https://virgool.io/feed/@m_64056169 فناوری های نوین بتن و ساختمان fa 2026-06-17 03:29:37 https://static.virgool.io/images/default-avatar.jpg https://virgool.io/@m_64056169 https://virgool.io/@m_64056169/%DA%86%D8%B3%D8%A8-%D8%A8%D8%AA%D9%86-hqffsfvjcneo چسب بتن آب‌بند پروفاب، راه‌حل مطمئن برای افزایش دوام، چسبندگی و ضدآب‌سازی سازه بتنی است.چسب بتن آب‌بند پروفاب بر پایه رزین‌های آکریلیک و فناوری نانو تولید می‌شود تا نفوذپذیری بتن را کاهش دهد، مقاومت فشاری، کششی و خمشی را به‌طور چشمگیر افزایش دهد و از ترک‌خوردگی جلوگیری نماید.چسب بتن برای استفاده در ترکیب با ملات یا اعمال مستقیم روی سطح بتن طراحی شده است؛ این محصول مایع غلیظی است که به‌عنوان پرایمر، در ملات‌های ترمیمی و در ترکیب با ملات و بتن، عملکرد بیرتر از انتظار ارائه می‌دهد. این چسب مقاومت بسیار خوبی در برابر سیکل‌های یخبندان و نمک‌های یخ‌زا دارد که آن را برای کاربردهای حساس مانند محیط‌های باز و مناطق مرطوب ایده‌آل می‌سازد.چسب آب بندی درون ملات ترمیمی، چسبندگی ملات جدید به بتن قدیمی را تا ۴ تا ۶ درصد وزن سیمان ارتقاء می‌دهد که از ایجاد درز سرد پیشگیری می‌کند. همچنین در اجرای ملات‌های نرمه‌کشی و ترمیمی نیز کاربرد دارد و به عنوان لایه زیرین یا پرایمر، ساختار ملات را تقویت می‌کند.چسب بتن آب‌بند پروفاب میزان مصرفی به‌صرفه‌ای دارد: برای افزودن به بتن جهت آب‌بندی ۵ تا ۹ درصد وزن سیمان، برای ملات ترمیمی ۳ تا ۵ درصد، و برای افزایش چسبندگی و کاهش نفوذپذیری ۴ تا ۶ درصد وزن سیمان کافی است.چسب بتن آب‌بند پروفاب دارای بسته‌بندی‌های متنوع همچون سطل‌های ۳.۵، ۸ و ۲۰ کیلویی است و به‌راحتی قابل نگهداری به مدت حداقل یک سال در شرایط مناسب می‌باشد. این چسب مقاومت شیمیایی و مکانیکی بالا دارد و می‌تواند به جلوگیری از ترک‌خوردگی، افزایش مقاومت در برابر یخ‌زدگی و کاهش نفوذ آب کمک کند.چسب بتن آب‌بند پروفاب همچنین از دوام ملات‌های سیمانی می‌افزاید، مانع از ورقه‌شدن لایه‌ها می‌شود و در برابر سیکل‌های حرارتی (منفی تا مثبت) پایدار باقی می‌ماند. همچنین این چسب در ترکیب با چسب‌های کاشی پودری و خمیری یا ملات بندکشی، باعث افزایش چسبندگی و کیفیت آب‌بندی می‌شود. این ویژگی آن را بسیار مفید در کاربردهای کاشیکاری و پوشش سطوح نم‌گیر ساخته است .این چسب، با اینکه عملکردی عالی دارد، اجرای آسانی نیز دارد: کافی‌ست سطح را از گرد و غبار و آلودگی پاک کرده، آن را رقیق (با نسبت مناسب) کرده و دو لایه روی سطح اجرا نمایید (با قلم، غلطک یا پیستوله)، یا با ملات ترکیب نمایید و استفاده کنید.چسب بتن با بهبود چسبندگی و کاهش نفوذپذیری، باعث افزایش طول عمر سازه و کاهش هزینه‌های نگهداری می‌شود؛ با این حال، توجه به آماده‌سازی سطح، استفاده از درصد مناسب چسب و عمل آوری دقیق، برای دستیابی به نتیجه ایده‌آل ضروری است.چرا باید از چسب بتن آب‌بند پروفاب استفاده کنید؟چسبندگی بی‌نظیر: تا چندین برابر چسبندگی بیشتر نسبت به ملات عادی.آب‌بندی مؤثر: کاهش نفوذ آب، جلوگیری از ترک، محافظت در برابر یخ‌زدگی و نفوذ نمک.تقویت مکانیکی: افزایش مقاومت فشاری و خمشی بتن.دوام طولانی: مناسب برای پروژه‌هایی با شرایط سخت محیطی.سازگاری بالا: ترکیب با انواع ملات‌ها، چسب کاشی، بندکشی و رنگ‌ها ممکن است.سهولت اجرا: استفاده آسان با ابزار ساده و نیاز به آماده‌سازی اولیه.اقتصادی: مصرف بهینه، کاهش هزینه‌های ترمیم و نگهداری.قابل اعتماد: محصولی از برند معتبر پروفاب با سابقه بیش از یک دهه در صنعت و سبد محصولات گسترده.راهنمای استفاده استاندارددر آماده‌سازی سطح: مطمئن شوید سطح کاملاً تمیز، عاری از گرد و غبار، چربی و لایه‌های شل است.نحوه اختلاط: برای آب‌بندی سطحی، نسبت تک سفارش رقیق‌سازی ۱ به ۱ یا ۱ به ۲ با آب.ترمیم‌های داخلی یا افزایش چسبندگی: نسبت چسب به ملات بین ۳ تا ۶ درصد وزن سیمان.میزان مصرف: برای موارد معمول، ۵ تا ۹ درصد وزن سیمان استفاده می‌شود.عمل‌آوری (کیورینگ): پس از اجرا، بتن یا ملات باید حداقل ۵ روز تحت عمل‌آوری مرطوب قرار گیرد برای نتیجه مطلوب.شرایط نگهداری: در بسته‌بندی اصلی و دور از گرما و نور مستقیم خورشید نگهداری شود؛ حداقل ماندگاری: یک سال.چسب بتن آب‌بند پروفاب، انتخاب هوشمندانه شما برای ساخت و ترمیم بتن با دوام، چسبندگی بالا و مقاومت مضاعف در برابر آب و سرما. با فرمولاسیون پیشرفته بر پایه رزین آکریلیک و فناوری نانو، این محصول نفوذپذیری را کاهش، ترکیب بتن را تقویت و ترک‌خوردگی را مهار می‌نماید. بسته‌بندی متنوع، نسبت مصرف بهینه، روش استفاده ساده و عملکرد تضمینی از ویژگی‌هایی است که چسب بتن آب‌بند پروفاب را از بقیه متمایز می‌سازد. برای کسب اطلاعات بیشتر، مشاهده کاتالوگ محصولات و خرید آنلاین، می‌توانید به سایت رسمی پروفاب به نشانی proofab.com مراجعه نمایید. شیمیایی ساختمان شیمیایی ساختمان Mon, 18 Aug 2025 10:42:51 +0330 https://virgool.io/@m_64056169/%D8%B1%D9%86%DA%AF-%D8%A7%D8%B3%D8%AA%D8%AE%D8%B1%DB%8C-%D9%86%D8%A7%D9%86%D9%88-h0itzvnkkfkn رنگ و پوشش آب بند سطوح سیمانی استخربر پایه رزین های آکریلیکشرح نانو رنگ استخرینانو رنگ استخری چیست ؟رنگ آمیزی استخرها و حوضچه های سیمانی از زمان قدیم مورد توجه بوده و همراه با پیشرفت تکنولوژی در ساخت رنگ های مخصوص، برای رنگ آمیزی استخرها و حوضچه ها و جکوزی ها و آبنماها و سایر سازه های در مجاورت دائمی با آب این فرآیند تقویت شده و روز به روز بر کیفیت رنگ های تولیدی برای مصرف های مشابه اضافه شده است. شرکت شیمیایی بتن پلاست نیز با فرمولاسیون ویژه خود اقدام به تولید نانو رنگ استخری با توان پوشش دهی بالا و با قابلیت عایقکاری همزمان نموده است . نانو رنگ استخری بر اساس رزین های پایه آب تولید شده و قابلیت ازهمپاشیدگی در آب را دارد .این محصول بر پایه رزین های آکریلیک استایرن و مواد آب بند کننده و افزودنیهای ویژه شیمیایی مدلسازی و تولید شده است و پس از اجرا روی سطح ، با پر نمودن ترک های زیر کار ، پوششی یکپارچه با قابلیت عایق بودن توأم برای سطوحی که در همجواری دائمی با آب و رطوبت می باشند ، ایجاد می کند. نانو رنگ استخری معمولا به رنگ آبی تولید و عرضه می شود ولی با توجه به نظر کارفرما می تواند در رنگ های گوناگون تولید و ارائه گردد . این محصول با توجه به فناوری نانو توسعه و تصحیح شده و مانع از تشکیل جلبک و خزه در سطح می گردد.مکانیزم اثر نانو رنگ استخریساختار اثر نانو رنگ استخری چگونه است؟نانو رنگ استخری پایه آب بر پایه رزین های آکریلیک استایرن و مواد ضد آب کننده و پیگمنت های رنگی خاص، فرموله و تولید شده و به لحاظ بکارگیری از درصد بالای رزین آکریلیک در مکانیزم خود، دارای قدرت چسبندگی بالایی به سطوح زیر آیند می باشد و در صورت اجرای درست ، دوام و پایداری مساعدی روی سطح خواهد داشت و در برابر فشارهای هیدرواستاتیکی آب نیز دارای مقاومت مناسب است.خواص و اثرات نانو رنگ استخرینانو رنگ استخری چه خواص و اثراتی دارد؟قابل تولید در رنگ های متنوعفاقد نفوذ پذیری و جذب آبقابل پوشانـدن و پر نمودن ترک هاچسبندگی عالی به سطوح زیر کارقابلیت ماندگاری طولانی در محیط های آبی و مرطوباستواری سایشی بالاانعطاف پذیری و الاستیسیته بالاراحتی در اجرا روی سطحکاربردهای نانو رنگ استخریموارد کاربردی نانو رنگ استخری چیست؟رنگ آمیزی سقف تأسیسات ساختمانمناسب برای رنگ آمیزی جکوزی و سقف سونای بخارمناسب برای رنگ آمیزی سطوح داخلی استخرقابلیت رنگ آمیزی آب نماهای بتنی و سنگیرنگ آمیزی مجسمه های سیمانی و بتنی در مجاورت آبمناسب برای رنگ آمیزی کلیه سازه های آبیرنگ آمیزی دریاچه های مصنوعیجدول مشخصات فیزیکی و شیمیایی نانو رنگ استخریخواص فیزیکی و شیمیایی نانو رنگ استخری به چه صورت می باشد ؟مشخصات فیزیکی و شیمیایی نانو رنگ استخریمایع ویسکوزحالت سفید آبی سپزرنگ1/4 gr/cm3وزن مخصوص3 تا 7 روززمان خشک شدن نهایی1/5 تا 3 ساعتزمان خشک شدن سطحیمیزان مصرف نانو رنگ استخریمقدار مصرف نانو رنگ استخری در هر متر مربع چقدر است؟میزان استفاده نانو رنگ استخری ارتباط مستقیمی با سطح زیر کار و زبری و ناپیوستگی سطح دارد . ولی در شرایط نرمال، هر کیلوگرم رنگ استخری قادر به پوشش 3 الی 4 متر مربع از سطح در یک لایه می باشد.روش مصرف نانو رنگ استخرینحوه مصرف درست نانو رنگ استخری چگونه است؟سطوح زیر کار می بایست عاری از هرگونه آلودگی و چربی و گرد و غبار و ... باشد.در صورت وجود هرگونه آلودگی روی سطح ، توسط اعمال فشار آب ( واتر جت ) و یا سند بلاست نسبت به زدودن سطح از آلودگی ها اقدام نمایید.بتن زیر کار حداقل باید به سن 28 روزه رسیده باشد و کاملا خشک باشد.در صورت وجود ترک های سطحی ، توسط ملات ترمیمی بتن ، نسبت به تعمیر ترک ها اقدام کنید .در صورتیکه داخل جان بتن ، برای ساخت استخر از مواد آب بندی بکار برده نشده باشد و یا استخر قدیمی باشد و اطمینان نسبت به ضد آب بودن آن نداریم ، توصیه می شود توسط آب بند کننده دو جزئی الاستومری z2000 نسب به آب بندی سطح اقدام نمایید.چنانچه احتمال نفوذ رطوبت به صورت فشار منفی، به داخل سازه وجود دارد ، با استفاده از ماده آب بندی نفودگر کریستال ساز نسبت به آب بندی سطح اقدام نمایید.پیشنهاد میگردد برای حصول نتیجه مقبول ، یک لایه پرایمر آکرلیک روی سطح بتن اجرا شود.رنگ آمیزی به کمک رنگ استخری باید در دو لایه انجام شود .برای اجرای لایه اول مجاز به اضافه کردن میزان مشخصی آب به رنگ هستیم که البته باید توسط همزن برقی مخلوط شود .ابزار اعمال رنگ روی سطح ، تعیین کننده حداکثر آب مجاز برای ترکیب با رنگ استخری می باشد . چنانچه قصد دارید به کمک رول نقاشی ، رنگ را اجرا نمایید 10 تا 15 درصد و در صورت اجرا توسط فرچه مجاز به افزودن 15 تا 20 درصد آب به رنگ استخری می باشید.لایه دوم را بصورت خالص و در عکس جهت لایه اول اجرا نمایید.استخر یا سازه آبی را پس از خشک شدن کامل رنگ استخری روی سطح ،آبگیری نمایید.ایمنی نانو رنگ استخریدر موقع مصرف نانو رنگ استخری از نظر ایمنی چه نکاتی باید ملاحظه شود؟این ماده جزء مواد سمی و خطرناک برای محیط زیست نمی باشد.این ماده آتش زا نیست.درصورت برخورد با پوست یا چشم با آب شیرین فراوان شسته شود.در زمان اجرا از دستکش، عینک و لباس کار استفاده نمایید.در صورت بلعیده شدن فوراً به پزشک مراجعه شود .نگهداری نانو رنگ استخریمدت : یکسال در بسته بندی اولیهشرایط : دور از سرما و یخبندان، گرماو تابش مستقیم و طولانی نور خورشیدبهترین دمای نگهداری : 10+ الی 30+ درجهبسته بندی نانو رنگ استخریسطل 10 کیلوییمنبع : پروفاب شیمیایی ساختمان شیمیایی ساختمان Sat, 09 Sep 2023 11:03:08 +0330 https://virgool.io/@m_64056169/%D8%B1%D9%88%D8%B4-%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%AA%D9%88%D9%84%DB%8C%D8%AF-%D8%AE%D9%88%D8%A7%D8%B5-%D9%88-%DA%A9%D8%A7%D8%B1%D8%A8%D8%B1%D8%AF%C2%AD-%D9%86%D8%A7%D9%86%D9%88%D8%B3%D8%A7%D8%AE%D8%AA%D8%A7%D8%B1%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%A7%DA%A9%D8%B3%DB%8C%D8%AF-%D8%B1%D9%88%DB%8C-%D8%AF%D8%B1-%D9%86%D9%85%D8%A7%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%A8%D8%AA%D9%86%DB%8C-ouijxh43yedp چكيدهامروزه فناوري نانوتكنولوژي، نگاه بشر را به زندگي در عرصه ­هاي مختلف تغيير داده است. يكي از بخش هاي علم نانو كه توانسته در سال هاي اخير رشد قابل توجهي داشته باشد، صنعت ساخت و ساز مي­باشد.سوالات تحقيق:در این مقاله، انواع روش های تولید نانوساختارهای مختلف اکسید روی بررسی شده است. روش های مختلفی برای تولید نانوساختارهای اکسید روی وجود دارد. انتخاب مناسب روش تولید و ساخت بهینه آن در مقیاس نانو باعث افزایش بهره­وری این ماده با ارزش خواهد شد.روش تحقیق:دانشمندان قادرند تا ساختارهای مختلف با اندازه نانو را از این ماده سنتز نمایند. ما در این مقاله به روش های سل-ژل، شیمیایی، مکانیکی و پاشش حرارتي اشاره می­کنیم. همچنین یکی از کاربردهای آن در صنعت ساخت و ساز به عنوان نماهای ساختمانی خودتمیزشونده ارائه شده است.نتیجه گیری:با توجه به اینکه محققان توانسته اند ویژگی ها و خواص بسیار جالبی از این ماده به دست بیاورند، پتانسیل بسیار بالایی برای استفاده از این ماده در کاربردهای مختلف پژوهشی، صنعتی و کشاورزی وجود دارد.كلمات كليدي: نانوساختار، اکسید روی، سنتز سل-ژل، پاشش حرارتیمقدمهدر سال­های اخیر، نانومواد به علت کارایی بالایی که در حوزه های وسیعی از صنایع مختلف دانش همچون الکترونیک، کاتالیزور، سرامیک و ذخیره داده­های مغناطیسی دارند، گسترش قابل توجهی پیدا کرده اند. در حقیقت برای تحقق نیازهای علمی در زمینه های یاد شده با استفاده از نانومواد، اندازه مواد در ابعاد طول، عرض و یا ارتفاع تا مقیاس نانومتر ی کاهش می یابد. با کاهش اندازه مواد تا ابعاد نانومتری، خواص مکانیکی و فیزیکی مواد بهبود قابل توجهی می کنند، به طور مثال، استحکام مکانیکی و بویژه مقاومت الکتریکی و حرارتی افزایش پیدا می کند [1].نانومواد را می توان در یک طبقه بندی به دو دسته نانوبلورها و نانوذرات تقسیم کرد :1) نانوبلورها  : عبارتند از مواد چندبلوری با اندازه دانه های کمتر از 100 نانومتر2) نانوذرات : عبارتند از ذرات بسیار کوچک با ابعاد ریز (کمتر از 100 نانومتر) که به عنوان بلوک های ساختمانی نانومواد بلوری در نظر گرفته می شوند.روش های جدید تولید نانوذرات عمدتاً مبتنی بر فرآیندهای حالت بخار، مایع و جامد می باشند.روش های بر پایه بخار : PVD، CVD، روش های پاششیروش های بر پایه مایع : روش سل- ژل، روش های شیمیایی ترروش های بر پایه جامد : آلیاژسازی مکانیکی.یکی از مهم ترین خواص مواد نانوساختار، نسبت بالای سطح به حجم در آنهاست. یعنی اتم های موجود در سطح، کسر بالایی از اتم های تشکیل دهنده یک ذره را تشکیل می دهند، لذا این نسبت به همراه اندازه و شکل تقریباً یکنواخت، باعث خواص کاملاً متفاوت نانوذرات در مقایسه با ذرات درشت تر و مواد توده شده است. تشکیل تدریجی نانوذرات، در فازهای مایع یا جامد در طی سه مرحله جوانه زنی، ادغام و رشد اتفاق می افتد.اکسید روی یک ترکیب معدنی با فرمول مولکولی ZnO است. این ماده معمولاً به شکل پودر سفید رنگ می باشد و تقریباً در آب نامحلول است. این پودر به صورت گسترده به عنوان افزودنی به مواد و محصولات مختلف از قبیل پلاستیک، سرامیک، شیشه، بتن، رزین، روان کننده، رنگ، چسب و باتری استفاده می شود. ZnO در پوسته زمین به صورت آزاد هست، ولی اکثر آن به صورت سنتزی تولید می شود. در علم مواد، اکسید روی اغلب به عنوان نیمه رسانا II-IV نامیده می­شود. این نیمه رسانا حاوی خواص منحصر به فرد زیادی است. شفافیت خوب، تحرک الکترونی بالا، شکاف  عریض و لومینسانس قوی در دمای اتاق از آن جمله می باشد. این ویژگی ها باعث شده است تا از اکسید روی در ساخت الکترودهای شفاف در مایعات کریستالی، ذخیره سازی انرژی، پنجره های عایق گرما، ترانزیستور فیلم نازک و دیودهای نشر کننده نور (که از سال 2009 وارد بازار شده) مورد استفاده قرار گیرد.خواص شیمیایی اکسید رویاکسید روی از نظر ظاهری به صورت پودر سفید رنگی می باشد که اکثراً به نام زینکیت[3] معدنی شناخته می شود. کانی معدنی آن معمولاً شامل مقادیر معینی از منگنز و سایر عناصر است، لذا رنگ کانی آن معمولاً به صورت زرد مایل به قرمز دیده می شود [2]. رنگ اکسید روی متبلور وابسته به دما است، به طوریکه وقتی در معرض گرما قرار می گیرد از رنگ سفید به زردی می گراید، و در صورت سرد شدن دوباره سفید می شود.ساختار بلورین اکسید رویساختمان بلورین اکسید روی به سه حالت وجود دارد که عبارتند از: ورتزیت هگزاگونال[4]، زینک بلند مکعبی[5]  و نمک سنگی[6]. در بین این سه نوع ساختار، شبکه ورتزیت از همه پایدارتر است. حالت زینک بلند می تواند بوسیله رشد اکسید روی بر روی بستر هایی با ساختار شبکه مکعبی پایدار شود. در هر دو فرم ورتزیت وزینک بلند، روی و اکسیدها چهاروجهی هستند. فرم راک سالت )شبه نمک (NaCl تنها در فشارهای نسبتاً بالا ~ GP 10 مشاهده می شود.هیچ یک از شبکه های کریستالی ورتزیت و زینک بلند دارای وارونگی تقارنی نیستند. این خاصیت و سایر خواص تقارنی شبکه، باعث پیزوالکتریک شدن شبکه های فوق و پیروالکتریک شدن  شبکه اکسید روی ورتزیت می شود. پیوند شیمیایی موجود در اکسید روی شدیداً یونی می باشد، که به خاطر همین خاصیت، ZnO خاصیت پیزوالکتریکی قوی از خود بروز می دهد. بدلیل یونی بودن شدید پیوند ZnO، صفحات اتمی روی و اکسیژن بار الکتریکی نسبتاً زیادی بر روی خود نگه می دارند. در اکثر ترکیبات به منظور حفظ خنثی بودن بار، این صفحات بازسازی شده و شکل فضایی خاصی به ترکیب مورد نظر می دهد. دو ساختار بلورین اکسید روی در شکل 1 آورده شده است. شکل 1- ساختار های بلورین اکسید روی الف) ورتزیت، ب) زینک بلندواص الکتریکی اکسید رویخواص الکتریکی اکسید رویاکسید روی نیمه رسانایی با انرژی شکاف بزرگ ~ev  2/3 می باشد. بدلیل انرژی شکاف  بالا، مزیت های مختلف الکترونیکی از قبیل قابلیت نگهداری بالای میدان الکتریکی، نویز الکتریکی پائین و کارکرد در دما و توان بالا را دارا است. مقدار انرژی شکاف  آن می تواند بوسیله آلیاژ شدن با اکسید منیزیم و اکسید کادمیوم بیشتر شود [4]. اکسید روی به صورت ذاتی، نیمه رسانا از نوع- n می باشد.  اما با استفاده از پدیده دوپینگ[7] می توان آنرا به صورت یک نیمه رسانا از نوع-p تبدیل کرد. به طورکلی، بوسیله جانشینی Zn با عناصر گروه III همچون Al و Ga و یا با جانشینی اکسیژن با عناصر گروه VII همچون کلر و برم می توان اکسید روی را به نیمه رسانا قابل کنترل نوع- n تبدیل کرد. از طرف دیگر، دوپینگ نوع- p  اکسید روی بسیار مشکل می باشد. منشأ این مشکلات ناشی از حلالیت و ترکیب شوندگی پائین دوپ شونده های نوع-  p در شبکه اکسید روی بخاطر ناخالصی های فراوان نوع- n در آن است [6]. این محدودیت باعث جلوگیری از کاربرد گسترده ZnO در وسایل الکتریکی و اپتوالکتریکی که معمولاً مستلزم اتصال نیمه رسانا های نوع- n با نوع- p است، نمی شود.  تحرک الکترونی اکسید روی شدیداً با دما تغییر پیدا می کند و بیشترین مقدار آن در K80  برابر cm2/ V.s 2000 گزارش شده است [7]. در سال های اخیر نیمه رسانا اکسید روی توجه بسیاری از محققان را در بخش های مختلف به خود جذب کرده است. یکی از مهم ترین دلایل چنین اقبالی، ناشی از قیمت بسیار پائین ترکیبات مختلف روی می باشد. از طرف دیگر، سنتز ساده و خواص منحصر به فرد کاتالیستی و نوری آن نیز از جنبه های مختلف حائز اهمیت می باشد..روش­های تولید نانو ذرات اکسید روی1.5.      روش ته نشين سازی جرقه ایپايه هايی از جنس كوارتز با استون ، آب مقطر و و اتانول بطور سريع تميز و شسته می شوند  و سپس با جريان گاز نيتروژن خشك می شوند. دو سوزن تيز از سيم هايی از جنس روی تهيه می شود. دو سوزن بصورت افقی با فاصله 3میلی متر از يكديگر و در فاصله 2میلی متر بالای مركز پايه قرار می گيرند . جرقه زمانی اتفاق می افتد كه يك خازن با kV 10 شارژ شده و به سوزن ها متصل می شود. بوسيله Rotary  Switch اين فرايند مرتباٌ بين 50-200 بار در هوای محدود در فشار اتمسفر با مدت زمان جرقه زنی 3 ثانيه برای هر جرقه انجام می گيرد. سطوحی كه برای ته نشين سازی استفاده می شوند از قبل در دمای 380 درجه ی سلسيوس به مدت يك ساعت پخته شده بودند و بعد از آن در دمای بين 400 تا 800 درجه سلسيوس برای يك ساعت ديگر پخته می شوند.2.5.      روش تبخير حلال مستقيم محلول الكل شامل KOH و استات رویكلوئيدهای نانو ذره ZnO بوسيله هيدروليز كردن استات روی در محلول متانول تشكيل می شود. محلول بازی KOH به محلول روی استات و متانول اضافه می شود. محلولی تيره قبل از توليد كلوئيدهای ZnO تشكيل می شود. در اين روش پودر روی استات به محلول KOH و متانول اضافه می شود و تا دمای 60 درجه سلسيوس گرم می شود. در هنگام شكل گيری نانو ذره های ZnO در محلول، حلال بطور مداوم با استفاده از تبخير كننده دوار از محلول حذف می شود. اندازه نانو ذره های توليد شده بدين روش 4-5 نانو متر است.3.5.      روش رسوب روی استات و آمونيوم كربناتدر اين روش نانو ذره های ZnO بوسيله ی تكليس پيش ماده در 450 درجه ی سلسيوس بمدت 3 ساعت و تكليس بعد از تقطير Azeotropic ناهمگن از پيش ماده توليد می شوند. در اين روش، پيش ماده نانو ذره ی  ZnO بوسيله ی رسوب دهی از محلول های استات روی و آمونيوم كربنات تهيه می شود. نانو ذره های ZnO بدست می آيد كه بعد از تكليس سطح آنها با اسيد روغنی برای بهبود همسازی بين نانو ذره های معدنی و ماتريس های آلی روكش دار می شود. يك پيوند كووالانسی بوسيله ی واكنش شيميايی بين گروه های هيدروكسيليك بر روی سطح نانو ذره های ZnO و مولكول های آلی بلند زنجيره تشكيل می شود. از طرف ديگر سطح نانو ذره های  ZnO با سيليس روكش دار می شوند. يك پيوند شيميايی دو رويه بين ZnO  و SiO2 ايجاد می شود و فعاليت های كاتاليستی نانو ذره  ZnOبطور قابل توجهی كاهش می يابد.4.5.      