آب بندها برای سازه های بتنی

آب بندها ( واتر استاپ Water Stop ) برای سازه های بتنی

 

 آب بند چیست و مناسب ترین نوع آن کدام است؟
سالهاست استفاده از آب بند (واتر استاپ) به منظور آب بندی درزهای اجرایی و محل های قطع بتن (Construction Joint) متداول است. امروزه تمامی کشورهای توسعه یافته و پیشرفته از آب بندهای هیدروفیلیک یا بنتونیتی برای آب بندی درزهای اجرایی استفاده می کنند نه نوع P.V.C آن، زیرا محل ثابت سازی آب بندها در بین آرماتورها می باشد و با گذشت چند سال از عمر سازه و بررسی شرایط آرماتورها و بتن مشاهده می کنیم آرماتورهای طولی و عرضی که در سمت آبگیر سازه قراردارند به واسطه عبور آب از طریق درز سرد موجود بین مقاطع بتن ریزی شده و لوله های موئین ناشی از تبخیر آب بتن، دچار زنگ زدگی شده که در برخی از موارد با انبساط 6 الی 15 درصدی حجم آرماتورها، بتن دچار ترک خوردگی می گردد. این نقصان عاملی جهت تشدید نفوذپذیری و کاهش شدید طول عمر سازه بتنی می باشد. آب بندهای هیدروفیلیک یا بنتونیتی علاوه بر سهولت و سرعت بسیار زیاد در نصب تمامی نواقص فوق الذکر را رفع می کنند.



برای آب بندی یک سازه بتنی باید دو کار اساسی صورت بگیرد:
• آب بندی خود بتن توسط بتن مناسب
• آب بندی درزهای بتن توسط واتراستاپ

که هر دو صورت می بایست برقرار باشد.

اصول آب بندی بتن
اصلاح منحنی دانه بندی و کنترل میزان فیلر (FILLER) بتن یعنی بیشتری نسبت به سایر مواد داشته باشد و تغییر نسبت مصالح درشت به ریز (در بتن های معمولی شن بیشتر است ولی در اینجا نسبتها برابر باید باشد)، نسبت آب به سیمان حداقل است، از دیگر عوامل موثر ویبره ی مناسب است و برای افزایش ضریب اطمینان لزوما همه بتن ها نیاز به افزودنی ندارند البته اگرخوب اجرا شود.

اصول آب بندی درزها
• واتر استاپ
• درزگیر که به عنوان مکمل استفاده می شود نه به عنوان جایگزین

کاربرد واتراستاپ ها برای آب بندی درزهای اجرایی و درزهای انبساط در سازه های بتنی آبی استفاده می شود.
اهمیت واتر استاپ ها را در سازه های آبی می توان به مانند بادبند ها در سازه ها عنوان نمود.
واتر استاپ طول مسیر جریان و حرکت آب را طولانی می کند تا آب نتواند نشت کند. ضخامت بتن بر اساس میزان نفوذ پذیری از آن جهت اهمیت دارد که اگر ضخامتش بیشتر از میزان نفوذ پذیری آب باشد تا آب از آن عبور نکند.
یکی از نکات در طراحی، عرض واتر استاپ است، که عمق نفوذ بیشتر از یک دور رفت و برگشت باشد.

انواع درزها
1- درزهای ثابت: در این درزها آرماتور قطع نمی شود.
الف) درزهای اجرایی (مثل قطع بتن ریزی و عدم پیوستگی)
ب) ترک

2- درزهای حرکتی:
الف) انبساط حرارتی
ب) انقباض
ج) فرعی ترکیبی

بنا به نوع درزها 2 نوع واتر استاپ داریم که شامل تخت که در وسطش حفره نمی باشد.
همه واتر استاپ ها آج دارند که باعث چسبندگی و افزایش طول مسیر آب می باشند و نوع آنها با توجه به نوع درز تعیین می شوند.
در واتر استاپ هایی که در وسطش حفره دارند، حفره دقیقا وسط درز حرارتی انبساطی می افتد که جلوگیری از بازی کردن درز میشود .
انواع واتر استاپ ها از لحاظ محل قرار گیری در مقاطع بتنی به انواع زیر تقسیم می شوند:
الف) واتر استاپ های میانی
ب) واتر استاپ های کفی (کف استخر)
ج) واتر استاپ های روکار


نکته: در درزهای انبساطی واتر استاپ ها مستقیما با آب در تماس هستند ولی در درزهای اجرائی اینگونه نیست.

عوامل موثر در تعیین اشکال و ابعاد واتر استاپ ها
• نوع و اندازه درز
• محل قرار گیری واتر استاپ ها در مقطع بتنی
• ضخامت قطعه بتنی که واتر استاپ ها در آن قرار دارند
• فشار هیدرواستاتیک درون سازه


نکته 1: دو گوه انتهایی واتر استاپ ها نقش بسیار مهمی در جلوگیری از عبور آب دارد،چون گوه های وسطی که در کشش قرار می گیرند تخت می شوند ولی انتها هیچ تغییری نمی کند.
نکته 2: واتر استاپ به هیچ وجه خم یا سوراخ نمی شود. این واتر استاپ ها را باید از بالا و پایین کاملا مهار شود.


ساده ترین راه همپوشانی (Overlap) هرچقدر که Overlap زیاد باشد به خاطر آج ها دو سر کاملا بر هم منطبق نمی شوند.
بهترین راه Overlap توسط جوش لب به لب توسط دستگاه مخصوص هویه برقی می باشد به این صورت است که دو سر واتر استاپ را ذوب می کنند و به هم می چسبانند.


نکته: دقت شود که واتر استاپ باید ذوب شود نه اینکه بسوزد.
نکته: دقت شود که در هنگام ذوب گاز سمی متصاعد می شود و باید در فضای باز و از ماسک استفاده شود.


مراحل کار: هنگام ذوب کردن هر دو لبه به طور همزمان توسط المانی که وسطش می گذاریم و با گرما می شود.
واتر استاپ در محل عمود بر درز در کشش است و ما در مورد مقاومت کششی این محل اتصال نداریم.

آزمایش کنترل کیفیت واتر استاپ
دو قطعه I شکل از واتر استاپ در هر دو جهت آنها بریده می شود و مورد بررسی قرار می گیرد.
نکته: افزایش طول در زمان بریدگی و مقاومت مهم است.
در سالهای گذشته ار واتر استاپ های مسی استفاده می شد که راحت پاره می شدند و در جوش دادن آنها به مشکل بر می خوردند و در ضمن گران بودند و استفاده از آنها به صرفه نبود.
واتر استاپ های P.V.C در مقابل اشعه ماوراء بنفش خشک و شکننده می شوند.

از ویژگی های واتر استاپ های مرغوب می توان به موارد زیر اشاره کرد:
• دارای رنگ روشن باشد (چون رنگ تیره از جنس مواد کهنه می باشد)،
• سطح آنها حتما آجدار باشد
• زیر تابش مستقیم نور خورشید قرار نگیرد.
• به هیچ وجه سطح آن چرب نباشد.

مقاله کامل استفاده از خرده شیشه در بتن

مقاله کامل استفاده از خرده شیشه در بتن

 

مقدار زیادی از شیشه های مصرف شده دوباره بازیافت می شوند و قسمتی نیز برای مصارف گوناگون از جمله سنگدانه های بتن به کار می روند .مقدار زیادی از این مواد شرط لازم برای بازیافت را فراهم نمی کنند و این مواد برای دفن فرستاده می شوند. فضای مورد استفاده برای دفن قابل توجه است و این فضا می تواند برای مصارف دیگری به کار برده شود. شیشه یک قلیایی غیر پایدار است که در محیط بتن میتواند باعث بوجود آمدن مشکلات ناشی از واکنش قلیایی – سیلیسی (ASR) شود. این ویژگی به عنوان یک مزیت در خرد کردن پودر شیشه و استفاده از آن به عنوان یک ماده پوزولانی در بتن استفاده شده است.

رفتار دانه های بزرگ شیشه را در واکنش قلیایی در آزمایشگاه نمی توان با رفتار واقعی پودر شیشه در طبیعت برابر دانست. تجربه مزایای واکنش پوزولانی شیشه را در بتن مشخص کرده است. می توان در بعضی از مخلوطهای بتن تا %30 وزن سیمان پودر شیشه اضافه کرد و به مقاومت مناسبی دست یافت. همچنین خزش خشک شدن بتن با پودر شیشه نیز در حد قابل قبول و مجاز است. 1 مقدمه شیشه در انواع مختلفی تولید می شود( بسته بندی ، شیشه صاف ، حباب لامپها ، لامپ تلویزیونها و ...)....

اما همه این وسایل عمر مشخصی دارند و نیاز به استفاده دوباره و بازیافت آنها به منظور جلوگیری از مشکلات زیست محیطی که ناشی از ذوب آنها و یا دفن ایجاد می شود احساس می شود. 1-1 بازیافت شیشه شیشه های مصرف شده بصورت تجاری به محلهای مخصوص طراخی شده برای بازیافت یا دفن و یا جمع آوری کربنات و سپس حمل آنها به محلهای دپو می روند. بزرگترین هدف قوانین زیست محیطی تا خد امکان کم کردن ضایعات شیشه و بردن آنها به محلهای دفن و تجزیه شیمیایی آنها به طور اقتصادی است. شیشه یک ماده منحصر به فرد است که می تواند بارها وبارها بدون تغییر در خواصش بازیافت شود. به عبارت دیگر یک بطری می تواند ذوب شده و دوباره به بطری تبدیل شود بدون اینکه تغییر زیادی در خواصش ایجاد شود.

بیشتر شیشه های تولیدی بصورت بطری هستند و مقدرا زیادی از شیشه های جمع آوری شده دوباره برای تولید بطری به کار می روند. اثر این پروسه به شیوه جمع آوری و مرتب کردن شیشه ها با رنگهای مختلف وابسته است. اگر رنگهای مختلف شیشه قابل جدا کردن باشند می توان از آنها جهت تولید شیشه با رنگهای مشابه استفاده کرد. ولی وقتی که شیشه با رنگهای متفاوت با هم مخلوط شدند، برای تولید بطری نامناسب می شوند و باید آنها را در مصارف دیگری به کار برد و یا دفن کرد. آقای ریندل (Rindl) به چند مورد از استفاده های غیر بطری شیشه اشاره می کند که شامل : سنگدانه روسازی راه ،پوشش آسفالت ، سنگدانه بتن ، مصارف ساختمانی ( کاشی شیشه ای ، پانلهای دیوار و ...) ، فایبر گلاس ،شیشه های هنری ،کودهای شیمیایی ،محوطه سازی ،سیمان هیدرولیکی و بسیاری دیگر. استفاده از بتن در سنگدانه های بتن در این مقاله مورد بررسیقرار می گیرد. نگرانی بزرگی که در استفاده از شیشه در بتن وجود دارد واکنش شیمیایی مابین ذرات سیلیس اشباع شیشه و قلیاییهای مخلوط بتن است که به واکنش سیلیسی – قلیایی(Alkali Silica Reaction ASR) معروف است. این واکنش می تواند برای پایداریبتن بسیار خطرناک باشد. به همین منظور باید پیشگیری مناسبی در جهت کمتر کردن اثراین واکنش انجام شود. پیشگیری مناسب می تواند با استفاده از یک ماده پوزولانی مناسبمانند :خاکستر هوایی ،سرباره کوره آهن گدازی و یا میکرو سیلیس (Silica Fume SF) با نسبت مناسب در مخلوط بتن انجام گیرد. حساسیت شیشه به مواد قلیایی این حدس را بوجود می آورد که شیشه درشت و فیبر شیشه می تواند اثر واکنش ASR را کم و یا محو کند. اگرچه این تصور نیز وجود دارد که پودر شیشه می تواند خواص پوزولانی (مانند مواد ذکر شده در بالا) از خود نشان دهد و از اثرات و انجام واکنش ASR توسط دانه های شیشه جلوگیری کند. ریندل نتایج کارهای انجام شده توسط افراد و ارگانهای مختلف را بیان کرد.

برای مثال او به نقل از شرکت Boral می گوید که: پودر شیشه آهکی سیلیکاتی رد شده از الک 100# در جهت کاهش ASR است. همچنین مرکز زمین پاک واشنگتن بیان می کند که دانه های ریز (پودر) می توانند بتن را بوسیله آزمایش ASR تضعیف کنند. همچنین کارهای انجام شده توسط آقای Samtur بر روی این موضوع بیان می کند که پودر شیشه رد شده از الک 200# می تواند مانند یک ماده پوزولانی و در جهت کاهش اثر واکنش سنگدانه ها (ASR) عمل کند. همچنین آقای Pattengil نیز به همین نتایج دست یافت. اخیرا مرکز تحقیقات انرژی ایالت نیویورک حمایتهای مالی تحقیق بر روی کاربرد شیشه بازیافتی برای بلوکهای بنایی بتنی را انجام داده و نشان داده که شیشه ضایعاتی می تواند هم به جای سنگدانه و هم به عنوان ماده افزودنی (با ایجاد شرایط مشخص) در بتن استفاده شود. آقای Bazant بیان می کند که ذرات شیشه خدودباعث انبساط زیادی می شوند. اگرچه ذرات کوچکتر از mm 0.25 در آزمایشگاه باعث هیچ گونه انبساطی در بتن نگردیدند. آقایان Baxterو Meyer فهمیدند که ذرات شیشه حدود mm 1.2 باعث بیشترین انبساط ملات در بین دانه های با اندازه mm 4.75 تا mm 0.15 می شوند. آنها فهمیدند که بیشترین انبساط وقتی حاصل می شود که 100% ذرات شیشه بصورت سنگدانه باشند و اگر شیشه های سبز بیش از 1% اکسید کرم داشته باشند اثر مثبتی بر واکنش ASR دارند. mm1.5

آقایان Carpeneter و Cramer گزارش می دهند که پودر شیشه بر کم کردن اثر واکنش ASR در آزمایش تسریع شده ملات مانند اثر خاکستر بادی و میکروسیلیس و سرباره موثر است. این نشان می دهد که پودر شیشه می تواند انبساط ناشی از ASR را در سنگدانه های حساس و شیشه های دانه ای متوقف کند. از مطالب بالا نتیجه گیری می شود که شیشه می تواند به سه صورت در بتن استفاده شود: درشت دانه ریز دانه پودر شیشه درشت دانه و ریز دانه می توانند باعث واکنش ASR در بتن شوند. اما پودر شیشه می تواند اثر ASR آنها را کاهش دهد. در بعد تجاری بسیار به صرفه است که پودر شیشه به جای سیمان مصرف شود تا اینکه شیشه بهعنوان سنگدانه در بتن مصرف شود. پودر پودر شیشه یک ماده با ارزش است که از شیشههایی که برای بازیافت مناسب نیستند به دست می آید. در قسمتهای بعدی اطلاعاتی در مورد استفاده از شیشه در بتن در سه خالت ذکر شده ارائه می گردد. کارهای آزمایشگاهی سه مورد از کاربردهای شیشه در بتن در برنامه تحقیق ARRB مشخص شده است. اینها شامل : شیشه های درشت دانه شیشه های ریزدانه و پودر شیشه است. حدود ذرات برای هر شاخه در زیر ذکر شده است. شیشه درشت دانه mm 12-4.75 CGA شیشه ریز دانه mm4.7-0.15 FGA پودرشیشه کوچکتر از mm0.01 GLP ترکیب شیمیایی تولیدات یک تیپ شیشه مشابه هستند. همچنین در جدول زیر ترکیب شیمیایی شیشه ها با رنگهای مختلف ارائه شده است.

شیشه های درشت دانه و ریز دانه جهت جایگزینی حدود اندازه های مشابه سنگدانه های طبیعی به کار می روند. پودر شیشه به عنوان یک ماده پوزولانی مورد مطالعه قرار می گیرد(مانند کاربرد خاکستر هوایی و میکروسیلیس). مقایسه ای بین مواد مخلوط در شیشه شکسته و پودر شیشه و میکروسیلیس در جدول زیر نشان داده شده است. مواد طبیعی استفاده شده در این کار شامل ماسه طبیعی بتن ویکتوریا و سنگ شکسته طبیعی بازالتی بود. یکسری سنگدانه فعال خاکستری از NSW برای تشخیص اثر پودر شیشه بر توقف انبساط AAR (Alkali Aggregate Reaction) مصرف شد. 3- سنگدانه های درشت و ریز شیشه در بتن تاثیر خصوصیات فیزیکیسنگدانه های شیشه ای مانند اندازه آنها در مخلوط بتن مشخص است.

شیشه بنابر طبیعت اشباع از سیلیس و شکل بی ریخت ملکولی آن به حمله شیمیایی مخیط قلیایی که در بتن هیدراته شده ایجاد می شود حساس است. این حمله شیمیایی می تواند تولید تغییر شکلهای وسیعی بر ژل AAR بتن داشته باشد که توسعه پیدا می کند و اگر پیشگیریهای مناسب در فرمولاسیون طرح اختلاط لحاظ نشود باعث ترک خوردن زودرس بتن می شود. طبیعت واکنش شیشه در کاربرد آن در بتن بسیار اهمیت دارد. برای مثال بعضی از سنگدانه های طبیعی می توانند وقتی که به مقدار کمی در بتن استفاده می شوند باعث انبساط بیش از اندازه بتن شوند و بعضی دیگر به صورت 100% در بتن استفاده می شوند. واکنش سنگدانه ها بوسیله آزمایش تسریع شده استوانه ملات (AMBT) مشخص می شود (ASTM C1260). نتایج آزمایش AMBT نشان می دهد که مخلوط با شیشه بیشتر در ملات انبساط بیشتری نیز داشته است. شکل 2 این اثر را نشان می دهد. شرط برای این آزمایش این است که انبساط کمتر از 0.1% در عمر 21 روزه نشان دهنده سنگدانه غیر فعال و بیش از 0.1% در عمر 10 روزه نشان دهنده سنگدانه فعال است. انبساط کمتر از 0.1% در 10 روز ولی بیش از 0.1% در 21 روز نشان دهنده سنگدانه با واکنش آهسته است. بر اساس این شرط شکل 2 نشان می دهد که استفاده از بیش از 30% شیشه در بتن ممکن نیست اثرات زیانباری داشته باشد. (مخصوصا اگر قلیاییهای بتن کمتر از kg3 Na2O در یک متر مکعب باشد). بتنهای با قلیایی بیشترممکن است انبساطهای بیشتری را بوجود بیاورند. این موضوع در شکل 3 برای چهار اندازهاز ذرات شامل پودر (کمتر از mm0.01) ماسه خیلی ریز (mm0.3-0.5) و دو قسمت سنگدانهبزرگتر نشان داده شده است. نتیجه نشان داده شده در شکل 3 نشان می دهد که اندازه هایشیشه زیر mm0.3 اختمال کمی برای انبساط خطرناک دارند ولی اندازه های بزرگتر ازممکن است باعث انبساطهای قابل ملاخظه ای شوند. بنابراین اندازه انبساط وابسته به میزان شیشه موجود، اندازه ذرات و میزان قلیاییهای مخلوط است.این نتایج نشان می دهد که شیشه می تواند ژلAAR تولید کند و اگر اندازه ذرات به اندازه کافی کوچک شود می تواند به عنوان یک ماده پوزولانی عمل کند. mm0.6

مشخص شده است که فعالیت سنگدانه ها و انبساط حاصله می تواند با بکار بردن میزان مناسب از مواد با خاصیت سیمانی شدن مانند میکرو سیلیس و خاکستر هوایی کنترل شود. همچنین پودر شیشه ریز می تواند بصورت مشابه عمل کند. با توجه به کاربرد سنگدانه های ریز و درشت که مورد بررسی قرار گرفتند مخلوطهای آزمایشی با توجه به میزان سنگدانه های ریز و درشت مناسب در مخلوط بتن گسترش یافته اند. آزمایشات به سمت تولید بتن با حدود Mpa32 تحمل پیش رفتند. مخلوط محتوی Kg/m3255 سیمان و Kg/m3 85 خاکستر هوایی بود. میزان شن و ماسه به ترتیب Kg/m3 1080 و Kg/m3780 مناسب به نظر می رسید.

بعد از تعدادی سعی و خطا فرمولی رضایتبخش به سمت ویژگیهای مناسب بتن تازه جهت این مخلوط پیدا شد که به صورت زیر است: این موضوع از مقاومت بتنها آشکار است که این مخلوطها به راحتی به مقاومت Mpa32 رسیده و ختی از آن عبور می کنند( در حالی که از مقدار زیادی شیشه بازیافتی استفاده شده است). برای مصارف غیر سازه ای که مقاومت کمتری مورد نیاز است از همین مخلوط بدون کاهش دهنده (روان کننده) آب می توان استفاده کرد. دو مخلوط بتن با 50% شیشه درشت دانه و با یا بدون 50% شیشه ریز دانه در جدول 4 تشریح شده است. با توجه به وجود 25% خاکستر هوایی در مخلوط ،بتن از واکنش ASR نیز محفوظ است. جمع شدگی ناشی از خشک شدن این مخلوطها خوب و زیر مرز 0.075% که توسط استاندارد استرالیا معین شده ، بود. شکل 4 منحنی جمع شدگی خشک شدن متوسط را برای نمونه های با میزان شیشه متفاوت نشان می دهد. با توجه به مطالب بالا به این نتیجه می رسیم که مقدرا حتی بیش از 50% از هر کدام از درشت دانه یا ریز دانه می توانند در مخلوط بتن سازه ای یا غیرر سازه ای مصرف شوند. اگرچه دیگر پارامترهای مهندسی این مخلوطها نیاز به تحقیق و بررسی بیشتری دارند. 4- اثرات پودر شیشه بر مقاومت ملات تقسیم اندازه ذرات پودر شیشه (GLP) بصورت زیر است: اندازه ذرات کوچکتر از 5 میکرون 5-10 میکرون 10-15 میکرون بزرگتر از 15 میکرون درصد 39 49 4.4 7.6 سطح مخصوص پودر شیشه m2/Kg 800بود که تقریبا دو برابر بیشتر سیمانهای موجود است. اثرات جایگزینی پودر شیشه با سیمین یا ماسه بر مقاومت مکعبهای ملات ( نسبت سنگدانه به سیمان 2.25 و نسبت آب به سیمان 0.47) در شکلهای 5 و 6 نشان داده شده است. در مورد جایگزینی سیمان ممکن است کاهش مقاومت 28 روزه پیش بیاید که یک اثر کوتاه مدت است و خواص پوزولانی را آشکار می کند. همچنین خاکستر هوایی نیز وقتی که با میزان مشابه سیمان جایگزین می شود اثری مشابه تولید می کند. مقاومتهای طولانی تر با میکرو سیلیس مورد مطالعه قرار گرفتند. این سری از نمونه ها تشکیل شده بود از : نمونه کنترلی که ریزدانه فعال خاکستری داشت ، نمونه با 10% میکروسیلیس ، با 20% پودر شیشه ، با 30% پودر شیشه که با سیمان مساوی جایگزین شده بودندو در یک نمونه نیز 30% پودر شیشه جایگزین سنگدانه ها شده بود. شکل 7 مقاومت این نمونه ها را در عمر 270 روزه نشان می دهد. سه نتیجه نشان می دهد که جایگزینی 10% بخار سیلیس مقاومت بیشتری از جایگزینی GLP دارد. ولی همچنین نشان می دهد نمونه ملاتی که حاوی GLP باشد برای مدت طولانی تری رشد مقاومت خواهد داشت (به خاطر واکنش پوزولانی). باید توجه شود که وقتی 30% ماسه با پودر شیشه جایگزین می شود مقاومت 90 روزه برابر مقاومت مخلوط حاوی میکروسیلیس است. برای بررسی اثر مثبت جایگزینی پودر شیشه به جای سنگدانه ها دو آزمایش اضافی بر روی مکعبهای ملات انجام شد (270 روز عمل آوری شده).

