بتن های با نرمی بالا

بتن های با نرمی بالا

امزوزه کار برد بتن با نرمی بالاتر که بتواند تغییر شکل های زیاد را بدون شکست تحمل نماید، مورد توجه قرار گرفته است. تحقیقات در خصوص تأمین نرمی لازم در بتن با الیاف های مختلف و حتی حذف آرماتور در حال انجام می باشد. هدف از کاربرد الیاف در بتن افزایش مقاومت کششی، کنترل گسترش ترک ها و افزایش طاقت بتن می باشد تا قطعه بتنی بتواند در مقابل بارهای وارده در یک مقطع ترک خورده تغییر شکل های زیادی را پس از نقطه حداکثر تنش تحمل نماید.

بتن با الیاف مختلف در سال های اخیر در سازه های عمده ای چون رو سازی راهها و فرودگاه ها، پی های عظیم با تغییر شکل های زیاد و به ویژه در پوشش بتنی تونل ها به کار رفته است. در ساخت پوشش تونل ها بتن الیافی با پاشیدن بر جداره شکل می پذیرد. اخیراً برای حذف ترک ها در پوشش تونل هایی که به صورت چند تکه پیش ساخته اجرا می شود از بتن بدون آرماتور و تنها الیاف استفاده شده و این نوع بتن سبب حذف ترک ها در حین عمل آوری و حمل و نقل قطعات و نصب آنها برای کامل کردن مقطع تونل های مترو شده است.

در نوع بسیار جدید بتن الیافی که می توان با آن به حداکثر نرمی در بتن رسید از روش ریختن دوغاب روی الیاف استفاده می شود . در این روش ابتدا الیاف ریخته شده و سپس فضای بین آنها با ملات دوغابی پر می شود. میزان الیاف در این بتن حدود 10 در صد می باشد که حدود 10 برابر میزان الیاف در بتن های الیافی متداول است. با این مصالح لایه های محافظی بدون ترک و تقریبا غیر قابل نفوذ می توان ایجاد نمود. به علت نرمی زیاد این قطعات ظرفیت تغییر شکل پذیری این قطعات به میزان ظرفیت دال های فولادی می رسد. مقاومت فشاری این نوع بتن حدود 110-85 مگا پاسکال و مقاومت خمشی حدود N/m 45-35 می باشد. از این قطعات می توان نه تنها به عنوان لایه های محافظ کوچک استفاده نمود بلکه در باندهای فرودگاه در برابر ضربات عملکرد خوبی نشان می دهند. در کارهای تعمیراتی دال ها می توان از آنها به عنوان لایه روی بتن قدیم و بدون درز و در زمان کوتاهی استفاده نمود.

منبع:engineers  -  younger .  blogfa

خاکستر پوسته برنج ( RHA )، یک جایگزین ایده ال و شایسته برای سیمان

خاکستر پوسته برنج ( RHA )، یک جایگزین ایده ال و شایسته برای سیمان

ساخت و سازها و کارهای ساختمانی که امروزه در سراسر دنیا انجام می شود، چند جنبه دارد: این فعالیت ها، یا برای احداث یک بنای جدید است که قبلاً وجود خارجی نداشته است و بنا به مقتضیات زمان و مکان و بنا بدلایلی مثل افزایش روز افزون جمعیت و نیاز این جمعیت تازه وارد به فضاهای مسکونی، اداری، ورزشی، آموزشی و... ساخت آن اجتناب ناپذیر شده است( ساخت اولیه )و یا اینکه برای بازسازی و مرمت یک بنای قدیمی است که در سالها یا دهه های قبل ساخته شده و تحت تاثیر عوامل طبیعی(سیل، زلزله، سونامی و ...) و غیر طبیعی(تکانهای شدید ناشی از انفجارهای اتمی، جنگها، ساخت غیر استاندارد اولیه سازه مورد نظر و ... ) مختلف دچار تخریب شده است و به تشخیص متخصصان امر، بازسازی آن به صرفه تر و منطقی تر از به اصطلاح کوبیدن وساخت مجدد آن بوده است(مرمت). در بعضی موارد هم لازم است که سازه کاملاً تخریب شده و از اول ساخته شود( بازسازی کامل).
هرکدام از انواع ساخت و سازهای فوق، در عصر حاضر در بسیاری از کشورها خصوصاً در کشور ایران، روندی رو به رشد داشته و خواهد داشت و این یعنی افزایش مصرف مصالح ساختمانی در جهان و در راس آنها مصالحی پرمصرف مثل بتن و فولادو سیمان. بنابراین افزایش سرمایه گذاری و افزایش مصرف سوخت در کارخانه های تولیدی مصالح را پیش رو خواهیم داشت. که در این میان فراين توليد بتن بدلیل اینکه دارای بالاترین حجم تولید در بین تمام مصالح ساختمانی در جهان است، اهمیت بسیار بالایی دارد. پس باید شرایط تولید، مواد اولیه، مواد ثانویه و مواد مضاف بتن و مهمتر از همه سیمان و جایگزین های مناسب برای آن در تولید بتن مورد مطالعه کاملاً علمی، فنی و مهندسی قرار گیرند، تا هم از نظر بهبود مشخصات بتن و افزایش مقاومت آن پیشرفت هایی حاصل شود و هم از نظر اقتصادی در هزینه ها صرفه جویی گردد. یکی از بهترین راهکارهای موجود، یافتن جایگزینهای مناسب برای سیمان مصرفی در بتن است و در این زمینه استفاده از منابع و مصالح طبیعی و در راس آنها ضایعات ومواد اضافی کشاورزی می تواند ایده بسیار کارآمد و پرثمری باشد. در ایران و نیز در بعضی کشورها عمده استفاده ای که از مواد زاید کشاورزی می شود، یکی بعنوان خوراک دام و دیگری بعنوان سوخت مصرفی در کارخانه هایی مثل کارخانه تولید آجر یا برنج کشی و... است و این بخاطر ارزانی و راحتی دسترسی به این مواد است. در بسیاری موارد حتی دیده می شود که کشاورزان اقدام به سوزاندن این مواد به ظاهر اضافی می کنند. که این امر هم آلودگی های زیست محیطی را در پی دارد وهم در مواقع بارندگی موجب اسیدی شدن آب و خاک کشاورزی و درنتيجه كاهش ميزان توليدات زراعي می گردد.
اما در سالهای اخیر با پیشرفت سریع بشر در حوزه مسایل فنی و اجرایی در بخش ساختمان سازی و با تحقیقات صورت گرفته در زمینه مصالح ساختمانی و بکار گیری مواد طبیعی و تقویت و بهسازی مصالح ساختمانی مصنوعی، نوآوری ها و ابتکارات تازه و بسیار سودمندی صورت گرفته است. یکی از بهترین رهیافتها، سوزاندن و خاکستر کردن مواد زاید محصولات کشاورزی مثل پوسته و ساقه برنج(تولید سالیانه 40000 تن در جهان)، پوسته و غلاف برگ ارزن هندی(Sorghum ) یا همان نیشکر چینی، غلاف برگ گندم، تیغه برگ ذرت، برگ و ساقه گیاه شاه پسند، ساقه درخت نان (Breadfruit )که بیشتر در مناطق استوایی آسیا می روید، باگاس( تفاله ساقه نیشکر)، برگ و ساقه آفتابگردان، قسمت داخلی گیاه بامبو(Bamboo) که در مناطق با دسترسی آب بالا مثل حاشیه دریا ها و دریاچه ها و رودخانه ها و باتلاقها و ... رشد می کند، ودر نهایت جایگزینی خاکستر حاصل از سوزاندن مواد فوق، البته در حدود سی تا چهل درصد، بجای سیمان مصرفی در تولید بتن و در نتیجه افزایش میزان سیمان تولیدی و کاهش قیمت آن است. همانطور که بسیاری از شما، خصوصاً عزیزان دست اندرکار امر ساخت و ساز مطلعند، نوسان قیمت سیمان که در اکثر موارد روند افزایشی داشته است، در مقطع های زمانی مختلف همواره مشکلات عدیده ای را برای انجام صحیح و به موقع پروژه های خرد و کلان سازه ایِ کشور بوجود آورده است. از طرف دیگر تولید و عرضه کافی و بموقع سیمان به بازار، در حدی که پاسخگوی نیازهای ساخت و ساز کشور باشد، باعث می شود که مناطق شهری و روستایی دور افتاده کشور خصوصاً در مناطق با امکانات پایین(فاقد کارخانه های تولید سیمان) که در حال ساخت یا بازسازی هستند، براحتی و در اسرع وقت به مصالح مورد نظر خود از جمله سیمان دسترسی پیدا کنند.
از سوختن موادزاید کشاورزی که متشکل از فیبر، مواد معدنی مثل اکسید آهن(Fe2O3)، اکسید آلومینیوم(Al2O3) و مواد دیگری مثل سلولز، سیلیس، پروتئین و چربی و ... هستند، خاکستری تولید می شود که حاوی سیلیس است که بسته به درجه حرارت سوختن، به صورت کوارتز، کرسیتو بالیت(Crystobalite) و تردیمیت(Tridymite) تولید می شود که در واکنش با آهک یک ترکیب چسبنده بنام سیلیکات کلسیم تولید می کند که این محصول در بهبود مشخصات و مقاومت بتن ساخته شده تاثیر عمده ای دارد. در بین محصولات کشاورزی نامبرده بالا، پوسته برنج و باگاس یا همان تفاله ساقه نیشکر و ساقه برنج، با سوزاندن مقدار یکسان از آنهادر شرایط یکسان به ترتیب بیشترین مقدار خاکستر را تولید می کنند که برای پوسته برنج حدود 22 درصد، باگاس حدود 15درصد و ساقه آن5/14 درصد وزن اولیه خاکستر تولید می کنند. با سوزاندن هر تن پوسته برنج حدود 220 کیلو خاکستر تولید می شود که حدود 94 کیلو از این مقدار خاکستر، سیلیس است. البته ناگفته نماند که مقدار سیلیس تولید شده به دمای سوختن و طول مدت سوزاندن پوسته برنج بستگی دارد.
از طرف دیگر پوسته برنج بر خلاف ساقه برنج و باگاس برای خوراک دام آنچنان مناسب نيست. این در حالی است که ساقه و پوسته برنج و باگاس از نظر تولید حرارت بعنوان سوخت در کارخانه های تولید شکر، تولید آجر و حتی پوسته برنج در پخت وپز خانگی و در کارخانجات برنج کوبی کاربرد زیادی دارند. گرمای حاصل از سوختن هر تن پوسته برنج معادل گرمای آزاد شده از سوختن حدود 360 کیلو نفت سیاه یا 480 کیلو گرم زغال است.


عمده کاربرد علمی و مهندسی خاکستر پوسته برنج در صنعت ساخت وساز این است که، بصورت ماده پوزولانی در سیمان های ترکیبی و هیدرولیکی حداکثرتا حدود 40 درصد وزنی جایگزین سیمان می شود و با هیدراتاسیون آرام و حرارت هیدراته پایین، خصوصاً در بتن ریزی های حجیم که نیاز به کنترل درجه حرارت هیدراتاسیون می باشد، کاربرد داشته و از همه مهمترکارایی و مقاومت بتن یا ملات سیمانی را افزایش داده و هزینه تولید واجرای بتن ریزی را کاهش می دهد. از طرف دیگر وزن مخصوص کمتر پوزولانها، در نهایت موجب افزایش حجم ماتریس سیمانی می شود. در سیمانهای پوزولانی ابتدا سیمان و پوزولان را با هم ترکیب کرده و آسیاب می کنند ولی در مورد بتنهای حاوی RHA بهتر است ابتدا خاکستر آسیاب شده و بعد با سیمان ترکیب گرددو در بتن بکار رود.
رفتار پوزولانی خاکستر پوسته برنج و واکنش شیمیایی آن به ویژه در ترکیب باآهک بستگی به شکل سیلیس و کربن موجود در آن و نیز درجه حرارت سوختن و زمان نگهداری در آن دما دارد. با افزایش دمای سوزاندن و زمان نگهداری بیش از حد استاندارد ( حدود 700 درجه سانتی گراد) نتیجه افزایش دما بر عکس می شود. یعنی افزایش دما باعث تاثیرات منفی در عملکرد RHA می شود. نباید فراموش کرد که خاصیت پوزولانی ماده ذاتی است و در درجه اول بستگی به ترکیبات شیمیایی و ساختمان کریستالی آنها دارد و عوامل فوق در مراتب بعدی از نظر تاثیر گذاری در خواص پوزولانی مواد قرار دارند.
پیشینه استفاده از پوسته برنج در بتن به سال 1924 م در آلمان بر می گردد. در سالهای 1955 و 1956 آقایان MC DANIEL و Hough و Barr در زمینه کاربرد این مواد تحقیقات بیشتری انجام دادند و علی الخصوص عملکرد بلوکهای ساخته شده با ترکیب سیمان و RHA را مورد بررسی قرار دادند. که نتایج آزمایشات انجام شده حاکی از افزایش تاب فشاری نمونه نسبت به حالت بدون استفاده از RHA بود. البته مقاومت نمونه در برابر سایش و قدرت رسانایی حرارتی آنها نیز مورد بررسی قرار گرفت که نتایج بدست آمده بسیار مثبت و امیدوارکننده بود. شایان ذکر است که از آن زمان به بعد همواره در کشورهای مختلف جهان، در زمینه بکار گیری این گونه مواد در تولید ترکیبات سیمانی تحقیقات زیادی صورت گرفته و همایشها وگردهمايي هاي مختلفي در سراسر دنيا هم برگزار شده است. و نتیجه این گونه فعالیتها و تحقیقات، یعنی حرکت بسوی تولید بتن و ماتریس های سیمانی ارزان و در عین حال مقاوم.
شرایط سوزاندن پوسته برنج برای تولید خاکستر ایده ال:
تعیین دمای بهینه سوزاندن پوسته برنج، با استفاده از نتایج آزمایش پراش سنجی اشعه ایکس و نیز آزمایش سنجش فعالیت دربرابر آهک صورت می گیرد. بهترین و درعین حال اقتصادی ترین حالت برای تولید خاکستر مناسب، همگن،دارای حداکثر فعالیت پوزولانی و با کیفیت بالا از پوسته برنج، حالتی است که عمل سوزاندن آن در دمای بین 500 تا 650 درجه سانتی گراد و در مدت زمان حدود دو ساعت صورت گیرد. بر اساس آزمایشها و تحقیقات صورت گرفته مشخص شده است که اگر دمای سوختن زیر 500 یا بالای 650 درجه سانتی گراد باشد، باعث بوجود آمدن سیلیسهای بیشکل و غیر بلوری می شود. و از طرفی در دماهای بالاتر هوا(اکسیژن) کافی برای سوختن کامل پوسته و تولید خاکستر با کارایی مناسب در محیط وجود نخواهد داشت. ونیز تخلیه گازهای مزاحم تولید شده در شرایط سخت تری انجام می شود. بلوری یا غیر بلوری بودن خاکستر تولید شده نیز به کمک اشعه ایکس و شیوه پراش سنجی مشخص می شود. نکته دیگر اینکه متناسب با افزایش دمای سوختن رنگِ خاکسترِ تولید شده سفید تر و روشنتر خواهد بود. البته اگر در زمان سوختن هوای کافی در محل وجود نداشته باشد، رنگ خاکستر تیره تر می شود. تا جاییکه در دمای 900 درجه اگر سرعت سوختن بالا باشد و پوسته به درستی نسوزد، خاکستر حاصل، سیاهرنگ است. در سوزاندن پوسته برنج، لازم است که هوای تازه حاوی اکسیژن بجای دی اکسید کربن تولید شده از سوختنِ RH وارد کوره شود، تا ته نشینی سیلیس و بلوری شدن آنرا تنظیم نماید. کوره های باریک که دارای مجاری تهویه(ورود اکسیژن و خروج دی اکسید کربن و سایر گازهای اضافی) باشند، که سرد شدن آرام و اصولی خاکستر را در پی داشته باشند، برای تولید خاکستر از پوسته برنج مناسبند. استفاده از کوره های غیر استاندارد، بدلیل عدم کنترل دمای سوختن و سرد شدن غیر نرمال خاکستر تولیدی و در نتیجه تشکیل بلورهای با کارایی پایین، کاری غیر فنی و غیر اصولی است. خارج کردن دی اکسید کربن و دسترسی به هوای اکسیژن دار، باعث جدایی بهتر مواد معدنی پوسته از مواد سلولزی و لیگنین می شود. و همین مساله کربن زدایی خاکستر را کنترل می کند.
خاکستر تولیدی از پوسته برنج را قبل از بکار گیری آن آسیاب می کنند. این کار باید قبل از مخلوط کردن خاکستر با سیمان صورت گیرد. زیرا اگر سیمان نیز آسیاب شود، نرمتر می شود و در نتیجه مصرف آب بیشتر شده و نهایتاً ترکیب سیمانی یا بتن حاصل کیفیت مطلوب و مورد نظر را نخواهد داشت. ولی در مورد RHA برعکسِ سیمان، هر چه نرمتر باشد، آب مصرفی کمتر خواهد بود و چسبندگی ملات بیشتر خواهد بود. هر چه نسبت آب به مخلوط سیمان و خاکستر در محدوده استاندارد کمتر باشد( نزدیک به حداقل مقدار مجاز) تاب فشاری ترکیب سیمانی حاصل، بیشتر خواهد بود.
از مهم ترین محاسن بکار گیری خاکسترِ پوسته برنج در تولید بتن، افزایش دوام بتن و مقاومت آن در برابر حملات مواد مخربِ شیمیایی است. مزیت دیگر اینکه ملات یا بتن ساخته شده با RHA نسبت به انواع ساخته شده با سیمان پرتلند تنها(بدون خاکستر) دارای مقاومت بالاتری در برابر شرایط محیطی اسیدی است. بر اساس آزمایشات صورت گرفته، افت وزنی بتن ساخته شده با RHA در محلول اسید سولفوریک و اسید کلریدریک به ترتیب 13 و 8 درصد است در حالی که بتن ساخته شده با سیمان پرتلند، در برابر اسیدهای فوق به ترتیب در حدود 27 و 35 درصد کاهش وزن دارد. شایان ذکر است که اسید کلریدریک باعث حفره ای شدن و خوردگی بتن معمولی( بدون خاکستر) می شود در حالی بر روی بتن حاوی خاکستر پس از رسیدن به مقاومت 72 روزه بی تاثیر است.
بتنی را که در تولید آن از خاکستر پوسته برنج استفاده شده، به روشهای مختلف عمل آوری می کنند._ عمل آوری به روش کاریبین(Carbbean): که در اتاق با دمای بین 29 تا 31 درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی بین 77 تا 83 درصد انجام می شود. _ عمل آوری به روش استاندارد: در اتاق با دمای 20 تا 21 درجه و رطوبت نسبی 92 تا 98 درصد._ روش تسریع شده که بیشتر برای قطعات پیش ساخته بکار می رود. _ عمل آوری در محیط خارجی حفاظت شده( اتاق داغ): با دما و درصد رطوبت متفاوت و افزایش تدریجی دما و رطوبت نسبی محل محافظت شده. _ عمل آوری داخلی در شرایط نسبتاً ثابت با دمای حدود 19 درجه و رطوبت نسبی 55 تا 65 درصد. که از میان روشهای یاد شده، روش کاریبین، مناسبتر است و موجب افزایش دوام بتن شده و مصرف انرژی پایینی داردو نیز تاب فشاری را تا حدود 30درصد افزایش می دهد. در واقع روشهایی که رطوبت نسبی بالاتری داشته باشند مناسبترند.
استفاده از RHA در تولید بتنهای عایق: بتنی می تواند عایق باشد که وزن مخصوص آن کمتر از 800 کیلوگرم بر مترمکعب و تاب فشاری بین 10 تا 70 کیلوگرم بر سانتی متر مربع داشته باشد. برای ساخت این گروه بتن، از خاکستر عمل آوری شده با آهک یا خاکستر عمل آوری نشده استفاده می شود. البته پایداری و تاب فشاری گروه اول بیشتر است.و نیز استفاده از خاکستر عمل آوری شده مانع از شوره زدگی بتن می شود. مهمتر از همه باعث سبکی و کاهش وزن مخصوص بتن شده و خواص عایق بودن آنرا افزایش می دهد.
در پایان لازم به ذکر است که، علاوه بر تولید بتن، از خاکستر پوسته برنج(RHA) در تولید آجرهای سبک و نسوز و بلوکهای بتنی نیز بهره برداری می شود. این آجرها دارای خواص ویژه بسیار ارزشمندی هستند. از جمله: - تحمل گرمای حدود 1250 درجه بدون ترک خوردگی یا حداکثر با ترک خوردگی ها بسیار ریز و مویی - مقاومت فشاری 30 کیلو گرم بر سانتی متر مربع – دوام طولانی مدت – چسبندگی کافی و موثر با ملاتهای بنایی و اندودهای گچی و سیمانی – وزن کم در حدود یک تن بر متر مکعب – رنگ خاکستری روشن. در آجرهایی که با خاک لاتریتی(Lateritic )، خاک رس و خاکستر ساخته می شوند، با افزایش مقدار خاکستر، تاب فشاری و حدود اتربرگ شامل حد حالت روانی(LL )، حد حالت خمیری(PL )، میزان آب لازم نیز افزایش می یابد ولی نشانه حالتِ خمیری(PI ) کاهش پیدا می کند.

