ضوابط و الزامات
1-اجرای این سیستم سازه ای به صورت قاب ساختمانی ساده بتن مسلح متشکل از اعضای نیمه پیش ساخته با اتصالات تر(درجا)و دیوارهای برشی بتن آرمه درجا است که محدودیتهای آن مطابق استاندارد 2800 می باشد.
2- ضخامت دیوارهای بتن آرمه نباید از 15 سانتیمتر کمتر باشد.
3- بتن مصرفی باید از نوع بتن سازه ای و با حداقل مقاومت 20 مگاپاسکال باشد.
4- منظم بودن ساختمان در پلان و ارتفاع مطابق استاندارد 2800 الزامی است.
5-بارگذاری ثقلی و لرزه ای این سیستم، به ترتیب بر اساس مبحث ششم مقررات ملی ساختمان ایران با عنوان "بارهای وارد بر ساختمان" و استاندارد 2800 صورت گیرد.
6-در طراحی سازه ای این سیستم، مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران با عنوان "طرح و اجرای ساختمان های بتن آرمه" مد نظر قرار گیرد و در طراحی، ساخت، نصب و اجرای اعضا و اتصالات قطعات پیش ساخته، رعایت آخرین ویرایش آئین نامه ACI318و راهنمای طراحی PCI الزامی است.
7-در صورت تعبیه اعضای مرزی در دیوارهای برشی بتن مسلح، ضروری است این اعضا به صورت درجا اجرا شوند و در نظر گرفتن ستون های پیش ساخته قاب به عنوان اعضای مرزی مورد تایید نمیباشد.
8-در نظر گرفتن تمهیدات لازم در هنگام بتن ریزی در محل اتصال تیرها به ستو ن های پیش ساخته برای تامین کیفیت مناسب بتن ضروری است مانند: ویبره مناسب در آن محلها و ….
9- لازم است تمهیدات جهت تحمل نیروی Uplift در اتصال ستون بالایی به ستون پایینی صورت گیرد لازم مانند: دندانه دار کردن شیارهای تعبیه شده در بالای ستون پایینی و ….
10- تامین ضوابط دیافراگم صلب و همچنین تامین پیوستگی و یکپارچگی برای کلیه سقفها الزامی است.
11- اتصال سقف به قاب و دیوار به صورت پیوسته و یکپارچه طراحی و اجرا شده و میلگردگذاری لازم بر این اساس در محل اتصال انجام شود همچنین تامین پیوستگی و یکپارچگی در محل اتصال تیر به ستون و اجرای میلگردگذاری لازم ضروری است.
12- در نصب و اجرا، این سیستم جهت تحمل بارهای حین اجرا کنترل شود.
13- تمهیدات لازم جهت تامین پایداری قطعات پیش ساخته بتون الحاقی به ساختمان مانند : را ه پله ها، جا ن پنا ه ها و …در برابر نیروهای وارده صورت گیرد.
14- در خصوص این سیستم، رعایت مبحث سوم مقررات ملى ساختمان ایران با عنوان "حفاظت ساختمان ها در مقابل حریق " و همچنین الزا مات نشریه شماره 444 مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن مربوط به مقاومت اجزای ساختمان در مقابل حریق با در نظر گرفتن ابعاد ساختمان، کاربرى و وظیفه عملکردى اجزاى ساختمان الزامى است.
15-در خصوص این سیستم، رعایت مبحث نوزدهم مقررات ملى ساختمان ایران با عنوان "صرفه جویی در مصرف انرژی" الزامى است.
16- صدابندی هوابرد جداکننده های بین واحدهای مستقل و پوسته خارجی ساختمان و صدابندی سقف بین طبقات باید مطابق مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمان ایران با عنوان "عایق بندی و تنظیم صدا" تأمین شود.
17-لازم است تمهیدات لازم متناسب با شرایط مختلف اقلیمی و محیطهای خورنده ایران صورت پذیرد.
18-کلیه مصالح و اجزا در ا ین سیستم اعم از معماری و ساز های از حیث دوام، زیست محیطی و … باید بر مبنای مقررات ملی ساختمان ا یران و یا آئین نامه های ملی یا معتبر بین المللی شناخته شده و مورد تا یید به کار گرفته شود.
نویسنده : کلینیک بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))
مواد شیمیایی کریستالی بتن مقاومت بتن را بهبود بخشیده , هزینه های نگهداری را پایین آورده و دوره استفاده از بنا ر ا افزایش می دهند.
از پی , کف طبقات و پانل های پیش ساخته بتونی خارجی تا بناهای آبی و زیربناهای شهری , بتن یکی از عمومی ترین مصالح مورد استفاده در ساخت و ساز می باشد. هرچند از ترکیب دانه های سنگی , سیمان و آب ناشی می شود, ولی اغلب مستعد خرابی با نفوذ آب و ترکیبات شیمیایی می باشد.
این تاثیرات مخرب را می توان با استفاده از فناوری ضد آب کردن کریستالی دور کرده و پایایی و دوامساختار بتنی را بهبود بخشیده و با این وسیله هزینه های نگهداری دردراز مدت را کاهش داد. این مقاله چگونگی اجرای یک سطح عالی را با مخلوط های بتن , مواد و ترکیبات سبک توضیح داده و چگونگی اقتصادی بودن این روش را به طراحان حرفه ای نشان میدهد.