در یک سری از نمونه ها 20% از سیمان با پودر شیشه جایگزین شد و در سری بعدی به علاوه 20% سیمان 10% از سنگدانه ها نیز جایگزین شدند. شکل 8 نشان می دهد که این جایگزینی به صرفه است (احتمالا به خاطر بهبود دانه بندی و واکنش پوزولانی). همچنین باید توجه شود که مقاومت مخلوط با 20% شیشه به جای سیمان و 10% به جای سنگدانه ها به مقاومت مخلوط محتوی میکرو سیلیس رسیده و از آن تجاوز می کند. ظاهرا اثرات سود آور مقایسه شده میکرو سیلیس بر مقاومت نسبت به پودر شیشه بصورتی زیاد در این آزمایش افزایش یافته اند. زیرا مخلوط با میکروسیلیس حاوی 90% سیمان است ولی مخلوطهای با پودر شیشه حاوی 80 و 70% سیمان هستند. برای مقایسه مبتنی بر میزان سیمان مساوی ، آزمایش مقاومت ملات بر روی دو سری از نمونه ها که حاوی شیشه دانه بندی شده به جای ریزدانه (80% شیشه و 20% ماسه طبیعی) که 30% از سیمان نیز با مواد دیگر جایگزین شده بود انجام شد. در یک نمونه 30% از سیمان با پودر شیشه جایگزین شد و در دیگری با مخلوطی از 10% میکروسیلیس و 20% سنگ بازالتی غیر پوزولانی نرم و ساییده شده. در این روش میزان سیمان هردو نمونه مساوی است. شکل 9 نشان می دهد که نتایج مقاومت برای هر دونمونه تقریبا یکسان است. باید به این نکته توجه شود که مقاومتهای نشان داده شده در شکلهای 7 و 9 به علت تفاوت کلی در سنگدانه های ملات اساسا قابل مقایسه نیستند. 5- اثر پودر شیشه بر انبساط ملات همانطور که در شکلهای 2 و 3 نشان داده شده دانه های در حد ماسه شیشه می توانند باعث واکنش قلیایی سنگدانه ها بصورت خطرناکی باشند ( مخصوصا در میزان بالای شیشه در آزمایش تسریع شده ملات). بنابر این 6 سری نمونه های ملات محتوی 80% دانه های شیشه فعال ساخته شد. نمونه کنترلی که حاوی سنگدانه و سیمان معمولی بود، و در 5 نمونه دیگر سیمان با 5% و 10% میکروسیلیس و 10 و20 و 30% پودر شیشه جایگزین شده بودند.

شکلهای 10 و 11 نشان می دهند که این ترکیبات (هردو حالت GLPو میکروسیلیس) در کاهش انبساط واکنش AAR موثر هستند به شرط اینکه به اندازه مناسب مصرف شوند (10%میکروسیلیس و <20%GLP). این نتایج نشان می دهد که نقش 20 و 30% GLP در توقف واکنش AAR بیشتر از 10% میکروسیلیس است. با وجود مقدار زیاد کربنات سدیم در شیشه (حدود13%) این نکته مهم است که خود دانه های پودر شیشه باعث انبساط طولانی مدت ملات نشوند و یا باعث تحریک سنگدانه های فعال مخلوط نباشند. آزمایش طولانی مدت استوانه ملات در 38 درجه سانتیگراد و 100% اشباع با سنگدانه های فعال و غیر فعال و با میزان جایگزینی مساوی سیمان (مانند آنچه در بالا گفته شد) انجام شد. انبساط کمتر از 0.1% در یک سال نشان دهنده ترکیب بی ضرر است. شکل 12 نشان می دهد که وقتی سنگدانه ها غیر فعالند خود GLP باعث انبساط مخلوط نمی شود. اما شکل 13 نشان می دهد که وقتی سنگدانه ها فعال هستند وجود 30%GLP باعث تحریک واکنش سنگدانه های خیلی حساس هم نمی شود. همچنین وقتی که سیمان جایگزین نشود و 30% GLP به جای سنگدانه استفاده شود باعث انبساط خطرناک استوانه ملات نمی شود. اطلاعات نشان می دهد که GLP می تواند بدون ترس از اثرات زیانبار آن استفاده شود. 6 -پودر شیشه در بتن اثر پودر سیسه بر انبساط بتن مشخص شد.

یکسری سنگدانه خیلی فعال در منشور بتن (بر اساس ASTM C1293) استفاده شد.انبساط خطرناک در این آزمایش 0.03% تا 0.04% در یک سال است. شکل 14 نشان می دهد که 40% GLP که پتانسیل رها سازی قلیایی بیشتری از 30%GLP دارد می تواند تا 80% از انبساط ناشی از سنگدانه های فعال جلوگیری کند. برای سنگدانه های کمتر فعال نیز انبساط متوقف می شود. این امر نشان دهنده اثر مثبت GLP در بهبود دوام بتن است. وقتی که نسبتهای متفاوتی از GLP با سنگدانه های غیر فعال در بتن با قلیایی بالاتر (Na2O/m3 5.8) استفاده می شوند خود شیشه نیز باعث انبساط خطرناکی در مخلوط نمی شود. نتیجه آخر اینکه GLP اثر زیان آوری بر مخلوط بتن ندارد. 1-6- اثر پودر شیشه بر خزش و مقاومت بتن به تعداد نمونه های شکل 15 ولی با قلیایی کمتر برای تعیین خزش خشک شدن بتن با مقادیر مختلف GLP و میکروسیلیس استفاده شد. اطلاعات طولانی مدت نشان داده شده در شکل 16 نشان می دهد که خزش خشک شدگی مخلوطهای متفاوت زیاد نیست و به راختی استانداردهای AS3600 را برآورده می کند.(کمتر از 0.075% در 56 روز) مقاومت نمونه های ساخته شده در شکل 17 نمایش داده شده است.

به نظر می رسد که اگرچه مخلوطهای محتوی GLP مقاومت اولیه کمتری دارند (با توجه به سیمان کمتر) ولی به رشد مقاومت خود در محیط نمناک ادامه می دهند و به مقاومت نمونه کنترلی نزدیک می شوند. همچنین وقتی که GLP با ماسه جایگزین می شود مقاومت بصورت چشمگیری از نمونه کنترلی بیشتر است. رشد ممتد مقاومت به وضوح اثر مثبت واکنش پوزولانیرا در بتن نشان می دهد. 7-بافت میکروسکوپی ملات محتوی پودر شیشه نمونه های ملات محتوی GLP که 270 روز در محیط نمناک بودند بوسیله میکروسکوپ الکترونی اسکن شدند. این نمونه های ملات نشان دهنده خصوصیات بتنهای با عمر مشابه نیز بودند. شکل 18 نشان دهنده بافت میکروسکوپی متراکم در ملات با 30% GLP است و اثر واکنش پوزولانی شیشه را در بتن نشان می دهد. در هر دو مورد شکست سطح نمونه ملات حاکی از بافت میکروسکوپی متراکم بود. 8- نتیجه اطلاعات موجود در این مقاله نشان می دهد که پتانسیل زیادی در بازیافت شیشه و مصرف آن در حالتهای پودر ،ریزدانه و درشت دانه وجود دارد. این نتیجه نهایی می تواند حاصلشود که می توان با جایگزینی شیشه با مواد گرانقیمت تری مانند میکروسیلیس یا خاکسترهوایی و یا حتی سیمان در هزینه ها صرفه جویی کرد. GLP

مصرف پودر شیشه در بتن می تواند از انبساط ASR در حضور سنگدانه های فعال جلوگیری کند. همچنین بهبود مقاومت پودر شیشه در ملات و بتن چشمگیر است. آزمایشات بافت میکروسکوپی نشان دهنده این است که پودر شیشه می تواند یک مخلوط متراکم تر تولید کند و خصوصیات دوام بتن را بهبود ببخشد. این نتیجه که 30% پودر شیشه می تواند به جای سیمان یا سنگدانه در بتن (بدون نگرانی از اثرات زیانبار طولانی مدت) جایگزین شود حاصل شد. بیشتر از 50% از هر دو (پودر شیشه یا سنگدانه شیشه ای) می تواند در بتن با رده مقاومت Mpa 32 باعث بهبود قابل قبول مقاومت بتن شود.

مبانی بتن

مبانی بتن

 

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 می­باشد.
   - 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 می­چسباند.
   - دانه ­ها به دو گروه ریزدانه که تا ¼ اینچ (6میلیمتر) و درشت دانه که روی الک شماره 16 (1.18 میلیمتر) تقسیم می­شوند.

   - خمیر سیمان عموما حدود 25 تا 40% کل حجم بتن را تشکیل می­دهد 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 می­دهد 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 (Air-entraining  )

2.    مواد افزودنی کاهنده آب (Water Reducing)

3.    مواد افزودنی کندگیرکننده (Retarding)

4.    مواد افزودنی تسریع کننده (Accelerating)

5.    پوزولانها

6.    مواد کارائی ساز شامل روان سازهای اعلا (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 سطح  بتن 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 زنگ  یا 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 لایه­های افقی با ضخامت یکنواخت  ریخته 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 که هنگام ریختن بتن تازه روی بتن سخت شده روی می­دهد.

   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 بتن به اندازه کافی مقاومت پیدا نکرده تا بتواند به طور رضایت بخشی تنشهای ناشی از بار مرده و نیز هر گونه بار اجرایی((construction 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 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 طور  مستقیم 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 دوغاب زده شوند.

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 می           توان 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. 

بتن پیش فشرده

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.

تعریف سيمان و توضیحات و ویژگی ها

تعریف سيمان و توضیحات و ویژگی ها

مقدمه

 با توجه به تحولات قرن اخير كه در كليه علوم و فنون منجمله در صنعت ساختمان سازي احتياج به گردش شهرها كارشناسان متوجه شدند كه شهرها مي‌بايد بطور عمودي گسترش يابد در نتيجه ساختمانهاي يك يا دو طبقه قرون 18 و 19  به ساختمانهاي بلند قرن بيستم تبديل گرديد رفته رفته مصالحي مانند آجر و آهك و ملاتهاي كم مقاومت منسوخ شده و مصالح مرغوب‌تري كه بتواند بارهاي فشاري و كششي بيشتري را تحمل نمايد مورد توجه قرار گرفت كه در رأس و انواع فولاد مي‌باشد.

 

مواد اوليه و روند تهيه سيمان

موادي كه براي پختن سيمان به كوره مي‌روند از دو ماده‌ي اصلي تشكيل شده تقريبأ شامل تمام مواد مورد نياز سيمان پزي است. اين دو ماده عبارتند از خاك رس و سنگ آهك.

 

مواد تشكيل دهنده‌ي سيمان به طور مجزا

1-   ( آهك زنده )         60%  تا 70%                     

2- ( سيليس )            حدودأ    20%

3- ( اكسيد آلومنيم )  حدودأ   6%  

4- ( اكسيد آهن )      حدودأ    4%

5-   ( اكسيد منيزيم )   حدودأ    3%  

6-  و (ديگر اكسيد )     حدودأ    2%

7- مواد ديگر      حدودأ    3%

اكسيد‌هاي فوق ممكن است بصورت كربنات يا سولفات وارد شوند كه در حرارتهاي اوليه تجزيه گشته و به اكسيد تبديل مي‌شوند مانند كربنات كلسيم. به هر حال سنگ آهك و خاك رس را به نسبت تقريبي 75 درصد آهك و 25 درصد خاك‌رس مخلوط مي‌كنند و به كوره مي‌برند.

مراحل توليد سيمان

مراحل مختلف پخت سيمان در كوره سيمان پزي:

حرارت در ابتداي كوره(يا كوره‌پيش‌داغ‌كن)در حدود 100و تا اواسط كوره به  1500 مي‌رسد.

در حرارت 300 متصاعد شدن گاز متصاعد شدن گاز  موجود در كربنات منيزيم (  ) و تشكيل  

در حرارت 500 تا 600  متصاعد شدن آب شيميايي خاك‌رس

در حرارت 600 تا 800  متصاعد شدن  موجود در كربنات كلسيم (آهك زنده) در كنار عناصر موجود درخاك رس‌تشكيل  و نيز آغاز فعل وانفعالات ميان ‌آهك وسيليس وتركيب‌ شدن‌ آن ‌دو با يكديگر

 از دماي 800 درجه به بالا تركيبات اصلي سيمان به قرار زير مي‌شوند:

در 800 مونوكلسيم آلومينات به فرمول   با علامت اختصاري CA

در 900 مونوكلسيم سيليكات به فرمول  به علامت اختصاري CS

در 950 پنتاكلسيم آلومينات به فرمول  به علامت اختصاري

در 1200 دي‌كلسيم سيليكات به فرمول  به علامت اختصاري

در 1300 رسيدن قسمتي از مواد به مرحله‌ي تعريق و ذوب شدن و تشكيل تري‌كلسيم آلومينات به فرمول  به علامت اختصاري  و نيز تتراكلسيم آلومينات فريت به فرمول   به علامت اختصاري

در 1450 تري‌كلسيم سيليكات به فرمول  با علامت اختصاري

و در 1500   تبديل كليه عناصر فوق به چهار عنصر اصلي سيمان.

 

در زير هر يك از قازهاي كلينكر را مورد بررسي قرارمي‌دهيم:

الف) تري كلسيم سيليكات (  ):

از مهمترين فازهاي كلينكر سيمان پرتلند، فازتري كلسيم سيليكات است كه اصطلاحأ فازآليت ناميده مي‌شود. در سال 1952، SEFFERY نشان داد، كه آليت خالص (  ) به فرم تري كلينيك است،اما مقادير كمي از محلول جامد سبب مي‌شود كه به فرم مونوكلينيك يا تري گونال در آورده شود. وي فرم مونوكلينيك را در كلينكر سيمان پرتلند شناسائي كرد.در دماي كمتر از 1250 آليت به  تجزيه مي‌شود و اين واكنش معمولأ هنگامي كه كلينكر آهسته سرد مي‌شود، رخ مي‌دهد اگر كلينكر حاوي  باشد به علت وجود شرايط احياء كننده تجزيه  تسريع مي‌شود.

از لحاظ مقداري و خواص مقاومتي سيمان، تري كلسيم سيليكات جزء مهم سيمان مي‌باشد و به سرعت هيدارت و سخت مي‌شود و عمداتأ گيرش اوليه و مقاومت اوليه سيمان، مربوط به اين تركيب است.عمومأ مقاومت اوليه بتن ساخته شده با سيمان پرتلند، با افزايش درصد   زيادتر مي‌شود.

 

ب) دي كلسيم سيليكات( ):

دي كلسيم سيليكات خالص در كلينكر سيمان وجود ندارد بلكه حاوي يون‌هاي خارجي است اين سيليكات در دماي كلينكر سازي به دو فرم جامد وجود دارد، ولي در كلينكر با استاندارد آهك بالا، به مقادير كم وجود دارد. افزايش مقاومت ناشي از آن آهسته است، اما در مدت زمان طولاني ( يك سال ) مقاومتش به اندازه‌ي آليت خواهد شد.  مي‌تواند به جهار فرم  موجود باشد.
نوع دي‌كلسيم سيليكات در كلينكر وجود دارد و در دماي اتاق به فرم تبديل مي‌شود، كه فرم پايدارتر است، اما فاقد خصلت هيدروكيلي اين تفصير ( ) را افزايش حجمي حدود ٪15 همراه است، كه سبب مي‌شود تا اصطلاحأ كلينكر افت پيدا كند. با سريع سرد كردن و استفاده از يون‌هاي خارجي مي‌توان سبب پايداري فرم بليت شده و مانع از اين تبديل شده موادي كه امكان دارد در محلول جامد  در سيمان پرتلند باشند عبارتنداز:  . فازهاي آلومينات وفريت بلوري اگر به اندازه‌ي كافي ريز باشند‌مي‌توانند‌به‌صورت‌ماده‌ي‌واسط‌در‌آن باشند.

 

ج) تري كلسيم آلومينات ( ):

فاز آلومينات به فرم  حاوي يون‌هاي خارجي است. امكان دارد كه قلياها (  ) هر يك به مقدار ٪5 وزني در آن باشند. فاز آلومينات بيشترين واكنشگري را دارد و با وجود قلياها اين خاصيت بيشتر مي‌شود. وجود فازهاي نيز گزارش شده است.به علت سريع بودن واكنس فاز آلومينات در شروع هيدارتاسيون، براي به تأخير انداختن گيرش مقداري سولفات به صورت گچ به سيمان اضافه مي‌كنند. فاز آلومينات همراه با آليت و بليت سبب افزايش مقاومت اوليه سيمان در حال سخت شدن مي‌شود و در خلال چند روز اول آبگيري و سخت شدن گرماي زيادي آزاد مي‌كند. سيمان‌هايي كه درصد  در آنها كم باشد به ويژه در برابر خاك‌ها وآب‌ها حاوي سولفات، مقاوم‌اند.

 

د) تتراكلسيم آلومينوفريت (  ):

فاز فريت كلينكر سيمان پرتلند، كه ميلريت قهوه‌اي ناميده مي‌شود، محلول جامدي است كه به سري‌هاي  تعلق دارد. اغلب اين فاز را به صورت  نشان مي‌‌دهند. يون هاي خارجي نيز در فاز فريت وجود دارند. ( )  خالص فهوه‌اي رنگ است و اگر  داشته باشد رنگ خاكستري تا سبز تيره خواهد داشت. اين فاز يك واكنش دهنده‌اي با سرعت بسيار كم است و در خواص سيمان اهميت كمي دارد ودماي كلينكر شدن را كاهش مي‌دهد و بنابراين در توليد سيمان مشاركت دارد اكثرآثار رنگي سيمان ناشي از  و آبگيرآن هستند.

هـ) ديگر فاز‌هاي كلينكر سيمان:

كلينكر سيمان حاوي  آزاد ( آهك تركيب نشده ) تا 20٪ وزني است، كه حضورآن نشان دهندة تهيه و آماده‌سازي نامناسب خوراك خام (از لحاظ ناهمگني و يكنواختي و درشت بودن آنها ) و يا پخت نامناسب (چون با اكسيد‌هاي ديگر تركيب نشده)‌ و يا آهسته بودن سرعت سرد شدن آنها (تجزية جزئي  يا  رخ مي‌دهد) و يا بالا بودن مقدار آهك (Lsf lll >  100) است.

وجود آهك آزاد به غاظت‌هاي زياد ( بيش از 5/2 درصد وزني ) نامطلوب است، چون سبب پديدة انبساط در ملات و بتن مي‌شود{ }

كلينكر‌هاي غني از حاوي  آزاد ( پريكلاز ) هستند. حدود 2تا 5/2 درصد وزني از  به فرم محلول جامد در فاز‌هاي ديگر كلينكر موجود است. مقادير و نسبت  كه با فاز‌هاي ديگر تركيب مي‌شود به تركيب شيميائي كلينكر و شرايط توليد آن بستگي دارد. وجود پريكلاز نامطلوب است، چون سبب انبساطي مشابه انبساط آهك مي‌شود. پريكلاز با دانه‌هاي ريز سبب انبساط كمتري نسبت به همان مقدار پريكلاز با فرم بلوري درشت مي‌شود. همين امر نيز در مورد آهك صادق است.

اثرات زيان‌بار  را مي‌توان تا حد زيادي با سريع سرد كردن كلينكر كاست.

انبساط   نيز   مشابه  آهك در اثر تركيب  شدن  آن  با  آب است. از اثرات  انبساطي آن   به   عنوان  " ناسالم بودن" سيمان ياد مي‌شود.

خاك‌رس و شيل كه معمولأ در توليد سيمان پرتلند استفاده مي‌شوند.اغلب داراي سولفات‌ها و سولفيد‌ها هستند و از طرفي سوخت مورد استفاده غالبأ داراي گوگرد است. پس در كوره در دما‌هاي كلينكر سازي  توليد مي‌شود، كه اين  مي‌تواند با مواد قليائي واكنش داده و سولفات‌هاي قليائي را ايجاد كند. وجود سولفات‌هاي  بررسي و معلوم شده است. بعضي معتقدند كه  تمايل دارد با نسبت مولي  با قليا‌ها واكنش بدهد و بعضي معتقدند كه  با  ( مرجع بر ) واكنش مي‌دهد.

Newkirk  اينطور فكرمي‌كند كه حضور قليا از سه طريق بر روي فرآيند پخت اثر مي‌گذارد:

توسط تشكيل تركيبات جديد ( مانند  و.... )

كاهش دماي تشكيل مايع با جابجا كردن مرز‌هاي فاز اوليه.

بزرگتر ساختن منطقة فازي .

 

الف) هيدراتاسيون تري كلسيم آلومينات:

 كه به خوبي آسياب شده است، سريعأ با آب واكنش مي‌دهد. در حضور آب زياد مقدار زيادي بلورهاي ورقاي هگزاگونال مشاهده مي‌شود.اين بلورها سريعأ تشكيل مي‌شوند و حاوي  هستند.

واكنش زير بين  وآب در غياب گچ بصورت زير است:

 

و هنگامي كه هيدروكسيد كلسيم وجود داشته باشد، نيز واكنش مي‌دهد:

( هيدروكسيد كلسيم از هيدراتاسيون آليت و بليت ايجاد مي‌شود).

هر دو واكنش منجر به گيرش سريع خمير سيمان مي‌شوند.از سولفات‌ها به فرم گچ يا
( anhydrite) انيدريد  به عنوان به تأخير اندازنده‌ي گيرش سيمان استفاده مي‌شود و واكنش هيدراتاسيون در حضور سولفات‌ها به اين صورت است.

 

ب) هيدراتاسيون تري كلسيم سيليكات (آليت):

آليت با آب واكنش داده و سيليكات‌هاي كلسيم هيدراته ( فازهاي ) را كه با مقداري كمتري آهك هستند ايجاد مي‌كند و هيدروكسيد كلسيم نيز تشكيل مي‌شود.واكنش هيدراتاسيون آن به صورت زير است:

هيدروكسيد كلسيم + فاز CSH     آب + آليت

 

هيدرات‌هاي سيليكات كلسيم از لحاظ شكل بلورها و تركيباتشان بسته به شرايط تشكيل ( نسبت آب به سيمان و دما و . . .) متفاوت هستند. اين هيدرات‌ها هميشه ريز هستند و به خميرسيمان سخت‌شده مقاومت مي‌دهند. هيدروكسيد كلسيم در نتيجه‌ي هيدراتاسيون آليت تشكيل مي‌شود، كه محيط را شديداً قليائي مي‌كند (PH=12) و اين PH زياد از خوردگي فلزات جلوگيري مي‌كند و در واقع همراه با بتن‌ مي‌توان فلزات از در ساختمان استفاده و از آنها محافظت كرد.

