تاریخچه ژئوممبرین، کاربرد ها و انواع آن

ژئوممبران: PVC-

ژئوممبران pvc محصول عایق بندی است که با آماده کردن رزین (کلراید پنی دینیل) مواد پرکردنی ماده رنگ زنی به همراه تثبیت کننده ها وقراردادن آنها درمعرض عملیات های لازم درقالب ریزی ها و نیز بر اثر حرارت به صورت یک فرم متجانس تشکیل می شود.

انواع ژئوممبران PVC-

ژئوممبران مضرس دار

ژئوممبران ضد باکتری

ژئوممبران با ژئوتکستایل لمینت شده

ژئوممبران pvc - شکل T

مشخصات ژئوممبران PVC-

1-مقاومت شیمیایی

2-جوش پذیری

3-انعطاف پذیری

4-انبساط وانقباض نسبی زیاد

مقاومت دربرابر اشعه UV5-

موارد کاربرد ورق ژئوممبران: pvc-

1-مخازن آب وتصفیخانه ، حوضچه ها واستخر

2-پشت بام و بالکن

3-تونل های زیر زمینی

4-پارکینگ های اتومبیل زیر زمینی

5-مصرف زیر کاشی

مشخصات ژئوممبران: - مضرس دار

ژئوممبران pvc مضرس دار (signal lair ) ورقی است شامل یک لایه باریک وکمرنگ برای سهولت درتشخیص صدمات که به آسانی در صورت صدمه با دید بصری قابل تشخیص است.

ژئوممبران T- Grip-

- نگه دارنده بتن بر روی ورق ژئوممبران در شیب ها ودیوارها

- در سیستم های فاضلاب

- دور ستون ها ولوله ها

مزایا

در صورت بکارگیری این عایقها جهت پوشش و نفوذ ناپذیر کردن کانال بخشی از مزایای آن بشرح زیر میباشد:

1- سرعت اجرای زیاد و زودتر به بهره برداری رسیدن کانال

2- کاهش عملیات خاکی و افزایش سرعت آب و دبی کانال

3-حذف لایه فیلتر زهکش

4- حذف عملیات تعویض خاک

5- افزایش عمر مفید کانال به چندین برابر عمر کانال بتنی و عدم نیاز به ترمیم و نگهداری

الف- نتایج و بحث

هدف از اجرای پوشش ، جلوگیری از تلفات آب ، فرسایش خاک ، کاهش هزینه های نگهداری کانال و جلوگیری از رشد علفهای هرز می باشد.هزینه های اجرایی هر متر مربعپوشش بتنی و ژئوممبران - بتنی تقریبا" با یکدیگر برابر می باشد بنابراین در شرایط مشابه مزیت استفاده از پوشش ژئوممبران جلوگیری از هدر رفتن آب و یا راندمان بالاتر انتقال می باشد. استفاده ازاین پوششها ضمن اینکه ازاتلاف مایعات محلولهای شیمیائی موجود درکانالها جلوگیری بعمل می آورد بعلت برخورداری ازتائیدیه های زیست محیطی ازآلودگی منابع آب وخاک نیزجلوگیری بعمل می آورد ازسوی دیگر استفاده از HDPE بعنوان جایگزین لاینینگ بتنی ویا رسی ازتخریب کف ودیواره های کانال بعلت خورندگی خاکهای بستر جلوگیری نموده ودوام دهها ساله بدون نیازبه تعمیرات ویا تعویض خاک را درخاکهای نامناسب ازقبیل گچی ، آهکی ، سولفات و000 را تضمین می نماید. برای احداث کانال در حین مواجهه با خاکهای نامناسب دو راه حل وجود دارد :

1-تعویض خاک منطقه و جایگزینی با خاک مناسب

2-استفاده از پوشش های ژئو ممبران – بتنی .شایان توجه میباشد در اجرای این پوشش در صورت رعایت ننمودن موارد زیر نتایج نامطلوب حاصل میشود .

1- عدم اجرای صحیح ژئو ممبران و پوشش بتنی

2- عدم استفاده از محصول مناسب

3- نشست خاک

4- عدم دقت در کارگذاری ژئو ممبران

5-عدم مهار صحیح ژئو ممبران

6-استفاده از بتن مگر در زیر پوشش ژئوممبران

مهمترین بخش در مورد لایه ژئو ممبرین مربوط به درز گیری ها و جوش دادن صفحات ژئوممبرین در محل میباشد . چرا که اگر نشتی در این مکانها رخ دهد طرح کا ر آیی خود را از دست داده و اهداف مورد نظر بر آورده نخواهد شد . روی هم رفته در طرحهای اجرا شده با ژئوممبرین حدود 15% صرفه جویی اقتصادی نسبت به طر ح های دیگر که از ژئو ممبرین استفاده نمی کنند میشود .

ژئوممبران‌ها

خصوصیات لازم یک ژئوممبران برای استفاده در دیوار آب بند به شرح زیر است:

- سختی بالا برای آسانی نصب

- مقاومت بالا در مقابل انواع مواد شیمیایی که شامل حلال‌های آلی نیز می‌باشد

- امکان نصب پروفیل‌های قفل و بست روی لبه صفحات ژئوممبران

- دوام مناسب در حالت مدفون

HDPE برای اکثر موارد بالا انتخاب مناسبی است. این ماده سختی کافی ندارد تا بتوان آن را مثل صفحه فولادی مستقیماً به داخل خاک راند ولی همانگونه که توضیح داده شده راه های زیادی برای نصب آن وجود دارد. وقتی که هزینه و در دسترس بودن آن نیز مد نظر قرار گیرد دیده می‌شود که در این نوع کاربرد انتخاب طبیعی می‌باشد. دلیل دیگر برای انتخاب HDPE قابلیتشکل یافتن آن توسط عملیات اکستروژن است.قفل و بست‌ها شکل‌های پیچیده ای دارند که توسط فرآیند اکستروژن ساخته می‌شوند و سپس به طول مورد نظر بریده شده و به پانل‌های ژئوممبران جوش امتزاجی داده می‌شوند. اکنون به عملکرد HDPE

در حالت مدفون در دراز مدت پرداخته می‌شود. غیر از تنش که ممکن است منجر به ایجاد ترک در مواردی شود عوامل کمی می‌توانند عمر ژئوممبران HDPE را در حالت مدفون کوتاه کنند یکی از آنها قرار گرفتن د رمعرض مواد شیمیای است. تا کنون صدها آزمایش سازگاری طبق استاندارد9090EPA بر روی HDPE با انواع مواد شیمیایی انجام گرفته است که در هیچ یک از این آزمایش‌ها تخریب مشاهده نشده است.

در مورد هیدروکربنها با غلظت زیاد (هیدروکربن‌های کلرینه و آروماتیک نامطلوبترین آنها هستند) کاهش مقاومت حد تسلیم کششی تا 30% می‌تواند رخ دهد. این به خاطر روان شدگی فیزیکی است که HDPE را نرم می‌کند. البته این واکنش قابل برگشت است، یعنی زمانی که اجازه خروج به مواد شیمیایی داده شود، مقاومت اولیه باز می‌گردد.

