استفاده هر دو دستگاه PQI و پیوتراکر در مقوله سنجش چگالی روسازی برای پذیرش کیفیت QA (Quality Acceptance) خود را نمایان می کند.

بازخورد فوری بدست آمده توسط هر دو این تجهیزات، کمک به تشخیص مکان های با چگالی پایین در روسازی می باشد و سپس عملیات اصلاح به منظور روسازی یکنواخت انجام شود.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

روش تست غیر مخرب و ارزیابی غیر مخرب،بررسی غیر مخرب (NDT ،NDE ،NDI)
 

کد مطلب : 36


تست های غیر مخرب (NDT) روش های غیر تهاجمی در تشخیص درستی از اجزاء یک ماده یا ساختار یا اندازه گیری برخی کمیت های تجسمی از یک شی است.

تست های غیر مخرب (NDT) روش های غیر تهاجمی در تشخیص درستی از اجزاء یک ماده یا ساختار یا اندازه گیری برخی کمیت های تجسمی از یک شی است.در مقایسه باتست های مخرب، NDTروش تشخیص بدون وارد کردن اسیب ،تنش یا خرابی در آزمایش است.معمولا در ازمایش خراب کردن یک جسم هزینه زیادی صرف می شود و همچنین در عین حال در بسیاری اوضاع نا مناسب است.

NDT ،بازیگر یک نقش مهم در تضمین هزینه موثر عملیات ایمنی و قابلیت اطمینان از کارخانه با استفاده از نتیجه گیری در انجمن است.NDT در اندازه های بزرگ از فضاهای صنعتی قابل استفاده است و در تقریبا هر مرحله در تولید یا سیکل عمر بسیاری از اجزاء مورد استفاده است. کاربرد اصلی ان در جو زمین،تولید نیروی قوی،قطعات خودرو،راه اهن،پتروشیمی و بازارهای خط لوله است.NDT بیشترین استفاده کاربردی را در جوشکاری دارد.آن در جوشکاری یا قالب یک ماده یا شیی جامد خیلی سخت گیر است،برای ان که هیچگونه ریسکی در انجام ندادن وظیفه اش ،همچنین در ازمایش ساخت و تولید و هنگام استفاده در اغلب موارد ضروری ندارد.

NDT اصلی فقط برای ایمنی عملی است.علت این است که امروزه هزینه های زیادی را برای حفظ شیوه هایی که در ان از کیفیت فرایند اطمینان حاصل می شود قبول کرده اند.مایه تاسف است که NDT بی حرکت مانده و در خیلی فضاهایی که وابسته به حیات انسان یا بوم شناسی است نمی تواند استفاده شود زیرا برای اینها خطر ناک است.شاید در کم بودن هزینه پرداختی کمی برتری داشته باشد. از ادعاهای پی در پی که از حوادث ناشی از بکار گیری NDT می شود،این یک شکل از مدیریت ریسک غیر قابل قبول است.حادثه بدی شبیه به حادثه راه اهن در Eschede آلمان در سال 1998 فقط یک نمونه از این قبیل است،خیلی نمونه های دیگر نیز از این قبیل وجود دارند.

برای انجام دادن تست NDT این خیلی مهم است که شرح دهیم کدام باید مورد قبول باشد و کدام را باید رد کنیم .یک تولید کاملا بی عیب تقریبا شدنی نیست، به این دلیل مشخصات ازمایش ها ضروری هستند.امروزه تعداد زیادی از استانداردها و تنظیمات قابل قبول وجود دارد.انها توصیف حدود بین وضعیت های خوب وبد هستند،به استثناء اغلب اوقاتی که روش های مخصوص NDT مورد استفاده است.

قابل اطمینان بودن یک روش NDT ، پی امدی بسیار ضروری است ، اما یکی از روش های مقایسه قابل توجه است ،اگر به برخی از وظیفه های ان مراجعه شود.

هر روش NDT دارای مجموعه ای از فواید و ضررها است و از این رو برخی از انها بهتر از دیگری برای یک کاربرد خاص هستند.توسط استفاده از عیبدار کردن مصنوعی ، ابتدا حساسیت یک آزمایش سیستم را مشخص می کنند . اگر حساسیت ان کم باشد ازمایش شی دارای ضعف است و مورد تایید همیشگی نیست.اگر که همچنین حساسیت ان بالا باشد ، اجزائی با عیوب کوچک رد شده اند ، که انها تمایل دارند باشند اگر در قابلیت استفاده مجدد اجزاء اهمیت داشته باشند . با روش های اماری این ممکن است که از یک میدان مشکوک چشم پوشی کرد.

روش هایی از قبیل احتمال کشف(POD) یا روش ROC (عملیات وابسته به خصوصیات) مثالهایی از تحلیل استاتیکی روش ها هستند . همچنین صورتی از خطاهای انسانی وجود دارد که ما را در محاسبه نمودن هنگامی که قابلیت اطمینان کلی را تعیین می کنیم ، متحیر می سازند.

مهارت فنی کارکنان نیز صورت مهمی از ارزیابی غیر مخرب می باشد.NDT روش های فنی سخت اعتماد کردن در مهارتهای انسانی و شناسایی برای تعیین کردن ارزیابی و تفسیری از نتایج ازمایش است . اموزش درست و مناسب و مورد تایید کارکنان NDT برای ان است که یک ضرورتی در تضمین کردن مقدورات روش های کاملا استثمار شده هستند . در انجا یک تعداد از انتشارات بین المللی است و شامل استاندارد های منطقه ای در تائید کردن صلاحیت کارکنان می باشد . در EN473 (اصول کلی صلاحیت و تایید کارکنان NDT )اتحادیه اروپا رشد یافتگی بخصوصی دارد برای این که با SNT-TC-1A آمریکا برابری کند .

بیشتر از 9 روش مشترک NDT مهم در زیر نشان داده شده اند که از مرجع گرفته شده اند .

در استفاده های زیادی که از انها داریم ،عبارتند از :

ET,ECT,AE,RT,UT –بعلاوه روشهای اصلی NDT ،روش های فنی دیگر آن قابل استفاده اند.ازقبیل ترسیم تصویر لیزری،امواج کوچک الکترو مغناطیسی و خیلی بیشتر از ان و روشهای جدید تغییرات بوجود امده دائمی و پیشرفته .

کاربرد ها و محدودیت های NDT

1. روش مایع نافذ :(Liquid penetrant )

کاربرد ها:

• در مواد پر منفذ استفاده می شود.

• می تواند در جوشکاری،لوله سلزی،جوشکاری برنج ، ریخته گری ،ورق کاری ،فورج و قسمت های آلمنیومی پره های توربین و دیسک و چرخ دنده ها کاربرد داشته باشد.

محدودیت ها:

• نیاز درستی به تست سطح دارد.

• بیشتر سطوح شکننده را معیوب می سازد.

• برای تست سطح امکان دارد نیاز به پیش پاک سازی و تمیز کردن الودگی ها داشته باشیم.

• خطر بخار شدن وجود دارد.

• عیوب کم عمق و خیلی سفت به سختی پیدا می شوند.

• عمق درز ها (عیوب) نشان داده نمی شود.

2. ذرات اهن ربایی:(Magnetic particle)

کاربرد ها:

• مواد فرو مغناطیسی

• درز های (عیوب)سطوح بزرگ و کوچک می تواند نشان داده شود .

• می تواند در جوش کاری ها،لوله کشی گاز،میله ها،ریخته گری ها،ورق کاری ها،فورج،اکستروزن،قطعات موتور،شافت ها و چرخ دنده ها کاربرد داشته باشد.

محدودیت ها:

• پیدا کردن عیوب ،محدود بهمیدان توانایی و رهبری است.

• نیاز به تمیز کاری و سطوح نسبتا صاف دارد.

• به مقداری لوازم نصبی نگهداری شده (جانبی)برای تعدادی از شیوه های مغناطیس کننده نیاز دارد.

• توانایی ازمایش قطعات به مغناطیس زدایی نیاز دارد که می تواند برای برخی اشکال سخت باشد.

• عمق عیوب نمی تواند مشخص شود .

3. جریان مخالف:(Eddy current )

کاربرد ها:

• فلزات،الیازها و رساناهای الکتریکی.

• مواد طبقه بندی شده.

• درز های سطوح بزرگ و کوچک می تواند نشان داده شود .

• در لوله کشی گاز،سیم،گیره ها،ریل ها،روکش های غیر فلزی،اجزاء الکتریکی هواپیما،پره های توربین،دیسک ها و شافت های انتقال دهنده نیرو در خودرو استفاده می شود.

محدودیت ها :

• پراب(میله بازرسی )مخصوصی نیاز دارد.

• بایستی پراب روبروی قطعه بسته شود ، هرچند که محل تماسی ندارد.

• نفوذ کمی دارد (به طور مثال 5 میلی متر)

• به علت متغییر ها ی پارامتری کنترل نشده ،نشانه های معیوبی دارد.

4. ما فوق صوت:(Ultrasonics )

کاربرد ها:

• فلزات ،غیر فلزات و کامپوزیت ها .

• درزهای زیر سطحی کوچک سطوح می توانند کشف شوند.

• در جوشکاری ،لوله کشی گاز ، مفصل ها ،ریخته گری ها ،ورق کاری ها ،فورج محور ها،اجزاء بنیادی بتن،لوله ها یا مجراهای سنگین،هواپیما و قطعات موتور می تواند بکار رود.

• در تعیین ضخامت و خواص مکانیکی استفاده می شود.

• نظارت تعمیراتی بر خوردگی ها و خرابی ها دارد.

محدودیت ها :

• معمولا محل تماس ان مستقیم یا با واسطه است.(مانند تست غوطه وری یا e.g )

• پراب های مخصوصی برای کاربرد ها مورد نیاز است .

• حساسیت محدودی توسط فرکانس بکار رفته دارد و مقدار مواد علت قابل توجه پراکندگی ان است.

• پراکندگی توسط ازمایش ساختار فلز می تواند دلیلی بر معیوب بودن نشانه ها شود .

• کاربرد ان در خیلی از مواد اسان نیست .

5. پرتو نگاری نورتون:(Radiography neutron )

کاربرد ها :

• فلزات،غیر فلزات،کامپوزیت ها و فلزات الیازی

• در مواد اتش زا،رزین ها،پلاستیک ها،مواد الی،ساختار های لانه زنبوری ،مواد رادیو اکتیو،مواد با چگالی الی و فلزات حاوی هیدروژن کار ایی دارد .

محدودیت ها:

• دستیابی برای قرار دادن نمونه ازمایش در میان منبع و کشف کننده

• اندازه قسمت ساکن دستگاه منبع نوترون (راکتور) برای منبع نیرو های معقول خیلی بزرگ است.

• موازی قرار می گیرد ،صاف می کند یا در غیر اینصورت تغییر دادن پرتو دشوار است.

• اتفاقات تشعشعی

• بیشتر شکاف ها می توانند جهت یابی موازی در پرتو افکندن برای کشف داشته باشند .

• کاهش حساسیت با افزایش ضخامت .

6. رادیو گرافی اشعه x :(Radiography x-ray )

کاربرد ها :

• فلزات،غیر فلزات،کامپوزیت ها و فلزات الیاژی

• در همه اشکال و صورت ها استفاده می شود:ریخته گری ،جوشکاری ،سوار کردن های الکترونیکی ،جو زمین ،وسایل دریایی و قطعات اتومبیل.

محدودیت ها :

• نیاز به دست یابی به هر دو طرف در ازمایش قطعه

• ولتاژ،اندازه نقطه وابستگی و زمان بحرانی اشکار

• اتفاقات تشعشعی

• بیشتر شکافها می توانند جهت یابی موازی در پرتو افکندن برای کشف داشته باشند .

• کاهش حساسیت با افزایش ضخامت .

7. پرتو نگاری گاما:(Radiography gamma )

کاربرد ها:

• معمولا در مواد کلفت و یا متراکم استفاده می شود.

• در همه اشکال و صورت ها استفاده می شود:ریخته گری ،جوشکاری ،سوار کردن های الکترونیکی ،جو زمین ،وسایل دریایی و قطعات اتومبیل.

• هر جا که ضخامت زیاد است یا دسترسی به مولد های تولید اشعه x محدود است استفاده می شود .

محدودیت ها :

• اتفاقات تشعشعی

• بیشتر شکاف ها می توانند جهت یابی موازی در پرتو افکندن برای کشف داشته باشند .

• کاهش حساسیت با افزایش ضخامت.

• نیاز به دستیابی به هر دو طرف در آزمایش قطعه .

• حساسیت اشعه x راندارد .

آزمایش پل

بار افزایشی روی پل های بزرگ راه بواسطه افزایش پیدا کردن ترافیک وسایل نقلیه سنگین ،سالخوردگی و مشکلاتی با دوام ساختاری را به انسداد ترافیک با تعقیب کردن خسارات سخت اقتصادی ممکن است که رهبری بکنند. وسایل ارزیابی شرط موثر و قابل اعتماد یک قسمتی مهم از سعی های در حال پیشرفت برای ارزیابی کردن و نگهداری کردن ساختارهای پل هستند. در کشور های زیادی در دنیا پل ها و سازه های بتونی به طور عادی حداقل هر دو سال یک بار معاینه شده اند . بیشتر بازرسی های خارج ، بصری انجام شده اند ،بنابراین خسارات تنها موقعی شناخته شده اند که وخامت قابل رویت باشد . در المان فاصله یک تست ساده می بایستی ،خارج هر 3 سال و یک بازرسی هر 6 سال بر طبق Din1076 انجام داده شده باشد . هر ساله پل های زیادی در جهان فرو می ریزند و این فقط نا مرغوب بودن یا عقب افتادگی کشور ها نیست . خیلی از مردم زندگی خودشان را در مصیبت های تازه در آگوست 2007 در Minneapolis و در سپتامبر 2006 در کانادا از دست دادند .

یک گروه آموزشی جدید از بررسی صنعت حمل و نقل دریافتند که 27% از خانواده پل ها دارای ساختار معیوبی هستند . ایالات متحده حدود 000/600 پل دارد که 000/17 ان رسیدگی شده اند . حدود 1500 تا در بین سالهای 1966 تا 2005 متلاشی شدند، بر طبق Jean-louis briaud بیشتر پل های قدیمی از خستگی ،برخورد با کشتی یا طراحی اشتباه متلاشی شده اند .

تست غیر مخرب می تواند ابزار موثری در بازرسی و تشخیص وضعیت حساسیت هایی از یک پل باشد .

این می تواند آگاهی از غیر ممکن را تامین کند که بتوان نتیجه گیری از مشاهدات صرفا دیداری (بصری)نمود . جذری از هر دو روش های بصیری و بازرسی غیر مخرب می تواند راه حلی برای تشخیص وضعیت کلی پل و مدیریت ان باشد . برخی ازمایش های ساده غیر مخرب از قبیل صدا ی چکش ، آزمایش برگشت چکش ،رنگ نفوذ کننده و آزمایش ذرات مغناطیسی می تواند به اسانی در مجتمع بازرسی بصیری قرار گیرند .

نتیجه یک بازرسی خوب ، بهتر شدن پرونده اطلاعاتی پل و توصیه های بنیادی قرار شده از لحاظ فنی خیلی بیشتری را برای بازرسی و نگهداری بیشتر حق تقدم خواهد داد و خیلی قدر دانی های دیگر از باقی ماندن زندگی های افراد .بار اول یک نمایش کامل شرایط پل روی هم رفته معلوم کرده شده است . تصمیمات مناسب و با صرفه در ارتباط با مرمت یا جایگزینی ممکن از عضو های پل یا ساختاری کامل می تواند درست کرده شود.

