مخلوطهای گروت آماده جهت مصارف مختلفی چون، زیر صفحه ستونها، آنکربلت ها (انکربولت، انکربلت)،نصب ریل ماشین آلات، برینگ پلها، پلت ها، ریلها، حایل ها و... کاربردی دارند. این گروتها به گونه ای طراحی شده اند که توان جذب نیروهای وارده و انتقال آنها به بخش زیرکار را داشته باشند.

برای مثال در هنگام نصب انواع ماشین آلات نیروهای وراده از آنها توسط گروت یا ملات به فنداسیون بتنی منتقل می گردند. ملاتها و گروتها موجب حصول مقاومتهای مطلوب و مطمین و همچنین اتصال پایدار بین ملات و سازه ای که قرار است بر روی آن گروت یا ملات قرارگیرد از یکطرف و سطح زیرکار از طرف دیگ می گردند.

بطور کلی دو روش ملات ریزی در داخل حفرات در محل اتصال آنکربلت وجود دارد که عبارتند از :

الف – گروت یا ملات خشک (Dry-pack Mortar) : در این روش ملات با استفاده از نیروی تراکمیTamping جایگذاری می شود.

ب – گروت یا ملات سیال (Flow Mortar) : بعلت روانی در هنگام ریختن، گروت یا ملات خود به خود جایگذاری می شود.

هرچند مصرف گروت یا ملاتهای نوع خشک بطور کاملاً رضایت بخشی در عمل در کارهای ساختمانی بکار برده می شود ولی این روش جایگذاری همیشه روش مناسبی نیست، به همین خاطر است که در عمل تمایل به استفاده از روش ملات سیال رو به افزونی دارد. روش ملات سیال در محلهایی که حفرات تقریباً بسته و مسدود و غیر قابل دسترسی بوده بیرون از آن، گروت کاری براحتی امکان پذیر نیست کاربرد فراوان دارد.

چرا ملاتهای مخلوط گروت آماده ترجیح داده می شوند؟

ملاتهای گروت طراحی شده برای گروت کاری می بایست پاسخگوی کاربردها، عملکردها و نیازهای مشخصی همچون موارد زیر باشند.

- قوام یافته و سیال باشد و در حالت معمولی جاری شود.

- دچار جداشدگی آب و سنگدانه از هم نشده و ته نشین نشود.

- دچار جمع شدگی قابل ملاحظه نگردد.

- توان نگهداری آب ملات بتنی و سیمان را داشته باشد.

- در حداقل زمان به مقاومت مطلوب دست یابد.

مجموعه موارد ذکر شده در بالا نیازمند همگونی مخلوط، مواد چسباننده و مصالح سنگی (دانه بندی) و مواد افزودنی بتن هستند. چنانچه مخلوط گروت در کارگاه ساختمانی ساخته شود و از مصالح سنگی موجود استفاده بعمل آید، دانه بندی مناسب بدست نخواهد آمد و ضمانت لازم نیز امکان پذیر نخواهد بود.

برای بدست آوردن درصد بهینه مواد چسباننده و افزودنی (اگر نیاز باشد) و مصالح سنگی در چنین شرایطی از نظر تکنیکی تقریباً غیر ممکن خواهد بود و از نظر اقتصادی نیز کاملاً غیر اقتصادی است. به همین دلیل است که از ملات مخلوط آماده گروت بطور ایده آل برای ملات ریزی گروت و گروت کاریاستفاده بعمل می آید. این نوع ملاتهای مخلوط آماده گروت تحت شرایط کنترل شده و فرموله شده و از پیش مخلوط شده در کارخانه بسته بندی می شوند. از آنجاییکه خصوصیات عملکرد این مواد بطور دقیق مشخص و معلوم است، چنانچه طبق راهنمای سازنده بکار برده شوند و همچنین بطور مناسب مخلوط، تحکیم و عمل آوری شوند، نتایج مثبت و رضایت بخشی را بدنیال خواهد داشت.

ملاتهای گروت آماده

شرکت کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران تولید کننده و عرضه کننده گروتها و ملاتهای مخلوط آماده گروتبر پایه سیمان، رزین اپوکسی و پلیمری (بسپار) می باشد.

مهمترین عامل در انتخاب ملات گروت برای یک کاربرد مشخص بستگی به شرایط و خواسته های مورد نیازسرویس، گروت ریزی و یا گروت کاری دارد. هریک از این نوع ملاتها دارای خصوصیات عملکردی مشخص و منحصر بفردی می باشند که پاسخگوی نیازهای موجود خواهند بود.

- گروت منبسط شونده بر پایه سیمان

- گروت سیمانی اصلاح شده با مواد پلیمری

- گروت اپوکسی دوجزیی و یا سه جزیی

- گروت آماده منبسط شونده

ملات، گروت سیمانی منبسط شونده با مقاومت اولیه و نهایی بالا و زود رس که به دمای آب و هوایی محیط و زمان مصرفی بستگی دارد.

این ملات بصورت پودر خشک بسته بندی شده، گروت آماده مصرف می باشد و در هنگام ترکیب با آب، دارای خصوصیت و یژه انبساط حجمی دو مرحله است.

انبساط اولیه آن حاصل تصعید گازها بوده و هنگامی بوقوع می پیوندد که پودر آن با آب ترکیب می شودو به مدت 15 تا 30 دقیقه بطول می انجامد. فاز دوم انبساط نیز در اثر واکنش شیمیایی گیرش ملات است که یک یا دو روز بعد از اختلاط ملات آغاز می شود.

به منظور حصول انبساط اولیه بهینه بایستی ملات را پس از اختلاط با آب سریعاً مورد استفاده قرارداد. گروت مخلوط آماده از نوع گروت ضد سولفات بوده و دارای سیمان پرتلند ضد سولفات بر طبق ASTM C 150 نوع V و پودر میکروسیلیکا می باشد. این ملات مخصوص دمای بالای c °40 - c °10 بوده و چنانچه ملات ریزی در زیر دمای یاد شده صورت گیر و نرخ کسب مقاومت کندتر خواهد شد.

گروت اصلاح شده پلیمری

ملات سیمانی اصلاح شده با مواد پلیمری دارای دو جزء می باشد.

- جزء مایع A : رزین پلیمری

- جزء مایع B : مخلوط سیمان با مقاومت بالا و دانه بندی ویژه با ماسه سیلیسی شکری، با بهترین خواص روان کنندگی.

در هنگام ملات ریزی تنها کافیست دو جزء B و A با هم مخلوط شوند. این ملات دارای خصوصیات زیر

می باشد :

1- مقاومت کششی و خمشی بالا

2- خاصیت آببند کنندگی مطلوب

3- مقاومت سایشی بالا

4- پیوند قوی با زیرسازی (معدنی)

5- مقاومت بالا در برابر اثر آب شور دریا

توجه :

برای کسب اطلاعات بیشتر به راهنمای ملات تعمیراتی و محافظتی کلینیک بتن مراجعه شود.

گروت اپوکسی

این گروت اپوکسی شکل پذیر و بدون حلال شامل 3 جزء می باشد.

رزین اپوکسی، سخت کننده، عمل آورنده آمین و دانه بندی ویژه سیلیسی

در هنگام مصرف کافیست سه جزء آن با هم مخلوط شوند.

این ملات دارای خصوصیات زیر است :

1- سخت شدن سریع که دمای محیط بستگی دارد

2- قابلیت بالای چسبندگی به زیر کارهای معدنی و فولادی

3- مقاومت در برابر ارتعاشات شدید

4- سخت شدن بدون جمع شدگی

5- مقاومت بالا در برابر حملات مواد شیمیایی

6- مقاومت مکانیکی بسیار زیاد

موارد مصرف :

- گروت کاری و ملات ریزی برای پیوند محکم سازه ای در شرایط باربری دینامیکی

- در صنایع، شامل : کارخانه و ماشین آلات موتوری، ژنراتورها، پمپها، ریل جرثقالها، سیستمهای انبارهای بلند

- در کارهای ساختمانی، شامل : برینگ پلها، پایه گاردهای محافظ دست اندازها، تیرهای راهنمایی لامپهای استاندارد انکربلتها.

- در صنایع ساختمانی، شامل : ستونهای پیش ساخته بتونی و یا فولادی، اجزاء ساختمان پی ها، تصفیه ستونها، اتصالات، روزنه های لوله کشی.

- تعمیرات بتن، شامل : روسازی حفرات سنگها و فواصل آنهاپر کردن حفرات

مورد کاربردی

آماده سازی زیرکار

موفقیت در انتقال نیروهای وارده توسط مواد پیوند دهنده کاملاً به زیر کار بستگی دارد.

این موفقیت ذکر شده را می توان در 3 واژه خلاصه کرد.

1- سلامت (Sound)2- تمیزی (Clean)3- ثبات (Stable)

زیرکار سیمانی می بایست :

- عاری از هر گونه چربی یا گرد و غبار، روغن و مواد آلوده باشد.

- عاری از هرگونه روغن قالب و مواد عمل آورنده باشد.

- عاری از هرگونه پوسته و بخشهای سست و لق باشد.

- عاری از پوسته سیمانی و دوغاب سیمان باشد.

زیرکارهای فلزی می بایست :

- عاری از هرگونه روغن، چربی، گرد و غبار و مواد آلوده باشند.

- عاری از لایه های پوسته ورقه شده باشند.

روشهای آماده سازی سطوح زیرکار

انتخاب نوع روش آماده سازی سطوح زیرکار به عواملی چون :

شرایط زیرکار، امکانات محلی و نوع ملات مصرفی بستگی دارد. سطح قدیمی را می توان با استفاده از روشهای زیر آماده کرد.

- سند بلاست نمودن، واتربلاست شدید، قلم و چکش کاری، مضرس کردن و خراش دادن سطوح، خراشیدن و زبر کردن سطوح عامل اصلی پیوند و چسبندگی ملات با سطح زیر کار است.

- باید به این نکته توجه داشت که زیرکردن بیش از اندازه سطوح موجب جلوگیری از روان شدن ملات بر روی سطح می گردد.

رطوبت در بتن زیرکار

هنگامیکه زیرکار از نوع بتنی، ملات سیمایی و یا ملات سیمانی اصلاح شده با مواد پلیمری باشد، مرطوب بودن زیرکار الزمی است. اشباع کردن زیرکار از آب موجب جلوگیری ازخشک شدن ملات مصرفی (در اثر جذب آب ملات توسط زیرکار) شده و باعث افزایش چسبندگی می گردد.

سطح زیرکار خشک موجب از دست رفتن آب ملات و مایع پلیمری آن می گردد که نتیجه آن، ضعیف شدن چسبندگی در محل اتصال است. مدت زمان مرطوب نگه داشتن زیرکار به درجه جذب آب زیرکاربستگی داشته و بایستی مقدار آب مازاد را قبل از ملات ریزی با استفاده از پمپ، اسفنج، فشارباد، دستگاه و کیوم و... جمله آوری کرد. ملاتهای اپوکسی برخلاف ملاتهای سیمانی برای بوجود آوردن پیوندی قوی نیازمند زیرکاری خشک هستند ولی گروتهای چسباننده کلینیک بتن حتی در محلهای کم رطوبت نیز بخوبی می چسبند.

قالب گذاری

طراحی قالبها باید به گو. نه ای باشد که در حین گروت و ملات ریزی هیچگونه تغییر و جابجایی در آنها بوجود نیاید. قالبها راباید بالاتر از سطح گروت کاری در نظر گرفت. این مقدار اضافی راباید برای اطراف نیز در نظر گرفت. در گروت و ملات ریزی بایستی اطمینان حاصل نمود که هوای محبوس درون ملات از آن خارج شود.

پس باید روزنه های باز را در سمت مخالف محل گروت و یا ملات ریزی و یا در گوشه ها و زاویه ها تعبیه نمود. این روزنه ها محلی برای بررسی گروت و ملات ریزی در حین کار خواهند بود.

ژوینهای موجود در قالبها و یا هر نوع وسیله فاصله دهنده در محل اتصال قالبها، زیرکار با محلهای نصب و سوار کردن باید برای جلوگیری از نشت شیره ملات مسدود شوند. برای اینکه این قالبها براحتی باز شوند می توان از مواد رها کننده قالب همچون روغن قالب با کیفیت بالا استفاده به عمل آورد و از مواد پارافینی نیز برای ملاتهای اپوکسی استفاده کرد.

آماده سازی مخلوط ملات

هر جا که امکان مصرف ملات مخلوط آماده وجود دارد می توان از تمامی محتوی بسته استفاده نمود. در صورت چند جزیی بودن مواد، می توان آنها را با هم مخلوط نمود و در صورت یک جزیی بودن ملات می توان از دستورالعمل استفاده نمود. باید توجه داشت که حتماً یک نمونه کوچک از ملات تهیه شود و همچنین در هنگام اختلاط اپوکسی، به علت قیمت بالای آن بهتر است راهنمای سازنده را بطور دقیق اجرا نمود.

