بهبود بتن در محیط های اسیدی

بهبود بتن در محیط های اسیدی

در حال حاضر سیمان پرتلند معمولی بیشترین استفاده به عنوان ماده چسبنده در بتن برای کاربردهای ساخت و ساز را دارا میباشد. متاسفانه عملکرد بتن ساخته شده با سیمان پرتلند در مقابل حمله عوامل شیمیایی همانند حمله اسیدی و حمله سولفاتی نگران کننده است. خمیر سیمان پرتلند در تماس با اسید دچار تجزیه می شود. 

بهبود عملکرد مصالح مورد استفاده در محیطهای خورنده و مهاجم یک نیاز اساسی است و مقاومت بتن در محیط اسیدی یکی از مشخصات ضروری مورد نیاز برای مصالح سازه ای و غیر سازه ای مورد ا ستفاده در محیط های خورنده میبا شد. بتن ساخته شده با سیمان پرتلند به علت ساختار شیمیایی آن نمیتواند عملکرد مطلوبی در محیط اسیدی دا شته با شد، در نتیجه نیاز به بکارگیری مصالح جایگزین سیمان جهت بهبود عملکرد ضروری به نظر میر سد.

به دلیل خسارات فزاینده ای که در سراسر دنیا حمله اسیدی ایجاده کرده است، تحقیقات گسترده ای در این زمینه در حال انجام است. محیط های اسیدی معمولا در نتیجه فعالیتهای صنعتی به وجود می آیند ولی به دلیل فعالیتهای شهری و طبیعی نیز میتوانند ایجاد گردند. بتن های در معرض باران اسیدی و یا فاضلاب ها نیز تخریبهای جدی را به علت تهاجم اسیدی تجربه میکنند. شاید مهمترین خسارات ناشی از حمله اسیدی، توسط سولفوریک اسید که عموماَ در لوله های فاضلاب وجود دارد، ایجاد میشود.

رایج ترین محیط های اسیدی بتن:

الف) فاضلاب (گاز سولفید هیدروژن) 
ب) آب دریا و خاک (سولفات)
ج) اتمسفر شهرک صنعتی (سولفور دی اکسید) 
د)باران اسیدی ( ترکیبی از چند اسید)
ه) صنایع مرتبط با اسید

مکانیزم تهاجم اسید
مکانیزم تهاجم اسید بستگی به نوع اسید دارد و در حالت کلی میتوان مکانیزم را در دو فاز مطرح نمود، فاز اول تشکیل نمک کلسیم و فاز دوم تهاجم اسید به ژل سیمان؛ البته فاز دوم زمانی صورت میگیرد که تمام هیدورکسید کلسیم در فاز اول مصرف شده باشد..

اگر نمک کلسیم محلول باشد در فاز ملات جابجا شده و فاز ملات سست خواهد شد.

مهمترین فاکتورهایی که در سرعت حمله اسیدی تاثیر گذارند؛ نوع اسید، غلظت اسید و شرایط کنش محلول اسیدی میباشند. در توضیح فاکتور سوم باید گفت که دو نوع کنش ممکن است؛ شرایط استاتیک که در آن هیچگونه جریان در محلول ایجاد نمی شود و نوع دوم شرایط دینامیکی است که در آن میزان و یا سطح محلول تغییر یا جریان در محلول ایجاد میشود که میتواند تر و خشک شدن، ذوب و یخبندان و یا ... ایجاد کنند که این خود سبب افزایش در میزان و شدت خوردگی خواهد شد. همچنین دمای و شرایط رطوبت نسبی محیط نیز که در فاکتور سوم جای میگیرد در خوردگی اسیدی تاثیر گذار است.
مهمترین فاکتورهای مقاومت مصالح سیمانی در برابر حمله اسیدی نوع سیمان، عیار مواد سیمانی، نسبت آب به مواد سیمانی، نحوه عمل آوری و ساختار خلل و فرج میباشد.