 

ج‌ـ هيدراتاسيون دي‌كلسيم سيليكات (بليت)

چهارگونه (پلي معروف) اصلي  ،  و  و  هستند، كه معمولاً تنها نوع  و گاهگاهي فرم  يا  در سيمان پرتلند وجود دارد: فرم  به آهستگي مورد حمله‌ي آب قرار مي‌گيرد و پس از گذشت چند هفته در زير ميكروسكوپ تنها يك سطحي كه پوششي از يك سيليكات هيدراته آمورف را دارد و با گذشت زمان ضخامت آن به آهستگي افزايش مي‌يابد را نشان مي‌دهد. واكنش  به طور قابل توجهي آهسته‌تر از  است و اساساً هيدروكسيد كلسيم كمتري تشكيل مي‌شود و بعد از هفته‌ها با ميكروسكوپ قابل رؤيت نيست. ژل توبرموريت (C-S-H) توليد شده از نوع  است. واكنش  با آب به صورت زير است:

و واكنش كلي آن را براي هر مقدار آب به صورت زير نشان مي‌دهند:

در دماهاي معمولي  آهسته‌تر از فرم  با آب واكنش مي‌دهد، اما بالاخره سيليكات هيدراته مي‌شود. آهسته بودن سرعت هيدراتاسيون  به اين دليل است، كه ترتيب قرارگيري اتم‌هاي اكسيژن به دور يون‌هاي كلسيم در اين فرم منظم است، اما در گونه‌هاي ديگر نامنظم است. اين ايده بيانگر اين مطلب است، كه عوامل ترموديناميكي بر روي هيدروليزسيليكات‌ها مؤثرند و انرژي شبكه‌ي آن و گرماهاي هيدراتاسيون (سلواته‌شدن) يون‌‌هاي تشكيل‌دهنده‌ي آن همچنان از جمله عوامل مؤثر بر هيدروليز مي‌باشند..

 

دـ هيدراتاسيون‌ تتراكلسيم آلومينوفريت:

اگر چه فاز فريت ضرورتاً در سيمان پرتلند به صورت  نيست، ولي رفتار هيدراتاسيون فاز فريت را با در نظر گرفتن تركيب بيان مي‌كنند. در فاز آلومينوفريت با افزايش نسبت آلومينا، سرعت واكنش آلومينوفريت‌ها با آب زياد مي‌شود. هنگامي كه با آب مخلوط مي‌شوند، بلورهاي هگزاگونال ورقه‌اي تشكيل مي‌شود، و  هيدراته‌نشده باقيمانده و احتمالاً اكسيد آهن هيدراته‌شده و يا  آموروف (هماتيت) ته‌نشين مي‌شود و اجسام سياهي را ايجاد مي‌كند.

در طي هيدراتاسيون ، هيدروكسيد كلسيم رسوب نمي‌كند، اما هيدراتاسيون آن در آب زياد، مشابه  يا  بدون آب است، كه در آن محلول آلومينات كلسيم فوق اشباع تشكيل مي‌شود و در آن نسبت مولار   بين 1:2 و 1:3 است و تنها مقادير كمي از اكسيد فريك در اين محلول فوق اشباع وجود دارد.

اثر كاني‌سازها بر هيدراتاسيون

الف) اثر گچ :

در حضور گچ محصولات هيدراتاسيون  و  نسبتاً اصلاح مي‌شود و مقداري مي‌تواند داخل ساختمان ژل هيدرات سيليكات كلسيم شود و مورفولوژي آن را تغيير دهد. رفتار هيدراتاسيون  به طور قابل توجهي تغيير مي‌كند و از سرعت هيدراتاسيون آن مي‌كاهد.

 

ب) اثر :

 هنگامي كه  با محلول  هيدراته مي‌شود  را ايجاد مي‌كند، كه امكان دارد به عنوان پوشش بازدارندة واكنش بر روي ذرات عمل كند و سرعت را كاهش دهد. از طرف ديگر حضور 2 ٪ سرعت هيدراتاسيون   و را افزايش مي‌دهد.

 

ج) اثر نمك‌هاي روي:

نمك‌هاي روي سبب به تأخير انداختن هيدراتاسيون‌ مي‌شوند، كه احتمالاً ناشي از تشكيل محافظ هيدروكسيد روي آبدار يا تركيبات اكسي مربوط بر روي سطح تركيبات بدون آب است. Knofel , Maula  , Older وAkatsu  دريافتند كه افزايش 3/0 ٪  ZnO اثر منفي بر روي هيدراتاسيون محصول دارد، در حاليكه Knofel مشاهده كرده است كه با افزودن 1 تا 2٪ ZnO ، نوعي كلينكر خاص با مشخصات زير:

AM  =   2/5     و  SM  =  2/2  و   LSB =  0/95

مقاومت سيمان حدود 20 ٪ افزايش مي‌يابد.

تركيبات شيميايي سيمان پرتلند :

در حين  عمليات پخت در توليد كلينكر سيمان پرتلند، اكسيد كلسيم با تركيبات اسيدي مواد خام تركيب مي‌شود و چهار تركيب اصلي، كه حدود 90 ٪ وزن سيمان را تشكيل مي‌دهند را به وجود مي‌آورد. مابقي وزن سيمان را گچ و مواد ديگر تشكيل مي‌دهند. تركيبات اصلي به همراه فرمول‌هاي شيميايي و نشانه‌هاي اختصاري آن‌ها بدين قرارند:

تري كلسيم سيليكات	=
دي كلسيم سيليكات	=
تري كلسيم آلومينات	=
تترا كلسيم آلومينوفريت	=

هيدارتاسيون تركيبات شيميايي سيمان :

هيدارتاسيون‌ فرآيندي است، كه در آن آب با ماده‌اي واكنش مي‌دهد. هيدراتاسيون سيمان به همراه جامدسازي است، يعني ابتدا يك سيستم پلاستيك مانند يا مايع ابتدايي تشكيل مي‌شود. (خميرسان) و بعد به جامد سنگ مانندي، كه سخت شدن خمير سيمان ناميده مي‌شود، تبديل مي‌گردد. واكنش‌هاي هيدارتاسيون گرمازا هستند:

       انرژي     +       فازهاي هيدارته                         آب    +        فازهاي كلينكر

كاني‌سازهايي همچون گچ،  و نمك‌هاي روي بر روي فرآيند هيدراتاسيون اثر مي‌گذارند به گونه‌اي كه با اصلاح و يا تغيير محصولات هيدراتاسيون سبب افزايش و يا كاهش سرعت اين فرآيند مي‌شوند.

واكنش‌هاي تبديلي تركيبات سيمان پرتلند.

(كلسيم هيدروكسيد)	+	(ژل توبرموريت)		(آب)	+	(سيليكات‌ تري‌كلسيم)
(كلسيم هيدروكسيد)	+	(ژل توبرموريت)		(آب)	+	(سيليكات‌ دي‌كلسيم)
(آلومينات‌تري كلسيم هيدارت شده)		(كلسيم هيدروكسيد)	+	(آب)	+	(آلومينات تري‌كلسيم)
(آلومينوفريت كلسيم هيدرات شده)		(كلسيم هيدروكسيد)	+	(آب)	+	(آلومينوفريت تتراكلسيم)
(كلسيم منوسلفوآلومينات هيدارت شده)		(گچ)	+	(آب)	+	(آلومينات تري‌كلسيم)

1ـ امكان تشكيل اترينگايت نيز وجود دارد.

توجه: جدول فوق فقط واكنش‌هاي تبديلي اصلي را نشان مي‌دهد و واكنش‌هاي تبديلي فرعي را شامل نمي‌شود.

 انواع سيمان پرتلند :

انواع مختلف سيمان پرتلند به پيروي از انجمن آمريكائي آزمايش مصالح ASTM به پنج گروه اصلي تقسيم مي‌شود:

نوع I ـ «معمولي»

          در بتني به كار مي‌رود كه در معرض شرايط محيطي خورنده، مانند حمله سولفات‌هاي خاك و آب و يا در معرض افزايش دماي نامطلوب ناشي از گرماي آزاد شده از طريق آبگيري نباشد.

نوع  IIـ «مقاومت متوسط در برابر سولفات‌ها»

          مقاومت متوسط در برابر حمله سولفات‌ها و گرماي آبگيري متوسط از ويژگي‌هاي بارز اين نوع سيمان مي‌باشد.

نوع  IIIـ «با مقاومت اوليه بالا»  

          امكان دستيابي به مقاومت بالا در مدت كوتاه

نوع  IVـ «با حرارت آبگيري كم»

          ميزان و مقدار گرماي آبگيري توليد شده حداقل موجود

نوع ‌ Vـ «بسيار مقاوم در برابر سولفات»

       مقاومت بسيار زياد در برابر سولفات كه ناشي از مقدار پائين تري‌كلسيم آلومينات ( ) است.

 

ساير انواع سيمان پرتلند :

Ä سيمان پرتلند هوازا :

با افزودن ماده حباب‌زا به سيمان مقاومت آن را در برابر يخ‌زدن و آب شدن بهبود بخشيده‌اند. 

Ä سيمان پرتلند سفيد: 

معمولاً از سيمان نوع I و نوع III ساخته مي شوند و بايد در مرحله توليدش چنان‌ كنترل شود كه محصول نهايي سفيد باشد.

Ä سيمان هيدروكيلي آميخته:   

   آميختن دقيق و يكنواخت دو يا چند نوع مواد نرم بدست مي‌آيد.

ـ سيمان‌هاي آميخته برابر با استانداردهاي ASTM به پنج‌گروه به شرح زير تقسيم مي‌شوند:

الف) سيمان پرتلند آميخته باروباره‌ي آهن‌گذاري ـ نوع IS     

ب) سيمان پرتلند پوزولاني ـ نوع IP و نوع P  

ج)  سيمان روباره‌اي ـ نوع S          

د)  سيمان پرتلند اصلاح شده با پوزولان ـ نوع I (PM)

هـ) سيمان پرتلند اصلاح شده با روباره ـ نوع I (SN)

Ä سيمان‌هاي بنايي:

سيمان‌ بنايي سيمان‌هاي هيدروليكي‌اند كه به منظور كاربرد در ملات براي ساختمان‌هاي بنايي طراحي شده‌اند.

Ä سيمان منبسط شونده:

سيمان منبسط شده سيمان‌هاي هيدروليكي‌اند كه در دوره سخت شدن اوليه پس از گيرش، اندكي منبسط مي‌شوند.

سيمان‌ منبسط شونده، به سه نوع تقسيم مي‌شود:

ـ نوع  E – 1(K)    متشكل از سيمان پرتلند، تتراكلسيم‌تري‌آلومينو سولفات هيدرات شده، سولفات كلسيم و اكسيد كلسيم (آهك) تركيب نشده است.

ـ نوع  E – 1(M)    از سيمان پرتلند، سيمان آلومينات كلسيمي‌ و. سولفات كلسيم تشكيل شده است متشكل زا سيمان پرتلند داراي مقدار زيادي تري‌كلسيم آلومينات و سولفات كلسيم است.

ـ نوع  E – 1(S)    متشکل از سيمان پرتلند، داراي مقدار زيادي تري‌کلسيم آلومينات و سولفات كلسيم است.

 

 

ـ وقتي ميزان انبساط توسط عواملي مانند آرماتور محدود شده باشد از بتن داراي سيمان منبسط شونده مي‌توان براي:

(1) جبران كاهش حجم ناشي از جمع‌شدگي در حين خشك‌شدن

(2) ايجاد تنش كششي در آرماتور (پس‌كشيدگي)

(3) تثبيت ابعاد سازه‌هاي بتني پس‌كشيده در دراز مدت نسبت به طرح اوليه آن‌ها

Ä سيمان‌هاي ويژه:

          الف) سيمان‌هاي مخصوص چاه نفت           

ب) سيمان‌هاي پرتلند آب‌بند

          ج) سيمان‌هاي خميري                             

د) سيمان‌هاي با گيرش تنظيم شده

          هـ) سيمان‌هاي داراي افزونه‌‌هاي سودمند

مقايسه‌ گرمايي هيدراتاسيون پنج نوع اصلي سيمان:

مقادير تقريب گرماي توليد شده در خلال روز اول ـ بر مبناي 100 درصد براي سيمان پرتلند معمولي نوع I از اين قرارند:

نوع II                               متوسط                             80 تا 85 درصد

نوع III                             با مقاومت اوليه بالا                تا 150 درصد

نوع IV                             آبگيري با گرماي كم            40 تا 60 درصد

نوع V                              مقاوم در برابر سولفات        60 تا 75 درصد

 

منابع :

1ـ سيمان، دكتر عباس طائب و فرشته كوهي ـ انتشارات مركز تحقيقات سيمان، دانشگاه
 علم و صنعت

2ـ خواص بتن، تأليف پروفسور نويل، ترجمه‌ي دكتر هرمز فاميلي، تهران: ابوريحان بيروني.

3ـ طراحي و كنترل مخلوط‌هاي بتن ـ تأليف استيون اچ، كسماتكا، ويليلم سي‌پانارس ـ ترجمه‌ي عليرضا خالو و محمودايراجيان ـ مؤسسه‌ي انتشارات علمي دانشگاه صنعتي شريف ـ تهران

  4ـ تكنولوژي بتن ـ دكتر علي‌اكبر رمضانيانپور و مهندس محمدرضا شاه‌نظري ـ انتشارات علم و صنعت

5ـ مصالح ساختماني ـ محمدرضا شاه‌نظري  علي‌محمد معتمد ـ تهران: پرهام

6ـ فرهنگ دهخدا

7ـ دايره المعارف فارسي، تأليف غلامحسين مصاحب

8- Concrete Manual, 8thed. U. S. Bureau of Recla-mation, Denver, revised 1981.

9- Cedric Willson symposium on Expansive cements, SP-46, American concrete Institute, Detroit, 1980.

10- Standard Practice for the use of shrinkage compensating concrete, ACI 223-83, ACI committee 223 Report, American concrete Institute, Detroit 1983.

11- Lea, F. M. ,The chemistry of cement and concrete 3^rd ed., chemical Publishing Co. Inc., New York, 1971.

افزودن فيبر به بتن

افزودن فيبر به بتن

 

سالهاست که تحقيقات گسترده ای برای ارزيابی و بررسی مزيت های کيفی استفاده از فيبر در بتن در کارهای عمومی مهندسی عمران در جريان است. فيبرهای افزودنی مختلفی در ترکيب با بتن برای کاربردهای خاص طراحی و برای بهبود خواص مکانيکی آن آزمايشهای زيادی صورت گرفته است. محققان در مواد جديد به دنبال افزايش شکل پذيری، دستيابی به مقاومت فشاری بيشتر و يا افزايش مقادير سختی ناهمسانگرد (anisotropic) هستند. مواردی که بیشتر در طراحی سازه ها در مناطق لرزه خیز کاربرد دارد. تحقیقات صورت گرفته بطورکلی به ارزیابی اثرات فیبرهای ساخته شده از فولاد، شیشه، کربن و یا کنف  روی رفتار بتن می پردازد.انتخاب مواد مختلف برای این صورت گرفته است تا خواص بتن الزامات ویژه طراحی را تامین کند. تعدادی از این الزامات شامل مقاومت قلیایی، مقاومت در برابر خوردگی، عدم حساسیت مغناطیسی و افزایش شکل پذیری اتصال تیر به ستون برای اتلاف انرژی در هنگام فعالیت گسلها و وقوع زلزله می باشد.

الیاف ریز تهیه شده از فولاد ،شیشه ،کربن و یا کنف چنان با بتن مخلوط می شوند که تشکیل ماتریسی از بتن میگردند که در آن الیاف سنگ دانه ها را در بتن در برگرفته اند. افزودن فیبرها به بتن آنرا همگن تر و ایزوترپیک تر می گرداند و سبب بهبود مقاومت کششی و به ویژه شکل پذیری آن می شود. اگرچه خواص فیبرهای ساخته شده از شیشه ،کربن و ... در برخی موارد متفاوت از خواصی است که ما از فولاد سراغ داریم اما آنچه کاملا مشهود است اینست که تنها فولاد است که می تواند ناحیه ای از رفتار پلاستیک را فراهم کند. بیشترین كاربرد الیاف فولادی در احداث تونلها و كفهایی است كه تحت بارهای سنگین صنعتی قرار دارند. افزودن فیبرهای فولادی سبب افزایش مقاومت كششی در بتنهای معمولی و یا بتنهای با مقاومت بالا می گردد.همچنین اثرات مثبتی بر روی كنترل تشكیل تركها و تغییرشكلهای درازمدت عضو دارد.در مورد فیبرهای شیشه می توان گفت كه ظرفیت بسیار خوبی دربرابر حملات شیمیایی در محیطهای قلیایی را دارد بنابراین الیاف شیشه بویژه در مواردی كه مقاومت بالا در برابر خاصیت قلیای مورد نیاز است قابل استفاده می باشد.از دیگر مزیت های آن مقاومت در برابر خراش است.فیبرهای كنف كه از قدیمی ترین الیاف محسوب می شوند و در صنایع دیگری مانند نساجی نیز كاربرد دارند به دلایل زیادی استفاده از آنها در سازه های بتنی با شكست همراه بوده است. زیرا از جهت خواص مكانیكی نسبت به سایر مواد فاصله زیادی دارد. مقاومت كششی و مدول یانگ در آن بستگی به فصل برداشت محصول و فرایند برداشت محصول دارد.همچنین بدلیل وجود اسید سیلیسیك در آن مقاومت خوبی در برابر مواد قلیایی ندارد و سبب انبساط قلیایی و ایجاد ترك در بتن می گردد.فیبرهای كربن معمولا از مواد زائد حاصل از تولیدات كربنی مختلف بدست می آید و همچنین بصورت فتیله تولید و فروخته می شود.باید گفت كه كربن مقاومت در برابر خوردگی و جریان مغاطیسی بهتری نسبت به فولاد از خود نشان می دهد. بطوریكه علاوه بر فیبرهای فولادی فیبرهای كربنی آینده بهتری نسبت به سایر فیبرها در كاربردهای مهندسی عمران دارند. اما باید دقت داشت كه تولید بتن مسلح با فیبر با ارزش تر از اینست كه ما فقط فیبر به بتن معمولی اضافه كنیم. زیرا در این صورت شاهد بهبود ساختار دانه ای برای تامین كارایی و خواص مكانیكی مخلوط خواهیم بود.

بتن سبک EPS

بتن سبک EPS

    براي اولين‏بار در كشور و با بهره‏گيري دانش فني كشور آلمان, بتن سبك EPS توسط توليدكنندگان ايراني ساخته شد. بتن EPS كه در سال 1349 براي اولين بار توسط مهندس شهربراز فرح مهر (پدر بتن ايران) وارد كشور شد, توسط اين متخصص صنعت بتن طراحي و با استفاده از ماشين‏آلات داخلي ساخته شد. اين محصول كه مخلوطي از سه ماده سيمان, ماسه و گرانول EPS است. در وزن‏هاي مختلفي اعم از 450 كيلو و 1500 كيلو در مترمكعب قابل ارايه براي ساختمان‏سازي است. گفته مي‏شود؛ محصول فوق ضد حريق, ضد زلزله و با تبادل حرارتي بسيار عالي بوده و سبب تعديل وزن تيرآهن و فونداسيون در ساختمان شده و توجيه اقتصادي بسيار بالايي خواهد شد. از ديگر مشخصات اين محصول مي‏توان به عايق صدا, سرعت عمل سه برابر آجر و سفال و عدم نياز به خاك گچ و ملات ماسه و سيمان در نصب اشاره كرد. توليدكنندگان اين محصول معتقدند؛ تمامي جزئيات بتن سبك EPS در كشور فراهم شده و هيچ وابستگي به خارج در حال حاضر وجود ندارد. آنها همچنين, از توليد انبوه اين محصول در آينده‏اي نه چندان دور و پس از به ثبت رسيدن آن به صورت روزانه خبر دادند. گفتني است, ماشين‏آلات توليد اين محصول نيز در صورت وجود امكانات مالي قابل توليد در كشور خواهد بود. لازم به ذكر است, استفاده از بتن EPS 30 تا 40 درصد هزينه‏هاي ساختمان را كاهش داده و از آنجايي كه عايق حرارتي بوده, بهينه‏سازي مصرف سوخت را نيز به همراه خواهد داشت. محصول فوق قابليت نصب رنگ روغن, پلاستيك , كنيتكس, چسب موكت و كاشي را نيز داراست.

كاربرد بتن سبك ( فوم سِم ) در ساختمان

كاربرد بتن سبك ( فوم سِم ) در ساختمان: شيب بندي پشت بام :بهترين مصالـح به لـحاظ سبـكي ، محكمي و همچنين اقتــصادي بـراي شيـب بندي بتن فوم سٍم مي باشد و مي توان آن را به صورت يكپارچه استفاده نمود .(بتن با وزن 300 الي 400كيلوگرم) كف بندي طبقات : با توجه به خصوصيات فوم سٍم مي توان بعد از اتمام كار تا سيسات ،تمامي كـف طبقات، محوطه و بالــكن ساختمان را با آن پوشانيدوعمليات بعدي را روي آن انجام داد.(بتن با وزن 300 الي 400 كيلو گرم) · بلوكهاي غير بار بر : با بــلوكهاي تو پـر فــوم ســٍم مي تــوان( بـا ابـعاد دلخـواه ) تــمام تيغـه بنـديهـا،ديوار هاي جــدا كنــــنده ساختـمان رابـا استفاده از چسب بتن يـا ملات بتن انجام داد.بااستفاده از اينبلوكهاعلاوه برجلو گيري ازسنگين شدن ساختمان،عمليات حمل ونصب نيزبسيار سريع صورت مي گيرد و دستمزد كمتري هزينه مي شود . و پـس از اجـراي صحـيح ديــوار مي توان مستقيـماً روي آن گچ يا ديگر پوششهاي دلخواه را انجام داد.( وزن مخصوص 600 الي 800 كيلو ) · ديوار هاي جدا كننده يكپارچه : از اين بتن مي توان پنـلهاي جدا كننـده مسلح ساخـت كه براي ديوار محوطه، نماهاي ساختمـان ، ديـوار سوله و ...كاربرد دارد .همچنين بعلـت خصوصـيات عايـق بودن اين بتــن مي توان از آن براي ديوارهاي سرد خانه ها ،گرم خانه ها( موتور خانه)سالنهاي ضدصدا بصورت يكپارچه با قالب بندي عمري استفاده نمود.( وزن مخصوص 1200 كيلو ) كاربرد هاي ديگر بتن سبك ( فوم سِم ): عايق سازي لوله هاي حرارتي و برودتي · عايق سازي لوله هاي گاز و كابلهاي برق · جايگزين بتن سبك هوادار بجاي خاك در پشت ديوارهاي حائل · پوشش سازهاي زير زميني بجاي خاك مانند كانال هاي زير زميني · استفاده در راه ، پل ، تونل ، فرودگاه ، سد سازي و ... · استفاده در ساخت فضاهاي سبز · ساخت قطعات تزئيني ( مجسمه سازي ) · قابليت استفاده ازبتن فوم سِم درساخت ساختمانهاي پيش ساخته .