منبع: پايگاه اطلاع رساني معماري و شهرسازي ايران(آرونا)

بتن گوگردی

بتن گوگردی

مقدمه :

گوگرد در ایران به وفور یافت می شود و مصرف آن یکی از شاخص های توسعه صنعتی است. امروزه استفاده از بتن گوگردی در ایجاد ابنیه بتنی خاص صنعتی و ساختمانی کاربرد فراوان دارد. این نوع بتن به خصوص در مواردی که بتن با سیمان پرتلند ضعیف است کاربرد وسیعتری دارد.

محیط های اسیدی و قلیایی اثرات تخریب قابل توجهی بر بتن و سیمان دارند.بتن گوگردی با کیفیت فیزیکی ترموپلاستیک خود می تواند ظرف یک روز به مقاومت psi 9000 برسد. این نوع بتن نسبت به نفوذ رطوبت و حمله شیمیایی اسیدها و بازها مقاومت عالی دارد

افزایش تولید سولفور و در دسترس قرار داشتن آن از منابع مختلف نظیر پالایش نفت خام حاوی سولفور، شیرین سازی گازهای ترش و صنایع دیگر باعث رونق هر چه بیشتر فعالیت‌های توسعه‌ای و کاربردی در راستای استفاده هر چه بیشتر از آن گردیده است. پیش بینی می گردد میزان تولید سولفور در سالهای بعد از2000 با سرعت بیشتر ادامه داشته باشد. چون بازار سولفور از محدودیت برخوردار است، لذا افزایش در عرضه آن باعث مشکلات اقتصادی و زیست محیطی می‌گردد.

با توجه به اهمیت صرفه جویی در مصرف انرژی که بشر در آستانه قرن حاضر به آن توجه خاص دارد، نظرها بیش از پیش معطوف به استفاده از سولفور در صنایع انرژی بر (Inergy Intestive ) و پر حجم گردیده است. یکی از پر پتانسیل‌ترین موارد استفاده از سولفور در فرمولاسیون ساخت مصالح ساختمانی است.

مطالعات، مبین اقتصادی بودن و عملی بودن ایده‌های اولیه بوده و نشان داده شده که محصولات حاوی سولفور در بسیاری از موارد از قابلیتهای خاص برتر نسبت به جایگزینی های اولیه، برخوردار می‌باشند.

با توجه به تولید کنونی سالیانه 33 میلیون تن سیمان در کشور و پیش بینی تولید سالیانه 70 میلیون تن در برنامه چهارم توسعه دولت (تا پایان سال 1388)، و همچنین علاقمندی تولید کنندگان سیمان به صادرات آن به کشورهای همسایه، به نظر می رسد علاوه بر ظرفیت سازی در این صنعت، تنظیم میزان مصرف و شیوه های بهینه کردن آن از راهکارهای اساسی برون رفت از بحران در این صنعت است. نظر باینکه کشور ما دارای معادن گوگرد فراوان بوده و همچنین حجم بسیار زیادی گوگرد نیز از تصفیه گازهای ترش بدست می آید، میتوان از سیمان گوگردی نیز در صنایع ساختمانی و دریائی استفاده نمود. تکنولوژی تولید این سیمان چند دهه است که بدست کشورهائی مانند آمریکا و کانادا می باشد. تمامی مواد لازم جهت تولید این سیمان و همچنین قطعات لازم جهت ساخت ماشین آلات آن در داخل کشور تهیه می گردد.

  

مخترع بتن گوگردی:

برای اصلاح خواص گوگرد موادی از جنس پلیمر هیدروکربن اولفینی بکار می رود که نوع ایرانی این مواد SMZ است که اختراع مهندس سید محمد ضرغامی مخترع ایرانی می باشد. نوع خارجی این مواد SRX است که اختراع A.H.Vroom مخترع کانادایی می باشد.

شناسایی گوگرد :

گوگرد نافلزی جامد، ترد وبه رنگ زرد روشن است که در طبیعت به صورت آزاد یافت می شود. آشنایی انسان با گوگرد قدمت تاریخی دارد. انسان جنگجو از اختلاط این عنصر با زغال و شوره (نیترات پتاسیم )، باروت درست می کرد. این عنصر به الوترپهای متعدد نظیر اورترومبیک، مونوکلینیک و بی شکل وجود دارد. گوگرد در 119درجه‌ی سانتیگراد جامد است گوگرد به حالت آزاد از منابع زیرزمینی استخراج می‌شود. در ایران و کشورهای نفت خیز سالانه میلیون ها تن گوگرد از پالایش نفت خام به دست می‌آید. بدین منظور گاز بد بوی سولفید هیدروژن و سایر ترکیبات گوگردی از نفت خام بازیافت و به صورت گوگرد و به عنوان محصول جانبی انباشته می شود.

تغییراتی که در اثر حرارت دادن گوگرد به وجود می‌آید، بسیار جالب است. این عنصر در دمای 119درجه‌ی سانتیگراد ذوب و به سیال زرد رنگی تبدیل می شود. در دمای160 درجه‌ی سانتیگراد به مایعی قهوه‌یی رنگ تبدیل و از سیالیت آن کاسته می‌شود به طوری که به کندی از ظرف خود می‌ریزد.

از 200 درجه‌ی سانتیگراد بالاتر از سیالیت آن کاسته شده و در دمای جوش (یعنی 444 درجه‌ی سانتیگراد) مجددا و کاملا سیال می شود .

چنانچه گوگرد 200 درجه‌ی سانتیگراد را به سرعت با آب سرد کنند، ماده‌ی نرم و لاستیکی به نام گوگرد کشسان به دست می آید. غبار گوگرد در دمای 190درجه‌ی سانتیگراد خود به خود آتش می‌گیرد.

از سوختن گوگرد موجود در سوخت‌های فسیلی نظیر گازوئیل، دی اکسید گوگرد ایجاد می‌شود که باعث سوزش چشم و خفگی در ترافیک فشرده و محیط های سربسته می‌گردد.

گوگرد جامد دارای جرم ویژه‌ی Kg /m3 2070 است. گوگرد دارای وزنی حدود دو برابر قیر است و در 135درجه ی سانتیگراد حدود 1800کیلوگرم در متر مکعب وزن دارد

گوگرد جامد بی بوست ولی گوگرد به دست آمده از پالایشگاه ها به علت آغشتگی با هیدروکربن‌ها و یا هیدروژن سولفور بوی آن مواد را می دهد. گوگرد در جهان صنعتی امروز کاربردهای بسیار گوناگونی دارد که از بحث ما خارج است.

سیمان گوگردی:

سیمان گوگردی سیمانی است که از ترکیب گوگرد و مواد مضاف در یک فرآیند حرارتی بدست می آید و هیچگونه نیازی به آب ندارد.

در صورت تولید سیمان گوگردی و مصرف آن در کارهای آبی خصوصا" سدسازی، لوله های فاضلاب، کانالهای آبیاری، شمعهای بتنی، اسکله ها و دیوارهای ساحلی و...، سهم بیشتری از تولیدات سیمان کشور صرف کارهای ساختمانی شده و از هزینه های احداث کارخانه های سیمان کاسته خواهد شد. براساس محاسبات انجام شده سرمایه گذاری کارخانه های سیمان گوگردی کمتر از 10 درصد سرمایه گذاری کارخانه های سیمان معمولی است و مدت زمان لازم برای ساخت و بهره برداری آن نیز یک چهارم ساخت کارخانه های سیمان معمولی است که البته باید گیرایی سریع و مقاومت بالای آن در مقابل فشار را نیز به مزایای آن افزود.

طبق گزارشات کارشناسان سیمان، برای تولید هر تن سیمان معمولی 125 کیلو وات ساعت انرژی برقی لازم است. اگر میزان مصرف برق روزانه یک واحد مسکونی 5 کیلو وات ساعت در نظر گرفته شود، میزان برق روزانه مصرفی یک کارخانه سیمان به ظرفیت 3000 تن در روز، معادل مصرف برق روزانه بیش از 75000 واحد مسکونی می باشد. در صورتی که برای تولید سیمان گوگردی از هر نوع سوختی می توان استفاده نمود و بنابراین استفاده از انرژی الکتریکی که برای کارخانه های سیمان ضروری است حذف شده و می توان آن را برای مصارف دیگری مورد استفاده قرار داد. در صورت عدم تمایل به سرمایه گذاری جهت تاسیس کارخانه های بزرگ، می توان این محصول را در کارگاههای کوچک نیز تولید نمود.

برای تولید سیمان گوگردی لازم است افزودنی هایی را به گوگرد اضافه کرد و آن را به عمل آورد تا بتوان به صورت سیمان گوگردی استفاده کرد و انجام این عملیات به هر ظرفیت و در هر کارگاهی امکان پذیر است . برای مصرف سیمان گوگردی در داخل بتن دو راه وجود دارد: روش اول این است که ابتدا سیمان را گرم کرده و پس از رسیدن به حالت مذاب آن را به داخل مخلوط شن و ماسه گرم شده می افزائیم و در روش دوم آن را به صورت پودر جامد درآورده و پس از گرم کردن شن و ماسه در داخل بتونیر، آن را به مخلوط گرم شده می افزائیم تا پس از دریافت حرارت لازم از مخلوط و رسیدن به درجه حرارت معین به صورت مذاب درآمده و به تشکیل مخلوط بتن گوگردی منجر شود.

 به علت خاصیت چسبندگی سریع و بادوام این سیمان به فلزات و غیر فلزات می توان آن را برای پوشش خارجی فلزات و غیر فلزات به کار برد و مانع از پوسیدگی و یا زنگ زدن آنها در برابر عوامل جوی شد. به کارگیری سیمان گوگردی با توجه به مزایای گوناگون آن خصوصا" در مناطق ساحلی با ماسه بادی فراوان و یا مناطقی که دچار کم آبی هستند، ضروری است.

 

شناسایی بتن گوگردی:

بتن گوگردی:
یکی از مواد ترکیبی است که از ترکیب مصالح سنگی و گوگرد بدست می آید و بعلت سا ختمان خاص خود در خانواده بتن ها قرار میگرد. به این ترتیب در بسیاری از موارد می تواند به عنوان یک جانشین مناسب برای بتن با سیمان پرتلند مورد استفاده قرار گیرد. این ماده ترکیبی از مصالح سنگی  گوگرد  فیلر و مواد مضاف  (SMZ or SRX)   می باشد.

بتن گوگردی یک ماده ساختمانی جدید است که اگر چه از نظر نتیجه با بتن سیمان پرتلند کاملا شبیه است ولی از نظر تولید، جابجایی استفاده، آزمایش کاملا با هم تفاوت دارد. لازم است مهندسین، پیمانکاران، تولید کنندگان مصرف کنندگان با آن آشنایی نسبی بدست آورند. بتن گوگردی یک ماده ترمو پلاستیک است که از اختلاط سولفور داغ با سنگدانه حاصل می گردد. این بتن پس از سرد شده جامد می‌گردد و به سرعت به مقاومت نهایی خود می‌رسد.

امتیاز عمده‌ی این ماده با دیگر انواع بتن تولید شده از سیمان در کیفیت برتر آن ناشی از مقاومت در برابر اسیدها و نمک‌ها، مقاومت زیاد خورندگی ست.در حالی که بهترین بتن های سیمان پرتلند و با بالاترین مقاومت اولیه می‌تواند در اثر خورندگی دچار افت مقاومت شوند، بتن گوگردی با مقاومت جالب خود در خوردندگی‌ها، مقاومت خود را همواره و کماکان حفظ می کند. ویژگی عمده این بتن عبارت است از:

1 ـ مقاومت زیاد در برابر تنش و خستگی ها
2 ـ مقاومت زیاد در برابر خودندگی های اسیدی و نمک ها
3 ـ گیرش بسیار سریع و کسب مقاومت نهایی در کوتاه مدت

استفاده از این نوع بتن در عملیات صنعتی نظیر کف کارخانجات که در معرض خورندگی است رواج بیشتری دارد.

استفاده از بتن گوگردی به سال های بسیار دور بر می گردد. در قرن17 میلادی سولفور برای ثابت کردن میله فولادی در سنگ بکار می‌رفت.

در سال 1921 آقایان بیکون و دیویس گزارش خود را در مورد کاربرد گوگرد در ابنیه ارائه دادند. آنها هم چنین مواد افزودنی زیادی را جهت یافتن بهترین کیفیت مورد آزمایش قرار دادند. با این تلاش‌ها ملاحظه شد که مخلوط 60در صد ماسه و 40 در صد گوگرد بهترین ماده با مقاومت خوب در برابر اسیدها وتاب زیا د فشاری می‌باشد.

در سال 1934 برای کاهش انبساط و افزایش دوام حرارتی از افزودنی پلی سولفید استفاده کردند.

تلاش ها برای اصلاح و بهبود کیفیت ملات و دوغاب بتن گوگردی ادامه یافت که بسیاری از آنان در استانداردهای ASTM درج گردیده است. در سال 1960 آقایان دیل ولودویک توجه خود را به دانه بندی سنگدانه معطوف کردند.

وقتی گوگرد اصلاح نشده با سنگدانه به صورت گرم مخلوط شوند و با خنک شدن جسم جامد بتن گوگردی به دست می آید که در حرارت 114سانتیگراد به صورت گوگرد منوگلینیک ( SB) متبلور می شود و حدود 17 درصد کاهش حجم دارد. وقتی حرارت به 96 درجه سانتیگراد می رسد گوگرد اورتورومبیک (Sa) ایجاد می شود، که در حرارت طبیعی کاملا ایستا و با دوام است.

این تغییر بلور بسیار سریع و در کمتر از 24 ساعت رخ می‌دهد. همانطور که (Sa) سنگین تر و پر جرم‌تر از (SB) است لذا مقاومت و تاب بهتری نیز ارائه می‌گردد.

اقتصادی کردن تولید بتن گوگردی مرحله بعد از تحقیقات فوق بود. به نظر می‌رسد استفاده از افزودنی های نظیر اولفین پلی سولفاید، تولید و کاربرد را در احجام وسیع؛ با محدودیت اقتصادی مواجه سازد.

استفاده از پلیمرهای هیدروکربن اولفین، گام نخست برای رسیدن به این هدف بود که در سال 1973در کانادا صورت گرفت.

 از سال 1976 تولید و کاربرد بتن ضد اسید، ضد خورندگی گوگردی با ارزش تجاری دائما در حال گسترش می‌باشد.

استفاده از بتن گوگردی در عملیاتی که بتن سیمانی مواجه با مشکلات خورندگی اسیدها و بازها می‌‌باشد کاملا توصیه شده و کاربرد دارد.

استفاده از بتن گوگردی در عملیات شالوده، کف سازی با اسکلت بتنی، جدول، دیوارسازی، ترانشه، فاضلاب، مخازن الکترولیت و غیره کاملا ممکن و میسر می‌باشد.

مزایا و معایب استفاده از بتن گوگردی:

بزرگ ترین مزیت ناشی از کاربرد بتن گوگردی ، همانا دوام آن در سازه ها و تاسیسات بتنی بخصوص در تاسیسات صنعتی است که محیط‌های اسیدی و بازی دارند و یا محیط‌هایی که به علت داشتن شرایط اسیدی و بازی به ابنیه بتنی ضرر و زیان وارد می‌کنند.

مزیت دیگر بتن گوگردی همانا گیرش و کسب تاب نهایی در کمترین زمان ممکن می‌باشد که در کمتر از یک روز خواهد بود. ابنیه‌ی ساخته شده بدون هیچگونه هزینه و عملیات پرورش بتن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

1 ـ دارای تاب فشاری و کششی و مقاومت بهتر در خستگی نسبت به بتن سیمانی می‌باشد). جدول (1-1 مقایسه‌ی دو نوع بتن را نشان می‌دهد. بتن با سیمان نوع یک پرتلند 300)کیلو گرم در متر مکعب ( و سنگدانه 1 اینچ ساخته شده است.

2-  بتن گوگردی مقاومت بسیار عالی در برابر هجوم اسیدها و نمک ها دارد.

3ـ بتن گوگردی دارای سرعت گیرش فوق العاده است و ظرف 24 ساعت حدود 70 - 80 درصد تاب نهایی خود را کسب می‌کند.

4 ـ بتن گوگردی می‌تواند سال‌ها در شرایط یخبندان دوام بیاورد.

5 ـ دارای قابلیت عبور آب کمتری می‌باشد.

6 ـ عدم نیاز به آب شیرین در تولید.

7 ـ کاهش مصرف انرژی در مقایسه با بتن سیمانی                                                                  )         انرژی الکتریکی مصرفی سیمان حدود125 t / kwh  با اضافه حدود 90 لیتر سوخت می‌باشد(

8 ـ کاهش سرمایه گذاری

9 ـ امکان کاربرد در ساخت اسکله ها و عملیات دریایی

10 ـ اگر چه درجه حرارت زیاد (بالاتر از 120سانتی گراد) مجددا ذوب می‌شود ولی در شرایط معمولی محیط درست نظیر بتن معمولی عایق حرارت و صوت می‌باشد.

11 ـ اگر چه در حرارت بالا تولید و در حرارت محیط جامد می‌گردد ولی هیچ محدودیتی در کاربرد آن در محیط های بسیار گرم و یا بسیار سرد ندارد )در محیط 55الی 40- درجه سانتیگراد قابل تولید و کاربرد است(.

12 ـ دارای چسبندگی خوب با میلگرد فولادی است.

معذلک استفاده از بتن گوگردی نیازمند دقت‌ها و مراقبت‌های بیشتری در اندازه‌گیری، جابجایی، کاربرد و استفاده آن می‌باشد. از آنجایی که تولید بتن گوگردی مستلزم حرارت دادن در درجه حرارت معین 141 – 127) درجه سانتیگراد ( است، باید سعی شود تا کمترین تبخیر صورت پذیرد. تهویه مناسب در هنگام ساخت و عملیات بتن‌ریزی مخلوط داغ حائز اهمیت است. لذا استفاده از لباس، عینک، کلا ه و دستکش ایمنی الزامی است. اگر سولفور بیش از درجه حرارت ذوب آن حرارت داده شود، بتن گوگردی دچار افت مقاومت می‌گردد و خطر احتراق در کارگاه تولید دارد.

