...... بـتــــــــــــــــــــــ ــــــــن .......

[Mahdi/s]

كاربرد فوم بتن در ساختمان

۱- شيب بندي پشت بام : فوم بتن با صرفه ترين و محكم ترين مصالح سبكي است كه مي توان از آن براي پوشش شيب بندي استفاده نمود . نظر به اينكه با دستگاه مخصوص به صورت بتن يكپارچه در محل قابل تهيه و استفاده است مي توان مستقيما روي آن را عايق بندي يا ايزولاسيون نمود .

۲- كف بندي طبقات : به دليل سبكي وزن فوم بتن و آسان بودن تهيه آن . مي توان تمامي كف طبقات . محوطه و بالكن ساختمان را بعد از اتمام كارهاي تاسيساتي با آن پوشانده و بلافاصله عمليات بعدي را مستقيما روي آن انجام داد .

۳- بلوك هاي غير بار بر سبك : با بلوك هاي تو پر به ابعاد دلخواه مي توان تمامي كار تيغه بندي قسمت هاي جدا كننده ساختمان را با استفاده از ملات يا چسب بتن انجام داد . با اين نوع بلوك ها علاوه بر اينكه از سنگين كردن ساختمان جلوگيري مي شود عمليات حمل و نصب خيلي سريع انجام مي گيرد و دست مزد كمتري هزينه مي شود . پس از اجراي ديوار مي توان مستقيما روي آن را گچ نمود . اين بلوك ها داراي وزن فضايي بين 800 الي 1100 كيلو گرم مي باشند .

۴- پانل هاي جدا كننده يكپارچه و نرده هاي حصاري جهت محوطه و كاربري در موارد خاص : جهت ساخت ديوارهاي سردخانه ها . گرم خانه ها و سالن هاي ضد صدا مي توان در محل با قالب بندي . فوم بتن را به صورت يك پارچه عمودي ريخت . به دليل ويژگي عمده عايق بودن اين نوع بتن . جهت عيق بندي سردخانه ها . گرم خانه ها . پوشش لوله هاي حرارتي و برودتي و ...... كاربرد مهمي دارد . ضمنا به دليل اينكه عايق صدا مي باشد براي موتورخانه ها و اتاق هاي آكوستيك مورد استفاده وسيع قرار مي گيرد . رهاي سردخانه ها . گرم خانه ها و سالن هاي ضد صدا مي توان در محل با قالب بندي . فوم بتن را به صورت يك پارچه عمودي ريخت . به دليل ويژگي عمده عايق بودن اين نوع بتن . جهت عيق بندي سردخانه ها . گرم خانه ها . پوشش لوله هاي حرارتي و برودتي .....

[Mahdi/s]

بررسی رفتار و خصوصیات بتن اسفنج
.................................................. ...........

مقدمه
همانطور که می‌دانیم امروزه صنعت بتن نقش بسیار مهمی در ساخت و سازهای جوامع بشری ایفا می‌کند و یکی از عوامل بسیار مؤثر در سازه‌های بتنی در جهان است. در این راستا انجمن سیمان پرتلند (PCA) تحقیقاتی را به منظور استفاده از بتن در دیگر پروژه‌ها آغاز نموده؛ پس از آزمایشات و تحقیقات فراوان موفق شد به راه حل بسیار خوبی به نام بتن اسفنجی (بتن تراوا ) دست یابد. بتن اسفنجی که حاصل این دست رنج بود، توانست تحولات زیادی را در محوطه سازی‌های شهر‌های اروپا و آمریکا ایجاد کند. البته این نوع بتن هنوز در ایران جا نیفتاده، ولی امید است با تلاش مسئولین ادارات، مهندسین و متخصصین فن این بتن به منظور حفظ بیشتر محیط زیست و مقرون به صرفه بودن مورد استفاده در پروژه‌های کشورمان نیز قرار بگیرد.
بتن اسفنجی چیست؟
بتن اسفنجی یک مخلوط سنگدانه درشت(شن)،سیمان، آب و ماسه به میزان اندک(وگاهی اوقات بدون ماسه) است. در ساختار این بتن %25-15 (از لحاظ حجم) فضای خالی وجود دارد و این امر‌ موجب عبور آب از داخل این بتن می‌شود.
در بتن اسفنجی از آب نسبت به دیگر انواع بتن کمتر استفاده می‌شود و این مسأله باعث شده تا پس از ساختن مخلوط بتن آب آن به سرعت تبخیر شده و مخلوط در مدت یک ساعت کاملا" از آب تخلیه خواهد شد.

نسبت مواد مختلف در بتن اسفنجی
برای آشنایی بیشتر با این بتن، در جدول، زیر میزان مواد مختلف به کار رفته شده از آن ذکر شده است:
نسبت مواد
مقدار مواد
1-مواد دارای خواص بتن (البته در مورد مواد دارای خواص سیمای یا همان افزونی‌های بتن بعدا" بیشتر توضیح داده می‌شود.)
270 to 415 kg/m^3 (450to 700 1b/y^3)
2-سنگدانه
1190 to 1480 kg/ m^3 (2000 to 2500 1b/y^3)
3-نسبت آب به سیمان (از لحاظ جرم)

0.27 to 0.30

4-نسبت ‌سنگدانه ‌به ‌سیمان (ازلحاظ جرم)

4 to 4.5:1

5- نسبت ‌سنگدانه ریز (ماسه) به سنگدانه درشت (شن)

0 to 1:1

رفتار بتن اسفنجی
همچنین به منظور آشنایی بیشتر با رفتار این بتن، ویژگی‌های آن در زیر بیان شده است:
مشخصات
مقدار
اسلامپ یا نشست (stump)

20 mm (3/4 in)

چگالی (وزن مخصوص)
1600 to 2000 kg/m^3 (100 to 125 1b/ft^3)
زمان گیرش (setting time)

1 ساعت

تخلخل (از لحاظ حجم)

15% to 25%

میزان نفوذ پذیری (از لحاظ میزان سرعت)

120 L/min to 320 L/m^2/min (3ga1/ft^2/ min to 8 gal /ft^2/min)

مقاومت فشاری

3.5 Mpa TO 28 Mpa (500psi to4000 psi)

مقاومت خمشی

1 Mpa to 3.8 Mpa (150 psi to 550 psi)

افت بتن

200x10^-6

نصب بتن اسفنجی
نصب بتن اسفنجی شامل 4 مرحله اساسی است:
مخلوط کردن
جاگذاری کردن (گماردن، قراردادن)
تراکم و فشرده سازی (کوبیدن )
عمل آوردن بتن
بوجود آوردن، قرار دادن و عمل آوردن بتن اسفنجی همه به جای اینکه در یک کارخانه زیر شرایط یکسان انجام شوند، در محل کار (پای کار) انجام می‌شوند.
اگر چه بتن اسفنجی می‌تواند توسط همان تهیه کننده‌های بتن توپر تهیه شده و توسط همان کامیون‌های بتن توپر تحویل داده شود، اما این ویژگی‌های فیزیکی منحصر به فردش است که نیاز به یک پیمانکار با تجربه تخصصی دارد. همچنین تفاوت‌های ساختاری ما بین بتن اسفنجی و بتن غیر قابل نفوذ نصب متفاوت آن را نیازمند است.
به هر حال، کیفیت و عملکرد بتن اسفنجی بستگی به میزان آشنایی و عملکرد نصب کننده و خاصیت ضربه‌های ساختاری (کمپکت) دارد.
این نوع بتن به دلیل مقاومت نسبتاً پایین آن psi400 الی psi 4000 اساس مشخص شده و پذیرفته شده‌ای برای مقاومت بالا نیست. و مساله مهم تر در موفقیت یک روسازی بتن اسفنجی مقدار پوکی (فضای خالی) آن است.
البته باید بدانیم که زیر سازی این بتن و زمین زیرینش نباید کاملاً غیر قابل نفوذ باشد و باید حداقل اندکی خاک و زیر سازی آن نفوذ پذیری داشته باشد. در مناطق ماسه‌ای هم بتن اسفنجی مستقیماً بالای ماسه گذاشته می‌شود.
همچنین باید به این موضوع اشاره کرد که یخ‌زدن آب در داخل این بتن مشکلی ایجاد نمی‌کند، زیرا آزمایش‌هایی صورت گرفته که در آن بتن اسفنجی را به مدت بیش از 15 سال در آب و هوای سرد گذاشته و آب باران و برف پس از ورود به داخل بتن یخ می‌زد. کاربرد موفق بتن اسفنجی در این مناطق این مساله را حل نموده است و مشکلی در به کار بردن این بتن در این مناطق وجود ندارد.