روش تجزيه پر اكسيد رویدر اين روش نانو ذرات ZnO با سوزاندن پر اكسيد روی در دمای بيش از 473 درجه كلوين بمدت 2 ساعت توليد می شوند. پر اكسيد روی در دمای 473 در جه كلوين برای تشكيل ZnO كه حاوی يون های پراكسيد است تجزيه می شود. نانو ذرات ZnO از طریق تجزيه پر اكسيد روی دردمای بيش از 513 درجه ی كلوين بدست می آيد كه دارای فضاهای خالی حاوی اكسيژن است. افزايش پارامتر واحد سلولی و كاهش انرژی اكتيواسيون برای هدايت الكتريكی بخاطر فضاهای حاوی اكسيژن مشاهده می شود.نانو ذرات در اين روش كشيدگی شبكه دارند.بیشتر بدانیم : روش های تولید، خواص و کاربرد­ نانوساختارهای اکسید روی در نماهای بتنیانواع نانو ساختارهای اکسید رویتابه امروز اشکال مختلفی از اکسید روی سنتز گشته که بعضی از آنها شامل ساختارهای منشوری [8]، دوهرمی، نانو مارپیچ، دمبلی شکل [9]، بیضوی [10]، کروی [11]، نانومیله [12]، نانوسیم [13]، نانوحلقه [14]، نانوتیوب [15] و ... می باشد. تاکنون روش های مختلفی برای سنتز نانوتیوب های اکسید روی پیشنهاد شده که شامل تبخیر حرارتی، اکسیداسیون پودر ZnS، فرآیندهای شیمیایی/الکتروشیمیایی، رشد آبی و روش های مبتنی بر قالب[8] می باشد. در اکثر آنها وجود کاتالیست، قالب و دمای بالا ضروری می باشد. همچنین مکانیسم دقیق تشکیل ساختارهای تیوب ای اکسید روی هنوز به طور کامل مشخص نشده است. بنابراین یافتن یک روش ساده و کم هزینه برای تولید نانوتیوب های اکسید روی از جهات مختلف علمی حائز اهمیت می باشد. تصاویر نانوتیوب، نانومارپیچ،  نانوحلقه، دوهرمی، سوزنی شکل، نانو بوِرس و نانوسیم سنتز شده از اکسید روی را در شکل2 می بینید.شکل 2- اکسید روی به شکل های (الف) نانوتیوب، (ب) نانو نوار، (ج) نانومارپیچ، (د) دوهرمی، (ه) سوزنی شکل، (و) نانو بوِرس و (ز) نانوسیمکاربرد نانو ساختارهای اکسید روی به عنوان نماهای بتنی خود تمیز شوندهبا رشد سریع و برق آسای شهرها و جوامع در عرصه های مختلف، هر روز سازه های ساختمانی جدید با تکنولوژی برتر به بازار عرضه می شود. یکی از مشکلات جدی در زمینه مصالح و سازه های مختلف، آلوده گشتن سطوح نماهای ساختمانی است. منشأ این آلودگی ها،گرد وغبار فراوان ناشی از آلودگی هوا در شهرهای بزرگ می باشد. در سال های اخیر، نانومواد به علت کارایی بالایی که در حوزه های وسیعی از صنایع مختلف دانش همچون الکترونیک، کاتالیست، سرامیک و سازه­های ساختمانی دارد، گسترش قابل توجهی پیدا کرده است. یکی از پرکاربردترین و جالب ترین کاربردهای فناوری نانوتکنولوژی، ساخت سطوحی با قابلیت خودتمیز شوندگی است. ساختار شیمیایی چنین سطوحی شامل ذراتی در ابعاد نانومتر می باشد که توسط نورهای مختلف در محیط اطراف فعال شده و اصطلاحاً نانوساختارهای فتوکاتالیست نامیده می شود.پدیده فتوکاتالیز برای نخستین بار توسط دو دانشمند ژاپنی به نام های هوندا و فوجیشیما در سال 1972 میلادی مطرح شد. از آن سال تاکنون تلاش های گسترده ای برای بهینه سازی کارایی مواد فتوکاتالیست انجام پذیرفته است. یکی از مهمترین گزینه های مورد نظر برای مواد فتوکاتالیست نانوساختارهای اکسید روی است. نتایج تحقیقات فراوان منجر به ساخت سطوح نمای ساختمانی خودتمیز شونده با کارایی های مختلف گردیده است. که نمونه هایی از آنرا در شکل 3 می بینید.شکل 3- (الف) اجرای طرح نمای ساختمانی خود تمیزشونده در یک سازه، (ب) مقایسه یتن معمولی و بتنی با پوشیده شده از نانوذرات خود تمیز شونده اکسید روینمای بتنی خود تمیز شونده از جنبه های مختلف فنی و اقتصادی حائز اهمیت است. عمر مفید بالا، عدم آلودگی نما در طول زمان و خواص مقاومتی بهتر جزء ویژگی های این نوع نمای بتنی است. همچنین با ساخت آن می توان کمک شایانی به افزایش زیبا سازی شهری کرد.منبع : سایت بتن پلاست شیمیایی ساختمان شیمیایی ساختمان Sun, 28 May 2023 09:48:12 +0330 https://virgool.io/@m_64056169/%D8%A8%D8%B1%D8%B1%D8%B3%DB%8C-%D8%B1%D9%88%D8%B4-%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%AA%D8%B1%D9%85%DB%8C%D9%85-%D8%AA%D8%B1%DA%A9-%D8%AF%D8%B1-%D8%A8%D8%AA%D9%86-%D8%AF%D8%B1-%D8%B3%D8%A7%D8%B2%D9%87-%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%A2%D8%A8%DB%8C-jmzl2ea3bci5 چكيدهترمیم بتن فرآیند پیچیده ای است و با آنچه که در زمینه ساختن بتن تازه تجربه می شود بسیار متفاوت است در ترمیم بتن مواد جدید با مواد قدیمی باید طوری تلفیق گردد که ترکیبی مناسب به وجود آورد ودر طی زمان در برابر عوامل محیطی پایدار باشد این مقاله فلسفه درک نظام موجود در فرآیند ترمیم را برای مالکان ، مهندسان ، فروشندگان مصالح و پیمانکاران آشکار می سازد .سوالات تحقيق:این مقاله ارتباط مستقیم رفتار بتن به فرآیند کارگاهی ترمیم ترک و شکستگی بتن و تجزیه و تحلیل راهکارها و دانش فنی در این زمینه مورد بررسی قرار داده است .روش تحقیق:دراین مقاله روشهای کاربردی و عملی از منابع معتبر علمی و ACI گرفته شده و در هر بخش توضیحات کامل بهمراه دلایل فنی بهمراه تصاویر مربوطه ارائه گردیده است . دراین مقاله انواع ترکها و علل پیدایش آن در بتن ارزیابی شده و تکنیکهای ترمیم ترک و نیز توضیح داده شده است.نتیجه گیری:ترک در بتن بدلیل بروز تنش های کششی بالاتر از ظرفیت بتن رخ می دهد ولی گاهی اوقات ممکن است وقوع تنشهای کششی نشانه ای از منبع دیگری از تنش های خنثی باشد . از متداول ترین دلایل ترک خوردگی سازه های بتنی ، مسلح نبودن سازه در نقاطی که تنش کششی مشخصی که قابل یا غیرقابل پیش بینی باشد رخ می دهد .آنچه در این مقاله به آن اشاره گردید شناسایی ترکها و ترمیم آنها دربتن بوده و بگونه ای که نیاز به تقویت و مقاوم سازی آن عضو نمی باشد . اگر ترکها باعث ایجاد خرابی های خاص در اعضا شوند که نیاز به تقویت عضو یا سازه احساس شود لازم است یک تحلیل و ارزیابی سازه ای کامل و دقیق همراه با کنترل تنش انجام شود تا بتوان یک طرح تقویتی مناسب را تهیه نمود.كلمات كليدي: بتن، بتن پاشی،  بهسازی،  ترک،  ترمیم و پلیمرمقدمهنگهداری و بهسازی و مرمت سازه های آبی بخش مهمی از طرحهای مرتبط با امور آبرسانی را به خود اختصاص داده و بسته به میزان توسعه یافتگی کشور ، فعالیت دراین بخش بیشتر و مهمتر می باشداز آنجایی که اکثر سازه های آبی بتنی بوده لذا بهسازی و ترمیم بتن در مورد این سازه ها ، بحث مفصلی است که ارائه کلیه نکات و زوایای آن نیازمند تالیف چندین جلد کتاب می باشد و ادعای این مقاله نیز بررسی جامع این مطلب نیست .قبل از اقدام به ترمیم هرگونه ترک و شکستگی در بتن ، باید ارزیابی کامل در مورد ترک انجام شود . هر حالت و دلیلی باید با اصول اولیه آن مورد توجه قرار گیرد . آنالیز دلایل ممکن است به نتایجی منتهی شود که ترکها را کاهش داده یا اینکه خرابی های اصولی در سازه که ممکن است توسعه یابد ترمیم شود . [1]انواع ترک در بتن و قطعات بتن2-1. ترکهای خمیری :در نتیجه کاهش آب از خمیرسیمان ، دراثر عوامل بوجود آورنده ، جمع شدگی حجمی در آن بوجود می آید . این جمع شدگی بعنوان جمع شدگی خمیری (پلاستیک) شناخته می شود .2-2. ترکهای حرارتی اولیه :از عوامل مهم اثرگذار در ترکهای بتن ، درجه حرارت محیط می باشد . بتن ریزی در هوای گرم باعث افزایش دمای بتن می شود این دمای بالا باعث افزایش میزان تبخیر آب بتن می گردد که در نتیجه عمل هیدراتاسیون بخوبی انجام نپذیرفته و ترکهای دربتن ایجاد می شود .2-3. ترکهای تورمی :اگر بتن درضمن هیدراتاسیون بطور دائم در آب نگهداری شود در نتیجه جذب آب توسط سیمان، منبسط خواهد شد.2-4. ترکهای زیرسطحی :این ترکها ناشی از ماله کشی اضافی یا کم ، پرسیمان بودن مخلوط و عمل آوری ضعیف می باشد .2-5. ترکهای انقباضی :این ترکها در اثر از دست دادن آب ، زمانیکه درخشندگی آب از سطح بتن محو می شود و از بین می رود شکل گرفته و ظاهر می شود.2-6 ترکهای سازه ایاین نوع ترکها عموماً خطی می باشند مانند ترکهای ناشی از بار یا ترکهای ناشی از تنش های حرارتی یا ترکهای ناشی از نشست .انواع ترک براساس فعالیت ترکانواع متفاوت ترک در بتن براساس فعالیت در دو دسته کلی زیر قرار دارند :3-1.  ترکهای فعال :این ترکها عمدتاً ناشی از تغییر شکلهای حرارتی یا ناشی از بارگذاری هستند3-2. ترکهای غیرفعال :این ترکها به هیچ نوع تغییرشکل یا حرکتی در سازه منتسب نیستند .ترکها را می توان براساس عرض ترک نیز دسته بندی نمود که این اساس ترکهای کوچک  (با عرض حداکثر 3/0 میلیمتر) ترکهای متوسط (با عرض 3/0 تا 5/0 میلیمتر) و ترکهای عریض  (با عرض بیش از 5/0 میلیمتر ) را می توان مشخص نمود .براساس انواع و علل وقوع ترک در بتن و قطعات بتن با مشاهده هر ترکی در قطعات و اجزای بتنی ، اولین مرحله ، تشخیص نوع ترک و سپس علت ایجاد ترک می باشند . [4]نمونه های از ترک های واقعی در یک سازه بتنیروش های و تکنیکهای ترمیم ترکها4-1 . تزریق (INJECTION)دراین روش ترکهای باریک با عرض 05/0 میلیمتر را با تزریق رزینهای اپوکسی پرنمود دراین روش، نقاط تزریق متناوباً با فواصل کوتاهی در طول ترک قرارداده شده و سپس سطح ترک کاملاً آب بند می شود تا از فرار و نشت رزین در مدت تزریق جلوگیری گردد . در صورتیکه ابتدا و انتهای ترک در یک سطح (از جهت ارتفاع) نباشد تزریق بایستی از پایین ترین نقطه آغاز و به بالاترین نقطه ختم گردد و همچنین برای حصول اطمینان از پرشدن مطلوب ترک از مواد تزریقی، از لوله های شفاف استفاده می شود . [3]این روش برای ترکهای فعال کاربرد ندارد . همچنین این روش نیاز به مهارت بالایی دارد .4-2. دوغاب ریزی ودرزگیری CAULKING) )دراین روش در ترکهای که عرض آنها 1 میلیمتر بوده با ماده ای پر می شود که حالت پلاستیک دارد در صورتی که ترکها غیرفعال باشند می توان از ملات ساخته شده از سیمان پرتلند و یا ملاتی که خاصیت انبساطی داشته باشد استفاده نمود . اما اگر ترکهای فعال باشند بایستی از ارتجاعی (ELASTOMERIC) استفاده گردد . در بعضی از مواقع و با توجه به شرایط ، ممکن است عمل درزگیری توام با فشار نیز انجام گیرد .4-3. بخیه زدن یا دوختن (STITCHING)این روش را می توان زمانی بکار برد که وجود مقاومت کششی بالا در حوالی ترکهای بزرگ لازم باشد . دوختن ترک منجربه سخت شدن سازه و باعث عدم انتقال ترک به سایر نقاط سازه می شود بنابراین ممکن است ارزیابی و مقاوم سازی قسمتهای مجاور لازم باشد .4-4. تنیدن (STRESSING)اگر در محلهای مورد تعمیر ، ترکها در منطقه وسیعی ظاهر شده باشند بطوری که بخیه زدن بسیار گسترده ای را ایجاب نماید ممکن است راه حل تنیدن را مدنظر قرار داد . دراین روش ، میلگرد یا کابلهای در منطقه بتن آسیب دیده کارگزاری شده و سپس به آنها تنش های از پیش محاسبه شده را وارد کرده و در نهایت مهارشان می کنیم .دراین روش بایستی دقت کافی کرد تا این عمل باعث وجود آمدن ترکها در مناطق دیگر نشود .4-5. تراکم با فشرده سازی خشک (DRYPACKING)فشرده سازی خشک یعنی جا دادن یک ملات کم اب با دست درون حفره و سفت کردن حفره بعد از پرکردن یا سمبه زدن ملات درون حفره برای ایجاد تماس بین ملات و بتن موجود .بدلیل نسبت پایین آب به سیمان مصالح ، این ملات افت بسیار کمی خواهد اشت و وصله ایجاد شده بسیار محکم و با کیفیتی خوب و با دوام و نیز مقاوم و ضد نفوذ آب خواهد بود . استفاده از این شیوه در پرکردن یا ترمیم ترکهای فعال توصیه نمی شود .4-6. خود علاجی  AUTGENEUS HEALING)))توانایی ذاتی بتن در علاج ترکها توسط خودش را خود علاجی گویند . این روش برای درزگیری ترکهای غیرفعال در یک محیط مرطوب و برای سازه های بتن حجیم مناسب است . مکانیزم معالجه ترک در طی فرآیند کربناسیون هیدروکسید کلسیم موجود در سیمان با دی اکسید کربن موجود در هوا یا آب محیط اطراف اتفاق می افتد . کربنات کلسیم حاصل قادر است ترک را پر نماید ولی چون مکانیزم شیمیایی حاصل شده باعث کاهش PH در رطوبت داخل بتن می شود و میزان اسیدی را بالا می برد . بنابراین می تواندباعث تحریک زنگ زدگی درفولاد گردد .4-7. بتن پاشی (SHOTCRETING)دراین روش بتن یا ملات با استفاده از فشار هوا به داخل حفره ها ، کانالها، قالبها ، و سطوحی که بایستی تعمیر گردند پرتاب می شود دراین روش سطح نهایی تعمیرات صاف نبوده و بسته به اندازه سنگدانه مخلوط ، دارای زبری و ناهمواری می باشد .4-8. باروی توسط خلاء ( VACUUM IMPREGNATION)در این روش معمولاً قسمت آسیب دیده بوسیله صفحه پولتین (Polythene SHeet) پوشانده شده، سپس عمل خشک کردن سطح با استفاده از خلاء (Vacuum) انجام پذیرفته و منافذ کاملاً مسدود می شوند . پس از اطمینان کامل از هوابند و آب بند بودن سیستم ، مواردی که قرار است بر روی سطوح و خلل و فرج آسیب دیده اعمال شود مورد مصرف قرار می گیرند .4-9. اشباع سازی با پلیمرسیستم های منومر را می توان برای انجام یک ترمیم موثر ترک مورد استفاده قرار دارد  یک سیستم منومر به صورت مایع می باشد که در برگیرنده مولکولهای آلی کوچک با قابلیت ترکیب بصورت پلاستیک جامد می باشد . آنها بسیار روان هستند و جذب بتن خشک می شوند وترک را از همان مسیری که آب حرکت می کند پر می کنند . [2]مصالح مصرفی مناسب جهت پوشاندن ترکانتخاب مصالح ترمیمی متناسب با علل وعوامل بروی ترک جهت انجام عملیات ترمیم از اهمیت ویژه ای برخوردار است ماده کارای انتخابی می تواند علاوه بر مرتفع نمودن مشکلات موجود بعنوان عاملی پیشگیری کننده برای جلوگیری از بروز مجدد ترک در بدنه سازه های آبی محسوب می گردد . بسته به نوع و شدت خرابی بتن برای برداشتهای موضعی می توان از چکشهای برقی یا بادی و یا عملیات تخریب با جت آب استفاده نمود . پس از بررسی علل و عوامل ایجاد ترک ، تعیین راهکار مناسب برای پوشاندن و ترمیم رویه بتنی، از ضروریات خواهد بود دراین راستا از مصالح آب بندی مختلفی استفاده می گردد که بررسی د قیق خواص فیزیکی و شیمیایی آنها برای اطمینان از کارایی مصالح مصرفی می باشد .بسیاری از مواد پرکننده بصورت پودر در بازار عرضه می شوند که بیشتر آنها جهت مصرف و پوشاندن ترکهای کم عمق تا عمیق استفاده می گردد که اینگونه مواد با آب مخلوط و خمیر تهیه شده که بصورت ملات بوده و با کاردک برسطوح تخریب شده و ترکها اعمال می گردد این ملاتها با توجه به ترکیب مصالح ماسه ای می توانند خاصیت آب بندی را نیز را در محل اعمال ایجاد نمایند که این مسئاله در مورد سازه های آبی از اهمیت  ویژه ای برخوردار است. گروت های اپوکسی با استحکام چندین برابر بتن نیز برای ترمیم ترکها می تواند گزینه مناسبی باشد .تعمیر ترکهای فعال براساس پتانسیل حرکت آنها صورت می گیرد ، ترک باید درطول خود با یک شکاف ، به اندازه مناسب برش خورده و سپس توسط یک درزگیر مناسب درزگیری شود که در جهت ترمیم اینگونه ترکها از ماستیک ها (Mastiecs) ، ترموپلاستیکها (Termoplastics) و الاستومرها (Elastomers) می توان استفاده کرد . [3]، [4]کنترل ترکدر طی ساخت سازه های بتنی حجیم ، ترکهایی که بدلیل انقباض ناشی از سردشدن یا دیگر عوامل ممکن است ایجاد شوند توسعه یافته و به سوی بتن جدید در مرحله پیشرفت سازه حرکت می کنند . از توسعه این قبیل ترکها می توان بوسیه بلوکه کردن ترک و پخش تنش کششی در یک سطح بزرگتر جلوگیری نمود .آموزش ترمیم بتن به روایت تصویردر این قسمت چندین روش عملی مورد استفاده در ترمیم بتن که از راهنمای ACI گرفته شده اشاره می نمایم . [5]7-1. مراحل مختلف ترمیم ترک با تزریق اپوکسی بوسیله پمپ مرحله 1-تمیز نمودن ترک مرحله 2-نصب شیرهای ورود مواد تزریق مرحله 3- نصب پوشش آب بند مرحله 4-تزریق ترک بوسیله پمپ تا حد امکان مرحله 5- شروع مجدد تزریق از عریض ترین بخش ترک مرحله 6-برداشتن چوشش آب بند7 -2.  مراحل  ترمیم سطوح بتنی بوسیله شاتکریت7 -2. مراحل ترمیم سطوح بتنی بوسیله شاتکریتمرحله 3-اجرای شاتکریت با ملات مناسبترک در بتن بدلیل بروز تنش های کششی بالاتر از ظرفیت بتن رخ می دهد . ولی گاهی اوقات ممکن است وقوع تنش های کششی نشانه ای از منبع دیگری از تنش های خنثی باشد از متداول ترین دلایل ترک خوردگی سازه های بتنی ، مسلح نبودن سازه در نقاطی که تنش کششی مشخصی که قابل یا غیر قابل پیش بینی باشد رخ می دهد .آنچه دراین مقاله به آن اشاره گردید شناسایی ترکها و ترمیم آنها در بتن بوده و بگونه ای که نیازی به تقویت و مقاوم سازی آن عضو نمی باشد . اگر ترک ها باعث ایجاد خرابی های خاص در اعضاء شوند که نیاز به تقویت عضو یا سازه احساس شود لازم است یک تحلیل و ارزیابی  سازه ای کامل و دقیق همراه با کنترل تنش انجام شود تا بتوان یک طرح تقویتی مناسب را تهیه نمود .منبع : شیمیایی بتن پلاست شیمیایی ساختمان شیمیایی ساختمان Sat, 27 May 2023 10:21:56 +0330 https://virgool.io/@m_64056169/%D9%85%D9%82%D8%A7%DB%8C%D8%B3%D9%87-%D8%B1%D9%81%D8%AA%D8%A7%D8%B1-%D8%AF%DB%8C%D9%86%D8%A7%D9%85%DB%8C%DA%A9%DB%8C-%D9%85%D8%AE%D8%A7%D8%B2%D9%86-%D9%87%D9%88%D8%A7%DB%8C%DB%8C-%D8%A8%D8%AA%D9%86%DB%8C-%D8%A2%D8%A8-%D8%A7%D8%B3%D8%AA%D9%88%D8%A7%D9%86%D9%87%C2%AC%D8%A7%DB%8C-%D9%88-%D9%85%DA%A9%D8%B9%D8%A8-%D9%85%D8%B3%D8%AA%D8%B7%DB%8C%D9%84%DB%8C-%D8%A8%D8%A7-%D8%A7%D8%AD%D8%AA%D8%B3%D8%A7%D8%A8-%D8%A7%D9%86%D8%AF%D8%B1%DA%A9%D9%86%D8%B4-%D8%A2%D8%A8-%D9%88-%D8%B3%D8%A7%D8%B2%D9%87-nangq6dyxogf چکیدهدر این مقاله رفتار لرزه­ای یک نمونه مخزن هوایی بتنی آب با دو هندسه متفاوت و مرسوم استوانه­ای و مکعب مستطیلی مورد تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی قرار گرفته و مقایسه شده است. پاسخ تحلیل دینامیکی از این نظر که امکان شبیه­سازی معتبرتری از رفتار لرزه­ای یک سازه تحت تاثیر زلزله را برآورد می­کند در اکثر کارهای پژوهشی توصیه شده است. مخازن هوایی استوانه­ای از نقطه نظر معماری و زیبایی شهری معمول­تر هستند و در مقابل مخازن مستطیلی از پیشینه مطالعاتی بیشتری برخوردارند. رفتار سیال درون مخزن به روش لاگرانژی و احتساب کامل اندرکنش آب و مخزن و شرایط مرزی حاکم بر آن صورت گرفته و از اثر اندرکنش خاک و سازه صرف­نظر شده است. مدل­سازی به روش اجزای محدود و به کمک نرم­افزار توانمند ANSYS صورت گرفته است. در انتها با بررسی حداکثر پاسخ­های استخراج شده در تحلیل دینامیکی مخازن مذکور، مقایسه­ای در رفتار دو نوع هندسه مخزن با حجم و ارتفاع یکسان برای دو حالت مخزن پر و مخزن خالی ارائه شده است.سوالات تحقيق:انتظار می­رود نتایج حاصل از این مقایسه نشان دهد که کدام یک از این دو نوع مخزن که در آیین­نامه­ها به توضیح رفتار آنها پرداخته شده است، رفتار مناسب­تری در برابر زلزله از خود نشان می­دهند.روش تحقیق:دو نمونه مخزن هوایی بتنی مستطیلی و استوانه­ای به کمک نرم­افزار ANSYS در حالت­های پر و خالی مدل­سازی و نتایج حاصل از تحلیل­های دینامیکی و طیفی با هم مقایسه شده­اند.نتیجه­ گیری:تحلیل­های صورت گرفته روی دو مدل نشان می­دهد که تفاوت­های قابل توجهی در پاسخ­­ها، شامل برش پایه و تغییرمکان حداکثر سقف وجود ندارد و در عوض تفاوت پاسخ­ها در تناوب اصلی سازه محسوس­تر است.کلمات کلیدی: مخازن هوایی، اندرکنش سیال و سازه، تحلیل دینامیکی، روش اجزای محدودمقدمهمخازن هوایی آب سازه­هایی هستند که برای ذخیره کردن و نگهداری آب مصرفی به کار می­رود و به اشکال مختلف از جمله کروی، مخروطی، استوانه­ای و مکعب مستطیلی ساخته می­شوند. این سازه­ها از جمله اجزای اصلی تامین فشار در شبکه­های آبرسانی شهری به شمار می­روند که با توجه به توسعه و افزایش جمعیت و گسترش شهرها، بر حجم و ارتفاع آنها افزوده می­شود.به طور کلی از لحاظ اتکا[4]، مخازن  به دو نوع مخازن پایه­دار هوایی[5] و مخازن زمینی[6] تقسیم می­شوند. مخازن زميني به دو صورت مدفون و نيمه مدفون ساخته و مورد استفاده قرار مي­گيرند. مخازن زميني براي احجام بسيار بزرگ مناسب‌تر و كم هزينه‌تر از مخازن هوايي مي‌باشند و براي تأمين فشار در اين حالت مخازن را بر روي زمين مرتفع همچون تپه‌ها مي‌سازند. در اكثر مواقعي كه از آب­هاي زيرزميني استفاده می­شود و يا در مناطق مسطح كه فاصله شبكه مصرف تا نقاط مرتفع زياد است، استفاده از مخازن زميني مقدور نبوده و نیاز به احداث مخازن هوایی وجود دارد. مخازن هوایی در دو حالت پایه دار با پایه مرکزی (شافتی)[7] و پایه­دار با پایه قابی[8] ساخته می­شوند که پایه قابی آنها ممکن است مهارشده و یا مهارنشده (قاب خمشی)[9] باشد. قابل ذکر است که پایه­های قابی ممکن است از قاب­های بتن مسلح[10] و یا  به صورت فولادی[11] ساخته شوند. در برخی مناطق، که عموما خارج از محیط شهری هستند، پایه­های مخازن هوایی می­تواند از مصالح سنتی و آجری[12] نیز ساخته شوند. در شکل(1) نمونه­ای از شکل­های مختلف مخازن هوایی مشاهده می­شود. در این مقاله منظور از مخازن هوایی، مخازن هوایی با پایه مرکزی یا شافت مرکزی است که به اختصار مخازن هوایی ذکر می­شود.شکل 1- انواع مخازن هوایی متداول: (از چپ به راست)، مخزن هوایی با پایه مرکزی بتن مسلح، مخزن هوایی با پایه قابی بتن مسلح، مخزن هوایی با پایه قابی فولادی، مخزن هوایی با پایه مصالح سنتی [1].