دانلود تحقیق کامل درمورد شناخت بتن

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 32

شناخت بتن

الف) اهمیت شناخت دقیق بتون: امروزه مصرف روز افزون بتون در کارهای مختلف، در تمام جوامع مهندسی عمرانی پذیرفته شده است. این امر به علت دارا بودن خواص مناسب، دوام کافی و در نتیجه، لزوم شناخت بیشتر مصالح تشکیل دهنده ی آن همراه با تکنولوژی ساخت بتون است.

ب) مواد تشکیل دهندۀ بتون: آشنایی کامل با خواص سیمان، مصالح سنگی و آب، ینی مواد تشکیل دهندۀ بتون ،شناخت مواد مضاف و مواد افزودنی (مانند مواد پوزولانی، سرباره کوره های آهن گدازی و روان کننده ها) چگونگی ساخت، حمل و ریختن و جا دادن ، تراکم ، عما اوردن و پرداخت بتون و نز اطلاعاتی درباره ی میلگرد و قالب بندی در کارهای بتونی ، آزمایش های مختلف روی بتون تازه و سخت شدن بتون ریزی در وضعیت ویژه مباحثی است که امروزه دانستن آن برای همه کارگزاران کارهای بتونی ضروری و اجتناب ناپذیر است.

ج) تعریف بتون: بتون جسم بسیار سخت و سخت مانندی است که ترکیب مقدار معین و حساب شده سیمان ، شن،ماسه ، آب و بعضی مواد مضاف و افزودنی دیگر به دست می آید.

ب) ویژگی مصالح سنگی : مصالح سنگی باید از دانه های تمیز و سخت و مقاوم تشکیل شوند ؛ همچنینی باید عاری از مواد شیمیایی باشند ، نیز سطح دانه های مصالح ، پوشیده از رس و یا مواد ریزدانه ای (مانند خاک ، لای ، سیلت، رس، املاح ، فضولات انسانی و مواد آلی دیگر) نباشد.بسیاری از این املاح را می توان با شستن مصالح خارج ساخت.

گفتنی است مصالح سنگی ضعیف، شکننده و پولکی برای ساخت بتون مناسب نیستند. مواد آلی ماسه را نمی توان با شستشو خارج کرد .

5-1- سیمان

اگر از مخلوطی از سنگ آهک، خاک رس با گچ در کورۀ دوار با حرارت زیاد پخته شود؛ سپس با مقدار کمی گچ از طریق آسیاب کردن به پودر تبدیل شود، محصول به دست آمده « سیمان » خواهد بود. زمانی که سیمان با آب مخلوط شود ، واکنش شیمیایی آغاز می گردد و بر روی سطح هر دانه سیمان، مواد حاصل از هیدراته شدن پدید می آید که در اثر اتصال این مواد به یکدیگر تمام دانه ها با هم ارتباط می یابند .در اثر این ارتباط، بتون سفت و سخت می شود و سرانجام ، مقاومت حاصل می شود .

این واکنش شیمیایی « هیدراتاسیون» نامیده می شود که با تولید حرارت همراه است. البته در قطعات نازک ، مانند دیوارها و یا دال ها- تا 200 میلی متر ضخامت- حرارت حاصل از هیدراتاسیون به سرعت از بین می رود. پس از قالب برداری دیوارهای با ضخامت 200 میلی متر و بیش تر، حتی پس از 24 ساعت از زمان بتون ریزی چنانچه سطح آن لمس گردد، دمای بتون احساس می شود.

6-1- آب

( یکی از اجزای اصلی بتون آب است. بدون وجد آب هیچ واکنش شیمیایی در بتون انجام نمی گیرد. از نظر تئوری مقدار آب مورد نیاز بتون در حدود 20% وزن سیمان است. اما در عمل برای به دست آوردن کارایی لازم، مقدار آب مصرفی تا حدود 30 الی 55 درصد افزاطش می یابد ( آب اضافی باعث حل شدن ژله ی سیمان می شود و مقداری از آن وارد فعل و انفعال ذرات غیر فعالتر سیمان شده و قسمتی دیگر نیز در هوای مخلوط در بتون محبوس می شود و فضایی کوچک و میکروسکوپی را تشکیل می دهد. در اثر تبخیر آب، این فضاها مقاومت بتون را کاهش می دهند). در سالهای اخیر با استفاده از مواد روان ساز عالی ، نسبت آب به سیمان کاهش داده در نتیجه ، امکان ساخت بتون مرغوب (مقاومت و دوام بالا)حاصل شده است. مناسبترین آب برای ساخت بتون، آب آشامیدنی است.آبهای دارای املاح و کلرورهای مختلف برای بتون نامناسب و زیان آورند. بتون در اثر ترکیبات مختلف اجزای سیمان با نمک های محلول در آب صدمه می بیند؛ از این رو ، باید دقت کرد که در ساخت بتون از مصرف آبهای راکد، آبهای باتلاقی ، آبهای دارای املاح زیاد، آب دریا و آبهای کثیف و مصرف شده ( فاضلاب های خانگی و صنعتی ) خودداری شود.

7-1- مواد مضاف

مواد مضاف، شیمیایی خاصی هستند که به صورت محلول و آی پودر عرضه می شوند. مواد مضاف به بتون اضافه می شوند تا بعضی از ویژگی های بتون تازه یا سخت شده را تغییر دهد.

1-3- علل مصرف فولاد در بتون

دلایل کاربرد فولاد در بتن عبارتند از:

افزایش تنشهای کنشی در بتون ترکیب بتون و فولاد در بتون مسلحدارای محاسن هر دو ماده و فاقد عیبهای آن دو. می باشد .افزایش دوام بتونافزایش مقاومت برشی افزایش مقاومت فشاری با استفاده از فولادهای جدیدپیوستگی کامل بین فولاد و بتون در مقابل ترکهای کششیساخت بتونی با مقاومت بالا ( با استفاده از روش پیش تنیدگی ) در نتیجه ، کاهش خیز و ترکهای کششی تحت اثر بارهای وارد شده.امکان ساخت پوسته های مقاوم نازک به وسیله بتن مسلح

2-3- انواع فولادهای مصرفی در بتون

مقاومت فولادهای مسلح کننده معمولی در بتن 100 برابر مقاومت کششی بتن و 10 برابر مقاومت فشاری بتن است. دو نوع فولاد برای ساختن میله های مسلح کننده به کار می روند که عبارت اند از : فولاد نرم ، و فولاد با تنش جاری شدن بالا.

اکثر بتون های از نورد گرم فولاد نرم ساخته می شوند. مقاومت آنها در حدود 2400-1600 کیلوگرم بر سانتی متر مر بع است. فولاد آج دار با تنش جاری شدن بالا از از نورد گرم فولاد کم آلیاژ و یآ به وسیله عملیات سرد روی فلز نرم (پیچش و کشش ) به دست می آید .

11-3- استاندار خم قلاب انتهای میلگرد

1- میله هآی اصلی

- برای قلاب 180 درجه، طول قلاب برابر 10 و قطر و انحنای خم 180 درجه حداقل برابر 5 است.

- برای قلاب 90 دجه ، طول قلاب برابر 15 است.

2- خاموت ها :

- برای قلاب 180درجه ، طول قلاب بعد از انحنا( نیم دایره) برابر با 4 تا 5/6 سانتی متر است .

- برای قلاب 90 درجه ، طول قلاب بعد از انحنا برابر 4 تا 5/6 سانتی متر است .

- برای قلاب 135 درجه، طول قلاب بعد از خم 135 درجه برابر 6 تا 5/6 سانتی متر است .

3- میلگرهای آج دار:

بر اساس استانداردها، تنها استفاده از میله گرد آجدار در بتون – به دلیل چسبندگی بهتر با بتون- توصیه می شود. در شکل های صفحه بعد از قلاب های استاندارد برای میله گردهای آج دار و ساده نشان داده شده است.

13-3- فونداسیون

تعریف : شالوده یا فنداسیون قسمتی از سازه است که قالباً پاین تر از سطح زمین قرار می گیرد و نیروهای ناشی از سازه را به خاک آی بستر سنگی انتقال می دهد.

عملکرد فونداسیون: تقریباً تمامی خاکها تحت تأثیر نیرو، به مقدار نسبتاً زیاد ، فشرده می شوند که این کار باعث نشست سازه ی استوار بر آن می شود.

دو اصل اساسی در طراحی شالوده ها باید رعایت شود:

نشست کلی سازه به مقدار قابل قبول و جزئی محدود شود.قسمت های مختلف سازه تا حد امکان نباید دارای نشست های نا مساوی باشند.