راهکارهای استفاده از بتن در محیط اسیدی
برای استفاده از بتن در محیط های خورنده 4 راهکار کلی زیر وجود دارد :
1-کاهش نفوذ پذیری بتن سیمان پرتلندی با استقاده از مواد مضاف و افزودنی برای افزایش دوام آن
2-ایجاد پوشش محافظ بر روی بتن سیمان پرتلندی جهت عدم نفوذ مواد خورنده به آن
3-استفاده از مواد جایگزین سیمان برای ساخت بتن همانند بتن گوگردی و بتن قلیا فعال
4-استفاده از نانو ذرات

 

تحلیل راهکارها

استفاده از بتن با مواد مضاف پایه سیلیس (همانند دوده سیلیسی و خاکستر بادی)، بتن با حباب هوا، بتن سرباره ای (جایگزینی درصدی از سرباره جایگزین سیمان)، بتن های فوق توانمند و در نهایت استفاده از نانو تکنولوژی بکارگیری ذرات در اندازه نانو و با سطح مخصوص بالا برای کاهش فضای خالی خمیر سیمان که هم منجر)
به کاهش تخلخل و هم افزایش مقاومت میشود).مواد هواساز به دلیل مسدود کردن میکرو حفره های ساختار بتن از تهاجم اسید از طریق این حفره ها جلوگیری به عمل میآورد و در نتیجه عملکرد بتن در محیط اسیدی  بهبود می یابد. همچنین استفاده از مواد مضاف پایه سیلیسی به علت واکنش با کلسیم هیدورکسید مستعد تجزیه در تهاجم اسیدی و تشکیل ژل که منشا مقاومت و سختی بتن است سبب بهبود عملکرد بتن در محیط مهاجم اسیدی میشود.
در نهایت محقیقن بهبود ساختار داخلی بتن با توجه به موارد ذکر شده را راهکار مناسبی برای مقابله با حملات شمیایی خارجی بیان می کنند

دلایل کاشت میلگرد در بتن

یکی از تحولات مثبت و تأثیر گذار در اجرای سازه های بتنی امکان کاشت بولت و بولت در بتن می باشد. نیاز به کاشت بولت و بولت در بتن به دلایل مختلفی به موجود می آید. کاشت بولت و بولت به علت تغییر مشخصات سازه ، کاشت بولت و بولت به علت نقایص اجرا، کاشت بولت و بولت به علت شرایط بهره برداری ، کاشت بولت و بولت به علت تغییرات در نقشه اجرایی ، کاشت بولت و بولت به علت راحتی اجرا و … از جمله از علت کاشت میلگرد در بتن می باشند.

 

انواع چسب کاشت بولت در بتن 

امروز انواع مختلفی از چسب های کاشت بولت در بتن توسط شرکت های تولید کننده گوناگون ارائه می شود. این چسب های کاشت بولت دارای ترکیبات شیمیایی و مشخصات مقاومتی و شیمیایی مختلفی می باشند.

چسب های کاشت بولت از نظر بسته بندی نیز دارای دو نوع می باشد. چسب های کاشت بولت با بسته بندی تزریق به روش گان و چسب های کاشت بولت با بسته بندی حجمی و کیلوگرمی.

عمده بولتهای کاشت شده به این روش بسته به نوع چسب ، پس از گذشت ۴۸ ساعت از زمان اجرا قابل بهره برداری می باشند.

 

عملیات کاشت بولت اجرایی از طریق آزمایش کشش بولت کاشته شده قابلیت کنترل کیفی را دارد. نتیجه مثبت در این آزمایش بریدگی بولت می باشد. لازم به ذکر است قلوه شدن بولت و یا خارج شدن بولت در تست عملیات کاشت بولت گزینه های دیگر ممکن می باشند. در صورت بروز این دو نتیجه این امر نشان از مشکلات اجرایی و یا محاسباتی در عملیات کاشت بولت در بتن دارد.

علت کاشت میلگرد در بتن 

بهترین روش برای تست کیفیت کاشت آرماتور انجام آزمایش مقاومت کششی آرماتور در بتن ( گیرداری آرماتور در بتن ) میباشد. این آزمایش با عنوان Pull Off شناخته میشود.

عملکرد آرماتور در هنگام کشش بیانگر صحت اجرا می باشد. نتیجه این تست می تواند منجر به جاری شدن آرماتور یا میلگرد ، برآمدن آرماتور و یا قلوه کن شدن بتن گردد. بدیهی است بهترین نتیجه گزینه نخست یعنی جاری شدن میلگرد می باشد.

