بتن و افزودنی ها
در این سری مقاله ها به معرفی بتن، افزودنی های آن، تاریخچه، کاربردها و بسیاری مباحث تخصصی مربوط به بتن می پردازیم.
فصل دهم فوقروانکنندههای بتن (Superplasticizers)؛ مبانی علمی، تاریخچه، مکانیسم عملکرد و نقش آنها در فناوری بتن مدرن مقدمه بدون تردید، فوق روان کننده های بتن مهمترین تحول در فناوری بتون طی نیمقرن اخیر به شمار میروند. توسعه این گروه از افزودنیهای شیمیایی، امکان تولید بتن هایی را فراهم کرد که از نظر مقاومت، دوام، روانی و کیفیت اجرا با بتون های سنتی قابل مقایسه نیستند. امروزه ساخت برجهای بلند، پلهای دهانه بزرگ، تونلها، سدها، نیروگاهها، سازههای دریایی، قطعات پیشساخته، بتن های خودتراکم (SCC)، بتن های پرمقاومت (HPC) و بتن های فوقپرمقاومت (UHPC)، بدون استفاده از فوقروانکنندهها عملاً امکانپذیر نیست. ...
ادامه مطلب
فصل نهم روانکنندههای بتن (Plasticizers)؛ مبانی علمی، انواع، مکانیسم عملکرد و کاربردها مقدمه یکی از مهمترین چالشهای مهندسان بتن، دستیابی به بتون با کارایی مناسب بدون افزایش نسبت آب به سیمان است. افزایش آب اگرچه بتون را روانتر میکند، اما به همان نسبت موجب کاهش مقاومت، افزایش تخلخل، نفوذپذیری بیشتر و کاهش عمر مفید سازه میشود. برای رفع این مشکل، صنعت بتن از دهه ۱۹۳۰ به سمت توسعه افزودنیهایی حرکت کرد که بتوانند بدون افزایش آب، روانی بتون را بهبود بخشند. نتیجه این تلاشها، تولید روان کننده های بتن (Plasticizers) بود؛ افزودنیهایی که آغازگر تحول در فناوری بتون شدند ...
ادامه مطلب
فصل هشتم افزودنیهای شیمیایی بتن؛ مبانی، طبقهبندی، مکانیسم عملکرد و کاربردهای صنعتی مقدمه رشد چشمگیر صنعت ساختمان، افزایش ارتفاع سازهها، توسعه پروژههای زیربنایی، اجرای بتن ریزی در شرایط اقلیمی دشوار و نیاز به افزایش دوام سازهها، موجب شده است که بتون امروزی دیگر تنها از سیمان، آب و سنگدانه تشکیل نشود. امروزه افزودنیهای شیمیایی بتن به یکی از ارکان اصلی فناوری بتون تبدیل شدهاند و تولید بتون های مدرن بدون استفاده از آنها در بسیاری از پروژهها امکانپذیر نیست. افزودنیهای شیمیایی با مقدار مصرفی اندک، قادرند ویژگیهای بتون تازه و بتن سختشده را بهطور قابل توجهی بهبود بخشند. این ...
ادامه مطلب
فصل هفتم طرح اختلاط بتن (Concrete Mix Design)؛ اصول، روشها و عوامل مؤثر بر طراحی بتون 7-1 مقدمه طرح اختلاط بتن (Concrete Mix Design) یکی از مهمترین مراحل در تولید بتون باکیفیت است. هدف از طرح اختلاط، تعیین دقیق نسبت اجزای تشکیلدهنده بتون به گونهای است که ضمن تأمین مقاومت و دوام مورد نیاز، بتون از نظر کارایی، قابلیت اجرا و صرفه اقتصادی نیز در شرایط مطلوب قرار گیرد. در گذشته، بسیاری از بتن ها بر اساس تجربه و نسبتهای تقریبی ساخته میشدند، اما امروزه با توسعه فناوری بتون ، استفاده از روشهای علمی و استاندارد برای طراحی مخلوط بتون ...
ادامه مطلب
فصل ششم آب در بتن؛ کیفیت آب، نسبت آب به سیمان و تأثیر آن بر مقاومت، دوام و عملکرد بتن 6-1 مقدمه آب یکی از چهار جزء اصلی تشکیلدهنده بتن است و برخلاف تصور رایج، تنها وظیفه آن مرطوب کردن سیمان نیست. آب آغازگر واکنشهای هیدراتاسیون سیمان، عامل ایجاد کارایی بتون تازه و یکی از مهمترین پارامترهای تعیینکننده مقاومت، دوام و عمر مفید سازههای بتنی است. بخش عمدهای از مشکلات اجرایی بتون، مانند کاهش مقاومت، ترکخوردگی، آبانداختگی، جداشدگی سنگدانهها، نفوذپذیری بالا و کاهش دوام، به کیفیت یا مقدار نامناسب آب مصرفی بازمیگردد. از اینرو، شناخت علمی نقش آب ...