انواع شالوده ها:

شالوده ها در حالت کلی ه شالوده های دیوار و ستون تقسیم بندی می شوند. شالوده دیوار یک نوار از دیوار مسلح به عرض بزرگتر از ضخامت دیوار است (حد اقل عرض 50 سانتی متر) که بار دیوار را به سطح گسترده تری منتقل می کند( شالوده نواری). شالوده هاط منفرد معمولاً  به صورت مربع و گاهی به صورت مستطیل هستند.

در بعضی از شالوده ها ممکن است مقطع به شکل ذوزنقه باشند. در بعضی حالت ها ، شالوده به صورت مکعب- برای انتقال بار 2 ظیآ جند ستون – ساخته می شوند. هر گاه مقاومت زمین در حد متعارفی باشد، از شالوده های ساده و مرکب استفاده می شود و زمانی که از زمین مقاومت کافی ندارند، از شالوده های گسترده یا صفحه ای استفاده خواهد شد.

شالوده های گسترده (رادیه) یک دال بتون مسلح یک پارچه است که در تمام سطح زیر ساختمان گسترده شده است.

14-3- میلگرد گذاری ساده شالوده ها

در عمل میلگردها به صورت شبکه ای در کف شالوده قرار داده می شود0 بااحتساب فاصله پوشش بتون). برآی ایجتاد چسبندگی و انتقال مناسب نیرو از فولاد به بتون و بر عکس در کناره های میلگردهای شبکه با  خم 90 درجه به طول معین، شکل داده می شوند(15 برای میلگرد ساده و 12 برای میلگر آج دار).حداکثر فاصله ی آرماتورهای شبکه نمی تواند از 12 بیشتر باشد.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید

پروژه و تحقیق-بتن و انواع آن،هبلکس،گروت و بتن الیافی،بتن اسفنجی اتوکلاوی- در 230 صفحه-docx

بتن اسفنجی اتوکلاوی

بلوک سبک بتنی هوادار اتوکلاو شده یا بتن هوادار اتوکلاوی (Autoclaved Aerated Concrete - AAC) همان بتن گازی سبک یا متخلخل می‌باشد. این نام برای بتن هوادار تولید شده در اروپا در نظر گرفته شده است. در سال ۱۹۲۴ میلادی توسط مهندس آرشیتکت سوئدی اختراع و به جامعه مهندسین معرفی گردید. این بتن هم اکنون در اروپا وآمریکا به نام‌های تجاری HEBEL , YTONG یا Siporex ارائه می‌شود و در ساخت و ساز نیز بسیار از آن استفاده می‌شود.

ساخت این محصول به روش اختلاط و پخت مواد اولیه انجام می‌گیرد.Johan Axel Erikson مهندس آرشیتکت سوئدی پس از آزمایش‌ها متعدد دریافت که اگر عمل آوری این مواد در حرارت و فشار زیاد انجام شود، یک محصول بتنی متخلخل با مقاومت بالا به دست می‌آید که به علت وجود حباب‌های گاز در آن، یک عایق خوب نیز محسوب می‌شود. این محصول پس از تغییراتی در فرمولاسیون Autoclaved Aerated Concrete و به اختصار AAC نام گرفت.

در حدود ۱۹۴۳ آلمانی‌ها نیز از این تکنولوژی استفاده کرده و AAC را تحت نامهای تجاری مختلف تولید کردند. همگام با سوئد و آلمان، انگلستان نیز خاکستر را جایگزین سیلیس کرده و مدت زیادی است که بلوک AAC تولید شده را در صنعت ساختمان استفاده می‌کنند. در حال حاضر، با تغییرات کوچک در فرمولاسیون و فرایند مربوط به AAC، تغییرات چشمگیری در ساختار آن فراهم آمده و این تغییرات موجب تقویت ویژگیهای فیزیکی و مکانیکی AAC شده است. در سالهای اخیر بیش از ۴۵۰ تولید کننده در ۴۱ کشور جهان AAC را تولید و به بازار عرضه می‌کنند

مواد اولیه

مواد تشکیل دهنده اصلی بتن هوادار اتوکلاوی، ماسه سیلیسی، آهک، سیمان، آب هستند، طبیعی و به وفور یافت می‌شود. ترکیبات قابل بازیافت و برگرداندن به چرخه تولید می‌باشد.

نحوه تولید

مهمترین مواد اولیه این نوع بتن سیلیس است که همراه آب به صورت دوغاب درآورده می‌شود و همچنین آهک پخته شده و سیمان می‌باشد و در میکسرهای مخصوص در مدت زمان معلوم می‌باشد و سپس در قالب‌های مورد نظر ریخته خواهند شد.

به طور کلی سیپورکس مخلوطی از سیلیس، سیمان، آهک و مقداری پودر آلومینیوم می‌باشد که در حرارت ۲۰۰ درجه سانتی گراد پخته شده و در ابعاد ۶۰*۲۵*۱۰ ،۶۰*۲۵*۱۲.۵ ،۶۰*۲۵*۱۵ ،۶۰*۲۵*۲۰ ،۶۰*۲۵*۲۵، ۶۰*۲۵*۳۰ و همچنین بسته به نیاز مشتری متغیر تولید می‌شود

خط تولید

سیلیس از مهمترین مواد اولیه بتن سبک AAC می‌باشد و از معادن داخل کشور تهیه می‌شود، آهک نیز بصورت فرآوری شده و پخته شده به داخل کارخانه حمل می‌گردد.

در خط تولید بتن سبک یاAAC سه سیلوی نگهداری مواد اولیه وجود دارد که عبارتند از: سیلوی سیلیس، سیلوی آهک و سیلوی سیمان، که مواد اولیه پس از نگهداری در این سیلوها به تدریج وارد خط تولید می‌شوند. سیلیس، آهک و سیمان بوسیله الواتورهای مخصوص از سطح زیرین سیلوها به داخل آنها منتقل و درمدت زمان مشخص وارد خط تولید می‌شوند.

در نخستین مرحله از تولید بتن سبک، مواد اولیه شامل سیلیس و آب بصورت دوغاب یا گل در آورده می‌شود مواد مورد مصرف شامل سیلیس، آهک و سیمان بصورت خشک پس از توزین مخلوط می‌شوند و در واقع دو آسیاب در این مرحله وجود دارد شماره (آسیاب مواد تر) و (مواد خشک) که پس از مخلوط شدن و فرآوری، مواد به محل قالب ریزی انتقال داده می‌شوند.

پیش از آنکه مواد به قسمت قالب ریزی انتقال یابند بدقت توزین شده و در میکسرهای مخصوصی در مدت زمان لازم و مشخص مخلوط می‌شوند. مرحله بعدی کار مرحله قالب ریزی مواد است که مواد مخلوط شده در داخل قالب‌هایی که هر کدام تقریبا ۳ متر معکب گنجایش دارند ریخته می‌شوند.. این مواد پس فعل و انفعالات شیمیایی در زمانی مشخص بصورت قالب‌های مورد نظر در می‌آیند این زمان حدود ۳٫۵ ساعت به درازا می‌کشد. اینک زمان آن رسیده است تا قالب‌های تولیدی را به خط ریخته گری انتقال دهند؛ این قالب‌ها بوسیله شیفتر به خط ریخته گری کارخانه برده می‌شوند تا این مرحله از کار انجام شود.

قالب‌های تولیدی را بامازوت، اندود می‌کنند تا در مرحله ریخته‌گری چسبندگی ایجاد نشود.میزان حرارت موجود و آمادگی قالب‌ها برای خط برش بوسیله متخصصان کارخانه اندازه‌گیری می‌شود تا پس از اعلام آمادگی قالبها به خط برش منتقل شود.بعلت تغییراتی که می‌تواند در مواد اولیه رخ دهد، این مواد پیش از ورود به خط، کنترل شده و آزمایش‌های شیمیایی روی آنها انجام می‌شود و پس از ورود به خط نیز بنا به کیفیتی که درون قالب‌ها دارد، تحت آزمایش و کنترل کیفی قرار می‌گیرند. در این بخش از کارخانه سطح خارجی قالب‌ها برداشته می‌شود تا یک سطح هموار و مشخصی از تمام قالب‌ها نمایان گردد در این قسمت دیوارهای جانبی قالب‌ها جدا و از واگن‌ها جدا می‌شوند و آنگاه به بخش برش انتقال می‌یابند. در این بخش پس از دیواره برداری از قالب‌ها، ابتدا برش‌های عرضی به قالبها داده می‌شود و آنگاه با دستگاههای برش و با دقت و توجه خاص کارکنان و متخصصان کارخانه برش‌های طولی قالب‌ها انجام خواهد شد. اندازه برش‌های طولی و عرضی قالب‌ها بسته به تقاضای مصرف کنندگان و بازار مصرف آن دارد که قابل تنظیم و تغییر خواهد بود. پس از مرحله برش، قالب‌ها بر روی واگن‌های مخصوصی قرار می‌گیرند تا به بخش بلوکی که مرحله پخت قالب هاست انتقال یابد. قالب‌های محصول در مرحله پخت وارد اتو کلاوها می‌شوند و در حرارت ۲۰۰ درجه سانتی گراد و با فشار ۱۲ اتمسفر پخته و عمل آوری می‌گردد. قالب‌ها در اتوکلاوها و پخت کامل به بخش بار انداز محصولات آماده تحویل انتقال می‌یابند تا به تدریج به بازار مصرف عرضه شود.