شما می توانید جهت آشنایی بیشتر و عملکرد فنی این نوع مقاوم سازی با واحد فنی کلینیک بتن ایران تماس حاصل فرمایید

 

 

 

 

علت کاشت میلگرد در بتن در پروژه های عمرانی 

 

بر طرف کردن خطاهای طراحی و اجرایی در ساختمانهای بتنی

جابجایی ستون به دلیل تغییرات در نقشه معماری و سازه

اجرای اضافه بنای ساختمان در کناره ساختمان، اضافه بنای طبقات و اجرای تیر اصلی و فرعی

تقویت پای ستون متصل به پی جهت جلوگیری از برش پانچ

اجرای کنسول در ساختمان ساخته شده و نیمه کاره

اضافه کردن میلگرد جهت تقویت مقطع بتنی

افزایش ابعاد پی جهت افزایش باربری

نصب تیرهای برق یا گاردریل کنار اتوبانها در پلهای بتنی

نصب بولت روی فونداسیون جهت نصب سوله

کاشت و اضافه کردن بولت های پلیت

نصب پلیت روی پیشانی تیر یا ستون

کاشت بولت به صورت زیر سقفی

اتصال قطعات پیش ساخته – کاشت آرماتور انتظار برای دیوار برشی

نصب ماشین آلات سنگین صنعتی روی کف بتنی

نصب تیر فلزی روی سازه های بتنی

نصب سازه های دریایی

تثبیت تأسیسات مکانیکی به بتن

نبشی کشی داخل چاله آسانسور

نصب فندر و تأسیسات پهلوگیری کشتی

تثبیت و تحکیم سنگ نمای ساختمان

تبدیل پی منفرد به پی نواری

تقویت ستون واتصالات .

ایجاد دیوار حائل

روان کننده بتن چیست

روان کننده بتن چیست

روان کننده یک افزودنی شیمیایی بتن است که به عنوان کاهنده آب و بالا بردن عدد اسلامپ بتن به کار برده میشود . بدیهی است که با بالا رفتن عدد اسلامپ بدون آنکه بتن خواص خود را از دست بدهد بتن روانتر شده و باعث میشود که به راحتی خلل و فرج محل ریخته شده را پر کند.

محاسن روان کننده بتن

از محاسن روان کننده بتن می توان به موارد زیر اشاره کرد

1-افزایش عدد اسلامپ و روانی بتن

2-کاهنده آب

3-کاهش عیار سیمان

4-افزایش مقاومت فشاری

5-قابلیت استفاده در بتن های با سنگ دانه های نامناسب

6-قابلیت استفاده در قالبهای نازک و پر میلگرد

7-قابلیت پمپاژ بتن

خواص روان کننده و معایب آن

با افزایش بیش از حد توصیه شده روان کننده‌ها به مخلوط بتن معمولاً آب انداختن بیشتر، جداشدگی و کندگیری بیشتری را شاهد خواهیم بو د. آب انداختن بیشتر باعث واپاشیدگی بتن میشود. .

مقادیر بیشتر استفاده از این افزودنی ها معمولا موجب کندگیری بتن می گردد . تعیین مقدار مطلوب استفاده از این افزودنی ها باید بر اساس مقادیر پیشنهادی توسط تولید کننده و با ساخت طرح اختلاط های آزمایشی با به کارگیری مصالح مورد استفاده در پروژه مورد نظر صورت پذیرد . استفاده از برخی از این افزودنی ها موجب ایجاد حباب هوا در بتن شده و این مسئله باید همواره در استفاده از این افزودنی های شیمیایی مورد توجه قرار بگیرد ترکیبات سازنده این افزودنی ها عمدتا ترکیبات آلی بوده که می توانند باعث ایجاد تاخیر در زمان گیرش بتن شوند. برای جبران چنین مشکلی در برخی از این افزودنی ها از مقادیر کمی ترکیبات تسریع کننده استفاده می شود.

 

 

انواع روان کننده بتن

 1-  فوق روان کننده کربوکسیلاتی 

 2- فوق روان کننده نفتالینی  

3- فوق روان کننده لیگنو سولفات

فوق روان کننده کربوکسیلات با فوق روان کننده های متداول دیگر در عمل متفاوت است . پایه فوق روان کننده کربوکسیلیک، اتر است و نیز دارای زنجیره های جانبی ملکولی هستند و میزان مصرف آن 2/1-5/. درصد وزن سیمان مصرفی میباشد و عدد اسلامپ را تا 12 افزایش میدهند. 

