ساختار بتن و مصارف آن

ساختار بتن و مصارف آن

بتن اصطلاحا به مواد سختی گفته می شود كه اساسا از بهم چسبانیدن سنگدانه ها توسط مواد واسطه ای نظیر انواع سیمان و آب بدست آمده باشد . بتن برای ایجاد سد ها ، آبراهه ها ، بزرگراهها ، بندرگاهها ، پلها و خیابانها و بناهای صنعتی و مسكونی بكار می رود هم چنین برای عملیات ضد آتش كردن و ضد آب و ضد زلزله كردن بنا ، همینطور زیبا سازی نما ، دیوارها و كف از آن استفاده می شود . بتن ماده مناسبی برای راكتورهای اتمی و حفاظت بسیار خوبی برای تشعشعات اتمی است همچنین بتن به علت شرایط خاص آثار تخریب زیست محیطی نداشته و نسبت به دیگر مواد نظیر آهن و آلومینیوم با .كمترین میزان مصرف انر?ی و آلودگی محیط و هزینه و به علت استفاده از مواد آماده طبیعی و هماهنگی با محیط از پایداری و دوام بیشتری نیز برخوردار است

عوامل مهم در كاربرد بتن و اهمیت نقش آن

عواملی كه باعث كاربرد بتن در ساختمان به جهت توسعه و رشد استفاده از آن می باشد عبارتند از

یک ـ كیفیت بتن : خواصی همچون مقاومت در برابر بارهای وارده بر آن و دوام آن در برابر تاثیرات خارجی نظیر یخ زدگی ، گرما ، رطوبت ، خوردگی و مواد شیمیایی و غیره و همچنین حفظ ابعاد به لحاظ انقباض و .انبساط در برابر بارهای خارجی و عواملی دیگر ارتباط دارد

دو ـ كارایی مناسب : بتن با كارایی خوب نباید چندان سفت باشد كه نتوان آن را به آسانی جابجا نمود و همچنین نباید چندان شل باشد كه به هنگام ریزش درقالب ، دانه ها و اجزای آن از یكدیگر جدا گردند .بطور كلی می بایست دقت كافی در میزان درصد و كیفیت تركیب اجزای بتن صورت پذیرد ، تا از عواقب سوء آن در سازه بتنی جلوگیری شود

اجزاء بتن

اجزای تشكیل دهنده بتن ( سنگدانه ـ سیمان ـ آب افزودنی ) می بایست آن چنان با نسبت و كیفیت متناسب آمیخته شود كه بتوان بهترین مخلوط را به دست آورد . در مورد افزودنیها به بتن باید گفت پاره ای موارد هستند كه بنا به ضرورت و لزوم اصلاح پاره ای از خواص و عوامل به اجزای اصلی بتن اضافه می گردند . به عنوان مثال هواسازها را در مواقعی كه بتن ریزی در هوای سرد انجام می شود جهت افزایش روانی بتن تازه و دوام و پایداری بتن و كم كردن آب برای پیشگیری از یخ زدگی اضافه می كنند . بطور كلی باید گفت نسبت آب به سیمان در بتن و هوادهی دو عامل مهم در تكنولوژی ساخت بتن می باشد . چنانكه باید گفت بتن یك محصول كارگاهی است كه از آمیختگی موادی به دست می آید كه توسط صنایع دیگر ساخته و تهیه شده است ، در واقع كار واحدهای تولید بتن همانا اختلاط اجزاء به نسبت .مورد نظر و تحویل آن به مصرف كننده است

نحوه بتن ریزی و نگهداری بتن

بتن باید هر چه زودتر در محل خود ریخته شود تا از گرفتن و یا جدا شدن دانه های آن جلوگیری شود و در تمام مدت به حالت نرم و روان باقی مانده و به راحتی در میان فولادها جای گیرد . محل بتن ریزی باید از مواد زائد كاملا تمیز گردد . قالب ها مرطوب یا روغن كاری شوند . مصالح بنایی كه در مجاورت بتن قرار می گیرند خوب خیس شوند و فولادهای مقطع كاملا تمیز گردند و توده آب موجود در محل بتن ریزی پاك گردد . همچنین باید قبل از بتن ریزی مجدد روی بتنی كه قبلا ساخته و سخت شده ، سطخ بتن كاملا تمیز گردد . در موقع بتن ریزی فولادها باید از پوسته ، غبار گل ، روغن یا هر آنچه كه .یاعث كاهش چسبندگی بتن می شود پاك گردند

در موقع ریختن بتن در قالب باید دقت شود كه بتن به دیواره قالب پرت نشود ، زیرا دانه های دشت از دانه های ریز جدا شده و در كف قالب می ریزد و اصطلاحا بتن « كرمو» می شود . بتن درشت دانه را نباید از ارتفاع بیش از 2 متر فرو ریزد . همچنین در مودر عمل آوری بتن باید گفت كه مقاومت بتن روزهای اولیه سرع بالا می رود ولی هر چه عمر آن بگذرد از سرعت افزایش ان كاسته می شود . بتن حداكثر مقاومت نسبی خود را در هفته اول بدست می آورد . مقاومت نهایی بتن بستگی به شرایط رطوبت و درجه حرارت بخصوص در هفته اول بتن دارد . بتن اگر در شرایط خشك و نامساعد نگهداری شود حدود 30 درصد از مقاومت خود را از دست می دهد . گرما در گرفتن و سخت شدن بتن اثر زیادی دارد . در گرما بتن زودتر میگیرد و سخت می شود . برای تهیه قطعات بتن پیش ساخته ، بتن را در .گرم خانه یا اطاقهای بخار عمل می آورند تا پس از چند ساعت گرفته و پس از چند روز مقاومت نهایی خود را بدست آورد