مزایا

مزایای فنی

سبکی وزن، عایق در برابر حرارت، عایق در برابر برودت، عایق در برابر صدا، استحکام و پایداری در مقابل زلزله، آتش‌سوزی و بسیاری مزایای دیگر از محاسن بلوک‌های سیپورکس نسبت به سایر مصالح قدیمی نظیر آجرهای معمولی و آجرهای سفال می‌باشد.

مزایای اجرایی

با توجه به ابعاد و سبکی و راحتی نصب بلوک‌های سیپورکس در همه ضخامت‌ها، سرعت اجرا نسبت به سایر مصالح به ۳ برابر بالغ می‌گردد.

مزایای اقتصادی

پروژه‌های ساختمانی با استفاده از بلوک‌های AAC با در نظر گرفتن سرعت اجرا، به دستمزد کمتری احتیاج و همچنین استفاده از AAC به سبب مصرف ملات کمتر و نیز کاهش بارهای وارده به سازه به دلیل وزن کم دیوارها که موجب کاهش ابعاد سازه می‌شود، صرفه جویی قابل ملاحظه‌ای را در هزینه مصالح مصرفی موجب می‌گردد.

همچنین این مصالح با وجود تخلخل‌هایی از حباب‌های ریز شرایط مناسبی به منظور جلوگیری از هدر رفت انرژی ساختمان داشته باشد و به عبارت دیگر می‌تواند عایق هوشمند صوت و حرارت باشد.

به علاوه در مقایسه میان مصالح سنتی و AACاقلام زیر نیز قابل توجه می‌باشد: سرعت زیاد دیوارچینی با سیپورکس، سرعت زیاد کارهای تاسیساتی، کاهش مقاطع ساختمانی به هنگام محاسبه و صرفه جویی قابل ملاحظه در سازه‌های فلزی و بتنی. به علاوه استفاده از AAC موجب صرفه جویی چشمگیری در انرژی برای سرمایش و گرمایش ساختمان بعد از احداث می‌شود. همچنین ضایعات کلاً به عنوان پوکه مورد استفاده قرار می‌گیرد در حالیکه ضایعات زیاد آجر عملاً بلا استفاده می‌ماند.

مزایا کلی

سازگاری با محیط زیستمقاوم در برابر بارهای ناشی از باد و طوفان‌های شدید و زلزله

دستورالعمل‌ها

بتن هوادار اتوکلاوشده (AAC) همگونی کامل با انواع ملات (ماسه، سیمان، گچ، خاک) را دارد.

ملات مصرفی از آب کافی برخوردار باشد.پس از اجرای کامل دیوارها جهت اجرای صحیح گچ باید سطح دیوارها آب پاشی شود و فاصله بین مرطوب کردن دیوارها و انجام عملیات مورد نظر از یک ساعت تجاوز کند.بدلیل خواص مکانیکی و ترموفیزیکی متفاوت مصالح ساختمانی از بکار بردن همزمان بلوک سیپورکس با سایر مصالح ساختمانی مانند آجر، بلوک سفالی، بلوک سیمانی در دیوارها خوداری شود.جهت برش قطعات می‌توان از وسایلی مانند تیشه و اره چوب بری، شیارزن استفاده نمود.بمنظور نصب وسایل بر روی دیوار (قاب عکس، تابلو) می‌توان از پیچ و رول پلاک استفاده نمود.بمنظور نصب تاسیسات مکانیکی و الکترونیکی به راحتی توسط یک دستگاه برش (فرز) می‌توان مسیر عبور را در داخل بلوکها تعبیه نمود.

مقاومت حرارتی عالی AAC نقشی بزرگ را برای حفاظت محیط توسط کاهش ظرفیت نیاز به هوای گرم و یا خنک در ساختمانها برعهده دارد. به اضافه اینکه قابلیت استفاده راحت از این محصول، برش درست آنرا باعث می‌شود که این تولید ضایعات سخت در حین مصرف را به حداقل می‌رساند.

بر خلاف دیگر مواد ساختمانی AAC می‌تواند نیاز به استفاده از عوامل ایزولاسیون در ساختمان را که باعث افزایش تاثیر بر محیط و قیمت محصول می‌شود را منتفی نماید. شن کوارتز، آهک و یا سیمان به مثابه عامل پیوند کننده، پودر آلومینیوم به نسبت ۵ درصد (با توجه به دانسیته از قبل طراحی شده) و آب زمانی که مخلوط شده ودر قالبها ریخته می‌شوند باعث پیدایش واکنش‌های متعدد شیمیایی می‌شوند که وزن سبک و خواص حرارتی AAC را تامین می‌کنند. پودر آلومینیوم با هیدروکسید کلسیم و آب وارد واکنش شده و هیدروژن تولید می‌کند. گاز هیدروژن مخلوط خام را تا دو برابر حجم فوم می‌نماید (توسط حبابهای گازی باقطر حدود یک هشتم اینچ) در پایان پروسس فرمینگ هیدروژن به اتمسفر گریخته و توسط هوا جایگزین می‌شود. زمانی که فومها از مواد جدا می‌شوند محصول جامد ولی هنوز نرم است که بشکل پنل و بلوک بریده شده و برای مدت ۱۲ساعت در اتاقک اتوکلاو قرار داده می‌شود.

در شرایط فشار بخار، پروسه سخت شدن تا زمانی که درجه حرارت به ۱۸۰°C و فشار به ۱۲ bar می‌رسد ادامه می‌یابد. دانه های کوارتز باهیدوکسید کلسیم واکنش داده و کلسیم سیلیکوهیدرات تولید می‌نماید که این عاملی است که مقاومت بالا و خواص مشهود AAC را بوجود می‌آورد.

کارکردن با بتن سبک بسیار آسان است مثلاً به راحتی می‌توان آنرا اره نموده و یا میخ در آن کوبیده شود و یا جای پریز یا کانال عبور سیم برق و لوله آن در آن بوجود آورد. علاوه بر این بتن سبک در مقابل آتش بسیار مقاوم است و کلیه شرایط سلامت محیط زیست را دارا می‌باشد. کارکردن با این نوع بتن‌های سبک نیاز به تخصص خاصی ندارد. با توجه به ابعاد و سهولت کار، سرعت اجرا نیز نسبت به آجر و سفال تا ۲ الی ۳ برابر افزایش می‌یابد.

ملات مورد نیاز

ملات ماسه و سیمان

با توجه به اینکه بلوکهای AAC از نوع بتن سبک می‌باشد و همگونی کاملی با ملات ماسه و سیمان دارد می‌توان نسبت ترکیب را ۵ یا ۶ به یک تبدیل و در مصرف سیمان صرفه جویی بیشتری نمود. در مواردیکه عایق بندیهای مورد اجرا با آب و رطوبت سر و کاری نداشته باشد (مثل دیوار اتاق خواب...) می‌توان از ملات گچ و خاک (به لحاظ صرفه حویی اقتصادی) نیز استفاده نمود.

چسب بلوک

چسب مخصوص بلوک هوادار اتوکلاو شده باعث افزایش سرعت اجرا و کاهش پل حرارتی ملات ماسه سیمان می گردد.

جذب آب

با توجه به متخلخل بودن بلوکهای AAC، نم و رطوبت توسط این بلوکها منتقل نمی‌شود. در حالی که این بلوکها نم و رطوبت را منتقل نمی‌کنند ولی در سطح بلوک آب بیشتری را نسبت به مصالح مشابه جذب می‌کنند.