خصوصيات بتن سبك

خصوصيات بتن سبك:

    صرفه جويي اقتصادي : استفاده از بتن سبك ( فوم سٍم ) مخارج ساختمـان را به ميزان قابل توجـه اي كاهش مي دهد كه مي توان از دو جهت بررسي نمود:
    ‌كاهش بار مرده ساختمان : اين عامل باعث كاهش هزينه اسكلت و همچنين فنداسيون مي گردد . نكته : كاهش بار مرده ساختمان ، خسارت كمتري در زمان زلزله در پي خواهد داشت.
    صرفه جويي در مصرف انرژي : با توجه به راحتي در عمل بريدن و سوراخ كردن اين نوع بتن شاهد كاهش هزينه اجرا تاسيسات خواهيم بود و در زمان بهره برداري از ساختـمان نيز بعلت عايق بودن بدنه ساختمان ، كاهش هزينه قابل توجه اي در بر خواهد داشت .
    عايق گرما ، سرماو صدا: بتن سبك ( فوم سٍم ) بعلت پائـين بودن وزن مخصوص و همـچنين متخلخل بودن آن يك عايـق مناسب براي گرما ، ســرما و صـدا مي باشد و به هميـن علت باعث صرفه جـويي در استفاده از وسائل گرما زا وسـرما زا مي گردد .( ضريب انتقال حرارت فوم سٍم بين 65./0 تا 5/. مي باشد ولي بتن معمولي بين 3/1 تا 7/1 است)همچنين عايق صدابودن اين نوع بتن باعث جلوگيري از ورود صداهاي اضافي مي گردد كه بعنوان يك فاكتور فاهي مورد توجه طراحان مي باشد.
    مقاوم در مقابل يخ زدگي : يكي ازخصوصيات اين بتن عدم نفوذ پذيري آب( رطوبت) در آن مي باشدكه خود باعث عدم يخ زدگي و فرسايش ناشي از آن مي گردد و در نتيجه داراي طول عمر بيشتري براي مناطق سردسير مي باشد .
    مقاوم در مقابل آتش : اين نوع بتن ( فوم سٍم ) در مقابل آتش مقاومت فـوق العاده اي دارد ، بطوريكه يـك ديوار با ضخامت 8 سانتي متر با وزن مخصوص 600 تا 800 كيلو مي تواند تا 1200 درجه سانتيگـراد را تحمل نمايد و قاعد تاًدر وزن هاي كمتر غيرقابل احتراق مي باشد .
    سهولت در حمل ونقل قطعات پيش ساخته : قطعات پيش ساخته با بتن سبك نسبت به قطعات بتني معمولي هزينه ي ترانسپورت كمتري دارد و همچنين نسبت آنهاآسانتر است . قابل برش بودن : اين نوع بتن در وزنهاي 600 الي 900 براحتي با اره بخاري بريده مي شود كه كارهاي بنايي و همچنين سيم كشي وتاسيسات بسيار سريع و راحت صورت مي گيرد .

معرفی ساده از بتن و سازه های بتنی ( مرجع)

معرفی ساده از بتن و سازه های بتنی ( مرجع)

    استفاده از بتن سبك در ساختمان از دو جهت حائز اهميت است :
    اولاً‌: سبك كردن وزن ساختمان
    ثانیا: صرفه جويي در مصرف انرژي كه به لحاظ اقتصادي نيز جايگاه خاصي دارد.
    از بتن سبك ( فوم سٍم) جـهت مصـارف مختلف در ساختـمان مي توان استـفاده كرد چرا كه مي توان از آن به لحـاظ خواص فيزيكي منحصر بفردش بتني عايق ، با كيفيت و همچنين با مقــاومت لازم ارائه كرد . اين بتن از تركيب سيمان ، ماسه ، آب و فــوم با درصـد هاي مختلـف ( بسـته به نياز) تشــكيل مي شـود كه با يـك سري دستگا ه هاي مخصوص آماده مي گردد و مي توان از آن بصورت در جا و يا در قالبهاي مختلف استفاده نمود . از اين نوع بتن مي توان ، بتني با وزن مخصوص 300 الي 1600 كيلو گرم برمتر مكعب ساخت . ( بتن معمولي حدود 2400 كيلو گرم بر متر مكعب مي باشد) ضمناً‌هر گونه نازك كاري براحتي روي آن قابل اجراست و چسبندگي بسيار خوبي با سيمان و گچ دارد.

جنگل بتن

جنگل بتن

    سیمان پرتلند ساخته شده از مواد آهکی از جمله گچ و سنگ آهک و همچنین آلومینا – سیلیکا نیز به عنوان خاک رس است.
    ساخت بتن شامل خرد کردن مواد اولیه آن, اختلاط آنها در نسبتهای معین و سوزاندن آن در یک استوانه دوار با دمای بالای ۱۴۵۰۰ درجه است. نتیجه این پروسه سفت شدن مواد و تشکیل گلوله هایی معروف به کلینکر است. کلینکر خنک شده و سپس همراه مقداری سنگ گچ کوبیده میشود تا به پودر تبدیل شود. در نهایت سیمان پرتلند بدست می آید که در همه جای جهان از آن استفاده میشود.
    برای ساخت این نوع سیمان در حدود ۰٫۸ تن کربن دی اکسید به ازای هر ۱ تن از سیمان در هوا آزاد میشود.
    البته در زمان ترکیب سیمان با آب برای استفاده در ساخت و ساز هر تن سیمان در حدود ۰٫۴ تن کربن دی اکسید را جذب میکند. که در نتیجه هنوز ۰٫۴ تن کربن دی اکسید به ازای مصرف هر تن سیمان در اتمسفر آزاد میشود.
    در سال ۲۰۰۹ در حدود ۲۰۰۰ میلیون تن کربن دی اکسید به دلیل مصرف سیمان در جو آزاد شد.
    مشکل مطرح شده در بالا توسط Nikolas Vlasopoulos و همکارانش در دانشگاه امپریال لندن حل شد. و آنها شرکتی با نام Novacem ساختند که در آن سیمان با سیلیکات منیزیم ساخته میشود که باعث جذب بیشتر کربن دی اکسید در زمان گیرش سیمان میشود.
    Vlasopoulos میگوید سیلیکات منیزیم در سراسر جهان موجود است. ( در حدود ۱۰۰۰۰ میلیارد تن )
    وی اطمینان دارد این بتن به اندازه ای استحکام دارد که بتوان آنرا در همه سازه ها استفاده کرد اما برای کسب مجوز آن نیاز به تستهای بیشماری است که زمان میبرد.
    سیمان Novacem همچنین در دمای بسیار پایین تر یعنی حدود ۶۵۰۰ درجه ساخته میشود که خود این موضوع نیز اهمیت بالایی دارد. در زمان ساخت این سیمان حدود ۰٫۵ تن کربن دی اکسید تولید میشود و در زمان گیرش آن حدود ۰٫۶ تن کربن دی اکسید جذب میشود! یعنی در کل مصرف این بتن باعث جذب کربن دی اکسید از هوا میشود.
    این بتن پس از طی مراحل قانونی و آزمایشهای مربوطه به بازار عرضه میگردد. اما در این مدت ما میتوانیم با استفاده از محلولهای کاهش دهنده میزان آب بتن و محلولهای حباب ساز در بتن به حفظ محیط زیست کمک کنیم. امروزه در آمریکا و کانادا ۱۰۰% بتنهای مصرفی اینگونه هستند.

سرطان بتن چیست

سرطان بتن چیست

 علیرغم اینکه سیمان یک محصول کارخانه ای است وبه خصوص ترکیبات شیمیائی آن در هر لحظه از طرف کارخانه تولید کننده کنترل میشود متاسفانه در بعضی مواردبنا به دلایل مختلف، کیفیت سیمانهای تولیدی در بعضی از کارخانه ها به شدت نزول کرده است. ازنظر اصول فنی، می بایست سیمانی مصرف شود که به لحاظ درصد کل قلیائی ویا همان هم ارزی قلیائی درصد محدودی از وزن سیمان راداشته باشد ولاغیرممکن است بعدازچندماه تاچند سال شاهد آثارتخریبی سهم گینی درسازه های بتنی که درمعرض آب هستند باشیم. برای توضیح مطلب هم ارزی قلیائی را برای یک نمونه از سیمان آزمایش شده راجهت برسی انتخاب نموده ایم .

درصد کل قلیائی وبعبارتی هم ارزقلیائی معادل عددی اکسیدهای پتاسیم (K2O) واکسیدسدیم (Na2O)= با رابطه زیر میباشد.

= Na2O+0.658 K2O هم ارزی قلیائی

آزمایشهای متعدد ومنابع فنی وهمچنین آئین نامه بتن ایران (بند 3-4-5 )، حداکثر مقدار هم ارزی قلیائی رابه 0.6 درصد محدود کرده است. که این مقدار درنتایج آزمایش پیوست 0.654 درصد گزارش شده است.

وجود درصد بالائی ازهم ارزی قلیائی ، موجب خرابی بتن دردرازمدت خواهد شداین عمل که واکنشهای قلیائی سنگدانه ها (ویا سرطان بتن ) نامیده می شود دارای مکانیزمی است که بطور خلاصه به شرح زیر می باشد.

 

اکسیدهای پتاسیم وناتریم (سدیم) که درآخرین سطح انرژی خود (مدارالکترونیک) فقط یک الکترون دارند که براحتی می تواند آن رااز دست بدهند درنتیجه میل ترکیبی وشرکت درواکنشهادرآنهازیادمیباشد.این موضوع باعث ایجاد محیط قلیائی دربتن می شود،محلول قلیائی موجوددربافت بتن وکانیهای سیلیسی درشن وماسه تشکیل یک ژل قلیائی می دهد که همان سیلیکات کلسیم می باشد،این ژل به خصوص درسازه هائیکه درمجاورت آب باشند به مرور زمان خاصیت انبساطی پیدا می کند وسازه راازدرون بایک تنش بزرگتراز مقاومت کششی بتن مواجه می سازد که نهایتا موجب ترکهای زیادی درسطح بتن ودرعمق بتن میگردد. باگذشت زمان آب جذب شده از محیط اطراف،باعث افزایش حجم بیشتر شده وانبساط فشارافزا،باعث تخریب کلی سازه می گردد.این پدیده عموما از5 الی 10 سال بعد از بتن ریزی بروزپیدا می کند.

معمولا واقعی ترین اطلاعات در زمینه پتانسیل فعالیت سیلیسی سنگدانه های بتن ،ازعملکرد واقعی آنها ،درسازه های سالم مشابه ،ازاهمیت ارزیابی سنگدانه ها می کاهد ولی با علم به این مطلب  که معمولا مصالح رودخانه ای دارای سیلیس می باشند وبامقایسه کیفیت مطلوب سیمان و روشهای اصولی ساخت واجرای بتن در آن زمان،باوضعیت زمان حاضر، به اهمیت موضوع پی خواهیم برد.

ودرنهایت: مقایسه ویژگیهای شیمیایی وفیزیکی سیمان مطابق استاندارد ایران با نتایج نمونه مورد مصرف درکارگاهها سودمند خواهد بود.

تیرهای لانه زنبوری

به نقل از khakzad.com"

تیرهای لانه زنبوری

دلیل نامگذاری تیرهای لانه زنبوری، شکل گیری این تیرها پس از عملیات ( بریدن و دوباره جوش دادن ) و تکمیل پروفیل است . اینگونه تیرها در طول خود دارای حفره های توخالی (در جان) هستند که به لانه زنبور شبیه است ؛ به همین سبب به اینگونه تیرها لانه زنبوری می گویند. هدف از ساخت تیرهای لانه زنبوری : هدف این است که تیر بتواند ممان خمشی بیشتری را با خیز (تغییر شکل ) نسبتا کم، همچنین وزن کمتر در مقایسه با تیر نورد شده مشابه تحمل کند ؛ برای مثال، با مراجعه به جدول تیرآهن ارتفاع پروفیل IPE-18 را که 18 سانتیمتر ارتفاع دارد، می توان تا 27 سانتیمتر افزایش داد. محاسن و معایب تیر لانه زنبوری : باتوجه به مثال گفته شده در بالا با تبدیل تیرآهن معمولی به تیرآهن لانه زنبوری، اولا : مدول مقطع و ممان انرسی مقطع تیر افزایش می یابد . ثانیا : مقاومت خمشی تیر نیز افزوده می گردد . در نتیجه ف تیری حاصل می شود با ارتفاع بیشتر، قویتر و هم وزن تیر اصلی . ثالثا : با کم شدن وزن مصالح و سبک بودن تیر، از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر خواهد بود. رابعا : از فضاهای ایجاد شده (حفره ها) در جان تیر می توان لوله های تاسیساتی و برق را عبور داد. در ساختن تیر لانه زنبوری که منجر به افزایش ارتفاع تیر می شود، باید استاندارد کاملا رعایت گردد ؛ در غیر اینصورت، خطر خراب شدن تیر زیر بار وارد شده حتمی است. از جمله معایب تیر لانه زنبوری، وجود حفرهای آن است که می تواند تنشهای برشی را در محل تکیه گاهها پل به شتون یا اتصال تیراهن تودلی (تیر فرعی) به پل لانه زنبوری تحمل کند ؛ بنابراین، برای رفع این عیب، اقدام به پر کردن بعضی حفره ها با ورق فلزی و جوش می کنند تا اتصال بعدی پل به ستون یا تیر فرعی به پل به درستی انجام شود. تیر لانه زنبوری در ساختمان اسکلت فلزی می تواند به صورت پل فقط در یک دهانه یا به صورت پل ممتد به کار رود . برای ساختن تیر لانه زنبوری دو شیوه موجود است : الف ) شیوه برش پانیر ب) شیوه برش لتیسکا روشهای مختلف برش تیر آهن : 1- برش به روش کوپال : با استفاده از دستگاه قطع کن سنگین که به گیوتین مخصوص مجهز است، تیرآهن به شکل سرد در امتداد خط منکسر قطع می شود. 2- برش به روش برنول : برش در این حالت به صورت گرم انجام می گیرد ؛ به این صورت که کارگر ماهر برش را با شعله بنفش رنگ قوی حاصل از گاز استیلن و اکسیژن، به وسیله لوله برنول، انجام می دهد. بریدن تیرهای سبک به وسیله ماشینهای برش اکسیژن شابلن دار نسبتا ساده است . در ایران تیرهای لانه زنبوری را بیشتر با دست تهیه می کنند. روشهای ساختن تیر لانه زنبوری و تقویت آن : روش تهیه تیرهای لانه زنبوری از این قرار است که ابتدا در روی جان تیرآهن نورد شده با استفاده از اگو که بصورت 5. شش ضلعی از ورق آهن سفید نیم میلیمتری (شابلن) با توجه به استاندارد ساخته شده خط می گردد ؛ سپس تیرآهن را روی یک شاسی افقی با زدن تک خال جوش در نقاط مختلف برای جلوگیری از تاب برداشتن قرار می دهند . آن گاه با استفاده از دستگاه برش (برنول) در امتداد خط منکسر اقدام به برش می کنند تا پروفیل به دو قسمت بالا و پایین تقسیم شود. حال اگر قسمت بالا را به اندازه یک دندانه جابجا کنیم و دندانه های دو قسمت با و پایین را به دقت مقابل هم قرار دهیم و از دو طرف کارگر ماهر آنرا جوشکاری کند با استفاده از جوش قوسی نیمه اتوماتیک برای اتصال دو نیمه بریده شده ؛ یک جوش خوب، بی عیب ؛ سریع و مقرون به صرفه خواهد بود . همان طور که در مطالب قبلی نیز گفتم، تیر ساخته شده در محل تکیه گاهها با توجه به حفره های خالی آن در مقابل تنشهای برشی ضعیف می شود . برای جبران این نقیصه، با توجه به منحنی نیروی برشی نیز به پر کردن حفره ها با ورقهای تقویتی اقدام می کنیم. لازم به ذکر است که حداقل باید یک حفره با ورق در تکیه گاه به وسیلهجوش کامل پر شود. در پایان یادآور می شویم که یک نوع دیگر از پروفیلهای لانه زنبوری را پس از بریدن قطعات بالا و پایین ورق واسطه اضافه می کنند که این ورق ورق واسطه بین دندانه ها جوش می شود . در نتیجه، تیر حاصل به مراتب قویتر از تیری است که بدون ورق واسطه ساخته می شود . تقویت تیرهای لانه زنبوری به کمک رفتار مرکب بتن و فولاد در تیرهای لانه زنبوری علاوه بر تنشهای خمشی اصلی در محل حلقه ها تنشهای خمشی ثانویه حاصل از برش در مقطع ایجاد میگردد که گاهی این تنش از تنشهای خمشی اصلی در تیر بزرگترند. این تنشها از کارایی تیر می کاهند و برای مقابله با آنها باید حلقه های کناری را با ورق پر کرد خصوصا هنگامی که از این نوع تیرها بصورت یکسره استفاده می شود در محل تکیه گاهها که هم نیروی برشی و هم لنگر خمشی زیاد می باشد تنشهای خمشی بشدت افزایش میابد و نیاز به تقویت تیر در این محلها می باشد که از لحاظ اقتصادی قابل توجیه نمی باشد. در این پروژه برای مقابله با این ضعف در تیرهای لانه زنبوری رفتار مرکب بتن و فولاد تهیه شده هست . به این ترتیب که داخل تیر فلزی در نقاطی که تنشهای ثانویه قابل ملاحظه می باشند از بتن پر می شود و کشش حلقه های خالی را به عمل تغییر می دهد و این امر سختی و مقاومت تیر را افزایش می دهد و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه می باشد .

مهمّ ترين دلايل افزايش استفاده از كامپوزيت ( Composite )

مهمّ ترين دلايل افزايش استفاده از كامپوزيت ( Composite ) :

1 – وزن كم 2- قابليّت ايجاد معماري هاي زيبا 3- مقاومت در برابر شرايط جوّي 4- خواصّ ضدّ خوردگي
5 – وجود سازه هايي كه در آنها نبايد از فلز استفاده كرد .
امروزه بسياري از پل هاي بتن آرمه به دليل وجود كلر در آب دريا ، تخريب شده اند كه بتن پليمري اين نقيصه را ندارد و خورده نمي شود ، محصولات پليمري در حالت جامد بيشتر به صورت ميلگرد و شبكه مورد استفاده قرار مي گيرند .
انواع بتن هاي پليمري ( حالت غير جامد ) :
پيش از بيان انواع بتن هاي پليمري لازم است با فرآيند پليمريزاسيون بيشتر آشنا شويم :
پليمريزه شدن : از اتّصال واحد هاي مونومر به يكديگر ، رشته يا شبكه هاي مولكولي سطحي يا فضايي
تشكيل مي شود كه داراي وزن مولكولي بالايي هستند و به آنها پلي مر مي گويند ، اين فرآيند را پليمريزه شدن مي گويند .

انواع بتن هاي پليمري بدين قرارند :

1- بتن هاي باردار شده توسّط پليمر ( PIC ) : شامل بتن پورتلند پيش ريخته شده است كه توسّط يك سيستم مونومري باردار گرديده است (‌ آماده واكنش است )‌ و متعاقباً در محلّ ، پليمريزه مي شود .
2- بتن هاي پليمر – سيمان (PCC) : شامل يك مونومر است كه به مخلوط آبي بتن تازه افزوده مي شود و متعاقباً در محلّ، پليمريزه مي شود .
3- بتن هاي پليمري (PC) : شامل يك سيستم مخلوط از سنگريزه ( Aggregate ) و پركننده ( Filler ) در مونومر مي باشد كه متعاقباً در محلّ ، پليمريزه مي شود .
4- بتن هاي پليمر – گوگرد (PSC ) : شامل يك سيستم مخلوط از بتن هاي گوگردي است كه توسّط پليمر ها اصلاح خواصّ پيدا كرده باشد .