رعایت نکات زیر الزامی است :

- مواد تشکیل دهنده ملات از قبل آماده شده سیمانی خشک و یا مصالح سنگی بخش اپوکسی را باید تماماً در یک ظرف خالی کرد و کاملاً مخلوط نمود تا در اثر جابجایی در حمل و نقل ته نشینی در آن بوجود نیاید.

- اصلاح نمودن مخلوط نسبت بندی شده توسط مواد افزودنی دیرگیر یا افزودنی زودگیر مجاز نمی باشد.

- ملاتهای مایع را باید با سرعت کم مخلوط نمود تا از هوادهی به درون مخلوط ملات جلوگیری به عمل آید. در چنین حالاتی حبابهای هوای وراد شده به درون ملات بر روی سطح ملات مایع آمده و در هنگام نصب صفحه ستونها و ماشین آلات موجب کاهش اتصالات بین ملات آنها می گردد. در صورتیکه امکان داشته باشد بهتر است تا عمل هواگیری (Ventilater) از مخلوط ملات بصورت محدود انجام شود.

کارگذاری مخلوط (ملات ریزی)

هنگام گروت ریزی در زیر صفحه ستونها و... باید محل ریختن کاملاً از ملات پر شود. ملات سیمانی باید بطور پیوسته ریخته شود. چنانچه از فشار ملات ریزی کاسته شود، به حالت شل (Sluggish) در آمده و نهایتاً روانی آن از بین رفته و روان کردن مجدد آن مشکل خواهد بود.

در این رابطه ملات رزینهای مصنوعی دارای مصرف راحتری هستند. این ملاتها در هنگام ریخته شدن به شکل آهسته و مطمین در جریان خواهند بود تا اینکه به بخش مقابل قالب برسند. حتی در صورتیکه عمل ریختن ملات به دلیلی متوقف شود به محض اینکه ملات جدید ریخنه شدف ملات قبلی شروع به حرکت می کند.

برای اینکه مابین سطح ملات زیخته شده و زیر صفحه ستون فاصله ای بوجود نیاید سطح ملات ریخته شده از سطح زیرین صفحه ستون پایین تر بیاید.

برای اینکه جریان روان ملات در زیرصفحه ستون به سادگی امکان پذیر باشد باید اعمال زیر را به انجام رسانید :

کوبیدن ملات با استفاده از میله اسلامپ و یا یک قطعه چوب از محل ریختن ملات (روزنه)

کشیدن حلقه هایی از سیم یا زنجیر از طرف مقابل روزنه

کوبیدن آرام بر روی پهلوهای قالب بوسیله چکش

عمل آوری

تمامی ملاتهای سیمانی و اپوکسی برای اینکه از تبخیر سریع رطوبت در امان باشند باید عمل آوریشوند. عمل آوردن ملات با استفاده از مواد پوشش دهنده (کیورینگ) و یا با استفاده از گونی خیس پس از ریختن ملات به انجام می رسد و با توجه به شرایط آب و هوایی سه روز ادامه می یابد. در این میان ملاتهای اپوکسی احتیاج به عمل آوری خاصی ندارند.

نمونه کاربردی ملات گروت مایع

نصب زیر سری ماشین آلات

ملات و گروت مایع به انکر بولت نمودن زیر صفحه ماشین آلات، باید توان جذب نیروهای اساتیکی و دینامیکی و انتقال آنها از ملات به زیرکار بتنی را داشته باشد. انواع تنشهای کششی، برشی، فشاری و بار دینامیکی ممکن است بیش از اندازه بار استاتیکی باشند. برای اطمینان از اینکه بار وارده تماماً به زیر کار انتقال می یابد باید چسبندگی بین صفحه زیرسری و ملات مناسب باشد. به همین خاطر است که باید از تمرکز تنشهای منطقه ای جلوگیری کرد پس در نتیجه ملات باید عاری از هر نوع حباب هوا بوده و دارای قوام و روانی مطلوب باشد. ملات نیز باید بصورت پیوسته و بدون توقف به انجام برسد.

باید توجه داشت که قبل از گروت ریزی اطراف انکربلتها، گروت کاری شوند و پس از آن ملات زیر صفحه در یک مرحله ریخته شود.

پی (فوتینگ) ستونها و دیوارهای حایل

در این نوع زیرکار، ملات و گروت تنها نقش جذب نیرو و انتقال بارهای استاتیکی را ایفا می کنند

صفحه ستونهای فولادی

در مکانهاییکه اندازه های فوتینگ مناسب باشند پیشنهاد می شود از روش جای دادن مواد خشک (Dry pack) برای اجرای گروت و یا ملات کاری استفاده شود. اگر قرار بر این باشد که زیر صفحه ستونها از ملات مایع پر شود باید حتی الامکان از آب آوری و ایجاد حباب هوا در ملات جلوگیری بعمل آید.

ستونها پیش ساخته بتنی با آرماتورهای اتصال آماده

در این حالت باید اطمینان حاصل نمود که حفره های طراحی شده به شکل مناسبی گروت کاری شده اند. این نوع انکرها می توانند به دو صورت به انجام رسند.

- این طرح از نظر تکنیکی ترجیح داده می شود. زیرا اتصال فولاد به بتن بهتر کنترل شده و مطمئن تر است.

- اثر توقف در حین ملات ریزی در کل ملات ریزی دارای کمترین حساسیت می باشد.

انکربلتها

برای گروت کاری انکربلتها و پن ها، مخلوط ملات باید به حد کافی قوام و روانی داشته باشد تا سطحاتصال بلتها و جداره حفره ها را بخوبی آغشته از مواد چسبنده نماید. حفرات تعبیه شده باید به اندازه ای باشند تا فاصله کافی برای جریان یافتن ملات در اطراف بلت را مهیا نمایند. حداقل فاصله بین شفقت بلت با جداره حفره باید تقریباً سه برابر بزرگترین اندازه دانه بندی موجود در مخلوط ملات باشد.

پر کردن حفرات بزرگ

در هنگام پر کردن حفرات بزرگ باید تمایل جمع شدگی ملات سیمانی را در نظر گرفت. همین مساله را در مورد ملات رزین اپوکسی نیز باید در نظر داشت (زیرا با واکنش حرارت زا همراه است. ) با افزودن مصالح سنگی درشت دانه به مخلوط آماده گروت تمامی این تأثیرات جبران می گردند.

الف) افزودن مخلوط سنگی درشت دانه به ملات مخلوط شده

با توجه به اندازه حفرات می توان از مصالح سنگی با اندازه های متفاوت استفاده کرد(اندازه های...، 32-16، 16-8، 8-4 میلیمتر). مقدار مصالح سنگی درشت دانه بسته به درجه کارایی مورد نظر تعیین می شود و معمولاً بین 10% تا 50% (وزنی) مخلوط آماده می باشد. سنگدانه های گرد گوشه و صاف، کارایی بهتری را بوجود می آورند.

ب) پر کردن حفرات از قبل

بجای افزودن مصالح سنگی درشت دانه به ملات مخلوط آماده می توان از روش دیگری نیز استفاده کرد. در این روش حفره با مصالح سنگی درشت تا یک ارتفاع مشخص پر شده و بر روی آن ملات ریخته می شود. این عمل در چند مرحله صورت می گیرد تا حفره پر شود.

برای استفاده از این روش که در اجرای Epoxy Grout گروت سیمان اصلاح شده با پلیمر توصیه می شود.

ابتدا ملات مخلوط آماده را داخل حفره ریخته و پس از آن مصالح سنگی بر روی ملات ریخته شده و در نهایت نیز عمل اختلاط ملات و سنگدانه به انجام می رسد.

عملیات فوق را باید مرحله به مرحله تا پر شدن حفره به انجام رساند.

کاربرد موارد مشابه

رزین اپوکسی دو جزیی

آنکر کردن افقی و روی تاجی

در مکانهایی که امکان گروت ریزی در جا برای آنکربلتها بعلت افقی بودن و یا واقع شدن بر روی تاج وجود ندارد، حفرات را طوری طراحی می کنند تا (Fastener) (حفره و یا سوراخ دریل شده و... ) را توسط ملات مخلوط آماده گروت پر کرده، آنکر بلت را در وسط آن قرارداده و با فشار بداخل آن فرو می کنند. در این روش ملات مخلوط به گونه ای سخت خواهد بود که حفره دریل شده واقع بر روی تاج را با آن پر می کنند اما چیزی از این ملات بیرون نمی ریزند و همچنین به گونه ای نیز پلاستیکی است که می توان بلت را بدون اعمال فشار زیاد بداخل ملات فرو کرد.

پس این ملات باید دو خاصیت را دارا باشد :

1- در هنگام سکون سخت و در هنگام بهم خوردن روان شود (Thixotrop)

2- خاصیت مربوط کنندگی مطلوبی از خود بروز دهد و توان چسبندگی مناسبی را از خود نشان دهد و بهبتن و فولاد بخوبی بچسبد.

چسباندن صفحه های فلزی کوچک

صفحه های کوچک فلزی را می توان بدون بروز هیچگونه مشکلی بر روی سطوح تاج و سطوح عمودی با مصرف گروت رزین اپوکسی متصل نمود.

تزریق در حفراتی که نمی توان آنها را گروت ریزی نمود .

در مکانهایی مانند مابین حایلها و تیر ریزیها که به مقاومت بالا و چسبندگی مطمین نیازمند می باشد (مثلاً زمانیکه تعمیرات سازه ای انجام می شود). در محلهایی که فضای کافی برای روان شدن ملات بین اجزاء سازه وجود، در چنین شرایطی می توان از تزریق ملات رزین اپوکسی دو جزیی برای پر کردن فضا و حفرات موجود با استفاده از دستگاه تزریق استفاده نمود. برای این منظور عملیات با پر کردن ته حفره آغاز می شود و در حین تزریق آرام و آرام دستگاه به بیرون کشیده می شود.

ملات رزین اپوکسی سه جزیی

ملات رزین اپوکسی که دارای فیلر سیلیسی است حاوی مواد زیر می باشد :

1- رزین اپوکسی 2- عمل آور هاردتر آرمین 3- مصالح سنگی با مقاومت بالا

برای آماده کردن ملات 3 جزیی باید 3 جزء را طبق راهنما با هم مخلوط کرد.

ملات اپوکسی 3 جزیی برای پر کردن حفرات فرموله ویژه با روش بسته – خشک است که از طریق ریختن و ضربه کوبی انجام می گردد.

به این دلیل که مقدار مواد چسباننده با بخش بسیار زیادی از ماسه کوارتز افزایش می یابد (10 : 1) ملات ریخته شده دارای تخلخل زیادی می باشد. برای استفاده در فضای آزاد پیشنهاد می شود که سطحی که در مجاورت محیط می باشد توسط یک درزگیر و مسدود کننده اپوکسی پوشش داده می شود. (مخلوطی از بخشهای A و B )

ملات پلیمری آماده دو جزیی

ملات پلیمری سخت شونده بر پایه متیل متکریلیت شامل دو بخش می باشد :

1- بخش مایع منومر متیل متکریلیت

2- بخش پودری پراکسید

برای آماده سازی مخلوط برای مصرف دو جزء آنرا بخوبی مخلوط نموده و تکان داده و بر روی سطوح خشک اجرا می کنند. چنانچه حفرات بزرگ باشند می توان از مصالح سنگی تمیز و خشک mm 7-2 با نسبت وزنی 1 : 1 استفاده نمود. قابل ذکر است که ملاتهای پلیمری را در سطوح با حداکثر شیب 45 درجه می توان بکار برد.