فوق روان کننده نفتالینی

فوق روان کننده بر پایه نفتالین به عنوان یک ماده ی کاهنده ی آب و دیرگیر شدن بتن است . این فوق روان کننده به منظور استفاده در مناطق معتدل و گرم مناسب است و میزان مصرف آن 1-8/. درصد وزن سیمان مصرفی میباشد و عدد اسلامپ را تا 18 افزایش میدهند. .  

فوق روان کننده لیگنو سولفات

فوق روان کننده لیگنو سولفات یک افزودنی مایع است که بر روی ذرات سیمان تاثیر می گذارد . این فوق روان کننده به صورت عامل روان کنندگی قوی بر روی ذرات سیمان می باشد و تاثیر کندگیری کنترل شده ای دارد و میزان مصرف آن 8/.-3/. درصد وزن سیمان مصرفی میباشد و عدد اسلامپ را تا 21 افزایش میدهند.

 

 

تاثیر میکروسیلیس در بتن در برابر آتش

تاثیر میکروسیلیس بر آتش

سازه بایستی قادر به حفظ پایداری و مقاومت خود در زمان آتش سوزی برای محافظت از جان انسانها باشد. بتن از سالها پیش به عنوان اساسی ترین مصالح ساختمانی شناخته شده است. از گذشته های دور، بتن را دارای خواص ضد حریق میدانستند. به همین سبب بیشترین نگرانی از سازه های بتنی در زمان آتش سوزی مربوط به آرماتورها و جاری نشدن آنها بوده است. اما با توسعه تکنولوژی بتن، نگاهها به بهبود خواص مکانیکی بتن برای افزایش مقاومت آن در برابر حریق معطوف شد. نتایج تحقیقاتی که در گذشته انجام شده، بیانگر این مسئله است که بتنهای پرمقاومت عملکرد مناسب تری نسبت به بتنهای معمولی به هنگام حریق دارند. یکی از پوزولان هایی که سالهاست تاثیر مثبت آن روی افزایش  مقاومت و سایر خواص مکانیکی بتن شناخته شده، میکروسیلیس است. 

مقاومت در برابر آتش مفهومی است که در رابطه با اعضای ساختمان و نه خود ماده مطرح میشود؛ اما نکته قابل توجه آن است که خواص ماده بر عملکرد آن عضو سازه تاثیری غیر قابل چشم پوشی می گذارد. 

 

تاثیر آتش بر بتن 

هنگامی که بتن در معرض آتش قرار می گیرد، دو مزیت از خود بروز میدهد: غیر قابل احتراق است (در مقایسه با چوب ) عایق مناسبی است (در مقایسه با فولاد) با این حال، دو مشکل اساسی در این زمینه وجود دارد: اول آنکه هنگامی که بتن در معرض آتش قرار می گیرد، خواص مکانیکی آن به علت افزایش دمایی که مصالح تجربه میکنند و تغییرات فیزیکی و شیمیایی آنها، کاهش مییابد، و دوم پدیده ای است که به نام ورقه ورقه شدن انفجاری شناخته میشود و در پی آن بخشی از بتن از بین میرود و ابعاد عضو بتنی کاهش مییابد و فولاد که بایستی توسط کاور بتنی محافظت شود، در معرض حرارت مستقیم قرار میگیرد و کارایی خود را از دست میدهد. در نتیجه، باربری عضو بتنی به خطر می افتد.

از بین رفتن خواص مکانیکی بتن، میتواند به علت تغییرات زیر در خود مصالح رخ دهد:

1-تغییرات فیزیکی و شیمیایی در خمیر سیمان

2-تغییرات فیزیکی و شیمیایی در سنگدانه ها

 

ناسازگاری حرارتی بین خمیر سیمان و سنگدانه ها ناشی از برابر نبودن ضریب انبساط حرارتی این دو میباشد

همچنین عوامل محیطی زیر نیز بر خواص مکانیکی بتن تحت آتش دخیل هستند

1-مقدار درجه حرارت

2-نرخ گرمایش

3-بارگذاری وارده

4-آب بندی سطح بتن، که بر میزان تبخیر رطوبت بتن موثر است

 