از مزایای اصلی استفاده از بتن های سولفوره خاصیت آن در مقابل محیطهای خورنده است که از جمله می توان به موارد ذیل اشاره نمود:

مزیت در استفاده از پوشانده کف و محیطهایی که با مواد خورنده در تماس می‌باشند بصورت پوشش های مقاوم کف و همچنین ساختارهای سیمانی

قطعات از پیش قالب گیری شده بتن های سولفوره در منطقه بارگیری اسید در کارخانجات تولیدی. این قطعات را می توان بصورت پوشش در روی سیمان معمولی بکار گرفت .

قطعات از پیش قالب گیری شده و بتن های سولفوره در ساختار سل های الکترولیت در حوضچه های leaching اسیدی

ساخت مخازن اسیدی

کف های عمومی در محیط های اسیدی و خورنده

دیگر مزایای اقتصادی بتن گوگردی

با توجه باینکه بتن گوگردی برای احداث سریع جاده سازی نیز کاربرد دارد، قرار است از این بتن برای جاده سازی در روستاها با استفاده از مصالح موجود در محل و همچنین احداث باند فرودگاه و کارهای عمرانی دیگر استفاده شود.

از مزایای مهم این بتن همکاری دوجانبه ای است که با بتن معمولی میتواند داشته باشد باین معنی که با ترکیب این دو بتن خیلی از مشکلات را میتوان حل کرد. برای نمونه در صورت کشیدن بتن گوگردی یا سیمان گوگردی بر روی بتن معمولی میتوانیم از نفوذ آبهای شور به داخل بتن که سبب تخریب آن میشود بکاهیم.

در صورت کشیدن بتن معمولی روی بتن گوگردی میتوانیم مقاومت کافی برای بتن گوگردی در مقابل حرارت ایجاد نموده و مقاومت در محیط بعلت آتش سوزی را کاهش دهیم و یا حذف نمائیم.

از مزایای عمده دیگر این بتن مقاومت خوبی است که با ماسه بادی از خود نشان میدهد و این امر به ما کمک میکند تا در مناطق محروم کشور که کمبود آب داریم و ماسه بادی هم اغلب فراوان است امکان احداث سازه های بتنی را بوجود آوریم و یا با استفاده از ماسه بادی جاده سازی را رونق بخشیم.

استفاده از این بتن برای جاده سازی با خاک در هر منطقه میتواند مفید واقع شود مشروط بر اینکه پوششی از آسفالت معمولی را روی آن برای مشابهت با جاده های معمولی داشته باشیم و از نفوذ آب به داخل آن جلوگیری نموده و هزینه جاده سازی را بعلت مقاومت بالائی که این بتن دارد کاهش دهیم و سرعت احداث جاده های روستائی را که مورد نیاز شدید کشور می باشد بالا ببریم.

نکته دیگر در مورد بتن گوگردی عدم نیاز آن به آب شیرین می باشد که این امر سبب میشود بعلت وجود سوخت در کلیه نقاط کشور با استفاده از مصالح و سوخت موجود در هر منطقه با انتقال سیمان گوگردی به آن منطقه کلیه کارهای عمرانی در آن منطقه فعال شده و کارهای کشاورزی و صنعتی زیر بنائی در منطقه انجام شود.

مزایای بتن گوگردی در مقایسه با بتن معمولی:

علیرغم سیمان معمولی هیچگونه نیازی به آب ،جهت ساخت بتن ندارد.
2. سرعت گیرش بتن گوگردی حدود یک ساعت می باشد در حالیکه سیمان معمولی 28   روز به طول می انجامد .

3. کلیه دستگاهها و تجهیزات در داخل کشور تولید شده و نیازی به خروج ارز ندارد .

 4. حدود 30 سال است که این سیمان در دنیا استفاده می شود ( آمریکا ، کانادا و...) و دارای استاندارد ACI  می باشد .
 5. امکان بازیافت مجدد بتن گوگردی ( علیرغم بتنن های معمولی ) وجود دارد.
6. کلیه مواد اولیه و افزودنی ها ، همگی در داخل کشور تهیه می گردد .
7. این صنعت در واقع صنعت پاک و غیر آلاینده محسوب می شود و از مواد زائد صنعت نفت استفاده می نماید ، در حال حاضر مقادیر زیادی گوگرد در پالایشگاهها انباشته شده که بسیار مضر برای محیط زیست می باشد .
8. گیرایی بسیار سریع موجب تسریع اجرای کارهای عمرانی و کاهش هزینه می شود.

9. امکان استفاده از همه نوع مصالح موجود در منطقه جهت تولید این بتن ( علیرغم بتن معمولی ) وجود دارد.
10. با توجه به چسبندگی این بتن به بتن معمولی و دوام آن در مقابل خوردگی امکان استفاده وترکیب مشترک وجود دارد که سبب پایداری بتن می گردد
11. مقاومت بالا در مقابل بسیاری از خوردگی ها خصوصا" اسیدها را دارا می باشد.
12. مقاومت فشاری حدود دو برابر سیمان معمولی ( به مقیاس مگا پاسگال ) است.
13. مقاومت کششی و ضریب گسیختگی حدود 3 برابر سیمان معمولی می باشد.
14. ضریب الاستیسیته بالاتر از سیمان معمولی است.
15. هدایت حرارتی پایین تر از سیمان معمولی می باشد.
16. تا دمای 80 درجه سانتی گراد کاملا" مقاوم می باشد ، بنابراین در فضای آزاد مشکلی نخواهد داشت ، البته با پوششی از بتن معمولی می توان مقاومت حرارتی آن را معادل بتن معمولی ساخت .
17. کاربرد بسیار وسیعی در کارهای آبی خصوصا" سازه های دریائی ، اسکله ، سد و دیوار ساحلی دارد

18. هزینه احداث کارخانه با ظرفیت مشابه کارخانجات سیمان معمولی حدود یک دهم می باشد .

19. انرژی برق مصرفی کارخانجات سیمان گوگردی حدود یک صدم کارخانجات سیمان معمولی بوده و بیشتر از سوختهای فسیلی ، عمدتا" گاز (که مزیت نسبی کشور محسوب می شود ) استفاده می گردد .

20. لازم به ذکر است که این بتن نه تنها معارض سیمان معمولی نمی باشد بلکه به دلیل مصرف زیاد سیمان در کشور می تواند بعنوان مکمل سیمان معمولی در بازار مورد استفاده قرار گیرد .
21. کلیه آزمایشات استاندارد مربوطه به این بتن در داخل کشور انجام شده و نمونه های کاربردی و دستگاههای پروتوتایپ تولید این بتن نیز توسط این مجموعه ساخته شده است .
22. در مناطقی که استفاده از قیر امکان پذیر نمی باشد می توان برای جاده سازی از این بتن استفاده نمود ( نظیر سایر نقاط دنیا ) .
23. بعلت چسبندگی بسیار بالای این بتن به فلزات ، می توان از آن به عنوان روکش پلهای فلزی استفاده نمود ( آسفالتهای معمولی در مقابل حرارت و کشش مقاومت چندانی ندارند ).
24. با توجه به عایق بودن در مقابل رطوبت ، می توان از آن به عنوان ایزولاسیون استفاده نمود .
25. تاییدیه های لازم از سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران و دانشگاههای معتبر دریافت گردیده است که در صورت لزوم مدارک ارائه خواهد شد .

 گوگرد و سنگدانه اصلاح شده

1 ـ گوگرد پرورده

همانطور که گفته شد ضرورت اصلاح در اختلاط گوگرد و سنگدانه برای کسب دوام و مقاومت بهتر و کاهش انبساط آن از سال 1930 تشخیص داده شد. اینک دو روش برای اصلاح بتن گوگردی شناخته شده و بکار می‌رود.

روش اول ـ استفاده از واکنش پلیمری مواد افزودنی با گوگرد می‌باشد. ترکیب و خواص بتن گوگردی در این روش عبارت است از:

جدول 1 ـ 1

گوگرد	1 95 درصد وزنی
کربن	5/0 5 درصد وزنی
هیدروژن	05/0 5/0 درصد وزنی
جرم ویژه	04/0 9/1 درصد وزنی 25 سانتیگراد
ویسکوزیته	100 ـ 25 در حرارت 113 سانتیگراد

 روش دوم ـ در این روش از افزودنی پلیمر با هیروکربور اولفینی می‌توان گوگرد مناسب تهیه کرد. درصدهای اختلاط گوگرد با مواد افزودنی عبارت است از گوگرد 80 در صد وزنی، کربن 18 در صد وزنی و هیدروژن 2 درصد وزنی.

2 ـ سنگدانه

استفاده از سنگدانه مناسب از نظر دوام، پاکی وعدم حضور مواد آلاینده حائز اهمیت است . فی المثل سنگدانه سیلیسی و کوارتز برای این نوع بتن ضد اسید بهترین است و حال آنکه سنگدانه آهکی برای محیط های نمکی پاسخ بهتری می دهند.

سنگدانه نیز گوشه و شکسته بهتر از سنگدانه گرد و صاف می‌باشد.
دانه بندی سنگدانه مناسب در جدول (3- 14) آورده شده است.

انتخاب دانه‌بندی باید به نحوی باشد که حداقل فضای خالی را داشته باشد. لذا استفاده از سه نوع دانه بندی درشت دانه ـ ریز دانه و پر کننده کافی خواهد بود.

دیگر خواص سنگدانه همان است که در مورد بتن های سیمانی عنوان شده است.جدول (4 - 14) پاره‌یی از خواص بتن گوگردی و جدول (5 - 14) مقایسه ی آن با بتن سیمانی را نشان می دهند

روش تولید :

برای تولید بتن گوگردی، شن و ما سه را تا حدود 204 - 177درجه سانتیگراد حرارت می دهند. سپس آن را با گوگرد مذاب پرورده مخلوط کرده به هم می زنند تا مخلوط یکنواخت حاصل گردد. آن را تا زمان قالب گیری در حرارت 131-123 درجه سانتیگراد گرم نگه می‌دارند.

کنترل درجه حرارت برای حفظ روانی مخلوط بسیار حائز اهمیت است .

ماشین آلات تولید بتن گوگردی شباهت زیادی با تولید آسفالت (بتن قیری) دارد. حتی نظیر بتن ریزی کم حجم و می توان با بتون ساز برقی در احجام کم و در هر محل تولید نمود .

بتن گوگردی بعد از تولید، درست نظیر بتن سیمانی و با همان شرایط و با ملاحظات مخصوص خود بکار می رود. آنرا در قالب چوبی و یا فلزی جامی دهند. به علت عدم نیاز به آب شیرین، بخصوص در نقاط کویری و جنوبی ایران می‌تواند کاربرد داشته باشد.

جدول 3 ـ 14 دانه بندی سنگدانه‌ی مناسب برای بتن گوگردی

اندازه الک	درصد عبوری از الک 1 اینچ	درصد عبوری از 4/3 اینچ	درصد عبوری از 2/1 اینچ	درصد عبوری از 4/1 اینچ
اینچ 2/1 1	100
اینچ 1	100 ـ 90	100
اینچ 4/3		100 ـ 90	100
اینچ 2/1	80 ـ 56		100 ـ 90	100
اینچ 4/1		80 ـ 56		100 ـ 90
4	59 ـ 29	65 ـ 35	74 ـ 44	85 ـ 55
8	45 ـ 19	49 ـ 23	58 ـ 28	67 ـ 32
50	17 ـ 5	19 ـ 5	21 ـ 5	23 ـ 7
200	7 ـ 1	8 ـ 2	10 ـ 2	10 ـ 2

  جدول 5 ـ 14 خواص بتن گوگردی ـ یک روزه

تاب فشاری (Mpa) PSi	4000 (6/27)
تاب کششی (Mpa) PSi	600 (1/4)
تاب خمشی (Mpa) PSi	750 ( 2/5)
جذب آب یک روزه	1/0
تخلخل (درصد)	8/4
ضریب انبساط حرارتی (c) 1/F	(106 × 65) 106 × 3/8
ضریب کشسانی (MGpa) PSi	(6/27 ـ 7/20) 106 × 4/3

 جدول 6 ـ 14 مقایسه‌ی خواص فیزیکی بتن سیمانی و گوگردی

بتن سیمانی	بتن گوگردی	ویژگی
40 ـ 30 سیمان	30 ـ 20	درصد چسب
15 ـ 10	-	درصد آب
45	27 ـ 23	شن
30	42 ـ 28	ماسه
-	11 ـ 9	پرکننده
3	6 ـ 4	درصد فضای خالی مجاز
2400	2400	جرم ویژه Kg/cm3
400 ـ 350	700 ـ 350	تاب فشاری Kg/cm2
25	75 ـ 50	تاب کششی Kg/cm2
35	100 ـ 70	تاب خمشی Kg/cm2
6 10 × (4-3)	6 10 × (6 ـ 4)	ضریب کشسانی
6- 10 × 98/11	10 × 12	ضریب انبساط خطی (حرارتی)
3	1 ـ 02/0	جذب رطوبت
هیچ	هیچ	اثرپذیری از روغن‌های کربنات، سیلیکات، و مواد خنثی
کم	هیچ	اثرپذیری‌ازموادشیمیایی‌نظیرفنول وشربت‌ها وموادکم‌خط
زیاد	هیچ	اثرپذیری از اسیدها و نمک های خورنده
رایج	بسیار کم	خستگی در تناوب ذوب انجماد

 تن گوگردی و موارد کاربرد آن :

 یکی از مواد ترکیبی است که از ترکیب مصالح سنگی و سیمان گوگردی بدست می آید و بعلت سا ختمان خا ص خود در خانواده بتن ها قرار میگیرد. به این ترتیب در بسیاری از موارد میتواند به عنوان جانشین مناسب برای (بتن یا سیمان پرتلند) مورد استفاده قرار گیرد. این ماده ترکیبی از مصالح سنگی، گوگرد، فیلر و مواد مضاف(SMZ or SRX)  می باشد.

 خواص فیزیکی بتن گوگردی:

 1. مقاومت زیاد در برابر خوردگی در محیط های نمکی و اسیدی
 2.   سر عت فوق العاده در حصول مقاو مت نهایی
 3.   مقاومت زیاد در برابر خستگی
 4.  دوام خوب و خاصیت ارتجاعی
 5.  عدم نفوذ آب به داخل سطح نهائی

  (خواص فیزیکی گوگرد)

عوامل موثر در خواص مکانیک بتن گوگردی:

الف: در صد گوگرد مصرفی
ب: ماده مضاف جهت عمل آوری گوگرد(Modifier)
ج:کیفیت مصالح سنگی استفاده شده در تهیه بتن
ه :ویبره

 فرمولاسیون سیمان های گوگردی

 بتن گوگردی محصول جدیدی است که با وجود اینکه ظاهری نهایی مانند بتن حاصل از سیمان پرتلند

 دارد ، اما طرز تولید نگهداری و استفاده از آن متفاوت است . بتن های گوگردی یک عنوان کلی است که برای مجموعه ای از محصولات استفاده می شود که از نظر نوع و نسبت ترکیبات استفاده شده متفاوت می باشند . این مواد کلاً جزء دسته مواد ترمو پلاستیک بوده که از ترکیبات گرمایی نوع خاصی از گوگرد ، ترکیبات معدنی و افزودنی های مورد نیاز بدست می آید . بطور کلی شامل اجزا ء ذیل است :

 •   Sulfur  سولفور

•   Aggregates   مواد متراکم ریز دانه و درشت دانه

•   Filler    مواد پر کننده

• Additives  مواد افزودنی  

مخلوط اولیه شامل حدود25 -15در صد سولفور، حدود 35-25در صد مواد متراکم ریز دانه و حدود 45 - 40در صد مواد متراکم درشت دانه بوده که حدود 15-10در صد نیز مواد افزودنی و Filler به آن اضافه می گردد.

 نوع ، شکل و درجه بندی مواد متـراکم موجود در فرمولاسیـون باید به نحوی انتـخاب گردد تا بتوان حداقـل فضای خالـیvoid content  در سیستم را ایجاد نمود.

بعد از انتخاب مواد متراکم ، پر کننده های معدنی و مواد افزودنی برای یک فرمو لاسیون تعیین گردد . روش بدین منوال است که نسبت حجمی پر کننده معدنی (f  ) به سولفور (s) یعنی f/s مشخصی را در نظر قرارگرفته و سپس با طراحی آزمایشات تجربی میزان سولفور جهت فرمولاسیون را بدست می آوریم . اگر بخواهیم بتن را در محیط خورنده مورد استفاده قرار دهیم توجه خاص به انتخاب نوع مواد از لحاظ قابلیت مقاومت شیمیایی مدنظر قرار می گیرد . میزان انبساط در محیط آبی و یا محیطهای آلی باید اندازه گیری و در فرمولاسیون تطبیق های لازم اعمال گردد. حداکثر مجاز انبساط در آب 50% در مدت 3ماه و 1/0 % در مدت 6ماه بعنوان اندازه گیریهای اولیه مد نظر قرار می گیرد.

برای کار در محیط های خورنده آزمایش تغییـیر وزن مواد متراکم ریزدانه و مواد متراکم درشت دانـه موجود در فرمولاسـیون در تماس مستـقیم محیط مورد نـظر در درجـه حرارت کـار واقعی انجـام می پذیرد . دستور عمل و حد مجاز برای حداکثر کاهش وزن مواد متراکم ریز دانه و مواد متراکم درشت دانه در مدت 7 روز غوطه‌وری در محیط مایع مورد نظر در جدول شماره 1به ترتیب داده شده است.

 جدول شماره 1- آزمایش مقاومت خوردگی مواد متراکم در فرمولاسیون

مواد	اندازه دانه	حداکثر کاهش وزن %
مواد متراکم درشت دانه	میلی متر 3 +	5/2
مواد متراکم ریزدانه	میلی متر 3 ـ	5/5

 انتخاب هر کدام از مواد متراکم ، پرکننده و خصوصا مواد افزودنی و نسبت این مواد در فرمولاسیون باید به نحوی صورت گیرد تا محصول نهایی از قابلیت مناسب برخوردار بوده و دارای خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی خاص جهت کاربرد مورد نظر باشد.

 

طرح اختلاط بتن گوگردی:

 1- از آنجا که بتن گوگردی فاقد آب و سیمان پرتلند می باشد، نسبتهای مخلوط بر اساس دادن بالاترین مقاومت با مقدار بهینه گوگرد، که مخلوطی کارآ را نتیجه می دهد طراحی می شود.
2- اطلا عات منتشره توسطV.M.Malhotra  گوگرد مصرفی را حدود %20وزنی بتن با سنگدانه 19 میلیمتری توصیه نموده است.

3- با استفاده از یک دانه بندی پیوسته در سنگدانه ها و ایجاد حداقل تخلخل می توان گوگرد مصرفی را کاهش داد.

نقش Filler در بتن گوگردی

 

مقدار منافذ خالی مخلوط بهینه شن وماسه، بوسیله حجم آب مورد نیاز جهت پر کردن منافذ تعین می شود و از پر کننده ای مانند پودر سنگ برای پر کردن فضای خالی استفاده می شود.
پودر سنگ  باعث میشد که:
1- منافذ خالی بین سنگدانه ها کاهش یابد.
2- عامل کنترل روانی مخلوط یا جدا شدگی می باشد.

پودر سلیس	گوگرد+ماده مضاف	ماسه	شن
6	26	34	34

 

بتن سولفوره (نحوه ساخت(

 

روش درست کردن بتن گوگردی بسیار شبیه درست کردن آسفالت می باشد و از همان تجهیزات هم می توان ا ستفاده نمود.