از موارد کاربرد ملاتهای پلیمری می توان به محلهای زیر اشاره نمود:

- جاده های بتنی

- کف سازیهای صنعتی

- باند فرودگاهها

- محلهای پارک ماشین

- جای گذاری زیر پلها و غیره

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

واد زیان آور سنگدانه بتن نمک های معدنی مواد آلی ذرات سست و ناسالم مواد واکنش زا با قلیایی ها مواد ریزدانه بتون هستند

مواد زیان آور سنگدانه بتن

نمک های معدنی

مواد آلی

ذرات سست و ناسالم

مواد واکنش زا با قلیایی ها

مواد ریزدانه

نمک های معدنی

تعیین آن به کمک روش های شیمیایی به ویژه سولفات و کلرید در شن و ماسه

مواد آلی

تعیین آن به کمک آزمایش رنگ سنجی برای ماسه و سپس آزمایش مقایسه مقاومت ملات برای ماسه و گاه تعیین افت وزنی با کمک آب اکسیژنه برای شن و ماسه

مواد سست و ذرات ناسالم

آزمایش های تعیین کلوخه رسی و ذرات پودر شونده، ذرات سبک، زغال سنگ و لیگنت برای شن و ماسه

تعیین ذراتی مانند پوسته صدف در شن و ماسه

تعیین درصد ذرات میکا

تعیین ذرات پولکی و کشیده برای شن

تعیین واکنش زایی با قلیایی ها

آزمایش های شیمیایی و فیزیکی بر روی سنگدانه ریز و درشت

آزمایش های انبساط ملات یا بتن در شرایط مختلف

مواد ریزدانه به ویژه رس

تعیین درصد گذرنده از الک 75 یا 63 میکرون برای شن و ماسه به روش تر

آزمایش معادل ماسه برای ماسه (به صورت نسبت حجمی)

تعیین میزان مواد ریزتر از 20 میکرون ماسه با محلول هگزا متا فسفات سدیم و پی پت آندرسون

تعیین درصد حجمی مواد ریزدانه ماسه با محلول آب نمک 1 درصد به صورت کارگاهی

آزمایش متیلن بلو

تعیین درصد گذرنده از الک 75 یا 63 میکرون

تعیین درصد گذرنده از الک 75 یا 63 میکرون طبق ASTM C117 و BS 812 برای شن و ماسه

تعیین درصد گذرنده از الک 63 میکرون طبق استاندارد EN

مزایا

دقت خوب و تکرار پذیری مناسب

انجام آزمایش بر روی سنگدانه درشت و ریز

بکار رفتن نتایج در استانداردها و آیین نامه های رد یا قبول سنگدانه بتن

معایب

طولانی بودن زمان دستیابی به نتیجه

مشکلات آزمایش برای انجام کاملاً استاندارد

عدم تفکیک خواص مواد ریزدانه تر از 75 یا 63 میکرون

تعیین مواد ریزتر از 20 میکرون در ماسه طبق BS 812 part 103-2

افزودن محلول هگزامتافسفات به ماسه در بالن درب دار

چرخاندن بالن به صورت افقی با سرعت 80 درور در دقیقه به مدت 15 دقیقه

سنجیدن مقدار مواد معلق ریزدانه به کمک پی پت آندرسون

محاسبه و تعیین مواد ریزتر از 20 میکرون در ماسه

مزایا

تعیین میزان مواد زیر 20 میکرون و احتمالاً زیان آور

معایب

طولانی بودن آزمایش

رایج نبودن

صرفاً بکارگیری برای ماسه

عدم تفکیک رس و لای

تعیین مواد ریزدانه با محلول آب نمک

ریختن آب نمک 1 درصد به میزان 50 میلی لیتر در یک ظرف استوانه ای شیشه ای یا طلقی 250 میلی لیتر

افزودن تدریجی ماسه تا حجم 100 میلی لیتر به محلول و رساندن به حجم 150 میلی لیتر با افزودن محلول

تکان دادن استوانه و قرار دادن روی سطح صاف و ضربه زدن برای تراز کردن

قرائت چشمی سطح ماسه و ارتفاع مواد ریزدانه روی آن

تقسیم ارتفاع مواد ریزدانه به ماسه (تعیین درصد حجمی مواد ریزدانه)

تبدیل تقریبی درصد حجمی مواد ریزدانه به درصد وزنی (تقسیم ب 4 و 2 برای ماسه گردگوشه و شکسته)

مزایا

انجام سریع آزمایش و کارگاهی بودن آن

داشتن ضابطه 10 درصد حجمی برای مناسب بودن ماسه

تبدیل تقریبی به درصد وزنی

معایب

تقریبی بودن شدید قرائت ها

عدم انجام آزمایش برای شن

عدم تفکیک خواص مواد ریزدانه

آزمایش متیلن بلو

انجام آزمایش طبق EN 933-9

آزمایش معادل (ارزش) ماسه هم ارز SE

انجام آزمایش طبق ASTM D2419 یا AASHTO T176 و EN 933-8

گذرانیدن ماسه از الک 75/4 میلی متر

ریختن محلول رقیق استوک تا ارتفاع 4 اینچی درون استوانه مدرج

اضافه کردن آزمونه ماسه آماده شده درون استوانه

ماندن 10 دقیقه ای ماسه و خیس خوردن درون محلول

به هم زدن استوانه به صورت افقی برای 45 ثانیه تا 100 حرکت با وسیله مکانیکی یا 90 حرکت در مدت 30 ثانیه با دست با جا به جابجایی حدود 9 اینچی

اضافه کردن محلول رقیق استوک به صورت شست و شوی مواد و رساندن ارتفاع آن به 15 اینچ

بی حرکت ماندن استوانه به مدت 20 دقیقه

قرائت سطح نهایی مواد جامد (قرائت رس) با چشم

قرائت سطح ماسه با میله نشانه دار و وزنه (قرائت ماسه)

تقسیم قرائت ماسه به قرائت رس و ارائه نتایج

مزایا

سریع و کارگاهی بودن آزمایش

وجود ضابطه در گذشته در برخی کشورها برای ماسه بتن و وجود ضابطه برای خاک

نمایش مناسب تر مواد ریزدانه از نظر نوع آن

معایب

تقریبی بودن اندازه گیری ها و تأثیر شدید آزمایش کننده بر نتیجه

انحراف معیار یک آزمایش گر در یک آزمایشگاه 5/1 برای نتیجه بالای 80 و 9/2 برای زیر 80 و خطای مجاز بین 2/4 تا 2/8 برای یک آزمایشگر روی یک ماسه

انحراف 2/4 و 8 برای نتیجه بالای 80 و زیر آن در دو آزمایشگاه و خطای مجاز 5/12 و 6/22 برای یک ماسه

عدم تطابق آزمایش با تعریف مواد زیان آور

ضابطه رد یا قبول سنگدانه جهان

ASTM C33: صرفاً گذشته از الک 75 میکرون برای شن و ماسه و ذکر نکات خاص برای نوع مصرف سنگدانه و روش تولید آن

BS 882: صرفاً گذشته از الک 75 میکرون برای شن و ماسه و ذکر نکات خاص برای نوع مصرف و روش تولید سنگدانه

DIN 4226: صرفاً گذشته از الک 63 میکرون برای شن و ماسه و ذکر نکات خاص برای نوع مصرف و روش تولید سنگدانه

EN 12620-96: صرفاً گذشته از الک 63 میکرون برای شن و ماسه با توجه به نوع روش تولید سنگدانه و ارجاع به آزمایشSE و متیلن بلو در موارد مشکوک

ضابطه رد یا قبول ماسه در برخی استانداردهای قدیمی اروپا

SE≥75 برای ماسه گرد گوشه بتن های مهم

SE≥60 برای ماسه شکسته بتن های مهم و ماسه گردگوشه بتن هایی با اهمیت متوسط

توصیه برای محدود نگه داشتن SE در حد 85 درصد برای حفظ ذرات ریز و خشن نشدن بتن

ضابطه رد یا قبول سنگدانه در ایران

استاندارد 302 ایران: صرفاً گذشته از الک 75 میکرون برای شن و ماسه و ذکر نکات خاص برای نوع مصرف و روش تولید سنگدانه (مشابه ASTM)

آیین نامه بتن ایران (تجدید نظر اول): گذشته از الک 75 میکرون برای شن و ماسه و ذکر نکات خاص برای نوع مصرف و نوع تولید سنگدانه و اضافه کردن محدودیت حداقل SE

نشریه 55 سازمان مدیریت و برنامه ریزی(تجدید نظر اول): آزمایش آب نمک

گذشته از الک 75 میکرون با توجه به نوع مصرف (در مورد ماسه شکسته یک ضابطه خاص) و عدم وجود ضابطه کافی در جدول مواد زیان آور و بدون محدودیت SE مانند متن اولیه آبا

نشریه 101 سازمان مدیریت و برنامه ریزی: گذشته از الک 75 میکرون برای شن و ماسه و ذکر نکات خاص برای نوع مصرف و نوع تولید سنگدانه (مانند ASTM قدیم)

اضافه کردن محدودیت حداقل SE

نتایج وجود ذرات ریزتر از 3/0 میلیمتر در بتن

افزایش کارآیی بتن ضمن کاهش روانی (تراکم پذیری و خوشکاری و ماله خوری بهتر)

کاهش جمع شدگی بتن و کاهش ترک های موئینه و افزایش دوام

کاهش آب انداختن بتن

کاهش استعداد جداشدگی بتن و امکان بتن ریزی بهتر در ستون و دیوار

کاهش مصرف سیمان به علت جای گزینی و پرکردن فضای بین سنگدانه ها

افزایش قابلیت پمپ شدن بتن

امکان ساخت بتن خودتراکم
ایجاد نمای بهتر در بتن

نفوذ ناپذیر تر شدن بتن و افزایش دوام آن

افزایش مقاومت فشاری و کششی با نسبت آب به سیمان ثابت

افزایش ضریب ارتجاعی بتن و کاهش ضریب پواسون

افزایش نیاز به آب و افزایش مصرف سیمان به دلیل افزایش سطح ویژه

راهکارهای تولید و مصرف ماسه مناسب برای بتن

حذف فرهنگ شست و شوی چند باره

شست و شوی صحیح ماسه و جلوگیری از حذف ذرات ریز مناسب

عدم تاکید بر بالا بودن نتیجه SE به ویژه بیش تر از 85

تاکید بر آزمایش درصد گذشته از الک 75 میکرون

قبول ماسه های شکسته همراه پودرسنگ به ویژه برای بتن پمپی , خودتراکم و ترمی

بحث و نتیجه گیری

عدم وجود ضابطه SE در استانداردهای معتبر جهان

لزوم حذف ضابطه SE در آبا و نشریه 101 ایران و یا انعطاف پذیر کردن آن برای سنگدانه های شکسته یا سایر موارد

نیاز به ایجاد آزمایش خاص برای محدود کردن مواد ریزدانه خمیری (رس و شیل) به ویژه در مواردی که نیاز به افزایش محدودیت مواد ریزدانه در سنگدانه های درشت وجود دارد

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

در بتن کف سازی از یک مخلوط خشک پودری و آماده مصرف است که استفاده میشود. این ترکیب ایجاد کننده پوشش سخت از سنگدانه های مقاوم تشکیل شده که در مقابل سایش و فرسایش بعلت ویژگی های فیزیکی، مقاومت بالایی از خود نشان می دهند. این ماده پس از استفاده روی بتن تازه و انجام کارهای ماله کشی سطحی سخت و بدون خلل و فرج ایجاد می کند که در مقابل خوردگی و سایش مقاوم است ودر کف سازی نیاز است.

• کاربرد سخت کننده کف در انواع کف سازی:

سطحی با مقاومت بسیار بالا در برابر سایش ایجاد می کند که برای کفهای صنعتی که در معرض رفت و آمدهای سنگین هستند مناسبند:

1- کف سازی طبقات انباری و کف سازی سکوی های بارگیری

2- کف سازی پارکینگها

3- کف سازی صنایع سنگین

4- کف سازی آزمایشگاه هاو داروسازی ها

5- کف سازی نیروگاه ها

مزایاو برجستیگی های ویژه سخت کننده کف در انواع کف سازی :

جهت کف سازی آماده مصرف بوده و به هیچ افزودنی بتنی نیاز ندارد.

در کف سازی ،سخت کننده کف در رنگ های متنوع متناسب با کاربردهای مختلف ارائه می گردد.

سخت کننده کف در کف سازی (بعلت مصالح غیر فلزی )تحت تأثیر رطوبت دچار زنگ زدگی نمی شود.

سطحی سخت و مقاوم و متراکم در برابر سایش و نفوذ انواع روغن ها و گریس ها در کف سازی ایجاد می کند.

پیوندی یکپارچه با بتن تازه در کف سازی ایجاد می کند.

• مشخصات ظاهری سخت کننده کف در کف سازی :

پودری شکل به رنگ خاکستری یا رنگ مورد در خواست و حاوی سنگدانه های ریزز

• دستور مصرف سخت کننده کف در انواع کف سازی :

پس از بتن ریزی کف به میزان 5kg/m2 قابل اجرا ست..

پس از بتن ریزی،هنگامیکه بتن تا حدودی سفت گردید به صورتی که بتوان روی آن راه رفت و میزان فرورفتگی نهایتاً 5mm باشد کار پخش با میزان مصرف کلی 5kg/m2 که این میزان در کفهای عظیم بهتر است به صورت دو اجرامجزا 3Kg/m2,2Kg/m2 پشت سر هم انجام گیرد و تکمیل کف نهایی با استفاده از ماله هلیکوپتری زمانی انجام گیردکه کف به قدر کافی خشک باشدآغاز می گردد .

توصیه می گردد که در استفاده از راهنمایی های کارشناسان فنی شرکت کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران استفاده شود تا بهترین نتیجه حاصل گردد

• مشخصات فنی سخت کننده کف در کف سازی (کفسازی) :

مقاومت سایشی بتن را حداقل تا 200%افزایش می دهد..

مقاومت فشاری 28روزه 70N/mm2 می باشد.

سنگدانه های انتخاب شده دارای مقدار سختی 8 بر طبق مقیاس اصلی موهر می باشد

• نکات ایمنی سخت کننده کف در انواع کف سازی :

یک ماده پایه سیمانی است که در مجاورت رطوبت یا هنگام میکس شدن با آب PH بالایی خواهد داشت و برای پوست مشکل زا است.

