همه آنچه که باید درباره مواد افزودنی بتن بدانید
برای ساخت بتن های ویژه در شرایط خاص نیاز به استفاده از افزودنی های بتن 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 متناوبا 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 که ابتدا نوع نفتالین فرمالدئید آن در سالهای 1960 در ژاپن و سپس نوع ملامین آن بعدا 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 بتن 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 از میان 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 ساز بتنی ایجاد کرده است. این بتن که نیاز به لرزاندن نداشته و خود به خود متراکم می گردد، مشکل لرزاندن در قالب های 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 تا مدتی 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 گرانروی بتن را می افزاید در زیر آب استفاده شده است. در موارد مختلف از استفاده و نگهداری بتن در سازه ها یا شرایط آب و هوایی و محیطی خاص نیاز به طرح اختلاط ویژه ی است که استفاده از افزودنی های بتن آن را میسر می سازد. در محیط هایی که نیاز به بتن ریزی سریع و یا مقابله با سرما و یخبندان و همچنین حفظ سازه در تماس دیمی با آب و مبارزه با عواملی که باعث از بین رفتن بتن می شود از افزودنی های بتن استفاده می شود. که در موارد مختلف نوع استفاده از ین افزودنی ها و مقدار ترکیبی آن قابل تغییر است.
انواع افزودنی های بتن
روان کننده ها، فوق روان کننده ها، کندگیر کننده ها، تندگیر کننده ها، چسب بتن، ضدیخ بتن ، حباب ساز هوا، آب بندها، افزودنی های معدنی، روغن قالب، آب بند سطوح و … اشاره کرد.
Concrete Admixtures
MTOBUID D20 فوق روان کننده و کاهنده ممتاز آب بتن
MTOBUILD D10 فوق روان کننده و کاهنده ممتاز آب بتن
MTOCRETE N540فوق روان کننده و کاهنده ممتاز آب بتن
MTOCRETE D130 فوق روان کننده بتن
MTOBUILD D10-C فوق روان کننده و دیرگیر کننده بتن
MTOCRETE N540-C فوق روان کننده و دیرگیر کننده بتن
MTOCRETE N540-R فوق روان کننده با خاصیت زود سخت کنندگی
MTOBUILD D10-H روان کننده ممتاز خود ویبره
MTOCRETE N540-H روان کننده و کاهنده آب، مناسب برای بتن ریزیهای حجیم
MTOCRETE N540-T روان کننده و دیرگیر کننده بتن
MTOCRETE D130-H روان کننده و دیرگیر کننده بتن
MTOCRETE N540-J روان کننده و کاهنده آب قوی با خاصیت دیرگیری
MTOCRETE N540-F روان کننده و کاهنده آب، مناسب بتن ریزیهای حجیم
MTOSEAL/L افزودنی آب بند کننده بتن (واترپروف)
MTOAIR220 هوازای بتن
MTOTOP900 افزودنی زود سخت کننده
MTOPROOF P92 بازدارنده خوردگی میلگرد و فلز
MTOANTIFREEZE ضد یخ بدون کلراید، مخصوص بتن ریزی در هوای سرد
مواد افزودنی بتن
ماده ای است به غیر از سیمان پرتلند ، سنگدانه ها و آب که بصورت گرد یا مایع ، به عنوان یکی از مواد تشکیل دهنده بتن و برای اصلاح خواص بتن، کمی قبل از اختلاط یا در حین اختلاط به بتن افزوده می شود.
اشتباه در مورد مقدار مواد افزودنی بتن افزودنی می تواند عواقب سوء در بتن تازه و یا سخت شده ایجاد نماید.
مواد افزودنی به دو گروه شیمیایی و معدنی تقسیم می شوند.
مواد مضاف
تعریف مواد افزودنی بتن:
ماده ای است که برای کسب خواصی ویژه یا به منظور کمک به امر تولید، با سیمان پرتلند و یا کلینکر آن در حین تولید در کارخانه آسیاب می شود.
در صورتی که مواد افزودنی به مقدار کم در زمان اختلاط بتن با مصالح و اجزاء متشکله آن مخلوط می گردد.موادی همچون میکروسیلیس را که برای اصلاح خواص بتن در کارگاه هنگام اختلاط به مواد متشکله بتن اضافه می شود را افزونه می نامند. مقدار این مواد در تعیین نسبتهای اختلاط بحساب می آیند.
خواص مواد افزودنی بتن
– تسریع در روند کسب مقاومت اولیه
– کنترل واکنش های قلیایی های سیمان با سنگدانه ها
– طولانی کردن زمان گیرش
– افزایش کارائی بدون نسبت آب به سیمان
– تهیه بتن پر مقاومت، بتن مقاوم در برابر یخ زدن و آب شدن مکرر
خواصی که بدون استفاده از مواد افزودنی به بتن می توان بدست آورد
– کارائی
– مقاومت
– قابلیت پرداخت
– پایایی و توان آب بندی
می توان با انتخاب مصالح مناسب و نسبتهای مطلوب اختلاط و رعایت اقتصادی بودن آن بدون مواد افزودنی بدست آورد.
افزودنی های شیمیایی به مواد افزودنی بتن
1- مواد افزودنی حباب ساز
2-مواد افزودنی کاهنده آب (روان کننده ها و فوق روان کننده ها)
3- مواد افزودنی کندگیر کننده
4- افزودنی تسریع کننده :
الف – تسریع کننده های بتن
ب – تسریع کننده های بتن پاشیده
5- مواد خمیری کننده و روان کننده
مواد افزودنی حباب ساز
این مواد در بتن حباب بسیار ریز غیر مرتبط هوا ایجاد می کنند . (قطر حباب ها کمتر از 05/0 میلیمتر)
این حبابها پایایی بتن را در برابر رطوبت و یخ زدن ها و آب شدنهای مکرر و مواد شیمیایی یخ زا بهبود میبخشند.
کارایی بتن تازه و نفوذ ناپذیری بتن سخت شده به میزان قابل توجهی بیشتر می شود .