چنانچه در شکل(1) مشخص شده است، مخازن هوایی آب از سه عنصر اصلی سازه­ای تشکیل شده­اند که مشخصات اصلی سازه را شامل می­شوند. قسمت پی[13] عموما به صورت رادیه ساخته می­شود و با توجه با اینکه در این تحقیق اثرات اندرکنش خاک و سازه[14] در نظر گرفته نمی­شود، از بحث در مورد آن خودداری می­کنیم. قسمت پایه نگهدارنده[15] و قسمت مخزن حاوی مایع[16] که در این تحقیق به اختصار پایه و مخزن اتلاق می­شوند، مورد بررسی و مدل­سازی قرار گرفته­اند. در این میان مخازن با شکل استوانه­ای بیش از سایر اشکال هندسی مورد بهره­برداری بوده­اند، چرا که از نقطه نظر معماری دارای هندسه مناسب­تری برای فضاهای شهری است. این در حالی است که مخازن مستطیلی (مکعبی) دارای پیشینه مطالعاتی بیشتری، به خصوص در زمینه مخازن زمینی که رفتار مشابهی با مخازن هوایی دارند، هستند.مدل­های مورد مطالعهدر این تحقیق دو مدل مخزن هوایی بتن مسلح با پایه مرکزی مورد مقایسه لرزه­ای قرار گرفته­اند. در مدل اول  مخزن استوانه­ای[17] و در مدل دوم مخزن مستطیلی[18] در دو حالت پر و خالی تحت تحلیل­های مودال و دینامیکی تاریخچه زمانی قرار گرفته و سپس پاسخ­های لرزه­ای آنها با هم مقایسه شده است.شکل 2- مخزن آب رشت و مدل هندسی مشابه مورد استفادههر چند مخازن هوایی به طور معمول در محدوده حجمی 1000 مترمکعب مورد بهره­برداری قرار می­گیرند اما مخازن هوایی مورد مطالعه در این تحقیق دارای حجم نسبتا زیاد حدود 2500 مترمکعب می­باشند. هندسه مورد استفاده تا حد زیادی مطابق مخزن هوایی آب شهر رشت ساخته شده است، که در طی زلزله سال 1368 با وجود اینکه هنوز در حال ساخت بوده و مورد بهره­برداری قرار نگرفته بود، در قسمت پایه مورد خسارت و ترک­خوردگی بوده است. نمایی از شکل مخزن استوانه­ای در شکل (2) ارائه شده است. همچنین مشخصات مصالح مورد استفاده در جدول (1) و مشخصات هندسی مدل­ها در جدول (2) درج شده است.مخزن هوایی مستطیلی از نظر هندسه و مصالح کاملا مشابه  مخزن استوانه­ای مدل­سازی شده است، تنها با این تفاوت که به علت اینکه مخزن مستطیلی در مقایسه با مخزن استوانه­ای در حالت مشابه حجم بیشتری را در بر می­گیرد، از این رو اندازه طول ضلع مخزن مستطیلی اندکی کوچکتر از مخزن استوانه­ای معادل محاسبه شده است. ضخامت سقف مخزن در هر دو نوع مدل­سازی 20 سانتی­متر در نظر گرفته شده است. سایر مشخصات مربوط به ضخامت جداره­های مخزن در شکل (2) نشان داده شده­اند.شکل (3) جزئیات مربوط به مدل­سازی المان محدود در نرم­افزار توانمند ANSYS برای دو مخزن هوایی مستطیلی و استوانه­ای را نمایش می­دهد. برای مدل­سازی جداره بتنی مخزن از المان­های shell63 و برای مدل­سازی سیال داخل مخزن از المان سیال سه بعدی Fluid80 استفاده شده است. المان­های shell63 قابلیت تحلیل مسائل عمومی پوسته­ها را دارا می­باشد و مهمترین محدودیت آن عدم کارایی برای مدل­سازی غیرخطی مصالح است. المان Fluid80 یک المان سیال قدرتمند برای مدل­سازی رفتار سیال ساکن (غیرجاری) است و بر اساس تئوری لاگرانژی قادر به ارائه تغییرمکان­های سیال می­باشد [2].تعداد المان­های مورد استفاده در مدل­سازی به اندازه­ای بوده است که دقت کافی را برای محاسبات فراهم نماید. همچنین برای افزایش بیشتر دقت، نوع شبکه­بندی صورت گرفته در هر دو مخزن به گونه­ای صورت گرفته که محل اتصال عناصر سازه­ای به یکدیگر دارای تراکم بیشتر المان بوده باشد. برای مثال در شکل (3) مشاهده می­شود که در محل اتصال مخروط­های پایین و بالا به جداره پایه، از شبکه المان­های ریزتری استفاده شده است. همچنین برای برقراری مقایسه مناسب بین نتایج هر دو مخزن، تعداد المان­های سیال و سازه برای هر دو مدل تا حد امکان یکسان بوده است.با توجه با اینکه در این تحقیق اثر اندرکنش خاک و سازه مورد بررسی قرار نمی­گیرد، تمام گره­های تراز تکیه­گاه برای هر دو مخزن مورد مطالعه به صورت گیردار در نظر گرفته شده است. همچنین رفتار مصالح بتن به صورت خطی و با چگالی بتن مسلح منظور شده است. برای آنکه مدل­ها رفتار واقع­بینانه­تری در مقایسه با نمونه­های اجرایی داشته باشند، دو پوسته مخروطی در بالا و پایین مخزن تعبیه شده که برای جلوگیری از تمرکز تنش­ها در قسمت کف مخزن و تکیه­گاه به کار ­می­روند. این مخروط­ها به عنوان ماهیچه عمل نموده و از افزایش بیش از حد ضخامت کف مخزن ممانعت می­کنند. یادآور می­شود که منظور از مخزن پر، حجم آب سیال در حالتی است که مخزن با تمام ظرفیت خود کار می­کند. با این توضیح مخزن در حالت پر دارای ارتفاعی خالی از آب است که در این تحقیق 2 متر منظور شده است. نتایج حاصل از تحلیل مودال نشان داده است که سطح سیال در حداکثر تغییرمکان خود با سقف مخزن فاصله بسیار اندکی دارند. شکل 3- شبکه اجزای محدود در مخزن مستطیلی و مخزن استوانه­ایتحلیل مودالبرای سازه­هایی که تحت ارتعاش قرار می­گیرند، انجام تحلیل مودال[19] عموماً ضروری است. چرا که سازه مورد نظر بایستی به گونه­ای طراحی شود که تا حد امکان از محدوده فرکانس تشدید[20] به دور باشد. بعلاوه از تحلیل مودال برای تعیین فرکانس­های طبیعی و شکل مود­های[21] ارتعاش سازه استفاده می­شود. فرکانس طبیعی هر سازه بستگی به شکل سازه، جنس و تکیه­گاه­های سازه دارد. نر­م­افزار ANSYS دارای قابلیت­های متنوع در انجام تحلیل مودال (طیفی) سازه­ها می­باشد. البته باید توجه داشت که این محصول فقط به صورت خطی قادر به انجام تحلیل مودال می­باشد و هر گونه اعمال خواص غیرخطی، حتی در صورت تعریف، نادیده گرفته می­شود.در نرم افزار ANSYS، برای انجام تحلیل مودال سازه­هایی که از المان Fluid80 به همراه اندرکنش سیال و سازه[22] استفاده می­کنند، بایستی از روش کاهش­یافته[23] استفاده کرد. در این روش درجات آزادی که حرکت غالب سازه را در آن جهات انتظار داریم به عنوان درجات آزادی اصلی[24] تعریف می­شوند. علاوه بر آن تاکید شده است که گره­های موجود در سطح سیال در جهات عمود بر سطح بایستی به صورت درجه آزادی اصلی تعریف شوند.شکل 4- توزیع یکنواخت و خطی تنش هیدرواستاتیک در مخزن مستطیلیمسئله قابل توجه در تحلیل مودال مخازن حاوی سیال آن است که مودهای سیال در فرکانس­های پایین و مودهای سازه در فرکانس­های بالا رخ می­دهند. فرکانس­های مربوط به سیال که به مودهای نوسانی[25] موسوم هستند در فرکانس­های اولیه تحلیل مودال ظاهر می­شوند، در عین حال ممکن است یک یا چند مود اول شامل مودهای نه چندان مهمی باشند که ناشی از حرکت­های دورانی درون سیال است. بر حسب سختی جداره­های مخزن، مودهای سازه یا مودهای ضربانی[26] ممکن است در مودهای بالاتر (در این تحقیق مود 65) رخ دهند. مودهای پر اهمیت در ارتعاش سازه با توجه به معیارهایی نظیر درصد مشارکت[27]، ضریب مودال[28] و درصد توزیع جرم[29] تعیین می­شوند.تحلیل مودال در وهله اول برای بررسی صحت مدل­سازی بر روی چند نمونه از مخازن ارائه شده در مراجع [3] ، [4] و [5] انجام شد و با مقایسه نتایج حاصل از تحلیل مودال آن مراجع، نحوه مدل­سازی مخازن تایید شد. نتایج حاصل از تحلیل مودال برای دو مخزن استوانه­ای و مستطیلی در جدول­های (3) و (4) ارائه شده است. همچنین برای بررسی صحت مدل­سازی سیال درون مخزن، توزیع نیروی هیدرواستاتیک در مخزن مستطیلی در شکل (4) نشان­داده شده است که مطابق با توزیع خطی فشار سیال بر اساس تئوری­ مکانیک سیالات است. شکل­های (5) و (6) رفتار سیال و سازه را برای دو نوع مخزن مستطیلی و استوانه­ای به ترتیب برای مود نوسانی موثر و مود ضربانی موثر نشان می­دهند.شکل 5- شکل مود موثر سیال برای مخزن استوانه­ای و مستطیلی پرشکل 6- شکل مود موثر سازه برای مخزن استوانه­ای و مستطیلی پرتحلیل دینامیکیهدف از تحلیل دینامیکی حل معادله حرکت حاکم بر طبق رابطه (1) تحت اثر نیروی زلزله هست.که در آن?، و  به ترتیب ماتریس جرم، سختی و میرایی و ، و? به ترتیب مولفه ­های شتاب، سرعت و جابجایی سیستم هستند و? بیانگر شتاب زمین است. تحلیل دینامیکی سازه­ها دقیق­ترین روش برای بررسی پاسخ­های مکانیکی آنها به شمار می­رود و در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفته است. در تحلیل­­های تاریخچه زمانی، ماتریس میرایی کل سیستم از مجموع ماتریس­های میرایی المان­های لزج سیال و ماتریس­ میرایی رایلی که تابعی از ماتریس­های جرم و سختی می­باشد، به شکل زیر حاصل می­شود :با حل معادله ماتریسی فوق می­توان به رابطه ساده­تری برای محاسبه ضرایب میرایی رایلی دست یافت.در روابط فوق  و  فرکانس­های زاویه­ای دو مود اصلی مخزن شامل مود نوسانی سیال و مود ضربانی سازه هستند و  و  نسبت­های میرایی نظیر آنها می­باشند. در اکثر آیین­نامه­های معتبر طراحی لرزه­ای مخازن [API و AWWA] نسبت میرایی  برای سیال و نسبت میرایی  برای سازه پیشنهاد شده است.برای انجام تحلیل دینامیکی، تاریخچه زمانی شتابنگاشت زلزله نورثریچ[30] در ایستگاه هالیوود [7] مورد استفاده قرار گرفت. علت انتخاب این شتابنگاشت دارا بودن حداکثر شتاب افقی  است که مقدار بسیار نزدیک به شتاب مبنای طرح پیشنهاد شده در آیین نامه زلزله ایران [استاندارد2800] برای زمین­های واقع بر پهنه با خطر نسبی زیاد می­باشد. به طوری که شهر رشت که محل قرارگیری مخزن مورد مطالعه است نیز در پهنه با خطر نسبی زیاد واقع شده است. علاوه بر آن محتوای فرکانسی شتابنگاشت مذکور از نظر زمان اوج، اثر شبیه زلزله رشت را داراست. شتابنگاشت مربوط به این زلزله در شکل (7) ارائه شده است. شکل­های (8) و (9) به ترتیب تاریخچه زمانی تغییرمکان افقی سقف مخزن و تاریخچه زمانی مؤلفه­ای از برش پایه برای مخزن استوانه­ای ترسیم شده است. در این شکل­ها پاسخ­های معادل مخزن مستطیلی به علت تشابه آن با رفتار مخزن استوانه­ای نمایش داده نشده­اند.شکل 7- شتابنگاشت زلزله نورثریچ برای ایستگاه هالیوودشکل 8- تاریخچه زمانی تغییرمکان افقی برای دال سقف مخزن استوانه­ای در حالت پرشکل 9- تاریخچه زمانی برش پایه مخزن استوانه­ای برای مخزن پرنتیجه ­گیریبا اعمال یک نمونه شتابنگاشت زلزله، با حداکثر شتاب، مطابق با شتاب مبنای طرح برای پهنه با خطر نسبی زیاد، و نیز انجام تحلیل مودال، بر روی دو نوع مخزن استوانه­ای و مستطیلی بتنی هوایی، نتایج در جداول (3) و (4) گردآوری شده­اند. در این جدول مشخص است که مخزن مستطیلی به علت در بر داشتن حجم بیشتری از آب در مقایسه با مخزن استوانه­ای دارای وزن بیشتری است. نتایج حاصل از تحلیل مودال نشان می­دهد که تناوب اصلی مخزن مستطیلی به مقدار درصد کوچکی از مخزن استوانه­ای، هم در حالت پر و هم در حالت خالی، بیشتر است و این مسئله از این رو که جرم مخزن مستطیلی بیشتر است، قابل توجیه خواهد بود. چرا که می­دانیم تناوب سازه با جرم نسبت مستقیم دارد و در مدل­های مورد بررسی، سختی­ پایه­های هر دو نوع مخزن مشابه در نظر گرفته شده است. همچنین با مقایسه مقادیر جدول (3) و (4) مشاهده می­شود که اثر وزن در تناوب­ها برای حالت خالی مخازن بیشتر از مخازن پر است. این مسئله را می­توان به مسئله اندرکنش آب و سازه ارتباط داد. به گونه­ای که با اعمال اثر اندرکنش آب و سازه، درصد اختلاف تناوب اصلی سازه در حالت پر، کمتر از درصد اختلاف تناوب اصلی برای مخازن خالی برای هر دو مدل است.برای نتایج حاصل از تحلیل دینامیکی نتایج مشابه­ای وجود دارد. با توجه به ثابت بودن سختی پایه­ها، اثر وزن برای تغییرمکان افقی و برش پایه خود را بیشتر نشان می­دهد و درصد این اختلاف چند برابر بیشتر از درصد اختلاف وزن دو مخزن مشابه است. از طرفی چنانچه برای نتایج تحلیل مودال نیز ارائه شد، احتساب اندرکنش آب و سازه سبب کاهش درصد اختلاف پاسخ­ها می­گردد، به طوری که درصد اختلاف مقادیر برش پایه و حداکثر تغییر مکان دال سقف برای دو مدل مستطیلی و استوانه­ای برای حالت پر مخزن کمتر از حالت خالی محاسبه شده است. با وجود این به نظر می­رسد مخازن هوایی مستطیلی و استوانه­ای از لحاظ پاسخ­های دینامیکی تفاوت آشکاری با هم ندارند و مخازن استوانه­ای در مقایسه با مخازن مستطیلی به علت دارا بودن شکل هندسی مناسب­تر، حتی با احتساب دشواری­های ساخت، از اقبال بیشتری برخوردار بوده­اند.قدردانیبا تقدیر و تشکر فراوان از آقای  مهندس حمزه روحی و آقای دکتر مجید پاسبانی، استادیار دانشگاه محقق اردبیلی، که در مراحل مختلف مدل­سازی با ما همکاری کردند.مراجعLivaoglu, Ramazan. and Dogangun, Adem., "A Simplified seismic analysis procedures for elevated  tanks considering fluid–structure–soil interaction", Journal of Fluids and Structures, page 421-439, (2006).SAS IP, Inc. ANSYS release 12. Theory reference, (2010).Liu, He. and Schubert, Daniel H., "Effects of Nonlinear Geometric and Material Properties on the   Seismic Response of Fluid/Tank Systems", ANSYS international conference, (2010).رحیم زاده رفوئی، فیاض و باقری کلجاهی، سامان. " بررسی رفتار دینامیکی مخازن روزمینی انعطاف پذیر"، تهران ، ایران، چهارمین کنگره بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، (1382).5.کلانی ساروکلایی، لیلا. و همکاران. " تحلیل مخازن بتنی هوایی آب با در نظر گرفتن اندرکنش سازه و سیال تحت اثر زلزله" دانشگاه تهران، چهارمین کنگره ملی مهندسی عمران، (1387).منبع : سایت بتن پلاست شیمیایی ساختمان شیمیایی ساختمان Tue, 23 May 2023 09:33:09 +0330 https://virgool.io/@m_64056169/%D8%A8%D8%B1%D8%B1%D8%B3%DB%8C-%D8%A7%D8%AB%D8%B1-%D9%85%D8%B5%D8%A7%D9%84%D8%AD-%D8%B3%D9%86%DA%AF%DB%8C-%D8%B1%DB%8C%D8%B2%D8%AF%D8%A7%D9%86%D9%87-%D8%B4%DA%A9%D8%B3%D8%AA%D9%87-%D9%88-%DA%AF%D8%B1%D8%AF-%DA%AF%D9%88%D8%B4%D9%87-%D9%87%D9%85%D8%AC%D9%86%D8%B3-%D8%A8%D8%B1-%D9%86%D9%81%D9%88%D8%B0%D9%BE%D8%B0%DB%8C%D8%B1%DB%8C-%D9%88-%D9%85%D9%82%D8%A7%D9%88%D9%85%D8%AA-%D9%81%D8%B4%D8%A7%D8%B1%DB%8C-%D8%A8%D8%AA%D9%86-kqt3rqxgiabj سوالات تحقيق:دراین مقاله اثرمصالح سنگی ریزدانه همجنس درحالت شکسته وگردگوشه برنفوذپذیری و مقاومت فشاری بتن مورد بررسی قرار گرفته است.روش تحقیق:کل مصالح سنگی گردگوشه از یک معدن تهیه شده و ماسه شکسته از شکستن شن همان معدن تولید گردید تا بدین صورت مصالح سنگی همجنس ایجاد گردد. طرح اختلاط های بتنی  هرکدام حاوی درصد های مختلف 0،25، 50، 75 و 100 از مصالح سنگی ریزدانه شکسته و گردگوشه مورد ارزیابی قرار گرفته اند. اثر میکرو سیلیس نیز با جایگزین نمودن 15 درصد سیمان از نظر وزنی توسط میکروسیلیس و مقایسه آن با نمونه های بتنی فاقد این ماده پوزولانی بررسی گردیده است. پارامتر های مربوط به دوام بتن از قبیل درصد جذب آب و نفوذپذیری (در برابر آب) در 28 روز برای 30 نمونه بتنی استوانه ای و مقاومت فشاری 7 و 28 روزه و اسلامپ بتن برای 60 نمونه مکعبی بدست آورده شده و مقایسه گردید.نتیجه گیری:در نهایت با ارزیابی توأم ضریب نفوذپذیری و مقاومت فشاری و در نظر گرفتن اسلامپ بتن، استفاده از ماسه شکسته در طرح اختلاط های فاقد میکروسیلیس، تا 25 % و در طرح اختلاط های حاوی 15 % میکروسیلیس تا 50 % پیشنهاد می گردد.كلمات كليدي: ماسه شکسته، ماسه گردگوشه،میکرو سیلیس، بتن،درصد جذب آب، نفوذپذیری، مقاومت فشاریمقدمهمخازن ذخیره آب شرب بتنی از لحاظ ساخت و نگهداری بسیار اقتصادی و مقرون به صرفه می باشند. روند ساخت این مخازن بدلیل در دسترس بودن مصالح و مواد اصلی ساخت بتن ارزان تر بوده و از طرفی روش های ساخت سریع این توع مخازن امکان پذیر می باشد.در مخازن ذخیره آب شرب بتنی بررسی توأم خصوصیات مربوط به مقاومت و نفوذپذیری بتن به دلیل قرار گرفتن مستمر بتن در محیطی آبی از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد. در واقع در این نوع سازه ها هدف، طرح و اجرای بتنی است  که ضمن تأمین نمودن مقاومت فشاری مورد نظر از نفوذپذیری کمتری برخوردار باشد تا اینکه ضمن نگهداری آب شرب در مخزن، حداقل تراوش آب را نیز داشته باشد. از طرفی با توجه به درجه اهمیت بسیار زیاد مخازن آب شرب، دوام بلند مدت این نوع از سازه های بتن آرمه درکنار خصوصیات مقاومتی آن، عاملی بسیار اثرگذار می باشد. دوام بلند مدت سازه های بتنی تا حد بسیار زیادی تحت تاثیر نفوذپذیری بتن می باشد. بدین معنی که بتن با نفوذپذیری بالا امکان نفوذ آب و دیگر مواد مضر را تأمین می نماید که در نهایت منجر به تخریب بتن یا آرماتورهای تسلیح کننده و یا هر دوی آن ها می گردد. در مبحث نفوذپذیری این ساختار حفره ای بتن ( اعم از اندازه و اتصال حفره ها ) است که عامل تعیین کننده می باشد مصالح سنگی ریزدانه به عنوان یکی از اجزای تشکیل دهنده بتن نقش بسیار مهمی در خصوصیات مکانیکی و نفوذپذیری بتن ایفا می نماید. امروزه با توجه به محدود شدن منابع مصالح سنگی طبیعی و رودخانه ای، استفاده از مصالح سنگی شکسته به عنوان راه حلی اساسی مطرح گردیده است. لذا بررسی تاثیر این مصالح سنگی شکسته بر خصوصیات مقاومتی و نفوذپذیری بتن از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد. در این مقاله برآنیم تا به بررسی اثر مصالح سنگی ریزدانه شکسته و گردگوشه  بر نفوذپذیری و مقاومت فشاری بتن بپردازیم. بدین منظور اختلاط های بتنی  هرکدام حاوی درصد های مختلف 0، 25، 50، 75 و 100 از مصالح سنگی ریزدانه شکسته و گردگوشه طرح گردیدند. اثر میکرو سیلیس نیز با جایگزین نمودن 15 درصد سیمان از نظر وزنی توسط میکروسیلیس و مقایسه آن با نمونه های بتنی فاقد این ماده پوزولانی اعمال گردیده است.در نهایت 10 نوع طرح اختلاط بتنی هر کدام حاوی درصد های مختلفی از ماسه شکسته و گردگوشه در حضور ماده پوزولانی میکروسیلیس و همچنین عدم استفاده از آن مورد بررسی قرار گرفتند. در این نمونه های بتنی پارامتر های مربوط به دوام بتن از قبیل درصد جذب آب و نفوذپذیری در برابر آب و از طرفی مقاومت فشاری 7 و 28 روزه و اسلامپ بتن مقایسه گردید.روند انجام آزمایش2-1- مواد و مصالح مصرفی2-1-1- سیمانسیمان پرتلند تیپ П کارخانه سیمان صوفیان مطابق با استاندارد   [2] ASTM C150-04  با نرمی بلینs/ ²cm 2860 و مقاومت فشاری متوسط²cm/kg 370 در طرح اختلاط های بتنی مورد استفاده قرار گرفته است.2-1-2- میکروسیلیسمیکرو سیلیس مورد استفاده در طرح اختلاط های بتنی از شرکت مشارکت آبادگران - بتن و ساختمان تهیه گردید. این ماده پوزولانی  منطبق بر استاندارد ASTM C1240   ، حاوی 96  درصد  SiO2 و دارای وزن مخصوص   kg/m3500  می باشد.2-1-3- مصالح سنگیمصالح سنگی درشت دانه و ریز دانه رودخانه ای هر دو از معدن سرام، واقع در 5کیلومتری تبریز تهیه گردید. به منظور تولید ماسه 100% شکسته و همجنس با ماسه گردگوشه، شن درشت همین معدن در کارخانه آذرداش(آذرپودر) تبریز به روش سنگ شکنی چکشی خرد گردید. به منظور ایجاد مصالح با دانه بندی واقع در محدوده استاندارد، شن و ماسه قبلا به صورت دانه مجزا تفکیک شده و سپس منطبق با استاندارد  03-33C ASTM  برداشت شده و دانه بندی گردید. در این تحقیق آزمایشگاهی ماگزیمم اندازه دانه، 19 میلی متر و مدول نرمی ماسه برابر با 3 انتخاب گردید. دانه بندی شن در جدول 3، دانه بندی ماسه در جدول 4 و منحنی دانه بندی آن ها در شکل 1 ارائه گردیده است. 5 نوع ماسه با درصد های مختلفی از شکستگی و گردگوشه گی مهیا گردید که عبارتند از : ماسه نوع یک (100% گردگوشه)، ماسه نوع دو (25% شکسته + 75% گردگوشه)، ماسه نوع سه (50% شکسته + 50% گردگوشه)، ماسه نوع چهار (75% شکسته + 25% گردگوشه) و ماسه نوع پنج (100%  شکسته). درصد جذب آب و وزن مخصوص مصالح سنگی بترتیب %1.6 و 2.64 برای ماسه و %0.9 و 2.65 برای شن تعیین گردید . البته قابل ذکر است که درصد جذب آب و وزن مخصوص برای ماسه 100% گردگوشه و 100% شکسته بطور جداگانه بدست آورده شد که عددی ثابت حاصل گردید. این خود نشانگر آن است که ماسه گردگوشه و ماسه شکسته تولیدشده، کاملا همجنس می باشند .