یکی از مهمترین خصوصیات دیوارهای آب‌بند، نفوذناپذیری در مقابل مواد شیمیایی است. لازم است نفوذپذیری شیمیایی ژئوممبران از نفوذپذیری که معمولاًدر مهندسی ژئوتکنیک به آن اشاره می‌شود متمایز شود. در حالت خاک‌ها و سایر مواد متخلخل، انتقال آب (یا سایر مواد شیمیایی) از حفرات خاک، ترکها یا شکستگیها رخ می‌دهد. در صورتی که در نفوذپذیری شیمیایی، ماده شیمیایی از یک غشا غیر متخلخل در سطح مولکولی عبور خواهد کرد. مولکولهای می‌توانند به طریقی خود را از بین زنجیرهای پلیمری عبور دهند.

HDEP یک ماده پلاستیک نیمه بلوری است که آن را د رمقابل نفوذپذیری شیمیایی مقاوم می‌سازد. باید دانست که هیچ پلیمری نسبت به مواد شیمیایی کاملاً عایق نیست همیشه مقداری تراوش رخ می‌دهد. سوال اساسی این است که آیا مقدار نفوذپذیری قابل قبول است یا خیر.

عوامل زیادی در مقدار نفوذپذیری شیمیایی ژئوممبران تاثیر می‌گذارد. این عوامل شامل تمرکز شیمیایی، دما و ضخامت ورق است. نفوذپذیری دو مولفه عمده دارد که شامل نرخ انتشار (Diffusivity) و انحلال‌پذیری است. نرخ انتشار، نرخ انتقال یک ماده شیمیایی از یک مانع است. انحلال‌پذیری مقدار ماده شیمیایی که یک مانع می‌تواند نگهداری کند. بنابراین نفوذپذیری مربوط به مقدار حجم زاید یک پلمیر و سازگاری ماده شیمیایی با ژئوممبران است. در واقع، نفوذپذیری مرتبط با این است که چه مقدار ماده شیمیایی می‌تواند توسط غشا جذب شود و سرعتی که ماده شیمیایی از مانع عبور می‌کند. بنابرین غلظت، دما و ضخامت ژئوممبران بر مقدار نفوذپذیری تاثیر می‌گذارد.

نکات اجرایی در استفاده از ژئوممبرین ها

1-جهت استفاده از ژئوممبرین ها در سطوح شیبدار و یا قائم و جاهایی که امکان لغزش و جود دارد از نوعی ژئوممبرین استفاده می شود که بر روی سطح ان برجستگی هایی به شکل میخ و جود دارد این میخچه ها در آستر زیر فرو رفتهدو مانع از لغزش لایه ژئوممبرین میزشود.

2-در هنگام نصب ژئوممبرین باید کاملا" توجه داشت که از هر گونه خراش بر سطح آن جلوگیری شود خراش های سطحی به شکل قابل توجهی موجب کاهش مقاومت می شوند.

3-ژئوممبرین بصورت لوله ای و تخته ای ذر بازار عرضه می شود . گاهی برای سطوح وسیع مجبور به چسباندن چند لایه ژئوممبرین می باشیم. برای چسباندن ژئوممبریندر خارج از کارخانه ودر محل کارگاه معمولا" از چسب های مخصوص استفاده می شود. گاهی نیز جهت چسباندن دو لایه ژئوممبرین از ماده حلالی که موجب حل شدن دو لایه مجاور در هم می شود استفاده می گردد.

ژئوممبران

. ژئو ممبرانها اساساً ورقه های نازک و نفوذ ناپذیری هستند که از مواد لاستیکی یا پلاستیکی ساخته میشوند و عمدتآً برای آستر کاری و پوشش تأ سیسات ذخیره مایعات و گازها به کار میروند.ژئوممبرین ها دسته ای از خانواده ژئوسنتیتیک ها هستند که به شکل قابل ملاحظه ای نفوذ ناپذیرند . ماده اصلی تشکیل دهنده ژئوممبرین ها پلیمرهای مصنوعی اند و مهمترین نقش آنها به عنوان ماده ای محافظ در برابر عبور سیالات می باشد.کاربرد وسیع ژئوممبرین ها وابسته به خواص فوق العاده آنها نسبت به وزنشان می باشد.از مشخصات بارز این عایقها می توان به مقاومتهای کششی ، پارگی ، سوراخ شدگی بسیار بالای آنها اشاره نمود.درصد ازدیاد طول این عایقها تا بیش از 7 برابر طول اولیه آنها می باشد. همچنین نفوذ ناپذیری ، انعطاف پذیری توام با مقاومت بالادربرابرپاره شدگی و سوراخ شدگی و تغییرات بالای دمای اطراف ، مقاومت در برا برمواد شیمیایی ، سبک بودن و نصب سریع آنها است. ژئوممبران دارای طبیعت پلیمری هستند و به این دلیل در مقایسه با خاکهای رسی و ژئو تکستایل ها نفوذ ناپذیر تر می باشند ، آزمایشهای عبور خاک آب ، ضریب نفوذ پذیری آنها m/s 15- 10*2.7 نشان داده است .

بعضی از کاربردهای ژئوممبراین در پرو ژه های عمرانی

ژئوممبران‌ها به‌عنوان یک عایق بسیار مقاوم و کمهزینه و دارای طول عمر زیاد، در بسیاری از صنایع کاربرد دارد. این عایقها در کانالها کاربردهای فراوانی دارند خصوصا" در کانالهایی که از خاکهای واگرا ، گچی ، تورمی ، رمبنده و... عبور مینماید و یا با مشکل آبندی روبرو باشند ، استفاده از این عایقها در مقابل liningبتنی میتواند بعنوان گزینه مناسبی مورد نظر قرارگیرد.، انعطاف پذیری بالای این عایقها ، اجرای آسان که پیشرفت نصب ان معادل 5000 m2 در روز ، عدم نیاز به نگهداری و تعمیرات در طول دوره کارکرد و نیز افزایش قابل توجه سرعت حرکت اب و دبی کانال بعلت تفاوت ضریب زبری بتن با HDPE و امکان استفاده از آنها به صورت روباز از جمله دلایل استقبال جهانی از آن در پروژه ها میباشد. که از آن جملهمی‌‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

- از جمله مهمترین کاربردهای ژئوممبراین کاربرد به عنوان آستر و محافظ می باشد که عمدتا" در سطوح داخلی کانال ها ، مخازن و لوله های آبرسانی مورد استفاده قرار می گیرد.مقاومت بالای ژئوممبرین در برابر سایش مانع از سائیدنه شدن سطوح این تاسیسات می شود. همچنین می توان از تاثیرات منفی فاضلاب بر روی سطوح تاسیسات مربوطه با نصب لایه ژئوممبرین بر روی آنها جلوگیری نمود. جهت حفاظت سازه های بتنی ذر بربر حملات شیمیایی خورنده محیط اطراف نیز می توان از ژئوممبرین استفاده نمود

- جهت آبندی جدار تونل ها همواره از ترکیبی از ژئوممبرین و ژئوتکستایل که در واقع تشکیل یک ژئوکمپوزیت را می دهند استفاده می گردد. در این کاربرد یک لایه از ژئو تکستایل را جهت زهکشی آب به سطح تونل می چسبانند و سپس بر روی آن یک لایه ژئوممبرین راجهت جلوگیری از نفوذ آب قرار می دهند و سپس نمای بنای نهایی را اجرا می کنند.

- جهت کنترل خاک هایی که بر اثر رطوبت که براثر رطوبت متورم می شوند از ژئوممبرین با قدرت نفوذ ناپذیری بالا استفاده می شود

- در تاسیساتی که قدرت کنترل مطلوب آب را جهت جلوگیری از اتلاف آن را ندارند نیز از ژئوممبرین به عنوان لایه محافظ در برابر خروج آب استفاده می شود و به شکل قابل توجهی از هدر رفتن آب جلوگیری می شود.

