مباني بتن و بتن آرمه

- سيمان (Cement):

به مفهوم اعم هر نوع ماده اي را گويند كه خاصيت چسبانندگي داشته باشد و اجزايي را به يكديگر بچسباند.

- بتن (Concrete):

به مفهوم اعم ماده اي است مركب كه از چسبانيده شدن تعدادي اجزاء به يكديگر تشكيل شده باشد.

- اجزايي كه به يكديگر متصل مي شوند، در بسياري از موارد سنگدانه هايي هستند كه استخوانبندي بتن را تشكيل مي دهند.

- بتن آسفالتي(Asphalt Concrete)‌:

به بتني مي گويند كه چسباننده اش قير باشد.

- به همين دليل به قيرهاي خالص كه در آسفالت به كارمي روند سيمان آسفالتييا (Asphalt Cement) مي گويند.

- سيمان به مفهوم اخص چسباننده اي است كه از اكسيدهاي معدني تشكيل مي شود.

- سيمان پرتلند:

نوعي سيمان به مفهوم اخص است كه اساساً از كلسيم سيليكاتهاي هيدروليكي و برخي ديگر از اكسيدها تشكيل مي شود.

- سيمان پرتلند يك چسبانندة هيدروليكي است.

- بتن به مفهوم اخص، بتني است كه چسبانندة آن سيمان به مفهوم اخص، و سيمان پرتلند به مفهوم اعم مي باشد.

بتن = (Concrete) شن+ ماسه+ سيمان+ آب

ملات=(mortar) ماسه+ سيمان+ آب

خمير سيمان (paste) يا ماتريس=(matrix) سيمان+ آب

اجزاي بتن:

1- سنگدانه ها يا مصالح سنگي

1)مصالح سنگي درشت دانه يا شن (با قطر بزرگتر از 75/4 ميليمتر، يعني الك نمرة 4)

2)مصالح سنگي ريزدانه يا ماسه (با قطر كمتر از 75/4 ميليمتر، يعني الك نمرة 4)

2-سيمان

3- آب

گاهي:

4-مواد افزودني

5-پوزولان

6-مواد شبه سيماني

- بتني قابل قبول است كه هم مصالح تشكيل دهندة آن و هم خود بتن، ضوابط الزامي مربوطه را برآورده سازند.

مفاهيم پايه اي:

1-جداشدگي اجزاء (segregation):

بر دو نوع است:

1)جداشدگي خشك؛ از خصوصيات مخلوطهاي بتن خشك است؛ شامل جدا شدن ملات از جسم بتن مي‌شود.

-از جملة عوامل: لرزانيدن زياد بتن

2)آب انداختگي (bleeding)؛ پديدار شدن آب بر روي سطح بتن.

دليل: سبك تر بودن آب از سنگدانه ها

شرايط ايجاد كننده: پيوند ضعيف و چسبندگي كم اجزاء

- آب در حين بالا آمدن، ذرات بسيار ريز سيمان، ماسه و رس احتمالي را هم با خود بالا مي آورد (=شيرة بتن).

- نتيجه: ايجاد لاية ضعيف بر روي سطح بتن.

- گاهي اين مورد نيز پيش مي آيد: گير كردن آب و شيرة بتن در زير سنگدانه هاي درشت يا آرماتورها)

روشهاي پيشگيري يا كاهش جداشدگي اجزاء:

(1كاهش حداكثر اندازة سنگدانه ها(2استفادة بيشتر از ماسه(3استفادة بيشتر از ماسة ريزتر(4افزايش مقدار سيمان(5كارآيي در حد نياز (و نه زيادتر از حد نياز)(6استفاده از مواد افزودني معدني ريز(7استفاده از مواد حباب هواساز(8اتخاذ روشهاي صحيح اختلاط، انتقال، جاي دادن، تراكم، و پرداخت

2-ناحية انتقال (transition zone)

- فصل مشترك سنگدانه ها (به ويژه سنگدانه هاي درشت) و خمير سيمان سخت شده است.