بتن گوگردی بوسیله ا ختلاط مصالح گرم شده (107  -204 ) درجه سانتیگراد درکوره دوا ر و سیمان گوگردی بدست می آید.
 حداقل دما 132  و حد اکثر آن 149 درجه میبا شد.

 

بتن گوگردی اصلاح شده :

تولید بتن های خاص جهت مصارف ویژ ه از مباحث مورد توجه از جنبه های علمی و کاربردی بوده و از لرزش اقتصادی قابل توجه برخوردار است. اصلاح بتن مبتنی بر اصلاح ساختار سیمان بوده بنحوی که با استفاده از مواد افزودنی خاص در حین اختلاط بتوان خواص مورد نظر را در محصول نهایی ارتقاء بخشید. بتن های گوگردی به تنهایی و بدون افزودنی هایی که به منظور بهبود خواص آن در فرمولاسیون منظور می گرد د از کارایی چندانی خصوصا بعنوان ماده مقاوم در محیطهای اسیدی و نمکهای شیمیایی بر خوردار نبوده لذا در فرمولاسیون نهایی انواع افزودنی وجود دارد که عمدتا در راستای پایداری آن در سیستم های فرساینده اضافه می گردد.

افزودنی دیگری در راستای کاهش انباشتگی حین فشار انقباض حرارتی که در اثنای سفت شدن بتن وجود دارد، در فرمولاسیون منظور می گردد. همچنین در راستای حفاظت بتن حین سیکل های متوالی ( انجماد Freeze ـ ذوب ( Thow -استفاده از ماده افزودنی مناسب از جمله تمهیدات خاصی است که در ساخت بتنهای گوگردی اعمال می گردد.

بتن های گوگردی از قابلیت تقویت (Reinforocement ) با استفاده از تکنولوژی آرمه های الیافی ویژه به منظور ارتقاء سختی و بهبود قابلیت جلوگیری از پیشرفت شکاف در بدنه بتنی برخوردار می باشد. در بسیاری از کاربردها تقویت با آرمه های الیافی استفاده گردیده و از شبکه های فلزی که خوردگی سیستم بتنی در محیط های سولفوره را تسریع می نمایند بی نیاز می سازد. بتنهای گوگردی اصلاح شده در مکانهایی که مواد دیگر ساختمانی سریعا تخریب می‌شوند و مورد استفاده قرار می گیرد. عموما بتن‌های گوگردی در محیط های اسیدی و نمکهای از خود مقاومت و کارایی بسیار عالی نشان می دهند

مشخصات و ویژگیهای محصول :

بطورکلی بتن های گوگردی اصلاح شده مشخصه های منحصر به فرد از لحاظ تست‌های ASTM از خود نشان می دهند . این مشخصات شامل :

مقاومت در مقابل فشار بسیارزیاد

مقاومت در برابر فرسودگی بسیار کم

زمان جا افتادن – شکل گیری وسفت شدن بسیار سریع

قدرت بالا.

می باشد. یکی از مشخصه های نمونه بتن های گوگرد اصلاح شده خاصیت سفت شدن آن در عرض چند ساعت بعد از ریخته گری آن است. لذا برخلاف بتن های معمولی این محصول می تواند در محدوده وسیعی از درجه حرارت محیط مورد استفاده قرار گیرد.

بتن های گوگردی اصلاح شده جهت کار در محیط قابلیت کار آن از لحاظ میزان آب‌رفتگی Shirinkage در حداقل خود قرار داشته و از طرف دیگر از استحکام مکانیکی لازم برخوردار باشند. میزان نفوذ پذیری بتن گوگردی معمولا به روش غوطه ور سازی بتن در آب اندازه گیری گردیده و بطوریکه آب جذب شده بعد از مدت یک روز در شرایط تست استاندارد نباید از 5% درصد وزنی و بعد از طی یک دوره 14روزه نباید از 5/0 درصد وزنی تجاوز نماید .

استاندارد ASTM محدوده برابر 1000 me . 500 meبرای انبساط نمونه به ترتیب پس از طی دوره 90 روزه و 180روزه در شرایط استاندارد را مجاز دانسته که بصورت دستور عمل فرمولاسیون و ساخت بتن های گوگردی اصلاح شده مورد توجه قرار می گیرد.

خواص فیزیکی و مکانیکی بتن های سولفوره به نسبت ماده پرکننده به مقدار سولفور در فرمولاسیون بستگی داشته و اثر این نسبت در خواصی نظیر دانسته ، استحکام در مقابل فشار و میزان هوای محبوس شده در بتن و غیره در شکل 4 -1 نشان داده شده است.

 نقش مواد مضاف ( Modifier)

این مواد برای اصلاح خواص گوگرد(تمایل گوگرد به بازگشت سریع به حالت پایدار که شکننده میبا شد)بکار میرود. این مواد از جنس پلیمر هیدروکربن اولفینی می باشند. نوع ایرانی این مواد SMZ و نوع خارجی آن SRX است .

وارد استفاده و کاربرد بتن گوگردی

بتنهای گوگردی اصلاح شده در مکانهایی که مواد دیگر ساختمانی سریعا تخریب می‌شوند و مورد استفاده قرار می گیرد. عموما بتن‌های گوگردی در محیط های اسیدی و نمکهای از خود مقاومت و کارایی بسیار عالی نشان می دهند (جدول شماره1 )

جدول1 ـ محیطهای شیمیایی که بتن سولفوره در آن مقاومت دارد.

اسیدها	نمکها	سایر مواد شیمیایی
Hydrochlloric acid	Calcium sulphate	Food wastes
Nitric acid (to 50%)	Copper sulphate	Animal wastes
Sulphuric acid	Copper chloride	Some vegetable oile
Phosphoric acid	Ferrous sulphate	Sea water
Acetic acid	Ferric Chloride	Saturated lime (20 C)
Butyric acid	Nickel chloride	Some hydrocarbons
Hydrofluoric acid	Nickel sulphate
Silage acid	Sodium chloride
	Magnesium sulphate
	Zine chloride
	Zine sulphate
	Ammonium sulphate
	Ammonium chloride

 آزمایشات :

فشاری – کششی – جذب آب – یخ زدگی –فشار با 8 سیکل یخ بندان – خوردگی – سایش و....

 

نتایج آزمایش فیزیکی بتن گوگردی

 

    ضریب انبساط خطی برابر 

    چسبندگی به بتن بسیار بالاتر 

    چسبندگی با آرماتور بالاتر 

    خزش پائین تر 

    ضریب ارتجاعی بالاتر 

    ایجاد ترک کششی بالاتر 

    خاصیت ارتجاعی بالاتر 

    مقاومت فشاری بالاتر 

 

آزمایش فشاری برروی بتن گوگردی با سنگدانه از جنس آرملات

3 عدد نمونه فشاری با ابعاد 5* 5* 5 و مشخصات زیر 3 روز بعد از درست شدن دردمای  ^C °25 مورد آزمایش قرار گرفتند

 

(kg/cm^2)   مقاومت فشاری	آرملات  A/0.5	گوگرد+ماده مضاف	شماره نمونه
170	0	100	1
448	67	33	2
396	33	67	3

مشخصات نمونه های بتن گوگردی در ابعاد 5*5*5

 آزمایش فشاری برروی بتن گوگردی درست شده از ماسه بادی  شن و ماسه

 سوالات متداول در مورد بتن گوگردی:

1. آیا برای بتن گوگردی استاندارد وجود دارد؟
آری برای بتن گوگردی استاندارد ACI وجود دارد.

2. میزان مصرف سیمان گوگردی در بتن گوگردی چه مقدار است؟

بین 25 تا 30 درصد بستگی به دانه بندی مصالح مصرف شده در بتن گوگردی دارد. درشت دانه کمتر و ریزدانه بیشتر.

3. چه کشورهائی میتوانند بتن گوگردی مصرف کنند؟
هر کشوری که دارای معادن گوگرد و یا تولید گوگرد از گازهای ترش باشد و یا بتواند گوگرد ارزان به کشور خودش وارد کند میتواند آن را بعنوان سیمان گوگردی مصرف نماید و در کارهای عمرانی بکار بگیرد.

4. ساخت کارخانه سیمان گوگردی ارزان تر است یا کارخانه سیمان معمولی؟
ساخت کارخانه سیمان گوگردی بمنظور تولید سیمان گوگردی ارزان تر از کارخانه سیمان معمولی تمام میشود ولی برای ساخت کارخانه سیمان گوگردی لازم است که گوگرد لازم برای تولید سیمان گوگردی در محل وجود داشته باشد و یا هزینه حمل آن از لحاظ اقتصادی مناسب باشد تا قیمت سیمان گوگردی تولید شده قابل رقابت با سیمان معمولی باشد و یا قیمت واردات آن نسبت به قیمت سیمان وارداتی اختلاف مناسبی داشته باشد.

5. آیا در معادنی که گوگرد وجود دارد میتوانیم علاوه بر استفاده از گوگرد ، مصالح موجود در آن را نیز در تولید بتن گوگردی استفاده نموده و بعنوان مصالح ساختمانی آن را مورد استفاده قرار دهیم؟

اگر میزان گوگرد موجود در معدن بین 25 تا 30 درصد باشد میتوانیم آن را برای تولید مصالح بکار بگیریم و اگر کمتر باشد باید به آن گوگرد اضافه کنیم تا بتوانیم بعنوان مصالح مورد استفاده قرار دهیم و لی اگر میزان گوگرد موجود در معدن بیش از 30 درصد باشد میتوانیم مازاد آن را بیرون آورده و بصورت سیمان گوگردی تبدیل نموده در جای دیگر مصرف کنیم. نوع مصالح موجود در معدن مثل شن و ماسه و خاک و نوع و درصد هریک از آنها در مصالح معدن لازم است مورد بررسی قرار گیرد تا کاربرد مصالح ساخته شده مشخص شود.

6.آیا در سیمان گوگردی از سیمان معمولی هم استفاده میشود؟
خیر در تهیه سیمان گوگردی از سیمان معمولی استفاده نمیشود.

7. آیا برای تولید بتن گوگردی از آب استفاده میشود؟

برای تولید بتن گوگردی از سیمان گوگردی و مصالح بتنی استفاده میشود و نیازی به اضافه کردن آب در این نوع بتن نمیباشد زیرا این بتن از طریق گرم کردن مصالح بتنی و سیمان گوگردی و مخلوط کردن آنها با یکدیگر بدست می آید.

8. نحوه تولید بتن گوگردی به چه صورت است ؟

در این نوع بتن گرم کردن سیمان گوگردی سبب میشود که گوگرد در درجه حرارت 120 درجه بصورت مذاب در آمده و سبب خمیری شکل شدن مصالح بتنی شود و پس از اختلاط کامل آن را در قالب میریزند تا پس از سرد شدن محکم شده و شکل قالب را بخود بگیرد.

9. آیا غیر از شن و ماسه که در بتن مصرف میشود میتوانیم از مصالح دیگری که در یک منطقه موجود است استفاده کنیم؟

در ساخت بتن گوگردی میتوان از مصالحی نظیر ماسه بادی، پوکه، خاک سنگ، خاک رس، سنگ لاشه، خرده سنگ، ذغال سنگ و خرده چوب و نظایر آن استفاده نمود ولی مشخصات بتن گوگردی تولید شده نظیر مقاومت، میزان نفوذ آب، وزن، رنگ و غیره با توجه به مصالح مصرفی تفاوت میکند. با توجه به شرایط هر پروژه ، نوع مصالح مصرفی جهت تولید بتن گوگردی قابل تغییر میباشد.

10. از کجا میتوان دریافت که مصالح تولید شده توسط بتن گوگردی را میتوان جایگزین مصالح تولید شده توسط بتن معمولی نمود؟
استاندارد تهیه شده برای این بتن مقایسه کامل بین بتن معمولی و بتن گوگردی را انجام داده که لازم است به آن استاندارد مراجعه شود.

11. تاثیر حرارت روی بتن گوگردی چیست؟

در صورت گرم کردن بتن گوگردی این بتن در درجه حرارت 80 درجه سانتیگراد به بالا بتدریج مقاومت خود را از دست میدهد و در درجه حرارت 120 درجه خمیری شکل میشود. بهمین دلیل چنانچه بخواهند آن را برای ساختمان بکار گیرند لازم است یک پوشش از بتن معمولی یا گچ و یا سنگ روی آن بعنوان عایق کشیده شود.

 

 

ACI 548.2R.88 
Forming and reinforcement

    2.4.4. Both wood and metal forms can be used. Petroleum based form release agents should be used on wall pours but are not necessary on slab forms. When forming large surface areas (I.e. walls) with reusable metal forms, they should be preheated to prevent formation of a skin of sulfur cement caused by flash setting of the sulfur concrete when it contacts a cold form.

Forming and reinforcement 

    Sulfur concrete can be reinforced with grade 60 reinforcing steel (ASTM A 615, A 616, A 617, and A 706) (modified sulfur does not react with steel), epoxy coated reinforcing steel (ASTM A 775), or with glass fibers. Standard details for steel in Portland cement concrete is recommended for design with sulfur concrete

بررسی دوام بتن های ساخته شده با خاکستر پوسته برنج

بررسی دوام بتن های ساخته شده با خاکستر

پوسته برنج در محیط سولفاتی

مقدمه

دوام و پایایی بتن در مقابل عوامل مهاجم محیطی که ممکن است در خاک و آب و هوا وجود داشته باشد، بسیار با اهمیت است که این عوامل مهاجم عمدتاً از سولفات های محلول بخصوص سولفاتهای سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم و کلرورها و قلیاییها که اغلب در خاک و آب بطور طبیعی در نقاط مختلف دنیا وجود دارند ، تشکیل شده است . بطور کلی واکنشهای مهم بین خمیر سخت شده سیمان و یونهای سولفات را می توان به دو دسته تشکیل سولفوآلومیناتها شامل منوسولفات و اترینگایت و تشکیل گچ تقسیم نمود. حجم واکنشهای سولفاتی به میزان قابل توجه ای بیشتر از حجم ترکیباتی که جایگزین نموده اند می باشد. بنحوی که واکنش با سولفاتها سبب انبساط و گسیختگی بتن می شود]1[. مطالعات بعمل آمده نشان مي دهد که بتن های حاوی پوزولان نسبت به بتن هاي ساخته شده با سیمان پرتلند معمولی، دارای مقاومت بالاتری در مقابل حمله سولفاتها و آب دریا هستند. دليل مهم مقاومت بالا در برابر کلرورها و سولفاتها ، کاهش نفوذ پذیری بتن در اثر واکنشهای پوزولانی می باشد.



برنامه آزمایشگاهی:

مشخصات مصالح مصرفی

شن مصرفی از نوع شکسته و ماسه مصرفی از نوع رودخانه ای می باشد. سیمان مصرفی، پرتلند نوع1 کارخانه سیمان خزر با وزن مخصوص 41/3می باشد. خاکستر پوسته برنج بعنوان پوزولان و با سطح مخصوص cm2/g 9768 استفاده شده است. میکروسیلیس مصرفی از تولید کارخانه فروسیلیس سمنان بوده که دارای سطح مخصوص برابر cm2/g 35500 است . برای کاهش آب مورد نیاز مخلوط از فوق روان کننده استفاده شده است که نوع آن ملات سولفونیک اسید می باشد.

ساخت نمونه ها

نمونه های بتنی برای انواع مخلوط (بتن معمولی، بتن حاوی دوده سیلیس ، بتن حاوی خاکستر پوسته برنج) با طرح اختلاط مورد نظر و اسلامپ ثابت 50 میلیمتر در کلیه مخلوطها با استفاده از فوق روان کننده ساخته شدند. کلیه مخلوطها با نسبت آب به سیمان ثابت 5/0 می باشند. برای بررسی تاثیر میزان آب به سیمان بر دوام نمونه ها، یک مخلوط بتنی با 20 درصد خاکستر پوسته برنج برای نسبت آب به سیمان 6/0 نیز ساخته شد. پس از تهیه هر مخلوط، نمونه ها به مدت 24 ساعت در داخل قالب نگهداری شدند، سپس نمونه ها به منظور عمل آوری به مدت 28 روز در آب و بعد از طی مدت عمل آوری، تحت شرایط محیطی مورد نظر(محیط آب معمولی و محیط مخرب حاوی محلول 4 درصد سولفات سدیم ) قرار گرفتند.




ارائه نتایج و تحلیل:

بررسی نتایج مقاومت فشاری بتن ها در شرایط محیطی سولفاتی:

در هر یک از سنین 28 ، 90 ، 180 و 270 روز مقاومت فشاری نمونه ها براساس استاندارد ASTM تعیین گردید. تغییر در مقاومت فشاری نمونه های موجود در محیط مخرب سولفاتی نسبت به نمونه های موجود در محیط آب معمولی بعنوان معیاری جهت کنترل دوام بتن ها در محیط مخرب سولفاتی در نظر گرفته می شود. بطوریکه از شکل1 استنتاج می شود مقاومت فشاری بتن های حاوی 15، 20 و25 درصد خاکستر پوسته برنج بدلیل واکنشهای پوزولانی، در ابتدا پایین تر از بتن کنترل است. ولی در سنین بالاتر با رشد این واکنش ها، مقاومت فشاری این بتن ها در حد مقاومت فشاری بتن کنترل است. همچنین از شکل1 ملاحظه می شود که درصد بهینه خاکستر پوسته برنج بعنوان جایگزینی نسبی سیمان % 15 می باشد. مشابه این نتیجه توسط ساکر [2] نیز گزارش شده است.


شکل 1- منحنی تغییرات مقاومت فشاری بتن های مختلف بر حسب زمان در محیط مخرب سولفاتی

کاهش مقاومت نمونه های داخل محیط مخرب سولفاتی نسبت به نمونه های نگهداری شده در داخل آب به عنوان معیاری برای مقایسه دوام بکار می رود. میزان درصد کاهش مقاومت فشاری نمونه های داخل محیط مخرب سولفاتی نسبت به نمونه های نگهداری شده در شرایط محیطی آب معمولی در سن 270 روز در جدول 1 آمده است.

جدول1 - درصد کاهش مقاومت نمونه های بتن در سن 270 روز در محیط مخرب سولفاتی نسبت به محیط آب معمولی

نوع بتن
C
CR15
CR20
CR20- 0.6
CR25
CM10

درصد کاهش مقاومت در سن 270 روز
25.6
52.2
01.3
87.4
34.4
1



بررسی نتایج انبساط نمونه ها

انبساط نمونه های بتنی بوسیله دستگاه Demec Gageاندازه گیری شد. نتایج اندازه گیری انبساط نمونه های منشوری بتن ها، در دو محیط مخرب سولفاتی و آب معمولی در سنین مختلف در شکل 2 نشان داده شده است.

شکل 2- منحنی تغییرات انبساط بتن ها در محیط مخرب سولفاتی و آب معمولی (m/m 5-10*)

از شکل 2 مشاهده می شود که بتن حاوی میکروسیلیس نسبت به سایر بتن ها از انبساط کمتری در محیط های مخرب سولفاتی برخوردار است. در مورد خاکستر پوسته برنج نیز مشاهده می شود که در شرایط محیطی معمولی افزایش درصد خاکستر پوسته برنج سبب انبساط بیشتری می شود ولی در محیط مخرب سولفاتی از مقاومت بهتری در مقابل انبساط برخوردار می باشد. مشابه این نتیجه توسط استیفنز و همکاران[3] با استفاده از خاکستر بادی نیز گزاش شده است.



