بررسی رفتار و خصوصیات بتن اسفنجی

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: بررسی رفتار و خصوصیات بتن اسفنجی

مقدمه
همانطور که می.دانیم امروزه صنعت بتن نقش بسیار مهمی در ساخت و سازهای جوامع بشری ایفا می.کند و یکی از عوامل بسیار مؤثر در سازه.های بتنی در جهان است. در این راستا انجمن سیمان پرتلند (PCA) تحقیقاتی را به منظور استفاده از بتن در دیگر پروژه.ها آغاز نموده؛ پس از آزمایشات و تحقیقات فراوان موفق شد به راه حل بسیار خوبی به نام بتن اسفنجی (بتن تراوا ) دست یابد. بتن اسفنجی که حاصل این دست رنج بود، توانست تحولات زیادی را در محوطه سازی.های شهر.های اروپا و آمریکا ایجاد کند. البته این نوع بتن هنوز در ایران جا نیفتاده، ولی امید است با تلاش مسئولین ادارات، مهندسین و متخصصین فن این بتن به منظور حفظ بیشتر محیط زیست و مقرون به صرفه بودن مورد استفاده در پروژه.های کشورمان نیز قرار بگیرد.
بتن اسفنجی چیست؟
بتن اسفنجی یک مخلوط سنگدانه درشت(شن)،سیمان، آب و ماسه به میزان اندک(وگاهی اوقات بدون ماسه) است. در ساختار این بتن %25-15 (از لحاظ حجم) فضای خالی وجود دارد و این امر. موجب عبور آب از داخل این بتن می.شود.
در بتن اسفنجی از آب نسبت به دیگر انواع بتن کمتر استفاده می.شود و این مسأله باعث شده تا پس از ساختن مخلوط بتن آب آن به سرعت تبخیر شده و مخلوط در مدت یک ساعت کاملا" از آب تخلیه خواهد شد.

نسبت مواد مختلف در بتن اسفنجی
برای آشنایی بیشتر با این بتن، در جدول، زیر میزان مواد مختلف به کار رفته شده از آن ذکر شده است:
نسبت مواد
مقدار مواد
1-مواد دارای خواص بتن (البته در مورد مواد دارای خواص سیمای یا همان افزونی.های بتن بعدا" بیشتر توضیح داده می.شود.)
270 to 415 kg/m^3 (450to 700 1b/y^3)
2-سنگدانه
1190 to 1480 kg/ m^3 (2000 to 2500 1b/y^3)
3-نسبت آب به سیمان (از لحاظ جرم)
0.27 to 0.30 4-نسبت .سنگدانه .به .سیمان (ازلحاظ جرم)
4 to 4.5:1 5- نسبت .سنگدانه ریز (ماسه) به سنگدانه درشت (شن)
0 to 1:1
رفتار بتن اسفنجی
همچنین به منظور آشنایی بیشتر با رفتار این بتن، ویژگی.های آن در زیر بیان شده است:
مشخصات
مقدار
اسلامپ یا نشست (stump)
20 mm (3/4 in) چگالی (وزن مخصوص)
1600 to 2000 kg/m^3 (100 to 125 1b/ft^3)
زمان گیرش (setting time)
1 ساعت تخلخل (از لحاظ حجم)
15% to 25% میزان نفوذ پذیری (از لحاظ میزان سرعت)
120 L/min to 320 L/m^2/min (3ga1/ft^2/ min to 8 gal /ft^2/min) مقاومت فشاری
3.5 Mpa TO 28 Mpa (500psi to4000 psi) مقاومت خمشی
1 Mpa to 3.8 Mpa (150 psi to 550 psi) افت بتن
200x10^-6

نصب بتن اسفنجی
نصب بتن اسفنجی شامل 4 مرحله اساسی است:
مخلوط کردن
جاگذاری کردن (گماردن، قراردادن)
تراکم و فشرده سازی (کوبیدن )
عمل آوردن بتن
بوجود آوردن، قرار دادن و عمل آوردن بتن اسفنجی همه به جای اینکه در یک کارخانه زیر شرایط یکسان انجام شوند، در محل کار (پای کار) انجام می.شوند.
اگر چه بتن اسفنجی می.تواند توسط همان تهیه کننده.های بتن توپر تهیه شده و توسط همان کامیون.های بتن توپر تحویل داده شود، اما این ویژگی.های فیزیکی منحصر به فردش است که نیاز به یک پیمانکار با تجربه تخصصی دارد. همچنین تفاوت.های ساختاری ما بین بتن اسفنجی و بتن غیر قابل نفوذ نصب متفاوت آن را نیازمند است.
به هر حال، کیفیت و عملکرد بتن اسفنجی بستگی به میزان آشنایی و عملکرد نصب کننده و خاصیت ضربه.های ساختاری (کمپکت) دارد.
این نوع بتن به دلیل مقاومت نسبتاً پایین آن psi400 الی psi 4000 اساس مشخص شده و پذیرفته شده.ای برای مقاومت بالا نیست. و مساله مهم تر در موفقیت یک روسازی بتن اسفنجی مقدار پوکی (فضای خالی) آن است.
البته باید بدانیم که زیر سازی این بتن و زمین زیرینش نباید کاملاً غیر قابل نفوذ باشد و باید حداقل اندکی خاک و زیر سازی آن نفوذ پذیری داشته باشد. در مناطق ماسه.ای هم بتن اسفنجی مستقیماً بالای ماسه گذاشته می.شود.
همچنین باید به این موضوع اشاره کرد که یخ.زدن آب در داخل این بتن مشکلی ایجاد نمی.کند، زیرا آزمایش.هایی صورت گرفته که در آن بتن اسفنجی را به مدت بیش از 15 سال در آب و هوای سرد گذاشته و آب باران و برف پس از ورود به داخل بتن یخ می.زد. کاربرد موفق بتن اسفنجی در این مناطق این مساله را حل نموده است و مشکلی در به کار بردن این بتن در این مناطق وجود ندارد.