- آب و فاضلاب: از ژئوممبران‌ها جهت ساختلاگون‌ها، کانال‌های آبرسانی، حوضچه‌ها و استخرها و دریاچه‌های مصنوعی استفادهمی‌‌شود. با توجه به اینکه ژئوممبران در تماس با خاک هستند، برحسب لزوم امکان ترکیبآنها با ژئوتکستایل و یا ژئوگریدها میسر است.

- ایزولاسیون سازه‌های زیرزمینی در برابر نفوذ آبهای سطحی و زیرزمینی: در اینخصوص می‌‌توان به ایزوله دیوارهای متروهای شهری و سازه‌های هیدرولیکی و غیره اشارهنمود.

- سایت دفن زباله شهری و صنعتی و خطرناک: با استفاده از ژئوممبرانمی‌‌توان مخازن کاملاً ایزوله از محیط اطراف، جهت دفن زباله‌های شهری و صنعتی ایجادنمود. ژئوممبران‌ها دارای انواع فراوانی، به لحاظ مقاومت در برابر مواد شیمیایی ومخرب هستند.

- سد سازی و پل سازی ،ساخت سیل بند ها و جلو گیری از فرسایش

- مقاوم سازی بستر رودخانه ها و زهکشی قائم و فیلتراسیون ،اجرا شیبهای خاکی و دیوارهای حائل

- تصفیه خانه ها و حوضچه های مصنوعی ، استخر ها و سازه های زیر زمینی

- دورلوله هایی که به دلایلی باید درون آب باشند وصدها کاربرددیگر درصنعت وکشاورزی وآبیاری وغیره دارد0

همچنین ازژئوممبران برای جداکننده بین موج شکنهای کنار دریاها ازساحل آن استفاده میشود( دربندرامام نیزبه همین دلیل جلوگیری ازنفوذ آب دریا به جاده های کنار ساحل ازژئوممبران استفاده شده است ) زیرا ژئوممبرانها مقاومت بسیارزیادی دربرابرفشاروپارگی دارند بطوری که میتوان درحین اجرای ژئوممبران ، باوسایل سنگین ازجمله بولدوزر روی آن تردد نمود.

1-انعطاف پذیر و غیر قابل نفوذ در برابر آب

2-حفظ خاصیت نفوذ ناپذیری در تمام طول عمر

3-امکان افزایش طول تا 7 برابر طول اولیه

4-مقاوم در برابر اشعه ماورای بنفش خورشید

5-گستره وسیع تحمل دمایی از 40- تا 70+ درجه سانتی گراد

6-عدم شرکت در واکنش های شیمیایی به علت دارا بودن آنتی اکسیدان

7-مقاوم در برابر انواع مواد شیمیایی نظیر اسیدها ،بازها و نمک ها

8-مقاوم در برابر عوامل محیطی و بیولوژیکی نظیر رویش نی ،علف هرز ،جانوران جونده ،باکتری ها و جلبک ها

* یک سوم هزینه بتن

* یک سوم زمان ساخت نسبت به بتن

* نصب هر هزار متر در 48 ساعت

* ده سال گارانتی

* احداث استخرهای ذخیره آب جهت کشاورزی

* پوشش کانالها و نهرهای آبیاری و آبرسانی

* مخازن دفع زبالهای شهری ،صنعتی و بیمارستانی

* پوشش حوضچه های تصفیه آب و فاضلاب شهری و صنعتی

* پوشش لوله و تونلهای بتنی

* ایزولاسیون منابع زیر زمینی و غیره

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

تست های غیرمخرب ( التراسونیک )

دستگاه Ultrasonic : دستگاهی است که امواجی با فرکانس خیلی بالا تولید می کند که فرکانسش بیشتر از آستانه شنوایی است .(In fra sound 20 -20 .000 Hz) و فرکانس در ultrasonic test معادلMHz 0.5 - 10 می باشد .

 این دستگاه قادر است عیوب یا ناپیوستگی های ریز که معادل نصف طول موجش است را نشان دهد .

نصف طول موج = ناپیوستگی های قابل تشخیص در UT .

در مقابل ترنس ویوسر دستگاه 3 ناحیه وجود دارد :

    Far field
    Near field
    Dead zone

• منطقه Near zone مکانی است که اگر ناپیوستگی ها در این منطقه قرار گیرند بصورت واضح و دقیق توسط دستگاه قابل تشخیص نمی باشد ( و این یکی از معایب روشUT می باشد ) .

• منطقه Far field or Far zone منطقه ای است که عیوب با دقت بالایی قابل تشخیص می باشند در این منطقه صوت حالت واگرایی دارد که این زاویه واگرایی به عواملی چون طول موج و قطر کریستال پراب و فرکانس وابسته می باشد که با طول موج رابطه مستقیم و با فرکانس و قطر کریستال پراب رابطه معکوس دارد .

توضیحاتی درباره پراب ها و دستگاههای ultrasonic

دستگاههای آنالوگ و دیجیتال و پراب های Angle و Normal :

دستگاههای به دوصورت تقسیم می شوند :

    آنالوگ : در صنعت کاربرد چندانی ندارند بدلیل آنکه سرعت کارکردن با دستگاه کم است . ازاین دستگاه بیشتردرآموزشهای Ultrasonic testing و کارهای آزمایشگاهی استفاده می شود .
    دیجیتال : بدلیل راحت و آسان بودن سیستم دستگاه و سرعت بالا برای کار, از این نوع دستگاه در صنعت استفاده می شود .

انواع پراب ها

    Angle ( پراب های زاویه دار ) : اغلب استفاده این پراب در تست و بازرسی جوش است .
    Normal ( پراب های نرمال ) : اغلب استفاده این پراب ها برای تست و بازرسی سطوح است و برای تست جوش استفاده نمی شود .

Pulse - Echo ( برگشت صوت ) : در این روش تنها یک پراب استفاده می شود که هم فرستنده و هم گیرنده صوت است .

Through Transmissian ( انتقال صوت ) : در این روش 2 پراب استفاده می شود که یکی فرستنده و دیگری گیرنده صوت است .

نوع انتقال صوت در پراب ها به دو صورت است :

• پالس کوتاه Short pulse 

• موج متوالی Continuous wave

بلوکهای مرجع برای کالیبراسیون پراب های Normal و Angle

در روش ultrasonic testing

بلوک های مرجع (Reference block)

    بلوک V1 یا ll W .
    بلوک V2 یا Az .

- از این بلوک ها در کالیبراسیون پراب های Angle , Normal استفاده می شود . 

- ضخامت های این بلوک ها متفاوت است مثلا بلوک V2 دارای ضخامت هایی چون 12mm , 20mm است و ضخامت بلوک V1 معادل 25mm است . 

- شعاع کرو در بلوک 25mm , 50 mm V2 است .

که 25mm شعاع کرو کوچک و 50mm شعاع کرو بزرگ است .

- شعاع کرو در بلوک V1 معادل 100mm است .

روشهای test و بازرسی قطعات توسط دستگاههای ultrasonic

روش تماسی Contact testing

    در روش تست تماسی ترنس دیوسر مستقیم روی نقطه تحت تست قرار می گیرد چون دانسیته هوا کم است یک نوع عایق صوتی به حساب می آید و بخاطر همین از موادی چون : گریس - روغن - آب و ... دربین اتصال ترنس دیوسر با قطعه استفاده می شود .