از تماس حتی گردوغبار آن با پوست و چشم و استنشاق گردو غبار آن جلوگیری کنید از دستکش استفاده فرمایید اگر با پوست تماس پیدا کردبا آب فراوان بشویید.اگر با چشم تماس پیدا کرد فوراًبا مقدار زیاد آب شستشو دهید و به پزشک مراجعه کنید.

لطفا برای اطلاعات بیشتر با کارشناسان کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران تماس حاصل فرمایید.

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

ازجمله مهمترین کاربردهای ژئو تکستایل در پروژه های عمرانی و ژئو تکنیک به تقویت بستر ، کاهش ضخامت لایه های گوناگون خاک ( اساس و زیر اساس ) ، جلوگیری از ایجاد ترک در روکشهای آسفالت و بتن ، جداکننده بین لایه های گوناگون خاک جهت جلوگیری از تداخل دانه بندیها به یکدیگر ، ایزولاسیون و سیستمهای زهکشی اشاره نمود . از مزایای دیگر ژئو تکستایل ها میتوان به عمر فراوان آن در خاک ( با توجه به عدم تجزیه پذیری ) ، افزایش عمر سیستمهای طراحی شده ، کاهش هزینه های مصالح مصرفی در زمان ساخت و همچنین هزینه های تعمیر و نگهداری بتون و به طورکلی کاهش هزینه های جاری و آنی پروژه ها اشاره کرد.

اولین کاربرد منسوجات وتکستایل ها در مهندسی عمران با منسوجات کتانی آغازشد ، کاربرد سیستماتیک با ظهور ژئو سنتیک های اولیه حاصل نگردید اما پیشرفت کیفی در تولید و کارائی این محصولات مانند مقاومت در برابر پوسیدگی موانع رواج آن را از میان برداشت . رشد اصلی در کاربرد این مصالح زمانی مشخص تر شد که این محصولات به صورت کارا تر و ارزان تر تولید شدند و این امر با ارائه محصولات نمدی نبافته ( غیر منسوج ) در اوائل دهه 1970توسعه بیشتری یافت . کاربرد ژئو سنتیک ها چه از دید اقتصادی و چه از دید فنی بصرفه است بطوری که در مواردی تا 30 درصد صرفه جوئی هزینه در کشور های مختلف اعم از در حال توسعه و توسعه یافته گزارش شده است.

کاربردهای ژئو تکستایل در مهندسی ساحل:

امروزه ژئو تکستایل ها در مهندسی سواحل و بنادر به طرق ذیل مورد استفاده قرار می گیرند.

به عنوان یک عایق دیوار جهت کنترل خوردگی سازه هایی مانند پوشش خاکریز ها ، دیوارهای دریایی یا حفاظت سازه هایی که درکف کار گذاشته می شوند.

به عنوان یک ماده جداکننده جهت استفاده در فونداسیون آب شکن ها وموج شکن ها.

به عنوان ماده اصلی کیسه هایی که برای ساخت اجزاء آب شکن ها از ماسه پر می شود.

به عنوان یک محافظ که دارای قابلیت انعطاف در حفاظت سازه های ساحلی و فراساحلی میباشد.

به عنوان محافظ در برابر امواج و باره های ناشی از جریان.

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

بیشترین کاربردهای بتن مسلح به الیاف بویژه الیاف فولادی تاکنون در دالها، عرشه پلها، کف سازی فرودگاهها، پارکینگها و محیطهای در معرفی کاویتاسیون و فرسایش بوده است. در پل سازی مهمترین کاربرد آن در سطوحی بوده که در معرض خوردگی و فرسایش قرار دارند.

دالهای روی بستر

در مورد دالهاى روى بستر، نمونه هایی که خوب بررسی شده باشند اندک هستند. اما در جاهایی کهدال بتنی مسلح به الیاف فولادی تحت تاثیر عبور و مرور اتوبوسهای سنگین قرار دارد، مشخص شده است که این نوع دال، با ضخامتی در محدود 60 تا 75 درصد دالهاى غیرمسلح، عملکردی مشابه آنها دارند با استفاده از این نوع بتن، پوشش باند فرودگاهها را میتوان به نحو قابل ملاحظه اى ( 20 تا 60 درصد) نازکتر از پوششهای بتنی غیر مسلح مشابه اجرا کرد. خستگی خمشی عامل مهمی است که بر عملکرد کفسازى اثر می گذارد، اطلاعات موجود نشان میدهد که الیاف، مقاومت بتن را در برابر خستگی به نحو قابل ملاحظه ای افزایش می دهند.

دالهای سازه ای سقفها

براى دالهای کوچک، براساس نظریه خط سیلان، یک روش طراحی ارایه شده است که بر نتایج حامل از آزمایش دالهاى دو طرفه بتنى متکى است. ولی برون یابی نتایج کار و اعمال انها بر دالهای بزرگتر، به شدت نهى شده است.

عرشه پلها

استفاده از نمکهای یخ زدا موجب انهدام عرشه پلها می شود. بتن الیافی گرچه نمی تواند مانع از نفوذ این نمکها شود ولی با محدود نگاه داشتن تعداد و عرض ترکها میتوان از گسترش دامنه این انهدام جلوگیری کرد.

تیرها

خمش در تیرها

در این زمینه، هم براى تیرهایی که تنها به الیاف مسلح شده اند و هم در مورد تیرهایی که از ترکیب الیاف و آرماتور در آنها استفاده شده، فرمولها و معادلاتی ارائه گردیده است . در مورد تیرهای که فقط به الیاف مسلح باشند، معادلات مذکور ارزش عملی چندانی ندارند و تنها در مورد تیرهای کوچک (10×10×35 سانتیمتری) و اعضای فرعی سازه ها کاربرد دارند . اما در زمینه تیرهای مسلح به ترکیب الیاف و آرماتور معادلات، طرح شده با توجه به استفاده از مقاومت کششی افزایش یافته بتن که به کمک آرماتور کششی می آید، قادرند مدل مناسبی از تیر به دست دهند. از جمله این معادلات، روابط پشنهادی است که مشابه معادلات روش طراحی بر اساس مقاومت نهایی ACI است .

اتصالات تیر- ستون

مطالعات اخیر روی اتصالات تیر- ستون مقاوم در برابر زلزله با استفاده از الیاف فولادی به جای بخشی از میلگردهای حلقوی، حاکی از بهبود قابل ملاحظه مقاومت، نرمی و جذب انرژی اتصال است .

ملاحظات مربوط به خستگی خمشی

تحقیقات اخیر نشان می دهد که افزودن الیاف به تیرهای بتنی مسلح به میلگرد عمر خستگی را و تغییر مکانها و عرض ترکها را کاهش می دهد. بر اساس این تحقیقات نتیجه گرفته می شود که اثر مفید الیاف با افزایش میزان میلگردها کاهش می یابد.

برش در تیرها

داده های آزمایشگاهی زیادی که در دست هستند نشان میدهند که الیاف اساساً ظرفیت برشی (مقاومت کششی قطری) تیرهای بتنی را افزایش می دهند. به کار بردن الیاف به جای خاموتهای قائم یا میل گردهای خم شده یا برای کمک به آنها مزایای چندی را ایجاد می کند که عبارتند از :

الف - الیاف در حجم بتن به طور یکنواخت توزیع شده و خیلی بیشتر از میلگرد های تقویتی برشی به یکدیگر نزدیک هستند.

ب - مقاومت کششی در نخستین ترک و مقاومت کششی نهایی هر دو توسط الیاف افزایش می یابند.

ج - مقاومت برشی اصطکاکی افزایش می یابد.

با استفاده از الیاف دارای انتهای آجدار می توان از انهدام فاجعه آمیز تیرهای بتنی در اثر کشش قطری جلوگیری کرد. برخی از پژوهشگران تحلیل هایی ارائه داده اند که نشان می دهد الیاف می توانند از لحاظ اقتصادی جایگزین خاموتها شوند الیاف دارای انتهای چین خورده می توانند به افزایشی چشمگیر در مقاومت برشی منجر شود . در برخی آزمایشها این افزایش حتی به 100 درصد بالغ گردیده است.

اخیرا بر اساس نتایج آزمایشگاهی روی 7 تیر دارای الیاف که چهار تیر آن خاموت هم داشته اند معادله زیر جهت برآورد Vcf پیشنهاد شده است.

Vcf=2/3Ft(d/a)0.25

Ft مقاومت کششی بتن است که از نتایج کشش مستقیم استوانه هاى 6×12 اینچی (15×30 سانتیمتری) به دست می آید.

( d/a ) نسبت عمق مؤثر به دهانه برشی است . اثرات انواع مختلف الیاف از طریق پارامتر Ft در معادله بررسی می شود. روش طراحی پیشنهاد شده همان طریق ACI 318 را در مورد محاسبه سهم خاموت در ظرفیت برشی دنبال می کند که به آن نیروی مقاوم بتن نیز که بر اساس تنش برش معادله بالا محاسبه می شود اضافه میگردد.

برش در دالها

مطالعات اخیر نشان داده اند که با افزودن الیاف فولادی قلابدار به آرماتور در دالهای بتنی مسلح، مقاومت برشی آنها بسته به درصد الیاف تا 42 درصد افزایش یابد.

شاتکریت

شاتکریت (بتن پاشى) دارای الیاف فولادی در ساختن سازه های گنبدی شکل، پوشش دادن، پایداری سنگریزه ها، تعمیر بتن فرسوده و غیره به کار می رود. طرح سازه ها به همان طریق سازه های مرسوم مورت می گیرد، فقط مشخصات بهبود یافته فشاری، برشی و کششی بتن الیافی در محاسبات وارد میشوند.

فرسایش در اثر کاویتاسیون

بتن مسلح به الیاف فولادی براى تعمیر آبروهای خروجی، حوضچه های آرامش سرریزها و قسمتهای دیگر بعضی از سدها به کار رفته است . در هر مورد از زمان تعمیر تاکنون، با وجود ارتفاع زیاد این سدها و شگرف بودن قدرت آب خروجی بتن الیافی به بهترین نحو پایداری کرده است.

کاربردهای دیگر

بتن مسلح به الیاف و بویژه فولادی در بسیاری از جاهای دیگر نیز به کار رفته که روشهای طراحی خاص و روشنی نداشته اند. به طور مثال این موارد شامل : پیاده روها، حفاظت خاکریزها، پی ماشین آلات، پوشش آدم روها، سدها، پوشش نهرها، تانکهای ذخیره مواد و اعضای پیش ساخته نازک می شود. مسلما با گذشت زمان و انجام تحقیقات بیشتر و کاملتر، موارد استفاده از این نوع بتن متنوع تر و کاربرد آن نیز رایج تر خواهد شد.

استفاده و کاربرد بتن الیافی در ایران

بر اساس مطالب یاد شده بتن الیافی با مزایای ویژه خود می تواند کاربردهای وسیعی داشته باشد، لیکن جهت به کار گیری آن در ایران لازم است که دو نکته اساسی در نظر باشد.

مورد اول :

لازم است که حداقل مقاومتی براى بتن در کلیه سازه های بتنی اعمال شود، که این خود در کیفیت بتن، بدون واردکردن هیچ گونه الیافی نقش موثر دارد. بدین معنی که باید اول کیفیت بتن بدون الیاف را ارتقا دهیم.

مورد دوم :

نظر به اینکه باید از پدیده «گلوله شدن» در بتن الیافی جلوگیری به عمل آید، لذا لازم است نحوه صحیح مخلوط کردن الیاف با بتن و همچنین استفاده از روان سازها جهت افزایش کارایى فراهم آید. لازم است به این صنعت نو پا با کاربردهای فراوان، توجه بیشتری معطوف شود و الیاف مختلف اعم از مصنوعی (مانندالیاف پلی پروپیلن) و فولادی، به شکل مطلوب و با کیفیت مناسب ساخته شوند. سرمایه گذاری جهت ساخت الیاف و اینکه صنعت پتروشیمی به ساخت الیاف پلی پروپیلن و صنعت فولاد به ساخت الیاف فولادی مبادرت ورزند، میتواند راه گشا باشد.

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

بطور کلی تکنولوژی بتن با ترمهای کارپذیری (Workability) و مقاومت (Strength) تعریف میشود. بتن تازه باید دارای قوامی صحیح (Correct Consistency) باشد تا بتوان در حداقل زمان ممکن آنرا در حد لازم متراکم کرد.

بطور کلی تکنولوژی بتن با ترمهای کارپذیری (Workability) و مقاومت (Strength) تعریف میشود. بتن تازه باید دارای قوامی صحیح (Correct Consistency) باشد تا بتوان در حداقل زمان ممکن آنرا در حد لازم متراکم کرد.یعنی بتن باید دارای حداکثر کارپذیری باشد.

نکات مهم :

1- ماده افزودنی های بتن به نحوی باید با بتون عجین شود که سریع ترین و یکنواخت ترین توزیع را در مخلوط داشته باشد.

2- حداکثر راندمان، وقتی حاصل می شود که افزودنی های بتن در مراحل انتهایی اختلاط مصالح، سیمان و آب به آن اضافه شود.