نقش مواد افزودنی ( مواد دارای خواص سیمانی ) در بتن اسفنجی
مواد افزودنی(یا همان مواد دارای خواص سیمانی) که در بتن اسفنجی بکار می.روند عبارتند از: رقیق.کننده.های سیمان(C 1157، C 595 ASTM )، خاکستر بادی و پوزولان طبیعی (ASTM C 618)، روباره (ASTM C 989) و بخار سیلیس(ASTM C 1240.).
حال به برخی از آن.ها که نقش بسیار مهمی در ساختار بتن دارند و می.توانند به جای سیمان مورد استفاده قرار گیرند(که در ایران از آنها به ندرت استفاده می.شود) اشاره می.کنیم. در واقع این مواد بر عملکرد زمان گیرش، میزان افزایش مقاومت، تخلخل، نفوذ پذیری و ... در بتن تأثیر می.گذارند و در یک کلام کلید عملکرد بالای بتن، در استفاده از مواد افزودنی (SCMS) است.
از آن جمله می.خواهیم به گاز سیلیس، خاکستر بادی و روباره که همگی دوام بتن را بوسیله کم کردن نفوذ پذیری و شکاف ( ترک خوردگی) افزایش می.دهند اشاره می.کنیم:
گاز سیلیس (Silica fume): یک فرآورده فرعی (محصول جانبی) از تولید سیلیکون است، و از دانه.های خیلی ریز و ذرات کروی شکلی تشکیل شده است و به طور موثری مقاومت و دوام بتن را افزایش می.دهد. به طور مکرر برای ارتفاعات بلند ساختمان.ها به منظور افزایش مقاومت فشاری بتن(با استفاده از گاز سیلیس مقاومت بتن از psi 2000 هم فراتر می.رود.) استفاده می.شود و می.توان از آن %12- 5 به جای سیمان در بتن استفاده کرد.
خاکستر بادی (fly ash): خاکستر بادی، محصول فرعی انبار زغال سنگ سوزان در نیروگاه.های برق است و سال.ها قبل به عنوان ماده.ای بی.مصرف روی زمین انباشته می.شد و بدون استفاده بود. اما حالا به عنوان یک ماده مهم در صنعت سیمان سازی به کار برده می.شود و می.توان از آن %65-5 به جای سیمان در بتن استفاده کرد.
روباره (Blast furnace Slag): روباره، محصول فرعی زباله در صنعت پولاد (فولاد) است، و سهم آن در مقاومت و دوام بتن بیشتر است و می.توان از آن %70-20 به جای سیمان در بتن استفاده کرد.

مزایای بتن اسفنجی چیست و موارد استفاده از آن کدام است؟
بتن اسفنجی دارای مزایای اقتصادی و زیست محیطی فراوانی است، که البته مزایای زیست محیطی آن بیشتر مد نظر است. از مزایای اقتصادی آن می.توان به پایین آمدن خرج.های فراوان به منظور هدایت آب باران و فاضلاب اشاره داشت. در واقع می.توان گفت با وجود بتن اسفنجی نیازی به ساختن جوی.های آب فراوان در سطح شهر و کنار خیابان و کوچه.ها و همچنین کانال.های بزرگ آب نیست. زیرا این بتن هر گونه بارندگی را مستقیماً به زمین و سفره.های آب زیرزمینی منتقل می.کند و در واقع یک مزیت زیست محیطی نیز محسوب می.شود. از دیگر مزایای زیست محیطی آن می.توان به موارد زیر اشاره کرد:
جلوگیری از بروز آب گرفتگی در معابر و مکان.ها به هنگام بارندگی
جلوگیری از آلوده شدن آب بارندگی.ها (زیرا اگر زمین غیرقابل نفوذ باشد، آب باران و برف در سطح زمین که آلودگی فراوان دارد جریان می.یابد و منجر به آلوده شدن آب بارندگی می.شود.)
پر شدن ذخایر آب زیرزمینی
در نقاط سرد که ماندن برف و باران روی زمین (بعد از بارش) منجر به سردتر شدن آن مناطق می.شود می.توان با استفاده از این بتن آب باران و برف را به داخل زمین هدایت کرد و از سردتر شدن آن ناحیه جلوگیری کرد.
همچنین می.توان از این نوع بتن در مکان.هایی که نیاز به زمین خشک است استفاده کرد مثلاً در زیر سازی چمن.های استادیوم.های فوتبال.
همچنین در مناطق سردسیر، بدلیل عبور آب از این بتن از یخ زدگی سطح معابر و در نتیجه ایجاد خطر جلوگیری می.کند که شهرداری.های محترم می.توانند از این بتن در پیاده.رو سازی.ها و محوطه سازی پارک.ها، پارکینگ.ها و معابری که مشکل آبگیری دارند استفاده نمایند.(مترجم)
ایجاد مناظری زیبا به هنگام بارندگی، زیرا با وجود این بتن دیگر هنگام بارندگی آب گرفتگی وجود ندارد.

به نقل از khakzad.com

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 333]