بتن های خاص

بتن پلیمری Polymer Concrete

بر گرفته از کتاب تکنولوژی بتن، تألیف پروفسور آدام نویل، ترجمه دکتر علی اکیر رمضانیانپور

قبل از بحث در مورد انواع بتن پلیمری، لازم است چند اصطلاح شیمیایی را تعریف کنیم.

مونومر، یک مولکول آلی می باشد که قادر است بطور شیمیایی با مولکول های مشابه یا متفاوتی ترکیب شده و ماده ای با وزن مولکولی بالا بنام پلیمر تشکیل دهد. پلیمر شامل تعداد بیشماری مونومر است که بصورت یک ساختمان زنجیره ای به هم وصل شده اند. فرآیند شیمیایی که باعث این اتصال است، پلیمریزاسیون نامیده می شود. پلیمرها به دو دسته ترموپلاستیک ها و ترموست ها تقسیم می شوند. ترموپلاستیک ها دارای حلقه های بلند، خطی و موازی هستند که به طور عرضی به هم متصل نمی باشند. این پلیمرها در گرم و سرد شدن از خود خاصیت برگشت پذیری نشان می دهند. از سوی دیگر، ترموست ها دارای حلقه هایی با جهت گیری اتفاقی هستند که به طور عرضی نیز به هم متصل می باشند. این پلیمرها با تغییرات دما از خود خاصیت برگشت پذیری نشان نمی دهند. با استفاده از عوامل متصل کننده عرضی می توان ترموپلاستیک ها را به ترموست ها تبدیل نمود. پلیمرها از نظر شیمیایی مواد بی اثری هستند که مقاومت کششی و فشاری بالاتری نسبت به بتن متداول دارند. البته پلیمرها دارای مدول الاستیسیته کمتر و خزش بیشتری نسبت به بتن می باشند و ممکن است توسط عوامل اکسیدکننده حرارتی، پرتوهای ماوراء بنفش، مواد شیمیایی و میکرو ارگانیزم ها فاسد گردند. حلال های آلی بخصوص نیز ممکن است باعث ایجاد ترک های تنشی شوند. با انتخاب پلیمرهای مناسب و افزودن مواد پلیمر، مثلاً مواد ضد اکسیداسیون برای جلوگیری از اکسیده شدن و مواد پایدار کننده در مقابل تشعشع برای کاهش تأثیر پرتوهای ماوراء بنفش، می توان از بعضی خرابی های پلیمر جلوگیری نمود. پلیمرها برای تولید سه نوع بتن مورد استفاده قرار می گیرند که عبارتند از: بتن پلیمری PC، بتن با پلیمر تزریقی PIC و بتن پلیمری با سیمان پرتلند PPCC.

بتن پلیمری PC

بتن پلیمری PC با پلیمریزاسیون یک مونومر که در دمای معمولی با سنگدانه های بتن مخلوط گردیده است، و با استفاده از سیستم کاتالیزورهای تسریع کننده، یا مواد عمل آورنده ساخته می شود. قبلاً بتن های پلیمری با استفاده از پلی استر و یا رزین های اپوکسی ساخته می شدند، اما امروزه از متیل مونومرهای متیل متاکرایلیت و استایرن استفاده می شود. موادی وجود دارند که با افزودن به سیستم مونومر، بعنوان یک عامل اتصال دهنده عمل می کنند و پیوستگی بین پلیمر و سنگدانه ها در بتن پلیمری را بهبود می دهند و در نتیجه مقاومت بتن افزایش می یابد. سنگدانه هایی که در بتن پلیمری مصرف می شوند، باید دارای رطوبت کمی باشند و طوری دانه بندی شده باشند که با کمترین مقدار مونومر یا رزین، کارایی خوبی ایجاد کنند. اضافه نمودن موادی چون سیمان پرتلند یا پودر سیلیس، کارایی را بهبود خواهد داد. بتن پلیمری تازه را می توان مشابه با بتن معمولی ریخته و با مرتعش نمودن متراکم کرد. البته زمانیکه از پلی استر یا اپوکسی در ترکیب بتن پلیمری استفاده می شود، حلال هایی جهت پاک نمودن تجهیزات لازم است. مونومرهای دیگر چنین مشکلی ایجاد نمی کنند، اما بعضی از آنها فرار بوده و به سرعت بخار می شوند و در نتیجه مخلوط های قابل انفجار تولید می شود. در این موراد استفاده از وسایل بدون جرقه ضروری می باشد و باید احتیاط های لازم صورت گیرد. بعضی از خصوصیات مکانیکی بتن پلیمری در جدول1 نشان داده شده است. بتن پلیمری در مواردی چون تعمیرات سریع در بزرگراه های پرترافیک، تولید دیوارهای پیش ساخته مسلح به الیاف شیشه، تولید موزائیک های کف و تولید لوله های جدار نازک مسلح به الیاف شیشه مورد استفاده قرار می گیرد.

