انواع بتن

بتن برحسب نوع کاربردی که دارد به انواع زیر تقسیم می گردد :

بتن معمولی

معمولی ترین نوع بتن مخلوطی ست از سیمان پرتلند، ماسه، شن و آب، این بتن بهمراه آرماتور و یا بدون آن در سازه ها، راهها و پی بکار می رود. نسبت مخلوط شن، ماسه و سیمان این بتن از 1:1:2 (برای قویترین مخلوط) تا 1:3:6 (بتن مگر یا بعنوان بتن بستر) در تغییر می باشد.

بتن ساده حجیم

بتن ساده به بتن بدون آرماتور گفته می شود. از این بتن در بتن ریزی های حجیم مانند ساخت پی سد، دیوار حایل وزنی و غیره استفاده می شود.

 بتن بستر (مگرmegr)

بتن بستر بتن ساده با درصد بالای شن نسبت به سیمان در مقایسه با بتن سازه ای است. از این بتن بعنوان پرکننده و در کارهای غیرسازه ای و یا بعنوان لایه محافظ بتن سازه ای در برابر نفوذ املاح و مواد موجود در خاک بستر که برای بتن مضر می باشد استفاده می شود.

بتن سازه ای – بتن آرمه

بتن سازه ای بتنی است که می تواند برای اعضای باربر سازه بکار برده شود. وزن این بتن در حالی که متراکم شده باشد حدود 2400 kg/m3 بوده و باید مقاومت بالایی داشته باشد. اگر این بتن از مصالح سنگی سبک وزن ساخته شده باشد با رعایت ضوابط ویژه در طراحی آن می تواند دارای مقاومت بالا باشد.

 

بتن پیش تنیده

بتن پیش تنیده بتن سازه ای است که در آن قسمتهایی از عضو که به هنگام بهره برداری تحت تاثیر تنش کششی قرار می گیرد را از ابتدا تحت فشار قرار می دهند. لذا زیر بار وارده بتن هیچگاه به کشش نمی افتد.

بتن درجا

بتنی است که در محل مصرف دائمی خود ریخته و سفت می شود. این روش متداولترین روش اجرایی در سازه های بتنی می باشد.

بتن پیش ساخته

بتنی است که در کارخانه بتن در قالبهای جداگانه ریخته می شود و به شکل کنترل شده ای بعمل آمده و سفت می گردد و به هنگام لزوم برای نصب نهایی به محل کارگاه منتقل می شود. در این فرآیند می توان بتنبا کیفیت بالای قالب بندی و مقاومت و قیمت نسبی پایین ساخت. این روش برای تولید دالهای کف، بلوکها ، جداول راهسازی، پی نرده های حصار، تیرهای پلها و دیوارها و غیره بکار می رود. قطعات پیش ساخته 
می توانند دارای آرماتور بوده و قطعات فولادی مهندسی نیز در آن جاسازی و نصب شوند.

بتن خلا

بتنی است که دارای درصد آب بالایی است تا کارایی لازم را فراهم کند و بتوان بتن را در قالبهای پیچیده یا در اطراف آرماتور گذاری فشرده ریخت. سپس بتن تحت اثر خلاء قرار می گیرد و قسمت اعظم آب آن برداشته می شود و بدین ترتیب بتن به هنگام سخت شدن مقاومت بیشتری بدست می آورد.

 

بتن پمپی

بتن پمپی بتنی است که از میکسر به محل تخلیه توسط لوله منتقل می شود. بتن از میکسر به یک قیف تخلیه می شود و از آنجا وارد پمپ شده که با اعمال نیرو بر آن سبب حرکت بجلوی بتن در لوله می شود. قطر لوله 100-150 mm می باشد و با این روش بتن را می توان تا فاصله افقی حدود 650 m یا فاصله عمودی حدود 50 m یا ترکیبی از این دو اندازه پمپاژ کرد. بتنی که پمپاژ می شود لازم است درصد آب بالاتری داشته باشد تا خاصیت روانی بتن را بهبود بخشد. اگر بتن با مقاومت بالایی مورد نیاز باشد باید مواد افزودنی خاصی بجای آب اضافی بکار برده شود.

بتن تنیده

از این روش در تولید منابع و لوله های بتنی استفاده می شود. فرآیند تولید شامل ریختن بتن نسبتاً خشک به داخل یک قالب استوانه ای دورانیست. بتن تحت اثر عمل سانتریفوژ به جداره قالب پرتاب شده و یک دیواره سخت متراکم نفوذ ناپذیر را بوجود می آورد.

بتن حاضری

بتنی است که در کارخانه بتن ساخته و توسط تراک میکسر به کارگاه حمل می شود. در این انتقال منبع استوانه ای که بتن تازه در آن ریخته شده بصورت مداوم از زمان بارگیری تا تخلیه بتن در حال چرخش 
می باشد. مشخصات مخلوط بتن بین تولید کننده و مصرف کننده قبل از ساخت به توافق رسیده و معمولاً تولید حاصل با کیفیت بالا می باشد.

بتن مقاوم در برابر آب

بتن مقاوم در برابر آب می تواند ضد آب یا آب بند باشد.

• بتن ضد آب از یک سطح رویی با لایه مقاوم در مقابل آب تشکیل شده در حالی که حجم داخلی بتن از بتن معمولی می باشد. لایه ضدآب را می توان با بکار بردن اسپری لاک الکل بوجود آورد یا با اجرای یک لایه پوشش قیر یا اسفالت روی سطح بتن و یا بکار بردن کربنات سدیم (جوش شیرین) یا سیلیکات سدیم محلول فراهم کرد.
• بتن آب بند را می توان از طریق ساخت بتن متراکم با روش کنترل کیفیت دقیق برای ممانعت از دخول آب یا هوا تولید نمود. بتنی که به این روش ساخته می شود بحدی کافی آب بند خواهد بود و قابل استفاده برای مخازن آب می باشد.

بتن خیلی متراکم

بتن خیلی متراکم در ساخت دیوارهای حفاظتی نیروگاه های اتمی و وزنه های تعادل و دیوارهای دریایی با استفاده از مصالح سنگی متفاوت بکار می رود. مصالح مصرفی شامل باریت ها (سولفات باریم)، همتایت (کریستال اکسید آهن)، ساچمه های آهنی و ساچمه سربی و فولادی می باشند.

بتن الیافی

بتن الیافی بتنی با مقاومت و عملکرد بالاست که در مصالح مخلوط آن مقداری تارهای کوتاه بکار رفته باشد. روشهای متعددی برای تقویت بتن وجود دارد که شامل استفاده از شیشه، نایلون، پلی پروپلین، کربن و فولاد در مخلوط بتن می باشد. بتنی که به این روش تولید می شود علاوه بر مقاومت بالا، در برابر ضربه نیز مقاوم می باشد. امروزه استفاده از این نوع بتن به جهت کاهش ترک در روسازی رو به گسترش می باشد.

بتن اعلا (بتن با مقاومت بالا)

استاندارد ACI بتن با مقاومت بالا را بتنی تعریف می کند که مقاومت فشاری آن بزرگتر از 400 kg/cm2 باشد. امروزه با بکارگیری تکنولوژی بالا در ساخت بتن با کیفیت، مقاومت فشاری بتن تا مرز 1300 kg/cm2نیز رسیده است. برای تولید بتن اعلا بهینه سازی اجزای اصلی تشکیل دهنده بتن بسیار مهم می باشد. برای این منظور، علاوه بر انتخاب سیمان پرتلند با کیفیت بالا، نسبت آب به سیمان را تغییر و نسبت مصالح سنگی مخلوط به سیمان بهینه می گردد.