- ضخامت حدود 50-10 ميكرون

- عموماً ضعيفتر از بقية قسمتهاي بتن است.

- اهميت زيادي در رفتار مقاومتي و دوام بتن دارد.

3- گيرش(setting)

- تغيير رفتار سيمان و بتن از خميري به جامد

- مفهومي فيزيكي است.

- گيرش اوليه= شروع جامد شدن= زماني كه خمير سيمان كارآيي خود را از دست مي دهد.

- گيرش نهايي= جامد شدن كامل، و شروع سخت شدگي خمير سيمان

- مفهوم گيرش نقش زيادي در برنامه ريزي اجرايي (نظير فاصلة حمل، ريختن و…) دارد.

- از طريق سوزن ويكا (Vicat) يا سوزن گيلمور تعيين
مي شود.

نفوذ سوزن ويكا تا حدود 25ميليمتر در يك خمير سيمان به ارتفاع 40 ميليمتر= گيرش اوليه

- عدم نفوذ سوزن ويكا در خمير فوق= گيرش نهايي

- ضابطة) ASTM C150 بر مبناي دستگاه ويكا(:

(1حداقل ميزان زمان گيرش اوليه= 45دقيقه (3 ربع ساعت)(2حداكثر ميزان زمان گيرش نهايي= 375دقيقه (6 ساعت و ربع(

-ضابطْة استاندارد 392 ملي ايران (بر مبناي دستگاه ويكا:(

(1حداقل ميزان زمان گيرش اوليه =45 دقيقه(2حداكثر ميزان زمان گيرش نهايي=6ساعت

4-سخت شدن (hardening)

- به معناي روند كسب مقاومت سيمان و بتن است.

- مفهومي مكانيكي و سازه اي است.

- ناشي از فرآيند هيدراتاسيون است

4-سخت شدن (hardening)

- به معناي روند كسب مقاومت سيمان و بتن است.

- مفهومي مكانيكي و سازه اي است.

- ناشي از فرآيند هيدراتاسيون است.

5-سفت شدگي (stiffening)

- شروع از دست رفتن رواني خمير سيمان است.

- شروع پديدة كاهش اسلامپ بتن است.

- ناشي از كاهش آب آزاد خمير سيمان است.

- نهايتاً منجر به گيرش و سپس سخت شدگي مي‌گردد.

6-مقاومت (strenght)

- توانايي حمل بار را نشان مي دهد.

- يك مفهوم عام است، ولي نتايج ناشي از آزمايش بر روي نمونه هاي مشخص را به عنوان شاخصي از آن در نظر مي‌گيرند.

- در انواع مختلف فشاري، كششي و برشي است.

- مقاومت فشاري به عنوان شاخص و پاية همة مقاومتها در نظر گرفته مي شود و در اصل، شناسنامة مقاومتي بتن است.

7-دوام يا پايايي بتن (durability)

- ميزان حفظ و تداوم خواص بتن را نشان مي دهد.

- ميزان قابليت حفظ كيفيت در شرايط زيان آور را نشان مي دهد.

- بتن براي دوام بايد حاوي مواد مضر نباشد، و اجازة نفوذ به مواد مضر را ندهد (يا هرچه كمتر بدهد.(

لذا:

- كيفيت اجزاي بتن، نحوة اجرا، و نفوذپذيري از عوامل مهم مؤثر بر دوام هستند.

8-كارآيي (workability)

- شاخصي از رواني و چسبندگي بتن تازه است.

- انواع آزمايشهاي تعيين كارآيي عبارتند از: اسلامپ،
وي بي(VB)، فاكتور تراكم، L،...

- در صورتِ:

(1افزايش MSA (2كاهش سنگدانه هاي تيزگوشه (3افزايش هواي واردشده به بتن

آب مورد نياز براي تأمين كارآيي معين، كاهش مي يابد.

9-چسبندگي (bonding)

- هم بين اجزاي بتن و هم بين بتن و آرماتور مي بايد وجود داشته باشد.