افزایش مقاومت بتن در برابر پوسته شدن
بهبود کارائی و کاهش جداشدگی دانه ها و آب انداختن بتن تازه
بهبود مقاومت بتن در برابر سولفاتها (نسبت آب به سیمان کم ، مقدار کافی سیمان مناسب،افزودنی حباب هوا) بهترین مقاومت را در برابر حمله آبهای سولفات دار را دارند.
مواد افزودنی کاهنده آب (روان کننده ها و فوق روان کننده ها)
این مواد به منظور تقلیل مقدار آب مصرفی در شرایط یکسان روانی بتن ، یا افزایش روانی بتن در شرایط یکسان میزان آب مصرفی بکار می رود.
– کاهش مقدار آب اختلاط به ازای کارایی ثابت بتن و ملات
– کاهنده های معمولی حداقل 5% و کاهنده های قوی حداقل 12% آب اختلاط بتن را کاهش می دهند.
– معمولا ایجاد حباب هوا در بتن می کنند.(حداکثر حباب هوای مجاز قابل قبول 7% بتن حباب دار و 3% بتن معمولی )
– چنانچه افزودنی به منظور کاهش نسبت آب به سیمان در بتن با اسلامپ ثابت مصرف شوند، موجب افزایش مقاومت فشاری، کاهش جمع شدگی و کاهش نسبی نفوذپذیری بتن می شوند.
مواد افزودنی کندگیر کننده
این مواد به منظور تاخیر انداختن گیرش بتن بکار می رود.
– هنگامی که دمای بتن تازه بیش از oc 30 باشد .
– جبران اثر تسریع کنندگی گرمای هوا بر گیرش بتن
– تعویق گیرش اولیه بتن یا دوغاب سیمان درشرایط مشکل و دشواربتن ریزی
– حمل بتن در مسافت های طولانی
– استفاده از این مواد می تواند روند گیرش بتن را حداقل 5/1 و حداکثر سه ساعت به تاخیر بیندازد.
انواع کندگیر کننده های بتن
1- کندگیر کننده های معمولی که خاصیت کاهندگی آب ندارند.
2- کندگیر کننده های کاهنده آب با حداقل 5% کاهش آب
3- کندگیر کننده های قوی آب با حداقل 12% کاهش آب
بطور کلی کندگیر کننده های ردیف اول با کاهش مقاومت فشاری و خمشی بتن به میزان 10% نسبت به بتن شاهد در سنین 1 روز تا یک سال را دارد.
کندگیر کننده های ردیف 2 و 3 ممکن است افزایش مقاومت تا میزان 10% را نسبت به بتن شاهد داشته باشد.
مواد افزودنی تسریع کننده
ماده افزودنی تسریع کننده به منظور تسریع در گیرش بتن
– تسریع در کسب مقاومت بتن در سن کمتر
– موارد مصرف آن با رعایت ضوابط بتن ریزی درهوای سرد می باشد.
– زمان حفاظت موقت را حداقل یک و حداکثر 5/3 ساعت کاهش می دهد.
– مقاومت سه روزه حداقل 25% بیشتر از بتن شاهد
– مصرف مواد تسریع کننده غالبا باعث افزایش جمع شدگی خشک شدن ، جمع شدگی حرارتی و نیز افزایش ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی خمیری می شود.
مواد خمیری کننده و روان ساز
گاهی بتن تازه به دلیل برخی مشخصات سنگدانه ها از جمله شکل و دانه بندی نامناسب یا اختلاط نادرست کارائی لازم را ندارند.
– این مواد به منظور بهبود کار آیی بتن تازه و بهبود مخلوطهای خشن
– بتن ریزی اعضای با تراکم زیاد آرماتور
– بتن ریزی با پمپ یا قیف و لوله
– پرداخت بتن با ماله آهنی
در اغلب موارد با افزایش عیار سیمان یا مقدار ریزدانه یا اصلاح دانه بندی و نسبت های اختلاط می توان بدون استفاده از این مواد کارائی مطلوب را بدست آورد.
بهترین ماده روان کننده حباب هوا است . حباب های ریز و بسته هوا مانند ساچمه عمل می کنند و به ویژه در بهبود کارائی مخلوط های خشن کم سیمان موثرند.
افزودنی های معدنی بتن
موادی بشکل ذرات بسیار ریز معدنی که موجب بهبود برخی از خواص ، و یا تامین خواص ویژه ای در بتن می شوند.
کارائی و انسجام بتن تازه ، مقاومت و نفوذپذیری بتن سخت شده و تغییر رنگ بتن از جمله خواص مواد معدنی می باشد.
انواع افزودنی های معدنی
1- افزودنی های معدنی خنثی و رنگدانه ها
– این مواد معمولا موجب افزایش مقاومت بتن نمی شوند.
– موجب بهبود کارایی و چسبندگی بتن های می شوند که کمبود ریزدانه دارند.
– به عنوان سنگدانه در بتن مصرف می شوند.
– رنگدانه ها برای تولید بتن رنگی شامل ترکیبات معدنی:
– اکسید آهن : رنگهای قرمز،سیاه و زرد
– اکسید کرم : رنگ سبز
– اکسید آبی کبالت : رنگ آبی
– اکسید تیتان : رنگ سفید
– کربن سیاه : رنگ سیاه
– اکسید منگنز: رنگهای سیاه و قهوای
2- پوزولانها
عبارتند از مواد سیلیسی یا سیلیسی آلومینی که خود به تنهایی ارزش چسبانندگی نداشته یا کم است . اما به شکل ذرات بسیار ریز در مجاورت رطوبت طی واکنش شیمیائی با آهک آزاد شده از هیدراتاسیون سیمان در دمای معمولی ترکیباتی با خاصیت سیمانی بوجود می آورند.