3- برای بچ های حجیم باید دقت بیشتری در توزیع مواد افزودنی بتن جهت رسیدن به کارپذیری مطلوب بعمل آید.

4- نحوه و مراحل افزودن ممکن است روی زمان گیرش و مقاومت فشاری موثر باشد.

5- تاثیر روش اضافه کردن مواد افزودنی را می توان با مقادیر مصرف (Dosage) مختلف برای بدست آوردن بتن با عملکرد واحد نیز ارزیابی کرد.

6- مصرف اتفاقی مقدار بیشتر افزودنی های بتن به اندازه 2 الی 3 برابر مقدار توصیه شده از طرف تولیدکننده، سبب تاخیر قابل ملاحظه ای در زمان گیرش، کاهش در مقاومت فشاری اولیه (در 24 تا 48 ساعت اولیه)، افزایش هوای تولید شده در بتن و تغییر سایر خواص می شوند. البته تجربه نشان داده است که در این حالات با کیورینگ (عمل آوری) طولانی مقاومت فشاری در سنین بالاتر آسیب نمی بیند (کاهش نمی یابد)

بعلاوه بتن باید بتواند در حداقل زمان تا آنجایی‌که لازم است کسب مقاومت نماید یعنی بتن باید دارای مقاومت فشاری (Compressive Strength) و دوام (Durability) کافی نیز باشد.

قانون اساسی تکنولوژی بتن این است که خواص بتن در وهله اول به تمامی به نسبت آب به سیمان بستگی دارد. هر چه نسبت آب به سیمان کم باشد، کیفیت بتن (استاندارد و خوب متراکم شده) بهتر است.

از جمله افزودنی‌های بتن که در جهت تامین موارد فوق الذکر کاربرد دارد روان کننده ها و فوق روان کننده ها را می‌توان نام برد.

روان کننده ها (کاهش دهنده آب )

(Plasticizers Water Reducers)

مواد آلی یا ترکیبی از مواد آلی و معدنی هستند که برای تامین اهداف زیر بکار می روند:

1- رسیدن به مقاومت بالا از طریق کاهش نسبت آب به سیمان با حفظ کارپذیری در حد مخلوط بدونافزودنی های بتن.

2- حفظ کارپذیری با کاهش مقدار سیمان برای کم کردن گرمای ناشی از هیدراسیون در بتن حجیم.

3- افزایش کارپذیری جهت تسهیل بتن ریزی درمحل های غیر قابل دسترسی.

مطابق طبقه بندی کاربردی ASTM C 494 مواد روان کننده به دسته های زیر تقسیم می‌شوند:

نوع A : فقط به عنوان کاهش دهنده آب (Water Reducing Agent )

نوع D : در صورتی که خاصیت کاهش دهندگی آب با خاصیت به تاخیر انداختن گیرش (Set-Retardation) توام باشد.

نوع E : در صورتی که خاصیت کاهش دهندگی آب با خاصیت زودگیر کنندگی همراه باشد.

اهداف استفاده از افزودنی های بتن، کاهش دهنده آب:

1- برای افزایش کارپذیری بدون افزایش مقدار آب یا کاهش مقدار آب با ثابت نگهداشتن کارپذیری.

2- برای کاهش یا ممانعت از نشست (Settlement).

3- برای اصلاح نرخ یا ظرفیت آب آوری یا هر دو.

4- برای کاهش جداشدگی دانه ها.

5- برای بهبود بخشیدن به قابلیت پمپ شدن.

6- برای تسریع نرخ کسب مقاومت.

7- برای افزایش دوام.

8- برای کاهش نفوذ پذیری.

9- برای افزایش چسبندگی بتن به آرماتورهای فولادی.

مکانیزم عمل

ترکیبات اصلی و فعال روان کننده های بتن ، موادی با سطح فعال (Surface Active) هستند که در فصل مشترک دو فاز غیر قابل اختلاط (Immiscible) جمع می شوند و نیروهای فیزیکی – شیمیایی را در این سطح تماس داخلی تغییر می دهند.

این مواد (Surface Active Agent) روی دانه های سیمان جذب شده و به آنها بار منفی می دهد که سبب دفع شدن (دور شدن) این ذرات از هم و تثبیت حالت پخش شدگی آن ها می شود ، حبابهای هوا نیز دفع شده و نمی توانند به ذرات سیمان بچسبند.

علاوه بر این، بار منفی سبب بوجود آمدن پوسته ای منظم از مولکولهای آب دور هر ذره شده و در نتیجه موجب جداشدگی ذرات از هم می شود. چون آزادی بیشتری برای حرکت ذرات وجود دارد و آبی که در اثر سیستم فولکوله شدن تحت قید است آزاد می شود و برای روانسازی مخلوط در دسترس قرار می گیرد و در نتیجه کارپذیری افزایش می یابد.

انواع روان کننده های بتن
دسته اصلی مواد و ترکیبات روان کننده های بتن به شرح زیر است:

1-اسیدهای لیگنو سولفونیک (Lignosulphonic Acids) و نمک های آنها

2- فرمول های اصلاح شده و مشتقات اسیدهای لیگنوسولفونیک و نمک های آنها

3- اسیدهای کربوکسیلیک و هیدروکسیلات (Hydroxylated) ، (Carboxylic Acids) و نمک های آنها

4- فرمولهای اصلاح شده و مشتقات اسید کربوکسیلیک ، هیدرواکسیلات و نمک های آنها

5- مواد دیگر شامل: نمکهای روی، فسفاتها، کلریدها، کربوهیدراتها، پلی ساکاریدها، اسیدهای قند ، بعضی از مواد پلیمری مانند مشتقات ملامین ، مشتقات نفتالین و غیره.

مواد اصلی که در تهیه روان کننده های بتن مصرف می‌شوند اغلب دارای دیگر خواص غیر مطلوب هستند مانند کندگیری، هوازایی، و... بنابراین به طور معمول با سایر ترکیبات جهت کاهش و حذف اثرات منفی و بهبود اثرات مثبت مخلوط می‌شوند.

توجه:

1-روان کننده های بتن با بیشتر انواع سیمان ها قابل استفاده هستند.

2- اثرات ناشی از هر افزودنی های بتن بستگی به مقدار مصرف (Dosage) و طبیعت آن دارد.

3- روان کننده های بتن به مقدار 1/0 تا 4/0 درصد وزن سیمان مصرف می شوند. با توجه به کمیت آنها باید نحوه مصرف و توزیع یکنواخت آنها در بتن به دقت کنترل شود. به همین دلیل محصولات محلول در آب بر نوع خشک و پودری آنها ارجحیت دارد.

اثر روان کننده های بتن روی بتن سخت شده

الف) مقاومت الکتریکی

کاهش مقدار آب ناشی از بکار بردن روان کننده ها سبب افزایش مقاومت 28 روزه ملات و بتن می شود. با ثابت نگهداشتن کارپذیری مقاومت بین 2 تا 20 درصد و گاه تا 40 درصد افزایش می‌یابد.

ممکن است مقاومت 24 ساعته در اثر خاصیت به تاخیر انداختن گیرش بعضی از روان کننده های بتنکاهش یابد ، اما در موارد دیگر افزایش در سرعت گیرش و کسب مقاومت مشاهده شده است.

کسب مقاومت با لیگنو سولفونات کلسیم برای ملات ساخته شده از سیمان پرتلند بسیار چشمگیر ولی برای سیمانهای پوزولانی و سرباره ای کم است.

عموماً مصرف بیش از اندازه لازم (Over Dosage) روان کننده های زود گیر کننده بتن نه تنها گیرش را به تـاخیر می اندازد بلکه بخصوص در روزهای نخست مقاومت را کاهش می دهد.

ب) افت ناشی از خشک شدن (Drying Shrinkage)

روان کننده های بتن افت ناشی از خشک شدن را بر حسب نوع و مقدار مصرف افزایش می دهند.

تاثیر روان کننده های بتن روی خواص ملات و بتن:

الف) کاهش آب اختلاط (Mixing Water)

کم کردن آب همراه با ثابت نگهداشتن کار پذیری بطور محسوسی مقاومت مکانیکی بتن را افزایش داده ، خطر جداشدگی دانه ها را کم و یکنواختی و تراکم مخلوط را بهبود می بخشد.

میزان کاهش آب در اثر مصرف این نوع مواد افزودنی مشروط بر اینکه اثرات نامطلوبی مشاهده نشود از 5 تا 15 درصد است. در بسیاری از موارد بخشی از این کاهش ناشی از خاصیت هوازایی (Air-Entraining) افزودنی های بتن است.

مقدار واقعی کاهش آب بستگی به مقدار سیمان، نوع مصالح سنگی، پوزولانها و مواد هوازا (در صورتی که در بتن بکار رفته باشد) و شرایط محیطی دارد. بنابراین ساختن مخلوط های آزمایشی برای بررسی و رسیدن به خواص بهینه و مطلوب و در ضمن اطمینان از عدم وجود عوارض جانبی نامطلوب مانند جداشدگی دانه ها، آب آوری (Bleeding) و کاهش کارپذیری با زمان (یا کم شدن اسلامپ) و... ضروری است.

ب) افزایش کارپذیری (Workability)

کارپذیری مخلوط با به کاربردن روان کننده بتن در حالتی که نسبت آب به سیمان ثابت نگاه داشته شود، بهبود می یابد. میزان تاثیر روان کننده بتن و مقدار مصرف بهینه آن بستگی به عوامل مختلفی که عموما به طور همزمان عمل می کنند دارد. از جمله ترکیب کانی کلینکر نقش عمده ای دارد بر همین اساس مقدار مصرف بهینه این نوع افزودنی بتن با افزایش مقدار آلومینات ها زیاد می شود.

روش افزودن مواد افزودنی بتن کاهش دهنده آب به بتن

1- شن، ماسه و سیمان را با 50 درصد آب اختلاط به مدت 15 تا 30 ثانیه هم بزنید.

2- ماده افزودنی بتن را در مقداری آب (تا 30 درصد آب اختلاط) حل کرده و آن را به تدریج به مخلوط فوق اضافه کنید.

3- باقیمانده آب اختلاط را تا بدست آمدن کارپذیری (اسلامپ) مطلوب و مورد نظر به مخلوط بیافزاید.

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

مواد شیمیایی کریستالی بتن مقاومت بتن را بهبود بخشیده , هزینه های نگهداری را پایین آورده و دوره استفاده از بنا ر ا افزایش می دهند.

از پی , کف طبقات و پانل های پیش ساخته بتونی خارجی تا بناهای آبی و زیربناهای شهری , بتن یکی از عمومی ترین مصالح مورد استفاده در ساخت و ساز می باشد. هرچند از ترکیب دانه های سنگی , سیمان و آب ناشی می شود, ولی اغلب مستعد خرابی با نفوذ آب و ترکیبات شیمیایی می باشد.

این تاثیرات مخرب را می توان با استفاده از فناوری ضد آب کردن کریستالی دور کرده و پایایی و دوامساختار بتنی را بهبود بخشیده و با این وسیله هزینه های نگهداری دردراز مدت را کاهش داد. این مقاله چگونگی اجرای یک سطح عالی را با مخلوط های بتن , مواد و ترکیبات سبک توضیح داده و چگونگی اقتصادی بودن این روش را به طراحان حرفه ای نشان میدهد.

طبیعت بتن

ماده اصلی پرکننده در یک ترکیب بتنی دانه های سنگی می باشد که ماده چسباننده حاصل از ترکیب آب و سیمان , آنها را به یکدیگر میدوزد.زمانی که اجزاء سیمان هیدراته می شود ویا با آب ترکیب میگردد , آنها تشکیل سیلیکات کلسیم هیدراته را می دهند که این ترکیب همانند یک توده صلب سخت می گردد.

بتن یک ترکیب آبی است . برای ساخت این ترکیب کارا و پیوسته و یکپارچه از آبی بیشتر از مقدار لازم برای هیدراتاسیون سیمان استفاده میگردد. این آب اضافی که برای روانی بتن استفاده می شود از منافذ و شیارهای نازک بتن بیرون می آید. با وجود اینکه بتن ظاهرا یک جسم صلب و سخت شده است , ولی یک جسم متخلخل و نفوذپذیر می باشد.تقلیل دهنده های آب و فوق روان کننده ها به منظور کاهش مقدار آب در مخلوط بتن و افزایش کارایی آن بکار میروند , با این وجود منافذ , سوراخها و مسیر های نفوذی در بتن سالم , باقی می مانند و می توانند آب و مواد شیمیایی مهاجم را به عناصر سازه ای انتقال داده و باعث پوسیدن فولاد مسلح کننده و تخریب بتن گردند. که با این وجود بی نقصی سازه به خطر خواهد افتاد.