 

جدول1 – نمونه ای از خصوصیات بتن پلیمری

PC 1

بتن با پلیمر تزریقی PIC

برای تولید بتن با پلیمر تزریقی، ابتدا بتن معمولی که با سیمان پرتلند ساخته شده، خشک می شود و سپس توسط یک مونومر مایع مانند متیل متاکرایلیت (MMA) و یا استایرن (S) اسباع می شود. پلیمریزاسیون مونومرها با استفاده از پرتوهای گاما یا محرک های حرارتی انجام می شود. بعنوان مثال، با استفاده از مونومرهای فوق، ترموپلاستیک های پلی متیل متاکرایلیت (PMMA) و پلی استایرن (PS) تشکیل می شوند. برای تزریق بیشتر، بتن در دمای 15 درجه سانتیگراد خشک می شود و سپس با ایجاد خلاء در بتن، تزریق مونومر تحت فشار انجام می شود. به منظور جلوگیری از ایجاد ترک های حرارتی در قطعات بزرگ بتن، لازم است سرعت گرم و سرد شدن بتن کنترل گردد. در مقایسه با بتن های اصلاح شده دیگر، بتن با پلیمر تزریقی دارای مقاومت های فشاری، کششی و ضربه ای و همچنین مدول الاستیسیته خیلی بالاتر بوده، و خزش و ترک های حرارتی کمتری در آن ایجاد می گردد. جدول2 چند نمونه از خصوصیات مکانیکی بتن با پلیمر تزریقی را نشان می دهد. بعلاوه، بتن با پلیمر تزریقی در مقابل یخ زدن و آب شدن، سایش و حملات شیمیایی مقاومت بیشتری از خود نشان می دهد. همه این بهبودها در نتیجه تخلخل و نفوذپذیری کمتر بتن با پلیمر تزریقی می باشد.

 

جدول2 – نمونه ای از خصوصیات مکانیکی بتن با پلیمر تزریقی

PC 2

میزان تغییراتی که در خصوصیات بتن با پلیمر تزریقی بوجود می آید، به نسبت آب به سیمان، عمق تزریق، کفایت پلیمریزاسیون، درجه پیوستگی پلیمرها و خصوصیات مکانیکی پلیمرها وابسته می باشد. از سوی دیگر، ضریب انبساط حرارتی بتن با پلیمر تزریقی بالاتر می باشد و در مقایسه با بتن معمولی، خصوصیات مکانیکی آن در معرض آتش بطور جدی تری تحت تأثیر قرار می گیرند. عیب اصلی بتن با پلیمر تزریقی، گران تمام شدن آن می باشد. اما ممکن است تزریق جزئی قطعات بتنی از نظر اقتصادی توجیه پذیر باشد. بعنوان مثال، مقاومت برشی تیرهای بتن مسلح بدون در نظر گرفتن آرماتورهای برشی تا 60 درصد افزایش می یابد و مقاومت در برابر تنش های مهاری افزایش می یابد. بنابراین، تزریق در انتهای قطعات پیش ساخته ظرفیت باربری آنها را کاهش داده و آب بندی و پایایی آنها بهبود می بخشد.

بتن پلیمری با سیمان پرتلند PPCC

بتن پلیمری با سیمان پرتلند PPCC با افزودن یک پلیمر یا یک مونومر (که بعداً پلیمریزه می شود) به بتن تازه ساخته می شود. شیره لاستیک، آکریلیک و استات وینیل نمونه هایی از موادی هستند که به همراه یک عامل ضد کف در این بتن مصرف می شوند. در بتن پلیمری با سیمان پرتلند هرگز نباید از مواد حباب زا استفاده نمود. خصوصیات بهینه بتن پلیمری با سیمان پرتلند بوسیله 1 تا 3 روز نگهداری مرطوب و پس از آن نگهداری در هوای خشک حاصل می گردد. برگترین مزیت بتن پلیمری با سیمان پرتلند دز مقایسه با بتن معمولی، بهبود پایایی و افزایش چسبندگی آن می باشد. مقاومت بتن پلیمری با سیمان پرتلند در برابر یخ زدن و آب شدن، سایش و بارهای ضربه ای نیز بیشتر از بتن معمولی می شود. بتن پلیمری با سیمان پرتلند در مواردی همچون عرشه پل ها و دیوارهای جداکننده پیش ساخته مورد استفاده قرار می گیرد.