این مواد به منظور کاهش آهنگ بروز آبگیری سیمان و از بین بردن قابلیت انبساط ناشی از واکنش قلیایی سنگدانه ها بکار می روند
موارد مصرف پوزولانها
– کاهش سرعت و میزان حرارت حاصل از فرایند آبگیری سیمان
– کاهش میزان سیمان
– بهبود کارایی بتن
– افزایش مقاومت بتن
– افزایش پایای بتن از طریق کاهش نفوذپذیری
عملکرد پوزولانها برای هریک از خواص فوق باید قبل از مصرف مورد آزمایش قرار گیرد.
انواع پوزولانها
– پوزولانهای طبیعی خام و یا تکلیس شده که بطور عمده شامل خاکسترهای آتشفشانی است.
– پوزولانهای صنعتی که بطور عمده شامل خاکستر بادی (محصول فرعی نیروگاههای با سوخت ذغال سنگ) و دوده سیلیسی یا میکروسیلیس ( محصول فرعی کوره های قوس الکتریکی در جریان تولید فلز سیلیسیم و آلیاژ فروسیلیس ) است.
میکرو سیلیس (دوده سیلیسی)
– محصول فرعی کوره های قوس الکتریکی در جریان تولید فلز سیلیسیم و آلیاژ های سیلیسیم به ویژه فروسیلیس می باشد.
– ذرات بسیار ریز و غیر بلوری 1/0 تا 2/0 میکرون و یک ماده بشدت فعال پوزولانی است.
– در تهیه بتن با مقاومت زیاد
– افزایش پایایی بتن از طریق کاهش نفوذپذیری
– جایگزینی با سیمان بشرط وجود توجیه اقتصادی
خواص میکروسیلیس
– مقاومت زیاد ، نفوذپذیری کم ، مقاومت زیاد دربرابر عوامل شیمیایی (با مصرف 25% وزنی سیمان)
– بتن تازه از چسبندگی بیشتر و گرایش کمتر به جداشدگی و نیز کاهش آب انداختن و افزایش قابلیت پمپ شدن (با مصرف 10% وزنی سیمان)
– بروز ترکهای ناشی از نشست خمیری و خشک شدن سطح را تشدید می کند. (مراقبت و عمل آوری بلافاصله بعد از بتن ریزی لازم است)
– بروز پدیده واکنش قلیایی را تا حد نزدیک به صفر کاهش می دهد.
– مقاومت بتن را در مقابل تهاجم یون های سولفات افزایش می دهد.
– کاهش نفوذپذیری بتن به میزان حداکثر 20 برابر نسبت به بتن معمولی
– در تهیه بتن با میکروسیلیس استفاده از یک کاهنده قوی آب لازم و ضروری می باشد.
3- افزودنی های شبه سیمانی
– این مواد خاصیت پنهان هیدرولیکی دارند و وقتیکه بنحوه مناسبی فعال می شوند خواص سیمانی پیدا می کنند.
– متداول ترین آنها روباره آهن گدازی محصول فرعی کارخانه ذوب آهن می باشد.
تاثیرات افزودنی های شبه سیمان بر روی بتن تازه و سخت شده:
– افزایش کارایی
– تاخیر زمان گیرش
– تقلیل آب انداختگی بتن تازه
– کاهش سرعت آبگیری و دمای حاصل از آن
– مقاومت کم در سنین پائین و مقاومت بیشتر در سنین بالا نسبت به نمونه شاهد
– کاهش نفوذپذیری
– کاهش واکنش قلیایی سنگدانه ها( مصرف 40 تا 60 % وزنی سیمان)
– افزایش مقاومت در مقابل سولفاتها ( مصرف 50% وزنی سیمان)
– کاهش خوردگی میلگردها در اثر نفوذ یون کلر به بتن
مواد افزودنی متفرقه
این مواد شامل مواد ضد رطوبت ، کاهنده نفوذ پذیری ، دوغاب ساز ، گاز ساز و ضد یخها می باشند .
نمونه برداری مواد افزودنی
از هر محموله افزودنی های شیمیایی و معدنی وارد شده به کارگاه قبل از مصرف باید آزمایشهای لازم بر روی آنها بعمل آید .
آزمایشات مواد افزودنی
افزودنی ها با بتنی که قرار است در محل مصرف ریخته شود آزمایشات زیر انجام می شود
1- اسلامپ ASTM C143
2- میزان هوا ASTM C231
3- زمان گیرش ASTM C403
4- مقاومت فشاری ASTM C39
5- مقاومت خمشی ASTM C78
6- مقاومت در برابریخ زدن و آب شدن ASTM C290 – ASTM C291
7- تغییر حجم ASTM C157.
نگهداری و انبار کردن مواد افزودنی بتن
در شرایط مناسب و با رعایت دستورالعمل های اعلام شده از سوی سازنده نگهداری شود.
برخی مواد افزودنی به دلیل از دست دادن کیفیت خود نباید مدت طولانی نگهداری شوند .
در صورت تردید باید نسبت به انجام آزمایش مطابق مشخصات ماده افزودنی اقدام کرد.
افزودنی های بتن
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 متناوبا 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 که ابتدا نوع نفتالین 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 بتن 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 از میان 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 ساز بتنی ایجاد کرده است. این بتن که نیاز به لرزاندن نداشته و خود به خود متراکم می گردد، مشکل لرزاندن در قالب های 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 تا مدتی 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 گرانروی بتن را می افزاید در زیر آب استفاده شده است.