پوزولانها، مانند خاکستر بادی و دوده سیلیکا، متداولترین افزودنیهای معدنی می باشند که در بتن اعلا بکار می روند. علاوه بر این، تولید بتن اعلا بدون استفاده از مواد مضاف شیمیایی دشوار می باشد. برای این منظور معمولاً از فوق روان کننده ها بصورت ترکیب با کندگیر کننده ها و مواد کاهش دهنده آب در مخلوط بتن استفاده می شود.

کاربرد اصلی بتن اعلا در ساختمانهای بلند می باشد که نیاز به کاهش وزن سازه می باشد و یا محدویت های معماری طراح را ملزم به استفاده از اعضای سازه ای کوچک می کند. یک نمونه از این سازه ها، ساختمان شیکاگو به ارتفاع 295 m است که با بتن با مقاومت فشاری 800 kg/cm2 ساخته شده و بلندترین ساختمان بتنی امریکا محسوب می گردد.

 

جهت مطالعه مقاله انواع بتن می توانید به وب سایت کلینیک بتن ایران مراجعه نمایید .

نحوه ساخت بتن GFRC

مهمترین مشکل کار کردن با بتن مسلح به الیاف شیشه، پایین آمدن کارایی بتن است که برای فائق آمدن بر آن باید از مخلوط های ریز دانه تر استفاده نمود. همچنین لازم است فوق روان کننده با کیفیت مناسب به مخلوط اضافه شود. اساساً دو راه برای ساخت قطعات GFRC وجود دارد : این روش ها افشانه و اختلاط از پیش هستند.

فرایند افشانه در کاربرد های بتن GFRC

از آنجا که GFRC اصولاً در مقاطع نازک به کار می رود، ضروری است که در این صفحات، خصوصیات ترکیب در همه جهات یکنواخت باقی بماند. استفاده از افشانه بهترین روش برای این منظور است. در حال حاضر فرایند افشانه حجم قابل توجهی از همه کاربردهای GFRC را به خود اختصاص داده است.

در فرایند افشانه، ملات سیمان – ماسه و قطعات کوچک شیشه همزمان توسط تفنگ بتن پاش به سطح قالب پاشیده و انباشته می شوند. این فرایند را می توان به طور دستی یا اتوماتیک انجام داد. مقاطع مختلف با هر شکلی را می توان به این طریق بتن پاشی کرد. این مزیت، معمار را قادر می سازد تا قطعات زیبا و کارآمدی را طراحی و تولید کند.

در این فرایند باید بتن را در چندین لایه ریخت. در هر لایه، تفنگ بتن پاش تقریباً 2/3 تا 4/6 میلیمتر ضخامت را پر می کند. مثلاً برای یک لایه با ضخامت mm 13، دو تا سه بار بتن پاشی لازم است. پس از اتمام بتن پاشی باید بتن تازه با غلتک متراکم شود تا اطمینان حاصل گردد که بتن کاملاً در همه گوشه های قالب نفوذ کرده و به شکل قالب در آمده است و نیز به این ترتیب هوای محبوس در بتن خارج شده و به پوشاندن الیاف با خمیر سیمان کمک می شود.

 

 

در اولین تجربیات تولید این محصولات از فرآیند آب زدایی استفاده می شد تا آب اضافه ای که برای تولید یک مخلوط قابل پاشیدن، در بتن به کار می رفت، از بتن خارج شود. آب زدایی باعث می شود که نسبت آب به سیمان کاهش و میزان قابلیت تراکم بتن افزایش یابد. در فرآیند آب زدایی از مواد جاذب آب استفاده 
می شود. به این طریق که این ماده در سطح زیرین قالب نفوذپذیر کار گذاشته می شود تا آب اضافی بلافاصله پس از بتن پاشی از بتن خارج گردد. فرایند افشانه – آب زدایی خودکار بیشتر در جاهایی مناسب است که مخلوط از درون یک سیستم مکنده با استفاده از نقاله جابجا می شود.

در مورد محصولات GFRC ضد قلیا، قالب ها معمولاً یک روز پس از فرایند افشانه (بتن پاشی) باز می شوند. سپس این محصولات تا هنگامی که به مقاومت اولیه مناسبی برسند، عمل آوری می شوند. سپس این محصولات تا هنگامی که به مقاومت اولیه مناسبی برسند، عمل آوری می شوند. فرایند عمل آوری به دقت بالایی نیاز دارد. زیرا ساخت GFRC دارای ضخامت کمی هستند و اگر در موقع عمل آوری در شرایط جوی معمول قرار گیرند، نسبت به خشک شدن سریع و حصول ناقص مقاومت، حساسند. بنابراین برای حصول مقاومت کافی خمیر سیمان، توصیه می شود عمل آوری رطوبتی حداقل به مدت هفت روز صورت گیرد.

مشاهده شده است که مقاومت 28 روزه طراحی مخلوط های حاوی حداقل %0/5 حجمی پلیمر جامد بدون عمل آوری رطوبتی، برابر و یا کمی بزرگتر از مخلوط های مشابه بدون پلیمر و با عمل آوری رطوبتی 7 روزه است. این مساله نشان می دهد که می توان به جای عمل آوری هفت روزه قطعات AR-GFRC، حداقل %5 حجمی پلیمر به آنها افزود.

• فرایند اختلاط از پیش در ساخت بتن GFRC

در این فرایند ابتدا سیمان، ماسه، الیاف شیشه ای و آب با هم مخلوط شده و سپس عمل بتن ریزی، قالب گیری فشاری، قالب برداری یا لغزاندن قالب از اطراف ملات انجام می گیرد. برادران پلیکینگتون ادعا 
می کنند که می توان تا %5 درصد حجمی الیاف شیشه ای ضد قلیای Cem-FIL را با ملات سیمان و ماسه مخلوط کرد بدون آنکه پدیده گلوله ای شدن رخ دهد. فرایند اختلاط باید به دقت انجام انجام گردد تا از صدفه رسین به الیاف در شرایطی که ملات ماسه – سیمان در معرض سایش قرار می گیرد، تا حد امکان جلوگیری شود. می توان از روان کننده ها یا فوق روان کننده ها نیز استفاده کرد. این افزودنی ها باعث 
می شوند عمل افزودن و اختلاط الیاف آسانتر شده و نسبت آب به سیمان تا یک حداقل مطلوب، پایین نگه داشته شود.

 

بتن مسلح به الیاف شیشه ای

بتن مسلح به الیاف شیشه ای بتنی است که توسط الیاف شیشه ای تسلیح شده و به واسطه اشتراک سیلیس در سیمان بکار رفته و الیاف ، یک کریستالیزاسیون بین بتن و الیاف بوجود می آید که باعث افزایش مقاومت های بتن خصوصاً مقاومت کششی پایین خواهد شد و در نتیجه ترکهای سطحی نیز بوجود نخواهد آمد .