نقش مواد افزودنی ( مواد دارای خواص سیمانی ) در بتن اسفنجی
مواد افزودنی(یا همان مواد دارای خواص سیمانی) که در بتن اسفنجی بکار می‌روند عبارتند از: رقیق‌کننده‌های سیمان(C 1157، C 595 ASTM )، خاکستر بادی و پوزولان طبیعی (ASTM C 618)، روباره (ASTM C 989) و بخار سیلیس(ASTM C 1240‌).
حال به برخی از آن‌ها که نقش بسیار مهمی در ساختار بتن دارند و می‌توانند به جای سیمان مورد استفاده قرار گیرند(که در ایران از آنها به ندرت استفاده می‌شود) اشاره می‌کنیم. در واقع این مواد بر عملکرد زمان گیرش، میزان افزایش مقاومت، تخلخل، نفوذ پذیری و ... در بتن تأثیر می‌گذارند و در یک کلام کلید عملکرد بالای بتن، در استفاده از مواد افزودنی (SCMS) است.
از آن جمله می‌خواهیم به گاز سیلیس، خاکستر بادی و روباره که همگی دوام بتن را بوسیله کم کردن نفوذ پذیری و شکاف ( ترک خوردگی) افزایش می‌دهند اشاره می‌کنیم:
گاز سیلیس (Silica fume): یک فرآورده فرعی (محصول جانبی) از تولید سیلیکون است، و از دانه‌های خیلی ریز و ذرات کروی شکلی تشکیل شده است و به طور موثری مقاومت و دوام بتن را افزایش می‌دهد. به طور مکرر برای ارتفاعات بلند ساختمان‌ها به منظور افزایش مقاومت فشاری بتن(با استفاده از گاز سیلیس مقاومت بتن از psi 2000 هم فراتر می‌رود.) استفاده می‌شود و می‌توان از آن %12- 5 به جای سیمان در بتن استفاده کرد.
خاکستر بادی (fly ash): خاکستر بادی، محصول فرعی انبار زغال سنگ سوزان در نیروگاه‌های برق است و سال‌ها قبل به عنوان ماده‌ای بی‌مصرف روی زمین انباشته می‌شد و بدون استفاده بود. اما حالا به عنوان یک ماده مهم در صنعت سیمان سازی به کار برده می‌شود و می‌توان از آن %65-5 به جای سیمان در بتن استفاده کرد.
روباره (Blast furnace Slag): روباره، محصول فرعی زباله در صنعت پولاد (فولاد) است، و سهم آن در مقاومت و دوام بتن بیشتر است و می‌توان از آن %70-20 به جای سیمان در بتن استفاده کرد.

مزایای بتن اسفنجی چیست و موارد استفاده از آن کدام است؟
بتن اسفنجی دارای مزایای اقتصادی و زیست محیطی فراوانی است، که البته مزایای زیست محیطی آن بیشتر مد نظر است. از مزایای اقتصادی آن می‌توان به پایین آمدن خرج‌های فراوان به منظور هدایت آب باران و فاضلاب اشاره داشت. در واقع می‌توان گفت با وجود بتن اسفنجی نیازی به ساختن جوی‌های آب فراوان در سطح شهر و کنار خیابان و کوچه‌ها و همچنین کانال‌های بزرگ آب نیست. زیرا این بتن هر گونه بارندگی را مستقیماً به زمین و سفره‌های آب زیرزمینی منتقل می‌کند و در واقع یک مزیت زیست محیطی نیز محسوب می‌شود. از دیگر مزایای زیست محیطی آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
جلوگیری از بروز آب گرفتگی در معابر و مکان‌ها به هنگام بارندگی
جلوگیری از آلوده شدن آب بارندگی‌ها (زیرا اگر زمین غیرقابل نفوذ باشد، آب باران و برف در سطح زمین که آلودگی فراوان دارد جریان می‌یابد و منجر به آلوده شدن آب بارندگی می‌شود.)
پر شدن ذخایر آب زیرزمینی
در نقاط سرد که ماندن برف و باران روی زمین (بعد از بارش) منجر به سردتر شدن آن مناطق می‌شود می‌توان با استفاده از این بتن آب باران و برف را به داخل زمین هدایت کرد و از سردتر شدن آن ناحیه جلوگیری کرد.
همچنین می‌توان از این نوع بتن در مکان‌هایی که نیاز به زمین خشک است استفاده کرد مثلاً در زیر سازی چمن‌های استادیوم‌های فوتبال.
همچنین در مناطق سردسیر، بدلیل عبور آب از این بتن از یخ زدگی سطح معابر و در نتیجه ایجاد خطر جلوگیری می‌کند که شهرداری‌های محترم می‌توانند از این بتن در پیاده‌رو سازی‌ها و محوطه سازی پارک‌ها، پارکینگ‌ها و معابری که مشکل آبگیری دارند استفاده نمایند.(مترجم)
ایجاد مناظری زیبا به هنگام بارندگی، زیرا با وجود این بتن دیگر هنگام بارندگی آب گرفتگی وجود ندارد.
منبع:
سایت تکنولوژی عمران - civil-tech.net

[Mahdi/s]

خوردگی یکی از مؤثرترین فاکتورها در تعیین عمر اقتصادی برای ساختمانها می باشد. خوردگی نتیجه یک سری فعل و انفعالات شیمیایی در بتن و آرماتور ها می باشد. در بتن آرماتورها توسط بتن، محافظت می گردد. (PH=13) بالا که از خصوصیات بتن می باشد PH بالا کاهش یابد، محافظت بتن از روی آرماتورها حذف می گردد.
این جزء از PH زمانی که این مقاطع بتنی زنگ می زند،این زنگ زدگی باعث افزایش حجم میلگردها می گردد که این موضوع موجب ایجاد ترک در مقطع به موازات میلگردها خواهد شد. زمانیکه بتن ترک خورد میلگرد به طور کامل در معرض اثرات جوی و عوامل خوردگی قرار می گیرد که این خود باعث کاهش عمر ساختمان خواهد گردید. از عوامل د یگرخوردگی در بتن یک واکنش شیمیایی با نام کربناسیون در مقطع بتنی است که عامل آن یون های فعال کلسیم که ناشی از هیدراسیون سیمان است، می باشد. این یون های فعال به سرعت با گازهای جو و رطوبت هوا واکنش انجام داده و باعث ایجاد ترکیبات شیمیایی پیچیده می گردد که سبب تغییرات در مشخصات مقطع واحد گردید. این زنجیره از واکنشهای شیمیایی به سرعت بتن را کاهش داده و بنابراین باعث شروع خوردگی در میل گردها می گردد. در ادامه PH سیمان نیز خواص خود را از دست می دهد و قابلیت تحمل خمش در آن به شدت کاهش می یابد. در واقع یک روش ترمیم بتن است که برای مقاطع بتنی که مقاومت خود را در اثر Izo-BTS خوردگی از دست داده اند و یا آنکه در هنگام اجرا در اثر عدم دقت کافی به مقاومت مورد نظر نرسیده اند و یا در اثر زلزله دچار تخریب شده اند، استفاده می گردد. با توجه به مراحل کار در این روش ابتدا قسمتهای ضعیف مقطع بتنی که مقاومت لازم را ندارند توسط روشهای مکانیکی تخریب می گردد که لازمه آن، در ابتدای کار قبل از تخریب، تعیین عمق دقیق نفوذ خوردگی در مقطع است که توسط آزمایشات خاصی این عمق و نواحی که ترمیم باید در آن انجام شود مشخص می گردد. ترمیم می گردد، این ماده در مرحله بعد سطح بتن توسط ماده ای خاص با نام IZOMET-BRM دارای شباهت زیادی با بتن می باشد اما قابلیتها و خواص آن چه به لحاظ مشخصات ساختمانی و چه به لحاظ مقاومت در برابر عوامل خوردگی بسیار بالاتر از بتنهای معمولی است.
تقویت سازه های بتنی
هدف در این روش مقاوم سازی سازه ها در مقابل زلزله و یا بالا بردن مقاومت سازه بنا بهنیازمواردی همچون تغییر کاربری ساختمان و یا اشتباه درمحاسبات اولیه طراح ) می باشد. در این روش علاوه بر بدست آوردن مشخصات مورد نظر به لحاظ ساختمانی مسایل معماری ساختمان و زیبایی بنا نیز مد نظر است بدین صورت که در این روش بعد از اتمام کار سطح مقطعاجزاساختمان تغییراتی نخواهد داشت. روش کار بدین صورت است که یک سری ورقهای فولادی با توجه به محاسبات انجام شده و مقاومت موردنظر ا ز خارج مقطع توسط یک نوع Steel-plates اپوکسی خاص به مقطع اضافه می گردد. طراحی این فولادها و مقادیر آن با توجه به محاسبات اولیه ساختمان و نیز مشخصاتی از مقطع که در نظر داریم به آن برسیم انجام می گیرد. مراحل انجام کار و نیز مواد استفاده شده به صورتی است که بعد از پایان مقطع جدید وقدیم به خوبی با یکدیگر کار می کنند. )

[Mahdi/s]

