مصالح ساختمانی

مصالح ساختمانی
 
از دیرباز به مصالح مورد استفاده در سازه ها و ساختمان ها  توجه ویژه ای شده است و  استحکام و زیبایی آنها  نیز امری بسیار مهم بوده است. با توجه به توسعه جوامع، تقاضا برای تهیه مصالح مرغوب افزایش یافته است.در  این مطلب برآن شدیم تا مخاطبان را با مصالح و نکات مورد توجه در آن آشنا کنیم.
 
سنگ
 
سنگ یکی از مصالحی است که در سازه ها به کار می رود. مناسب بودن آن از لحاظ دوام، تجزیه ناپذیری، توان مکانیکی، وزن و دیگر خواص فیزیکی و شیمیایی، بسیار مهم است تا  سازه کارایی لازم را داشته باشد. علاوه بر تقسیم بندی سنگ ها به سه گروه آذرین، رسوبی، دگرگون، تقسیم بندی دیگری نیز  وجود دارد که به ویژه از نظر سازه های توریسنگی مفید است. مانند تقسیم بندی بر حسب بافت بلورین:
 
 گروه نمک ها وکربنات های محلول
 سنگ ها با بافت پیوست نواری میکا و دیگر کانی های ورقه ای
 سیلیکاته های نواری بدون ورقه ای پیوسته میکا
 سنگ های با تنش برشی
 
و بر حسب بافت آواری:
 
 چسبنده وپایدار
 سنگ با مواد چسباننده با انحلال کم
سنگ با مواد چسباننده حل پذیر
 سنگ با چسبندگی ناکامل یا ضعیف
 سنگ غیر چسبنده که ما را در استفاده از سنگ ها در سازه های کنترل سیل و رسوب راهنمایی می کند.
 
 یکی از کاربرد های مهم سنگ، استفاده از آن برای ایجاد قشر یا سازه محافظتی در ساز ه های مجاور آب ، اسکله ها، موج شکن ها، سد های خاکی  و سایر سازه های هیدرولیکی است. در این کاربرد ، امواج یا جریان سریع آب به قشری از قطعات سنگی که معمولاً به صورت نا منظم در کنار یکدیگر قرار گرفته اند  برخورد کرده و انرژ ی مخرب آن مستهلک می گردد. ابعاد قطعات مورد استفاده در این کاربرد بسیار متنوع بوده و بسته به مورد، ابعاد سازه و سرعت آب ممکن است از چند سانتی متر تا چند متر متغیر باشد. با توجه به انرژی دائمی آب و انرژی فرسایشی آن ، سنگ های مناسب برای این هدف باید دارای ویژگی های زیر باشد:
 
 سالم و فاقد درز و ترک
وزن واحد حجم زیاد
بالا بودن مقاومت نسبت به ضربه و  سایش
مقاومت مطلوب در مقابل عوامل هوازدگی فیزیکی و شیمیایی
فاقد لایه بندی نازک
 
با توجه به ویژگی های فوق سنگ های آذرین ، مانند بازالت ، پریدوتیت وگرانیت، از مجموعه سنگ های رسوبی، ماسه سنگ و سنگ آهک متراکم برای این منظور مناسب هستند . از مجموعه سنگ های دگرگون نیز کوارتزیت ها برای تأمین اهداف مذکور، مناسب هستند.
 
 
 
 طبقه بندی براساس شکل ظاهری
 
 
 
      در استاندارد ASTM سنگها از لحاظ شکل ظاهری به پنج گروه تقسیم شده اند:کاملا گردگوشه، گردگوشه، نسبتا گردگوشه، نسبتا تیزگوشه و تیزگوشه.
 
      در استاندارد BS این نامگذاری به صورت:گردگوشه، بی شکل ، پولکی، تیزگوشه،طویل، پولکی طویل هستند.
 
خواص مکانیکی سنگ:
 
برای تعیین خواص مکانیکی سنگ، آزمایش های گوناگونی وجود دارد. از جمله آنها:
 
1- آزمایش کشش مستقیم 2- آزمایش فشار 3- آزمایش کشش غیر مستقیم 4- آزمایش برش  5- آزمایش سایش .
 
سنگ های بسیاری شرط مقاومت را ارضاء می نمایند. در مواردی که سنگ در کف ها، پله ها، دیوار ها و غیره مورد استفاده قرار گیرد، سختی آن بسیار مهم است. مقاومت  سنگ ها از ماسه سنگ نرم، که به راحتی خراشیده می شود، تا در سنگ های سخت تر از فولاد متغییر  است. در هر حال کارایی مسئله ای مهم است زیرا سهولت در ساخت اندازه ها و اشکال لازم مستقیماً روی قیمت تأثیر می گذارد. دوام، که همان مقاومت سنگ در برابر اثرات باران، برف، باد، گرد و غبار و طوفان،  یخبندان، حرارت و آتش است، هزینه نگهداری و تعمیر را تحت تأثیر قرار می دهد که در واقع بیانگر عمر مفید یک سازه سنگی است.
 