شکل 1- منحنی دانه بندی مصالح سنگی درشت دانه و ریزدانه2-2-  طرح اختلاطدر این تحقیق آزمایشگاهی از طرح اختلاط حجمی به روش ACI 211.1  [4] استفاده نموده ایم. با توجه به انتخاب ماگزیمم اندازه دانه 19 میلی متر و مدول نرمی برابر با 3 ، اختلاط بتنی برای مقاومت فشاری ²cm/kg  300 طرح گردید. طرح اختلاط های بتنی  هرکدام حاوی درصد های مختلف 25، 50، 75 و 100 از مصالح سنگی ریزدانه شکسته و گردگوشه می باشند. اثر میکرو سیلیس نیز با جایگزین نمودن 15 درصد سیمان از نظر وزنی توسط میکروسیلیس و مقایسه آن با نمونه های بتنی فاقد این ماده پوزولانی اعمال گردیده است.2-3- ساخت مخلوط ها و تهیه نمونه هامصالح سنگی اعم از شن و ماسه بصورت شسته و دانه مجزا در طرح اختلاط های بتنی مورد استفاده قرار گرفته است . قبل از نمونه گیری، شن وماسه به مدت 24 ساعت در دمای 110-105 درجه سانتی گراد خشک گردیده و پس از رسیدن به دمای محیط آزمایشگاه مورد استفاده قرار گرفتند. تمامی اختلاط های بتنی با استفاده از میکسر افقی ELE به مدت 3 دقیقه مخلوط گردیدند. نمونه گیری برای قالب های استوانه ای 20×10 مکعبی 10×10×10   در دو لایه انجام شده و هر لایه به مدت 20 ثانیه بر روی میز لرزاننده با فرکانس ثابت متراکم گردید. نمونه های ساخته شده پس از 24 ساعت نگهداری در دمای آزمایشگاه از قالب ها خارج گردیده و در حوضچه عمل آوری آب با دمای ثابت 23 درجه سانتی نگهداری شدند.2-4-  آزمایش های انجام شده بر روی نمونه ها2-4-1-آزمایش های مربوط به بررسی مشخصات بتن تازه2-4-1-1- آزمایش تعیین اسلامپ بتنبه منظور بررسی مشخصات بتن تازه ، بلافاصله پس ا ز آماده شدن مخلوط بتنی، آزمون تعیین کارائی نسبی  طبق استاندارد   ASTM C143/C143M-03 [5]  انجام شده و نتایج آن در جدول 6 ارائه گردیده است.2-4-1-2- آزمایش تعیین وزن مخصوص بتن تازهبلافاصله پس از قالب گیری و متراکم نمودن نمونه های بتنی بر روی میز لرزاننده، میانگین وزن مخصوص بتن تازه از نمونه هایقالبگیری شده بدست آورده شد که نتایج آن در جدول 6 نشان داده شده است.2-4-2-آزمایش های مربوط به بررسی مشخصات بتن سخت شده2-4-2-1- آزمایش تعیین مقاومت فشاری بتنبه منظور تعیین میانگین مقاومت فشاری بتن و بررسی آن در طول زمان، نمونه های مکعبی به ابعاد 10×10×10  سانتی متر مطابق با استاندارد BS 1881:Part 116   پس از 7 و 28 روز مورد آزمایش قرار گرفتند. برای شکستن نمونه های بتنی از جک بتن شکن ELE ADR2000  استفاده شده است. نتایج این آزمایش در جدول 6 ارائه گردیده است.2-4-2-2- آزمایش تعیین مقاومت کششی بتنبه منظور بررسی مقاومت کششی بتن، از نمونه های استوانه ای به ابعاد 20×10 سانتی متر و روش دو نیم کردن برزیلی استفاده شده است. نتایج میانگین مقاومت کششی 7 و 28 روزه نمونه های بتنی در جدول 6 ارائه شده است.2-4-2-3- آزمایش تعیین درصد جذب آب بتندر این بررسی میانگین درصد جذب آب نمونه های بتنی مکعبی ، مطابق با استاندارد ASTM C642-97 [6] تعیین گردید. نتایج بدست آمده از این آزمایش در جدول 6 ارائه گردیده است.2-4-2-4- آزمایش سنجش نفوذپذیری  بتن در مقابل آباین آزمایش امکان برآورد میزان نفوذپذیری نمونه بر اساس عمق نفوذ آب را مهیا می سازد. در دستگاه نفوذپذیری، تعیین نفوذپذیری  بتن بر اساس عمق نفوذ مطابق با استاندارد  DIN 1048, Part 1  تعیین می گردد. نمونه های استوانه ای 20×10  سانتی متری پس از 28 روز عمل آوری، از مخزن آب خارج شده و به مدت 24 ساعت در دمای 110-100 درجه سانتی گراد در گرمخانه نگهداری شده سپس مورد آزمایش نفوذپذیری آب قرار گرفتند. فشار آب وارد بر انتهای نمونه ها برابر با 5 بار انتخاب گردیده و از دایره ای به قطر 85 میلیمتر بر نمونه ها اعمال شد. نمونه ها به مدت 24 ساعت در دستگاه نفوذپذیری قرار گرفته و بلا فاصله پس از اتمام آزمایش به روش برزیلی شکسته شده و عمق نفوذ آب ثبت گردید. در نهایت مقدار میانگین اندازه گیری عمق نفوذ آب در سه نقطه مورد بررسی قرار گرفت.ضریب نفوذپذیری با استفاده از رابطه (1) که توسط Valenta   ارائه شده است محاسبه گردید.که در آن d  عمق نفوذ بر حسب سانتی متر، k ضریب نفوذپذیری بر حسب cm/s ، t زمان بر حسب ثانیه، h ارتفاع معادل ستون آب بر حسب  سانتی متر و υ تخلخل بتن می باشدکه از رابطه (2) محاسبه می گردد :که در آن Wa و Wb وزن نمونه قبل و بعد از انجام آزمایش بوده و   Wb-Waهمان وزن آب ورودی به داخل نمونه ها می باشد و A  که بر حسب cm²  ارائه می شود سطحی است که آب تحت فشار به آن اعمال می گرددنتایج، بحث و بررسی3-1- اسلامپ و روانی بتننتایج ارائه شده در جدول 6 بیانگر این امر است که استفاده از ماسه شکسته در اختلاط های بتنی طرح شده برای مقاومت فشاری ²cm/kg   300، اسلامپ بتن را بطور قابل ملاحظه ای کاهش می دهد. بطوریکه اسلامپ بتن با افزایش مقدار درصد ماسه شکسته، در نمونه های بتنی معمولی(بدون میکروسیلیس) تا 4.6 برابر و در نمونه های بتنی حاوی 15 % میکروسیلیس تا 3 برابر کاهش می یابد.با توجه به یکسان بودن درصد جذب آب ماسه گرد گوشه و ماسه شکسته مورد آزمایش، این کاهش اسلامپ مربوط به اثر شکل ریزدانه(شکسته یا گردگوشه بودن) می باشد. شکل 2  تغییرات اسلامپ نمونه های بتنی فاقد میکروسیلیس  را با تغییر نوع ماسه نشان داده و شکل 3 بیانگر تغییرات اسلامپ نمونه های بتنی حاوی میکروسیلیس با تغییر نوع ماسه می باشد.شکل 3- تغییرات اسلامپ نمونه های فاقد میکروسیلیس با تغییر نوع ماسه شکل 4- تغییرات اسلامپ نمونه های حاوی 15% میکروسیلیس با تغییر نوع ماسه3-2- مقاومت فشاری بتنبا توجه به نتایج ارائه شده در جدول 6 ، در بین نمونه های بتنی فاقد میکروسیلیس، مقاومت فشاری 7 و 28  روزه با افزایش مقدار جایگزینی ماسه گرد گوشه توسط ماسه شکسته و بالعکس با افزایش مقدار جایگزینی ماسه شکسته توسط ماسه گرد گوشه تا 50 % ، کاهش یافته و پس از آن با افزایش میزان درصد جایگزینی در هر دو حالت، افزایش می یابد. البته قابل ذکر است که با افزایش مقدار درصد ماسه شکسته، تغییرات مقاومت فشاری با کاهش شدید اسلامپ بتن همراه می باشد. لذا جبران این افت اسلامپ ( با افزایش W/C، درحالیکه عیار بتن ثابت نگه داشته شده باشد ) منجر به کاهش هرچه بیشتر مقاومت فشاری بتن می گردد. لذا از لحاظ تأمین مقاومت فشاری، در اختلاط های بتنی  فاقد میکروسیلیس طرح شده برای مقاومت فشاری ²cm/kg   300، استفاده از ماسه شکسته توصیه نمی گردد.بیشتر بدانید : تاثير سرباره هاي کوره بلند و سرب به عنوان ماسه بر نفوذپذيري بتندر بین نمونه های بتنی حاوی 15 % میکروسیلیس، مقاومت فشاری 7 روزه با افزایش مقدار درصد ماسه شکسته تفاوت چندانی نمی کند اما مقاومت فشاری 28 روزه بتن با کامل شدن واکنش پوزولانی میکروسیلیس و با افزایش مقدار جایگزینی ماسه گرد گوشه توسط ماسه شکسته و بالعکس با افزایش مقدار جایگزینی ماسه شکسته توسط ماسه گرد گوشه تا 50 % ، افزایش یافته و پس از آن با افزایش میزان درصد جایگزینی در هر دو حالت، کاهش می یابد. قابل ذکر است که با افزایش مقدار درصد ماسه شکسته، تغییرات مقاومت فشاری با کاهش اسلامپ بتن همراه می باشد. لذا از لحاظ تأمین مقاومت فشاری، در اختلاط های بتنی  حاوی 15 % میکروسیلیس طرح شده برای مقاومت فشاری ²cm/kg   300، بکارگیری ماسه شکسته تا 50 % پیشنهاد می گردد.شکل 5 تغییرات مقاومت فشاری 7 و 28 روزه نمونه های بتنی فاقد میکروسیلیس را با افزایش مقدار درصد ماسه شکسته نشان داده و شکل6 بیانگر تغییرات مقاومت فشاری 7 و 28 روزه نمونه های بتنی حاوی 15 % میکروسیلیس با افزایش مقدار درصد ماسه شکسته می باشد.شکل 5- تغییرات مقاومت فشاری نمونه های فاقد میکروسیلیس با افزایش درصد ماسه شکستهشکل 6- تغییرات مقاومت فشاری نمونه های حاوی میکروسیلیس با افزایش درصد ماسه شکسته3-3- درصد جذب آب بتنبا توجه به نتایج ارائه شده در جدول 6 ، درصد جذب آب در نمونه های بتنی فاقد میکروسیلیس( از SP-1-0 تا SP-5-0 ) بترتیب با افزایش  مقدار درصد ماسه شکسته، افزایش یافته است. این افزایش درصد جذب آب در بیشترین حالت 34.6 % می باشد. برعکس، درصد جذب آب در نمونه های بتنی حاوی میکروسیلیس ( از SP-1-15 تا SP-5-15 ) بترتیب با افزایش  مقدار درصد ماسه شکسته، کاهش یافته است. این کاهش درصد جذب آب در بیشترین حالت 10.9 % می باشد.3-4- نفوذپذیری بتن در مقابل آبنتایج ارائه شده درجدول 6 بیانگر این امر است که ضریب نفوذپذیری بتن در بین نمونه های فاقد میکروسیلیس با افزایش مقدار ماسه شکسته تا 25 % ، کاهش یافته و پس از آن با افزایش مقدار درصد ماسه شکسته افزایش می یابد. با مقایسه تغییرات اسلامپ و تغییرات ضریب نفوذپذیری بتن با افزایش مقدار درصد ماسه شکسته برای نمونه های فاقد میکروسیلیس در می یابیم که تغییرات ضریب نفوذپذیری بتن همراه با افت شدید اسلامپ آن می باشد. از لحاظ تأمین نفوذپذیری، در اختلاط های بتنی  فاقد میکروسیلیس طرح شده برای مقاومت فشاری ²cm/kg   300، استفاده از ماسه شکسته تا 25 % پیشنهاد می گردد.ضریب نفوذپذیری بتن در نمونه های حاوی میکروسیلیس با افزایش مقدار درصد ماسه شکسته،کاهش می یابد. این کاهش نفوذپذیری بتن در بیشترین حالت 56.5 % می باشد. لذا از لحاظ تأمین نفوذپذیری، در اختلاط های بتنی  حاوی 15 % میکروسیلیس طرح شده برای مقاومت فشاری ²cm/kg   300، استفاده از ماسه شکسته به جای ماسه گرد گوشه پیشنهاد می شود. تغییرات ضریب نفوذپذیری نمونه های حاوی میکروسیلیس در مقایسه با نمونه های فاقد میکروسیلیس رفتاری کاملا متفاوت دارد. قابل ذکر است که ضریب نفوذپذیری بتن در نمونه های حاوی میکروسیلیس در مقایسه با نمونه های بتنی فاقد میکروسیلیس نظیر خود به طور قابل توجهی کاهش یافته است. همانطور که قبلا اشاره گردید،  در مبحث نفوذپذیری این ساختار حفره ای بتن ( اعم از اندازه و اتصال حفره ها ) است که عامل تعیین کننده می باشد.لذا درنمونه های بتنی حاوی میکروسیلیس با افزایش مقدار درصد ماسه شکسته، میزان حفره ها ی بتن کاهش یافته و در عین حال ساختار حفره ای آن بهبود  می یابد.بیشتر بدانید : بررسي خواص رئولوژيكي و مقاومت در برابر تهاجم اسيدسولفوريكشکل 7 تغییرات ضریب نفوذپذیری نمونه های بتنی فاقد میکروسیلیس  را با افزایش مقدار درصد ماسه شکسته نشان داده و شکل 8 بیانگر تغییرات ضریب نفوذپذیری نمونه های بتنی حاوی 15 % میکروسیلیس با افزایش مقدار درصد ماسه شکسته     می باشد. شکل 7- تغییر ضریب نفوذپذیری نمونه های فاقد میکروسیلیس با افزایش درصد ماسه شکسته)تمامی ارقام×9- 10 شکل 8- تغییر ضریب نفوذپذیری نمونه های حاوی میکروسیلیس با افزایش درصد ماسه شکسته)تمامی ارقام×9- 10)نتيجه­ گيرياستفاده از ماسه شکسته در اختلاط های بتنی طرح شده برای مقاومت فشاری ²cm/kg 300، اسلامپ بتن را بطور قابل ملاحظه ای کاهش می دهد. چنانچه در این مقاله اشاره گردید، اسلامپ بتن با افزایش مقدار درصد ماسه شکسته، در نمونه های بتنی معمولی(بدون میکروسیلیس) تا 4.6 برابر و در نمونه های بتنی حاوی 15 % میکروسیلیس تا 3 برابر کاهش می یابد.در بین نمونه های بتنی فاقد میکروسیلیس، مقاومت فشاری 7 و 28  روزه با افزایش مقدار جایگزینی ماسه گرد گوشه توسط ماسه شکسته و بالعکس با افزایش مقدار جایگزینی ماسه شکسته توسط ماسه گرد گوشه تا 50 % ، کاهش یافته و پس از آن با افزایش میزان درصد جایگزینی در هر دو حالت، افزایش می یابد. البته قابل ذکر است که با افزایش مقدار درصد ماسه شکسته، تغییرات مقاومت فشاری با کاهش شدید اسلامپ بتن همراه می باشد. لذا جبران این افت اسلامپ ( با افزایش W/C، درحالیکه عیار بتن ثابت نگه داشته شده باشد ) منجر به کاهش هرچه بیشتر مقاومت فشاری بتن می گردد.از لحاظ تأمین مقاومت فشاری، در اختلاط های بتنی  فاقد میکروسیلیس طرح شده برای مقاومت فشاری ²cm/kg  300، استفاده از ماسه شکسته توصیه نمی گردد.در بین نمونه های بتنی حاوی 15 % میکروسیلیس، مقاومت فشاری 7 روزه با افزایش مقدار درصد ماسه شکسته تفاوت چندانی نمی کند اما مقاومت فشاری 28 روزه بتن با کامل شدن واکنش پوزولانی میکروسیلیس و با افزایش مقدار جایگزینی ماسه گرد گوشه توسط ماسه شکسته و بالعکس با افزایش مقدار جایگزینی ماسه شکسته توسط ماسه گرد گوشه تا 50 % ، افزایش یافته و پس از آن با افزایش میزان درصد جایگزینی در هر دو حالت، کاهش می یابد. قابل ذکر است که با افزایش مقدار درصد ماسه شکسته، تغییرات مقاومت فشاری با کاهش اسلامپ بتن همراه می باشد.از لحاظ تأمین مقاومت فشاری، در اختلاط های بتنی  حاوی 15 % میکروسیلیس طرح شده برای مقاومت فشاری ²cm/kg  300، بکارگیری ماسه شکسته تا 50 % پیشنهاد می گردد.در بین نمونه های بتنی فاقد میکروسیلیس، ضریب نفوذپذیری با افزایش مقدار ماسه شکسته تا 25 % ، کاهش یافته و پس از آن با افزایش مقدار درصد ماسه شکسته افزایش می یابد.از لحاظ تأمین نفوذپذیری، در اختلاط های بتنی  فاقد میکروسیلیس طرح شده برای مقاومت فشاری ²cm/kg 300، استفاده از ماسه شکسته تا 25 % پیشنهاد می گردد.در بین نمونه های بتنی حاوی 15 % میکروسیلیس، ضریب نفوذپذیری با افزایش مقدار ماسه شکسته، کاهش می یابد.از لحاظ تأمین نفوذپذیری، در اختلاط های بتنی  حاوی 15 % میکروسیلیس طرح شده برای مقاومت فشاری ²cm/kg  300، استفاده از ماسه شکسته به جای ماسه گرد گوشه پیشنهاد می شود.جایگزین نمودن سیمان توسط ماده پوزولانی میکروسیلیس، نه تنها نفوذپذیری و مقاومت فشاری بتن را بهبود می بخشد،  بلکه امکان استفاده از ماسه شکسته را در طرح اختلاط های بتنی افزایش می دهد.با ارزیابی توأم ضریب نفوذپذیری و مقاومت فشاری و در نظر گرفتن اسلامپ بتن، استفاده از ماسه شکسته در طرح اختلاط های فاقد میکروسیلیس، تا 25 % و در طرح اختلاط های حاوی 15 % میکروسیلیس تا 50 % پیشنهاد می گردد.منبع : سایت بتن پلاست شیمیایی ساختمان شیمیایی ساختمان Mon, 22 May 2023 09:40:52 +0330 https://virgool.io/@m_64056169/%D8%AA%D8%A7%D8%AB%D9%8A%D8%B1-%D9%85%D9%88%D8%A7%D8%AF-%D8%A7%D9%81%D8%B2%D9%88%D8%AF%D9%86%D9%8A-%D8%AF%D8%B1-%D9%83%D9%8A%D9%81%D9%8A%D8%AA-%D9%88-%D9%83%D8%A7%D8%B1%D8%A7%D9%8A%D9%8A-%D8%A8%D8%AA%D9%86-n5marxyjsofy سوالات تحقيق:در اين مقاله به منظور دستيابي به پوششي نسبتا" كامل راجع به افزودني ها سعي شده است از هر 2 نوع مواد معدني و شيميايي يك موردبا توجه به کاربرد بیشتر در کارگاه ها انتخاب گردد و اثرات مختلف آن بر  روي بتن اعم از مقاومت ، دوام و پایداری و تغییرات مربوط به تراوایی بتن مورد بررسي قرار گيرد.روش تحقیق:در این آزمایشات مقاومت فشاری بتن در حالتهای مختلف اختلاط و درصدهای مختلف میکروسیلیس  برروی نمودار رسم شده است. لازم به ذکر است که در هر قسمت مقدار فوق روان کننده  از روی آزمون خطا بدست آمده و با بررسی  نمودارها مقدار بهینه مورد استفاده قرار گرفته است.مقاومت فشاری بتن حاوی میکروسیلیس در درصدهای آب به چسبنده 25%،30%،35% و 45% اندازه گیری شده است.همچنین مقدار افت اسلامپ در درصدهای مختلف میکروسیلیس ودر بازه های زمانی گوناگون  بر روی نمودار آورده شده است.در آخر هم میزان تراوایی و نفوذپذیری بتن حاوی میکروسیلیس بررسی گشته و تاثیرات آن روی توزیع تخلخل در خمیر سیمان و نفوذپذیری کلر در بتن با درصد جایگزینی مختلف میکروسیلیس و شدت خوردگی در بازه های زمانی از نظر می گذرد.نتیجه گیری:نتايج بيانگر آن است كه جايگزين كردن 10% - 15% ميكروسيليس بجاي سيمان باعث بالا بردن مقاومت و كاهش تراوايي بتن مي شود كه ميتوان علت آنرا افزايش چسبندگي بتن تحت اثر ميكروسيليس نام برد . همچنين ميتوان راجع به فوق روان كننده ( افزودني شيميايي مدنظر ) اين موضوع را بيان نمود كه استفاده از آن در حد مطلوب سبب كاهش ميزان آب مصرفي و افزايش مقاومت در حد مطلوب ميگردد.كلمات كليدي : فوق روان کننده، بتن ، میکروسیلیس ، نفوذپذیری ، کارایی ، مقاومتمقدمه:از گذشته تلاشهای زیادی  برای بهبود کیفیت و کارایی بتن انجام گرفته است.یکی از روش هایی که تاثیر مطلوبی روی ویژگیهای بتن می گذارد استفاده از مواد افزودنی است.بطور کلی افزودنی ماده ای است غیر از آب،سنگدانه،سیمان و الیاف که به عنوان اجزای بتن استفاده می شود.افزودنی در کنار طرح اختلاط خوب می تواند به بهبود خواص بتن کمک کند.در این مقاله سعی شده است که دو نمونه از افزودنی های پر کاربرد یعنی فوق روان کننده و میکروسیلیس مورد بررسی قرار گیرد تا بتوان از آنها به درستی و در شرایط مختلف در بتن سود برد.که تاثیرات مواد ذکر شده روی مقاومت،اسلامپ،تخلخل،نفوذ پذیری و خوردگی بتن بحث شده است.متن اصلی:در این قسمت تاثیرات فوق روان کننده و میکرو سیلیس روی بتن به بحث گذاشته خواهد شد.راجع به فوق روان کننده می توان گفت که این ماده هم اکنون به صورت گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد.مهمترین تاثیر آن روی بتن، اثر آن روی خمیر سیمان است که باعث پراکندگی خمیر سیمان در بین اجزای بتن می شود.اضافه کردن فوق روان کننده باعث جذب بار منفی بر سطح ذرات سیمان و ایجاد نیروی دافعه بین ذرات می شود(1و2).پراکندگی در ذرات سیمان به جذب الکترواستاتیک ناشی از جذب گروههای بار منفی مربوط است و این دفع به مقدار جذب فوق روان کننده روی ذرات سیمان بستگی دارد(3) که هر چه جذب بیشتر باشد(4) بهتر است.اثر فوق باعث کاهش مقدار آب مصرفی در بتن می باشد.فوق روان کننده های قوی می توانند نسبت آب به چسبنده را تا 30% کاهش دهند.فوق روان کننده ها بطور کلی به چهار دسته تقسیم بندی می شوند:APد)                MLSج)              SNF              ب) SMFالف)فوق روان کننده نوع دال(اکریلیک) که اخیرا گسترس یافته است، به مقدار بیشتری سبب کاهش آب می شود.هر چند که قیمت آنها نسبت به بقیه گرانتر است.جدول(1) تفاوت قیمت های این 4 دسته را نشان می دهد.شکل 1-مقایسه قیمت فوق روان کننده هاعملکرد فوق روان کننده بدین صورت است که با خنثی سازی نیروی جاذبه سطح ذرات سیمان توسط پلیمر های آنیونی سبب پراکندگی ذرات سیمان می شود.این جدا شدگی به دفع الکتریکی ناشی از گروههای بار منفی ربط دارد(شکل 3)که توسط پتانسیل زتا قابل اندازه گیری است. هر چه پتانسیل زتا بیشتر باشد این کار بهتر صورت می گیرد .شکل 2-تاثیرات دفع الکترواستاتیک در پراکندگی ذرات سیماناین مکانیزم راجع به فوق روان کننده های اکریلیک قابل توجیه نیست(5و6 ).(شکل 3) نشان می دهد که پتانسیل زتا دلیل اصلی روانی ناشی از فوق روان کننده    است.(شکل 4)graft chainاکریلیک نیست(7) می توان گفت که عملکرد آنها بیشتر به دلیل حضورحالت های اضافه کردن فوق روان کننده  هم بر عملکردشان بی تاثیر نیست و می توان گفت که افزایش سریع فوق روان کننده ها کارایی کمتری نسبت به افزایش با تاخیر آن دارد. که این عملکرد با توجه به توانایی فوق روان کننده در جذب به سطح آبدار و بی آب سیمان است(8)شکل3-مفدار پتانسیل زتا در فوق روان کننده هاشکل4-تاثیر استقرار اتم ها در پراکندگی ذرات سیمانافت اسلامپ یکی از دغدغه های مهمی است که در استفاده از بتن وجود دارد ولی این مشکل را نمی توان با توجه به روش اضافه کردن حل نمود.به خصوص مواقعی که بتن در هوای گرم حمل می شود حفظ اسلامپ اولیه ضروری است.بتن هایی که  پس از مدتی به آنها آب اضافه می شود افت کمتری دارند(9).با توجه به نمودار شکل 5 می بینیم که افت اسلامپ عمومی برای بتن های با فوق روان کننده بیشتر است،ولی در نسبت های پائین آب به سیمان بتن های با فوق روان کننده آب کمتری را از طریق تبخیر و واکنش های شیمیایی سیمان از دست می دهد و بهتر است که از فوق روان کننده استفاده شود.شکل 5-افت اسلامپ بتن کنترل و بتن با فوق روان کنندهدر شکل (6)و(7) اثرات دو نوع فوق روان کننده را مشاهده می کنید که نشان می دهد فوق روان کننده های اکریلیک کارایی بهتری دارند.(10)است)Ap یک نوع از فوق روان کنندهCAE)شکل 6-افت اسلامپ دربتن با دو توع فوق روان کننده شکل 7-مقاومت فشاری در بتن با دو نوع فوق روان کنندهبطور کلی برای استفاده از فوق روان کننده های اکریلیک که قیمت بالاتری نسبت به بقیه دارند سعی می شود که از اختلاط آنها با   نوع ارزانتری از فوق روان استفاده می شود که نتایج مطلوبی در پی دارد. MLS کننده ها به خصوصدر ارتباط با میکروسیلیس هم می توان گفت که یک ماده پوزولانی است و می تواند به بهبود خواص بتن کمک کند.نقش میکروسیلیس در بهبود خواص میکانیکی، دوام، و ... حائز اهمیت است(11).بطور کلی تاثیر مثبت میکروسیلیس در بتن به خاطر دو مکانیزم:1)فعالیت پوزولانی بالا و کاهش هیدروکسید کلسیم حاصل از هیدراتاسیون سیمان با آب و افزایش تولید ژل2)نرمی زیاد و کاهش خلل و فرج بین ذرات ژل و سیمان و تاثیر مثبت بر تراکم و نفوذ پذیری بتنمیکرسیلیس باعث افزایش چسبندگی بین ذرات سیمان و سنگدانه می شود و بدین وسیله تراوایی بتن را کاهش می دهد.از ویژگی های مهم میکروسیلیس که به بهبود خواص بتن کمک می کند نرمی زیاد آن است.(0.01-0.3)دانه های میکروسیلیس که تقریبا 100 برابر از سیمان نرم ترند با پر کردن منافذ بتن، مقاومت آن را افزایش و نفوذپذیری را کاهش می دهد.(12و13)در جریان هیدراتاسیون سیمان ، میکروسیلیس با هیدروکسید کلسیم ترکیب شده و آن را به سیلیکات کلسیم تبدیل می کند.این ژل دارای ظرفیت بالایی در ترکیب با یونهای خارجی است.میکروسیلیس باعث توزیع هموژن اجزا می شود و بتنی متراکم  و کم تخلخل بدست می دهد(.شکل8) نشان می دهد که با افزایش میکروسیلیس ، هیدروکسید کلسیم که برای بتن مضر است در خمیر سیمان کاهش میابد و با اضافه کردم 20% میکروسیلیس تقریبا همه هیدروکسید کلسیم از بین می رود.در فرآیند خوردگی ، واکنش کاتدی به آب و اکسیژن نیاز دارد.برای ادامه، واکنش آندی یونهای کلر ضروری است که این عناصر از محیط بدست می آیند.در نتیجه نفوذپذیری عامل مهمی در خوردگی بتن است.بطور کلی نفوذپذیری تابع تخلخل و اندازه منافذ است.که هرچه این منافذ بزرگتر باشند تاثیرشان بیشتر است.نظریه دیگر این است که وجود ذرات پوزولانی از ضخامت منطقه انتقالی بین خمیر سیمان و سنگدانه می کاهد.در محلول منافذ بتن ، یونهایی از قبیل آلومینیوم،کلسیم ،سیلیسیم و پتاسیم وجود دارند که یون پتاسیم سبب تحرک  بیشتر کلر می شود و سیلیسیم سبب کاهش تحرک کلر می شودکه زیادی آن در بتن میکروسیلیسی نفوذ کلر را کاهش می دهد.علاوه بر یونها،پیچ و خمهای بتن میکروسیلیسی بیشتر است و باعث ایجاد تاخیر در حرکت یون کلر می شود.بنابراین خوردگی بتن میکروسیلیسی کمتر از بتن معمولی است.خوردگی بتن تابع ساختار شیمیایی آن نیزمی باشد.بطور کلی در فرآیند خوردگی،بتن نقش الکترولیت را بازی می کند که باعث انتقال یونها می شود.یعنی هر چه مقاومت الکتریکی بتن بیشتر باشد از تحرک یونها کاسته می شود که در بتن میکروسیلیسی این مقاومت بیشتر است.شکل8-تاثیر فوق روان کننده در کاهش مقدار هیدروکسید کلسیممصالح:آزمایشات انجام شده بر روی نمونه های بتنی ساخته شده از سیمان پرتلند که مقاومت 28 روزه آن 54مگاپاسگال است،انجام شده است.