روش غوطه وری Immersian testing

    در روش غوطه وری قطعه تحت تست و ترنس دیوسرهردو در داخل یک تانک که از آب پشده قرار می گیرد . در این روش سرعت تست بالا است و اغلب در جاهایی که سرعت کار مهم است از این روش استفاده می کنیم .

آیتم های مهم در ultrasonic 

1 - کالیبراسیون فاصله پراب نرمال ( Normal ) 

2 - کالیبراسیون فاصله برای پراب زاویه دار (Angle )

3 - تعیین شاخص پراب

4 - تعیین زاویه پراب 

5 - تعیین محل SDH روی بلوک مرجع 

6 - قدرت تفکیک resolution 

7 - Amplitud control lineritiy 

8 - screen light lineritiy 

9 - منحنی DAC 

10 - ضخامت مولد 

11 - زاویه انحراف 

12 - خطی بودن محور افقی 

استانداردهای مورد استفاده در Ultrasonic testing

استانداردهای کاربردی در NDT و جوشکاری

    AWS A1.1 : راهنمای سیستم های اندازه گیری متریک در صنایع جوشکاری .
    AWS A2.4 :استاندارد علائم و نشانه هادر جوشکاری , لحیم کاری و تست های غیر مخرب .
    AWS A3.0 : استاندارد واژه ها و اصطلاحات جوشکاری .
    AWS B1.10 : راهنمای بازرسی غیر مخرب جوش .
    AWS B1.11 : راهنمای بازرسی چشمی جوش .
    ANSI Z49.1 : ایمنی در جوشکاری , برشکاری و فرآیندهای وابسته .
    AWS QC1 : استاندارد AWS برای تایید صلاحیت بازرسین جوش .
    AWS D1.1 : کد ساخت سازه های فولادی جوشکاری شده .
    AWS D1.5 : استاندارد ساخت پل های فلزی جوشکاری شده .
    AWS D15.1 : استاندارد جوشکاری راه آهن و لوکوموتیو .
    AWS B5.11 : استاندارد تایید صلاحیت مفسرین رادیوگرافی .
    SNT - TC - 1A : راهنمای تایید صلاحیت پرسنل NDT که توسط انجمن آزمایشات غیر مخرب آمریکا تهیه شده است .

SNRT-9- 24A : استفاده از دستگاه التراسونیک برای تست غیر مخرب بتن که توسط آن سیگنال فرستاده می شود و از جهت دیگر بتون گیرنده آن را دریافت کرده و دیتا ها را به ما خواهد داد.جهت تست های غیر مخرب، عمق ترک و مقاومت به چند شیوه انجام پذیر می باشد.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

چسب بتن

چسب بتن به منظور افزایش چسبندگی بتن تولید شد و اکنون در پروژه های ساختمانی کاربرد زیادی یافته ، چسب بتن ترکیب پلیمری است که مقاومت ها و دوام و مهمتر از همه چسبندگی بتن را افزایش می دهد.

کاربرد چسب بتن

مهمترین کاربرد چسب بتن برای افزایش میزان چسبندگی بتن تازه برای چسبیدن به بتن قدیمی در پروژه های تعمیراتی است که میزان چسبندگی بتن را با سطح قدیمی بسیار افزایش میدهد.همچنین این خاصیت هنگام نما سازی بر روی بتن قدیمی کاربرد دارد . چسب بتون از تراوش آب جلوگیری کرده و مانع تفکیک دانه های ریز و درشت می شود و برای آب بندی بتن بکار می رود. اگر سازه های بتنی دچار آسیب دیدگی سطحی و عمقی شده باشند با چسب بتون میتوان آنها را ترمیم نمود و به عنوانترمیم کننده بتن استفاده کرد. از دیگر موارد کاربرد چسب بتن جهت آب بندی بتن مخازن ، استخر های بتنی ، ترمیم آسیب دیدگی بتن یا اغلب سازه های بتنی مانند کانالهای آب ، کف سالنهای صنعتی ، باند فرودگاهها ، سدها ، پایه پلها و ستونها

ویژگی های چسب بتن

از ویژگی های بارز چسب بتن افزایش چسبندگی بسیار زیاد در بتن است که این خاصیت چسب بتن باعث بالا بردن چسبندگی بتن جدید یا مصالح جدید بر روی بتن یا مصالح قدیمی است( رابط اتصال بتن قدیم به جدید) . از ویژگی های دیگر چسب بتن بالا بردن مقاومت های کششی و خمشی بتن ، جلوگیری از ایجاد ترک در بتن و تبله کردن و افزایش عمر سازه های بتنی میباشد.

روش مصرف چسب بتن

چسب بتن را با آب مخلوط و رقیق شده آن به قسمت های خشک بتن اضافه میشود. هرچه ضخامت کمتر و یا فشار وارده بر آن بیشتر باشد مصرف چسب بتن بالا میرود و لازم است قبل از کار یک لایه از محلول چسب بتن به سطح زیرین مالیده شود در ضخامت های بالا استفاده از چسب بتن بصورت لایه لایه مناسب تر می باشد. 

نویسنده : کلینیک  بتن ایران|دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

چه تفاوتی بین روان کننده بتن، فوق روان کننده بتن و ابر روان کننده بتن وجود دارد ؟

روان کننده های بتن اولین نسل تولید شده افزودنی بتن می باشند که بر پایه لیگنوسولفونات بوده و معمولا" برای بتن های معمولی با نسبت آب به سیمان بیشتر از 0/45 کاربرد دارند.

فوق روان کننده ها دومین نسل تولید شده در خصوص روان کننده های بتن می باشند که بر پایه نفتالین سولفونات بوده و برای بتن های با نسبت آب به سیمان 0/4 الی 0/45 به کار می روند.

ابر روان کننده ها آخرین و جدیدترین نسل روان کننده هستند که بر پایه پلی کربکسیلات بوده و برای تولید بتن های ویژه از جمله بتن خود تراکم کاربرد دارند. این نوع روان کننده ها گران هستند و معمولا" برای بتن با نسبت آب به سیمان کمتر از 0/4 کاربرد دارند.

نحوه اثر روان کننده بتن چگونه است ؟

این مواد بر روی ذرات سیمان می نشینند و با باردار کردن ذرات سیمان، ایجاد نیروی دافعه بین ذرات می کنند بنابراین ذرات همدیگر را دفع کرده و بتن روان می شود.

روان کننده های بتن به چه منظور در بتن به کار می روند ؟

روان کننده ها ی بتون برای سه منظور در بتن به کار می روند:

1-در بتن با نسبت آب به سیمان برابر با بتن شاهد، باعث افزایش روانی بتن شده و بتن را بدون کاهش مقاومت، کار پذیر می کنند.

2-در بتن با نسبت آب به سیمان کمتر نسبت به بتن شاهد، روانی کافی را به بتن می دهند و باعث افزایش مقاومت بتن می شوند.

3-در بتن با عیار سیمان کمتر، می توانند به وسیله کاهش نسبت آب به سیمان و تامین روانی باعث صرفه جویی در مصرف سیمان شوند.