مسأله خوردگی فولاد در بتن از معضلات عمده کشورهای مختلف جهان است. این مسأله حتی در کشورهای پیشرفته همچون آمریکا، کانادا، ژاپن و بعضی کشورهای اروپایی هزینه های زیادی را برای تعمیر آنها به دنبال داشته است. به عنوان مثال درگزارش های بررسی پل ها در امریکا حدود 140،000 پل مسأله داشته اند. این مسأله در کشورهای در حال توسعه و در کشورهای حاشیهخلیج فارس بسیار شدیدتر بوده و سازه های بتنی زیادی در زمانی نه چندان طولانی دچار خوردگی و خرابی گشته اند. بررسی ها در این مناطق نشان می دهد که اگر مصالح مناسب انتخاب گردد، بتن با مشخصات فنی ویژه این مناطق طرح گردد، در اجرای بتن از افراد کاردان استفاده شود و سرانجام اگر عمل آوری کافی ومناسب اعمال شود، بسیاری از مسائل بتن بر طرف خواهد گشت. به هرحال برای پیشگیری در سال های اخیر روش ها و موادی توصیه و به کار گرفته شده است که تا حدی جوابگوی مسأله بوده است.
استفاده از آرماتورهای ضدزنگ و نیز آرماتورهای با الیاف پلاستیكی frp یكی از این روش ها است که به علت گرانی آن هنوز کاملا توسعه نیافته است. به علاوه عملکرد دراز مدت این مواد باید پس از تحقیقات روشن گردد.

از روش های دیگر کاربرد حفاظت کاتدیک در بتن می باشد با استفاده از جریان معکوس با آند قربانی شونده می توان محافظت خوبی برای آرماتورها ایجاد نمود. این روش نیاز به مراقبت دائم دارد و نسبتا پرخرج است ولی روش مطمئنی می باشد.

برای محافظت آمارتور در مقابل خوردگی، چند سالی است که از آرماتور با پوشش اپوکسی استفاده می شود. تاریخچه مصرف این آرماتورها بویژه در محیط های خورنده نشان می دهد که در بعضی موارد این روش موفق و در پاره ای نا موفق بوده است. به هرحال اگر پوشش سالم بکار گرفته شود با این روش می توان حدود 10 تا 15 سال خوردگی را عقب انداخت.

استفاده از ممانعت کننده ها و بازدارنده های خوردگی بتن نیز به دو دهه اخیر برمی گردد. مصرف بعضی از این مواد همچون نیترات کلسیم و نیترات سدیم جنبه تجارتی یافته است. به هر حال عملکرد این مواد در تاخیر انداختن خوردگی در تحقیقات آزمایشگاهی و نیز در محیط های واقعی مناسب بوده است. بازدارنده های دیگری از نوع آندی و کاتدی مورد آزمایش قرار گرفته اند ولی دلیل گرانی زیاد هنوز کاربرد صنعتی پیدا نکرده اند.

برای محافظت بیشتر آرماتور و کم کردن نفوذپذیری پوشش های مختلف سطحی نیز روی بتن آزمایش و به کار گرفته شده است. این پوشش ها که اغلب پایه سیمانی و یا رزینی دارند با دقت روی سطح بتن اعمال می گردند. عملکرد دوام این پوشش به شرایط محیطی وابسته بوده و در بعضی محیط ها عمر کوتاهی داشته و نیاز به تجدید پوشش بوده است. روی هم رفته پوشش های با پایه سیمانی هم ارزانتر بوده و هم به علت سازگاری با بتن پایه پیوستگی و دوام بهتری در محیط های خورنده و گرم نشان می دهند.

با پیشرفت روزافزون انقلاب تکنولوژیک به ویژه در تولید بتن های خاص برای مناطق و شرایط خاص می توان از این بتن ها در ساخت وسازهای آینده استفاده نمود. دانش استفاده صحیح از مصالح، اجرای مناسب و عمل آوری کافی می تواند به دوام بتن ها در مناطق خاص بیفزاید. تحقیفات گسترده و دامنه داری برای بررسی دوام بتن های خاص در شرایط ویژه و در دراز مدت بایستی برنامه ریزی و به صورت جهانی به اجرا گذاشته شود.

[Mahdi/s]

آناليز رفتار بتن آسفالتي

==========================

آناليز رفتار بتن آسفالتي در هسته سد هاي خاكي و سنگريزه اي

دانلود مقاله با فرمت PDF :

برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید

[Mahdi/s]

اگر بتن ریزی را دیر بریزیم چه پیامدی دارد

تاثير ديركرد بتن ريزي بر مقاومت فشاري بتن

هدف مقاله حاضر , بيان تاثير تاخير بتن ريزى بر مقاومت فشارى بتن است . مسافتهاى طولانى حمل بتن موجب می شود كه بتن مدتى پس از ساخت و اختلاط , در قالب ريخته شود . (اين مساله در مورد بتنى كه قبلا در كارگاه ساخته شده و بدليل صرف جويي از آن استفاده می شود , نيز صادق است .) در اين مطالعه آزمايشى تعيين مقاومت فشارى براى نمونه هايىكه با 5/0 , 1 , 2 و 3 ساعت تاخير زمانى بتن ريزى مى شوند انجام میگردد .

در پايان نتايج آزمايش با مقاومت طراحى و نيز مقاومت نمونه مبنا كه با تاخير زمانى صفر در قالب ريخته میشود مقايسه میگردد و چينن نتيجه گيرى میشود كه ميزان تاثير ديركرد زمانى , به مقاومت بتن وميزان ديركرد بستگى دارد و بيشترين ديركرد مجاز , متناسب با مقاومت بتن , بين يك تا دو ساعت است .

مقدمه

يكى از مشكلات حمل و نقل بتن فاصله زياد كارخانه هاى بتن سازى ازكارگاههاى ساختمانى است . اين مساله در شهرهايی كه به دليل فقدان يا كمبود كارخانه هاى بتن سازى مجبورند بتن را از كارخانه هاى واقع در شهرهاى مجاور وارد نمايند باعث میشود كه بتن ساخته شده در هنگام حمل و نقل , زمان زيادى را در راه باشد.

در مسافتهاى طولانى حمل بتن , هيدراسيون سيمان و در نتيجه گيرش بتن , ممكن است در داخل بتونير آغاز شود و در هنگام ريختن بتن در محل استفاده , كيفيت و در نتيجه مقاومت و روانى آن در حد مطلوب نباشد.

مشكل ديگر , استفاده از بتنى میباشد كه از روز قبل به جاى مانده است . بتنی كه هر روز ساخته میشود ممكن است تماماً در همان روز مصرف نگردد و مقدارى از ان به عنوان مازاد باقى بماند كه اگر تمهيداتى براى تاخيرگيرش بتن انديشيده شود میتوان از آن در روز بعد نيز استفاده نمود.

استانداردهاي astm c-94 در مورد بتن اماده و astm c-685 براى بتن سازى با اختلاط دائمى , در مورد اثر ديركرد بتن ريزى بر مقاومت آن بحثى نمیكنند. اخيراً در امريكا مطالعات عملى بر روى موادى اغاز شده كه نوعى از ان باعث توقف كيرش بتن میشود وگيرش مجدد بتن پس از افزودن نوع ديگرى از ان مواد اغاز میگردد.

در ايران مواردى از افزودن بى رويه مقادير آب و سيمان به عنوان راه حلهاى براى مقابله با كاهش روانى و مقاومت بتن مثاهده میشود.

در مقاله حاضر , اثر ديركرد بتن ريزى بر مقاومت فشارى بتن , با تاخيرات زمانى نيم تا سه ساعت پس از ساخت بتن , طى آزمايشهاى مورد بررسى قرار میگيرد.

مشخصات مصالح

مصالح سنكى ريز دانه شامل ماسه رودخانه اى و درشت دانه شامل سنگ شكسته با حداكثر اندازه دانه 25 ميلى متر مورد استفاده قرار مىگيرند. دانه بندى ريز دانه مطابق جدول 1 استاندارد astm c-33 و درشت دانه مطابق جدول 2 استاندارد فوق انتخاب مىشود.

سيمان مصرفى از نوع 1 سيمان پرتلند و آب مصرفى , آب آشاميدنى شهر تهران میباشد . مخلوط هاى بتنى به روش وزنى طراحى مي شوند . جدول 1 نتايج طراحى مخلوط هاى بتن را براى مقاومتهاى 200 , 250 و 300 كيلوگرم نيرو بر سانتيمتر مربع نشان میدهد .

مشخصات و تعداد نمونه ها

هريك از نمونه ها استوانه اى به قطر 15 سانتيمتر و ارتفاع 30 سانتيمتر میباشد . نمونه گيرى در 5 نوبت انجام مىگيرد. و در هر نوبت 3 نمونه گرفته میشود. نخستين 3 نمونه در نوبت اول يعنى 15 دقيقه پس از مخلوط كردن بتن گرفته میشود. اين 3 نمونه مقاومت فشارى مبنا را به دست مىدهد و كاهش مقاومتهاى فشارى نمونه هاى ديگر نسبت به آن سنجيده میشود. در پروژه حاضر , اين زمان , زمان صفر تعريف میشود.