طبیعت بتن
ماده اصلی پرکننده در یک ترکیب بتنی دانه های سنگی می باشد که ماده چسباننده حاصل از ترکیب آب و سیمان , آنها را به یکدیگر میدوزد.زمانی که اجزاء سیمان هیدراته می شود ویا با آب ترکیب میگردد , آنها تشکیل سیلیکات کلسیم هیدراته را می دهند که این ترکیب همانند یک توده صلب سخت می گردد.
بتن یک ترکیب آبی است . برای ساخت این ترکیب کارا و پیوسته و یکپارچه از آبی بیشتر از مقدار لازم برای هیدراتاسیون سیمان استفاده میگردد. این آب اضافی که برای روانی بتن استفاده می شود از منافذ و شیارهای نازک بتن بیرون می آید. با وجود اینکه بتن ظاهرا یک جسم صلب و سخت شده است , ولی یک جسم متخلخل و نفوذپذیر می باشد.تقلیل دهنده های آب و فوق روان کننده ها به منظور کاهش مقدار آب در مخلوط بتن و افزایش کارایی آن بکار میروند , با این وجود منافذ , سوراخها و مسیر های نفوذی در بتن سالم , باقی می مانند و می توانند آب و مواد شیمیایی مهاجم را به عناصر سازه ای انتقال داده و باعث پوسیدن فولاد مسلح کننده و تخریب بتن گردند. که با این وجود بی نقصی سازه به خطر خواهد افتاد.
خاصیت نفوذپذیری و تخلخل بتن
بتن بهترین نمونه برای توصیف یک ماده نفوذ پذیر و متخلخل است.تخلخل مقدار منافذ و سوراخهای داخل بتن می باشد که با درصدی از مجموع حجم ماده نشان داده می شود. نفوذپذیری نیز بیانی از چگونگی ارتباط میان منافذ می باشد. این خاصیت ها به کمک یکدیگر اجازه تشکیل مسیری برای انتقال آب به درون ماده را همراه با ایجاد شکافی که هنگام انقباض بوجود می آید , میدهد.
نفوذپذیری مدت زمان انتشار از منافذ , توانایی عبور آب در فشار بین منافذ ماده می باشد.نفوذپذیری با یک مقدار مشخص مثل ضریب نفوذپذیری توضیح داده می شود و عموما به ضریب "دارسی" باز می گردد. نفوذپذیری آب در یک ترکیب بتنی شاخص خوبی برای سنجش کیفیت کارایی بتن است . ضریب "دارسی" کم نشان دهنده غیر قابل نفوذ بودن و کیفیتی بالا برای مصالح می باشد.با اینکه یک بتن با نفوذپذیری کم نسبتا مقاوم می باشد , اما ممکن است هنوز نیاز به ضدآب کردن برای جلوگیری از نشت میان شکاف ها وجود داشته باشــــد.
با وجود دانسیته (تراکم) معلوم آن , بتن یک ماده نفوذ پذیر و متخلخل است که می تواند با جذب آب و برخورد با مواد شیمیایی متجاوز نظیر دی اکسید کربن , مونواکسید کربن , کلراید ها و سولفات ها و دیگر ترکیبات آنها به سرعت تباه شود. اما راه دیگری نیز وجود دارد که هر آبی می تواند به عمق بتن نفوذ پیدا کند .
جریان بخــار و رطوبت ناشی از آن
آب همچنان در قالب بخار همانند رطوبت نسبی انتقال می یابد . رطوبت نسبی همان آب موجود در هوا به صورت یک گاز محلول می باشد. زمانیکه دمای بخار آب بالا می رود , آب زیاد آن فشار بخاری ایجاد میکند . آب به صورت بخار نیز به میان بتن انتقال می یابد . مسیر جریان از فشار بخار زیاد , عموما منابع , به فشار بخار کم با یک فرایند انتشار می باشد . مسیر انتشار بسیار متکی بر شرایط محیطی است.
جریان انتشار بخار , زمانیکه اجرای ضد آب کردن در مکان هایی که فشار بخار آب موجود به صورت غیر یکنواخت می باشد , بحرانی است . چند نمونه از این موارد شامل :
- استفاده از پوسته ایی که در مقابل بخار بسیار کم نفوذپذیر است , مانند یک پوشش حرکتی روی یک بتن مرطوب [ ولو اینکه پوشش رویی خشک باشد ] در یک روز گرم , در اثر فشار بخار ، فشار موجود افزایش یافته و باعث طبله شدن یا تاول زدن بتن می شود.
- بکار بردن یک اندود یا بتونه برای دیوارهای خارجی یک بنا ممکن است در صورت بقدر کافی نفوذ پذیر نبودن بتونه در مقابل بخار , رطوبت را به داخل دیوارها انتقال دهد.
- استفاده از کف با قابلیت نفوذ پذیری کم در مقابل بخار روی یک دال شیبدار در محلهای زیر سطحی در برخورد با رطوبت بالا ممکن است باعث تورق (لایه لایه شدن ) کف گردد.
