کد مطلب 34

بر طبق گزارش اداره فدرال بزرگراه های آمریکا هنگام بررسی پل ها از نظر سازه ای به دلیل پوشش کم بتن، طراحی ضعیف، عدم مهارت کافی هنگام اجرا و سایر عوامل همانند شرایط آب و هوایی سبب ایجاد ترک در بتن و خوردگی آرماتور های فولادی شده است.

پس از سال ها مطالعه بر روی خوردگی، اف آر پی FRP به عنوان یک جایگزین خوب آرماتور های فولادی در بتون پیشنهاد شده اند.

سه نوع میلگرد ( AFRP) , ( CFRP ) , ( GFRP ) از انواع تجاری آن هستند که در صنعت ساختمان کاربرد دارند.

از این مواد به جای آرماتور های فولادی یا کابل های پیش تنیده در سازه های بتنی غیر پیش تنیده و یا بتن پیش تنیده استفاده می شود. مواد FRP موادی غیر فلزی و مقاوم در برابر خوردگی است که در کنار خواص مهم دیگری همانند مقاومت کششی زیاد آنها را برای استفاده بعنوان آرماتور مناسب می کند.

از آنجایی که FRP ها مصالحی ناهمسانگرد هستند نوع و مقدار فیبر و رزین مورد استفاده، سازگاری فیبر و کنترل کیفیت لازم هنگام ساخت آن نقش اصلی را در بهبود خواص مکانیکی آن دارد.

به طور کلی مزایای آن به صورت زیر دسته بندی می شود:

1- مقاومت کششی بیشتر از فولاد

2- یک چهارم وزن آرماتور فولادی

3- عدم تأثیر در میدانهای مغناطیسی و فرکانس های رادیویی، برای مثال تاثیر روط دستگاه های بیمارستانی

4- عدم هدایت الکتریکی و حرارتی

لذا به دلیل مزایای بالا به عنوان یک جایگزین مناسب برای آرماتور های فولادی در سازه های دریایی، سازه پارکینگ ها، عرشه های پل ها، ساخت بزرگراه هایی که بطور زیادی تحت تاثیر عوامل محیطی هستند و در نهایت سازه هایی که در برابر خوردگی و میدان های مغناطیسی حساسیت زیادی دارند پیشنهاد می کند.

کد مطلب 33

روان کننده های بتن اولین نسل تولید شده افزودنی بتن می باشند که بر پایه لیگنوسولفونات بوده و معمولا برای بتن های معمولی با نسبت آب به سیمان بیشتر از 0/45 کاربرد دارند.

ابر روان کننده ها آخرین و جدیدترین نسل روان کننده هستند که بر پایه پلی کربکسیلات بوده و برای تولید بتن های ویژه از جمله بتن خود تراکم کاربرد دارند. این نوع روان کننده ها گران هستند و معمولا برای بتن با نسبت آب به سیمان کمتر از 0/4 کاربرد دارند.

نحوه اثر روان کننده بتن چگونه است؟

این مواد بر روی ذرات سیمان می نشینند و با باردار کردن ذرات سیمان، ایجاد نیروی دافعه بین ذرات می کنند بنابراین ذرات همدیگر را دفع کرده و بتن روان می شود.

روان کننده های بتن به چه منظور در بتن به کار می روند؟

روان کننده ها ی بتون برای سه منظور در بتن به کار می روند:

1. در بتن با نسبت آب به سیمان برابر با بتن شاهد، باعث افزایش روانی بتن شده و بتن را بدون کاهش مقاومت، کار پذیر می کنند.

2. در بتن با نسبت آب به سیمان کمتر نسبت به بتن شاهد، روانی کافی را به بتن می دهند و باعث افزایش مقاومت بتن می شوند.

3. در بتن با عیار سیمان کمتر، می توانند به وسیله کاهش نسبت آب به سیمان و تامین روانی باعث صرفه جویی در مصرف سیمان شوند.

دوغاب میکروسیلیس چیست و چه مزیتی نسبت به ژل میکروسیلیس دارد؟

از اختلاط آب با پودر میکروسیلیس، مخلوط های %60-42 میکروسیلیس در آب تهیه می شود که نسبت به ژل میکروسیلیس حاوی مقدار بیشتر پودر میکروسیلیس می باشد. دوغاب %50 میکروسیلیس در آب دارای دانسیته 1400kg/m3 بوده که دارای میکروسیلیس خشک به مقدار 700kg/m3 است. این دانسیته نسبت به شکل پودری میکروسیلیس که دانسیته حدود 300kg/m3 دارد تقریبا 2 برابر بوده و لذا هزینه های حمل و نقل را تا 2 برابر کاهش می دهد.

بتن حاوی روان کننده بعد از 48 ساعت به گیرش نهایی نرسیده و در هنگام باز کردن قالب فرو ریخته است. علت چیست؟

پس از بازدید کارشناسان فنی از پروژه و بررسی مشکل، مشخص گردید پس از افزودن روان کننده متاسفانه هیچ اصلاحی در طرح اختلاط بتن صورت نگرفته است و روانی بیش از حد باعث جدا شدن سنگدانه (Segregation) گردیده و خروج شیرابه بتن از درزهای قالب باعث تهی شدن بتن از خمیر سیمان گردیده و نهایتا چیزی که در قالب باقی مانده شن و ماسه بوده است. پس از کاهش آب اختلاط به میزان 15 درصد بتن همگنی خود را بدست آورده و در ادامه عملیات به کار گرفته شد.

آیا استفاده از افزودنی های بتن باعث کاهش مقاومت فشاری بتن می گردد؟

برخی افزودنی های شیمیایی بتن در استاندارد 2930 ایران دارای مشخصات فنی استاندارد است. در این استانداد اجازه داده شده است بصورت محدود برای برخی از افزودنی های شیمیایی با کاهش مقاومت در مقایسه با مخلوط شاهد (کنترل) رو برو باشیم. در این رابطه نظر شما را به جدول زیر جلب می کنم. اما باید در نظر داشت اجازه برای کاهش مقاومت در مشخصات استاندارد، الزاما به معنای پایین آمدن مقاومت بتن با محصولات موجود نخواهد بود.

حداقل مقاومت در مقایسه با مخلوط شاهد (درصد) بنابراین در 8 مورد از 13 مورد اجازه کاهش مقاومت وجود دارد.

بدیهی است در استفاده از روان کننده ای که برای کاهش نسبت آب به سیمان یا کاهش مصرف سیمان بکار می رود با افزایش مقاومت روبرو می شویم بویژه در طرح های اختلاط آزمایشگاهی و کارگاهی، تاثیر این مواد چشمگیر است.

هم چنین می توان گفت که با مصرف دوده سلیسی یا برخی مواد معدنی پودری به شرط اینکه با کاهش نسبت آب به سیمان روبرو نشویم می توان مقاومت های دراز مدت وبی را بدست آورد و در مورد دوده سیلیسی مقاومت های کوتاه مدت 7 و میان مدت 28 روزه نیز با افزایش همراه است. ضمنا باید اذعان کرد که هدف از مصرف افزودنی ها همواره افزایش مقاومت نیست بلکه خواص دیگری مانند دوام و نفوذ ناپذیری و یا امکان پذیری یک سازه مطرح است که بدون این مواد، دستیابی به این خواسته ها میسر نمی گردد.

در استاندارد EN934 ، مشخصات افزودنی ها همان مشخصات استاندارد 2930 ایران است. استاندارد ASTM C494 هفت نوع افزودنی شیمیایی را مطرح کرده است که برای یک نوع آن کاهش مقاومت تا 90 درصد را منظور نموده است (کندگیر کننده). هم چنین برای زود سخت کننده ها مقاومت 6 ماهه و 1 ساله تا 90 درصد مجاز دانسته است. در ASTM C1017 برای فوق روان کننده (با نسبت آب به سیمان برابر) از نوع خنثی و دیرگیر، کاهش مقاومت 3 روزه تا یکساله را تا 90 درصد مجاز دانسته است. هم چنین در ASTM C260 برای مواد حباب زا مقاومت 3، 7 و 28 روزه می تواند 90 درصد مخلوط شاهد باشد.

آیا می توان از حباب زایی بتن برای نفوذ ناپذیر نمودن بتن استفاده نمود؟

استفاده از مواد حبابزا بویژه اگر با حفظ روانی و کاهش مصرف آب همراه باشد به کاهش نسبت آب به سیمان نیز منجر می شود و همراه با کاهش نفوذ پذیری ناشی از وجود حبابهای پراکنده ریز می تواند بسیار مفید باشد اما نفوذ ناپذیری کامل حاصل نمی گردد. با مصرف حباب زا جذب آب و جذب آب موئینه معمولا کمتر می شود استفاده از نسبت آب به سیمان کم، با مصرف فوق روان کننده در کنار مصرف مواد بند کننده از نوع دافع آب یا انواع دیگر می تواند مفید واقع شود. بکارگیری حداکثر اندازه کوچکتر و با دانه بندی ریزتر و مواد پرکننده خنثی (پودر سنگ) یا مواد ریز معدنی فعال (پزولان ها و سرباره ها) می تواند به کاهش نفوذ پذیری منجر گردد. اما در صورتیکه هدف از کاهش نفوذ پذیری و جذب آب، بهبود دوام تری و خشکی یا یخبندان و آبشدگی پی در پی هیچ ماده ای جایگزین ماده حباب زا نخواهد شد.

آیا استفاده از ضدیخ بتن باعث افت مقاومت فشاری می گردد؟

در ابتدا باید گفت در استاندارد های موجود، ماده ای بنام یخ بتن وجود ندارد و اصطلاحی است که در ایران به مواد زود سخت کننده و یا زوددیرکننده شتاب دهنده (Accelerator) به غلط اطلاق شده است و متاسفانه تا کنون مبارزه با برگزیدن این واژه غلط و نابجا بجایی نرسیده است علت این مقابله، ایجاد گمراهی در هنگام مصرف این مواد به ویژه در هوای سرد است.

طبق استاندارد ملی 2930 کاهش مقاومت 28 روزه تا 90 درصد مخلوط شاهد مجاز است. در استاندارد ASTM C494 مقاومت 6 ماهه و ا ساله می تواند حداقل 90 درصد مقاومت فشاری مخلوط شاهد باشد. در ساخت برخی زودسخت کننده (ضدیخ ها) از موادی می توان بهره گرفت که حداقل تا سن 28 روز شاهد کاهش مقاومت نباشیم. گاه مصرف کننده این مواد، بدون در نظر گرفتن آب موجود در آن باعث افزایش نسبت آب به سیمان می شود و این امر، یعنی کاهش مقاومت فشاری بتن، بویزه در سن 28 روز و پس از آن، بطور جدی مشاهده می شود. بدیهی است با مصرف این مواد و منظور نمودن آب موجود در آن در هنگام ساخت بتن، شاهد افزایش مقاوم در سنین 1 تا 7 باشیم. امروزه در برخی از کشورها ظاهرا مواد ضد یخ بتن نیز تولید و مصرف می شود که این مواد هنوز در ایران بکار نرفته است و موجود نیست.

در زمان استفاده از ضد یخ بتن (شتاب دهنده واکنش هیدراسیون) آیا نیاز است تا تمهیدات دیگری مد نظر قرار گیرد؟

یکی از زیانهای استفاده از نام ضد یخ بجای زودگیر کننده یا شتاب دهنده و یا زود سخت کننده آنست که مصرف کننده به غلط تصور می کند که با مصرف این ماده، جلوی یخ زدن بتن گرفته می شود. با مصرف اینگونه مواد ممکن است مانند هر ماده دیگر حداکثر 2 درجه سانتیگراد نقطه انجماد را پایین آورد اما معنای آن جلوگیری از یخ زدن و ضدیخ بودن نیست.این مواد باعث تسریع در هیدراسیون سیمان می شودو در دمای پایین، افزایش مقاومت بیشتری را شاهد خواهیم بود. افزایش سرعت هیدراسیون به افزایش سرعت گرمازائی نیز منجر می شود و می تواند کمک بهتری را به ما بنماید. بهرحال انجام هیدراسیون در حدی که از نظر مهندسی به ما کمک شایانی بنماید مستلزم داشتن دمای بتن یا دمای محیط بیش از 5 درجه سانتیگراد است و گرنه تسریع هیدراسیون در دمای نزدیک به صفر معنایی ندارد. بنابراین لازم است دستورالعمل های بتن ریزی در هوای سرد شامل ساخت بتن با دمای مناسب و ریختن و عمل آوری در دمای مناسب حتما رعایت گردد.

آیا ضدیخ بتن در فریزر یخ می زند؟

نقطه انجماد محلول ها به نوع ماده (جرم ملکولی) و غلظت آن بستگی دارد. مواد ضدیخ ممکنست در دمای تا c° 10- یخ نزنند اما اگر غلظت آنها به حدی برسد که در بتن شاهد آن هستیم این ماده و بتن در دمای 2- تا c° 3- یخ خواهند زد. اصولا مواد زود سخت کننده (به غلط ضدیخ) را نمی توان با گذاشتن در فریزر و کنترل دمای یخ زدن مورد آزمون قرار داد.

آیا می توان به جای ضدیخ بتن از فوق روان کننده زودگیر استفاده نمود؟

از مواد فوق روان کننده می توان بعنوان فوق کاهنده آب استفاده کرد. برخی از آنها می توانند تا 35 درصد کاهش آب و در نتیجه 35 درصد کاهش نسبت آب به سیمان را در پی داشته باشند. با کاهش نسبت آب به سیمان، مقاومت های اولیه از رشد خوبی برخوردار می شوند و در این مسیر واضح است که سرعت هیدراسیون و گرمازایی نیز بیشتر می شود. بدیهی است در این را نباید بدنبال افزایش کارائی بتن با مواد فوق روان کننده بود وگرنه نتیجه چندان مطلوبی را در پی نخواهد داشت. این امر موجب افزایش مقاومت و دوام بتن در دراز مدت نیز می شود در حالی که با مصرف مواد زود سخت کننده (به غلظت ضدیخ) نمی توان چنین انتظاراتی را دنبال نمود. یخ زدن بتن پس از مدت حفاظت و عمل آوری ابدا مشکلی را برای بتن هایی که بدین طریقه ساخته می شوند بوجود نمی آورد.