تخلخل، تأثیری مستقیم بر مقاومت سنگ در برابر یخبندان و  ایجاد خطوط لکه هایی خواهد داشت که در اثر حل شدن بعضی مواد معدنی تشکیل دهنده آب به وجود می آیند. بافت یا ترکیب، ریز بودن کریستال ها برکارایی و در نتیجه قیمت تأثیر می گذارد. سنگ های ریز بافت سریعتر از سنگ های درشت ترک برداشته و پرداخت می شوند. برای مقاصد تزئینی نیز بافت وترکیب امری مهم محسوب می شود. میزان و سهولت دسترسی نیز بر قیمت تأ ثیر می گذارد. حمل و نقل در طی مسافت های طولانی هزینه زیادی به همراه دارد ولی در بسیاری از موارد ضروری است.
 
سنگ ها را به دو منظور در ساختمان به کار می برند:
 
الف: برای ساختن دیوار های سنگی   ب: برای نما سازی ، کف سازی و در بعضی کشور ها در پوشش بام
 
چوب
 
چوب یک منبع تامین مصالح قابل تجدید محسوب می شود. با روش برداشت مقدار محصول قابل بازیابی، حجم چوبی که در هر سال از جنگل ها به دست می آید با میزان رشد سالیانه درختان برابر نگاه داشته می شود. چوب جسم بادوام و  پایایی نیست و  به عنوان یک ماده آلی طبیعی بخشی از چرخه غذا را  در طبیعت تشکیل داده  و در برابر حمله جانداران آسیب پذیر است. گرچه چوب های متراکم تر مقاومت بیشتری از خود نشان می دهند، اما هیچ گونه ای از درختان در برابر این تهاجم ها مصون نیست. علاوه بر این چوب قابل احتراق است. برای محافظت از چوب روش هایی هر چند ناقص، وجود دارد. از جمله این روش ها آغشته کردن آن  با یک ماده ضد رطوبت مانند رنگ یا روغن جلا و اشباع کردن چوب با یک ماده محافظ مانند قطران زغال، جوهر قطران، پنتا کلروفنول و یا کلرید روی که می تواند  عمر آن را از 5 سال به30 سال افزایش دهد. برای مقاوم سازی در برابر احتراق نیز می توان چوب را با مواد آلی کف ساز یا محلول های مواد شیمیایی مانند بوراکس سیراب کرد.
 
در سال های اخیر علاوه بر استفاده از چوب به عنوان تیر و تیرچه و پانل های مسطح و در و پنجره برای استفاده های مهمتری همچون ساخت قالب های بتن ریزی و ساخت چوب های مصنوعی (تخته چند لا، فیبر، نئوپان و ...) مورد توجه قرار گرفته است.
 
 
 
تقسیم بندی چوب ها
 
چوب ها را به سه دسته تقسیم می کنند:
 
دسته اول، چوب های صنوبر نظیر کاج، سرو  و صنوبر.
 
این چوب ها تراشیده می شوند و برش آنها آسان و دوام آنها کم است و در برابر نیرو های فشاری مقاومت چندانی ندارند.
 
دسته دوم، چوب های نظیر زبان گنجشک و بلوط:
 
دوام این چوب ها زیاد است اما بد برش اند، یعنی برش آنها مشکل است و پس از بریدن اغلب سطوح برشی خوبی در آنها حاصل نمی شود.
 
دسته سوم، چوب های سستی مانند اقاقیا، بید و تبریزی:
 
دوام این دسته از چوب ها خیلی کم است اما مقاومت خوبی در برابر فشار، خمش و برش دارند.
 
سنگدانه ها
 
سنگدانه ها، مجموعه ای از قطعات سنگی معدنی و در اندازه های مختلف از حدود 75 میکرون(الک شماره 200) تا حدود 75 میلی متر (3 اینچ)  هستند که به شکل های مختلفی به کار گرفته می شوند:
 
  تهیه بتن  و ملات های سیمانی
 تهیه بتن قیری(آسفالت)
 تهیه فیلتر و زهکش
 زیر سازی ریل راه آهن
 زیر سازی و پوشش راه ها و باند فرودگاهها
 مصالح پرکننده
ساخت پوسته و بند های سنگی و ایجاد زهکش در سد های خاکی
 
سنگدانه ها در بتن تقریبا سه چهارم حجم آنرا تشکیل می دهند از اینرو کیفیت آنها از اهمیت خاصی برخوردار است. در حقیقت خواص فیزیکی، حرارتی و پاره ای از اوقات شیمیایی آنها در عملکرد بتن تاثیر می گذارد. دانه های سنگی طبیعی معمولا بوسیله هوازدگی و فرسایش و یا به طور مصنوعی باخرد کردن سنگ های مادر تشکیل می شوند.
 
الف- سنگ دانه ریز(ماسه)
 
سنگدانه ریز ، ذراتی هستند که از الک شماره 4 رد شده و قسمت اعظم آن روی الک شماره 200 باقی می ماند. هدف از کاربرد سنگدانه ریز در بتن های سیمانی و قیری، پر کردن فضای خالی بین سنگدانه های درشت و افزایش کارایی مخلوط است. بدیهی است افزایش میزان سنگدانه های ریز گرد گوشه ، موجب افزایش کارایی و کاهش مصرف سیمان در بتن سیمانی می شود.
 