بتن الیافی و افزودنی های مجاز بتون :
تکنولوژی “بتن الیافی” نمونه دیگری از کاربرد کامپوزیتها بهعنوان یک فناوری نوین در صنعت عمران و ساخت وساز میباشد. در گفتگویی با دکتر علیرضا خالو عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی شریف به بررسی این تکنولوژی پرداخته شده است:
سوال: با تشکر از فرصتی که در اختیار ما گذاشتید، بهنظر شما تکنولوژی های نوینی که توجه به آنها، نیاز حیاتی صنعت ساختمان کشور محسوب می گردد، کدامها هستند؟
محورهای سه گانه زیر را میتوان به عنوان مهمترین فناوری هایی که لازم است مورد توجه دستاندرکاران صنعت ساختمان کشور واقع شود، برشمرد:
الف) روشهای سبک سازی بنا:
کشور ما و بالاخص پایتخت بزرگ آن در منطق های زلزلهخیز قرار دارد. همانطور که میدانید میزان خسارات و خرابیهای وارد بر یک بنا در اثر تکانهای زلزله، با وزن آن بنا رابطه مستقیم دارد. هر چه بنا سنگینتر ساخته شود، در برابر خطر ویرانی زلزله آسیب پذیرتر خواهد بود. بنابراین هر اندازه که با بهره گیری از فناوریهای نوین وزن یک ساختمان را کاهش دهیم، سازه در برابر ویرانی ایمنتر خواهد بود. به طور مثال میتوان از پانل های ساندویچی و یا قطعات سبک پیشساخته در ساخت بنا کمک گرفت. در یک ساختمان، اعضایی مانند دیوارهای تیغهایشکل نازک وجود دارد که وظیفه آنها تنها جدا کردن فضای اتاقها از همدیگر است و مسئله مقاومت و تحمل بار در مورد آنها، در درجه بعدی اهمیت قرار دارد. در ساخت این گونه اعضا میتوان به جای استفاده از مصالح سنگین سنتی، از مصالح سبک جدید همچون سفال یا بتنهای سبک کمک گرفت و یا قطعات سبک پیشساخته را به خدمت گرفت.
ب) روشهای تولید سریع و اصولی بنا:
امروزه استفاده از سازههای پیشساخته یکی از سریعترین و اصولی ترین روشهای ساخت بنا و پاسخگویی به نیاز بالای افراد جامعه به انبوهسازی مسکن میباشد. از انجا که حجم اصلی بنا به شکل قطعات از پیشساختهشده در محیط مناسب کارخانه و با استانداردهای صنعت ساختمان تولید میشود، بنای نهایی از کیفیت و یکپارچگی بالایی برخوردار است. از سویی بهعلت سبکی خاص بنا، ساختار سازهای ویژه آنها و اتصال مناسب اجزای سازه، ساختمان میتواند شکل خود را در تکانهای بسیار شدید نیز تا حد زیادی حفظ نماید. استفاده از این تکنولوژی سالها است که در بسیاری از کشورهای پیشرفته دنیا مورد توجه صنعت عمران واقع شده است و از مهمترین روشهای انبوه سازی مسکن به شمار می آید. اما متاسفانه در کشور ما چنان که باید از این فناوری استقبال نشده استو لازم است تا مورد توجه مسئولین، سیاست گذاران و صنعتگران قرار گیرد.
ج- بهره گیری از مواد جدید در بتن
از جمله مواد جدیدی که جایگاه ویژهای در ساختوساز بنا به خود اختصاص دادهاند، افزودنیهای بتن و الیاف تقویتکننده را میتوان نام برد. استفاده از افزودنیهای بتن باعث بهبود خواص مطلوب بتن همچون مقاومت می گردد و در بعضی موارد با کاهشوزن بتن، مصالح بسیار سبکی را فرا راه مهندسین سازنده بنا قرار میدهد. بدون بهره گیری از این افزودنیها بنای برج بزرگ میلاد در شهر تهران امکان پذیر نمیبود.
الیاف تقویتکننده نیز از دیگر مواد عصر حاضر هستند که کاربردهای فراوانی در قسمتهای مختلف ساختمان یافته اند. این الیاف که بیشتر شامل الیاف شیشه، پلیپروپیلن و گاه کربن نیز میشود، در ساخت انواع بتنهای الیافی کاربرد فراوان دارند. همچنین از الیاف شیشه در تولید آرماتورهای سبک و بسیار مقاوم در برابر خوردگی نیز بهره میگیرند. این الیاف، جایگاه نسبتاً مناسبی در تعمیر بناها و تقویت سازه های صدمه دیده دارند و می توانند مقاومت پیچشی و برشی مناسبی را پدید آورند. علاوه بر اینها از ورقههای پارچه فایبرگلاس در تقویت انواع قطعات ساخته شده از بتن مسلح میتوان استفاده نمود.
در مورد تکنولوژی “بتن الیافی” که اشاره کردید توضیح بیشتری بدهید؟
بتن الیافی در حقیقت نوعی کامپوزیت است که با به کارگیری الیاف تقویت کننده داخل مخلوط بتن، مقاومت کششی و فشاری آن، فوقالعاده افزایش مییابد. این ترکیب کامپوزیتی، یکپارچگی و پیوستگی مناسبی داشته و امکان استفاده از بتن به عنوان یک ماده شکلپذیر جهت تولید سطوح مقاوم پرانحنارا فراهم میآورد. بتن الیافی از قابلیت جذب انرژی بالایی نیز برخوردار است و تحت اثر بارهای ضربهای به راحتی از هم پاشیده نمیشود. شاهد تاریخی این فناوری، کاربرد کاهگل در بنای ساختمان است. در واقع بتن الیافی نوع پیشرفته این تکنولوژی میباشد که الیاف طبیعی و مصنوعی جدید، جانشین کاه و سیمان جانشین گل به کار رفته در ترکیب کاهگل شدهاند.
امروزه با استفاده از انواع الیاف شیشه، پلیپروپیلن، فولاد و بعضا کربن، تولید انواع بتن های کامپوزیتی در کاربردهای مختلف صنعتی ممکن گردیده و بهکارگیری آنها در کشورهای پیشرفته دنیا مورد قبول بخش ساختمان و عمران واقع شده است.
