نام فایل : بتن و انواع بتن

فرمت : .pptx

تعداد صفحه/اسلاید : 36

حجم : 2 مگابایت

بنام خدا
بتن و انواع بتن
مقدمه :
بتن (به فرانسوی: Béton)، از ریشه لاتین (به لاتین: Bitume)در مفهوم وسیع به هر ماده یا ترکیبی که از یک ماده چسبنده با خاصیت سیمانی شدن تشکیل شده باشد گفته می‌شود. بتن ممکن است از انواع مختلف سیمان ونیز پوزولان‌ها، سرباره کوره‌ها، مواد مضاف، گوگرد، مواد افزودنی، پلیمرها، الیاف و غیره تهیه شود. همجنین در نحوه ساخت آن ممکن است حرارت، بخار آب، اتوکلاو، خلا، فشارهای هیدرولیکی و متراکم کننده‌های مختلف استفاده شود.با توجه به گسترش و پیشرفت علم و پیدایش تکنولوژی‌های فراوان در قرن اخیر، شناخت بتن و خواص آن نیز توسعه قابل ملاحظه‌ای داشته است، به نحوی که امروزه شاهد کاربرد انواع مختلف بتن با مصالح مختلف هستیم که هر یک خواص و کاربری مخصوص به خود را داراست.
 1- بتن دارای چهار رکن اصلی می باشد که به صورت مناسبی مخلوط شده اند ، این چهار رکن عبارتند از :
الف : شن
ب : ماسه
ج : سیمان
د : آب
 2- در برخی شرایط برای رسیدن به هدفی خاص مواد مضاف به آن اضافه می شود که جزء ارکان اصلی بتن به شمار نمی آید .
۳- توده اصلی بتن مصالح سنگی درشت و ریز (شن و ماسه ) می باشد

ساختار بتن:
 1- آب باران
۲- آب چاه
۳- آب برکه
۴- آب رودخانه در صورتی که به پسابهای شیمیایی کارخانجات آلوده نباشد و غیره و ...
بطور کلی آبی که برای نوشیدن مناسب باشد برای بتن نیز مناسب است باستثناء مواردی که متعاقبا توضیح داده خواهد شد .

ویژگیهای آب مصرفی بتن:
سیمان
سیمان ماده‌ای چسبنده‌است که قابلیت چسبانیدن ذرات به یکدیگر و بوجود آوردن جسم یکپارچه از ذرات متشکله را دارا می‌باشد و از ترکیب مصالح آهکی، رس، سیلیس و اکسیدهای معدنی در دمای ۱۴۰۰ تا ۱۵۰۰ درجه سانتی‌گراد ساخته می‌شود. به جسم حاصل، پس از حرارت دادن کلینکر گویند و از آسیاب کردن آن به همراه مقدار مناسبی سنگ گچ سیمان تیپ‌های مختلف بدست می‌آید و همچنین اضافه نمودن پوزولان به کلینکر و گچ سیمان پوزولانی حاصل می‌شود. اندازه دانه‌های کلینکر۲۰-۵ میلی‌متر و رنگ آن سبز تیره می‌باشد.

سیمان پورتلند
سیمان پرتلند طبق تعریفASTM C ۱۵۰‎، نوعی سیمان هیدرولیک است که از پودر کردن کلینکری که عمدتاً از اکسیدهای سیلیسی، آلومینیومی و آهنی که عامل تشکیل ترکیبات سیلیکاتی و آلومیناتی سیمان پرتلند می‌باشند، بدست می‌آید.
تاریخچه
گرچه استفاده از سیمان (هیدرولیک و غیرهیدرولیک) به چندین هزار سال قبل بازمی‌گردد، اما اولین بار در سال ۱۸۲۴ میلادی ژوزف اسپین معمار بریتانیایی طرح اصلاحی خود را برای آهک هیدرولیک تحت عنوان سیمان پرتلند به ثبت رساند. وی نام پرتلند را به علت تشابه سیمان حاصل با رنگ کانسارهای آهکی جزیره پرتلند در انگلستان انتخاب کرد.