تا پیش از دهه 1970 دانشمندان با انجام آزمایشهایی به نتایج عجیبی رسیده بودند؛ و آن اینکه بتن در زمان تحمل دمای بالاتر از 100 درجه سانتیگراد همچنان گسیخته نمیشود. علت عجیب بودن این نتایج آن بود که تفاوت کرنش سنگدانه ها و انبساط خمیر سیمان تحت حرارت آنقدر زیاد است که در محدوده کرنش های الاستیک قرار نمی گیرد. تا آنکه با معرفی پارامتر"کرنش حرارتی" پاسخ این سوال پیدا شد. کرنش حرارتی در حین نخستین گرمایی که (و نه سرما) تحت بارگذاری به بتن میرسد، افزایش مییابد.

 از آنجایی که دمای بالای 100 درجه سانتیگراد صرفا تابعی از دما و (نه زمان) میباشد، مدلسازی ریاضی آن برای یک آتش سوزی کوتاه مدت، کاری آسان است. کاهش مقاومت فشاری بتن تا دمای حدود ۸۴ درجه سانتیگراد، پس از سرد شدن قابل بازگشت است. بر این اساس، نرخ کاهش مقاومت گرمایی بتنی که تا دمای  300-200 درجه سانتیگراد گرم می شود، بیشتر از نرخ کاهش مقاومت گرمایی بتن در آغاز است. اکثر بتن ها، بیشترین کاهش مقاومت را در دمای 300 درجه سانتیگراد تجربه میکنند؛ البته این موضوع به نوع سنگدانه ها و خمیر سیمان و طرح مخلوط نیز بستگی دارد.

 شبیه پدیده های دیگر، عوامل زیادی، پاسخ بتن به آتش را کنترل میکنند. ترکیب بتن از این لحاظ با اهمیت است؛ زیرا هم خمیر سیمان و هم سنگدانه شامل اجزایی هستند که بر اثر حرارت تجزیه میگردند. تراوایی بتن، اندازه قطعه و روند افزایش حرارت نیز با اهمیت می باشند؛ زیرا آنها حاکم بر توسعه فشارهای داخلی، که از محصولات گازی ناشی از تجزیه ایجاد میشوند، هستند.

آزمایشهای آتش نشان داده اند که میزان ریز ترکها، و در نتیجه مقاومت بتن، و رفتار واقعی بتن در معرض دمای زیاد، نتیجه چندین عامل همزمان وابسته به هم است

تاثیرات آتش بر سایر خواص مکانیکی بتن

کاهش شدید ضریب کشسانی بتن در دمای 500 درجه سانتیگراد
کاهش چسبندگی بتن و آرماتور که پس از دمای 400 درجه سانتیگراد، سبب لغزش آرماتور میگردد 

بهینه ترین درصد تاثیر میکروسیلیس در بتن در برابر آتش

نکته مشترکی که در تمام طرح های ساخته شده مشهود است، کاهش مقاومت فشاری بعد از قرار گرفتن در معرض حرارت میباشد.
بهینه ترین درصد میکروسیلیس برای حصول بتن با بیشترین مقاومت در دمای 25 درجه سانتیگراد (دمای اتاق)  7/8 درصد میباشد. در حالی که با افزایش دما این درصد کاهش یافته و در نهایت در دمای 1000 درجه به 5/8 درصد رسیده است. دلیل تاثیر میکروسیلیس در بتن در برابر آتش را باید در مقیاس میکروسکوپی مورد بحث و تحلیل قرار داد چرا که این ماده شیمیایی در دماهای مختلف ممکن است دچار تغییرات و واکنشهای شیمیایی شود و در واکنش با سیمان عملکردهای متفاوتی از خود نشان دهد.