آیا می توان از میکروسیلیس به عنوان فیلر استفاده نمود؟

میکروسیلیس Micro silica یا دوده سیلیسی Silica Fume از جمع آوری غبار فرآیند تولید مواد فروسیلیسی که از دودکش کوره این کارخانه ها خارج می شود بدست می آید که به صورت محصول دوغاب میکروسیلیس 50% در دسترس است. ذرات کروی بسیار ریز این غبار دارای قطر معمولا 05/0 تا 25/0 میکرون (بطور متوسط 15/0 میکرون یا 150 نانومتر) می باشند. سیلیس آمورف موجود در این ذرات بیش از 85 درصد وزن آنها را تشکیل می دهد که می تواند به راحتی با آهک هیدراته یعنی هیدروکسید کلسیم یا 2 (COH) Ca در محیط مرطوب واکنش دهد و مواد چسباننده ای از نوع سیلیکات کلسیم هیدراته و شبیه C-S-H تولید کند. این ماده چسباننده به افزایش مقاومت و دوام بتن منجر می شود. میکروسیلیس یا دوده سیلیسی یک پوزولان مصنوعی با فعالیت پوزولانی چشمگیر محسوب می شود و نباید با پودر یا آرد سیلیس میکرونیزه اشتباه گردد. پودر یا گرد سیلیس یک پوزولان نیست، حتی اگر به شدت ریز و میکرونیزه شود. بنابراین واکنشی اتفاق نمی افتد و نقش یک فیلر یا پر کننده یا ماده پودری خنثی را بازی می کند.. البته میکروسیلیس یا دوده سیلیسی در بتن تازه می تواند نقش مواد پر کننده را ایفاء کند ولی نقش بعدی آن با پودر سیلیس به شدت متفاوت است. چنانچه دوده سیلیسی یا میکروسیلیس مصرفی در بتن بیش از 15 و در مواردی بیش از 20 درصد وزن سیمان باشد ممکن است همه آن در بتن هرگز وارد واکنش و تولید ماده چسباننده نشود و نقش فیلر یا پر کننده را باز می کند. نیاز به آب دوده سیلیسی یا میکروسیلیس در بتن برای ایجاد کارائی لازم چند برابر پودر سیلیس است و به دلیل ریزی و سطح ویژه فوق العاده آن و کلوخه یا گلوله شدن، نیاز به مقدار قابل توجهی فوق روان کننده یا فوق کاهنده آب دارد. در صورت استفاده از محصول دوغاب میکروسیلیس مشکل کلوخه شدن از بین رفته و میکروسیلیس به طور مناسب در بتن پخش می گردد.

چرا باید دوده سیلیسی را همراه با مواد افزودنی کاهنده آب بتن مصرف نمود؟

دوده سیلیس دارای سطح ویژه 000/150 تا 000/300 سانتی متر مربع در هر گرم می باشد که دلیل آن اندازه ذرات از حدود 05/0 تا 25/0 میکرون بنظر می رسد. با این سطح ویژه فوق العاده زیاد، نیاز به آب آن در مقایسه با سطح ویژه سیمان یعنی 2800 تا 4000 سانتی مترمربع یا با پودر و گرد سیلیس میکرونیزه یعنی 3000 تا 5000 سانتی متر مربع در هر گرم افزایش چشمگیری خواهد داشت. بنابراین بدون مصرف مواد کاهنده آب یا روان کننده راه بجائی نمی بریم و کارائی بتن با کاهش شدیدی روبرو می شود. اما چنین پودر ریزی در هنگام اختلاط با آب به شدت کلوخه می شود و لازم است به شدت هم زده شود و در حالت معمول برای اختلاط در بتن، لازم است از فوق روان کننده یا فوق کاهنده آب استفاده شود تا ذرات آن بتوانند بهتر از یکدیگر جدا و پراکنده شوند و بهتر واکنش دهند. تجربه ها نشان می دهد که روان کننده ها یا کاهنده های معمولی آب نمی توانند چندان مثمر ثمر واقع شوند و نیاز به فوق روان کننده وجود دارد.

کلوخه میکروسیلیس علاوه بر کاهش مقاومت فشاری و دوام و افزایش نفوذ پذیری می تواند به واکنش با قلیائی های سیمان و بتن منجر گردد و به تدریج ترک خوردگی ناشی از انبساط حاصل از این واکنش ها بوجود آید در حالیکه میکروسیلیس را می توان برای کاهش این نوع خرابی مصرف کرد به شرطی که بصورت کلوخه در نیاید. در صورت مصرف محصول دوغاب میکروسیلیس به جای پودر میکروسیلیس، میکروسیلیس به خوبی در بتن پخش شده و خطر کلوخه شدن وجود نخواهد داشت.

آیا می توان از دوده سیلیسی به عنوان ماده واترپروف استفاده نمود؟

دوده سیلیسی یا میکروسیلیس (محصول دوغاب میکروسیلیس) که در مجموعه ذرات بتن حضور پیدا می کند با ایجاد ماده چسبانده در اثر واکنش با هیدروکسید کلسیم، پرکننده نیز می باشد و تا حدودی از نفوذپذیری بتن به دلیل کاهش اندازه منافذ مویینه می کاهد. هم چنین کاهش نسبت آب به سیمان می تواند به نفوذ ناپذیری بتن کمک می کند. بکارگیری دوده سیلیسی به کاهش نفوذ و انتشار یون کلرید در بتن یاری می رساند اما نقش ماده آب بند کننده با ماده واترپروف بویژه از نوع دافع آب متفاوت است. نقش مواد پودری میکرونیزه یا مواد پرکننده غیر محلول در آب از این نظر شبیه به دوده سیلیسی با میکروسیلیس می باشد.

استفاده بیش از حد از مواد افزودنی کاهنده آب بتن چه عواقبی دارد؟

مصرف بیش از حد مواد افزودنی کاهنده آب یا روان کننده و هم چنین مواد فوق روان کننده یا فوق کاهنده آب برای ایجاد روانی یا کاهش نسبت آب به سیمان یا کاهش مصرف سیما می تواند به جداشدگی شدید، آب انداختن فوق العاده زیاد و هم چنین تاخیر زیاد در زمان گیرش اولیه و نهائی بتن منجر گردد، به نحوی که گاه 48 ساعت پس از ساخت، بتن به مرحله گیرش نهائی نمی رسد و بدیهی است کسب مقاومت فشاری به شدت به عقب می افتد. بهرحال در صورت وجود تبخیر زیاد از سطح بتن ممکنست ترک خوردگی در سطح بتن تشدید شود. گاه تغییر رنگ قابل ملاحظه ای در بتن مشاهده می گردد اما دیده می شود که گهگاه پس از گذشت مدت قابل ملاحظه ای از ساخت بتن، مقاومت های بالنسبه خوبی حاصل می گردد اما معمولا مشکلات اجرائی به کاهش کیفیت بتن و نشست خمیری کمک می کند که به نوع خود به ایجاد ترکهای ناشی از نشست خمیری در بتن منجر می شود.

آیا استفاده از ابر روان کننده می تواند هزینه های طرح اختلاط را کاهش دهد؟

ابر روان کننده واژه ای است که برای فوق روان کننده ای قوی و یا کاهنده های بسیار قوی بکار می رود و معمولا پلی کربوکسیلاتها را در بر می گیرد. این مواد از جمله می تواند به کاهش 35 درصدی آب مورد نیاز بتن برای دستیابی به روانی معین منجر گردد و بدین ترتیب با چنین کاهش آبی، مقاومت بتن را بیش از 50 درصد افزایش می دهد.

کاهش قیمت بتن (مواد اولیه) معمولا وقتی می تواند اتفاق بیفتد که عیار سیمان مصرفی در بتن کاهش یابد بنابراین چنین امری با بکرگیری مواد روان کننده، فوق روان کننده یا ابرروان کننده بعنوان کاهنده آب و در نتیجه آن کاهش عیار سیمان بتن می تواند محقق شود اما همواره کاهش عیار به کاهش قیمت یا هزینه تولید بتن منجر نمی گردد. قیمت سیمان مصرفی، قیمت روان کننده مصرفی و قدرت کاهندگی آب و سیمان با توجه به میزان روان کننده بکار رفته برای این مهم در این رابطه می باشد. بنابراین همواره نمی توان چنین حکمی را صادر کرد.

بنظر می رسد در کشور ما با افزایش قیمت سیمان و کاهش تدریجی قیمت روان کننده ها از جمله ابر روان کننده ها، در طول سالهای گذشته گاه همه انواع روان کننده و گاه برخی از آنها امکان کاهش قیمت بتن با روانی ثابت و کاهش مصرف سیمان را فراهم آورده اند. به هر حال در برخی از برهه های زمانی ممکن است با افزایش قیمت روان کننده ها مواجه شویم و در این موضع تغییراتی ایجاد شود.

چنانچه قیمت حامل های انرژی در ایران به سطح موجود جهانی برسد و قیمت سوخت و برق و قیمتهای وابسته به آن بدون هرگونه یارانه ای باشد، قطعا همه انواع روان کننده از جمله ابر روان کننده ها، کاهش قیمت بتن از طریق کاهش عیار سیمان را به بار می آورند. اگر روانی بتن ثابت در نظر گرفته نشود و نسبت آب به سیمان ثابت فرض شود، قطعا قیمت بتن با مصرف انواع روان کننده افزایش خواهد یافت اما مشخص نیست که آیا قیمت اجرای بتن و سازه بتنی بالا می رود یا کاهش می یابد و این امر به نوع سازه و دستمزد افراد و هزینه بکارگیری وسایل تراکمی مربوط می شود.در کشورهای اروپایی و بسیاری از کشورهای پیشرفته مشخص شده است که افزایش شدید روانی و بکارگیری بتن خود تراکم به کاهش هزینه تمام شده سازه بتنی و بالا رفتن کیفیت آن منجر می شود. بنابراین در راه مصرف بر روان کننده ها تردیدی را بخود راه نمی دهند. امروزه با نسبت آب به سیمان کمتر و حتی با روانی برابر نیز ممکن است بدون کاهش مصرف سیمان با امکان پذیری دستیابی سریع به مقاومت های اولیه مورد نیاز، کاهش هزینه عمل آوری بویزه در هوای سرد و باز کردن سریع تر قالب ها، هزینه های اجرای سازه بتنی را کاهش داد. لازم است در این رابطه تحقیقات بیشتری در ایران انجام شود و جایگاه این مواد در پروژه های مختلف از نظر کاهش قیمت بتن یا کاهش قیمت سازه بتنی بررسی گردد.

تفاوت انواع مواد کاهنده آب در چیست؟

انواع مواد کاهنده آب یا روان کننده میتواند مربوط به قدرت کاهندگی یا روان کنندگی آن با توجه به میزان مصرف آن باشد. هم چنین با توجه به خنثی بودن، زودگیر یا کندگیر بودن این مواد، تقسیم بندی های خاصی بوجود می آید. امروزه قدرت حفظ روانی یکی از ویژگیهای این نوع افزودنی ها به حساب می آید. تفاوت در میزان مصرف و قیمت نیز موضوعیت دارد و تعیین کننده است.

برخی اوقات، قدرت حفظ انسجام و جلوگیری از جداشدگی اجزاء بتن می تواند به تفاوت گذاری در این مواد منجر گردد. روان کننده های معمولی بویژه از نوع لیگنوسولفوناتها حداکثر می تواند به کاهش 12 درصدی آب در بتن (با ثابت بودن روانی) منجر گردد. میزان مصرف این واحد در بتن بسته به میزان کاهش آب 5 تا 12 درصد، بین 2/0 تا 8/0 درصد وزن سیمان خواهد بود در حالیکه میزان مواد جامد آن بین 38 تا 42 درصد مایع آن باشد.

مسلما تغییر در غلظت افزودنی های روان کننده یا کاهنده آب به تغییر خواص و میزان مصرف آن منجر می گردد. فوق روان کننده هایی از نوع فرم آلدئید نفتالین سولفوناته فشرده با غلظت 33 تا 37 درصد ماده جامد با صرف 5/0 تا 2/1 درصد وزن سیمان، کاهش آب 12 تا 22 درصد را بدنبال دارد. بدیهی است مصرف کمتر، کاهندگی آب کمتری را خواهد داشت. فوق روان کننده هایی از نوع فرم آلدئید ملامین سولفوناته با غلظت حدود 30 تا 32 درصد ماده جامد و با مصرف 5/0 تا 5/2 درصد، کاهش آب حدود 12 تا 25 درصد را در پی دارد. مصرف کمتر مسلما کاهندگی آب کمتری دارد.ابر روان کننده هایی از نوع پلی کربوکسیلات ها با میزان ماده جامد 40 تا 42 درصد و مصرف 3/0 تا 5/1 درصد وزن سیمان کاهش آب حدود 12 تا 35 درصد را به بار می آورد. بدیهی است در این مورد نیز با مصرف کمتر این مواد قدرت کاهندگی آن کاهش می یابد.

لیگنوسولفونات ها ذاتا کندگیر هستند و می توان انواعی از آن با حالت خنثی تا خیلی دیرگیر را داشته و حفظ روانی آن نیز خوبست. مواد نفتالینی چندان کندگیر نیستند و انواعی از آن با حالت خنثی و دیرگیر تولید می شود اما حفظ روانی جالبی ندارد.

مواد ملامینی نسبتا زودگیر هستند و انواعی از آن با حالت خنثی یا زودگیر ساخته می شود اما حفظ روانی متفاوت تولید می شود، کاهنده آب (روان کننده) معمولی خنثی (نوع A) حداقل قدرت کاهندگی آب 5 درصد، کاهنده آب دیرگیر (نوع D) با حداقل کاهندگی آب 5 درصد، کاهنده آب زودگیر (نوع E) با حداقل کاهندگی آب 5 درصد، فوق کاهندی آب (نوع F) با حداقل قدرت کاهندگی آب 12 درصد، فوق کاهنده آب دیرگیر) نوع G) با حداقل کاهندگی آب 12 درصد وجود دارد. اما در این استاندارد و سایر استاندارد ها، فوق کاهنده آب یا فوق روان کننده زودگیر فعلا جایگاهی ندارد.

در استاندارد ASTM C1017، این مواد از نظر قدرت روان کنندگی بررسی می شود و دو نوع روان کننده یا فوق روان کننده یا ابر روان کننده از نظر خنثی بودن یا دیرگیری با شماره های I و ∏ مطرح می شود. در این استاندارد فرض شده است نسبت آب به سیمان مخلوط بتن ثابت می باشد و روان کنندگی آنها بررسی می گردد. در این استاندارد ها به قدرت حفظ روانی، هوازایی و موارد مشابه پرداخته نشده است. در استاندارد 2930 ایران و EN934، 7 نوع روان کننده یا کاهنده آب یا فوق روان کننده و فوق کاهنده آب از نوع خنثی، دیرگیر مطرح شده است که در آن روان کننده (با نسبت آب به سیمان برابر(فوق روان کننده زود گیر و دیرگیر (با نسبت اب به سیمان ثابت) جایگاهی ندارد. در این استاندارد به میزان هوازائی و گاه حفظ اسلامپ پرداخته شده است و در همه موارد میزان کاهش آب یا افزایش روانی مطرح گردیده است.