تا پیش از این تکنولوژی بتن به دلیل مقاومت کششی پایین امکان استفاده در نما را نداشت مگر با ضخامتهای بالای ده سانتیمتر که به دلیل الزام قطر حداقل پنج سانتیمتری بتن از هر طرف آرماتور های فولادی جهت چسبندگی میباشد که این ضخامت باعث وزن بالای قطعات خواهد شد که این معضل در این سیستم برطرف شده و در قطعات دکوراتیو و کوچکتر ضخامت میتواند حداقل پانزده میلیمتر و در قطعات بزرگ حداکثر سی میلیمتر باشد

عمده تحقیقات اولیه بر روی ترکیبات سیمانی و بتن مسلح به الیاف شیشه ای (GFRC) در اوایل دهه 1960 انجام گرفت. در این تحقیقات از الیاف شیشه ای از جنس بوروسیلیکات (E-glass) و الیاف شیشه ای از جنس کربنات سدیم – آهک – سیلیکا (A-glass) استفاده شد. ترکیبات شیمیایی و خصوصیات بعضی الیاف شیشه ای به ترتیب در جداول زیر آمده است. نتیجه این تحقیقات آن بود که ترکیبات شیشه دار E-glass و A-glass که به عنوان الیاف تقویتی به کار رفته بودند، به دلیل میزان بسیار بالای قلیای ماتریس سیمانی (PH ≥ 12.5)، مقاومت خود را نسبتاً به سرعت از دست دادند. در نتیجه اولین ترکیبات E-glass و A-glass برای کاربردهای دراز مدت، مناسب نبودند.

جدول  ترکیبات شیمیایی بعضی انواع شیشه ها (%)

ترکیبات	A-glass	E-glass	AR-glass (Cem-FIL)
SiO2	73	54	62
Na2O	13	ــ ــ ــ	14.8
CaO	8	22	5.6
MgO	4	0.5	ــ ــ ــ
K2O	0.5	0.8	ــ ــ ــ
Al2O3	1	15	0.8
Fe2O3	0.1	0.3	ــ ــ ــ
B2O3	ــ ــ ــ	7	ــ ــ ــ
ZrO2	ــ ــ ــ	ــ ــ ــ	16.7
TiO2	ــ ــ ــ	ــ ــ ــ	0.1

تحقیقات بعدی نشان دادند که با اصلاح ترکیبات مسلح به الیاف شیشه ای می توان دوام بتن را در دراز مدت بهبود بخشید. این ترکیبات، بتن های مسلح به الیاف شیشه ای ضد قلیا (AR-glass) هستند.

جدول مشخصاتبعضیانواعشیشهها

مشخصه	A-glass	E-glass	AR-glass (Cem-FIL)
وزن مخصوص مقاومت کششی (ksi) مقاومت الاستیسیته (ksi) کرنش شکست (%)	2.46	2.54	2.70
450	500	360
9400	10400	11600
4.7	4.8	3.6

                                                                                                          Mpa895/6 = ksi1                                                            

عملیات روسازی بتنی

عملیات روسازی بتنی

خاک سطح زمین بنظور اجرای دال بتن آرمه باید حداقل تا عمق 100 mm یا هر عمق مورد نیاز برداشته شود. بستر روسازی باید از هر نوع علف هرز و یا مواد آلی غیر ضروری پاک شود. مصالح نرم را برداشت کرده و بجای آن مصالح زیراساس ریخته و متراکم نمایید. اگر در محل روسازی علفهای هرز وجود دارد، ممکن است لازم باشد بستر خاکبرداری شده توسط علف کشهای معمولی مانند کلرید سدیم اصلاح شود، ولیکن احتمال آنکه علفهای هرز بتوانند در لایه های فوقانی خاک نفوذ کنند بسیار بعید بنظر می رسد. در صورتی که لازم است در لبه های سطح روسازی جدول کار گذاشته شود، باید در این مرحله آنرا انجام داد. استفاده از آجر چینی ساده یا تزیینی یا چیدن قلوه سنگ در امتداد لبه های سطح، بگونه ای که زیبا دیده شوند، نیز همگی مناسب می باشند. در حالی که نیازی به تزیین لبه کار نیست می توان از قالب بندی موقت استفاده کرد.

لایه زیراساس بتن

در زمانی که وضعیت زمین خوب باشد، بتن را می توان مستقیماً روی یک لایه ضد رطوبت که در بالای بستر زمین گذاشته شده ریخت. برای بارهای بزرگتر، یا زمینهای بد، پیشنهاد می گردد قبل از بتن ریزی دال، یک لایه زیراساس از مصالح سنگی دانه ای ریخته و متراکم کنید یا ابتدا بتن مگر اجرا کنید و یا آنکه زیر لایه زیراساس یک لایه ژئوتکستایل پخش کنید. در زمینهای نرم یا زمینهای با شرایط مشکوک، لایه زیراساس در توزیع بار دال بتنی حجیم کمک می کند، البته در این موارد اطلاع از نظرات فنی یک مهندس حرفه ای ساختمان یا سازه بهترین راه می باشد.

حداقل ضخامت روسازی بتنی

در صورتی که طراحی روسازی بتنی انجام نشود بصورت تقریبی مقادیر حداقل زیر بعنوان راهنما برای ضخامت دال بتنی روسازی در نظر گرفته شوند :

راه های بتنی باید حداقل به ضخامت 75-100 mm باشد. برای محل پارک وسایل نقلیه یا پارکینگ ها این ضخامت باید حداقل 100 mm در نظر گرفته شود. برای بارهای سنگینتر، مانند وانتهای بزرگ، ضخامت دال بتنی را 150-200 mm در نظر بگیرید. دالهای بتنی که برای بارهای استثنایی بکار می روند، مانند محوطه های تجاری، محل پارک کامیونها و غیره باید حداقل به ضخامت 200 mm باشند و بشکل خاصی طراحی شوند و احتمالاً نیاز به زیر اساس بضخامت حداقل 100 mm دارند. علاوه بر این در بتن باید از شبکه آزماتور گذاری فولادی یا بتن با الیاف مسلح استفاده کرد.

لبه های دال کف را می توان به یکی از روشهای زیر نگهداشت :

• اجرای دیوارهای موجود
• اجرای دیوار دائمی یا نصب جداول راهسازی
• ساخت قالب موقت

ضروریست قبل از بتن ریزی تمهیدات لازم جهت قالب بندی بتن پیش بینی شود.

اجرای قشر ضد رطوبت زیر بتن کف

قبل از بتن ریزی کف باید در زیر آن یک لایه ضد رطوبت کار گذاشته شود. در حال حاضر انواع مختلفی از عایقهای ضد رطوبت مناسب برای امور مختلف موجود می باشند. انتخاب نوع مناسب این لایه پس از مطالعه کاتالوگ مشخصات فنی آن که توسط تولید کننده ارائه می گردد صورت می گیرد.

عایق رطوبت به دو منظور بکار می رود : اولاً کف دال ممکن است در معرض حمله نمکها (مانند کلریدها) یا مواد شیمیایی دیگر موجود در زیر اساس یا بستر زمین قرار گیرد که به بتن صدمه وارد کند و امکان مشاهده از زیر وجود نداشته باشد. ثانیاً، این لایه عایق مانع از آن می شود که بتن تازه ریخته شده سریعاً در اثر از جذب آب توسط زیراساس یا بستر روسازی (از دست دادن آب بتن)، خشک شود که اثر معکوس بر روی مقاومت بتن داشته و باعث ظهور صدها ترک سطحی کوچک در بتن می گردد.

در صورت نیاز به همپوشانی لایق عایق، پهنای همپوشانی باید حداقل 350 mm در نظر گرفته شود، و ترجیحاً با نوار چسب به هم متصل شوند تا مانع نفوذ آب موجود در زمین یا خروج آب مخلوط بتن شود.