دوغاب میکروسیلیس چیست و چه مزیتی نسبت به ژل میکروسیلیس دارد ؟

از اختلاط آب با پودر میکروسیلیس، مخلوط های %60-42 میکروسیلیس در آب تهیه می شود که نسبت به ژل میکروسیلیس حاوی مقدار بیشتر پودر میکروسیلیس می باشد. دوغاب %50 میکروسیلیس در آب دارای دانسیته 1400kg/m3 بوده که دارای میکروسیلیس خشک به مقدار 700kg/m3 است. این دانسیته نسبت به شکل پودری میکروسیلیس که دانسیته حدود 300kg/m3 دارد تقریبا" 2 برابر بوده و لذا هزینه های حمل و نقل را تا 2 برابر کاهش می دهد.

بتن حاوی روان کننده بعد از 48 ساعت به گیرش نهایی نرسیده و در هنگام باز کردن قالب فرو ریخته است. علت چیست؟

پس از بازدید کارشناسان فنی از پروژه و بررسی مشکل، مشخص گردید پس از افزودن روان کننده متاسفانه هیچ اصلاحی در طرح اختلاط بتن صورت نگرفته است و روانی بیش از حد باعث جدا شدن سنگدانه (Segregation) گردیده و خروج شیرابه بتن از درزهای قالب باعث تهی شدن بتن از خمیر سیمان گردیده و نهایتاٌ چیزی که در قالب باقی مانده شن و ماسه بوده است. پس از کاهش آب اختلاط به میزان 15 درصد بتن همگنی خود را بدست آورده و در ادامه عملیات به کار گرفته شد.

آیا استفاده از افزودنی های بتن باعث کاهش مقاومت فشاری بتن می گردد؟

برخی افزودنی های شیمیایی بتن در استاندارد 2930 ایران دارای مشخصات فنی استاندارد است. در این استانداد اجازه داده شده است بصورت محدود برای برخی از افزودنی های شیمیایی با کاهش مقاومت در مقایسه با مخلوط شاهد ( کنترل ) رو برو باشیم . در این رابطه نظر شما را به جدول زیر جلب می کنم .اما باید در نظر داشت اجازه برای کاهش مقاومت در مشخصات استاندارد، الزاما" به معنای پائین آمدن مقاومت بتن با محصولات موجود نخواهد بود.

حداقل مقاومت در مقایسه با مخلوط شاهد (درصد)بنابراین در 8 مورد از 13 مورد اجازه کاهش مقاومت وجود دارد.

بدیهی است در استفاده از روان کننده ای که برای کاهش نسبت آب به سیمان یا کاهش مصرف سیمان بکار می رود با افزایش مقاومت روبرو می شویم بویژه در طرحهای اختلاط آزمایشگاهی و کارگاهی، تاثیر این مواد چشمگیر است.

هم چنین می توان گفت که با مصرف دوده سلیسی یا برخی مواد معدنی پودری به شرط اینکه با کاهش نسبت آب به سیمان روبرو نشویم می توان مقاومت های دراز مدت وبی را بدست آورد و در مورد دوده سیلیسی مقاومت های کوتاه مدت 7 و میان مدت 28 روزه نیز با افزایش همراه است. ضمنا" باید اذعان کرد که هدف از مصرف افزودنی ها همواره افزایش مقاومت نیست بلکه خواص دیگری مانند دوام و نفوذ ناپذیری و یا امکان پذیری یک سازه مطرح است که بدون این مواد، دستیابی به این خواسته ها میسر نمی گردد.

در استاندارد EN934، مشخصات افزودنی ها همان مشخصات استاندارد 2930 ایران است. استاندارد ASTM C494 هفت نوع افزودنی شیمیایی را مطرح کرده است که برای یک نوع آن کاهش مقاومت تا 90 درصد را منظور نموده است (کندگیر کننده). هم چنین برای زود سخت کننده ها مقاومت 6 ماهه و 1 ساله تا 90 درصد مجاز دانسته است. در ASTM C1017 برای فوق روان کننده ( با نسبت آب به سیمان برابر) از نوع خنثی و دیرگیر، کاهش مقاومت 3 روزه تا یکساله را تا 90 درصد مجاز دانسته است. هم چنین در ASTM C260 برای مواد حباب زا مقاومت 3، 7 و 28 روزه می تواند 90 درصد مخلوط شاهد باشد.

آیا می توان از حباب زائی بتن برای نفوذ ناپذیر نمودن بتن استفاده نمود ؟

استفاده از مواد حبابزا بویژه اگر با حفظ روانی و کاهش مصرف آب همراه باشد به کاهش نسبت آب به سیمان نیز منجر می شود و همراه با کاهش نفوذ پذیری ناشی از وجود حبابهای پراکنده ریز می تواند بسیار مفید باشد اما نفوذ ناپذیری کامل حاصل نمی گردد. با مصرف حباب زا جذب آب و جذب آب موئینه معمولا" کمتر می شود استفاده از نسبت آب به سیمان کم، با مصرف فوق روان کننده در کنار مصرف مواد بند کننده از نوع دافع آب یا انواع دیگر می تواند مفید واقع شود. بکارگیری حداکثر اندازه کوچکتر و با دانه بندی ریزتر و مواد پرکننده خنثی (پودرسنگ) یا مواد ریز معدنی فعال (پزولانها و سرباره ها) می تواند به کاهش نفوذ پذیری منجر گردد. اما در صورتیکه هدف از کاهش نفوذ پذیری و جذب آب، بهبود دوام تری و خشکی یا یخبندان و آبشدگی پی در پی هیچ ماده ای جایگزین ماده حبابزا نخواهد شد.

آیا استفاده از ضدیخ بتن باعث افت مقاومت فشاری می گردد؟

در ابتدا باید گفت در استانداردهای موجود، ماده ای بنام یخ بتن وجود ندارد و اصطلاحی است که در ایران به مواد زود سخت کننده و یا زوددیرکننده (شتاب دهنده Accelerator) به غلط اطلاق شده است و متاسفانه تا کنون مبارزه با برگزیدن این واژه غلط و نابجا بجائی نرسیده است علت این مقابله، ایجاد گمراهی در هنگام مصرف این مواد بویژه در هوای سرد است.

طبق استاندارد ملی 2930 کاهش مقاومت 28 روزه تا 90 درصد مخلوط شاهد مجاز است. در استاندارد ASTM C494 مقاومت 6 ماهه و ا ساله می تواند حداقل 90 درصد مقاومت فشاری مخلوط شاهد باشد. در ساخت برخی زودسخت کننده (ضدیخ ها) از موادی می توان بهره گرفت که حداقل تا سن 28 روز شاهد کاهش مقاومت نباشیم. گاه مصرف کننده این مواد، بدون در نظر گرفتن آب موجود در آن باعث افزایش نسبت آب به سیمان می شود و این امر، یعنی کاهش مقاومت فشاری بتن، بویزه در سن 28 روز و پس از آن، بطور جدی مشاهده می شود. بدیهی است با مصرف این مواد و منظور نمودن آب موجود در آن در هنگام ساخت بتن، شاهد افزایش مقاوم در سنین 1 تا 7 باشیم . امروزه در برخی از کشورها ظاهرا" مواد ضد یخ بتن نیز تولید و مصرف می شود که این مواد هنوز در ایران بکار نرفته است و موجود نیست.

