08
مارس

همه چیز درباره بتن و مواد تشکیل دهنده آن

اجزاء تشکیل دهنده بتن و خواص آنها

سیمان : حدود 7 الی 15 درصد از حجم بتن را تشکیل می دهد.

آب : حدود 14 الی 21 درصد از حجم بتن را تشکیل می دهد.

دانه های سنگی ( شن و ماسه ) : حدود 60 الی 75 درصد از حجم بتن را تشکیل می دهد.

هوا: در بتن بدون هوا میزان حجم هوای موجود بین 5/0 تا 30 درصد است و در بتن هوادار میزان حجم هوای موجود بین 4 الی 8 درصد است.

مواد مضاف : مواد شیمیایی هستند که به میزان جزئی و به صورت درصدی از وزن سیمان به مخلوط اضافه میشوند تا خواص مطلوب مورد نظر را در بتن ایجاد کنند.

نقش سیمان در بتن

به هر ماده چسبنده ای سیمان اطلاق می شود. لکن به ماده چسباننده مصالح سنگی در بتن اصطلاحا سیمان می گویند که نقش آن صرفا چسباندن دانه ها به یکدیگر بوده و به تنهایی تاثیری در مقاومت و باربری ندارد.

مواد شیمیایی موجود در سیمان  :

تری کلسیم سیلیکات : ( 3Cao-Sio2 ) با علامت اختصاری ( C3S )

دی کلسیم سیلیکات : ( 2Cao-Sio2 ) باعلامت اختصاری ( C2S )

تری کلسیم آلومینات : ) 3Cao-Al2o3 ) با علامت اختصاری ( C3A)

تتراکلسیم آلومیوفریت: ( 4Cao-Al2o3-Fe2o3 ) با علامت اختصاری ( C4AF )

انواع سیمانهای استاندارد : ( پرلتند )

1- سیمان تیپ یک ( I ) ، سیمان معمولی

این نوع سیمان در شرایط آب و هوای عادی مصرف می شود و در جائی که از نظر سولفات شکلی وجود نداشته باشد ( موارد مصرف : کلیه کارهای بتنی از قبیل جدول خیابانها –ملات ها – اندودها و …..

2- سیمان تیپ دو ( II ) ، سیمان متوسط

این نوع سیمان تا حدی کندگیر بوده و نیز تا حدی در مقابل حمله سولفاتها مقاوم است موارد مصرف : ( برای بتن ریزی در محیط های گرم و بتن ریزی های حجیم و…

3- سیمان تیپ سه ( III ) سیمان زودگیر

این نوع سیمان اجزاء اولیه سیمان تیپ I را دارد ولی به شدت ریزتر آسیاب شده و به همین جهت گیرش سریعتری دارد . موارد مصرف : ساخت قطعات پیش ساخته بتنی ، استفاده در هوای سرد ، در کارگاههایی که از قالب لغزنده استفاده می کننده.

4- سیمان تیپ چهار ( IV )، سیمان زودگیر

 این نوع سیمان کندگیر کندگیر بوده و مقدار C3s,C3A موجود در آن کمتر بوده و در مقابل C2S زیادتری دارد . موارد مصرف : در بتن ریزی های حجیم ، در محیط گرم دمای بالای 40 درجه ، بتن ریزی در لایه های متوالی توجه : مصرف این سیمان در هوای گرم باعث جلوگیری از اتصال سرد می شود.

5- سیمان تیپ پنج ( V ) ، سیمان ضد سولفات :

این نوع سیمان برای مصرف در بتن ریزی هایی که در معرض حمله سولفاتها قرار دارد ، مناسب است

استفاده از آب در بتن

جایگاه استفاده آب در بتن به لحاظ انجام عمل هیدراتاسیون دارای حساسیت بسیار زیادی است عدم استفاده از آب مناسب مشکلات زیر را به دنبال خواهد داشت :

ذزمان گیرش سیمان به تاخیر افتاده ، بتن دیرگیر می شود

باعث افت مقاومت نهایی بتن می شود ( گاهی تا 30٪ مقاومت را کاهش می دهد )

موجب خوردگی و زوال تدریجی میلگردها می شود

روی سطح بتن خشک شده نهائی ، لکه ها یی ایجاد می کند که به خصوص در بتن ها ئی که سطح آنها در نما قرار می گیرد حائز اهمیت است

ویژگیهای آب مصرفی در بتن :

اسیدی و بازی نباشد ( PH بین 6 تا 8 ).

درصد کربنات هایش کمتر از 1/0 درصد باشد.

درصد جامدات ( ذرات معلق ) در آن کمتر از 1/0 درصد باشد.

درصد کلروهایش کمتر از 05/0 درصد باشد.

درصد سولفاتها یش کمتر از 1/0 درصد باشد.

جمع کربنات کلسیم و منیزیم موجود در آب مورد استفاده در بتن اگر تا 4/0 درصد باشد مضر تلقی نمی شود.

جمع نمکهای منگنز ، قلع ، روی ، سرب نباید از 5/0 درصد بیشتر باشد.

نمکهای آهن در آب بتن تا حد 4 درصد بر مقاومت بتن تاثیر نمی گذارد.

از نامناسب ترین ناخالصی های آب بتن سولفورسدیم است که مقدار بخار آن حداکثر 1٪ است.

