پروژه(بتن حباب دار)

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: پروژه(بتن حباب دار) بتن حباب داريكي از بزرگترين پيشرفتها در تكنولوژي بتن ابداع بتنحباب دار در اواسط دهة 1930 بود. امروزه براي بهبود مقاومت در برابر يخزدگي – يخ گشايي در زمان تماس با آب و مواد شيميايي يخ زدا توصيه مي شودكه تقريباً در تمامي بتنها از حباب سازي استفاده
مي شود . به هر حال استفاده از حباب سازي در هر دو مورد بتن تازه مخلوط شده و سخت مزاياي مهم ديگري نيز در بر دارد . بتن حباب دار با اضافه كردن افزودني حباب زا در زمان پيمانه كردن مخلوط ساخته
مي شود ( در ايالات متحده سيمانهاي هوازا نيز عرضه مي شوند ) . افزودنيهايحباب زا حبابهاي ايجاد شده در زمان اختلاط را تثبيت كرده ، با پايين آوردنكشش سطحي آب اختلاط يكسان شدن اندازه هاي مختلف حبابهاي هوا را بهبودبخشيده ، از ادغام حبابهاي هوا جلوگيري كرده و حبابها را به ذرات سيمان وسنگدانه متصل مي كنند . افزودنيهاي حباب زاي آنيوني آب گريز بوده و بار الكتريكيدارند (افزودنيهاي غيريوني يا بدون بار نيز وجود دارد ). بار الكتريكيمنفي جذب دانه هاي سيمان با بار مثبت
مي شود كه اين به تثبيت حبابهاي هوا كمك مي كند . افزودنيهاي حباب زا لايةنازك محكم دافع آبي مشابه با غشاء حباب صابون ايجاد مي كنند كه براينگهداري و تثبيت حبابهاي هوا و جلوگيري از ادغام آنها از مقاومت و حالتارتجاعي كافي برخوردار است . همچنين اين لاية نازك آب گريز ، آب را ازحبابهاي هوا دور نگه مي دارد . عمل هم زني و ورزدهي اختلاط مكانيكي باعثپراكنده شدن حبابهاي هوا مي شود . همچنين ذرات سنگدانه ريز به عنوان شبكهاي سه بعدي به نگهداري حبابهاي هوا در مخلوط كمك مي كند . حبابهاي هوا با حفره هاي هواي محبوس متفاوتند كه درنتيجة اختلاط ، جابه جايي و بتن ريزي در تمامي بتن ها ايجاد مي شوند و تازيادي تابع خصوصيات سنگدانه اند . حبابهاي هوا عمداً ايجاد شده از اندازهبسيار كوچكي با قطر 10 تا 1000 برخوردارند ، در حالي كه حفره هاي هواي محبوس معمولاً 1000 (mm1) يا بزرگتراند . قطر اكثر حبابهاي هواي موجود در بتن طبيعي بين 10 تا 100 است . همان طور كه در شكل نشان داده شده است حبابها به هم متصل نيستند ،بلكه به شكل پراكنده و به شكل اتفاقي پخش شده اند . بتن غير حباب دار باسنگدانه هاي حداكثر MM25 از مقدار هوايي در حدود 5/1% برخوردار است . همين مخلوط براي استفاده درشرايط يخبندان شديد به صورت حباب دار به مقدار هوايي در حدود 6% نياز داردكه از هر دو مورد حفره هاي هواي «محبوس» و حبابهاي هواي ريزتر تشكيل ميشود . خصوصيات بتن حباب داردر بخشهاي زير خصوصيات مهمي از بتن كه تحت تاثير حبابهايهوا قرار مي گيرند ، شرح داده مي شوند . در جدول خلاصه اي از ديگر خصوصياتبتن ارائه شده است . مقاومت در برابر يخ زدگي – يخ گشايي: مقاومت بتن سخت شده در برابر يخ زدگي – يخ گشايي در شرايط مرطوب حتي درصورت استفاده از مواد يخ زدايي مختلف با استفاده از حبابهاي هواي عمداًايجاد شده بهبود پيدا مي كند . در شكلهاي 8-2 و 8-3 دليل قانع كننده برايبهبود دوام بتن در اثر حبابهاي هوا نشان داده شده است .با منجمد شدن آب موجود در بتن مرطوب ، در لوله هايمويينه و منافذ موجود در خمير سيمان و سنگدانه ها فشارهاي اسمزي (تراوندگي) و هيدروليكي ايجاد مي شود . چنانچه فشار از مقاومت كششي خميرسيمان يا سنگدانه ***** كند ، فضاهاي خالي گشاد و گسيخته مي شوند . تاثيرتجمعي چرخه هاي متوالي يخ زدگي ، يخ گشايي و گسيختگي خمير سيمان و سنگدانهها در نهايت باعث انبساط چشم گير و تخريب بتن مي شود . اين تخريب به شكلترك خوردگي ، پوسته شدگي و خردشدگي ظاهر مي شود . در Pleau (1995) , Powers (1965) و Pigeon به وسعت به بررسي مكانيزمهاي عملكرد انجماد پرداخته شده است . فشارهاي هيدروليكي در اثر انبساط 9 درصدي آب در زمانانجماد ايجاد مي شوند . در اين فرآيند بلورهاي يخ رشد كننده جاي آب منجمدنشده را مي گيرند . چنانچه اشباع شدگي لولة مويينه