پیشرفهای اخیر در فنون NDT ویژگیهای کارکردی ان را از بسیاری از روش های NDT بهبود داده اند و قابل اعتماد بودن به سستم را رهبری کرده اند.

افزایش استفاده پیدا شده از روش های NDE به چندین عامل از قبیل توانایی سیستم ها برای با دقت شناسایی کردن میدانی که بدتر شده ،قابلیت حمل و نقل و استفاده آسان تر از سیستم های بازرسی کننده بستگی خواهد داشت.بازرسی های بنیادی اولیه و کلی توسط NDE به اتمام رسیده است.

پلها تقریبا در صدها نوع متفاوت ساخته می شوند و همچنین از مواد مختلف زیادی در پشتیبانی اجزاء استفاده می کنند.اما همه انها در یک روش NDT مورد استفاده نیستند . برای برخی ها میکروموج یا رادار نافذ زمین می تواند برای عرشه های بتن ارمه مورد استفاده قرار گیرد اما برای ازمایش کردن جوش اعضاء فولادی مناسب نیست . هم انجا موارد بسیاری هستند که تحقیق بیشتر را برای درست کردن روش های NDT مناسب احتیاج دارند .

مقداری از گزارش های کاربرد روش های NDT برای آزمایش پل مکررا اعلام شده است .چندین روش قابل دسترسی هستند یا اینکه در دست تحقیقند ویا برای بازرسی بیشتر مورد استفاده هستند تا نیازشان را نشان دهند .

آنها عبارتند از:

• آزمایش انعکاس ضربه برای شناخت ماهیت بتن
• انعکاس ضربه برای معلوم کردن کلفتی بتن

• نشت شار مغناطیسی برای شناسایی کردن خوردگی در رشته ها و بار ها در ساختار های کشیده شده در بتن

• روش تشدید هسته ای مغناطیسی ،که می تواند محل حضور اب را معلوم کند.این تعیین توزیع سوراخ واندازه سوراخ مثل درمان کردن بتن فعال می شود.
• تکنولوژی های تصویر سازی مادون قرمز برای پیدا کردن عیب ها در قسمت های بتنی پل ها .
• استاندارد ASTM وE837 برای معلوم کردن استرس های واقع در محل طبیعی خودشدر عضوهای ساختار فولادی.

• مبدل ها را برای ضبط کردن کشیدگی های القاءشده فشار بیاورید.

• نگاشت بلقوه ساده ترین فن الکتروشیمیایی استفاده شده برای بدست اوردن اطلاعات خوردگی جایگاه است. این فن به طور کیفی روی دیسک ،خوردگی تقویت ساختارهای بتن ارمه را به اطلاع می رساند.سطح شکستگی و یا لایه لایه شدگی می تواند به یک منطقه قابل توجه تبدیل شود و یا اینکه در همان محل باقی بماند.

• پخش صوتی نظارت کردن ،یک نقش خیلی موثر را در افزایش دادن ایمنی می تواند اجرا کند. متقاعد کردن به قابلیت دسترسی و در حال ساده کردن هزینه های مرمت و تعمیر پل ها .

• یک کاربرد پذیرفته شده و خوب در GPR ارزیابی دقیق پل است که بخوبی ساخترهای بتن ارمه دیگر را ارایش می کند . GPR توانایی استفاده کردن بدون نیازمندیبه پوشش اسفالت را دارد .

• آزمایش کردن فرا صوتی اجازه می دهد که تصوری از تدارک دیدن بارهای تقویت شده عمودی داشته باشیم (مجرای زرد پی)

• UT کسری ها را از روش رادار می تواند جبران کند.

• کاربرد های سر هم رادار ،انعکاس ضربه و انعکاس فراصوتی برای ارزیابی ساختارهای بتن پس از کشیده شدن است .

• آزمایش مایع بصیری که در باز بینی چشمی رنگ ،شکستگی های مویی را می توان مشاهده کرد.

• فرا صوتی در حال آزمایش کردن جوش ها،عضو های فولادی پیچ ها و پرچ ها

• غواص ها اسکلت های زیر ابی بتن را معاینه می کنند که می باید توسط سایش صدمه دیده باشند.

• استقرایی ماگنت برای ارزیابی کابلها و سیمها استفاده شده است .

• تکنولوژی های لیزر اندازه گیر برای اندازه گیری مسافت بنیاد قرار داده شده ،کاربردهای زیادی در زیر بنای شاهراه دارد.کاربردها برای این تکنولوژی ،اندازه گرفتن انحرافات پل را زیر بارگیری مدرج (کالیبره)شامل می شود که رفتار ساختاری را ارزیابی می کند .شمردن تغییر شکل های دور از صفحه در تنیدگی نمایان در رگه های تیر اهن سازه ساخته شده چنانچه در ساختارهای بزرگ مثل تکیه گاه ها باشد.

• سیستم های پل دیدبانی از حس گرهای حس کننده جریان گردابی یا پخش صوتی استفاده می کنند.عموما این ابزار ها وقف شده اند.

• سیستم های کسب داده های کنترل از راه دور که اطلاعات را روی رفتاری از یک ساختار با زمان زیاد جمع بکند.سیستم های شناسایی پخش های صوتی ،صداهای صادر شده از ماده های شامل خرپاهای بتن و کابلهای فولادی در یک پل رامی توان ارزیابی کرد .شکافها می توانند ماهها قبل شناخته شوند قبل از اینکه روی سطح پدیدار شوند .

• روش های ترموگرافی برای ارزیابی کردن پلهای مرکب و تعمیر انها

• هر دو ازمایش فراصوتی و عکس رادیویی سابقا ،پل های فولادی را در طی ساخت معاینه می کردند که کیفیت جوش را متقاعد بسازند.

• ازمایش فراصوتی دوتایی ،یک ابزار بازرسی موثر می تواند باشد که می بایست در مکان پرتونگاری زیر شروط مطمئن استفاده شده باشد .

• اندازه سرعت فراصوتی می تواند بصورت یک ابزار کنترل کیفیت در طی سازه استفاده شود و همچنین آزمایش فراصوتی می تواند برای بازرسی ضمن خدمت پلهای شفته گرد واکنش پذیر ،استفاده شود(RPC )

• مبدلهای الکترو مغناطیسی صوتی ،سیم های شکسته شده را در داخل یک رشته می تواند شناسایی کند.

• حس کننده خستگی الکتروشیمیایی می تواند در مشخص کردن عیوب مورد استفاده باشد اگر فعالانه بزرگ کردن شکاف های خستگی حاضر باشد.یک حس کننده EFS اول به محل حساس خستگی روی ساختار پل یا فلزی تقاضا داده شده است و سپس ان را به یک الکترولیت تزریق می کنند که نقطه یک ولتازکوچک تقاضا داده می شود تا یک الگوریتم به صورت خودکار ،سطح فعالیت شکاف خستگی را در محل بازرسی نشان دهد.

• از هزاران رشته تکنولوژی حس کننده چشمی،یک تکنولوژی امید بخش برای تشکرات سلامت نظارت کردن بر سازه ها با مشخصه منحصر بفرد اندازه گیری کشیدگی و درجه حرارت توزیع شده در فیبرهای نوری بوسیله هزینه پایین است .

• اشعه ایکس ،توموگرافی را برای تعیین تکثیر شکاف در بتن مورد استفاده قرار می دهد.

• اشعه ایکس ،توموگرافی را برای تعیین در صد و توزیع نا معلوم در بتن به شمار می اورد .

• تحلیل فعال ساز جدیدتر و بیرنگ گاما برای تعیین شناسه های متمرکز و عمق کارید بتن

• فن اندازه گیری پراکندگی نوترون در ابپوشی سیمان مورد استفاده است .

• روش فرا صوتی برای اندازه گیری مستقیم قدرت بار اتصالات پیچ خورده بکار می رود این ،یک فن ابتکاری برای اندازه گیری مستقیم استرس های واقعی پیچ است.

• سیستم اندازه گیری گیره ای رباتیک،این قابلیت را پیشنهاد می کند که مختصات فضایی نقاط جدا را در یک پل ،بدون این که ساختاری را لمس بکند ان را اندازه گیری کند.

تکنولوژی باور نکردنی خارج انجاست که در نظارت کردن و تشخیص دادن مسائل را یاری کنند و تحقیق ادامه می یابد تا وقتی که تکنولوژی های جدید را توسعه دهند که زیر بنای پل ها را حفظ کنند .

پلهای بزرگ نیاز بیشتری به یک بازرسی مقرر دارند . هنگامی که پل بزرگ را می گیرند ،به ازمایش های بیشتری نیاز دارند .

چه چیزی ناپیداست ؟خبرها می گوید :

پول نقد کوتاه مدت و یک تعهد بلند مدت توسط دولتها ،برای سرمایه گذاری کردن در بیشتر تکنولوژی های جدید و نواوری تحقیق است .

خوردگی ناشی از ترک مویی در چندلایهاز فولاد می تواند صفحات را خم کند و یا میان بتن و فولاد خوردگی بوجود آورد.عیوب سطحی ممکن است که در بازرسی عادی نا معلوم باشند اما تست غیر مخرب فراصوتی می تواند از عیوب ناپیدا

تست غیر مخرب

فدراسیون اروپایی برای تست غیر مخرب

خلاصه:EFNDT

توصیف:

فدراسیون اروپایی برای ازمایش تست غیر مخرب در ماه مه 1998 در کوپنهاگن در هفتمین کنفرانس اروپایی برای تست غیر مخرب پایه گذاری شده بود .27 جامعه ملی NDT موافقت کردند که یک سازمان قوی را روی سطح اروپایی نصب کنند . عضویت کامل در جامعه های NDT ملی در هر کشور باز است .

به عضویت بپیوندید ،دنیای وسیعی باز می شود . شما فرم کاربر را از زیر مجموعه های کلیدی پیدا خواهید کرد .

اهداف اصلی EFNDT عبارتند از :

• گروه های کار قوی برای توسعه دادن نتایجی که بایستی توضیح مسائل NDT را به سازمانهای صنعتی و عمومی بدهند.

• برای تاسیس کردن یک سیستم اروپایی صلاحیت کارکنان مد نظر است .

• پایه گواهی دادن به کارکنان استانداردهای ISO9712 وEN473 است که بوسیله عضوهای EFNDT بنیاد قرار داده می شود .

• صلاحیت و گواهی پایه اختیار قرار دادن در ردیف ISO17024 را با EN45013 دو جانبه تاسیس کردند.

در نصب کردن یک برنامه گواهی اروپایی علاوه بر EFNDT وجود دارد:

• یک کمک برای دسته بندی قدرت های NDT متفاوت در اروپا

• یک ترفیع کیفیت جمعی در NDT برای بهره برداری تمام اعضاء EFNDT ،کاربران NDT و جوامع پهن تر.

• یک نمایش کارایی برای قوی کردن اعتماد در NDT

• یک راهنما برای همکاری NDT عمومی در رابطه پایانی با فهمیدن آمریکایی،یک سیستم اروپایی صلاحیت کارکنان که بوسیله EFNDT معنی می دهد.

گواهی کارکنان در تست غیر مخرب

توصیف:

طرح PCN جهانی ،یک طرح را برای کفایت گواهی کارکنان NDT شناخت .بطوریکه مقالات خواسته شده در استانداردهای اروپایی EN45013 وen473 و استاندارد بین المللی iso9712 قرارداده شده است .

طرح PCN در 98،در پاسخ به در خواست صنعت بریتانیا توسعه داده شده بود که یک برنامه گواهی ملی را برای کفایت کارکنان NDT پیاده سازی بکنند .

با هدف جایگزین کردن طرح های خاص با شعاع زیاد که در ان زمان وجود داشت ،که اغلب این طرح ها گران و نا کار امد بودند همان روش NDT نتیجه داد .

تست غیر مخرب NDT

تمرینات توصیه شده SNT-TC-1A

خلاصه:SNT-TC-1A

توصیف:

در سال1968،جامعه امریکایی برای ازمایش غیر مخرب اولین تمرینات توصیه شده SNT-TC-1A را منتشر کرد . سند توسعه داده شده بود که رهنمود ها را برای کارفرمایان تهیه کند که برای نصب کردن برنامه های NDT خودشان سه سطح فهرست شدة مرحله ای که دارای مراحل یک تا سه صلاحیت بودند را استفاده کنند . نام سند و تعداد کمیته های فنی که سند را توسعه داده بودند واقعیتی برای پایه قرار دادن ASNT در ان زمان بود.

از وقتیکه ASNT ، SNT-TC-1Aرا منتشر کرد خیلی از کارفرمایان به اشتباه فکر کردند که کار کنان انها زیر نظر SNT-TC-1Aباید عهده دار وظایف باشند(ASNT تضمین شده )و در واقع انها طبق SNT-TC-1A تضمین شده اند . تنها کارکنانی که نشستند و امتحانات را پیگیری کردند و بوسیله ASNT کارشان را اداره کردند و گواهی ASNT دریافت کردند ،امکان داشت که کارفرمایان از انها استفاده کنند .

کارکنان بنیاد قرار داده شده ،کار فرمایانی در سطح NDT هستند که دارای مرحله های دو و سه هستند و یا اینکه اغلب انها یکی از مراحل دو یا سه را می توانند مکالمه کنند .اگر در سطح 3 امتحان نشدند ،انها را معمولا در 2 گروه برای تشخیص دادن اینکه ایا گواهی را یاد گرفته اند یا نه فرا می خواندند.

بالاخره این یک ترم توهین امیز نیست.همانگونه که قبل از 1988 منصوب کردن اجازه داده شده بود.هنوز کارکنانی در صنعت وجود دارند که در سطح 3 بدون امتحان منصوب شده اند،زیرا در رهنمود های انتشارات SNT-TC-1A قبل از 1988 این اجازه داده شده بود. کارفرمایان امروز می توانند سطوح 3 را مکالمه کنند یا اینکه گواهی 3 را دریافت کنند . (این اطلاعات از یک بند ارزیابی مواد در سال 2005 گرفته شده است)

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

روش کار با چکش اشمیت
 

کد مطلب : 37


آزمایش بر اساس این اصل است که بازتاب یک جرم ارتجائی به سختی سطح در مقابل جرمی که به آن برخورد می کند وابسته است.

آزمایش بر اساس این اصل است که بازتاب یک جرم ارتجائی به سختی سطح در مقابل جرمی که به آن برخورد می کند وابسته است. در چکش اشمیت جرم متصل شده به فنر وجود دارد که با کشیدن فنر تا نقطه مشخصی ، مقدار انرژی ثابتی به آن داده می شود. این کار با فشار دادن چکش به سطح صاف بتن انجام می شود . بعد از آزاد کردن ، جرم تحت اثر بازتاب میله چکش ( که هنوز در تماس با سطح بتن است ) قرار می گیرد و مسافتی که توسط جرم طی می شود و برحسب درصدی از انبساط اولیه فنر بیان می شود، عدد بازتاب نامیده می شود. این مقدار توسط یک نشانه که در طول یک مقیاس مدرج است حرکت می کند ، نشان داده می شود . عدد بازتاب یک اندازه مطلق است ، چون به انرژی ذخیره شده در فنر و به اندازه جرم وابسته می باشد.