در چه مواردی از زودگیر بتن پودری و در چه مواردی از زودگیر بتن مایع استفاده می شود؟

بطور کلی استفاده ار افزودنی های مایع بهتر از بکارگیری نوع پودری آن (از یک جنس) می باشد زیرا عمل اختلاط به خوبی انجام می شود و همگنی حاصل می گردد. بنابراین استفاده از زودگیر مایع نیز ارجح است. اگر قرار باشد ماده زودگیر در پاشیدن بتن بکار رود، و بکارگیری روش تر مطرح باشد. مواد زودگیر اعم از پودری یا مایع در ساخت بتن می تواند بکار رود. در روش خشک، می توان مواد پودری را با مواد اولیه بتن ( سیمان و سنگدانه) مخلوط کرد. هم چنین می توان مواد زودگیر مایع را از طریق لوله آب به سر شیلنگی (افشانک) رسانید یا مواد پودری را در آب اختلاط حل نمود و بکار برد در صورتی حل مواد زودگیر امکان پذیر است که این مواد قابل حل باشد وگرنه تهیه زودگیر محلول میسر نیست. همه موارد فوق وقتی مطرح است که جنس مواد زودگیر پودری و مایع یکی باشد. در صورتیکه جنس آنها متفاوت باشد ممکن است تفاوت های دیگری مطرح گردد.

کد مطلب 32

چسب بتن به منظور افزایش چسبندگی بتن تولید شد و اکنون در پروژه های ساختمانی کاربرد زیادی یافته است. چسب بتن ترکیب پلیمری است که مقاومت ها و دوام و مهم تر از همه چسبندگی بتن را افزایش می دهد.

کاربرد چسب بتن

مهمترین کاربرد چسب بتن برای افزایش میزان چسبندگی بتن تازه برای چسبیدن به بتن قدیمی در پروژه های تعمیراتی است که میزان چسبندگی بتن را با سطح قدیمی بسیار افزایش می دهد. همچنین این خاصیت هنگام نما سازی بر روی بتن قدیمی کاربرد دارد. چسب بتون از تراوش آب جلوگیری کرده و مانع تفکیک دانه های ریز و درشت می شود و برای آب بندی بتن بکار می رود. اگر سازه های بتنی دچار آسیب دیدگی سطحی و عمقی شده باشند با چسب بتون می توان آنها را ترمیم نمود و به عنوان ترمیم کننده بتن استفاده کرد. از دیگر موارد کاربرد چسب بتن جهت آب بندی بتن مخازن، استخر های بتنی، ترمیم آسیب دیدگی بتن یا اغلب سازه های بتنی مانند کانال های آب، کف سالن های صنعتی، باند فرودگاه ها، سد ها، پایه پل ها و ستون ها.

ویژگی های چسب بتن

از ویژگی های بارز چسب بتن افزایش چسبندگی بسیار زیاد در بتن است که این خاصیت چسب بتن باعث بالا بردن چسبندگی بتن جدید یا مصالح جدید بر روی بتن یا مصالح قدیمی است (رابط اتصال بتن قدیم به جدید).

از ویژگی های دیگر چسب بتن بالا بردن مقاومت های کششی و خمشی بتن، جلوگیری از ایجاد ترک در بتن و تبله کردن و افزایش عمر سازه های بتنی می باشد.

روش مصرف چسب بتن

چسب بتن را با آب مخلوط و رقیق شده آن به قسمت های خشک بتن اضافه می شود. هرچه ضخامت کمتر و یا فشار وارده بر آن بیشتر باشد مصرف چسب بتن بالا می رود و لازم است قبل از کار یک لایه از محلول چسب بتن به سطح زیرین مالیده شود در ضخامت های بالا استفاده از چسب بتن بصورت لایه لایه مناسب تر می باشد.

کد مطلب 31

باتوجه به روند افزایش جمعیت در شهر های بزرگ که خود بصورت طبیعی باعث افزایش میزان فاضلاب شهری می گردد زمینه تشکیل سیستم جمع آوری و تصفیه فاضلاب شهری امری لازم و ضروری به نظر می رسد.

چند نمونه از مشکلاتی که افزایش جمعیت بوجود آورده و انواع آن.

● فاضلاب:

فاضلابی که به تصفیه خانه شهری می رسد، مجموع فاضلابی است که از سه منبع مختلف در شبکه فاضلاب وارد می شود، این سه منبع عبارتند از:

الف) فاضلاب خانگی

ب) نشت آب

ج) پساب صنعتی

بنا بر تعریف مجموعه فاضلاب حاصله از سه منبع را فاضلاب شهری یا فاضلاب بهداشتی خوانند.

البته ممکن است برای شهر های ایران در شرایط موجود از مقدار مربوط به پساب صنعتی صرف نظر کرد ولی نشت آب به ویژه در شهر هایی که سطح سفره آب زیر زمینی آنها بالا است بسیار اهمیت دارد.

معمولا مقدار فاضلابی را که در طرح در نظر می گیرند معادل مقدار فاضلاب متوسط شبانه روز در مواقع غیربارانی است. باید توجه داشت که این رقم کاملا قراردادی است زیرا در ساعات مختلف شبانه روز مقدار فاضلاب از مقدار متوسط در 24 ساعت مرتبا کمتر و یا بیشتر میشود و عملا معادل آن جز در چند لحظه ممکن نمیگردد. یکی از طرق تعیین مقدار متوسط فاضلاب در 24 ساعت تعیین آب مصرفی در شهر است.

با داشتن آماری مناسب از مصرف سرانه آب شهر و تعیین حدود منطقه فاضلاب گیر و بالاخره تعداد افراد ساکن در منطقه فاضلاب گیر، به راحتی می توان مقدار متوسط فاضلاب روزانه را حساب کرد. البته این طریقه در شهر های بزرگ و یا شهر هایی که در آنها خانه سازی کامل نشده باشد چندان صدق نمی کند و در این صورت باید رقمی برای مقدار فاضلاب سرانه در نظر گرفت، که مطابق با شرایط واقعی باشد. در شهر های بزرگ مصرف آب هتل ها و رستوران ها و بیمارستان ها که به تعداد زیاد وجود دارند در موقع اندازه گیری آب مصرفی سرانه بحساب نمیآید، در حالیکه در عمل آنها نیز به صورت فاضلاب به شبکه وارد می شود. حدود این تغییرات شاید به 25 لیتر به ازای هر نفر در روز نیز برسد. لذا باید در طرح شبکه فاضلاب برای چنین شهرهایی نهایت دقت را از نظر انتخاب مقدار واقعی فاضلاب مبذول داشت زیرا این موضوع از نظر فنی و اقتصادی عامل مهمی است.

● مقدار متوسط فاضلاب روزانه:

طبق توصیه کمیته استاندارد فاضلاب سازمان برنامه تا زمانی که اندازه گیری های واقعی از مقدار فاضلاب شهر های مختلف در ایران عملی نشده است رقم 150 لیتر به ازای هر نفر در روز را می توان در طرح های شبکه فاضلاب به کار برد. (این رقم شامل نشت آب نیز می باشد)

● تصفیه فاضلاب در مجاورت باکتری های هوازی:

اگر در حین تجزیه مواد، اکسیژن به مقدار لازم و به طور مرتب به فاضلاب برسد باکتری های هوازی عمل تجزیه را شروع نموده و عمل می نماید. چنانکه ملاحظه می شود ابتدا مواد آلی ازت دار تبدیل به آمونیاک و سپس به نیتریت و نیترات میگردد. نیترات ها که در واقع جزو مواد غذایی بسیار مناسب برای گیاهان محسوب میشود توسط گیاه جذب و باعث رشد بهتر آنها می گردد. از طرفی خود گیاهان نیز توسط حیوانات خورده شده و در ساختمان سلول های بدن آنها کمک مینماید. مواد آلی فوق دوباره به صورت مواد آلی پس مانده دفع شده و این گردش بیانت ها از نو آغاز می شود. در تمام این تحولات اکسیژن برای تنفس موجودات زنده و همچنین سایر تغییرات و تبدیلات شیمیایی دیگر و به منظور تثبیت مواد کربنی و سولفوری بصورت کربناتها و سولفات ها لازم است.

● تصفیه و تجزیه فاضلاب در مجاورت باکتری های غیر هوازی:

زمانیکه اکسیژن در مجاورت فاضلاب نباشد، باکتری های هوازی دیگر قادر به ادامه حیات و استفاده از مواد غذایی نخواهند بود. در چنین حالتی باکتری های غیر هوازی که قادر به استفاده از اکسیژن مواد آلی هستند وارد میگردند. بدین ترتیب تجزیه مواد در اثر وجود باکتریهای غیرهوازی، سبب بوجود آمدن اسیدهای آلی، کربناتهای اسیدی، اکسید کرین و هیدروژن سولفوره شده و در مرحله بعدی آمونیاک، کربناتهای اسیدی اکسید کربن و سولفیتها بوجود میآیند. در مرحله نهایی تجزیه و تخمیر، آمونیاک، متان، اکسید کربن و سولفیتها بوجود می آیند. در مرحله نهایی تجزیه و تخمیر، آمونیاک،متان، اکسید کربن و سولفیت ها تولید می گردند. در تصفیه خانه های فاضلاب، حوض های هوا رسانی، واحد اصلی در تجزیه و تصفیه فاضلاب یعنی از بین بردن مواد آلی و کاهش مقدار ( بی. او. دی ) می باشد و در واقع در این واحد است که تصفیه در مجاورت باکتری های هوازی انجام می گیرد. تجزیه و تخمیر مواد لبنی که در آنها هوا دمیده نمیشود را هضم لجن می نامند که توسط باکتری های هوازی و در مخازن هاضم انجام میپذیرد و تولید گاز های متان و اکسید کربن مؤید چنین تخمیری است.

● لزوم آزمایشات فاضلاب:

فاضلاب را به منظور زیر آزمایش تحلیلی می کنند.

الف) تعیین و تشخیص مواد متشکله اش که اطلاع از آن در رفع مشکلات تصفیه خانه سودمند است.

ب) تصمیم در انتخاب نوع وسائل و روش تصفیه

ج) تنظیم و کنترل هر یک از واحد های تصفیه خانه در جریان تصفیه فاضلاب

د) تعیین مشخصات فاضلاب خروجی و مقایسه آن با مشخصات فاضلاب ورودی برای اطلاع از بازده تصفیه خانه.

● آزمایش تحلیلی فاضلاب:

آزمایشاتی که از فاضلاب بعمل می آید شامل آزمایش های فیزیکی، مطالعات بهداشتی، آزمایش های شیمیایی و بالاخره آزمایش های زیستی است. مجموع تمام آزمایش های شیمیایی و بالاخره آزمایش های زیستی است. مجموع تمام آزمایش های معمول در کار فاضلاب را آزمایش تحلیلی فاضلاب می نامند.

● آزمایش فیزیکی:

آزمایش های فیزیکی برای تعیین درجه حرارت، رنگ، بو. تیرگی فاضلاب است. اطلاع از درجه حرارت از نظر بازده عملیات واحد ها بسیار مهم است. رنگ فاضلاب در تشخیص ظاهری و فوری آن کمک میکند فاضلاب تازه به رنگ خاکستری است، رنگ های تیره و سیاه دال بر کهنگی فاضلاب و مطمئنا همراه با تعفن است. بوی فاضلاب نیز ناشی از ماندگی فاضلاب است، همانطور که تیرگی آن نتیجه کهنگی می باشد البته باید توجه داشت که فاضلاب اصولا تیره می باشد ولی فاضلاب کهنه تیرگیش شدیدتر است.

● مطالعات بهداشتی:

تعیین و اطلاع از منابع دفع فاضلاب شهر به شبکه جمع آوری فاضلاب حائز اهمیت است. مثلا اطلاع از اینکه تاسیسات بهداشتی بزرگی از قبیل بیمارستان ها و آسایشگاه ها، فاضلاب خود را به شبکه شهر وارد می سازند و با این کار پساب کارخانجات به شبکه مذکور تخلیه می گردد از نظر انتخاب روش های تصفیه فاضلاب، مؤثر واقع خواهد شد.

● آزمایشات شیمیایی:

آزمایشات شیمیایی که در واقع اساسی ترین آزمایشات فاضلاب محسوب میشود به شرح ذیل است:

الف) تعیین خاصیت اسیدی و یا قلیایی

ب) مواد متشکله

ج) اکسیژن محلول،

د) شدت آلودگی

● آزمایشات زیستی:

در فاضلاب انواع مختلف موجودات ریز ذره بینی یافت می شوند. کوچکترین آنها از نوع ویروسی است که با میکروسکوپ های قوی نیز دیده نمی شوند. پس از ویروس ها باید از باکتری ها نام برد که معمولا با کمک میکروسکوپ های بسیار قوی قابل رویت است. دست سوم را موجودات ریز ذره بینی تشکیل می دهند که با میکروسکوپ های عادی هم می توان آنها را دید.

موجودات زنده در فاضلاب ممکن است مضر و یا مفید باشند. باکتری های مضر موجود در فاضلاب ضد عفونی نشده، سبب آلودگی منابع طبیعی آب گردیده و در صورت آشامیدن بر اثر وجود باکتری های پاتوژنیک موجب بروز امراض مختلفی نظیر اسهال خونی می گردند. باید توجه داشت که تعداد زیاد موجودات زنده در فاضلاب دلیل بر آلودگی شدید آن نیست و از نظر انتخاب واحد های تصفیه خانه نیز تاثیری ندارد. ولی عدم وجود باکتری ها دلیل بر وجود پساب صنعتی در فاضلاب شهری به مقدار زیاد است. تعداد باکتری ها در فاضلاب شهری بین 2 تا 20 میلیون در هر میلیلیتر تغییر می کند.

● آشغالگیری و آشغالگیر ها:

شناسایی: آشغالگیر ها عبارت از وسیله ای است که در ابتدای تصفیه خانه از نظر تأمین مقاصد زیرین تعبیه میگردد:

الف ) حفاظت تلمبه ها، لوله های لجن و حوض های ته نشینی در مقابل گرفتگی

ب ) خوشایند کردن وضع ظاهری واحد های مختلف تصفیه خانه

ج ) تاثیر کامل مواد ضد عفونی نظیر کلر بر فاضلاب تصفیه شده، باتوجه به اینکه مواد ضد عفونی بر روی مواد جامد شناور چندان تاثیری ندارد.

بدین ترتیب سعی می شود مواد جامد شناور نظیر کاغذ و پارچه و غیره حتی الامکان، از جریان تصفیه خارج گردد. از نظر موقعیت، آشغالگیر را باید در محلی که به سهولت قابل دسترسی و تمیز کردن باشد بنا نمود.

● انواع آشغالگیر ها:

آشغالگیر ها را از شبکه های سیمی یا صفحات فلزی سوراخ دار و بالاخره از میله هایی که در فواصل معینی از یکدیگر قرار گرفته اند می سازند. معمولا در تصفیه فاضلاب شهری از آشغالگیر های میله ای و در تصفیه پساب صنعتی از انواع دیگر آن استفاده می کنند. انواع آشغالگیر میله ای ؛ دهانه فراخ و دهانه تنگ.