بتن هاي پليمري ( Polymer Concrete ) حالت جامد

بتن هاي پليمري ( Polymer Concrete ) حالت جامد :

اكثر موادّ و مصالح طبيعي به دليل ناپيوستگي هاي سطحي و تركيباتي كه در خود دارند ، داراي مقاومت لازم براي تحمّل تنش هاي زياد نيستند و لازم است تا با موادّ ديگري مسلّح شوند . دانشمندان به دنبال موادّي هستند كه در ضمن مسلّح كردن بتن ، داراي وزن كمتر ، مقاومت بيشتر در برابر عوامل جوّي ، رفتار بهتر در بارگذاري هاي متناوب باشد و بتواند مقاومت خود را در دماهاي بالا مثل دماي كوره حفظ كند و …..از اين قبيل.
يكي از مشهورترين اين مصالح ، كامپوزيت هاي پليمري مي باشند . اوّلين باري كه كامپوزيت ها در بنا استفاده شد در زمان جنگ جهاني دوّم بود . در آن زمان بر روي ساختمان هايي كه بايد رادار نصب مي كردند ، استفاده از سازه هاي فلزّي و يا حتّي بتن آرمه ، مشكل ايجاد مي كرد ، با مسلّح كردن بتن توسّط كامپوزيت هاي بتني ، اين مشكل برطرف شد . همچنين در همان بحبوحه جنگ بعضي از قسمت هاي هواپيماهاي جنگي را از پلي استرهايي كه با رشته هاي شيشه تقويت شده بودند مي ساختند .
در ساختمان هاي مسكوني از كامپوزيت هايي با فيبر شيشه اي يا پلي استر استفاده مي شد . (‌ سازه كامپوزيتيGPR ) ، دو ساختمان استثنايي با سازه كامپوزيتي ساخته شده است كه يكي سازه گنبدي شكل در بن غازي (‌ 1968 )‌ و ديگري سقف فرودگاه دبي ( 1972 )‌ است كه تأثير محسوسي بر استفاده از اين نوع سازه ها داشته است .
اكثر اين سازه ها داراي سازه اصلي بتن مسلّح بود و براي ساخت پانل ها از GPR (Glass Polymer Reinforced ) بهره مي برد ، همانند سازه قوسي فضاكار زمين فوتبال شهر منچستر (‌1980 ) ، مهمّترين كاربردهاي GPR به قرار زير است :
1- ساختمان هايي كه تحت اثر خوردگي شديد هستند .
2- سازه هاي پيشرفته رادارها .
3- ساختمان هايي كه كنترل كيفيّت آنها مهم است .
4- ماهواره ها .
5- آنتن هاي بزرگ

بتن پلیمری

بتن پلیمری

بيش از هر چيز بايد به اين نكته اشاره كنم كه مقاله حاضر در واقع از دو مرجع بهره مند شده است ، مرجع اوّل پايان نامه هاي دانشجويان مقاطع بالاتر تحصيلي و مرجع دوّم ، دائره المعارف بريتانيكا است . سعي شده است در مكان هايي كه نياز بوده است معادل انگليسي كلمه در كنار آن نوشته شود .
پليمر چيست؟
اوّلين سؤالي كه در ذهن خواننده پس از شنيدن نام بتن پليمري نقش مي بندد اين است كه پليمر ( Polymer )چيست ؟ براي پاسخ به اين سؤال بهتر است اوّل با مونومر ( Monomer ) آشنا شويم :
دائره المعارف بريتانيكا در مورد مونومر چنين مي گويد :
“ مولكولي از هر دسته تركيبات ( ا‌غلب ارگانيك )‌ كه مي تواند با مولكول هاي همانند خود يا از نوع ديگر واكنش دهد و تشكيل مولكول هاي بسيار بزرگ يا پليمر را بدهد . خاصيّت و ويژگي اساسي مونومر چندگانه واكنش دادن آن است ، مونومر داراي قابليّت شكل دادن تركيبات شيميايي با حدّاقل دو مولكول مونومر ديگر است ، …..”
با توجّه به آنچه گفته شد مي توان متوجّه شد كه مونومر همانند حلقه هاي يك زنجير است و پليمر خود زنجير است ، در واقع بايد بتوان يك پليمر را به مونومرها با ضريب صحيح تقسيم كرد ، لزومي ندارد كه يك مونومر ، عنصر باشد ، در واقع مونومر مولكولي است كه از تكرار آن پليمر به دست مي آيد و داراي وزن مولكولي كمي مي باشد . بد نيست بدانيم كه معادل فارسي مونومر ، تكپار ، و معادل فارسي پليمر ، بَسپار است

بتن پليمري

بتن پليمري

قرن بيستم را به حق بايد قرن پليمر ها نيز دانست ، محصولات پليمري از لحاظ حجمي در سال 1990 بر حجم محصولات آهني فايق آمد و پيش بيني مي شود كه در قرن حاضر ، از لحاظ وزن نيز بالاتر رود . صنايع ساختمان بزرگترين مصرف كننده موادّ پليمري ، 25 تا 30 درصد از كلّ پليمر ها را مصرف مي كند .
يكي از مواردي كه در ساختمان به وفور استفاده مي شود بتن است . اين مادّه به دليل هزينه پايين توليد ، راحتي استفاده و استحكام فشاري ، يكي از موادّ پرمصرف در سازه هاست ولي به دليل نقايصي كه دارد ( نقايصي چون : 1 – تخريب يخ زدگي و ذوب 2 – تخريب پذيري توسّط موادّ شيميايي خورنده 3 – استحكام كششي كم 4- ديرپخت بودن و …. ) همزمان با توليد اين مادّه ، تركيب آن با فولاد ( مسلّح كردن بتن )‌ و ايجاد خاصيّت تاب خمشي مطرح شد و از همان موقع ، استفاده از موادّ و تركيبات شيميايي ، براي بهبود خواصّ آن مورد توجّه قرار گرفت . حاصل تحقيقياتي كه در اين زمينه صورت گرفت اين نتيجه را در بر داشت كه جايگزيني مناسبي ، با موادّ پليمري انجام شده است و با به كارگيري آنها به روش هاي مختلف ، خواصّ بتن ارتقا مي يابد . ( اين تحقيقات بيشتر در ژاپن ، آمريكا و روسيه انجام شده است ) . در اين رابطه خانواده بتن هاي پليمري ، بهترين خاصيّت ها را از خود نشان دادند . خواصّ اين نوع بتن ، برتر از بتن هاي سيماني بود و گاهي خواصّ
منحصر به فردي از خود نشان مي دهد . با توجّه به ‌نياز بيشتر به استحكام در سازه ها و برتري هاي اين نوع بتن ، بتن پليمري مورد علاقه دانشمندان واقع شد و با وجود آنكه مدّت زيادي از اختراع آن نمي گذرد و عليرغم قيمت بالايي نيز كه داراست مورد استقبال روزافزون قرار گرفته است . بتن هاي پليمري از حدود سال 1950 وارد بازار شده اند و پيش بيني مي شود در طيّ دهه پيش رو ، مصرفشان 10 برابر شود . كاربرد اين نوع پليمرها به دو شاخه استفاده جامد و استفاده غير جامد تقسيم مي شود .
در حالت جامد محصولات پليمري به جاي فولاد جايگزين مي شوند و بتن را مسلّح مي كنند كه در اين حالت ، پليمر به صورت رشته ، شبكه و يا ميلگرد در بتن استفاده مي شود . در حالت غير جامد با تزريق پليمر هاي پودري و مايع ، در دوام بتن بهبود حاصل مي شود .
در كشور ما كار خاصّي روي بتن پليمري صورت نگرفته است و هنوز در سطح يك موضوع تحقيقاتي براي دانشجويان
باقي مانده است ، موضوعي كه منابع تحقيق آن نيز غالباً خارجي هستند .

مزایای سقف بتنی مجوف با یوبوت بتن

مزایای سقف بتنی مجوف با یوبوت بتن 1 - سبک ، ضخامت کم و دوطرفه :             کاهش وزن سازه ، کاهش تغییر شکل و کاهش ابعاد فونداسیون 2 – اقتصا دی :           - هزینه کمتر بتن ریزی           -  به دلیل عدم نیاز به تیر، ضخامت سقف در تمام نقاط یکسان است لذا ارتفاع مفید طبقات افزایش می یابد.           - کاربرد  و نگهداری آسان ، نگهداری یوبوت ها حتی در فضای باز به راحتی امکان پذیر است.          -  به دلیل عدم وجود تیر ، سقف نهایی نیازی به سقف کاذب و ... ندارد. 3 - انعطاف پذیری :  عدو وجود تیر ، تعداد ستون بتنی کمتر و دهانه های بزرگ طولی تا 20 متر 4 - مقاوم در برابر زلزله : وزن سازه سبک تر است. شکل مجوف دال مقاوم در برابر زلزله 5 - فضاهای باز : آزادی در طراحی معماری 6 - مقاوم در برابر آتش : مقاومت در برابر اتش با پوشش 5/3 سانتیمتری بتن. 7 - رفتار مناسب صوتی : انتقال صوت بین طبقات کاهش می یابد. مقایسه سقف یوبوت بتن با سیستم تیرچه بلوک مزایای سقف یوبوت بتن در مقایسه با سیستم تیرچه بلوک  : ۱-افزایش تعدادطبقات ۲-دهانه بزرگتر ۳-کاهش ضخامت سقف ۴-حذف تیرها ۵-کاهش تعداد ستون ۶-کاهش وزن ساختمان ۷-کم شدن ابعاد فونداسیون ۸-کاهش حجم خاکبرداری ۹-عایق صوتی مناسب   بلوک یوبوت:

مزایای استفاده از دال های مجوف دوپوش

مزایای استفاده از دال های مجوف دوپوش

1.     ایجاد دهانه های بزرگتر و کنسول های بلندتر

استفاده از این تکنولوژی باعث می­گردد تا علاوه بر کاهش وزن سقف، سختی آن نیز افزایش یابد که این امر ایجاد دهانه­های بزرگتر و کنسول­های بلندتر را امکان پذیر می­نماید. این افزایش دهانه باعث آزادی عمل بیشتر در طرح معماری و ایجاد فضاهای خلاقانه، فضاهای باز تجاری، تامین پارکینگ بیشتر و . . . می­گردد.


2.     امکان حذف تیرها و ایجاد دال تخت

با استفاده از این تکنولوژی می­توان تیرهای موچود در سازه را در صورت وجود دیوار برشی در سازه­های بیشتر از 3 طبقه و یا 10 متر، حذف نمود. حذف تیرها باعث ایجاد مزایای زیر می­گردد.

·         افزایش ارتفاع مفید طبقات و یا امکان کاهش ارتفاع

·         کاهش میزان عملیات قالب بندی، آرماتوربندی و بتن ریزی به نسبت دال بتنی معمولی

·         عبور راحت تر تاسیسات از زیر سقف

·         امکان حذف سقف کاذب در صورت هماهنگی با تاسیسات

3.     امکان ایجاد شکل ها و بازشوهای بزرگ و نامنظم در سقف

با توجه به حذف تیرها و افزایش سختی سقف، آزادی عمل بیشتری در ایجاد اشکال و بازشوهای بزرگ و نامنظم روی سقف وجود دارد. البته باید توجه داشت که شکل و ابعاد این بازشوها در طراحی سازه لحاظ گردد.

4.     کاهش میزان انتقال صوت, حرارت و لرزش

با توجه به افزایش سختی دال در استفاده از این تکنولوژی، لرزش این نوع سقف­ها نسبت به دال­های بتن آرمه معمولی کمتر بوده و باعث اطمینان خاطر بیشتر برای ساکنین می­گردد. همچنین به دلیل وجود حفره­های خالی درون سقف، انتقال صوت و حرارت به نحو چشم گیری کاهش می­یابد.

 

5.     بهبود عملکرد لرزه ای

سیستم­های دال بتنی نسبت به دیگر سیستم­های پوشش سقف، دیافراگم یکپارچه تری تشکیل می­دهند که باعث بهبود عملکرد لرزه­ای ساختمان گردد.


6.     امکان ستون گذاری نامنظم

بر خلاف سازه­های بتنی معمولی که ستونگذاری معمولا از آکس بندی منظم پیروی می­کند، در این سیستم امکان ستونگذاری به صورت نامنظم وجود دارد که در طرح­های معماری حائز اهمیت است.

مراحل اجرای یو بولت

مراحل اجرای یو بولت

1.     بستن قالب تخت زیرین دال

در این مرحله با توجه به تغییرات موجود قالب بندی زیرین دال انجام می گیرد. این قالب ها می توانند از جنس چوب و فلز مدولارباشد.

 

2.      بستن شبکه آرماتور پایین دال

شبکه ارماتور پایین طبق نقشه های اجرایی باید به گونه ای بسته شود که حداقل یک میلگرد در بین قالب های U-Boot قرار گیرد.                                             

          

 
3.     چیدن قالب ها با توجه به نقشه های اجرایی                                                   

4.     بستن آرماتور بالای دال

در این مرحله شبکه ی آرماتور بالای دال بسته شده و هم چنین در صورت نیاز به آرماتورهای برشی این آرماتورها در بین قالب ها قرار می گیرند.
در این مرحله قالب های U-Boot طبق نقشه های اجرایی چیده و فاصله آنها به وسیله بند های تعبیه شده بر روی آنها تنظیم می گردد.

 

 
5.     بتن ریزی لایه ی اول

در اجرای این نوع دال ها بتن ریزی در دو لایه انجام می شود. لایه اول به ضخامت حدودی 5 تا 10 سانتی متر (بسته به اندازه ی پایه ی قالب ها)ریخته می شود که باعث می گردد با انجام عمل ویبره ،بتن تمام سطح زیر قالبهای ماندگار u-boot را پر نماید.

 

 

6.     تکمیل بتن ریزی.

لایه ی دوم بر روی لایه ی اول ریخته می شود تا به ضخامت مورد نظر برسد. باید توجه داشت فاصله ی زمانی بین بتن ریزی لایه اول و دوم نباید به قدری باشد که باعث گیرایی لایه ی اول شود.

 

7.     باز کردن قالب ها

 

 پس از گیرش بتن در زمان تایین شده در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان قالب های زیر دال جمع شده و به طبقه ی دیگر منتقل می شود.

 دال تخت حاصله :

 

باید توجه داشت که: کلیه ی مباحث مربوط به قالب بندی, آرماتوربندی, بتن ریزی, و نگهداری از بتن که در مبحث 9 مقررات ملی ساختمان آمده است در مورد این دال ها صادق می باشد و باید به دقت اجرا گردد.

قالب های ماندگار U-Boot :

قالب های ماندگار U-Boot : قالب های هم شکلی هستند که از پلی پرولین نو و یا بازیافتی ساخته می شوند. این قالب ها پاسخی نو آورانه برای ایجاد فضای خالی داخل بتن و کاهش وزن و میزان بتن مصرفی دال می باشند. از این قالب ها در ابعاد مختلف برای پوشش دهانه های گوناگون استفاده می گردد.

جدول مشخصات فنی   U-Boot

مبانی طراحی  دال مجوف دوپوش U-Boot

 

استفاده از این نوع سقف بتنی در ساختمان هایی با اسکلت بتن مسلح مندرج در استاندارد 2800 ایران مجاز است. لازم است ضوابط و محدودیت های لرزه ای  مربوط به این ساختمان ها مطابق استاندارد 2800 ایران و مبحث 9 مقررات ملی ساختمان ایران  با عنوان طرح و اجرای ساختمان های بتن آرمه رعایت شود و در ساخت و طراحی و اجرای اسکلت این ساختمان ها ضوابط مبحث 9 مقررات ملی ساختمان ایران و آیین نامه ACI 318-08 رعایت شود. مطابق استاندارد 2800 ایران استفاده از این سیستم سقف به همراه ستون های بتن آرمه به عنوان سیستم قاب خمشی منحصرا در ساختمان های 3 طبقه یا کوتاهتر از 10 متر مجاز است. در صورت تجاوز از این حد تنها در صورتی استفاده از این سیستم سازه ای مجاز است که مقابله با انواع نیروهای جانبی وارده توسط دیوارهای برشی بتن مسلح تامین شود. در این سیستم بخصوص در حالت بزرگ بودن دهانه ها و وجود نیروی ثقلی قابل ملاحظه در نظر گرفتن تمهیدات خاص به منظور کنترل برش سوراخ کننده (برش پانچ) بسیار حائز اهمیت می باشد. این دال ها قابلیت ترکیب با کابل های پیش- تنیده را جهت پوشش دهانه های بزرگ دارد. برای طراحی این دال ها از نرم افزار safe  یا adapt استفاده می گردد.   

معرفی سیستم U-Boot

دال مجوف دوپوش Voided slab (U-Boot)  

 
سیستم u_boot  یک سیستم سازه­ای از نوع دال دو طرفه مجوف (توخالی) می­باشد که در آن در حد فاصل
مش­های میلگردی بالا و پایین بلوک­های پلاستیکی توخالی از جنس پلی پروپیلن (pp) جایگزین بتن غیرسازه­ای در وسط سقف خواهد شد.

سقف مجوف u_boot  از دو لایه بتن مسلح تشکیل شده است که در بالا و پایین دال بصورت گسترده قرار می­گیرد و حد فاصل این دو لایه محصولی به نام u_boot  از جنس پلی اتیلن و یا پلی پروپیلن (pp) قرار می­گیرد.

 این محصول همانند بلوک­های سفالی و پلی استایرنی دارای هندسه مکعبی میباشد که با توجه به نیاز پروژه و محاسبات طراحی، ابعاد مختلفی دارد.

در روند اجرای دال­های مجوف با استفاده ازu_boot  ، پس از آرماتورگذاری لایه زیرین u_boot  ها کنار هم روی شبکه آرماتور زیرین قرار گرفته و پس از قرارگیری آرماتور برشی میانی  و همچنین آرماتوربندی لایه فوقانی، بتن ریزی انجام می­شود. در نهایت مقطع دال بصورت  Iشکل درآمده و عملکرد بهتری خواهد داشت.

 
2-1. مشخصات مصالح مورد استفاده در این سیستم:

در ساخت دال های بتن آرمه ی مجوف دوپوش U-Boot از مصالح زیر استفاده می گردد:

 1.     میلگرد: مشخصات میلگرد مورد استفاده در این دال ها مانند قسمت های دیگر سازه می باشد و سایز آنها از طراحی سازه بدست می آید. معمولا در این دال ها از میلگرد آجدار A3 استفاده می شود.

2.     بتن: با توجه به مشخصات این دال ها بتن مورد استفاده باید دارای روانی بیشتری نسبت به اعضای دیگر سازه باشد تا به راحتی زیر قالب های U-Boot حرکت کرده و سطحی صاف ایجاد نمایند. این روانی بتن معمولا توسط افزودنی های فوق روان کننده که باعث ایجاد کاهش مقاومت نمی شوند ایجاد می گردد. مقاومت فشاری بتن در این دال ها مانند دال های بتن آرمه معمولی از طراحی سازه بدست می آید.

مزایای فنی بلوک های بتن سبک هبلکس (HEBELEX)

منبع : وبلاگ مهندس فرید - دانشجویان دارالفنون قزوین

مزایای فنی بلوک های بتن سبک هبلکس (HEBELEX)

سبکی وزن، عایق حرارات و برودت، عایق صدا، استحکام و پایداری در مقابل زلزله و آتش سوزی، حمل و نقل آسان و با صرفه، اجرای سریع از مهمترین و بارزترین مزایای بلوک های هبلکس می‌باشد.
با توجه به مبحث 18 و 19 آیین نامه مقررات ملی ساختمان به منظور محاسبه ایمنی ساختمان ها در برابر زلزله، بکارگیری مصالح سبک وزن، مناسبترین و باصرفه ترین شیوه برای افزایش ایمنی ساختمان ها می‌باشد بطوریکه بلوک های هبلکس تامین کننده این مزیت فنی است.

یک متر مکعب بلوک هبلکس در حدود 600 الی 700 کیلوگرم وزن دارد که برابر 866 عدد آجر به وزن 1750 کیلوگرم می‌باشد. در صورتیکه سایز متداول و رایج بلوک هبلکس که ابعادی برابر 60*25*20 می‌باشد مطابق ابعاد با 26 عدد آجر می‌باشد اما از نظر وزن تنها با 10 عدد آجر برابر بوده و یک کارگر به راحتی می‌تواند آن را حمل، جابجا و سریع هم نصب نماید.
ملات مصرفی در اجرای بلوک های هبلکس برابر 25% ملات مورد مصرف در دیوار آجری به همان مشخصات می‌‎باشد و ملات مصرفی در بلوک های هبلکس از عیار کمتری نسبت به ملات مصرفی آجر برخوردار می‌باشد. به عنوان مثال برای اجرای یک دیوار با آجر به 100 کیلوگرم سیمان نیاز باشد همان دیوار از بلوک هبلکس تنها به 15 کیلوگرم سیمان نیاز دارد.
همچنین بارگیری و حمل بوک های هبلکس که در قالب های 3.15 متر مکعبی بسته بندی نوار تسمه کشی می‌شوند با استفاده از جرثقیل فکی و تریلی کفی به راحتی و با هزینه کمتری صورت می‌پذیرد. یک تریلی 9 پالت بزرگ هبلکس برابر 28.38 متر مکعب را حمل می نماید.

مزایای اقتصادی بلوک های هبلکس
پروژه های ساختمانی با استفاده از بلوک های هبلکس با در نظر گرفتن سرعت اجرا، نیروی اجرایی کمتر و مصرف ملات کمتر و همچنین کاهش زیاد بارهای وارده به سازه به دلیل وزن کم دیوارهای از نوع بتن سبک هبلکس موجب کاهش ابعاد سازه می‌شود که خود صرفه جویی قابل ملاحظه ای را در هزینه مصالح مصرفی موجب می گردد.
عایق بودن هبلکس در برابر گرما، سرما علاوه بر صرفه جویی چشمگیری که در فضاهای تاسیساتی و سطح حرارتی برودتی موجب کاهش قابل ملاحظه در مصرف انرژی لازم برای سرمایش و گرمایش ساختمان در آینده خواهد شد.

دستور العمل اجرایی
کادر اجرایی
کارکردن با بلوک های بتن گازی سبک هبلکس نیاز به تخصص خاصی ندارد، با توجه به ابعاد و سهولت کار با هبلکس سرعت اجرا نیز نسبت به آجر و سفال تا دو الی سه برابر افزایش می یابد.

ملات مورد نیاز
همان ماسه و سیمان می‌باشد و با توجه به اینکه بلوک های هبلکس یک نوع بتن سبک می‌باشد و همگونی کاملی با ملات ماسه و سیمان دارد می‌توان نسبت ترکیب را به پنج یا شش به یک تبدیل و در مصرف سیمان صرفه جویی بیشتری نمود در مواردی که تیغه بندی ها مورد اجرا با آب و رطوبت در تماس و ارتباط نباشند (مانند دیوارهای اتاق خواب) می‌توان از ملات گچ و خاک (به لحاظ صرفه جویی اقتصادی) نیز استفاده نمود.

جذب آب
با توجه به ابعاد و متخلخل بودن بلوک های بتن سبک هبلکس رطوبت و نم توسط این بلوک ها منتقل نمی‌شود.
نکته: در عین اینکه بلوک های هبلکس رطوبت و نم را منتقل نمی کنند ولی در سطح بلوک آب بیشتری را نسبت به مصالح مشابه جذب می‌کند، لذا در زمان استفاده از این بلوک ها باید نکات زیر را رعایت نمود:
1- قبل از اجرا بلوک های هبلکس می‌بایست کاملا خیس شوند.
2- ملات مصرفی را نیز باید با دقت بیشتری تهیه نمود.
3- بعد از اجرا به دیوارها آب داده شود.

اندود گچ و خاک
با توجه به سطح صاف و صیقلی هبلکس نسبت به سایر مصالح (در صورت اجرای صحیح دیوارهای) به اندودی بیش از 1 الی 2 سانتیمتر نیاز نخواهند داشت یعنی در هر طرف 0.5 الی 1 سانتیمتر.

نصب تاسیسات و نما سازی
مانند سایر مصالح می‌باشد و چنانچه به صورت صحیح اجرا شود با مشکلی روبرو نخواهد شد.

مشخصات فنی بتن سبک اتوکلاوی - هبلکس

منبع : وبلاگ مهندس فرید - دانشجویان دارالفنون قزوین

مشخصات فنی بتن سبک اتوکلاوی - هبلکس

وزن مخصوص
هر متر مکعب دارای 650 الی 750 کیلوگرم می‌باشد که برابر یک سوم تا یک چهارم وزن بتن می‌باشد. (بسته به نوع مصالح و مواد اولیه و نوع تجهیزات تولید متفاوت است و هم اکنون توسط دستگاه های جدید و مرغوب تر امکان تهیه با دانیسته کمتر نیز وجود دارد)

مقاومت فشاری
25 تا 35 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع می‌باشد که امکان افزایش آن بر حسب امکانات تولید کننده و نوع سفارش مشتری و مشخصات فنی مورد نیاز نیز برای تولید کننده امکان‌‌پذیر می‌باشد.

اجرا و نصب
کار کردن با بلوک سبک هبلکس بسیار آسان است، می‌توان آن را بر اساس نیاز در محل مورد استفاده بوسیله اره برش داد، براحتی میخ در آن کوبید و یا مسیر تاسیسات برقی و تاسیسات مکانیکی را به راحتی در آن ایجاد نمود.

مقاومت حرارتی
مقاوت بسیار بالای هبلکس از بارزترین مزایای آن می‌باشد به عبارتی هبلکس در مقابل آتش و شعله های مستقیم ضریب حرارتی برابر 0.17 W.m2k را دارا می‌باشد.

ابعاد
بلوک های بتن سبک هبلکس در ابعاد 60*25*10، 60*25*15، 60*25*20، 60*25*25 و 60*25*30 سانتیمتر ارایه می‌شوند که این ابعاد بسته به نیاز و سفارش قابل تغییر نیز می‌باشد.

روش تولید هبلکس (HEBELEX)

منبع : وبلاگ مهندس فرید - دانشجویان دارالفنون قزوین

روش تولید هبلکس (HEBELEX)

سیلیس از مهمترین مواد اولیه بتن سبک هبلکس می‌باشد و از معادن داخل کشور تهیه می‌شود، آهک نیز بصورت فرآوری شده و پشخته شده به داخل کارخانه حمل می گردد.
در خط تولید بتن سبک یا هبلکس ۳ سیلوی نگهداری مواد اولیه وجود دارد که عبارتند از : سیلوی سیلیس، سیلوی آهک و سیلوی سیمان، که مواد اولیه پس از نگهداری در این سیلوها به تدریج وارد خط تولید می‌شوند. سیلیس، آهک و سیمان بوسیله الواتورهای مخصوص از سطح زیرین سیلوها به داخل آنها منتقل و درمدت زمان مشخص وارد خط تولید می‌شوند.