اجرای تاسیسات و نماسازی (اعم از لوله، کابینت، سنگ، سرامیک) به راحتی بر روی اینگونه بتن قابل اجرا می‌باشد.

از سال ۱۹۸۰ توسعه‌ای جهانی در مصرف AAC و احداث کارخانجات جدید در آمریکا، اروپای شرقی، چین، بحرین، روسیه، هند و استرالیا بوجود آمد. این محصول بطور روزافزونی توسط تولید کنندگان، معماران و سازندگان خانه استفاده می‌شود.

بلوک سبک بتنی هوادار اتوکلاو شده یا بتن هوادار اتوکلاوی (Autoclaved Aerated Concrete - AAC) همان بتن گازی سبک یا متخلخل می‌باشد. این نام برای بتن هوادار تولید شده در اروپا در نظر گرفته شده است. در سال ۱۹۲۴ میلادی توسط مهندس آرشیتکت سوئدی اختراع و به جامعه مهندسین معرفی گردید. این بتن هم اکنون در اروپا وآمریکا به نام‌های تجاری HEBEL , YTONG یا HEBELEX ارائه می‌شود و در ساخت و ساز نیز بسیار از آن استفاده می‌شود.

ساخت این محصول به روش اختلاط و پخت مواد اولیه انجام می‌گیرد.Johan Axel Erikson مهندس آرشیتکت سوئدی پس از آزمایش‌ها متعدد دریافت که اگر عمل آوری این مواد در حرارت و فشار زیاد انجام شود، یک محصول بتنی متخلخل با مقاومت بالا به دست می‌آید که به علت وجود حباب‌های گاز در آن، یک عایق خوب نیز محسوب می‌شود. این محصول پس از تغییراتی در فرمولاسیون Autoclaved Aerated Concrete و به اختصار AAC نام گرفت.

در حدود ۱۹۴۳ آلمانی‌ها نیز از این تکنولوژی استفاده کرده و AAC را تحت نامهای تجاری مختلف تولید کردند. همگام با سوئد و آلمان، انگلستان نیز خاکستر را جایگزین سیلیس کرده و مدت زیادی است که بلوک AAC تولید شده را در صنعت ساختمان استفاده می‌کنند. در حال حاضر، با تغییرات کوچک در فرمولاسیون و فرایند مربوط به AAC، تغییرات چشمگیری در ساختار آن فراهم آمده و این تغییرات موجب تقویت ویژگیهای فیزیکی و مکانیکی AACشده است. در سالهای اخیر بیش از ۴۵۰ تولید کننده در ۴۱ کشور جهان AAC را تولید و به بازار عرضه می‌کنند. 

مواد اولیه

مواد تشکیل دهنده اصلی بتن هوادار اتوکلاوی، ماسه سیلیسی، آهک، سیمان، آب هستند، طبیعی و به وفور یافت می‌شود. ترکیبات قابل بازیافت و برگرداندن به چرخه تولید می‌باشد.

نحوه تولید

مهمترین مواد اولیه این نوع بتن سیلیس است که همراه آب به صورت دوغاب درآورده می‌شود و همچنین آهک پخته شده و سیمان می‌باشد و در میکسرهای مخصوص در مدت زمان معلوم می‌باشد و سپس در قالب‌های مورد نظر ریخته خواهند شد.

به طور کلی هبلکس مخلوطی از سیلیس، سیمان، آهک و مقداری پودر آلومینیوم می‌باشد که در حرارت ۲۰۰ درجه سانتی گراد پخته شده و در ابعاد ۶۰*۲۵*۱۰ ،۶۰*۲۵*۱۲.۵ ،۶۰*۲۵*۱۵ ،۶۰*۲۵*۲۰ ،۶۰*۲۵*۲۵، ۶۰*۲۵*۳۰ و همچنین بسته به نیاز مشتری متغیر تولید می‌شود.

خط تولید

سیلیس از مهمترین مواد اولیه بتن سبک AAC می‌باشد و از معادن داخل کشور تهیه می‌شود، آهک نیز بصورت فرآوری شده و پخته شده به داخل کارخانه حمل می‌گردد.

در خط تولید بتن سبک یاAAC سه سیلوی نگهداری مواد اولیه وجود دارد که عبارتند از: سیلوی سیلیس، سیلوی آهک و سیلوی سیمان، که مواد اولیه پس از نگهداری در این سیلوها به تدریج وارد خط تولید می‌شوند. سیلیس، آهک و سیمان بوسیله الواتورهای مخصوص از سطح زیرین سیلوها به داخل آنها منتقل و درمدت زمان مشخص وارد خط تولید می‌شوند.

در نخستین مرحله از تولید بتن سبک، مواد اولیه شامل سیلیس و آب بصورت دوغاب یا گل در آورده می‌شود مواد مورد مصرف شامل سیلیس، آهک و سیمان بصورت خشک پس از توزین مخلوط می‌شوند و در واقع دو آسیاب در این مرحله وجود دارد شماره (آسیاب مواد تر) و (مواد خشک) که پس از مخلوط شدن و فرآوری، مواد به محل قالب ریزی انتقال داده می‌شوند.

پیش از آنکه مواد به قسمت قالب ریزی انتقال یابند بدقت توزین شده و در میکسرهای مخصوصی در مدت زمان لازم و مشخص مخلوط می‌شوند. مرحله بعدی کار مرحله قالب ریزی مواد است که مواد مخلوط شده در داخل قالب‌هایی که هر کدام تقریبا ۳ متر معکب گنجایش دارند ریخته می‌شوند.. این مواد پس فعل و انفعالات شیمیایی در زمانی مشخص بصورت قالب‌های مورد نظر در می‌آیند این زمان حدود ۳٫۵ ساعت به درازا می‌کشد. اینک زمان آن رسیده است تا قالب‌های تولیدی را به خط ریخته گری انتقال دهند؛ این قالب‌ها بوسیله شیفتر به خط ریخته گری کارخانه برده می‌شوند تا این مرحله از کار انجام شود.

قالب‌های تولیدی را بامازوت، اندود می‌کنند تا در مرحله ریخته‌گری چسبندگی ایجاد نشود.میزان حرارت موجود و آمادگی قالب‌ها برای خط برش بوسیله متخصصان کارخانه اندازه‌گیری می‌شود تا پس از اعلام آمادگی قالبها به خط برش منتقل شود.بعلت تغییراتی که می‌تواند در مواد اولیه رخ دهد، این مواد پیش از ورود به خط، کنترل شده و آزمایش‌های شیمیایی روی آنها انجام می‌شود و پس از ورود به خط نیز بنا به کیفیتی که درون قالب‌ها دارد، تحت آزمایش و کنترل کیفی قرار می‌گیرند. در این بخش از کارخانه سطح خارجی قالب‌ها برداشته می‌شود تا یک سطح هموار و مشخصی از تمام قالب‌ها نمایان گردد در این قسمت دیوارهای جانبی قالب‌ها جدا و از واگن‌ها جدا می‌شوند و آنگاه به بخش برش انتقال می‌یابند. در این بخش پس از دیواره برداری از قالب‌ها، ابتدا برش‌های عرضی به قالبها داده می‌شود و آنگاه با دستگاههای برش و با دقت و توجه خاص کارکنان و متخصصان کارخانه برش‌های طولی قالب‌ها انجام خواهد شد. اندازه برش‌های طولی و عرضی قالب‌ها بسته به تقاضای مصرف کنندگان و بازار مصرف آن دارد که قابل تنظیم و تغییر خواهد بود. پس از مرحله برش، قالب‌ها بر روی واگن‌های مخصوصی قرار می‌گیرند تا به بخش بلوکی که مرحله پخت قالب هاست انتقال یابد. قالب‌های محصول در مرحله پخت وارد اتو کلاوها می‌شوند و در حرارت ۲۰۰ درجه سانتی گراد و با فشار ۱۲ اتمسفر پخته و عمل آوری می‌گردد. قالب‌ها در اتوکلاوها و پخت کامل به بخش بار انداز محصولات آماده تحویل انتقال می‌یابند تا به تدریج به بازار مصرف عرضه شود. 

مزایای فنی

سبکی وزن، عایق در برابر حرارت، عایق در برابر برودت، عایق در برابر صدا، استحکام و پایداری در مقابل زلزله، آتش‌سوزی و بسیاری مزایای دیگر از محاسن بلوک‌های هبلکس نسبت به سایر مصالح قدیمی نظیر آجرهای معمولی و آجرهای سفال می‌باشد.

