فوم بتن

بررسی سبک بودن فوم بتن درکفسازی

فوم بتن | درموردکف سازی وشیب بندی های انجام گرفته

درساختمان هاکه عمدتاازپوکه وسیمان استفاده می شود.

درصورت جایگزینی این نوع بتن باچگالی 400،وزن مرده

کف سازی از1000به400کیلومترمکعب کاهش می یابد.

واگر10سانت ارتفاع برای کف سازی درنظربگیریم این

یعنی کاهش60کیلوگرم درمترمربع ازوزن ساختمان.

درصورت استفاده ازبتن کفی باچگالی 500درکفسازی،وزن

موثرلرزه ای فوق به میزان 80کیلوویابه عبارت دیگربه میزان9درصد

کاهش می یابدکه برابرباکاهش9درصدی میزان نیروی زلزله می باشد.

بااین میزان کاهش حدود4درصددرمصرف میلگردصرفه جویی می شود.

بااحتساب مصرف 45کیلومیلگرددرهرمترساختمان میزان این

صرفه جویی به راحتی قابل محاسبه می باشد.

این درحالیست که درصورت استفاده ازبتن کفی به جای مصالح

پوکه سیمان درکفسازی باکاهش چگالی وهمچنین تغییر

ساختارماده(ازحالت حباب های هوای مرتبط به حالت حباب های هوای محبوس)

میزان عایق بودن حرارتی صوتی حدود3رابربیشترمی شود.وخودباعث

صرفه جویی درمصرف انرژی می باشدودرهنگام بروززلزله به علت سبکی

وزن فوم بتن،آوارناشی ازخرابی ساختمان،خسارت کمتری به لوازم

وساکنین واردمی کندواین موضوع هم ازلحاظ مالی وهم جانی قابل ملاحظه است.

پیشنهادهایی برای استفاده ازبتن کفی درمصارف مختلف درکشور

درمناطق شمالی وجنوبی کشومان که دسترسی به منابع

خاک رس جهت ساخت آجروبلوک های سفالی وجودندارد.

هزینه های حمل ونقل موجب افزایش تا100درصدی قیمت تمام

شده محصولات آجروبلوک می شود.این درحالیست که منابع

ماسه بادی فراوان دراین مناطق وجوددارد.دراین مناطق می توان

بااستفاده ازبتن کفی اقدام به ساخت بلوک هاوپانل های بتنی کرد

که ازلحاظ اقتصادی کاملابه صرفه می باشد.

به عنوان مصالح بدون نشست نیزمی توان درپرکردن حفاری های

انجام شده درخیابان ها،به جای مصالح دانه ای ازاین مصالح استفاده کرد.

همین امتیازاخیرعملکردفوم بتن رادرصورت استفاده ازلایه های زیراساس راه،

خصوصادرمناطقی که دسترسی به منابع مصالح دانه ای مناسب وجودندارد،

تضمین می کند.درکنارامتیازات فوق،باتوجه به مقاومت بالای این نوع بتن

درمقابل آتش سوزی،می توان ازآن به عنوان مصالح نسوزنیزاستفاده کرد.

مشخصات بتن:

برای تولیدبتن فوم مناسب باکارایی بالابایدعلاوه برترکیب مناسب

ملات ماسه وسیمان ازماده کف سازمناسب که دربهترین حالت

ازپروتئین های حیوانی تولیدشده است استفاده نمود.ازمزیتهای

دیگراین بتن تولیدآن باچگالیهای مختلف وباکارایی های متفاوت می باشد.

تولیدبتن فوم:

موادموردنیازدرتولیدبتن فوم ملات ماسه وسیمان،ملات بتن فوم

بااسلامپ(سیمان پرتلند)وماسه بادی می باشد.که درتهیه آن اشاره نمود.