تاثیر دوده سیلیسی بر مقاومت بتن

تاثیر دوده سیلیسی بر مقاومت بتن پودری واکنشی

در سال های اخیر بیشترین نرخ پیشرفت سریع در محدوده تکنولوژی بتن رخ داده است. افزایش رقابت در ساخت و ساز و ترکیب استفاده از مصالح و فناوری های نوین، موقعیت بتن را به عنوان یک ماده ساختمانی بیش از پیش ارزشمند کرده است. بدون تردید امروزه بتن جایگاه ویژه ای در صنعت ساختمان دارد و پرمصرف ترین مصالح ساختمانی در دنیا است که کاربرد آن روز به روز فراگیرتر می شود، ولی هنوز تولید و مصرف آن با اصول توسعه پایدار سازگار نشده است. پهنه وسیع کاربرد بتن از ساختمان های کوچک و بزرگ تجاری، آموزشی و مسکونی گرفته تا سازه های مهم و حیاتی این مرز و بوم، همه و همه از عواملی هستند که ما را مجاب می نمایند تا با بهبود کیفیت تولید و افزایش هر آنچه بیشتر طول عمر مفید آن بکوشیم. از مهم ترین مشکلات موجود در ساختمان های بتنی، بزرگ شدن ابعاد مقاطع در اثر افزایش ارتفاع کل ساختمان می باشد، در نتیجه به علت افزایش وزن مرده سازه، نیروی زلزله که تاثیر مستقیم با بار مرده دارد افزایش پیدا می کند که برای حل این مشکل و استفاده از مقاطع کوچکتر نیازمند به استفاده از بتن های پر مقاومت  می باشیم محدوده مقاومت فشاری مشاهده شده در بتن پودری واکنش پذیر دارای الیاف فولادی از 15٠ مگا پاسکال تا 800 مگا پاسکال می باشد،

البته طرح اختلاط مربوط به مقاومت 80٠ مگاپاسکال در دسترس نمی باشد. این مقاومت فوق العاده مدیون مصالح مصرفی می باشد که در ساخت بتن پودری واکنشی بکار میرود و شامل سیمان ، ماسه سیلیسی حاوی کوارتز، دوده سیلیسی، در بعضی موارد الیاف فولادی، آب و فوق روان کننده مناسب است. ترکیب این مواد با هم باعث ایجاد یک حجم فشرده می شود که خواص مکانیکی بتن را بهبود بخشیده و نفوذ پذیری را به حداقل ممکن می رساند.

یکی از اصول اولیه رسیدن به مقاومت بالا ایجاد تناسب بهینه بین مواد جدید می باشد. اجرای سازه های بتن آرمه به عنوان سازه هایی اقتصادی و با دوام، پژوهشگران را به یافتن روش هایی برای افزایش هرچه بیشتر مقاومت بتن واداشته است که در این راه موفقیت های زیادی نیز حاصل شده است.
یکی از روش هایی که به عنوان روشی کارآمد برای تهیه بتن با مقاومت بالا بکار گرفته شده است، استفاده از مواد معدنی ریز با خواص پوزولانی است که از جمله مهمترین این مواد می توان از دوده سیلیسی بر مقاومت بتن نام برد. این ماده دیگر به عنوان محصول جانبی حاصل از صنایع سیلیکون و آلیاژ فروسیلیکون، ماده ای زائد نیست و یک ماده پوزولانی تثبیت شده است که قادر به بهبود خواص تولیدات سیمان پرتلند می باشد. استفاده از دوده سیلیسی در تکنولوژی سیمان و بتن در چند سال اخیر افزایش قابل توجهی یافته است.

این پوزولان مشخصه های فیزیکی و شیمیایی خمیر تازه سیمان و همچنین ریز ساختار خمیر را پس از سخت شدن بهبود می بخشد.

نقش دوده سیلیسی در خواص مهندسی بتن تازه به ویژه خواص رئولوژی (نظیر : چسبندگی و کارایی)، خواص مکانیکی (نظیر: مقاومت های فشاری، کششی، خمشی، مقاومت پیوستگی با آرماتور، خزش و جمع شدگی) و دوام ( نظیر: مقاومت در برابر خرابی ناشی از حملات شیمیایی، فرسایش و سیکل های ذوب و یخبندان)حائز اهمیت است..

تأثیر مثبت دوده سیلیسی در بتن عموماً به دلیل سطح ویژه بالا و ریزی بسیار زیاد ذرات آن است که باعث پر کردن خلل و فرج بین ذرات سیمان می گردد.