در نخستین مرحله از تولید بتن سبک، مواد اولیه شامل سیلیس و آب در آسیاب شماره 1 بصورت دوغاب یا گل در آورده می‌شود و در آسیاب شماره 2 مواد مورد مصرف شامل سیلیس، آهک و سیمان بصورت خشک پس از توزین مخلوط می‌شوند و در واقع دو آسیاب در این مرحله وجود دارد آسیاب شماره 1 (آسیاب مواد تر) و آسیاب شماره 2 (مواد خشک) که پس از مخلوط شدن و فرآوری، مواد به محل قالب ریزی انتقال داده می‌شوند.

پیش از آنکه مواد به قسمت قالب ریزی انتقال یابند بدقت توزین شده و در میکسرهای مخصوصی در مدت زمان لازم و مشخص مخلوط می‌شوند. در این بخش ۳ نوع مواد اولیه وجود دارد که توزین نهایی مواد در آنها انجام می‌شود. هر ۳ نوع مواد شامل آهک، سیمان و سیلیس در این بخش توزین شده و وارد آسیاب های خشک و تر می‌شوند
مرحله بعدی کار مرحله قالب ریزی مواد است که مواد مخلوط شده در داخل قالب هایی که هر کدام تقریبا ۳ متر معکب گنجایش دارند ریخته می‌شوند.

مخلوط متناسب از سیلیس، آهک، سیمان و آب که با شیوه ای هماهنگ در میکسرها عمل آوری شده است نیمی از حجم قالب ها را پر می کند. این مواد پس فعل و انفعالات شیمیایی در زمانی مشخص بصورت قالب های مورد نظر در می آیند این زمان حدود 3.5 ساعت به درازا می کشد. اینک زمان آن رسیده است تا قالب های تولیدی را به خط ریخته گری انتقال دهند. این قالب ها بوسیله شیفتر به خط ریخته گری کارخانه برده می‌شوند تا این مرحله از کار انجام شود.
قالب های تولیدی را بامازوت، اندود می کنند تا در مرحله ریخته‌گری چسبندگی ایجاد نشود.
بدلیل فعل و انفعالات شیمیایی در مرحله قالب ریزی، مواد اولیه حرارتی حدود ۷۰ درجه سانتی گراد تولید می کنند.

میزان حرارت موجود و آمادگی قالب ها برای خط برش بوسیله متخصصان کارخانه اندازه گیری می‌شود تا پس از اعلام آمادگی قالبها به خط برش منتقل شود.
بعلت تغییراتی که می‌تواند در مواد اولیه رخ دهد، این مواد پیش از ورود به خط، کنترل شده و آزمایش های شیمیایی روی آنها انجام می‌شود و پس از ورود به خط نیز بنا به کیفیتی که درون قالب ها دارد، تحت آزمایش و کنترل کیفی قرار می گیرند.
در این بخش از کارخانه سطح خارجی قالب ها برداشته می‌شود تا یک سطح هموار و مشخصی از تمام قالب ها نمایان گردد در این قسمت دیوارهای جانبی قالب ها جدا و از واگن ها جدا می‌شوند و آنگاه به بخش برش انتقال می یابند. در این بخش پس از دیواره برداری از قالب ها، ابتدا برش های عرضی به قالبها داده می‌شود و آنگاه با دستگاههای برش و با دقت و توجه خاص کارکنان و متخصصان کارخانه برش های طولی قالب ها انجام خواهد شد. اندازه برش های طولی و عرضی قالب ها بسته به تقاضای مصرف کنندگان و بازار مصرف آن دارد که قابل تنظیم و تغییر خواهد بود.
پس از مرحله برش، قالب ها بر روی واگن های مخصوصی قرار می گیرند تا به بخش بلوکی که مرحله پخت قالب هاست انتقال یابد.
قالب های هبلکس در مرحله پخت وارد اتو کلاوها می‌شوند و در حرارت ۲۰۰ درجه سانتی گراد و با فشار ۱۲ اتمسفر پخته و عمل آوری می گردد.
قالب ها در اتوکلاوها و پخت کامل به بخش بار انداز محصولات آماده تحویل انتقال می یابند تا به تدریج به بازار مصرف عرضه شود.

هبلکس بتن سبک یا بتن هوادار اتوکلاوی

منبع : وبلاگ مهندس فرید - دانشجویان دارالفنون قزوین

هبلکس بتن سبک یا بتن هوادار اتوکلاوی

پنجشنبه, 23 اردیبهشت 1389 ساعت 15:23 زابل عباسی مقالات

از مسائل و دغدغه های مهم مهندسان عمران  در امر طراحی، محاسبه و ساخت پروژه های عمرانی وزن سازه به منظور پایداری بهتر در برابر نیروی زلزله است. ازآنجائیکه امروزه تمامی ساختمان ها به صورت اسکلت فلزی و یا بتونی اجرا می‌شوند. پارتیشن ها و دیوارهای داخلی فقط نقش جدا کننده فضا را برعهده دارند و هرچه مصالح بکاررفته شده دراین اجزا سبک تر باشد تاثیر مستقیمی در کاهش وزن سازه دارد.

از این رو جایگزینی آجرهای هبلکس بجای آجرهای معمولی و سفال بسیار تاثیر گذار می‌باشد.
نکته قابل ذکر در مورد این آجرها وزن مخصوص پایین آنها است. بطوریکه اگر این آجرها را بر روی سطح آب قراردهیم به ته آب فرو نرفته و برروی سطح آب قرارمی‌گیرد.

در دنیای پیشرفته امروزی و با توجه به پیشرفت های صورت گرفته در زمینه های مختلف علمی، صنعت بتن دچار تحول گردیده است، تولید بتن سبک هبلکس حاصل همین پیشرفت ها می‌باشد.

بتنی که علاوه بر کاهش بار مرده ساختمان از نیروی وارد به سازه در اثر شتاب زلزله می کاهد. بتن سبک با توجه به ویژگی های خاصی که دارد دارای کاربردهای مختلف می‌باشد که برحسب وزن مخصوص و مقاومت فشاری آن تفکیک می‌شود.

با گسترش استفاده از بتن سبک در سراسر دنیا بویژه در کشورهای پیشرفته و شکل گیری آیین نامه های اجرایی آنها متاسفانه این نوع بتن که دارای قابلیت های منحصر به فردی می‌باشد در کشور ما ایران هنوز ناشناخته باقیمانده است.

هبلکس نام تجاری است که برای بتن هوادار اتوکلاوی (Autoclaved Aerated Concrete - AAC) تولید شده در اروپا قرارداده اند که همان بتن سبک، بتن گازی سبک یا متخلخل می‌باشد و در سال 1924 میلادی توسط یک مهندس آرشیتکت سوئدی اختراع و به جامعه مهندسی معرفی گردید.
این بتن هم اکنون در اروپا و آمریکا به نام های تجاری YTONG و یا HEBELEX ارایه می‌شود. ساخت این محصول به روش اختلاط و پخت مواد اولیه انجام می گیرد.
حدود 60% وزنی مواد اولیه سنگدانه سیلیسی میکرونیزه شده با خلوص بالای ٨٠% می‌باشد و این میزان سیلیس غیر قابل جایگزینی با سایر سنگدانه های دیگر می‌باشد.
مصرف سیمان نیز کمتر از ١٠٠ کیلوگرم در هر مترمکعب می‌باشد.
پودر اکسید آلومینیوم مورد استفاده با دانه بندی تعریف شده و مخصوصی می‌باشد.
لازم بذکر است بکارگیری سیلیس از معادن و خردایش (خرد کردن) آنها تا حد زیادی تولید را غیر اقتصادی می نماید، در نتیجه کنترل کیفیت سیلیس در خط تولید نیاز به بررسی بیشتری دارد.

هبلکس مخلوطی از سیلیس، سیمان، آهک و پودر آلومینیوم درحرارت ۲۰۰ درجه سانتی گراد و فشار ۱۲ اتمسفر در اتوکلاوها پخته و به قطعات مورد نیاز ساختمانی بریده می‌شود. تولید بلوک هبلکس در
صنعت ساختمان ایران در سال 1367 توسط مرحوم علی اکبر بجستانی بنیانگذاری و شروع شده است.

این محصول امتیازات ویژه ای نیز نسبت به دیگر مصالح دارد از جمله این که عایق مناسب حرارتی و صدا می‌باشد، در برابر فشار مقاوم است، با ابزار معمولی به آسانی بریده می‌شود و می‌توان آن را به هر شکل تراشید، سوراخ کرد و یا تغییر شکل داد.
در موقعیت کنونی بتن سبک یا هبلکس بهترین ماده برای ساخت ساختمان های کوچک و بزرگ مسکونی، خدماتی، صنعتی و کشاورزی بویژه در مناطق زلزله خیز می‌باشد.

موفقیت در ساخت ساختمان 10 طبقه در 48 ساعت

منبع : وبلاگ مهندس فرید - دانشجویان دارالفنون قزوین

موفقیت در ساخت ساختمان 10 طبقه در 48 ساعت

یک شرکت کارآفرین هندی با استفاده از قطعات پیش ساخته، سه جرتقیل به همراه تیمی متشکل از 200 کارگر توانسته است با موفقیت یک ساختمان 10 طبقه را در 48 ساعت بسازد.

به گزارش سرویس فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، به گفته شرکت Synergy Thrislington، ‌سازنده این سازه مکعب، این دستاورد به احتمال زیاد نخواهد توانست جایزه‌ای را در رقابت‌های طراحی از آن خود کند اما نشان داده که چنین سرعتی در فرایندهای ساخت‌وساز کاملا ممکن است.

این ساختمان بجای آجر از صفحات فوم پلی‌یورتان ساخته شده که عایق حرارتی است. علاوه بر فوم؛ 200 تن فولاد نیز در این سازه بکار رفته است. این سازه سریع پس از ساخت از یک پنجم انرژی ساختمانهای معمولی استفاده می‌کند.

برای تسریع در ساخت این ساختمان، مصالح لازم از حدود دو ماه قبل آماده و ذخیره شده بود. به گفته سازندگان، فرآیند پیش‌ساخته باعث کاهش ضایعات و آلودگی محیطی در محل ساخت می‌شود.

ایده این پروژه، تمرکز توجهات بر فناوری ساخت بهتر با انرژی کارآمد بوده که سازندگان و صاحبان خانه‌ها را قادر به درآمدزایی طی چند روز بجای چند ماه خواهد کرد.

همچنین شرکت Synergy Thrislington در مورد ایمنی این ساختمان اطمینان داده و اعلام کرده که این سازه با مقاومت در برابر بالاترین کد زلزله ساخته شده است

برتری های بلوک پلی استایرن سنگون

منبع : وبلاگ مهندس فرید - دانشجویان دارالفنون قزوین

برتری های بلوک پلی استایرن سنگون

• استفاده از بلوک پلی استایرن سنگون، باعث کاهش وزن کلی ساختمان تا حدود 15% می گردد که در طراحی سازه نقش تعیین کننده داشته در نهایت موجب کاهش میزان آهن مصرفی تا حدود 7 کیلو گرم در متر مربع زیر بنا خواهد شد.
• کاهش وزن کلی ساختمان ، صرفه جویی در مصالح سازه ای ، حفظ منافع ملی و ارزان شدن ساختمان را به همراه دارد.
• سازه هایی که با بلوک پلی استایرن سنگون ساخته شوند به دلیل سبکی وزن در مقابل زلزله مقاومت بیشتری دارند.
• به حداقل رسیدن خطر آسیب پذیری افراد در هنگام سقوط احتمالی بلوک ها از دیگر مزایای بلوک پلی استایرن می باشد.
• عایق صوت و حرارتی بسیار خوبی است ( صرفه جویی در مصرف انرژی)
• جابجایی آسان و سرعت در اجرا و قابلیت اندازه کردن و برش به اندازه دلخواه از دیگر مزایای بلوک پلی استایرن سنگون است.
• مطابق استاندارد و ضوابط مقررات ملی ساختمان ایران تولید می گردد.

اساس اين سيستم همانطور که قبلاً اشاره شد استفاده از سازه بتن¬آرمه باربر در سقف و ديوار ساختمان و پارتيشن¬هاي پلي استايرن مسلح سبک، در تيغه¬هاي غير باربر است. ديوارها در داخل قالبي از پانل¬هاي مسلح پلي استايرن بتن¬ريزي مي شوند و قالب سقف¬ها نيز از پلي استايرن مسلح به صورت مجوف و شبيه به سقف¬هاي اسپايرول بتني ساخته مي-شوند. به عبارت ديگر ساختمان در دو لايه از پلي استايرن پيچيده مي¬شود که از لحاظ عايق بندي بيشترين بازدهي را دارد. کل قطعات ديواري و سقفي و پارتيشن پلي استايرن مسلح در کارخانه آماده و جهت نصب به محل اجرا حمل مي¬شود.
عناصر سيستم شامل موارد زير است:
پانل سقفی، دیوار باربر، دیوار پارتیشن
مزاياي عمده سيستم سوپرپانل عبارتند از:
- سرعت نصب
- صرفه جويي در مصرف انرژي
- افزايش دوام و محافظت سازه ساختمان در برابر محيط
- استحکام و قدرت باربري
- قابليت عبور لوله هاي تاسيساتي
- کاهش مصرف مصالح نازک کاري
- قابليت نصب تخته گچي کناف
- کاهش وزن ساختمان
- کاهش پرت مصالح
- عدم محدوديت در طراحي معماري
- عايق صدا
- صرفه جويي در هزينه حمل
- برگشت سريعتر سرمايه ساخت

مطالب فوق بخشی از سخنرانی مهندس نایینی بود که در ادامه به سوالات زیر نیز پاسخ گفتند.
- در اين سيستم مي توان طبقات مختلف و پلان هاي معماري متنوع داشت؟
" اين سيستم کارايي خيلي زيادي در پلان هاي مختلف دارد و مي¬توان آن را به صورت تلفيقي با ساير سيستم¬هاي سازه¬اي استفاده کرد. بهترين طرح براي سيستم سوپر پانل، اين است که در طبقات تکرار طراحي داشته باشيم."
2- ضريب رفتار در اين سيستم به چه صورت است؟
" در مورد ضريب رفتار چيزي که در اين سيستم به آن رجوع مي کنيم آيين نامه 2800 ، بند اول، سيستم هاي ديوار بتن آرمه است. در استفاده از اين سيستم در سازه باربر به صورت ديوار برشي و المان باربر قائم طبق آيين نامه تا 50 متر و 15 طبقه محدود هستيم. در مورد سقف هم در رده بندي ديگري از اين آيين نامه مراجعه مي کنيم. در 15 طبقه سيستم شامل ضرايب سختي 6و7و8 مي شود."
3- آيا سيستم از نظر نظام مهندسي و شهرداري داراي مجوز است؟
" در حال حاضر اين سيستم براي صدور تأييديه توسط سازمان تحقيقات و مسکن در حال بررسي است. مجوزهاي کنوني مجوزهاي موردي است مثلاً مجوزي که قرار است سازمان ملي زمين و مسکن براي يک مجموعه بلوک از زمين هاي واگذاري طرح استيجاري دولت صادر کند. "
4- هزينه هر مترمربع ساخت چه مقدار است؟
" هزينه هر مترمربع بستگي به نحوه طراحي دارد. در صورتي که طراحي مطابق با فرم سازه-اي ساختمان باشد، هزينه سفت کاري در حد ساختمان هاي سنتي در مي آيد. در نازک کاري با توجه به ويژگي هاي خاص اين سيستم هزينه هاي عمومي کاهش مي يابد. (عدم وجود پرت مصالح ساختماني و عايق بودن از نظر حرارتي) هزينه کار تمام شده چيزي حدود 300 تا 350 هزار تومان در مترمربع است که
بستگي به طرح معماري دارد. "
5- اجرا را خود سوپر پانل انجام مي دهد يا خريدار؟
" هر قالب بندي با يک بار مشاهده سيستم مي تواند آن را اجرا کند يا آموزش دو سه ساعته ببيند و براي او گواهينامه صادر گردد. خود سوپر پانل هم با توجه به سابقه ساختمان سازي حاضر است يا به صورت نمونه و يا کل پروژه در صورت امکان اين کار را انجام دهد. "
6- نمونه اجرا شده در تهران وجود دارد يا خير؟
ساختمان هايي در قزوين و قشم و گنبد در حال اجرا است که با توجه به جديد بودن سيستم، بيشتر جنبه آزمايشي و نمايشي دارد.
7- حداکثر طول قطعات سقف بدون ستون در چه اندازه اي قابل اجرا است؟
طول قطعات سقف معادل طول قطعات بتني متعارف بتني است. با توجه به کم بودن بار ساختمان به خاطر پارتيشن ها و مصالح سبک و قابل تنظيم بودن ارتفاع تيرچه ها دهانه ها خيلي محدوديت ندارند و 7،8،9 متر قابل اجرا هستند.
8- حفظ ارزش هاي پايدار معماري يا به عبارتي توجيه معماري سيستم به چه صورت است؟
از نظر طراحي اين سيستم داراي هيچ محدوديتي نيست. در ضمن همه چيز قابل اتصال به اين سيستم از داخل يا خارج بنا هست. بهتر است دانشجويان و اساتيد محترم با اين سيستم آشنايي پيدا بکنند و رسانه¬ها هم مي¬توانند در جهت آشنايي بيشتر مردم با اين سيستم کمک کنند. اين سيتم هيچ محدوديتي به صورت سنتي يا صنعتي ندارد و اين بستگي به قدرت طراح دارد.
9- دماي بتن ريزي و تعداد طبقات در اين سيستم به چه صورت است؟
حداقل گرماي مخلوط بتن بالاي 4-5 درجه است. در صورتي که در دماي زير صفر بتن ريزي انجام شود، عمليات سخت شدن بتن با همان حرارت ناشي از گيرش اوليه ادامه مي يابد. در مورد بتن ريزي در هواي گرم، قالب پلي استايرن اجازه خروج آب بتن را به صورت تبخير از مخلوط بتن نمي دهد و اين رطوبت تا سخت شدن کامل بتن باقي مي ماند.
10- در مورد چرخه سبز و قابليت بازيافت سيستم به چه صورت عمل مي کند؟
سازه اصلي سيستم جداي از يک سيستم بتن آرمه نيست، تمام ملاحظاتي که بايد در سيستم بتن آرمه رعايت شود در اين جا نيز وجود دارد. مصالحي که به عنوان قالب استفاده مي شوند کاملاً قابليت بازيافت دارند. از جمله پلي استايرن و مصرف مجدد آن و ورق هاي گالوانيزه که به عنوان ضايعات آهن امکان استفاده مجدد دارد.
11- در مورد نصب وسايل خانه مانند تابلو چه کار بايد کرد؟
چيز هاي سبک مانند تابلو روي همان رويه 5/1 سانتيمتري ( گچ برگ يا ملات) نصب مي شوند و مشکلي ندارد. عناصر سنگين تر مانند کابينت آشپزخانه در سيستم پارتيشن چون در هر 30 سانتيمتر يک استاد داريم، مي توان محل پيچ کردن را روي استادها انجام داد.
12- ظرفيت توليد سيستم در طول يک سال چه مقدار است؟
کارخانه يک ميليون متر مربع سطح در سال توليد مي کند. و طبق الگوي مصرف حدود 4000 تا 4500 واحد مسکوني مي شود.
13-آيا فوم قالب گيري بعد از عمليات خواهد ماند؟
اين فوم ها بعد از بتن ريزي باقي مي مانند. فوم ها هنگام بتن ريزي کار قالب را انجام مي دهند و بعد از آن کار عايق را مي کنند.
14- عکس العمل سيستم در برابر آتش به چه صورت است؟
چيزي که در اين محصولات رعايت مي شود اين است که در اثر رسيدن شعله به هر نقطه از جسم عمل انتشار شعله از طريق سوختن خود جسم ادامه پيدا نمي کند. اگر ما شعله اي را به اين قطعات نزديک کنيم در همان نقطه مشتعل مي شود، ذوب مي شود و اگر شعله را عقب ببريم تمام مي شود و بقيه پلي استايرن دچار حريق نمي شود و شعله ادامه پيدا نمي کند. طبق آيين نامه بايد حداقل يک پوشش محافظ روي اينها باشد تا زماني که ساکنين در صورت خاموش نشدن آتش فرصت کافي براي تخليه ساختمان را داشته باشند. در استانداردهاي آتش نشاني اين ها به صورت يک عدد f و يک عددي که بعد از آن به صورت دقيقه بيانگر زمان آن است مطرح مي شوند. 60f، 90f، 120f که به تعداد طبقات ساختمان، اهميت بنا و زمان تخليه بر مي گردد. در اين سيستم ها حدود 5/1 سانتيمتر پوشش هاي معدني وجود دارد و براي آن مقاومت 120f را حاصل مي کند.
گازي که بر اثر سوختن متصاعد مي شود، گاز کشنده به مفهوم سيانور نيست. گاز2co و هايت گازco . ولي چون از نظر جرم، جرم يک متر مکعب قالب سازه 20-25 کيلو گرم است مقدار گاز هم آنچنان زياد نيست که فرد را در ساختمان محبوس کند و يا آن را وادار به فرار کند.
15- آيا اين سيستم قابليت استفاده در ساختمان هاي اسکلت فلزي را دارد؟
مي توان آن را به صورت ديوار برشي در بين ستون ها و يا المان هاي سقفي و براي پوشش کف ها استفاده کرد. پارتيشن ها را مي توان با تمهيداتي در روي نماي ساختمان ها استفاده کرد، که هم مسئله عايق صدا و هم عايق حرارت و اتصال به عناصر نما را جوابگو باشد.
16- قابليت هاي سيستم در سطوح منحني به چه صورت است؟
المان هاي ديوار باربر قابليت ايجاد در مدول هاي کمتر از 20/1 را دارد وسطوح منحني در حد قوس دور پله شدني است.
17- آيا شرايط بتن مورد استفاده ويژه است؟
با توجه به اين که پوشش دور آرماتور در حدود 5/2 سانتيمتر است توصيه مي شود اندازه دانه درشت زير 20 ميليمتر و حدود 16 در حد شن هاي نخودي باشد. در ضمن در بتن استفاده از روان کننده توصيه مي شود. با ايجاد اين تدابير از پر شدن قالب توسط بتن اطمينان حاصل مي کنيم.
18- ويبره کردن بتن در اين روش به چه صورت است؟
ويبرۀ بدنه شدني است. به شرطي که لوله اي دور قالب بگردانيم که با ايجاد ويبره حرکت به طول 4-5 متر منتقل شود. ويبره به صورت موضعي هم با توجه به اينکه فضايي حدود 15-16 سانتيمتر در وسط داريم، شدني است. البته استفاده از بتن روان و بتن خودتراز شونده که مقاومت هاي سازه اي هم مي دهد مناسب ترين راه ها است.
19- گردش ماشين در پارکينگ اجرا شده با اين سيستم به چه صورت است؟
با توجه به اين که در سقف قابليت اجراي تير موجود است، مي توان طراحي پلان را طوري انجام داد که حجره هاي پارکينگ در جهت طولي ديوار باشد و دهانه لازم را براي گردش ماشين فراهم کرد. در صورتي که اين راه ها جواب نداد مي توان در چند نقطه از ستون استفاده کرد.
20- وزن تمام شده ساختمان چه مقدار است؟
وزن بار مرده طبقات بين 450-475 کيلوگرم بر سانتيمترمربع است. با توجه به اين که سيستم قابليت عبور لوله ها را از داخل سقف دارد، احتياج به بردن لوله ها در کف و پوشاندن آن با پوکه نيست. عدد گفته شده بدون پوکه ريزي به علاوه وزن خود سازه و ديوارها، باري است که به فونداسيون وارد مي شود. ضخامت ديوار در ساختمان هاي 4-5 طبقه 15 يا بسته به طرح معماري 20 سانتيمتر است و در بقيه طبق آيين نامه ايران 15 سانتيمتر مي باشد و تعداد طبقات 4-5 طبقه مناسب ترين تعداد است.
21- پلي استايرن در حرارت بالا ذوب مي شود. اين براي ديوار مانعي ندارد چون شره نمي کند ولي براي سقف چون سقف در اثر حرارت ترک مي خورد اين مواد مذاب پايين ميريزند و خطرناک مي شود، در اين سيستم چه تدابيري انديشيده شده است؟
پلي استايرن در دماي 110 درجه ذوب مي شود. ريزش پلي استايرن ذوب شده وقتي اتفاق مي افتد که لايه معدني رويه آن از بين رفته باشد و تا آن زمان ساکنين ساختمان از آن جا خارج شده اند و حدود 100 دقيقه گچ از ريزش پلي استايرن جلوگيري مي کند.