مطالعات نشان داده است که سختی سنگ ها با مقاومت فشاری تک محوری و مدول کشسانی سنگ ها در ارتباط است در واقع سختی یکی از مفاهیم رایج است که برای توصیف رفتاری سنگ‌ها بکار می رود. سختی تابعی از عوامل ذاتی چون نوع کانی ها، ابعاد دانه ها، چسبندگی مرزی کانی ها، مقاومت و رفتار الاستیک و پلاستیک سنگ می باشد. ترکیب و اندرکنش این عوامل، تعیین کننده سختی یک سنگ است. روش های متعددی برای تعیین سختی سنگ پیشنهاد شده است که یکی از این روش‌ها بکارگیری وسیله ای به نام چکش اشمیت است. که معروف به آزمایشهای واجهشی یا دینامیکی است. در این دسته از آزمایش ها از یک چکش یا وزنه برای ضربه زدن به سطح سنگ استفاده می شود و ارتفاع واجهش وزنه مقیاسی برای سنجش سختی است. هرگونه رفتار پلاستیک یا تغییر شکل بر اثر ضربه، انرژی الاستیک واجهش چکش را کاهش می دهد. این آزمایش برای تعیین سختی سنگ و بتون با استفاده از چکش اشمیت در صحرا و یا آزمایشگاه بکار می رود. با استفاده از این سختی می توان خصوصیات دیگر سنگ و بتن را مانند مقاومت فشاری آن، تخمین کرد. این روش که توسط انجمن بین المللی مکانیک سنگ ISRM به صورت استاندارد در آمده است. در مورد سنگ های خیلی نرم یا خیلی سخت دارای محدودیت هایی بوده است و نتایج قابل اطمینانی ارائه نمی دهد.چکش های اشمیتی که جهت تخمین مقاومت فشاری بتن بکار می رودانرژی ضربه فنر در حدود 2.207ژول دارند که برای سازه های بتنی که مقاومتی بین 10 تا 70 مگاپاسکال دارند مناسب است.

نکاتی که در انجام این آزمایش می بایست مد نظر قرار داد. عبارتند از:

1- این آزمایش تخمینی از عدد بازگشتی بتن سخت شده توسط چکش فولادی با نیروی محرکه فنر می‌باشد.

2- از این تست می توان در تعیین یکنواختی بتن درجا استفاده کرد برای تشخیص مناطقی از سازه که بتن ضعیف یا خراب دارد. همچنین برای روند افزایش مقاومت بتن کاربرد دارد.

3- برای تخمین مقاومت بتن لازم است بین مقاومت بتن و عدد بازتاب رابطه ای بدست آورد. این رابطه برای هر طرح اختلاط بتن متفاوت خواهد بود. برای تخمین مقاومت در حین ساخت باید مقاومت نمونه های مکعبی در آزمایشگاه تعیین گردد و با استفاده از آن رابطه مذکور بدست آید. برای تخمین در بتن های ساخته شده باید رابطه فوق براساس تعیین مقاومت نمونه های کر بدست آمده از سازه تعیین شود. (ACI-228 R روشهای تعیین مقاومت درجا بتن )

4- برای یک طرح اختلاط مشخص عدد بازتاب تحت تاثیر عوامل مختلفی از جمله رطوبت سطحی بتن ، روش بدست آوردن سطح نمونه و عمق کربناتاسیون بتن تاثیر می گذارد . این عوامل بایستی در رابطه ای که برای تخمین مقاومت بدست می آید و تفسیر نتایج تاثیر خودش را نشان دهد.

5- با توجه به تخمینی بودن این آزمایش نمی تواند تعیین کننده در رد یا قبول بتن باشد.

6- براساس موارد مندرج در استاندارد ASTM-C805 و نشریه 72 و همچنین 283-ک مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن ، نتایج حاصل از این روش تنها محدود به کیفیت لایه سطحی بتن (عمق حدود 30 میلیمتر ) بوده و تعیین مقاومت فشاری واقعی بتن با آزمایش شکستن (جک مقاومت فشاری) بتن امکانذیر می باشد. علاوه بر ان از این وسیله بیشتر به منظور مقایسه بتن های با نسبت اختلاط و میزان رطوبت یکسان استفاده می شود.

وسایل آزمایش :

- چکش بازتاب (اشمیت)

- سنگ سنباده جهت سائیدن سطح بتن هوازده و همچنین مسطح کردن سطح بتن

- سندان یا صفحه فولادی از جنس فولاد بسیار سخت با قطر 15 سانتیمتر جهت کالیبراسیون

انتخاب سطح آزمایش :

- حداقل ضخامت عضو مورد آزمایش 100 میلیمتر می باشد.

- مناطق متخلخل و دارای ترک و پوسته شده و هوازده نباشد.

- در مناطق ماله کشیده شده و زبر اعداد بزرگتری نسبت به مناطق قالب بندی شده می دهد.

آماده کردن سطح :

- سطح انتخابی حداقل 150 میلیمتر

- سائیدن محل مذکور درصورتی که زبر یا ناصاف یا پوسته شده است و مسطح کردن آن

- سطح خیس عدد کمتری می دهد. و سطح زبر عدد بیشتر . سطوح کربناته باید قبل از آزمایش به مدت 24 ساعت خیسانده شود. یا سطح کربناته برداشته شود.

- بتن های روی سطح زمین با سایر بتن های قسمت های سازه ای نبایستی با هم مقایسه شوند.

مواردی که در جوابها تاثیر می گذارد.

- بتن یخ زده عدد بسیار بیشتر می دهد

- دمای چکش اشمیت تاثیر دارد ( دمای کمتر از 18- سانتی گراد)

- جهت ضربه ( عمودی ، افقی )

- چکش های مختلف حتی از یک کارخانه از یک تا سه واحد اختلاف دارند.

- عدم کالیبراسیون و سرویس کردن دستگاه

- جوابهای یکسان در روی صفحه کالیبره تائید کننده جوابهای صحیح برای نمونه های دیگر نمی باشد.

روش آزمایش :

1) چکش اشمیت : پلانژر(میله چکش) روی نمونه قرار گرفته و با فشار دادن چکش به سنگ، به داخل بدنه فرو می رود. این عمل باعث فشرده شدن فنر داخل چکش می گردد. ضامن فنر در سطح انرژی تراکمی مشخصی آزاد شده و به وزنه ای که بالای پلانژر قرار دارد ضربه وارد می کند. ارتفاع واجهش وزنه از روی خط کش قرائت می شود و به عنوان مقیاسی برای تعیین سختی استفاده می شود. این وسیله قابل حمل بوده و در همه جا قابل استفاده است. مدلهای گوناگونی از چکش اشمیت با سطوح انرژی متفاوتی ساخته شده است. برای مثال چکش نوع L انرژی ضربه ای معادل 74/0 نیوتن متر تولید می کند.

2) قاعده فولادی : قاعده فولادی به وزن حدودی 20 کیلوگرم که نمونه را محکم در داخل خود نگه می دارد. نمونه های استوانه ای شکل داخل یک غلاف V شکل یا استوانه ای شکل با شعاعی برابر شعاع مغزه قرار می گیرند.

3) آنویل(سندان) فولادی استاندارد برای کالیبره کردن چکش : نمونه مورد آزمایش باید معرف سنگ مورد مطالعه باشد. در صورت امکان بهتر است که از قطعات بزرگتر برای آزمایش استفاده شود. چکش اشمیت نوع باید روی مغزه های (54 میلی متر) یا بزرگتر و یا نمونه های بلوکی شکل که هر ضلع آنها حداقل 6 سانتی متر باشد مورد استفاده قرار گیرد.

مراحل انجام آزمایش:

الف) چکش اشمیت قبل از هر آزمایش توسط یک آنویل (سندان) استاندارد، کالیبره می شود. میانگین ده قرائت روی آنویل استاندارد محاسبه شده و از آن برای تعیین ضریب تصحیح استفاده می شود.

ب) سطحی از نمونه که زیر پلانژر قرار می گیرد باید کاملا صاف و پرداخته شده باشد (چه در صحرا و چه در آزمایشگاه). این سطح و همچنین ماده سنگی زیر آن از هر گونه ناپیوستگی موضعی مربوط به توده سنگ باشد.

پ) قطعات مجزا و سنگ را باید محکم به یک پایه صلب بست تا نمونه در طی آزمایش از هرگونه تکان یا لرزش محفوظ باشد.

ت) مقدار سختی بدست آمده بستگی به راستای قرار گیری چکش دارد. طبق پیشنهاد ISRM بهتر است که چکش در یکی از سه وضعیت قائم به سمت بالا، افقی و یا قائم به سمت پایینقرار بگیرد.

- در هر سطح آزمایش 10 بار انجام شود و فاصله هرکدام از هم 2.5 سانتیمتر کمتر نباشد و چنانچه سطح بتن خرد و شکسته شود آن نتیجه قابل قبول نیست.

- اعدادی که بیش از 6 واحد با میانگین فاصله دارند حذف گردد.

- اگر بیش از 2 نمونه حذف شود کل آزمایش باطل است.

در هر حالت مقدار انحراف چکش نباید بیشتر از مثبت و منفی 5 درجه باشد. در صورتی که امکان انجام آزمایش در هیچ یک از جهات ذکر شده نباشد می توان آزمایش را با زاویه ای دلخواه انجام داد و سپس نتایج را برای حالات قائم و یا افقی تصحیح نمود. منحنی تصحیح معمولا توسط کارخانه سازنده چکش ارائه می شود. زاویه قرارگیری چکش و هرگونه تصحیح انجام شده روی نتایج باید یادداشت و گزارش گردد.

ث)دست کم 20 آزمایش مجزا باید روی هر نمونه سنگ انجام گیرد. نقاط مورد آزمایش باید حداقل به اندازه قطر پلانژر از هم فاصله داشته باشند. درصورت ایجاد هرگونه درزه و ترک بر اثر ضربه وارده، نتایج آزمایش باطل و نمونه مربوطه برای آزمایش های بعدی غیر قابل استفاده خواهد بود. وجود هرگونه خطا در آماده سازی نمونه و روش آزمایش باعث ایجاد مقادیر پایین تر سختی می شود.

◄ محاسبات:

ضریب تصحیح قرائت ها با توجه به کالیبراسیون چکش از رابطه زیر بدست می آید:

مقدار سختی استاندارد ویژه سندان

-------------------------------------------------- = ضریب تصحیح

میانگین 10 قرائت انجام شده روی سندان کالیبراسیون

برای تعیین سختی اشمیت با توجه به اینکه احتمال وجود خطا در مقادیر پایین بیشتر است، ابتدا نیمی از داده ها که کمترین مقدار را دارند حذف شده و از بقیه داده ها میانگین گرفته می شود. این میانگین در ضریب تصحیح ضرب شده و عدد حاصل به عنوان سختی واجهشی اشمیت در نظر گرفته می شود . با استفاده از سختی واجهشی اشمیت ، می توان بر اساس جداول ارائه شده توسط کارخانه سازنده و زاویه برخورد چکش به نمونه ، مقاومت فشاری سنگ را تخمین زد.

دقت و خطا :

فاصله بزرگترین و کوچکترین اعداد قرائت شده نباید بیش از 12 واحد اختلاف داشته باشند . تخمین میزان خطا ممکن نیست.

گزارش نتایج :

- تاریخ و زمان آزمایش

- توضیح دقیق مکانهای انجام آزمایش و ابعاد عضو مورد بررسی

- توصیف اختلاط بتن و ابعاد درشت دانه

- مقاومت مشخصه بتن

- مشخصات سطح : سطح پودر شده یا ترک دار، پشت بند بودن سطح آزمایش ، نحوه قالب گیری ، نحوه آماده کردن سطح ، نحوه تماس با هوا و محیط اطراف

- مشخصات چکش : شماره سریال و ...

- دمای هوا

- زاویه چکش حین آزمایش

- میانگین اعداد قرائت شده

- نکات مهم از جمله اعداد حذف شده و شرایط غیر عادی

◄ منابع:

1-اورت هوک ؛ ترجمه‌ی طاهریان؛ "مهندسی سنگ کاربردی" ، انتشارات دهخدا، چاپ اول

2-وتوکوری؛ ترجمه ی محمد فاروق حسینی؛ "در آمدی بر مکانیک سنگ" ، نشر کتاب دانشگاهی، چاپ چهارم.

3-سید رحمان ترابی؛ "مقدمه‌‌ای بر مکانیک سنگ" ، انتشارات دانشگاه شاهرود، چاپ اول.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

روغن قالب بتن
  

کد مطلب : 38
روغن قالب بتن

روغن قالب بتن یک نوع روغن شیمیایی رها کننده قالب بتن است که بر پایه مواد نفتی با استفاده از ترکیب روغنهاى مخصوص و مواد شیمیایى ساخته می شود بطوری که محلول در آب بوده و خواص برترى نسبت به روغنهاى قالب معمولى دارد.

روغن قالب بتن یک نوع روغن شیمیایی رها کننده قالب بتن است که بر پایه مواد نفتی با استفاده از ترکیب روغنهاى مخصوص و مواد شیمیایى ساخته می شود بطوری که محلول در آب بوده و خواص برترى نسبت به روغنهاى قالب معمولى دارد. این روغن در واکنش با مواد شیمیایى موجود در بتون یک لایه نازک دافع آب در سطح قالب تشکیل می دهد و باعث جدا سازی آسان قالب از بتن مى شود و از قالبهاى چوبى و فلزى محافظت می کند. برای جلوگیری از چسبندگی قالب به بتن و کنده شدن بتن باید از روغن قالب استفاده کرد.

روغن، امولسیونی است که با ایجاد یک لایه نازک روی سطح قالب باعث سهولت جدا شدن قالب از بتن می شود. به همین منظور به هیچ وجه از روغن سوخته استفاده نمی شود.

خواص روغن قالب بتن: روغن قالب بتن باعث صاف و صیقلی شدن سطح بتن می شود. برای صرفه جویی در هزینه و زمان قالب بندی بتن از روغن قالب بتن استفاده می کنند. برای عدم نیاز به اعمال ضربات مکانیکی و افزایش عمر مفید قالب های بتن از روغن قالب بتن استفاده می کنند. روغن قالب بتن باعث قابلیت پوشش دهندگی مطلوب روی سطح قالب بتن می شود.

مزایا روغن قالب بتن: امکان استفاده از روغن قالب بتن برای انواع قالب های بتنی وقالب فلزی و قالب چوبی و قالبپلاستیکی وقالب فایبر گلاس. تمیز سازی سریع و آسان قالب های بتن با استفاده از روغن قالب بتن. روغن قالب بتن بر پایه آبی نیست چون باعث زنگ زدگی قالب ها خواهد شد و با بتن به سادگی ممزوج نیست.

مشخصات روغن قالب بتن: وزن روغن قالب بتن 83/0کیلوگرم است. رنگ روغن قالب بتن قهوه ای تیره است. شکل روغن قالب بتن به شکل مایع با ویسکوزیته پایین است.

مقدار مصرف روغن قالب بتن: 20الی40 متر مربع به ازای هر لیتر روغن قالب بتن بسته به سطح قالب بتن است

.

طریقه مصرف روغن قالب بتن: سطح قالب ها را می توان به وسیله پیستوله یا برس یا غلطک به وسیله روغن قالب بتن اندودکرد

نکته ایمنی روغن قالب بتن

روغن قالب بتن قابلیت اشتعال دارد، پس حتمی باید نکات ایمنی در مورد نگهداری روغن قالب رعایت شود. و در زمان مصرف روغن قالب بتن از دستکش و عینک ایمنی استفاده شود.