نتیجه گیری

روند كسب مقاومت در بتن هاي حاوي خاكستر پوسته برنج در سنين اوليه بسيار كند بوده ولي مقاومت فشاري در زمانهاي بالاتر، حداقل معادل بتن هاي معمولي است. هرچه نسبت آب به سیمان بالاتر رود، نفوذپذیری نمونه ها بالا رفته و نفوذ یون سولفات در عمق نمونه ها بیشتر شده و انبساط نمونه ها افزایش می یابد و در نتیجه دوام نمونه های بتنی در محیط سولفاتی کم می شود. يونهاي سولفات در اثر واكنشهاي شيميايي اجزاء بتن، باعث ايجاد سولفات آلومينيم هيدراته مي شود كه باعث انبساط بتن مي گردد. استفاده از پوزولان (خاكستر پوسته برنج و ميكروسيليس) بعنوان جايگزين نسبي سيمان، پديده انبساط كه باعث خرابي در بتن مي شود را كاهش داده و در نتيجه بر دوام آنها افزوده مي شود. منبع:modernomran .  blogfa

بتن سبك و توانمند ، طرح اختلاط و مسابقات دانشجويي

بتن سبك و توانمند  ، طرح اختلاط و مسابقات دانشجويي

طرح اختلاط بتن سبك با مقاومت kg/cm ۲۴۰

در اين بخش يك نمونه از آزمايشاتي كه در ساخت بتن سبك انجام داده ام براي شما قرار خواهم داد.

در صورتي كه به آزمايشاتي با مقاومت بالاتر نياز داشتيد ميتوانيد در بخش نظرات درخواست خود را مطرح نماييد.

انتخاب اين نمونه براي قرار دادن روي سايت بدين سبب بود كه علاوه بر نياز افرادي كه تازه تصميم گرفته اند به تحقيقات در زمينه بتن بپردازند به داشتن يك طرح آغازين ، به خواسته هاي عده اي از بازديدكنندگان محترم كه به منظور كارهاي اجرايي با اينجانب تماس داشته اند پاسخ گويد.

در اين آزمايش نه ليكاي مصرفي و نه ماسه هيچيك دانه بندي نشده اند و تنها مشخصات عمومي آنها ذكر خواهد گرديد.

كه اين مسيله در زمينه اجرايي از فاكتورهاي خواسته شده ي اكثر متقاضيان در طول اين مدت بوده است.

اما در كار دانشجويي اين طرح پايه خوبي براي تازه كاران خواهد بود چرا كه آنها را به دروازه ساخت بتن سبك مقاومت بالا خواهد رساند.

چند نكته براي استفاده كنندگان:

1- براي دانشجويان توصيه ميشود در مرحله بعدي كليه مشخصات اين طرح اختلاط را ثابت نگه داشته و تنها ميزان ميكرو سيليس را 5% كاهش دهند. تضاد شكل گرفته خود مراحل بعدي را نشان خواهد داد.

2- به مجريان توصيه مي شود كه در كارهاي اجرايي آب را بهkg 175 افزايش داده و ميزان ميكرو سيليس را به 75kg كاهش دهيد. علاوه بر اينكه كاهش مقاومت چشمگيري نخواهيم داشت (كمتر از 5 مگا پاسكال) بتن بسيار روانتر و اقتصادي تر مي گردد.


استاندارد برای ارایه طرح اختلاط بتن سبک ACI 211.2Rمیبلشد



در طرح اختلاط زیر از پودر سنگ به میزان بالایی استفاده شده است برای آشنایی بیشتر با کاربرد

و اثرات پودر سنگ بر روی بتن مطالعه ۲ مقاله زیر را به شما پیشنهاد میکنم

بررسی تاثیر پودر سنگ آهک بر مقاومت فشاری بتن حاوی میکرو سیلیس

خصوصیات مکانیکی بتن با پودر سنگ آهک



--------------------------------------------------------------------------------



طرح اختلاط

- سيمان 450 kg

- ميكرو سيليس 100 kg

- فوق روان كننده 10 kg

- آب 160 kg

- ليكا 300 kg

- سنگدانه 450 kg

- پودر سنگ 200 kg



وزن مخصوص: (بتن مرطوب) kg/m3 1830

مقاومت 11 روزه: MPA35 (350kg/cm2)

مقاومت 32 روزه : ۴۰MPA




توضيحات:

1- ليكاي مصرفي متعلق به شركت ساوه ميباشد.

2- ماسه از نوع شكسته کوهی ميباشد كه بسيار درشت دانه بوده است.(خارج از محدوده ASTM)

3- ارزش ماسه اي برابر 70 ميباشد.

4- از سيمان تيپ2 استفاده گرديده است.

5- آب مصرفي ،آب آشاميدني مي باشد.

6- پودر سنگ از نوع سنگ آهكي است.

چگونه ساختماني بسازيم كه انرژي در آن هدر نرود

چگونه ساختماني بسازيم كه انرژي در آن هدر نرود

 

بهينه‌سازي مصرف انرژي، امروزه يكي از موضوعاتي است كه كشورها براي صرفه‌جويي در مصرف انرژي و كاهش هزينه‌هاي مالي آن را در اولويت كارهاي خود قرار داده‌اند.در ايران نيز ظرف چند سال گذشته به اين مقوله بيشتر از گذشته توجه شده است.مهندسي ساختمان يكي از عوامل تاثيرگذار در مصرف انرژي است و وسايل گرمايشي و سرمايشي در ساختمان‌ها هم كه عامل مصرف يا تامين‌كننده انرژي هستند، در اين ميان بسيار مهم تلقي مي‌شوند.به چند راهكار ساده كاملا قابل اجرا براي بهينه كردن مصرف انرژي در يك ساختمان توجه فرمایید:

اتاق‌هايي كه كاربرد همانند دارند را كنار هم قرار دهيد و اتاق‌هايي را كه كاربرد خاص دارند از بقيه اتاق‌ها جدا كنيد.

اين كار به شما كمك مي‌كند تا فقط اتاق‌هايي را گرم كنيد كه در آنها زندگي مي‌كنيد، مثلا نبايد از فضايي كه بين اتاق‌هاي خواب قرار گرفته به عنوان انباري استفاده كرد چون در اين صورت مجبور خواهيد بود، اين انباري را نيز مانند اتاق‌هاي خواب گرم كنيد و اين يعني مصرف سوخت بيشتر، هزينه‌هاي بالاتر و آلودگي بيشتر محيط زيست.

اگر با بازسازي توانستيد مصرف انرژي را در قسمتي از ساختمان بهينه كنيد، اين قسمت را با در يا پرده از قسمت‌هاي قديمي ساختمان جدا كنيد. در اين كار بايد كمي سليقه به خرج داد تا زيبايي ساختمان حفظ شود.

بخش‌هايي از ساختمان را كه نياز به آب دارند تا جايي كه مي‌توانيد نزديك هم قرار دهيد. اين قسمت‌ها عبارتند از آشپزخانه، دستشويي و حمام. با اين كار طول لوله‌هاي آب كم مي‌شود و در نتيجه حرارت كمتري از لوله‌هاي آب گرم به هدر مي‌رود. سقف را تا ارتفاع 7/2متر پايين بياوريد.

اگر انجام اين كار در تمام قسمت‌هاي ساختمان امكان‌پذير نبود، مي‌توانيد فقط سقف بعضي قسمت‌ها را پايين بياوريد. براي اين كار مي‌توانيد از سقف‌هاي كاذب نيز استفاده كنيد. بالا بودن سقف باعث افزايش تلفات حرارتي مي‌شود.

از طرفي بيشتر حرارت توليد شده توسط بخاري يا شوفاژ زير سقف جمع مي‌شود و قسمت پايين اتاق، گرم نمي‌شود.

يعني هم مصرف سوخت بالا مي‌رود و هم آسايش ساكنان تامين نمي‌شود. در اتاق‌هايي كه امكان كاهش ارتفاع سقف به 7/2 متر وجود ندارد، نصب يك پنكه سقفي كمك بسيار زيادي به گرم كردن خانه مي‌كند. بر خلاف تصور عموم، روشن كردن پنكه در زمستان با دور كم نه تنها خانه را سرد نمي‌كند، بلكه با راندن هواي گرم جمع شده در زير سقف به پايين، دماي اتاق را يكنواخت مي‌كند و از تلفات حرارت مي‌كاهد.

در صورتي كه امكان نصب پنكه سقفي وجود نداشته باشد مي‌توان به جاي آن از پنكه‌هاي روميزي استفاده كرد. براي گرفتن نتيجه مطلوب بايد جهت وزش باد را به طرف بالا تنظيم كرد.

در ساختمان‌هاي چند طبقه نبايد راه‌پله‌ها را در فضاهايي كه نياز به گرمايش دارند قرار داد زيرا در اين صورت هواي گرم از مسير راه پله بالا رفته و هدر مي‌رود. قسمت راه پله بايد به وسيله يك در از محيط زندگي جدا شود. رعايت اين نكات سبب مي‌شود جريان حرارت در خانه تحت كنترل درآيد و حرارت كمتري به هدر رود.

مصالح ساختماني

استفاده از مصالح ساختماني مناسب تاثير فراواني بر كاهش مصرف انرژي در ساختمان دارد. استفاده از مصالح سنگين كه ظرفيت حرارتي بالا دارند، مانند بتن و آجر باعث مي‌شود پايداري حرارتي خانه افزايش يابد.

يعني با تغيير دماي هواي بيرون، ‌هواي داخل زياد سرد يا گرم نمي‌شود.اين ويژگي به خصوص در اتاق‌هاي جنوبي، تاثير بسيار زيادي در كاهش مصرف انرژي و افزايش آسايش ساكنان دارد.

بنابراين هنگام بازسازي خانه خود تا جايي كه امكان دارد از مصالح سنگين مانند آجر و بلوك‌هاي سيماني استفاده كنيد و از نصب ديوارهاي سبك چوبي يا قطعات پيش ساخته سبك (به جز عايق‌هاي حرارتي) پرهيز كنيد.ديوارهاي خارجي را مي‌توان از آجرهاي حفره‌دار ساخت تا ظرفيت حرارتي ساختمان بالا رود. اما بهتر است بر روي اين ديوار يا در ميان آن از عايق‌هاي مناسب استفاده كرد تا كارآيي آن افزايش يابد.

اندازه و جاي قرارگيري پنجره‌ها

پنجره‌ها در مقايسه با ديگر اجزاي ساختمان حرارت را بيشتر از خود عبور مي‌دهند. از اين رو در زمستان مقدار زيادي حرارت مي‌تواند از آنها هدر رود و در تابستان نيز مي‌تواند مانند يك منبع حرارت عمل كرده و خنك كردن ساختمان را مشكل نمايد. از اين رو اندازه مناسب و جهت صحيح قرارگيري آنها نقش بسيار مهمي در كاهش مصرف انرژي يك ساختمان دارد.

تا جايي كه امكان دارد پنجره‌ها را در سمت جنوب ساختمان نصب كنيد و از قرار دادن هرگونه مانع، مانند درخت يا حصارهاي بلند،‌ بر سر راه ورود نور و گرماي خورشيد خودداري كنيد.

پنجره‌هاي غربي را تا حد امكان كم كنيد يا اصلا آنها را حذف كنيد.

وجود اين پنجره‌ها سبب گرم شدن خانه در بعدازظهر روزهاي تابستان مي‌شود. پنجره‌هاي شرقي اگرچه در صبح زمستان سبب گرم شدن خانه مي‌شوند، اما در تابستان مي‌توانند مشكل‌ساز شوند. از اين رو بايد تمهيداتي براي پوشاندن آنها در فصل تابستان انديشيده شود. روي هم رفته بهتر است اندازه اين پنجره‌ها نيز تا حد امكان كم شود.

پنجره‌هاي سمت شمال ساختمان بايد تا جايي كه مي‌شود كوچك در نظر گرفته شود زيرا خورشيد از سمت شمال تابشي ندارد و نصب اين پنجره‌ها تنها باعث مي‌شود حرارت بيشتري هدر رود.

براي خنك كردن ساختمان در فصل تابستان بهترين راه اين است كه به هواي بيرون اجازه دهيم در مواقع لازم آزادانه در كل ساختمان حركت كند. به اين ترتيب در روزهايي كه هواي بيرون خنكتر از هواي داخل ساختمان است، مي‌توان بدون نياز به كولر يا ديگر دستگاه‌هاي خنك كننده، ساختمان را خنك كرد. بهتر است از پنجره‌هايي استفاده كنيد كه بتوانند به مقدار زياد باز شوند.

عايق‌كاري

براساس مقررات ملي ساختمان، شما بايد ساختمان خود را عايق‌كاري كنيد تا ضريب انتقال حرارت آن از حد معيني بيشتر نباشد. مقدار عايق مورد نياز در مناطق مختلف متفاوت است، لذا بهتر است براي تعيين مقدار عايق مورد نياز و نصب آن از يك مشاور كمك بگيريد.

حفاظت‌ پنجره‌ها

تلفات حرارتي پنجره‌ها در زمستان حدود 25درصد از كل تلفات حرارتي ساختمان است. براي كاهش اين تلفات مي‌توان اقدامات زير را انجام داد:

- نصب پرده‌هاي چين دار و كاملا اندازه و پر كردن فاصله بالاي ميله پرده.

- نصب پرده‌هاي كرباسي يا پرده پارسيانا در بيرون پنجره.

- نصب پنجره‌هاي دو جداره در جاهايي كه استفاده از پرده ممكن نيست يا جاهايي كه پنجره‌هاي بزرگ وجود دارد.

در تابستان حدود 35درصد از كل گرما از طريق پنجره‌ها وارد ساختمان مي‌شود. براي كاهش اين تلفات مي‌توان كارهاي زير را انجام داد:

- بر روي پنجره‌هاي جنوبي مي‌توان سايبان، حصير يا پوشش‌هاي كدر قرار داد و جلوي ورود گرماي خورشيد را گرفت.

پنجره‌هاي شرقي و غربي را مي‌توان از بيرون با حصير، پرده يا پوشش‌هاي كدر كنترل كرد.

نورگيرها

نورگيرها نقش مهمي در تامين روشنايي منزل دارند اما اگر خوب محافظت نشوند مقدار زيادي حرارت را در زمستان به هدر مي‌دهند و در تابستان نيز باعث ورود حرارت به ساختمان مي‌شوند. براي كاستن از اثرات منفي نورگيرها مي‌توان اين كارها را انجام داد:

- تا جاي ممكن از نورگيرهاي كوچك‌تر استفاده كنيد.

- از شيشه‌هاي دوجداره يا ضخيم براي كاهش تلفات حرارتي استفاده كنيد.

- در جايي كه امكان دارد از سايبان استفاده كنيد تا جلوي تابش مستقيم آفتاب گرفته شود.

همچنين مي‌توانيد از شيشه‌هاي تيره يا رفلكس استفاده نماييد.

- از نصب نورگير در اتاق‌هاي خواب و نشيمن و پذيرايي پرهيز كنيد مگر آنكه واقعا به آنها نياز باشد.

- پنجره نورگيرها را كاملا ببنديد.

كاهش نفوذ هوا

در زمستان نفوذ هواي سرد بيرون به داخل ساختمان حدود 25درصد از كل مصرف انرژي ساختمان را سبب مي‌شود.

براي كاهش تلفات ناشي از نفوذ هوا مي‌توان اين كارها را انجام داد:

- گرفتن درز درها و پنجره‌ها به كمك نوارهاي درزگير

- نصب دريچه در دودكش شومينه‌ها و بستن دودكش بخاري‌ها در هنگامي كه از آنها استفاده نمي‌شود.

- نصب فن‌هايي كه دريچه آنها هنگام خاموش بودن به طور خودكار بسته مي‌شود.

- بستن دريچه‌هاي تهويه ديواري يا سقفي كه قبلا در ساختمان‌ها نصب مي‌شد.

سيستم گرمايش

انتخاب وسيله مناسب براي گرمايش ساختمان دقت بسياري نياز دارد. در اين انتخاب عوامل مختلفي چون نوع ساختمان و مصالح به كار رفته، ارتفاع سقف، وضعيت آب و هوايي و سيستم گرمايش موجود موثر هستند.

روشنايي

- بيشترين استفاده را از نور طبيعي ببريد به ويژه از پنجره‌هاي جنوبي.

- ديوار اتاق‌ها و ديگر قسمت‌هاي داخل ساختمان را با رنگ‌هاي روشن رنگ‌آميزي كنيد.

- در قسمت‌هايي از ساختمان كه در آن زندگي مي‌كنيد از لامپ‌هاي مهتابي يا كم‌مصرف استفاده كنيد.

- از نصب لامپ‌هاي متعدد داخل سقف پرهيز كنيد

زيرا:

-مصرف برق بالا مي‌رود.

- نفوذ هوا به داخل ساختمان افزايش مي‌يابد.

- تعويض آنها پرهزينه است.

انتخاب مجري

در صورتي كه مي‌‌خواهيد در بازسازي خانه خود اصول بهينه‌سازي مصرف انرژي را رعايت كنيد بايد كار بازسازي را به دست كسي بسپاريد كه در اين زمينه مهارت كافي داشته باشد و داراي دانش بهينه‌سازي باشد. زيرا انجام اين كار نياز به محاسبات دقيق و تجربه فراوان دارد و هر كسي كه چيزي از بنايي بداند حتي اگر تجربه زيادي هم در كار خود داشته باشد نمي‌تواند ادعا كند در بهينه‌سازي مصرف انرژي مهارت دارد.