در زمان استفاده از ضد یخ بتن (شتاب دهنده واکنش هیدراسیون) آیا نیاز است تا تمهیدات دیگری مد نظر قرار گیرد ؟

یکی از زیانهای استفاده از نام ضد یخ بجای زودگیر کننده یا شتاب دهنده و یا زود سخت کننده آنست که مصرف کننده به غلط تصور می کند که با مصرف این ماده، جلوییخ زدن بتن گرفته می شود . با مصرف اینگونه مواد ممکن است مانند هر ماده دیگر حداکثر 2 درجه سانتیگراد نقطه انجماد را پایین آورد اما معنای آن جلوگیری از یخ زدن و ضدیخ بودن نیست .این مواد باعث تسریع در هیدراسیون سیمان می شودو در دمای پایین، افزایش مقاومت بیشتری را شاهد خواهیم بود. افزایش سرعت هیدراسیون به افزایش سرعت گرمازائی نیز منجر می شود و می تواند کمک بهتری را به ما بنماید. بهرحال انجام هیدراسیون در حدی که از نظر مهندسی به ما کمک شایانی بنماید مستلزم داشتن دمای بتن یا دمای محیط بیش از 5 درجه سانتیگراد است و گرنه تسریع هیدراسیون در دمای نزدیک به صفر معنایی ندارد. بنابراین لازم است دستورالعمل های بتن ریزی در هوای سرد شامل ساخت بتن با دمای مناسب و ریختن و عمل آوری در دمای مناسب حتما" رعایت گردد.

آیا ضدیخ بتن در فریزر یخ می زند ؟

نقطه انجماد محلول ها به نوع ماده (جرم ملکولی) و غلظت آن بستگی دارد. مواد ضدیخ ممکنست در دمای تا c° 10- یخ نزنند اما اگر غلظت آنها به حدی برسد که در بتن شاهد آن هستیم این ماده و بتن در دمای 2- تا c° 3- یخ خواهند زد. اصولا" مواد زود سخت کننده (به غلط ضدیخ ) را نمی توان با گذاشتن در فریزر و کنترل دمای یخ زدن مورد آزمون قرار داد.

آیا می توان به جای ضدیخ بتن از فوق روان کننده زودگیر استفاده نمود؟

از مواد فوق روان کننده می توان بعنوان فوق کاهنده آب استفاده کرد. برخی از آنها می توانند تا 35 درصد کاهش آب و در نتیجه 35 درصد کاهش نسبت آب به سیمان را در پی داشته باشند. با کاهش نسبت آب به سیمان، مقاومت های اولیه ا زرشد خوبی برخوردار می شوند و در این مسیر واضح است که سرعت هیدراسیون و گرمازائی نیز بیشتر می شود. بدیهی است در این را نباید بدنبال افزایش کارائی بتن با مواد فوق روان کننده بود وگرنه نتیجه چندان مطلوبی را در پی نخواهد داشت. این امر موجب افزایش مقاومت و دوام بتن در دراز مدت نیز می شود در حالی که با مصرف مواد زود سخت کننده (به غلظت ضدیخ) نمی توان چنین انتظاراتی را دنبال نمود. یخ زدن بتن پس از مدت حفاظت و عمل آوری ابدا" مشکلی را برای بتن هایی که بدین طریقه ساخته می شوند بوجود نمی آورد.

آیا می توان از میکروسیلیس به عنوان فیلر استفاده نمود ؟

میکروسیلیس Microsilica یا دوده سیلیسی Silica Fume از جمع آوری غبار فرآیند تولید مواد فروسیلیسی که از دودکش کوره این کارخانه ها خارج می شود بدست می آید که به صورت محصول دوغاب میکروسیلیس 50% در دسترس است. ذرات کروی بسیار ریز این غبار دارای قطر معمولا" 05/0 تا 25/0 میکرون (بطور متوسط 15/0 میکرون یا 150 نانومتر) می باشند. سیلیس آمورف موجود در این ذرات بیش از 85 درصد وزن آنها را تشکیل می دهد که می تواند به راحتی با آهک هیدراته یعنی هیدروکسید کلسیم یا 2 (COH)Ca در محیط مرطوب واکنش دهد و مواد چسباننده ای از نوع سیلیکات کلسیم هیدراته و شبیه C-S-H تولید کند. این ماده چسباننده به افزایش مقاومت و دوام بتن منجر می شود. میکروسیلیس یا دوده سیلیسی یک پوزولان مصنوعی با فعالیت پوزولانی چشمگیر محسوب می شود و نباید با پودر یا آرد سیلیس میکرونیزه اشتباه گردد. پودر یا گرد سیلیس یک پوزولان نیست، حتی اگر به شدت ریز و میکرونیزه شود. بنابراین واکنشی اتفاق نمی افتد و نقش یک فیلر یا پر کننده یا ماده پودری خنثی را بازی می کند. . البته میکروسیلیس یا دوده سیلیسی در بتن تازه می تواند نقش مواد پر کننده را ایفاء کند ولی نقش بعدی آن با پودر سیلیس به شدت متفاوت است . چنانچه دوده سیلیسی یا میکروسیلیس مصرفی در بتن بیش از 15 و در مواردی بیش از 20 درصد وزن سیمان باشد ممکن است همه آن در بتن هرگز وارد واکنش و تولید ماده چسباننده نشود و نقش فیلر یا پر کننده را باز می کند. نیاز به آب دوده سیلیسی یا میکروسیلیس در بتن برای ایجاد کارائی لازم چند برابر پودر سیلیس است و به دلیل ریزی و سطح ویژه فوق العاده آن و کلوخه یا گلوله شدن، نیاز به مقدار قابل توجهی فوق روان کننده یا فوق کاهنده آب دارد. در صورت استفاده از محصول دوغاب میکروسیلیس مشکل کلوخه شدن از بین رفته و میکروسیلیس به طور مناسب در بتن پخش می گردد.

چرا باید دوده سیلیسی را همراه با مواد افزودنی کاهنده آب بتن مصرف نمود؟

دوده سیلیس دارای سطح ویژه 000/150 تا 000/300 سانتی متر مربع در هر گرم می باشد که دلیل آن اندازه ذرات از حدود 05/0 تا 25/0 میکرون بنظر می رسد. با این سطح ویژه فوق العاده زیاد، نیاز به آب آن در مقایسه با سطح ویژه سیمان یعنی 2800 تا 4000 سانتی مترمربع یا با پودر و گرد سیلیس میکرونیزه یعنی 3000 تا 5000 سانتی متر مربع در هر گرم افزایش چشمگیری خواهد داشت. بنابراین بدون مصرف مواد کاهنده آب یا روان کننده راه بجائی نمی بریم و کارائی بتن با کاهش شدیدی روبرو می شود. اما چنین پودر ریزی در هنگام اختلاط با آب به شدت کلوخه می شود و لازم است به شدت هم زده شود و در حالت معمول برای اختلاط در بتن، لازم است از فوق روان کننده یا فوق کاهنده آب استفاده شود تا ذرات آن بتوانند بهتر از یکدیگر جدا و پراکنده شوند و بهتر واکنش دهند. تجربه ها نشان می دهد که روان کننده ها یا کاهنده های معمولی آب نمی توانند چندان مثمر ثمر واقع شوند و نیاز به فوق روان کننده وجود دارد.