مزیت های این بتن می توان به عدم به کارگیری شن ماده عامل

تولیدفوم:پروتئین حیوانی که ازشاخ وسم حیوانات تولیدمی شودکه

پس ازپاکسازی آن هاوافزودن موادشیمیایی لازم وافزودنی های

مناسب ماد کف سازحاصل می شود.طول عمرمفیدآن حدوددوسال است

وازنظرزیست محیط بی ضررمی باشدک علت آن تجزیه پذیری ماده کف

سازمی باشدولی درموادکف سازشیمیایی برای تجزیه پذیری ازکلرید

استفاده می گرددوچون کلریدباعث خوردگی درفولادبتن آرمه می گردد

استفاده ازآن هامناسب نمی باشد.برای تولیدبتن ابتدافوم رادردستگاه های

مناسب تولیدوباتوجه به تناسب مناسب آن رابه داخل دستگاه اختلاط محتوی ملات

سیمان وماسه می ریزند.فوق روان کننده هابرای تولیدبتن بامقاومت بالاازافزودنی های

نظیرمیکروسیلیکاوخاکستربادی استفاده می شود.یکی ازعوامل مهم دراستحکام

وعمربتن عمل آوری صحیح آن است.بلوک های بتنی سلولی به دلیل ماهیت

سیمانی وخاکستربادی بعدازتولیدنیازبه دماوجذب رطوبت دارند.یکی ازروش های

عمل آوری این نوع بتن هااستفاده ازتونل های بخارمنزوی است.استفاده

ازتونل های بخاری بادمای تقریبی 70تا80درجه سانتی گرادورطوبت بین75تا85

درصددرمدت زمان بین18تا38ساعت می توانندتاثیربه سزایی درافزایش طول

عمرواستحکام بتن های سبک بگذارد.

سنگدانه ها

سنگدانه هادربتن حدوداسه چهارم حجم آن رایعنی 60تا75درصد

ازحجم بتن راتشکیل می دهد.ازاین روکیفیت آن ها

ازاهمیت بالایی برخورداراست.انتخاب نوع ونسبت صحیح مصالح سنگی

ازاهمیت خاصی برخورداراست.سنگدانه هانقش اسکلت بتن رادارند

ومقاومت بتن بستگی به مقاومت سنگدانه هادارد.به عنوان مثال

پایداری ودوام بتن تاحدزیادی متاثرازاین مصالح می باشد.دانه های

سنگی طبیعی معمولابه وسیله خوازدگی وفرسایش ویابه طورمصنوعی

باخردکردن سنگ های مادرتشکیل می شوندیعنی ازبستررودخانه ها

یامعادن شن وماسه بدست می آیندکه به صورت کروی یاگردگوشه هستند

ودیگرمصالح سنگی شکسته که ازخردنمودن سنگ های برگ توسط

دستگاه های سنگ شکن تولیدشده وتوسط سرنددراندازه های مختلف

سرندمی شوند.استفاده ازدانه های شکسته به علت وجودگوشه های

تیزبسیارمناسب است ولی مخارج بیشتری نسبت به سنگ های رودخانه ای دارد.

این سنگدانه هادربتن کارایی بتن راپایین می آورند.

اندازه دانه های سنگی:

بتن عموماازسنگدانه هایی به اندازه های مختلف که حداکثر

آن بین 10میلی مترو50میلی متروبه طورمتوسط 20میلی متر

می باشدساخته می شود.حدفاصل دانه بندی ریزودرشت

راالک5میلی متری یانمره4استانداردASTMتعیین می کند.

مواددرشت تراز4یا5میلی متربه نام شن وکوچکترازآن به نام ماسه

نام گذاری شده اند.حدپایین ماسه07/0میلی متریاکمتراست.

موادبین06/0تا02/0میلی متربه لای وسیلت وموادریزترجزءرس محسوب می شوند.

اندازه درشت دانه ها:

استفاده ازدانه های درشت باعث قوی ترشدن اسکلت بتن وبالارفتن

مقاومت بتن می شود.اماازلحاظ اجرایی اندازه دانه های سنگی

محدودیت هایی دارد.مطابق قوانین آیین نامه بزرگ ترین

بعددانه های درشت نبایدازمقادیرزیربیشترباشد:

الف:یک پنجم کوچکترین بعداعضا

ب: یک سوم ضخامت دال

ج:سه چهارم کوچک ترین فاصله آزادبین آرماتورها

دانه های شن ابعادبیش از4.75میلی متر(الک نمره4)هستند.

براساس آیین نامه آبا بزرگ ترین بعددرشت دانه هااز38میلی متر

نبایدبیشترباشد.امادرهرصورت این مقدارنبایداز63میلی متربزرگترشود.

تنهابرای بتن های حجیم این مقدارمی تواندتاحدود250میلی مترافزایش یابد.

دانه های بااندازه 075/0تا4.75میلی متر،ماسه نامیده می شودو

ذرات کوچک تراز075/0میلی متربرای بتن مضرمی باشد.مقداراین

ذرات درسنگدانه هاتوسط آیین نامه آبامحدودشده است.

دسته بندی سنگدانه هاازنظرشکل ظاهری:

1-دانه های گرد:به دلیل فرسایش درطبیعت دارای

شکل گردوسطح صاف شده اند.

