■ اطلاعات مفید درباره تکنولوژی بتن و سازه های بتنی بخش عمران

مزایای سازه های بتنی نسبت به سازه های فولادی

1- شکل پذیری بتن از فولاد بهتر و بیشتر است.

2- مصالح اولیه بتن در اکثر نقاط یافت می شود.

3- در برابر آتش سوزی مقاومت خوبی دارند.

4- مقاومت فشاری قابل قبولی دارند (اما از نظر مقاومت کششی دارای نقطه ضعف می باشد)

مواد تشکیل دهنده بتن

1- سیمان

2- آب

3 -دانه های سنگی

4- مواد مضاف (در صورت نیاز)

مواد اولیه سیمان

آهک

Cao

سیلیس

Sio2

آلومین

Al2O3

اکسید آهن

Fe2O3

اکسید منیزیم

MgO

سیلیس، آلومین، اکسید آهن و اکسید منیزیم در خاک رس وجود دارد.

مواد شیمیایی موجود در سیمان

1- تری کلسیم سیلیکات: (C3S)

2- دی کلسیم سیلیکات: (C2S)

3- تری کلسیم آلومینات: (C3A)

4-تترا کلسیم آلومینوفریت: (C4AF)

مقاومت بتن بیشترین تاثیر را از (C3S) و (C2S) می گیرد. که این دو حدودا 75 درصد حجم سیمان را تشکیل می دهند.

نکته : (C3S) گیرایی سیمان در 7 روز اول را به عهده دارد و (C2S) بعد از 7 روز نقش ایفا می کند.

انواع سیمان های استاندارد (پرتلند)

سیمان پرتلند، سیمانی آبی است که از آسیاب کردن کلینکر، به همراه مقدار مناسب سنگ گچ یا سولفات کلسیم متبلور خام بدست می آید.

به طور کلی ، ویژگی های انواع سیمان های پرتلند باید با استاندارد ملی ایران به شماره 389 مطابقت داشته باشد.

انواع سیمان پرتلند عبارتند از :

1- سیمان پرتلند نوع یک (I) یا سیمان پرتلند معمولی که با «پ-1» نشان داده می شود . سیمان پرتلند نوع یک ، خود به سه نوع «1-325» ،«1-425»،«1-525» تقسیم می شود. در شرایط عادی آب و هوا و جایی که از نظر سولفات مشکلی وجود نداشته باشد می توان این سیمان را مصرف کرد.

2- سیمان پرتلند نوع دو (II)، یا سیمان پرتلند اصلاح شده که با «پ-2» نشان داده می شود.این سیمان تا حدی کند گیر بوده و نیز تا حدی در مقابل حمله سولفات ها مقاوم است.

3- سیمان پرتلند نوع سه (III)، یا سیمان سخت شونده، که با «پ- 3» نشان داده می شود.این سیمان تقریبا اجزا اولیه سیمان تیپ I را دارد با این تفاوت که به شدت ریزتر آسیاب شده و به همین جهت گیرش سریعتری دارد.

مواد مصرف:

الف) در هوای سرد (حدود 4 درجه سانتی گراد)

ب) در قسمت هایی از سازه که نیاز به تعمیر فوری دارد در جاهایی که به دلیل محدودیت بخواهند زودتر قالب ها را باز کنند.

4 - سیمان پرتلند نوع چهار (IV)، یا سیمان حرارت زای کم ، که با «پ-4 » نشان داده می شود.این سیمان کند گیر بوده و در هنگام گیرش حرارت کمی تولید می کند .

موارد مصرف:

الف) در بتن ریزیهای که در چند لایه ریخته می شوند برای جلوگیری از اتصال سرد

ب) در بتن ریزی های حجیم و برای کاهش تنش های حرارتی (در سد ها یا پایه های پل ها)

5- سیمان نوع پنج (V)، یا سیمان مقاوم در برابر سولفات ، که با «پ-5» نشان داده می شود. به این سیمان سیمان ضد سولفات هم می گویند.

ضوابط الزامی بسته بندی، حمل و نقل، انبار کردن و مصرف سیمان های کیسه ای

1- سیمان پرتلند باید در کیسه های مناسب ، مقاوم و قابل انعطاف بسته بندی شود ، به گونه ای که رطوبت و مواد خارجی نتوانند به داخل آن نفوذ کنند و کیسه سیمان در هنگام حمل ونقل پاره نشود .