ادامه مطلب
فصل پنجم سنگدانهها؛ مهمترین جزء حجمی بتن و نقش آنها در مقاومت، دوام و کیفیت بتن 1-5 مقدمه در نگاه نخست، بسیاری تصور میکنند سیمان مهمترین جزء تشکیلدهنده بتون است؛ اما از نظر حجمی، سنگدانهها حدود ۶۰ تا ۸۰ درصد حجم بتون را تشکیل میدهند و نقش تعیینکنندهای در مقاومت، دوام، جمعشدگی، خزش، نفوذپذیری و حتی هزینه نهایی بتن دارند. در بسیاری از پروژهها، ضعف کیفیت بتون نه به دلیل نوع سیمان یا افزودنی شیمیایی، بلکه ناشی از انتخاب نامناسب سنگدانههاست. حتی بهترین فوق روان کننده یا پیشرفتهترین چسب آب بند نیز نمیتواند ضعف ناشی از سنگدانه نامرغوب را ...
ادامه مطلب
فصل چهارم شیمی هیدراتاسیون سیمان؛ اساس مقاومت، دوام و عملکرد بتن 1-4 مقدمه تمام ویژگیهای بتن، از جمله مقاومت فشاری، دوام، نفوذناپذیری، جمعشدگی، زمان گیرش و حتی عملکرد افزودنیهای شیمیایی، به فرآیندی وابسته است که هیدراتاسیون سیمان نامیده میشود. هیدراتاسیون، مجموعهای از واکنشهای شیمیایی میان سیمان و آب است که باعث تشکیل ترکیبات جدید، سخت شدن بتن و ایجاد یک ساختار سنگمانند میشود. درک صحیح این فرآیند، پایه طراحی بتنهای مدرن و انتخاب صحیح فوق روان کننده ها، مواد آب بند، الیاف و سایر افزودنیهای شیمیایی است. — 4-2 هیدراتاسیون چیست؟ هیدراتاسیون (Hydration) فرآیندی است که طی آن ترکیبات موجود ...
ادامه مطلب
فصل سوم سیمان؛ تاریخچه، فرآیند تولید، ترکیبات شیمیایی و نقش آن در فناوری بتن 3-1 مقدمه سیمان مهمترین ماده چسباننده در بتن است و بدون آن، تولید بتن به شکل امروزی امکانپذیر نیست. هرچند آب، سنگدانهها و افزودنیهای شیمیایی نیز نقش مهمی در عملکرد بتن دارند، اما این سیمان است که با انجام واکنشهای هیدراتاسیون، ذرات سنگدانه را به یکدیگر متصل کرده و بتن را به یک ماده مقاوم و بادوام تبدیل میکند. امروزه بیش از ۴ میلیارد تن سیمان در جهان تولید میشود و این صنعت یکی از بزرگترین صنایع پایه در حوزه ساختوساز به شمار میرود. شناخت دقیق ...
ادامه مطلب
فصل دوم تاریخچه بتن؛ از روم باستان تا بتنهای هوشمند 2-1 مقدمه بتن یکی از قدیمیترین و در عین حال پیشرفتهترین مصالح ساختمانی جهان است. اگرچه بتن مدرن کمتر از دو قرن قدمت دارد، اما ریشههای استفاده از مصالح سیمانی به هزاران سال قبل بازمیگردد. امروزه بتن نهتنها پرمصرفترین ماده ساختمانی جهان، بلکه پس از آب، دومین ماده پرمصرف روی کره زمین محسوب میشود. شناخت تاریخچه بتن، تنها مرور گذشته نیست؛ بلکه درک مسیر تکامل فناوری، شناخت علل پیدایش افزودنیهای شیمیایی، توسعه سیمانهای نوین، بتنهای توانمند و مصالح هوشمند را نیز امکانپذیر میسازد. — 2-2 نخستین مصالح سیمانی در تمدنهای ...
ادامه مطلب
فصل اول تاریخچه بتن در ایران، سیر تحول افزودنیهای بتن، چسبها و آببندهای ساختمانی 1-1 مقدمه بتن بدون تردید یکی از مهمترین مصالح ساختمانی در تاریخ تمدن بشر به شمار میرود. امروزه تقریباً هیچ پروژه عمرانی، صنعتی، راهسازی، سدسازی، تونل، پل، ساختمانهای بلندمرتبه، سازههای دریایی، تصفیهخانهها، نیروگاهها، فرودگاهها و صنایع نفت، گاز و پتروشیمی را نمیتوان یافت که در آن از بتن استفاده نشده باشد. بتن طی بیش از یک قرن گذشته از یک مصالح نسبتاً ساده به یک ماده مهندسی بسیار پیشرفته تبدیل شده است؛ مادهای که امروزه با استفاده از فناوری نانو، پلیمرها، افزودنیهای شیمیایی، الیاف، ژلهای هوشمند، ...
ادامه مطلب