بتن خود تراکم از تئوری تا تولید

تراکم کامل بتن و جاگیری مناسب آن در قالب از مهمترین نکات در اجرای صحیح سازه های بتنی می باشد. متراکم نمودن بتن با استفاده از روشهای معمول یعنی استفاده از ویبراتورها مشکلات متعددی از جمله جداشدگی دانه ها، شن‌نماشدن بعضی نقاط را به همراه دارد.

بتن خودتراکم راه حل بسیار مناسبی برای مقابله با این مشکلات است که اولین بار در دهه گذشته توسط دانشمندان ژاپنی ابداع گردید.

سطح تمام شده بهتر، اطمینان از تراکم بتن بدون استفاده از ویبراتور، افزایش سرعت اجرا و کاهش نیروی انسانی مورد نیاز برای اجرا، از جمله مزایای بتن خودتراکم می باشد.

در این مقاله علاوه بر معرفی کلی بتن خودتراکم و خواص آن آزمایشات مربوطه به صورت کامل تشریح گردیده است.

1- مقدمه

یکی از نکات مهم در اجرای صحیح سازه های بتنی تراکم کامل بتن و جا گیری مناسب آن در قالب می باشد . این مسأله در مورد المان هایی همچون دیوار برشی و ستون که در آنها فشردگی آرماتور زیاد و ابعاد مقطع بتن ریزی کوچک می باشد از اهمیت بیشتری برخوردار است.

 استفاده از ویبراتور جهت متراکم کردن بتن، مشکلات زیادی به همراه دارد که از جمله آنها می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

•  جداشدگی دانه بندی بتن به علت ویبره زیاد در بعضی مناطق

•  تراکم ناهمگن در نقاط مختلف سازه و در نتیجه مقاومت فشاری متفاوت در مقاطع مختلف سازه

•  گیر کردن شیلنگ ویبره بین آرماتورها در حین اجرا

•  کرمو شدن بعضی مناطق به علت غیرقابل دسترس بودن

•  کرمو شدن نقاطی از سطح بتن به علت ویبره بیش از حد و فرار شیره بتن

جاگیری ناقص بتن در قالب

به موارد فوق باید آلودگی صوتی و خطرات جانی عملیات ویبره در مورد دیوارها و ستونهای بتنی را نیز افزود.

بتن خود تراکم راه حلی است که امروزه جهت رفع این مشکلات و همچنین رسیدن به بتنی با کیفیت بالاتر مطرح می باشد .

نظریه بتن خود تراکم که انقلابی در زمینه تکنولوژی بتن نامیده شده است اولین بار توسط پروفسور حجیم اکمورا از دانشگاه کوجی ژاپن در سال 1986 مطرح گردید .

درسال 1988 این نظر تکمیل و برای اولین بار بتن خود تراکم ساخته شد .

درسال 1989 اولین مقاله درباره بتن خود تراکم در دومین کنفرانس مهندسی سازه و ساختمان آسیای شرقی ارائه شد .

امروزه بتن خود تراکم در پروژه های مختلف عمرانی در سطح دنیا مورد استفاده قرار می گیرد همچنین آزمایشات تحقیقی و پژوهشی در این زمینه ادامه دارد .

2- آشنایی کلی با بتن خود تراکم

بتن خود تراکم بتنی است که بدون اعمال هیچگونه انرژی خارجی و تحت اثر وزن خود متراکم گردد. این بتن که ماده ای بسیار سیال و روان و مخلوطی همگن است ، بسیاری از مشکلات بتن معمولی نظیر جدا شدگی ، آب انداختن ، جذب آب ، نفوذپذیری و ...را رفع نموده و علاوه بر این بدون نیاز به هیچ لرزاننده (ویبره) داخلی یا ویبره بدنه قالب تحت اثر وزن خود متراکم می شود.

این بتن به راحتی توانایی پر کردن قالب در محل شبکه های آرماتور فشرده را دارا می باشد و حتی در جاهایی که دسترسی به آنها دشوار است به راحتی عبور می کند .

بتن خود تراکم در طرح اختلاط و ساختارش تفاوت عمده ای با بتن معمولی ندارد . البته مواد خاصی جهت نیل به مشخصات ویژه این بتن در تولید آن مورد مصرف قرار می گیرد. این مواد عمدتاً شامل فوق روان کننده ها، مواد مضاف پوزولانی و فیلرها (پودر سنگ با قطر دانه های ریزتر از 125 میکرون) می باشند. همچنین ملاحظات خاصی در مورد دانه بندی سنگدانه های مورد مصرف در این نوع بتن در نظر گرفته می شود .