موارد استفاده و محدودیتهای کاربری این نوع ترکیب کامپوزیتی کدامها هستند؟
هر فناوری همواره کاربردها و محدودیتهای خاص خود را دارد.بتن الیافی خواص مناسبی همچون شکلپذیری بالا، مقاومت فوقالعاده، قابلیت جذب انرژی و پایداری در برابر ترک خوردن را د
همه آنچه که باید درباره مواد افزودنی بتن بدانید
برای ساخت بتن های ویژه در شرایط خاص نیاز به استفاده از افزودنی های بتن 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 متناوبا 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 که ابتدا نوع نفتالین فرمالدئید آن در سالهای 1960 در ژاپن و سپس نوع ملامین آن بعدا 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 بتن 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 از میان 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 ساز بتنی ایجاد کرده است. این بتن که نیاز به لرزاندن نداشته و خود به خود متراکم می گردد، مشکل لرزاندن در قالب های 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 تا مدتی 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 گرانروی بتن را می افزاید در زیر آب استفاده شده است. در موارد مختلف از استفاده و نگهداری بتن در سازه ها یا شرایط آب و هوایی و محیطی خاص نیاز به طرح اختلاط ویژه ی است که استفاده از افزودنی های بتن آن را میسر می سازد. در محیط هایی که نیاز به بتن ریزی سریع و یا مقابله با سرما و یخبندان و همچنین حفظ سازه در تماس دیمی با آب و مبارزه با عواملی که باعث از بین رفتن بتن می شود از افزودنی های بتن استفاده می شود. که در موارد مختلف نوع استفاده از ین افزودنی ها و مقدار ترکیبی آن قابل تغییر است.
انواع افزودنی های بتن
روان کننده ها، فوق روان کننده ها، کندگیر کننده ها، تندگیر کننده ها، چسب بتن، ضدیخ بتن ، حباب ساز هوا، آب بندها، افزودنی های معدنی، روغن قالب، آب بند سطوح و … اشاره کرد.
Concrete Admixtures
MTOBUID D20 فوق روان کننده و کاهنده ممتاز آب بتن
MTOBUILD D10 فوق روان کننده و کاهنده ممتاز آب بتن
MTOCRETE N540فوق روان کننده و کاهنده ممتاز آب بتن
MTOCRETE D130 فوق روان کننده بتن
MTOBUILD D10-C فوق روان کننده و دیرگیر کننده بتن
MTOCRETE N540-C فوق روان کننده و دیرگیر کننده بتن
MTOCRETE N540-R فوق روان کننده با خاصیت زود سخت کنندگی
MTOBUILD D10-H روان کننده ممتاز خود ویبره
MTOCRETE N540-H روان کننده و کاهنده آب، مناسب برای بتن ریزیهای حجیم
MTOCRETE N540-T روان کننده و دیرگیر کننده بتن
MTOCRETE D130-H روان کننده و دیرگیر کننده بتن
MTOCRETE N540-J روان کننده و کاهنده آب قوی با خاصیت دیرگیری
MTOCRETE N540-F روان کننده و کاهنده آب، مناسب بتن ریزیهای حجیم
MTOSEAL/L افزودنی آب بند کننده بتن (واترپروف)
MTOAIR220 هوازای بتن
MTOTOP900 افزودنی زود سخت کننده
MTOPROOF P92 بازدارنده خوردگی میلگرد و فلز
MTOANTIFREEZE ضد یخ بدون کلراید، مخصوص بتن ریزی در هوای سرد
مواد افزودنی بتن
ماده ای است به غیر از سیمان پرتلند ، سنگدانه ها و آب که بصورت گرد یا مایع ، به عنوان یکی از مواد تشکیل دهنده بتن و برای اصلاح خواص بتن، کمی قبل از اختلاط یا در حین اختلاط به بتن افزوده می شود.
اشتباه در مورد مقدار مواد افزودنی بتن افزودنی می تواند عواقب سوء در بتن تازه و یا سخت شده ایجاد نماید.
مواد افزودنی به دو گروه شیمیایی و معدنی تقسیم می شوند.
مواد مضاف
تعریف مواد افزودنی بتن:
ماده ای است که برای کسب خواصی ویژه یا به منظور کمک به امر تولید، با سیمان پرتلند و یا کلینکر آن در حین تولید در کارخانه آسیاب می شود.
در صورتی که مواد افزودنی به مقدار کم در زمان اختلاط بتن با مصالح و اجزاء متشکله آن مخلوط می گردد.موادی همچون میکروسیلیس را که برای اصلاح خواص بتن در کارگاه هنگام اختلاط به مواد متشکله بتن اضافه می شود را افزونه می نامند. مقدار این مواد در تعیین نسبتهای اختلاط بحساب می آیند.
خواص مواد افزودنی بتن
– تسریع در روند کسب مقاومت اولیه
– کنترل واکنش های قلیایی های سیمان با سنگدانه ها
– طولانی کردن زمان گیرش
– افزایش کارائی بدون نسبت آب به سیمان
– تهیه بتن پر مقاومت، بتن مقاوم در برابر یخ زدن و آب شدن مکرر
خواصی که بدون استفاده از مواد افزودنی به بتن می توان بدست آورد
– کارائی
– مقاومت
– قابلیت پرداخت
– پایایی و توان آب بندی
می توان با انتخاب مصالح مناسب و نسبتهای مطلوب اختلاط و رعایت اقتصادی بودن آن بدون مواد افزودنی بدست آورد.
افزودنی های شیمیایی به مواد افزودنی بتن
1- مواد افزودنی حباب ساز
2-مواد افزودنی کاهنده آب (روان کننده ها و فوق روان کننده ها)
3- مواد افزودنی کندگیر کننده
4- افزودنی تسریع کننده :
الف – تسریع کننده های بتن
ب – تسریع کننده های بتن پاشیده
5- مواد خمیری کننده و روان کننده
مواد افزودنی حباب ساز
این مواد در بتن حباب بسیار ریز غیر مرتبط هوا ایجاد می کنند . (قطر حباب ها کمتر از 05/0 میلیمتر)
این حبابها پایایی بتن را در برابر رطوبت و یخ زدن ها و آب شدنهای مکرر و مواد شیمیایی یخ زا بهبود میبخشند.
کارایی بتن تازه و نفوذ ناپذیری بتن سخت شده به میزان قابل توجهی بیشتر می شود .