همچنین دانه بندی سنگدانه ها عامل تعیین کننده ای در مقدار کارایی مخلوط بتن تازه دارد و کارایی بتن نیز به نوبه خود بر مقدار آب و سیمان لازم در مخلوط اثر گذار است، از این رو باعث کنترل جداشدگی و آب انداختگی در بتن گردیده و بر نحوه جای دهی و پرداخت سطح بتن تاثیر می گذارد . همانگونه که تکنولوژی بتن با مقاومت بالا در حال توسعه است تعریف بتن با مقاومت بالا نیز تغییر کرده است.

سنگدانه های ریزتر، مقاومت بالاتری را برای بتن ایجاد می کنند. اصلاح سنگدانه، کاهش نیاز به سیمان و یا بهبود شرایط بتن با عیار ثابت می توانند گام های اساسی در اقتصادی کردن طرح اختلاط باشند و از آنجایی که حجم قابل توجهی از بتن را سنگدانه تشکیل می دهد و از طرفی در بتن های با مقاومت زیاد، خمیر سیمان مقاومت کافی را به علت استفاده از دوده سیلیسی و نسبت آب به سیمان بسیار کم دارد لذا احتمال اینکه شکست بتن در اثر شکست سنگدانه رخ دهد بیشتر می باشد. بنابراین می توان نتیجه گرفت که نوع سنگدانه و

دانه بندی آن در مقاومت فشاری بتن با مقاومت بالا تاثیر به سزایی دارد.

 

 

خصوصیات فیزیکی و شیمیایی دوده سیلیسی بر مقاومت بتن

مواد معدنی مختلفی برای ساخت بتن های مقاوم وجود دارند، از این مواد برای بهبود و توسعه کارایی بتن تازه و دوام بتن سخت شده استفاده می شود. یکی از این مواد پوزولانی نظیر دوده سیلیسی می باشد. این ماده بسیار نرم و به صورت ذره های بی نهایت ریز می باشد٠و مرکب از مواد غیر بلوری با قطر های بین 1/. تا 2/. میکرون است و جرم مخصوص آن 2 /. گرم بر سانتی متر مکعب دارای بزرگترین سطح مخصوص با مقدار تقریبی 20 مترمربع بر گرم میباشد چگالی ظاهری این ماده  200 گرم بر متر مکعب میباشد. هدف اصلی کاربرد این ماده ابتدا به عنوان جایگزین بخشی از سیمان و به منظور کاهش قیمت تمام شده بتن، بوده ولی با افزایش قیمت تمام شده تولید این ماده، مقرون به صرفه نبود ولی نقش خود را به عنوان یک ماده افزودنی برای به دست آوردن خواص مورد نظر و سبب مقاومت بیشتر، حفظ نمود. میزان سیلیس در دوده سیلیسی معمولاً 85 تا 98 درصد است که به نوع محصول و کوره و کارخانه بستگی دارد. ذرات این مواد 50 تا 100 مرتبه از ذرات سیمان کوچکتر و به عنوان مواد پر کننده بین اجزاء متشکله بتن عمل نموده و نه تنها باعث چسبندگی بین ذرات سیمان می شود، بلکه چسبندگی بین سیمان و سنگدانه را نیز افزایش می دهد

نرمی بسیار زیاد دوده سیلیسی سبب افزایش نسبت آب به مواد سیمانی جهت حفظ کارایی مخلوط های بتن می شود که افزودن فوق روان کننده به مخلوط های حاوی دوده سیلیسی به حفظ محتوای مطلوب آب در بتن کمک می کند.

خواص بتن تازه با استفاده از دوده سیلیسی بر مقاومت بتن

تحقیقات نشان می دهد که معمولاً مقدار آب لازم برای ثابت نگه داشتن اسلامپ مورد نظر بر حسب مقدار دوده سیلیسی اضافه شده به مخلوط، تقریبا به صورت خطی تغییر می کنند دوده سیلیسی اگر تنها به کار برده شود بر ویژگی های مربوط به کارایی بتن تازه اثر منفی می گذارد و از روانی آن می کاهد و برای باز گرداندن روانی بتن به حالت بتن بدون دوده سیلیسی، باید مقدار آب اختلاط افزایش داده شود ولی اگر از دوده سیلیسی همراه با مواد روان کننده استفاده شود دانه های بسیار ریز و کروی شکل دوده سیلیسی از هم جدا شده در حد فواصل دانه های سیمان پراکنده گشته و به نوبه خود، همانند ساچمه به حرکت دانه ها بر روی هم و روانی مخلوط کمک می کند.