2-دانه های نامنظم :این دانه هامعمولاسطحی صاف وصیقلی

شده اندولی شکلشان کاملاگردنیست.

3-دانه های گوشه دار:این دانه هاسطح صافی ندارند،

شکل هندسی آن هامشخص نیست ودربیشترمواردگوشه های تیزی دارند.

4-دانه های پولکی شکل:مقاومت این دانه هانسبت به2بعددیگرشان کم است.

5-دانه های سوزنی شکل:دانه هایی هستند که طولشان

بیشتراز3برابرعرضشان باضخامتشان است.

معمولادربتن سازی ازدانه های گرد،نامنظم وگوشه داراستفاده می کنند

وبه کارگیری دانه های سوزنی وپولکی شکل دربتن مجازنمی باشند

وبه طورکلی دانه های گرددرمقایسه بادانه های نامنظم وگوشه

دردربتن سازی کم ترین مصرف سیمان رادارند.بعدازاین دانه هابه

ترتیب مصرف دانه های نامنظم وسپس دانه های گوشه دارد

مرتبه بعدی هستند.ازنظرمقاومت نهایی بتن ،دانه های گوشه

داربه علت امکان درگیرشدن بیشتردانه هامقاومت بیشتری دارند.

استفاده ازدانه های گردگوشه نسبت به دانه های شکسته

شده باعث بالارفتن کارایی مخلوط بتن می شود.

تقسیم بندی سنگ دانه هاباتوجه به رطوبت سطحی وجذب آب دانه ها:

1-دانه های کاملا خشک:این دانه هادرکوره های 10تا110درجه

حرارت دیده اند.دراین دانه هاسطح خارجی وخلل وخرج داخلی آن هاکاملاخشک است.

2-دانه های خشک:دانه هایی هستندکه دربعضی حفره های

داخلی آن هاآب دیده می شوداماسطح خارجی آن هاخشک است.

3-دانه های اشباع باسطح خشک:دانه هایی هستندکه کلیه

حفره هاوخلل وخرج های آن هاازآب پرباشد.لیکن دانه خشک است،

چنانچه دانه هارابه مدت24ساعت درآب نگه داشته سپس ازآب بیرون

بیاورندوسطح آن هابادستمال خشک وضخیم کاملاخشک کنند

این دانه هااشباع باسطح خشک می باشند.

 

بتن

بتن | بتن درمفهوم وسیع به هرماده یاترکیبی که ازیک ماده

چسبنده باخاصیت سیمانی شدن تشکیل شده باشد گفته می شود.

بتن ممکن است ازاتواع مختلف سیمان ونیزپوزولان ها،

سرباره های کوره ها،موادمضاف،گوگرد،موادافزودنی،پلیمرها،الیاف و...تهیه شود.

همچنین درطریقه ساخت آن ممکن است حرارت،بخارآب،

اتوکلاو،خلا،فشارهای هیدرولیکی ومتراکم کننده های

مختلف به کاربرده شود.

باتوجه به گسترش وپیشرفت علم وپیدایش تکنولوژی های

فراوان درقرن اخیر،شناخت بتن وخواص آن نیزتوسعه قابل

ملاحظه ای داشته است.به نحوی که امروزه شاهدکاربردانواع

مختلف بتن بامصالح مختلف بتن بامصالح مختلف هستیم که

هریک خواص وکاربری مخصوص به خودراداراست.درحال

حاضرانواع مختلفی ازسیمان هاکه شامل پوزولانها،سولفورها،

پلیمرها،الیاف های مختلف وافزودنی های متفاوتی هستند

تولیدمی شوند.ازپرکاربردترین مصالح ساختمانی می توان

به بتن اشاره کرد.ویژگی اصلی بتن ارزان بودن

ودردسترس بودن مواداولیه آن است.

همچنین می توان خاطرنشان کردکه تولیدانواع بتن بااستفاده

ازحرارت،بخار،اتوکلاو،تخلیه هوا،فشارهیدرولیکی ویبره وقالب

انجام می گیرد.بتن به ظورکلی یک نوع محصول است که ازمخلوط

آب باسیمان آبی وسنگدانه های مختلف دراثرواکنش آب باسیمان

درشرایط محیطی خاصی حاصل میگرددودارای

ویژگی های خاص است.اینک بتن باگذشت بیش از170سال

ازپیدایش سیمان پرتلندبه صورت کنونی توسط یک بنای لیدزی

دستخوش تحولات وپیشرفت های شگرفی شده است.