بتن عبور دهنده نور (لایتراکان Litracon)

بتن عبور دهنده نور (لایتراکان Litracon)

 

 
 لایتراکان ،Litracon Light Transmitting Concrete ، بتن عبور دهنده نور، امروزه به عنوان یک متریال ساختمانی جدید با قابلیت استفاده بالا مطرح است. این متریال ترکیبی از فیبرهای نوری و ذرات بتن است و می تواند به عنوان بلوک ها و یا پانل های پیش ساخته ساختمانی مورد استفاده قرار گیرد. فیبر ها بخاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و ترکیبی از یک متریال دانه بندی شده را تشکیل می دهند. به این ترتیب نتیجه کار صرفا ترکیب دو متریال شیشه و بتن نیست، بلکه یک متریال جدید سوم که از لحاظ ساختار درونی و همچنین سطوح بیرونی کامل همگن است، به دست می آید.
Litracon light

فیبر های شیشه باعث نفوذ نور به داخل بلوک ها می شوند. جالب ترین حالت این پدیده نمایش سایه ها در وجه مقابل ضلع نور خورده است. همچنین رنگ نوری که از پشت این بتن دیده می شود ثابت است به عنوان مثال اگر نور سبز به پشت بلوک بتابد در جلوی آن سایه ها سبز دیده می شوند. هزاران فیبر شیشه ای نوری به صورت موازی کنار هم بین دو وجه اصلی بلوک بتنی قرار می گیرند. نسبت فیبر ها بسیار کم و حدود ۴ درصد کل میزان بلوک ها است. علاوه بر این فیبر ها بخاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و تبدیل به یک جزء ساختاری می شوند بنابر این سطح بیرونی بتن همگن و یکنواخت باقی می ماند. در تئوری، ساختار یک دیوار ساخته شده با بتن عبور دهنده نور، می تواند تا چند متر ضخامت داشته باشد زیرا فیبر ها تا ۲۰متر بدون از دست دادن نور عمل می کنند و در دیواری با این ضخامت باز هم عبور نور وجود دارد.
ساختارهای باربر هم می‌توانند از این بلوک‌ها ساخته شوند. زیرا فیبر های شیشه ای هیچ تاثیر منفی روی مقاومت بتن ندارند. بلوکها می توانند در اندازه ها ی متنوع و با عایق حرارتی خاص نصب شده روی آنها تولید شوند.
این متریال در سال ۲۰۰۱ توسط یک معمار مجار به نام «آرون لاسونسزی» اختراع شد و به ثبت رسید. این معمار زمانیکه در سن ۲۷ سالگی در کالج سلطنتی هنر های زیبای استکهلم مشغول به تحصیل بود این ایده را بیان کرد و در سال ۲۰۰۴ شرکت خود را با نام لایتراکان تاسیس کرد و با توجه به نیاز و تمایل جامعه امروز به استفاده از مصالح جدید ساختمانی، از سال ۲۰۰۶ با شرکت های بزرگ صنعتی به توافق رسیده و تولید انبوه آن به زودی آغاز خواهد شد.
● موارد کاربرد
▪ دیوار: به عنوان متداول ترین حالت ممکن این بلوک می تواند در ساختن دیوارها مورد استفاده قرار گیرد. به این ترتیب هر دو سمت و همچنین ضخامت این متریال جدید قابل مشاهده خواهد بود. بنابر این سنگینی و استحکام بتن به عنوان ماده اصلی «لایتراکان» محسوس تر می شود و در عین حال کنتراست بین نور و ماده شدیدتر می شود. این متریال می تواند برای دیوارهای داخلی و خارجی مورد استفاده قرار گیرد و استحکام سطح در این مورد بسیار مهم است. اگر نور خورشید به ساختار این دیوار می تابد قرار گیری غربی یا شرقی توصیه می شود تا اشعه آفتاب در حال طلوع یا غروب با زاویه کم به فیبر های نوری برسد و شدت عبور نور بیشتر شود. بخاطر استحکام زیاد این ماده می توان از آن برای ساختن دیوار های باربر هم استفاده کرد. در صورت نیاز، مسلح کردن این متریال نیز ممکن است، همچنین انواع دارای عایق حرارتی آن نیز در دست تولید است.
▪ پوشش کف: یکی از جذاب ترین کاربرد ها، استفاده از «لایتراکان» در پوشش کف ها و درخشش آن از پایین است. در طول روز این یک کف پوش از جنس بتن معمولی به نظر می رسد و در هنگام غروب آفتاب بلوک های کف در رنگهای منعکس شده از نور غروب شروع به درخشش می کنند.
▪ طراحی داخلی: همچنین از این نوع بتن عبور دهنده نور می توان برای روکش دیوار ها در طراحی داخلی استفاده کرد به صورتی که از پشت نور پردازی شده باشند و می توان از نور های رنگی متنوع برای ایجاد حس فضایی مورد نظر استفاده کرد.
▪ کاربرد در هنر: بتن ترانسپارانت برای مدتها به عنوان یک آرزو برای معماران و طراحان مطرح بود و با تولید لایتراکان این آرزو به تحقق پیوست. کنتراست موجود در پشت متریال تجربه شگفت آوری را برای مدت طولانی در ذهن بیننده ایجاد می کند. در واقع با نوعی برخورد سورئالیستی محتوای درون در ارتباط با محیط پیرامون قرار می گیرد و به این ترتیب بسیاری از هنرمندان تمایل به استفاده از این متریال در کارهای خود دارند. به طور کلی با پیشرفت های تکنولوژیکی و ارائه خلاقیت طراحان و مجسمه سازان با ابزار های مختلف، پتانسیل و قابلیت بتن توسط هنرمندان گوناگون در تمام جهان مورد استفاده قرار گرفته است.
● بلوکها
▪ مسلح کردن بلوک بتنی عبور دهنده نور: در صورت نیاز به مسلح کردن این بتن شیار هایی در داخل آن تعبیه می شوند. در حین ساختن دیوارها میلگرد ها بصورت عمودی یا افقی در این شیار ها قرار می گیرند و فیبر های اپتیکی بخاطر خاصیت انعطاف پذیری خود در اطراف میلگردها جمع می شوند و به این ترتیب میلگرد ها دیده نمی شوند. از این روش بصورت موفقیت آمیزی در چند پروژه و طراحی نمایشگاه استفاده شده است.
▪ رنگها و بافت ها: با توجه به رنگ خاکستری متداول بتن معمولی، لایتراکان دارای رنگهای متنوعی است و بافت سطوح بیرونی آن نیز می تواند متنوع باشد، به گونه ای که بلوکهای متنوع در کنار هم قرار گیرند و یک ساختار واحد را به وجود آورند.
▪ توزیع فیبرها: اندازه و ترتیب فیبر ها در هر بلوکی می تواند متفاوت باشد و این ترتیب قرار گیری می تواند کاملا منظم یا کاملا ارگانیک مانند مقطع چوب باشد.
● لامپ لایترا کیوب Litracub Lamp
یکی از محصولات موفق لایتراکان در زمینه طراحی، لامپ لایترا کیوب است که در آن بلوکها با قرار گیری روی هم مکعبی را تشکیل می دهند که منبع نور در داخل آن قرار دارد و نور با عبور از بتن به بیرون ساطع می شود.
به این ترتیب این ماده جدید می تواند در عرصه های مختلف طراحی و همچنین در ایجاد فضاهای پویا و انعطاف پذیر داخلی بسیار مورد استفاده قرار گیرد.

بتن سبک و مواد موجود در آن

سیمان , بتن سبک و مواد موجود در آن

مقدمه
مردم كشور ما از سال 1312 با احداث كارخانه سيمان ري با مصرف سيمان آشنا شدند و با پيشرفت صنايع كشور ، امروزه در حدود 26 الي 30 ميليون تن سيمان در سال توليد مي گردد . با آگاهي مهندسان از نحوه استفاده سيمان در كارهاي عمراني ، اين ماده جايگاه خودش را در كشورمان پيدا كرد
يكي از روشهاي ساختمان سازي كه امروزه در جهان به سرعت توسعه مي يابد ساختمانهاي بتني است . بعد از انقلاب اسلامي به علت كمبود تير آهن در نتيجه تحريمها و نيز گسترش ساخت و سازهاي عمراني در كشور ، كاربرد بتن بسيار رشد نمود . علاوه بر اين موضوع ساختمانهاي بتني نسبت به ساختمانهاي فولادي داراي مزايايي از قبيل مقاومت بيشتر در مقابل آتش سوزي و عوامل جوي ( خورندگي ) آسان بودن امكان تهيه بتن به علت فراواني مواد متشكله بتن و عايق بودن در مقابل حرارت و صوت مي باشند كه توسعه روز افزون اين نوع ساختمانها را فراهم مي سازد .
يكي از معايب مهم ساختمانهاي بتني وزن بسيار زياد ساختمان مي باشد كه با ميزان تخريب ساختمان در اثر زلزله نسبت مستقيم دارد . اگر بتوانيم تيغه هاي جدا كننده و پانل ها را از بتن سبك بسازيم وزن ساختمان و در نتيجه آن تخريب ساختمان توسط زلزله مقدار زيادي كاهش مي يابد . ولي كم بودن مقاومت بتن سبك عامل مهمي در محدود نمودن دامنه كاربرد اين نوع بتن و بهره گيري از امتيازات آن بوده است . استفاده از ميكروسيليس در ساخت بتن سبك سبب شده است كه مقاومت بتن سبك بالا رود و اين محدوديت كاهش يابد . در اين تحقيق ضمن توضيحاتي در مورد بتن و تاثير آب بر روي مقاومت بتن ، بيشتر در باره بتن سبك و روشهاي افزايش مقاومت آن با استفاده از ميكروسيلس ، خواص مكانيكي و همچنين موارد كاربرد آن بحث مي شود
1- سيمان
سيمان توليد شده در كشور ما با سيمان توليد شده در كشورهاي صنعتي متفاوت است كه لازم است تفاوت آن تا حد ممكن بررسي شود
طبقه بندي سيمان ها شناسايي شود
عدم تنوع در كيفيت سيمان نشانه ضعفهايي از سيستم ساخت و ساز مي باشد،
عدم استفاده از سيمان با كيفيت بالا از عوامل اوليه عمر كوتاه ساختمان در بحث مصالح مي باشد
2- شن و ماسه
معيارها و آئين نامه هاي توليد كلان شن و ماسه بررسي شود
توليد كلان شن و ماسه در كشور ما از نظر معيار و رعايت آئين نامه هاي توليد بررسي شود
معايب شن و ماسه توليدي در كشور در حد كلان بدلائل زير آنرا در درجه دوم و يا سوم كيفيت قرار مي دهد
الف : وجود گرد و غبار
ب : عدم شستشو
ج : دانه بندي نا صحيح
د : استفاده از شن و ماسه رودخانه اي بجاي شن و ماسه شكسته
استفاده از شن و ماسه درجه 2 و يا 3 از عوامل ثانوي عمر كوتاه ساختمان در بحث مصالح مي باشد
افزايش مقاومت بتن مد نظر تمام دست اندركاران صنعت توليد بتن مي باشد
ساختار بتن
بتن داراي چهار ركن اصلي مي باشد كه به صورت مناسبي مخلوط شده اند ، اين چهار ركن عبارتند از
الف : شن
ب : ماسه
ج : سيمان
د : آب
در برخي شرايط براي رسيدن به هدفي خاص مواد مضاف به آن اضافه مي شود كه جزﺀ اركان اصلي بتن به شمار نمي آيد
توده اصلي بتن مصالح سنگي درشت و ريز ( شن و ماسه ) مي باشد
فعل و انفعال شيميايي بين سيمان و آب موجب مي شود شيرابه اي بوجود آيد و اطراف مصالح سنگي را بپوشاند و مصالح سنگي را بصورت يكپارچه بهم بچسباند
استفاده از آب براي ايجاد واكنش شيميايي است
براي ايجاد كار پذيري لازم بتن مقداري آب اضافي استفاده مي شود تا بتن با پر كردن كامل زواياي قالب بتواند دور كليه ميلگرد هاي مسلح كننده را بگيرد
جايگاه استفاده آب در بتن به لحاظ انجام عمل هيدراتاسيون داراي حساسيت بسيار زيادي است
ويژگيهاي آب مصرفي بتن
آب هاي مناسب براي ساختن بتن
1- آب باران
2- آب چاه
3- آب بركه
4- آب رودخانه در صورتي كه به پسابهاي شيميايي كارخانجات آلوده نباشد و غيره
بطور كلي آبي كه براي نوشيدن مناسب باشد براي بتن نيز مناسب است باستثناﺀ مواردي كه متعاقبا توضيح داده خواهد شد: آبهاي نا مناسب براي ساختن بتن
آبهاي داراي كلر موجب زنگ زدگي آرماتور مي شود
آبها يي كه بيش از حد به روغن و چربي آلوده مي باشند
وجود باقيمانده نباتات در آب
آب گل آلود موجب پايين آوردن مقاومت بتن مي شود
آب باتلاقها و مردابها
آبهاي داراي رنگ تيره و بدبو
آبهاي گازدار مانند کربن دی اکسید
8-آبهاي داراي گچ و سولفات و يا كلريد موجب اثر گذاري نا مطلوب روي بتن مي شوند
نكته : 1- آبي كه مثلا شكر در آن حل شده است براي نوشيدن مناسب است ولي براي ساخت بتن مناسب نيست .
نكته : 2- مزه بو و يا منبع تهيه آب نبايد به تنهايي دليل رد استفاده از آب باشد
نكته : 3- ناخالصيهاي موجود در آب چنانچه از حد معين بيشتر گردد ممكن است بشدت روي زمان گرفتن بتن ، مقاومت بتن ، پايداري حجمي آن ، اثر بگذارد و موجب زنگ زدگي فولاد شود
نكته : 4- استفاده از آب مغناطيسي بعنوان يكي از چهار ركن اصلي مخلوط بتن مي تواند بعنوان تاثيرگذار بر روي يارامترهاي مقاومت بتن انتخاب گردد
تمايز بتن از نظر چگالي :
الف : بتن معمولي : چگالي بتن معمولي در دامنه باريك 2200 تا 2600 kg/m3 قرار دارد زيرا اكثر سنگها در وزن مخصوص تفاوت اندكي دارند ( ادامه اين مبحث از بحث ما خارج است )
ب : بتن سنگين : از اين بتنها در ساختمان محافظهاي بيولوژيكي بيشتر استفاده مي شود مانند ساختار ، آكتورهاي هسته اي و پناهگاههاي ضد هسته اي كه مورد بحث ما نمي باشد كه چگالي آن معمولا بيشتر از 2200 تا 2600 كيلوگرم بر متر مكعب مي باشد
ج : بتن سبك : مصرف بتن سبك اصولا تابعي از ملاحظات اقتصادي است ضمن اينكه استفاده از اين بتن بعنوان مصالح ساختماني داراي اهميت بسيار زيادي است اين بتن داراي چگالي كمتر از 2200 تا 2600 كيلوگرم در متر مكعب مي باشد . بدليل اينكه داراي چگالي كمتر از بتن سنگين است داراي امتياز قابل توجهي از نظر ايجاد بار وارده بر سازه مي باشد چگالي بتن سبك تقريبا بين 300 و 1850 كيلوگرم بر متر مكعب مي باشد يكي از امتيازات مهم امكان استفاده از مقاطع كوچكتر و كاهش مربوطه در اندازه پي ها مي باشد ضمن اينكه قالبها فشار كمتري را از حالت بتن معمولي تحمل مي كنند و همچنين در كاهش جابجايي كل وزن مصالح بدليل افزايش توليد جايگاه ويژه اي دارد
روش هاي كلي توليد بتن سبك :
روش اول : از مصالح متخلخل سبك با وزن مخصوص ظاهري كم بجاي سنگدانه معمولي كه تقريبا داراي چگالي 6/2 مي باشد استفاده مي كنند
روش دوم : بتن سبك توليد شده در اين روش بر اساس ايجاد منافذ متعدد در داخل بتن يا ملات مي باشد كه اين منافذ بايد به وضوح از منافذ بسيار ريز بتن با حباب هوا متمايز باشد كه بنام بتن اسفنجي ، بتن منفذ دار و يا بتن گازي يا بتن هوادار مي شناسند
روش سوم : در اين روش توليد ، سنگدانه ها ي ريز از مخلوط بتن حذف مي شوند . بطوريكه منافذ متعددي بين ذرات بوجود مي آيد و عموما از سنگدانه هاي درشت با وزن معمولي استفاده مي شود . اين نوع بتن را بتن بدون سنگدانه ريز مي نامند
نكته : كاهش در وزن مخصوص در هر حالت به واسطه و جود منافذ يا در مصالح يا در ملات و يا در فضاي بين ذرات درشت موجب كاهش مقاومت بتن مي شود
طبقه بندي بتن هاي سبك بر حسب نوع كاربرد آنها :
بتن سبك بار بر ساختمان
بتن مصرفي در ديوارهاي غير بار بر
بتن عايق حرارتي
نكته 1- طبقه بندي بتن سبك بار بر طبق حداقل مقاومت فشاري انجام مي گيرد
مثال : طبق استاندارد 77 – 330 ASTM C در بتن سبك ---- مقاومت فشاري بر مبناي نمونه هاي استوانه اي استاندارد از شده پس از 28 روز نبايد كمتر از Mpa 17 باشد . و وزن مخصوص آن نبايد از 1850 كيلوگرم بر متر مكعب تجاوز نمايد كه معمولا بين 1400 او 1800 كيلوگرم بر متر مكعب است .
نكته : 2- بتن مخصوص عايق كاري معمولا داراي وزن مخصوص كمتر از 800 كيلوگرم بر متر مكعب و مقاومت بين 7/0 و Mpa 7 مي باشد
انواع سبك دانه هايي كه به عنوان مصالح در ساختار بتن سبك استفاده مي شود :
الف - سبك دانه هاي طبيعي : مانند دياتومه ها ، سنگ پا ، پوكه سنگ ، خاكستر ، توف كه بجز دياتومه ها بقيه آنها منشاﺀ آتشفشاني دارند
نكته :1- اين نوع سبك دانه ها معمولا بدليل اينكه فقط در بعضي از جاها يافت مي شوند به ميزان زياد مصرف نمي شوند ، معمولا از ايتاليا و آلمان اينگونه مصالح صادر مي شود
نكته : 2- از انواعي پوكه معدني سنگي كه ساختمان داخلي آن ضعيف نباشد بتن رضايت بخشي با وزن مخصوص 700 تا 1400 كيلو گرم بر متر مكعب توليد مي شود كه خاصيت عايق بودن آن خوب مي باشد اما جذب آب و جمع شدگي آن زياد است . سنگ پا نيز داراي خاصيت مشابه است
ب - سبك دانه هاي مصنوعي : اين سبك دانه ها به چهار گروه تقسيم مي شوند
گروه اول : كه با حرارت دادن و منبسط شدن خاك رس ، سنگ رسي ، سنگ لوح ، سنگ رسي دياتومه اي ، پرليت ، اسيدين، ورميكوليت بدست مي آيند
گروه دوم : از سرد نمودن و منبسط شدن دوباره كوره آهن گدازي به طريقي مخصوص بدست مي آيد
گروه سوم : جوشهاي صنعتي ( سبكدانه هاي كلينكري) مي باشند
گروه چهارم : مخلوطي از خاك رس با زباله خانگي و لجن فاضلاب پردازش شده را مي توان به صورت گندوله در آورد تا با پختن در كوره تبديل به سبك دانه شود ولي اين روش هنوز به صورت توليد منظم در نيامده است
الزامات سبكدانه ها بتن سازه اي :
الزامات سبكدانه ها در آيين نامه هاي ASTM C330-89 ( مشخصات سبكدانه ها براي بتن سازه اي در آمريكا ) و BS 3797:1990 ( مشخصات سبكدانه ها براي قطعات بنايي و بتن سازه اي در بريتانيا ) داده شده اند . در استاندارد بريتانيايي مشخصات واحدهاي بنايي نيز مورد بحث قرار گرفته است . اين آيين نامه ها محدوديتهايي براي افت حرارتي ( 5% درASTM و4% در BS)و همچنين در BS براي مقدار سولفات 1 % 3 so (به صورت جرمي ) را مشخص نموده اند . برخي الزامات دانه بندي اين آيين نامه ها در جداول 2 ، 3 و 4 نشان داده شده اند
ذكر اين نكات براي فهم بهتر اين جداول مفيد است :
آيين نامه BS 1047:7983 1- مشخصات دوباره در هواي سرد شده ، كه منبسط نشده است را در بر مي گيرد
2- سبكدانه هاي به كار رفته در بتن سازه اي ، صرفنظر از منشأ آنها توليداتي مصنوعي مي باشند و در نتيجه معمولا يكنواخت تر از سبكدانه طبيعي مي باشند . بنابراين سبكدانه را ميتوان براي توليد بتن سازه اي با كيفيت ثابت مورد استفاده قرار داد.
نكته : سبكدانه ها داراي خصوصيت ويژه اي هستند كه سنگدانه هاي معمولي فاقد آن مي باشند و در رابطه با انتخاب نسبتهاي مخلوط و خواص مربوط به بتن حاصل داراي اهميت ويژه اي مي باشند .اين ويژگي عبارتست از توانايي سبكدانه ها در جذب مقادير زياد آب و همچنين امكان نفوذ مقداري از خمير تازه سيمان به درون منافذ باز ( سطحي ) ذرات سبكدانه (مخصوصا ذرات درشت تر ) در نتيجه اين جذب آب توسط سبكدانه ، وزن مخصوص آنها زيادتر از وزن مخصوص ذراتي مي شود كه در گرمچال خشك شده اند
روشهاي افزايش مقاومت بتن سبك :
كم بودن مقاومت بتن سبك عامل مهمي در محدود نمودن دامنه كاربرد اين نوع بتن و بهره گيري از امتيازات آن بوده است براي بدست آوردن بتن سبك با مقاومت زياد روشهاي زيادي مورد توجه قرار گرفته است
نكته : عامل موثر و مشترك در كليه اين پژوهشها مصرف ميكروسيليس در بتن مي باشد . در اينجا اجمالا به چند روش اشاره مي گردد :
تحقيقات مشترك V.Novokshchenov و W.Whitcomb 1- جهت افزايش مقاومت بتن سبك و بهبود ديگر خواص آن با استفاده از سبكدانه هاي سيليسي منبسط شده ، به اعتقاد آنان مقاومت بتن سبك تابعي از مقاومت سبكدانه ها و ملات است كه اين رابطه به صورت ذيل ارائه گرديد
fc = fm (vm)+fa (1-vm)
fc = مقاومت بتن fa = مقاومت سبكدانه
fm = مقاومت ملات vm = حجم نسبي ملات
بدين ترتيب مشاهده مي شود كه مي توان با افزايش مقاومت سبكدانه و مقاومت و حجم ملات مقاومت بتن سبك را افزايش داد

منبع: engineers - younger  .   blogfa

نگاهی به مبحث درز ها در كف سازی

نگاهی به مبحث « درز ها » در كف سازی

 

- پیش گفتار

عملكرد پوشش های بتنی تا حد زیادی به عملكرد رضایت بخش درزهای آنها بستگی دارد. طراحی محل درزها كه در واقع همراه با پیش بینی محل ترك خوردگی می باشد، نه تنها یك دانش كاربردی بلكه هنر ظریفی می باشد. دال های بتنی در معرض تغییر مكان های دائمی مختلف، از جمله تغییر مكان‌های ناشی از خشك شدن، انقباض و خزش می باشند. چنانچه در دال‌ها درزها به درستی تعبیه و طراحی نشوند نیروهای كششی ناشی از انقباض بتن باعث ترك خوردگی خواهد شد. مبحث ترك خوردگی در دال‌ها آنچنان مهم است كه بعضی از معماران و مشتریان ترك های انقباضی را نشانة گسیختگی دال می پندارند. بتن نیز مانند سایر مصالج با تغییر حرارت و رطوبت انبساط و انقباض می یابد. این تغییرات حجمی می توانند باعث ایجاد ترك خوردگی شوند. پیش بینی محل ترك و تعبیة درز در آن نقطه، از تمركز تنش و ترك خوردگی جلوگیری خواهد نمود. این درزها در واقع نیروهای به وجود آمده ناشی از تغییرات حرارتی و رطوبتی را باز توزیع و محو می نمایند. عدم وجود و یا كم تعداد بودن درزهای كنترلی باعث ایجاد ترك های نامرئی و البته مخرب می گردد.

