|
میانبر عمران تحقیق پروژه مقاله پایان نامه درباره وبلاگ به وبلاگ من خوش آمدید آخرین مطالب
آرشيو وبلاگ نويسندگان شنبه 20 اسفند 1390برچسب:سيمان, بتن, مواد افزودني, آب, استاندارد ASTM, استاندارد BS, گيرش كندگيركننده, تسريع كننده, روان كننده, فوق روان كننده, كلريد كلسيم,, :: 10:22 :: نويسنده : صادق عرفان
چكيده: با وجود آنكه مواد افزودني مثل اجزاي تشكيل دهندة بتن مثل سيمان، ماسه و آب جزء اجزاي اصلي نباشد ولي به مقدار زيادي در بتن استفاده مي شود. لذا جزء اجزاي مهم بوده و كمتر مي توان از آن چشم پوشي كرد.
معمولاً بجاي آنكه از يك سيمان بخصوصي كه تمامي خواص مورد نظر ما را در خود تأمين كند، استفاده از يك سيمان معمولي كه در آن مواد افزودني بكار رفته باشد. «موادي كه بتواند خواستة ما را برآورده كنند» ترجيح داده مي شود.
به عبارت ديگر، بهترين و تها راه ممكن براي رسيدن به بتني با شرايط ايده آل استفاه از مواد افزودني مناسب مي باشد.
مقدمه:
«علت رشد زياد كاربرد مواد افزودني آن است كه اين مواد قادرند امتيازات فيزيكي و اقتصادي قابل ملاحظه اي براي بتن ايجاد نمايند. اين امتيازات شامل بوجود آمدن امكان كاربرد بتن در شرايطي كه پيش از آن مشكلات قابل توجه يا حتي غيرقابل حل وجود داشت نيز مي گردد. مواد افزودني همچنين امكان استفاده از گسترة وسيع تري از مواد متشكله در مخلوط بتن را بوجود مي آورند و در حاليكه مواد افزودني هميشه ارزان قيمت نمي باشند. ولي اجباراً باعث هزينه هاي اضافي نمي گردند، زيرا كاربرد آنها مي تواند منجر به صرفه جويي اقتصادي گردد.»
«آدام نويل، ترجمة كامران مالكي، 1370، ص 295» «در عمل مواد افزودني بصورت محصولات تجاري عرضه مي شوند و در بعضي موارد، بروشورهاي تبليغاتي حاوي ادعاهاي متفاوت و گسترده اي از فوايد اين مواد مي باشند. در حاليكه اين ادعاها ممكن است صحت داشته باشند وليكن برخي از اين فوايد بصورت غيرمستقيم و بعنوان عواقب شرايط ويژه اتفاق مي افتند. و لذا مهم است كه قبل از مصرف اين مواد اثرات ويژة آنها شناخته شوند.»
«همان ، ص 256»
3ـ مواد افزودني بتن
نكاتي چند در مورد مواد افزودني :
«مواد افزودني مي توانند بصورت جامد يا مايع مصرف شوند كه حالت مايع آن بيشتر متداول است. زيرا مايع سريعتر و بصورت يكنواخت تر در جريان مخلوط نمودن بتن پخش مي شود. مقدار مصرف مواد افزودني مختلف كه معمولاً بصورت درصدي از جرم سيمان مخلوط بيان مي شود توسط توليدكنندگان آنها توصيه شده است؛ اما اين مقادير مصرف، اغلب برحسب شرايط متغيرند. قدرت تأثير هر مادة افزودني مي تواند برحسب مقدار مصرف آن در بتن و نيز مواد متشكلة مخلوط تغيير نمايد. در مورد برخي از مواد افزودني، ميزان مصرف مربوطه عبارتست از: مقدار مواد جامد و نه كل جرم مادة افزودني بصورت مايع. بطور كلي مواد افزودني نبايد با پوست بدن يا چشم تماس حاصل نمايند.»