عموما یک بتونه یا پوشش کم نفوذ در برابر بخار نباید روی سطح داخلی یک بنا یا سازه قرار داده شود. فشار بخار یا فشار آب برای خراب کردن و یا طبله کردن اندود عمل خواهد کرد . بعضی از انواع پوشش ها و افزودنی های کاهنده آب در بتن حرکت بخار آب را به طور قابل ملاحظه ای اصلاح می کنند و بدین صورت اجازه می دهند از آنها در قسمت داخلی استفاده شود. مثالهای اولیه پوشش های ضد آب سیمانی و ملات های آب بند و مواد افزودنی بتن تقلیل دهنده نفوذ آب می باشند.
چگونگی عملکرد فناوری ضد آب کردن کریستالی
فناوری کریستالی دوام و کارایی ساختار بتن را بهبود بخشیده ، هزینه های نگهداری آن را پائین آورده و با محافظت کردن بتن در مقابل تاثیرات مواد شیمیایی مهاجم ، طول عمر آن را افزایش می دهد. این کیفیت کارایی بالا از راه کار با فناوری کریستالی منتج می گردد. زمانیکه فناوری کریستالی در بتن استفاده می گردد ، ضد آب کردن و دوام بتن را با پر کردن و مسدود ساختن منافذ ، شیارهای موئین ، شکافهای بسیار ریز و دیگر سوراخها بوسیله یک فرم کریستالی بسیار مقاوم حل نشدنی ، اصلاح می کند . این ضد آب بودن بر پایه دو واکنش ساده شیمیایی و فیزیکی اتفاق می افتد . بتن ماده ای شیمیایی است و زمانیکه ذرات سیمان هیدراته می شوند ، واکنش بین آب و سیمان باعث می شود [ بتن ] شروع به سختی کند ، توده ای صلب گردد.همچنین واکنشی شیمیایی با مواد پنهان داخل بتن اتفاق می افتد .
ضدآب کردن کریستالی ، مجموعه ای از مواد شیمیایی دیگر را در [ بتن ]جمع می کند . زمانیکه مواد شیمیایی اجزاء سیمان هیدراته شده و مواد شیمیایی کریستالی در حضور رطوبت قرار می گیرند ، واکنشی شیمیایی اتفاق می افتد ، محصول نهایی این واکنش ساختار کریستالی غیر قابل حلی می باشد .
این ساختار کریستالی فقط در مکان های مرطوب می تواند اتفاق بیفتد و بدین ترتیب در منافذ ، شیارهای موئین و ترک های ناشی از جمع شدگی بتن شکل خواهد گرفت . هرجایی نشت آب صورت پذیرد ضد آب کریستالی با پر کردن منافذ و سوراخها و شکافها ایجاد خواهد گردید.
زمانیکه ضد آب کریستالی در سطوح همانند یک پوشش یا همانند عملکرد پاشش خشک روی دال بتنی تازه بکار گرفته می شود ، فرایندی به نام انتشار شیمیایی رخ می دهد. طبق نظریه انتشار ، محلول با دانسیته بالا میان محلولی با دانسیته پائین جا خواهد گرفت تا این دو متعادل گردند .
بدین سان ، زمانیکه بتن قبل از اجرای ضد آب کردن کریستالی با آب اشباع می شود ، یک محلول با دانسیته شیمیایی کم بکار برده شده است و زمانیکه ضد آب کریستالی در بتن بکار گرفته می شود ، محلولی با دانسیته شیمیایی بالا روی سطح آن ایجاد می شود که فرایند انتشار شیمیایی را راه اندازی می کند ، ضد آب کریستالی با جابجا شدن میان [ محلول با دانسیته پائین ] به تعادل می رسد .
مواد شیمیایی ضد آب کریستالی میان بتن پخش شده و در دسترس اجزای سیمان هیدراته قرار میگیرد و اجازه می دهد واکنشی شیمیایی اتفاق افتاده ، یک ساختار کریستالی شکل گیرد و همانند ماده شیمیایی ادامه می یابد تا میان آب پخش گردد . این رشد کریستالی ، پشت مواد شیمیایی مهاجم شکل خواهد گرفت . واکنش تا جایی که ترکیب شیمیایی کریستالی آب را تمام کرده و یا آن را از بتن خالی کند ، ادامه می یابد .انتشار شیمیایی ، ترکیب بوجود آمده را در حدود 12 اینچ به داخل بتن انتقال می دهد . چنانچه آب فقط 2 اینچ در عمق بتن جذب شده باشد ، در این صورت ماده شیمیایی کریستالی فقط 2 اینچ پیشرفت خواهد کرد و سپس خواهد ایستاد .در صورت ورود مجدد آب به بتن از چند نقطه دیگر در آینده ، با واکنش شیمیایی مواد ، قابلیت پیشروی تا 10 اینچ دیگر وجود دارد .