استفاده از آب دریا به واسطه وجود نمکها ی کلرورها ، سولفاتها و… که باعث افت مقاومت تا 15 درصد می شود و از طرفی کلر موجود در آب دریا موجب خوردگی میلگردها در طول زمان می شود و استفاده آن در بتن آرمه مجاز نمی باشد.

دانه های سنگی ( شن و ماسه )

ویژگیهای شن و ماسه مصرفی در بتن:

1-  دانه ها کاملا تمیز و عاری از گل و لای و ناخالصی های شیمیائی باشد.
2-  دانه ها باید در مقابل سایش و اعمال تنش مقاوم باشند.
نکته : دانه های سیلیسی دارای سختی 7 تا 8 بوده و مقاوم ترین دانه ها ی مورد استفاده در بتن می باشند.     دانه های آهکی دارای سختی 3 تا 4 بوده که در ساخت بتن به کار می روند.
3-دانه ها باید در مقابل یخبندان مقاوم باشند که به 3 عامل ذیل بستگی دارد.
الف- تخلخل : هرچه تخلخل دانه ها بیشتر باشد ، مقاومت در مقابل یخبندان کمتر است.
ب- نفوذناپذیری : هرچه نفوذپذیری دانه ها بیشتر باشد، مقاومت در مقابل یخبندان کمتر است.
ج- مقاومت کششی : هرچه مقاومت کششی بیشتر باشد ، مقاومت در مقابل یخبندان بیشتر است.
4-دانه ها باید در مقابل هوازدگی مقاوم باشند
از نظر مقاومت نهائی بتن ، اصولا بتنی که با دانه های گوشه دار ساخته می شود به دلیل امکان درگیر شدن بهتر دانه ها با یکدیگر و برقرار اصطحکاک بهترین آنها ، مقاوم تر خواهد بود . توصیه می شود در مواردی که مقاومت خیلی بالا مورد نظر باشد ( بالای 350 تا 400 Kg/cm2 ) از این نوع دانه ها استفاده شود اما در کارهای عادی که مقاومت کمتر ملاک عمل است می توان از دانه های گرد و نامنظم استفاده کرد.

خواص بتن

بتن عمدتا از دو قسمت تشکیل شده است
مصالح سنگی : حدود 60 تا 75 درصد حجم بتن از مصالح سنگی تشکیل می شود.
خمیر سیمان : حدود 25 تا 40 درصد حجم بتن با خمیر سیمان پر می شود از 25 تا 40 درصد خمیر سیمان 17 الی 15 درصد سیمان و 14 الی 21 درصد آب است.
میزان آب در خمیر سیمان (W/C )
معرف آب و C معرف وزن سیمان است که حتی المقدور نسبت W/C کم انتخاب شود.
این میزان حدود 4/0 الی 6/0 درصد می باشد.
ویژگیهای استفاده از نسبت آب به سیمان کمتر
افزایش مقاومت فشاری و کششی بتن.
افزایش خاصیت آب بندی در بتن.
کاهش جذب آب.
پیوستگی بهتر بین لایه های مقوایی در بتن ریزی.
افزایش چسبندگی بین میلگرد و بتن.
افزایش مقاومت در مقابل شرایط جوی نامساعد.
کاهش میزان افت ، میزان خزش و کاهش امکان آب انداختن بتن.
کاهش امکان جدا شدن دانه ها.
کارایی بتن (اسلامپ)

عبارتست از درجه سهولت ریختن و کار کردن با بتن ، هرچه ریختن بتن تازه و کار کردن با آن آسان تر باشد بتن از کارایی بالاتری برخوردار است . که آزمایش آن به نام اسلامپ معروف است.

اسلامپ می تواند از صفر تا 30 سانتی متر تغییر کند اما برای کارهای بتن آرمه اسلامپ معروف است.

اسلامپ می تواند از صفر تا 30 سانتی متر تغییر کند اما برای کارهای بتن آرمه اسلامپ باید در محدوده ( 10-5 سانتی متر ) انتخاب شود.

برای کارهای عادی بتنی (بدون آرماتور ) اسلامپ ( 5-2 سانتی متر ).

در حالت های استثنائی که تراکم آرماتور زیاد است، اسلامپ ( 12-10 سانتی متر )

عوامل موثر در مقاومت بتن

کیفیت  دانه ها : بتنی که از دانه های سیلیسی ساخته شده باشد مقاومت بالاتری نسبت به بتن ساخته شده با دانه آهکی دارد.

میزان دانه ها : هر چه دانه بیشتری در بتن مصرف شود بتن توپر و مقاوم تر است.

مقدار سیمان : هر چه مقدار سیمان بیشتر باشد بتن مقاومت بالاتری خواهد داشت.

نسبت آب به سیمان ( W/C) : هرچه این نسبت کمتر باشد( حدود 4/3 الی 4/0 ) بتن ساخته شده مقاومت بالاتری دارد

عمر بتن : مقاومت 7 روزه در بتن عادی 70 ٪ مقاومت 28 روزه است ، مقاومت 28 روزه بتن که حدود 90 الی 95 درصد مقاومت نهائی می باشد.

نکته : عمر مفید ساختمانهای بتنی ، معمولا در محدوده 50 الی 100 سال در نظر گرفته می شود.

تمایز بتن از نظر چگالی ( وزن مخصوص )