شناخت مواد و مصالح ساختمانی

انواع مواد و مصالح ساختمانی :

مصالح ساختمانی گاهی به همان صورت که در بلند مدت یافت می شود فقط با شکل دادن مورد استفاده قرار می گیرند و گاهی از ترکیب آنها با یکدیگر مصالح جدیدی به دست می آید.مثل سیمان که از ترکیب آهک و خاک رس به کمک حرارت حاصل می شود.یا گچ و آهک که از پختن سنگ گچ و سنگ آهک به دست می آید. اخیرا مواد و مصالحی از ترکیبات شیمیایی و به روشهای صنعتی به دست آمده است مثل PVC و پلی اورتان که به مرور جای مصالح طبیعی را خواهند گرفت. چنانچه در بین موارد در قطعات پیش ساخته گچی یا بتونی از الیاف مصنوعی استفاده می گردد.

خواص عمومی مصالح ساختمانی:

به طور کلی مواد و مصالح ساختمانی دارای خواص فیزیکی از قبیل مقاومت و در مقابل نیروهای فشاری ، کششی ، برشی و سایشی هستند علاوه بر اینها می توانیم به هر شکل و اندازه ای که نیاز داشته باشیم از مواد و مصالح ساختمانی استفاده نماییم.

ترکیب مصالح ساختمانی با آب و هوا و عناصر دیگر نیز از جمله خواص شیمیایی این مواد هستند که از این ترکیبات نیز مواد و مصالح جدیدی حاصل میشود. از طرفی خواص مکانیکی و رفتاری مواد و مصالح ساختمانی از جهات مختلف در علم مهندسی ضروری و الزامی است.

خواص فیزیکی مصالح :

خواص فیزیکی مصالح عبارتنداز : الف : وضع ظاهری مصالح ساختمانی مانند رنگ ، بو ، شکل ظاهری ، وزن ، جرم ، وزن مخصوص،تخلخل،پوکی و...

ب: تاثیر حرارت ، دما بر مصالح ساختمانی و مواد اولیه آن نظیر قابلیت انتقال حرارت ، گرمای ویژه ، نقطه ذوب و ...

الف – 1- خواص ظاهری مصالح ساختمانی :

1-1 جرم 1-2 وزن 1-3 حجم : حجم جامد جسم شامل حجم مواد جامد مصالح. حجم کلی شامل حجم مواد جامد + فضای خالی داخل مصالح. حجم فضایی یا ظاهری شامل حجم کلی و فضایی بین قطعات مصالح (ماشین آجر).

1-4 وزن حجمی مصالح ساختمانی (وزن فضایی یا ظاهری)

1-5 وزن مخصوص مصالح ساختمانی

1-6 پوکی مصالح :عبارت است از مقدار حجم خالی در اجسام نسبت به حجم جامد مصالح

1-7 تخلخل مصالح : عبارت است از حجم کل حفره های داخل مصالح ساختمانی نسبت به حجم کل مصالح.

ب – 1- تاثیر حرارت بر مصالح ساختمانی :

2-1 قابلیت هدایت حرارتی که بستگی به موارد زیر دارد :

الف) مصالح ساختمانی از نظر کیفیت طبیعی و مواد اولیه آن.

ب) ساختمان مولکولی و حالت کریستالی مصالح.

ج) تخلخل ، که هرچه درصد آن بالاتر باشد حرارت کمتری انتقال می یابد.

د) چگونگی تشکیل پوکی در ساختمان مصالح پیش ساخته.

هـ) هرچه سوراخهای داخل مصالح درشتر و به هم پیوسته تر باشند قابلیت هدایت حرارتی آن بیشتر است.

ب- 2- گرمای ویژه مصالح ساختمانی : که عبارت است از مقدار گرمایی که یک گرم از مصالح به خود می گیرد تا دمای آن یک درجه سانتیگراد افزایش یابد. گرمای ویژه مصالح ساختمانی و قابلیت هدایت حرارتی آنها کاربرد زیادی در تعیین ضخامت دیوارهای تیغه بندی ، خارجی و دیوارهای صنایع حرارتی و برودتی دارد.