 ب - سنگدانه های درشت (شن)
 
سنگدانه های درشت، ذراتی هستند که از الک 3 اینچی (75 میلی متر) عبور کرده و روی الک شماره 4 باقی می مانند.
 
سیمان
 
از نظر عملیات ساختمانی سیمان (سمنت) به ماده ای گفته می شودکه قادر است پس از انجام یک سری تغییرات و تحولات شیمیایی در آن، ذرات و قطعات درشت تر معدنی را به یکدیگر چسبانده و توده ای حجیم و سخت از مصالح ساختمانی را پدید آورد. معروف ترین انواع آن سیمان های آهکی هستند. سیمان های آهکی مهمترین و اصلی ترین نوع سیمان است که در اکثر ساختمان هایی که جهت تحمل بارهای سنگین ساخته می شوند مورد استفاده قرار می گیرد. نوع دیگر سیمان، سیمان آبی یا Hydraulic Cement  است که قادر به گرفتن و سفت شدن در زیر آب می باشد.
 
به طورکلی مصالح تشکیل دهنده سیمان ها آهک (Lime)  و سیلیس (Silica)  است. آهک در مجاورت سیلیس و آب طی یک سری واکنش های شیمیایی، ترکیبی سخت از سیلیکاتهای کلسیم هیدراته را به وجود می آورد که همان سیمان سفت شده است.
 
پنج نوع اصلی سیمان پرتلند وجود دارد که هریک با هدف خاصی تولید می شودکه به شرح آن می پردازیم.
 
سیمان پرتلند1
این سیمان برای استفاده عمومی و برای همه کارهایی که در آنها هدف خاصی مد نظر نیست، به کار می رود. این سیمان وقتی مورد استفاده قرار می گیرد که شماره نوع سیمان ذکر نشده باشد.
سیمان پرتلند نوع 2
این سیمان وقتی به کار می رود که احتیاط علیه حمله نه چندان شدید سولفاتها مورد توجه باشد. مثلا در سازه های زهکش، جایی که سولفات در آب زیر زمینی وجودارد، اما غلظت آن زیاد نیست مصرف سیمان نوع 2 توصیه می گردد. همچنین سیمان نوع 2 در حین هیدراسیون حرارت کمتری از نوع 1 تولید می کندکه بتن ریزی های حجیم مفید است.
سیمان پرتلندنوع 3
این نوع سیمان ، سیمان زودگیر نیز نامیده می شود. بتنی که این سیمان ، در آن مورد استفاده قرار می گیرد، زودتر عمل خواهد آمد و در یک هفته یا کمتر مقاومت بالایی را کسب می کند.
هنگامی که قالب ها حتی الامکان باید زود باز شود یا وقتی که سازه  باید سریعاً مورد بهره برداری قرار گیرد و یا جاهایی که عمل آوردن سریع زمستانی ضروری باشد مصرف این نوع سیمان توصیه می گردد.
سیمان پرتلند نوع 4
سیمان نوع4 سیمانی است که به کندی عمل می آید و در جایی که مقدار حرارت تولید شده به وسیله هیدراسیون باید حداقل باشد، استفاده می گردد. این سیمان در بتن ریزی های حجیم مانندسد های ثقلی نقش مهم دارد.گیرش این سیمان کندتر از سیمان های دیگر است.
سیمان پرتلند نوع 5
 این سیمان در بتنی که در معرض حمله شدید سولفات ها  قرار دارد، به کار می رود. در جایی بتن ممکن است در تماس با خاک یا آب با غلظت سولفات بالا باشد. این سیمان در مقایسه با سیمان نوع 1 یا سیمان معمولی کندتر مقاومت خود را کسب می کند.
 
بتن
 
بتن در مفهوم وسیع به هر ماده یا ترکیبی که از یک ماده چسبنده با خاصیت سیمانی شدن تشکیل شده باشد اتلاق می شود. این ماده چسبنده عموما حاصل فعل و انفعال سیمانهای هیدرولیکی و آب است. حتی امروزه چنین تعریفی از بتن شامل طیف وسیعی از محصولات می شود. بتن ممکن است از انواع مختلف سیمان و نیز پوزولان ها، سرباره کوره ها، مواد مضاف، گوگرد، مواد افزودنی، پلیمر ها، الیاف و غیره تهیه شود. همچنین در نحوه ساخت آن ممکن است حرارت، بخار آب، اتوکلاو، خلا، فشارهای هیدرولیکی و متراکم کننده های مختلف استفاده شود. بدون شک بتن یکی از اقتصادی ترین و مهمترین مصالح ساختمانی نوین است. معمولا در ساختمانها ،پل ها، مجاری فاضلاب، آبرو ها، پی ها، شالوده ها، شمع ها، دیوار های حائل و روسازی های بتنی استفاده می شود. معمولا در حالت خمیری دارای کارایی مناسبی است و می توان با ریختن در قالب، تقریباً هر شکلی به آن داد. بتن بسیار با دوام بوده و فوق العاده سخت است.
 