مزایای اجرایی

با توجه به ابعاد و سبکی و راحتی نصب بلوک‌های هبلکس در همه ضخامت‌ها، سرعت اجرا نسبت به سایر مصالح به ۳ برابر بالغ می‌گردد.

مزایای اقتصادی

پروژه‌های ساختمانی با استفاده از بلوک‌های AAC با در نظر گرفتن سرعت اجرا، به دستمزد کمتری احتیاج و همچنین استفاده از AAC به سبب مصرف ملات کمتر و نیز کاهش بارهای وارده به سازه به دلیل وزن کم دیوارها که موجب کاهش ابعاد سازه می‌شود، صرفه جویی قابل ملاحظه‌ای را در هزینه مصالح مصرفی موجب می‌گردد.

همچنین این مصالح با وجود تخلخل‌هایی از حباب‌های ریز شرایط مناسبی به منظور جلوگیری از هدر رفت انرژی ساختمان داشته باشد و به عبارت دیگر می‌تواند عایق هوشمند صوت و حرارت باشد.

به علاوه در مقایسه میان مصالح سنتی و AACاقلام زیر نیز قابل توجه می‌باشد: سرعت زیاد دیوارچینی با هبلکس، سرعت زیاد کارهای تاسیساتی، کاهش مقاطع ساختمانی به هنگام محاسبه و صرفه جویی قابل ملاحظه در سازه‌های فلزی و بتنی. به علاوه استفاده از AAC موجب صرفه جویی چشمگیری در انرژی برای سرمایش و گرمایش ساختمان بعد از احداث می‌شود. همچنین ضایعات کلاً به عنوان پوکه مورد استفاده قرار می‌گیرد در حالیکه ضایعات زیاد آجر عملاً بلا استفاده می‌ماند. 

مزایا کلی

سازگاری با محیط زیستمقاوم در برابر بارهای ناشی از باد و طوفان‌های شدید و زلزله

  دستورالعمل‌ها

بتن هوادار اتوکلاوشده (AAC) همگونی کامل با انواع ملات (ماسه، سیمان، گچ، خاک) را دارد.ملات مصرفی از آب کافی برخوردار باشد.پس از اجرای کامل دیوارها جهت اجرای صحیح گچ باید سطح دیوارها آب پاشی شود و فاصله بین مرطوب کردن دیوارها و انجام عملیات مورد نظر از یک ساعت تجاوز کند.بدلیل خواص مکانیکی و ترموفیزیکی متفاوت مصالح ساختمانی از بکار بردن همزمان بلوک هبلکس با سایر مصالح ساختمانی مانند آجر، بلوک سفالی، بلوک سیمانی در دیوارها خوداری شود.جهت برش قطعات می‌توان از وسایلی مانند تیشه و اره چوب بری، شیارزن استفاده نمود.بمنظور نصب وسایل بر روی دیوار (قاب عکس، تابلو) می‌توان از پیچ و رول پلاک استفاده نمود.بمنظور نصب تاسیسات مکانیکی و الکترونیکی به راحتی توسط یک دستگاه برش (فرز) می‌توان مسیر عبور را در داخل بلوکها تعبیه نمود.

مقاومت حرارتی عالی AAC نقشی بزرگ را برای حفاظت محیط توسط کاهش ظرفیت نیاز به هوای گرم و یا خنک در ساختمانها برعهده دارد. به اضافه اینکه قابلیت استفاده راحت از این محصول، برش درست آنرا باعث می‌شود که این تولید ضایعات سخت در حین مصرف را به حداقل می‌رساند.

بر خلاف دیگر مواد ساختمانی AAC می‌تواند نیاز به استفاده از عوامل ایزولاسیون در ساختمان را که باعث افزایش تاثیر بر محیط و قیمت محصول می‌شود را منتفی نماید. شن کوارتز، آهک و یا سیمان به مثابه عامل پیوند کننده، پودر آلومینیوم به نسبت ۵ درصد (با توجه به دانسیته از قبل طراحی شده) و آب زمانی که مخلوط شده ودر قالبها ریخته می‌شوند باعث پیدایش واکنش‌های متعدد شیمیایی می‌شوند که وزن سبک و خواص حرارتی AAC را تامین می‌کنند. پودر آلومینیوم با هیدروکسید کلسیم و آب وارد واکنش شده و هیدروژن تولید می‌کند. گاز هیدروژن مخلوط خام را تا دو برابر حجم فوم می‌نماید (توسط حبابهای گازی باقطر حدود یک هشتم اینچ) در پایان پروسس فرمینگ هیدروژن به اتمسفر گریخته و توسط هوا جایگزین می‌شود. زمانی که فومها از مواد جدا می‌شوند محصول جامد ولی هنوز نرم است که بشکل پنل و بلوک بریده شده و برای مدت ۱۲ساعت در اتاقک اتوکلاو قرار داده می‌شود.

در شرایط فشار بخار، پروسه سخت شدن تا زمانی که درجه حرارت به ۱۸۰° c و فشار به ۱۲ b

پاورپوینت-هبلکس (hebelex) یا بتن سبک چیست- در 35 اسلاید-powerpoin-ppt

هبلکس چیست؟

هبلکس نام تجاری است که برای بتن هوادار اتوکلاوی (Autoclaved Aerated Concrete – AAC) تولید شده در اروپا قرارداده اند که همان بتن سبک، بتن گازی سبک یا متخلخل می‌باشد و در سال ۱۹۲۴ میلادی توسط یک مهندس آرشیتکت سوئدی اختراع و به جامعه مهندسی معرفی گردید.

این بتن هم اکنون در اروپا و آمریکا به نام های تجاری “YTONG” و یا “HEBELEX” ارایه می‌شود. ساخت این محصول به روش اختلاط و پخت مواد اولیه انجام می گیرد.

حدود ۶۰% وزنی مواد اولیه سنگدانه سیلیسی میکرونیزه شده با خلوص بالای ٨٠% می‌باشد و این میزان سیلیس غیر قابل جایگزینی با سایر سنگدانه های دیگر می‌باشد.

مصرف سیمان نیز کمتر از ١٠٠ کیلوگرم در هر مترمکعب می‌باشد.

پودر اکسید آلومینیوم مورد استفاده با دانه بندی تعریف شده و مخصوصی می‌باشد.

لازم بذکر است بکارگیری سیلیس از معادن و خردایش (خرد کردن) آنها تا حد زیادی تولید را غیر اقتصادی می نماید، در نتیجه کنترل کیفیت سیلیس در خط تولید نیاز به بررسی بیشتری دارد.

هبلکس مخلوطی از سیلیس، سیمان، آهک و پودر آلومینیوم درحرارت ۲۰۰ درجه سانتی گراد و فشار ۱۲ اتمسفر در اتوکلاوها پخته و به قطعات مورد نیاز ساختمانی بریده می‌شود.

این محصول امتیازات ویژه ای نیز نسبت به دیگر مصالح دارد از جمله این که عایق مناسب حرارتی و صدا می‌باشد، در برابر فشار مقاوم است، با ابزار معمولی به آسانی بریده می‌شود و می‌توان آن را به هر شکل تراشید، سوراخ کرد و یا تغییر شکل داد.

در موقعیت کنونی بتن سبک یا هبلکس بهترین ماده برای ساخت ساختمان های کوچک و بزرگ مسکونی، خدماتی، صنعتی و کشاورزی بویژه در مناطق زلزله خیز می‌باشد.
روش تولید هبلکس (HEBELEX) 
سیلیس از مهمترین مواد اولیه بتن سبک هبلکس می‌باشد و از معادن داخل کشور تهیه می‌شود، آهک نیز بصورت فرآوری شده و پخته شده به داخل کارخانه حمل می گردد.
در خط تولید بتن سبک یا هبلکس ۳ سیلوی نگهداری مواد اولیه وجود دارد که عبارتند از: سیلوی سیلیس، سیلوی آهک و سیلوی سیمان، که مواد اولیه پس از نگهداری در این سیلوها به تدریج وارد خط تولید می‌شوند. سیلیس، آهک و سیمان بوسیله الواتورهای مخصوص از سطح زیرین سیلوها به داخل آنها منتقل و درمدت زمان مشخص وارد خط تولید می‌شوند.

در نخستین مرحله از تولید بتن سبک، مواد اولیه شامل سیلیس و آب در آسیاب شماره ۱ بصورت دوغاب یا گل در آورده می‌شود و در آسیاب شماره ۲ مواد مورد مصرف شامل سیلیس، آهک و سیمان بصورت خشک پس از توزین مخلوط می‌شوند و در واقع دو آسیاب در این مرحله وجود دارد آسیاب شماره ۱ (آسیاب مواد تر) و آسیاب شماره ۲ (مواد خشک) که پس از مخلوط شدن و فرآوری، مواد به محل قالب ریزی انتقال داده می‌شوند.