2- مشخصات پاکت کاغذی سیمان های کیسه ای باید مطابق با استاندارد ملی ایران به شماره 4543 باشد.

3- روی کیسه های سیمان باید نوع سیمان پرتلند (یک تا پنج ) و تاریخ تولید سیمان درج شود . در سیمان های نوع یک، باید مقاومت سیمان نیز قید گردد.

4-وزن اسمی هر کیسه سیمان پرتلند 50 کیلوگرم می باشد.

5- برای هر محموله وارد شده به کارگاه ، مشخصات کارخانه و نوع سیمان و تاریخ تولید باید در برگ تحویل ثبت شده باشد.

6- سیمان های کیسه ای باید براساس نوع به طور جداگانه نگهداری شوند، به گونه ای که امکان اشتباه آنها با هم وجود نداشته باشد.

7- سیمان های کیسه ای باید روی کف خشک، که دست کم به اندازه 100 میلی متر از سطح اطراف خود بالاتر باشد، قرار گیرند.

8- ترتیب قرار دادن کیسه های سیمان در انبار باید به گونه ای باشد که کیسه ها، به ترتیب ورود به انبار مصرف شوند.

9- در مناطق خشک، حداکثر تعداد کیسه سیمان که می توان بر روی هم انبار کرد 12 پاکت است، مشروط بر اینکه ارتفاع کل آنها از 8 /1 متر تجاوز نکند. اعداد فوق در مناطق شرجی و با رطوبت نسبی بیش از 90 درصد، به ترتیب 8 پاکت و 2 /1 متر می باشد.

10- در مناطق خشک، کیسه های سیمان باید نزدیک به یکدیگر، با فاصله 50 تا 80 میلی متر از یکدیگر قرار داده شوند تا عبور جریان هوا از بین کیسه ها موجب خشک شدن سیمان بشود. در مناطق شرجی و با رطوبت نسبی بیشاز 90 درصد کیسه های سیمان بیاد به یکدیگر چسبانده شوند.

11- کیسه های سیمان در هر مناطق باید حداقل 300 میلی متر از دیوارها و 600 میلی متر از سقف فاصله داشته باشند.

12- در مناطق و در فصل هایی که احتمال بارندگی وجود داشته باشد، کیسه های سیمان یا باید در انبارهای سر پوشیده نگهداری شوند و یا اینکه روی آنها با ورقه های پلاستیکی پوشانیده شده و این ورقه ها به نحوه کاملا مطمئنی در اطراف پایدار و محکم شود.

13-سیمان های کیسه ای باید در مناطق با رطوبت نسبی حداکثر 90% ، 45 روز پس از تولید و در سایر مناطق 90 روز پس از تولید مصرف می شوند و اگر بنا به دلیل غیر قابل اجتناب این امر میسر نشد این سیمان ها باید قبل از مصرف مورد آزمایش قرار گیرند.

14- سیمانی که به مدت زیاد انبار شود ممکن است به صورت کلوخه های فشرده در آید اینگونه سیمان ها را باید با غلتانیدن، کلوخه به پودر تبدیل شود آن را می توان مصرف کرد و گرنه قبل از مصرف باید تحت آزمایش های مندرج در بند 3-2-1-3 قرار گیرند و ضوابط این بند کنترل شود.

15- سایر ضوابط نگهداری و مصرف سیمان، مطابق با استاندارد ملی ایران ، به شماره 2761 می باشد.

ضوابط الزامی انبار کردن و مصرف سیمان فله

1-سیمان های فله باید در سیلو های استاندارد نگهداری شوند.

2- سیلوهای سیمان و شالوده های آنها باید از نظر سازه ای محاسبه و طراحی شده باشند.

3- سیلو های سیمان باید مجهز به تراز نما، برای تعیین موقعیت ترازسیمان در داخل سیلو ونیز دریچه ای در پایین برای میل زدن، در صورت طاق زدن سیمان باشند.

4- برای هر محموله وارد شده به کارگاه، مشخصات کارخانه و نوع سیمان و تاریخ تولید سیمان باید در برگ تحویل ثبت شده باشد.

5- از آنجا که انتقال سیمان از مخزن کامیون به داخل سیلو به کمک هوای فشرده صورت می گیرد و در نتیجه متورم می شود ، نباید بیش از 80 درصد ظرفیت اسمی سیلوها را پر کرد.