نمونه هاى ديگر در نوبتهاى بعدى به ترتيب در ساعتهاى 5/0 , 1 , 2 ,3 ساعت پس از ساعت صفر گرفته مىشوند. پس براى هر مقاومت فشاری كلاً 15 نمونه در 5 نوبت زمانى تحت آزمايش قرار میگيرد.

نحوه ساخت بتن و انجام آزمايش

استاندارد astm c-39 براى ساخت نمونه ها مورد استفاده قرار مىگيرد. 15 دقيقه پس از افزودن اب به مخلوط مصالح سنكى و سيمان , نخستين نمونه گيرى انجام می شود . مخلوط كن از آغاز اختلاط مصالح تا پايان نمونه گيرى بدون توقف می چرخد . نمونه گيرى در هر نوبت با برگردانيدن مخلوط كن در حال چرخش انجام می شود.

تراكم نمونه ها با كوبيدن ميله انجام می گيرد. 24 ساعت پس از نمونه گيرى قالبها را باز كرده نمونه ها را بيرون می آوريم و در تشت هاى پر از آب می گذاريم . آب تشت نيمى از ارتفاع نمونه ها را در برمی گيرد. روى نمونه ها را باگونى خيس می پوشانيم . براى جلو گيرى از تبخير اب گونی ها در اثر جريان هوا , روى تمام تشت ها را با پوشش نايلونى می پوشانيم . هر 3 تا 4 روز يكبار پوششها را بر می داريم و با غلتانيدن نمونه ها در جاى خود نيمه ديگر نمونه ها را به درون آب می بريم و روى نمونه ها را مجددأ می پوشانيم .

نمونه ما را 28 روز به همين شيوه نگه می داريم و پس از 28 روز آزمايش تعيين مقاومت فشارى نمونه ها انجام مىگيرد. مقاومت فشارى بتن برابر ميانگين مقاومت هاى فشارى سه نمونه مربوط به هرنوبت آزمايش در نظرگرفته می شود.

نتايج آزمايش و تحليل آنها

مقاومت فشارى نمونه ها در جدول 2 نشان داده شده است . جدول 3 تغييرات مقاومت فشارى نمونه ها را نسبت به مقاومت طراحى مفروض و جدول 4 تغييرات مقاومت فشارى نمونه ها را نسبت به مقاومت فشارى نمونه مبنا كه از آزمايش نمونه ها با ديركرد زمانى صفر به دست امده است نشان می دهد.

چنانچه از اين جداول پيدا است ميزان اثر ديركرد زمانى بر مقاومت فشارى بتن به مقاومت بتن و ميزان ديركرد زمانى بستگى دارد.

اگر مقاومت طراحي ملاك قرار گيرد. بتن با ديركردهاى زمانى بيش از 2 ساعت براى مقاومتهاى تا 250 كيلوگرم نيرو بر سانتيمتر مربع و بيش از 1 ساعت براى مقاومت 300 كيلوگرم نيرو بر سانتيمتر مربع داراى كاهش مقاومت فشارى مىباشد. براى همه نمونه ها ديركرد زمانى 3 ساعت منجر به كاهش بسيار شديد مقاومت می شود.

چنانچه مقاومت فشارى مبنا در زمان صفر ملاك قرار گيرد , ديركرد زمانى در بتن ريزى مجاز نيست , مگر اينكه روشها و موادى كه از طريق آزمايش مشخص شده باشند , براى مقابله باكاهش مقاومت در اثر ديركرد زمانى به كار روند.

قابل توجه است كه در اين صورت روانى بتن نيز كاهش می يابد. البته نمونه سازى در اين آزمايشها بدون افزودن روان سازها انجام شد. نمونه هاى با 3 ساعت تأخير بسيار خشك و زبر بودند و به نظر می رسد كه در ديركردهاى زمانى بيشتر كاهش روانى به حدى خواهد بود كه استفاده از روان سازها الزامى باشد.

نتيجه گيري

1- چنانچه طراحى مخلوط بتن بر پايه روش وزنى انجام گيرد , مقاومت فشارى مبناى بتن بيش از 20 درصد از مقاومت طراحى نمونه بيشتر می باشد.

2- ميزان تأثير ديركرد زمانى , به مقاومت بتن و ميزان ديركرد بستگي دارد.

3- چنانچه طراحى مخلوط بتن بر پايه روش وزنى انجام گيرد و مقاومت طراحى , مبناى مقايسه قرار گيرد بيشترين ديركرد مجاز برابر يك ساعت خواهد بود .

[Mahdi/s]

لیکا

لیکا چیست؟

یکی از روش های تهیه دانه های سبک استفاده از کوره گردان است .وقتی برخی از انواع رس با دانه هایی به ریزی صفر تا دو میکرون در دمای بالاتر از 1000 درجه سانتیگراد در این کوره ها حرارت می بینند ،گازهای ایجاد شده در داخل آنها منبسط می شوند و هزاران سلول هوای ریز تشکیل می دهند .با سرد شدن مواد ،این سلول ها باقی می مانند و سطح آن ها سخت می شود .
مهمترین ویژگی های لیکا عبارتند از :
وزن کم ،عایق حرارت ،عایق صوت ، باز دارنده نفوذ رطوبت، مقامت در برابر یخ زدگی ،تراکم ناپذیری تحت فشار ثابت و دائمی ،فساد ناپذیری ،مقاومت در برابر آتش و PH نزدیک به نرمال .
وزن کم این دانه ها و در نتیجه هزینه حمل پایین آن باعث شده است تا از لیکا در پر کردن فضاهای خالی استفاده شود .در کاربرد های خاص نظیر زیرسازی ساختمان و تسطیح و شیب بندی بام ،خواص عایق حرارتی و دوام لیکا مشخصات فنی مناسبی برای آن فراهم می کند .
در راهسازی نیز از تراکم ناپذیری لیکا برای کنترل نشست پلاستیک بستر های سست استفاده می شود .همچنین جذب آب مناسب ،تخلخل و دوام لیکا آن را برای کشاورزی بدون خاک مناسب ساخته است . همین خواص باعث شده است تا در تصفیه فاضلاب های خانگی از ***** های ساخته شده از لیکا استفاده شود.

ویژگی های بتن لیکا
خواص لیکا باعث شده است تا در بتن سبک لیکا کاربردهای فراوانی داشته باشد . مهمترین ویژگی های بتن لیکا عبارتند از ،وزن کم ،سهولت حمل و نقل ،بهره وری بالا هنگام اجرا ،سطح مناسب برای اندود کاری ،مقاومت و باربری در شرایط خاص ،عایق حرارت ،مقاومت در برابر آتش ،عایق صدا مقاومت در برابر یخ زدگی ،بازدارندگی در برابر نفوذ رطوبت و دوام در برابر مواد آهکی .
متناسب با وزن و مقاومت مورد نظر از بتن سبک لیکا به عنوان پر کننده ،عایق و یا باربر استفاده می شود . بتن لیکا می تواند درجا ریخته شود و یا به صورت بلوک ،اجزای ساختمانی و سایر قطعات پیش ساخته به کار رود . در هر مورد متناسب با کاربرد و روش اجرا از دانه بندی های مناسب لیکا استفاده می شود .
بتن های پرکننده و عایق اغلب در پی سازی و زیر سازی ساختمان ،شیب بندی کف و بام ،بلوک ها یا اجزای دیوارهای جداکننده و محیطی غیر باربر به کار می روند .
در حالی که از بتن های سبک سازه ای – که البته عایق نیز خواهند بود – در ساخت اجزای مقاوم نظیر بلوک های باربر ،پانل های دیواری و سقفی مسلح و نیز اسکلت بتن مسلح ساختمان ها استفاده می شود .قابل توجه است که به دلیل الزامات مقاومت و دانه بندی ،تنها با استفاده ازدانه های لیکا می توان در ایران بتن سبک سازه ای ساخت .

جدول کاربردهای لیکا بر حسب اندازه دانه ها

اندازه
کاربرد
(لیکای درشت )بادامی 10-20mm
پی ،پرکننده سبک،تولید بلوک کف ،عایق سازی کف ،سقف عایق سازی ابنیه تسطیح بام ،زیر سازی ساختمان ،زهکشی
(لیکای متوسط)نخودی 3-10mm
تولید بتن سبک لیکا ،تولید بلوک ،دال و اجزای ساختمانی ،زیر سازی ساختمان
لیکاری ریز و بسیار ریز 0-3mm
تولید بلوک ،دال و اجزای ساختمانی تولید بتن سبک ،تولید اندود و ملات لیکا

[Mahdi/s]

بهینه سازی بتن با ویبراسیون

فركانس ویبراتور، كلیدی است كه ما را قادر می نماید بتن تازه را به بتنی یكپارچه تبدیل نمائیم. در صورتیكه فركانس ویبراتور خیلی كم باشد، ویبراتور به درستی نمی تواند بتن را یكدست و یكپارچه نماید و چنانچه فركانس ویبراتور خیلی زیاد باشد، به علت ازدیاد هوای داخل بتن، مقاومت آن در برابر خرابیهای ناشی از سیكلهای انجماد و ذوب شدن قابل ملاحظه ای پیدا می كند.