ب- 3- مقاومت در برابر آتش : مقدار درجه حرارتی است که مصالح می توانند قبل از ذوب شدن تحمل نمایند. مصالحی که برای مقاومت در برابر آتش استفاده می شوند عبارتند از :

1- مصالح نسوز که حرارت بالاتر از 1580 درجه سانتیگراد را تحمل می کنند.

2- مصالح دیرگدازکه حرارت بین 1350 تا 1580 درجه سانتیگراد را تحمل می کنند.

3- مصالح زودگداز که در حرارت پایین از 1350 درجه سانتیگراد ذوب می شوند.

ب- 4- دوام در برابر تغییرات شدید دما : بعضی مصالح بسته به موارد کاربردشان باید در برابر آب و بخار آب ، یخ زدگی ، ذوب شدن ، جذب آب ، رطوبت هوای مجاور و ... که عبارتنداز :

1) قابلیت جذب رطوبت هوا

2) قابلیت جذب آب – در بسیاری از مصالح خواص خشک آن با خواص اشباع شده آن تفاوتهای بسیاری دارد. خاصیت قابلیت هدایت حرارتی ، تغییرات طول نسبی ، دوام مکانیکی مصالح و کلیه خواص فیزیکی از جمله وزن واحد حجم و جرم فضائی جسم اشباع شده نسبت به جسم خشک تغییرات زیادی دارد.

3) ضریب نرمی یا ضریب سنتی مصالح ساختمانی : ضریب مقاومت فشاری مصالح در حالت اشباع را نسبت به مقاومت فشاری مصالح در حالت خشک ضریب نرمی مصالح می گویند.اگر این ضریب بزرگتر از 8/0 باشد مصالح ، نفوذ ناپذیر شناخته شده ، کاربرد آنها در رطوبت و آب اشکالی ایجاد نمی کند.

4) نفوذ ناپذیری مصالح در برابر آب : قابلیت نفوذ پذیری عبارت است از مقدار آبی که تحت فشار در حجم نفوذ کرده ، از آن عبور می کند.

5) مقاومت در برابر یخ زدگی : به مصالحی مقاوم گفته میشود که از یخ زدگی بیش از 15 تا 25 درصد مقاومت طبیعی خود را از دست ندهند و کاهش وزنی آنها بر اثر ترک خوردن و جدائی مصالح پس از 40 بار یخ زدگی بیش از 5 درصد حالت طبیعی نباشد.

6) نفوذ ناپذیری مصالح ساختمانی در برابر گازها

خواص مکانیکی مصالح ساختمانی :

چگونگی پایداری مصالح ساختمانی در برابر عوامل مکانیکی بستگی مستقیم با گنجایش پذیرش نیروها به وسیله مصالح ساختمانی دارد و بررسی این عوامل خواص مکانیکی مصالح را مشخص می کند. عواملی که با خواص مکانیکی مصالح ساختمانی سر و کار دارند شامل نیرو ، کار و انرژی می باشند.

مقاومت مصالح ساختمانی :

توانایی و گنجایش مصالح برای پذیرش شنها و نیروها را (( تاب یا مقاومت مصالح)) می نامند. این مقاومت را به صورت مقاومت فشاری ، کنشی ، پیچشی و ضربه ای ظاهر می شود.عواملی که با مقاومت مصالح ساختمانی سر و کار دارند شامل تنش ، کرنش ، و جدول الاستیته هستند.

خواص شیمیایی مصالح ساختمانی :

چگونگی پایداری مصالح ساختمانی در برابر عوامل شیمیایی مشخص کننده خواص و کاربرد شیمیایی مصالح است. اسیدها و بازهایی که در شرایط عادی با آب و گازهای موجود در هوا ترکیب می شوند با مواد تشکیل دهنده مصالح ترکیب شده و به مصالح آسیب می رسانند. وجود ترکها در مصالح یا اطراف آن باعث ترکاندن مصالح می شوند.

