سازه های بتنی

خرید این محصول

» :: سازه های بتنی

کلیات

واحد زمان ( ها قبل، انسان به سمت این کشف مهم و ارزنده نائل آمد و دریافت که وقتی مواد سیلیسی بسیار ریز حرف آهک مخلوط می شود، سیمان های دارای اقارب هیدرولیکی تولید می‌نماید. یک سنخ از این مواد، خاکستر آتشفشانی تحکیم یافته یا غلغله بود که در حوالی پوزولی ایتالیا پیدا شد. پشت از آن، واژه پوزولان به تمام سنخ ماده ای با خاصیت مشابه فوق صرف نظر از منشأ زمین شناسی آن، انتساب گردید.

ASTM-C618 پوزولان را به سمت این چهره تعریف می کند: «ماده سیلیسی یا سیلیسی آلومیناتی که به خودی خویش ارزش چسبندگی ندارد، اما به سمت شکل ذرات بسیار ریز و در حوالی رطوبت حرف درجات حرارت معمولی با هیدروکسید کلسیم واکنش شیمیایی داشته و ترکیباتی را به سمت وجود می آورد که خاصیت سیمانی و چسبندگی دارد.» بنابراین، پوزولان یک ماده طبیعی یا مصنوعی است که حاوی سیلیس پرکار است. لازم است که ماده پوزولانی به شکل پودر شده باشد، زیرا فقط در این چهره سیلیس می تواند باب حضور آب با آهک (که بر ایز هیدراتاسیون سیمان پرتلند ایجاد می گردد) سیلیکات های کلسیم پایدار را که دارای خواص چسبندگی اند، تشکیل دهند. ضمناً باب بررسی کلی پوزولون ها باید متذکر شد که سیلیس آنها باید بی شکل (آمورف) باشد، زیرا قابلیت ایجاد واکنش سیلیس متبلور بسیار کم است.

سیمان پرتلند پوزولانی به مخلوط های توأم آسیاب شده یا آمیخته شده سیمان پرتلند و مواد پوزولانی اطلاق می گردد. غالباً ماده‌ها پوزولانی از سیمان پرتلندی که جایگزین ثانیه می شوند ارزانترند.

ولی امتیاز اصلی آنها در هیدراتاسیون کند و بنابراین، روند توسعه تاب کم نهفته است. در ساختمان های انبوه بتنی این قضا اهمیت زیادی دارد و دقیقاً باب این نوع ساختمان هاست که غالباً سیمان پرتلند پوزولانی با جایگزینی بخشی از سیمان پرتلند حرف مواد پوزولانی مصرف می شود. همچنین سیمان های پرتلند پوزولانی باب برابر حمله سولفات ها و بعضی دیگر از عوامل بنیان‌کن ابرام خوبی از خود نشان می دهند. این امر به دلیل واکنش پوزولانی است که میزان کمتری آهک به سمت جا می گذارد تا به خارج راه یابد و نیز نفوذپذیری بتن را کاهش می دهد. لیکن مقاومت باب برابر یخ نواختن و آب شدن تا سنین بعدی که واکنش عمده پوزولانی تخلخل خمیر سیمان را کاهش داده است، نمی تواند ایجاد شود. باید به خاطر داشت که رد خوب و بد ماده‌ها پوزولانی بسیار متغیرند و بدین جهت توصیه می شود که هر جرم پوزولانی آزمایش نشده ای در ترکیب با سیمان و سنگدانه هایی که باب ساختمان واقعی استعمال خواهند شد، مورد آزمایش رسم گیرد. به علت کنش آرام پوزولان ها باید عمل آوردن پیوسته مرطوب و دمای عمل آوردن مناسب برای مدتی بیشتر از آنچه به طور معمول لازم است، فراهم شود.