پیش از آنکه مواد به قسمت قالب ریزی انتقال یابند بدقت توزین شده و در میکسرهای مخصوصی در مدت زمان لازم و مشخص مخلوط می‌شوند. در این بخش ۳ نوع مواد اولیه وجود دارد که توزین نهایی مواد در آنها انجام می‌شود. هر ۳ نوع مواد شامل آهک، سیمان و سیلیس در این بخش توزین شده و وارد آسیاب های خشک و تر می‌شوند

مرحله بعدی کار مرحله قالب ریزی مواد است که مواد مخلوط شده در داخل قالب هایی که هر کدام تقریبا ۳ متر معکب گنجایش دارند ریخته می‌شوند.

مخلوط متناسب از سیلیس، آهک، سیمان و آب که با شیوه ای هماهنگ در میکسرها عمل آوری شده است نیمی از حجم قالب ها را پر می کند. این مواد پس فعل و انفعالات شیمیایی در زمانی مشخص بصورت قالب های مورد نظر در می آیند این زمان حدود ۳.۵ ساعت به درازا می کشد. اینک زمان آن رسیده است تا قالب های تولیدی را به خط ریخته گری انتقال دهند. این قالب ها بوسیله شیفتر به خط ریخته گری کارخانه برده می‌شوند تا این مرحله از کار انجام شود.
قالب های تولیدی را بامازوت، اندود می کنند تا در مرحله ریخته‌گری چسبندگی ایجاد نشود.
بدلیل فعل و انفعالات شیمیایی در مرحله قالب ریزی، مواد اولیه حرارتی حدود ۷۰ درجه سانتی گراد تولید می کنند.

میزان حرارت موجود و آمادگی قالب ها برای خط برش بوسیله متخصصان کارخانه اندازه گیری می‌شود تا پس از اعلام آمادگی قالبها به خط برش منتقل شود.
بعلت تغییراتی که می‌تواند در مواد اولیه رخ دهد، این مواد پیش از ورود به خط، کنترل شده و آزمایش های شیمیایی روی آنها انجام می‌شود و پس از ورود به خط نیز بنا به کیفیتی که درون قالب ها دارد، تحت آزمایش و کنترل کیفی قرار می گیرند.
در این بخش از کارخانه سطح خارجی قالب ها برداشته می‌شود تا یک سطح هموار و مشخصی از تمام قالب ها نمایان گردد در این قسمت دیوارهای جانبی قالب ها جدا و از واگن ها جدا می‌شوند و آنگاه به بخش برش انتقال می یابند. در این بخش پس از دیواره برداری از قالب ها، ابتدا برش های عرضی به قالبها داده می‌شود و آنگاه با دستگاههای برش و با دقت و توجه خاص کارکنان و متخصصان ک

کاربرد درزها(فصل 9 کتاب مستوفی نژاد)

کاربرد درزها

درزها در کلیه مواردی که بتن ریزی در حجم زیاد و یا در سطح زیاد انجام می گیرد،قابل کاربرد هستند.وجود درز در اعضای بتنی باعث می شود که کلیه حرکت های محتمل سازه آزاد شده و هر گونه انقباض یا انببساط ناشی از تغییرات درجه حرارت یا افت بتن ،در محل درز جبران گردد.بدین ترتیب وجود درز در اعضاء و سازه های بتنی ،تنش های ناشی از حرکات ناخواسته ی داخلی را آزاد کرده و بسیاری از ترک خوردگی ها را کنترل و جبران نموده و یا آنها را به محل درز هدایت می کند.

یکی از کاربرد های اصلی درز ،استفاده از آن در سازه های آبی و ازجمله مخازن است.در چنین سازه هایی ، ترک خوردگی در بتن علاوه بر مسائل سازه ای، ممکن است منجر به نشت آب می شود.از این رو وجود درز به لحاظ پیش بینی ترک محتمل و اتخاذ تدابیر مناسب در آن محل ، اهمیت ویژه ای می یابد.

فایل ورد قابل ویرایش

13 صفحه

فصل 9 کتاب تکنولوژی و طرح اختلاط مستوفی نژاد ویرایش دوم

پاورپوینت- انواع بتن و نحوه فرآوری و کاربرد آنها در سازه- در 90 اسلاید-powerpoin-ppt

بتن و خصوصیات  

بتن و فولاد دو نوع مصالحی هستند که امروزه بیشتر از سایر مصالح در ساختمان انواع بناها از قبیل ساختمان پلها،ساختمان سدها، ساختمان متروها،ساختمان فرودگاه ها و ساختمان بناهای مسکونی و اداری و غیره به کار برده می شوند.و شاید به جرأت می توان گفت که بدون این دو پیشرفت جوامع بشری به شکل کنونی میسر نبودبتن به طور کلی محصولی است که از اختلاط آب با سیمان آبی و سنگدانه های مختلف در اثر واکنش آب با سیمان در شرایط محیطی خاصی به دست می آیدو دارای ویژگیهای خاص است. بتن اینک با گذشت بیش از ۱۷۰ سال از پیدایش سیمان پرتلند به صورت کنونی توسط یک بنّای لیدزی، دستخوش تحولات و پیشرفتهای شگرفی شده است.در دسترس بودن مصالح آن، دوام نسبتاً زیاد و نیاز به ساخت و سازهای فراوان سازه های بتنیاین ماده را بسیار پر مصرف نموده است. اینک حدود سه تا چهار دهه است که کاربرد این ماده ارزشمند در شرایط ویژه و خاص مورد توجه کاربران آن گشته است.

چند سالی است که مسأله پایایی و دوام بتن در محیط های مختلف و به ویژه خورنده برای بتن و بتن مسلح مورد توجه خاص قرار گرفته است. مشاهده خرابی هایی با عوامل فیزیکی و شیمیایی در بتن ها در اکثر نقاط جهان و با شدتی بیشتر در کشور های در حال توسعه، افکار را به سمت طرح بتن هایی با ویژگی خاص و با دوام لازم سوق داده است.

در این راستا در پاره ای از کشورها مشخصات و دستورالعمل ها و استانداردهایی نیز برای طرح بتن با عملکرد بالا تهیه شده و طراحان و مجریان در بعضی از این کشورهای پیشرفته ملزم به رعایت این دستورالعملها گشته اند.

افزودنی های خاص در شرایط ویژه :

برای ساخت بتن های ویژه در شرایط خاص نیاز به استفاده از افزودنی های مختلفی می باشد. پس از پیدایش مواد افزودنی حباب هواساز در سالهای ۱۹۴۰ کاربرد این ماده در هوای سرد و در مناطقی که دمای هوا متناوباً به زیر صفر رفته و آب بتن یخ می زند، رونق بسیار یافت. این ماده امروز یکی از پر مصرف ترین افزودنی ها در مناطق سرد نظیر شمال آمریکا و کانادا و بعضی کشورهای اروپایی است.

ساخت افزودنی های فوق روان کننده که ابتدا نوع نفتالین فرمالدئید آن در سالهای ۱۹۶۰ در ژاپن و سپس نوع ملامین آن بعداً در آلمان به بازار آمد شاید نقطه عطفی بود که در صنعت افزودنی ها در بتن پیش آمد. ابتدا این مواد برای کاستن آب و به دست آوردن کارایی ثابت به کار گرفته شد و چند سال بعد با پیدایش بتن های با مقاومت زیاد نقش این افزودنی اهمیت بیشتری یافت.

بتن های با کارآیی بسیار زیاد که چند سالی است از پیدایش آن در جهان و برای اولین بار در ژاپن نمی گذرد، تحول جدیدی در صنعت ساخت و ساز بتنی ایجاد کرده است. این بتن که نیاز به لرزاندن نداشته و خود به خود متراکم می گردد، مشکل لرزاندن در قالب های با آرماتور انبوه و محلهای مشکل برای ایجاد تراکم را حل نموده است. این بتن علیرغم کارایی بسیار زیاد خطر جدایی سنگدانه ها و خمیر بتن را نداشته و ضمن ثابت بودن کارایی و اسلامپ تامدتی طولانی می تواند بتنی با مقاومت زیاد و دوام و پایاپی مناسب ایجاد کند.