طریقه نگهداری روغن قالب بتن: روغن قالب بتن در ظروف در بسته و شرایط محیطی مناسب به دور از هر نوع آلودگی مخصوصا ورود هر گونه گرد وغبار حداقل تا 18 ماه از تاریخ تولید قابل نگهداری است. نکات ایمنی روغن قالب بتن: روغن قالب بتن قابلیت اشتعال دارد، می باید نکات ایمنی را در مورد مواد قابل اشتعال رعایت کرد. در هنگام استفاده از روغن قالب بتن از دستکش و عینک ایمنی استفاده فرمایید.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

روند اجرای کفپوش اپوکسی
 

کد مطلب : 39


کلیاتی در مورد اجرای کفپوشهای اپوکسی...
 دوام بالای کفپوش

 زیبائی ظاهری کفپوش

 یک دست بودن کفپوش

 قابلیت نظافت آسان کفپوش

مراحل اجرا

 تمیزکاری اولیه سطح

 اجرای ساب برای تمام سطوح و در صورت لزوم اجرا اسکراچر

 اجرای پرایمر مخصوص بتن

 اجرای ماستیک کاری

 اجرای بتونه کاری

 اجرای تاپ کوت به روش شانه ای

مواد اولیه

1-مواد اولیه مورد استفاده از جمله رزین و هاردنر موادی هستند که مستقیما از اروپا وارد شده اند.

2-مواد اولیه مورد استفاده از جمله رزین و هاردنر موادی هستند که کلیه مراحل ساخت و ترکیب مواد و ساخت اپوکسی در کارخانه شرکت کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران انجام می گیرد.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

ژئوتکستایل و الیاف پلی استر
 

کد مطلب : 41


پیچیدگی رفتار سازه ای در برابر بارهای تصادفی، سازه های بلند و سازه های خاص در محیطهای دریایی و غیره موجب شده نگرش جدید در بکار بردن مواد و مصالح و فرآورده های جدید ساختمانی با رفتار و خواص متفاوت از آنچه تاکنون در ساخت سازه ها بکار می رفته است بوجود آید.

پیچیدگی رفتار سازه ای در برابر بارهای تصادفی، سازه های بلند و سازه های خاص در محیطهای دریایی و غیره موجب شده نگرش جدید در بکار بردن مواد و مصالح و فرآورده های جدید ساختمانی با رفتار و خواص متفاوت از آنچه تاکنون در ساخت سازه ها بکار می رفته است بوجود آید.

در این تحقیق به بررسی نقش انواع رزین ها، الیاف و مواد کامپوزیت در مقاوم سازی سازه های بتنی پرداخته شده است. تقویت کننده ها الزاماً به شکل الیاف بلند نیستند، بلکه ممکن است بشکل ذره، پولک، موی ‏‎(Whisker)‎‏ و الیاف غیرمداوم، الیاف مداوم و ورقه باشند. اکثر مواد در شکل لیفی خود محکمتر و سفت تر از دیگر اشکال هستند و به این دلیل تقویت کننده های لیفی مصرف بیشتری دارند. ‏

‏در دهه اخیر مواد کامپوزیتها، پیشرفت شایانی کرده اند این به دلیل ویژگیهای منحصر به فردی است که در این مواد به چشم می خورد. امکان بکارگیری کامپوزیتها در بسیاری از زمینه های صنعتی فراهم شده است. در این میان میتوان به موارد ذیل اشاره کرد؛ استفاده از کامپوزیتها در صنعت هوافضا بخاطر خواص استثنایی از قبیل مقاومت، سختی، سبکی، پایداری حرارتی و غیره ای است که این مواد از خود نشان می دهند و این امکان را فراهم می سازند که بتوان به افزایش کارایی و عملکرد ساختار هوا فضا کمک کرد ‏‎]‎‏1‏‎[‎‏.

یکی دیگر از کاربردهای الیاف در ساخت فضاپیماهای شاتل است. همانطور که می دانیم شاتل در پروازهای خود متحمل انواع شوکهای حرارتی می شود، بویژه هنگام ورود به اتمسفر تفاضل دما در دماغه مخروطی شکل آن در صورت بکارگیری هر نوع فلز سبب ذوب شدن آن می شود. اما بکارگیری الیاف کربن (گرافیت) در کنار رزین گرما سخت از نوع اپوکسی نه تنها موجب حل مشکل فوق گردید بلکه منجر به کاهش وزن شاتل به میزان 400 کیلوگرم نیز شد که این خود به تنهایی موفقیت بزرگی بود. از کاربردهای دیگر کامپوزیتها می‌توان به ساخت بدنه قطارها و لوکوموتیوها اشاره نمود .

بسیاری از انواع مواد مهندسی، نوعی کامپوزیت محسوب می‌شوند . هم مواد ترموست (گرما سخت) و هم مواد ترموپلاستیک (گرمانرم) جهت فراهم نمودن خواص فیزیکی بهتر برای کامپوزیتهای حاصل مورد مصرف در صنایع شیمیایی قابل تقویت شدن می‌باشند.

پلی استرها ترکیبات فنولیک، اپوکسی ها، وینیل استرها و فوران ها بعنوان رزین دامنه وسیعی از کاربردها را بخود اختصاص می دهند. از مواد تقویت کننده متداول نیز می‌توان به شیشه، آزبست، گرافیت، الیاف آلی و فلزی اشاره نمود. اصولاً هدف از استفاده کامپوزیتها در صنایع شیمیایی را می‌توان بطور خلاصه بصورت دستیابی به موادی با خواص فیزیکی و شیمیایی بهتر خلاصه نمود. از متداولترین و پرمصرف ‌ترین تقویت کننده های این صنعت ( شیمیایی ) می‌توان به شیشه اشاره نمود. مهمترین ماتریسهای مورد استفاده نیز عبارتند از : پلی استرهای با مصرف عمومی ، پلی استرهای ایزوفتالیک، پلی استرهای بیس فنل، پلی استرهای مقاوم شیمیایی هالوژنه، رزینهای وینیل استر، اپوکسیها و فورانها. ‏
‏ ‏

کاربرد مواد کامپوزیت در صنعت ساختمان

کاربرد کامپوزیت را می‌توان در محیط زیست، هیدرولیک، سازه و حتی ژئوتکنیک مشاهده کرد. مواد کامپوزیت استفاده شده در مهندسی ساختمان را می‌توان به سه دسته تقسیم کرد :

الف) ملات ‏‎-‎‏ الیاف

ب ) بتن ‏‎-‎‏ الیاف

ج ) سیمان ‏‎-‎‏ الیاف‏

امروزه در مهندسی ساختمان استفاده از آرماتورها و کابلهای غیرفلزی ‏F R P‏ تهیه شده از مواد کامپوزیت جهت مسلح کردن سازه ها مطرح شده است . این مواد جهت سازه های بتنی به خصوص پلها، سازه های دریایی و ... کاربرد دارند‏‎]‎‏2‏‎[‎‏.

کامپوزیت ترکیبی از دو ماده الیاف و ماتریس می‌باشد . الیاف می‌تواند از جنس های گوناگون بوده و به صورت منظم و یکنواخت و یا به صورت غیرمنظم و پراکنده در محیط ماتریس قرار گیرد . در واقع سه نوع از الیاف در مهندسی ساختمان متداولترند که عبارتند از :‌الیاف شیشه ای ، آرامید و الیاف کربن. ماتریس های معمول در کاربردهای مهندسی ساختمان عموماً از خانواده ماتریس های پلیمری بوده که مهمترین آنها اپوکسی و پلی استر می باشند. در ضمن مواد کامپوزیت جهت مقاوم سازی سازه های بتون مسلح نیز کاربرد دارند که با استفاده از ورقهای کامپوزیت که در سطح خارجی سازه بتنی اتصال داده می‌شود عمل مقاوم سازی انجام می گیرد . این ورقه ها از جنس الیاف شیشه، آرامید، و یا کربن هستند .

اصولاً عمل مقاوم سازی به منظور بهبود رفتار مکانیکی دالها، شاه تیرها، تیرها و ستونها که میزان آن بستگی به نوع الیاف و مقدار لایه پوششی دارد . که این عمل با استفاده از ماسه پاشی جهت زبر کردن سطح و برداشتن لایه غیرمقاوم و سپس اتصال به دو صورت پلیمریزاسیون پس ازآغشته شدن در محل و یا استفاده از چند لایه کامپوزیتی که با رزین واسط به سطح چسبانده می‌شود صورت می گیرد . این روش جهت مقاوم سازی سازه در مناطق زلزله خیز شناخته شده است و هم اکنون در کشورهای صنعتی جهت مسلح کردن تیرها و ستونها و ... استفاده می‌شود.

در اینجا بیشتر به بحث پیرامون انواع رزینها و تقویت کننده های مورد مصرف در صنعت فوق می پردازیم.

‏

الف) تقویت کننده های لیفی

در صنایع ساختمانی به منظور بالا بردن میزان مقاومت و سختی سازه ها، تقویت کننده های مختلفی استفاده می شود.

تقویت کننده ها الزاماً به شکل الیاف بلند نیستند ممکن است بشکل ذره، پولک، موی ‏‎(Whisker)‎‏ و الیاف کوتاه، الیاف پیوسته و ورقه باشند. اکثر مواد در شکل لیفی خود محکمتر و سفت تر از دیگر اشکال خود هستند و به این دلیل تقویت کننده های لیفی مصرف بیشتری دارند.

در حقیقت نباتات بزرگترین مواد اولیه الیاف هستند . مثلاً الیاف سلولزی به شکل پنبه، کتان و کنف در صنعت نساجی به کار می روند و چوب و کاه در صنعت کاغذسازی مصرف می‌شوند. سایر الیاف طبیعی مانند مو، پشم و ابریشم شامل اشکال مختلفی از پروتئین هستند ‏‎]‎‏3‏‎[‎‏. الیاف شیشه در اشکال مختلف خود ، معمولی ترین تقویت کننده برای ماتریس های پلیمری اند، الیاف کولار (نوعی آرامید ) که توسط شرکت دوپونت در سال 1960 ساخته شد بسیارسفت تر و سبکتر از الیاف شیشه هستند. سایر الیاف که ترکیبی از استحکام بالا و سفتی زیاد در آنها وجود دارد عبارتند از الیاف بور، سیلیکون کاربید، کربن و آلومینا (‏Al2O3‎‏) تمام این الیاف در نیمه دوم قرن بیستم توسعه یافتند از طرفی الیاف سرامیکی بین سالهای 1970 تا 1980 به روش های جدید تکامل یافته است.

کاربرد الیاف به عنوان یک ماده مؤثر مهندسی مبتنی بر سه خصوصیت مهم است:

1 ‏‎-‎‏ قطر کوچک نسبت اندازه دانه ها یا واحدهای ساختاری ریز (‏Microstructueral‏)، این امر باعث می‌شود که پخش بیشتری از استحکام نسبت به حالتی که به شکل توده ای است به دست آید.

این نتیجه مستقیم اثر اندازه است، بدین معنی که اندازه کوچکتر عامل نقص کمتر در ماده می‌شود.‏

‏2 ‏‎-‎‏ نسبت طول به قطر( ‏‏ )زیاد، که این امر سبب می‌شود که بخش بسیار زیادی از بار به کار رفته از طریق ماتریس به الیاف قوی و سفت منتقل شود.

3 ‏‎-‎‏ درجه انعطاف پذیری بسیار بالا که مشخصه مدول بالای ماده و قطر کوچک آن است. این انعطاف پذیری کاربرد روشهای مختلف برای ساخت کامپوزیتها با الیاف را امکان پذیر می سازد.

متداولترین انواع تقویت کننده هایی که در ساخت این کامپوزیتها بکار می روند. شیشه می‌باشد که بدلیل خواص ویژه ای که دارد در اغلب سازه ها از آن به اشکال گوناگون استفاده می شود.

به هر حال کامپوزیتهای تقویت شده با الیاف شیشه ای بزرگترین گروه را در بین کامپوزیتهای با ماتریس پلیمری به خود اختصاص داده اند.

ب) رزینها

تقریبا کلیه پلاستیکها میتوانند بعنوان ماتریس سازه های کامپوزیتی مورد استفاده واقع شوند از متداولترین و پرمصرف ترین آنها در صنایع ساختمانی بعلت ارزان قیمت بودن و سهولت ساخت می‌توان به رزینهای پلی استر غیر اشباع ، اپوکسی ها و تا حدی آکریلیکها اشاره نمود. از گروههای اتصال دهنده اکریلیک می‌توان جهت بالا بردن مقاومت محیطی سازه استفاده نمود.

‏

نتیجه گیری

وجود الیاف در ماتریس سیمانی شکننده سبب کاهش عرض ترک خوردگی و افزایش مقاومتهای خمشی و کششی میشود و در نتیجه طاقت شکست افزایش می یابد. آگاهی از ویژگیهای الیاف اهمیت زیادی در طراحی سازه ها دارد.

عوامل مهمتر انتخاب الیاف عبارتند از مقاومت کششی، بالا بودن نسبت ضریب ارتجاعی الیاف به ضریب ارتجاعی ماتریس که انتقال تنش را از ماتریس ممکن میسازد. ‏

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

فرسودگی بتن و تخریب سازه های بتنی


کد مطلب : 54
فرسودگی بتن و تخریب سازه های بتنی

از آن جا که خوردگی یک پدیدة مخرب در ساختمان می باشد در جوامع امروز بیش از پیش مورد توجه مهندسین ومعماران طراح می باشد و با توجه این مساله سعی شده است در این مطلب بتوان از نکات اجرایی و علل های وجود این تخریب ها و عدم بوجود آمدن آنها جلوگیری نمود.



بخش اول

خوردگی بتن

1- علل فرسودگی وتخریب سازه های بتنی

(CAUSES OF DETERIORATIONS )

علل مختلفی که باعث فرسودگی وتخریب ساز های بتونی می شود همراه با علائم هشدار دهنده دیگری که کار تعمیرات را الزامی می دارند در نخستین بخش از تحقیق مورد بررسی وتحلیل قرار می گیرند :

1-1- نفوذ نمکها به بتن
(INGRESS OF SALTS)

نمکهای ته نشین شده که حاصل تبخیر ویا جریان آبهای دارای املاح می باشند وهمچنین نمکهایی که توسط باد در خلل وفرج وترکها جمع می شوند . هنگام کریستالیزه شدن می توانند فشار مخربی به سازه ها وارد کنند که این عمل علاوه بر تسری وشدید زنگ زدگی وخوردگی آرماتورها به واسطه وجود مکهات . تر وخشک شدن متناوب نیز می تواند تمرکز نمکها را شدت بخشد زیرا آب دارای املاح پس از تبخیر املاح خود را به جا می گذارد .

1-2- اشتباهات طراحی

(SPECIFICATIONERRORORS)

به کارگیری استانداردهای امناسب ومشخصات فنی غلط در رابه با انتخاب مواد روشهای اجرایی وعملکرد خود سازه می تواند ب خرابی بتن منجر شود . به عنوان مثال استفاده از استانداردهای اروپایی وآمریکایی جهت اجرای پروژه هایی در مناطق خلیج فارس ، جایی که آب وهوا ومواد ومصالح ساختمانی ومهارت افراد متفاوت با همه این عوامل در شمال اروپا وآمریکاست، باعث می شود تا دوام وپایایی سازه های بتنی در مناطق یاد شده کاهش یافته ودر بهره برداری از سازه نیز با مسائل بسیار جدی مواجه گردیم .

1-3-اشتباهات اجرایی

(CON STUCTION ERRORS )

کم کاریها آ اشباهات ونقصهایی که به هنگام اجرای پروژه ها رخ می دهد ممکن است باعث گرد تا آسیبهایی چون پدیده ی لانه زنبوری ، حفره های آب انداختگی جداشدگی ، ترکهای جمع شدگی ، فضاهای خالی اضافی یا بتن آلوده شده ، به وجود آید که همگی آنها به مشکلات جدی می انجامند .