بجای کاهش تخلخل بتن همانند تقلیل دهنده های آب و روان کننده بتن و فوق روان کننده بتن ، ماده کریستالی ، مواد پرکننده و مسدود کننده سوراخها را در بتن به منظور ایجاد یک بخش بی عیب و پایدار از سازه ، بکار می گیرد.فرم کریستالی در داخل بتن وجود دارد و به صورت نمایان در سطح آن نیست و نمی تواند بتن را سوراخ کرده و یا به صورت های دیگری نظیر اندودها و یا سطوح پوششی آن را خراب کند .ضد آب کریستالی در برابر مواد شیمیایی با PH بین 3 تا 11 در برخوردهای ثابت و 2 تا 12 در برخوردهای متناوب بسیار مقاوم می باشد. این ماده دمای بین 25 - درجه فارنهایت [ 32- درجه سانتی گراد ] و 265 درجه فارنهایت [ 130 درجه سانتی گراد ] را در یک حالت ثابت تحمل می کند .رطوبت ، نور ماوراء بنفش و میزان اکسیژن هیچگونه اثری بر روی توانایی عملکرد محصول ندارد .
ضد آب کریستالی محافظت در مقابل عوامل و پدیده های زیر راایجاد می کند:
مانعی برای تاثیرات CO ، CO2 ، SO2 ، NO2 ، گازهای خورنده و نیز کربناته شدن می باشد. کربناته شدن فرایندی است که گازهای خارجی پدیده خوردگی را در لایه های بتن ایجاد میکنند.آزمایش کربناتی نشان می دهد که افزایش شکل کریستالی جریان گازهای داخل بتن را کاهش می دهد . کربناتاسیون حالت قلیایی خمیر سیمان هیدراته شده را خنثی نموده و محافظت آرماتورها در مقابل خوردگی از بین میرود.
محافظت کردن از بتن در مقابل واکنش توده های قلیایی [ AAR ] با رد کردن آب به فرایند آنها در نتیجه واکنش توده ها
آزمایش انتشار گسترده یون کلراید نشان می دهد که ساختار بتنی که با ضد آب کریستالی محافظت گردیده است ، از انتشار کلراید ها جلوگیری می کند. این ساختار از فولادهای تقویتی بتن حفاظت کرده و از خرابی های ناشی از اکسیداسیون و انبساط آرماتورها پیش گیری می کند.
بسیاری از روش های سنتی حفاظت بتن نظیر اندودها و دیگر پوشش ها ، ممکن است در دراز مدت مستعد خرابی از آب و ترکیبات شیمیایی گردند در صورتیکه فناوری کریستالی منافذ و شیارهای ناشی از فرایند خودگیری و عمل آوری بتن را بسته و بتن را مقاوم می نماید.
انواع بناها و کاربرد مناسب فناوری کریستالی
فناوری حفاظت و ضد آب کردن کریستالی در دو شکل پودر و مایع وجود دارد. سه روش به کارگیری متفاوت شامل :
استفاده کردن بر روی یک ساختار موجود به عنوان مثال یک دیوار سازه ای یا یک دال کف
ترکیب مستقیم با مقدار بتن در کارگاه همانند یک افزودنی بتن
پاشیدن مثل یک پودر خشک ، کاربرد سبز یا بدون رطوبت ماده خشک روی سطح بتن
نویسنده : کلینیک بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))
امروزه بحث دوام بتن یکی از مهمترین مسائلی است که در جهان مورد بررسی و پژوهش قرار گرفته است،در گذشته ثابت شده که عواملی همچون گرما ،سرما ،آفتاب و ... بر عمر و دوام بتن تاثیر بسیاری دارد.
ابتدا لازم می دانیم صرفاً جهت یاد آوری ،توضیحات مختصری را در خصوص عمل آوری بتن ارائه نماییم.
عمل آوری به مجموعه عملیاتی گفته می شود که برای حفظ رطوبت و دمای بتن انجام می گیرد که بایستی بلافاصله بعد از عملیات بتن ریزی انجام گیرد.
عمل آوری در قسمتهایی از سازه که در معرض تابش مستقیم آفتاب و یا وزش باد می باشد از اهمیت و حساسیت بیشتری برخوردار است چرا که بعد از انجام بتن ریزی براساس خواص عمومی بتن ، بخشی ازآب بتن خود را برروی سطح آن رسانده و در آنجا جمع و مشاهده می شود.
در صورتیکه در اثر بی توجهی این مقدار آب از سطح بتن تبخیر شود با توجه به تاثیر مستقیم آن بر میزان w/c ( نسبت آب به سیمان در طرح اختلاط) ضمن کاهش این نسبت، متقابلاٌ اثرات مخربی بر مقاومت فشاری ، سایشی و دوام بتن خواهد داشت که این اتفاق در چند روز اولیه بتن ریزی بیشتر مشاهده می شود و بنا براین از حساسیت فوق العاده ای برخوردار است.
شرایط محیطی پروژه و آب و هوای منطقه در نوع عمل آوری بتن بسیار تاثیر گذار می باشد بدین مفهوم که در مناطق حاره ای و گرم و یا مناطق سردسیر که از برودت غیر معمول برخوردار هستند باید در اجرای عمل آوری دقت بیشتری لحاظ نمود.