     بتن با وجود همه مزایا، دارای محدودیت هایی است. مقاومت کششی آن چندان زیاد نیست، مگر  آنکه با میلگرد یا شبکه های فولادی مسلح شود. بتن در دماها و رطوبت های مختلف دچار انقباض و انبساط می گردد و نفوذ پذیری اندکی داشته و آب را به مقدار ناچیزی جذب می نماید.
 
بتن متشکل از یک ماده پودر مانند به نام سیمان و آب که سیمان با آن واکنش شیمیایی هیدراسیون را برای ساختن یک توده سخت سنگ مانند انجام می دهد و دانه های سنگی که نقش پرکننده داشته وکار را اقتصادی تر می کند.
 
مواد تشکیل دهنده بتن
 
 سیمان       
 آب 
سنگدانه
 
کیفیت آب در بتن از آن جهت حائز اهمیت است که ناخالصی های موجود در آن ممکن است در گیرش سیمان اثر گذاشته و اختلالاتی به وجود آورد. همچنین آب نامناسب ممکن است روی مقاومت بتن اثر نامطلوب گذاشته و سبب بروز لکه هایی در سطح بتن و حتی زنگ زدن آرماتور شود. در اکثر اختلاط ها آب مناسب برای بتن آبی است که برای نوشیدن مناسب باشد. مواد جامد چنین آبی به ندرت بیش از ۲۰۰۰ قسمت در میلیون ppm خواهد بود به طور معمول کمتر از ۱۰۰۰ ppm  است. این مقدار به ازای نسبت آب به سیمان ۰.۵ معادل ۰.۰۵ وزن سیمان است. معیار قابل آشامیدن بودن آب برای اختلاط مطلق نیست و ممکن است یک آب آشامیدنی به جهت داشتن درصد بالایی از یونهای سدیم و پتاسیم که خطر واکنش قلیایی دانه های سنگی را به همراه دارد، برای بتن سازی مناسب نباشد. به عنوان یک قاعده کلی هر آبی که ph درجه اسیدیته آن بین ۶ الی ۸ بوده و طعم شوری نداشته باشد می تواند برای ساخت بتن مصرف شود. رنگ تیره و بو لزوماً وجود مواد مضر در آب را به اثبات نمی رساند.
 
نسبت های آب به سیمان نسبت آب به سیمان مستقل از مقدار شن و ماسه مصرفی باید ثابت باشد. مصرف آب کمتر باعث مقاوم تر شدن بتن عمل آورده خواهد شد. از طرفی مقدار آب بیشتر موجب می گرددکه بتن ریزی آسانتر انجام شود. انتخاب مقدار آب به کاربرد بتن ساخته شده بستگی دارد.
 
 
 
اندازه  سنگدانه ها
 
بتن عموما از سنگدانه هایی به اندازه های مختلف که حداکثر قطرآن بین ۱۰ میلیمتر و۵۰ میلیمتر  باشد، ساخته می شود برای این کار  به طور متوسط از سنگدانه هایی با قطر ۲۰ میلیمتر استفاده می شود . توزیع اندازه ذرات به نام(دانه بندی سنگدانه) موسوم است. به طور کلی دانه های با قطر بیشتر از چهار یا پنج میلیمتر به نام شن  و کوچکتر از آن به نام ماسه نامگذاری شده اند که این حد فاصل به وسیله  الک ۵ میلیمتری یا نمره چهار مشخص می گردد. حد پایین ماسه عموما 07/0 میلیمتر یا کمی کمتر است. مواد با قطر بین 06/0 میلیمتر و 02/0 میلیمتر به نام لای و مواد ریزتر رس نامگذاری شده اند. گل ماده نرمی است که شامل مقادیر نسبتا مساوی ماسه و لای و رس  باشد. سنگدانه ریزکه اغلب ماسه نامیده  می شود و ذرات آنها بزرگتر از 5 میلی متر وکوچک تر از 07/0 نیست.
 
اندازه دانه های شن بزرگ تر از75/4 میلی متر است. حداکثر اندازه  دانه ها بستگی به ابعاد و شکل محل بتن ریزی و وجود آرماتورهای فولادی دارد و برروی کارایی بتن تاثیر می گذارد. اندازه دانه نباید از یک پنجم ضخامت بتن و از سه چهارم فاصله بین آرماتورها یا فاصله قالب تا آرماتور تجاوز کند. معمولاً استفاده از دانه هایی با اندازه کوچک تر، مصرف آب بیشتری را موجب می گردد. بنابراین برای بهبود مقاومت، باید از دانه هایی با حداکثر اندازه که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد، استفاده کرد.
 
 
 
کانیهای مهم
 
کانیهای مهم و متداول سنگدانه ها در  استفاده در بتن عبارتند از: کانی های سیلیسی،کوارتز، اوپال، کلسه دون، تریمیت، کریستوبالیت، فلدسپاتها، کانیهای میکا، کانیهای کربناتی، کانیهای سولفاتی، کانیهای سولفور آهن، کانیهای فرومنیزیم، کانیهای اکسیدآهن، زئولیت ها و کانیهای رس.
 