«آدام نويل، كامران مالكي، 1370، ص 296»
4ـ مواد افزودني بتن
انواع مواد افزودني:
«مواد افزودني عموماً براساس عملكرد آنها در بتن، طبقه بندي مي شوند كه دو استاندارد ASTM , BS در اين زمينه عموميت بيشتري دارند:
طبقه بندي آئين نامة «ASTM 494_92» بشرح زير است:
نوع A كاهندة آب «روان كننده»
نوع B كندگيركننده
نوع C تسريع كننده
نوع D كاهندة آب و كندگيركننده
نوع E كاهش دهندة آب و تسريع كننده
نوع F كاهش دهندة زياد آب «فوق روان كننده»
نوع G كاهش دهندة زياد آب و كندگيركننده
استانداردهاي بريتانيايي براي مواد افزودني عبارتند از: بخش اول
BS 5075 : 1982 كه مواد افزودني تسريع كننده، كندگيركننده و كاهش دهندة آب را مورد بحث قرار مي دهد؛ و بخش سوم آئين نامه BS 5075 : 1985 كه فوق روان كننده ها را مطرح نموده است.
احتمال دارد كه اين استانداردها با استانداردهاي اروپايي Pr EN 937.2 جايگزين شوند.»
«نويل آدام، ص 295، ص 296، كامران مالكي، 1370»
5ـ مواد افزودني بتن
مواد افزودني كندگيركننده (Re tarders)
«افزودني هايي وجود دارند كه كار گيرش بتن را كه با آزمايش و /// اندازه گيري مي شود، به تأخير مي اندازند. در مورد چنين افزودني هايي در ASTM C 494_82 و BS 5075 توضيح داده شده است.
كندگيركننده ها در هواي خيلي گرم كه زمان گيرش معمولي بتن كم مي شود و نيز براي جلوگيري از ايجاد ترك هاي ناشي از گيرش بتن در بتن ريزي هاي متوالي، مفيد مي باشند. معمولاً با يك اضافه كردن يك مادة افزودني كندگيركننده در سختي بتن تأخير ايجاد مي شود و اين خاصيتي است كه در ايجاد سطح پرداخت شده مفيد مي باشند.»
«صمد ديلمتاني، 1369، ص 161»
كاربرد كندگيركننده ها در بعضي مواقع مي تواند بر طراحي و روش اجراي سازه اثر بگذارند. «مكانيسم عمل كندگيركننده ها هنوز بصورت قطعي روشن نشده است. احتمال دارد كه كه اين مواد، رويش بلورها يا مورفولوژي را اصلاح نمايند، بصورتي كه بوسيلة سطح غشاهاي سيمان هيدارته، كه به سرعت تشكيل مي شوند، جذب گرديده و رويش هسته هاي هيدروكسيدكلسيم را كند مي نمايند. اين اثرات باعث ايجاد موانع مؤثرتري براي هيدارتاسيون بيشتر، در مقايسه با حالتي كه كندگيركننده، وجود نداشته باشد، مي گردد.
مواد افزودني در نهايت همراه با مواد هيدارته شده از محلول خارج مي گردند. دقت زيادي در بكار بردن كندگيركننده ها لازم است، زيرا مقدار ناصحيح آنها مي تواند كاملاً از گيرش و سخت شدن بتن جلوگيري به عمل آورد.»
«آدام نويل، كامران مالكي 1370، ص 302»
6ـ مواد افزودني بتن
«يكي از كندگيركننده ها شكر است و عملكرد آن به نحوي است كه اگر در حد 9.5 درصد وزني سيمان به بتن اضافه شود، گيرش سيمان را 4 ساعت به تأخير مي اندازد و اگر در حد 1/0 وزني سيمان به بتن اضاف6ه شود، گيرش سيمان به كلي متوقف مي شود.
از اين مقدار شكر مي توان براي جلوگيري از گيرش بتن در مواقعي كه ميكسر خراب شده و قابل تخليه نسبت استفاده كرد.»
«داوود مستوفي نژاد، 1377، ص 60»
«بر طبق آئين نامة ASTM C 494_92 لازم است كه در مقايسة با مخلوط شاهد، مواد افزودني نوع B حداقل گيرش اوليه را يك ساعت به تأخير اندازد، اما اين تأخير نبايد بيش از سه و نيم ساعت باشد. مقاومت فشاري از عمر سه روز به بعد مي تواند ده درصد كمتر از مقاومت بتن شاهد گردد. الزامات بخش اول آئين نامة BS 5075 تا حد زيادي مشابه اند.»