خاصیت نفوذپذیری و تخلخل بتن

بتن بهترین نمونه برای توصیف یک ماده نفوذ پذیر و متخلخل است.تخلخل مقدار منافذ و سوراخهای داخل بتن می باشد که با درصدی از مجموع حجم ماده نشان داده می شود. نفوذپذیری نیز بیانی از چگونگی ارتباط میان منافذ می باشد. این خاصیت ها به کمک یکدیگر اجازه تشکیل مسیری برای انتقال آب به درون ماده را همراه با ایجاد شکافی که هنگام انقباض بوجود می آید , میدهد.

نفوذپذیری مدت زمان انتشار از منافذ , توانایی عبور آب در فشار بین منافذ ماده می باشد.نفوذپذیری با یک مقدار مشخص مثل ضریب نفوذپذیری توضیح داده می شود و عموما به ضریب "دارسی" باز می گردد. نفوذپذیری آب در یک ترکیب بتنی شاخص خوبی برای سنجش کیفیت کارایی بتن است . ضریب "دارسی" کم نشان دهنده غیر قابل نفوذ بودن و کیفیتی بالا برای مصالح می باشد.با اینکه یک بتن با نفوذپذیری کم نسبتا مقاوم می باشد , اما ممکن است هنوز نیاز به ضدآب کردن برای جلوگیری از نشت میان شکاف ها وجود داشته باشــــد.

با وجود دانسیته (تراکم) معلوم آن , بتن یک ماده نفوذ پذیر و متخلخل است که می تواند با جذب آب و برخورد با مواد شیمیایی متجاوز نظیر دی اکسید کربن , مونواکسید کربن , کلراید ها و سولفات ها و دیگر ترکیبات آنها به سرعت تباه شود. اما راه دیگری نیز وجود دارد که هر آبی می تواند به عمق بتن نفوذ پیدا کند .

جریان بخــار و رطوبت ناشی از آن

آب همچنان در قالب بخار همانند رطوبت نسبی انتقال می یابد . رطوبت نسبی همان آب موجود در هوا به صورت یک گاز محلول می باشد. زمانیکه دمای بخار آب بالا می رود , آب زیاد آن فشار بخاری ایجاد میکند . آب به صورت بخار نیز به میان بتن انتقال می یابد . مسیر جریان از فشار بخار زیاد , عموما منابع , به فشار بخار کم با یک فرایند انتشار می باشد . مسیر انتشار بسیار متکی بر شرایط محیطی است.

جریان انتشار بخار , زمانیکه اجرای ضد آب کردن در مکان هایی که فشار بخار آب موجود به صورت غیر یکنواخت می باشد , بحرانی است . چند نمونه از این موارد شامل :

- استفاده از پوسته ایی که در مقابل بخار بسیار کم نفوذپذیر است , مانند یک پوشش حرکتی روی یک بتن مرطوب [ ولو اینکه پوشش رویی خشک باشد ] در یک روز گرم , در اثر فشار بخار ، فشار موجود افزایش یافته و باعث طبله شدن یا تاول زدن بتن می شود.

- بکار بردن یک اندود یا بتونه برای دیوارهای خارجی یک بنا ممکن است در صورت بقدر کافی نفوذ پذیر نبودن بتونه در مقابل بخار , رطوبت را به داخل دیوارها انتقال دهد.

- استفاده از کف با قابلیت نفوذ پذیری کم در مقابل بخار روی یک دال شیبدار در محلهای زیر سطحی در برخورد با رطوبت بالا ممکن است باعث تورق (لایه لایه شدن ) کف گردد.

عموما یک بتونه یا پوشش کم نفوذ در برابر بخار نباید روی سطح داخلی یک بنا یا سازه قرار داده شود. فشار بخار یا فشار آب برای خراب کردن و یا طبله کردن اندود عمل خواهد کرد . بعضی از انواع پوشش ها و افزودنی های کاهنده آب در بتن حرکت بخار آب را به طور قابل ملاحظه ای اصلاح می کنند و بدین صورت اجازه می دهند از آنها در قسمت داخلی استفاده شود. مثالهای اولیه پوشش های ضد آب سیمانی و ملات های آب بند و مواد افزودنی بتن تقلیل دهنده نفوذ آب می باشند.

چگونگی عملکرد فناوری ضد آب کردن کریستالی

فناوری کریستالی دوام و کارایی ساختار بتن را بهبود بخشیده ، هزینه های نگهداری آن را پائین آورده و با محافظت کردن بتن در مقابل تاثیرات مواد شیمیایی مهاجم ، طول عمر آن را افزایش می دهد. این کیفیت کارایی بالا از راه کار با فناوری کریستالی منتج می گردد. زمانیکه فناوری کریستالی در بتن استفاده می گردد ، ضد آب کردن و دوام بتن را با پر کردن و مسدود ساختن منافذ ، شیارهای موئین ، شکافهای بسیار ریز و دیگر سوراخها بوسیله یک فرم کریستالی بسیار مقاوم حل نشدنی ، اصلاح می کند . این ضد آب بودن بر پایه دو واکنش ساده شیمیایی و فیزیکی اتفاق می افتد . بتن ماده ای شیمیایی است و زمانیکه ذرات سیمان هیدراته می شوند ، واکنش بین آب و سیمان باعث می شود [ بتن ] شروع به سختی کند ، توده ای صلب گردد.همچنین واکنشی شیمیایی با مواد پنهان داخل بتن اتفاق می افتد .

ضدآب کردن کریستالی ، مجموعه ای از مواد شیمیایی دیگر را در [ بتن ]جمع می کند . زمانیکه مواد شیمیایی اجزاء سیمان هیدراته شده و مواد شیمیایی کریستالی در حضور رطوبت قرار می گیرند ، واکنشی شیمیایی اتفاق می افتد ، محصول نهایی این واکنش ساختار کریستالی غیر قابل حلی می باشد .

این ساختار کریستالی فقط در مکان های مرطوب می تواند اتفاق بیفتد و بدین ترتیب در منافذ ، شیارهای موئین و ترک های ناشی از جمع شدگی بتن شکل خواهد گرفت . هرجایی نشت آب صورت پذیرد ضد آب کریستالی با پر کردن منافذ و سوراخها و شکافها ایجاد خواهد گردید.

زمانیکه ضد آب کریستالی در سطوح همانند یک پوشش یا همانند عملکرد پاشش خشک روی دال بتنی تازه بکار گرفته می شود ، فرایندی به نام انتشار شیمیایی رخ می دهد. طبق نظریه انتشار ، محلول با دانسیته بالا میان محلولی با دانسیته پائین جا خواهد گرفت تا این دو متعادل گردند .

بدین سان ، زمانیکه بتن قبل از اجرای ضد آب کردن کریستالی با آب اشباع می شود ، یک محلول با دانسیته شیمیایی کم بکار برده شده است و زمانیکه ضد آب کریستالی در بتن بکار گرفته می شود ، محلولی با دانسیته شیمیایی بالا روی سطح آن ایجاد می شود که فرایند انتشار شیمیایی را راه اندازی می کند ، ضد آب کریستالی با جابجا شدن میان [ محلول با دانسیته پائین ] به تعادل می رسد .

مواد شیمیایی ضد آب کریستالی میان بتن پخش شده و در دسترس اجزای سیمان هیدراته قرار میگیرد و اجازه می دهد واکنشی شیمیایی اتفاق افتاده ، یک ساختار کریستالی شکل گیرد و همانند ماده شیمیایی ادامه می یابد تا میان آب پخش گردد . این رشد کریستالی ، پشت مواد شیمیایی مهاجم شکل خواهد گرفت . واکنش تا جایی که ترکیب شیمیایی کریستالی آب را تمام کرده و یا آن را از بتن خالی کند ، ادامه می یابد .انتشار شیمیایی ، ترکیب بوجود آمده را در حدود 12 اینچ به داخل بتن انتقال می دهد . چنانچه آب فقط 2 اینچ در عمق بتن جذب شده باشد ، در این صورت ماده شیمیایی کریستالی فقط 2 اینچ پیشرفت خواهد کرد و سپس خواهد ایستاد .در صورت ورود مجدد آب به بتن از چند نقطه دیگر در آینده ، با واکنش شیمیایی مواد ، قابلیت پیشروی تا 10 اینچ دیگر وجود دارد .

بجای کاهش تخلخل بتن همانند تقلیل دهنده های آب و روان کننده بتن و فوق روان کننده بتن ، ماده کریستالی ، مواد پرکننده و مسدود کننده سوراخها را در بتن به منظور ایجاد یک بخش بی عیب و پایدار از سازه ، بکار می گیرد.فرم کریستالی در داخل بتن وجود دارد و به صورت نمایان در سطح آن نیست و نمی تواند بتن را سوراخ کرده و یا به صورت های دیگری نظیر اندودها و یا سطوح پوششی آن را خراب کند .ضد آب کریستالی در برابر مواد شیمیایی با PH بین 3 تا 11 در برخوردهای ثابت و 2 تا 12 در برخوردهای متناوب بسیار مقاوم می باشد. این ماده دمای بین 25 - درجه فارنهایت [ 32- درجه سانتی گراد ] و 265 درجه فارنهایت [ 130 درجه سانتی گراد ] را در یک حالت ثابت تحمل می کند .رطوبت ، نور ماوراء بنفش و میزان اکسیژن هیچگونه اثری بر روی توانایی عملکرد محصول ندارد .

ضد آب کریستالی محافظت در مقابل عوامل و پدیده های زیر راایجاد می کند:

مانعی برای تاثیرات CO ، CO2 ، SO2 ، NO2 ، گازهای خورنده و نیز کربناته شدن می باشد. کربناته شدن فرایندی است که گازهای خارجی پدیده خوردگی را در لایه های بتن ایجاد میکنند.آزمایش کربناتی نشان می دهد که افزایش شکل کریستالی جریان گازهای داخل بتن را کاهش می دهد . کربناتاسیون حالت قلیایی خمیر سیمان هیدراته شده را خنثی نموده و محافظت آرماتورها در مقابل خوردگی از بین میرود.

محافظت کردن از بتن در مقابل واکنش توده های قلیایی [ AAR ] با رد کردن آب به فرایند آنها در نتیجه واکنش توده ها

آزمایش انتشار گسترده یون کلراید نشان می دهد که ساختار بتنی که با ضد آب کریستالی محافظت گردیده است ، از انتشار کلراید ها جلوگیری می کند. این ساختار از فولادهای تقویتی بتن حفاظت کرده و از خرابی های ناشی از اکسیداسیون و انبساط آرماتورها پیش گیری می کند.

بسیاری از روش های سنتی حفاظت بتن نظیر اندودها و دیگر پوشش ها ، ممکن است در دراز مدت مستعد خرابی از آب و ترکیبات شیمیایی گردند در صورتیکه فناوری کریستالی منافذ و شیارهای ناشی از فرایند خودگیری و عمل آوری بتن را بسته و بتن را مقاوم می نماید.

انواع بناها و کاربرد مناسب فناوری کریستالی

فناوری حفاظت و ضد آب کردن کریستالی در دو شکل پودر و مایع وجود دارد. سه روش به کارگیری متفاوت شامل :

استفاده کردن بر روی یک ساختار موجود به عنوان مثال یک دیوار سازه ای یا یک دال کف

ترکیب مستقیم با مقدار بتن در کارگاه همانند یک افزودنی بتن

پاشیدن مثل یک پودر خشک ، کاربرد سبز یا بدون رطوبت ماده خشک روی سطح بتن

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

امروزه بحث دوام بتن یکی از مهمترین مسائلی است که در جهان مورد بررسی و پژوهش قرار گرفته است،در گذشته ثابت شده که عواملی همچون گرما ،‌سرما ،‌آفتاب و ... بر عمر و دوام بتن تاثیر بسیاری دارد.

ابتدا لازم می دانیم صرفاً جهت یاد آوری ،‌توضیحات مختصری را در خصوص عمل آوری بتن ارائه نماییم.

عمل آوری به مجموعه عملیاتی گفته می شود که برای حفظ رطوبت و دمای بتن انجام می گیرد که بایستی بلافاصله بعد از عملیات بتن ریزی انجام گیرد.

عمل آوری در قسمتهایی از سازه که در معرض تابش مستقیم آفتاب و یا وزش باد می باشد از اهمیت و حساسیت بیشتری برخوردار است چرا که بعد از انجام بتن ریزی براساس خواص عمومی بتن ، بخشی ازآب بتن خود را برروی سطح آن رسانده و در آنجا جمع و مشاهده می شود.

در صورتیکه در اثر بی توجهی این مقدار آب از سطح بتن تبخیر شود با توجه به تاثیر مستقیم آن بر میزان w/c ( نسبت آب به سیمان در طرح اختلاط) ضمن کاهش این نسبت، متقابلاٌ اثرات مخربی بر مقاومت فشاری ،‌ سایشی و دوام بتن خواهد داشت که این اتفاق در چند روز اولیه بتن ریزی بیشتر مشاهده می شود و بنا براین از حساسیت فوق العاده ای برخوردار است.

شرایط محیطی پروژه و آب و هوای منطقه در نوع عمل آوری بتن بسیار تاثیر گذار می باشد بدین مفهوم که در مناطق حاره ای و گرم و یا مناطق سردسیر که از برودت غیر معمول برخوردار هستند باید در اجرای عمل آوری دقت بیشتری لحاظ نمود.