کلوخه میکروسیلیس علاوه بر کاهش مقاومت فشاری و دوام و افزایش نفوذ پذیری می تواند به واکنش با قلیائی های سیمان و بتن منجر گردد و به تدریج ترک خوردگی ناشی از انبساط حاصل از این واکنش ها بوجود آید در حالیکه میکروسیلیس را می توان برای کاهش این نوع خرابی مصرف کرد به شرطی که بصورت کلوخه در نیاید. در صورت مصرف محصول دوغاب میکروسیلیس به جای پودر میکروسیلیس، میکروسیلیس به خوبی در بتن پخش شده و خطر کلوخه شدن وجود نخواهد داشت.

آیا می توان از دوده سیلیسی به عنوان ماده واترپروف استفاده نمود؟

دوده سیلیسی یا میکروسیلیس (محصول دوغاب میکروسیلیس) که در مجموعه ذرات بتن حضور پیدا می کند با ایجاد ماده چسبانده در اثر واکنش با هیدروکسید کلسیم، پرکننده نیز می باشد و تا حدودی از نفوذپذیری بتن به دلیل کاهش اندازه منافذ موئینه می کاهد. هم چنین کاهش نسبت آب به سیمان می تواند به نفوذ ناپذیری بتن کمک می کند. بکارگیری دوده سیلیسی به کاهش نفوذ و انتشار یون کلرید در بتن یاری می رساند اما نقش ماده آب بند کننده با ماده واترپروف بویژه از نوع دافع آب متفاوت است. نقش مواد پودری میکرونیزه یا مواد پرکننده غیر محلول در آب از این نظر شبیه به دوده سیلیسی با میکروسیلیس می باشد.

استفاده بیش از حد از مواد افزودنی کاهنده آب بتن چه عواقبی دارد؟

مصرف بیش از حد مواد افزودنی کاهنده آب یا روان کننده و هم چنین مواد فوق روان کننده یا فوق کاهنده آب برای ایجاد روانی یا کاهش نسبت آب به سیمان یا کاهش مصرف سیما می تواند به جداشدگی شدید، آب انداختن فوق العاده زیاد و هم چنین تاخیر زیاد در زمان گیرش اولیه و نهائی بتن منجر گردد، به نحوی که گاه 48 ساعت پس از ساخت، بتن به مرحله گیرش نهائی نمی رسد و بدیهی است کسب مقاومت فشاری به شدت به عقب می افتد. بهرحال در صورت وجود تبخیر زیاد از سطح بتنممکنست ترک خوردگی در سطح بتن تشدید شود. گاه تغییر رنگ قابل ملاحظه ای در بتن مشاهده می گردد اما دیده می شود که گهگاه پس از گذشت مدت قابل ملاحظه ای از ساخت بتن، مقاومت های بالنسبه خوبی حاصل می گردد اما معمولا" مشکلات اجرائی به کاهش کیفیت بتن و نشست خمیری کمک می کند که به نوع خود به ایجاد ترکهای ناشی از نشست خمیری در بتن منجر می شود.

آیا استفاده از ابر روان کننده می تواند هزینه های طرح اختلاط را کاهش دهد؟

ابر روان کننده واژه ای است که برای فوق روان کننده ای قوی و یا کاهنده های بسیار قوی بکار می رود و معمولا" پلی کربوکسیلاتها را در بر می گیرد. این مواد از جمله می تواند به کاهش 35 درصدی آب مورد نیاز بتن برای دستیابی به روانی معین منجر گردد و بدین ترتیب با چنین کاهش آبی، مقاومت بتن را بیش از 50 درصد افزایش می دهد.

کاهش قیمت بتن ( مواد اولیه) معمولا" وقتی می تواند اتفاق بیفتد که عیار سیمان مصرفی در بتن کاهش یابد بنابراین چنین امری با بکرگیری مواد روان کننده ، فوق روان کننده یا ابرروان کننده بعنوان کاهنده آب و در نتیجه آن کاهش عیار سیمان بتن می تواند محقق شود اما همواره کاهش عیار به کاهش قیمت یا هزینه تولید بتنمنجر نمی گردد. قیمت سیمان مصرفی، قیمت روان کننده مصرفی و قدرت کاهندگی آب و سیمان با توجه به میزان روان کننده بکار رفته برای این مهم در این رابطه می باشد. بنابراین همواره نمی توان چنین حکمی را صادر کرد.

بنظر می رسد در کشور ما با افزایش قیمت سیمان و کاهش تدریجی قیمت روان کننده ها از جمله ابر روان کننده ها، در طول سالهای گذشته گاه همه انواع روان کننده و گاه برخی از آنها امکان کاهش قیمت بتن با روانی ثابت و کاهش مصرف سیمان را فراهم آورده اند. به هر حال در برخی از برهه های زمانی ممکن است با افزایش قیمت روان کننده ها مواجه شویم و در این موضع تغییراتی ایجاد شود.

چنانچه قیمت حامل های انرژی در ایران به سطح موجود جهانی برسد و قیمت سوخت و برق و قیمتهای وابسته به آن بدون هرگونه یارانه ای باشد، قطعا" همه انواع روان کننده از جمله ابر روان کننده ها، کاهش قیمت بتن از طریق کاهش عیار سیمان را به بار می آورند. اگر روانی بتن ثابت در نظر گرفته نشود و نسبت آب به سیمان ثابت فرض شود، قطعا" قیمت بتن با مصرف انواع روان کننده افزایش خواهد یافت اما مشخص نیست که آیا قیمت اجرای بتن و سازه بتنی بالا می رود یا کاهش می یابد و این امر به نوع سازه و دستمزد افراد و هزینه بکارگیری وسایل تراکمی مربوط می شود.در کشورهای اروپایی و بسیاری از کشورهای پیشرفته مشخص شده است که افزایش شدید روانی و بکارگیری بتن خود تراکم به کاهش هزینه تمام شده سازه بتنی و بالا رفتن کیفیت آن منجر می شود. بنابراین در راه مصرف بر روان کننده ها تردیدی را بخود راه نمی دهند. امروزه با نسبت آب به سیمان کمتر و حتی با روانی برابر نیز ممکن است بدون کاهش مصرف سیمان با امکان پذیری دستیابی سریع به مقاومت های اولیه مورد نیاز، کاهش هزینه عمل آوری بویزه در هوای سرد و باز کردن سریع تر قالب ها، هزینه های اجرای سازه بتنی را کاهش داد. لازم است در این رابطه تحقیقات بیشتری در ایران انجام شود و جایگاه این مواد در پروژه های مختلف از نظر کاهش قیمت بتن یا کاهش قیمت سازه بتنی بررسی گردد.

تفاوت انواع مواد کاهنده آب در چیست؟

انواع مواد کاهنده آب یا روان کننده میتواند مربوط به قدرت کاهندگی یا روان کنندگی آن با توجه به میزان مصرف آن باشد. هم چنین با توجه به خنثی بودن، زودگیر یا کندگیر بودن این مواد، تقسیم بندی های خاصی بوجود می آید. امروزه قدرت حفظ روانی یکی از ویژگیهای این نوع افزودنی ها به حساب می آید. تفاوت در میزان مصرف و قیمت نیز موضوعیت دارد و تعیین کننده است.

برخی اوقات، قدرت حفظ انسجام و جلوگیری از جداشدگی اجزاء بتن می تواند به تفاوت گذاری در این مواد منجر گردد. روان کننده های معمولی بویژه از نوع لیگنوسولفوناتها حداکثر می تواند به کاهش 12 درصدی آب در بتن (با ثابت بودن روانی) منجر گردد. میزان مصرف این واحد در بتن بسته به میزان کاهش آب 5 تا 12 درصد، بین 2/0 تا 8/0 درصد وزن سیمان خواهد بود در حالیکه میزان مواد جامد آن بین 38 تا 42 درصد مایع آن باشد.