تابش مستقیم آفتاب و گرمای هوا در ماه های گرم سال موجب تبخیر آب سطحی بتن شده که می تواند موجب جمع شدگی بتن ( shirinkage )
و پدیدار شدن ترک هایی ( crack ) در بتن گردد .این ترکها همانند ترکهای صحرایی به صورت پیوسته درتمام سطح بتن قابل رویت می باشد که در بعضی مواقع عرض ترکها به چندین میلی متر رسیده و دارای عمقی نزدیک به ضخامت بتن می باشند که این مسئله موجب کاهش مقاومت ،دوام و افت مقاومت در برابر تنش های کششی بتن می گردد.
در مواردی مشاهده شده است که بعضاً برای مقابله با این مشکل از مواد افزودنی بتن ، دیرگیر کننده بتن استفاده می نمایند کهاین برداشت کاملاً اشتباه می باشد ، زیرا مواد افزودنی بتن دیرگیر فقط زمان گیرش را به تعویق انداخته و هیچگونه تاثیری در تبخیر شدن آب سطحی بتن ندارد.
برای دستیابی به بتون هایی با مقاومت و کیفیت مطلوب باید بعد از انجام عملیات بتن ریزی شرایط مناسبی را جهت رسیدن به مقاومت و دوام مطلوب فراهم نمود.
کیورینگ به مجموعه اقداماتی گفته می شود که موجب هرچه بهتر انجام شدن عمل هیدراتاسیون سیمان می گردد. متداولترین روش برای این منظور پوشاندن سطح بتن با یک لایه نازک می باشد که از تبخیر آب سطحی بتن جلوگیری می نماید و به مرور زمان بر اثر عوامل جوی از روی سطح بتن پاک می شود و هیچ اثر سویی بر عمر بتن نخواهد داشت . این ماده با ایجاد یک لایه شفاف بر روی بتن موجب می گردد که نور آفتاب از سطح آن منعکس شده و با ایجاد یک محوطه بسته ، موجب گردد تا آب سطحی بتن از سطح آن تبخیر نگردد و تمام این آب صرف عمل هیدراتاسیون سیمان شود. البته لازم به ذکر می باشد که کیورینگ ، بخشی از مرحله عمل آوری می باشد و نباید از دیگر روشهای مراقبتی بتن غافل شد.
مواد عمل آورنده بر اساس نوع پروژه به دو صورت تهیه می گردد.
1- در بعضی از مواقع ارتفاع بتن ریزی از حالت استاندارد بیشتر شده و مجبور به بتن ریزی در دو مرحله می باشیم که در صورت استفاده از کیورینگ در پایان مرحله باید حتماً از موادی استفاده شود که در هنگام بتن ریزی مرحله دوم هیچگونه اختلالی در bonding دو بتن ایجاد نکند و بتوان به راحتی بتن ریزی را انجام داد. در این حالت مواد استفاده شده بوسیله آب با فشار زیاد قابل شستشو بوده و بنابراین هیچگونه فیلمی از مواد عمل آورنده مانع دوخت بتن قدیم و جدید نمی شود.
2- در مواقعی که بتن ریزی در یک مرحله انجام می گرید از نوع دیگری از مواد عمل آورنده بتن استفاده می شود که پایه ترکیبی آن مواد پلیمری بوده و بعد از انجام بتن ریزی بر روی سطح ریخته یا اسپری می شود . این مواد به مرور زمان نیز بر اثر عوامل جوی از روی سطح پاک می شود . در این گونه موارد می توان خاصیت curing و sealing را بصورت مواد ترکیبی همزمان داشت.
مقدار مصرف مواد عمل آورنده بستگی به صیقلی بودن سطح بتن دارد که هرچه سطح صافتر و صیقلی تر باشد میزان مصرف آن نیز کمتر است .
در هنگام کیورینگ باید دقت شود که تمام سطح با مواد عمل آورنده پوشش داده شود تا هیچگونه راه فراری برای بخار آب های ایجاد شده وجود نداشته باشد در صورت وجود سوراخ در سطح کیورینگ در همان محل سوراخها ترکهایی در سطح بتن مشاهده خواهد شد که مقاومت ،کارایی و دوام بتن را کاهش خواهد داد.
اجرای عمل آوری بتن در سرما مقوله دیگری است . در محیط های سرد و امکان یخ زدگی بتن بخشی از سازو کارهای عمل آوری با استفاده از ضد یخ بتن در درون بتن انجام خواهد گرفت .
همانگونه که گفته شد هدف از عمل آوری ایجاد شرایط بهتر برای هیدراته شدن کاملتر و سالمتر ذرات سیمان در بتن می باشد .
ضد یخ بتن با تسریع در انجام عمل هیدراتاسیون موجب مصرف سریعتر آب بتن در واکنشهای شیمیایی آب و سیمان شده و بدین ترتیب از یخ زدگی بتن در اثر وجود آب مازاد جلوگیری می کند . طبیعتاً واکنش هیدراتاسیون سیمان یک واکنش گرما زا بوده و تسریع در عملیات هیدراتاسیون باعث افزایش دمای بتن در اثر وجود ضد یخ بتن خواهد شد.