منبع: تکنوبتار   www.technobetar.ir

 

عنوان: بتن های خاص برای شرایط ویژه
نویسنده (گان): دکتر علی اکبر رمضانیانپور
ناشر: دانشگاه صنعتی امیرکبیر
صفحات: 9 صفحه
فرمت فایل: PDF (زیپ شده)
حجم فایل: 668 کیلوبایت

بتن های خاص برای شرایط ویژه

اینک نزدیک به دو قرن از تولید سیمان بصورت فعلی و متعاقب آن ساخت بتن می گذرد. تحولات شگرفی در این مدت در تولید این ماده ارزشمند و پرمصرف ساختمانی به وقوع پیوسته است. پس از غلبه بر ضعف های بتن از نقطه نظر مقاومت به ویژه مقاومت کششی در ساخت بتن های با مقاومت بسیار زیاد، اینک توجه خاص به ساخت بتن های بادوام و بتن های با عملکرد بالا در طی سال های بهره برداری و افزایش عمر مفید سازه های بتنی به ویژه در مناطق خاص، معطوف گشته است.

ساخت بتن هایی با افزودنی های مختلف به عنوان ماده چهارم بتن، استفاده از سیمان های جدید و مواد پوزولانی در سیمان های مخلوط و نیز کاربرد مواد زائد صنعتی به عنوان بخشی از سیمان و یا سنگدانه از تحولاتی است که در دهه های اخیر در صنعت بتن جایگاه ویژه ای یافته است. در سازه های بتن مسلح نیز با پدیده مهم خوردگی فولاد با ارائه راه حل هایی چون فولادهای ویژه، آرماتورهای پلاستیکی، حفاظت کاتدیک، بازدارنده های خوردگی و پوشش های اپوکسی تا حدی مقابله شده است.

در مقاله حاضر به پاره ای از بتن های خاص که عملکرد مناسب و قابل قبولی در شرایط ویژه و کاربردهای اختصاصی داشته اند، اشاره گردیده است. در این مقاله کاربرد مواد افزودنی به ویژه فوق روان کننده ها و نیز مواد پوزولانی جایگزین سیمان به ویژه دوده سیلیس در تولید بتن با مقاومت بالا و با عملکرد خوب مختصراً توضیح داده شده است. کاربرد الیاف و ساخت بتن های با نرمی بالا در تحمل بارهای دینامیکی و ضربه و نیز استفاده از آرماتورهای مختلف جهت مقابله با پدیده خوردگی و شیوه های مختلف پیشگیری از خوردگی در سازه های بتن مسلح به ویژه برای محیط های خاص از مواردی است که در سال های آخر این قرن بسیار مورد توجه بوده و در اینجا مختصراً به آنها نیز اشاره شده است. 

 

  دانلود رایگان

 

 

عنوان: بتن گوگردی، ویژگی ها و کاربرد آن
نویسنده (گان): حسین چهرگانی و حسین دلاور زاده
مجله/کنفرانس: اولین کنفرانس بین المللی بتن و توسعه
تاریخ انتشار: اردیبهشت 1380 - تهران، ایران
صفحات: 767 تا 775 (9 صفحه)
فرمت فایل: PDF (زیپ شده)
حجم فایل: 1.24 مگابایت

بتن گوگردی، ویژگی ها و کاربرد آن

استفاده از مواد زاید و دور ریز به عنوان ماده اولیه یا بخشی از آن در فرآیند تولید، چندین سال است که مورد توجه قرار گرفته است. آلودگی های محیط زیست، کاهش منابع مواد اولیه و شرایط اقتصادی این مسأله را ایجاب می کند. گوگرد به عنوان محصول فرعی کارخانجات پتروشیمی، یکی از این مواد می باشد و تا کنون راه حل مناسبی برای مصرف آن ارائه نشده است. در این ماده (بتن گوگردیSulfur Concrete) به جای سیمان پرتلند، از گوگرد به همراه مواد افزودنی دیگر استفاده می شود. بتن گوگردی دارای مزایای بسیاری از جمله: مقاومت در برابر اسیدها و مواد خورنده، قابلیت ذوب چندباره و مصرف مجدد، مقاومت های فشاری و خمشی خوب و ... می باشد. از طرف دیگر خواص کاربردی آن با بتن سیمان پرتلند برابری می کند. مصرف بتن گوگردی در مکان هایی که خطر خوردگی شدید باشد، توصیه می شود. مقاومت بتن گوگردی در برابر حملات اسیدی حدود سه برابر بیشتر از بتن ساخته شده با سیمان معمولی می باشد.