مسلما" تغییر در غلظت افزودنیهای روان کننده یا کاهنده آب به تغییر خواص و میزان مصرف آن منجر می گردد. فوق روان کننده هایی از نوع فرم آلدئید نفتالین سولفوناته فشرده با غلظت 33 تا 37 درصد ماده جامد با صرف 5/0 تا 2/1 درصد وزن سیمان، کاهش آب 12 تا 22 درصد را بدنبال دارد. بدیهی است مصرف کمتر، کاهندگی آب کمتری را خواهد داشت. فوق روان کننده هایی از نوع فرم آلدئید ملامین سولفوناته با غلظت حدود 30 تا 32 درصد ماده جامد و با مصرف 5/0 تا 5/2 درصد، کاهش آب حدود 12 تا 25 درصد را در پی دارد. مصرف کمتر مسلما" کاهندگی آب کمتری دارد.ابر روان کننده هایی از نوع پلی کربوکسیلاتها با میزان ماده جامد 40 تا 42 درصد و مصرف 3/0 تا 5/1 درصد وزن سیمان کاهش آب حدود 12 تا 35 درصد را به بار می آورد . بدیهی است در این مورد نیز با مصرف کمتر این مواد قدرت کاهندگی آن کاهش می یابد.

لیگنوسولفوناتها ذاتا" کندگیر هستند و می توان انواعی از آن با حالت خنثی تا خیلی دیرگیر را داشته و حفظ روانی آن نیز خوبست. مواد نفتالینی چندان کندگیر نیستند و انواعی از آن با حالت خنثی و دیرگیر تولید می شود اما حفظ روانی جالبی ندارد.

مواد ملامینی نسبتا" زودگیر هستند و انواعی از آن با حالت خنثی یا زودگیر ساخته می شود اما حفظ روانی متفاوت تولید می شود، کاهنده آب (روان کننده) معمولی خنثی (نوع A) حداقل قدرت کاهندگی آب 5 درصد، کاهنده آب دیرگیر (نوع D) با حداقل کاهندگی آب 5 درصد، کاهنده آب زودگیر (نوعE) با حداقل کاهندگی آب 5 درصد، فوق کاهندی آب (نوع F) با حداقل قدرت کاهندگی آب12 درصد، فوق کاهنده آب دیرگیر ( نوعG) با حداقل کاهندگی آب 12 درصد وجود دارد. اما در این استاندارد و سایر استانداردها، فوق کاهنده آب یا فوق روان کننده زودگیر فعلا" جایگاهی ندارد.

در استاندارد ASTM C1017، این مواد از نظر قدرت روان کنندگی بررسی می شود و دو نوع روان کننده یا فوق روان کننده یا بابر روان کننده از نظر خنثی بودن یا دیرگیری با شماره های I و ∏ مطرح می شود. در این استاندارد فرض شده است نسبت آب به سیمان مخلوط بتن ثابت می باشد و روان کنندگی آنها بررسی می گردد. در این استانداردها به قدرت حفظ روانی، هوازائی و موارد مشابه پرداخته نشده است. در استاندارد 2930 ایران و EN934، 7 نوع روان کننده یا کاهنده آب یا فوق روان کننده و فوق کاهنده آب از نوع خنثی، دیرگیر مطرح شده است که در آن روان کننده (با نسبت آب به سیمان برابر دیرگیر و زودگیر، فوق روان کننده (با نسبت اب به سیمان ثابت) جایگاهی ندارد. در این استاندارد به میزان هوازائی و گاه حفظ اسلامپ پرداخته شده است و در همه موارد میزان کاهش آب یا افزایش روانی مطرح گردیده است.

در چه مواردی از زودگیر بتن پودری و در چه مواردی از رودگیر بتن مایع استفاده می شود؟

بطور کلی استفاده ار افزودنی های مایع بهتر از بکارگیری نوع پودری آن (از یک جنس) می باشد زیرا عمل اختلاط به خوبی انجام می شود و همگنی حاصل می گردد. بنابراین استفاده از زودگیر مایع نیز ارجح است. اگر قرار باشد ماده زودگیر در پاشیدن بتن بکار رود، و بکارگیری روش تر مطرح باشد. مواد زودگیر اعم از پودری یا مایع در ساخت بتن می تواند بکار رود. در روش خشک، می توان مواد پودری را با مواد اولیه بتن ( سیمان و سنگدانه) مخلوط کرد. هم چنین می توان مواد زودگیر مایع را از طریق لوله آب به سر شیلنگی (افشانک) رسانید یا مواد پودری را در آب اختلاط حل نمود و بکار برد در صورتی حل مواد زودگیر امکان پذیر است که این مواد قابل حل باشد وگرنه تهیه زودگیر محلول میسر نیست. همه موارد فوق وقتی مطرح است که جنس مواد زودگیر پودری و مایع یکی باشد. در صورتیکه جنس آنها متفاوت باشد ممکن است تفاوتهای دیگری مطرح گردد

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

خواص FRP

بر طبق گزارش اداره فدرال بزرگراه های آمریکا هنگام بررسی پلها از نظر سازه ای به دلیل پوشش کم بتن، طراحی ضعیف، عدم مهارت کافی هنگام اجرا و سایر عوامل همانند شرایط آب و هوایی سبب ایجاد ترک در بتن و خوردگی آرماتور های فولادی شده است. 

پس از سالها مطالعه بر روی خوردگی،  اف آر پیFRP به عنوان یک جایگزین خوب آرماتور های فولادی در بتون پیشنهاد شده اند. 

سه نوع میلگرد ( AFRP) , ( CFRP ) , ( GFRP ) از انواع تجاری آن هستند که در صنعت ساختمان کاربرد دارند. 

از این مواد به جای آرماتور های فولادی یا کابلهای پیش تنیده در سازه های بتنی پیش تنیده و یا غیر پیش تنیده استفاده می شود.  مواد FRP موادی غیر فلزی و مقاوم دربرابر خوردگی است که در کنار خواص مهم دیگری همانند مقاومت کششی زیاد آنها را برای استفاده بعنوان آرماتور مناسب می کند.

از آنجایی که FRP ها مصالحی ناهمسانگرد هستند نوع و مقدار فیبر و رزین مورد استفاده، سازگاری فیبر و کنترل کیفیت لازم هنگام ساخت آن نقش اصلی را در بهبود خواص مکانیکی آن دارد.  

به طور کلی مزایای آن به صورت زیر دسته بندی می شود:

1- مقاومت کششی بیشتر از فولاد

2-یک چهارم وزن آرماتور فولادی

3-عدم تأثیر در میدانهای مغناطیسی و فرکانس های رادیویی، برای مثال تأثیر روط دستگاه های بیمارستانی 

4-عدم هدایت الکتریکی و حرارتی
 

لذا به دلیل مزایای بالا به عنوان یک جایگزین مناسب برای آرماتورهای فولادی در سازه های دریایی، سازه پارکینگ ها، عرشه های پل ها، ساخت بزرگراه هایی که بطور زیادی تحت تأثیر عوامل محیطی هستند و در نهایت سازه هایی که در برابر خوردگی و میدانهای مغناطیسی حساسیت زیادی دارند پیشنهاد می کند.

نویسنده : کلینیک  بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))