6- سیمان های فله را باید براساس نوع آنها به طور جداگانه نگهداری کرد، به گونه ای که امکان اشتباه آنها با هم وجود نداشته باشد. نوع سیمان موجود در هر سیلو باید به نحو مناسبی مشخص شود.

7- سیمان نگهداری شده در سیلو ، باید حداکثر 90 روز پس از تولید مصرف شود و اگر بنا به دلایل غیر قابل اجتناب این امر امکان پذیر نشد باید قبل از مصرف تحت آزمایش قرار گیرد.

8- سایر مشخصات سیلوها و ضوابط نگهداری سیمان در آنها، مطابق با استاندارد ملی ایران ، به شماره 2761 می باشد.

سیمان پرتلند پوزولانی

سیمان پرتلند پوزولانی، چسبانده ای آبی است که مخلوط کامل، یکنواخت و همگنی از سیمان پرتلند و پوزولان و سنگ گچ آسیاب شده می باشد.

سیمان های پرتلند آمیخته با پوزولان های طبیعی، به دو گروه سیمان پرتلند پوزولانی معمولی و سیمان پرتلند پوزولانی ویژه تقسیم بندی می شوند.

سیمان پرتلند پوزلانی معمولی، دارای پوزولان به میزان حداقل 5 و حداکثر 15 درصد وزنی می باشد. این نوع سیمان با نماد «پ.پ» نشان داده می شود و برای مصارف عمومی در ساخت ملات یا بتن به کار می رود.

سیمان پرتلند پوزلانی ویژه ، دارای پوزولان به میزان بیش از 15 درصد تا 40 درصد وزنی است. این نوع سیمان با نماد «پ.پ.و» نشان داده می شود و معمولا برای ساخت بتن های حجیم و نیز در مواردی که بتن تحت تهاجم شیمیایی مقاوم و مقاومت فشاری آن در روزهای اولیه (تا سه روز) کم است.

پوزولان مورد استفاده در سیمان های پوزولانی باید با استاندارد ملی ایران به شماره 3433 و سیمان پوزولانی باید با استاندارد ملی ایران 3432 مطابقت داشته باشد.

سیمان پرتلند سرباره ای

این سیمان، از آسیاب کردن 15 تا 95 درصد سرباره کوره آهن گذاری فعال و غیر کریستالی (آمورف)، با کلینکر سیمان پرتلند و مقدار مناسبی سنگ گچ به دست می آید. این نوع سیمان پایداری بیشتری در برابرسو لفات ها داردو بتن ساخته شده با آن، نفوذ پذیری کمتر و دوام بیشتری دارد. این نوع سیمان، در مقایسه با سیمان پرتلند معمولی ، دیر گیر تر و گرمای آبگیری آن کمتر است.

مشخصات این سیمان باید با استاندارد ملی ایران به شماره 3517 مطابقت داشته باشد.

سایر سیمان ها

1- سیمان تیپ (I-A) و تیپ (II-A) و تیپ (III-A) که همان سیمان های تیپ 1و 2و 3 هستند که هوازا نیز می باشند.

2- سیمان سفید: با حذف سولفات آهن و منیزیم از سیمان معمولی و همچنین استفاده از سوخت مناسب و بدون دوده بدست می آید.

3- سیمان های رنگی : به رنگهای قرمز، زرد، آبی و ... می باشند. در واقع همان سیمان های عادی می باشند که در ساخت آنها از 2 الی 15 درصد پودر سنگهای رنگی استفاده شده است.

سیمان چاه نفت

این سیمان را با افزودن بعضی مواد شیمیایی خاص به کلینکر سیمان معمولی بدست می آورند. سیمان چاه نفت در درجه حرارت و فشار بالا مقاوم است.

سیمان انبساطی ، (سیمان ضد افت)

این سیمان را با افزودن مواد شیمیایی مخصوص (مانند سولفوآلومینات) به کلینکر سیمان معمولی بدست می آورند. سیمان ضد افت در هنگام ترکیب با آب انبساط پیدا می کند که افزایش حجم این سیمان (یا افزایش حجم بتن ساخته شده با این سیمان) با کاهش حجم ناشی از افت خنثی می شود.