نام های مصالح پر کاربرد در ساختمان :

1- گچ 2- سیمان 3- آهک 4- شن و ماسه 5- خاک 6- کاشی – سرامیک 7- آجر-سفال 8- سنگ 9- ملات ها 10- قیر 11- چوب 12- شیشه 13- نسوزها 14- انواع مواد استحمالی

نماسازی آجری : طراحی نما : آجری

پیوند نیم نیم : در دیوارهای 10 سانتی

پیوند سره : در دیوار های 21 سانتی متری و 35 سانتی متری

پیوند بلوکی ، پیوند صلیبی ، پیوند هلندی ، پیوند بلوکی صلیبی ، پیوند کله راسته ، پیوندهای ویژه : در دیوارهای 21 سانتی متری

هشته گیر : الف) پنهان ب) آشکار

لغاز یا گوشواره ریشه پیوند

ابزارهای عمومی ساختمان : کاربرد آن

1- شمشله 2- شاقول 3- ریسمانکار 4- تراز 5- گونیا 6- متر 7- کمچه – ماله 8- تیشه و انواع آن 9- چکش لاستیکی 10- پتک 11- گلنگ 12- بیل 13- فرغون 14- استانبلی 15- پیمانه

اصول آجرچینی ، دیوار چینی :

تعریف دیوار : عضوی از ساختمان است که از اصول تراز و شاقول بهره مند بوده و باید طبق نقشه مورد نظم و با پیوند کاملی ساخته شود.

تعریف پیوند :اتصال بین آجرها و شکل قرار گرفتن آنها نسبت به همدیگر را پیوند می گویند.

اصول پیوند : قرار دادن آجرها در کنار هم بند برشی ایجاد می کند و از مقاومت دیوار می کاهد و هرچه بیشتر از آجرهای درسته بدون شکستگی استفاده شود ، دیوار محکمتر خواهد شد.

مقدار بند برشی در رمهای اجرا شده با درصد اتصال نسبت عکس پیوند دارد.

انواع اشکال آجر :

الف) آجر تمام : به ابعاد 21 * 5/5 * 10 ب) آجر نیمه : به ابعاد 5/10 * 5/5 * 10

ج) آجر سه قدی : به ابعاد 5/15 * 5/5 * 10 د) آجر کلاک : به ابعاد 5/5 * 5/5 * 10

هـ) آجر دم کلاغی به ابعاد : 21 * 5/5 * 10 و) آجر کلاغ پر به ابعاد : 21 * 5/5 * 10

ض) آجر قلمدان به ابعاد : 21 * 5/5 * 5 ح) آجر لغازی به ابعاد : 21 * 5/5 * 10

ط) آجر نیم لایی به ابعاد : 21 * 75/2 * 10

بتن و اختلاط آن :

بتن سنگی است مصنوعی که از مصالح سنگی به صورت شن و ماسه دانه بندی شده و به وسیله دوغاب سیمان به یکدیگر چسبیده اند ، وجهی یکپارچه را تشکیل می دهند. سعی می شود بتن هرچه توپر شود و به حداقل فضای خالی برسد. مقاومت یک بتن بستگی به تغییرات کمی و کیفی مواد تشکل آن به شرح زیر دارد :

1- سیمان از نظر مقدار مصرف در بتن و از نظر نوع و جنس آن

2- آب از نظر مقدار به کار رفته و کیفیت آب مصرفی

3- مصالح سنگی از نظر جنس و نوع دانه بندی آن ها

4- طرز ساختن و به کار بردن و عمل آوردن ( Curing ) و حفظ کردن بتن غیر از عوامل ذکر شده ولی باید دانست شیب منحنی (مقاومت زمان ) در ابتدا زیاد و به تدریج کم می شود.