آرماتور گذاری بتنجهت اطینان از انکه ترکهای بوجود آمده در روسازی بتنی، که معمولاً رخ می دهند، تهدیدی برای یکپارچگی سازه ای بتن نباشد آرماتور گذاری دال بتنی روسازی انجام می شود.

درزهای حرکتی (جابجایی) در دالهای بتنی

درزهای حرکتی (درزهای انبساط، درزهای انقباض، درزهای جدایی، درزهای کنترل ترک و غیره) در دالهای بتنی به منظور حفاظت از دال در برابر ترک خوردن بکار برده می شوند. به این ترتیب امکان حرکت اجتناب ناپذیر دال فراهم شده و از انتقال نیروهای اضافی به سازه های مجاور جلوگیری می شود.

انواع درزهای شاخکدار بتن

درزهای شاخکدار (مهارشده) بتن

در جایی که قرار است سطح بزرگی با بتن پوشیده شود، دال طبیعتاً به چند دهانه تقسیم می شود و دهانه های مجاور بوسیله آرماتورهای فولادی، که نصف طول آن در یک دهانه و نصف دیگر آن در دهانه مجاور قرار دارد، به یکدیگر متصل می شوند.در اجرای نوبتی پانل ها، این آرماتورهای مهاری در اولین پانل گذاشته می شوند و از یکسو ادامه می یابند و هنگامی که پانل های مرحله دوم اجرا شوند روی این آرماتورها نیز بتن ریزی می شود. در بتن ریزی های یکسره که بتن ریزی آن بمراتب نسبت به کارهای معمولی مکانیزه تر می باشد و فقط در پروژه های خیلی بزرگ مانند جاده های اصلی یا فرودگاه ها استفاده می شود، آرماتورهای مهاری بصورت اتوماتیک همزمان با اجرای بتن در آن تعبیه می شوند و درز تر یا قطع بتن بر حسب نیاز تشکیل می گردد.

آرماتورهای مهاری باید بطول 600mm و از نوع فولاد نرم (گرید 250) باشند. در درزهای انبساط، آرماتورهای مهاری به قطر 25mm و به فاصله 300mm از همدیگر قرار دارند، ولیکن در درزهای انقباض، این آرماتورها را می توان کمی کوتاهتر، بطول 400mm و قطر 20mm و همان فاصله 30mm از یکدیگر بکار برد.

بدیهی است تراز آرماتورهای مهاری می بایست نسبت به صفحه دال تنظیم شده و موازی با آن باشد تا از بوجود آمدن تنش در دال هنگامی که تغییر مکان رخ می دهد جلوگیری کند.

1- درزهای انبساط شاخکدار (مهار شده) بتن

درزهای انبساط شامل یک صفحه انعطاف پذیر و تراکم پذیر مانند فلکس سل می باشد که روی آن با یک درزگیر ضد آب پوشیده شده و مابین دو دهانه مجاور یا بین یک دال بتنی و یک شی ثابت دیگر قرار می گیرد.

برای یک درز شاخکدار انبساط مهار شده، آرماتور مهاری می بایست در نیمی از طول خود چسبندگی به بتن نداشته باشد تا امکان تغییر مکان آزاد آن میسر باشد.

در کاربریهای سنگین، مانند جاده ها، نیمه بدون چسبندگی را در داخل غلاف درپوش دار گذاشته، یا با یک غشای پلاستیکی پوشیده می شود، تا از جابجایی آزاد آرماتور مهاری اطمینان حاصل شود. به منظور حفظ آرماتور در محل خود بدون آنکه راستای آن تغییر یابد می بایست در زمانی که بتن اولیه دهانه ساخته می شود تمهیداتی اعمال شود.

صفحه انعطاف پذیر باید طوری سوراخکاری شود تا آرماتورها از آن بتوانند رد شوند و لبه های درز انبساط نیز پخ شده شود تا از خرد شدن یا شکسته شدن بتن در محل درز جلوگیری شود. پس از آنکه بتن دهانه دوم سخت شد، درز انبساط را می توان توسط یک درزگیر مناسب درزگیری کرد تا مانع نفوذ آب، نمک ها یا اشیای خرده ریز به داخل آن شود.

2- درزهای انقباض شاخکدار (مهار شده) بتن

در درزهای انقباض مهار شده نیز آرماتورهای مهاری در نیمی از طول به بتن چسبیده و در نیمه دیگر آزاد هستند. در بعضی حالات، غلاف گذاری تا دهانه اول ادام می یابد تا پس از تکمیل قالب بندی درز، آرماتور فولادی مهاری کاملاً از مجاورت با آب یا هر نوع نمک که ممکن است به درز راه یابد بدور باشد.

قالب یک فرم دهنده موقت دارد که به لبه فوقانی آن متصل می باشد و به کمک آن یک فضای خالی بوجود می آید که سرانجام با ماده درزگیری پر می شود. لبه بتن را به صورت پخ دار اجرا کنید تا مانع شکسته شدن بتن در این قسمت شود.

همین که بتن اولیه دهانه بحد کافی سخت شد و فرم دهنده درز و قالب ها برداشته شدند، بتن ریزی دهانه دوم را می توان انجام داد. اجرای درز بی فاصله (کیپ) بین دهانه های مجاور، باعث بوجود آمدن یک قفل و بست بسیار قوی بین سنگدانه ها می شود. پس از آنکه از سخت شدن بتن دهانه دوم مدتی گذشت، محل درز را می توان با یک درزگیر مناسب پر کرد.

3- درزهای کنترل شاخکدار (مهار شده) بتن

درزهای کنترل مهار شده (درزهای مجازی) بیشتر در اتوبانها و ساخت باند فرودگاه ها بکار می روند، در این حالت ریختن بتن به صورت متوالی و پشت سر هم بوده و آرماتورهای مهاری به صورت اتوماتیک نصب می شوند.

در کف دال بتنی ممکن است از یک ترک ساز استفاده شود و با اره کردن نقطه بحرانی بتن در زمانی که فرایند عمل آمدن بتن در جریان می باشد یا با تعبیه یک فرم دهنده در هنگامی که بتن تازه ریخته شده و هنوز تر می باشد محل شروع درز را ایجاد کرد.

4- درزهای فاقد شاخک (مهاری) بتن

درزهای بدون آرماتورهای مهاری معمولاً فقط در کارهای کم اهمیت مانند مسیر راه های مسکونی، پاسیوها و جاده های خصوصی یا محلی یا مجتمع های مسکونی بکار برده می شوند. مباحثی زیادی در ارتباط با اینکه کلیه درزها می بایست مهار شوند مطرح شده است به استثنای امور کم اهمیت، هر چند که در عمل تمایل به استفاده از ساده ترین و ارزانترین روش ایجاد درز بر اساس امکانات موجود می باشد.