بيش از حد بحراني باشد (7/91% آن پر از آب باشد ) ، با پيشرفت انجماد فشارهاي هيدروليكي ايجاد ميشود . در مقدار آب پايين تر ، هيچ فشار هيدروليكي وجود ندارد . فشارهاي اسمزي (تراوندگي) در اثر غلظت نسبي محلولهاي قليايي در خمير سيمان ايجاد مي شوند(Ppwers 1965a) . با منجمد شدن آب خالص ، مقدار قليايي موجود در آب غير منجمد مجاورافزايش پيدا مي كند . محلول پرقليايي حاصل از طريق مكانيزم اسمزي ، آبمحلولهاي كم قلياتر موجود در منافذ را مي كشد . اين انتقال اسمزي آب تاايجاد تعادل در مقدار قلياي محلولها ادامه پيدا مي كند . فشار اسمزي (درصورت وجود ) در عملكرد انجمادي سنگدانه ها عامل جزيي تلقي مي شود ، درحالي كه در برخي از خميرهاي معين سيمان ممكن است حالت غالب داشته باشد . همان طور كه در بالا گفته شد ، فشار اسمزي در «پوسته شدگي نمكي » عاملاصلي تلقي مي شود . يخ مويينه ( يا يخ موجود در حفره هاي بزرگ يا تركها ) براي رشد كردن ، آب موجود در منافذ اطراف را مي كشد . همچنين از آن جا كهاكثر منافذ موجود در خمير سيمان و برخي سنگدانه ها براي تشكيل بلورهاي يخبيش از حد كوچك اند ، آب تلاش مي كند تا به مكانهايي حركت كند كه امكانانجماد آن وجود دارد . حبابهاي هوا ، محفظه هاي خالي موجود در خمير سيمان اندكه با فراهم ساختن امكان ورود آب انجمادي و مهاجر ، فشارهاي پيش گفته راتخفيف داده و از آسيب ديدگي بتن جلوگيري مي كنند . با ذوب شدن يخ بخش اعظمآب به دليل پديدة مويينگي و فشار ناشي از هواي فشردة موجود در حبابهاي هوابه لوله هاي مويينه باز مي گردد . بدين ترتيب حبابها براي حفاظت از بتن درمقابل چرخة بعدي يخ زدگي – يخ گشايي آماده اند Lerch 1960 , Powers 1955) و(Powers 1965
فشار ايجاد شده توسط آب در اثر انبساط آن در زمان انجمادبه مقدار زيادي به فاصلة حركت آب تا نزديكترين حفرة هوا جهت تخفيف فشاربستگي دارد . بنابراين حفره ها بايد به اندازة كافي به هم نزديك باشند تافشار به كمتر از حد مقاومت كششي بتن كاهش پيدا كند . همچنين مقدار فشارهيدروليكي به سرعت انجماد و نفوذ پذيري خمير سيمان بستگي دارد . فاصله و اندازه حفره هاي هوا در موثر بودن حبابهاي هواي موجود در بتن عوامل مهمي محسوب مي شوند . براساس استاندارد CSA A23.1 زماني كه بتن در حضور رطوبت يا مواد شيميايي يخ زدا (شرايط در معرض گروه C-2, C-1 يا F-1 ، (جدول ) در معرض چرخه هاي متعدد يخ زدگي – يخ گشايي قرار مي گيرد ، ضريب فاصلةسيستم
حفره هاي هوا را بايد مطابق با استاندارد ASTM C457 و با استفاده از ضريب بزرگنمايي 100 تا 125 تعيين كرد . چنانچه ميانگين تمامي آزمايشهاي ضريب فاصله ايكمتر از 230 را نشان دهد و در هيچ آزمايش منفردي ضريب فاصله از 260 بيشتر نباشد و مقدار هواي موجود در بتن سخت شده 3% يا بيشتر باشد ،بتن از سيستم حفره هاي هواي رضايت بخشي برخوردار است . مقدار هواي 3% مرزپاييني مشخص شده در CSA A23.1 براي بتني با سنگدانه هاي mm20 كه در معرض شرايط گروه C-1 يا C-2 قرار دارد بايد از حداقل مقدار هواي 5% برخوردار باشد تا رضايت بخش در نظرگرفته شود . براي بتن با كارايي بالا با نسبت آب – مواد سيماني 36/0 ياكمتر ، ضريب فاصلة متوسط نبايد از 250 و هيچ مقدار منفردي نبايد از 300 بيشتر باشد .الزام ديگر استاندارد CSA A23.1 آن است كه رضايت بخش بودن سيستم حفره هاي هواي بتن در معرض شرايط گروههاي C-1 ، C-2 يا F-1 را بايد پيش از شروع ساخت به اثبات رساند . ضريب فاصله را بايد با اطلاعاتحاصل از آزمايشهاي انجام شده بر روي استوانه هاي بتني ساخته شده با همانمصالح ، نسبتهاي مخلوط و روشن اختلاطي تعيين كرد كه در پروژه مورد استفادهقرار مي گيرند . چنانچه كارفرما كنترل سيستم حفره هاي هوا را در ضمن ساختضروري بداند ، آزمايشها را بايد بر روي استوانه هايي انجام داد كه از همانبتن تحويلي محل پروژه ساخته شده اند . در حالت دوم اين الزام را بايد بهروشني در مشخصات فني پروژه ذكر كرد . توجه :
(1) گروه C مربوط به شرايط در معرض كلريدها .