مقاومت بتن 28 روزه : مقاومت نهائی

مقاومت بتن 70 روزه : حدود 70 درصد مقاومت نهائی

مقاومت بتن 90 روزه : حدود 120 درصد مقاومت نهائی

در بتن های زودگیر مقاومت 3 روزه و گاها 1 روزه هم حد نظر قرار می گیرد.

بعد از یکسال افزایش مقاومت بتن خیلی کند می شود و باید دانست هرچه مقاومت بتن بالاتر می رود الاستیته بتن هم افزایش می یابد.

اثر جنس و مقدار سیمان در بتن :

جنس و مقدار سیمان باید متناسب با نوع کار و حمل مصرف و درجه حرارت و فصل ، و طبق مشخصات فنی باشد. اما ازنظم مقدار سیمان بر حسب Kg تقسیم بر m3 بتن معرفی می شود. هرچه سیمان بیشتر مصرف شود مقاومت بتن اضافه می شود پس نتیجه می شود فقط تا حدی می توان مقدار سیمان را در بتن زیاد کرد و آن مقداری است که دوغاب سیمان بتواند دور تمام دانه های سنگ را اندود کند و فضای خالی بین دانه های سنگ را نیز پر نماید.

از لحاظ مقدار ، سیمان 3 جور بتن ساخته می شود:

الف) بتن کم مایه با 75 تا 150 کیلو گرم - بتن لاغر 75 سیمان

ب) بتن معمولی با 150 تا 250 کیلوگرم - 150 سیمان

ج) بتن پر مایه با 250 تا 350 کیلوگرم - 250 سیمان

برای کارهای مخصوص نظیر ساختمان های ............. و غیره تا 500 کیلوگرم هم سیمان مصرف می شود. برای آن که فولاد در بتن زنگ نزند در بتن فولادی (مسلح) مقدار سیمان از 250 کیلوگرم نباید کمتر باشد.

مقدار اختلاط ماسه و شن و سیمان برای ساخت بتن در ساختمانهایی که مقدار اختلاط معرفی شده و در مدارک فنی ارائه نشده است به این شرح می باشد. ( رطوبت بتنی ماسه تا 2% در نظر گرفته شده). و چنان چه ماسه مرطوب مورد استفاده قرار گیرد باید مقدار آن تا 20 درصد (بسته به رطوبت) تا افزایش یابد.

چنانچه نوع بتن و مشخصات فنی ارائه نشده باشد باید نکات زیر در انتخاب نوع بتن رعایت شود :

الف) بتن نوع 75 B فقط برای پر کردن و تهیه سطح صاف (بتن نظافتی) به کار می رود.

ب) بتن مسلح نباید ضعیف تر از نوع 200 B باشد.

ج) بتن قطعاتی که دارای تکیه گاه سراسری نیست مانند تیر ستون نباید ضعیف تر از نوع 250 B باشد.

مارک بتن مقاومت 28 روزه مقدار سیمان مقدار ماسه مقدار شن

150 150 200 58% 72%

250 250 300 56% 68%

350 350 400 53% 65%

اسلمپ بتن : روش تعیین قابلیت کارایی بتن در حقیقت تعیین مقدار روانی و چسبندگی بین دانه ها است. روش بسیار ساده ای جهت اندازه گیری آن موجود است( نشان دهنده میزان آب بتن)

اسلمپ گیری بتن : این آزمایش ساده ترین آزمایش جهت تعیین قابلیت کارایی بتن است و نشان دهنده میزان آب بتن.

روش و مقدار اسلمپ : مقداری بتن از خروجی میکسر گرفته و داخل قالب مخصوص مخروطی شکل با ابعاد استاندارد ریخته و با حیلسه با قطر 12 میلی متر در سه مرحله پر می کنیم و ضربه می زنیم.پس از پر شدن مخروط (قالب) و بعد از 3 دقیقه با دقت بسیار زیاد قالب را بند کرده و مقدار نشت را اندازه گیری می کنیم. این مقدار دارای حدودی به شرح زیر است :

الف) برای ساختمانهای عادی 2 تا 10 سانتی متر

ب) برای ساختمانهای مسلح با ضخامت کم می تواند بیشتر از 10 تا 15 سانتی متر باشد.