در این آزمایشات از میکروسیلیس ساخت هند و فوق روان کننده اکریلیک مخلوط استفاده شده است.میکروسیلیس دارای 90.9% سیلیسیم اکسید و سطح مخصوص 1800 متر مربع بر گرم است.روند انجام آزمایشات:در این آزمایشات از فوق روان کننده اکریلیک مخلوط استفاده شده است و مقاومت فشاری بتن در حالتهای مختلف اختلاط برروی نمودار رسم شده است.سپس تاثیرات میکروسیلیس بر روی خواص بتن بررسی گردیده است.لازم به ذکر است که در هر قسمت مقدار فوق روان کننده  از روی آزمون خطا بدست آمده و نمودارها بررسی شده و از مقدار بهینه استفاده شده است.مقاومت فشاری بتن حاوی میکروسیلیس در درصدهای آب به چسبنده 25%،30%،35% و 45% اندازه گیری شده است.همچنین مقدار افت اسلامپ در درصدهای مختلف میکروسیلیس ودر بازه های زمانی گوناگون  بر روی نمودار آورده شده است.در آخر هم میزان تراوایی و نفوذپذیری بتن حاوی میکروسیلیس بررسی گشته و تاثیرات آن روی توزیع تخلخل در خمیر سیمان و نفوذپذیری کلر در بتن با درصد جایگزینی مختلف میکروسیلیس و شدت خوردگی در بازه های زمانی از نظر می گذرد.بررسی نتایج:شکل 9-مقاومت فشاری بتن حاوی فوق روان کنندهشکل 10-مقاومت فشاری بتن در درصدهای مختلف آب به سیمانشکل 12-تغییرات مفدار فوق روان کننده با جایگزینی میکروسیلیس شکل 13-تغییرات اسلامپ با زمانشکل 14- تاثير ميكروسيليس بر روي توزيع تخلخل در خميرهاي سيمان هيدراته شدهشکل 15- نفوذ پذيري كلردر خمير سيمان با درصد جايگزيني متفاوت ميكروسيليسشکل 16- اثر ميكروسيليس در شدت خوردگينتیجه گیری:1)فوق روان کننده اکریلیک از بقیه کارایی بیشتری دارد ولی صرفه اقتصادی نداشته، به همین دلیل سعی می شود از فوق روان کننده های مخلوط استفادهنتیجه مطلوبی می دهد.MLS شود.که با بررسی ها مشخص شد که مخلوط 75% اکریلیک با 25%2)استفاده از فوق روان کننده و میکروسیلیس در بتن خواص مقاومتی بتن را بهبود می بخشد.به طوریکه با استفاده از 10% میکروسیلیس در همه درصدهای آب به سیمان بیشترین مقاومت دیده می شود.همچنین با استفاده از یک فوق روان کننده مناسب و درصد آب به سیمان 25% بهترین نتایج حاصل می شود.3)استفاده از فوق روان کننده باعث کاهش نسبت آب به سیمان شده و در 10% میکروسیلیس بهترین نتایج حاصل می شود.4)در 10% میکروسیلیس کمترین مقدار فوق روان کننده نیاز است.5)استفاده از میکروسیلیس در بتن ، در قطر های کمتر باعث کاهش نفوذپذیری بتن می شود و تخلخل بتن را به مقدار زیادی کاهش می دهد که این تاثیر با افزایش اندازه حفره ها نا محسوس تر است.6)نفوذپزیری بتن حاوی میکروسیلیس در مقابل نفوذ کلر با افزایش درصد میکروسیلیس کاهش خواهد یافت و می بینیم نفوذپذیری بتن معمولی در مقابل کلر 20برابر بتن میکروسیلیس است.7)میکروسیلیس باعث کاهش خوردگی بتن می شود و همانطوری که می بینیم در 7.5% کمترین مقدار خوردگی رخ می دهد،که این موضوع عامل بسیار مهمی در سازه هایی است که نیاز به جلوگیری از خوردگی در آنها ضروری است.8)مکانیزم کاهش نفوذپذیری بتن بر اساس سه حالت زیر است:الف)وجود ذرات پوزولانی از آبوری در منظقه انتقالی می کاهد.ب)ذرات ریز پوزولان سبب بلوری شدن هیدروکسید کلسیم شده و ذرات ریز جایگزین ذرات بزرگتر می شوند.باعث کاهش ضخامت منطقه انتقالی می شود.CSHبه 12CA(OH)2"> ج)واکنش شیمیایی تبدیل9)شروع خوردگی در بتن میکروسیلیسی بعد از 645 روز و در بتن معمولی بعد از 108 روز است و شدت آن در بتن میکروسیلیسی 0.03 است که در مقابل بتن معمولی که 3.56 است خیلی کمتر است.منابع:1)E.H.kadri,S.aggoun,G.D.schutter: interaction between 12c3,"> silica fume and naphtalenne sulphonate superplasticiser in high performanve concrete(2009)2) ) Ramachandran VS. Concrete admixtures handbook. 2nd ed. USA: NoyesPublication; 1995. p. 6703) Kazuhiro Y, Tazawa E, Kawai K, Enohata T. Adsorption characteristics ofsuperplasticisers on cement component minerals. Cem Concr Res2002;32:1507–134) Kim B, Jiang S, Jolicoeur C, Aitcin P. The adsorption behaviour of PNSsuperplasticiser and its relation to fluidity of cement pastes. Cem Concr Res2000;30:887–935) M.collepardi,L.coppola,T.cerulli,G.ferrari,C.pistolesi,P.zaffaroni,F.Quck,”zero slump loss superplasticisered concrete , singapor6)Y.O.TAnaks,Matsuo,A.ohta and M.ved “a new admixture for high performance concrete”(1996)7)E sakai and M.daimon “dispersion mechanisms of alite stablizied by superplasticizer with naphthalene melamine or lingosulfonate-based polymer(1997)8)M.collepradi , M corredi and M.  valente  “influence of polymerization of sulfonated nephtalene condensate and its interaction with cemenet”(1981)9)S.M amderson and R.L carrasquillo ”the effect of withholding mixing water and retempering on properties of concrete(1998)10)M.collepardi “the word of chemical admixture concrete”(1993)11)کتاب خواص مكانيكي و فيزيكي ميكروسيليس، ايران، دكتر اسماعيل گنجيان12) مواد مضاف و روان كننده ،دكتر طيبه پرهيزگارمنبع : سایت بتن پلاست شیمیایی ساختمان شیمیایی ساختمان Sun, 21 May 2023 13:36:43 +0330 https://virgool.io/@m_64056169/%D8%A8%D8%B1%D8%B1%D8%B3%D9%8A-%D8%AE%D9%88%D8%A7%D8%B5-%D8%B1%D8%A6%D9%88%D9%84%D9%88%DA%98%D9%8A%D9%83%D9%8A-%D9%88-%D9%85%D9%82%D8%A7%D9%88%D9%85%D8%AA-%D8%AF%D8%B1-%D8%A8%D8%B1%D8%A7%D8%A8%D8%B1-%D8%AA%D9%87%D8%A7%D8%AC%D9%85-%D8%A7%D8%B3%D9%8A%D8%AF%D8%B3%D9%88%D9%84%D9%81%D9%88%D8%B1%D9%8A%D9%83-%D8%AF%D8%B1-%D8%A8%D8%AA%D9%86-%D8%AE%D9%88%D8%AF%D8%AA%D8%B1%D8%A7%D9%83%D9%85-%D8%B4%D8%A7%D9%85%D9%84-%D9%86%D8%A7%D9%86%D9%88%D8%B3%D9%8A%D9%84%D9%8A%D8%B3-%D9%83%D9%84%D9%88%D8%A6%D9%8A%D8%AF%D9%8A-badwebgrv5qw سوالات تحقيق:نظر به اينكه استفاده از SCC در پروژه­هاي بتني رو به رشد بوده و مانند ديگر انواع بتن­ها در برابر تهاجم اسيدسولفوريك، آسيب پذير مي­باشد در اين تحقيق خواص رئولوژيكي و مقاومت در برابر حملات اسيدي بتن خودتراكم حاوي نانوسيليس مورد بررسي قرار گرفته است.روش تحقیق:جهت دستيابي به خواص خودتراكمي، از يك فوق روان كننده پلي­كربكسيلات اتري (PCE) و هوازا (AEA) به ميزان 2 و 0.2 درصد نسبت به وزن سيمان استفاده نموديم. مقدار سيمان در تمام طرحها Kg/m3 450 و W/C نيز برابر 0.5 بود. نانوسيليس كلوئيدي با نسبتهاي 2.5، 5 و 7.5 درصد نسبت به وزن سيمان اضافه شد.نتیجه گیری:پس از بررسي خواص رئولوژيكي بتن خودتراكم، مقاومت فشاري و درصدهاي كاهش مقاومت فشاري و وزن نمونه­ها پس از 2، 4 و 6 هفته قرارگيري در محلول 3درصد اسيدسولفوريك محاسبه گرديدند. نتايج حاصله حاكي از اينست كه در بتن خودتراكم شامل 2.5 درصد نانوسيليس، كمترين و دربتن خودتراكم شامل 5 درصد نانوسيليس بيشترين، كاهش مقاومت فشاري بوقوع مي­پيوندد.كلمات كليدي: اسيدسولفوريك، بتن خودتراكم، بيوژنيك، خوردگي، نانوسيليس كلوئيديمقدمهدر سرتاسر جهان، سيستمهاي جمع­آوري آبهاي زائد شهري مواجه با خوردگي اسيد سولفوريك بيوژنيك (زيست زائيده) بتن مي­باشند. اين خوردگي به شدت سلامت زيرساختها را به خطر انداخته و آنها را نيازمند هزينه­هاي گزاف تعمير و جايگزيني زودتر از موعد سازه­هاي زوال يافته مي­نمايد. در شمال غربي اروپا (بلژيك) خوردگي بيوژنيك در حدود 10 درصد از كل مخارج سيستمهاي تصفيه فاضلاب را شامل مي­گردد.[1]بعنوان يك قانون كلي مي­توان پذيرفت كه اسيدها به بتن آسيب مي­رسانند. آنها وارد واكنشهاي شيميايي پيچيده­اي مانند واكنشهاي حاصل از تهاجم سولفاتها نمي­شوند، درنتيجه موجب انبساط و ترك­خوردگي بتن شده بعلاوه بسادگي اجزاء داراي قابليت انحلال بالا از گيرش سيمان را تجزيه نموده و ساختار كريستالي آن را تخريب و تنها پسماندي فاقد خاصيت چسبندگي بجاي مي­گذارند.از مهمترين عواملي كه در حمله اسيدها دخيل است مي­توان به نفوذپذيري بتن، شرايطي كه بتن در معرض آن بوده و نوع سيمان مصرفي اشاره نمود. از ديگر عوامل، قابليت انحلال نمكهاست به ويژه نمكهاي كلسيم كه توسط واكنش اسيد با تركيبات موجود در سيمان تشكيل مي­گردد. سيمانهاي پرتلند بسيار آسيب پذير بوده زيرا شامل مقدار  زيادي هيدروكسيدكلسيم كه حاصل از هيدراتاسيون سيليكاتهاي كلسيم است، مي­باشند. سيمانهاي پوزولاني كه در آنها اكسيد كلسيم قابل حل كمتري حضور دارد، از مقاومت بيشتري برخوردارند. درجه اسيدي بودن يك محلول از ميزان PH آن تخمين زده مي­شود، كه تابعي لگاريتمي از غلظت يون هيدروژن محاسبه شده در مقياس 1 تا 14 است.[2]روشهاي متفاومتي جهت كنترل خوردگي اسيد سولفوريك بيوژنيك در سيستمهاي فاضلاب توسعه يافته­اند. تفاوت اصلي در زنجيره خوردگي وجود دارد: نوع اول، كاربرد فناوري­هاي شيميايي يا بيولوژيكي كه ميزان اشاعه سولفيد هيدروژن را مي­كاهد[3]؛ نوع دوم، كاربرد افزودني­ها [4و5] رويه­هاي محافظ [9-4] يا سيمانهاي مقاوم در برابر اسيد [10] كه از تهاجم شيميايي به بتن جلوگيري مي­نمايند، نوع سوم، استفاده از پوششهاي ضدميكروبي[13-11] يا افزودني­هايي است كه فعاليت ميكروبي را كاسته يا محو مي­نمايند. كه مورد آخر، براي جلوگيري از رشد جلبكها[14] و قارچها [15] نيز استعمال مي­گردد.1.1. عملكرد بيولوژيكي اسيدهاي غيرآلياسيدهاي غيرآلي يا معدني، حاصل از صنايع يا انحلال گازها در آب هستند. استفاده از برخي آنها ممنوع يا به مقادير كم، محدود گشته است. بتن بكار گرفته شده در جاهايي كه اين اسيدها توليد، ذخيره و استفاده مي­شوند نيازمند محافظت مي­باشد. اسيدهاي هيدروكلريك، سولفوريك، نيتريك و فسفريك (كه به ميزان بالايي توليد و مصرف مي­گردند) خطري جدي در آلوده سازي خاكها و آبها محسوب مي­گردند. كه اين امر بطور اتفاقي به علت ريختن يا نشت مواد رخ مي­دهد، با اين حال تخليه غيرمجاز ضايعات اسيد نيز يكي از منابع آلوده كننده مي­باشد.[2]اين نوع تهاجم در مخازن، برجهاي خنك كننده، لوله­هاي فاضلاب و بتن­هاي كف مكانهاي پرورش دام و طيور مشاهده شده­است.[16] از اسيدهاي غيرآلي، تنها اسيد سولفوريك است كه بطور طبيعي امكان وجود در خاكها و آبهاي زيرزميني را دارد. اين اسيد حاصل هوازدگي اكسيدي برخي از سولفيدهاي معدني است (عمدتاً سولفيدهاي آهن پيريت و ماركازيت (FeS2) كه به مقادير زيادي يافت مي­شوند). در حضور هوا و رطوبت، اكسيداسيون پيريت به سولفات فروس (Ferrous) و اسيد سولفوريك، به وقوع مي­پيوندد. اين يك واكنش شيميايي بوده و اكسيداسيون بيش از اين پيشروي نمي­نمايد. اگر برخي از باكتريهاي هوازي حضور داشته باشند دو مرحله ديگر نيز اضافه گشته و تجزيه پيريت از شتاب زيادي برخوردار خواهد شد. اين باكتريها متعلق به گونه Thiobacillus Ferrooxidans و Thiobacillus Thiooxidans بوده كه Autotrophic (قابل تغذيه خودبخود) مي­باشند يعني قادر به كسب انرژي از رشد و تكثير خود توسط اكسيداسيون تركيبات غيرآلي در حضور اكسيژن اتمسفر هستند. اين اتوتروفهاي خاص نيازمند محيطي اسيدي در بازه PH، 2 تا 4.5 مي­باشند و در مقادير بالاتر غير فعال خواهند بود. آنها مسبب اكسيداسيون سولفات فروس (Ferrous) به سولفات فريك (Ferric)هستند، واكنشي كه در حضور اسيد سولفوريك بطور شيميايي رخ نمي­دهد. سولفات فريك ، ماده اكسيدكننده­اي است و روي پيريت تغيرنيافته تأثير گذاشته و اسيد سولفوريك و سولفات فروس توليد مي­كند كه محصولات فرآيند مرحله اول مي­باشند. طبق واكنش­هاي زير، چرخه اكسيداسيون مي­تواند تا زمانيكه پيريت در دسترس باشد ادامه يابد:[2](1)   2FeS2 + 7O2 + 2H2O → 2FeSO4 + 2H2SO4(2)   2FeSO4 + O2 + 2H2SO4 → 2Fe2(SO4)3 + 2H2O(3)   7Fe2(SO4)3 + FeS2 + 8H2O → 15FeSO4 + 8H2SO4براي انجام اين واكنش، هر دو عامل اكسيژن و رطوبت (آب) ضروري مي­باشند.Nitrosomonas آمونياك را به نيترات و Nitrobacter نيتريت را به نيترات، اكسايش مي­دهد و محصول فرآيند نهايي، اسيد نيتريك مي­باشد كه با حمله اسيد نيتريك به بتن، نيترات كلسيم قابل حلي تشكيل مي­شود و اين عامل باعث سست شدن بتن مي­گردد [17].شكل 1– عكس SEMاز سطح بتن پس از قرار گيري در معرض اسيدسولفوريك بيوژنيك(احتمالاً ميله­هاي 1-3 μm، Thiobacilli هستند)[18]2.1. تهاجم اسيد سولفوريك بيولوژيكي بر بتن فاضلابهااسيد سولفوريكي كه توسط فعاليتهاي ديگر انواع ميكروارگانيسم­ها توليد شده موجب حملات شديدي به بتن سيستمهاي فاضلاب مي­گردد. فاضلابهاي معمول، عموماً تأثيري روي بتن نداشته اما در برخي شرايط، مقدار قابل توجهي سولفيد هيدروژن (H2S) توليد گشته كه بطور غيرمستقيم عامل حملات اسيدي به بتن است. اين امر هنگامي كه اكسيژن فاضلاب بخاطر واكنشهاي هوازي به پايان مي­رسد رخ مي­دهد. باكتريهاي Desulfovibrio desulfurican اكسيژن مورد نياز رشدشان را با كاهش تركيبات سولفوري آلي و سولفاتهاي غيرآلي و ديگر تركيبات سولفور بدست مي­آورند و سپس تكثير مي­يابند.[2]خوردگي بتن توسط اسيد سولفوريك را عموماً توسط واكنشهاي ذيل مشخص مي­نمايند:[19](4)   Ca(OH)2 + H2SO4 → CaSO4.2H2O(5)   CaSiO2.2H2O + H2SO4 → CaSO4 + Si(OH)4 + H2O(6)   3CaO.Al2O3.12H2O + 3(CaSO4.2H2O) + 14H2O → 3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2Oمحصول واكنش اوليه، كه در سطح بتن مشهود است گچ بوده و همراه با افزايش حجم مي­باشد (2.2 برابر حجم واكنش دهنده­ها)، كه مي­تواند تنشهاي كششي در بتن ايجاد نموده و سبب ترك خوردگي و تورق آن گردد. اگر اين گچ شسته نشود، تجمع آن روي سطح بتن ممكن است سرعت خوردگي را به علت بستن منافذ سطحي كند نمايد. [20] واكنشهاي بعدي گچ با فازهاي كلسيم آلوميناتي در ماتريس سيماني مي­تواند موجب تشكيل اترينگايت گردد، كه نسبت به گچ، افزايش حجم بيشتري دارد (حدود 7 برابر)، بنابراين منجر به تركهاي ميكروسكوپي و ماكروسكوپي زيادتري مي­شود. در مجموع، اسيد سولفوريك، ماتريس سيماني را توسط از بين بردن هيدرات سيليكات كلسيم (C-S-H) تجزيه نموده و سبب كاهش مقاومت آن مي­گردد.[19]شكل 2– محصولات حاصل از واكنش بتن با اسيدسولفوريك[21]پيشينه تحقيقChang و همكاران [21] براي بهبود مقاومت بتن در برابر حملات اسيدي، از دو نوع سنگدانه سيليسي و آهكي استفاده نمودند. سيمانهاي مورد استفاده شامل يك نمونه با سيمان معمولي و ديگري با سيمان دوگانه شامل سرباره كوره بلند و دو سيمان سه­گانه شامل سرباره، دوده­سيليس يا خاكستربادي و دوده­سيليس بود كه نسبت W/C در تمامي نمونه­ها برابر 0.4 و مقاومت فشاري آنها در بازه MPa 45 تا MPa 58 بود. استوانه­هاي بتني را در محلول 1 درصد اسيدسولفوريك قرار داده و بطور متناوب تغييرات وزني و مقاومت فشاري آنها مورد بررسي قرار گرفت. بتن شامل سنگدانه­هاي آهكي و سيمان سه­گانه شامل دوده سيليس (7درصد) و خاكستربادي (33درصد)، خواص بهتري (پس از 28 روز غوطه­وري تحمل بار KN 448.4، پس از 56 روز KN 463 و پس از 168 روز KN 389) از خود بروز داد.در پژوهش ديگري [23] تأثير افزودن پليمرهاي مختلف (استايرن اكريليك استر، وينيل كوپليمر و استايرن بوتادين) و دوده­سيليس را روي بتنهاي قرار گرفته در محيط اسيدسولفوريك بررسي نمودند كه مشاهده شد افزودن استايرن اكريليك استر مقاومت بهتري دارد.در تحقيقي كه توسط Aydin و همكاران [24] صورت پذيرفت تأثير خاكستربادي كلاس C در بهبود خصوصيات مكانيكي و مقاومت بتن در برابر حمله اسيدسولفوريك را مطالعه نموده­اند. سيمان را تا  70 درصد با خاكستربادي جايگزين كرده و نتايج نشان داده­اند كه مقاومت بتن­هاي عمل­آوري شده در بخار و شامل خاكستربادي بميزان محسوسي بهبود يافته است و مقاومت طولاني مدت بتن­هايي كه بيش از 30 درصد از سيمان آنها با خاكستربادي جايگزين شده كاهش قابل ملاحظه­اي داشته (در عمل­آوري با بخار) و در بتن­هايي كه 60 درصد از سيمان آنها با خاكستربادي جايگزين شده نيز (در عمل­آوري استاندارد) به همين منوال مي­باشد.Tamimi و همكاران [25] نيز مخلوطهاي بتني فوق توانمند ساخته شده از 10 درصد دوده­سيليس با درصدهاي متفاوتي از خاكستربادي كه جايگزين سيمان پرتلند شده­اند ساخته و در معرض اسيدسولفوريك و اسيدهيدروكلريك قرار دادند. هدف از اين تحقيق بررسي حدود متفاوت از مصالح جايگزين و كسب مخلوط بهينه­اي بود كه بيشترين مقاومت را در برابر حمله اسيدها داشته باشد. پارامتر مورد بررسي، زمان (برحسب هفته) بود كه 20 درصد كاهش وزني نمونه­هاي غوطه­ور در محلول اسيدسولفوريك 1 درصد و همين مقدار كاهش وزن، در محلول اسيدهيدروكلريك 1 درصد مشاهده گرديد.برنامه آزمايشگاهيدر عناصر سازه­اي بتني متعددي، شامل فنداسيون­ها (آبهاي زيرزميني حاوي اسيدسولفوريك ناشي از اكسيداسيون پيريت در خاكريزها)، كفهاي صنعتي كارخانه­هاي شيميايي، ديوار زيرزمين ساختمانهاي نزديك به كارخانجات شيميايي، قسمتهاي فوقاني سازه­ها (به علت باران اسيدي) و غيره،امكان آسيب ديدگي توسط حمله اسيد سولفوريك وجود دارد. [20] بطور مقايسه­اي، لوله­هاي فاضلاب نوع ويژه­اي از خوردگي توسط اسيد بيوژنيك را متحمل مي­گردند. در موارد قبل، غوطه­وري در اسيد شيميايي توانايي شبيه­سازي تهاجم توسط اسيد سولفوريك را داراست زيرا كه باكتري در آنها دخيل نمي­باشد. با اين حال، در مورد سيستمهاي جمع­آوري فاضلاب، تركيبي از آزمايشات شيميايي و ميكروبيولوژيكي مي­تواند از دقت كافي برخوردار باشد. در تحقيق حاضر، آزمايش غوطه­وري شيميايي جهت ارزيابي مقاومت SCC كه در موارد متنوعي مانند فونداسيونها، ديوارها، كفها، لوله­ها و غيره استفاده مي­شود در مقابل اسيدسولفوريك، اتخاذ گرديده است. آزمايش غوطه­وري شيميايي بهترين تناسب را با اين هدف دارد زيرا اطلاعات ناچيزي درباره مقاومت SCC در برابر تهاجم اسيدسولفوريك وجود دارد. اين نگرش آزمايشي نتايج عمومي و كلي­تري در بازه گسترده كاربردها نسبت به آزمايشات ويژه بيوژنيك ارائه مي­نمايد.جهت بررسي مقاومت بتن در برابر اسيدسولفوريك، 3 ديدگاه آزمايشي در تحقيقات اتخاذ گرديده است: شيميايي، ميكروبيولوژيكي و تستهاي در محل.[20]مصالح مصرفيسيمان نوع I مطابق با استاندارد ASTM مورد استفاده قرار گرفت كه تركيب شيميايي آن در جدول (1) ارائه گرديده است. نانوسيليس مورد استفاده از كارخانجات داخل كشور تهيه­شده كه نتيجه تجزيه شيميايي آن در جدول (1) نشان داده شده است. از مواد افزودني شيميايي جهت دستيابي به خصوصيات خود تراكمي شامل فوق روان كننده پلي كربكسيلاتي اتري (PCE)، 2 درصد وزني سيمان و هوازا (AEA)، 0.2 درصد وزني سيمان جهت افزايش لزجت استفاده شد. سنگدانه­هاي مورد استفاده از مصالح محلي تهيه گرديدند که درشت دانه مصرفي با حداکثر اندازه 19mm و ريزدانه با حداکثر اندازه 4.75mm که هردو با رطوبت طبيعي مورد استفاده قرار گرفتند. چگالي شن مصرفي در حدود 2.68  و جذب آب آن 0.5% و چگالي ماسه مصرفي در حدود 2.73 و جذب آب آن 0.8% مي­باشد.آزمايشهاي انجام شدهآزمايش اسلامپ: اين آزمايش جهت ارزيابي خاصيت پرکنندگي بوده [26] که شامل يک مخروط ناقص با قطر 200mm در پايين و 100mm در بالا و ارتفاع 300mm مي­باشد که قطر بتن تخليه شده در دو جهت را اندازه­گيري کرده و ميانگين آنها گزارش مي­گردد.شكل 4- آزمايش جريان اسلامپآزمايش رينگ J: آزمايش رينگ J در دانشگاه paisley توسعه يافت. اين روش جهت بررسي خاصيت عبوري بتن طراحي شده است که شامل مخروط ناقص آزمايش اسلامپ و يک حلقه فلزي با قطر 300mm و ارتفاع 100mm با ميلگردهاي عمود بر صفحه پاييني مي­باشد (شکل 5).[26] شكل 5- آزمايش رينگ Jدر ژاپن توسعه يافت که جهت بررسي خاصيت پرکنندگي بتن با ماکزيمم اندازه سنگدانه 20mm طراحي گرديده است. در اين آزمايش زمان تخليه بتن از داخل قيف مورد بررسي قرار مي­گيرد (شکل 6).[26]شكل 6- آزمايش قيف Vآزمايش قيف U: اين آزمايش توسط مرکز تحقيقات فناوري مؤسسه Taisei در ژاپن ابداع گرديد که يک طرف آن را با بتن پر کرده و سپس دريچه را مي­گشاييم که در قسمت پاييني دريچه­اي با سه ميلگرد φ13 قرار دارد. قيف U  خاصيت عبوري SCC را مورد ارزيابي قرار مي­دهد(شکل 7).[26]شكل 7- آزمايش جعبه Uآزمايش قيف L: اين آزمايش شامل يک جعبه با مقطع مستطيل شکل (شکل 8) مي­باشد که جهت اندازه­گيري خاصيت عبوري بکار مي­رود بدين منظور ارتفاع بتن در ابتدا و انتهاي قسمت پاييني قيف اندازه گرفته شده و نسبت آنها مورد ارزيابي قرار مي­گيرد.[26]شكل 8- آزمايش جعبه Lآزمايش مقاومت فشاري نمونه استوانه­اي: نمونه­هاي استوانه­اي به ابعاد 30*15 سانتي­متر برطبق دستورالعمل ASTM C39 پس از قرار گيري در آب معمولي، در سنين 14، 28 و 90 روزه مورد آزمايش قرار گرفتند.آزمايش كاهش مقاومت و وزن اسيدي: پس از 14 روز عمل­آوري در آب، سه نمونه از هر طرح اختلاط در محلول اسيدسولفوريك (H2SO4) 3 درصد براي 2، 4 و 6 هفته در يك ظرف پلاكسي­گلاس غوطه­ور گرديدند. پس از هر دو هفته قرارگيري در اسيد، سطح نمونه­ها كه بوسيله اسيد خورده شده بود با آب شير شسته و پاك گرديد. مقاومت شيميايي توسط اندازه گيري كاهش وزن (WL) و كاهش مقاومت فشاري (SL) نمونه­ها به ترتيب توسط معادلات زير مورد ارزيابي قرار گرفت.كه W1 و W2 وزن نمونه­ها (برحسب گرم) به ترتيب پيش و پس از هر دوره از غوطه­وري مي­باشند. و fc1 مقاومت فشاري نمونه­هاي كنترل و fc2 مقاومت فشاري نمونه­ها پس از قرارگيري در محيط 3 درصد اسيدسولفوريك در هر دوره است.