اپراتورها و كارگران نیز تحت تأثیر فركانس ویبراتور قرار می گیرند، چرا كه كاهش فركانس، مدت زمانی كه اپراتور بایستی ویبراتور را در بتن تازه به منظور دست یابی به بتنی یكپارچه و یكدست قرار دهد، افزایش پیدا می یابد. به دلایل فوق الذكر، تصمیم بر آن شد كه یك بازنگری دقیق در ارزیابی فركانس ویبراتور در عملكرد قالبهای خود ویبره، ویبراتورهای دستی و ویبراتورهای نصب شده بر روی قالبهای رونده مخصوص ساخت پیاده روها و كف خیابانهای بتنی (Slip Form Pavers) صورت پذیرد.



چرا ما به دنبال فركانسهای بالاتر هستیم؟ مقـدار انـرژی مورد نیـازی كه بایستی بـه منظـور یكپـارچه سازی بتن بـه كار گرفته شود. بـرأی كسی كه بـه صورت دستی اقدام بـه متـراكم سازی بتن تـازه نموده، معلوم و مشخص می باشد. نیرو و عملكرد ویبراتورها به مراتب از سایـر وسایل دستی متراكم سازی بتن، مؤثـر می باشد. زیـرا در مدت زمان كوتـاهتری بـه كمك ویبراتورها، انرژی بیشتری به بتن منتقل می شود. مقدار انرژی منتقل شده به وسیله ویبراتور، با توان سوم فركانس ویبراتور (f3) نسبت مستقیم دارد. در صورتی كه تمام پارامترهای مربوط به ویبراتور و بتن را ثابت نگه داریم، با افزایش فركانس ویبراتور از 6000 لرزه در دقیقه (vpm ) بهvpm 7500، مقدار انرژی انتقالی به بتن در مدت زمان معین، دو برابر خواهد شد. مقدار انرژی خروجی ازvpm 7500 بهvpm 9500 نیز دو برابر می گردد.



یك انتخاب صحیح در فركانس بالاتر ویبراتور، می تواند به یكپارچه سازی هرچه مؤثرتر بتن و كاهش مدت زمان ویبره بیانجامد و البته انتخاب نادرست نیز، نتایج معكوس را به دنبال خواهد داشت؛ به تعبیر دیگری، انتخاب نادرست فركانس پایین ویبراتور، منجر به یكپارچه سازی ناقص و معین بتن شده و یا مدت زمان بیشتری را برأی ویبره نمودن طلب می كند. در صورتی كه ولتاژ وروردی كم باشد، نیروی خروجی نیز كم خواهد بود و این به معنای تراكم ناقص و نامناسب بتن می باشد.

كاهش فركانس ازvpm 8000 بهvpm 6500 (حدود 20 درصد كاهش) انرژی خروجی را نصف می نماید. این كاهش انرژی خروجی ویبراتور را می توان با افزایش مدت زمان ویبره به دو برابر مدت زمان اولیه و كم كردن فواصل جاگذاری شلنگ ویبره در بتن جبران نمود. در حال حاضر ویبراتورهایی كه با فركانس حدودvpm 17000 در دسترس می باشند كه امكان یكپارچه سازی هرچه سریعتر و بهتر بتن را در مدت زمان معین فراهم می آورند.

فركانس ویبراتور بر اساس لرزش آن در هوا تعیین می گردد؛ اما فركانس كه هنگام ادخال ویبره در بتن و در تماس با بتن اندازه گیری می گردد، معیار سنجش می باشد و این فركانس به طور قابل ملاحظه ای از فركانس اندازه گیری شده در هوا كمتر بوده و مقدار این افت به مشخصات مخلوط بتنی و حجم آن بستگی دارد. كاهش 20 درصدی فركانس ویبره از هوا به داخل بتن دور از انتظار و غیر معمول نبوده و به روشنی افت فركانس ویبراتور در هنگام ادخال ویبره به بتن به وسیله اپراتور ملموس و شنیدنی است.



آیا مرز و محدودیتی برأی ویبره های با فركانس زیاد وجود دارد؟ ویبراتورهای فركانس بالا، به طور مؤثری می توانند هوا را از بتن خارج نمایند و این موضوع به تراكم هرچه بهتر بتن می انجامد، لیكن ممكن است به كاهش مقاومت بتن در برابر خرابیهای ناشی از سیكلهای متوالی انجماد و ذوب نیز بیانجامد. ویبراتورها به دو طریق هوا را از بتن خارج می نمایند؛ و اندازه حبابهای هوا و حجم هوای خارج شونده از بتن تازه به پارامترهایی از جمله فركانس ویبراتور وابسته می باشد. در وهله اول، ویبره با فركانس مناسب، منجر به روانی بتن پلاستیك شده اجازه حركت حبابهای هوا در كلیه اندازه ها را به سمت سطح بتن فراهم می سازد. از آنجائیكه حبابهای بزرگتر سریعتر از حبابهای كوچكتر خود را به سطح بتن می رسانند، لذا حجم بزرگتری از هوای محبوس در همان مدت كوتاه اولیه ویبره، از بتن خارج می گردد. در مرحله دوم، ویبراتور در بتن تازه، متناوباً بتن محصور را فشرده و غیرفشرده (Compress & Decompress) نموده و كلیه حبابهای هوا نیز بر اثر فركانس و لرزش ویبراتور منقبض و منبسط می شوند. لازم به ذكر است بر اثر پدیده های فوق الذكر ساختارهای ترد و لاستیك مانند حبابهای هوا دچار گسیختگی و انفجار می شوند.

این گسیختگی در صورتی اتفاق می افتد كه فركانس نیروهای انقباضی و انبساطی وارده بر حبابها، با فركانس طبیعی آنها (حبابها) برابر شده و پدیده رزونانسی (تشدید) به وقوع بپیوندد. جای توجه دارد كه حبابهای بزرگتر، فركانس طبیعی پایین تری داشته، از این حبابهای مذكور تردتر و شكننده تر بوده و در طی فرآیند ویبراسیون دچار از هم پاشیدگی می شوند. فركانس روزنانسی حبابها در آب با اندازه آنها نسبت معكوس دارد.



بر اساس تجربیات سالیان متمادی با ویبراتورهای به فركانسvpm 3000 تاvpm 6000، انتظار می رود در این محدوده فركانسی تنها حبابهای بزرگتر و مبحوس (Entrapped) از بتن خارج شده و حبابهای كوچكتر بدون تحریك شدید، سالم در بتن باقی بماند. با بالا رفتن فركانس ویبراتورها، عملكرد آنها در خارج كردن حبابهای كوچكتر از بتن نیز به مراتب بهتر و مؤثرتر می گردد.

فركانس بالاتر در ویبراتورها، منجر به كاهش مقدار هوای موجود در بتن و همچنین كاهش مقاومت بتن در برابر خرابیهای ناشی از سیكلهای انجماد و ذوب می گردد. اندازه حبابهای هوا در ارتباط با مقاومت بتن در برابر سیكلهای انجماد و ذوب به همان اندازه از اهمیت برخوردار است كه مقدار هوای موجود در بتن مهم می باشد. بنابراین در صورت ابقاء حبابهای كوچك در بتن، كاهش در حجم هوای موجود در بتن لزوماً منجر به كاهش دوام بتن نمی گردد.

چنانچه تراكم بتن بدون هوا مدنظر بوده و حفاظت در برابر سیكلهای انجماد و ذوب حائز اهمیت نباشد، خارج نمودن كلیه حبابهای هوا در تمام اندازه ها از بتن منجر به افزایش مقاومت بتن سخت شده و بالا رفتن دانسیته آن می گردد، اما در صورتی كه تراكم بتن هوادار مد نظر باشد، فقدان حباب هوا، خصوصاً حبابهای كوچكتر در بتن، مقاومت در برابر سیكلهای انجماد و ذوب را شدیداً كاهش می دهد.