پانل های پلی استایرن 3D سنگون

منبع : وبلاگ مهندس فرید - دانشجویان دارالفنون قزوین

پانل های پلی استایرن 3D سنگون

اهمیت کاهش وزن ساختمان ( بار مرده ) بخصوص در سازه های بلند مرتبه از یک سو و عایق کردن ساختمان ها به منظور صرفه جویی در مصرف انرژی از سوی دیگر ، متخصصین و تولیدکنندگان مصالح ساختمانی را بر آن داشته است که انواع مصالحی که هر یک از دو منظور فوق را تامین نماید به بازار عرضه کنند.
دیوارهای سه لایه پلی استایرن سنگون که امروزه به عنوان (پانل 3D) مشهور گردیده است ، علاوه برتامین اهداف پیش گفته برتری های زیر را نیز به همراه دارد.
• سرعت در اجرا
• وزن سبک تر که موجب کاهش آهن مصرفی در سازه های ساختمان می گردد
• جابه جایی و نصب آسان و سرعت در اجرای کار
• اتصال گیردار به سازه
• بهره برداری بهینه از مصالح و حفظ منافع ملی
• عایق گرما و سرما (صرفه جویی در مصرف انرژی)
• عایق صوت
• کاهش قیمت تمام شده

بلوک سقفی پلی استایرن سنگون

در سقف سبک رایج (تیرچه و بلوک) برای پر کردن محل های خالی بین تیرچه ها ، از بلوک های تو خالی سفالی یا سیمانی استفاده می شود.

بلوک ها علاوه بر خاصیت پرکنندگی فضای خالی ، در حکم قالب برای بتن پوششی نیز عمل می کنند ولی خاصیت باربری ندارد. بنابراین در صورت باقی ماندن در کار ، مطابق جدول زیر به عنوان بارمرده به سایر نیروهای وارد برسازه اضافه می شوند.

متوسط وزن یک متر مربع بلوک سقفی

(برحسب کیلوگرم)
نوع بلوک
20 سانتی متر

25 سانتی متر سیمانی
115 کیلوگرم
125 کیلوگرم

سفالی
70 کیلوگرم

85 کیلوگرم
پلی استایرن سنگون
2.20 کیلوگرم
2.75 کیلوگرم

نحوه اجرا سوپر پانل

منبع : وبلاگ مهندس فرید - دانشجویان دارالفنون قزوین

نحوه اجرا سوپر پانل

بعد از اجراي پي ساختمان و رها كردن ميلگردهاي انتظار ،قالبهاي EPS رو جايگذاري مي كنيم (يادم رفت بگم كه اين قالبها شكلهاي مختلفي دارن يعني كنج ها و نعل درگاه ها بصورت آماده توي كارخونه درست شده اند،و در هنگام اجرا توي جاهاي خودشون جاي گذاري مي شن)بعد آرماتورهاي افقي به فاصله هاي مشخص شده توي جزئيات ،روي رابط ها قرار داده مي شن و به همين ترتيب تا رديف آخر اجرا ميشه . بعد ازاينكه كارگذاري قالبها تموم شد ديوارها رو براي بتن ريزي آماده مي كنن و ميله هاي محافظ قالبها رو نصب مي كنن بعد از محكم شدن قالبها بتن ريزي شروع ميشه توي اين بتن بخاطراينكه كاهش بدن ميزان آب رو و مقاومت بتن را زياد كنن از فوق روان كننده استفاده مي كنن ،ماكزيمم قطر دانه هاي اين بتن 4/3 اينچ هستشاسلامپ مورد نظر هم 15cm .
مزاياي سيستم ICF:
1- مقاومت بالا در برابر نيروهاي جانبي مانند زلزله ،باد و سيل و ...
2- عايق حرارتي، برودتي ،رطوبت و صوت
3-حمل و نقل آسان
4-ساخت سريع در عين حال با سهولت( اجرا فقط با سه مرحله: چيدمان قالب - تراز ديوار- پر كردن بتن)
5- ساخت و ساز كاملا يكپارچه
6-صرفه جويي بيش از 75 درصد انرژي مصرفي (گرمايش و سرمايش)
7-قابل اجرا در زمينهاي با مقاومت كم
8-توليد شده از مواد اوليه غير قابل اشتعال}}

{{ پانلهای پلی استایرن گسترش شهرنشینی و محدودیت خدمات شهری، ساخت و ساز واحدهای مسکونی را از یک سو به سمت انبوه و بلندمرتبه سازی سوق داده است و از طرف دیگر ضرورت ایمن سازی ساختمان ها در مقابل نیروهای جانبی بخصوص زلزله ایجاب می نماید که وزن اجزاء تشکیل دهنده ساختمان و در نتیجه بار مرده آن را تا حد امکان کاهش داد.
برای نیل به اهداف فوق و رعایت مبحث 19 مقررات ملی ساختمان ( صرفه جویی در مصرف انرژی ) و همچنین تولید صنعتی مصالح ساختمانی برای استفاده بهینه از منابع ملی ، گروه صنعتی سنگون مصمم گردید که در کنار سایر تولیدات خود فرآورده های پلی استایرن نیز تولید نماید. اکنون ما یکی از بزرگترین تولیدکنندگان ورق های پلی استایرن در جنوب کشور می باشیم . لازم به یادآوری است که گروه تولیدی سنگون به منظور ساخت دیوارهای سه بعدی (3D) و سایر فرآورده ها کلیه مفاد نشریه شماره 385 معاونت برنامه ریزی و نظارت راهبردی ریاست جمهوری بخصوص کند سوز بودن مواد اولیه را رعایت می نماید.

سوپر پانل چیست؟

منبع : وبلاگ مهندس فرید - دانشجویان دارالفنون قزوین

سوپر پانل چیست؟

سوپر پانل نوع تکامل یافته سیستمهای قدیم تر(Insulating Concrete Forms) ICF می باشد سیستم قدیمی ICFدیوارهایی است که از چیدن بلوکهای تو خالی استایرن و قراردادن میلگردهای قائم و افقی به صورت محدود در آن، و بتن ریزی در فضاهای خالی داخل بلوکها ساخته می شود.
بلوکها در طرفین به دو جداره به ضخامت حداقل 5 سانتی متر محصور می باشد. صفحات پلی استایرن توسط رابطهای از جنس پلاستیک یا فلز بهم دیگر متصل و از اتصال آن بلوکهایی تو خالی حاصل میشود که در فضای خالی آن میلگرد قرار داده شده و بتن ریزی می شود. حاصل عملیات اجرایی آن شبیه به بلوک چینی است که مستلزم صرف زمان و محدودیتهای سازه ای می باشد.چند شکل از ICFسیستم سوپر پانل با اصلاح روش ICF قدیمی در جهت ساختمان سازی به روش های صنعتی تر، سرعت بالاتر و مقاوم تر در برابر زلزله،با تغییرات اساسی در المانهای آن، ابداع گردید.مبتکر این تکنولوژی کمپانیPLASTEDIL سوئیس می باشدکه سیستم مذکور را با نام ®PLASTBAU در سراسر دنیا عرضه نموده است.
این سیستم متشکل از المانهای باربر و غیر باربر اصلی ساختمان یعنی دیوار باربر، سقف باربر و دیوار پارتیشن است.
با استفاده از این سیستم می توان بیش از 60% عملیات مربوط به اجرای یک سازه بتنی را در کارخانه انجام داد و با انتقال قطعات به سایت اجرایی عملیات ساخت را به سرعت به اتمام رسانید.
سهولت اجرایی عمده در این سیستم حذف عملیات قالب بندی و آرماتور بندی دیوارهای باربر بتن آرمه به میزان حداقل 90% در محل اجرای پروژه است .
قطعات دیوار در ارتفاع طبقه و قطعات سقف به طول دهانه و براساس طرح معماری ساخته و به محل حمل شده و به سرعت در محل خود نصب و عملیات بتن ریزی انجام می گردد.
سیستم سوپر پانل در رده ساختمانهای با دیوار بتن آرمه با قالبهای ماندگار پلی استایرن توسط مرکز تحقیقات مسکن و ساختمان مورد تایید قرار گرفته است و توسط آن می توان بر طبق آیین نامه زلزله ایران ساختمان های تا 15 طبقه را طراحی و اجرا نمود .

{{ديوارهاي Icf (قالبهاي ماندگار بتن) : 115 ديوار ICF در واقع به معناي قالبهاي ماندگار بتن هست كه به اختصار نوشته ميشه. استفاده از اين نوع قالبها كهEPS نام دارن تحول شگرفي رو در صنعت ساختمان سازي ايجادكرده به طوري كه يه سازه پايدار مستحكم باقابليت ساخت سريع و همچنين سبك و عايق هستش. اين ديوار ازنوع بلوكي وازجنس پلي استايرن منبسط شده با بعد داخلي 15cmهستش كه توسط رابط هايي از جنس پلي استايرن مقاوم در برابر ضربه دو سمت قالب رو نگه مي داره . اين قالبها به دو صورت بلوكهاي ديواري با ضخامتهاي مختلف 15-30 cm و بلوكهاي سقفي مورد استفاده قرار مي گيرند. اين سيستم بدون هيچگونه محدوديت طبقاتي اجرا مي شه .اين سيستم بصورت يكپارچه اجرا ميشه و علاوه بر تحمل بارهاي زنده و مرده قائم مقاومت خوبي در برابر بارهاي جانبي هم داره .فوم پلي استايرني كه توي اين قالبها استفاده شده نسوز و سبك هست، اين سيستم عايق مناسب در برابر حرارت ، برودت ، رطوبت و صوت بوده و مي تونه در گرمايش و سرمايش حداقل 75 درصد انرژي رو حفظ كنه.

سوپر پانل(دیوارهای EPS با بتن مسطح)

منبع : وبلاگ مهندس فرید - دانشجویان دارالفنون قزوین

سوپر پانل(دیوارهای EPS با بتن مسطح)

درکشورهای پیشرفته سال­هاست که مسائل مربوط به دوام مصالح، سرعت اجرا، کاهش پرت مصالح، جلوگیری از اتلاف انرژی و مقاوم بودن ساختمان­ها در برابر سوانح طبیعی مورد توجه و تحقیق دائم قرار گرفته که منجر به نوآوری­ها و تکنیک­های مدرن در زمینه صنعت ساختمان شده است.

     از جدیدترین سیستم­های فوق الذکر، استفاده از ترکیب بتن آرمه به عنوان عضو باربر و پانل­های پلی استایرن (EPS) به عنوان قالب بتن و عایق حرارتی است که با نام سیستم­های بتنی (ICF)   Reinforced Insulating Concrete Formwork معروف شده­اند.

سیستمSuper panel   که توسط این شرکت تولید و به بازار عرضه خواهد شد از جدیدترین و کاملترین نوع سیستم­های فوق الذکر است که کمبودها و اشکالات روش­های قدیمی­تر در آن برطرف شده است. این سیستم توسط کمپانی  PLASTEDIL  سوئیس ابداع و تولید آن در ایران تحت لیسانس شرکت مذکور انجام خواهد شد.

 

 از این روش تا کنون در بسیاری از کشورهای دنیا از جمله آلمان، ایتالیا، ترکیه، کانادا، آمریکا، امارات متحده، بحرین ، عربستان سعودی، روسیه ، ایرلند استفاده شده است.

 

اساس این سیستم همانطور که قبلاً اشاره شد استفاده از سازه بتن­آرمه باربر در سقف و دیوار ساختمان و پارتیشن­های پلی استایرن مسلح سبک، در تیغه­های غیر باربر است. دیوارها در داخل قالبی از پانل­های مسلح پلی استایرن بتن­ریزی می شوند و قالب سقف­ها نیز از پلی استایرن مسلح به صورت مجوف و شبیه به سقف­های اسپایرول بتنی  ساخته می­شوند. به عبارت دیگر ساختمان در دو لایه از پلی استایرن پیچیده می­شود که از لحاظ عایق بندی بیشترین بازدهی را دارد. کل قطعات دیواری و سقفی و پارتیشن پلی استایرن مسلح در کارخانه آماده و جهت نصب به محل اجرا حمل می­شود.

عناصر سیستم شامل موارد زیر است:

 

پانل سقفی

 : دیوارباربر

  دیوار پارتیشن

 مزایای عمده سیستم سوپرپانل عبارتند از:

-         سرعت نصب

-         صرفه جویی در مصرف انرژی

-         افزایش دوام و محافظت سازه ساختمان در برابر محیط

-         استحکام و قدرت باربری

-         قابلیت عبور لوله های تاسیساتی

-         کاهش مصرف مصالح نازک کاری

-          قابلیت نصب تخته گچی کناف

-         کاهش وزن ساختمان

-         کاهش پرت مصالح

-         عدم محدودیت در طراحی معماری

-         عایق صدا

-         صرفه جویی در هزینه حمل

-         برگشت سریعتر سرمایه ساخت

 

  تحلیل و بررسی این سیستم­ها :

-         عملکردهای معماری

-         پایداری سازه ای

-         نحوه مواجهه موضوع با بحث اتلاف انرژی

-         تأسیسات و اجزای مکانیکی ساختمان

-         پایدار بودن

-         قابلیت بازیافت

-         مسائل اجرایی و اقتصادی طرح ها

 

پرسش­های مطرح شده

 

1- در این سیستم می توان طبقات مختلف و پلان های معماری متنوع داشت؟

" این سیستم کارایی خیلی زیادی در پلان های مختلف دارد و می­توان آن را به صورت تلفیقی با سایر سیستم­های سازه­ای استفاده کرد. بهترین طرح برای سیستم سوپر پانل، این است که در طبقات تکرار طراحی داشته باشیم."

2- ضریب رفتار در این سیستم به چه صورت است؟

" در مورد ضریب رفتار چیزی که در این سیستم به آن رجوع می کنیم آیین نامه 2800 ، بند اول، سیستم های دیوار بتن آرمه است. در استفاده از این سیستم در سازه باربر به صورت دیوار برشی و المان باربر قائم طبق آیین نامه تا 50 متر و 15 طبقه محدود هستیم. در مورد سقف هم در رده بندی دیگری از این آیین نامه مراجعه می کنیم. در 15 طبقه سیستم شامل ضرایب سختی 6و7و8 می شود."

3- آیا سیستم از نظر نظام مهندسی و شهرداری دارای مجوز است؟

" در حال حاضر این سیستم برای صدور تأییدیه توسط سازمان تحقیقات و مسکن در حال بررسی است. مجوزهای کنونی مجوزهای موردی است مثلاً مجوزی که قرار است سازمان ملی زمین و مسکن برای یک مجموعه بلوک از زمین های واگذاری طرح استیجاری دولت صادر کند. "

4- هزینه هر مترمربع ساخت چه مقدار است؟

" هزینه هر مترمربع بستگی به نحوه طراحی دارد. در صورتی که طراحی مطابق با فرم سازه­ای ساختمان باشد، هزینه سفت کاری در حد ساختمان های سنتی در می آید. در نازک کاری با توجه به ویژگی های خاص این سیستم هزینه های عمومی کاهش می یابد. (عدم وجود پرت مصالح ساختمانی و عایق بودن از نظر حرارتی) هزینه کار تمام شده چیزی حدود 300 تا 350 هزار تومان در مترمربع است که

بستگی به طرح معماری دارد. "

5- اجرا را خود سوپر پانل انجام می دهد یا خریدار؟

 " هر قالب بندی با یک بار مشاهده سیستم می تواند آن را اجرا کند یا آموزش دو سه ساعته ببیند و برای او گواهینامه صادر گردد. خود سوپر پانل هم با توجه به سابقه ساختمان سازی حاضر است یا به صورت نمونه و یا کل پروژه در صورت امکان این کار را انجام دهد. "

6- نمونه اجرا شده در تهران وجود دارد یا خیر؟

ساختمان هایی در قزوین و قشم و گنبد در حال اجرا است که با توجه به جدید بودن سیستم، بیشتر جنبه آزمایشی و نمایشی دارد.

7- حداکثر طول قطعات سقف بدون ستون در چه اندازه ای قابل اجرا است؟

طول قطعات سقف معادل طول قطعات بتنی متعارف بتنی است. با توجه به کم بودن بار ساختمان به خاطر پارتیشن ها و مصالح سبک و قابل تنظیم بودن ارتفاع تیرچه ها دهانه ها خیلی محدودیت ندارند و 7،8،9 متر قابل اجرا هستند.

8- حفظ ارزش های پایدار معماری یا به عبارتی توجیه معماری سیستم به چه صورت است؟

از نظر طراحی این سیستم دارای هیچ محدودیتی نیست. در ضمن همه چیز قابل اتصال به این سیستم از داخل یا خارج بنا هست. بهتر است دانشجویان و اساتید محترم با این سیستم آشنایی پیدا بکنند و رسانه­ها هم می­توانند در جهت آشنایی بیشتر مردم با این سیستم کمک کنند. این سیتم هیچ محدودیتی به صورت سنتی یا صنعتی ندارد و این بستگی به قدرت طراح دارد.

9- دمای بتن ریزی و تعداد طبقات در این سیستم به چه صورت است؟

حداقل گرمای مخلوط بتن بالای 4-5 درجه است. در صورتی که در دمای زیر صفر بتن ریزی انجام شود، عملیات سخت شدن بتن با همان حرارت ناشی از گیرش اولیه ادامه می یابد. در مورد بتن ریزی در هوای گرم، قالب پلی استایرن اجازه خروج آب بتن را به صورت تبخیر از مخلوط بتن نمی دهد و این رطوبت تا سخت شدن کامل بتن باقی می ماند.

10- در مورد چرخه سبز و قابلیت بازیافت سیستم به چه صورت عمل می کند؟

سازه اصلی سیستم جدای از یک سیستم بتن آرمه نیست، تمام ملاحظاتی که باید در سیستم بتن آرمه رعایت شود در این جا نیز وجود دارد. مصالحی که به عنوان قالب استفاده می شوند کاملاً قابلیت بازیافت دارند. از جمله پلی استایرن و مصرف مجدد آن و ورق های گالوانیزه که به عنوان ضایعات آهن امکان استفاده مجدد دارد.

11- در مورد نصب وسایل خانه مانند تابلو چه کار باید کرد؟

چیز های سبک مانند تابلو روی همان رویه 5/1 سانتیمتری ( گچ برگ یا ملات) نصب می شوند و مشکلی ندارد. عناصر سنگین تر مانند کابینت آشپزخانه در سیستم پارتیشن چون در هر 30 سانتیمتر یک استاد داریم، می توان محل پیچ کردن را روی استادها انجام داد.

12- ظرفیت تولید سیستم در طول یک سال چه مقدار است؟

کارخانه یک میلیون متر مربع سطح در سال تولید می کند. و طبق الگوی مصرف حدود 4000 تا 4500 واحد مسکونی می شود.

13-آیا فوم قالب گیری بعد از عملیات خواهد ماند؟

این فوم ها بعد از بتن ریزی باقی می مانند. فوم ها هنگام بتن ریزی کار قالب را انجام می دهند و بعد از آن کار عایق را می کنند.

14- عکس العمل سیستم در برابر آتش به چه صورت است؟

چیزی که در این محصولات رعایت می شود این است که در اثر رسیدن شعله به هر نقطه از جسم عمل انتشار شعله از طریق سوختن خود جسم ادامه پیدا نمی کند. اگر ما شعله ای را به این قطعات نزدیک کنیم در همان نقطه مشتعل می شود، ذوب می شود و اگر شعله را عقب ببریم تمام می شود و بقیه پلی استایرن دچار حریق نمی شود و شعله ادامه پیدا نمی کند. طبق آیین نامه باید حداقل یک پوشش محافظ روی اینها باشد تا زمانی که ساکنین در صورت خاموش نشدن آتش فرصت کافی برای تخلیه ساختمان را داشته باشند. در استانداردهای آتش نشانی این ها به صورت یک عدد f و یک عددی که بعد از آن به صورت دقیقه بیانگر زمان آن است مطرح می شوند. 60f، 90f، 120f که به تعداد طبقات ساختمان، اهمیت بنا و زمان تخلیه بر می گردد. در این سیستم ها حدود 5/1 سانتیمتر پوشش های معدنی وجود دارد و برای آن مقاومت 120f را حاصل می کند.

گازی که بر اثر سوختن متصاعد می شود، گاز کشنده به مفهوم سیانور نیست. گاز2co و هایت گازco . ولی چون از نظر جرم، جرم یک متر مکعب قالب سازه 20-25 کیلو گرم است مقدار گاز هم آنچنان زیاد نیست که فرد را در ساختمان محبوس کند و یا آن را وادار به فرار کند.

15- آیا این سیستم قابلیت استفاده در ساختمان های اسکلت فلزی را دارد؟

می توان آن را به صورت دیوار برشی در بین ستون ها و یا المان های سقفی و برای پوشش کف ها استفاده کرد. پارتیشن ها را می توان با تمهیداتی در روی نمای ساختمان ها استفاده کرد، که هم مسئله عایق صدا و هم عایق حرارت و اتصال به عناصر نما را جوابگو باشد.

16- قابلیت های سیستم در سطوح منحنی به چه صورت است؟

المان های دیوار باربر قابلیت ایجاد در مدول های کمتر از 20/1 را دارد وسطوح منحنی در حد قوس دور پله  شدنی است.

17- آیا شرایط بتن مورد استفاده ویژه است؟

با توجه به این که پوشش دور آرماتور در حدود 5/2 سانتیمتر است توصیه می شود اندازه دانه درشت زیر 20 میلیمتر و حدود 16 در حد شن های نخودی باشد. در ضمن در بتن استفاده از روان کننده توصیه می شود. با ایجاد این تدابیر از پر شدن قالب توسط بتن اطمینان حاصل می کنیم.