بحث و بررسيدر مورد تهاجم اسيدسولفوريك، اگرچه غالباً تشكيل گچ گزارش شده اما در مورد نتايج تشكيل آن، اتفاق نظر وجود ندارد. برخي از مؤلفين معتقدند كه غيرقابل­حل بودن نسبي گچ تشكيل يافته سبب مي­گردد تا سرعت فرآيند تخريب كاهش يابد در حاليكه برخي ديگر از مؤلفين گزارش نموده­اند كه بخاطر تشكيل گچ، انبساط و ترك­خوردگي رخ خواهد داد [27].جريان اسلامپ: چنانچه از شكل 9 مشخص مي­باشد نمونه شامل 5 درصد نانوسيليس، بيشترين قطر را در آزمايش جريان اسلامپ از خود نشان داده است و در رده دوم مقدار پيشنهادي مؤسسه EFNARC [26] جاي مي­گيرد (66 تا 77 سانتي­متر) كه بتني مناسب تلقي مي­گردد. اما در بتن­هاي 2.5 و 7.5 درصد نانو، لزجت بتن زياد بوده و در رده اول، قرار دارند (55 تا 65 سانتي­متر) همچنين در هيچ­يك از بتن­ها آب­انداختگي مشاهده نگرديد.شكل 9- نتايج آزمايش جريان اسلامپحلقه J: هرچه اين اختلاف ارتفاع بيشتر باشد بيانگر قابليت عبوري كمتر بتن موردنظر خواهد بود. در بتن شامل 5 درصد نانوسيليس اين اختلاف كمتر از ساير موارد بوده كه نشانگر قابليت عبور برتر اين بتن مي­باشد. با اين حال، طبق پيشنهاد EFNARC[26] بتن شامل 2.5 درصد نانوسيليس نيز شرط لازم در اين آزمايش را ارضاء مي­نمايد (اختلاف ارتفاع كمتر از 1 سانتي­متر) اما بتن شامل 7.5 درصد نانوسيليس كه در آزمايش نيز به شكل گلبرگ بود خاصيت عبوري لازم را ندارد. (شكل 10)شكل 10- نتايج آزمايش حلقه Jقيف V: اين آزمايش جهت بررسي قابليت پركنندگي بتن خودتراكم، بكار گرفته مي­شود. علاوه بر اينكه زمان تخليه بتن از قيف گزارش مي­گردد با مشاهدات ديداري، مي­توان نظر خود را در مورد يكنواختي و كيفيت بتن تخليه شده نيز ثبت نمود. زمان عبور در بتن شامل 5 درصد نانوسيليس از سايرين، كمتر بوده و با توجه به پيشنهاد EFNARC[26] در خصوص زمان عبور كه بين 6 تا 12 ثانيه مي­باشد، مشاهده مي­گردد كه در بتن شامل 7.5 در نانو با زمان 13.4 ثانيه، ضعيف­ترين خاصيت عبوري كسب شد.شكل 11- نتايج آزمايش قيف Vجعبه L: از اين آزمايش جهت ارزيابي خاصيت عبوري بتن خودتراكم، استفاده مي­شود. بنابر پيشنهاد EFNARC[26] جهت اقناع شرايط خودتراكمي، نسبت h2/h1 بايد بين 0.8 تا 1 باشد. چنانچه در شكل 12 مشاهده مي­گردد تنها بتن شامل 5 درصد نانو است كه اين شرط را ارضاء مي­نمايد و دو بتن ديگر فاقد نسبت مناسب هستند.شكل 12- نتايج آزمايش جعبه L جعبه U: اين آزمايش نيز جهت بررسي توانايي بتن خودتراكم در عبور از موانع مي­باشد، اما تفاوت آن با ديگر آزمايش­هاي عبوري در اينست كه بتن مورد نظر بايد بتواند برخلاف جهت جاذبه زمين (وزن خود) حركت نمايد. حداكثر اختلاف ارتفاع در طرفين جعبه كه توسط EFNARC[26] پيشنهاد گرديده 3 سانتي­متر مي­باشد. با توجه به شكل 13 مشاهده مي­گردد كه بتن شامل 7.5 درصد نانوسيليس اين شرط را اقناع نكرده و در بتن داراي 5 درصد نانوسيليس بهترين نتيجه كسب شده­است.شكل 13- نتايج آزمايش جعبه Uمقاومت فشاري نمونه استوانه­اي: چنانچه در شكل مشاهده مي­گردد مقاومت فشاري تمام نمونه­ها نسبت به زمان افزايش مي­يابد. با اين حال، بهترين مقاومت فشاري در بتن شامل 5 درصد نانوسيليس كسب گرديده است. همچنين در سن 14 تا 28 روزه، افزايش مقامت بيشتري نسبت به سن 28 تا 90 روزه داشته­ايم كه به نظر مي­آيد بخاطر سطح ويژه بالاي نانوسيليس چنين اتفاقي رخ داده­است.درصد كاهش مقاومت در محيط اسيدي: نتايج حاصل از اين آزمايش براي بتن­هاي غوطه­ور در محيط 3 درصد اسيدسولفوريك در سنين 2، 4 و 6 هفته، ارائه گريده است. نمونه­ها را قبل از آزمايش با آب شير شسته و سطح آنها را پاك كرده و به مدت 24 ساعت در دماي 20 درجه سانتي­گراد قرار داديم. چنانچه در شكل مشاهده مي­گردد در نمونه شامل 5 درصد نانوسيليس در تمامي سنين افت مقاومت بيشتري به وقوع پيوسته است. همچنين با افزايش زمان قرارگيري نمونه­ها در محيط اسيدي، افت مقاومت آنها بيشتر گرديد. كمترين كاهش مقاومت مربوط به نمونه 2.5 درصد نانوسيليس است كه در كل مي­توان اين امر را به PH محلول نانوسيليس (PH=10) نسبت داد.شكل 14- نتايج آزمايش كاهش مقاومت اسيديدرصد كاهش وزن در محيط اسيدي: پيش از قرارگيري نمونه­ها در محلول 3 درصد اسيد سولفوريك، به مدت 24 ساعت آنها را در دماي 20 درجه سانتي­گراد، قرار داده و سپس وزن اوليه آنها محاسبه شد. پس از قرارگيري نمونه­ها و شستشو و پاك نمودن، آنها را به مدت 24 ساعت در دماي 20 درجه سانتي­گراد قرار داده و وزن آنها تعيين گرديد، سپس درصد كاهش وزن نمونه­ها بدست آمد. چنانچه در شكل 15 ديده مي­شود تمامي نمونه­ها در سن 2 هفته، داراي افزايش وزن بوده­اند كه مقدار آن با درصد منفي نشان داده شده و تنها در نمونه داراي 7.5 درصد نانو در سن 4 هفته­اي، همچنان افزايش وزن داشته­ايم. بعلاوه مشاهده مي­گردد كه با افزايش درصد نانوسيليس، درصد كاهش وزن نمونه­ها كمتر شده­است.شكل 15- نتايج آزمايش كاهش وزن اسيدينتيجه ­گيريدر اين مقاله پس از تبيين فرآيندها و علل خوردگي بتن توسط اسيدسولفوريك، به بررسي تأثير اين نوع خوردگي در بتن­هاي خودتراكم شامل نانوسيليس پرداخته شد كه نتايجي به شرح ذيل حاصل گرديد:با توجه به اينكه هزينه­هاي تعمير و نگهداري در سازه­هاي بتني كه در معرض خوردگي اسيدسولفوريك قرار دارند بسيار گزاف مي­باشد لازم است پيش از ساخت، اين امر، مدنظر قرار گرفته و به كيفيت بتن مصرفي، توجه ويژه­اي شود.چنانچه در نتايج آزمايش جريان اسلامپ و قيف V مشاهده گرديد بتن­هاي شامل 2.5 و5 درصد نانوسيليس، داراي خواص پركنندگي مقتضي بودند كه البته بتن شامل 5 درصد نانوسيليس، ارجحيت داشت.با توجه به نتايج آزمايش­هاي رينگ J و جعبه U، ديده مي­شود كه در اين دو آزمايش بتن­هاي شامل 2.5 و 5 درصد نانوسيليس، نتايجي مناسب داشته­اند كه مبين خاصيت عبوري مطلوب اين دو طرح بوده اما در نتيجه آزمايش جعبه L، تنها بتن شامل 5 درصد نانوسيليس است كه در بازه پيشنهادي EFNARC قرار دارد و بنظر مي­آيد اين مقدار را مي­توان از حداقل 0.8 به حداقل 0.75 تقليل داد.در مورد بررسي پديده­هاي آب­انداختگي و جداشدگي، با توجه به اينكه براي رسيدن به طرحهاي بهينه 16 طرح با درصدهاي متفاوتي از مواد افزودني بررسي گرديدند كه از ارائه آنها احتراز شده است، هيچ­گونه آب­انداختگي و جداشدگي در نمونه­ها رؤيت نگرديد.آزمايش مقاومت فشاري نمونه­هاي استوانه­اي نشان مي­دهد كه با افزايش دوره عمل­آوري، در سن 14 تا 28 روزه، افزايش مقاومت بيشتري، نسبت به سن 28 تا 90 روزه، مشاهده گرديد كه اين امر را مي­توان به سطح ويژه بالاي نانوسيليس نسبت داد، همچنين بهترين مقاومت فشاري مربوط به نمونه حاوي 5 درصد نانوسيليس مي­باشد.در آزمايش مقاومت نمونه­ها در محيط اسيدي، رؤيت گرديد كه با افزايش زمان قرارگيري نمونه­ها در محيط اسيدي، درصد كاهش مقاومت فشاري آنها افزايش يافته است و همچنين بهترين نتايج (كمترين كاهش مقاومت) مربوط به نمونه حاوي 2.5 درصد نانوسيليس مي­باشد.در بررسي كاهش وزن نمونه­ها در محيط اسيدي مشاهده گرديد كه در سن 14 روزه، تمام نمونه­ها و در سن 28 روزه، نمونه داراي 7.5 درصد نانو افزايش وزن داشته­اند. همچنين طولاني­تر شدن دوره قرارگيري در محيط اسيدي، ميزان كاهش وزن را زياد مي­كند. بعلاوه كمترين كاهش وزن­ها مربوط به نمونه حاوي 7.5 درصد نانوسيليس بوده است.منبع : سایت بتن پلاست شیمیایی ساختمان شیمیایی ساختمان Sat, 20 May 2023 14:26:44 +0330 https://virgool.io/@m_64056169/%D8%AA%D8%A7%D8%AB%D9%8A%D8%B1-%D8%B3%D8%B1%D8%A8%D8%A7%D8%B1%D9%87-%D9%87%D8%A7%D9%8A-%DA%A9%D9%88%D8%B1%D9%87-%D8%A8%D9%84%D9%86%D8%AF-%D9%88-%D8%B3%D8%B1%D8%A8-%D8%A8%D9%87-%D8%B9%D9%86%D9%88%D8%A7%D9%86-%D9%85%D8%A7%D8%B3%D9%87-%D8%A8%D8%B1-%D9%86%D9%81%D9%88%D8%B0%D9%BE%D8%B0%D9%8A%D8%B1%D9%8A-%D8%A8%D8%AA%D9%86-wb96a1syuhqv چكيدهاستفاده از پوزولان در دهه هاي اخير بطور گسترده اي در سطح جهان افزايش يافته است. از اثرات مثبت استفاده از سرباره در بتن به عنوان بخشي از سنگدانه يا سيمان مي توان افزايش مقاومت، چگالي، دوام، مقاومت در برابر محيط قليايي و شرايط يخبندان و کاهش نفوذپذيري را نام برد. با توجه به وجود مقادير بسيار زياد سرباره هاي انباشت شده در کارخانجات آهن و سرب و اثر منفي دپوي اين سرباره ها بر محيط زيست، همچنين محدود بودن مصالح سنگي طبيعي و استفاده بهينه از امکانات، استفاده از اين سرباره ها در صنعت ساختمان ضروري مي باشد.سوالات تحقيق:در اين تحقيق، اثر جايگزيني 30% از اين سرباره ها با ماسه بر کارايي، مقاومت فشاري و نفوذپذيري در برابر آب تحت فشار بررسي شده است.روش تحقیق:نمونه ها در قالبهای مکعبی ریخته و متراکم شدند. بعد از قالب گیری، نمونه ها با صفحات نایلونی خیس پوشانده شدند و به مدت 24 ساعت در دمای آزمایشگاه نگهداری شدند. بعد از قالب برداری، نمونه ها در حمام آب تا زمان آزمایش قرار داده شدند. کل نمونه ها 24 ساعت قبل آزمایش در آون با دمای   5±150  سانتی گراد خشک شدند. مقاومت فشاری در سنین 14، 28 و 56 روز و آزمایش نفوذپذیری آب در سنین 28 و 56 روز انجام شدند.نتیجه گیری:نتايج نشان مي دهد که جایگزینی ماسه با سرباره کوره بلند در بتن کارايي و نفوذپذيري کاهش و مقاومت فشاري افزايش مي يابد. همچنين وجود سرباره سرب در بتن کارايي، نفوذپذيري و مقاومت را کاهش مي دهد.كلمات كليدي: بتن، سرباره سرب، سرباره کوره بلند آهنگدازي، مقاومت فشاري، نفوذپذيري1.مقدمهبتن يکي از مهمترين مصالح سازه اي مصرفي در جهان مي باشد که به دليل پايايي و قيمت مناسب در محيط هاي دريايي و آبي بکار مي رود. اما در بعضي از موارد به دليل طراحي ضعيف، ضعف در اجرا، کيفيت نامرغوب مصالح و شرايط محيطي لحاظ نشده در طراحي و يا ترکيبي از اين عوامل، سازه بتن آرمه ساخته شده، کارايي و دوام مورد نظر را در دوره عمر مفيد خود نخواهد داشت. امروزه پايداري و کارايي منابع در صنعت ساخت بطور گسترده اي به مسائل مهم تبديل شده اند و تغيير نگرش به سمت مصالح ثانويه تحقيقات را به منظور استفاده از پوزولانهايي به مانند سرباره هاي حاصل از کارخانجات فلز به عنوان سنگدانه بتني تقويت مي کند. سنگدانه، در کنار سيمان و آب، از آنجايي که حجمي در حدود 55% تا 80% بتن را اشغال مي کند، يکي از مهمترين اجزاي بتن را تشکيل ميدهد. افزايش سريع مصرف سنگدانه هاي طبيعي هر ساله به علت افزايش صنعت ساخت و ساز در جهان بدين معني است که مخازن سنگدانه، بويژه در مناطق کويري، بسرعت در حال کاهش مي باشد. گزارش شده است که بدون سنگدانه هاي دائمي مناسب که در آينده نزديک استفاده شوند، بطور کلي صنعت بتن ساليانه 8 تا 12 بيليون تن سنگدانه بعد از سال 2010 مصرف خواهد کرد. چنين مصرف زيادي از سنگدانه هاي طبيعي منجر به تخريب محيط زيست مي شود. بنابراين ضروري است که با بررسي امکان استفاده از مصالح زايد و جانبي صنعتي، جايگزين دائمي براي سنگدانه هاي طبيعي در ساخت بتن پيدا شود و مورد بهره برداري قرار گيرد. اين عمل منجر به طراحي بتن پايدار و محيط سبز خواهد شد (2،4،5).يکي از مهمترين پارامترهاي بتن که دوام آنرا تحت تاثير قرار ميدهد، نفوذپذيري آن مي باشد. هر چقدر نفوذپذيري بتني کمتر باشد، دوام و پايايي بيشتري در برابر نفوذ يون کلر، حمله سولفاتها و بطور کلي آبهاي مهاجم دارد. که از مهمترين  نتايج آن کاهش خوردگي ميلگرد و افزايش عمر مفيد سازه مي باشد. بدين منظور بررسي مواد افزودني که بتواند باعث کاهش اين اثر تخريبي شود، بسيار اهميت دارد. در اين تحقيق، از سرباره هاي کوره بلند آهنگدازي و سرب به عنوان ماده پوزولاني جايگزين ماسه در بتن استفاده شده است.مطالعات زيادي براي ارزيابي مصرف سرباره کوره بلند در مخلوط هاي بتني انجام شده است، تحقيقات کمي با احتساب کاربرد سرباره سرب در بتن انجام شده است. ثابت شده است کاربرد سرباره در مخلوط هاي بتني در حل برخي از مشکلاتي که صنعت بتن با آن درگير است مفيد باشد. بعضي از سرباره ها براي بهبود خواص مکانيکي، فيزيکي و شيميايي در بتن معمولي بکار مي رود. سرباره، محصول جانبي فرآيندهاي توليد فلز، ده ها سال است که در پروژه هاي مهندسي عمران استفاده مي شود (3،9).استاندارد ASTM C33 الزامات لازم براي استفاده سرباره کوره بلند به عنوان سنگدانه را در بتن فراهم مي آورد، در حاليکه هيچ گونه استانداردي براي استفاده ساير سرباره ها در بتن وجود ندارد.تحقيقات مختلف نشان ميدهد که با استفاده از سرباره کوره بلند (GGBFS) در بتن، خواص دوامي بتنها حتي در محيط هاي خورنده و مهاجم بهبود مي يابد. برخي از نتايجي که اين تحقيقات گزارش کرده اند شامل افزايش کارايي، چگالي، مقاومت فشاري، کششي و خمشي، UPV، اصلاح ساختار حفرات و کاهش نفوذپذيري يون کلر، آب انداختگي، نفوذپذيري آب، جمع شدگي خشک و گيرش بتن مي باشند (1،2،6).همچنين شواهد نشان ميدهد که در کشورهاي پيشرفته از سرباره سرب به وفور به عنوان مصالح اوليه در ساخت جاده، توليد باتري، و به عنوان بخشي از سنگدانه يا سيمان در توليد بتن استفاده مي شود. از طرفي سرباره سرب ثانويه، محصول زايد از ذوب باتري به عنوان افزودني و يا سنگدانه در توليد بلوک هاي بتني بکار مي رود. مطالعات نشان ميدهد که مقاومت فشاري بتنهاي با سرباره سرب بالاتر از نمونه هاي بدون سرباره مي باشد که با افزايش ميزان سرباره و سن بتن افزايش مي يابد. از آنجايي که اکسيدهاي موجود در سرباره سرب مشابه سيمان پرتلند هستند، کاربرد سرباره در مصالح ساختماني بسيار موثر مي باشد (7،8).هدف از اين تحقيق بررسي دوام بتنهاي حاوي سرباره کوره بلند و سرب از جنبه نفوذپذيري آب مي باشد. براي اين منظور از روش نفوذپذيري آب تحت فشار طبق استاندارد بريتانيا استفاده شده است.مصالح مصرفيدر ساخت مخلوط هاي بتني، از سيمان پرتلند پوزولاني (PPC) محصول کارخانه سيمان اردبيل استفاده گرديد. سرباره کوره بلند (GGBFS) از کارخانه ذوب آهن اردبيل و سرباره سرب (LS) از شرکت ملي سرب و روي ايران واقع در زنجان تهيه شد. ترکيب شيميايي PPC، GGBFS و LS بکار رفته در اين تحقيق در جدول 1 ارائه شده است.جدول 1- ترکيب شيميايي PPC، GGBFS، سرباره سرب (LS)عناصر فلزي که در جدول شيميايي عناصر به صورت Total گزارش شده اند در سرباره به ضورت هاي مختلف اکسيدي و ترکيبي مي باشند.سنگدانه درشت مصرفي از نوع شکسته با اندازه اسمي  حداکثر 25 ميليمتر مي باشد و از نظر دانه بندي، مشخصات استاندارد ASTM C33 را برآورده مي سازد. ريزدانه از ماسه طبيعي کوهي و سرباره هاي کوره بلند و سرب با حداکثر اندازه دانه 5 ميليمتر مي باشد که از نظر دانه بندي با استاندارد ASTM C33 همخواني ندارند ولي اين ريزدانه ها در محدوده استاندارد BS 882 قرار دارند. جدول 2 نتايج دانه بندي سنگدانه درشت و جدول 3 نتايج دانه بندي ماسه طبيعي، GGBFS و LS را نشان ميدهد.جدول 2- دانه بندي سنگدانه هاي درشتجدول 3- دانه بندي سنگدانه هاي ريز*سنگدانه طبيعي    **سنگدانه شکسته     NA: مشخص نشدهخواص فيزيکي سنگدانه درشت، ماسه و سرباره ها در جدول 4 ارائه شده است. مدول نرمي ماسه، GGBFS و LS  بترتيب برابر 3.61، 3.13 و 2.57 هستند. وزن مخصوص ماسه و سرباره ها با استفاده از استاندارد ASTM C127  اندازه گيري شده اند. کليه آزمايشهاي انجام شده بر روي مصالح براساس استانداردهاي مربوطه در  ASTM اندازه گيري شده اند. براي بهبود کارايي بتن، از فوق روان کننده نوع پلي نفتالن سولفونات استفاده شده است.جدول 4- خواص فيزيکي سنگدانه هاي درشت، ريز و سرباره هابرنامه آزمايشگاهيجزئيات نسبت هاي اختلاط مخلوط هاي بتني در جدول 5 ارائه شده است. مقدار سيمان پرتلند بکار رفته در مخلوط 400 کيلوگرم در مترمکعب مي باشد. بتن کنترل با علامت CC مشخص شده است. سرباره ها به مقدار وزني 30% جايگزين ماسه شده اند. در کليه مخلوط ها نسبت آب به سيمان 4/0 و نسبت فوق روان کننده به سيمان 5/1% وزني سيمان مي باشد. پس از وزن نمودن، اجزاي بتن بطور دستي مخلوط شدند. سنگدانه ها و سيمان به مدت 1 دقيقه مخلوط شدند و بعد از اضافه کردن آب و هم زدن مخلوط به مدت 2 دقيقه  فوق روان کننده به آن اضافه شد و به مدت 1 دقيقه ديگر اختلاط ادامه يافت. بعد از قالب گيري نمونه ها به وسيله ميز ويبره متراکم گرديدند. نمونه ها بعد از 24 ساعت از قالب بيرون آورده شدند. سپس نمونه هاي بتني در آب قرار گرفتند. کليه نمونه ها قبل از آزمايش به مدت 24 ساعت در آون با دماي  5±105 درجه سانتيگراد قرار گرفتند.جدول5- ترکيب نسبت اختلاط بتن با 30% سربارهبراي تعيين مقاومت فشاري 9 نمونه مکعبي 150 ميليمتري براي هر مخلوط قالب گيري شد، سپس در سنين 14، 28 و 56 روز آزمايش شدند. در هر سن، 3 نمونه انتخاب و در شرايط خشک شده در آون طبق استاندارد 116 بخش: BS 1881 با سرعت بارگذاري  kN/s 5/2  آزمايش انجام شد. همچنين 6 نمونه مکعبي 150 ميليمتري براي هر مخلوط براي آزمايش نفوذپذيري آب با فشار در سنين 28 و 56 روز تهيه شدند. در هر سن، 3 نمونه انتخاب و در شرايط خشک شده در آون با استفاده از استاندارد BS EN 12390-8 براي تعيين نفوذپذيري آب در بتن تحت فشار با دستگاه ساخت شرکت Tecnotest آزمايش شدند. براي اين منظور فشار kPa 50±500 به مدت 2±72 ساعت بر وسط نمونه ها اعمال گرديد و بزرگترين عمق نفوذ آب به ميليمتر اندازه گيري شده است. ميانگين سه نتيجه آزمايشي در اين مطالعه گزارش مي شود. آزمايش اسلامپ بر روي بتن تر نيز براساس ASTM C143 انجام شده است.نتايج و تحليل4-1- کاراييشکل 1 اسلامپ مخلوط هاي بتني را نشان ميدهد. واضح است که بتن کنترل بيشترين اسلامپ را دارد. در حاليکه، بتنهاي حاوي سرباره ها اسلامپ کمتري دارند. ميتوان نتيجه گرفت که کارايي بتنهاي ساخته شده با سرباره کاهش مي يابد. اين بدين دليل است که سرباره ها نسبت به ماسه داراي بافت خشن با خلل و فرج سطحي هستند.شکل 1- تاثير 30% سرباره جايگزين ماسه بر کارايي 4-2- مقاومت فشارينتايج آزمايش مقاومت فشاري مخلوط ها در سنين 14، 28 و 56 روز در شکل 2 ارائه شده است. مقاومت فشاري نمونه هاي GC نسبت به نمونه هاي CC در سنين 14، 28 و 56 روز بترتيب به ميزان 55، 67 و 66% افزايش يافت. همچنين ميتوان مشاهده کرد که مقاومت فشاري بتنهاي LC به اندازه 0، 1 و 2% کمتر از بتنهاي CC بترتيب بعد از 14، 28 و 56 روز عمل آوري هستند. جايگزيني ماسه با سرباره کوره بلند مقاومت فشاري 14، 28 و 56 روزه را بترتيب از 18 به 28، 30 و 31 مگاپاسکال افزايش داد. ولي استفاده از سرباره سرب در بتن مقاومت فشاري را در مقايسه با بتن معمولي کاهش مي دهد. بايد توجه شود که جايگزيني ماسه با سرباره سرب تاثير چنداني بر مقاومت فشاري بتن ندارد. بطور کلي ميتوان نتيجه گرفت که کاربرد GGBFS به عنوان سنگدانه در بتن مقاومت فشاري را بطور متوسط در حدود 63% افزايش ميدهد. در حاليکه کاربرد سنگدانه هاي سرباره سرب مقاومت فشاري را بطور متوسط در حدود 1% کاهش ميدهد. مقاومت بتن براي همه ترکيبها با گذشت زمان افزايش مي يابد. سرعت کسب مقاومت در بتن با سرباره آهن بعد از 14 روز شدت ميگيرد در حاليکه بتن با سرباره سرب روند يکنواختي به مانند بتن معمولي دارد. اين بدليل تفاوت رفتار پوزولاني اين دو سرباره به علتتفاوت در ساختار شيميايي آنها مي باشد. سرباره سرب بمراتب خاصيت پوزولاني کمتري نسبت به سرباره آهن دارد.شکل 3- نفوذپذيري بتن هاي حاوي %30 سربارهنتيجه گيريبا استفاده از يافته هاي اين مطالعه نتايج زير بدست مي آيد:- کارايي بتنهاي ساخته شده با سرباره هاي کوره بلند و سرب بدليل تاثير فيزيکي ذرات اين سرباره ها در مقايسه با بتن کنترل بسرعت کاهش يافت.- جايگزيني ماسه با GGBFS مقاومت فشاري بتن کنترل را بطور قابل ملاحظه اي در حدود 63% افزايش داد. در حاليکه، مقاومت فشاري بتن LC نزديک به 1% کمتر از بتن معمولي بود.- بتنهاي توليدي بدليل ميزان متوسط نفوذ آب مقاومت متوسطي در برابر حملات شيميايي دارند. افزودن GGBFS و LS مقادير عمق نفوذ آب را در بتن با زمان در مقايسه با بتن کنترل کاهش مي دهد.- نتايج آزمايشهاي انجام گرفته بر روي بتنهاي سرباره اي در مقايسه با بتن معمولي، بيانگر آن است که مقاومت فشاري و عمق نفوذ آب در اين بتنها تفاوت چنداني با نمونه هاي معمولي ندارد. بنابراين ميتوان از اين سرباره ها به عنوان سنگدانه در بتن استفاده کرد.- بايد توجه شود که کار تحقيقاتي بيشتري براي بررسي اثر سرباره هاي آهن و سرب توليدي در ايران به عنوان سنگدانه ريز بر خواص بتن با تغيير در نوع سيمان، عيار سيمان، ميزان جايگزيني با سنگدانه و درجه نرمي لازم است.مرجع : سایت بتن پلاست شیمیایی ساختمان شیمیایی ساختمان Thu, 18 May 2023 11:04:03 +0330 https://virgool.io/@m_64056169/%D8%AF%D8%A7%D9%86%D9%87-%D8%A8%D9%86%D8%AF%D9%8A-%D8%A8%D9%87%D9%8A%D9%86%D9%87-%D8%A8%D8%AA%D9%86-%D9%85%D8%AA%D8%B1%D8%A7%DA%A9%D9%85-qr7y9duca05j چکيده:امروزه متراكم ساختن مصالح جهت دستيابي به بتن پرمقاومت، مورد توجه اكثر محققين مي­باشد. توزيع اندازه ذرات سنگدانه، نقش مهمي را در متراكم سازي مصالح چسبنده ايجاد مي‎كند.سوالات تحقيق:در اين تحقيق، توزيع ايده­آل اندازهء ذرات مصالح چسبنده، با اضافه كردن پودر فوق­العاده ريز كوارتز به عنوان فيلر مورد بررسی قرار گرفت. همچنین مقدار بهینه سیمان بر اساس حداکثر مقاومت فشاری نمونه مکعبی بدست آمد.