سنگدانه ها با توجه به اندازه خود به دو گروه اصلی : سنگدانه ریز یا ماسه و سنگدانه درشت یا شن تقسیم می شوند.
 
نسبت های سیمان- ماسه – شن
 
بتن از اجزای  زیر تشکیل شده است: 1 قسمت سیمان،2 قسمت ماسه،4 قسمت شن.
 
در اختلاط بتن نتایج دلخواه با آمیختن نسبت های معینی از مصالح به دست می آید. مخلوط های بتن از نظر پر مایگی بر حسب مقدار نسبی سیمان مصرفی به دسته های زیر تقسیم می شوند.
 
1- پرمایه    2- استاندارد   3- متوسط     4- کم مایه
 
مخلوط پرمایه : 5/0 قسمت آب،1  قسمت سیمان، 2 قسمت ماسه، 3 قسمت شن.که این بتن برای راهها و سازه های ضد آب استفاده می شود.
 
مخلوط استاندارد: 5/0 قسمت آب، 1 قسمت سیمان ، 2 قسمت ماسه ، 4 قسمت شن. این مخلوط برای کف های بتنی مسلح، ستونها،  قوس ها،  منابع آب،  مجاری فاضلاب و کانال های بتنی و غیره استفاده می شود.
 
مخلوط متوسط:  5/0 قسمت آب، 1 قسمت سیمان، 5/2 قسمت ماسه و 5 قسمت شن است و برای  پی ها، دیوار ها، پایه های طرفین پل ها و شمع های بتنی و غیره به کار می رود.
 
مخلوط کم مایه: 5/0 قسمت آب، 1 قسمت سیمان، 3  قسمت ماسه و 6 قسمت شن بوده و برای همه کار های بتنی حجیم و پی های بزرگ برای ساختمان های بنایی و غیره مصرف می شود.
 
 
 
عمل آوردن بتن:
 
دو عامل مهم که بر روی مقاومت واقعی بتن تأثیر می گذارند عبارتند از :
 
نسبت آب به سیمان که باید آن را ثابت نگاه داشت.
عمل آوردن بتن.
 
 عمل آوردن ناقص بتن باعث می گردد که مقاومت نهایی تا 50% مقاومت واقعی کاهش پیدا کند. هیدراسیون بین آب و ذرات سیمان موجب کسب مقاومت بتن می گردد. اگر هیدراسیون در اثر تبخیر آب متوقف گردد، بتن متخلخل شده و هیچگاه مقاومت آن به مقاومتی که قابلیت کسب آن را دارد، نخواهد رسید.
 
هیدراسیون در بتن بلافاصله پس از اختلاط آب با سیمان شروع می گردد. عمل هیدراسیون در ابتدا سریع انجام گرفته و سپس به تدریج از سرعت آن کاسته می شود. به صورت نظری اگر آب تبخیر نگردد، هیدراسیون ادامه خواهد یافت. اما عملاً تمام آب از طریق تبخیر از دست می رود و بعد از 28 روز هیدراسیون تقریباً متوقف می گردد، اگر چه ممکن است گاهی تا یکسال نیز ادامه یابد.
 
درعمل زمان لازم برای عمل آوردن به نوع کاربرد، دما و رطوبت بستگی دارد. مخلوط های کم سیمان و سازه های حجیم از قبیل سد ها شاید ماهها یا حتی بیشتر احتیاج به عمل آوردن داشته باشند.
 
مقاومت بتنی تا 28 روز افزایش می یابد و سپس به مقدار ثابتی می رسد.
 
برای عمل آوردن بتن می توان از آبپاشی مداوم ، غرقاب کردن در شرایط و دمای مناسب،  استفاده از پوشش های مرطوب شونده از قبیل کرباس، پارچه های کتانی، پوشش های الیافی نگه دارنده رطوبت، باز نکردن قالب ها تا مدت زمان ممکن، مرطوب نگاه داشتن قالب های چوبی، استفاده از پوشش پلاستیکی به رنگ سفید، استفاده از ترکیبات عمل آورنده مایع  به صورت آبپاش دستی یا برقی روی سطح بتن استفاده کرد.
 
مقاومت حاصل از روش های مختلف عمل آوردن، در مدت زمان های مختلف 28 روزه بتن، تحت عمل آوردن مرطوب در دمای ثابت 22 درجه ساتنی گراد در زیر مقایسه شده است:
 
با عمل آوردن مرطوب بتن به طور کامل مقاومت واقعی به بیش از 130 در صد مقاومت 28 روزه می رسد.
بتنی که 7 روز به صورت مرطوب عمل آورده شود و سپس در معرض هوای خشک قرار گیرد حدود 90 در صد مقاومت 28 روزه و نهایتاً حدود 75 در صد مقاومت واقعی را کسب می کند.
بتنی که به مدت 3 روز به صورت مرطوب عمل آورده شود حدود 80 درصد مقاومت 28 روزه را کسب می نماید و این مقاومت دیگر افزایش پیدا نخواهد کرد.
اگر از بتن هیچ محافظتی در برابر تبخیر به عمل نیاید مقاومت حدود 52 درصد مقاومت واقعی را کسب کرده و این مقاومت دیگر افزایش پیدا نمی کند.
 