 

خصوصیات متفاوت درزهای بتن

درزهای بتن

کلیه بتنها، هنگامی که در محل مورد نظر ریخته شوند، بندریج همزمان با به عمل آمدن منقبض می شوند؛ این موضوع عامل اصلی ظهور ترکهای کوچک بر روی سطح بتن در طول به عمل آمدن بتن می باشد. در عمل، پس از گیرش، بتن با درجه حرارت محیط کمی منبسط و یا منقبض خواهد شد، لذا توصیه می گردد در دالهای بزرگ، خصوصاً در اندازه پلان 6m x 6m یا بزرگتر از چند نوع درز جابجای استفاده شود.
در سازه های بتنی که قرار است در آنها تعداد زیادی درز جابجایی بکار رود، استفاده از مهندس ساختمان یا مهندس سازه برای طراحی درز و تعیین موقعیت آن بهترین گزینه محسوب می گردد.
کاربرد درزهای جابجایی در مواردی که بتن در جایی قرار دارد که توسط دیوارها یا ساختمان های اطراف محدود شده است، یا در زمانی که شیئی مانند درپوش منهول باید در دال کار گذاشته شود، نیز مفید 
می باشند، درزها این امکان را می دهند که بتن منبسط یا منقبض شده بدون آنکه فشاری به سازه های دیگر وارد کند، در غیر این صورت باعث بروز ترکهایی در دال بتنی یا دیوار، درپوش منهول و غیره می گردد.

فواصل درزهای بتن

پیشنهاد معمول برای فواصل بعضی از انواع درزهای جابجایی در دال غیر مسلح حدود 30 برابر ضخامت دال می باشد. بنابراین، برای یک دال به ضخامت 100mm فواصل درزها از هم 30 x 100 = 3000mm و در یک دال به ضخامت 150 mm حدود 30 x 150 = 4500 mm خواهد شد.

انواع درزهای بتن

برای اهداف مختلف در انواع درزهای بتن از خصوصیات متفاوت درزهای بتن استفاده می شود :

درزهای انبساط بتن

این درز امکان انبساط و انقباض یک دال بتنی را فراهم می کند بدون آنکه سبب پیدایش نیروهای مخرب در خود دال یا سازه های اطراف آن شود. درزهای انبساط معمولاً بصورت یک فاصله کامل بین دهانه های مجاور هستند، می توان گفت، یک برش معلوم در بتن و آرماتور فولادی آن (در صورت وجود) رخ می دهد. در جایی که دهانه های مجاور بوسیله آرماتورهای شاخک (رابط) بهم دوخته شده اند، این شاخک ها در یکی از دهانه ها در داخل غلاف قرار می گیرند تا دال بتواند در اثر تنشهای تولید شده در داخل خود منبسط شود.

درزهای انقباض بتن

این نوع درز فقط امکان انقباض دال را فراهم می کند، که وقوع آن بهنگام فرایند عمل آوردن بتن پیش بینی می گردد.

 

درزهای کنترل ترک بتن

همچنان که بیان گردید "دو نوع بتن وجود دارد، یکی بتنهایی که ترک خورده اند، و دیگری بتنهایی که در شرف ترک خوردن هستند" دزهای کنترل ترک تا حدودی شبیه درز انقباضی هستند و برای این هدف بکار می روند که اطمینان حاصل شود هنگامی که بتن ترک می خورد، این ترک بشکل قابل پیش بینی و در یک محل مشخص رخ دهد.

درزهای اجرایی بتن

گرچه این نوع درز یک درز واقعی جابجایی نمی باشد، ولیکن وجود آن در سازه های بتنی متداول بوده و لذا در اینجا نیز به آن اشاره شده است. درزهای اجرایی می توانند افقی یا قائم باشند و علت آن قطع عملیات بتن ریزی می باشد. این عمل ممکن است به دلیل پایان روز کاری بوجود آید یا آنکه قبل از ادام بتن ریزی می بایست کارهای دیگری تکمیل شوند، بهرحال نتیجه یکی است، در این حالت در حالی که بتن ریخته شده بعمل می آید سطحی بوجود آمده، و در زمانی دیگر، خمیر بتن تازه روی سطح بتن موجود که مدتی قبل اجرا شده ریخته می شود.

 

 

 

درزهای کنترل ترک بتن

همچنان که بیان گردید "دو نوع بتن وجود دارد، یکی بتن هایی که ترک خورده اند، و دیگری بتن هایی که در شرف ترک خوردن هستند" دزهای کنترل ترک تا حدودی شبیه درز انقباضی هستند و برای این هدف بکار می روند که اطمینان حاصل شود هنگامی که بتن ترک می خورد، این ترک بشکل قابل پیش بینی و در یک محل مشخص رخ دهد.

درزهای اجرایی بتن

گرچه این نوع درز یک درز واقعی جابجایی نمی باشد، ولیکن وجود آن در سازه های بتنی متداول بوده و لذا در اینجا نیز به آن اشاره شده است. درزهای اجرایی می توانند افقی یا قائم باشند و علت آن قطع عملیات بتن ریزی می باشد. این عمل ممکن است به دلیل پایان روز کاری بوجود آید یا آنکه قبل از ادام بتن ریزی می بایست کارهای دیگری تکمیل شوند، بهرحال نتیجه یکی است، در این حالت در حالی که بتن ریخته شده بعمل می آید سطحی بوجود آمده، و در زمانی دیگر، خمیر بتن تازه روی سطح بتن موجود که مدتی قبل اجرا شده ریخته می شود.

قالب بندی بتن

قالب بندی بتن

محل بتن ریزی می بایست ابتدا قالب بندی شود، تا بتن قبل از سخت شدن در محل مورد نظر باقی مانده و شکل خود را حفظ کند. در دالهای بتنی، بتن تازه ریخته شده را می توان به کمک دیوارها، جداول پیاده رو یا با استفاده از قالب موقت در وضعیت موجود نگه داشت. در سازه های قائم، اجرای قالب پیچیده تر است و مستلزم استفاده از قالب بند حرفه ای یا نجار قالب بند برای نصب و اجرا می باشد. اجرای دالهای روی زمین سهل ترند و فقط به یک قالب بندی ساده احتیاج دارند.

دو نوع اصلی قالب بندی برای بتن ریزی دالهای روی زمین بکار می رود : قالب فولادی جاده و قالب بندی چوبی .قالب راه  

استفاده از قالب فولادی برای روسازی راه در کارگاه ها در بین پیمانکاران حرفه ای رایج می باشد زیرا بادوام و سخت بوده و می توان برای چند بار مورد استفاده قرار داد و در واقع نشکن می باشد؛ نصب آن نیاز به مهارت کمی دارد و قطعات آن ارزان قیمت است.

قالب راه شامل یک پروفیل ناودانی فولادی بطول معمولاً 3m و به ارتفاع 100,150 یا 200mm است، بهمراه سه براکت متصل به پشت قالب و یک زباله کشویی که امکان اتصال قطعات همجوار را به یکدیگر فراهم می سازد. قالبها را می توان روی هم گذاشت تا ارتفاع بتن ریزی افزایش یابد، ولیکن نباید بیشتر از دو قالب استفاده کرد و حداکثر ارتفاع قالب نیز، بعلت محدودیت مهاربندی با پینهای فولادی، نباید از 400mm بیشتر باشد.

قالب توسط پینهای قوی فولادی، معمولاً بطول 600mm که بین براکتها قرار گرفته و با چکش در داخل زمین کوبیده می شوند، در جای خود نگه داشته می شوند. راستای هر قطعه از قالب راه تنظیم و سپس بوسیله گوه سفت کننده در جای خود قفل و بست شده بگونه ای که پین فولادی را محکم گرفته و قالب جاده را در محل خود تثبیت می کند.

علاوه بر مقاطع صلب، پروفیلهای نرم که قابل خم شدن هستند نیز وجود دارند که برای ساخت قوسها و شعاعها بکار می روند. این قالبها برای شعاعهای 2m و بزرگتر مناسب می باشند، هر چند می توان تا شعاع های حدود 1m نیز بکار برد.روش معمول برای اجرای قالب راه هم امتداد کردن پروفیلها بکمک ریسمان یا دوربین نقشه برداری است و همچنین اطمینان از قائم بودن سطوح قالبها می باشد.