«آدام نويل، كامران مالكي، 1370، ص 304»
7ـ مواد افزودني بتن
مواد افزودني تسريع كننده (accelevators)
«تسريع كننده ها افزودني هايي هستند كه سخت شدگي بتن را تسريع مي كنند. و مقاومت اولية بتن را بالا مي برند. اين نكته قابل توجه است كه لزومي ندارد. افزودني ها اثر بخصوصي روي زمان گيرش داتشه باشند، هرچند در عمل زمان گيرش بوسيلة افزودني هايي كه در ASTM و BS به عنوان تيپ A طبقه بندي شده اند كاهش مي يابد.
در ضمن افزودني هاي تندگيركننده اي هم وجود دارند كه مخصوصاً زمان گيرش را كم مي كنند. نمونه اي از افزودني هاي تندگيركننده، كربنات سديم است كه به منظور ايجاد گيرش سريع در پلاسترهاي سيماني مورد استفاده در نماها بكار مي رود و اثرات منفي در مقاومت ملات بجاي مي گذارد. ولي با ايجاد گيرش سريع، كارهاي تعميراتي سريع را امكان پذير مي سازد.»
كلرورآلومينيوم، كربنات پتاسيم، فلوئوروسديم، آلومينات سديم و نمك هاي آهن نمونه هاي ديگري از افزودني هاي تسريع كننده مي باشند كه بايد براي استفاده از هر كدام آنها مطالعاتي كامل از نتايج كارشان هست.
«صمد ديلمقاني، 1369، ص 159»
«متداول ترين تسريع كننده اي كه طي دهه هاي متمادي بكار برده شده است، كلريدكلسيم «cacl2» مي باشد. كلريدكلسيم در تسريع نمودن هيدراتاسيون كلسيم عمدتاً c3s مؤثر است. اين امر احتمالاً در اثر تغييرات مختصر در قليايي آب منفذي يا به صورت كاتاليزور در واكنش هاي هيدراتاسيون مي باشد.
اگرچه امروزه مكانيزم اين مادة افزودني بصورت ناقص شناخته شده است ولي شكي وجود ندارد كه كلريدكلسيم ماده اي تسريع كننده، ارزان قيمت و مؤثر مي باشد اما عيب عمدة ان حضور يون هاي كلريد در اطراف ميلگردها و يا ساير فولادهاي مدفون سريعاً موجب خوردگي مي گردد. بدين سبب استانداردها و آئين نامه هاي مختلف استفاده از كلريدكلسيم را در بتن مسلح ممنوع كرده اند. حتي در مورد بتن هاي غيرمسلح وقتي كه دوام بتن بخاطر عوامل خارجي در خطر باشد، كاربرد كلريدكلسيم مي تواند مضر باشد.»
«نويل آدام، كامران مالكي، 1370، ص 297»
عيب ديگري كه استفاده از كلريدكلسيم دارد گرفتن آب و خشك كردن بتن تا حدود 10 الي 15% و شايد بيشتر مي باشد و بر اين اساس ممكن است ///
8ـ مواد افزودني بتن
بتن نيز منجر گردد در مقابل اين اثرات نامطلوبي كه cacl2 در بتن از خود بجاي مي گذارد يك خاصيت خوب ديگري دارد و آن افزايش مقاومت بتن در برابر سايش و خوردگي است كه اين اثر مثبت براي هميشه در بتن باقي مي ماند. بطوري كه وقتي بتن بدون ميلگرد را در بخار عمل مي آوريند cacl2 موجب افزايش مقاومت بتن مي شود.
نيتريت كلسيم و نيترات كلسيم از تسريع كننده هاي احتمالي هستند كه شايد بتوانند تا حدي مهاركنندة خوردگي باشند.
فرمات كلسيم فقط زماني اثر مي كند كه سيماني كه قرار است با آن تركيب شود نسبت c3A به so3 در آن حداقل 4 بوده و همينطور مقدار cacl2 آن هم كم باشد. دو تا از دانشمندان به نامهاي «Testolin , Massazza» پس از انجام آزمايش هايي به اين نتيجه رسيدند كه فرمات كلسيم، مي تواند مقاومتي را كه بتن در حالت معمولي «بدون افزودن افزونه» طي 9 ساعت به آن مي رسد را به نصف كاهش دهد.