افزودنی ها
 
معمولا به جای استفاده از یک سیمان بخصوص، این امکان وجود دارد که بعضی از خواص سیمانهای معمولی مورد استفاده را به وسیله ترکیب کردن آن با یک افزودنی تغییر داد. قابل توجه اینکه نباید عبارات "مواد ترکیبی" و "مواد افزودنی" با معانی مترادف به کار روند، زیرا مواد ترکیبی موادی هستند که در مرحله تولید به سیمان اضافه می شوند در حالی که مواد افزودنی در مرحله مخلوط کردن به بتن اضافه می شوند. افزودنی های شیمیایی عبارتند از: تقلیل دهنده های آب، کندگیرکننده ها وتسریع کننده های گیرش که در آیین نامه ASTM به ترتیب تحت عنوان های تیپ های C،B،A طبقه بندی شده اند. دسته بندی افزودنی ها در استاندارد BS نیز مشابه است. در ضمن افزودنی های دیگری نیز وجود دارند که هدف اصلی از کاربرد آنها محافظت بتن از اثرات زیان آور یخ زدگی و ذوب یخ است.
 
 
 
تسریع کننده ها
 
افزودنی هایی هستند که سخت شدگی بتن را تسریع می کنند و مقاومت اولیه بتن را بالا می برند. چند نمونه از تسریع کننده ها عبارتند از: کربنات سدیم، کلرورآلومینیوم، کربنات پتاسیم، فلوئورور سدیم، آلومینات سدیم، نمک های آهن  و کلرور کلسیم.
 
 
 
کندگیرکننده ها
 
افزودنی هایی هستند که زمان گیرش بتن را به تاخیر می اندازند. این مواد در هوای خیلی گرم که زمان گیرش معمولی بتن کوتاه می شود و همچنین برای جلوگیری از ایجاد ترک های ناشی از گیرش در بتن ریزی های متوالی مفید است. به عنوان چند نمونه از کندگیر کننده ها می توان از شکر، مشتقات هیدروکربنی، نمک های محلول روی و براتهای محلول نام برد. به عنوان مثال اگر با یک کنترل دقیق ۰.۰۵ وزن سیمان شکر به بتن اضافه کنیم، حدود چهار ساعت گیرش آن را به تاخیر می اندازد. مصرف ۰.۲ تا یک درصد وزن سیمان از گیرش سیمان جلوگیری به عمل می آورد.
 
 
 
تقلیل دهنده های آب(روان کننده ها)
 
این افزودنی ها با سه هدف به کار می روند:
 
رسیدن به مقاومتی بالاتر به وسیله کاهش نسبت آب به سیمان
رسیدن به کارایی مشخص با کاهش مقدار سیمان مصرفی و در نهایت کاهش حرارت هیدراتاسیون در توده بتن
سادگی بتن ریزی به وسیله افزایش کارایی در قالبهایی با آرماتور انبوه و موقعیت های غیرقابل دسترسی
 
افزودنی های تقلیل دهنده آب تحت عنوان تیپ A دسته بندی می شوند؛ لیکن اگر افزودنی ها همزمان با کاهش نیاز به آب باعث تاخیر در گیرش نیز شوند، تحت عنوان تیپ D طبقه بندی می شوند. اگر این روان کننده ها باعث تسریع در گیرش شوند تیپ E نامیده می شوند.
 
 
 
فوق روان کننده ها
 
این مواد از قویترین انواع تقلیل دهنده های آب هستند که در امریکا به عنوان روان کننده قوی و در    ASTM به عنوان تیپ F نامگذاری شده اند. افزودنی هایی نیز هستند که در ضمن تقلیل شدید آب باعث مقداری تاخیر در گیرش  می شوند و به عنوان تیپ G طبقه بندی شده اند. دو نمونه از روان کننده های قوی  ملامین فرمالدئید سولفاته شده تغلیظ شده و نفتالین فرمالدئید سولفاته شده تغلیظ شده می باشند.اساساً استفاده از اسیدهای سولفاته شده باعث تسریع عمل پراکنش می شود. چون در سطح ذرات سیمان جذب شده و به آنها بار منفی داده و  موجب دفع ذرات از یکدیگر می شود. این فرایند کارایی را در یک نسبت آب به سیمان مشخص افزایش می دهد.
 
توری
 
توري گابيون كه گاهي به آن توري سنگي گفته مي‌شود، سبدهاي سيمي پر شده از مصالح سنگي است كه در زمينه‌هاي مختلف عمراني كاربرد دارد. اين سبدها با به هم پيوستن و در كنار هم قرارگرفتن، سازه‌هايي با ابعاد بزرگ تشكيل مي‌دهند. با توجه به كاربردهاي متنوع توري گابيون، بايستي آن را از جنبه‌هاي مختلفی از قبيل خصوصيات رفتاري، شكل پذيري، استحكام، طراحي و محاسبه سازه‌ها مورد بررسي و ارزيابي قرار داد. از لحاظ اقتصادي سازه‌هاي گابيون بسيار ارزانتر از سازه‌هاي مشابه است. توري گابيون بيشتر در سد سازي، جاده سازي، ايجاد ديوارهاي محافظ و حائل و نيز، كف آبراهه‌ها كاربرد زيادي دارد و البته به عنوان فنس و حصار نيز قابل استفاده است.
 