روش تحقیق:در این تحقیق، منحني دانه­بندي بهينه سنگدانه­ها، با بكارگيري منحني دانه­بندي ايده­آل فولر بدست آمد. همچنین با بکارگیری6 طرح اختلاط مختلف، مقدار بهينه كوارتز بر اساس حداكثر مقاومت فشاري نمونه­هاي ملاتي بدست آمد. پودر کوارتز بصورت لجن، درآخرين مرحله اختلاط به مخلوط اضافه شد تا مخلوطي غليظ توليد شود. بمنظور دستیابی به مقدار بهینه سیمان نیز نمونه های مکعبی بتنی با عیارهای مختلف سیمان و بکارگیری سنگدانه هایی با منحنی دانه بندی بهینه، ساخته شده و مورد آزمایش فشاری قرار گرفتند.نتیجه گیری:در این تحقیق، مقدار بهینه پودر کوارتز بر اساس مقاومت فشاری نمونه های ملاتی و مقدار بهینه سیمان نیز بر اساس آزمایش مقاومت فشاری بر روی نمونه های بتنی، بدست آمد. در نهایت بر اساس مقدار بهینه سیمان، مقدار بهینه فیلر فوق العاده ریز و دانه بندی بهینه سنگدانه ها، منحني دانه­بندي ايده­آلي براي بتن متراكم ارائه گرديد.كلمات كليدي: كوارتز فيلر فوق‎العاده ريز، منحني دانه‎بندي ايده‎آل، بتن متراكم، عیار بهینه سیمانمقدمه:دستيابي به بتني با نفوذپذيري کم و مقاومت فشاري بالا، از جهات مختلف مورد توجه مي باشد. امروزه از اين نوع بتن در ساخت سدها، ديوارهاي آب بند و غيره استفاده مي شود. جهت دستيابي به بتني با تراکم بالا و نفوذپذيري کم، بايستي عوامل مختلف از جمله: دانه بندي سنگدانه ها، ميزان مصرف سيمان و ديگر افزودني ها و مصالح مورد استفاده به طور کامل مورد آزمايش قرار گيرند و مقدار بهينه استفاده از هر کدام مشخص گردد. با توجه به اينكه سنگدانه‌ها در حدود 60 تا 90 درصد حجم بتن را تشكيل مي‌دهند[1]، انتخاب مناسب نوع سنگدانه و دانه‌بندي آن، بر روي خواص اصلي بتن از قبيل: مقاومت، نفوذپذيري، دوام و كارآيي بتن تأثيرگذار خواهد بود. در اين راستا با توجه به تحقيقات انجام شده در سال 1907 توسط Thompson & Fuller [2]در خصوص دانه بندي مصالح سنگي، دانه­بندي به گونه اي اصلاح گرديده که ضمن حفظ کارآيي ملات و يا بتن، دوام آن در مقابل عوامل شيميايي مهاجم افزايش مي­يابد. درصورتي­كه سنگدانه‌ها به نحوي دانه­بندي شوند كه دانسيته بتن حداكثر گردد، مي‌توان ميزان خمير مصرفي در بتن را كاهش داد. با كاهش خمير سيمان مصرفي، انقباض و خزش نيز كاهش خواهد يافت. در خمير سيمان انواع منافذ به اندازه­هاي nm1 تا mm1 وجود دارد که هر چقدر ارتباط اين منافذ با يکديگر بيشتر باشد، نفوذپذيري افزايش يافته و عوامل مهاجم به راحتي وارد بتن مي شوند. به عبارتي اگر بتوان نفوذ­پذيري فاز ملات را به طريقي کاهش داد, در حقيقت عمر بتن در برابر عوامل مهاجم افزايش يافته است[3]. با توجه به اينكه نفوذ در داخل خمير سيمان صورت مي‌پذيرد، بايد دانه‌بندي مصالح سيماني نيز به نحوي صورت پذيرد كه مقدار تخلخل در داخل خمير سيمان كاهش يابد. در تحقيقي كه توسط Lange و همکاران در سال 1997 صورت گرفته است[4] ، نشان داده شده است كه براي دست يافتن به بتني متراكم بايد دانسيته خشك مخلوط به حداكثر برسد. در اين تحقيق جهت دستيابي به تراکم بالا در بتن، تأثير هرکدام از مصالح و افزودني ها و حتي سيمان و مقدار مصرف آنها مورد آزمايش قرار گرفت و نهايتاً براساس نتايج بدست آمده، منحني دانه بندي ايده آلي براي بتن متراکم ارائه گرديد.مصالح مصرفي:با توجه به وجود سه نوع شن وماسه مورد نياز در کارخانجات سنگ شکن حومه شهر ياسوج، اين سه نوع مصالح که عبارت بودند از شن بادامي، شن نخودي و ماسه شسته مورد استفاده قرار گرفتند. با توجه به اين که دانه بندي ماسه شسته، فاقد ذرات ريز مي باشد، از ماسه اي به نام ماسه ريخته گري با حداکثر ابعاد180 ميکرون جهت ايجاد دانه بندي ايده آل استفاده گرديد. از سيمان ياسوج تيپ دو(2) به عنوان ماده چسبنده و از پودر کوارتز نيز به عنوان فيلر سيمان در اين تحقيق استفاده شد. منحني دانه بندي مصالح مذکور در شکلهاي 1 تا 5 آمده است. همچنین از فوق روان کننده Pema استفاده شد که بر پایه کربوکسیلات و دارای وزن مخصوص 1.15 g/cm3 بود.شکل 1 : منحني دانه بندي شن باداميشکل 2 : منحني دانه بندي شن نخوديشکل 3 : منحني دانه بندي ماسه شستهشکل 4 : منحني دانه بندي ماسه ريخته گريل 3 : منحني دانه بندي ماسه شستهشکل 5 : منحني دانه بندي پودر کوارتز(DC)با آزمايش هيدرومتريبا توجه به منحني دانه بندي هر کدام از سنگدانه ها و درصد عبوري مصالح از هر الک، بايستي ترکيب اين سنگدانه ها به نحوي انتخاب گردد تا ترکيب حاصل داراي کمترين خلل و فرج و بيشترين تراکم ممکن باشد. براي اين کار، از منحني دانه بندي ايده آل فولر(رابطه 1) استفاده شد. با در نظر گرفتن حداکثر بعد سنگدانه ها برابر 25 ميليمتر و حداقل بعد دانه ها برابر 0.075 ميليمتر و عدد n = 0.5 ، بر اساس رابطه فولر (رابطه ذيل)، درصد عبوري ايده آلي براي هر الک قابل دستيابي مي باشد که منحني دانه بندي ايده آل بدست آمده براي محدوده سنگدانه مذکور، در شکل شماره (6) نشان داده شده است.(1) Yti = 100 * [(xi – x0)/(xmax – x0)]nکه در رابطه فوق:Yti: درصد عبوري ايده آل متناظر با Xi يا اندازه الک مورد نظر (ميليمتر)، X0 : کوچکترين بعد دانه ها (ميليمتر)، Xmax : بزرگترين بعد دانه ها (ميليمتر) و n : ضريب توزيع که در اين تحقيق برابر با 0.5 در نظر گرفته شده است .شکل 6 : منحني دانه بندي ايده آل بر اساس رابطه فولردر اين تحقيق جهت يافتن درصد بهينه ترکيب سنگدانه ها از روش سعي و خطا استفاده شد. در اين روش، مجموع درصدهاي سنگدانه هاي مصرفي(شن بادامي، شن نخودي، ماسه شسته و ماسه ريخته گري) برابر يک در نظر گرفته شده و سپس درصدهاي فرضي، در درصد عبوري مصالح متناظر با هر الک، ضرب شد بطوري که درصدهاي عبوري کل سنگدانه ها، از مجموع درصدهاي عبوري مصالح مصرفي حاصل شد. درصد ترکيب بهينه مصالح، زماني حاصل مي شود که دانه بندي ايجاد شده، به منحني ايده آل فولر نزديک باشد. جهت اين امر، تابع هدف(رابطه 2) بهينه شده است.بیشتر بدانیم : بررسی نسبت آب به سیمان در بتن­ های ناتراوا(2) f = ∑[ Ii – ( u.Ai + v.Bi + w.Ci + x.Di)]2 for : i = 1... 11f : خطاي کلي براي درصد اختلاط پيشنهاديIi : درصد عبوري ايده آل طبق دانه بندي ايده آل (فولر) در الک شماره iAi : درصد عبوري شن بادامي در الک شماره iBi : درصد عبوري شن نخودي در الک شماره iCi : درصد عبوري ماسه شسته در الک شماره iDi : درصد عبوري ماسه ريخته گري در الک شماره iu : درصد اختلاط پيشنهادي شن باداميv : درصد اختلاط پيشنهادي شن نخوديw : درصد اختلاط پيشنهادي ماسه شستهx : درصد اختلاط پيشنهادي ماسه ريخته گريلازم بذكر است كه مجموع: u ، v ، w و x پيشنهادي در هر مرحله، بايد برابر يك باشد. مقدار درصدهاي اختلاط پيشنهادي با كمترين خطا به عنوان درصدهاي اختلاط انتخاب شدند. براي اين كار ابتدا در جدول شماره (2) درصدهاي عبوري منحني دانه بندي ايده آل و درصدهاي عبوري سنگدانه هاي مصرفي ثبت شده و سپس به روش سعي و خطا، مقدار درصدهاي اختلاط بهينه محاسبه شد.شکل 7 : مقايسه "درصد عبوري ايده آل" و "درصد عبوري ترکيبي 4 نوع سنگدانه(درصدهاي اختلاط بهينه)"درصد بهينه فيلر سيمان(پودر كوارتز):با توجه به اينکه دانه­بندي سيمان به نحوي است که ذرات ريزتر را دارا نمي­باشد، استفاده از فيلر با قطر کوچکتر از ميانگين قطر دانه هاي سيمان جهت بالا بردن دانسيته خشک لازم به نظر­ مي­رسد، چرا که اولاً ذرات ريز، اثر پراکندگي داشته و تخلخل را کاهش مي­دهند، ثانياً توزيع حفرات مناسبتر خواهد شد[5 و 6]. لذا در اين تحقيق به منظور پر كردن فضاهاي خالي موجود ميان ذرات سيمان از پودر كوارتز بعنوان فيلر استفاده شد. براي يافتن بهترين درصد اختلاط پودر كوارتز با سيمان از نمونه هاي ملاتي با ابعاد 5 سانتيمتر استفاده شد. در طرح اختلاطها، درصد فيلر(پودر كوارتز) به عنوان متغير فرض شده و در طرح اختلاطها جايگزين ماسه گرديد. ميزان فيلر مصرفي به نسبت وزن سيمان در اين تحقيق برابر صفر، 15، 20، 25، 30 و 35 درصد در نظر گرفته شد. پودر كوارتز نيز با مقداري از آب اختلاط بصورت لجن آماده شد و در آخرين مرحله اختلاط، به مخلوط اضافه شد كه علت اين امر، پخش هرچه بهتر دانه هاي فيلر در مخلوط سيمان بود. پس ساخت و عمل آوري نمونه ها مطابق استاندارد، مقاومت فشاري آنها در سنين 7 و 28 روزه مورد آزمايش قرار گرفت و بر اساس حداكثر مقاومت فشاري نمونه ها مقدار بهينه فيلر سيمان(پودركوارتز) مشخص شد. نتايج درجدول شماره (3) و شکل شماره (8) نشان داده شده است.شکل 8 : نمودار متوسط مقاومتهاي 7 و 28 روزه نمونه ملاتي با پودر کوارتزبر اساس جدول و منحني هاي فوق مقدار بهينه فيلر برابر با 25 درصد انتخاب گرديد.ميزان سيمان بهينه:براي تعيين ميزان بهينه سيمان، از نمونه هاي مكعبي بتني با ابعاد 15 سانتيمتر(مطابق استاندارد BS 1881: part 108 1983) با ميزان سيمانهاي متفاوت استفاده شد. بدين ترتيب كه در 4 طرح اختلاط مختلف، مقادير 275، 325، 375 و 425 کيلوگرم در متر مکعب بعنوان عيار سيمان در نظر گرفته شد. از دانه بندي بهينه بدست آمده در بخش قبل جهت سنگدانه ها استفاده گرديد و نسبت آب به سيمان بر اساس تحقيقاتHillemeier ]7[ و رحماني]1[ برابر 0.42 انتخاب گرديد. سپس نمونه هاي مکعبي در سنين 7، 14 و 28 روز مورد آزمايش مقاومت فشاري قرار گرفتند و بر اساس حداكثر مقاومت فشاري حاصله، ميزان بهينه سيمان نيز مشخص شد. نتايج اين بخش در جدول شماره (4) و شکل شماره (9) نشان داده شده است.شکل 9 : نمودار متوسط مقاومتهاي 7، 14 و 28 روزه نمونه بتني نسبت به عيار سيمانبر اساس مقاومتهاي فشاري بدست آمده و جدول و منحنيهاي فوق، مقدار بهينه سيمان برابر 325 كيلوگرم در متر مكعب انتخاب شد.بیشتر بدانیم : کاربرد فناوري نانو در ساخت مخازن بتني و ديگر محصولات بتندانه بندي ايده آل بتن متراكم:با تركيب دانه بندي سنگدانه و سيمان مي توان به دانه بندي ايده آل مصالح بتن دست يافت كه بصورت حجمي مي باشد. در اين تحقيق با توجه به نتايج آزمايشات، ميزان 325 كيلوگرم سيمان، 81.25 كيلوگرم پودر كوارتز (معادل 25 درصد وزن سيمان) و 136.5 كيلوگرم آب (42 درصد وزن سيمان) با دانه بندي ايده آل سنگدانه ها جهت ساخت بتن متراکم استفاده گرديد. با توجه به وزن مخصوص مصالح، حذف آب و ميزان درصد مصالح مصرفي که براي سنگدانه ها به شرح ذيل ميباشد ميتوان دانه بندي ذرات بتن را ارائه نمود.663.8 كيلوگرم شن بادامي(معادل 0.341 حجم سنگدانه)،502.1 كيلوگرم شن نخودي(معادل0.258 حجم سنگدانه)،746 كيلوگرم ماسه شسته(معادل 0.384 حجم سنگدانه)،31.8 كيلوگرم ماسه ريخته گري(معادل 0.017 حجم سنگدانه)بتن مذکور با دانه بندي بهينه سنگدانه ها مطابق شکل شماره (7) با نسبت آب به مواد سيماني برابر 0.42 ساخته و مورد آزمايش قرار گرفت. نتايج که در جدول شماره (5) نشان داده شده است حاکي از اين مي باشد که بتن مذکور با توجه به ميزان سيمان مصرفي داراي مقاومت فشاري بالا و جذب آب پايين نسبت به بتن هاي معمولي مي باشد.نتيجه گيري:بر اساس آزمايشهاي انجام شده و بحث هاي صورت گرفته نتايج زير قابل ذکر مي باشد:دانه بندي فولر جهت سنگدانه هاي موجود در حومه شهر ياسوج مي تواند تراکم نسبتا قابل قبولي را ايجاد نمايد.بر اساس آزمايشات انجام گرفته بر روي نمونه هاي ملاتي، مقدار بهينه فيلر سيمان ياسوج (پودر کوارتز) برابر 25 درصد (نسبت به وزن سيمان) بدست آمد.بر طبق آزمايشات صورت گرفته بر روي نمونه هاي مکعبي، مقدار بهينه سيمان برابر 325 کيلوگرم بر مترمکعب براي دانه بندي ايده آل سنگدانه ها پيشنهاد ميگردد.نهايتاً با استفاده از مقادير بهينه حاصله و منحني دانه بندي بهينه ترکيبي، مي توان به بتني با مقاومت بالا و نفوذپذيري کم، دست يافت.منبع : سایت بتن پلاست شیمیایی ساختمان شیمیایی ساختمان Mon, 15 May 2023 13:43:56 +0330 https://virgool.io/@m_64056169/%DA%A9%D8%A7%D8%B1%D8%A8%D8%B1%D8%AF-%D9%81%D9%86%D8%A7%D9%88%D8%B1%D9%8A-%D9%86%D8%A7%D9%86%D9%88-%D8%AF%D8%B1-%D8%B3%D8%A7%D8%AE%D8%AA-%D9%85%D8%AE%D8%A7%D8%B2%D9%86-%D8%A8%D8%AA%D9%86%D9%8A-%D9%88-%D8%AF%D9%8A%DA%AF%D8%B1-%D9%85%D8%AD%D8%B5%D9%88%D9%84%D8%A7%D8%AA-%D8%A8%D8%AA%D9%86-mt7iulwsh7si چکيدهامروزه استفاده از فناوری های نوین در صنعت بتن باعث بهبود در کیفیت و سطح بهره برداری از آن در سازه ها گردیده است. نانو بتن یک فناوری نوین در این زمینه بوده که با استفاده از خاصیت نانو تکنولوژی بتنی مرغوب تر و با خواص مناسب تر ایجاد شده است. از فناوری نانو در بسیاری از مقاطع صنعتی و پوشش های عایق در صنعت ساختمان می توان بهره گرفت. مواد نانويي داراي خواصي هستند که آنها را از ديگر محصولات مشابه متمايز مي کند که مي توان از جمله خواص آنها به عايق حرارتي بودن، عايق رطوبتي و خاصيت ضد خورندگي آنها جهت محافظت از فلزات و لوله ها اشاره کرد. نانو لوله هاي کربني جزء مقاوم ترين مواد ساخته شده به دست بشر مي باشند که مقاومت آنها حدود صد برابر بيشتر از فولاد بوده و وزن آنها حدود شش برابر کمتر از فولاد است. و از آنها مي توان به عنوان سيم هاي مقاوم در بالابرها و به عنوان رشته هاي کربني جهت ساخت بتن مسلح استفاده کرد. به کمک مواد نانويي مي توان خواص بتن را تا حدود زيادي بهبود بخشيد وبا اضافه کردن مواد نانو به بتن ، يک نمونه بتني با کمترين خلل و فرج و بالاترين مقاومت نسبت به موارد مشابه را خواهيم داشت  و از آن در ساخت انواع مخازن آب شرب بتنی بهره گرفت.سوالات تحقيق:این تحقیق به دنبال یافتن کاربرد فناوری نانو در صنعت بتن و ساختمان می باشد تا این تکنولوژی بیشتر معرفی گردیده و کاربرد های خاص آن مشخص گردد. و بتوان با معرفی هر چه بیشتر این فناوری و خواص ویژه آن مقایسه ای بین وجود و عدم وجود این تکنولوژی در صنعت ساختمان و بتن انجام پذیرد. و مهمترین مسئله ای که مطرح می شود این است که آیا مخازن بتنی ساخته شده با این فناوری قابلیت تحمل نیرو های وارده و دوام لازم را دارند یا خیر.روش تحقیق:با جمع آوری اطلاعات و بررسی کاربرد این علم در صنایع مختلف و مشخص نمودن خواص ویژه مواد نانو تکنولوژی سعی در بهبود کارایی این علم در عرصه ساختمان و صنعت بتن شده است. و با مقایسه کاربرد این علم در سازه ها و بتن دارای این فناوری و فاقد این تکنولوژی به بررسی هر چه بیشتر این علم پرداخته شده است. با بررسی مخازن آب شرب که با فناوری نانو بتن تولید شده اند و با مدل سازی این نوع بتن و ساخت مخازن مختلف با کمک نرم افزار SAP2000 به بررسی عملکرد این نوع بتن پرداخته شده است.نتیجه گیری:نتایج بدست آمده از آنالیز نرم افزاری و بررسی دیگر خواص مواد نانو تکنولوژی نشان می دهد که مخازن بتنی عظیم ساخته شده به کمک مواد نانو بتن دارای کیفیت مناسب تر ، مقاومت بیشتر در برابر بارهای وارده ، با دوام تر و با کمترین خلل و فرج ممکن در نگهداری منابع آب هستند ، و باعث صرفه اقتصادی زیادی در طول عمر سازه می گردد.1.مقدمه :1. فناوري نانو در يک نگاه :فناوري نانو دانش مهندسي در سطح ملکول هاست. و نانو درباره مقياسي بسيار کوچک يعني  10-9  صحبت مي کند و اين واژه اصطلاحي کلي براي بخشي ازفناوري ها ، تکنيک ها و فرايند هاست که شامل دستکاري و توليد مواد در کوچکترين مقياس ممکن است. در اين مقياس ذرات از قوانين فيزيک و شيمي کلاسيک پيروي نمي کنند و با دنيايي کاملا متفاوت روبرو هستيم. امروزه صنايع مختلف به کمک فناوري نانو به پيشرفت هاي چشمگيري در حوزه فناوري دست يافته اند.اهميت اين علم در کشورهاي صنعتي باعث شده است که دولت ها سرمايه گذاري کلاني را روي اين بخش داشته باشند. درآمد بالا و اشتغال زايي در سالهاي آينده از نتايج پيش پيش بيني شده اين دانش و فناوري است. از سال 1994 تا 2004 سرمايه گذاري جهاني روي نانو تکنولوژي 10 برابر شده و اختراعات زيادي نيز در اين زمينه ثبت گرديده است. يکي از شاخه هاي کاربردي نانو فناوري درصنايع مختلف پوششش نانويي است. پوشش هاي نانو ساختار در بسياري از موارد نسبت به پوشش هاي معمولي داراي داراي مزاياي بسياري هستند  که از جمله آنها مي توان به مقاومت در برابر خوردگي ، افزايش سختي ،کاهش سايش و پوسيدگي ، کمتر شدن آلودگي هاي محيط و غيره اشاره کرد. نانو پوشش ها از جمله مواردي هستند که در مقايسه با ديگر صنايع ، فناوري نانو با سرعت بيشتري در آنها رشد پيدا کرده است.هزاران تونل در هم پیچیده و کلاف مانند به قطر چند نانومتر2. کاربرد هاي فناوري نانودر صنايع مختلف :فناوري نانو در صنايع مختلف کاربرد هاي فراواني دارند که در زير به پاره اي از آنها اشاره مي کنيم.1- ساختمان سازي و راه سازي : سازه هاي مستحکم تر ، با دوام تر ، سبکتر در مقابل زلزله ، قدرت فوق العاده در مقابل کشش به کمک نانو لوله ها  و نانو کامپوزيت ها و انواع ساختمان ها و مخازن بتني ، عايق هاي حرارتي و صوتي بسيار سبک به کمک نانو مواد حفره اي ، پنجره هاي هوشمند که ممکن است ضد حرارت و يا ضد خش باشند و خاصيت خود تميز شوندگي در آنها تعبيه شده باشد و ...... اشاره کرد. در پنچره هاي داراي خاصيت خود تميز شوندگي ، مايعات روي سطح شيشه پخش نمي شوند و شيشه اصلا لکه نشده و در روزهاي باراني کثيف نمي گردد.2- توليد و توزيع انرژي : پيل هاي سوختي ، انرژي خورشيدي ، باتريهاي قابل شارژ ، انتقال نيرو ، روشنايي، صرفه جويي در مصرف انرژي و ....3- مواد شيميايي و پيشرفته : کاتاليست ها ، فيلتر ها ، غشاء ها ، روکش ها و رنگها ، ساينده ها ، روان کننده ، کامپوزيت ها ، مواد ساختماني و ... .4- صنعت خودرو سازي و حمل و نقل : بدنه هاي سبک و با استحکام لازم ، رنگ بدون خش ، لاستيک مقاوم در برابر ساييدگي ، بالا بردن عدد اکتان بنزين يا نانو امولسيون ها ، مبدل هاي کاتاليستي و .... .5- صنايع هوا فضا و دفاعي : مواد ساختماني ، سوخت ،روکش ها ، سيستم هاي الکتريکي و الکترو مکانيکي ، لباس هاي هوشمند ، جليقه هاي ضد گلوله و ...6- برق الکترونيک : فتوليتوگرافي ، الکترونيک و اپتوالکترونيک ، کامپيوتر ها با قدرت پردازش بسيار بالا و حجم بسيار کم ، دستيابي به خاصيت ابر رسانايي و .....و کاربرد هاي ديگر در صنايع گاز و پتروشيمي ، پليمر ، کشاورزي و محيط زيست و ... . دارند. که باعث بهبود در کيفيت و ويژگي مواد مختلف مي شوند. امروزه از اين مواد در جهت عايق کاري در برابر حرارت ، صوت و رطوبت و کاهش خوردگي مواد به ويژه فلزات استفاده مي شود.نانو لوله هاي کربني از جمله مهمترين محصولات اين صنعت بوده که ساخت آنها نيازمند حرارتي بسيار بالا جهت ترکيب مجدد لوله هاي کربني مي باشد و گازي که منبع کربن به شمار مي رود به درون محفظه توليد نانو لوله تزريق مي شود. نانو لوله هاي کربني از جمله مقاوم ترين موادي هستند که به دست انسان توليد شده اند. وقتي نانو لوله ها شکل گرفتند مقاومت آنها صد ها برابر بيشتر از فولاد و وزن آنها شش برابر کمتر از فولاد است. و از آنها مي توان در جهت ساخت سيم هاي مقاوم در بالابر ها ، پل هاي معلق ، انواع سازه هاي کابلي و همچنين به عنوان رشته هاي الياف کربني جهت مسلح کردن بتن در ساختمانهاي بتن آرمه و بالا بردن ضريب مقاومت انواع ساختمانها در برابر زلزله و ..... استفاده کرد.3. مقايسه انواع مواد نانويي و خواص مختلف آنها :مواد مختلفي از جنس نانو در صنعت مورد استفاده قرار مي گيرد ، که هر يک داراي خواص منحصر به فردي هستند. در زمينه هاي مختلف عمران مواد نانويي وارد گرديده اند و با توجه به خواص منحصر به فرد هر يک از مواد در قسمت هاي مختلف مورد استفاده قرار مي گيرند . از جمله به مهمترين خواص اين مواد مي توان به عايق حرارتي ، رطوبتي و صوتي بودن اشاره کرد. استفاده از انواع پوشش هايي که باعث ضد خوردگي ، سايش و محافظت در مقابل حمله عوامل شيميايي مي شوند نيز از جمله مزاياي استفاده از اين نوع مواد است. و در جدول زير خواص بسياري از مواد صنعتي ساخته شده از نانو  به صورت مقايسه اي آورده شده است. مقایسه فراورده های پوششی صنعتی4. استفاده از فناوري نانو در صنعت ساختمان :در حال حاضردر صنعت ساختمان  پوشش هاي داراي مواد نانو ساختار براي استفاده در صنايع مختلف جهت کاهش هزينه هاي مصرف انرژي ، عايق کاري ايده آل ، کاهش هزينه هاي ناشي از خوردگي فلزات به ويژه انواع لوله هاي ساختماني ، کاهش انتشار سرب در اطراف محيط زندگي و نيز محافظت از سطوح در برابر رطوبت ، کپک و قارچ در نظرگرفته شده است. از مهمترين کاربرد هاي فناوري مواد نانويي وجود مواد عايق مناسب در برابر حرارت در صنعت ساختمان است . استفاده از آن بسيار بهتر از موادي مانند پشم شيشه است. و چون پشم شيشه 40 تا 70 درصد تاثير خود را در اولين سال پس از نصب به علت حضور رطوبت و آلودگي محيطي از دست مي دهد. و فضاي خالي پشم شيشه به جاي هوا از رطوبت و يا عوامل ديگر پر مي شوند و خاصيت عايق بودن خود را برابر حرارت را از دست مي دهند. از جمله ديگر خواص مواد نانو مي توان به عايق بودن در برابر رطوبت اشاره کرد. همچنين رنگ هاي نانويي و موادي ديگر از جنس نانو خاصيت ضد خوردگي فلزات را دارند. با استفاده از رنگ هاي نانو در صنعت ساختمان مي توان خانه را براي هميشه عايق کاري کرد.