طرح اختلاط این بتن باید نسبت های خاصی را رعایت نمود. به عنوان مثال شن حدود ۵۰ درصد حجم مواد جامد بتن را تشکیل داده و ماسه حدود ۴۰ درصد حجم ملات انتخاب می شود. نسبت آب به مواد ریزدانه و پودری بر اساس خواص مواد ریز بین ۹/۰ تا ۱ می باشد. با روش آزمون و خطا نسبت دقیق آب به سیمان و مقدار ماده فوق روان کننده مخصوص برای مصالح مختلف تعیین می گردد. از این بتن با استفاده از افزودنی دیگری که گرانروی بتن را می افزاید در زیر آب استفاده شده است.

بتن (به فرانسوی: Béton)، از ریشه لاتین (به لاتین: Bitume) در مفهوم وسیع به هر ماده یا ترکیبی که از یک ماده چسبنده با خاصیت سیمانی شدن تشکیل شده باشد گفته می‌شود. بتن ممکن است از انواع مختلف سیمان ونیز پوزولان‌ها، سرباره کوره‌ها، مواد مضاف، گوگرد، مواد افزودنی، پلیمرها، الیاف و غیره تهیه شود. همچنین در نحوه ساخت آن ممکن است حرارت، بخار آب، اتوکلاو، خلأ، فشارهای هیدرولیکی و متراکم کننده‌های مختلف استفاده شود.[۱] با توجه به گسترش و پیشرفت علم و پیدایش تکنولوژی‌های فراوان در قرن اخیر، شناخت بتن و خواص آن نیز توسعه قابل ملاحظه‌ای داشته است، به نحوی که امروزه شاهد کاربرد انواع مختلف بتن با مصالح مختلف هستیم که هر یک خواص و کاربری مخصوص به خود را داراست. در حال حاضر انواع مختلفی از سیمانها که شامل پوزولانها، سولفورها، پلیمرها، الیافهای مختلف و افزودنیهای متفاوتی هستند، تولید می‌شوند.

بتن از پر کاربردترین مصالح ساختمانی است. ویژگی اصلی بتن ارزان بودن و در دسترس بودن مواد اولیه آن است. همچنین می‌توان خاطر نشان کرد که تولید انواع بتن با استفاده از حرارت، بخار، اتوکلاو، تخلیه هوا، فشار هیدرولیکی ویبره و قالب انجام می‌گیرد. بتن به طور کلی محصولی است که از مخلوط آب با سیمان آبی و سنگدانه‌های مختلف در اثر واکنش آب با سیمان در شرایط محیطی خاصی به حاصل می‌شود و دارای ویژگیهای خاص است. بتن اینک با گذشت بیش از ۱۷۰ سال از پیدایش سیمان پرتلند به صورت کنونی توسط یک بنّای لیدزی، دستخوش تحولات و پیشرفتهای شگرفی شده است. در دسترس بودن مصالح آن، دوام نسبتاً زیاد و نیاز به ساخت و سازهای فراوان سازه‌های بتنی چون ساختمان‌ها، سازه‌ها، سدها، پل‌ها، تونل‌ها و راه‌ها، این ماده را بسیار پر مصرف نموده است. اینک حدود سه تا چهار دهه است که کاربرد این ماده در شرایط خاص مورد استقبال کاربران آن قرار گرفته است. امروزه با پیشرفت علم و تکنولوژی مشخص شده است که صرف توجه به مقاوت به عنوان یک معیار برای طرح بتن برای محیطهای مختلف و کاربردهای مختلف نمی‌تواند جوابگوی مشکلاتی باشد که در درازمدت در سازه‌های بتنی ایجاد می‌گردد. چند سالی است که مسئله دوام بتن در محیط‌های مختلف مورد توجه قرار گرفته است. مشاهده خرابی‌هایی با عوامل فیزیکی و شیمیایی در بتن‌ها در اکثر نقاط جهان و با شدتی بیشتر در کشورهای در حال توسعه، افکار و اذهان را به سمت طرح بتن‌هایی با ویژگی خاص و با دوام لازم سوق داده است. در این راستا در پاره‌ای از کشورها دستورالعمل‌ها و استانداردهایی نیز برای طرح بتن با عملکرد بالا تهیه شده و طراحان و مجریان در بعضی از این کشورهای پیشرفته ملزم به رعایت این دستورالعمل‌ها گشته‌اند.

مواد تشکیل دهنده

سنگدانه‌ها در بتن تقریباً سه چهارم حجم آنرا تشکیل می‌دهند و ملات سیمان و آب یک چهارم برمبنای حجم، سنگدانه‌های مورد استفاده در بتن را به سه دسته تقسیم می‌کنند.

سنگدانه‌ها با حجم کم (سبک دانه) که در تولیدبتن سبک مورد استفاده قرار می‌گیرند. مانند پامیس، توف، دیاتومیت، رس، شیل و غیرهسنگدانه‌های با حجم بالا (سنگین دانه) برای ساخت بتن سنگین. نظیر سرپانتی، مگنتیت، فولاد، آهن، باریت و لیمونیتسنگدانه‌های با حجم و وزن معمولی که در ساخت مخلوط بتن معمولی کاربرد دارند.

سیمان (Cement)[

سیمان پرتلند از مخلوط و آسیاب کردن سنگ آهک و خاک رس به نسبت ۳به۱، و پختن گرد همگن و یکنواخت زیر دمای ۱۰۰۰درجه، تا CO2 از سنگ آهک و آب شیمیایی از خاک رس جدا شوند. در گرمای زیر ۱۲۰۰ درجه سانتی گراد آهک با سیلیس و رس ترکیب می‌شود. در گرمای بالای ۱۲۰۰درجه، رویه دانه‌های گرد داغ شده و ضمن عرق کردن به هم می‌چسبند و به صورت کلوخ‌های کلینکر درمی آیند. از سرد کردن کلوخ‌ها و سپس آسیاب کردن آنها با کمی سنگ گچ، سیمان تولید می‌شود.

آب (Water)[

کیفیت آب در بتن از آن جهت حائز اهمیت است که ناخالصی‌های موجود در آن ممکن است در گیرش سیمان اثر گذاشته و اختلالاتی به وجود آورند. همچنین آب نامناسب ممکن است روی مقاومت بتناثر نامطلوب گذاشته و سبب بروز لکه‌هایی در سطح بتن و حتی زنگ زدن آرماتور بشود.[۲] در اکثر اختلاط‌ها آب مناسب برای بتن آبی است که برای نوشیدن مناسب باشد.[۲] مواد جامد چنین آبی به ندرت بیش از ۲۰۰۰ قسمت در میلیون ppm خواهد بود به طور معمول کمتر از ۱۰۰۰ ppm می‌باشد. این مقدار به ازای نسبت آب به سیمان ۰٫۵ معادل ۰٫۰۵ وزن سیمان می‌باشد. معیار قابل آشامیدنبودن آب برای اختلاط مطلق نیست و ممکن است یک آب آشامیدنی به جهت داشتن درصد بالایی از یونهای سدیم و پتاسیم که خطر واکنش قلیایی دانه‌های سنگی را به همراه دارد، برای بتن سازی مناسب نباشد. به عنوان یک قاعده کلی هر آبی که PH (درجه اسیدیته) آن بین ۶ الی ۸ بوده و طعم شوری نداشته باشد می‌تواند برای بتن مصرف شود. رنگ تیره و بو لزوماً وجود مواد مضر در آب را به اثبات نمی‌رساند

مقدار آب مصرفی

مقدار آب مصرفی در داخل بتن بسیار با اهمیت است. به منظور تکمیل فرایند واکنش سیمان با آب مقدار مشخصی آب مورد نیاز است. در صورتی که این مقدار کمتر از آن حد باشد قسمتی از سیمان برای واکنش آب کافی دریافت نمی‌کند و واکنش نداده باقی می‌ماند. در صورتی که بیش از مقدار مورد نیاز آب به مخلوط بتن اضافه شود پس از تکمیل واکنش، مقداری آب به صورت آزاد در داخل بتن باقی می‌ماند که پس از سخت شدن بتن باعث پوکی آن و نتیجتاً کاهش مقاومت خواهد شد. به همین دلیل دقت در مصرف نکردن آب زیاد در داخل بتن به منظور حصول مقاومت بالا ضروری است.