9ـ مواد افزودني بتن
مواد افزودني كاهش دهندة آب (روان كننده ها) (Plasticizers)
همانطور كه از اسم اين /// مواد معلوم است، اثر اين مواد كاهش دادن ميزان آب مصرفي در اختلاط بتن مي باشد. ـ البته با حفظ كارايي و يا حتي بهبود كارايي بتن ـ اين مواد همانگونه كه بيان شد نسبت آب به سيمان را پايين مي آورند و تا حدي اثر نامطلوب استفاده از يك دانه بندي نامناسب براي توليد و تهية بتن را بهبود مي بخشد.
در ضمن اين مواد افزودني را مي توان در بتن پمپ شده كه توسط «قيف و لوله» يكدفعه ريخته و مصرف مي شوند بكار برد.
«دو گروه اصلي مواد افزودني روان كننده عبارتند از:
الف) اسيدهاي ليگنو لفونيك و نمك هاي آنها
ب) اسيدهاي هيدروكسي كربوكسليك و نمك هاي آنها
اصلاحات و مشتقات اين مواد به عنوان روان كنندة كندگيركننده عمل نمي كنند و حتي ممكن است رفتار تسريع كنندگي داشته باشند.»
«نويل آدام، كامران مالكي، 1370، ص 306»
«تقليل دهنده هاي آب به سه منظور زير بكار مي روند:
1ـ رسيدن به مقاومتي بالاتر، نسبت به بتن بدون افزودني، با كاهش نسبت آب به سيمان و يك كارايي ثابت.
2ـ رسيدن به يك كارايي مشخص با كاهش مقدار سيمان مصرفي و نتيجتاً كاهش حرارت هيدراتاسيون در تودة بتن.
3ـ افزايش كارايي و سادگي بتن ريزي در قالب هايي با آرماتور انبوه و موقعيت هاي غيرقابل دسترسي»
«علي اكبر رمضانيان پور، محمدرضا شاه نظري، 1361، ص 162»
مواد افزودني روان كننده با پراكنده كردن ذرات سيمان در بين مخلوط بتن علاوه بر اينكه باعث مي شوند ذرات سيمان با آب بيشتر تماس پيدا كنند، هيدراتاسيون سيمان را نيز بهتر مي كنند و به همين خاطر در درازمدت مقاومت بتني كه با مواد روان كننده ساخته شده به مراتب بيشتر يك بتن معمولي است و تأثير كوتاه مدت اين مواد بيشتر بر روي سيمان هايي ديده مي شود كه مقدار C3A در آنها كم است.
10ـ مواد افزودني بتن
بايد به اين نكته توجه كرد كه اگر از مواد روان كننده به درستي و با يك نسبت مناسب استفاده شود، دوام بتن در درازمدت بيشتر مي شود و هيچ گونه اثر ديگري بر روي بتن بخاطر استفاده از اين مواد مشاهده نمي شود.
11ـ مواد افزودني بتن
مواد افزودني فوق روان كننده (Superplasticizers)
«اين مواد يكي از جديدترين و مؤثرترين انواع تقليل دهنده هاي آب مي باشند كه در امريكا به عنوان روان كننده هاي قوي و در ASTM بعنوان تيپ «F» نامگذاري شده اند.
افزودني هايي هم وجود دارند كه در ضمن تقليل آب به ميزان زياد باعث مقداري تأخير در گيرش هم مي شوند و به عنوان تيپ G طبقه بندي شده اند.
مصرف اين نوع افزودني ـ فوق روان كننده ها ـ معمولاً بيشتر از مصرف متداول براي روان كننده هاي عادي مي باشد و از اثرات جنبي نامطلوب آن هم بطور چشمگيري كاسته شده است.»
«/// ، ص 164»
«چهار گروه اصلي فوق روان كننده وجود دارد: افشردة ملامين فرم آلدئيد سولفاته شده، افشرده هاي نفتالين فرم آلدئيد سولفاته شده، ليگنوسولفونات هاي اصلاح شده و سايرين مانند استرهاي اسيد سولفونيك و استرهاي هيدرات كربن»
«آدام نويل، كامران مالكي، 1370، ص 310»
فرايند توليد اين مواد كه به صورت مصنوعي هم توليد مي شوند بسيار پيچيده بوده و به همين دليل، طبيعتاً مواد گران قيمتي هم مي باشند. ولي از آنجا كه اين مواد براي هدف مشخصي توليد مي شوند و لذا مي توان ماهيت آنها را بهبود بخشيد و نيز با توجه به اينكه به دليل:
1ـ كم بودن ميزان ناخالصي اين مواد، زياده روي در مصرف آن اثر بدي ندارد.