این گونه نقصها واشکالات را می توان زاییده ی کارائی در جه ی فشردگی سیستم عمل آوری ،آب مخلوط آلوده ، سنگدانه های آلوده و استفاده غلط از افزودنیها به صورت فردی ویا گروهی دانست .

وجود کلرید آزاد در بتن می تواند به لایه ی حافاظتی غیر فعالی که در اطراف آرماتورها قرار دارد آسیب وارد نموده وآن را از بین ببرد .

خوردگی کلریدی آرماتورهایی که درون بتن قرار دارند ، یک عمل الکتروشیمیایی است که بنا به خاصیتش ، جهت انجام این فرایند ، غلظت مورد نیاز یون کلرید ، نواحی آندی وکاتدی ، وجود الکترولیت ورسیدن اکسیژن به مناطق کاتد در سل (CELL) خوردگی را فراهم می کند .

گفته می شود که خوردگی کلریدی وقتی حاصل می شود که مقدار کلرید موجو در بتن بیش از 6/0 کلیوگرم درهرمتر مکعب بتن باشد . ولی این مقدار به کیفیت بتن نیز بستگی دارد .

خوردگی آبله رویی حاصل از کلرید می تواند موضعی وعمیق باشد که این عمل در صورت وجود یک سطح بسیار کوچک آندی ویک سطح بسیار وسیع کاتدی به وقوع می پیوندد که خوردگی آن نیز با شدت بسیار صورت می گیرد از جمله مشخصات (FEATURES) خوردگی کلریدی ، می توان موارد زیر را نام برد :

الف) هنگامی که کلرید در مراحل میانی ترکیبات (عمل وعکس العمل ) شیمیایی مورد استفاده قرار گرفته ولی در انتها کلرید مصرف نشده باشد .

ب) هنگامی که تشکیل همزمان اسید هیدروکلریک ، درجه PH مناطق خورده شده را پایین بیاورد . وجود کلریدها هم می تواند به علت استفاده از افزودنی های کلرید باشد وهم می تواند ناشی از نفوذ یابی کلرید از هوای اطراف باشد .

فرض بر این است که مقدار نفوذ یونهای کلریی تابعیت از قانون نفوذ FICK دارد . ولی علاوه بر انتشار (DIFFUSION)به نفوذ (PENETRATION)کلرید احتمال دارد به خاطر مکش موئینه (CAPILARY SUCTION) نیز انجام پذیرد .

1-5-حملات سولفاتی

(SULPHATE ATTACK)

محلول نمکهای سولفاتی از قبیل سولفاتهای سدیم ومنیزیم به دو طریق می توانند بتن را مورد حمله وتخریب قرار دهند. در طریق اول یون سولفات ممکن است آلومینات سیمان را مورد حمله قرار داده وضمن ترکیب ، نمکهای دوتایی از قبیل : ETTRINGITE , THAUMASITE تولید نماید که در أب محلول می باشند . وجود این گونه نمکها در حضور هیدروکسید کلسیم ، طبیعت کلوئیدی (COLLOIDL) داشته که می تواند منبسط شده وبا از دیاد حجم ، تخریب بتن را باعث گردد . طریق دومی که محلولهای سولفاتی قادر به أسیب رسانی به بتن هستند عبارتست از : تبدیل هیدروکسید کلسیم به نمکهای محلول در آب مانند گچ (GYPSUM) ومیر ابلیت MIRABILITE که باعث تجزیه و نرم شدن سطوح بتن می شود وعمل LEACHINGیا خل وفرج دار شدن بتن به واسطه یک مایع حلال ، به وقوع می پیوند.

1-6-علل دیگر

(OTHER CAUSES)

علل بسیار دیگری نیز باعث آسیب دیدگی وخرابی بتن می شوند که در سالهای اخیر شناسایی شده اند . بعضی از این عوامل دارای مشخصات خاصی بوده وکاربرد بسیار موضعی دارند . مانند تاثیر مخرب چربیها بر حاصله از عوارض مخرب فاضلابها ومورد استفاده قرار دادن سازه هایی که برای منظورها ومقاصد دیگری ساخته شده باشند ، نه آنچه که مورد بهره برداری است . مانند تبدیل ساختمان معمولی به سردخانه ، محل شستشو ، انباری ، آشپزخانه ، کتابخانه وغیره . با این همه اکثر آنها را می توان در گروههای ذیل طبقه بندی نمود :

الف) ضربات وبارههای وارده (ناگهانی وغیره ) در صورتی که موقع طراحی سازه برای این گونه بار گذاریها پیش بینیهای لازم صورت نگرفته باشد .

ب) اثرات جوی ومحیطی

پ) اثرات نامطلوب مواد شیمیایی مخرب

راه حل ها :

فرسودگی بتن باید توسط کارشناسان با توجه به آزمایش های غیر مخرب بررسی گردد،استفاده از ترمیم کننده بتن و ملات ترمیمی بتن.

بتن حجیم : هر حجمی از بتن با ابعادی به اندازه کافی بزرگ که نیاز به تمهیداتی جهت جلوگیری از ایجاد ترکهای حرارتی دارد .

درک بتن حجیم کلید کنترل دما و در نهایت حفظ زمن وهزینه های مصرفی می باشد .

مشخصات فنی عموماً محدود کننده دمای بتن حجیم جهت جلوگیری از ترک حوردگ ومشکلات عدیده دوام آن می باشد . این طور که به نظر می رسد دمای بتن حجیم بر اساس تجربه وبه طور دلخواه به صورت C57 به عنوان داکثر دمای مجاز بتن و C19 (F35) به عنوان حداکثر پیمانکار باید تمام مشخصات فنی ونیازمندیهای آنرا بدون چون وچرا رعایت نماید . ولی بدون درک صحیح وکامل از بتن حجیم نگهداری دمای بتن در ان محدوده تعیین شده کاری بسیار دشوار می باشد .

اغلب اوقات در هر پروژه ای مشخصات فنی آن ، به خوبی تمهیدات وسیعی را در جهت کنترل دما وپاسخگویی به نیازهای آن مطرح کرده است . به هر حال ، چنانچه به این موضوع توجه کافی نشود یا به خوبی درک نگردد . معین به مقدار قابل ملاحظه بیشتر است ، شده ومنجر به صدمه دیدن بتن وبه تاخیر افتادن برنامه ساختمانی خواهد شد . به علاوه در روند امروزی ، افزایش اندازه سطح مقطع بتن در نتیجه نیاز به حداقل مقدار سیمان مصرفی زیاد با نسبت آب به مواد سیمانی پایین می باشد وان نیز کنترلدمای بتن را چندین برابر دشوارتر می نماید . درک بتن حجیم کلید کنترل دما ودر نهایت حفظ زمان وهزینه های مصرفی می باشد .

بتن حجیم چیست ؟

سوالی که اغلب اوقات مطرح می شود این است که به طور مشخص بتن حجیم به چه نوع بتنی اطلاق می شو . طبق آئین نامه موسسه بین المللی بتن Acl کمیته R116 Acl تعریف بتن حجیم بدین گونه است هر حجمی از بتن با ابعادی به اندازه کافی بزرگ باشد که نیاز به تمهیداتی جهت جلوگیری از ایجاد ترکهای حرارتی که در بتن حجیم بر اثر حرارت زایی حاصل از واکنش شیمیایی هیدراسیون آب با سیمان وپیامد تغییرات حم شکل میگیرد دارد از آنجایکه که این تعریف ازنظر تعدادی سازمانها کافی اطلاق نشده بنابراین تعریف های خود را از بتن حجیم مطرح نموده اند . به طور مثال بعضی ها آنرا بدین گونه تعریف نموده اند هر قطعه بتنی که بعاد آن حداقل بزرگتر از 90 سانتی متر باشد بتن حجیم نامیده می شود .طبق این تعریف یک پی بتنی با بزرگی ضخامت 90 سانتی متر بتن حجیم خوانده نمی شود ، ولی یک پی بتنی با بزرگی ضخامت 1 متر بتن حجیم در نظر گرفته می شود .

در سزمانها ، حداقل ابعاد بکار گرفته در محدوده های 46/0 متر تا 2متررا در نظر می گیرند که بستگی به تجارب کار گاهی گذشته آنان را در نظر می گیرند ک بستگی به تجارب کارگاهی گذشته آنان دارد توجه اینکه هیچ کدام از این تعاریف مقدار مواد سیمانی مصرفی در بتن مورد ملاحظه قرار نداده است .

آن چه با عملکرد بالا یا پایین وزود مقاومت رس در یک آلمان بتنی استفاده دمای این المان بسیار متفاوت تر از بتن مرسوم یک سازه بتنی باشد

کنترل دمای بتن الزامی است ؟

حرارت زایی بتن به علت واکنش شیمیایی هیدراسیون مواد سیمانی می شد بیشترین مقدار حرارت حاصل در روزهای اولیه استقرار بتن می باشد مقاطع بتنی نازک همچون سس روکش کف ها تقریباً به مجرد ایجاد حرارت بتن به همان سرعت نیز درمحیط اطراف پراکنده می شود در مقاطع بتنی ضخیم تر (بتن حجیم ) حرارت بسیار آهسته تر از تولید آن در اطراف پراکنده می شود در مقاطع بتنی ضخیم تر (بتن حجیم ) حرارت بسیار آهسته تر از تولید آن در محیط اطراف پراکنده می شود ودر نتیجه گرم شدن بتن حجیم را باعث می گردد.

مدیریت کنترل دما جهت جلوگیری از صدمات حاصل از ترک خوردگی ، به حداقل رساندن تاخیر برنامه کاری ورعایت مشخصات فنی پروژه الزامی می باشد . به خاطر کمبود تعریف استاندارد متحد هر المانی بتنی را که ابعاد آن برابر 90 سانتی متر یا بزرگتر باشد به عنوان بتن حجیم مورد ملاحظه قرار می دهیم ملاحظات مشابه باید درباره المانهای بتنی که تحت چنین تعریفی قرار نگرفته ولی دارای سیمان تیپ ااا با مواد سیمانی بیش از 355 کیلوگرم در هر متر مکتن می باشد ، اعمال گردد .

در بسیاری مواقع ، در المانهای بتنی غیر حجیم نیز مقدار قابل ملاحظه ای حرارت تولید می شود .

2-1- حداکثر دمای بتن واختلاف دمای آن

اغلب اوقات جهت اطمینان بهتر وبرنامه ریزی مناسب قبل از استقرار بتن حداکثر دمای مجاز بتن واختلاف دمای آن مشخص می شود . در بسیاری مواقع گستره های مشخص شده به طور اتفاقی وخود به خود انتخاب شده ومشخصات فنی پروژه را شامل نمی گردد . برای مثال ، مشخصات فنی خاص از پروژه حداکثر دمای بتن را به C75 (1354(ودمای بتن را به (354) C19 محدود می نماید . محدودیت های دیگر اغلب شامل مواردی مثل محدودیت های حداکثر وحداقل دمای بتن در زمان تحویل باشد .

حداکثر دمای بتن

دمای بتن به دلایل بسیاری محدود شده است . دلیل اصلی آن برای جلوگیری از صدمه دیدن بتن می باشد . مطالعات نشان داده است که چنان چه حداکثر دمای بتن از استقرار آن صورت گیرد وبیش از اندازه محدوده 7تا 68 درجه سانتیگراد 165به 155 باشد دوام طولانی مدت بتن های خاصی مورد سازش قرار می گیرد . مکانیزم صدمه اولیه ، شکل گیری اترینگایت تاخیر افتاده DFF می باشد ، که باعث انبساط داخلی وترک خوردگی بتن می شود که امکان مشاهده آن در سالهای متمادی پس از استقرار بتن موجود می باشد .

از دلایل دیگر محدود کننده حداکثر دمای بتن شامل کاهش زمان خنک کردن ، تاخیرهای مرتبط وبه حداقل رساندن پتانسیل ترک خوردگی مربوط به انقباض وانبساط حرارتی است . درجه حرارت بالای تراز c88 سانتی گراد (F1950 ) می تواند سبب کاهش مقاوم فشاری مورد نظرشود .

حداکثر اختلاف دما

حداکثر اختلاف دمای مجاز بتن اغلب مشخص کننده حداقل پتانسیل ترک خوردگی حرارتی می باشد . این اختلاف دما ، تفاوت بین دمای گرم ترین بخش بتن وسطح آن می باشد . ترک خوردگی حرارتی وفنی که انقباض مربوط به خنک شدن در سطح بتن باعث تنشهای کششی بیش از مقاومت کششی بتن باشد ، ایجاد شود .

حداکثر اختلاف دمای مجاز c 19 سانتی گراد (f35) اغلب اوقات در اسناد پیمانکار مشخص شده است . این اختلاف دما یک راهنمای تجربی بر اساس بتن حجیم غیر مسلحی که در حدود 50 سال پیش در اروپا اجرا شده ، تعیین گردیده است . در بسیاری موارد ، محدودیت اختلاف دمای C19 سانتی گراد( f35) بیش از اندازه محدود شده است وترک خوردگی حرارتی ممکن است حتی در اختلاف دمای بالا تر بوجود نیابد .

حداکثر اختلاف دمای مجاز تابعی از خواص مکانیکی بتن همچون انبساط حرارتی ، مقاومت کششی ، مادول الاستیسیته ونیز اندازه تنش های المانهای بتنی می باشد . کمیته R/2/207/AC مهیا کننده دستور العمل جهت محاسبه حداکثر اختلاف دمای مجاز برای جلوگیری ترک خوردگی حرارتی مبتنی بر خواص بتن برای سازه های مشخص می باشد .

در زمانیکه بتن به مقاومت طراحی شده خود می رسد ، حداکثر اختلاف دمای مجاز محاسبه شده بسیار بیشتر از C19 سانتی گراد (F35) می باشد . کاربرد حداکثر اختلاف دمای مجاز محاسبه شده می تواند سبب کاهش قابل ملاحظه مدت زمان تمهیدا محافظتی ، همچون ایزوله کردن سطوح ونگهداری آن باشد .

2-5- پیش بینی دمای بتن

اغلب اوقات مشخصات فنی مربوط به بتن حجیم به نوع سیمان خاص ، حداقل مقدار سیمان مصرفی وحداکثر مواد سیمانی جایگزین سیمان نیاز دارد به مجرد اینکه این اطلاعات جمع آوری شدند . فرآیند پیش بینی لازم جهت حداکثر دمای بتن وحداکثر اختلاف دمای آن شروع می شود . چندین روش پیش بینی حداکثر دماهای بتن موجود می باشد

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

کاربردهای بتن الیافی
  

کد مطلب : 57
کاربردهای بتن الیافی
بیشترین کاربردهای بتن مسلح به الیاف بویژه الیاف فولادی تاکنون در دالها، عرشه پلها...

بیشترین کاربردهای بتن مسلح به الیاف بویژه الیاف فولادی تاکنون در دالها، عرشه پلها، کف سازی فرودگاهها، پارکینگها و محیطهای در معرفی کاویتاسیون و فرسایش بوده است. در پل سازی مهمترین کاربرد آن در سطوحی بوده که در معرض خوردگی و فرسایش قرار دارند.