افزایش مقاومت بتن در برابر پوسته شدن
بهبود کارائی و کاهش جداشدگی دانه ها و آب انداختن بتن تازه
بهبود مقاومت بتن در برابر سولفاتها (نسبت آب به سیمان کم ، مقدار کافی سیمان مناسب،افزودنی حباب هوا) بهترین مقاومت را در برابر حمله آبهای سولفات دار را دارند.
مواد افزودنی کاهنده آب (روان کننده ها و فوق روان کننده ها)
این مواد به منظور تقلیل مقدار آب مصرفی در شرایط یکسان روانی بتن ، یا افزایش روانی بتن در شرایط یکسان میزان آب مصرفی بکار می رود.
– کاهش مقدار آب اختلاط به ازای کارایی ثابت بتن و ملات
– کاهنده های معمولی حداقل 5% و کاهنده های قوی حداقل 12% آب اختلاط بتن را کاهش می دهند.
– معمولا ایجاد حباب هوا در بتن می کنند.(حداکثر حباب هوای مجاز قابل قبول 7% بتن حباب دار و 3% بتن معمولی )
– چنانچه افزودنی به منظور کاهش نسبت آب به سیمان در بتن با اسلامپ ثابت مصرف شوند، موجب افزایش مقاومت فشاری، کاهش جمع شدگی و کاهش نسبی نفوذپذیری بتن می شوند.
مواد افزودنی کندگیر کننده
این مواد به منظور تاخیر انداختن گیرش بتن بکار می رود.
– هنگامی که دمای بتن تازه بیش از oc 30 باشد .
– جبران اثر تسریع کنندگی گرمای هوا بر گیرش بتن
– تعویق گیرش اولیه بتن یا دوغاب سیمان درشرایط مشکل و دشواربتن ریزی
– حمل بتن در مسافت های طولانی
– استفاده از این مواد می تواند روند گیرش بتن را حداقل 5/1 و حداکثر سه ساعت به تاخیر بیندازد.
انواع کندگیر کننده های بتن
1- کندگیر کننده های معمولی که خاصیت کاهندگی آب ندارند.
2- کندگیر کننده های کاهنده آب با حداقل 5% کاهش آب
3- کندگیر کننده های قوی آب با حداقل 12% کاهش آب
بطور کلی کندگیر کننده های ردیف اول با کاهش مقاومت فشاری و خمشی بتن به میزان 10% نسبت به بتن شاهد در سنین 1 روز تا یک سال را دارد.
کندگیر کننده های ردیف 2 و 3 ممکن است افزایش مقاومت تا میزان 10% را نسبت به بتن شاهد داشته باشد.
مواد افزودنی تسریع کننده
ماده افزودنی تسریع کننده به منظور تسریع در گیرش بتن
– تسریع در کسب مقاومت بتن در سن کمتر
– موارد مصرف آن با رعایت ضوابط بتن ریزی درهوای سرد می باشد.
– زمان حفاظت موقت را حداقل یک و حداکثر 5/3 ساعت کاهش می دهد.
– مقاومت سه روزه حداقل 25% بیشتر از بتن شاهد
– مصرف مواد تسریع کننده غالبا باعث افزایش جمع شدگی خشک شدن ، جمع شدگی حرارتی و نیز افزایش ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی خمیری می شود.
مواد خمیری کننده و روان ساز
گاهی بتن تازه به دلیل برخی مشخصات سنگدانه ها از جمله شکل و دانه بندی نامناسب یا اختلاط نادرست کارائی لازم را ندارند.
– این مواد به منظور بهبود کار آیی بتن تازه و بهبود مخلوطهای خشن
– بتن ریزی اعضای با تراکم زیاد آرماتور
– بتن ریزی با پمپ یا قیف و لوله
– پرداخت بتن با ماله آهنی
در اغلب موارد با افزایش عیار سیمان یا مقدار ریزدانه یا اصلاح دانه بندی و نسبت های اختلاط می توان بدون استفاده از این مواد کارائی مطلوب را بدست آورد.
بهترین ماده روان کننده حباب هوا است . حباب های ریز و بسته هوا مانند ساچمه عمل می کنند و به ویژه در بهبود کارائی مخلوط های خشن کم سیمان موثرند.
افزودنی های معدنی بتن
موادی بشکل ذرات بسیار ریز معدنی که موجب بهبود برخی از خواص ، و یا تامین خواص ویژه ای در بتن می شوند.
کارائی و انسجام بتن تازه ، مقاومت و نفوذپذیری بتن سخت شده و تغییر رنگ بتن از جمله خواص مواد معدنی می باشد.
انواع افزودنی های معدنی
1- افزودنی های معدنی خنثی و رنگدانه ها
– این مواد معمولا موجب افزایش مقاومت بتن نمی شوند.
– موجب بهبود کارایی و چسبندگی بتن های می شوند که کمبود ریزدانه دارند.
– به عنوان سنگدانه در بتن مصرف می شوند.
– رنگدانه ها برای تولید بتن رنگی شامل ترکیبات معدنی:
– اکسید آهن : رنگهای قرمز،سیاه و زرد
– اکسید کرم : رنگ سبز
– اکسید آبی کبالت : رنگ آبی
– اکسید تیتان : رنگ سفید
– کربن سیاه : رنگ سیاه
– اکسید منگنز: رنگهای سیاه و قهوای
2- پوزولانها
عبارتند از مواد سیلیسی یا سیلیسی آلومینی که خود به تنهایی ارزش چسبانندگی نداشته یا کم است . اما به شکل ذرات بسیار ریز در مجاورت رطوبت طی واکنش شیمیائی با آهک آزاد شده از هیدراتاسیون سیمان در دمای معمولی ترکیباتی با خاصیت سیمانی بوجود می آورند.