2ـ جرم مولكولي بالاي آن كه باعث افزايش كارايي آن مي شود. باز هم در مقابل قيمت بالايشان مقرون به صرفه مي باشند.
مشخص ترين اثري را كه رشته هاي دراز مولكول مواد فوق روان كننده دارند، آن است كه به دور ذرات و دانه هاي سيمان مي پيچند و باعث مي شوند كه سيمان داراي يك بار منفي شود كه همان باعث دفع ذرات سيمان از يكديگر مي شود. ـ و اين همان كاريست كه در واقع آن درون بتن انجام مي دهد ـ از اين بهبود پخش شدگي سيمان در بتن ـ و در نتيجه كاهش ميزان آب مصرفي ـ مي توان به دو صورت استفاده برد:
12ـ مواد افزودني بتن
اول از طريق توليد بتن با كارايي خيلي زياد و دوم با استفاده از توليد بتن با مقاومت خيلي بالا.
«بطور كلي فوق روان كننده ها مي توانند براي حصول كارايي معين، ميزان آب بتن را بين 25 تا 35 درصد كاهش دهند و مقاومت 24 ساعتة بتن بين 50 تا 75 درصد افزايش مي يابد و حتي افزايش بيشتري در عمرهاي كوتاهتر رخ مي دهد.»
«نويل آدام، كامران مالكي، 1370، ص 311»
13ـ مواد افزودني بتن
مواد افزودني آب بند كننده
«بتن به دليل وجود كشش سطحي در منافذ موئينة خمير سيمان هيدارته شده، آب را از طريق مكش موئينه به داخل كشيده و جذب مي نمايد. هدف مواد افزودني آب بند كننده جلوگيري از اين نفوذ آب به داخل بتن است. عملكرد آنها تا حد زياد به آن بستگي دارد كه يا فشار اعمال شده توسط آب كم باشد، و يا بالا آمدن موئينة آب، يا آنكه فشار هيدرواستاتيك اعمال شده باشد.
مواد افزودني آب بند كننده مي توانند به چندين صورت عمل نمايند، اما اثر اصلي آنها آب گريز نمودن بتن است. مفهوم اين عمل آنست كه زاوية تماس بين آب و ديواره هاي منافذ موئينه افزايش يابد به طوري كه آب از منافذ به بيرون رانده شود.
يك اثر مواد افزودني آب بندكننده از طريق واكنش با هيدروكسيدكلسيم موجود در خمير هيدراته شدة سيمان صورت مي گيرد.
اثر ديگر مواد افزودني آب بندكننده آن است كه در هنگام تماس با خمير سيمان هيدراته شده به آن مي چسبند و به دليل قليايي بودن سيمان، امولسيون «آب بندكننده» را به ذرات كوچك تقسيم مي كنند.»
«نويل آدام، ص 39»
«نكتة نهايي كه بايد در مورد افزودني آب بندكننده ذكر نمود آن است كه به علت آنكه تركيب دقيق آنها نامعلوم است، اطمينان يافتن از آنكه حتماً فاقد كلريد باشند، اهميت حياتي دارد. و همچنين اين مواد بايد از مواد دافع آب كه مبناي صمغ هاي سيليكوني دارند و در روي سطح بتن اعمال مي شوند تميز داده شود.»
«همان، ص 320»
14ـ مواد افزودني بتن
افزودني هاي چسبنده
«اين نوع افزودني ها امولسيون هاي پليمري هستند كه چسبندگي بتن تازه را به بتن سخت شده افزايش مي دهند و لذا بيشتر براي كارهاي تعميراتي بكار مي روند. امولسيون ها يك محلول كلوئيدي از پليمرها در آب هستند و با استفاده از آنها بتني با شيوة (LMC) يا با پليمر (PPCC) توليد مي شود. اگر چه پليمرها گران قيمت اند ولي مقاومت كششي و /// و نيز دوام بتن را افزايش مي دهند، همانگونه كه چسبندگي را افزايش مي دهند.»