دالهای روی بستر

در مورد دالهاى روى بستر، نمونه هایی که خوب بررسی شده باشند اندک هستند. اما در جاهایی کهدال بتنی مسلح به الیاف فولادی تحت تاثیر عبور و مرور اتوبوسهای سنگین قرار دارد، مشخص شده است که این نوع دال، با ضخامتی در محدود 60 تا 75 درصد دالهاى غیرمسلح، عملکردی مشابه آنها دارند با استفاده از این نوع بتن، پوشش باند فرودگاهها را میتوان به نحو قابل ملاحظه اى ( 20 تا 60 درصد) نازکتر از پوششهای بتنی غیر مسلح مشابه اجرا کرد. خستگی خمشی عامل مهمی است که بر عملکرد کفسازى اثر می گذارد، اطلاعات موجود نشان میدهد که الیاف، مقاومت بتن را در برابر خستگی به نحو قابل ملاحظه ای افزایش می دهند.

دالهای سازه ای سقفها

براى دالهای کوچک، براساس نظریه خط سیلان، یک روش طراحی ارایه شده است که بر نتایج حامل از آزمایش دالهاى دو طرفه بتنى متکى است. ولی برون یابی نتایج کار و اعمال انها بر دالهای بزرگتر، به شدت نهى شده است.

عرشه پلها

استفاده از نمکهای یخ زدا موجب انهدام عرشه پلها می شود. بتن الیافی گرچه نمی تواند مانع از نفوذ این نمکها شود ولی با محدود نگاه داشتن تعداد و عرض ترکها میتوان از گسترش دامنه این انهدام جلوگیری کرد.

تیرها

خمش در تیرها

در این زمینه، هم براى تیرهایی که تنها به الیاف مسلح شده اند و هم در مورد تیرهایی که از ترکیب الیاف و آرماتور در آنها استفاده شده، فرمولها و معادلاتی ارائه گردیده است . در مورد تیرهای که فقط به الیاف مسلح باشند، معادلات مذکور ارزش عملی چندانی ندارند و تنها در مورد تیرهای کوچک (10×10×35 سانتیمتری) و اعضای فرعی سازه ها کاربرد دارند . اما در زمینه تیرهای مسلح به ترکیب الیاف و آرماتور معادلات، طرح شده با توجه به استفاده از مقاومت کششی افزایش یافته بتن که به کمک آرماتور کششی می آید، قادرند مدل مناسبی از تیر به دست دهند. از جمله این معادلات، روابط پشنهادی است که مشابه معادلات روش طراحی بر اساس مقاومت نهایی ACI است .

اتصالات تیر- ستون

مطالعات اخیر روی اتصالات تیر- ستون مقاوم در برابر زلزله با استفاده از الیاف فولادی به جای بخشی از میلگردهای حلقوی، حاکی از بهبود قابل ملاحظه مقاومت، نرمی و جذب انرژی اتصال است .

ملاحظات مربوط به خستگی خمشی

تحقیقات اخیر نشان می دهد که افزودن الیاف به تیرهای بتنی مسلح به میلگرد عمر خستگی را و تغییر مکانها و عرض ترکها را کاهش می دهد. بر اساس این تحقیقات نتیجه گرفته می شود که اثر مفید الیاف با افزایش میزان میلگردها کاهش می یابد.

برش در تیرها

داده های آزمایشگاهی زیادی که در دست هستند نشان میدهند که الیاف اساساً ظرفیت برشی (مقاومت کششی قطری) تیرهای بتنی را افزایش می دهند. به کار بردن الیاف به جای خاموتهای قائم یا میل گردهای خم شده یا برای کمک به آنها مزایای چندی را ایجاد می کند که عبارتند از :

الف - الیاف در حجم بتن به طور یکنواخت توزیع شده و خیلی بیشتر از میلگرد های تقویتی برشی به یکدیگر نزدیک هستند.

ب - مقاومت کششی در نخستین ترک و مقاومت کششی نهایی هر دو توسط الیاف افزایش می یابند.

ج - مقاومت برشی اصطکاکی افزایش می یابد.

با استفاده از الیاف دارای انتهای آجدار می توان از انهدام فاجعه آمیز تیرهای بتنی در اثر کشش قطری جلوگیری کرد. برخی از پژوهشگران تحلیل هایی ارائه داده اند که نشان می دهد الیاف می توانند از لحاظ اقتصادی جایگزین خاموتها شوند الیاف دارای انتهای چین خورده می توانند به افزایشی چشمگیر در مقاومت برشی منجر شود . در برخی آزمایشها این افزایش حتی به 100 درصد بالغ گردیده است.

اخیرا بر اساس نتایج آزمایشگاهی روی 7 تیر دارای الیاف که چهار تیر آن خاموت هم داشته اند معادله زیر جهت برآورد Vcf پیشنهاد شده است.

Vcf=2/3Ft(d/a)0.25

Ft مقاومت کششی بتن است که از نتایج کشش مستقیم استوانه هاى 6×12 اینچی (15×30 سانتیمتری) به دست می آید.

( d/a ) نسبت عمق مؤثر به دهانه برشی است . اثرات انواع مختلف الیاف از طریق پارامتر Ft در معادله بررسی می شود. روش طراحی پیشنهاد شده همان طریق ACI 318 را در مورد محاسبه سهم خاموت در ظرفیت برشی دنبال می کند که به آن نیروی مقاوم بتن نیز که بر اساس تنش برش معادله بالا محاسبه می شود اضافه میگردد.

برش در دالها

مطالعات اخیر نشان داده اند که با افزودن الیاف فولادی قلابدار به آرماتور در دالهای بتنی مسلح، مقاومت برشی آنها بسته به درصد الیاف تا 42 درصد افزایش یابد.

شاتکریت

شاتکریت (بتن پاشى) دارای الیاف فولادی در ساختن سازه های گنبدی شکل، پوشش دادن، پایداری سنگریزه ها، تعمیر بتن فرسوده و غیره به کار می رود. طرح سازه ها به همان طریق سازه های مرسوم مورت می گیرد، فقط مشخصات بهبود یافته فشاری، برشی و کششی بتن الیافی در محاسبات وارد میشوند.

فرسایش در اثر کاویتاسیون

بتن مسلح به الیاف فولادی براى تعمیر آبروهای خروجی، حوضچه های آرامش سرریزها و قسمتهای دیگر بعضی از سدها به کار رفته است . در هر مورد از زمان تعمیر تاکنون، با وجود ارتفاع زیاد این سدها و شگرف بودن قدرت آب خروجی بتن الیافی به بهترین نحو پایداری کرده است.

کاربردهای دیگر

بتن مسلح به الیاف و بویژه فولادی در بسیاری از جاهای دیگر نیز به کار رفته که روشهای طراحی خاص و روشنی نداشته اند. به طور مثال این موارد شامل : پیاده روها، حفاظت خاکریزها، پی ماشین آلات، پوشش آدم روها، سدها، پوشش نهرها، تانکهای ذخیره مواد و اعضای پیش ساخته نازک می شود. مسلما با گذشت زمان و انجام تحقیقات بیشتر و کاملتر، موارد استفاده از این نوع بتن متنوع تر و کاربرد آن نیز رایج تر خواهد شد.

استفاده و کاربرد بتن الیافی در ایران

بر اساس مطالب یاد شده بتن الیافی با مزایای ویژه خود می تواند کاربردهای وسیعی داشته باشد، لیکن جهت به کار گیری آن در ایران لازم است که دو نکته اساسی در نظر باشد.

مورد اول :

لازم است که حداقل مقاومتی براى بتن در کلیه سازه های بتنی اعمال شود، که این خود در کیفیت بتن، بدون واردکردن هیچ گونه الیافی نقش موثر دارد. بدین معنی که باید اول کیفیت بتن بدون الیاف را ارتقا دهیم.

مورد دوم :

نظر به اینکه باید از پدیده «گلوله شدن» در بتن الیافی جلوگیری به عمل آید، لذا لازم است نحوه صحیح مخلوط کردن الیاف با بتن و همچنین استفاده از روان سازها جهت افزایش کارایى فراهم آید. لازم است به این صنعت نو پا با کاربردهای فراوان، توجه بیشتری معطوف شود و الیاف مختلف اعم از مصنوعی (مانندالیاف پلی پروپیلن) و فولادی، به شکل مطلوب و با کیفیت مناسب ساخته شوند. سرمایه گذاری جهت ساخت الیاف و اینکه صنعت پتروشیمی به ساخت الیاف پلی پروپیلن و صنعت فولاد به ساخت الیاف فولادی مبادرت ورزند، میتواند راه گشا باشد.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

http://clinicbeton.ir/

برچسب‌ها: الیاف پوروپیلن, کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران, کلینیک بتن, کلینیک فنی و تخصصی بتن,بتن

مقابله با خوردگی فولاد در بتن
    پیوند به این مطلب

کد مطلب : 83
مقابله با خوردگی فولاد در بتن

مسأله خوردگی فولاد در بتن از معضلات عمده...

 

مسأله خوردگی فولاد در بتن از معضلات عمده کشورهای مختلف جهان است. این مسأله حتی در کشورهای پیشرفته همچون آمریکا، کانادا، ژاپن و بعضی کشورهای اروپایی هزینه های زیادی را برای تعمیر آنها به دنبال داشته است. به عنوان مثال درگزارش های بررسی پل ها در امریکا حدود 140،000 پل مسأله داشته اند. این مسأله در کشورهای در حال توسعه و در کشورهای حاشیه خلیج فارس بسیار شدیدتر بوده و سازه های بتنی زیادی در زمانی نه چندان طولانی دچار خوردگی و خرابی گشته اند. بررسی ها در این مناطق نشان می دهد که اگر مصالح مناسب انتخاب گردد، بتن با مشخصات فنی ویژه این مناطق طرح گردد، در اجرای بتن از افراد کاردان استفاده شود و سرانجام اگر عمل آوری کافی ومناسب اعمال شود، بسیاری از مسائل بتن بر طرف خواهد گشت. به هرحال برای پیشگیری در سال های اخیر روش ها و موادی توصیه و به کار گرفته شده است که تا حدی جوابگوی مسأله بوده است.

استفاده از آرماتورهای ضدزنگ و نیز آرماتورهای با الیاف پلاستیکی FRP یکی از این روش ها است که به علت گرانی آن هنوز کاملا توسعه نیافته است. به علاوه عملکرد دراز مدت این مواد باید پس از تحقیقات روشن گردد.

از روش های دیگر کاربرد حفاظت کاتدیک در بتن می باشد با استفاده از جریان معکوس با آند قربانی شونده می توان محافظت خوبی برای آرماتورها ایجاد نمود. این روش نیاز به مراقبت دائم دارد و نسبتا پرخرج است ولی روش مطمئنی می باشد.

برای محافظت آمارتور در مقابل خوردگی، چند سالی است که از آرماتور با پوشش اپوکسی استفاده می شود. تاریخچه مصرف این آرماتورها بویژه در محیط های خورنده نشان می دهد که در بعضی موارد این روش موفق و در پاره ای نا موفق بوده است. به هرحال اگر پوشش سالم بکار گرفته شود با این روش می توان حدود 10 تا 15 سال خوردگی را عقب انداخت.

استفاده از ممانعت کننده ها و بازدارنده های خوردگی بتون نیز به دو دهه اخیر برمی گردد. مصرف بعضی از این مواد همچون نیترات کلسیم و نیترات سدیم جنبه تجارتی یافته است. به هر حال عملکرد این مواد در تاخیر انداختن خوردگی در تحقیقات آزمایشگاهی و نیز در محیط های واقعی مناسب بوده است. بازدارنده های دیگری از نوع آندی و کاتدی مورد آزمایش قرار گرفته اند ولی دلیل گرانی زیاد هنوز کاربرد صنعتی پیدا نکرده اند.

برای محافظت بیشتر آرماتور و کم کردن نفوذپذیری پوشش های مختلف سطحی نیز روی بتن آزمایش و به کار گرفته شده است. این پوشش ها که اغلب پایه سیمانی و یا رزینی دارند با دقت روی سطح بتن اعمال می گردند. عملکرد دوام این پوشش به شرایط محیطی وابسته بوده و در بعضی محیط ها عمر کوتاهی داشته و نیاز به تجدید پوشش بوده است. روی هم رفته پوشش های با پایه سیمانی هم ارزانتر بوده و هم به علت سازگاری با بتن پایه پیوستگی و دوام بهتری در محیط های خورنده و گرم نشان می دهند.

با پیشرفت روزافزون انقلاب تکنولوژیک به ویژه در تولید بتن های خاص و همچنین با وجود افزودنی های بتن در مناطق و شرایط خاص می توان از این بتن ها در ساخت وسازهای آینده استفاده نمود. دانش استفاده صحیح از مصالح، اجرای مناسب و عمل آوری کافی می تواند به دوام بتن ها در مناطق خاص بیفزاید. تحقیفات گسترده و دامنه داری برای بررسی دوام بتن های خاص در شرایط ویژه و در دراز مدت بایستی برنامه ریزی و به صورت جهانی به اجرا گذاشته شود.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

نحوه اجرای سدهای مخزنی به روش بتن غلتکی RSS
    پیوند به این مطلب

کد مطلب : 88
نحوه اجرای سدهای مخزنی به روش بتن غلتکی RSS

38درصد از کل سدهائی که تا سال 1950 به ارتفاع 50 فوت ...

38درصد از کل سدهائی که تا سال 1950 به ارتفاع 50 فوت (15 متر) و بیشتر احداث گردید (بدون درنظر گرفتن سدهائی که در چین ساخته شد) بتنی بوده است. از سال 1951 تا 1977 نسبت سدهای بتنی ساخته شده به حدود 25 درصد رسید. این تقلیل طی سالهای 1978 تا 1982 ادامه داشت و نسبتسدهای بتنی به 5/16 درصد رسید اما این کاهش در محبوبیت سدهای بتنی مقارن با زمانی بود که استفاده از سدهای بتنی در دره های تنگ رو به افزایش بود. بنابراین کاهش سدهای بتنی مربوط به دره های عریض می شد که به جای سدهای بتنی وزنی، سدهای خاکی و سنگریزه ای احداث گردید که ارزانتر و بیشتر قابل توجیه بودند دلیل این امر بازده خیلی بالی ماشین آلات، تجهیزات و روش ساخت در این نوع سدها بوده است.

کاهش تعداد سدهای بتنی باعث تشکیل دو گردهمایی مهم توسط دست اندرکاران سدسازی در آسیا در ایالت کالیفرنیای آمیرکا شد. گردهمایی اول تحت عنوان ساخت سریع سدهای بتنی در سال 1970 و گردهمایی دوم در سال 1972 بنام ساخت اقتصادی سدهای بتنی برگزاری گردید. اقدام مشابهی در ژاپن باعث تشکیل کمیته ای تحت عنوان کمیته ساخت منطقی سدهای بتونی در سال 1974 توسط وزارت عمران شد.

در خلال این زمان هر چند هزینه ساخت سدهای خاکی نسبت به سدهای بتنی در حال کاهش بود ولی از طرف دیگری تجارب نشان دادند که سدهای خاکی ایمنی کمتری نسبت به سدهای بتنی داشته و دارند، سوابق نشان می دهد که از سال 1928 به بعد از سدهای بتنی به ارتفاع بیش از 15 متر فقط سدی 62 متری کالیفرنیا بخاطر نقص پی و سدهالپاست فرانسه به ارتفاع 61 متر در اثر لغزش تکیه گاه آن ویران شدند. در حالیکه آمار موجود نشان داده که صدها سد خاکی با اندازه های مختلف طی 60 سال گذشته تخریب شده اند. دلیل اصلی تخریب سد خاکی روگذری و فرسایش درونی خاکریز می باشد.