این مواد به منظور کاهش آهنگ بروز آبگیری سیمان و از بین بردن قابلیت انبساط ناشی از واکنش قلیایی سنگدانه ها بکار می روند
موارد مصرف پوزولانها
– کاهش سرعت و میزان حرارت حاصل از فرایند آبگیری سیمان
– کاهش میزان سیمان
– بهبود کارایی بتن
– افزایش مقاومت بتن
– افزایش پایای بتن از طریق کاهش نفوذپذیری
عملکرد پوزولانها برای هریک از خواص فوق باید قبل از مصرف مورد آزمایش قرار گیرد.
انواع پوزولانها
– پوزولانهای طبیعی خام و یا تکلیس شده که بطور عمده شامل خاکسترهای آتشفشانی است.
– پوزولانهای صنعتی که بطور عمده شامل خاکستر بادی (محصول فرعی نیروگاههای با سوخت ذغال سنگ) و دوده سیلیسی یا میکروسیلیس ( محصول فرعی کوره های قوس الکتریکی در جریان تولید فلز سیلیسیم و آلیاژ فروسیلیس ) است.
میکرو سیلیس (دوده سیلیسی)
– محصول فرعی کوره های قوس الکتریکی در جریان تولید فلز سیلیسیم و آلیاژ های سیلیسیم به ویژه فروسیلیس می باشد.
– ذرات بسیار ریز و غیر بلوری 1/0 تا 2/0 میکرون و یک ماده بشدت فعال پوزولانی است.
– در تهیه بتن با مقاومت زیاد
– افزایش پایایی بتن از طریق کاهش نفوذپذیری
– جایگزینی با سیمان بشرط وجود توجیه اقتصادی
خواص میکروسیلیس
– مقاومت زیاد ، نفوذپذیری کم ، مقاومت زیاد دربرابر عوامل شیمیایی (با مصرف 25% وزنی سیمان)
– بتن تازه از چسبندگی بیشتر و گرایش کمتر به جداشدگی و نیز کاهش آب انداختن و افزایش قابلیت پمپ شدن (با مصرف 10% وزنی سیمان)
– بروز ترکهای ناشی از نشست خمیری و خشک شدن سطح را تشدید می کند. (مراقبت و عمل آوری بلافاصله بعد از بتن ریزی لازم است)
– بروز پدیده واکنش قلیایی را تا حد نزدیک به صفر کاهش می دهد.
– مقاومت بتن را در مقابل تهاجم یون های سولفات افزایش می دهد.
– کاهش نفوذپذیری بتن به میزان حداکثر 20 برابر نسبت به بتن معمولی
– در تهیه بتن با میکروسیلیس استفاده از یک کاهنده قوی آب لازم و ضروری می باشد.
3- افزودنی های شبه سیمانی
– این مواد خاصیت پنهان هیدرولیکی دارند و وقتیکه بنحوه مناسبی فعال می شوند خواص سیمانی پیدا می کنند.
– متداول ترین آنها روباره آهن گدازی محصول فرعی کارخانه ذوب آهن می باشد.
تاثیرات افزودنی های شبه سیمان بر روی بتن تازه و سخت شده:
– افزایش کارایی
– تاخیر زمان گیرش
– تقلیل آب انداختگی بتن تازه
– کاهش سرعت آبگیری و دمای حاصل از آن
– مقاومت کم در سنین پائین و مقاومت بیشتر در سنین بالا نسبت به نمونه شاهد
– کاهش نفوذپذیری
– کاهش واکنش قلیایی سنگدانه ها( مصرف 40 تا 60 % وزنی سیمان)
– افزایش مقاومت در مقابل سولفاتها ( مصرف 50% وزنی سیمان)
– کاهش خوردگی میلگردها در اثر نفوذ یون کلر به بتن
مواد افزودنی متفرقه
این مواد شامل مواد ضد رطوبت ، کاهنده نفوذ پذیری ، دوغاب ساز ، گاز ساز و ضد یخها می باشند .
نمونه برداری مواد افزودنی
از هر محموله افزودنی های شیمیایی و معدنی وارد شده به کارگاه قبل از مصرف باید آزمایشهای لازم بر روی آنها بعمل آید .
آزمایشات مواد افزودنی
افزودنی ها با بتنی که قرار است در محل مصرف ریخته شود آزمایشات زیر انجام می شود
1- اسلامپ ASTM C143
2- میزان هوا ASTM C231
3- زمان گیرش ASTM C403
4- مقاومت فشاری ASTM C39
5- مقاومت خمشی ASTM C78
6- مقاومت در برابریخ زدن و آب شدن ASTM C290 – ASTM C291
7- تغییر حجم ASTM C157.
نگهداری و انبار کردن مواد افزودنی بتن
در شرایط مناسب و با رعایت دستورالعمل های اعلام شده از سوی سازنده نگهداری شود.
برخی مواد افزودنی به دلیل از دست دادن کیفیت خود نباید مدت طولانی نگهداری شوند .
در صورت تردید باید نسبت به انجام آزمایش مطابق مشخصات ماده افزودنی اقدام کرد.
افزودنی های بتن
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 متناوبا 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 که ابتدا نوع نفتالین 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 بتن 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 از میان 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 ساز بتنی ایجاد کرده است. این بتن که نیاز به لرزاندن نداشته و خود به خود متراکم می گردد، مشکل لرزاندن در قالب های 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 تا مدتی 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 گرانروی بتن را می افزاید در زیر آب استفاده شده است.