18- ویبره کردن بتن در این روش به چه صورت است؟

ویبرۀ بدنه شدنی است. به شرطی که لوله ای دور قالب بگردانیم که با ایجاد ویبره حرکت به طول 4-5 متر منتقل شود. ویبره به صورت موضعی هم با توجه به اینکه فضایی حدود 15-16 سانتیمتر در وسط داریم، شدنی است. البته استفاده از بتن روان و بتن خودتراز شونده که مقاومت های سازه ای هم می دهد مناسب ترین راه ها است.

19- گردش ماشین در پارکینگ اجرا شده با این سیستم به چه صورت است؟

با توجه به این که در سقف قابلیت اجرای تیر موجود است، می توان طراحی پلان را طوری انجام داد که حجره های پارکینگ در جهت طولی دیوار باشد و دهانه لازم را برای گردش ماشین فراهم کرد. در صورتی که این راه ها جواب نداد می توان در چند نقطه از ستون استفاده کرد.

20- وزن تمام شده ساختمان چه مقدار است؟

وزن بار مرده طبقات بین 450-475 کیلوگرم بر سانتیمترمربع است. با توجه به این که سیستم قابلیت عبور لوله ها را از داخل سقف دارد، احتیاج به بردن لوله ها در کف و پوشاندن آن با پوکه نیست. عدد گفته شده بدون پوکه ریزی  به علاوه وزن خود سازه و دیوارها، باری است که به فونداسیون وارد می شود. ضخامت دیوار در ساختمان های 4-5 طبقه 15 یا بسته به طرح معماری 20 سانتیمتر است و در بقیه طبق آیین نامه ایران 15 سانتیمتر می باشد و تعداد طبقات 4-5 طبقه مناسب ترین تعداد است.

21- پلی استایرن در حرارت بالا ذوب می شود. این برای دیوار مانعی ندارد چون شره نمی کند ولی برای سقف  چون سقف در اثر حرارت ترک می خورد این مواد مذاب پایین میریزند و خطرناک می شود، در این سیستم چه تدابیری اندیشیده شده است؟

پلی استایرن در دمای 110 درجه ذوب می شود. ریزش پلی استایرن ذوب شده وقتی اتفاق می افتد که لایه معدنی رویه آن از بین رفته باشد و تا آن زمان ساکنین ساختمان از آن جا خارج شده اند و حدود 100 دقیقه گچ از ریزش پلی استایرن جلوگیری می کند.

انواع بتن پیش تنیده پس کشیده

منبع : وبلاگ مهندس فرید - دانشجویان دارالفنون قزوین

انواع بتن پیش تنیده پس کشیده

۱) با روش چسبنده ( Bonded ) 

بعد از پایان عملیات کشش کابل ها ، برای جلوگیری از زنگ زدن کابل ها ، دوغاب سیمان به داخل غلاف ها تزریق می شود تا فاصله بین کابل و غلاف را پر کند . در این حالت چون کابل توسط دوغاب به غلاف و در نتیجه به بتن می چسبد ، اصطلاحاً این روش را چسبنده ( Bonded )  می نامند .

پل صندوقه ای به وسیله دستگاه شاریو

پل صندوقه ای درجا ریز

تیر پس کشیده

 سقف ساختمان پس کشیده

گروت تزریق شده داخل گیره

2) با روش غیر چسبنده ( Unbonded )

گاهی اوقات به دلائل خاصی از جمله ایجاد انعطاف پذیری بیشتر سازه جهت مقاومت بهتر در مقابل زلزله ، ممکن است دوغاب به داخل غلاف تزریق نکنند . در چنین حالاتی چون هیچ نوع چسبندگی بین کابل و غلاف وجود ندارد ، این روش را غیر چسبنده ( unbonded ) می نامند . در چنین مواقعی برای جلوگیری از زنگ زدن کابل ، داخل غلاف و دور کابل را پر از گیریس می کنند . بعضی از کارخانه های کابل سازی ، کابل هایی تولید می کنند که در داخل لوله های پلاستیک پر از گریس قرار دارد . این نوع کابل های فاقد چسبندگی را می توان مستقیماً در داخل بتن کار گذاشت و بعد از کسب مقاومت از بتن ، کابل ها را کشید که گریس مانع از چسبیدن کابل به غلاف پلاستیکی و در نتیجه به بتن می شود .

در روش غیر چسبنده اگر به دلائلی کابل از داخل گیره ها در برود و یا از هر نقطه پاره شود ، نیروی پیش تنیدگی در آن مقطع از بین می رود .

اصولاً مقاومت نهایی بتن پس کشیده چسبنده خیلی بیشتر از مقاومت نهایی بتن پس کشیده غیر چسبنده مشابه می باشد .

سقف ساختمان های پس کشیده به روش Unbonded

سقف ساختمان های پس کشیده به روش Unbonded

بتن پیش تنیده پس کشیده

منبع : وبلاگ مهندس فرید - دانشجویان دارالفنون قزوین

بتن پیش تنیده پس کشیده (Post-tensioned concrete ) :

اگر فولاد پیش تنیدگی را بعد از گرفتن و سفت شدن بتن بکشند ، بتن را اصطلاحاً بتن پس کشیده می نامند . نیروی پیش تنیدگی توسط گیره های ( anchorages ) دو انتهای سازه از کابل به بتن منتقل می گردد . فولاد پیش تنیدگی نباید قبل از کشیدن به بتن چسبیده باشد ، در غیر این صورت امکان کشیدن آن وجود نخواهد داشت . فولادهای پیش تنیدگی را باید در داخل غلاف ها یا مجراهایی که در داخل بتن یا خارج از آن تعبیه شده است ، قرار داد .

کابل های پیش تنیدگی را می توان قبل و یا بعد از بتن ریزی در داخل غلاف ها کار گذاشت . کابل ها به صورت یکی یکی به وسیله دستگاه کابل ردکن ( strand pusher ) و یا به طور دسته ای بوسیله نیروی انسانی در داخل غلاف کار گذاشته می شود .

بتن پیش تنیده پیش کشیده

منبع : وبلاگ مهندس فرید - دانشجویان دارالفنون قزوین

بتن پیش تنیده پیش کشیده (Pre-tensioned concrete ) :

بتن پیش کشیده بتنی است که کابل های پیش تنیدگی آن قبل از ریختن بتن کشیده شده باشند . در بتن پیش کشیده کابل های داخل بتن به بتن چسبیده اند و در واقع کابل بدون غلاف داخل بتن جای می گیرد و بعد از اینکه بتن به مقاومت مشخصه رسید ، کابل ها را از تکیه گاههای دو طرف آزاد کرده و قسمت اضافی بیرون مانده از بتن را قطع می نمایند . تمام نیروی پیش تنیدگی به طور کامل در طولی از کابل به بتن منتقل می شود که این طول انتقال ، بستگی به نوع سطح فولاد ، شکل مقطع و قطر آن دارد . همچنین مقاومت بتن نیز در آن موثر می باشد همانند تولید شمع ها و تیرهای پیش ساخته .

برای جلوگیری از وارد شدن ضربه به بتن در موقع انتقال نیروی پیش تنیدگی ، باید این نیرو به طور آرام و تدریجی به بتن منتقل شود . همچنین قطعه بتنی باید بتواند به راحتی در روی بستر خود بلغزد تا جلوی به وجود آمدن نیروهای داخلی در اثر اصطکاک گرفته شود .

یکی از خاصیت های مهم بتن پیش کشیده این است که می توان چندین عضو یک شکل را در آن واحد بین دو تکیه گاه ریخته و پس از گرفتن بتن با قطع کردن کابل های مشترک ، آنها را از هم جدا کرد . این کار از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه می باشد ، زیرا عمل کشیدن کابل ها برای تمام عضوها فقط یکبار انجام می شود همانند تولید قطعات پیش ساخته Hallow-core که مراحل تولید به شکل زیر می باشد .

مزایای بتن پیش تنیده

منبع : وبلاگ مهندس فرید - دانشجویان دارالفنون قزوین

مزایای بتن پیش تنیده :

۱ ) نداشتن ترکهای دائمی

 یکی از مهمترین خواص سازه های بتن پیش تنیده نداشتن ترک های دائمی می باشد . این موضوع باعث دوام بیشتر این نوع سازه ها نسبت به سازه های بتنی و بتن آرمه می شود . این امر به خصوص در محیط هایی با گازها و زمین های خورنده و همچنین سازه های دریایی بسیار حائز اهمیت می باشد . برتری بتن پیش تنیده نسبت به بتن آرمه در ساختمان تانکرهای آب و مخازن به جهت نداشتن ترک واضح است .

 ۲ ) وزن کمتر سازه

وزن سازه های بتن پیش تنیده به مراتب از وزن سازه های بتن آرمه معادل کمتر است . اولاً چون از مقاومت تمام سطح مقطع بتن استفاده می شود ، میزان بتن لازم کمتر است . ثانیاً چون فولاد مصرفی دارای مقاومت زیادتری است ، معمولاً وزن فولاد لازم بین یک سوم تا یک پنجم وزن فولاد معمولی معادل می گردد .

 ۳ ) نداشتن خیز به سمت پایین

خیز به طرف پایین ( deflection ) تیرهای بتنی پیش تنیده تحت اثر بارهای سرویس معمولاً بسیار کم می باشد . زیرا قبل از وارد آمدن بارهای سرویس ، تحت تاثیر نیروهای پیش تنیدگی مقداری خیز به طرف بالا در تیر به وجود آمده است ، که از شدت خیز به طرف پایین می کاهد .

 ۴ ) تست سازه قبل از بارگذاری

در سازه های بتن پیش تنیده قبل از وارد آمدن بارهای سرویس ، سازه به وسیله نیروی پیش تنیدگی به شدت بارگذاری شده و بتن و فولاد تحت اثر تنش های زیادی قرار می گیرد ، و این خود یک نوع امتحان از نظر مطمئن بودن بتن و فولاد می باشد .

 ۵ ) قابلیت انعطاف پذیری

با تغییر مقداری نیروی پیش تنیدگی می توان سازه را صلب و یا انعطاف پذیر کرد ، بدون اینکه مقاومت نهایی آن تغییری بکند .

 ۶ ) اقتصادی بودن سازه

سازه های بتن پیش تنیده معمولاً برای دهانه های بزرگ و بارهای سنگین اقتصادی تر از سازه های بتن آرمه می باشد .

 ۷ ) انعطاف پذیری در معماری

سازه های بتن پیش تنیده به دلیل حذف بعضی از ستون ها و پایه ها ، امکان اجرای سازه با دهانه های بزرگتر را امکان پذیر ساخته و قابلیت سازه از نظر معماری را افزایش می دهد .

به عنوان مثال سطح هیپربولوئید ( که از دوران هذلولی به وجود می آید ) پیش تنیده برای پوشش سقف ساختمان های صنعتی با دهانه های ۱۰ تا ۱۸ متر ، سازه های فضایی و … از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه و از نظر آرشیتکتی بسیار زیبا می باشد .

مفهوم پیش تنیدگی در بتن

منبع : وبلاگ مهندس فرید - دانشجویان دارالفنون قزوین

مفهوم پیش تنیدگی در بتن

 پیش تنیدگی عبارت است از ایجاد یک تنش ثابت و دائمی ( Prestress ) در یک عضو بتنی به نحو دلخواه و به اندازه لازم ، به طوریکه در اثر این تنش ، مقداری از تنش های ناشی از بارهای مرده و زنده در این عضو خنثی شده و در نتیجه مقاومت باربری آن افزایش پیدا می کند .

هدف اصلی از پیش تنیده کردن یک عضو بتنی ، محدود کردن تنش های کششی و ترک های ناشی از لنگر خمشی ، تحت تاثیر بارهای وارده در آن عضو می باشد .

بتن جسمی است مقاوم در مقابل فشار ، ولیکن مقاومت آن در مقابل کشش بسیار کم می باشد ، بنابراین می توان با وارد کردن فشار به بتن ، کشش ایجاد شده در اثر بار مرده و زنده را در عضو بتنی تقلیل و در نتیجه مقاومت آن را افزایش داد .

کاربرد بتن پیش تنیده معمولاً در عضوهایی است که تحت تاثیر خمش می باشد مانند : تیرها ، دال ها ، دیوارهای حائل و ستون ها . ولی می توان از بتن پیش تنیده در عضوهایی که تحت تاثیر کشش هستند مانند : لوله ها ، مخازن آب و غیره نیز به نحو مطلوب استفاده نمود .

بتن عبور دهنده نور

منبع : وبلاگ مهندس فرید - دانشجویان دارالفنون قزوین

بتن عبور دهنده نور

بتن عبور دهنده نور، امروزه به عنوان یک متریال ساختمانی جدید با قابلیت استفاده بالا مطرح است. این متریال ترکیبی از فیبرهای نوری و ذرات بتن است و می تواند به عنوان بلوک ها و یا پانل های پیش ساخته ساختمانی مورد استفاده قرار گیرد. فیبر ها بخاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و ترکیبی از یک متریال دانه بندی شده را تشکیل می دهند. به این ترتیب نتیجه کار صرفا ترکیب دو متریال شیشه و بتن نیست، بلکه یک متریال جدید سوم که از لحاظ ساختار درونی و همچنین سطوح بیرونی کامل همگن است، به دست می آید

فیبر های شیشه باعث نفوذ نور به داخل بلوک ها می شوند. جالب ترین حالت این پدیده نمایش سایه ها در وجه مقابل ضلع نور خورده است. همچنین رنگ نوری که از پشت این بتن دیده می شود ثابت است به عنوان مثال اگر نور سبز به پشت بلوک بتابد در جلوی آن سایه ها سبز دیده می شوند. هزاران فیبر شیشه ای نوری به صورت موازی کنار هم بین دو وجه اصلی بلوک بتنی قرار می گیرند.

نسبت فیبر ها بسیار کم و حدود 4 درصد کل میزان بلوک ها است. علاوه بر این فیبر ها بخاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و تبدیل به یک جزء ساختاری می شوند بنابر این سطح بیرونی بتن همگن و یکنواخت باقی می ماند. در تئوری، ساختار یک دیوار ساخته شده با بتن عبور دهنده نور، می تواند تا چند متر ضخامت داشته باشد زیرا فیبر ها تا 20متر بدون از دست دادن نور عمل می کنند و در دیواری با این ضخامت باز هم عبور نور وجود دارد.

ساختارهای باربر هم می*توانند از این بلوک*ها ساخته شوند. زیرا فیبر های شیشه ای هیچ تاثیر منفی روی مقاومت بتن ندارند. بلوکها می توانند در اندازه ها ی متنوع و با عایق حرارتی خاص نصب شده روی آنها تولید شوند.

این متریال در سال 2001 توسط یک معمار مجار به نام «آرون لاسونسزی» اختراع شد و به ثبت رسید. این معمار زمانیکه در سن 27 سالگی در کالج سلطنتی هنر های زیبای استکهلم مشغول به تحصیل بود این ایده را بیان کرد و در سال 2004 شرکت خود را با نام لایتراکان تاسیس کرد و با توجه به نیاز و تمایل جامعه امروز به استفاده از مصالح جدید ساختمانی، از سال 2006 با شرکت های بزرگ صنعتی به توافق رسیده و تولید انبوه آن به زودی آغاز خواهد شد

موارد کاربرد

دیوار:

به عنوان متداول ترین حالت ممکن این بلوک می تواند در ساختن دیوارها مورد استفاده قرار گیرد. به این ترتیب هر دو سمت و همچنین ضخامت این متریال جدید قابل مشاهده خواهد بود. بنابر این سنگینی و استحکام بتن به عنوان ماده اصلی «لایتراکان» محسوس تر می شود و در عین حال کنتراست بین نور و ماده شدیدتر می شود

این متریال می تواند برای دیوارهای داخلی و خارجی مورد استفاده قرار گیرد و استحکام سطح در این مورد بسیار مهم است. اگر نور خورشید به ساختار این دیوار می تابد قرار گیری غربی یا شرقی توصیه می شود تا اشعه آفتاب در حال طلوع یا غروب با زاویه کم به فیبر های نوری برسد و شدت عبور نور بیشتر شود. بخاطر استحکام زیاد این ماده می توان از آن برای ساختن دیوار های باربر هم استفاده کرد. در صورت نیاز، مسلح کردن این متریال نیز ممکن است، همچنین انواع دارای عایق حرارتی آن نیز در دست تولید است.

رايج ترين حالت ممكن براي استفاه از ليتراكن در ساخت ديواره هاي داخلي و خارجي است. ليتراكن را با توجه به ميزان استحكام ديوار و پارامترهاي ديگر مي توان ضخيم تريا باريك تر توليد كرد. همچنين چون با عبور نور ضخامت ديوار محسوس است مي تواند عاملي براي نشان دادن سنگيني و استحكام ديوار در مكان هاي خاص باشد و در عين حال به تشديد كنتراست بين نور و ماده مي افزايد.

راستاي شرقي – غربي ، بهترين حالت ممكن كاربري ديوارهاي ليتراكني را فراهم مي سازد تا اشعه آفتاب در زمان طلوع و غروب خورشيد با راستاي كمتري به ديوار بتابد و شدت نور بيشتري قابل مشاهده باشد.

پوشش کف:

یکی از جذاب ترین کاربرد ها، استفاده از «لایتراکان» در پوشش کف ها و درخشش آن از پایین است. در طول روز این یک کف پوش از جنس بتن معمولی به نظر می رسد و در هنگام غروب آفتاب بلوک های کف در رنگهای منعکس شده از نور غروب
شروع به درخشش می کنند.

وقتي ليترا كن به عنوان يك پوشش كف به كار مي رود، يكي ديگر از شگفتي هاي نهان خود را آشكار مي سازد .
از طلوع آفتاب و در طول روز كه نور به آن مي تابد مانند يك بتن معمولي به نظر مي رسد و هنگام غروب نيز بلوك هاي كف در رنگ هاي منعكس شده از نور به زيبايي شروع به درخشيدن مي كنند.

طراحی داخلی:

همچنین از این نوع بتن عبور دهنده نور می توان برای روکش دیوار ها در طراحی داخلی استفاده کرد به صورتی که از پشت نور پردازی شده باشند و می توان از نور های رنگی متنوع برای ایجاد حس فضایی مورد نظر استفاده کرد.
نورپردازي در دكوراسيون داخلي و ايجاد حس در يك فضا يك بحث مهم غير قابل انكار است. ليترا كن در اين زمينه به كمك يك دكوراتور داخلي مي آيد . اين ماده عجيب مي تواند به صورت بلوك يا پانل و در رنگهاي مختلف جلوه اي خاص به فضاي دروني ساختمان بخشد. هم اكنون ليترا كن به سه رنگ سياه ، سفيد و خاكستري در بازار موجود است.

ديوارهايي كه با ليتراكن ساخته شده اند از پشت نور پردازي مي شوند تصوير بسيار زيبايي از اجسام محوطه بوجود مي آورند. با استفاده از ليتراكن مي توان زيبايي هاي خارج از فضا را در عين سكون به داخل ينا آورد

ليتراكن علاوه براينكه به عنوان يك متريال مجزا شناخته شده است ، مي تواند در خدمت صنايع ديگر نيز قرار گيرد . به عنوان مثال در طراحي لامپ ليتراكيوب ( Litracub Lamp) چندين بلوك ليتراكني روي هم قرار مي گيرند و مكعبي را تشكيل مي دهند تا منبع نور در داخل آن قرار گيرد و نور پس از عبور از بتن به بيرون ساطع گردد .

کاربرد در هنر:

بتن ترانسپارانت برای مدتها به عنوان یک آرزو برای معماران و طراحان مطرح بود و با تولید لایتراکان این آرزو به تحقق پیوست. کنتراست موجود در پشت متریال تجربه شگفت آوری را برای مدت طولانی در ذهن بیننده ایجاد می کند. در واقع با نوعی برخورد سورئالیستی محتوای درون در ارتباط با محیط پیرامون قرار می گیرد و به این ترتیب بسیاری از هنرمندان تمایل به استفاده از این متریال در کارهای خود دارند. به طور کلی با پیشرفت های تکنولوژیکی و ارائه خلاقیت طراحان و مجسمه سازان با ابزار های مختلف، پتانسیل و قابلیت بتن توسط هنرمندان گوناگون در تمام جهان مورد استفاده قرار گرفته است.

بلوکها

مسلح کردن بلوک بتنی عبور دهنده نور:

در صورت نیاز به مسلح کردن این بتن شیار هایی در داخل آن تعبیه می شوند. در حین ساختن دیوارها میلگرد ها بصورت عمودی یا افقی در این شیار ها قرار می گیرند و فیبر های اپتیکی بخاطر خاصیت انعطاف پذیری خود در اطراف میلگردها جمع می شوند و به این ترتیب میلگرد ها دیده نمی شوند. از این روش بصورت موفقیت آمیزی در چند پروژه و طراحی نمایشگاه استفاده شده است.

مسلح كردن ليتراكن : جدا از اين كه انواع عايق هاي حرارتي و صوتي متناسب با ليترا كن توليد شده اند در نوع استحاك يافته آن شيارهايي در داخل بتن تعبيه مي گردند كه ميلگردهايي به صورت عمودي يا افقي در اين شيار ها قرار مي گيرند و همان طور كه قبلا ذكر شد چون فيبرهاي نوري به كار رفته در ليتراكن خاصيت انعطاف پذيري خوبي دارند ، اطراف ميلگردها را مي پوشانند و از نمايش آنها جلوگيري مي كنند.

در چنين آزمايش و پروژه موفقيت بتن مسلح ليترا كن به اثبات رسيده است.

مشخصات تكنيكي ليتراكن: حد اقل فيبر موجود %4 و حداكثر آن %5 مي باشد و از هر %4 فيبر اپتيكي به كار رفته فقط %3 نور تابيده شده عبور مي كند.

دانسيته ي بتن ليتراكن بين 2100 تا 2400 كيلوگرم بر متر مكعب است

رنگها و بافت ها:

با توجه به رنگ خاکستری متداول بتن معمولی، لایتراکان دارای رنگهای متنوعی است و بافت سطوح بیرونی آن نیز می تواند متنوع باشد، به گونه ای که بلوکهای متنوع در کنار هم قرار گیرند و یک ساختار واحد را به وجود آورند.

توزیع فیبرها:

اندازه و ترتیب فیبر ها در هر بلوکی می تواند متفاوت باشد و این ترتیب قرار گیری می تواند کاملا منظم یا کاملا ارگانیک مانند مقطع چوب باشد.

اندازه بلوکها:

ضخامت mm 500~25
عرض حداکثر mm 600
ارتفاع حد اکثر mm 300

لامپ لایترا کیوب

یکی از محصولات موفق لایتراکان در زمینه طراحی، لامپ لایترا کیوب است که در آن بلوکها با قرار گیری روی هم مکعبی را تشکیل می دهند که منبع نور در داخل آن قرار دارد و نور با عبور از بتن به بیرون ساطع می شود.

به این ترتیب این ماده جدید می تواند در عرصه های مختلف طراحی و همچنین در ایجاد فضاهای پویا و انعطاف پذیر داخلی بسیار مورد استفاده قرار گیرد..