آشغال خردکن ها:

شناسایی ؛ آشغال خرد کن عبارت از وسیله ایست که برای انجام مقاصد زیر در ابتدای تصفیه خانه و بعد از آشغالگیر میله ای دهانه فراخ نصب میکنند:

الف) رفع مشکلات ناشی از دفع مواد شناور جمع آوری شده.

ب) حفظ وضع ظاهری تصفیه خانه در محل آشغالگیر.

ج) جلوگیری از ایجاد بو و رشد و نمو مگس در محل آشغالگیر.

انواع آشغال خردکن و طرز کار آنها دو روش مختلف برای خرد کردن مواد جامد شناور و غیرشناور وجود دارد. یکی آنکه دستگاه به طور مرتب و در تمام مدت شبانه روز کار میکند، دوم اینکه بطور متناوب و برحسب مقدار آشغال ورودی بکار افتاده و مواد را خرد میکند. نوع اول که در اکثر کشورهای اروپایی و آمریکایی معمول است، از کل استوانه دوار با شیارهای افقی و یک تیغه برای ثابت تشکیل شده است. در اثر دوران استوانه و جریان فاضلاب به داخل آن مواد روی بدنه استوانه جمع شده و توسط تیغه بران خرد میشوند و از لای شیارها عبور کرده و به واحدهای بعدی تصفیه خانه رانده میشوند. دهانه شیارها در آشغال خردکن های مختلف در حدود 4 تا 9 میلیمتر میباشد. نوع دوم که در آلمان ساخته میشود، از میله های نیم دایره ای شکل و یک آشغال روب و بالاخره دستگاه خرد کننده تشکیل شده است. مواد شناور که به تدریج روی میله ها جمع می شود سبب بالا آمدن سطح فاضلاب در بالا دست وایجاد اختلاف ارتفاعی در دو سمت میله ها می گردد.

هرگاه این اختلاف از حد معینی بیشتر شد آشغال روب بکار افتاده و مواد را به سمت دستگاه خرد کننده که جنب کانال اصلی است هدایت میکند.

● حوض های دانه گیری:

▪ تعریف دانه: تمام مواد جامد دانه ای، اعم از شن، ماسه، نرمه خاک، خاکستر و مواد ریز معدنی دیگر و یا هسته میوه جات و دانه های نباتی و بالاخره هر نوع مواد دانه ای اعم از معدنی و یا آلی، در مبحث فاضلاب « دانه » اطلاق میشود مشروط بر آنکه دارای صفات زیر باشد

الف) در جریان تصفیه تجزیه و فاسد نشود.

ب) سرعت ته نشینی آن بیش از سرعت ته نشینی مواد جامد فاسد شدنی از جنس آلی باشد.

▪ شناسایی: حوض های دانه گیری را برای انجام مقاصد زیر بنا میکنند:

الف) حفاظت وسایل مکانیکی در مقابل سایش

ب) کاهش در گرفتگی لوله ها که در اثر ته نشینی مواد دانه ای بویژه در تغییر جهت جریان حادث میگردد. ج) سهولت در تمیز کردن حوضهای ته نشینی و مخازن هاضم.

در تصفیه خانه ها معمولا اگر از آشغالگیر استفاده شود، حوض دانه گیری را بعد از آن بنا میکنند تا از ورود مواد شناور نظیر پارچه و کاغذ بداخل حوض دانه گیری جلوگیری بعمل آید. زیرا وجود این مواد سبب بروز اشکالاتی در کار دانه روبهای مکانیکی میگردد.

موقعیت حوضهای دانه گیری بست به آشغال خرد کن بر حسب شرایط محلی و نوع تصفیه خانه فرق کرده ممکن است قبل و یا بعد از آشغال خرد کن و حتی قبل از تلمبه خانه اصلی تصفیه خانه فاضلاب نیز ساخته شود.

● طرق مختلف دانه گیری:

بطور کلی دو طریقه برای ته نشین ساختن دانه ها موجود است:

الف ) کم کردن سرعت جریان فاضلاب در حوضهای دانه گیری.

ب ) بوجود آوردن سرعتی ثابت در تمام طول حوض دانه گیری

● ته نشینی و حوض های ته نشینی:

▪ تعریف ته نشینی ؛ منظور از ته نشینی در مبحث فاضلاب مجموعه عملیات زیر است:

الف) جدا نمودن مواد جامد معلق با ته نشین ساختن آنها.

ب) مجتمع کردن آنها جهت تسهیل در امر تخلیه و دفع.

ج) خارج کردن آنها از جریان تصفیه

عمل ته نشینی به دو طریق صورت میگیرد، یکی ته نشینی شیمیایی است که با افزودن مواد شیمیایی ممکن میشود، دیگری ته نشینی ساده است که در آن نیروی وزن عامل اصلی ته نشینی میباشد.

● ته نشینی شیمیایی:

در سال 1740 میلادی برای اولین بار روش ته نشینی شیمیایی در پاریس مورد تحقیق و آزمایش قرار گرفت. در سال های 1857 ـ 1880 این طریقه ته نشینی در انگلستان مورد توجّه بیشتری واقع شد و روز به روز اهمیت آن در امر تصفیه فاضلاب و آب بیشتر گردید. ته نشینی شیمیایی که در واقع به منزله تصفیه کاملی بود. با پیدایش طریقه تصفیه زیستی اهمیت خود را از دست داد در حال حاضر ته نشینی شیمیایی بندرت در تصفیه فاضلاب شهری بکار می رود و فقط در حالات خاصی، مانند تصفیه پساب صنعتی، ممکن است از این طریق استفاده نموده به طور کلی علل عمده عدم پیشرفت این طریقه در تصفیه فاضلاب در دو مطلب زیر خلاصه می گردد:

1) مقدار کاهش ( بی ـ او ـ دی ) فاضلاب در طریقه شیمیایی در مقایسه با تصفیه به طریق زیستی کمتر است. یعنی بازده تصفیه زیستی بهتر از بازده تصفیه شیمیایی است.

2) مواد لجنی در این طریقه بصورت انباشته در آمده و عمل جمع آوری تخلیه را مشکل می سازد.

● حوض های ته نشینی:

▪ تئوری ته نشینی: اگر مایعی که محتوی ذرات جامد است در حالت سکون قرار گیرد به تدریج آن قسمت از ذرات جامد که دارای وزن مخصوصی بیش از وزن مخصوص مایع میباشد شروع به سقوط و ته نشینی می نماید. این موضوع ظاهرا ساده در واقع اساس طرح و محاسبات حوض های ته نشینی را تشکیل میدهد.

▪ شناسایی: حوض های ته نشینی به منظور ته نشین ساختن مواد جامد ریز دانه به قطر های کمتر از 2/0 میلیمتر، و تخلیه آنها ساخته میشود البته همان طور که گفته شد دانه های به قطر بیش از 2/0 میلیمتر توسط حوض های دانه گیری قبلاً از جریان تصفیه خارج شده اند.

در این مرحله فاضلاب خروجی تصفیه شده دارای مواد معلق کمتری بوده و بالطبع زلال تر است و بدین ترتیب فاضلاب خروجی از نظر مصارف زراعتی کاملا بدون اشکال میشود.

● انواع حوض های ته نشینی:

حوض های ته نشینی را می توان بر حسب مواد زیر تقسیم بندی نمود.

الف) ماهیت کار.

ب) طرز ته نشینی و تخلیه لجن جمع آوری شد

ج) شکل ظاهری

د) ادواتی که برای لجن روبی بکار می روند.

● صافی های چکنده:

▪ شناسایی: صافی های چکنده براساس تصفیه طبیعی که در رودخانه ها در اثر رشد و نمو موجودات زنده ذره بینی و بوجود آمدن لایه لجنی لزج که موجب تصفیه و تمیز شدن آب رودخانه می گردد، بوجود آمد. فرق عمده تصفیه فاضلاب دفع شده در رودخانه و با عبور دادن آن از صافی های چکنده، سرعت بیشتر در امر تصفیه است.

● کلرزنی:

▪ شناسایی: به منظور تأمین مقاصد زیر از ترکیبات شیمیایی کلردار در تصفیه خانه های فاضلاب استفاده میکنند.

الف) گند زدایی فاضلاب خروجی.

ب) کاهش مقدار ( بی ـ او ـ دی)

ج) جلوگیری از بو

د) جلوگیری از خورده شدن بتن و ادوات مکانیکی توسط مواد اسیدی تولید شده در جریان تصفیه.

* جلوگیری از خوردگی بتن در فاضلاب ها یا مخازن بتنی در هنگام بتون ریزی از مواد افزودنی های بتن باید استفاده شود و در هنگامی که مخازن بتنی دچار مشکل آب بندی می گردند باید از ملات های آب بند بتن و در قسمت هایی که مواد فاضلابی باعث تخریب بتن شده اند از ملات های تعمیری بتن یا ترمیم کننده بتن و همچنین از چسب لاتکس جهت اتصال بتن قدیم به جدید استفاده نمود.

هـ) جلوگیری از رشد و نمو مگس و حشرات در صافی های چکنده،

و) شکستن کفاب تولیدی در حوض های ایمهاف.

در تصفیه خانه های بزرگ عموما از کلر مایع و در تصفیه خانه های کوچک معمولا از ترکیبات کلردار استفاده می کنند. از جمله ترکیبات کلردار، آهک کلردار است که به شکل گرد سفید رنگی با 35 درصد کلر میباشد، و دیگر هیپوکلریت سدیم است که بصورت محلول مصرف میگردد و دارای 70 درصد کلر میباشد.

● لوله های مصرفی برای انتقال کلر:

برای انتقال کلر از لوله های چدنی ریزدانه و یا لوله های پلاستیکی (PVC) می توان استفاده کرد.

● طریقه مصرف کلر در جریان تصفیه فاضلاب:

مواضع مختلف کلرزنی در تصفیه خانه بطور خلاصه عبارتند از:

الف) فاضلابروی ورودی به تصفیه خانه.

ب) کانال ورودی به حوض ته نشینی یا حوض ته نشینی نهایی.

ج) کانال خروجی از حوض های ته نشینی نخستین یا نهایی.

د) حوض های کلر زنی و بالاخره،

هـ) در فاضلابروی خروجی از تصفیه خانه

● اصول کار تصفیه فاضلاب خروجی تا حد زلال سازی:

باتوجه به اینکه فاضلاب خروجی چندان آلوده نمی باشد لذا میتوان از کلیه روش های معمول در تصفیه آب نظیر صافی های ماسه ای با سرعت کم یا زیاد استفاده نمود و یا صافی های با دهانه های ذره بینی را که 15 سال پیش به بازار عرضه شد برای این منظور به کار برد.

درجه تصفیه حاصله ـ به طور کلی بازده واحد های زلال سازی فاضلاب بیش از 50 درصد است و به همین جهت می توان شدت آلودگی و مواد جامد معلق فاضلاب تصفیه شده را به 10 و حتی 5 میلیگرم در لیتر تقلیل داد.

● مراحل بعدی عبارتند از:

تصفیه و دفع لجن، هضم لجن، مخازن هاضم، حوض تغلیظ لجن، دفع لجن هضم شده، آماده کردن لجن، بستر های لجن، خشک کن، دفع فاضلاب و ترقیق فاضلاب، تلمبه و تلمبه خانه

کد مطلب 30

دستگاه Ultrasonic دستگاهی است که امواجی با فرکانس خیلی بالا تولید می کند که فرکانسش بیشتر از آستانه ی شنوایی است. (In fra sound 20 -20 .000 Hz) و فرکانس در ultrasonic test معادل MHz 0.5 - 10 می باشد.

دستگاه Ultrasonic قادر است عیوب یا ناپیوستگی های ریز که معادل نصف طول موجش است را نشان دهد .

نصف طول موج = ناپیوستگی های قابل تشخیص در UT .

در مقابل ترنس ویوسر دستگاه 3 ناحیه وجود دارد :

Far field

Near field

Dead zone

• منطقه Near zone مکانی است که اگر ناپیوستگی ها در این منطقه قرار گیرند بصورت واضح و دقیق توسط دستگاه قابل تشخیص نمی باشد ( این یکی از معایب روش UT می باشد) .

• منطقه Far field or Far zone منطقه ای است که عیوب با دقت بالایی قابل تشخیص می باشند در این منطقه صوت حالت واگرایی دارد که این زاویه واگرایی به عواملی چون طول موج و قطر کریستال پراب و فرکانس وابسته می باشد که با طول موج رابطه مستقیم و با فرکانس و قطر کریستال پراب رابطه معکوس دارد .

توضیحاتی درباره پراب ها و دستگاه های ultrasonic

دستگاه های آنالوگ و دیجیتال و پراب های Angle و Normal :

دستگاه های به دوصورت تقسیم می شوند :

آنالوگ : در صنعت کاربرد چندانی ندارند بدلیل آنکه سرعت کارکردن با دستگاه کم است . ازاین دستگاه بیشتر در آموزش هایUltrasonic testing و کارهای آزمایشگاهی استفاده می شود .

دیجیتال : بدلیل راحت و آسان بودن سیستم دستگاه و سرعت بالا برای کار, از این نوع دستگاه در صنعت استفاده می شود .

انواع پراب ها

Angle (پراب های زاویه دار): اغلب استفاده این پراب در تست و بازرسی جوش است.

Normal (پراب های نرمال): اغلب استفاده این پراب ها برای تست و بازرسی سطوح است و برای تست جوش استفاده نمی شود .

Pulse - Echo (برگشت صوت): در این روش تنها یک پراب استفاده می شود که هم فرستنده و هم گیرنده صوت است .

(Through Transmission) انتقال صوت: در این روش 2 پراب استفاده می شود که یکی فرستنده و دیگری گیرنده صوت است .

نوع انتقال صوت در پراب ها به دو صورت است :

• پالس کوتاه Short pulse

• موج متوالی Continuous wave

بلوک های مرجع برای کالیبراسیون پراب های Normal و Angle

در روش ultrasonic testing

بلوک های مرجع (Reference block)

بلوک V1 یا ll W .

بلوک V2 یا Az .

- از این بلوک ها در کالیبراسیون پراب های Angle , Normal استفاده می شود .

- ضخامت های این بلوک ها متفاوت است مثلا بلوک V2 دارای ضخامت هایی چون 12mm , 20 mm است و ضخامت بلوک V1 معادل 25mm است .

- شعاع کرو در بلوک 25 mm, 50 mm V2 است که 25mm شعاع کرو کوچک و 50mm شعاع کرو بزرگ است .

- شعاع کرو در بلوک V1 معادل 100mm است.

روشهای test و بازرسی قطعات توسط دستگاه های ultrasonic

روش تماسی Contact testing

در روش تست تماسی ترنس دیوسر مستقیم روی نقطه تحت تست قرار می گیرد چون دانسیته هوا کم است یک نوع عایق صوتی به حساب می آید و بخاطر همین از موادی چون : گریس - روغن - آب و ... دربین اتصال ترنس دیوسر با قطعه استفاده می شود .