طبقه بندی و مشخصات استاندارد برای پوزولان ها

پوزولان ها را از دید منشأ وجودی به سمت پوزولان های طبیعی و مصنوعی تقسیم می کنند. پوزولان های طبیعی شامل خاک های دیاتمه، چرت های اپالینی و شیل ها، توف ها و خاکستر آتشفشانی است. منبع‌ها اصلی پوزولان های مصنوعی عبارتند از کوره های استخراج فلزات تولیده کننده آهن خام، فولاد، مس، نیکل، سرب، سیلیس و آلیاژهای فروسیلیس، و نیروگاه هایی که از زغال سنگ به عنوان بنزین استفاده می کنند. امروزه این مواد مصنوعی که حرف قیمت کم عمدتاً قابل دسترس اند، به سمت عنوان جایگزین بخشی از سیمان پرتلند مصرفی در بتن مورد استفاده وسیعی قرار افسرده است. به سمت علاوه، بدیهی است که بیشتر این مصنوعات قادرند مقاومت نهایی و دوام بتن با سیمان پرتلند را بهبود بخشند.

یکی از اولین طبقه بندی ها برای پوزولان های طبیعی توسط میلنز پیشنهاد گردید. در این سیستم طبقه بندی، پوزولان های طبیعی بر اساس شش نوع فعالیت دسته بندی شدند. جدیدترین طبقه بندی که میانجیگری ماسازا پیشنهاد گردید، پوزولان های طبیعی را به سه دسته تقسیم می نماید. گروه اول، شامل صفت های پیروکلاستیک که مواد حرف منشأ آتشفشانی اند. توف های پوزولانی و ایوان از این دسته اسم می شوند. امت دوم، مواد تغییر یافته حرف درصد سیلیس زیاد است که طی یک جریان شامل ته نشین ساختن ماده‌ها با منشأهای متفاوت، شکل داده شده اند. گروه سوم، موادی با منشأ کلاستیک، حاوی رس‌ها و خاک های دیاتمه است.

ASTM-C618 طبقه بندی زیر را برای پوزولان ها ارائه می دهد:

- پوزولان ردهN: پوزولان های طبیعی خام یا کلسینه شده شامل خاک های دیاتمه، چرت های اپالین و شیل ها، توف ها و خاکسترهای آتشفشانی یا پومیسیت ها، بعضی شیل ها و رس های کلسینه شده.

- پوزولان ردهF: خاکستر بادی با منشأ زغال صفت قیری.

- پوزولان دسته C: خاکستر بادی، خاکستر لیگنیت با منشأ زغال سنگ قیری.

- پوزولان ردهS: هر نوع ماده‌ها دیگر شامل پومیسیت های ادا شده، بعضی دیاتمه ها، رس ها و شیل های کلسینه شده و آسیاب شده.

مشخصات مدل و روش های آزمایش برای انواع مختلف پوزولان ها توسط آیین نامه های مختلف بیان شده است. تمام کدهای استاندارد مشخصات فیزیکی و شیمیایی پوزولان ها را جانب تشخصی درخور یا نامناسب بودن آنها مورد بحث قرار می دهند. برپایه بررسی‌ها و تحقیقات انجام گرفته در زمینه مواد افزودنی مصنوعی این نتیجه بازده شده است که ترکیبات کانی شناسی و مختصات ذرات مواد، تعیین کننده خاصیت پوزولانی و سیمانی بودن یک پوزولان اند. اخیراً مذکور برخی از کدهای استاندارد در خصوص خاکستر بادی(PFA) گرد سیلیس، سرباره کوره آهنگدازی و پوزولان های طبیعی را نیز مناسبت بررسی رسم داده است.

برخی از کدهای مدل از جمله ASTM-C618,BS3892 ضوابط خاصی را برای خواص شیمیایی و فیزیکی خاکستر بادی(PFA) جهت مصرف در بتن ارائه داده اند. لیک برای خاک سیلیس (دود سیلیس) که یک ماده پوزولانی نسبتاً جدید است، تنها در آیین نامه کاناداییCSA² محدودیت هایی برای میزان SO₂، میزان SO₃ افت سرخ شدن، میزان ذرات باقی اسم روی الک45 میکرون، اندیس فعالیت پوزولانی مقدار آب لازم جهت استعمال در بتن بیان شده است.