پینهای اتصال به زمین باید محکم به لایه زیراساس یا بستر میخکوب شده باشند و هیچ جابجایی بین پروفیلها وجود نداشته باشد. تراز بالای میخ ها باید پایین تر از بالای قالب راه باشد بطوری که شمشه ماله ها یا ابزار دیگر از روی دال بدون برخورد با مانعی عبور کنند.

قالب بندی چوبی بتن 

هر چند قالب راه انتخاب مناسبی برای اجرای دالهای ساده است، در بعضی مواقع که امکان مصرف آن وجود ندارد، از روشهای سنتی قالب بندی چوبی استفاده می شود. مهمترین حسن قالب چوبی نسبت به قالب فلزی ساخت آن در کارگاه است، آن را به هر شکلی و هر ارتفاعی می توان در آورد. ضمناً قالب بندی بتن چوبی روش معمول در ساخت کارهای بتنی قائم است، گر چه اکثراً با اعضای مهاربند فولادی بکار برده می شود.

آن قسمت از قالب که در تماس با بتن است بنام رویه قالب خوانده می شود، در حالیکه چوبهای پشت بند جمیعاً بنام مهاربند خوانده می شوند و شامل چهار تراشهای افقی و چهار تراشهای قائم هستند.

اندازه الوار بکار رفته برای مهاربندی بستگی به اندازه قالب دارد؛ در یک قالب به ارتفاع 300mm برای دال کف ممکن است از چوب چهارتراش 50x50mm برای پشت بندهای افقی وقائم آن استفاده شود، در حالی که برای یک قالب به ارتفاع 1m از چهار تراشهایی به ابعاد 100x50mm استفاده می شود. مهاربندها از چوبهای مستقیم و سالم تشکیل می شوند و همیشه انتهای آنها بسمت بیننده است تا بیشترین تکیه گاه ممکن را فراهم بکند.رویه قالب معمولاً از نوع تخته چندلا و به ضخامت 15mm یا 18mm است و انتخاب نوع مقاوم در برابر هوازدگی و جوش با توجه بشرایط بتن تر و شرایط جوی هوای آزاد ارجح می باشد. گاهی از فیبر نیز استفاده می شود، و یا آنکه در رویه خارجی آن پوشش MDF بکار برده می شود. در پروژه هایی که مقدار زیادی قالب چوبی بکار می رود، ممکن است از تخته با رویه ویژه استفاده شود، ولیکن همیشه امکان تهیه آن از چوب فروشی میسر نمی باشد و باید از قبل سفارش داده شود.

ساخت قالب چوبی یک حرفه تخصصی بشمار می آید و در سازه های قائم، مهاربندی می تواند بسیار پیچیده باشد، و نیاز به طراحی توسط مهندسین سازه دارد و استفاده از گوه ها برای تنظیم کردن و در یک راستا قرار دادن قطعات نیز بنوبه خود محتاج مهارت می باشد.

هر چند اجرای کار روی زمین نسبت به اجرای آن در ارتفاع دارای ریسک خطر کمتری است، معهذا بهتر است از مهاربندهای مایل برای نگهداری قالب دال بتنی روی زمین استفاده شود.

فاصله بین چهار تراشهای افقی و چهار تراشهای قائم بستگی به اندازه قالب دارد، ولی معمولاً 300-600mm است. چوبهای مهاربند، اگر بزرگتر از چهارتراش های افقی و قائم نباشند، عموماً یک اندازه هستند. در بعضی حالات، حایلهای فولادی قابل تنظیم به عنوان مهارهای افقی ممکن است استفاده شوند.

کلیه مهاربندها، معمولاً بوسیله میخ، محکم به قالب بسته می شوند، این حالت ساده ترین روش برای باز کردن قالبها پس از خاتمه عملیات می باشد. این چفت و بست ضروری است و مانع پیچش اعضای مهاربندی می گردد که تحت اثر فشار بتن تر و ابزار پرداختکاری شل می شوند.

میخ های چوبی زمینی باید تا عمق حداقل 450mm در زمین فرو شوند. در زمینهای نرم، ممکن است لازم باشد پشت میخ، صفحه پخش کننده بکار رود تا مانع از آن شود که در اثر وزن بتن روی زمین به عقب کشیده شود.

در روش دیگر، یک ورق تخت، معمولاً تخته انعطاف پذیر، بین میخ ها قرار داده تا توزیع بار بین شان یکنواخت تر صورت گیرد. سپس مهارهای افقی و مایل را به آن میخکوب می کنند.

با تخته چندلایی انعطاف پذیر می توان رویه قالب یا خم قالب را اجرا کرد. این نوع تخته بگونه ای خم 
می شود که چوب شکسته نمی شود. برای این منظور به وسیله اره شکافهای کم عمقی (بعمق 2-6mm) در رو یا پشت تخته ایجاد کرده و سپس آن را به سازه مهاربندی از قبل ساخته شده میخ می کنند.

مواد کمکی غیر چسبیده

روی کلیه قالبها،اعم از فولادی یا چوبی می بایست قبل از بتن ریزی یک ماده ضد چسبندگی (روغن قالب) مالیده شود. هدف از بکار بردن این ماده جلوگیری از چسبیدن بتن به قالب و عدم نیاز به تیشه کاری در زمانیست که قالب بیرون کشیده می شود. بعلاوه، این مواد قالب را تمیز و بدون بتن نگه داشته بگونه ای که استفاده مجدد از آن را میسر می سازد.

تولیدات بسیاری در این زمینه در اختیار است که می توان بعنوان مواد ضد چسبندگی در قالب بکار برد، ولیکن متداولترین آن "روغن صابون" می باشد. این مایع را قبل از بتن ریزی روی قالب مالیده و صبر کنید تا خشک شود، در این حالت از خود یک پسماند صابونی یا مومی بجای می گذارد که هیچ نوع اثر مضری بر روی بتن ندارد. در جایی که پرداخت بتن مهم نیست، بعضی از پیمانکاران برای صرفه جویی از روغن موتور برای جلوگیری از چسبندگی بتن به قالب ستفاده می کنند؛ که هر چند از لحاظ فنی ایرادی ندارد، ولیکن از نظر زیست محیطی چندان مطلوب نمی باشد و حتی المقدور باید اجتناب شود.

 

 

طراحی دال بتنی

طراحی دال بتنی 

دالهای بتنی روی زمین اغلب به صورت بتن ساده طراحی می شوند و در صورتی که آرماتور گذاری شوند،  میزان آرماتوری که بکار می رود، مانند کارکرد درزها، به منظور کنترل ترک و ممانعت از باز شدن ترکها یا پلکانی شدن دال در مجاورت درز می باشد.
هدف از استفاده از دال بتنی ساده روی زمین انتقال بارها از منبع اصلی به بستر روسازی با حداقل خسارت می باشد. روش های طراحی بیان شده مقاومت بتن دال را با فرض اینکه ترک نخورده و بدون آرماتور می باشد در نظر گرفته است.
طراحی دال متکی بر زمین براساس آیین نامه ACI360 برای کف هایی قابل استفاده است که به عنوان محل انبار سبک و سنگین صنعتی، کف مسکونی و تجاری و نظایر آن بکار برده شود و شامل بارهای استاتیکی و دینامیکی است که ممکن است توسط ماشین های حمل و جابجایی بار به دال بتنی کف وارد می شود.