روش غوطه وری Immersion testing

در روش غوطه وری قطعه تحت تست و ترنس دیوسرهردو در داخل یک تانک که از آب پشده قرار می گیرد . در این روش سرعت تست بالا است و اغلب در جاهایی که سرعت کار مهم است از این روش استفاده می کنیم .

آیتم های مهم در ultrasonic

کالیبراسیون فاصله پراب نرمال (Normal)

کالیبراسیون فاصله برای پراب زاویه دار (Angle)

تعیین شاخص پراب

تعیین زاویه پراب

تعیین محل SDH روی بلوک مرجع

قدرت تفکیک resolution

Amplitude control linearity

Screen light linearity

منحنی DAC

ضخامت مولد

زاویه انحراف

خطی بودن محور افقی

استانداردهای مورد استفاده در Ultrasonic testing

استانداردهای کاربردی در NDT و جوشکاری

AWS A1.1: راهنمای سیستم های اندازه گیری متریک در صنایع جوشکاری.

AWS A2.4: استاندارد علائم و نشانه هادر جوشکاری, لحیم کاری و تست های غیر مخرب .

AWS A3.0: استاندارد واژه ها و اصطلاحات جوشکاری.

AWS B1.10: راهنمای بازرسی غیر مخرب جوش .

AWS B1.11: راهنمای بازرسی چشمی جوش.

ANSI Z49.1: ایمنی در جوشکاری, برشکاری و فرآیند های وابسته.

AWS QC1: استاندارد AWS برای تایید صلاحیت بازرسین جوش.

AWS D1.1: کد ساخت سازه های فولادی جوشکاری شده.

AWS D1.5: استاندارد ساخت پل های فلزی جوشکاری شده.

AWS D15.1: استاندارد جوشکاری راه آهن و لوکوموتیو.

AWS B5.11: استاندارد تایید صلاحیت مفسرین رادیوگرافی.

SNT - TC - 1A: راهنمای تایید صلاحیت پرسنل NDT که توسط انجمن آزمایشات غیر مخرب آمریکا تهیه شده است.

SNRT-9- 24A: استفاده از دستگاه التراسونیک برای تست غیر مخرب بتن که توسط آن سیگنال فرستاده می شود و از جهت دیگر بتون گیرنده آن را دریافت کرده و دیتا ها را به ما خواهد داد. جهت تست های غیر مخرب، عمق ترک و مقاومت به چند شیوه انجام پذیر می باشد.

کد مطلب 29

ژئوممبران (PVC) محصول عایق بندی است که با آماده کردن رزین (کلراید پنی دینیل) مواد پرکردنی ماده رنگ زنی به همراه تثبیت کننده ها و قرار دادن آنها درمعرض عملیات های لازم در قالب ریزی ها و نیز بر اثر حرارت به صورت یک فرم متجانس تشکیل می شود.

انواع ژئوممبران PVC

- ژئوممبران مضرس دار

- ژئوممبران ضد باکتری

- ژئوممبران با ژئوتکستایل لمینت شده

- ژئوممبران PVC – شکل T

مشخصات ژئوممبران (PVC)

1. مقاومت شیمیایی

2. جوش پذیری

3. انعطاف پذیری

4. انبساط و انقباض نسبی زیاد

5. مقاومت در برابر اشعه ی UV5

موارد کاربرد ورق ژئوممبران PVC:

1. مخازن آب و تصفیخانه ، حوضچه ها و استخر

2. پشت بام و بالکن

3. تونل های زیر زمینی

4. پارکینگ های اتومبیل زیر زمینی

5. مصرف زیر کاشی

مشخصات ژئوممبران: مضرس دار

ژئوممبران PVC مضرس دار (signal lair) ورقی است شامل یک لایه باریک و کمرنگ برای سهولت درتشخیص صدمات که به آسانی در صورت صدمه با دید بصری قابل تشخیص است.

ژئوممبران T - Grip

- نگه دارنده بتن بر روی ورق ژئوممبران در شیب ها و دیوار ها

- در سیستم های فاضلاب

- دور ستون ها و لوله ها

مزایا

در صورت بکارگیری این عایق ها جهت پوشش و نفوذ ناپذیر کردن کانال بخشی از مزایای آن بشرح زیر می باشد:

1. سرعت اجرای زیاد و زودتر به بهره برداری رسیدن کانال

2. کاهش عملیات خاکی و افزایش سرعت آب و دبی کانال

3. حذف لایه فیلتر زهکش

4. حذف عملیات تعویض خاک

5. افزایش عمر مفید کانال به چندین برابر عمر کانال بتنی و عدم نیاز به ترمیم و نگهداری

الف- نتایج و بحث

هدف از اجرای پوشش، جلوگیری از تلفات آب، فرسایش خاک، کاهش هزینه های نگهداری کانال و جلوگیری از رشد علف های هرز می باشد. هزینه های اجرایی هر متر مربع پوشش بتنی و ژئوممبران - بتنی تقریبا با یکدیگر برابر می باشد بنابراین در شرایط مشابه مزیت استفاده از پوشش ژئوممبران جلوگیری از هدر رفتن آب و یا راندمان بالاتر انتقال می باشد. استفاده ازاین پوشش ها ضمن اینکه از اتلاف مایعات محلول های شیمیایی موجود درکانال ها جلوگیری بعمل می آورد بعلت برخورداری از تائیدیه های زیست محیطی از آلودگی منابع آب وخاک نیز جلوگیری بعمل می آورد از سوی دیگر استفاده از HDPE بعنوان جایگزین لاینینگ بتنی ویا رسی از تخریب کف و دیواره های کانال بعلت خورندگی خاک های بستر جلوگیری نموده و دوام ده ها ساله بدون نیازبه تعمیرات و یا تعویض خاک را درخاک های نامناسب ازقبیل گچی، آهکی، سولفات و 000 را تضمین می نماید. برای احداث کانال در حین مواجهه با خاک های نامناسب دو راه حل وجود دارد:

1. تعویض خاک منطقه و جایگزینی با خاک مناسب

2. استفاده از پوشش های ژئو ممبران – بتنی .شایان توجه می باشد در اجرای این پوشش در صورت رعایت ننمودن موارد زیر نتایج نامطلوب حاصل می شود.

3. عدم اجرای صحیح ژئو ممبران و پوشش بتنی

4. عدم استفاده از محصول مناسب

5. نشست خاک

6. عدم دقت در کارگذاری ژئو ممبران

7. عدم مهار صحیح ژئو ممبران

8. استفاده از بتن مگر در زیر پوشش ژئوممبران

مهمترین بخش در مورد لایه ژئو ممبرین مربوط به درز گیری ها و جوش دادن صفحات ژئوممبرین در محل می باشد. چرا که اگر نشتی در این مکان ها رخ دهد طرح کارایی خود را از دست داده و اهداف مورد نظر بر آورده نخواهد شد. روی هم رفته در طرح های اجرا شده با ژئوممبرین حدود 15% صرفه جویی اقتصادی نسبت به طر ح های دیگر که از ژئو ممبرین استفاده نمی کنند می شود.

ژئوممبران ها

خصوصیات لازم یک ژئوممبران برای استفاده در دیوار آب بند به شرح زیر است:

- سختی بالا برای آسانی نصب

- مقاومت بالا در مقابل انواع مواد شیمیایی که شامل حلال های آلی نیز می باشد

- امکان نصب پروفیل های قفل و بست روی لبه صفحات ژئوممبران

- دوام مناسب در حالت مدفون

HDPE برای اکثر موارد بالا انتخاب مناسبی است. این ماده سختی کافی ندارد تا بتوان آن را مثل صفحه فولادی مستقیما به داخل خاک راند ولی همانگونه که توضیح داده شده راه های زیادی برای نصب آن وجود دارد. وقتی که هزینه و در دسترس بودن آن نیز مد نظر قرار گیرد دیده می‌شود که در این نوع کاربرد انتخاب طبیعی می‌باشد. دلیل دیگر برای انتخاب HDPE قابلیت شکل یافتن آن توسط عملیات اکستروژن است. قفل و بست‌ها شکل ‌های پیچیده ای دارند که توسط فرآیند اکستروژن ساخته می‌شوند و سپس به طول مورد نظر بریده شده و به پانل ‌های ژئوممبران جوش امتزاجی داده می‌شوند.

اکنون به عملکرد HDPE در حالت مدفون در دراز مدت پرداخته می‌شود. غیر از تنش که ممکن است منجر به ایجاد ترک در مواردی شود عوامل کمی می‌توانند عمر ژئوممبران HDPE را در حالت مدفون کوتاه کنند یکی از آنها قرار گرفتن د رمعرض مواد شیمیای است. تا کنون صدها آزمایش سازگاری طبق استاندارد 9090EPA بر روی HDPE با انواع مواد شیمیایی انجام گرفته است که در هیچ یک از این آزمایش‌ها تخریب مشاهده نشده است.

در مورد هیدروکربنها با غلظت زیاد (هیدروکربن ‌های کلرینه و آروماتیک نامطلوب ترین آنها هستند) کاهش مقاومت حد تسلیم کششی تا 30% می‌تواند رخ دهد. این به خاطر روان شدگی فیزیکی است که HDPE را نرم می‌کند. البته این واکنش قابل برگشت است، یعنی زمانی که اجازه خروج به مواد شیمیایی داده شود، مقاومت اولیه باز می‌گردد.

یکی از مهمترین خصوصیات دیوار های آب بند، نفوذناپذیری در مقابل مواد شیمیایی است. لازم است نفوذپذیری شیمیایی ژئوممبران از نفوذپذیری که معمولا در مهندسی ژئوتکنیک به آن اشاره می‌شود متمایز شود. در حالت خاک ها و سایر مواد متخلخل، انتقال آب (یا سایر مواد شیمیایی) از حفرات خاک، ترکها یا شکستگی ها رخ می‌دهد. در صورتی که در نفوذپذیری شیمیایی، ماده شیمیایی از یک غشا غیر متخلخل در سطح مولکولی عبور خواهد کرد. مولکول های می‌توانند به طریقی خود را از بین زنجیر های پلیمری عبور دهند.

HDEP یک ماده پلاستیک نیمه بلوری است که آن را در مقابل نفوذپذیری شیمیایی مقاوم می‌سازد. باید دانست که هیچ پلیمری نسبت به مواد شیمیایی کاملا عایق نیست همیشه مقداری تراوش رخ می‌دهد. سوال اساسی این است که آیا مقدار نفوذپذیری قابل قبول است یا خیر.

عوامل زیادی در مقدار نفوذپذیری شیمیایی ژئوممبران تاثیر می‌گذارد. این عوامل شامل تمرکز شیمیایی، دما و ضخامت ورق است. نفوذپذیری دو مولفه عمده دارد که شامل نرخ انتشار (Diffusivity) و انحلال پذیری است. نرخ انتشار، نرخ انتقال یک ماده شیمیایی از یک مانع است. انحلال ‌پذیری مقدار ماده شیمیایی که یک مانع می‌تواند نگهداری کند. بنابراین نفوذپذیری مربوط به مقدار حجم زاید یک پلمیر و سازگاری ماده شیمیایی با ژئوممبران است. در واقع، نفوذپذیری مرتبط با این است که چه مقدار ماده شیمیایی می‌تواند توسط غشا جذب شود و سرعتی که ماده شیمیایی از مانع عبور می‌کند. بنابرین غلظت، دما و ضخامت ژئوممبران بر مقدار نفوذپذیری تاثیر می‌گذارد.

نکات اجرایی در استفاده از ژئوممبرین ها

1. جهت استفاده از ژئوممبرین ها در سطوح شیبدار و یا قائم و جاهایی که امکان لغزش و جود دارد از نوعی ژئوممبرین استفاده می شود که بر روی سطح ان برجستگی هایی به شکل میخ و جود دارد این میخچه ها در آستر زیر فرو رفته و مانع از لغزش لایه ژئوممبرین می شود.

2. در هنگام نصب ژئوممبرین باید کاملا توجه داشت که از هر گونه خراش بر سطح آن جلوگیری شود خراش های سطحی به شکل قابل توجهی موجب کاهش مقاومت می شوند.

3. ژئوممبرین بصورت لوله ای و تخته ای ذر بازار عرضه می شود . گاهی برای سطوح وسیع مجبور به چسباندن چند لایه ژئوممبرین می باشیم. برای چسباندن ژئوممبرین در خارج از کارخانه ودر محل کارگاه معمولا از چسب های مخصوص استفاده می شود. گاهی نیز جهت چسباندن دو لایه ژئوممبرین از ماده حلالی که موجب حل شدن دو لایه مجاور در هم می شود استفاده می گردد.

ژئوممبران

ژئو ممبران ها اساسا ورقه های نازک و نفوذ ناپذیری هستند که از مواد لاستیکی یا پلاستیکی ساخته میشوند و عمدتا برای آستر کاری و پوشش تاسیسات ذخیره مایعات و گاز ها به کار می روند. ژئوممبرین ها دسته ای از خانواده ژئوسنتیتیک ها هستند که به شکل قابل ملاحظه ای نفوذ ناپذیرند . ماده اصلی تشکیل دهنده ژئوممبرین ها پلیمر های مصنوعی اند و مهمترین نقش آنها به عنوان ماده ای محافظ در برابر عبور سیالات می باشد. کاربرد وسیع ژئوممبرین ها وابسته به خواص فوق العاده آنها نسبت به وزنشان می باشد. از مشخصات بارز این عایق ها می توان به مقاومتهای کششی ، پارگی ، سوراخ شدگی بسیار بالای آنها اشاره نمود. درصد ازدیاد طول این عایق ها تا بیش از 7 برابر طول اولیه آنها می باشد. همچنین نفوذ ناپذیری ، انعطاف پذیری توام با مقاومت بالا در برابر پاره شدگی و سوراخ شدگی و تغییرات بالای دمای اطراف ، مقاومت در برا برمواد شیمیایی ، سبک بودن و نصب سریع آنها است. ژئوممبران دارای طبیعت پلیمری هستند و به این دلیل در مقایسه با خاک های رسی و ژئو تکستایل ها نفوذ ناپذیر تر می باشند ، آزمایش های عبور خاک آب ، ضریب نفوذ پذیری آنها m/s 15 - 10*2.7 نشان داده است .