انواع سیمان پرتلند و کاربرد آنها
سيمان پرتلند نوع 2
اين نوع سيمان مطابق با مشخصات مطرح شده در استاندارد ملي ايران به شماره ISIRI – 389 و استاندارد آمريكا CSTM-C150 توليد مي شود و داراي حداكثر (C3A) به ميزان 8 درصد مي باشد مقاومت اوليه و نهائي ملات استاندارد آن نسبت به سيمان نوع 1 كمتر مي باشد .
سيمان نوع 2 به عنوان سيمان اصلاح شده در برابر حمله متوسط متوسط سولفات ها از سيمان معمولي مقاوم تر است و درمواردي كه آب هاي زيرزميني يا خاك حاوي مقدار كمي سولفات باشد مصرف مي گردد ، (در آب كمتر از 1200ppm  و در خاك كمتر از 5 درصد) و به علت گرمازائي كمتر در بتن ريزي هاي نسبتا" حجيم نيز مصرف مي شود . كاربرد اين نوع سيمان در هواي گرم كه خطرافزايش دماي بتن معمولي به بيش از 32 درجه سانتيگراد و بتن ريزي هاي حجيم كه بيش از 15درجه سانتيگراد مي رسد توصيه مي گردد .
استفاده از اين نوع سيمان در محيط هائي كه يون و سولفات به صورت توام وجود دارد و همچنين بتن ريزي در هواي سرد توصيه نمي گردد

خواص کاربردی سيمان پرتلند نوع 3
به عنوان سيمان با مقاومت اولية زياد ( High Early Strength ) يا سيمان زودگير در شرايطي كه مقاومت اولية زياد بتن مورد نظر باشد ، بكار مي رود . به دليل بالا بودن فاز C3S (سه کلسيم سيليکات )گرماي هيدراتاسيون اين نوع سيمان نيز بالا مي باشد و لذا مي توان از اين سيمان در هواي سرد زمستان استفاده كرد. کاربرد های اين نوع  سيمان عبارت است از :
- ساختمان سازي تجاري که نياز به باز کردن سريع تر قالبها دارد
-کارگاه های بلوک سازی ، تيرچه بلوک ، توليد لوله های الياف سيمانی ، قطعات پيش ساخته ، موزاييک سازی و ساير صنايع که نياز به جمع کردن سريع تر محصولات خويش دارند.
- کاهش زمان عمل آوری بتن در آب و هوای سرد
- سوخت شوندگی سريع و مقاومت برتر آن نسبت به سيمانهای معمولی امکان تسريع در عمليات بتن ريزی و کاهش هزينه های جانبی را در بر دارد

سیمان پرتلند تیپ چهار (سیمان دیرگیر یا پرتلند کم حرارت)
سیمان نوع چهار در هنگام گیرش حرارت کمی تولید می کند. مقدار C3A و C3S موجود در این سیمان در مقایسه با انواع دیگر سیمان کمتر است و در مقابل C2S زیادتری دارد . موارد مصرف این نوع سیمان به شرح زیر است :
- از آنجاییکه در این سیمان ، گرمای حاصل از هیدراسیون در طول مدت زمان بیشتری آزاد می شود ، مصرف این سیمان در هوای گرم باعث می شود که دمای تولید شده توسط بتن در عملیات گیرش کمتر شود .
- در بتن ریزی دیوارها که طول دیوار زیاد است (دیوار مخزن آب و یا استخر) چون بتن لایه لایه ریخته می شود ، و احتمال دارد زمان زیادی طول بکشد تا لایه بتن جدید روی بتن قبلی ریخته شود ، ممکن است در هنگام ریختن بتن جدید ، بتن لایه قبلی سخت شده و اتصال خوبی بین دو لایه برقرار نشود . به این اتصال ضعیف بین لایه های قدیم و جدید اتصال سرد می گویند ، که نقطه ضعف بتن ریزی به شمار می رود . به خصوص در مورد سازه های آبی ، این اتصال نقطه ضعفی برای نشت آب خواهد بود . مصرف سیمان نوع چهار در چنین مواردی باعث می شود که فرصت کافی برای بتن ریزی باشد و لایه های قبلی با لایه های جدید اتصال مناسبی برقرار کنند.
5- سیمان پرتلند تیپ 5 (سیمان ضد سولفات)

در ساخت این سیمان سعی می شود تا حد ممکن میزان C3A و C3S به حداقل برسد و در مقابل C2S بیشتری استفاده شود . این سیمان از این جهت که در مقابل حمله شدید سولفات ها به خوبی مقاومت می کند ، در ساختن اسکله ها و بنادر کاربرد دارد. 