(2) گروه F تنها مربوط به شرايط در معرض يخ زدگي – يخ گشايي
(3) گروه N در تماس با كلريدها قرار دارد و نه در معرض شرايط يخ زدگي – يخ گشايي . روش كنترل كارگاهي تنها در برگيرندة اندازه گيري حجمهواي موجود در بتن تازه مخلوط شده است . در شكل رابطه ميان ضريب فاصله وكل مقدار هوا به تصوير كشيده شده است . اندازه گيري حجم هوا به تنهايي امكان ارزيابي خصوصياتمهم سيستم حفره هاي هوا را فراهم نمي سازد . با اين حال زماني كه حجم هوايموجود در بخش ملات بتن ( مصالح عبوري از الك mm5 ) حدود 1 9% (Klieger 1952)يا حدود 18% حجم خمير سيمان است ، حباب سازي معمولاً براي مقاومت در برابريخ زدگي – يخ گشايي موثر تلقي مي شود . با ميزان مصرف يكساني از افزودنيبه ازاي هر واحد از سيمان ، مقدار هواي ملات ASTM C185 به دليل خصوصيات سنگدانه هاي استاندارد در حدود 19% خواهد بود . مقدار هواي بتني كه با سنگدانه هايي با حداكثر اندازة mm20 ساخته شده ، از نظر مقاومت موثر در برابر يخ زدگي – يخ گشايي در حدود 6% خواهد بود . در Taylor (1948) رابطة ميان مقدار هواي ملات و بتن استاندارد نشان داده شده است . در Hover (2001) و Pinto به موضوع مقدار هواي خمير سيمان در رابطه با مقاومت يخ زدگي پرداخته شدهاست . كل مقدار هواي لازم بتن از نظر دوام با كاهش حداكثر اندازة سنگدانهها ( به ليل حجم خمير سيمان بيشتر ) و شديدتر شدن شرايط در معرض افزايشپيدا مي كند . در جدول هاي 8-2 و 8-3 الزامات مندرج در A23-1CSA براي بتن در معرض شرايط مختلف (يخ زدگي / يخ گشايي و كلريدها) ارائه شده است . همچنين مقاومت بتن مسلح غير سازه اي (ساده) در برابر يخزدگي – يخ گشايي (مانند روسازي راها ، پياده روها ، مسيرهاي ماشين رو ،جدولها و آبروها و غيره ) با استفاده از موارد زير به مقدار چشم گيريافزايش پيدا مي كند : 1) سنگدانه هاي با كيفيت خوب ؛ 2) نسبت آب به موادسيماني كم ( حداكثر 45/0 ) ؛ 3) حداقل مقدار مواد سيماني 3kg/m 335 ؛ 4) حداقل مقاومت فشاري 28 روزة MPa328 ؛ و 5) روشهاي پرداخت كاري و عمل آوري مناسب . حتي بتنهاي غير حباب دار بانسبت آب – مواد سيماني پايين نيز در مقابل يخ زدگي – يخ گشايي مقاومترند . اعضاي بتني را بايد به شكل مناسبي زهكشي كرد و تا حدامكان خشك نگه داشت ، زيرا درجات بالاتر اشباع شدگي احتمال آسيب ديدگيناشي از چرخه هاي يخ زدگي – يخ گشايي را افزايش مي دهند . بتني كه خشكبوده يا در زمان بهره برداري تنها مقدار كمي رطوبت دارد ، اصولاً حتي باتعداد چرخه هاي يخ زدگي – يخ گشايي زياد نيز تحت تاثير قرار نمي گيرد . براي ملاحظات مربوط به طراحي مخلوط به بخشهاي «مقاومت در برابر پوسته شدگيناشي از مواد يخ زدا » و « مقدار هواي پيشنهادي » در همين فصل نگاه كنيد.

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 819]