توری مورد استفاده در  سازه های سنگی ، شبکه شش ضلعی بافته شده سیم های  فلزی به قطر حدود 2 تا 3 میلی متر است که با پیچاندن هر جفت از رسن هایش به اندازه 5/3 دور تولید شده است. گره های این توری، معمولاً دارای سه پیچ است و اندازه چشمه های توری بنا بر مشخصات کارخانه و نوع کاربرد،  طراحی و تعیین می شوند.
 
سیم های به کار رفته در توریسنگ ها، سیم های مهاری و سیم های دوخت قفسه های فلزی باید دارای مشخصاتی باشند که این مشخصات را کارخانه های سازنده آنها و نیاز های مرتبط با کاربرد توریسنگ تعیین می کند . از جمله این مشخصات مطلوب  سیم های فلزی  با پوشش PVC آن است که سیم ها باید از فولاد نرم با تاب کششی حدود 3800  تا 5000 کیلوگرم بر سانتی متر مربع ساخته شده و سپس با پوشش روئین یا با پوشش PVC  محافظت گردند. بنابراین برخی آیین نامه ها،  قطر هسته فلزی سیم هایی را که در بافت توری به کار می روند،  7/2 میلی مترتعیین کرده اند.
 
 
 
مشخصات فني:
 
نوع مفتول: گالوانيزه گرم طبق مشخصات جداول شمارۀ 1و2و5
قطر مفتول: نمره 5/2 تا 4 ميلي متر 3چشمه: چشمه‌هاي گابيون به صورت شش‌ضلعي بوده و در اندازه‌هاي 8×8 و 8×10 و 10×12 و... بافته مي‌شود.
اين واحد چند سالي است كه گابيون با چشمه‌هاي 5×6 نيز توليد مي‌كند كه در ايران منحصر به فرد بوده و در اصطلاح به آن گابيون مترز گفته مي‌شود. اين نوع گابيون بيشتر براي ساخت تشك‌هاي كف آبراهه‌ها استفاده مي‌شود.
 ابعاد گابيون: گابيون در ابتدا به صورت رول‌هايي به عرض 1 تا 3 متر بافته شده و بعد در كارخانه و يا محل كار به صورت ورق‌هايي به طول‌هاي مختلف ( به طور معمول 1 تا 4 متر ) برش داده مي‌شود و سپس به صورت باكس‌هايي در ابعاد 1×1×1 و يا 1×1×1×5/1 و يا 1×1×2 و يا 1×1×3 متر ساخته شده و  در آخر از مصالح سنگي پر مي‌شود. جدول زیر وزن يك متر مربع توري گابيون در سايزها و چشمه‌هاي مختلف را نشان مي‌دهد:
 
وزن يك متر مربع (كيلوگرم(
چشمه (سانتي متر)
قطر مفتول (ميلي متر)
وزن يك متر مربع (كيلوگرم)
چشمه      (سانتي متر)
قطر مفتول (ميلي متر)
1.800
12×10
3
1.800
8×8
2.5
2.900
6×5
3
1.400
10×8
2.5
2.500
8×8
3.3
1.200
12×10
2.5
2.200
10×8
3.3
1.900
6×5
2.5
2.000
12×10
3.3
2.200
8×8
3
 
آجر
 
آجر یکی از قدیمی ترین مصالح ساختمانی شناخته شده است .  رس جزء اولیه آجر است که  خواص مشخصی دارد. زمانیکه رس با آب مخلوط می شود باید حالت خمیری داشته باشد به طوری که بتواند به صورت قالب درآید یا شکل بپذیرد و نیز باید مقاومت کششی مناسبی داشته باشد تا بتواند شکل ایجاد شده را حفظ نماید، زمانی که ذرات رس در درجه حرارت بالا قرار می گیرند باید با یکدیگر ترکیب شوند.
 
رس به سه شکل اصلی موجود است که همگی دارای خواص شیمیایی یکسان ولی خواص فیزیکی متفاوتی هستند:1- رس های سطحی    2- سنگ رس    3- رس نسوز
 
مراحل ساخت و عمل آوردن آجر طی هفت فاز انجام می شود:1- مین گذاری و عملیات انفجاری و ذخیره مواد خام   2- آماده نمودن مواد خام   3- واحد های شکل دهی  4- خشک کردن  5- لعاب زدن   6- گداختن و پختن    7- ظاهر سازی و انبار نمودن محصولات نهایی.
 
جذب آب
 
هنگامی که آجر در مجاورت آب قرار می گیرد، براساس خاصیت موئینگی آب به داخل حفرات آن نفوذ می کند. وزن مقدار آبی راکه طی یک روش استاندارد جذب آجر  می شود بر حسب درصدی از وزن آجر محاسبه کرده و  به عنوان میزان جذب آجر ارائه می دهند. میزان جذب آب اولیه آجر، اثر مهمی روی بین آجر و ملات خواهد داشت.
 