تابش مستقیم آفتاب و گرمای هوا در ماه های گرم سال موجب تبخیر آ‌ب سطحی بتن شده که می تواند موجب جمع شدگی بتن ( shirinkage )

و پدیدار شدن ترک هایی ( crack ) در بتن گردد .این ترکها همانند ترکهای صحرایی به صورت پیوسته درتمام سطح بتن قابل رویت می باشد که در بعضی مواقع عرض ترکها به چندین میلی متر رسیده و دارای عمقی نزدیک به ضخامت بتن می باشند که این مسئله موجب کاهش مقاومت ،‌دوام و افت مقاومت در برابر تنش های کششی بتن می گردد.

در مواردی مشاهده شده است که بعضاً‌ برای مقابله با این مشکل از مواد افزودنی بتن ، دیرگیر کننده بتن استفاده می نمایند کهاین برداشت کاملاً اشتباه می باشد ،‌ زیرا مواد افزودنی بتن دیرگیر فقط زمان گیرش را به تعویق انداخته و هیچگونه تاثیری در تبخیر شدن آب سطحی بتن ندارد.

برای دستیابی به بتون هایی با مقاومت و کیفیت مطلوب باید بعد از انجام عملیات بتن ریزی شرایط مناسبی را جهت رسیدن به مقاومت و دوام مطلوب فراهم نمود.

کیورینگ به مجموعه اقداماتی گفته می شود که موجب هرچه بهتر انجام شدن عمل هیدراتاسیون سیمان می گردد. متداولترین روش برای این منظور پوشاندن سطح بتن با یک لایه نازک می باشد که از تبخیر آب سطحی بتن جلوگیری می نماید و به مرور زمان بر اثر عوامل جوی از روی سطح بتن پاک می شود و هیچ اثر سویی بر عمر بتن نخواهد داشت . این ماده با ایجاد یک لایه شفاف بر روی بتن موجب می گردد که نور آفتاب از سطح آن منعکس شده و با ایجاد یک محوطه بسته ، موجب گردد تا آب سطحی بتن از سطح آن تبخیر نگردد و تمام این آب صرف عمل هیدراتاسیون سیمان شود. البته لازم به ذکر می باشد که کیورینگ ، بخشی از مرحله عمل آوری می باشد و نباید از دیگر روشهای مراقبتی بتن غافل شد.

مواد عمل آورنده بر اساس نوع پروژه به دو صورت تهیه می گردد.

1- در بعضی از مواقع ارتفاع بتن ریزی از حالت استاندارد بیشتر شده و مجبور به بتن ریزی در دو مرحله می باشیم که در صورت استفاده از کیورینگ در پایان مرحله باید حتماً از موادی استفاده شود که در هنگام بتن ریزی مرحله دوم هیچگونه اختلالی در bonding دو بتن ایجاد نکند و بتوان به راحتی بتن ریزی را انجام داد. در این حالت مواد استفاده شده بوسیله آب با فشار زیاد قابل شستشو بوده و بنابراین هیچگونه فیلمی از مواد عمل آورنده مانع دوخت بتن قدیم و جدید نمی شود.

2- در مواقعی که بتن ریزی در یک مرحله انجام می گرید از نوع دیگری از مواد عمل آورنده بتن استفاده می شود که پایه ترکیبی آن مواد پلیمری بوده و بعد از انجام بتن ریزی بر روی سطح ریخته یا اسپری می شود . این مواد به مرور زمان نیز بر اثر عوامل جوی از روی سطح پاک می شود . در این گونه موارد می توان خاصیت curing و sealing را بصورت مواد ترکیبی همزمان داشت.

مقدار مصرف مواد عمل آورنده بستگی به صیقلی بودن سطح بتن دارد که هرچه سطح صافتر و صیقلی تر باشد میزان مصرف آن نیز کمتر است .

در هنگام کیورینگ باید دقت شود که تمام سطح با مواد عمل آورنده پوشش داده شود تا هیچگونه راه فراری برای بخار آب های ایجاد شده وجود نداشته باشد در صورت وجود سوراخ در سطح کیورینگ در همان محل سوراخها ترکهایی در سطح بتن مشاهده خواهد شد که مقاومت ،‌کارایی و دوام بتن را کاهش خواهد داد.

اجرای عمل آوری بتن در سرما مقوله دیگری است . در محیط های سرد و امکان یخ زدگی بتن بخشی از سازو کارهای عمل آوری با استفاده از ضد یخ بتن در درون بتن انجام خواهد گرفت .

همانگونه که گفته شد هدف از عمل آوری ایجاد شرایط بهتر برای هیدراته شدن کاملتر و سالمتر ذرات سیمان در بتن می باشد .

ضد یخ بتن با تسریع در انجام عمل هیدراتاسیون موجب مصرف سریعتر آب بتن در واکنشهای شیمیایی آب و سیمان شده و بدین ترتیب از یخ زدگی بتن در اثر وجود آب مازاد جلوگیری می کند . طبیعتاً واکنش هیدراتاسیون سیمان یک واکنش گرما زا بوده و تسریع در عملیات هیدراتاسیون باعث افزایش دمای بتن در اثر وجود ضد یخ بتن خواهد شد.

عمل آوری یا کیورینگ در گرما از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است و لازم است که با اشاعه و آموزش انجام این کار با استفاده از مواد عمل آورنده ، روشهای سنتی همچون استفاده از آب زیاد و روش گونی خیس و ...به مرور کمرنگ شود . هزینه بالای آب در پاره ای از مناطق کم آب ومصرف گونی خیس برای پروژه های بزرگ چند نمونه از مواردی می باشد که اجرای عمل آوری را با مشکل ایجاد کرده و در پاره ای از مواقع ناممکن می نماید..

‌انجام عملیات بخار زنی نیز از روش های متداول قدیمی بوده است که با بسط ، ترویج و آموزش تکنولوژی های جدید تر می توان با دقت بالاتری عمل آوری بتن را انجام داد تا بدین وسیله گام های بلندتری در افزایش دوام و مقاومت سازه های بتنی برداشته شود

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

از آن جا که خوردگی یک پدیدة مخرب در ساختمان می باشد در جوامع امروز بیش از پیش مورد توجه مهندسین ومعماران طراح می باشد و با توجه این مساله سعی شده است در این مطلب بتوان از نکات اجرایی و علل های وجود این تخریب ها و عدم بوجود آمدن آنها جلوگیری نمود.

بخش اول

خوردگی بتن

1- علل فرسودگی وتخریب سازه های بتنی

(CAUSES OF DETERIORATIONS )

علل مختلفی که باعث فرسودگی وتخریب ساز های بتونی می شود همراه با علائم هشدار دهنده دیگری که کار تعمیرات را الزامی می دارند در نخستین بخش از تحقیق مورد بررسی وتحلیل قرار می گیرند :

1-1- نفوذ نمکها به بتن
(INGRESS OF SALTS)

نمکهای ته نشین شده که حاصل تبخیر ویا جریان آبهای دارای املاح می باشند وهمچنین نمکهایی که توسط باد در خلل وفرج وترکها جمع می شوند . هنگام کریستالیزه شدن می توانند فشار مخربی به سازه ها وارد کنند که این عمل علاوه بر تسری وشدید زنگ زدگی وخوردگی آرماتورها به واسطه وجود مکهات . تر وخشک شدن متناوب نیز می تواند تمرکز نمکها را شدت بخشد زیرا آب دارای املاح پس از تبخیر املاح خود را به جا می گذارد .

1-2- اشتباهات طراحی

(SPECIFICATIONERRORORS)

به کارگیری استانداردهای امناسب ومشخصات فنی غلط در رابه با انتخاب مواد روشهای اجرایی وعملکرد خود سازه می تواند ب خرابی بتن منجر شود . به عنوان مثال استفاده از استانداردهای اروپایی وآمریکایی جهت اجرای پروژه هایی در مناطق خلیج فارس ، جایی که آب وهوا ومواد ومصالح ساختمانی ومهارت افراد متفاوت با همه این عوامل در شمال اروپا وآمریکاست، باعث می شود تا دوام وپایایی سازه های بتنی در مناطق یاد شده کاهش یافته ودر بهره برداری از سازه نیز با مسائل بسیار جدی مواجه گردیم .

1-3-اشتباهات اجرایی

(CON STUCTION ERRORS )

کم کاریها آ اشباهات ونقصهایی که به هنگام اجرای پروژه ها رخ می دهد ممکن است باعث گرد تا آسیبهایی چون پدیده ی لانه زنبوری ، حفره های آب انداختگی جداشدگی ، ترکهای جمع شدگی ، فضاهای خالی اضافی یا بتن آلوده شده ، به وجود آید که همگی آنها به مشکلات جدی می انجامند .

این گونه نقصها واشکالات را می توان زاییده ی کارائی در جه ی فشردگی سیستم عمل آوری ،آب مخلوط آلوده ، سنگدانه های آلوده و استفاده غلط از افزودنیها به صورت فردی ویا گروهی دانست .

وجود کلرید آزاد در بتن می تواند به لایه ی حافاظتی غیر فعالی که در اطراف آرماتورها قرار دارد آسیب وارد نموده وآن را از بین ببرد .

خوردگی کلریدی آرماتورهایی که درون بتن قرار دارند ، یک عمل الکتروشیمیایی است که بنا به خاصیتش ، جهت انجام این فرایند ، غلظت مورد نیاز یون کلرید ، نواحی آندی وکاتدی ، وجود الکترولیت ورسیدن اکسیژن به مناطق کاتد در سل (CELL) خوردگی را فراهم می کند .

گفته می شود که خوردگی کلریدی وقتی حاصل می شود که مقدار کلرید موجو در بتن بیش از 6/0 کلیوگرم درهرمتر مکعب بتن باشد . ولی این مقدار به کیفیت بتن نیز بستگی دارد .

خوردگی آبله رویی حاصل از کلرید می تواند موضعی وعمیق باشد که این عمل در صورت وجود یک سطح بسیار کوچک آندی ویک سطح بسیار وسیع کاتدی به وقوع می پیوندد که خوردگی آن نیز با شدت بسیار صورت می گیرد از جمله مشخصات (FEATURES) خوردگی کلریدی ، می توان موارد زیر را نام برد :

الف) هنگامی که کلرید در مراحل میانی ترکیبات (عمل وعکس العمل ) شیمیایی مورد استفاده قرار گرفته ولی در انتها کلرید مصرف نشده باشد .

ب) هنگامی که تشکیل همزمان اسید هیدروکلریک ، درجه PH مناطق خورده شده را پایین بیاورد . وجود کلریدها هم می تواند به علت استفاده از افزودنی های کلرید باشد وهم می تواند ناشی از نفوذ یابی کلرید از هوای اطراف باشد .

فرض بر این است که مقدار نفوذ یونهای کلریی تابعیت از قانون نفوذ FICK دارد . ولی علاوه بر انتشار (DIFFUSION)به نفوذ (PENETRATION)کلرید احتمال دارد به خاطر مکش موئینه (CAPILARY SUCTION) نیز انجام پذیرد .

1-5-حملات سولفاتی

(SULPHATE ATTACK)

محلول نمکهای سولفاتی از قبیل سولفاتهای سدیم ومنیزیم به دو طریق می توانند بتن را مورد حمله وتخریب قرار دهند. در طریق اول یون سولفات ممکن است آلومینات سیمان را مورد حمله قرار داده وضمن ترکیب ، نمکهای دوتایی از قبیل : ETTRINGITE , THAUMASITE تولید نماید که در أب محلول می باشند . وجود این گونه نمکها در حضور هیدروکسید کلسیم ، طبیعت کلوئیدی (COLLOIDL) داشته که می تواند منبسط شده وبا از دیاد حجم ، تخریب بتن را باعث گردد . طریق دومی که محلولهای سولفاتی قادر به أسیب رسانی به بتن هستند عبارتست از : تبدیل هیدروکسید کلسیم به نمکهای محلول در آب مانند گچ (GYPSUM) ومیر ابلیت MIRABILITE که باعث تجزیه و نرم شدن سطوح بتن می شود وعمل LEACHINGیا خل وفرج دار شدن بتن به واسطه یک مایع حلال ، به وقوع می پیوند.

1-6-علل دیگر

(OTHER CAUSES)

علل بسیار دیگری نیز باعث آسیب دیدگی وخرابی بتن می شوند که در سالهای اخیر شناسایی شده اند . بعضی از این عوامل دارای مشخصات خاصی بوده وکاربرد بسیار موضعی دارند . مانند تاثیر مخرب چربیها بر حاصله از عوارض مخرب فاضلابها ومورد استفاده قرار دادن سازه هایی که برای منظورها ومقاصد دیگری ساخته شده باشند ، نه آنچه که مورد بهره برداری است . مانند تبدیل ساختمان معمولی به سردخانه ، محل شستشو ، انباری ، آشپزخانه ، کتابخانه وغیره . با این همه اکثر آنها را می توان در گروههای ذیل طبقه بندی نمود :

الف) ضربات وبارههای وارده (ناگهانی وغیره ) در صورتی که موقع طراحی سازه برای این گونه بار گذاریها پیش بینیهای لازم صورت نگرفته باشد .