بعضی از کاربرد های ژئوممبراین در پرو ژه های عمرانی

ژئوممبران ها به‌عنوان یک عایق بسیار مقاوم و کم هزینه و دارای طول عمر زیاد، در بسیاری از صنایع کاربرد دارد. این عایق ها در کانال ها کاربرد های فراوانی دارند خصوصا در کانال هایی که از خاک های واگرا ، گچی ، تورمی ، رمبنده و ... عبور می نماید و یا با مشکل آببندی روبرو باشند ، استفاده از این عایق ها در مقابل lining بتنی می تواند بعنوان گزینه مناسبی مورد نظر قرارگیرد. انعطاف پذیری بالای این عایق ها ، اجرای آسان که پیشرفت نصب ان معادل 5000 m2 در روز ، عدم نیاز به نگهداری و تعمیرات در طول دوره کارکرد و نیز افزایش قابل توجه سرعت حرکت آب و دبی کانال بعلت تفاوت ضریب زبری بتن با HDPE و امکان استفاده از آنها به صورت روباز از جمله دلایل استقبال جهانی از آن در پروژه ها می باشد. که از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره نمود:

- از جمله مهمترین کاربرد های ژئوممبراین کاربرد به عنوان آستر و محافظ می باشد که عمدتا در سطوح داخلی کانال ها ، مخازن و لوله های آبرسانی مورد استفاده قرار می گیرد. مقاومت بالای ژئوممبرین در برابر سایش مانع از سائیدنه شدن سطوح این تاسیسات می شود. همچنین می توان از تاثیرات منفی فاضلاب بر روی سطوح تاسیسات مربوطه با نصب لایه ژئوممبرین بر روی آنها جلوگیری نمود. جهت حفاظت سازه های بتنی ذر بربر حملات شیمیایی خورنده محیط اطراف نیز می توان از ژئوممبرین استفاده نمود.

- جهت آب بندی جدار تونل ها همواره از ترکیبی از ژئوممبرین و ژئوتکستایل که در واقع تشکیل یک ژئوکمپوزیت را می دهند استفاده می گردد. در این کاربرد یک لایه از ژئو تکستایل را جهت زهکشی آب به سطح تونل می چسبانند و سپس بر روی آن یک لایه ژئوممبرین راجهت جلوگیری از نفوذ آب قرار می دهند و سپس نمای بنای نهایی را اجرا می کنند.

- جهت کنترل خاک هایی که بر اثر رطوبت که براثر رطوبت متورم می شوند از ژئوممبرین با قدرت نفوذ ناپذیری بالا استفاده می شود.

- در تاسیساتی که قدرت کنترل مطلوب آب را جهت جلوگیری از اتلاف آن را ندارند نیز از ژئوممبرین به عنوان لایه محافظ در برابر خروج آب استفاده می شود و به شکل قابل توجهی از هدر رفتن آب جلوگیری می شود.

- آب و فاضلاب: از ژئوممبران ها جهت ساخت لاگون ها، کانال های آبرسانی، حوضچه ها و استخر ها و دریاچه های مصنوعی استفاده می‌‌شود. با توجه به اینکه ژئوممبران در تماس با خاک هستند، برحسب لزوم امکان ترکیب آنها با ژئوتکستایل و یا ژئوگرید ها میسر است.

- ایزولاسیون سازه‌های زیرزمینی در برابر نفوذ آبهای سطحی و زیرزمینی: در این خصوص می‌‌توان به ایزوله دیوار های مترو های شهری و سازه های هیدرولیکی و غیره اشاره نمود.

- سایت دفن زباله شهری و صنعتی و خطرناک: با استفاده از ژئوممبران می توان مخازن کاملا ایزوله از محیط اطراف، جهت دفن زباله های شهری و صنعتی ایجاد نمود. ژئوممبران ها دارای انواع فراوانی، به لحاظ مقاومت در برابر مواد شیمیایی و مخرب هستند.

- سد سازی و پل سازی ،ساخت سیل بند ها و جلو گیری از فرسایش

- مقاوم سازی بستر رودخانه ها و زهکشی قائم و فیلتراسیون ،اجرای شیب های خاکی و دیوار های حائل

- تصفیه خانه ها و حوضچه های مصنوعی ، استخر ها و سازه های زیر زمینی

- دور لوله هایی که به دلایلی باید درون آب باشند و صد ها کاربرد دیگر درصنعت و کشاورزی و آبیاری و غیره دارد.

همچنین ازژئوممبران برای جداکننده بین موج شکن های کنار دریا ها ازساحل آن استفاده می شود (در بندر امام نیز به همین دلیل جلوگیری ازنفوذ آب دریا به جاده های کنار ساحل از ژئوممبران استفاده شده است) زیرا ژئوممبران ها مقاومت بسیار زیادی در برابر فشار و پارگی دارند بطوری که می توان درحین اجرای ژئوممبران، باوسایل سنگین ازجمله بولدوزر روی آن تردد نمود.

1. انعطاف پذیر و غیر قابل نفوذ در برابر آب

2. حفظ خاصیت نفوذ ناپذیری در تمام طول عمر

3. امکان افزایش طول تا 7 برابر طول اولیه

4. مقاوم در برابر اشعه ماورای بنفش خورشید

5. گستره وسیع تحمل دمایی از 40- تا 70+ درجه سانتی گراد

6. عدم شرکت در واکنش های شیمیایی به علت دارا بودن آنتی اکسیدان

7. مقاوم در برابر انواع مواد شیمیایی نظیر اسیدها ،بازها و نمک ها

8. مقاوم در برابر عوامل محیطی و بیولوژیکی نظیر رویش نی ،علف هرز ،جانوران جونده ،باکتری ها و جلبک ها

* یک سوم هزینه بتن

* یک سوم زمان ساخت نسبت به بتن

* نصب هر هزار متر در 48 ساعت

* ده سال گارانتی

* احداث استخر های ذخیره آب جهت کشاورزی

* پوشش کانال ها و نهر های آبیاری و آبرسانی

* مخازن دفع زبالهای شهری ،صنعتی و بیمارستانی

* پوشش حوضچه های تصفیه آب و فاضلاب شهری و صنعتی

* پوشش لوله و تونل های بتنی

* ایزولاسیون منابع زیر زمینی و غیره

کد مطلب 28

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

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

1. مدیریت حفاظت بتن

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

1.1. اجزای تشکیل دهنده مدیریت حفاظت بتن

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

الف- تامین سرمایه

ب- تامین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص

پ- شناخت مصالح و مواد اولیه

ج- شناخت عوامل فساد بتن

چ- شناخت اقلیم و عوامل محیطی

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

د- تحقیقات:

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

ر- طرح اختلاط بتن

ل- تولید، اجرا و عمل آوری بتن

ن- نگهداری بتن

مدیریت حفاظت بتن با هدف تقلیل ضایعات و جلوگیری از بروز واکنش های منفی درون سازه های بتونی دستورالعمل هایی را در بر دارد که می توان آن را به سازه های دیگر اعم از فلزی، خاکی و ... تعمیم داد.

الف- تامین سرمایه :

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

ب- تامین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص

تامین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص به عنوان دو بخشی که بطور متقابل یکدیگر را پوشش می دهند مطرح است و عدم تامین و یا حذف بخشی از ان سلامت سازه ای را زیر سوال خواهد برد.

پ- شناخت مصالح و مواد اولیه

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

ج- شناخت عوامل فساد بتن

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

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

چ- شناخت اقلیم و عوامل محیطی

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

بررسی های علمی نشان می دهد که گاز کربنیک موجود در هوا سبب کربناتیزه شدن بتن و کاهش مقاومت آن می گردد. به طوری که یک عامل نفوذی بعمق 20 میلی متر می تواند تا میزان 35 نیوتن بر میلی متر مربع مقاومت بتن را طی 30 سال کاهش دهد.

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

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

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

د- تحقیقات :

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

ر - طرح اختلاط بتن

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

ل- تولید، اجرا و عمل آوری بتن

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

ن- نگهداری

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

نتیجه گیری :

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

واکنش قلیایی – سیلیسی در بتن (ASR)

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

به منظور کاهش واکنش قلیایی – سیلیسی آیین نامه ها و سازمان های متعددی از جمله AASHTO ، ASTM، انجمن سیمان پرتلند، انجمن بتن امریکا (ACI) ، مرکز تحقیقات بین المللی سنگدانه و ... روش هایی را شناسایی و ارایه نموده اند. به طور کلی برای کاهش واکنش قلیایی – سیلیسی، استفاده از سیمان با قلیای پایین برای کاهش واکنش به تنهایی کافی نمی باشد بلکه می بایست بخشی از سیمان را با خاکستر بادی یا سرباره کوره آهنگدازی و یا ترکیبی از هر دو جایگزین نمود. علاوه بر آن استفاده از دوده سیلیس (میکرو سیلیس) موجب کاهش واکنش قلیایی سیلیسی می گردد. همچنین به منظور مقابله با سنگدانه های واکنش زا، می توان نمک های لیتیوم را به مخلوط بتن اضافه نمود. در هر حال استفاده از خاکستر بادی و یا سرباره کوره آهن گدازی به دلایل اقتصادی و فنی، مناسب تر می باشند. استفاده از خاکستر بادی و یا سرباره کوره آهن گدازی در کاهش بتن، علاوه بر کاهش واکنش قلیایی – سیلیسی مزایایی نظیرکاهش هزینه ساخت بتن،کاهش دمای هیدراسیون، نفوذپذیری، افزایش دوام، کاهش تولید گاز CO2 و ... را به دنبال خواهد داشت.

خلاصه پروژه ‌های مرکز تحقیقات تکنولوژی و دوام بتن

بررسی اثر پوزولان ها در کنترل واکنش قلیایی سنگدانه ‌ها (AAR) در سد استور

سنگدانه‌ های بکار رفته در بتن سد ها می‌توانند در اثر واکنش با قلیایی ‌های سیمان تولید ژل انبساط ‌پذیری نموده و نهایتا با ایجاد ترک در بتن خرابی غیرقابل ترمیمی را ایجاد نمایند. برای جلوگیری از این پدیده لازم است سنگدانه ‌های مصرفی در بتن سد ها تحت آزمایش های مختلف قرار گرفته و با تجزیه و تحلیل نتایج امکان واکنش‌ پذیری آنها را مشخص نمود. در پروژه اخیر سنگدانه‌ های انتخابی برای ساخت بتن در سد استور مورد بررسی قرار می‌ گیرند. آزمایش های تسریع ‌شده نشان می‌دهد که این سنگدانه ‌ها فعال بوده و می ‌توانند خرابی در بتن به وجود آورند. برای بررسی و کنترل این واکنش از 3 پوزولان مختلف کشور استفاده شده و آزمایش های دراز مدت تا یکسال بر روی بتن‌ های ساخته‌ شده با این سنگدانه ‌ها و پوزولان ها صورت می‌پذیرد. نتایج دراز مدت می‌تواند پاسخگوی نقش پوزولان ها در کنترل این پدیده در بتن سد فوق باشد.

بررسی دوام سد های بتنی کشور از نظر واکنش قلیایی

واکنش قلیایی سنگدانه ‌ها (AAR) یا سرطان بتن پدیده ‌ایست که در برخی از سد های بتنی در جهان رخ داده است. در این پدیده سنگدانه ‌های واکنش ‌زای سیلیسی و کربناتی با قلیایی های سیمان واکنش داده و ژل با انبساط زیادی تولید می‌کنند که منجر به ترک و خرابی بتن سد ها می‌شود. این پدیده در رطوبت زیاد که در سد ها و سازه ‌های هیدرولیکی موجود است تشدید می‌گردد.

در پروژه اخیر سه سد نسبتا قدیمی مورد ارزیابی قرار می‌گیرند تا روشن شود آیا پدیده فوق احتمال وقوع دارد یا خیر. روش تحقیق با ارزیابی نظری از بتن بدنه سد ها اغاز می‌گردد و سپس با برداشت نمونه ‌های بتن آزمایش های مختلف پتروگرافی و تعیین انبساط بر روی آنها صورت می‌ پذیرد. با این تحقیق روشن خواهد شد که اگر سنگدانه ‌ها در حدی فعال بوده‌اند تا چه حد امکان پیشرفت فعل و انفعال و بروز ترک ها اتفاق خواهد افتاد.

شناسایی، ارزیابی و خواص پوزولان های ایران

پوزولان ها مواد سیلیسی یا سیلیسی آلومینی هستند که به صورت طبیعی و مصنوعی موجود و با آهک و یا سیمان پرتلند واکنش داده و خاصیت سیمانی پیدا می‌کنند. جایگزینی پوزولان ها با سیمان سالهاست که مورد توجه دست ‌اندرکاران کار های بتنی قرار گرفته است و از ابعاد اقتصادی و نیز خواص جدیدی که بتن با کاربرد سیمان پوزولانی پیدا می‌کند، مصرف آن گسترش می‌یابد.

در این پروژه به شناسایی دو پوزولان طبیعی کشور در منطقه استان تهران و از توفهای سبز ناحیه البرز و منطقه آذربایجان از پومیس می‌پردازیم. با انجام ازمایشهای تشخیص فعالیت های پوزولانی این دو پوزولان طبقه ‌بندی می‌شوند. سپس با کاربرد آنها در بتن با نسبت های مختلف خواص بتن‌ های حاصله از نقطه‌ نظر خواص مکانیکی نظیر مقاومت های فشاری و کششی و مدول ‌الاستیسیته و دوام بتن‌ ها از نقطه ‌نظر های خوردگی سولفاتی، کلریدی، کربناتی و واکنش قلیایی مورد مطالعه قرار می‌گیرد. با تعیین شناسنامه دقیق پوزولان ها مصرف آنها را در کشور و به ویژه در بتن‌ های حجیم سد ها می ‌توان گسترش داده و از جهات اقتصادی و نیز دوام بتن قدم هایی به جلو برداشت.

یکی از مهمترین فعالیت های مرکز تحقیقات تکنولوژی و دوام بتن، انجام آزمایش های دوام و مقاومت بتن می‌باشد.

دراین زمینه آزمایش هایی نظیر :

تعیین نفوذپذیری بتن و میزان نفوذ یون کلراید

تعیین اثر سولفات ‌ها بر بتن

تعیین ضخامت پوشش محل آرماتور ها و مقدار رطوبت در بتن

تعیین پتانسیل خوردگی آرماتور ها و پدیده کربناتاسیون، به خصوص برای شرایط آب و هوایی کشور و جهت تعیین تاثیر عوامل محیطی بر بتن انجام می پذیرد. کنترل‌ کیفی ‌مصالح‌ بتن ‌جهت ‌استفاده ‌در پروژه ‌های بزرگ، مثل ‌سد ها، مخازن، پل ‌ها و اسکله‌ ها، ساختمان‌ ها، برج ‌ها و ... از دیگر فعالیت‌ های مهم این مرکزمی‌باشد. در این‌ زمیـنه‌ علاوه ‌بر آزمایشات معمول مصالح و آزمایش های واکنش قلیایی سنگدانه ها (سرطان بتن) به ‌روش های ‌تسریع شده و بلند مدت انجام می پذیرد.