تنشهای بوجود آمده در دال متکی بر زمین ناشی از بارهای وارد بر آن و همچنین تغییرات حجمی بتن 
می باشد. اندازه این تنشها بستگی به پارامترهایی مانند درجه یکسره گی ، مقاومت خاک بستر و یکنواختی، روش اجرا، کیفیت ساخت و مقدار و موقعیت بارها دارد. در اغلب حالات، اثرات این پارامترها را فقط می توان با در نظر گرفتن فرضیات ساده ای مرتبط با خصوصیات مصالح و اندرکنش خاک – سازه ارزیابی نمود.

دال بتنی در اثر حرارت، انقباض و رطوبت ممکن است انحنا پیدا کند.

اثرات حرارتی بر دال در حالتی که دال در داخل ساختمان قرار داشته باشد و محصور باشد معمولاً در نظر گرفته نمی شود.در ادامه بطور خلاصه به تئوری پیشنهادی برای طراحی دالهای بتنی روی زمین اشاره می گردد.

روش طراحی کلاسیک عمدتاً بر پایه تئوری های بکار رفته برای روسازی بزرگراه ها و فرودگاه ها می باشد. وسترگارد برای اولین بار تئوری رفتار سازه ای روسازی صلب را در دهه 1920 بنا نهاد. بر این اساس دال به صورت همگن، ایزوتروپ و الاستیک بر روی بستر خاک ایده آل قرار گرفته است به طوری که به هر نقطه آن یک فشار قائم متناسب با تغییر شکل دال وارد می شود. در این حالت رفتار خاک بستر مانند یک فنر خطی فرض شده است و ضریب ثابت فنر k برحسب فشار (kg/cm2) به ازای تغییر شکل واحد (cm) تعریف 
می شود. واحد k به صورت kg/cm3 نشان داده می شود. این ضریب ثابت امروزه بنام مدول عکس العمل خاک بستر خوانده می شود.

یادآوری می گردد که روش المان محدود فقط برای مدل های ساده عملی می باشد، به عبارت دیگر در حالتی که که دال و خاک بستر یکسره و همگن باشند. ولیکن، در یک دال واقعی متکی بر زمین معمولاً محل های قطع وجود دارد، مانند محل درزها و ترکها، و ممکن است خاک بستر یکنواخت نباشد. لذا، در صورت عدم مدلسازی دقیق کاربرد این روش نسبتاً محدود می باشد.

از روش های زیر می توان در حالات متعارف (به استثنای زمانی که خاک خیلی تراکم پذیر است و تنش فشاری مجاز خاک خیلی کوچک باشد) برای انتخاب ضخامت دال بتنی ساده متکی بر زمین استفاده نمود :

• روش موسسه سیمان پرتلند PCA11
• روش انستیتوی آرماتورگذاری سیمی WRI12
• روش انجمن مهندسین COE13

 

بتن مسلح به الیاف شیشه ای اصلاح شده با پلیمر (P-GFRC)

بتن مسلح به الیاف شیشه ای اصلاح شده با پلیمر (P-GFRC)

در سال 1979 نوع دیگری از بتن های مسلح به الیاف شیشه ای معرفی شد. این محصول از الیاف E-glass مدفون شده در ماتریس سیمانی، ماسه و پلیمر تشکیل یافته بود. این سیستم GFRC توسط معادن ایالت داچ (DSM) توسعه پیدا کرد و توسط فورتون یکی از شعب سین رس که خود بخشی از گروه DSM بود، به بازار عرضه شد. علت افزودن پلیمر به سیستم ماتریس- الیاف شیشه ای آن بود که پایداری دراز مدت، بهبود بخشیده شود. ایده ای که در پشت استفاده از پلیمر برای دستیابی به پایداری مقاومت GFRC در دراز مدت وجود داشت در زیر شرح داده شده است.

 در هر دسته الیاف شیشه ای، به طور کلی 204 تک رشته شیشه وجود دارد. قطر هر تک رشته تقریباً 10 میکرون است. فاصله بین رشته های شیشه نیز تنها 2 تا 3 میکرون می باشد. قطر متوسط ذرات سیمان تقریباً 30 میکرون است. بنابراین بیشتر ذرات سیمان نمی توانند به فضای بین الیاف شیشه ای اصلاح شده یک دسته راه یابند. با این حال بعضی گمان می کنند که شکل گیری محصولات هیدراسیون سیمان، مخصوصاً هیدروکسید کلسیم Ca(OH)2 که می تواند در این فضاها صورت گیرد، علت اصلی شکنندگی و کاهش مقاومت مخلوط با زمان است.

در تلاشی جهت کاهش شکنندگی فیزیکی و هجوم شیمیایی الیاف شیشه ای، ذرات پلیمر به سیستم الیاف E-glass، سیمان، ماسه و آب وارد شد. قطر این ذرات پلیمری تنها کسری از میکرون است. بنابراین این ذرات می توانند به فضای بین رشته های شیشه نفوذ کنند. پس از این که شیشه و ملات حاوی پلیمر در ترکیب با هم قرار گرفتند، دسته های شیشه به علت نیروی مویینگی که در فضاها شکل می گیرد، آب را به خود جذب می کند. آب، ذرات پلیمر را با خود به داخل این فضاها می برد. با خارج شدن اب به دلیل تبخیر یا هیدراسیون سیمان پرتلند ذرات پلیمر به هم می چسبند. نتیجه این عمل، تشکیل یک غشای پلیمر است ک درون و اطراف تک رشته های شیشه درون هر یک از دسته های شیشه، گسترش می یابند.

غشای پلیمر دو عمل انجام می دهد. اولاً از تک رشته های شیشه در برابر حمله احتمالی قلیا محافظت می کند و در ثانی بخشی از فضای خالی بین رشته ها را پر می کند و از این طریق اثر شکنندگی الیاف را کاهش می دهد.

داده های پایایی دراز مدت سیستم P-GFRC فورتون تحت شرایط هوازدگی طبیعی، تنها برای 4 سال در دسترس است. با این حال نتایج مطالعات کهنگی تسریع یافته موجود می باشد. در شکل 4-8 مقاومت کششی در برابر مدت زمان کهنگی تسریع یافته برای دو نوع الیاف P-GFRC فورتون و Cem-FIL1 رسم شده است. خصوصیات اختلاط برای هر مخلوط در جدول 4-5 نشان داده شده است. همه مخلوط ها در آب C˚50 کهنه شده اند. مقاومت کششی نهایی (UTS) و نقطه غیر خطی شدن (BOP)، برای هر مخلوط ترسیم شده است. این نتایج بیان می کنند که P-GFRC فورتون، خصوصیات پایایی دراز مدت بهتری از الیاف ضد قلیای Cem-FIL1 در کشش مستقیم دارد. این مساله با آزمایش کردن تفاوت بین UTS و BOP در شرایط کهنگی برای هر مخلوط نشان داده شده است. با این حال بهبود مقاومت و انعطاف پذیری P-GFRC در دراز مدت نسبت به AR-GFRC ممکن است نتیجه ای از خصوصیات بهبود یافته ماتریس با اعمال پلیمر باشد و احتمالاً شاخصی از تاثیر الیاف شیشه ای نیست. دانیل در تحقیقات خود نشان داده است که الیاف E-glass که به طور کامل با غشای پلیمر محافظت نشده اند، پس از کهنگی تسریع یافته، به شدت اسید سابی می شوند.