با توجه به آسیب پذیری سدهای خاکی، متخصصین در گردهمایی آسلیمار (Asiolmar) و دیگر محققین به دنبال نوع جدیدی از مصالح برای سدسازی بودند که ایمنی سد بتنی و سرعت اجرای سد خاکی را تواماً دارا باشد. تا اینکه در اوایل سال 1960 و 1970 ابتکار جدید احداث سد بتنی غلتکی مطرح شد. در سالهای 1960 چند پروژه با اندیشه ترکیب مزایای سدهای بتنی و خاکی طراحی شدند این سدهای مخلوط نتیجه مطالعات و نوآوری های مهندسین سازه و ژئوتکنیک بودند، متاسفانه بعلت تخصصی بودن هر یک از این دو رشته، ارتباط محدودی بین پیشگامان اولیه برقرار بوده بر این اساس متخصصین هر یک از این دو رشته آگاهی محدودی نسبت به تلاشهای اولیه یکدیگر داشتند.

سدهای بتن غلتکی (آر، سی، سی) بعنوان نوع جدیدی از سد طی سالهای 1980 مطرح شد. این نوع سدها با توجه به هزینه کم که قسمتی از آن ساخت سریع آنها ناشی در زمان نسبتا کوتاهی در سراسر دنیا مورد قبول واقع شده و پیشرفت ناگهانی قابل توجهی را در امر طراحی و ساخت بوجود آورند کاربرد این در سالهای 1990 و بعد از آن مطرح گردید: این سد با هزینه کمتر و ایمنی نظیر سدهای بتنی کلاسیک می باشد بتن غلطکی بیش از آنکه یک نوع مصالح جدید باشد روشی جدید برای اجراست.بتنی غلتکی با خاک سیمانته شده که با روشهای مشابه اجرا می شود.

بعلت آنکه شامل سنگدانه های بزرگتر از 4،3 اینچ (19 میلی متر) بعنوان درشت ترین سنگدانه بوده و خواص مشابه با بتن معمولی داراست. متفاوت می باشد. در خاک سیمانته عموما ماسه مصرف شده با مقاومت پائین تر نسبت به بتن غلتکی حاصل می شود در حال حاضر سه نوع سد (پای پل، جگین، زیروان) از اینگونه سدها در کشور در مرحله اجرا قرار دارد و سدهای دیگری نیز در مرحله اجرا قرار دارد.

هدف از تشکیل این کارگاه آمزوشی توجه به یکی از روشهای جدید سد سازی بمنظور صرفه جوئی در هزینه ساخت سدها و آشنائی با مسائل مختلف در این ارتباط می باشد.

در فرهنگ اصطلاحات بتن و سیمان انجمن بتن آمریکا (90- R 116 ACI)، بتن غلتکی بدین ترتیب تعریف می شود: بتن متراکم شده با غلتک، بتنی که با حرکت بر روی آن در حالت سخت نشده، متراکم می شود. در ادبیات فنی با نام رول کریت نیز از آن نامبرده می شود. این روش، امروزه اغلب تحت عنوان بتن غلتکی یا به صورت خلاصه Rcc به کار برده می شود.

بتن غلتکی سخت شده، در اصل دارای همان خصوصیات بتن های معمولی که به صورت درجا ریخته شده و به عمل می آیند، می باشد و محصول نهایی به زبان ساده «بتن» تلقی می شود.

خاصیت روانی و پلاستیکی بتن غلتکی در حالت تر، اساسا متفاوت با خواص پلاستیکی بتن درجا ریز معمولی می باشد. اسلامپ بتن غلتکی باید در حد صفر باشد تا قادر به تحمل وزن غلتک متراکم کننده باشد. ماشین آلات مورد استفاده جهت حمل و نقل، بارگیری .و تراکم بتن Rcc شامل ماشین آلاتی با ظرفیت زیاد می باشند که در کارهای خاکی حجیم، نظیر سد سازی و راهسازی به کار می روند. به طور کلی در ساختن بتن غلتکی میزان عملیات دستی (غیر ماشینی) مورد نیاز در مقایسه با عملیات ساختبتن های معمولی کمتر است.

 

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی وارائه دهنده خدمات فنی و مهندسی بتن))

http://clinicbeton.ir/

برچسب‌ها: کلینیک فنی و تخصصی بتن, کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران, بتن غلتکی, بتون, بتن

شناسنامه ای از بتن ،بتن ریزی و افزودنی های بتن با نگاهی ساده
    


شناسنامه ای از بتن ،بتن ریزی و افزودنی های بتن با نگاهی ساده

بتن اساسا از دو قسمت دانه های سنگی (Aggregates) و خمیر سیمان...

بتن اساسا از دو قسمت دانه های سنگی (Aggregates) و خمیر سیمان (Concrete) تشکیل شده است. خمیر سیمان که در واقع مخلوطی از سیمان پرتلند و آب می باشد.

- در اثر واکنش شیمیایی سیمان و آب روند سخت شدن ادامه یافته و در نتیجه دانه ها (ماسه و شن) را بصورت تودﮤ سنگ مانندی به یکدیگر می چسباند.

- دانه¬ها به دو گروه ریزدانه که تا ¼ اینچ (6میلیمتر) و درشت دانه که روی الک شماره 16 (1.18 میلیمتر) تقسیم می-شوند.

- خمیر سیمان عموما حدود 25 تا 40% کل حجم بتن را تشکیل می¬دهد که حجم مطلق سیمان بین 7 تا 15% و حجم آب از 14 تا 21% است. مقدار هوای در بتن تا حدود 8% حجم بتن را تشکیل می¬دهد این اندازه به درشت ترین دانه بستگی دارد.

- برای مصالح و شرایط عمل آوردن (Curing) معین، کیفیت بتن سخت شده به مقدار آب در مقابل با مقدار سیمان بستگی دارد.

مزایای کاهش مقدار آب

1-افزایش مقاومت فشاری و مقاومت خمشی

2- افزایش قابلیت آب بندی

(Water Tightness)

3-کاهش جذب آب (Absorption)

4-افزایش مقاومت نسبت به عوامل جوی

5- پیوستگی بهتر بین لایه های متوالی

6-چسبندگی بهتر میان میلگرد و بتن

7-کاهش تغییرات حجمی در اثر تر و خشک شدن

انواع سیمان پرتلند

نوع 1 : برای استفاده عمومی ومناسب برای همه کارها

نوع 2 : زمانی که احتیاطات علیه حمله سولفات ها مهم باشد

نوع 3 : با مقاومت زودرس که مقاومت های بالا را در مدت کوتاهی می دهد

نوع 4 : با حرارت هیدراسیون کم در جائی که میزان و حرارت تولید شده باید حداقل باشد

نوع 5 : در بتن هائی که در معرض شدید سولفاتها قرار دارن (ضد سولفات)

سیمان حباب زا (نوع A1، A2، A3) در برابر یخ زدن و آب شدن و همچنین پیوسته شدگی حاصل از اثرات مواد شیمیائی

برای از بین بردن یخ جاده ها مقاومت بهبود یافته ای دارند.

سیمان پرتلند سفید تفاوت بنیادی آن در رنگ می باشد

اختلاط
ترتیب 5 مادﮤ متشکله بتن در مخلوط کن نقش مهمی را در یکنواختی بتن خواهد داشت.

کنترل ترک

دو عامل اصلی برای ترک در بتن عبارتند از :

1- تنش بر اثر بارهای وارده

(Control joints)

2- تنش بر اثر آب رفتگی در حین خشک شدن یا تغییرات دما (Restraint)

شیوه جلوگیری

1- درزهای کنترل مؤثرترین شیوه جلوگیری از ترک های غیر قابل رؤیت به شمار می آیند (Isolation Joints)

2-درزهای جداکننده دال را از قسمتهای دیگر سازه جدا می کنند و اجازه حرکت افقی و عمودی را در دال می دهد (Footings)

3-درزهای اجرائی جائی که کار بتن ریزی روزانه پایان می یابد، ایجاد می شوند; و مناطقی را که در دفعات مختلف بتن ریزی می شوند از یکدیگر جدا می سازند.

مواد افزودنی بتن

(Admixtures)

1-مواد افزودنی حباب زا بتن

(Air-entraining)

2- مواد افزودنی کاهنده آب بتن

(Water Reducing)
3-مواد افزودنی کندگیرکننده بتن

(Retarding)

4-مواد افزودنی تسریع کننده بتن
(Accelerating)
5-پوزولانها

6-مواد کارائی ساز شامل روان سازهای بتن

(Super Plasticizers)

7-مواد متفرقه مانند مواد پیوند ساز، ضد رطوبت، کاهنده نفوظ پذیری، دوغاب ساز و گاز ساز

بتن ریزی و پرداخت

تدارکات پیش از بتن ریزی

شامل متراکم کردن، درست شکل دادن، مرطوب نمودن سطح زمین ، بستن قالبها،قرار دادن آرماتورها و سایر اقلام کار

گذاشته شده بطور محکم در محلهای خود.

قالبها باید بطور دقیق قرار داده شوند وخود یا آستر آنها با مصالحی ساخته شده باشد که سرانجام نمای مطلوبی را به سطحبتن سخت شده ارائه کنند.قالبهای چوبی باید قبل از بتن ریزی مرطوب شوند در غیر اینصورت آب بتن را جذب کرده و متورم می شوددر استفاده از قالبهای چوبی باید از بکار بردن میخهای خیلی بزرگ یا به تعداد خیلی زیاد اجتناب ورزید تا برداشتن قالبها آسان شود و آسیب پذیری کاهش یابد.و برای سهولت در برداشتن قالبها باید آنها را با یک ماده رها ساز مانند روغن یا لاک آغشته کرد.

هنگامی که بتن ریخته می شود،میلگردهای فولادی باید تمیز بوده وعاری از زنگیا لایه اکسیده باشد. میلگردهای فولادی و سایر اقلام کار گذاشته که آغشته به ملات باشند، نیازی به .پاک کردن ندارند به شرطی که عملیات بتن ریزی در عرض چند ساعت پایان پذیرد.

ریختن بتن

بتن باید بطور پیوسته تا حد امکان در نزدیکی محل نهای خود ریخته شود.در اجرا دالها ، بتن ریزی باید در امتداد پیرامون انتهای دال آغاز شو د و هر پیمانه روی بتن ریخته شده قبلی تخلیه شود. عموما بتن در لایه¬های افقی با ضخامت یکنواختریخته شود وهر لایه باید قبل از ریختن لایه بعدی بطور کامل تراکم یابد. میزان بتن ریزی باید به اندازه کافی سریع بوده تا هنگام ریختن لایه جدید روی لایه قبلی ،آن لایه در حالت خمیری باشد . این امر باعث جلوگیری از خطوط جریان، درزها و سطوح سفحات ضعیف می شود کههنگام ریختن بتن تازه روی بتن سخت شده روی می¬دهد.

پیمانه های نخستین در هر مرحله بتن ریزی در دیواره ها و تیرهای اصلی باید در دو انتهای عضو ریخته شوند و سپس بتن ریزی های بعدی به سوی قسمت مرکزی پیش روند. در تمام حالات باید از جمع شدن آب در انتهاها، در گوشه ها جلوگیری شود.

-ارتفاع سقوط آزاد بتن نیازی به محدود شدن ندارد مگر اینکه جدائی درشت دانه ها رخ دهد که در آن صورت بتن از طریق بازشوهای پهلوئی موسوم به پنجره، که در اطراف قالبهای بلند و باریک وجود دارند، ریخته می شوند. در خارج بازشوها باید از یک مخزن قیفی شکل جمع شونده استفاده شود تا بتن امکان یابد آرام تر از کنا بازشو جریان یافته و تمایل به جدائی دانه ها کاهش یابد.

قبل از اینکه سطح بتن سخت شود بتن ریزی باید دوباره از سر گرفته شود تا بدینوسیله از ایجاد اتصال سرد جلوگیری به عمل آید.

متراکم کردن بتن

متراکم کردن عبارتست از نزذدیک ساختن ذرات جامد در بتن تازه به گونه ای که ریختن آن در قالبها و دور اقلام کار گذاشته شده و آرماتورها انجام گیرد و نیز محفظه های سنگی و هوای محبوس که بصورت حفره های هوائی اتفاقی یا تصادفی در بتن موجود است از بین برود.

تراکم بوسیله دست یا توسط روشهای مکانیکی صورت می گیرد. روش انتخاب شده بستگی به روانی مخلوط و شرایط بتن ریزی مانند، پیچیدگی قالب بندی و مقدار آرماتورها دارد. مخلوط های خمیری و روان را می توان بطور دستی با کوبیدن بتن با یک میله فولادی یا یک وسیله فولادی دیگر متراکم ساخت.

تراکم مکانیکی مناسب، بتن ریزی مخلوطهای سفت با نسبتهای آب به سیمان پایین و بتن های خوب حاوی درشت دانه های زیاد را امکان پذیر می سازد.

برداشتن قالبها ( باز کردن آنها)

قالبها راتا مادامی که بتون به اندازه کافی مقاومت پیدا نکرده تا بتواند به طور رضایت بخشی تنشهای ناشی از بار مرده و نیز هر گونه بار اجراییconstruction load وارده را تحمل کند،نباید برداشته شود.بتن باید به اندازه کافی سخت شده باشد به نحوی که وقتی دقت معقولی در باز کردن قالبها انجام شود هیجگونه آسیبی به به سطوح نرسد.به طور کلی برداشتن قالبهای مقاطع نسبتا ضخیم را می توان 12 تا 24 ساعت پس از بتن ریزی برداشت.در اغلب شرایط ، برای زمان برداشتن قالبها بهتر است که متکی به مقاومتی از بتن بوده که بوسیله آزمایش تعیین می شود

.

میله نوک تیز یا سایر ابزار فلزی را نباید جهت شل کردن قالبها میان بتن و قالب به زور گذاشته شود.اگر لازم باشد جدا کردن قالب از بتن با استفاده از گوه wedge انجام گیرد، فقط باید با گوه های چوبی بکار روند.

برداشتن قالبها باید از قسمتهای ساده آغاز شده وسپس به سوی قسمتهای پیش آمده پیشروی شود.این امر فشار وارد به گوشه های پیش آمده را کاهش می دهد.

لکه گیری، پاک کردن،وپرداختن سطوح قالب گیری شده

پس از برداشتن قالبها تمام برجستگیها،خطوط نشت،و پیش آمدگیهای کوچک باید به وسیله قلم زنی chipping از بین برده شود.سطح بتن سپس باید سابیده یا مالیده شود. هر گونه باید پر شود.سطوح کرمو باید مرمت شده و تمام لکه ها باید پاک شوند . با دقت در عملیات اجرای قالب بندی و بتن ریزی ، تمامی این عملیات به حداقل می رسد.

بتن کرمو ( خوردگی بتن ) و دیگر بتن های معیوب باید کنده شوند تا مصالح خوب و سالم پدید آید.

اگر بتن معیوبی مجاور محل لکه گیری شده باقی بماتد ،ممکن است رطوبت به درون خلل و فرج راه یابد و به مرور زمان عوامل جوی موجب کنده شدن بتن مرمت شده شود. لبه ها باید به طورمستقیم و عمود بر سطح ، بریده یا قلم زنی شوند ،یسا مقدار کمی تو بریدگی داده شوند تا زبانکی را در کنار جای لکه گیری شده فراهم سازد.

پیش از اعمال بتن لکه گیری ، بتن اطراف باید برای چندین ساعت خیس نگه داشته شود.تمام سطوحی که بتن جدید به آنها پیوند داده می شوند،باید بوسیله برس آغشته به چسب لاتکس یا چسب بتن سطح مورد نظر را با این مواد آغشته کرد و سپس با ترمیم کننده بتن سطح مورد نظر را بنا به کارشناسی که صورت گرفته شده از مواد ترمیم کننده بتن الیاف دار یا ساده پر کرد.