بیشتر استانداردها از جملهASTM-C618 برای پوزولان های طبیعی یک حداقل70 درصد را برای مجموعسه اکسید اصلی شاملFe₂O₃,SiO₂ مقرر داشته است. همچنین یک حداکثر برابر حرف 10 درصد برای افت سرخ شدن و3 درصد برای درصد رطوبت تاخت محدودیت مفید برای خواص شیمیایی هستند که توسط استانداردها بیان شده اند. از دیدگاه اقارب فیزیکی نیز برای استعمال از پوزولان های طبیعی در بتن، بیشتر کدهای استاندارد محدودیت هایی باب مناسبت میزان ذرات مانده روی الک45 میکرون، اندیس فعالیت پوزولانی و میزان آب را توصیه کرده اند.

خواص بتن با ماده‌ها پوزولانی

بسیاری از اقارب بتن، حرف اثر استفاده از ماده‌ها پوزولانی بهبود می یابد. بعضی آثار ناشی از خواص فیزیکی ذرات حاوی ریزبودن و شکل ذرات، و بقیه ناشی از عملکرد و انفعال شیمیایی با سیمان است.

اقدام بتن تازه و درجه هیدراتاسیون سیمان پرتلند را می توان از اقارب فیزیکی دانست که به پیمانه ذرات پوزولان وابسته اند. مقاومت و نفوذپذیری بتن سخت شده، مقاومت در مقابل بروز ترک های حرارتی، واکنش قلیایی دانه ها و خرابی سولفاتی از خواص بسیار مهمی هستند که از عملکرد و انفعال شیمیایی پوزولان با سیمان ناشی می شوند. در این بهر بعضی از آثار مواد پوزولانی بر روی خواص بتن به طور خیلی کلی بیان می‌گردد و باب بهر های بعدی به سمت تفضیل آثار مهم چند ماده پوزولانی که باب انجام دادن تحقیقات مورد استفاده قرار افسرده اند، جدا تشریح خواهند شد.

الف) تأثیر پوزولان ها بر روی خواص بتن قید تماماً به صورت یک اثر پایدار کننده ظاهر می شود. این بدان معناست که افزودن ذرات خیلی ریز به سمت آمیخته بتن باعث کاهش اساسی در ابعاد لوله های مویینه در بتن، تمایل آمیخته به جدایی را کاهش داده و ویژگیها پرداخت پذیری بتن را بهبود می بخشد. کارآیی یکی دیگر از خواص بسیار مهم بتن تازه است و اساساً به میزان چسبندگی آمیخته بستگی دارد. بر حرف برابر گزارش‌های داده شده، افزودن پوزولان ها به آمیخته بتن با سیمان معمولی ازاصل چسبندگی آمیخته را افزایش می دهد، به جز بعضی از انواع خاکستر بادی(PFA) حرف درصد کربن کم که کارآیی بتن را افزایش می دهد. افزون نمودن دوده سیلیس به بتن سبب افزایش چسبندگی و پایداری مخلوط می گردد. به علاوه آب انداختن و جدایی آمیخته به میزان زیادی کاهش می یابد. افزایش چسبندگی مخلوط بدین معناست که جهت رسیدن به کارآیی معمول در بتن های با دوده سیلیس اسلامپ بالاتری بایست است. با افزودن مقادیر خیلی کم دوده سیلیس به بتن معمولی، به ماء بیشتر حرف استفاده از مواد مضاف کاهش دهنده آب به منظور تثبیت کارآیی نیازی نیست ولی با افزودن مقادیر بیشتر، معمولاً آب بیشتری جهت تأمین اسلامپ معین مورد نیاز است.