آجر های مصرفی بایدکاملاً پخته و یکپارچه و سخت باشد، چنان که هرگاه با یک آجر به آجر دیگر ضربه ای وارد آید، صدای مشخص زنگداری تولید شود.
آجر باید از تاب فشاری لازم برخودار باشد.
میزان جذب آب آجر نباید از 30 درصد وزن آجر تجاوز کند.
آجر باید  در برابر یخبندان مقاومت کافی داشته باشد.
 
قیر
 
قیر واژه ای عمومی است که به ترکیبات مختلف هیدروکربن ها اطلاق می شود. قیر ها در طبیعت به صورت گاز ، مایع ، نیمه جامد و جامد یافت می شود و در سولفید کربن کاملاً حل می گردند.
 
خانواده قیر ها به طور عمده شامل قطران ها، پس از مانده ها قطران و قیر های نفتی هستند.
 
زمانیکه بر روی موادی از قبیل چوب، زغال سنگ، شیل و.... عملیات تقطیر صورت می گیرد، ماده ای پدید می آید که قطران نامیده می شود. از تبخیر جزئی یا تقطیر مرحله ای قطران، رسوب جامد یا نیمه جامدی تولید می شود که تحت عنوان پس مانده های قطران شناخته می شود. قیر های که به طور عمده در ساختمان استفاده می شود پس مانده های قطران بدست آمده از زغال سنگ هستند.
 
قیر های نفتی که به رنگ قهوه ای تیره یا سیاه به صورت جامد یا نیمه جامد در شرایط طبیعی یافت می شوند، از طریق پالایش نفت خام نیز تولید می شود.
 
قیر ها باتوجه به خصوصیاتشان در صنعت ساختمان سازی کاربرد بسیاری دارند . یکی از این خصوصیات تمایل به چسبیدن به سطوح صلب است. این عمل چسبندگی به سطح ظاهری جسم و نیز حالت قیر بستگی خواهد داشت.  برای ایجاد عمل چسبندگی بایستی ماده مزبور توانایی مرطوب نمودن سطح را داشته باشد. قیر ها در حالت سیال این توانایی را دارند، اما وجود آب برروی یک سطح صلب از چسبندگی ممانعت به عمل می آورد. نفوذ پذیری قیرها در مقابل آب امری مهم است  و عموما قیر ها این خاصیت را به نحو مطلوبی دارا هستند. آب تحت شرایط مناسب می تواند به وسیله نمک های غیر آلی موجود در قیر جذب شود. از نظر خاصیت جذب آب، تفاوت  بسیار اندکی بین پس مانده قطران و قیر نفتی وجود دارد، ولی در هر صورت  میزان آن خیلی اندک است.
 
از قیر در پوشش های سقف و دیوارهای جانبی، پوسته ها و پوشش های عایق رطوبت، جاده سازی؛ ساخت چسبند ها ، عایق بند ها ، پوشش های آکوستیک ، رنگ ها، پوشش کف و پانل های الیافی لایه لایه استفاده می شود.
 
آهک
 
از کلسینه کردن سنگ های آهکی، اکسید آهک یا آهک زنده به وجود می آید. این اکسید به تنهایی خاصیت چسبندگی ندارد و اگر با آب ترکیب شود ماده جدیدی به نام آهک هیدراته یا آهک شکفته پدید می آید که در امور ساختمانی به عنوان یک چسباننده قوی آبی و هوایی مورد مصرف فراوان دارد و باعث یکپارچه نمودن غیرچسباننده هایی مانند سیلیس، آلومین  و.... می گردد.
 
آهک یا cao، جسمی است سفید رنگ که از پختن سنگ آهک به دست می آید. آهک در صنایع مختلف کاربرد دارد و به ویژه در صنعت ساختمان برای تولید سیمان، آجر ماسه سنگی، ملات و شفته ازآن استفاده می کنند. در صنعت آهک پزی سنگ آهک، یعنیco3ca را با 20 درصد وزن خود زغال کک مخلوط و آن را از بالای کوره، که به شکل استوانه است، وارد می کنند. هنگامی که دمای کوره به حدود 950 درجه سانتی گراد رسید، آهک از قسمت تحتانی کوره خارج می شود.
 
 
 
منابع:
 
رحیمی.ح1388. – مصالح ساختمانی
لوییس.م.دزتل 1380- خود آموز بنایی با بتن
 
http:// www.maximumtechnic.com
 
 
 
http://www.daneshju.ir/forum/archive/t-65047.html
 
 
 
http://omran-m.mihanblog.com/post/128
 
 
 
http://www.daneshju.ir/forum/f646/t65047.html

مطالب مشابه :

اطلاعات جامع در مورد شرایط احداث باغ پرندگان

نظير اضافه وزن نگردد از طرفي با استفاده از فنس مناسب جدا گالوانيزه 5/2

---

مصالح ساختمانی

وب سایت تخصصی مهندسی آبخیزداری - مصالح ساختمانی - این وب سایت درمورد رشته مهندسی آبخیزداری

---

برچسب :
وزن فنس گالوانيزه