تکه های کم عمق را با ملات سفت مشابه آنچه کهدر بتن بکار می رود ،می توان پر کرد.لکه گیری باید لایه به لایه انجام شود. به گونه ای که ضخامت هر لایه بیشتر از13 میلی متر نبوده و نیز هر لایه به صورت مضر س پرداخت شود تا پیوند آن به لایه بعدی بهتر صورت گیرد. لایه نهایی را با استفاده از تخته ماله به نحوی پرداخت کرد که با بتن اطرهف خود همگون باشد

عمل آوردن تکه های لکه گیری شده

پس از لکه گیری، عمل آوردن باید تا جایی که ممکن است زودتر آغاز شودتا از خشک شدن زود هنگام جلوگیری شود . کرباس تر،ماسه خیس، نایلون را میتوان به کا برد.

عمل آوردن و حفاظت

عمل آوردن بتن تاثیر قوی روی خواص بتن سخت شده مانند دوام، مقاومت، آب بندی، مقاومت سایشی، ثبات حجمیو مقاومت در برابر یخ زدن وآب شدن دارد.

تمامی سازه های بتنی تازه ریخته شده، باید از خشک شدن سریع، از تغییرات شدید دما، و از آسیبهای ناشی از کارهای ساختمانی و عبور و مرور بعدی محفوظ بمانند.

عمل آوردن تا حد امکان باید بلافاصله پس از پایان کار بتنی آغاز شود.

عمل آوردن به دلایل زیر ضروری است :

نگهداری بتن تحت دمای ثابت و جلو گیری از افت رطوبت برای مدت زمانی که برای هیدراسیون مطلوب سیمان ونیز برای کسب مقاومت بتن لازم است.

بتون ریزی در هوای گرم

هوای گرم می تواند اشکالاتی زیر را در بتن تازه ایجاد کند :

-افزایش نیاز به آب

-افت سریع تر و شدیدتر اسلامپ بتن

-افزایش سرعت گیرش

-افزایش امکان ترک های پلاستیک

-اشکالات در کنترل مقدار حبابهای هوای بتن

-نیاز شدید به عمل آوردن سریع بتن

 

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی وارائه دهنده خدمات فنی و مهندسی بتن))

http://clinicbeton.ir/

برچسب‌ها: آب بندی بتن, آب بند بتن, ترمیم کننده بتن, آبندی سازه های بتنی, کلینیک فنی و تخصصی بتن

بتن سبك و اثر ميكروسيليس ها در افزایش مقاومت آن

توليد سيمان كه ماده اصلي چسبندگي در بتن است در سال 1756 ميلادي در كشور انگلستان توسط «John smeaton » كه مسئوليت ساخت پايه برج دريايي

«Eddystone » را بر عهده داشت آغاز شد و درنهايت سيمان پرتلند در سال 1824 ميلادي در جزيره اي به همين نام در انگلستان توسط «Joseph Aspdin » به ثبت رسيد

مردم كشور ما نيز از سال 1312 با احداث كارخانه سيمان ري با مصرف سيمان آشنا شدند و با پيشرفت صنايع كشور ، امروزه در حدود 26 الي 30 ميليون تن سيمان در سال توليد مي گردد . با آگاهي مهندسان از نحوه استفاده سيمان در كارهاي عمراني ، اين ماده جايگاه خودش را در كشورمان پيدا كرد.

يكي از روشهاي ساختمان سازي كه امروزه در جهان به سرعت توسعه مي يابد ساختمانهاي بتنياست . بعد از انقلاب اسلامي به علت كمبود تير آهن در نتيجه تحريمها و نيز گسترش ساخت و سازهاي عمراني در كشور ، كاربرد بتن بسيار رشد نمود . علاوه بر اين موضوع ساختمانهاي بتني نسبت به ساختمانهاي فولادي داراي مزايايي از قبيل مقاومت بيشتر در مقابل آتش سوزي و عوامل جوي ( خورندگي ) آسان بودن امكان تهيه بتن به علت فراواني مواد متشكله بتون و عايق بودن در مقابل حرارت و صوت مي باشند كه توسعه روز افزون اين نوع ساختمانها را فراهم مي سازد .
يكي از معايب مهم ساختمانهاي بتني وزن بسيار زياد ساختمان مي باشد كه با ميزان تخريب ساختمان در اثر زلزله نسبت مستقيم دارد . اگر بتوانيم تيغه هاي جدا كننده و پانل ها را از بتن سبك بسازيم وزن ساختمان و در نتيجه آن تخريب ساختمان توسط زلزله مقدار زيادي كاهش مي يابد . ولي كم بودن مقاومت بتن سبك عامل مهمي در محدود نمودن دامنه كاربرد اين نوع بتن و بهره گيري از امتيازات آن بوده است . استفاده از ميكروسيليس در ساخت بتن سبك سبب شده است كه مقاومت بتن سبك بالا رود و اين محدوديت كاهش يابد . در اين تحقيق ضمن توضيحاتي در مورد بتن و تاثير آب بر روي مقاومت بتن ، بيشتر در باره بتن سبك و روشهاي افزايش مقاومت آن با استفاده از ميكروسيلس ، خواص مكانيكي و همچنين موارد كاربرد آن بحث مي شود .

1- سيمان 
- 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 .
- طبقه بندي سيمانها شناسايي شود .

-  عدم تنوع در كيفيت سيمان نشانه ضعفهايي از سيستم ساخت و ساز مي باشد .
-  عدم استفاده از سيمان با كيفيت بالا از عوامل اوليه عمر كوتاه ساختمان در بحث مصالح مي باشد .
2 – شن و ماسه 
- معيارها و آئين نامه هاي توليد كلان شن و ماسه بررسي شود . 
- توليد كلان  شن و ماسه در كشور ما از نظر معيار و رعايت آئين نامه هاي توليد بررسي شود.
-  معايب شن و ماسه توليدي در كشور در حد كلان بدلائل زير آنرا در درجه دوم و يا سوم كيفيت قرار مي دهد .

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 .
- استفاده از شن و ماسه درجه 2 و يا 3 از عوامل ثانوي عمر كوتاه ساختمان در بحث مصالح مي باشد . 
افزايش مقاومت بتن مد نظر تمام دست اندركاران صنعت توليد بتن مي باشد . 
ساختار بتن :
- بتن داراي چهار ركن اصلي مي باشد كه به صورت مناسبي مخلوط شده اند ، اين چهار ركن عبارتند از: 
الف : شن 
ب : ماسه 
ج : سيمان 
د : آب 
- در برخي شرايط براي رسيدن به هدفي خاص مواد مضاف به آن اضافه مي شود كه جزﺀ اركان اصلي بتن به شمار نمي آيد . 
- توده اصلي بتن مصالح سنگي درشت و ريز ( شن و ماسه ) مي باشد .
-  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 .
-  استفاده از آب براي ايجاد واكنش شيميايي است . 
-  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 . 
-  جايگاه استفاده آب در بتن به لحاظ انجام عمل هيدراتاسيون داراي حساسيت بسيار زيادي است . 
ويژگيهاي آب مصرفي بتن : 
- آب هاي مناسب براي ساختن بتن 
1- آب باران 
2- آب چاه 
3- آب بركه 
4- آب رودخانه در صورتي كه به پسابهاي  شيميايي كارخانجات آلوده نباشد و غيره … 
بطور كلي آبي كه براي نوشيدن مناسب باشد براي بتن نيز مناسب است باستثناﺀ مواردي كه متعاقبا توضيح داده خواهد شد .
- آبهاي نا مناسب براي ساختن بتن 
1- آبهاي داراي كلر ( موجب زنگ زدگي آرماتور مي شود ) 
2-  آبهايي كه بيش از حد به روغن و چربي آلوده مي باشند .
3-  وجود باقيمانده نباتات در آب . 
4-  آب گل آلود ( موجب پايين آوردن مقاومت بتن مي شود ) 
5-  آب باتلاقها و مردابها 
6-  آبهاي داراي رنگ تيره و بدبو 
7-  آبهاي گازدار مانند2 co و… 
8- آبهاي داراي گچ و سولفات و يا كلريد موجب اثر گذاري نا مطلوب روي بتن مي شوند .
نكته : 1- آبي كه مثلا شكر در آن حل شده است براي نوشيدن مناسب است ولي براي ساخت بتن مناسب نيست .
نكته : 2- مزه بو و يا منبع تهيه آب نبايد به تنهايي دليل رد استفاده از آب باشد .
نكته : 3- 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 .
نكته : 4- استفاده از آب مغناطيسي بعنوان يكي از چهار ركن اصلي مخلوط بتن مي تواند بعنوان تاثيرگذار بر روي يارامترهاي مقاومت بتن انتخاب گردد .
تمايز بتن از نظر چگالي :
الف : بتن معمولي : چگالي بتن معمولي در دامنه باريك 2200 تا 2600 kg/m3 قرار دارد زيرا اكثر سنگها در وزن مخصوص تفاوت اندكي دارند ( ادامه اين مبحث از بحث ما خارج است ) 
ب : بتن سنگين : از اين بتنها در ساختمان محافظهاي بيولوژيكي بيشتر استفاده مي شود مانند ساختار ، آكتورهاي هسته اي و پناهگاههاي ضد هسته اي كه مورد بحث ما نمي باشد كه چگالي آن معمولا بيشتر از 2200 تا 2600 كيلوگرم بر متر مكعب مي باشد . 
ج : بتن سبك : مصرف بتن سبك اصولا تابعي از ملاحظات اقتصادي است ضمن اينكه استفاده از اين بتن بعنوان مصالح ساختماني داراي اهميت بسيار زيادي است اين بتن داراي چگالي كمتر از 2200 تا 2600 كيلوگرم در متر مكعب مي باشد . بدليل اينكه داراي چگالي كمتر از بتن سنگين است داراي امتياز قابل توجهي از نظر ايجاد بار وارده بر سازه مي باشد چگالي بتن سبك تقريبا بين 300 و 1850 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 قالبها 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 6/2 مي باشد استفاده مي كنند .
-  روش دوم : بتن سبك 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 : 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 .
طبقه بندي بتن هاي سبك بر حسب نوع كاربرد آنها :
- بتن سبك بار بر ساختمان 
-  بتن مصرفي در ديوارهاي غير بار بر 
-  بتن عايق حرارتي 
نكته 1- طبقه بندي بتن سبك بار بر طبق حداقل مقاومت فشاري انجام مي گيرد .
مثال : طبق استاندارد 77 – 330 ASTM C در بتن سبك ---- مقاومت فشاري بر مبناي نمونه هاي استوانه اي استاندارد از    شده پس از 28 روز نبايد كمتر از Mpa 17 باشد . و وزن مخصوص آن نبايد از 1850 كيلوگرم بر متر مكعب تجاوز نمايد كه معمولا بين 1400 او 1800 كيلوگرم بر متر مكعب است .
نكته : 2- بتن مخصوص عايق كاري معمولا داراي وزن مخصوص كمتر از 800 كيلوگرم بر متر مكعب و مقاومت بين 7/0 و Mpa 7 مي باشد .
انواع سبك دانه هايي كه به عنوان مصالح در ساختار بتن سبك استفاده مي شود :
الف -  سبك دانه هاي طبيعي : مانند دياتومه ها ، سنگ پا ، پوكه سنگ ، خاكستر ، توف كه بجز دياتومه ها بقيه آنها منشاﺀ آتشفشاني دارند .
نكته :1- 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 .
نكته : 2- از انواعي پوكه معدني سنگي كه ساختمان داخلي آن ضعيف نباشد بتن رضايت بخشي با وزن مخصوص 700 تا 1400 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 .
در جدول ( 1 ) خواص انواع بتن هاي سبك كه با اين سنگدانه ها ساخته مي شوند نشان داده شده اند:
الزامات سبكدانه ها بتن سازه اي :
الزامات سبكدانه ها در آيين نامه هاي ASTM C330-89 ( مشخصات سبكدانه ها براي بتن سازه اي در آمريكا ) و BS 3797:1990 ( مشخصات سبكدانه ها براي قطعات بنايي و بتن سازه اي در بريتانيا ) داده شده اند . در استاندارد بريتانيايي مشخصات واحدهاي بنايي نيز مورد بحث قرار گرفته است . اين آيين نامه ها محدوديتهايي براي افت حرارتي ( 5% درASTM و4% در BS)و همچنين در BS براي مقدار سولفات  1% 3 so  (به صورت جرمي ) را مشخص نموده اند . برخي الزامات دانه بندي اين آيين نامه ها در جداول 2 ، 3 و 4 نشان داده شده اند .
ذكر اين نكات براي فهم بهتر اين جداول مفيد است :
1- آيين نامه BS 1047:7983 مشخصات دوباره در هواي سرد شده ، كه منبسط نشده است را در بر مي گيرد .
2- سبكدانه هاي به كار رفته در بتن سازه اي ، صرفنظر از منشأ آنها توليداتي مصنوعي مي باشند و در نتيجه معمولا يكنواخت تر از سبكدانه طبيعي مي باشند . بنابراين سبكدانه را مي توان براي توليد بتن سازه اي با كيفيت ثابت مورد استفاده قرار داد . 
نكته : سبكدانه ها داراي خصوصيت ويژه اي هستند كه سنگدانه هاي معمولي فاقد آن مي باشند و در رابطه با انتخاب نسبتهاي  مخلوط و خواص مربوط به بتن حاصل داراي اهميت ويژه اي مي باشند .اين ويژگي عبارتست از توانايي سبكدانه ها در جذب مقادير زياد آب و همچنين امكان نفوذ مقداري از خمير تازه سيمان به درون منافذ باز ( سطحي ) ذرات سبكدانه (مخصوصا ذرات درشت تر ) در نتيجه اين جذب آب توسط سبكدانه ، وزن مخصوص آنها زيادتر از وزن مخصوص ذراتي مي شود كه در گرمچال خشك شده اند .
روشهاي افزايش مقاومت بتن سبك :
كم بودن مقاومت بتن سبك عامل مهمي در محدود نمودن دامنه كاربرد اين نوع بتن و بهره گيري از امتيازات آن بوده است براي بدست آوردن بتن سبك با مقاومت زياد روشهاي زيادي مورد توجه قرار گرفته است .
نكته : عامل موثر و مشترك در كليه اين پژوهشها مصرف ميكروسيليس در بتن مي باشد . در اينجا اجمالا به چند روش اشاره مي گردد :
1- تحقيقات مشترك V.Novokshchenov و W.Whitcomb جهت افزايش مقاومت بتن سبك و بهبود ديگر خواص آن با استفاده از سبكدانه هاي سيليسي منبسط شده ، به اعتقاد آنان مقاومت بتن سبك تابعي از مقاومت سبكدانه ها و ملات است كه اين رابطه به صورت ذيل ارائه گرديد .
fc = fm (vm)+fa (1-vm)
fc = مقاومت بتن    fa = مقاومت سبكدانه
fm = مقاومت ملات  vm = حجم نسبي ملات
بدين ترتيب مشاهده مي شود كه مي توان با افزايش مقاومت سبكدانه و مقاومت و حجم ملات مقاومت بتن سبك را افزايش داد.

www.clinicbeton.ir

برچسب‌ها: بتن سبك, ميكروسيليس, مقاومت بتن, کلینیک فنی و تخصصی بتن, ژل میکروسیلیس

بتن پیش تنیده چیست؟

برچسب‌ها: کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران, کلینیک بتن, کلینیک فنی و تخصصی بتن, بتن پیش تنیده