- قابليت انتقال، ريختن، تراكم و پرداخت، به ميزان زيادي به چسبندگي ارتباط دارد.

-عوامل مؤثر بر روي افزايش چسبندگي:

(1افزايش نسبت ماسه به شن (2افزايش نسبت ماسة ريزتر به ماسة درشت تر (3افزايش نسبت خمير سيمان به سنگدانه (4كاهش نسبت آب به سيمان، در عين حفظ كارآيي

10-جمع شدگي يا انقباض(shrinkage)

- كاهش حجم خمير سيمان و بتن را جمع شدگي مي‌نامند.

- اساساً ناشي از خروج آب از خمير سيمان مي باشد.

- از جمله جمع شدگي هاي مهم: جمع شدگي ناشي از خشك شدن

- جمع شدگي كل= جمع شدگي برگشت پذير+ جمع شدگي برگشت ناپذير

- جمع شدگي موجب تركهاي خميري (پلاستيك) مي‌شود.

عوامل مؤثر بر افزايش جمع شدگي:

(1مصرف سنگدانه هاي سبك و متخلخل (2افزايش نسبت آب به سيمان (3كاهش نسبت حجم به سطح نمونه (4افزايش نسبت خمير سيمان به سنگدانه

11-خزش يا وارفتگي (creep)

- جمع شدگي تحت اثر بار ثابت را مي گويند.

- اساساً ناشي از خروج آب از خمير سيمان است.

- ريزتركهاي ناحية انتقال تأثير زيادي بر روي آن دارد.

عوامل مؤثر بر افزايش خزش:

(1افزايش نسبت آب به سيمان (2خزش در سنين اوليه بتن بيشتر است. (3كاهش رطوبت نسبي محيط (4كاهش نسبت حجم به سطح نمونه (5افزايش دما (تا دماهاي حدود cْ50) (6مصرف سيمانهاي ديرگير (موجب خزش بيشتر در سنين اولية بتن مي شوند).

12-وادادگي يا رهايي تنش (RELAXATION)

- كاهش تنش تحت شرايط كرنش ثابت را وادادگي گويند.

- عوامل و روشهاي مقابله، مشابه خزش است.

13- انواع حالتهاي بتن:

(1بتن تازه (fresh concrete): بتني است که تازه ريخته و پرداخت شده است و گيرش آن هنوز شروع نشده است. (2بتن جوان (green concrete): بتني است که تازه گيرش پيدا کرده است. به عبارت ديگر گيرش اين بتن تمام شده است ولي هنوز سخت نشده است. بتن سخت شده (hardened concrete): بتني است که هم گيرش آن به اتمام رسيده است و هم مدتي از گيرش آن گذشته و مقاومت کسب کرده و توانايي تحمّل بار را پيدا کرده است.

14- پاسيويته يا واکنش ناپذيري (passivity)

-محيط بتن قليايي است و pH آن در حدود 13 است. -فولاد در محيط قليايي فوق دچار خوردگي نمي شود. اين حالت را پاسيويته يا واکنش ناپذيري فولاد مي گويند. -هر عاملي که به کاهش يا از بين رفتن محيط قليايي فوق و پاسيويتة فولاد منجر شود مي تواند شرايط خوردگي فولاد را فراهم آورده يا آن را تسريع کند. از جملة اين عوامل مهم، نفوذ يون کلرايد و کربناتاسيون مي باشد.

مباني بتن و بتن آرمه

مطالب مشابه :

نحوه ی تشکیل و کاربرد پوزولان

سیمان های پوزولانی

مقاله اي در مورد بتن اسفنجي

کلیاتی در مورد سیمان

تاریخچه بتن

میکرو سیلیس در بتن پر مقاومت

مباني بتن و بتن آرمه

خلاصة پروژه‌هاي مركز تحقيقات تكنولوژي و دوام بتن

پوزولان چیست و ویژگیهای سیمانهای پوزلانی