عمل آوری یا کیورینگ در گرما از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است و لازم است که با اشاعه و آموزش انجام این کار با استفاده از مواد عمل آورنده ، روشهای سنتی همچون استفاده از آب زیاد و روش گونی خیس و ...به مرور کمرنگ شود . هزینه بالای آب در پاره ای از مناطق کم آب ومصرف گونی خیس برای پروژه های بزرگ چند نمونه از مواردی می باشد که اجرای عمل آوری را با مشکل ایجاد کرده و در پاره ای از مواقع ناممکن می نماید..
انجام عملیات بخار زنی نیز از روش های متداول قدیمی بوده است که با بسط ، ترویج و آموزش تکنولوژی های جدید تر می توان با دقت بالاتری عمل آوری بتن را انجام داد تا بدین وسیله گام های بلندتری در افزایش دوام و مقاومت سازه های بتنی برداشته شود
نویسنده : کلینیک بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))
بیشترین کاربردهای بتن مسلح به الیاف بویژه الیاف فولادی تاکنون در دالها، عرشه پلها، کف سازی فرودگاهها، پارکینگها و محیطهای در معرفی کاویتاسیون و فرسایش بوده است. در پل سازی مهمترین کاربرد آن در سطوحی بوده که در معرض خوردگی و فرسایش قرار دارند.
دالهای روی بستر
در مورد دالهاى روى بستر، نمونه هایی که خوب بررسی شده باشند اندک هستند. اما در جاهایی کهدال بتنی مسلح به الیاف فولادی تحت تاثیر عبور و مرور اتوبوسهای سنگین قرار دارد، مشخص شده است که این نوع دال، با ضخامتی در محدود 60 تا 75 درصد دالهاى غیرمسلح، عملکردی مشابه آنها دارند با استفاده از این نوع بتن، پوشش باند فرودگاهها را میتوان به نحو قابل ملاحظه اى ( 20 تا 60 درصد) نازکتر از پوششهای بتنی غیر مسلح مشابه اجرا کرد. خستگی خمشی عامل مهمی است که بر عملکرد کفسازى اثر می گذارد، اطلاعات موجود نشان میدهد که الیاف، مقاومت بتن را در برابر خستگی به نحو قابل ملاحظه ای افزایش می دهند.
دالهای سازه ای سقفها
براى دالهای کوچک، براساس نظریه خط سیلان، یک روش طراحی ارایه شده است که بر نتایج حامل از آزمایش دالهاى دو طرفه بتنى متکى است. ولی برون یابی نتایج کار و اعمال انها بر دالهای بزرگتر، به شدت نهى شده است.
عرشه پلها
استفاده از نمکهای یخ زدا موجب انهدام عرشه پلها می شود. بتن الیافی گرچه نمی تواند مانع از نفوذ این نمکها شود ولی با محدود نگاه داشتن تعداد و عرض ترکها میتوان از گسترش دامنه این انهدام جلوگیری کرد.
تیرها
خمش در تیرها
در این زمینه، هم براى تیرهایی که تنها به الیاف مسلح شده اند و هم در مورد تیرهایی که از ترکیب الیاف و آرماتور در آنها استفاده شده، فرمولها و معادلاتی ارائه گردیده است . در مورد تیرهای که فقط به الیاف مسلح باشند، معادلات مذکور ارزش عملی چندانی ندارند و تنها در مورد تیرهای کوچک (10×10×35 سانتیمتری) و اعضای فرعی سازه ها کاربرد دارند . اما در زمینه تیرهای مسلح به ترکیب الیاف و آرماتور معادلات، طرح شده با توجه به استفاده از مقاومت کششی افزایش یافته بتن که به کمک آرماتور کششی می آید، قادرند مدل مناسبی از تیر به دست دهند. از جمله این معادلات، روابط پشنهادی است که مشابه معادلات روش طراحی بر اساس مقاومت نهایی ACI است .
اتصالات تیر- ستون
مطالعات اخیر روی اتصالات تیر- ستون مقاوم در برابر زلزله با استفاده از الیاف فولادی به جای بخشی از میلگردهای حلقوی، حاکی از بهبود قابل ملاحظه مقاومت، نرمی و جذب انرژی اتصال است .
ملاحظات مربوط به خستگی خمشی
تحقیقات اخیر نشان می دهد که افزودن الیاف به تیرهای بتنی مسلح به میلگرد عمر خستگی را و تغییر مکانها و عرض ترکها را کاهش می دهد. بر اساس این تحقیقات نتیجه گرفته می شود که اثر مفید الیاف با افزایش میزان میلگردها کاهش می یابد.
برش در تیرها
داده های آزمایشگاهی زیادی که در دست هستند نشان میدهند که الیاف اساساً ظرفیت برشی (مقاومت کششی قطری) تیرهای بتنی را افزایش می دهند. به کار بردن الیاف به جای خاموتهای قائم یا میل گردهای خم شده یا برای کمک به آنها مزایای چندی را ایجاد می کند که عبارتند از :
الف - الیاف در حجم بتن به طور یکنواخت توزیع شده و خیلی بیشتر از میلگرد های تقویتی برشی به یکدیگر نزدیک هستند.