فركانس بهینه ویبراتورها پس از بحث های صورت گرفته در قسمتهای قبل، حال جای این سؤال است كه فركانس بهینه ویبراتور به منظور تراكم سازی حداكثر بتن و رسیدن به بیشترین مقاومت در برابر خرابیهای ناشی از سیكلهای انجماد و ذوب چه مقدار است؟ پاسخ سؤال مذكور منوط به موارد مندرج در ذیل می باشد: نخست، این سؤال از جانب چه كسی مطرح گریده است؟ دوم، تجهیزات ویبره بتن دارای چه مشخصاتی است و تركیب مخلوط بتنی چگونه است؟ سوم، مشخصات فنی بتن را چه كسی تهیه نموده است؟ برخی، در جدول مشخصات فنی، فركانس را بهvpm 5000 تاvpm 8000 محدود نموده اند، برخی دیگر نیز فركانس را بهvpm 8000 تاvpm 10000 منحصر كرده اند. اما آنچه كه بایستی در صورت عدم وجود فركانس معین در مشخصات فنی در نظر داشت این است كه انرژی خروجی در فركانسvpm 10000 دو برابر انرژی خروجی درvpm 8000 بوده و نیروی خروجی در vpm 8000 چهار برابر نیروی خروجی درvpm 5000 می باشد. مقادیر فوق الذكر مشروط به ثابت بودن كلیه پارامترها و فاكتورها به غیر از فركانس (متغیر مستقل) ویبراتور است.

دستگاه كالیبره و كوك گیتار، و میله ای ساده و ارزان قیمت به منظور تخمین فركانس ویبراتور پیشنهاد می گردد. این وسیله به قیمت 6 دلار، از شش سیم با محدوده فركانسvpm 4900 تاvpm 19000 تشكیل شده است كه اتفاقاً محدوده فركانس مورد نیاز در مورد ویبراتورها را نیز پوشش می دهد. سیم A با فركانسی برابرvpm 6600، فركانس معمول ادخال شلنگ ویبراتور در بتن بوده و در چنین فركانس پائینی، مشكلات بسیار محدودی گزارش گردیده است. با سیمهای D و G می توان ازvpm 8800 تاvpm 11800 را تجربه نمود.

این محدوده، منطقه انتقالی از ویبراتورهای فركانس پائین به ویبراتورهای فركانس بالاست، و با سیم B نیز می توان به فركانسvpm 14800 دست یافت. چنین فركانسی (vpm 14800) مربوط به عملكرد ویبراتورهای فركانس بالا در هوا می باشد. (یك مثال كاملاً آشكار مربوط به انتقال فركانسی از B به G مربوط است به فروبردن شلنگ ویبراتور با فركانس هواییvpm 14800 به فركانس درون بتنیvpm 11800 كه عملاً 20% افت فركانسی را نشان می دهد). سیم E نیز فركانسvpm 20000/1 تداعی می سازد كه شبیه صدای آژیر حمله هوایی است. چنانچه در كارگاه ویبراتوری این صدا شنیده شد، بهتر است شلوغ كاری را كنار گذاشته و با خاموش كردن ویبراتور، به فكر پوشاندن سطح بتن باشید.

[Mahdi/s]

محافظت آرماتور :
معمولاً بتن شرايط مناسبي براي محافظت فولاد ايجاد مي كند . انفعالي شدن (passivation) فولاد در بتن به دليل قليايي بودن زياد بتن است كه حدود PH آن بين 14-13 مي باشد .
فرآيند خوردگي به لحاظ شكستن قشر محافظ فولاد كه يك قشر ميكروسكوپي است كه بر سطح فولاد ايجاد مي گردد، شروع مي شود. اين لايه محافظ كه تنها در pH زياد پايدار است، (در pH بالا نمي شكند) از مگهميتMaghemite () تشكيل يافته است . قليائيت بتن به دليل وجود هيدوركسيد كلسيم
است كه بر اثر هيدراتاسيون سيمان توليد مي شود .
هيدروكسيدهاي ديگر موجود در بتن نظير هيدروكسيد سديم (NaoH) و پتاسيم (KOH) تأثيري جزئي دارند .
بنابراين در مواردي كه pH زياد و اكسيژن به اندازه كافي موجود است يك لايه مگنتايت Magnetite () بر روي سطح فولاد ايجاد مي گردد كه از خوردگي جلوگيري مي كند . دومين عاملي كه از خوردگي فولاد در بتن محافظت مي كند، پوشش بتن بر روي فولاد است كه يك مانع فيزيكي ايجاد مي كند . اين مانع از نفوذ عناصر مخرب مانند كلر و دي اكسيد كربن جلوگيري مي كند .
اثر پوشش بتن به عنوان يك مانع ، تابع ضخامت پوشش و كيفيت بتن است .




كربناته شدن بتن (كربناسيون) carbonation
هواي معمولي داراي 03/0% گاز دي اكسيد كربن است در صورت نفوذ آن به داخل بتن بين هيدروكسيد موجود در بتن و دی اکسید کربن واكنش شيميايي انجام مي گردد و كربنات ها تشكيل مي شوند .
ادامة فرآيند كربناسيون به اين صورت است :
وقتي كه هوا به داخل منافذ موئينه بتن وارد مي شود، دی اکسید کربن هوا به سرعت با هيدروكسيدها تركيب مي شود . بنابراين هواي موجود در بتن كربن خود را از دست مي دهد و اين هواي بدون كربن با هواي كربن دار موجود در خارج از بتن تركيب مي شود . در اين شرايط دی اکسید کربن هواي خارج از بتن به طرف هواي بدون كربن در بتن جذب مي شود و غلظت يكنواخت برقرار مي گرد حركت دی اکسید کربن از منطقه غلظت زياد به منطقه غلظت كم بر مبناي مكانيزم انتشار انجام مي شود .
لازم به ذكر است كه دی اکسید کربن فقط از بتن كربنات شده مي تواند عبور كند .
بنابراين تمام هيدروكسيدها بايد تبديل به كربنات شوند . در اين روند دی اکسید کربن به حركت خود ادامه مي دهند و به منطقه بتن غير كربنات شده مي رسند . به طور كلي عمق كربناسيون تابع نفوذپذيري و رطوبت نسبي بتن و غلظت دی اکسید کربن محيط است .
رطوبت نسبي بتن نقش عمده اي در عمق كربناسيون دارد ولي بايد اشاره كنيم كه چنانچه منافذ بتن انباشه از آب باشد سرعت انتشار گاز دی اکسید کربن كاهش مي يابد و اگر رطوبت بتن حدود 70% باشد روند كربناسيون سريع خواهد بود .
اثر كلر در خوردگي :
مهمترين عاملي كه تاكنون شناخته شده و در خوردگي فولاد نقش دارد وجود كلر در بتن است . يونهاي كلر از دو طريق وارد بتن مي شوند . آلوده بودن مصالح بتن مثل سنگدانه ها و آب مخلوط با كلر سبب مهيا شدن محيط آرماتور براي فرآيند خوردگي مي شود . طريقه ديگر نفوذ يون كلر از فضاي خارج به داخل بتن است .
ضمناَ يادآور مي شود در صورتي كه pH بتن نيز زياد باشد يونهاي كلر قادرند كه اين لاية محافظ فولاد را تخريب كنند .

تهاجم سولفات : (تجزيه و تبديل يونهاي موجود در بتن)
تجزيه و تبديل هيدروكسيد كلسيم حاصل از هيدراتاسيون سيمان به سولفات كلسيم كه موجب انبساط و تخريب بتن مي شود .
تبديل آلومينات ها و فريت هاي كلسيم هيدراته شده به سولفو آلومينات كلسيم و سولفو فريت كلسيم كه موجب انبساط و تخريب بتن نيز مي گردد .
تجزيه سيليكات هاي كلسيم هيدراته شده كه سبب نرم شدن بتن و كاهش مقاومت مي شود در هر صورت بايد اشاره نمود كه يونهاي سولفات به تهايي قادر نيستند در فعاليت خوردگي آرماتور اثر بگذارند . از طرفي براي شروع و پيشرفت خوردگي كلر يا كلرور ضروري است . از اينرو مي توان فرآيند خوردگي را نيز از طرق مختلف نتيجه گرفت :
1- تهاجم آب دريا
2- فرآيند تراوش و شوره زدگي
3- فرآيند بلوري شدن (تبلور)
4- فرآيند تهاجم اسيدي (لوله هاي فاضلاب)
5- فرآيند تهاجم بيولوژيكي (مخازن و لوله هاي فاضلاب)

پيشرفتهاي مكانيك شكست :
مكانيك يا مكانيزم شكست بتن روش توانمندي است براي مطالعه رفتار اعضاي بتن ساده و مسلح تحت كشش .
ايدة سنتي مكانيزم هاي شكست خطي و محدوديت كاربرد آنها مدنظر ماست. بتن در اثر بارگذاري تغيير شكلهاي ارتجاعي (الاسيتك) و غير ارتجاعي از خود نشان مي دهد همچنين بر اثر خشك شدن يا سرد شدن، كرنش هاي ناشي از جمع شدگي در آن بوجود مي آيد .
در صورتی كه جمع شدگي مقيد گردد ، كرنش هاي بوجود آمده موجب ايجاد تنش هاي منجر به ترك مي گردد .
بايد در نظر داشت كه تنش هاي ناشي از كرنش هاي جمع شدگي و كرنش هاي ويسكو الاستيك (ويسكو ارتجاعي) يكسان نيستند. ولي با اين وجود درهر دو پديده عامل موثر و عوامل كنترل كنندة مشترك فراواني مشاهده مي شوند .
جمع شدگي حرارتي در اجزاي حجيم و بزرگ مسأله مهمي است ، ميزان اين جمع شدگي با كنترل كردن ضريب انبساط حرارتي سنگدانه ، نوع و ميزان سيمان و دماي مصالح تشكيل دهندة بتن قابل مهار كردن است . علاوه بر اينها مفاهيم قابليت افزايش طول و ظرفيت كرنش كششي و اهميت آنها در ترك خوردگي بتن مؤثر است .