بتن الیافی در حقیقت نوعی کامپوزیت است که با به کارگیری الیاف تقویت¬کننده داخل مخلوط بتن، مقاومت کششی و فشاری آن، فوق العاده افزایش می¬یابد. این ترکیب کامپوزیتی، یکپارچگی و پیوستگی مناسبی داشته و امکان استفاده از بتن به عنوان یک مادة شکل پذیر جهت تولید سطوح مقاوم پرانحنا را فراهم می¬آورد. بتن الیافی از قابلیت جذب انرژی بالایی نیز برخوردار است و تحت اثر بارهای ضربه ای به راحتی از هم پاشیده نمی¬شود. شاهد تاریخی این فناوری، کاربرد کاهگل در بنای ساختمان است. در واقع بتن الیافی نوع پیشرفتة این تکنولوژی می باشد که الیاف طبیعی و مصنوعی جدید، جانشین کاه و سیمان جانشین گل به کار رفته در ترکیب کاهگل شده اند.
بتن الیافی
به طور کلی و براساس یک تعریف عمومی ، بتن های سبک دارای وزنی کمتر از 1840 کیلو گرم برمتر مکعب می باشند . بتن های معمولی ( سنگین ) عموما وزنی بالاتر از 2400 کیلوگرم درهرمترمکعب دارند . بتن های سبک متعارف عموما کمتر از 1000 کیلوگرم در هر متر مکعب وزن دارند یعنی سبک تر از آب هستند و برروی آن شناور باقی می مانند .
تولید و کاربرد بتن های سبک از اوایل قرن بیستم در دنیا آغاز شده است و عمده کاربرد آن در دنیا درصنعت ساختمان می باشد. مصارف صنعتی همانند عایق ها و آجرهای نسوز و پروفیل های خاص صنعتی نیز برای آنها گزارش شده است . به به به طور کلی بتن های سبک به دلیل استفاده از مواد متخلخل و یا بواسطه ایجاد تخلخل در بافت بتن تولید می گردند
بتن های سبک
بتن های دانه سبک
دراین گروه از بتن ها از مواد اولیه سبک معدنی(همانند پومیس –پومیت و ورمیکولیت و ....) و غیر معدنی ( انواع EPSو پلی استایرن ) ویا صنعتی (. همانند رس و شیل منبسط شده و پرلیت فراوری شده) به عنوان جایگزین مصالح سنگی دربتن استفاده می شود.

بتن های متخلخل ( هوادار ) :
ازمواد اولیه سبک استفاده نمی شود و تمام مواد اولیه دارای وزن معمولی هستند . ولی فرایند تولید به گونه ای است که یک عامل ایجاد حباب هوا به میزان ناچیز به مخلوطی از مواد اضافه می شود و در حین فرایند تخلخل در بافت جامد بتن جاگیر می شود
سبکی وزن باعث اقتصادی شدن ساختمان به جهت کم شدن مصرف مصالح سازه ای همانند تیرآهن و بتن سنگین در اسکلت ساختمان می شود
 پایین بودن ضریب انتقال حرارت باعث کم شدن حجم تاسیسات و کم شدن مصرف سوخت در ساختمان می شود
سبکی وزن کلی ساختمان باعث کم شدن ریسک خرابی ساختمان در اثر امواج زلزله می شود چرا که کمانش سازه ای دراثرارتعاشات در بارهای جانبی با وزن ساختمان نسبت مستقیم دارند . همچنین در اثر تخریب احتمالی ساختمان و کم شدن وزن آوارفروریخته باعث کم شدن تلفات میشود.

ویژگی های بتن های سبک
در راستای پیشرفتهای صورت گرفته در جهان ، مهندسان بخش مسکن تحقیقات جدی و مستمری انجام داده و می دهند تا بتوانند مسکن با عمر مفید زیاد (چند قرن) ، استحکام بالا در مقابل بلایای طبیعی (زلزله ، آتش سوزی و ...) ، همچنین با توجه به پایان رسیدن عصرانرژی ارزان ، حداقل انرژی در ساختمان مصرف گردد و دارای هزینه کمتری نسبت به سایر مصالح رایج باشد که این ایده ها با شناسایی بتن سبک هوادار (foam concrete) تحقق یافت.

بتن سبک هوادار
هم اکنون بتن معمولی غالبا با دانسیته 2400kg/m3 تولید می گردد که با توجه به وزنش مشکلات فراوانی ازجمله اجرای سخت و باخاصیت جذب آب بسیار بالا دائما تاسیسات حرادر حال حاضر با افزودن هوا به مخلوط ماسه و سیمان ، وزن آن تا اندازه قابل توجهی کاهش می یابد ، (400 الی 1800 کیلو گرم بر متر مکعب) و بتن سبک هوادار با خصوصیات بارزی تولید می گردد.

....