اگر قرار باشد این درزها كاركرد ویژة خود را حفظ نمایند باید به درستی محل یابی و اجرا شوند. چنانچه اجزای یك مخلوط بتنی به درستی و به نحو یكنواختی با هم مخلوط شوند، حجم آن پس از اختلاط دارای بیشترین مقدار است. پس از این مرحله و همراه با تبخیر آب به علت حرارت محیط و نیز به سطح آمدن آب شركت نكرده در واكنش، به علت پدیده مویینگی، كاهش حجم بتن آغاز می شود. این كاهش حجم برای رسیدن بتن از حالت اشباع به حالت خشك تقریباً معادل 66/0 به ازای هر 100 فوت می باشد. باید توجه داشت اغلب خود پدیدة انقباض علت اصلی ترك خوردگی نمی باشد بلكه علت اصلی آن، قیود انقباضی و شرایط مقید بودن بتن می باشد. وجود اختلاف ارتفاع در سطح بتن ریزی، جنس سطح بتن ریزی و وجود دیوار و یا دیگر موانع سازه‌ای همگی از عواملی هستند كه در تعریف میزان مقید سازی سطح دخالت دارند. به طور كلی هر قیدی كه باعث ایجاد تمركز تنش در حین انقباض بتن شود، محركی برای ایجاد ترك می باشد مگر آنكه با تعبیة درزهای مناسب از وقوع ترك خوردگی جلوگیری نمود.

2- انقباض ناشی از خشك شدن

همان طور كه گفته شد، انقباض ناشی از خشك شدن یكی از عوامل مؤثر بر ترك خوردگی است. برای كاهش این انقباض می توان به موارد زیر توجه كرد:

·                 1- كاربرد نسبت آب به سیمان پایین تر

·               2- كاربرد حداقل ذرات ریزدانه در مقایسه با ذرات درشت تر. این مقدار حداقل برای دستیابی به  كاراریی مناسب و خصوصیات ماله خوری بتن تعیین می شود.

·                 3- انتخاب دانه های خوب دانه بندی شده و تمیز

·             4- كاربرد افزودنی های كاهندة آب به منظور كاهش نسبت آب به سیمان

·             5- كاربرد بتن با اسلامپ پایین

·                 6- تراكم مناسب بتن

·             7-     عمل آوری مناسب و پیوسته بتن بلافاصله پس از پرداخت سطح آن. این عمل ضمن آن كه حصول به مقاومت مورد نظر را تسریع می نماید، ترك های انقباضی را نیز كاهش می دهد.

3- انواع درزها

       3-1- درزهای انبساطی یا جداسازی

در واقع این درزها در یك محل مشخص تعبیه می شوند تا دال حین انبساط و یا حركت، به سازه های مجاورش صدمه نزند. هدف از كاربرد این درزها آن است كه امكان حركت آزادانه و مستقل قائم و افقی بین دال و سازه های مجاور بوجود آید. این سازه های مجاور می توانند دیوارها، ستون ها و پی ها و یا محل های بارگذاری باشند. حركت و درجة آزادی این المان های سازه ای نسبت به المان های مجاور برروی دال به علت متفاوت بودن شرایط تكیه گاهی متفاوت می باشد. لذا اگر دال به صورت صلب به ستون ها یا دیوارها متصل شود، ترك خوردگی محتمل خواهد بود. درزهای جداسازی ممكن است از نوع درزهای انبساطی باشند. به طور كلی این نوع درزها می توانند مربعی شكل یا دایروی نیز باشند. (مثلاً در اطراف ستون) مزیت شكل دایروی آن است كه در آن گوشه هایی كه محل تمركز تنش است، وجود ندارد. باید اذعان نمود كه امروزه طراحی های خوب و نگهداری مناسب درزهای ساخت و ساز (اجرایی)، نیاز به طراحی درزهای انبساطی را مگر در اطراف اجزاء ثابت ساختمان از بین برده است. حركت كف در طی زمان به تدریج درزهای انبساطی را می بندد و در نتیجه امر، ممكن است درزهای انقباضی مجاور باز شوند و درزگیرها و قفل و بست آنها دچار آسیب گردد.

عرض یك درز انبساطی به طور معمول 75/0 اینچ و یا بیشتر است. ابتدا در داخل درز به ارتفاع 75/0 تا 1 اینچ مصالح پركننده ریخته می شود و بقیه آن با مصالح درزگیر پر می شود. میلگردهای dowel به كار رفته در درزهای انبساطی باید از یك طرف با یك غلاف  (cap) مجهز شوند به نحوی كه در انتهای dowel فضای خالی ایجاد شود. این فضای خالی حركت dowel را حین انبساط دال جذب می‌نماید. ممكن است گاهی اوقات درزهای آزاد كنندة فشار (pressure relief joint) با درزهای انبساطی اشتباه شوند. این درزها كاركردی شبیه به درزهای انبساطی دارند و تنها فرق آنها این است كه آنها پس از ساخت اولیه كف و به منظور رها كردن فشار در مقابل سازه های دیگر و به منظور كاهش امكان بالقوه تخریب به وجود می آیند این درزها برای سازه های معمولی توصیه نمی شوند.

 

        3-2- درزهای ساخت و ساز (اجرایی)

این نوع درزها كه به درزهای سرد نیز معروفند(cold soint) برخلاف 2 نوع درز دیگر به منظور تسهیل حركت بتن و اجازة تغییر مكان آن ساخته نمی شوند بلكه معمولاً در پایان شیفت كاری یا روزكاری بالاجبار ساخته می شوند. البته نوع این درزها ممكن است بعدها به درزهای انقباضی یا درزهای طولی تبدیل شود.

 

3-3- درزهای كنترلی (انقباضی)

     تذكر: این درزها را "dummy joint" نیز می خوانند. این درزها محل ترك خوردگی ناشی از تغییر طول ابعاد دال بتنی را تنظیم می نماید به نحوی كه ترك ها به محل درزها منتقل می‌شوند. این درزها برای كنترل تركهایی است كه از تنش های كششی ـ خمشی به وجود آمده در بتن ناشی می‌شوند. این تنش ها خود ممكن است از عوامل مختلفی چون هیدراتاسیون سیمان، شرایط محیطی و بارهای عبوری استاتیكی و دینامیكی سرچشمه بگیرند. با توجه به آنكه تعداد این درزها زیاد است لذا اجرای آنها عملكرد بتن و كف پوش را به شدت تحت تأثیر قرار می دهد.

بند 2-2-5 در آیین‌نامه ACI 224.3R تصریح می كند كه مرسوم است درزهای انقباضی در امتداد ردیف ستون ها اجرا شوند ولی به درزهای اضافی نیز نیاز می باشد. طراحی درزهای كنترلی كه درزهای انقباضی نیز خوانده می شود در دال های پوششی و در مكان هایی نظیر پلاژها، پاسیوها، سواره روها و پیاده روها و پاركینگ ها نیازمند توجه به چند موضوع اساسی است. از جمله این موارد انقباض ناشی از خشك شدن در حین عمل آوری اولیه، curling ناشی از اختلاف انقباض در بالا و پایین دال و تغییر مكان های حرارتی دال می باشند. به طور كاملاً تقریبی می توان گفت، بتنی با اسلامپ حدود 8 سانتیمتر به ازای هر 100 فوت طولی به اندازة 6/0 اینچ  انقباض خواهد داشت. ویژگی درزهای كنترلی خوب طراحی شده آن است كه ترك ها را دقیقاً به محل درز منتقل كرده و نقطة دیگری برروی دال ترك نخواهد خورد.

به طور كلی ویژگی های یك درز كنترلی (انقباضی) مناسب عبارت است از:

·            1- درزی كه به دال اجازة‌ دهد آزادانه منقبض شود.

·            2- اختلاف تغییر مكان عمودی دو طرف درز را محدود نماید.

·           3- توانایی انتقال برش از میان درز را داشته باشد.

·          4- توانایی ساخته شدن مطابق نقشة طراحی شدة قبلی را داشته باشد.

·           5- هزینة آن به صرفه بوده و اجرای آن نیاز به مهارت بالای كارگری نداشته باشد.

·           6- اجازه دهد كه بتن ریزی به طور پیوسته انجام شود و زمان زیادی در حالت انتظار برای بتن ریزی پانل های نواری منفرد به هدر نرود.

4- نكات مربوط به طراحی درزهای انقباضی و فواصل درزها

1.      1- بنا بر توصیة ACI (انجمن بتن آمریكا) و ACPA (انجمن پوشش های بتنی آمریكا) حداكثر فواصل درزها بین 24 برابر تا 36 برابر ضخامت دال می باشد. ACI تصریح می كنند این عدد برای بتن های با اسلامپ بالا (چنانچه حداكثر اندازة‌ دانه ها كمتر از 20 میلیمتر (ً 4/3) باشد) 24 برابر بوده ولی با كاهش اسلامپ بتن می توان فواصل درزها را تا 36 برابر ضخامت دال افزایش داد.

2.      حداكثر فواصل درزها به عدد 15 فوت محدود می شوند.

3.      پانل های تشكیل دهندة درزها باید حتی الامكان مربعی بوده و حداكثر نسبت طول به عرض آنها بنابر توصیة ACPA از 25/1 و بنابر توصیة ACI از 5/1 برابر، تجاوز نكند.

4.      بهتر است زاویة تقاطع درزها ْ90 باشد. باید از طراحی درزها با زاویة تقاطع كمتر از ْ60 جداً پرهیز نمود.

5.      عمق برش های زده شده در دا برای ایجاد درزهای انقباضی در جهت عرضی باید 4/1 ضخامت دال و در جهت طولی 3/1 ضخامت دال باشد. این عمق نباید كمتر از یك اینچ باشد.

6.      درزهای كم عرض‌تر اما با تعداد بیشتر نسبت به درزهای عریض‌تر اما با تعداد كمتر برتری دارند.

7.      در مورد پیاده روها فواصل این درزها معمولاً بین 5 تا 6 فوت می باشد. در مورد سواره روها، پاسیوها، پاركینگ ها به 15 فوت افزایش می یابد.

8.      زمانی كه از بتن مسلح در كف های پوششی استفاده می شود. لازم است فقط نیمی از المان های تسلیح از محل درزها عبور نمایند. (این امر به ایجاد یك صفحة ضعیف در محل یاد شده و تبدیل آن به درز كمك می كند)

5- تعیین فواصل درزها بر مبنای توصیه fhwa (انجمن بزرگ راههای آمریكا)

        5-1- عوامل مؤثر بر تعیین درزها (مطابق نظر fhwa)

تعیین فواصل درزها به عوامل بسیاری بستگی دارد كه می توان به موارد زیر اشاره كرد.

·          هزینه های اولیه

·            نوع دال (مسلح یا غیرمسلح)

·             مكانیسم انتقال بار

·             شرایط محلی

هر طراحی باید موارد زیر را در نظر داشته باشد.

·           1- اثرات حركات طولی دال بر مادة درزگیر و عملكرد ابزار انتقال بار

·           2- حداكثر طولی از دال كه در آن ترك های انقباضی ایجاد نمی شود.

·           3- میزان ترك خوردگی كه در یك پوشش بتنی مسلح قابل تحمل است. میزان تغییر طول دال در وهلة ‌اول تابع فاصلة‌ بین درزها و تغیرات حرارتی است.

  5-2- طراحی فاصله درز مطابق توصیه fhwa

خواص انبساطی دانه های به كار رفته در بتن و اصطكاك بستر و دال بر تغییر طول دال مؤثرند تغیر طول دال را می توان با فرمول زیر تقریب زد.

 تغییر طول مورد نیاز (اینچ)
 ضریب اصطكاك بستر (56/0 برای بسترهای تثبیت شده و 8/0 برای بسترهای دانه ای)
 طول دال (اینچ)
 ضریب انبساط حرارتی (جدول 2)
 حداكثر نوسان حرارتی (معمولاً از كم كردن دمای بتن در زمان بتن ریزی از درجة حرارت متوسط روزانة محل در ماه ژانویه (دی‌ماه) بدست می آید.)
 ضریب انقباض بتن (جدول 1)
در پروژه های مرمت و بازسازی به علت حذف پدیدة انقباض این ضریب حذف می شود.

	جدول 1 ـ ضرایب انقباض بتن
	مقادیر ضریب انقباض
مقاومت غیرمستقیم (psi)	ضریب انقباض
(یا كمتر) 300 ,/tr>	0.0008
400	0.0006
500	0.00045
600	0.00030
700	0.00020

 

 

	جدول 2ـ ضرایب انبساط حرارتی
	(10-6/ ْF) ضرایب انبساط حرارتی برای سنگدانه
كوارتز	6.6
ماسه سنگ	6.5
شن	6
گرانیت	5.3
بازالت	4.8
سنگ آهك	3.8

 

اگرچه برای فواصل بین درزها مقدار حداكثر 15 فوت توصیه می شود ولی عوامل دیگری چون شرایط آب و هوایی و سختی بستر و ضخامت پوشش براین مقدار حداكثر فاصله كه فراتر از آن باعث ایجاد ترك خوردگی در بتن می شود، تأثیر دارند. رابطه ای منطقی بین نسبت طول دال (L) به شعاع سختی نسبی و ترك خوردگی وجود دارد. شعاع سختی نسبی كمیتی است كه توسط وسترگارد برای یافتن ارتباط بین سختی فونداسیون و سختی خمشی دال ارائه گردید:

(in) = شعاع سختی نسبی
E = مدول الاستیستة‌ بتن
h = ضخامت كف
= ضریب پوآسون كف پوش
k = ضریب عكس العمل خاك

با افزایش نسبت از 5 ترك های عرضی به شدت افزایش خواهد یافت لذا با محدود كردن به مقدار حداكثر فاصله درزها به دست می آید. این فاصله با افزایش ضخامت افزایش می یابد ولی با سخت تر شدن شرایط تكیه گاهی كاهش می یابد.

6- خواص ماده درزگیر

  6-1- توصیه ACI

مبحث 5-2-4-4 از ACI 302.1R در مورد درزگیری تصریح می كند كه درزگیری برای تأمین اهداف زیر انجام می شود:

·         1- مانع نفوذ آب به داخل بتن شود. این آب در فصول سرد یخ بسته و مشكلاتی پدید می آورد. همچنین باعث خوردگی فولاد می شود.

·           2- بهبود عملكرد درز

·           3- تسریع و تسهیل در تمیز كردن درز

ACI 302.1R توصیه می كنند كه درزها در كف پوش های صنعتی كه در معرض ترافیك چرخ های سنگین قرار دارند با مصالحی نظیر اپوكسی پر شوند. این مصالح باید تكیه گاه مناسبی برای درز بوده و در مقابل سایش مقاومت خوبی داشته باشند. لازم است مصالح پركننده دارای سختی حداقل shore A 50 داشته باشند و كشش طولی آنها حداقل 6% باشد. پركردن درزها بین 3 تا 6 ماه پس از ساخت درز انجام می شود. درزهای الاستیك پیش ساخته (performed elastic) در مواقعی به كار می روند كه درز در معرض ترافیك چرخ های سخت و كوچك قرار نداشته باشد.

6-2- شكل درز و خواص درزگیر بنا به توصیه FHWA

•         1- هدف از كاربرد درزگیر جلوگیری از نفوذ آب و مصالح غیرقابل تراكم به داخل درز می باشد. اگر چه نتوان ورود آب را به طور كامل از بین برد، لاكم لازم است مقدار آن به حداقل برسد. نفوذ آب باعث تخریب درز می گردد. مصالح غیرقابل تراكم نیز از نزدیك شدن لبة درزها در حین انبساط دال جلوگیری كرده و به تخریب درز می انجامد.

•2- خواص مادة درزگیر، تأثیر بسزائی بر عملكرد درز خواهد شد. مواد درزگیر درجة بالا نظیر سیلیكون و درزگیرهای فشاری پیش ساخته برای درزگیری همة انواع درزها توصیه می شوند. از آنجا كه این مصالح گرانتر هستند، طول عمر مفید بیشتری دارند.

•3- در مواردی كه از سیلیكون به عنوان درزگیر استفاده می شود. یك ضریب شكل 1:2 توصیه می شود. حداكثر ضریب شكل نباید از نسبت 1:1 تجاوز نماید. برای نتایج بهتر، عرض حداقل درزگیر باید ً4/1 تا 375/0 اینچ پایین تر از سطح پوشش نهایی باشد به نحوی كه سطح درز در معرض سایش ترافیك عبوری قرار نگیرد. لازم است در زیر ماده درزگیر و در كف درز از یك میلة تكیه گاهی استفاده شود تا ضریب شكل مناسب برای درزگیر حاصل گردد و در عین حال مادة درزگیر به كف درز نچسبد. این میله می تواند از جنس فوم پلی اورتان و دارای قطر تقریبی 25 درصد بزرگتر از عرض درز باشد.

•4- وقتی از درزگیرهای فشاری پیش ساخته استفاده می شود، درز را باید به نحوی طراحی نمود كه درزگیر همیشه دارای كرنشی معادل 20تا 50 درصد باشد. سطح این مادة درزگیر لازم است 125/0 اینچ تا 375/0 اینچ پایین تر از سطح روكش نهایی باشد تا از ترافیك عبوری در امان باشد.