انواع تغيير شكلهاي بتن و اهميت آن :
تغيير شكل هاي بتن اغلب موجب ترك مي شود در نتيجه رفتار مصالح در مقابل بار و عوامل محيطي بوجود مي آيد. هنگامي كه يك بتن تازه سخت شده (اعم از بارگذاري شده يا نشده ) درمعرض درجه و رطوبت محيط قرار ميگيرد در آن جمع شدگي حرارتي (كرنش هاي جمع شدگي بر اثر سرد شدن) و جمع شدگي ناشي از خشك شدن (كرنش هاي جمع شدگي همراه با كاهش رطوبت) بوجود مي آيد .
اهميت اين دو جمع شدگي نسبت به يكديگر (ناشي از خشك شدن و كاهش دما) يا تغيير شكل حاصل از آنها، بستگي به عواملي چون اندازه عضو بتني و مشخصات مصالح تشكيل دهنده بتن (ضرايب انبساط حرارتي) و نسبت اختلاط آنها دارد .
عموماً در يك عضو ضخيم جمع شدگي ناشي از خشك شدن اهميت كمتري نسبت به جمع شدگي حرارتي دارد . بايستي توجه داشت كه اغلب سازه هاي سخت شده مقيد هستند و اين امر معمولا ناشي از اصطكاك عضو با لايه يا بستر است.
حال اگر كرنش ناشي از جمع شدگي در يك ماده ارتجاعي كاملاً مقيد و كنترل شود ، اين امر موجب ايجاد تنش كششي ارتجاعي در آن مي شود . ميزان اين تنش از حاصلضرب كرنش در مدول ارتجاعي مصالح (E) بدست مي آيد . كه اين مدول ارتجاعي بتن همچنين تابع مشخصات مواد تشكيل دهنده و نسبتهاي اختلاط آنها مي باشد .
** پديده اي كه در آن بتن در اثر سطح تنش ثابت به مرور زمان تدريجاً تغيير شكل يابد خزش گفته مي شود .
** به پديده اي كه بتن تحت كرنشي ثابت است و تنش تدريجاً كاهش مي يابد وادادگي تنش اطلاق مي شود.
بروز هر دو اين پديده ها از مظاهر بارز و خاص مصالح ويسكو الاستيك است . بطوريكه يك عضو بتني زماني كه مقيد مي گردد ، رفتار ویسكو الاستيك بتن در قالب ادامه تنش با زمان انجام ميشود .

رابطه غير خطي تنش و كرنش :
با توجه به منحني هاي تنش و كرنش براي سنگدانه ، خمير سيمان و بتن تحت فشار تك محوري نشان داده شده است كه بتن در مقايسه با سنگدانه و خمير سيمان مادة ارتجاعي نيست نه تنها كرنش ايجاد شده در بتن بر اثر بار آني با تنش وارد شده به طور مستقيم رابطه اي ندارد بلكه در بار برداري نيز كرنش ها كاملاً به حالت اوليه بر نمي گردند .
برای بررسي و تشريح علت غير خطي بودن رابطه تنش و كرنش در بتن مطالعاتي در مورد نحوة گسترش ريز تركها در بتن تحت بار از جمله در دانشگاه كرنل انجام شده است .
بر اساس كارهاي انجام شده در اين دانشگاه و بررسي هاي انجام شده توسط ديگر محققين از نقطه نظر سطوح مختلف تنش (برحسب درصدي از بار نهايي و ايجاد تركهاي ريز در بتن) 4 حالت طبق شكل زير پيشنهاد مي گردد .


در حال حاضر مشخص شده است كه حتي قبل از اعمال بارخارجي در بتن ريز تركهاي زيادي در ناحيه انتقال بتن خميري سخت شده و درشت دانه وجود دارد .
تعداد و عرض اين ريزتركها علاوه بر عوامل مختلف به آب انداختگي بتن ، مقاومت ناحيه انتقال و طول مدت زمان عمل آوري بتن نيز بستگي دارد.
به علت تفاوت ضرايب ارتجاعي ، كرنش هاي متفاوتي مابين خمير و شن رخ مي دهد كه عامل ايجاد تركها در ناحيه انتقال مي باشد بطوريكه در بارهاي كمتر از 30 درصد بار نهايي تركها در ناحيه انتقال پايدار مانده و در نتيجه منحني تنش – كرنش خطي باقي مي ماند .
در بارهاي بيش از 30% بار نهايي (حالت دوم) با افزايش تنش ها تركهاي ناحيه انتقال از نظر طول و عرض و تعداد شروع به افزايش مي كند . بنابراين با افزايش تنش ها نسبت كرنش به تنش افزايش يافته و منحني از حالت خط راست خارج مي شود . به هر حال تا تنش هاي حدود 50% تنش نهايي مي توان فرض كرد كه حالت پايداري در ريز تركها در ناحيه انتقال وجود دارند كه در اين حالت تركهاي ايجاد شده در خمير قابل ملاحظه نيستند .
حال در بارهاي حدود 60-50 درصد بار نهايي تركهاي جديدي درخمير شروع به تشكيل شدن مي كنند و با افزايش بيشتر تنش تا حدود 75 درصد بار نهايي بطوريكه منحني تنش و كرنش به طرف محور افقي سوق پيدا مي كند .
دربارهاي حدود 80-75 درصد بار نهايي سرعت و آهنگ رهايي انرژي كرنش به سطح بحراني لازم براي رشد سريع تركها تحت تنش اعمال شده رسيده كه اين سطح تنش براي گسيختگي مصالح كافي مي باشد . به طور خلاصه اعمال 75% بار نهايي (حالت چهارم) با افزايش تنش و كرنش بالايي انجام مي شود كه نشان دهندة پيوسته شدن سيستم تركها به علت گسترش سريع آنها در خمير و ناحيه انتقال مي باشد .

[Mahdi/s]

انواع ضرايب ارتجاعي :
مدول ارتجاعي استاتيكي بتن تحت كشش يا فشار از روي شيب منحني تنش كرنش در بار گذاري تك محوري بدست مي آيد .
از آنجا كه اين منحني براي بتن غير خطي است 3 روش براي محاسبه آن وجود دارد :
1- ضريب يا مدول مماسي كه شيب خطي است كه از هر نقطة غير مشخص منحني مماس بر آن رسم مي گردد .
2- ضريب يا مدول سكانت كه شيب خطي است كه از مبدأبه نقطه اي از منحني نظير 40%تنش نهايي گسيختگي است .
3- ضريب يا مدول وتري كه شيب خطي است كه از بين دو نقطه منحني تنش كرنش رسم می شود .در مقايسه با ضريب سكانت در اينجا به جاي مبدأ نقطه اي را در نظر مي گيريم نظير كرنش50 از اين نقطه را به نقطه نظير 40% بار نهايي وصل مي كنيم تا خط مورد نظر بدست آيد . جابجايي خط ، به ميزان 50 ميكرواينچ بر اينچ و به منظور تصحيح تحدب نمودار است كه اغلب در شروع منحني تنش كرنش مشاهده مي شود، توصيه شده است.
مدول ارتجاعي ديناميكي كه بسيار كوچك است ، تقريباً برابر با مدول مماس اوليه است، خطي كه از مبدا به صورت مماس بر منحني رسم مي شود . اين ضريب معمولاً در حدود 20 و 30 و 40 درصد بيش از مدول ارتجاعي استاتيكي به ترتيب براي مقاومت زياد ، متوسط و كم مي باشد . در تحليل تنش سازه هايي كه به آنها نيروي زلزله يا بارهاي ضربه اي وارد مي شود مناسب تر آنست كه از مدول ارتجاعي ديناميكي استفاده شود. بدست آوردن اين ضريب با دقت بيشتري از طريق روشهاي صوتي امكان پذير است .