 

زمان کهنگی تسریع یافته،هفته

شکل 4-8- کششی در مقابل مدت زمان کهنگی برای P-GFRC فورتون و الیاف ضد قلیای
 Cem-FIL1 .

جدول4-4- خصوصیات مخلوط برای مخلوطهای ضدقلیایCem-FIL1 وP-GFRC فورتون.

 

 

خصوصیات مخلوط	AR-GFRC	P-GFRC
میزان الیاف شیشه ای، درصد حجمی نسبت آب به سیمان، وزنی نسبت سیمان به سنگدانه، وزنی میزان پلیمر، درصد حجمی فوق روان کننده Melment، درصد وزنی سیمان چگالی خشک ظاهری، pcf	5 3/0 0/5 ـ ـ ـ ـ ـ ـ 109	5 3/0 0/5 15 04/0 122

                                                                                    Kg/m3019/16=pcf1 معادل متریک

 

پایداری الیاف شیشه ای ضد قلیا در دراز مدت

به دنبال عرضه الیاف شیشه ای ضد قلیای Cem-FIL در سال 1971، دو رکت BRE و برادران پیلکینگتون به طور مستقل دست به آزمایش هایی در مقیاس بزرگ زدند تا پایداری مقاومت مخلوط های Cem-FIL را در دراز مدت و در معرض شرایط محیطی مختلف، تعیین کنند. در حال حاضر داده های آزمایش های پایایی مقاومت در مدت زمان 10 سال منتشر شده است. این داده ها در اشکال 1 تا 3 موجودند همان طور که در شکل 1 نشان داده شده است، تحت شرایط آب و هوایی طبیعی، مدول گسیختگی با زمان کاهش می یابد. پس از 10 سال از قرار گیری این نمونه ها در شرایط آب و هوای انگلستان، مشاهده شد که مدول گسیختگی تا مقداری نزدیک به مقاومت در حد تناسب الاستیک کاهش یافته است. به علاوه داده های نشان داده شه در شکل 2 حاکی از آن هستند که مخلوط های Cem-FIL که در آب C˚18 تا C˚20 قرار داده شده اند، در مدت زمان مشابه، کاهشی مشابه قبل در میزان MOR از خود نشان داده اند. با این حال همان طور که در شکل 3 دیده می شود، مخلوط های قرار گرفته در دمای C˚20 و رطوبت نسبی %40، با افزایش سن، افت نسبتاً کمی در مقاومت MOR نشان می دهند.

علاوه بر برنامه افزایش طبیعی سن نمونه ها در دراز مدت، برنامه هایی برای تسریع کهنگی نمونه ها ترتیب داده شد به طوری که با آن بتوان مشخصت دراز مدت نمونه ها را پیش از داده های کهنگی طبیعی ارائه نمود.

کهنگی تسریع شده به این صورت انجام می شود که مخلوط تا اتمام فرایند هیدراسیون سیمان در آبی با دمای افزایش یابنده شناور گردد. در هر حال کهنگی واقعی یک قطعه GFRC خاص، تنها با کاربری آن در شرایط محیطی واقعی محل، ممکن می شود. هر تلاشی که جهت تعیین خصوصیات رفتاری GFRC مسن با روش های تسریع کننده انجام شود، جواب های تقریبی به دست می دهد.

 

توجه : علائم مختلف نشان دهنده نتایج پنج منبع مشابه است.

شکل 1 مدول گسیختگی و حدتناسب الاستیک در مقابل سن برای مخلوط های ضدقلیای
 Cem-FIL1 که درشرایط آب وهوایی انگلستان قرارگرفته اند.

توجه : علائم مختلف نشان دهنده نتایج پنج منبع مشابه است.

شکل2 مدول گسیختگی و حد تناسب الاستیک در مقابل سن برای مخلوط های ضد قلیای
 Cem-FIL1 کهدرآب18 تاC˚20 قرار گرفته اند.

 

توجه : علائم مختلف نشان دهنده نتایج پنج منبع مشابه است.

شکل 3 مدول گسیختگی و حد تناسب الاستیک در مقابل سن برای مخلوط های ضد قلیای
 Cem-FIL1 که در هوایC˚20 با رطوبت نسبی 40% قرار گرفته اند.

 

داده های آزمایش کهنگی تسریع یافته برای صفحات GFRC، با داده های به دست آمده از نمونه های واقع در شرایط آب و هوایی طبیعی، همبستگی داده شده اند تا از این طریق بتوان پایایی دراز مدت را پیش بینی نمود. در تحقیقی که برادران پیلکینگتون انجام دادند این همبستگی برای اقلیمهای مختلف آب و هوایی در سراسر جهان صورت گرفت. براساس این تحقیقات می توان چنین پیش بینی نمود که در بسیاری از شرایط محیطی، MOR مخلوط های GFRC تا مقداری نزدیک به مقاومت PEL کاهش خواهد یافت. برای بسیاری از محصولات GFRC که در معرض شرایط بیرون قرار گرفته اند، این کاهش مقاومت می تواند تعیین کننده عمر مفید سازه باشد. با این حال تاریخچه بارگذاری صفحات GFRC و نیز تاثیر اصلاح سطوح این صفحات در این تحقیقات مدنظر قرار نگرفته اند.

به علاوه نشان داده شده است که کاهش مقاومت در اقلیم های گرم تر، با سرعت بیشتری صورت می گیرد. در شکل 4، داده های مقاومت خمشی برای مخلوط هایی که در انگلستان در معرض شرایط آب و هوایی قرار گرفته اند و مخلوط هایی که در آب با دمای فزاینده، دستخوش کهنگی تسریع شده بوده اند نشان داده شده است. این داده ها حاکی از آن هستند که به موازات آنکه دمای فرایند کهنگی تسریع شده، افزایش 
می یابد، افت مقاومت MOR سرعت بیشتری به خود می گیرد. لازم به توجه است که یک حد پایین تر برای مقاومت MOR وجود دارد. این حد پایین تر ذاتاً با PEL مخلوط، که خود معیاری از مقاومت ترک خوردگی ماتریس بتن مسلح است، برابر می باشد. سالهای بسیاری است که استفاده از روش های کهنگی تسریع یافته وسیله ای برای پیش بینی مقاومت شده است. مقاومت مدول گسیختگی که در شکل 4 نشان داده شده، برای مخلوط هایی است که در دماهای C˚50، C˚60 و C˚80 تحت فرایند کهنگی تسریع یافته قرار گرفته اند. این مقادیر با نتایج نمونه هایی که به مدت 10 سال در معرض شرایط واقعی آب و هوای انگلستان قرار گرفته اند، ترکیب شده اند. این کار با جایگزین کردن نتای مقاومت تسریع یافته در دماهای بالاتر در طول محور لگاریتمی زمان انجام می شود، به طوری که نتایج یاد شده با نتایج مقاومت مخلوط های قرار گرفته در شرایط آب و هوایی انگلستان مطابق و سازگار شوند.

 

                     شکل 4 MOR در مقابل سن برای مخلوط هایCem-FIL در شرایط آب و هوایی انگلستان

 

 

              شکل 5 داده های کهنگی تسریع یافته که برای پیشبینی مقاومت دراز مدت مخلوط های ضد قلیای Cem-FIL1 که در شرایط آب و هوایی انگلستان گرفته اند.

جهت مطالعه مقاله پایداری الیاف شیشه ای ضد قلیا در دراز مدت می توانید به وب سایت کلینیک بتن ایران مراجعه نمایید .