7- طراحی عرض درز بر مبنای توصیه SPEC

7-1- طراحی درزهای حركتی در دال ها

•         1- ضریب جذب (تغییر طول) : میزان حركتی است كه مادة درزگیر الاستومریك بدون آسیب زدن به مادة پوش دهنده تحمل می كند و معمولاً بر حسب درصدی از عرض درز و یا یك كسر بیان می شود.

•         2- ضریب انبساط حرارتی خطی: مصالحی نظیر فولاد، شیشه و آجر و بتن دارای ضرایب انبساط حرارتی كوچك هستند در حالتی ضریب انبساط آلومینیوم حدود 2 برابر آنهاست. بعضی از مصالح مثل چوب و سنگ در جهات مختلف دارای ضرایب مختلفی هستند. تذكر: در موقع محاسبة انبساط باید تغییر حرارت خود جسم و نه محیط اطراف بررسی شود. به طور مثال ممكن است دمای محیط در كویت در تابستان cْ 50 گزارش شود درحالیكه مثلاً دمای بتن به cْ 75 رسیده باشد.

  7-2- محاسبه عرض ترك كل تغییر طول= L × B × Tr + كل تغییر طول= عرض ترك

	جدول 3- ضرایب انبساط حرارتی
مصالح	ضریب انبساط حرارتی
آجر رسی	5.0
بتن	11.7
فولاد سازه ای	12.1
شیشه	9.1
صفحات اكریلیك	90 - 70

8- انتقال بار از میان درز

8-1- قفل و بست دانه ها

قفل و بست دانه ها از اصطكاك برشی در وجوه نامنظم ترك شكل گرفته در محل برش زده شده تأمین می گردد. آب و هوا و سختی دانه ها بر بازدهی انتقال بار مؤثرند. با كاربرد دانه های سخت تر. بزرگ، با دوام و گوشه دار می توان این بازدهی را افزایش داد. بسترهای تثبیت شده نیز می تواند بازدهی انتقال بار افزایش دهند. با این حال با افزایش عرض ترك اعمال و بارهای دینامیكی قفل و بست دانه ها كاهش می یابد. لذا توصیه می شود كه حساب كردن روی قفل و بست دانه ها در مواردی صورت پذیرد كه ترافیك عبوری سبك باشد. برای استفاده از قفل و بست عرض ترك باید به 0.04 اینچ محدود شود، دانه های خرد شده و نیز دانه بندی درست بهتر می تواند بار را منتقل نماید. (ACI 302.1R)

 8-2- dowel bars

توصیه می شود قطر حداقل dowel bar ها ، D/3 باشد كه D ضخامت پوشش می باشد. با این حال، قطر dowel نباید كمتر از اینچ باشد. همچنین توصیه می شود كه dowelهای با طول َ18 در فواصل َ12 به كار روند. این dowel ها باید در نصف عمق دال قرار گیرند. عملكرد dowelها، تركیبی از عملكرد برشی و خمشی خواهد بود. Dowel ها باید موازی یكدیگر و موازی طول دال كار گذاشته شوند. برای آنكه dowelها  بتنواند، آزادانه حركت افقی داشته باشد، در حداقل یك طرف درز نباید به بتن بچسبد و لازم است در داخل غلاف (cap) قرار گیرد. تنها باید از dowel های مسطح استفاده نمود. برای جلوگیری از چسبیدن dowel می توان آنها را چرب نمود یا روكش كرد.     (ACI 302.1R) علت این مسأله را این گونه بیان می‌كند كه 2 دال بتوانند مستقل از هم حركت كنند و تنش های كمتری ایجاد شود. تنها یك پوشش روغنی نازك برای این منظور كافی است زیرا پوشش ضخیم تر باعث ایجاد حفرات در اطراف dowel می شود.

9- روشهای ساخت درزها

9-1- روشهای ساخت درزها

سه روش عمده برای ساخت درزها عبارتند از:

• 1- قرار دادن (control – joint products) در داخل بتن در حین زمان بتن ریزی
• 2- استفاده از شیارزن دستی در بتن تازه ریخته
•  3- برش بتن پس از گیرش ابتدایی

از مزایای كاربرد (C.j.P) در طی بتن ریزی آن است كه همزمان با انقباض بتن درزها به وجود آمده و به كار می‌افتد. از مشكلات استفاده از (C.j.P) اجرای آن است زیرا صاف نگه داشتن لبة آنها و قرارگیری مناسب آنها نیاز به مهارت ویژه ای دارد. از مزایای ایجاد درزها در بتن تازه ریخته شده، آن است كه به محض آنكه نیروهای انقباضی به وجود می آیند این درزها نیز به كار می افتند ولی اجرای آنها دشوار می باشد. كارگران باید دقت كافی به خرج دهند كه عمق شیار حداقل 25/0 ضخامت لایه باشد. اما اگر از روش برش بتن (كه گیرش اولیه یافته است) استفاده شود می توان در طرح درزبندی دقت مناسبی اعمال كرد و لایه را تا عمق مورد نظر برش داد. در این روش باید زمان برش را به دقت تنظیم نمود چون در صورت تأخیر ممكن است، ترك خوردگی هرچند نامرئی در بتن آغاز شود. بر مبنای توصیة ACI زمان برش زدن به 3 عامل بستگی دارد:

• 1- قبل از آنكه بتن سرد شود.
•  2- به محص آنكه سطح بتن به آن اندازه سفت شود كه تحت اثر پره ها آسیب نبیند.
• 3- قبل از آنكه ترك های تصادفی و انقباضی در بتن ظاهر شود.

        9-2- انواع روشهای برش

• 1- early entry cut dry cut بین 1 تا 4 ساعت پس از پرداخت سطح انجام می شود. عمق آنها از saw-cuting كمتر است ولی حداقل 1 اینچ می باشد.

2- Saw – cuting بین 4 تا 12 ساعت پس از پرداخت سطح بتن انجام می شود.

 9-3- نكات مربوط به برش زدن بتن

در مورد برش زدن دالهای بتنی توجه به نكات زیر الزامی است:

 •1- برش درزهای انقباضی و طولی شامل یك عملیات 2 مرحله ای است. در مرحلة اول در محل از پیش تعیین شده، ترك ایجاد خواهد شد. عمق آن باید كافی بوده و با پره ای به عرض 125/0 اینچ برش زده شود. برش مرحلة‌ دوم ضریب شكل مورد نیاز برای مادة درزگیر را تأمین می نماید. این مرحله را می توان هر زمانی قبل از درزگیری انجام داد. توصیه می شود در فواصل زمانی منظم قطر پره اندازه گیری شود.

 •2- تعیین زمان انجام برش اولیه چه در مورد درزهای عرضی و چه درزهای طولی در جلوگیری از وقوع ترك های انقباضی غیرقابل كنترل بسیار تعیین كننده است. زمان آغاز عملیات زمانی است كه از یك طرف بتن به اندازه كافی سخت شده باشد كه بتواند وزن ابزار برش را تحمل نماید و هم اینكه از Ravelling در طی عملیات برش جلوگیری نماید.

 •3-  تمام درزها را باید در طی 12 ساعت پس از بتن ریزی برش داد. برش بتن ساخته شده برروی بستر قدیمی باید زودتر انجام شود. این مسأله در شرایط هوای گرم بحرانی تر می باشد. عملیات برش پس از آغاز باید به صورت پیوسته ادامه یابد و تنها در صورت آغاز Ravelling متوقف شود.      

 •4- برای درزهای انقباضی عرضی، برش اولیه D/3 توصیه می شود (به خصوص اگر ضخامت دال بیشتر از ً10 باشد). تحت هیچ شرایطی نباید عمق كف كمتر از D/4 باشد. درزهای انقباضی عرضی باید در مرحله اولیه به طور متوالی برش داده شوند. ابعاد درزها به جنس و خواص مصالح درزگیر و تغییر طول بتن ستگی دارد.

 •5- برای درزهای طولی، یك برش اولیه حداقل به عمق D/3 لازم است. حداكثر عمق برش باید مقداری باشد كه به آرماتورها و میل مهارها صدمه ای نرسد. لازم است برش نهایی حداقل عرض 375/0 اینچ و عمق یك اینچ داشته باشد.

 •6- درسالهای اخیر از اره های موتور الكتریكی یا بنزینی مجهز به قطعات سایندة نشكن و یا تیغه های مته الماسی برای برش استفاده شده است. تیغه مته الماسی سطح را چنان به سرعت برش می دهد كه مانع از آسیب دیدن و ترك خوردن آن توسط عمل برش می شود.

 • 7- پرة شیاز زن معمولاً V شكل بوده و از جنس فلز به طول ً6 و عرض ً3 تا ً4 ساخته می شوند. شكل V شكل آنها به این خاطر است كه از پوسته شدن بتن در محل فشار پره و سوراخ كردن جلوگیری شود.

 • 8- به منظور مؤثر كردن عملكرد درزهای انقباضی توصیه می شود كه عمق آنها حداقل 75/0 اینچ و در حالت ایده‌آل یك اینچ باشد.

 •9- درزهای ساخت شده با روش برش زدن باید یكنواخت بوده و لبه های آن صاف و تیز باشد.

 •10- در این روش برای خنك كردن پره ها لازم است از جریان مداوم آب به اندازة تقریبی 5/2 گالون در دقیقه استفاده شود.

  •11- چنانچه در دال بتنی از شبكه سیمی استفاده شده باشد باید آنها را در مكان های درزهای انقباضی قطع كرد. البته این شبكه مانع از ترك خوردگی نمی شود ولی ترك ها را به هم نزدیك می سازد.

بتن سبک هوادار

بتن سبک هوادار

بتن سبك تا كنون ( در ایران ) بصـورت سنتی و با استفاده از دانه های سبك وزن مانند پوكه های معـدنی ،‌پوكه صنـعتی وبتن سبك گازی تولید شده است و هر كدام از نظر جذب رطوبت ، تخریب طبیعت و ... معایبی دارند. ولی در حال حاضر در دنیا نوعی بتن سبك با تزریق حباب هوا به مخلوط ماسه و سیـمان تولید مـی شود كه علاوه برهر چه سبكتر شدن بتن ، ساز گاری كامل با طبیعت و محیط زیست را دارا می باشد.
امروزه در دنیای صنعت ساختـمان با وجـود بتن سبك دارای تــحولاتی شـده كه متاسـفانه در كشـور ما به چشـم نمی خورد.

بتن سبک هوادار

بتن سبك تا كنون ( در ایران ) بصـورت سنتی و با استفاده از دانه های سبك وزن مانند پوكه های معـدنی ،‌پوكه صنـعتی وبتن سبك گازی تولید شده است و هر كدام از نظر جذب رطوبت ، تخریب طبیعت و ... معایبی دارند. ولی در حال حاضر در دنیا نوعی بتن سبك با تزریق حباب هوا به مخلوط ماسه و سیـمان تولید مـی شود كه علاوه برهر چه سبكتر شدن بتن ، ساز گاری كامل با طبیعت و محیط زیست را دارا می باشد. امروزه در دنیای صنعت ساختـمان با وجـود بتن سبك دارای تــحولاتی شـده كه متاسـفانه در كشـور ما به چشـم نمی خورد.


استفاده از بتن سبك در ساختمان از دو جهت حائز اهمیت است :
اولاً‌: سبك كردن وزن ساختمان

ثانیا: صرفه جویی در مصرف انرژی كه به لحاظ اقتصادی نیز جایگاه خاصی دارد.

از بتن سبك ( فوم سٍم) جـهت مصـارف مختلف در ساختـمان می توان استـفاده كرد چرا كه می توان از آن به لحـاظ خواص فیزیكی منحصر بفردش بتنی عایق ، با كیفیت و همچنین با مقــاومت لازم ارائه كرد . این بتن از تركیب سیمان ، ماسه ، آب و فــوم با درصـد های مختلـف ( بسـته به نیاز) تشــكیل می شـود كه با یـك سری دستگا ه های مخصوص آماده می گردد و می توان از آن بصورت در جا و یا در قالبهای مختلف استفاده نمود . از این نوع بتن می توان ، بتنی با وزن مخصوص 300 الی 1600 كیلو گرم برمتر مكعب ساخت . ( بتن معمولی حدود 2400 كیلو گرم بر متر مكعب می باشد) ضمناً‌هر گونه نازك كاری براحتی روی آن قابل اجراست و چسبندگی بسیار خوبی با سیمان و گچ دارد.



خصوصیات بتن سبك :
صرفه جویی اقتصادی : استفاده از بتن سبك ( فوم سٍم ) مخارج ساختمـان را به میزان قابل توجـه ای كاهش می دهد كه می توان از دو جهت بررسی نمود:

‌كاهش بار مرده ساختمان : این عامل باعث كاهش هزینه اسكلت و همچنین فنداسیون می گردد . نكته : كاهش بار مرده ساختمان ، خسارت كمتری در زمان زلزله در پی خواهد داشت.

صرفه جویی در مصرف انرژی : با توجه به راحتی در عمل بریدن و سوراخ كردن این نوع بتن شاهد كاهش هزینه اجرا تاسیسات خواهیم بود و در زمان بهره برداری از ساختـمان نیز بعلت عایق بودن بدنه ساختمان ، كاهش هزینه قابل توجه ای در بر خواهد داشت .

عایق گرما ، سرماو صدا: بتن سبك ( فوم سٍم ) بعلت پائـین بودن وزن مخصوص و همـچنین متخلخل بودن آن یك عایـق مناسب برای گرما ، ســرما و صـدا می باشد و به همیـن علت باعث صرفه جـویی در استفاده از وسائل گرما زا وسـرما زا می گردد .( ضریب انتقال حرارت فوم سٍم بین 65./0 تا 5/. می باشد ولی بتن معمولی بین 3/1 تا 7/1 است)همچنین عایق صدابودن این نوع بتن باعث جلوگیری از ورود صداهای اضافی می گردد كه بعنوان یك فاكتور فاهی مورد توجه طراحان می باشد.

مقاوم در مقابل یخ زدگی : یكی ازخصوصیات این بتن عدم نفوذ پذیری آب( رطوبت) در آن می باشدكه خود باعث عدم یخ زدگی و فرسایش ناشی از آن می گردد و در نتیجه دارای طول عمر بیشتری برای مناطق سردسیر می باشد .

مقاوم در مقابل آتش : این نوع بتن ( فوم سٍم ) در مقابل آتش مقاومت فـوق العاده ای دارد ، بطوریكه یـك دیوار با ضخامت 8 سانتی متر با وزن مخصوص 600 تا 800 كیلو می تواند تا 1200 درجه سانتیگـراد را تحمل نماید و قاعد تاًدر وزن های كمتر غیرقابل احتراق می باشد .

سهولت در حمل ونقل قطعات پیش ساخته : قطعات پیش ساخته با بتن سبك نسبت به قطعات بتنی معمولی هزینه ی ترانسپورت كمتری دارد و همچنین نسبت آنهاآسانتر است . قابل برش بودن : این نوع بتن در وزنهای 600 الی 900 براحتی با اره بخاری بریده می شود كه كارهای بنایی و همچنین سیم كشی وتاسیسات بسیار سریع و راحت صورت می گیرد .



بتن سبک EPS
برای اولین‏بار در كشور و با بهره‏گیری دانش فنی كشور آلمان, بتن سبك EPS توسط تولیدكنندگان ایرانی ساخته شد. بتن EPS كه در سال 1349 برای اولین بار توسط مهندس شهربراز فرح مهر (پدر بتن ایران) وارد كشور شد, توسط این متخصص صنعت بتن طراحی و با استفاده از ماشین‏آلات داخلی ساخته شد. این محصول كه مخلوطی از سه ماده سیمان, ماسه و گرانول EPS است. در وزن‏های مختلفی اعم از 450 كیلو و 1500 كیلو در مترمكعب قابل ارایه برای ساختمان‏سازی است. گفته می‏شود؛ محصول فوق ضد حریق, ضد زلزله و با تبادل حرارتی بسیار عالی بوده و سبب تعدیل وزن تیرآهن و فونداسیون در ساختمان شده و توجیه اقتصادی بسیار بالایی خواهد شد. از دیگر مشخصات این محصول می‏توان به عایق صدا, سرعت عمل سه برابر آجر و سفال و عدم نیاز به خاك گچ و ملات ماسه و سیمان در نصب اشاره كرد. تولیدكنندگان این محصول معتقدند؛ تمامی جزئیات بتن سبك EPS در كشور فراهم شده و هیچ وابستگی به خارج در حال حاضر وجود ندارد. آنها همچنین, از تولید انبوه این محصول در آینده‏ای نه چندان دور و پس از به ثبت رسیدن آن به صورت روزانه خبر دادند. گفتنی است, ماشین‏آلات تولید این محصول نیز در صورت وجود امكانات مالی قابل تولید در كشور خواهد بود. لازم به ذكر است, استفاده از بتن EPS 30 تا 40 درصد هزینه‏های ساختمان را كاهش داده و از آنجایی كه عایق حرارتی بوده, بهینه‏سازی مصرف سوخت را نیز به همراه خواهد داشت. محصول فوق قابلیت نصب رنگ روغن, پلاستیك , كنیتكس, چسب موكت و كاشی را نیز داراست.



كاربرد بتن سبك ( فوم سِم ) در ساختمان :
شیب بندی پشت بام :بهترین مصالـح به لـحاظ سبـكی ، محكمی و همچنین اقتــصادی بـرای شیـب بندی بتن فوم سٍم می باشد و می توان آن را به صورت یكپارچه استفاده نمود .(بتن با وزن 300 الی 400كیلو ) ·


كف بندی طبقات : با توجه به خصوصیات فوم سٍم می توان بعد از اتمام كار تا سیسات ،تمامی كـف طبقات، محوطه و بالــكن ساختمان را با آن پوشانیدوعملیات بعدی را روی آن انجام داد.(بتن با وزن 300 الی 400 كیلو گرم) ·

بلوكهای غیر بار بر : با بــلوكهای تو پـر فــوم ســٍم می تــوان( بـا ابـعاد دلخـواه ) تــمام تیغـه بنـدیهـا،دیوار های جــدا كنــــنده ساختـمان رابـا استفاده از چسب بتن یـا ملات بتن انجام داد.بااستفاده از اینبلوكهاعلاوه برجلو گیری ازسنگین شدن ساختمان،عملیات حمل ونصب نیزبسیار سریع صورت می گیرد و دستمزد كمتری هزینه می شود . و پـس از اجـرای صحـیح دیــوار می توان مستقیـماً روی آن گچ یا دیگر پوششهای دلخواه را انجام داد.( وزن مخصوص 600 الی 800 كیلو ) ·

دیوار های جدا كننده یكپارچه : از این بتن می توان پنـلهای جدا كننـده مسلح ساخـت كه برای دیوار محوطه، نماهای ساختمـان ، دیـوار سوله و ...كاربرد دارد .همچنین بعلـت خصوصـیات عایـق بودن این بتــن می توان از آن برای دیوارهای سرد خانه ها ،گرم خانه ها( موتور خانه)سالنهای ضدصدا بصورت یكپارچه با قالب بندی عمری استفاده نمود.( وزن مخصوص 1200 كیلو )

كاربرد های دیگر بتن سبك ( فوم سِم ): عایق سازی لوله های حرارتی و برودتی · عایق سازی لوله های گاز و كابلهای برق · جایگزین بتن سبك هوادار بجای خاك در پشت دیوارهای حائل · پوشش سازهای زیر زمینی بجای خاك مانند كانال های زیر زمینی · استفاده در راه ، پل ، تونل ، فرودگاه ، سد سازی و ... · استفاده در ساخت فضاهای سبز · ساخت قطعات تزئینی ( مجسمه سازی ) · قابلیت استفاده ازبتن فوم سِم درساخت ساختمانهای پیش ساخت