مقدار آب لازم برای تکمیل واکنش به صورت پارامتر نسبت آب به سیمان تعریف می‌شود. این نسبت برای سیمان پرتلند معمولی حدود ۲۵ درصد است. با این مقدار آب بتن فاقد کارایی لازم خواهد بود و معمولاً نسبت آب به سیمان مورد استفاده در کارگاه‌های ساختمانی بیش از این مقدار است. در تعیین نسبت اختلاط بتن پارامتری لحاظ می‌شود که مقدار رطوبت سنگدانه‌ها را نیز قبل از افزودن آب به بتن لحاظ می‌کند که در تعیین مقدار آب مورد نیاز حائز اهمیت است. این رطوبت اضافی (یا کمبود رطوبت) مقدار رطوبت مازاد (کمبود رطوبت) سنگدانه‌ها از حالت اشباع با سطح خشک SSD یا(Saturated Surface Dry)است.

عمل آوری

با ادامه یافتن Hydration مقاومت بتن افزایش می‌یابد و این واکنش عامل افزایش مقاومت بتن یا همان گیرش سیمان است. برای عمل آوری یا ادامه یافتن فرایند Hydration باید رطوبت نسبی حداقل ۸۰ درصد باشد. در صورتی که رطوبت کمتر از این مقدار شود عمل آوری متوقف شده و درصورتی رطوبت تسبی به بالای ۸۰ درصد بازگردد فرایند هیدراسیون یا Hydration دوباره شروع خواهد شد. به دلیل تبخیر قسمتی از آب مورد نیاز قبل از تکمیل واکنش بین آب و سیمان (که چندین روز طول می‌کشد) قسمتی از سیمان موجود در مخلوط بتن واکنش نداده باقی می‌ماند. پس از بتن ریزی باید بلافاصله توجه لازم به فرایند عمل آوری معطوف گردد. عمل آوری عبارت است از حفظ رطوبت بتن تا زمانی که واکنش بین سیمان و آب تکمیل شود. این عمل می‌تواند به وسیله عایقکاری موقت، پاشش آب یا تولید بخار صورت گیرد. از دیدگاه عملی، حفظ رطوبت بتن برای ۷ روز توصیه می‌شود. در شرایطی که این کار ممکن نباشد حداقل زمان عمل آوری بتن نباید کمتر از ۲ روز باشد.

سنگدانه‌ها (Aggregates)[

سنگدانه‌ها در بتن تقریباً سه چهارم حجم آنرا تشکیل می‌دهند از اینرو کیفیت آنها از اهمیت خاصی برخوردار است. در حقیقت خواص فیزیکی، حرارتی و پاره‌ای از اوقات شیمیایی آنها در عملکرد بتن تأثیر می‌گذارد. دانه‌های سنگی طبیعی معمولاً بوسیله هوازدگی و فرسایش و یا به طور مصنوعی باخرد کردن سنگ‌های مادر تشکیل می‌شوند.[۴] البته این مطلب نباید درمورد سنگدانه‌ها فراموش شود. سطح سنگدانه‌های اگر آغشته به گل و لای باشد باید سطح آن تمیز شود حتی الامکان باید شسته شود در صورت لزوم.[۵]

اندازه دانه‌های سنگی[

بتن عموماً از سنگدانه‌هایی به اندازه‌های مختلف که حداکثر قطر آن بین ۱۰ میلیمتر و۵۰ میلیمتر می‌باشد ساخته می‌شود. به طور متوسط از سنگدانه‌هایی با قطر ۲۰ میلیمتر استفاده می‌شود.[۶]توزیع اندازه ذرات به نام «دانه بندی سنگدانه» مرسوم است. به طور کلی دانه‌های با قطر بیشتر از چهار یا پنج میلیمتر به نام شن و کوچکتر از آن به نام ماسه نامگذاری شده‌اند که این حد فاصل توسط الک ۴٫۷۵ میلیمتری یا نمره چهار مشخص می‌گردد. حد پایین ماسه عموماً ۰٫۰۷ میلیمتر یا کمی کمتر می‌باشد. مواد با قطر بین ۰٫۰۶ میلیمتر و ۰٫۰۲ میلیمتر به نام لای(سیلت)و مواد ریزتر رسنامگذاری شده‌اند. گل ماده نرمی است که شامل مقادیر نسبتاً مساوی ماسه و لای و رس می‌باشد.

کانیهای مهم

کانیهای مهم و متداول سنگدانه‌ها در زمینه استفاده در بتن عبارتند از: کانی‌های سیلیسی (کوارتز، اوپال، کلسه دون، تریمیت، کریستوبالیت) فلدسپاتها، کانیهای میکا، کانیهای کربناتی، کانیهای سولفاتی، کانیهای سولفور آهن، کانیهای فرومنیزیم، کانیهای اکسیدآهن، زئولیت‌ها و کانیهای رس.[۷]

طبقه‌بندی براساس شکل ظاهری[

در استاندارد ASTM سنگها از لحاظ شکل ظاهری به پنج گروه تقسیم شده‌اند:کاملاً گرد گوشه، گرد گوشه، نسبتاً گرد گوشه، نسبتاً تیز گوشه و تیز گوشه.[۸]

در استاندارد BS این نامگذاری به صورت:گرد گوشه، بی شکل-بی نظم، پولکی، تیز گوشه، طویل، پولکی طویل می‌باشد.

افزودنی‌ها آرتاپ (Admixtures)[

ماده افزودنی بتن آرتاپ یا (Admixtures) ماده‌ای است به غیر از سیمان پرتلند، سنگدانه، و آب، که به صورت گرد یا مایع، به عنوان یکی از مواد تشکیل دهنده بتن و برای اصلاح خواص بتن، کمی قبل از اختلاط یا در حین اختلاط به آن افزوده می‌شود.[۱۰] مواد افزودنی به دو گروه مواد افزودنی‌های شیمیایی و مواد افزودنی‌های معدنی تقسیم می‌شوند.

انواع معمول مواد افزودنی بتن به شرح زیر است.

شتاب دهنده سرعت هیدراتاسیون بتن (سخت شدن).کاهش دهنده سرعت گیرش بتن.افزودنی‌های حباب زا باعث ایجاد حباب‌های با هندسه کروی و بسیار ریز درون بتن می‌شوند. افزودنی‌های حباب زا عمداً برای ایجاد و تثبیت حباب‌های میکروسکوپی هوا در بتن استفاده می‌شود.روان‌ساز بتن که به منظور کاهش دهنده مقدار آب بتن استفاده می‌گردد.مواد افزودنی که شامل رنگدانه‌ها که می‌تواند برای تغییر رنگ بتن و زیبایی استفاده گردد.ضدیخ بتنچسببتنسخت‌کننده بتن

کاربرد دیرگیرکننده در مواد افزودنی بتن: کار مواد افزودنی دیرگیرکننده بتن به تأخیر انداختن گیرش بتن است. مواد افزودنی دیرگیرکننده بتن در بتن ریزی‌های حجیم استفاده می‌شود. مواد افزودنی دیرگیرکننده بتن برای جلوگیری از ترک‌های ناشی از گیرش در بتن‌ریزی های پشت سر هم مناسب می‌باشد. مواد افزودنی دیرگیرکننده بتن برای حمل بتن در فاصله‌های زیاد استفاده می‌شود.

از جمله از مواد افزودنی بتن می‌توان از ژل میکرو سیلیس میکروسیلیکا ژل سیلیکافیوم نام برد همچنین گروت انواع روان‌کننده‌ها فایبر نیز از انواع افزودنی بتن می‌باشند.

معمولاً به جای استفاده از یک سیمان بخصوص، این امکان وجود دارد که بعضی از خواص سیمانهای معمولی مورد استفاده را به وسیله ترکیب کردن آن با یک افزودنی تغییر داد. قابل توجه اینکه نباید عبارات "مواد ترکیبی" و "مواد افزودنی" با معانی مترادف به کار روند، زیرا مواد ترکیبی موادی هستند که در مرحله تولید به سیمان اضافه می‌شوند در حالی که مواد افزودنی در مرحله مخلوط کردن به بتن اضافه می‌شوند. افزودنی‌های شیمیایی اساساً عبارتند از:تقلیل دهنده‌های آب، کندگیر کننده‌ها و تسریع کننده‌های گیرش که در آیین نامه ASTM به ترتیب تحت عنوان‌های تیپ‌های C،B،Aطبقه‌بندی شده‌اند. دسته‌بندی افزودنی‌ها در استاندارد BS نیز مشابه می‌باشد. در ضمن افزودنی‌های دیگری نیز وجود دارند که هدف اصلی از کاربرد آنها محافظت بتن از اثرات زیان آور یخ زدگی و ذوب یخ است

تسریع کننده‌ها

افزودنی‌هایی هستند که سخت شدگی بتن را تسریع می‌کنند و مقاومت اولیه بتن را بالا می‌برند. چند نمونه از ت