از دیگر فعالیت های ‌این مرکز،‌ آسیب شناسی و ارزیابی ‌سازه‌ های ‌بتنی‌ به ‌منظور ‌تعمیرات ‌و جهت بـررسی مقاومت و مقاوم سازی آنها می‌باشد.

بـرای‌ این‌ منـظور، آزمایش های ‌نیـمه ‌مخرب ‌و غـیرمخـرب‌‌ (NDT) شامل ‌مغزه‌گیری، چکش اشمیت، اولتراسونیک، پیوستگی بتن و ... انجام می شود.

شناسایی‌ و ارزیابی ‌پوزولان های ‌کشور و تحقیقات‌ در زمینه ‌سیمان های ‌جدید از جمله دیگر فعالیت های این مرکز می‌باشد، نظر به اینکه کاربرد پوزولان ها در بهبود خواص بتن، تاثیر بسزایی دارد و همچنین این مصالح در بسیاری از نقاط کشور به وفور یافت می شود، می تواند جایگزین مناسبی برای بخشی از سیمان باشد و علاوه بر صرفه جویی در مصرف انرژی و مصرف سیمان، باعث کنترل و رفع برخی مشکلات و نواقص کار با بتن سیمان پرتلندی ‌شود.

تبخیر بیش از نیمی از آب بتن، سبب ایجاد لوله های موئین گشته و نفوذ مواد شیمیایی به داخل لوله های موئین باعث خوردگی آرماتور ها و انبساط آنها تا 6 برابر حجم اولیه گشته و نهایتا با ترک خوردن بتن نفوذپذیری بتن تشدی خواهد شد و عمر سازه به شدت افت خواهد نمود.

تنها راه نفوذناپذیر سازی بتن استفاده از مواد آب بند که قابلیت تشکیل کریستال در لوله های موئین را داشته باشند، می باشد. در این راستا شرکت های تولید کننده افزودنی بتن تحقیقات گسترده ای را ارئه داده اند و موادی با عنوان واترپروف یا مکمل بتن تولید گشته است. پیشنهاد می کنم شما از طریق این شرکت ها اقدام به کسب اطلاعات کنید و یا از شماره های قدیم مجله انجمن بتن کمک بگیرید در خصوص راه های پیشگیری نیز با توجه به سوابق کاری ام در شرکت تولید مواد افزودنی بتن می توانم مقاله مکمل بتن را که واکنش های شیمیایی بتن با یون سولفات و کلر و ... را نشان می دهد برایتان پیوست کنم که توجیهات اقتصادی استفاده از این مواد هم در ان ذکر شده است اگر نیاز به اطلاعات دیگری هم داشتید برایم میل کنید.

ایران کشور پهناوریست با شرایط اقلیمی ویژه که در حال حاضر با روند رو به رشد طرح های عمرانی در بخش های نفت و گاز، نیروگاهی، سد سازی، پتروشیمی و ... اهمیت افزایش طول عمر سازه ها و حفظ کیفیت آنها بسیار حائز اهمیت می باشد.

لذا در طی سال های گذشته فعالیت های گسترده ای در سطح کشور در ارتباط با ارتقا کیفیت سازه ها و مخصوصا بتن در برابر خوردگی و نفوذ یون های مخرب شیمیایی صورت پذیرفته است. از جمله عوامل اصلی بروز خوردگی و نفوذ پذیری بتن می توان به تبخیر حدود نیمی از آب اختلاط اشاره نمود که عامل ایجاد لوله های مویین زیادی در بتن خواهد شد و نهایتا آب و یون های شیمیایی مخرب با مکانیزم اسمزی و طبق قانون لوله های موئین به داخل بتن نفوذ نموده و خوردگی و تخریب را آغاز می نمایند. ضمنا از دیگر عوامل نفوذپذیری بتن می توان به کسری فیلر سنگدانه ها و استفاده از مصالح شکسته اشاره نمود. از مهمترین و تاثیر گذارترین مواردی که کارشناسان و متخصصین این رشته در بخش بتن روی آن سرمایه گذاری کرده اند، مواد افزودنی بتن می باشد که بر اساس خواص و موارد کاربردشان در گروه های بزرگی با عناوین آب بند کننده ها، ماستیک ها، پوشش ها،رنگ ها و ... دسته بندی شده اند. با توجه به اقلیم خورنده ای که در مناطق جنوبی کشور (سواحل خلیج فارس و دریای عمان) و شرایط مشابه ان در مناطق شمالی کشور (حاشیه دریای خزر) و همچنین در مناطق کویری وجود دارد. استفاده از مکمل بتن به منظور پیشگیری از خرابی های زودرس و افزایش دوام سازه های بتن آرمه، می تواند کمک شایانی در ارتقا کیفیت بتن باشد. اکنون با توجه به آیین نامه استاندارد های اجرایی طرح های عمرانی، موضوع ماده 32 قانون برنامه و بودجه و در چهارچوب نظام فنی و اجرایی طرح های عمرانی کشور (مصوبه شماره 34525/ت 13898 ه، مورخ 4/4/1375 هیات محترم وزیران) که رعایت استاندارد های BS 1881 و DIN1048 و 1202 ASTM C را الزامی نموده است و استفاده از مکمل بتن می تواند راه گشا باشد.

یکی از پرکاربردترین افزودنی های بتن که مطابق با تکنولوژی روز دنیا و نسل جدید افزودنی های بتن تولید و ارائه می گردد و بر اساس استاندارد های معتبر جهانی مورد تست و آزمایش قرار گرفته است، محصول مکمل بتن یا A.C.P می باشد که بهبود نتایج کیفی و سوابق درخشان استفاده از این افزودنی بتن در پروژه های مختلف عمرانی تاکیدی برموفقیت آمیز بودن آزمایشات انجام شده می باشد.

لذا برای آشنایی بیشتر با این محصول به شرح مختصری از عملکرد شیمیایی و موارد کاربرد آن می پردازیم.

این گونه افزودنی بتن ترکیبی از مواد شیمیایی ذیل می باشد:

1. میکروسیلیس

2. نسل جدید فوق روانساز بتن (فوق روان کننده بتن)

3. کریستال ساز بتن و پلیمرهای آب بند

4. کاتالیزور و سایر مواد فیلر

مکمل بتن به جهت سطح مقطع بسیار ریز اجزا سازنده اش که عمده آن را sio2 تشکیل می دهد، میل زیادی به انجام واکنش با هیدرواکسید کلسیم ناپایدار دارد (عامل نفوذ پذیری و تشدید قلیایی شدن بتن) که نهایتا سیلیکات کلسیم بسیار سخت و غیر قابل انحلال تولید می نماید.

از خصوصیات بارز سیلیکات کلسیم می توان به مقاومت در برابر سولفات ها، نیترات ها، یون کلر و واکنش قلیایی مصالح سنگی اشاره نمود. از این رو در صورت عدم دسترسی به سیمان تیپ 5 می توان با استفاده از مکمل بتن وسیمان تیپ 2 خواص کیفی بتن و پایایی آن را ارتقا بخشیم.

مکمل بتن به واسطه پلیمر های اصلاح شده با طول زنجیره بلند و داشتن کاتالیزور های لازم، در هنگام ساخت طرح اختلاط با کاهش 10% از نسبت آب به سیمان علاوه بر بالا بردن اسلامپ و ساخت بتن خود تراز، میل ترکیب Ca(oH)2 و sio2 را افزوده و سرعت می بخشد و پس از انجام هیدراتاسیون، شاهد ترکیب بهتر مولکول های نام برده می باشیم.

وجود کاتالیزور در مکمل بتن باعث تسریع و تکمیل واکنش این افزودنی با بتن خواهد شد و در مقایسه با طرح های اختلاطی که با میکرو سیلیس و مواد روانساز ساخته می شوند به دلیل برطرف شدن واکنش گر محدود، حدود 15% بهبود می یابد. ضمنا این کاتالیزور باعث جلوگیری از به هدر رفتن و تکمیل واکنش sio2 افزوده شده به بتن می گردد لذا میزان مصرف مکمل بتن حدود 5/1% الی 2% کمتر از میزان مصرف میکروسیلیس در طرح های اختلاط قدیمی که با استفاده از میکروسیلیس و مواد روانساز ساخته می شدند، خواهد بود.

ضمنا از دیگر نواقص بتن می توان به انقباض ناشی از تبخیر آب و به وجود آمدن لوله های مویین پس از انجام واکنش هیدراتاسیون اشاره نمود که این مورد هم به واسطه وجود مواد شیمیایی پلیمری کریستال ساز در مکمل بتن رفع خواهد شد. این گونه مواد کریستال ساز با ساختار آزاد و بسیار ریز مولکولی در زمان ساخت بتن در کل مخلوط پراکنده شده و تمام خلل و فرج و لوله های مویین را مسدود می سازند. اما در طرح های اختلاطی که میکروسیلیس و مواد روانساز به صورت جداگانه به بتن اضافه می گردند به جهت نقصان پلیمر های یاد شده انجام چنین واکنشی به هیچ وجه میسر نخواهد بود.

می دانیم نفوذپذیری رابطه مستقیمی با شدت کربناسیون دارد، افزودنی مکمل بتن با توجه به توانایی بالایی که در ساخت کریستال و به واکنش رسانیدن sio2 موجود در میکروسیلیس دارد، نقش بسزایی در کاهش نفوذپذیری داشته و با تشکیل دادن سیلیکات کلسیم و کاهش نسبتCa(oH)2 در بتن، خطر سرطان بتن (A-A-R) را می کاهد.

جایگزینی مکمل بتن در طرح های اختلاط به جای میکروسیلیس و مواد روانساز علاوه بر بهبود کیفی بتن ساخته و تاثیر گزاری بسیار در پایایی ان باعث کاهش 5 الی 7 درصد از قیمت تمام شده بتن خواهد شد. و با استفاده از یک افزودنی بتن در زمان ساخت طرح اختلاط خطر عدم کنترل دقیق کارگاهی و رعایت نسبت ها کاهش خواهد یافت.

شایان ذکر است مکمل بتن توسط انستیتو مصالح ساختمانی دانشگاه تهران به سرپرستی جناب آقای دکتر شکرچی زاده و سایر مراکز پژوهشی و آزمایشگاه های مکانیک خاک کشور مکرارا مورد آزمایش قرار گرفته است که نتایج آن در مقایسه با استاندارد های تدوین شده توسط سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور به منظور پذیرش بتن به شرح ذیل می باشد

بر اساس استاندارد اروپایی RILEM درصد خوردگی فولاد در بتن با توجه به مقاومت در برابر یون های مخرب نظیر کلر، سولفات و ... با روش الکتریکی به شرح ذیل می باشد:

درصد خوردگی فولاد مقاومت در برابر یون کلر با روش الکتریکی (اهم سانتیمتر)

خیلی زیاد 5 >

زیاد 10 - 5

نسبتا کم 20 - 10

کم 20<

کد مطلب 27

ضریب نفوذ پذیرى بتن مشخصه ‏اى از بتن است که بوسیله آن می نوان اطلاعات مناسبى از ریز ساختار و کیفیت بتن بدست آورد.

مقدمه

با توجه به اینکه در مطالعات مربوط به پایائى بتن نظیر بررسى پایائى بتن در برابر نفوذ یون کلر و حملات سولفاتى، در اغلب موارد سیال مهاجم از خارج بتن به داخل بتن نفوذ مى‏ کند، بنابراین میزان نفوذ پذیرى، قابلیت بتن را براى سهولت و یا صعوبت ورود سیال به داخل محیط متخلخل بتن مشخص مى ‏نماید. به این ترتیب در بسیارى از منابع معتبر "نفوذ پذیرى" به عنوان کلید پایائى بتن قلمداد شده است.

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

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

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

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

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

v=Kv.i

:v سرعت خطى ظاهرى سیال   (v=Q/A)(m/s)

:Kv ضریب نفوذ پذیرى دارسى  (m/s)

:i گرادیان هیدرولیکى، افت فشار (بدون بعد)

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

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

1)      ساز و کارهای حرکت سیال در داخل بتن

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

1. جذب سطحی     (Adsorption)
2. انتشار  (Diffusion)
3. مکش موئینه  (Absorption)
4. نفوذپذیری  (Permeability)

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

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

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

1. (CEMBUREAU توصیه انجمن سیمان اروپا)، این روش مورد تائید کمیته RILEM TC 116-PCD می باشد و در استاندارد ملی ایتالیا UNI  با کد 58-E0031 آورده شده است.
2. (AFGC-AFREM) توصیه انجمن مهندسی عمران فرانسه
3. روش LNEC E-392 یا توصیه ملی پرتغال: این توصیه نامه استفاده از نفوذسنج تهیه شده توسط پروفسور Cabrera را که در سال 1999 میلادی در دانشگاه Leeds ساخته شده توصیه می کند.
4. روش انستیتو نفت فرانسه: در دانشگاه Sherbrooke کانادا و آزمایشگاه پایایی و مصالح ساختمانی تولوز فرانسه (LMDC) که تحقیقات گسترده ای را بر روی نفودپذیری گاز انجام داده اند, از این روش استفاده شده است.
5. استاندارد امریکایی ASTM D 4525-90: این روش که برای تعیین نفوذپذیری سنگ در برابر نفوذ گاز ارائه شده است برای سنجش نفوذپذیری بتن نیز قابل استفاده است.

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

1. آزمایش های مکش در سوراخ دریل شده در سطح بتن
2. آزمایش های وارد کردن فشار در سوراخ دریل شده در سطح بتن
3. آزمایش های مکش سطحی
4. آزمایش های وارد آوردن فشار سطحی

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

دستگاه اندازه‏ گیرى نفوذ پذیرى بتن در برابر اکسیژن که براساس دبى خروجى گاز اکـسیژن از نـمونه بتنى مـى ‏باشد، براساس توصیه    Cembureau  و AFREM - AFPC ساخته شده است. این دستگاه در حال حاضر در مراکز تحقیقاتى بتن در بسیارى از کشورهاى اروپایى وجود دارد و در پروژه ‏هاى تحقیقاتى و مشاوره‏اى خصوصاً در سازه‏ هاى آبى و همچنین سازه‏ هاى در معرض عوامل خورنده محیطى مورد استفاده قرار مى ‏گیرد.

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

این دستگاه وسیله‏ اى براى اندازه ‏گیرى دبى اکسیژن است که شامل قطعات زیر مى‏ باشد:

-  شیر تنظیم فشار تنظیم کننده فشار ورودى سلول

-  لوله‏ هاى شیشه‏ اى با حجم‏هاى مختلف (160 و 20 و 5 و 2 میلى لیتر)

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

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

1. کپسول اکسیژن براى تأمین گاز عبورى از آزمونه
2. کپسول ازت براى باد کردن تیوپ به دور دیسک بتنى تا فشار حداکثر 12 اتمسفر

2-4)    مشخصات آزمونه

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

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

این روش براى بتن‏ هاى با عـیار سیـمان حـدود 200 تا kg/m3 450 و مقادیر ضریب نـفوذ پذیرى در برابر اکسیژن بین 10-19 m2 تا 10-14m2  نتایج قابل قبولى مى‏دهد.