دردسترس بودن مصالح آن دوام نسبتازیادونیازبه ساخت وسازهای

فراوان سازه های بتنی همچون ساختمان ها،سازه ها،سدها

باعث شده این ماده به عنوان پرمصرف ترین

ماده مورداستفاده قرارگیرد..اینک حدود3تا4دهه است

که کاربرداین ماده درشرایط خاص مورداستقبال عموم

قرارگرفته است.امروزه باپیشرفت علم وتکنولوژی مشخص

شده استکه صرف توجه به مقاومت به عنوان یک معیاربرای

طرح بتن برای محیط های مختلف وکاربردهای مختلف

نمی تواندجوابگوی مشکلاتی باشدکه دردرازمدت درسازه های

بتنی ایجادمی گردد.چندسالی است که مساله دوام بتن

درمحیط های مختلف موردتوجه قرارگرفته است.مشاهده

خرابی هایی یاعوامل فیزیکی وشیمیایی دربتن ها دراکثر

نقاط جهان وباشدتی بیشتردرکشورهای درحال توسعه

افکارواذهان رابه سمت طرح بتن هایی باویژگی های خاص

وبادوام لازم سوق داده است.دراین راستادرپاره ای ازکشورها

دستورالعمل هاواستانداردهایی نیزبرای طرح بتن باعملکردبالاتهیه

شده وطراحان ومجریان دربعضی ازکشورهای پیشرفته

ملزم به رعایت این دستورالعمل هاگشته اند.

سنگدانه هادربتن به عنوان موادتشکیل دهنده

تقریباسه چهارم ازحجم آن راتشکیل می دهند

وملات سیمان واب یک چهارم آن راتشکیل می دهند.

سیمان:

سیمان پرتلند ازمخلوط وآسیاب کردن سنگ آهک وخاک

رس نسبت به سه به یک وپختن گردهمگن ویکنواخت

زیردمای1000درجه،تاco2ازسنگ آهک وآب شیمیایی

ازخاک رس جداشوند.درگرمای کمتراز1200درجه سانتی گراد

آهک باسیلیس ورک ترکیب می شود.درگرمای بالای1200درجه،

رویه دانه های گردداغ شده وضمن عرق کردن به هم می چسبند

وبه صورت کلوخ های کلینکردرمی آیند.ازسردکردن کلوخ هاوسپس

آسیاب کردن آن هاباکمی سنگ گچ،سیمان به وجودمی آید.

آب:

کیفیت آب دربتن ازآن جهت حائزاهمیت است که ناخالصی های

موجوددرآن ممکن است درگیرش سیمان اثرگذاشته

واختلالاتی رابه وجودآورند.همچنین آب نامناسب ممکن

است روی مقاومت بتن تاثیرنامطلوب گذاشته وسبب

بروزلکه هایی درسطح بتن وحتی زنگ زدن آرماتوربشود

.دراکثراختلاط های آب مناسب برای بتن آبی است که

برای نوشیدن مناسب باشد.موادجامدچنین آبی به ندرت

بیش از2000قسمت درمیلیونppmخواهدبود.به طورمعمول

کمتراز1000ppmمی باشد.این مقداربه ازای نسبت آب به

سیمان پنج دهم  معادل پنج صدم وزن سیمان می باشد.

معیارقابل آشامیدن بودن آب برای اختلاط مطلق نیست

وممکن است یک آب آشامیدنی به دلیل داشتن درصدبالایی

ازیون های سدیم وپتاسیم که خطرواکنش قلیایی دانه های

سنگی رابه همراه داردبرای بتن سازی مناسب نباشد.

 

بتن واهمیت شناخت آن

امروزه مصارف بتن روزبه روزدرامورات مختلف ساختمانی افزایش می یابد

ولزوم شناخت بیشترمصالح تشکیل دهنده بتن همراه باتکنولوژی ساخت،

درتمام جوامع مهندسی پذیرفته شده است.

بتن یاسنگ مصنوعی که درساختمان های امروزی

موردمصرف بسیاردارد،تکامل آن پس ازیک سلسله

تحقیقات واکتشافات به خصوص ماده اصلی آن یعنی

سیمان صورت گرفت تابه شکل امروزی پدیدآمد.

بتن رامی توان به این بیان تعریف کرد:بتن ازترکیب

مقدارمعین وحساب شده ازآب،سیمان،ماسه،شن

وبعضی موادمضاف وافزودنی دیگربه دست می آیدپس

ازاین که آب به مخلوطمصالح سنگی وسیمان افزوده شد،

سیمان وآب باهم واردفعل وانفعالات شیمیایی حرارت زامی شوند.