برای تولید بتن گوگردی، سنگدانه داغ را با گوگرد مذاب مخلوط کرده و سریعاً بتن ریزی انجام می گیرد. خواص مقاومتی این نوع بتن، بلافاصله بعد از سرد شدن اولیه بروز می کند. در این تحقیق، نمونه های آزمایشگاهی با درصدهای مختلفی از گوگرد ساخته شد و تحت آزمایش های جذب آب، مقاومت و خوردگی در برابر اسید و باز قرار گرفت. نتایج بدست آمده بیانگر مقاومت بسیار خوب بتن گوگردی در برابر اسیدهای غلیظ و مقاومت مطلوب خمشی و فشاری در آن می باشد. به علاوه در صورتی که به جای ماسه استاندارد از ترکیب دانه بندی پیشنهادی استفاده گردد و اصلاحات لازم بر روی گوگرد صورت گیرد، مقاومت خمشی تا حدود هشت مگاپاسگال افزایش می یابد. همچنین در این حالت از قابلیت نفوذ آب نیز کاسته می شود.

 

  دانلود رایگان

 

 

عنوان: بتن خودتراکم و ویژگی های آن (بتن SCC)
نویسنده (گان): محسن علی حمزه و مصطفی شمشیری
مجله/کنفرانس: یازدهمین کنفرانس دانشجویان عمران سراسر کشور
تاریخ انتشار: دی 1383 - دانشگاه هرمزگان
صفحات: 6 صفحه
فرمت فایل: PDF (زیپ شده)
حجم فایل: 129 کیلوبایت

بتن خود تراکم و ویژگی های آن (بتن SCC)

بتن خود تراکم یا همان بتن خود متراکم (بتن SCC) بتنی است با روانی و کارایی بسیار بالا که تحت وزن خود و بدون صرف هیچ گونه انرژی مازاد متراکم می شود. بتن خود تراکم به راحتی در اعضای سازه ای جای می گیرد و در مواردی که ویبره کردن در محلی دشوار باشد، با استفاده از این بتن کار بسیار آسان تر می شود. علیرغم چندین سال استفاده از بتن خودتراکم در کشورهای پیشرفته، این بتن در ایران کمتر مورد توجه واقع گردیده است.

در این مقاله در ابتدا به معرفی بتن خودتراکم پرداخته شده و مزایای استفاده از این نوع بتن و بکارگیری روان کننده ها در بتن خودتراکم و نیز طرح مخلوط بتن خودتراکم مورد بررسی قرار گرفته است. در پایان نیز مشکلات موجود در بکارگیری بتن خودتراکم در ایران مورد توجه قرار گرفته است.  

 

  دانلود رایگان

 

 

عنوان: بتن سبک سازه ای
نویسنده (گان): عباس ایرانمنش و سید مجتبی ثمره هاشمی
مجله/کنفرانس: اولین کنفرانس بین المللی بتن و توسعه
تاریخ انتشار: اردیبهشت 1380 - تهران - ایران
صفحات: 803 تا 809 (7 صفحه)
فرمت فایل: PDF (زیپ شده)
حجم فایل: 0.98 مگابایت

بتن سبک سازه ای

هدف اصلی از این تحقیق تهیه بتن سبک سازه ای با استفاده از سنگدانه های طبیعی است. بتنی که بتواند در اجرای سقف، تیرها و ستون ها مورد استفاده قرار گیرد. در این مقاله از دو نوع سنگدانه سبک که دارای معادنی با ذخایر غنی می باشند، استفاده شده است. آزمایش هایی که بر روی مصالح سنگی انجام شده است عبارتند از:

  • شناخت دانه ها از لحاظ زمین شناسی.
  • اندازه گیری میزان جذب آب دانه ها در زمان های مختلف.
  • اندازه گیری چگالی دانه ای مصالح در دو حالت خشک شده در هوا و اشباع با سطح خشک (SSD).
  • تعیین میزان رطوبت دانه ها از حالت خشک شده در هوا به حالت خشک شده در گرمچال.
  • و آزمایش هایی که بر روی نمونه های بتنی انجام شده است، شامل اندازه گیری مقاومت فشاری نمونه ها و همچنین میزان انبساط بتن در اثر جذب رطوبت.

لازم به ذکر است که در ساخت نمونه ها تأثیر جایگزین کردن ماسه به جای ریزدانه و همچنین اثر افزودنی هایی نظیر میکروسیلیس و فوق روان کننده نیز تا حدودی مورد بررسی قرار گرفته است.

 

  دانلود رایگان