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

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

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

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

1. فعل و انفعال شیمیایى آب با سیمان موجب دوباره هیدراته شدن ذرات سیمان هیدراته نشده مى‏شود و انحلال، ته نشینى و جابجائى ذرات ریز و جذب آب در تخلخل‏هاى کوچک ماتریس سیمان موجب کاهش نفوذ پذیرى مى‏گردد.
2. اثر klinkenberg  و یا تئورى لغزش گازها، براساس این تئورى گاز نزدیک به دیواره موئینه یک سرعت حدى دارد و بنابراین کمیت جریان گاز از طریق موئینه‏ ها بیش از مقدارى است که با قانون Poiseuille پیش بینى شده است. همچنین این اثر زمانى پدید مى‏آید که مسیر آزاد در مولـکول هاى گـاز نسبت به قطر منافذ موئینه به قدر کافى بزرگ باشد. میزان اثر Klinkenberg به توزیع اندازه تخلخل‏ها و مقدار متوسط فشار آزمایشى دارد. این اثر وقتى که فشار آزمایش زیاد باشد کمتر مى‏شود. البته این اثر تا حدود کمى اختلاف بین دو ضریب نفوذ پذیرى را توجیه مى‏کند.

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

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

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

 b از رابطه زیر قابل محاسبه است:

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

6)      فعالیت های پژوهشی و مشاوره ای

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

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

1. تاثیر پوزولان
2. تاثیر مواد حباب ساز
3. مقایسه نفوذپذیری بتن در برابر گاز اکسیژن و عمق نفوذ آب
4. بررسی رابطه بین مقاومت فشاری بتن و ضریب نفوذپذیری بتن در برابر گاز اکسیژن
5. مقایسه ضریب نفوذپذیری بتن در برابر گاز و آب

نتیجه گیری

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

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

تعدادی از مراجع

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

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

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

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

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

مهندس محمد شکرچی زاده

کد مطلب 26

بکارگیری بتن های سبکدانه با لیکا برای مناطق بندری و سواحل کشور بویژه در حاشیه خلیج فارس و دریای عمان نیاز به مطالعه جدی دارد. پارامترهای مختلفی در این رابطه باید مورد توجه قرار گیرد. در این مقاله مختصری به بررسی آن ها میپردازیم.

مقدمه

 از جمله پارامترهای مطرح شده می توان به بررسی جذب آب این نوع بتن ها پرداخت. جذب آب حجمی اولیه 10 تا 60 دقیقه ، جذب آب حجمی نهائی 7 روزه ، جذب آب موئینه ، تعیین پارامترهای ثابت بتن ، ضریب جذب آب موئینه در حالت خشک شده در هوا و خشک شده در آون و ارتفاع موئینه برای بتن های سبکدانه سازه ای با لیکای ایران و با نسبت آب به سیمان کم در حالت های میکرو سیلیس دار و بدون میکرو سیلیس بدست آمده و با بتن سبکدانه غیر سازه ای و بتن معمولی مشابه مقایسه می گردد. همچنین ضریب همبستگی تعیین پارامترهای جذب آب موئینه مشخص شده است. برای بتن ها ، جذب آب مفهوم نفوذ پذیری را نشان می دهد و بویژه در مواردی که بتن دائما در معرض آب نمی باشد ، جذب آب موئینه می تواند از اهمیت برخوردار باشد.

2-روش تهیه نمونه ها

2-1- تعداد و نوع نمونه ها

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

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

2-2-شرایط نگهداری نمونه ها

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

2-3-شرایط آزمایش

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

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

2-4مصالح مصرفی

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

3-نتایج آزمایشها

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

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

4- نتیجه گیری

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

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

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

5-مراجع

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

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

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

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

کد مطلب 25

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

مقدمه:

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

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

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

تعریف پسماندهای ساختمانی:

فعالیت های ساختمانی شامل مجموعه فعالیتها و مراحل ایجاد ساختمان و ابنیه های مختلف در بخشهای آب، صنعت اسکلهها، راهها، محوطهها و ... ، تغییرات اساسی برای افزایش کارایی و عمر بنا ، تجدید بنا و تغییرات جزئی میشود .پسماند ساخت و تخریب، از ساخت، نوسازی و تخریب ساختمانها، ابنیه صنعتی، سازههای آبی چون مخازن و سدها، کارخانه ها، نیروگاهها، تاسیسات اتمی، اسکلهها، رویه راهها، جداول و قطعات پیشساخته، پلها و ... ، و پاکسازی آوارهای ناشی از بلایای طبیعی و انسانی حاصل میشوند. [1]

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

انواع پسماندهای ساختمانی:

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

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

بازیافت نخاله ساختمانی در سایر کشورها:

در حال حاضر در بسیاری از کشورهای پیشرفته به دلیل مسائل زیست محیطی مانند کمبود منابع، کمبود محل دفن و آلودگی محیط زیست بازیافت نخاله های ساختمانی مورد توجه ویژهای میباشد و این امر از سوی کلیه دستاندرکاران دنبال میگردد. در کشور ایرلند در حدود 82 درصد از نخاله های ساختمانی بازیافت میگردد. در دولت محلی انتاریودرکشور کانادا این عدد 12 درصد ، در ژاپن این عدد 98 درصد و در ایالات مختلف آمریکا متغیر است. در بسیاری از کشورها نیز فعالیتهای زیادی در کاهش تولید نخاله و نیز استفاده مجدد از آنها صورت گرفته است. [10]

مقدار مصالح بازیافتی در استرالیا[10]

مصالح بازیافت شده مقدار ( تن در سال )

بتن 726000

آسفالت 795000

آجر 471000

مصالح بنایی 300000

خاک 41000

سنگ 176000

ضایعات چوب 35000

مقدار مصالح تولیدی و بازیافتی در ایرلند[10]

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

1995 11.2 میلیون تن 1.3 میلیون تن 35%

1998 15.4 میلیون تن 2.7 میلیون تن 43.30%

انواع بازیافت مواد پسماندهای ساختمانی :

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

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

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

مزایای استفاده از بازیافت نخاله های ساختمانی در ساخت بتن:

• حفظ منابع محیط زیست که در بسیاری از صنایع تجدید ناپذیر و یا در بازههای زمانی بسیار بلند تجدید میگردد: امروزه بتن پر مصرفترین مصالح ساختمانی بهشمار میآید. بدیهی است که این امر خود نشان دهنده حجم بالای استفاده از منابع مختلف مانند آهن، سیمان، سنگ دانهها و آب به صورت مستقیم برای تولید بتن باشد. برخی از محصولات جانبی مانند مواد محافظتی و کیورینگ بتن واسپیسرها نیز به صورت غیر مستقیم با افزایش دوام سازهها باعث حفظ این منابع میگردند.

• کاهش پسماندهای نهایی و آلودگی محیط زیست: با توجه به حجم بالای پسماندهای ساختمانی استفاده بخشی از آنها نیز در ساخت این پرمصرفترین مصالح ساختمانی باعث کاهش بخشی از پسماندهای تولیدی و مشکلات ناشی از عدم بازیافت آنها میگردد.

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

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

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

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

• آموزش دستاندرکاران: هم اکنون در بسیاری از کشورهای توسعه یافته دورههایی برای دستاندرکاران عرصه ساخت و ساز از سوی سازمانهای مربوطه برگزار میگردد. این دورهها بر مبنای استفاده از مصالح با قابلیت بازیافت بیشتر، چگونگی بازیافت و مراحلی که بر عهده ایشان می باشد مانند جداسازی و ... و نیز استفاده از انواع مواد بازیافتی، در بخشهای طراحی، ساخت و تخریب میباشد. [10] این امر میتواند تا حدود زیادی مشکلات مربوط به عملی شدن این فرآیند را تسهیل نماید.

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

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

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

مصالح قابل بازیافت نخاله ساختمانی برای ساخت بتن :

بدیهی است اگر صرفاً در مبحث بازیافت به استفاده از بتن تخریبی آن محدوده با هزینه دو برابر و نیمی نسبت به استفاده از سنگ دانه دست اول جامهی عمل پوشیده شود، به هیچ وجه اقتصادی نمیباشد لذا لازمه موفقیت این امر، دیدگاه ارزشهای محیط زیستی و استفاده و انجام بازیافت حداکثری همه بخشها و انواع نخاله ساختمانی میباشد [9].

• انواع مصالح پلیمری و لاستیکی: درب و پنجرههای UPVC ، لولههای پلیکا، انواع کف پوش، دیوار پوش و سقف های کاذب پلیمر، انواع بسته بندیهای پلیمری مواد و سایر محصولات.

• انواع بتنهای تخریبی: انواع بتنهای مصرفی در فونداسیونها، دالها، ستون، دیوارهای برشی، تیرها، محوطه سازیها، کف سازیها، انواع سازهها، مخازن، نیروگاهها، پلها، کارخانهها و ...

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

• کاشی و سرامیک: کاشی و سرامیکهای اجرا شده در سرویسهای بهداشتی، حمام، آشپزخانه و کف سازی سالن و اتاقها.

• انواع آجرهای سفالی: دیوارهای سنتی و پارتیشن، بلوکهای سقفی بلوکی و ...

• مصالح گچی: نازک کاریها و پارتیشنها.

• انواع آهن آلات: درب و پنجرهها، نعل درگاهها، اسکلتها، میلگردها، شیرآلات، نردهها و ...

• انواع مصالح پایه نفتی: انواع پوششهای آب بند مانند آسفالت ، قیرگونی و ایزوگام.

• شیشه: انواع شیشههای درب و پنجره و ...

• آسفالت: آسفالت موجود در جادهها ، محوطه سازیها و پشت بامها.

پتانسیلهای استفاده از مصالح بازیافتی در بتن:

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

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

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

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

288.4 166.2 7.7 5.3 نمونه 1

282.4 172 7.7 6 نمونه 2

320.5 154 7.6 5.6 نمونه 3

280.5 182.8 10 8.6 نمونه 4-نصف شیشه

291.3 193.6 11 9 نمونه 5-نصف شیشه

292 190.2 11.1 8.7 نمونه 6-نصف شیشه

224.1 185 10 8.1 نمونه 7-تمام شیشه

241 204.7 9.6 8.1 نمونه 8-تمام شیشه

230.5 139 9.5 8 نمونه 9-تمام شیشه

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

• استفاده از کاشی بازیافتی در بتن: در حال حاضر در بعضی از کشورها تحقیقاتی برای استفاده از کاشی و سرامیک بازیافتی در کفپوشهای تزیئی انجام گردیده که در برخی از کشورها از جمله کشور دانمارک بعضی از کارخانجات تولید این کف پوشها، در حال فعالیت میباشند. [9]

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

• انواع فاصله نگهدارهای پلاستیکی آرماتور: اسپیسرهای پلاستیکی یا فضاسازهای آرماتورها قابل بازیافت از انواع مواد پلیمری موجود در نخالههای ساختمانی مانند محصولات پلاستیکی و پی وی سی میباشد.

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

• الیاف بتن: انواع الیافها که در دو نوع پلیمری و فلزی مورد استفاده در بتن میباشند قابلیت تولید از بازیافت انواع مواد پلیمری و آهن آلات موجود در نخاله را دارند. این الیاف با ایجاد خواصی چون کاهش ترکهای حرارتی و اجرایی در بتن و افزایش مقاومت کششی، خمشی و فشاری بتن میگردد.

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

1. بتنهای سازهای با استفاده از بازیافت بتنهای تخریبی و سنگهای ساختمانی

2. بتنهای پر کننده با استفاده از نخالههای ساختمانی ناشی از بازیافت بخشهای غیر بتنی و با مقاومت کمتر مانند دیوارهای سفالی، گچ ها، بلوکها و ...

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

طرح اختلاط بتن با مصالح بازیافتی [9]

ریزدانه (5-0 م. م ) درشت دانه (20-5 م.م ) نسبت آب به سیمان آب سیمان مشخصه مخلوط

در صد جایگزینی آواری طبیعی درصد جایگزینی آورای طبیعی

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

0 0 840 0 0 948 0.53 185 350 S0G0

20 168 672 0 0 948 0.53 185 350 S2G0

40 336 504 0 0 948 0.53 185 350 S4G0

60 504 336 0 0 948 0.53 185 350 S6G0

80 672 168 0 0 948 0.53 185 350 S8G0

100 840 0 0 0 948 0.53 185 350 S10G0

0 0 840 20 19 758 0.53 185 350 S0G2

0 0 840 40 380 569 0.53 185 350 S0G4

0 0 840 60 570 379 0.53 185 350 S0G6

0 0 840 80 760 190 0.53 185 350 S0G8

0 0 840 100 950 0 0.53 185 350 S0G10

مشخصات بتن تازه تولیدی با مصالح بازیافتی [9]

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

درصد تفییرات 28 روزه 7 روزه

(Kg/m3 )

0 32.7 20.6 0.53 350 S0G0

+6.1 34.7 21.6 0.53 350 S2G0

+8.2 35.3 25.6 0.53 350 S4G0

+9.7 35.8 27.6 0.53 350 S6G0

+14.8 37.5 30.1 0.53 350 S8G0

+14.3 37.3 29.3 0.53 350 S10G0

-9.2 29.7 16.8 0.53 350 S0G2

-25.2 24.3 15 0.53 350 S0G4

-30.6 22.7 14.6 0.53 350 S0G6

-31.1 22.5 13.7 0.53 350 S0G8

-39.8 19.7 12.5 0.53 350 S0G10

مشخصات بتن سخت شده تولیدی با مصالح بازیافتی [9]

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

درجه سانتیگراد ( Kg/m3 ) ( Cm )

(Kg/m3 )

30 2324 15 0.53 350 S0G0

29 2315 8 0.53 350 S2G0

29 2305 6 0.53 350 S4G0

30 2282 2.5 0.53 350 S6G0

30 2236 1 0.53 350 S8G0

29 2207 0 0.53 350 S10G0

30 2323 18 0.53 350 S0G2

30 2288 20 0.53 350 S0G4

30 2257 20 0.53 350 S0G6

29 2228 21 0.53 350 S0G8

29 2230 22 0.53 350 S0G10

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

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

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

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

نتیجه گیری:

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

منابع و مراجع :

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

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

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

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

[5] بیات، حبیب الله.،شهابی، اکبر.، شاه محمدی، شهریار. (1389)، بررسی تاثیر پودر آجر و شیشه بازیافتی بر مقاومت سایشی بتن زیر آب سدها، دومین کنفرانس ملی بتن ایران.

[6] مستوفی نژاد، داوود.، افتخار، محمدرضا. (1384)، بررسی خواص مکانیکی بتن با مقاومت پایین بازیافتی، دومین کنفرانس بین المللی بتن و توسعه.

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

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

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

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