مقدار مطلوب دوده سیلیسی

آزمایشات نشان میدهد که دوده میکروسیلیس به عنوان یک ماده مکمل نقش اساسی را در افزودن مقاومت بتن و بهبود خواص دیگر آن ایفا می کند. بتن با دانه بندی 300 تا 600 میکرون ماسه سلیسی و 25 درصد دوده میکرو سیلیس نسبت به سیمان بیشترین مقاومت فشاری را در بتن پودری واکنشی به دست میدهد.

سه روش تست و بازرسی بتن کدامند؟

در کارهای عمرانی معمولاً بتن مورد استفاده به دو شکل ساخت در محل کارگاه و یا بتن آماده می باشد. با کنترل عوامل طرح اختلاط بتن از قبیل دانه بندی، نسبت آب به سیمان و غیره می توان بتنی مرغوب تولید نمود اما عدم دقت کافی در مرحله بتن ریزی و عمل آوری باعث بروز اختلال در مقاومت فشاری بتن می شود. سرعت نامطلوب بتن ریزی ، عدم تراکم مناسب بتن یا ویبره نکردن کافی بتن باعث ایجاد ناپیوستگی موضعی و عدم همگنی در عضو بتن ریزی شده می شود. لذا در اکثر این نوع از بتن ریزی ها شاهد نواقصی در ظاهر بتن هستیم که به آن در اصطلاح کرمو شدن بتن می گویند. اما هیچگاه از درون عضو اطلاعی نداریم و این امر نهفته می ماند تا وقوع حادثه یا تخریب عضو مورد نظر؛ با وجود روش های نوین می توان این شک را تا حدودی برطرف کرد و از سالم و یکپارچه بودن عضو مورد نظر اطمینان حاصل نمود. 

روش هایی در انجام این امر مرسوم است که ابتدایی ترین آن مغزه گیری (کرگیری) از عضو مورد نظر است.
این کار خود باعث صدمه زدن به عضو مورد نظر می شود و آزمایشات ما را محدود به چند نقطه از عضو می نماید.روش دیگر استفاده از چکش اشمیت است که درصد خطای آن بالا می باشد اما به عضو آسیبی وارد نمی کند. با پیشرفت علم و تولید دستگاه های تست فراصوت بتن (اولتراسونیک) این امر میسر گشته است تا بدون آسیب رساندن به عضو مورد نظر از همگن بودن درون آن و عدم وجود ناپیوستگی اطمینان حاصل نماییم.

۱- آزمایش مغز گیری از بتن:
یکی از ساده ترین روش های تست و بازرسی بتن و تشخیص نا همگنی های داخلی بتن، روش مغزه گیری (کرگیری) می باشد . این روش همانطور که در تصویر مشاهده می شود، با استفاده از دستگاه مغزه گیر از نقطه مورد نظر نمونه برداری می شود.مقاومت نمونه مورد نظر با استفاده از آزمایش فشاری بتن ارزیابی می شود و می توان با دقت بالایی مقاومت عضو مورد نظر در آن نقطه را تخمین زد .این آزمایش از دسته آزمایشات مخرب است زیرا به عضو آسیب وارد کرده و محل قطعه حفاری شده در صورت عدم تخریب عضو حتی پس از ترمیم آن باعث تمرکز تنش می شود.

2- آزمایش چکش اشمیت:
چکش اشمیت روشی است که بر اساس تحلیل نیروی برگشت ضربه، از سطح جسم مورد نظر استوار است. این روش از دسته آزمایشات غیر مخرب محسوب می شود و به عضو آسیبی وارد نمی کند اما از دقت کافی برخوردار نمی باشد و درصد خطا در این روش از روشهای دیگر بیشتر است.

3- آزمایش اولتراسونیک بتن:
برترین آزمایش و دارای استاندارد جهانی

روش التراسونیک بهترین روش جهت آزمایش های غیر مخرب است که می توان به آن اشاره کرد که توسط یک دستگاه با 2 پراب یکی صوت و دیگری گیرنده که در نهایت می تواند شکست صوت را در بتن پیدا کند و توسط کامپیوتر آنالیز و اعلام نتیجه میشود در این آزمایش عمق ترک در بتن و مقاومت بتن تعیین می گردد