عمل اختلاط بتن بایدبه وسیله دستگاه بتن سازانجام می شود.

بتن ازچه مصالحی تشکیل می شود:

مصالح مصرفی دربتن عبارتنداز:سیمان،مصالح سنگی

درشت دانه(شن)،مصالح سنگی ریزدانه(ماسه)وآب.

علاوه براین مصالح مواداصلاح کننده خواص بتن،یعنی

موادافزودنی نیزمی تواننددربتن استفاده شوند.

مصالح سنگی مصرفی دربتن:

دادانه های سنگی به دودسته دانه های درشت

یاشن ودانه های ریزیاماسه تقسیم می شود.

مصالح سنگی درمجموع حدوددوسوم تاسه چهارم حجم بتن رااشغال می کند.

60تا70درصدازکل دانه ها،شن،و30الی40درصددانه هاراماسه تشکیل می دهد.

ماسه دربتن:

دانه های سنگی ریزتراز5میلی مترراماسه می گویند.

شن دربتن:

دانه های سنگی بزرگتراز5میلی متروکوچک تراز60میلی مترراشن گویند.

سیمان دربتن:

سیمان به اصطلاح به ماده ای اطلاق می شودکه باانجام

واکنش شیمیایی باآب(واکنش هیدراتاسیون)نقش چسباندن

مصالح سنگی به یکدیگروتولیداجسام سخت یتن راایفا می کند.

بیشترمواداولیه سیمان ازخاک رس وآهک تشکیل شده است.

دربتن آب به سه صورت دربتن به کارمی رود:

1:آب مصزفی جهت شست وشوی سنگدانه ها

2:آب به عنوان یکی ازاجزا تشکیل دهنده  بتن

3:آب مصرفی برای عمل آوری بتن

آب یکی ازبخش های اصلی بتن محسوب ونقش مهمی

رادربتن ایفامی کند.بدون وجود آب،سیمان هیدراته نمی شود

وخمیرچسبنده ای که سبب انسجام بتن می شود،تولیدنگردیده

،لذایکپارچگی وسخت شدن مصالح بتن انجام نمی شود.قسمتی

ازآبی که دربتن مصرف می شود جذب ذرات سیمان می شودودرواکنش

شیمیایی به کارگرفته می شود.امادرعمل ساخت بتن بااین نسبت

آب امکان پذیرنیست زیراچنین بتنی به اندازه ای سفت است که کارکردن

باآن میسرنمی شود.به همین دلیل بایدنسبت آب به سیمان راتاآنجایی

افزایش دادکه به سهولت بتوان باآن بتن کارکرد.لذااین نسبت

راتا40الی 60درصدوزن سیمان افزایش می دهند.امادرهمین

محدوده بازهم هرچه این نسبت راکم تربگیرند بهترخواهدبود.

زیرامازادآب که درواکنش شیمیایی شرکت نمی کند،جااشغال کرده

ودرنهایت دربتن محبوس می شودویاتبخیر شده ودرفضای خای ایجادمی کند،

یعنی درهرحال ازحجم مفیدبتن می کاهد.

ابی که درمصرف بتن مورداستفاده قرارمی گیردبایدتمیزوصاف باشد

وازمصرف آب حاوی مقدارزیادی ازهرنوع ماده که قادربه صدمه زدن

به بتن یامیلگرداست ازقبیل روغن ها،اسیدها،قلیاها،املاح،موادقندی

وموادآلی،خودداری می گردد.مقادیرموادزیان آوردرآب مصرفی دربتن

نبایدازمقادیرحداکثرکجازتجاوزکند.

فولاددربتن:

بتن ماده ای است که دارای مقاومت زیادی درفشاراست.

ازاین رواستفاده ازآن برای قطعات تحت فشارمانند ستون هاوقوس ها

بسیارمناسب است وای علیرغم مقاومت فشاری قابل توجه،مقاومت

کششی کم وکنندگی نسبتازیادبتن،استفاده ازآن رابرای قطعاتی

که کاملاویابه طورموضعی تحت کشش هستندمحدودمی نماید.

برای رفع این محدودیت اعضابتنی راباقرادردادن فولاددرآن هاتقویت می کنند.

ماده مرکبی که بدین ترتیب حاصل می شود بتن آرمه یابتن مسلح می نامند.

فولادی که برای این منظوردرسازه های بتن آرمه به کارمی رودمعمولابه

شکل میلگردیاسیم می باشدکه آرماتورنامیده می شود.