«آدام نويل، صمد ديلمقاني، ص 168»
مواد افزودني هوازا:
«مواد افزودني هوازا سبب مي شوند حبابهاي بسيار ريز هوا، در بتن ايجاد شود. به مواد افزودني هوازا گاهي مواد مضاف ايجاد كنندة حباب هوا و به بتن حاصله در اصطلاح بتن هوادار مي گويند.»
تن هوادار معمولاً در محدودة 4% الي 8% هوا ///
قابل توجه است كه حبابهاي هوا در بتن به دو دسته اند:
1ـ حبابهاي غيرعمدي كه درشت تر از 5% ميليمتر و اكثراً با ابعادي در حدود چندين ميليمتر هستند.
2ـ حبابهاي عمدي كه ريزتر از 05/0 ميليمتر هستند.
قابل توجه است اگر وجود حبابهاي غيرعمدي در بتن اجتناب ناپذير بوده و اين حبابها كم و بيش در بتن ايجاد مي شوند. حتي زمانيكه از مواد هوازا استفاده مي شود، در كنار ايجاد حبابهاي ريزهوا، وجود حبابهاي درشت هوا در بتن اجتناب ناپذير است و از 4 الي 8 درصد هواي ايجاد شده در بتن، ممكن است 1 الي 2 درصد آن حبابهاي غيرمفيد و درشت هوا باشد.»
«داوود مستوفي نژاد، چاپ دوم، زمستان 77، ص 62»
15ـ مواد افزودني بتن
«محاسن استفاده از بتن هوادار:
1ـ افزايش قابليت آب بندي؛
2ـ افزايش مقاومت در مقابل يخبندان؛
3ـ كاهش امكان تورق؛
4ـ كاهش ميزان جذب آب؛
5ـ افزايش مقاومت در مقابل حمله سولفاتها؛
6ـ كاهش امكان جدا شدن دانه ها؛
7ـ افزايش مقاومت در مقابل شرايط بدجوّي؛
8ـ كاهش امكان آب انداختن بتن؛
9ـ كاهش ميزان افت و خيز؛
10ـ افزايش ميزان رواني بتن (افزايش كارايي)»
«همان، ص 613»
انواع ديگري از مواد افزودني نظير «افزودني هاي معدني، ضد باكتري وضوح»
نيز وجود دارند ولي از آنجا كه دامنة كاربرد آنها كم بوده و همچنين اطلاعات كامل و جامعي در مورد آنها وجود ندارد، جايگاهي نيز در ميان ديگر مواد افزودني به آن صورت ندارند. لذا در اينجا بحثي در مورد آنها صورت نگرفته است.
16ـ مواد افزودني بتن
نتيجه:
امروزه ساخت بتني كه در آن از مواد افزودني استفاده نشده باشد بسيار نادر مي باشد. چرا كه تعداد تيپ هاي سيمان موجود در بازار محدود بوده و به تنهايي توانايي برآورده كردن كارفرمايان را ندارد و لذا با وجود آنكه استفاده از اين مواد ظاهراً هزينه هايي را بر دوش مصرف كننده وارد مي سازد و بعلاوه به خاطر شناخت ناكافي ممكن است عوارض جانبي ناشناخته اي هم داشته باشند، باز استفاده از آنها ترجيح داده مي شود.
لازم به تذكر است كه در هنگام استفاده از اين مواد به اطلاعات منسج بر روي پاكت آنها كفايت نشده و براساس نوع كاربري آزمايشات لازم بر روي آنها صورت پذيرد.
نظرات شما عزیزان:
سلام دوست عزیز
واقعا ازت ممنونم و اطلاعاتی که چند وقت ذهن منو به خودش مشغول کرده بود و نمیتونستم پیدا کنم را یکجا در اختیارم گذاشتی . خیلی خوشحال میشم من هم بتونم کمک یا کاری برای شما انجام بدم البته اگر قابل باشم . دوست خوبم باز هم به شما سر خواهم زد از خداوند براتون آرزوی موفقیت روزافزون دارم موضوعات
پيوندها
|
|||
 |
تبادل لینک هوشمند 