اعلام های منتشر شده باب خصوص اثر پروزولان های طبیعی حرف روی کارآیی ملات ها و بتن ها بسیار اندک است. بررسی های مختلف آرم داده است که آمیخته های با سیمان پرتلند و پوزولان های طبیعی نسبت به بتن های حرف سیمان پرتلند معمولی هت حصول کارآیی ثابت، ماء بیشتری را طلب می کند و مقدار ماء بایست با افزایش میزان پوزولان جایگزین شده به جای سیمان به دلیل ریزی بیشتر دانه ها و روی مخصوص زیادتر بیشتر خواهد شد. زمان گیرش اولیه و نهایی بتن های حرف سیمان پرتلند و پوزولانی به مقدار پوزولان جایگزین شده به سمت جای سیمان و ریزی و درجه فعال بودن پوزولان بستگی دارد.

ب) حرارت هیدراتاسیون مخلوط های حاوی سیمان پرتلند تماماً بیشتر از مخلوط های دارای سیمان پرتلند به سمت اضافه پوزولان است. اولین اعلام ها از کاهش حرارت هیدراتاسیون توسط دیویس ارائه گردید و پس از آن محققان بسیار این یافته را مورد تأیید رسم دادند. کاهش حرارت هیدراتاسیون به کند شدن هیدراتاسیون تری کلسیم آلومیناتC₃A و تتراکلسیم آلومینوفریتC₄AF مربوط است.

ج) اثر پوزولان ها بر روی مقاومت بتن طی مقاله‌ها بسیار زیادی مورد بررسی قررا افسرده است. هم سرعت افزایش مقاومت و هم میزان مقاومت نهایی توسط هیدراتاسیون سیمان و ماده‌ها پوزولانی کنترل می گردد، زیرا میزان ابرام تابعی از روند پر صیرورت منافذ توسط محصولات ایجاد شده بر اثر هیدراتاسیون است. بنابراین به دلیل کندی واکنش‌های بیشتر پوزولان ها، مقاومت بتن حرف مواد پوزولانی در سنین کم معمولاً از مقاومت بتن معمولی کمتر است.

مطالعات انجام شده در مناسبت تأثیر پوزولان های طبیعی بر روی ابرام ملات ها و بتن‌ها نشان می دهد که مقاومت بتن های حاوی مقدار پوزولان زیاد، باب سنین کم یک کاهش جزیی دارد، لیک مقاومت نهایی این بتن ها ممکن است از بتن معمولی بیشتر باشد.

ماسازا تأثیر بعضی از پوزولان های طبیعی ایتالیا بر روی مقاومت فشاری ملات ها را بررسی کرده است و ی دریافته است که افزودن بیش از20 درصد از بعضی پوزولان ها، مقاومت ملات را کاهش خواهد داد. علاوه بر این، مقاومت ملات های حاوی سیمان پرتلند و مواد پوزولانی تا28 روز، از مقاومت ملات های معمولی کمتر و این نتیجه برای تمامی درصدهای پوزولان جایگزین سیمان صادق بوده است. در فاصله 28-90 روز فعالیت پوزولانی بسیار بااهمیت است زیرا ابرام سیمان با20 درصد پوزولان بیشتر از بتن کنترل در سن90 صوم است.

د) مدول الاستیسیته و خزش بتن ازاصل بستگی به ابرام بتن و سختی دانه ها دارد. در بتن های حاوی سیمان پرتلند و پوزولان طبیعی با مقاومت اولیه پایین، به کوه طور کلی مدول الاستیسیته به مقدار خیلی جزیی کمتر و خزش به سمت مقدار خیلی جزیی بیشتر از بتن بری پوزولان است. اطلاعات زیادی در مورد اقارب مرتبط به مدول الاستیسیته و خزش بتن با دوده سیلیس وجود ندارد، اما با توجه به توانایی دوده سیلیس باب افزایش مقاومت اولیه بتن واضح است که مدول الاستیسیته را افزایش داده و خزش را کم می‌کند. حرف آزمایش های انجام شده بر روی بتن با25 درصد دوده سیلیس جایگزین شده به سمت جای بخشی از سیمان پرتلند این نظریه تأیید شده است...

خرید این محصول