ب - مقاومت کششی در نخستین ترک و مقاومت کششی نهایی هر دو توسط الیاف افزایش می یابند.
ج - مقاومت برشی اصطکاکی افزایش می یابد.
با استفاده از الیاف دارای انتهای آجدار می توان از انهدام فاجعه آمیز تیرهای بتنی در اثر کشش قطری جلوگیری کرد. برخی از پژوهشگران تحلیل هایی ارائه داده اند که نشان می دهد الیاف می توانند از لحاظ اقتصادی جایگزین خاموتها شوند الیاف دارای انتهای چین خورده می توانند به افزایشی چشمگیر در مقاومت برشی منجر شود . در برخی آزمایشها این افزایش حتی به 100 درصد بالغ گردیده است.
اخیرا بر اساس نتایج آزمایشگاهی روی 7 تیر دارای الیاف که چهار تیر آن خاموت هم داشته اند معادله زیر جهت برآورد Vcf پیشنهاد شده است.
Vcf=2/3Ft(d/a)0.25
Ft مقاومت کششی بتن است که از نتایج کشش مستقیم استوانه هاى 6×12 اینچی (15×30 سانتیمتری) به دست می آید.
( d/a ) نسبت عمق مؤثر به دهانه برشی است . اثرات انواع مختلف الیاف از طریق پارامتر Ft در معادله بررسی می شود. روش طراحی پیشنهاد شده همان طریق ACI 318 را در مورد محاسبه سهم خاموت در ظرفیت برشی دنبال می کند که به آن نیروی مقاوم بتن نیز که بر اساس تنش برش معادله بالا محاسبه می شود اضافه میگردد.
برش در دالها
مطالعات اخیر نشان داده اند که با افزودن الیاف فولادی قلابدار به آرماتور در دالهای بتنی مسلح، مقاومت برشی آنها بسته به درصد الیاف تا 42 درصد افزایش یابد.
شاتکریت
شاتکریت (بتن پاشى) دارای الیاف فولادی در ساختن سازه های گنبدی شکل، پوشش دادن، پایداری سنگریزه ها، تعمیر بتن فرسوده و غیره به کار می رود. طرح سازه ها به همان طریق سازه های مرسوم مورت می گیرد، فقط مشخصات بهبود یافته فشاری، برشی و کششی بتن الیافی در محاسبات وارد میشوند.
فرسایش در اثر کاویتاسیون
بتن مسلح به الیاف فولادی براى تعمیر آبروهای خروجی، حوضچه های آرامش سرریزها و قسمتهای دیگر بعضی از سدها به کار رفته است . در هر مورد از زمان تعمیر تاکنون، با وجود ارتفاع زیاد این سدها و شگرف بودن قدرت آب خروجی بتن الیافی به بهترین نحو پایداری کرده است.
کاربردهای دیگر
بتن مسلح به الیاف و بویژه فولادی در بسیاری از جاهای دیگر نیز به کار رفته که روشهای طراحی خاص و روشنی نداشته اند. به طور مثال این موارد شامل : پیاده روها، حفاظت خاکریزها، پی ماشین آلات، پوشش آدم روها، سدها، پوشش نهرها، تانکهای ذخیره مواد و اعضای پیش ساخته نازک می شود. مسلما با گذشت زمان و انجام تحقیقات بیشتر و کاملتر، موارد استفاده از این نوع بتن متنوع تر و کاربرد آن نیز رایج تر خواهد شد.
استفاده و کاربرد بتن الیافی در ایران
بر اساس مطالب یاد شده بتن الیافی با مزایای ویژه خود می تواند کاربردهای وسیعی داشته باشد، لیکن جهت به کار گیری آن در ایران لازم است که دو نکته اساسی در نظر باشد.
مورد اول :
لازم است که حداقل مقاومتی براى بتن در کلیه سازه های بتنی اعمال شود، که این خود در کیفیت بتن، بدون واردکردن هیچ گونه الیافی نقش موثر دارد. بدین معنی که باید اول کیفیت بتن بدون الیاف را ارتقا دهیم.
مورد دوم :
نظر به اینکه باید از پدیده «گلوله شدن» در بتن الیافی جلوگیری به عمل آید، لذا لازم است نحوه صحیح مخلوط کردن الیاف با بتن و همچنین استفاده از روان سازها جهت افزایش کارایى فراهم آید. لازم است به این صنعت نو پا با کاربردهای فراوان، توجه بیشتری معطوف شود و الیاف مختلف اعم از مصنوعی (مانندالیاف پلی پروپیلن) و فولادی، به شکل مطلوب و با کیفیت مناسب ساخته شوند. سرمایه گذاری جهت ساخت الیاف و اینکه صنعت پتروشیمی به ساخت الیاف پلی پروپیلن و صنعت فولاد به ساخت الیاف فولادی مبادرت ورزند، میتواند راه گشا باشد.
نویسنده : کلینیک بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))
1برای کالیبره کردن دستگاه باید از نمونه استاندارد استفاده شود و دمای نمونه سیمان ...