مدول ارتجاعي خمشي :
با استفاده از آزمايش تغيير شكل تيرهاي بتني تحت بارگذاري بدست مي آيد . در يك تير با تكيه گاههاي ساده در دو طرف كه در وسط دهانه باگذاري شده است با طرفنظر كردن از تغيير شكل برشي مقدار تقريبي اين ضريب از راطه زير بدست مي آيد .
مدول ارتجاعي خمشي (مدل گسيختگي)اغلب براي طراحي و تحليل روسازي هاي بتني مورد استفاده قرار ميگيرد .
مدل ارتجاعي استاتیكي :

اين ضريب طبق استاندارد ASTM-c469 براي تعيين اندازه گيري مدول ارتجاعي استاتیکی(وتری) و ضریب پواسون از نمونه های استوانه ای شکل به شعاع 15 cm و ارتفاع 30 cmتحت فشار طولي و با سرعت ثابت در محدودة تنش2.45±0.35kg/cm2 بارگذاري مي شود و تغيير مكان نمونه ها با يك كرنش سنج اندازه گيري مي شود .

مواد مضاف در بتن :
مواد مضاف ، موادي شيميايي هستند كه به مقدار جزئي به بتن اضافه مي شوند تا بعضي از خواص مناسب و مطلوب را در بتن ايجاد كنند .
ميزان مصرف مواد مضاف در بتن كم بوده و معمولاً به صورت درصدي از وزن سيمان مشخص مي شود .
مواد مضاف بسيار متنوع بوده و در محدوده بسيار وسيعي تقسيم بندي شده اند در اينجا مواد مضاف با يك تقسيم بندي نسبتاً ساده بيان مي شود :
دسته اول : تسريع كننده ها (زود گير كننده ها )
اين دسته از مواد مضاف ، سبب مي شوند تا گيرش سيمان تسريع و بالنتيجه بتن زودتر بگيرد و سفت شود .
از جمله مشهورترين و بهترين تسريع كننده ها كلرور كلسيم (CaCl2) مي باشد.
اين ماده شيميايي را ابتدا با آب بتن مخلوط كرده و سپس به مخلوط شن و ماسه و سيمان می افزایند .
موارد مصرف تسريع كننده ها بطور كلي در تمام مواردي است كه سيمان زودگير مصرف مي‎شود . يعني هر جا كه مصرف سيمان زودگير لازم باشد ، (در تعميرات فوري، جايي كه بخواهند قالب را زود باز كنند و جايي كه هوا سرد است) مي توان بجاي سيمان زودگير از سيمان معمولي به اضافه اين ماده افزودني استفاده كرد.
استفاده از كلرور كلسيم مقاومت بتن را در مقابل فرسايش و سايش افزايش داده ولي مقاومت آن را در مقابل حملة سولفاتها كاهش مي دهد افت بتن را نيز 10 تا 15 درصد افزايش مي دهد ولي در هر حال بدترين ضرر اين ماده مضاف تأثير سوء آن بر آرماتور ها و ايجاد خوردگي در آنهاست .
در سازه هاي بتن آرمه توصيه شده از اين ماده بيش از 5/0 درصد وزني سيمان استفاده نشود . در بتن پيش تنيده به هيچ وجه نبايد از اين ماده استفاده كرد (به دليل حساسيت فوق العاده زياد كابلهاي پيش تنيده به خوردگي ) .
در سازه هاي آبي مانند ديوارهاي مخازن و كانالهاي آب ، حتي المقدور نبايد از اين ماده استفاده كرد . در چنين سازه هايي در صورت ضرورت حداكثر مي توان به ميزان 1/0 درصد وزن سيمان از كلرور كلسيم استفاده نمود چون در سازه هاي آبي ، آب در بتن نشت كرده و از كلرور كلسيم مصرفي آنچه را كه عمل نكرده است مجدداً فعال مي كند .
موارد ديگري از جمله كلرور سديم و كلرور باريم را مي توان جزء تسريع كننده ها شمرد .
دسته دوم : كندگير كننده ها
موادي هستند كه اگر به بتن اضافه شوند ، زمان گيرش و سخت شدن بتن را به تعويق مي اندازند . لذا در تمام مواردي كه سميان كندگير به كاربرده مي شود ، مي توان به جاي آن از سيمان پرتلند معمولي به اضافه مواد مضاف كندگير كننده استفاده كرد . (از جمله در بتن ريزي هاي حجيم براي جلوگيري از تنش هاي حرارتي ، در هواي گرم براي ساده كردن نحوه مراقبت ، در هواي گرم براي جلوگيري از ايجاد اتصالات سرد).
يكي از كندگير كننده ها شكر است و عملكرد آن به نحوي است كه اگر د رحد 05/0 درصد وزني سيمان به بتن اضافه شود ، گيرش سيمان را 4 ساعت به تأخير مي اندازد و اگر در حد 1 درصد وزني سيمان به بتن اضافه شود ، گیرش سيمان به كلي متوقف می شود . از اين مقدار شكر مي توان براي جلوگيري از گيرش بتن در مواقعي كه ميكسر خراب شده و قابل تخليه نيست استفاده كرد .
دسته سوم : روان كننده ها
موادي هستند كه اگر به بتن اضافه شوند ، بدون اينكه نيازي به افزايش آب باشد ، اسلامپ (كارايي) بتن افزايش مي يابد . به اين مواد گاهي مواد مضاف كاهش دهنده آب نيز گفته مي شود به جهت روان كنندگي مناسب اين مواد ، بعضي از مهندسين براي رسيدن به كارايي بالاتر ، ترجيح مي دهند به جاي استفاده از نسبت آب به سيمان بيشتر از مواد مضاف روان كننده استفاده كنند . استفاده از اين دسته از مواد مضاف در مواردي كه از پمپ بتن استفاده مي شود ، مناسب است . روان كننده ها را در بازار به نام پلاستي سايزر و نوع مرغوب آن را به نام سوپر پلاستي سايزر يا فوق روان كننده عرضه مي كنند . روان كننده ها به ميزان جزئي مقاومت فشاري بتن را كاهش مي دهند ، ولي تأثير افزايش نسبت آب به سيمان براي رسيدن به كارايي مناسب در مقايسه با اضافه كردن روان كننده در كاهش مقاومت فشاري بتن ، به مراتب بيشتر است .
دسته چهارم : مواد مضاف هوازا
مواد مضاف هوازا سبب مي شوند حبابهاي بسيار ريز هوا (حبابهاي ريزتر از 05/0 ميليمتر كه طبيعتاً با چشم قابل رؤيت نيستند ) ، در بتن ايجاد شود به مواد مضاف هوازا گاهي مواد مضاف ايجاد كننده حباب هوا و بتن حاصله در اصطلاح بتن هوا دار مي گويند .
بتن هوا دار معمولاً در محدوده 4% الي 8% هوا دارد .
قابل توجه است كه حبابهاي هوا در بتن به دو دسته اند :
1- حبابهاي غير عمدي كه درشت تر از 05/0 ميليمتر و اكثراً با ابعادي در حدود چندين ميليمتر هستند .
2- حبابهاي عمدي كه ريزتر از 05/0 ميليمتر هستند .
وجود حبابهاي غير عمدي در بتن اجتناب ناپذير بوده و اين حبابها كم و بيش در بتن ايجاد مي شوند ويبره كردن بتن بدين منظور صورت مي گيرد كه حبابهاي هواي غير عمدي را در بتنبه حداقل ممكن برساند اما عملاً هيچگاه حبابهاي هوا در بتن به صفر نمي رسد . معمولا در بتن هاي عادي بين 5/0 تا 3 درصد هوا وجود خواهد داشت .دسته دوم حبابها ، حبابهاي عمدي هستند كه با استفاده از مواد مضاف هوازا يا با استفاده از سيمانهاي هوازا (سيمان تيپ IA ، IIA ، IIIA) و يا با استفاده توأم از سیمان هوازا و مواد مضاف هوازا ، ايجاد مي شوند .
قابل توجه است كه حتي زماني كه از مواد مضاف هوازا استفاده مي شود ، در كنار ايجاد حبابهاي ريز هوا ، وجود حبابهاي درشت (حبابهاي هواي غير عمدي) در بتن اجتناب ناپذير است و از 4 الي 8 درصد هواي ايجاد شده در بتن ، ممكن است 1 الي 2 درصد آن حبابهاي غير مفيد و درشت هوا باشد با ويبره كردن ابتدا اين حبابهاي درشت تاحدي خارج مي شود ، اما اگر ويبره بيش از حد انجام شود ، قسمتي از حبابهاي ريز عمدي نيز از بتن خارج مي شوند .
بعضي از مواد مضاف هوازا عبارتند از :
1- چربي طبيعي جانوران (نظير پيه گاو)
2- صمغ طبيعي درختان
بديهي است مواد فوق را نمي توان بطور طبيعي بكار برد بلكه آنها را به صورت تركيبي با مواد شيميايي ديگر (تثبيت كننده) به صورت پودر يا مايع در اختيار مصرف كننده قرار مي دهند .