ج) برای ساختمانهایی که در قالب های آب بندی شده ریخته می شوند بین صفر تا 10 سانتی متر است.

ریختن بتن : اصل مهم در ریختن بتن به هم نخوردن دانه بندی آن است. بنابراین نباید بتن را از ارتفاع 1/5 متری به طور آزاد ریخت و بهترین راه پمپ بتن یا سطوح مورب می باشد.

تراکم بتن : با توجه به اینکه حباب های موجود در بتن مقاومت بتن را کاهش می دهد برای هر درصد هوای محبوس شده کاهش مقاومتی برابر 5 تا 6 درصد خواهد بود. برای 5 درصد هوا در روز 25 درصد از مقاومت بتن کاسته مب شود و هم چنین وجود هوا بتن را در مقابل مایعات زیان آور نفوذ پذیر خواهد نمود.

زمان لرزاندن برای بتن با اسلمپ 10 حدود 5 ثانیه می باشد.

نگهداری و عمل آوردن بتن : نگهداری بتن در حقیقت جلوگیری از خروج آب بتن و حفظ بتن بین 10 تا 20 درجه سانتیگراد می باشد که به روشهای زیر انجام می گیرد.آب داران بتن در تابستان هر دو عمل فوق را انجام می دهند ؛ یعنی هم از خروج آب بتن جلوگیری می کند و هم بتن را خنک نگه می دارد.

آزمایش نمونه های مکعبی بتن – بتن ریزی در هوای گرم.

مواد افزودنی در بتن : مواد ترصیح کننده – روان کننده – حباب زا – چسبنده – ضد رطوبت – پوز دادن

تاثیر زمان در مقاومت بتن :

طاقت بتن : عبارت است از مقاومت بتن در برابر ضربه که هرچه مقدار عیار سیمان بتن افزایش یابد طاقت بتن کمتر خواهد شد و بنابراین در ساخت پل ها و سایر سازه های بتنی که به آنها ضربه وارد می شود نباید از عیار 400 و بالاتر استفاده نمود. بلکه باید مصرف آب را پایین آورد.

سختی بتن : مقاومت بتن در مقابل سایش را می نامند.

دوام بتن : مقاومت بتن در برابر رویدادهای فیزیکی مانند یخ زدن و آب شدن را دوام بتن می گویند.

تغییر شکل الاستیک بتن : نمونه زیر فشار قسمت بالاتر پلاستیک و قسمت های پایین تر الاستیک می شود.

خزش یا تغییر شکل وابسته به زمان تابع عوامل زیر است :

1- نسبت آب به سیمان بتن. 2- نگهداری بتن. 3- سن بتن.4- اندازه تنش بتن. 5- اندازه و شکل بتن.

نفوذ پذیری بتن :

افت بتن : نوع و مقدار سیمان – اندازه شن و ماسه – ابعاد بتن – مقدار آب.

آب انداختن :

وزن فحوص 2200 تا 24000 کیلوگرم بر M به توان 3

شناخت مواد و مصالح ساختمانی

مطالب مشابه :

دانلود جداول تبدیل واحدها ، وزن مخصوص ، تبدیل دما ، فشار و...

جدول وزن مخصوص فلزات بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب

وزن واحد حجم مصالح

گزارش آزمایشات مصالح ساختمانی

شناخت مواد و مصالح ساختمانی

جداول بتن و فولاد

گزارش آزمایشات مصالح ساختمانی

استاندارد تعیین وزن مخصوص نسبی و درصد جذب آب مصالح درشت دانهAASHTO T84-74 *

کاهش عمر ساختمان در پی عدم کیفیت مصالح