سیمان آلومینیم

بسیار زودگیر است به صورتیکه نزدیک به 80 درصد مقاومت خود را در همان 24 ساعت اول بدست می آورد (بعبارت دیگر گیرش 24 ساعت سیمان آلومینیم معادل گیرایی حدود 10 روز سیمان معمولی است). حتی می توان بین 6 الی 8 ساعت پس از ریختن بتن حاوی این سیمان، قالبها را از آن باز کرده و بتن ریزی بعدی را انجام داد. مقاومت این سیمان در مقابل حمله سولفاتها و نیز در مقابل عملکرد آبهای حاوی co2 که به صورت اسید کربنیک عمل می کنند بسیار رضایتبخش است. این سیمان بسیار گران قیمت بوده و برای کارهای ویژه و در موارد خاص بکار گرفته می شود. این سیمان از 40 درصد آلومین، 40 درصد آهک، 8 درصد سیلیکا و مقداری آهن و اکسید های آن تشکیل شده است که معمولا از مصالح اولیه سنگ آهک یا گچ و بوکسیت ساخته می شود.

سیمان بنایی

مشخصات سیمان بنایی باید با استاندارد ملی ایران به شماره 3516 مطابقت داشته باشد. استفاده از این نوع سیمان در بتن آرمه مجاز نمی باشد و فقط در ملات و مانند آن به کار می رود.

نقش آب در ساخت بتن

آب نقشی اساسی و بسیار مهم در بتن دارد استفاده از آب نامناسب در ساخت بتن می تواند مسائل و مشکلات زیر را در پی داشته باشد:

الف: تاخیر در زمان گیرش سیمان

ب: افت مقاومت نهایی بتن (تا 30 درصد)

ج: خوردگی و زوال تدریجی میلگردها

د: ایجاد لکه هایی در سطح بتن خشک شده (در بتن های اکسپوز باعث زشتی نما می شود)

در آب بکار رفته برای بتن باید کنترل های زیر را اعمال نمود:

1- کنترل اسیدی و بازی بودن

2- کنترل درصد کربنات ها

3- کنترل درصد ذرات معلق

4- کنترل درصد کلرور ها

5- کنترل درصد سولفات ها

بطور کلی می توان گفت آب مناسب برای ساخت بتن باید عاری از هرگونه ناخالصی باشد یا به عبارت ساده تر قابل شرب باشد.

دانه های سنگی (aggregates)

دانه های سنگی به دو دسته تقسیم میشوند:

1- دانه های درشت (شن) gravel د60 تا 70 درصد از کل دانه ها را تشکیل می دهند.

2- دانه های ریز (ماسه) sand ذ30 تا 40 درصد از کل دانه ها را تشکیل می دهند.

مرز اندازه شن و ماسه، الک استاندارد (m# 4) است که اندازه بعد آن 76 /4میلیمتر است. دانه های عبوری از الک نمره 4، ماسه و دانه های مانده روی الک نمره 4، شن هستند.

شکل ظاهری دانه ها

1- گرد 2- نامنظم 3- گوشه دار 4- پولکی شکل 5- سوزنی شکل

به کار گیری دانه های پولکی و سوزنی در ساخت بتن مجاز نیست. دانه های گرد کمترین مصرف سیمان را در ساخت بتن به دنبال دارند. از نظر مقاومت نهایی بتن، بتنی که با دانه های گوشه دار ساخته می شود به دلیل درگیر شدن بهتر دانه ها با یکدیگر و برقراری اصطحکاک بهتر بین آنها مقاوم تر خواهد بود (دانه های شکسته شده توسط سنگ شکن از این نوع می باشد.)

میزان آب در خمیر سیمان

میزان آب در بتن معمولا با نسبت وزنی آب به سیمان (w/c) نشان داده می شود که w معرف وزن آب و c معرف وزن سیمان می باشد. به صورت یک اصل باید حتی المقدور، نسبت (w/c) کم انتخاب شود .

قسمتی از آب که در ساخت بتن مصرف می شود (حدود 25 درصد وزنی سیمان)، جذب ذرات سیمان شده و در واکنش های شیمیایی (هیدراسیون) به کار گرفته می شود. اما عملا ساخت بتنی با (w/c= 0/ 25) امکان پذیر نیست، زیرا چنین بتنی به اندازه ای سفت است که کارکردن با آن میسر نیست به همین جهت باید (w/c) را تا آنجا افزایش داد که به سهولت بتوان با بتن کار کرد . لذا (w/c) را تا 4 /0الی 6 /0 افزایش می دهند. اما در همین محدوده باز هم هرچه (w/c) را کمتر در نظر بگیرند، بهتر

http://parsinehsazeh.ir