ب) اثرات جوی ومحیطی

پ) اثرات نامطلوب مواد شیمیایی مخرب

راه حل ها :

فرسودگی بتن باید توسط کارشناسان با توجه به آزمایش های غیر مخرب بررسی گردد،استفاده از ترمیم کننده بتن و ملات ترمیمی بتن.

بتن حجیم : هر حجمی از بتن با ابعادی به اندازه کافی بزرگ که نیاز به تمهیداتی جهت جلوگیری از ایجاد ترکهای حرارتی دارد .

درک بتن حجیم کلید کنترل دما و در نهایت حفظ زمن وهزینه های مصرفی می باشد .

مشخصات فنی عموماً محدود کننده دمای بتن حجیم جهت جلوگیری از ترک حوردگ ومشکلات عدیده دوام آن می باشد . این طور که به نظر می رسد دمای بتن حجیم بر اساس تجربه وبه طور دلخواه به صورت C57 به عنوان داکثر دمای مجاز بتن و C19 (F35) به عنوان حداکثر پیمانکار باید تمام مشخصات فنی ونیازمندیهای آنرا بدون چون وچرا رعایت نماید . ولی بدون درک صحیح وکامل از بتن حجیم نگهداری دمای بتن در ان محدوده تعیین شده کاری بسیار دشوار می باشد .

اغلب اوقات در هر پروژه ای مشخصات فنی آن ، به خوبی تمهیدات وسیعی را در جهت کنترل دما وپاسخگویی به نیازهای آن مطرح کرده است . به هر حال ، چنانچه به این موضوع توجه کافی نشود یا به خوبی درک نگردد . معین به مقدار قابل ملاحظه بیشتر است ، شده ومنجر به صدمه دیدن بتن وبه تاخیر افتادن برنامه ساختمانی خواهد شد . به علاوه در روند امروزی ، افزایش اندازه سطح مقطع بتن در نتیجه نیاز به حداقل مقدار سیمان مصرفی زیاد با نسبت آب به مواد سیمانی پایین می باشد وان نیز کنترلدمای بتن را چندین برابر دشوارتر می نماید . درک بتن حجیم کلید کنترل دما ودر نهایت حفظ زمان وهزینه های مصرفی می باشد .

بتن حجیم چیست ؟

سوالی که اغلب اوقات مطرح می شود این است که به طور مشخص بتن حجیم به چه نوع بتنی اطلاق می شو . طبق آئین نامه موسسه بین المللی بتن Acl کمیته R116 Acl تعریف بتن حجیم بدین گونه است هر حجمی از بتن با ابعادی به اندازه کافی بزرگ باشد که نیاز به تمهیداتی جهت جلوگیری از ایجاد ترکهای حرارتی که در بتن حجیم بر اثر حرارت زایی حاصل از واکنش شیمیایی هیدراسیون آب با سیمان وپیامد تغییرات حم شکل میگیرد دارد از آنجایکه که این تعریف ازنظر تعدادی سازمانها کافی اطلاق نشده بنابراین تعریف های خود را از بتن حجیم مطرح نموده اند . به طور مثال بعضی ها آنرا بدین گونه تعریف نموده اند هر قطعه بتنی که بعاد آن حداقل بزرگتر از 90 سانتی متر باشد بتن حجیم نامیده می شود .طبق این تعریف یک پی بتنی با بزرگی ضخامت 90 سانتی متر بتن حجیم خوانده نمی شود ، ولی یک پی بتنی با بزرگی ضخامت 1 متر بتن حجیم در نظر گرفته می شود .

در سزمانها ، حداقل ابعاد بکار گرفته در محدوده های 46/0 متر تا 2متررا در نظر می گیرند که بستگی به تجارب کار گاهی گذشته آنان را در نظر می گیرند ک بستگی به تجارب کارگاهی گذشته آنان دارد توجه اینکه هیچ کدام از این تعاریف مقدار مواد سیمانی مصرفی در بتن مورد ملاحظه قرار نداده است .

آن چه با عملکرد بالا یا پایین وزود مقاومت رس در یک آلمان بتنی استفاده دمای این المان بسیار متفاوت تر از بتن مرسوم یک سازه بتنی باشد

کنترل دمای بتن الزامی است ؟

حرارت زایی بتن به علت واکنش شیمیایی هیدراسیون مواد سیمانی می شد بیشترین مقدار حرارت حاصل در روزهای اولیه استقرار بتن می باشد مقاطع بتنی نازک همچون سس روکش کف ها تقریباً به مجرد ایجاد حرارت بتن به همان سرعت نیز درمحیط اطراف پراکنده می شود در مقاطع بتنی ضخیم تر (بتن حجیم ) حرارت بسیار آهسته تر از تولید آن در اطراف پراکنده می شود در مقاطع بتنی ضخیم تر (بتن حجیم ) حرارت بسیار آهسته تر از تولید آن در محیط اطراف پراکنده می شود ودر نتیجه گرم شدن بتن حجیم را باعث می گردد.

مدیریت کنترل دما جهت جلوگیری از صدمات حاصل از ترک خوردگی ، به حداقل رساندن تاخیر برنامه کاری ورعایت مشخصات فنی پروژه الزامی می باشد . به خاطر کمبود تعریف استاندارد متحد هر المانی بتنی را که ابعاد آن برابر 90 سانتی متر یا بزرگتر باشد به عنوان بتن حجیم مورد ملاحظه قرار می دهیم ملاحظات مشابه باید درباره المانهای بتنی که تحت چنین تعریفی قرار نگرفته ولی دارای سیمان تیپ ااا با مواد سیمانی بیش از 355 کیلوگرم در هر متر مکتن می باشد ، اعمال گردد .

در بسیاری مواقع ، در المانهای بتنی غیر حجیم نیز مقدار قابل ملاحظه ای حرارت تولید می شود .

2-1- حداکثر دمای بتن واختلاف دمای آن

اغلب اوقات جهت اطمینان بهتر وبرنامه ریزی مناسب قبل از استقرار بتن حداکثر دمای مجاز بتن واختلاف دمای آن مشخص می شود . در بسیاری مواقع گستره های مشخص شده به طور اتفاقی وخود به خود انتخاب شده ومشخصات فنی پروژه را شامل نمی گردد . برای مثال ، مشخصات فنی خاص از پروژه حداکثر دمای بتن را به C75 (1354(ودمای بتن را به (354) C19 محدود می نماید . محدودیت های دیگر اغلب شامل مواردی مثل محدودیت های حداکثر وحداقل دمای بتن در زمان تحویل باشد .

حداکثر دمای بتن

دمای بتن به دلایل بسیاری محدود شده است . دلیل اصلی آن برای جلوگیری از صدمه دیدن بتن می باشد . مطالعات نشان داده است که چنان چه حداکثر دمای بتن از استقرار آن صورت گیرد وبیش از اندازه محدوده 7تا 68 درجه سانتیگراد 165به 155 باشد دوام طولانی مدت بتن های خاصی مورد سازش قرار می گیرد . مکانیزم صدمه اولیه ، شکل گیری اترینگایت تاخیر افتاده DFF می باشد ، که باعث انبساط داخلی وترک خوردگی بتن می شود که امکان مشاهده آن در سالهای متمادی پس از استقرار بتن موجود می باشد .

از دلایل دیگر محدود کننده حداکثر دمای بتن شامل کاهش زمان خنک کردن ، تاخیرهای مرتبط وبه حداقل رساندن پتانسیل ترک خوردگی مربوط به انقباض وانبساط حرارتی است . درجه حرارت بالای تراز c88 سانتی گراد (F1950 ) می تواند سبب کاهش مقاوم فشاری مورد نظرشود .

حداکثر اختلاف دما

حداکثر اختلاف دمای مجاز بتن اغلب مشخص کننده حداقل پتانسیل ترک خوردگی حرارتی می باشد . این اختلاف دما ، تفاوت بین دمای گرم ترین بخش بتن وسطح آن می باشد . ترک خوردگی حرارتی وفنی که انقباض مربوط به خنک شدن در سطح بتن باعث تنشهای کششی بیش از مقاومت کششی بتن باشد ، ایجاد شود .

حداکثر اختلاف دمای مجاز c 19 سانتی گراد (f35) اغلب اوقات در اسناد پیمانکار مشخص شده است . این اختلاف دما یک راهنمای تجربی بر اساس بتن حجیم غیر مسلحی که در حدود 50 سال پیش در اروپا اجرا شده ، تعیین گردیده است . در بسیاری موارد ، محدودیت اختلاف دمای C19 سانتی گراد( f35) بیش از اندازه محدود شده است وترک خوردگی حرارتی ممکن است حتی در اختلاف دمای بالا تر بوجود نیابد .

حداکثر اختلاف دمای مجاز تابعی از خواص مکانیکی بتن همچون انبساط حرارتی ، مقاومت کششی ، مادول الاستیسیته ونیز اندازه تنش های المانهای بتنی می باشد . کمیته R/2/207/AC مهیا کننده دستور العمل جهت محاسبه حداکثر اختلاف دمای مجاز برای جلوگیری ترک خوردگی حرارتی مبتنی بر خواص بتن برای سازه های مشخص می باشد .

در زمانیکه بتن به مقاومت طراحی شده خود می رسد ، حداکثر اختلاف دمای مجاز محاسبه شده بسیار بیشتر از C19 سانتی گراد (F35) می باشد . کاربرد حداکثر اختلاف دمای مجاز محاسبه شده می تواند سبب کاهش قابل ملاحظه مدت زمان تمهیدا محافظتی ، همچون ایزوله کردن سطوح ونگهداری آن باشد .

2-5- پیش بینی دمای بتن

اغلب اوقات مشخصات فنی مربوط به بتن حجیم به نوع سیمان خاص ، حداقل مقدار سیمان مصرفی وحداکثر مواد سیمانی جایگزین سیمان نیاز دارد به مجرد اینکه این اطلاعات جمع آوری شدند . فرآیند پیش بینی لازم جهت حداکثر دمای بتن وحداکثر اختلاف دمای آن شروع می شود . چندین روش پیش بینی حداکثر دماهای بتن موجود می باشد

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

شاتکریت را می توان به عنوان بتون یا ملاتی که از طریق شیلنگهای لاستیکی حمل شده و با استفاده از هوای فشرده با سرعت زیاد به سطح مورد نظر پاشیده می شود، تعریف کرد.

اولین کاربرد شاتکریت به سال 1909 میلادی بر می گردد که در آن زمان تحت عنوان گونیت نامیده می شد و به کمک دستگاهی موسوم به تفنگ سیمان به کار می رفت.

در سال 1914 برای اولین بار شاتکریت در یک معدن آزمایشی در ایالات متحده آمریکا مورد استفاده قرار گرفت . پس از آن این سیستم برای پوشش سطوح سنگها و حفاظت آنها در برابر هوازدگی و گاه نیز به عنوان سیستم نگهداری موقتی به کار رفت . از آنجا که شاتکریت به صورت ورقه هایی از سنگ زیرین جدا می شد ، لذا به عنوان یک سیستم نگهداری اصلی چندان مورد توجه واقع نشد. از جمله امتیازات شاتکریت آن است که سطوح ناهموار حفریات زیرزمینی را می پو شانند و به شکل یک سطح نسبتا صاف در می آورد. البته شاتکریت همراه با پیچ سنگ ، به عنوان سیستم نگهداری بسیاری از تونلها به کار رفته است.

در سالهای اخیر کاربرد شاتکریت در معادن زیرزمینی ، نگهداری حفره های دائمی از قبیل جاده های مورب ، راهروهای اصلی حمل و نقل ، ایستگاههای چاه و حجره های زیرزمینی سنگ شکن است . بازسازی پیچ سنگها و توری های متداول در سیستم نگهداری ممکن است مشکل ساز و گران باشد. تعداد حفریات زیرزمینی که بلافاصله بعد از حفاری شاتکریت می شوند روبه فزونی است. مسلح ساختن شاتکریت با الیاف فولادی یکی از مهمترین عوامل در گسترش کاربرد شاتکریت است زیرا کار طاقت فرسای نصب توری را کاهش می دهد.

آزمایشات و تجربیات اخیر نشان داده است که شاتکریت در شرایط ترکش سنگ ملایم بسیار موثر است . اگر چه نتایج این مطالعات برای نتیجه گیری قطعی در این زمینه هنوز زود است ولی علائم موجود بیانگر آن است که در آینده در مورد کاربرد شاتکریت توجه جدی تری خواهد شد.

به طور کلی شاتکریت نوعی بتن مرکب از سیمان ، ماسه و خرده سنگ است و به نام پودر شاتکریت عرضه می شود که به کمک هوای فشرده اجرا خواهد شد و در اثر سرعت زیاد به صورت دینامیکی فشرده می شود .

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