بتن الیافی و افزودنی های مجاز بتون :
تکنولوژی “بتن الیافی” نمونه دیگری از کاربرد کامپوزیتها بهعنوان یک فناوری نوین در صنعت عمران و ساخت وساز میباشد. در گفتگویی با دکتر علیرضا خالو عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی شریف به بررسی این تکنولوژی پرداخته شده است:
سوال: با تشکر از فرصتی که در اختیار ما گذاشتید، بهنظر شما تکنولوژی های نوینی که توجه به آنها، نیاز حیاتی صنعت ساختمان کشور محسوب می گردد، کدامها هستند؟
محورهای سه گانه زیر را میتوان به عنوان مهمترین فناوری هایی که لازم است مورد توجه دستاندرکاران صنعت ساختمان کشور واقع شود، برشمرد:
الف) روشهای سبک سازی بنا:
کشور ما و بالاخص پایتخت بزرگ آن در منطق های زلزلهخیز قرار دارد. همانطور که میدانید میزان خسارات و خرابیهای وارد بر یک بنا در اثر تکانهای زلزله، با وزن آن بنا رابطه مستقیم دارد. هر چه بنا سنگینتر ساخته شود، در برابر خطر ویرانی زلزله آسیب پذیرتر خواهد بود. بنابراین هر اندازه که با بهره گیری از فناوریهای نوین وزن یک ساختمان را کاهش دهیم، سازه در برابر ویرانی ایمنتر خواهد بود. به طور مثال میتوان از پانل های ساندویچی و یا قطعات سبک پیشساخته در ساخت بنا کمک گرفت. در یک ساختمان، اعضایی مانند دیوارهای تیغهایشکل نازک وجود دارد که وظیفه آنها تنها جدا کردن فضای اتاقها از همدیگر است و مسئله مقاومت و تحمل بار در مورد آنها، در درجه بعدی اهمیت قرار دارد. در ساخت این گونه اعضا میتوان به جای استفاده از مصالح سنگین سنتی، از مصالح سبک جدید همچون سفال یا بتنهای سبک کمک گرفت و یا قطعات سبک پیشساخته را به خدمت گرفت.
ب) روشهای تولید سریع و اصولی بنا:
امروزه استفاده از سازههای پیشساخته یکی از سریعترین و اصولی ترین روشهای ساخت بنا و پاسخگویی به نیاز بالای افراد جامعه به انبوهسازی مسکن میباشد. از انجا که حجم اصلی بنا به شکل قطعات از پیشساختهشده در محیط مناسب کارخانه و با استانداردهای صنعت ساختمان تولید میشود، بنای نهایی از کیفیت و یکپارچگی بالایی برخوردار است. از سویی بهعلت سبکی خاص بنا، ساختار سازهای ویژه آنها و اتصال مناسب اجزای سازه، ساختمان میتواند شکل خود را در تکانهای بسیار شدید نیز تا حد زیادی حفظ نماید. استفاده از این تکنولوژی سالها است که در بسیاری از کشورهای پیشرفته دنیا مورد توجه صنعت عمران واقع شده است و از مهمترین روشهای انبوه سازی مسکن به شمار می آید. اما متاسفانه در کشور ما چنان که باید از این فناوری استقبال نشده استو لازم است تا مورد توجه مسئولین، سیاست گذاران و صنعتگران قرار گیرد.
ج- بهره گیری از مواد جدید در بتن
از جمله مواد جدیدی که جایگاه ویژهای در ساختوساز بنا به خود اختصاص دادهاند، افزودنیهای بتن و الیاف تقویتکننده را میتوان نام برد. استفاده از افزودنیهای بتن باعث بهبود خواص مطلوب بتن همچون مقاومت می گردد و در بعضی موارد با کاهشوزن بتن، مصالح بسیار سبکی را فرا راه مهندسین سازنده بنا قرار میدهد. بدون بهره گیری از این افزودنیها بنای برج بزرگ میلاد در شهر تهران امکان پذیر نمیبود.
الیاف تقویتکننده نیز از دیگر مواد عصر حاضر هستند که کاربردهای فراوانی در قسمتهای مختلف ساختمان یافته اند. این الیاف که بیشتر شامل الیاف شیشه، پلیپروپیلن و گاه کربن نیز میشود، در ساخت انواع بتنهای الیافی کاربرد فراوان دارند. همچنین از الیاف شیشه در تولید آرماتورهای سبک و بسیار مقاوم در برابر خوردگی نیز بهره میگیرند. این الیاف، جایگاه نسبتاً مناسبی در تعمیر بناها و تقویت سازه های صدمه دیده دارند و می توانند مقاومت پیچشی و برشی مناسبی را پدید آورند. علاوه بر اینها از ورقههای پارچه فایبرگلاس در تقویت انواع قطعات ساخته شده از بتن مسلح میتوان استفاده نمود.
در مورد تکنولوژی “بتن الیافی” که اشاره کردید توضیح بیشتری بدهید؟
بتن الیافی در حقیقت نوعی کامپوزیت است که با به کارگیری الیاف تقویت کننده داخل مخلوط بتن، مقاومت کششی و فشاری آن، فوقالعاده افزایش مییابد. این ترکیب کامپوزیتی، یکپارچگی و پیوستگی مناسبی داشته و امکان استفاده از بتن به عنوان یک ماده شکلپذیر جهت تولید سطوح مقاوم پرانحنارا فراهم میآورد. بتن الیافی از قابلیت جذب انرژی بالایی نیز برخوردار است و تحت اثر بارهای ضربهای به راحتی از هم پاشیده نمیشود. شاهد تاریخی این فناوری، کاربرد کاهگل در بنای ساختمان است. در واقع بتن الیافی نوع پیشرفته این تکنولوژی میباشد که الیاف طبیعی و مصنوعی جدید، جانشین کاه و سیمان جانشین گل به کار رفته در ترکیب کاهگل شدهاند.
امروزه با استفاده از انواع الیاف شیشه، پلیپروپیلن، فولاد و بعضا کربن، تولید انواع بتن های کامپوزیتی در کاربردهای مختلف صنعتی ممکن گردیده و بهکارگیری آنها در کشورهای پیشرفته دنیا مورد قبول بخش ساختمان و عمران واقع شده است.
موارد استفاده و محدودیتهای کاربری این نوع ترکیب کامپوزیتی کدامها هستند؟
هر فناوری همواره کاربردها و محدودیتهای خاص خود را دارد.بتن الیافی خواص مناسبی همچون شکلپذیری بالا، مقاومت فوقالعاده، قابلیت جذب انرژی و پایداری در برابر ترک خوردن را دارد.