نکاتی که در کالیبراسیون بلین باید در نظر گرفت:
1برای کالیبره کردن دستگاه باید از نمونه استاندارد استفاده شود و دمای نمونه سیمان مورد آزمایش باید برابر با دمای محیط باشد.
2-کالیبراسیون دستگاه بلین باید به وسیله همان شخصی صورت گیرد که آزمایش تعیین نرمی را انجام میدهد .
3- نمونه استانداردی را که یک بار به کار رفته است میتوان با به هم زدن ذرات چسبیده آن مجددا به کار برد به شرط اینکه بر آن که نمونه ها به حالت خشک نگه داشته شوند و کلیه آزمایشها به فاصله چهار ساعت پس از باز شدن درب محتوی نمونه استاندارد انجام شود.
4-می توان نمونه ائی غیر از نمونه سیمان استاندارد برای تعیین حجم بستر سیمان استفاده نمود .
5-دستگاه باید در مواقع زیر دوباره کالیبره شود.
1- در فواصل زمانی به منظور تصحیح سایشی که روی جداره محفظه و یا سمبه ایجاد میشود
2-
اگر مقداری از مایع لوله از بین برود
3-
اگر تغییراتی روی جنس و نوع کاغذ صافی مصرفی پیدا شود .
دستورالعمل کالیبراسیون دستگاه بلین:
دو قطعه کاغذ صافی را داخل محفظه قرار دهید و به وسیله میله ای که قطر آن کمی کوچکتر از قطر داخلی استوانه باشد کاغذها را به طرف پایین فشار دهید تا روی صفحه مشبک قرار گیرند بعدا استوانه را با جیوه پر کنید و حبابهای هوا را از جداره محفظه خارج کنید و جابه جا کردن محفظه را به وسیله انبرکی انجام دهید .اگر جنس فلز استوانه طوری است که ممکن است با جیوه ملقه دهد قبل از پر کردن جیوه جدار داخل استوانه را با یک لایه بسیار نازک و روغن اندود کنید و مقدار اضافی جیوه را از سطح استوانه به وسیله یک تیغه شیشهای پاک کنید و سپس جیوه را داخل ظرفی بریزید و آن را وزن نمائید . سپس یکی از کاغذهای صافی را از محفظه خارج سازید . 2.80 گرم از سیمان را پس از توزین داخل استوانه بریزید و آن را با قرار دادن یک کاغذ صافی در زیر و یکی در روی بستر سیمان فشرده سازید و حجم خالی بالای بستر را به وسیله جیوه پر کنید و زیادی جیوه را به وسیله صفحه شیشه ای از سطح استوانه پاک کنید سپس جیوه را درظرفی خالی کنید و آن را وزن کنید و وزن آن رایادداشت کنید .حجم بستر سیمان باید حداقل دوبار به روش فوق تعیین گردد.
V = (WA - WB)/D
حجم بستر سیمان به سانتیمتر مکعب = V
مقدار جیوه لازم برای پر کردن استوانه بدون سیمان = WA
مقدار جیوه لازم برای پر کردن قسمتی از استوانه که به وسیله سیمان اشغال نشده است = WB
وزن مخصوص جیوه در درجه حرارت محیط آزمایش بر حسب گرم بر سانتیمتر مکعب = D
تعیین وزن نمونه :
وزن نمونه ائی که برای کالیبره دستگاه بلین از فرمول زیر استفاده می شود:
w = ρV(1-ε)
W = وزن نمونه مورد نیاز
ρ = دانسیته نمونه که برای سیمان پرتلند 3.15 می باشد
V = حجم بستر سیمان که طبق روش بالا تعیین گردید به مانند بتن
ε = (0.05±0.05)تخلخل دلخواه بستر سیمان
تهیه بستر سیمان :
صفحه مشبک را در داخل محفظه قرار داده و یک کاغذ صافی در داخل محفظه بگذارید و با کمک مداد یا میله نازکی آن را روی صفحه مشبک فشار دهید . مقدار معینی سیمان با دقت 0.001 گرم توزین کنید و در محفظه بریزد آنگاه سطح سیمان را با ضربه های ملایمی که به اطراف محفظه میزنید صاف کنید . یک کاغذ صافی روی سطح سیمان قرار دهید و سمبه را به آرامی وارد محفظه نموده و تا جائی که کلاهک آن به سطح استوانه برسد بستر سیمان را فشار داده و سپس سمبه را به آرامی از محفظه خارج کنید
تعیین نرمی سیمان:
محفظه را روی لوله U قرار دهید و مطمئن شوید محفظه روی لوله به خوبی آب بندی شده است. از گریس سیلیکون برای آب بندی می توانید استفاده نمائید. دقت کنید به بستر سیمان اختلالی وارد نشود . هوای موجود در لوله U را به آهستگی تخلیه کنید تا محلول به بالاترین نشانه لوله برسد در این موقع شیر را ببندید و وقتی محلول به نشانه دوم لوله رسید کرنومتر را به کار اندازید و موقعی که به نشانه سوم لوله رسید آن را متوقف سازید و فاصله زمانی بین این دو نشانه را به ثانیه و حرارت محیط آزمایش را بر حسب درجه سانتیگراد یادداشت کنید .
نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))