تصوير 2 : عايق کاري خانه اي درسوئيس با کمک فناوري نانو5. هدف از استفاده از فناوري نانو در جهت توليد بتن هاي ناتراوا :اگر بخواهيم تعريفي کلي از بتن و ناتراوايي داشته باشيم اين گونه آغاز مي کنيم که بتن مخلوطي است  ساخته شده از دانه هاي سنگي است که سيمان بعنوان چسباننده به آن اضافه ي گردد. و آب و افزودني هاي شيميائي ( که براي بهبود کيفيت بتن يا ايجاد برخي کارايي هاي خاص مانند رواني بيشتر بدون افزايش آب ، مقاومت در برابر يخ زدگي و ... استفاده مي شوند) جهت توليد بتن بکار مي روند، اين مخلوط بر اثر فعل و انفعالات شيميائي ترکيبات سيمان پس از جا دادن در قالب سخت شده و به شکل قالب خود در مي آيد ، بتن را با توجه به مقاومت فشاري و برشي آن ، اصطلاحا سنگ مصنوعي مي نامند ، بتن از نظر مقاومت کششي و پيچشي ضعيف مي باشد که اين ضعف آنرا با مسلح نمودن بوسيله آرماتور گذاري رفع مي نمايند ، يکي از کاربرد هاي بتن ساخت مخازن ذخيره آب شرب مي باشد و لذا طراحان و مجريان مخازن انتظار دارند بتن هاي بکار برده شده در مخازن علاوه بر حفظ خصوصيات پيش گفته مظروفش يعني آب را از خود عبور نداده و حتي در مقابل تراوش آب از جسم خود مقاوم باشد ، براي ايجاد اين خصيصه در بتن ( در عين حال حفظ مقاومت ) به طرح اختلاط خاص ، مواد افزودني شيميائي ، فيلر يا پر کننده مضاف و بسياري تمهيدات ديگر نياز مي باشد ، که امروزه  ساخت بتن هاي آب بند يا ناتراوا را به يک تخصص و علم خاص بدل نموده است و اجراي مخازن آب بتني نياز به تجربه بالائي در اين زمينه دارد ، شايان ذکر است نگهداري و عمل اوري بتن تا کسب مقاومت 28 روزه نيز يکي از موارد مهمي است که مي بايست با استفاده از روشهاي مختلف انجام گردد .حال به کمک فناوري نانو سعي شده است که به يک نمونه بتن با خواصي که در بالا ذکر شد دست يافت. نمونه بتني ساخته شده به کمک فناوري نانو علاوه بر داشتن مقاومت مناسب کاملا آب بند بوده و در ساخت انواع مخازن آبي مي توان از آن بهره گرفت. علاوه بر آن پوشش هاي از جنس نانو توليد گرديده که خاصيت ضد جلبک ، قارچ و باکتري را داشته و از آنها مي توان جهت تهيه مخازن آب شرب نيز استفاده کرد و به عنوان يک عايق رطوبتي مناسب کاربرد دارد. مواد نانويي جديدي توليد گرديده که در صورت وجود حفره يا خلل و فرج فراوان در سطح بتن مي توان آنها را به سطح بيروني و دروني بتن تزريق نمود ، اين مواد پس جايگيري در بتن اندکي افزايش حجم داده و با محيط بتني خود يکي مي گردند و سطح را کاملا آب بند مي نمايند ، از اين شيوه در بدنه سدهاي بتني و مخازن عظيم ذخيره آب استفاده مي گردد.چنانچه در طرح اختلاط بتن نسبت آب به سيمان از مورد نظر جهت هيدراتاسيون بتن بيشتر گردد باعث به وجود آمدن خواص نامرغوبي در سطح بتن از جمله کرمو شدن بتن مي گردد. جهت کاهش مصرف آب در ساخت بتن و بالا بردن کارايي بتن از روان کننده ها و سوپر روان کننده ها استفاده مي گردد. امروزه در صنعت شيمي روان کننده هايي بسيار مرغوب با خواص بهتر از انواع مشابه آن را به کمک موادي از جنش نانو توليد مي نمايند تا بتوان با مصرف مقدار کمتر روان کننده ، بتن مورد نياز را توليد کرد و در هزينه هاي بعدي صرفه جويي بسيار نمود.6. کاربرد نانو در توليد بتن و صنايع وابسته :امروزه جهت ساخت انواع بتن ها مي توان از فناوري نانو استفاده کرد. به عنوان مثال اگر بخواهيم بتني با قابليت کششي يا فشاري بالا ايجاد کنيم مي توان از لوله هاي نانو کربني که به شکل رشته ها و الياف هاي ريز در آمده اند جهت مسلح کردن بتن بهره بگيريم. و همچنين از فناوري نانو مي توان جهت توليد انواع سوپر روان کننده جهت کارايي بهتر بتن و کاهش نسبت آب به سيمان و در نتيجه بهبود کيفت بتن استفاده کرد.امروزه موادي از جنس نانو توليد گرديده که مي توان با تزريق آن به بدنه انواع سدها و مخازن آبي از خروج آب جلوگيري کرد و همچنين خلل و فرج به وجود آمده در سطح بتن را کاهش داد. و اگر در هنگام بتن ريزي ضعفي در قسمت هايي از بتن به وجود آمده باشد آن را ترميم نمود. همچنين مي توان از آن به عنوان چسب بتن در انواع صنايع بتني و ساختماني استفاده کرد.همچنين در توليد سيمانهاي پوزولاني از مواد نانو جهت پوزولان هاي نانويي استفاده مي شود و علاوه بر کاهش هزينه به کيفيت سيمان جهت انجام بتن ريزي مناسب تر مي افزايد.  فناوري نانو مي تواند به مقاوم سازي بتن ها كمك كند و همچنين روكش هاي ضد خوردگي فولاد با استفاده از اين فناوري توليد مي شود.يكي از روش هاي محافظت از بتن هاي در معرض شرايط محيطي خورنده، مانند محيط هاي دريايي و آبي، استفاده از روكش هايي است كه نفوذ عوامل مخرب خارجي را به درون بتن سد و مخازن آبي کاهش مي دهند.  اين روكش ها عموملا خاصيت آب گريزي دارند و از اين رو عملکردشان كمي با روكش هاي سنتي موجود متفاوت است.  همچنين مي توان از اين روكش ها جهت پوشش دهي سطح لوله هاي بتني به كار رفته در فاضلاب (كه در معرض محيط هاي خورنده بيولوژيكي هستند) و يا شمع هاي بتني و بسياري موارد ديگر استفاده كرد.شركت آلماني BASF محصولي با نام تجاري EMACO NANOCRETE توليد كرده است كه با اضافه شدن به ملات تعميرات ،  بتن را ترميم مي كند. استفاده از اين مواد علاوه بر افزايش استحكام بند كشي، تراكم و نفوذ پذيري را بهبود مي دهد و با كاهش زمان ، كاهش هزينه ها را نيز در بر دارد.پوشش هاي نانو كامپوزيتي مهندسي توليد شده با استفاده از نانو ذرات سراميكي كه توسط شركت آلماني INOCERMIC GMBH  به بازار عرضه شده است نيز پوشش هاي مقاومي براي بتن ايجاد مي كند.   اين پوشش خلل و فرج سطح بتن را پر كرده و براق مي كند و علاوه بر اين در برابر شرايط بد آب و هوايي، حلال ها، پاك كننده هاي صنعتي و خوردگي مقاوم است.تصوير 3: استفاده از فناوري نانو جهت بهبود عملكرد و ترميم بتن آب يکي از منابع اصلي صدمه به بتن ها و ديگر مواد است. تمام بتن ها حتي بتن هايي كه از کيفيت و استاندارد بالايي برخوردارند نيز داراي ميکروترک ها و مجراهاي بسيار باريکي هستند که باعث عبور آب از ساختار آنها شده ، به تدريج باعث از بين رفتن کيفيت بتن و خوردگي آن ميشود. به اين نوع جذب آب، جذب موئينگي گفته ميشود. در گذشته براي کاهش جذب آب و محافظت بتن از خزه ها، جلبک هاي دريايي و صدمات نمک ، از آسترهاي سطحي استفاده ميکردند؛ ولي با استفاده ازمحافظ نانويي، ميتوان استفاده از آسترهاي سطحي را کاهش داد و يا کاملاً حذف كرد.شکل 4- قطرات جذب‌‌نشده آب بر روي بتن پس از 24 ساعت شکل 5- همان شکل 4، پس از شکستن بتن و قطرات آب در منطقه‌ي شکستشکل 6 - افزايش مقاومت به جذب آبشکل7- افزايش مقاومت در مقابل نمکنام تجاري اين آستر محافظ 3001 NANOVATIONS ، است و به جاي اينکه صرفاً روي سطح بنشيند، يك جزء دائمي از بتن، سنگفرش، آجر و سفال سقف ها بوده ، مي توان آن را در هنگام توليد اين مصالح ساختماني، بدون تغيير خط توليد و ماشن آلات، به فرايند توليد اضافه کرد. شکل 4 ، 5 ،6 قطرات جذب نشده ي آب را بر روي سطح يک بتن و مقاومت در مقابل جذب آب  که از محصول 3001   در ساخت آن استفاده شده است را نشان ميدهد. و شکل 7 افزایش مقاومت بتن در مقابل نمک ها را نشان می دهد.7.  مزاياي اين محصول :1- افزايش مقاومت بتن به نفوذ آب، شوره زدگي، جلبک هاي دريايي و خزه؛2- تطابق مواد بتنی با محيط زيست؛3- تغيير نكردن در استحکام بتن؛4- حذف استفاده از آسترهاي سطحي گران در پوششی های بتنی؛5- جلوگيري از تغيير رنگ بتن ها و حفظ خواص ظاهري آنها؛6- استفاده در انواع پل ها ، سازه ها و مخازن بتني؛7- بتن هاي معماري پيش ساخته.و .....براي ساخت اين محصول از ذرات ريز 100 نانومتر استفاده شده است .  در ساخت بسیاری از مخازن آب شرب بتني مي توان به همان روش هاي معمولي قديمي مخزن را ساخت و در جهت آب بند کردن بهتر آن و همچنين محافظت در مقابل عواملي مانند باکتري ها ، خزه ها ، جلبک ها و نمک ها ويا افزايش عمر مفيد مخزن می توان از آسترهای نانويي بهره گرفت و در هزينه هاي بعدي صرفه جويي به عمل آورد.8. سيمان و بتن بهبود يافته با استفاده از فناوري نانو :امروزه سيمان با توجه به كاربردهاي مختلف و مصارف گوناگون، نقش مهمي در زندگي بشر ايفا مي كند. از سوي ديگر مسأله زمان نيز از موضوعات اقتصادي حائز اهميت براي صاحبان صنايع به شمار مي آيد و كاهش زمان ساخت و ساز، صرفه اقتصادي قابل توجهي را به دنبال خواهد داشت.  با توجه به رشد سريع تحقيقات علمي و عملي علوم و فنون نانو در تمامي علوم و صنايع ، بايد اذعان داشت كه توجه كمي به كاربردهاي اين پديده در استفاده از سيمان و تركيبات آن شده است.  ولي اخيراً توجه به استفاده از تقويت كننده ها و استحكام دهنده هاي مدرن در مصالح ساختماني، موج جديد علم نانو نيز با شتاب فزاينده اي صنايع مرتبط با سيمان را در بر گرفته است. روش ها و مواد مختلفي با استفاده از علم نانو براي رفع مشكلات موجود در زمينه سيمان و بتن پيشنهاد شده و به كار گرفته شده اند.  که بسیاری از آنان عبارتند از:-          از جمله استفاده از نانو سيليس كه متشكل از ذراتي است كه داراي شكل گلوله اي بوده و با قطر كمتر از ۱۰۰ نانومتر يا به صورت ذرات خشك پودر يا به صورت معلق در مايع محلول، قابل انتشار است.  البته مايع آن معمول ترين نوع محلول نانوسيليس است و البته نانوسيليس معلق خواص چند منظوره از خود نشان مي دهد مانند : سرعت گيرش بسيار بالا، خاصيت ضد سايش، ضد لغزش، ضد حريق و ضد انعكاس سطوح كه در نتيجه از اين روش در ساخت تونل، آب بندي مخازن و ديگر سطوح ، معدن كاري و تثبيت شيب ها استفاده مي شود.-          روش ديگر استفاده از نانو لوله هاي كربني است. آنها به عنوان يك نسل جديد از نانو كامپوزيت هاي چند منظوره مي توانند در نقش الياف مسلح كننده مناسب مواد ، مورد استفاده قرار گيرند. به طور كلي استفاد از نانو ذرات از جمله نانو لوله ها در بتن ، هر چند كه در واكنش هاي هيدراتاسيون شركت نكنند، به دليل نقشي كه به لحاظ فيزيكي در پر نمودن حفره هاي بسيار كوچك خمير سيمان دارند، مي توانند تأثير مناسبي در بهبود زير ساختار و در نتيجه خواص مقاومتي و دوامي بتن داشته باشند.  و علاوه بر افزايش مقاومت بتن ديگر خواص بتن را بهبود  بخشند. بنابراين نانو لوله هاي كربني از اجزاي كليدي برای  به دست آوردن هدف اصلي ذكر شده به عنوان مصالح ساختماني با عملكرد بالاي چند منظوره را بازي مي كنند.-          در روش ديگر استفاده از ذرات سيمان در ابعاد نانو است ، چرا كه كاهش اندازه ذرات سيمان تا ابعاد نانو مقياس، موجب تسريع در سفت شدن آن مي شود و لذا واكنش پذيري اوليه آن ۱۰ برابر بيش از سيمان هايي است كه به روش هاي معمولي تهيه شده اند؛ البته اين سيمان بسيار متخلخل بوده و پايداري اش نسبت به سيمان هاي معمولي كمتر است و هنوز براي كارهاي ساختماني مدرن كه مستلزم تحمل بار زياد است، مناسب نيست. لذا از اين نانو سيمان در نوسازي يا عايق كاري كاربردهايي كه نياز چنداني به استحكام در برابر فشردگي ندارند و تركيب آنها با مواد معمولي به بهبود سخت شدگي آنها كمك مي كند ، استفاده مي شود، همچنين اين سيمان در كاربردهاي هزينه بر، كوچك مقايس به ويژه اتصالات ساختماني يا به صورت تركيبي با فرمول ها موجود كه به تسريع كار آنها كمك مي كند ، نيز كاربرد دارد.-          در مورد نانو بتن به طور خاص ، علاوه بر عملكرد با دوام و خواص مكانيكي بهتر، مي توان به بتن با عملكرد بالاي چند منظوره ( MHPC) خواص ديگري را اضافه نمود ،  از جمله مي توان خاصيت الكترومغناطيسي، و قابليت به كارگيري در سازه هاي اتمي ( محافظت از تشعشعات) و افزايش مؤثر بودن آن در حفظ انرژي ساختمان را نام برد.-          شركت سوئدي NANO Product Corp از نانو ذرات سيليكات كلسيم در سيمان استفاده كرده است و سيمان حاصل قابليت كاربردي در دماهاي بالا را دارد كه در چاه هاي عميق نفتي و چاه هاي ژئوترمال به كار برده مي شود.-          شركت Industrial Specialties محصول نانو افزودني CEMBINDER را توليد مي كند كه از سيليكاي آمورف در ساختن آن استفاده شده و به واسطه دانه ريز بودن ذرات تشكيل دهنده اش، خواص ويژه اي از لحاظ پايداري، كيفيت و قابليت استفاده شده، به سيمان چاه ها مي دهد. همچنين دوغاب سيمان حاصل ، كاملا پايدار مي شود و آب اضافي حذف مي گردد.  ضمنا با توجه به داشتن وزن مخصوص مناسب  CEMBINDER  در دوغاب هاي سبك، بسيار عالي عمل مي كند. در حفاري آب هاي عميق و بسيار عميق نيز كه دماي سطح زمين پائين است ،  CEMBINDER  خواص مطلوبي از جمله تراكم پذيري اوليه و زمان بندش مناسب به سيمان مي دهد و لذا با توجه به اينكه زمان گيرش سيمان حاصل كاهش مي يابد WOC كمتر شده و حفاري تا عمق بيشتري ادامه پیدا مي كند.پس اگر بتوانيم سيماني با گيرش مناسب و خواص مطلوب توليد کنيم يکي از مهمترين مصالح در توليد بتن را بهبود بخشيده ايم و بتن توليدي کاملا مرغوب بوده و بهترين گزينه در جهت آب بند ساختن مخازن آب شرب مي باشد و کمترين اتلاف منابع و سرمايه را به دنبال خواهد داشت. کاهش مشکلات زيست محيطي از ديگر خواص استفاده از مواد نانو مي باشد.امروزه پيشرفت چشمگير در صنعت و تكنولوژي بتن و نو آوري هاي روز افزون از جمله فن آوري نانو ايجاب مي كند تا در زمينه مصالح و روشهاي ساختماني، امكان توليد و دستيابي به "نانو بتن" پوزولاني بصورت كاربردي موردكاوش هرچه سريعترقرارگيرد.به منظور اينكه بتوان تكنولوژي نانو را در بتن در صنعت خصوصا صنايعي كه در آنها مصرف بتن زياد مي باشد نظير پروژه هاي سدسازي و توليد مخازن بزرگ آبي به عرصه ظهور رساند، نياز به تحقيقات فوري الزامي مي باشد ، تا بتوان مزاياي چنين تكنولوژيي را بوضوح توسط محققين شناسايي و ارائه كرد.بیشتر بدانید : بررسی مشخصات عمومی و ساز و کار عمل فوق روان کننده هاامروزه با طراحي و ساخت بتن پوزولاني حاوي نانو ذرات سيليس (NANO Silica) ، اثرات و خواص اين ماده در بتن داراي سيمان تيپ ٢ مورد نقد و بررسي قرار گرفته و خواص مكانيكي از قبيل مقاومت فشاري، و مقاومت كششي در سنين مختلف در بتن پوزولاني معمولي مورد آزمايش قرار گرفته است. به منظور ارزيابي بهتر، نتايج با سه نوع بتن شاهد (فاقد نانو ذرات )، حاوي پودر ميكروسيليس و حاوي محلول نانو و ميكرو سيليس مقايسه شده است. همچنين چهار نوع بتن معرفي شده با بتن سنتي معمولي (فاقد پوزولان) مورد ارزيابي قرار گرفته است. نتايج بدست آمده حاكي از بهبود خواص مكانيكي بتن حاوي ذرات نانوسيليكا نسبت به نمونه هاي بتني شاهد به علت پر كردن بيشتر خلل وفرج بتن در مقياس نانومتر مي باشد.که يک از بهترين گزينه ها درساخت سدها و مخازن است. در قسمت بعدی یک مدل مخزن آب شرب بتنی به شکل استوانه ای به کمک نرم افزار SAP2000 مدل شده است. مدل ایجاد شده در دو حالت استفاده از بتن معمولی و نانو بتن دارای رشته های نانو رشته های کربنی با یکدیگر مقایسه شده است.9. مدل سازی مخزن بتنی آب شرب به کمک نرم افزار :در اینجا یک مخزن بتنی آب شرب استوانه ای به کمک نرم افزار SAP2000 در دو حالت زیر با یکدیگر مقایسه گردیده است. در حالت اول از بتن معمولی با میلگرد های فولادی جهت ساخت مخزن استفاده گردیده است. و در حالت دوم از نانو بتن که با کمک رشته های نانو کربنی مسلح گردیده استفاده شده است. از آن جا که رشته ها و لوله های نانو کربنی جزء مقاوم ترین مواد ساخته دست بشر می باشند و مقاومت آنها حدود صد برابر بيشتر از فولاد بوده و وزن آنها حدود شش برابر کمتر از فولاد است. بنابراین بتن ساخته شده با این رشته ها دارای خصوصیات بهتری خواهد بود. حال اگر از سیمانهای دارای نانو سیلیکات نیز استفاده کنیم بهترین گزینه بتنی برای ساخت مخازن آب شرب را ایجاد کرده ایم. فرضیات در نظر گرفته شده برای ساخت مخزن استوانه ای بتنی عظیم به صورت زیر می باشد.  کلیه واحد های در نظر گرفته شده به صورت Kg f-m-c می باشد.در حالت اول از بتن معمولی تیپ II برای ساخت مخزن استفاده شده است. و جهت مسلح سازی آن نیز از میلگردههای معمولی آج دار با مشخصات زیر استفاده شده است. در حالت دوم از بتن ساخته شده با سیمانهای نانو سیلیکات استفاده شده و برای مسلح سازی آن نیز از رشته های نانو کربن استفاده شده است. کلیه مشخصات آنها به صورت زیر می باشد.بیشتر بدانید : بررسی نسبت آب به سیمان در بتن­ های ناتراوادر حالت دوم که در مدل سازی طرح از نانو بتن استفاده می شود به جای فولاد و میلگرد مصرفی از رشته های نانو کربنی استفاده می گردد که مقاومت آنها را حدود 100 برابر فولاد در نظر گرفته و وزن آنها حدود 6 برابر کمتر در نظر می گیریم. در بکاری بتن ساخته شده با سیمانهای نانو سیلیکات نیز مشخصات بتن تولیدی در مدل دوم را اصلاح می نماییم. شکل مدل ساخته شده در نرم افزار در تصویر 8 نشان داده شده است.تصویر 8- شکل مخزن بتنی آبی مدل شده در نرم افزاردر اینجا از پوسته های بتنی نازک جهت مدل سازی استفاده شده است که اگر از پوسته های بتنی ضخیم استفاده گردد می توان از آن به عنوان سیلو های ذخیره نیز استفاده کرد. بررسی های انجام شده به کمک نرم افزار نشان می دهد که مدل سازی در حالت دوم که با کمک نانو بتن ایجاد گردیده قابلیت تحمل نیرو و فشاری چندین برابر حالت اول را دارد و همچنین در عمل علاوه بر بهبود کیفیت بتن تولیدی ، دارای دوام و طول عمر بیشتری نیز می باشد. در شکل زیر میزان نیرو و فشار قابل تحمل در دو حالت مدل سازی را نشان می دهد. همچنین به علت سبک بودن رشته های نانو کربن نسبت به فولاد و کیفیت بهتر نانو سیلیکات بتنی وزن کل سازه کمتر شده و این در مقابل زلزله یک فاکتور مناسب محسوب می شود.تصویر 9- نمودار مقایسه فشار و نیروی قابل تحمل در دو حالت مدل شده در یک سطح تراز میانهبنابراین سازه ایجاد شده در حالت دوم دارای مقاومت و استحکام بیشتری در مقابل بار های وارده داشته و طول عمر مفید تر ی دارد. با وجود این باید در نظر داشت که ساخت مدل دوم احتیاج به دقت و نظارت بیشتری دارد و باید مسائل اقتصادی را نیز در نظر گرفت که با توجه به افزایش طول عمر مخازن آب شرب ، کاهش نشتی مخزن و افزایش مقاومت آن در مقابل بار های وارده قابل توجیه خواهد بود.10. نتيجه گيري :امروزه استفاده از نانو تکنولوژي در بسياري از صنايع از جمله صنعت توليد بتن جهت دستيابي به بالاترين کيفيت يک راهکار عملي بوده و با کمک اين فناوري يک محصول کاملا مقاوم ، با دوام در مقابل انواع عوامل مخرب طبيعي و غير طبيعي ، با کيفيت و عايق رطوبتي در جهت آب بند کردن مخازن و ساير قسمت هاي بتني خواهيم داشت. اين تکنولوژي در کشور ما از جايگاه بسيار مناسبي برخوردار است و به عنوان يک علم نوين همچنان راهگشاي بسياري از مشکلات ما در بسياري از صنايع خواهد بود.با توجه به جدید بودن بسیاری از مباحث نانو تکنولوژی ، مطالعات و تحقيقات بسياري در اين زمينه همچنان ادامه دارد. کار و تحقیق در زمینه  فناوري نانو نياز به آزمايشگاه فوق العاده  مجهزي جهت انجام بررسي هاي دقيقتر دارد. در اینجا با توجه به بررسی های انجام شده روی مواد نانو تکنولوژی و مدل سازی های انجام گرفته به کمک نرم افزار نشان می دهد که در ساخت مخازن عظیم آب شرب بتنی با استفاده از مواد نانو بتنی می توان یک سازه کاملا مقاوم ، پایدار ، با دوام  ، سبکتر و با کمترین خلل و فرج ممکن ایجاد نمود و سالیانه از هدر رفتن مقادیر زیاد آب آشامیدنی اجتناب کرد و در طول عمر سازه باعث صرفه جویی اقتصادی فراوانی خواهد شد.اميد واريم که با تلاش جوانان عزيز در اين زمينه شاهد نوآوري هر چه بيشتر در اين صنعت باشيم و دانشجويان ، اساتيد و محققان ، وقت بيشتري را صرف مطالعه و تحقيق در اين زمينه نمايند و ديگر ارگانها امکانات و تجهيزات مناسبي را جهت بررسي اين علم نوين در اختيار علاقمندان  قرار دهند.منبع : سایت بتن پلاست شیمیایی ساختمان شیمیایی ساختمان Sun, 14 May 2023 09:09:44 +0330 https://virgool.io/@m_64056169/%D8%A8%D8%B1%D8%B1%D8%B3%DB%8C-%D9%86%D8%B3%D8%A8%D8%AA-%D8%A2%D8%A8-%D8%A8%D9%87-%D8%B3%DB%8C%D9%85%D8%A7%D9%86-%D8%AF%D8%B1-%D8%A8%D8%AA%D9%86%C2%AD-%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D9%86%D8%A7%D8%AA%D8%B1%D8%A7%D9%88%D8%A7-yw9c5obh7ern چکیدهمیکرو سیلیس و فوق روان کننده ها در طرح اختلاط بتنهای ناتراوا نقش مهمی در بهبود دوام ایجاد می­کند.سوالات تحقيق:در این تحقیق سعی بر آن است میزان نفوذپذیری نمونه­های بتنی با نسبت­های مختلف آب به سیمان و میکروسیلیس مورد بررسی و ارزیابی قرار گیرد.روش تحقیق:در این تحقیق با طرح اختلاطهایی مختلف نمونه های مکعبی بتن با سه نسبت آب به مواد سیمانی با افزودن میکروسیلیس و بدون استفاده از آن ساخته شده و مورد آزمایش قرار گرفت . در طرح اختلاط بتن از فوق روان­کننده و میکروسیلیس به عنوان متغیر وابسته بهره  گرفته شد.نتیجه گیری:در این تحقیق با توجه به آزمایش روی نمونه های ساخته شده مکعبی با نسبتهای مختلف آب به سیمان و افزودن فوق روان کننده و میکروسیلیس میزان نسبت جذب آب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که فوق روان­کننده­ها و میکروسیلیس موجب کاهش نست آب به سیمان و سبب بهبود دوام و کاهش میزان نفوذ آب به بتن می­شود.کلمات کلیدی: دوام بتن، نسبت آب به مواد سیمانی، میکروسیلیسمقدمهبتن مخلوطی است سیال ساخته شده از دانه های سنگی ، سیمان بعنوان چسباننده ، آب و افزودنی های شیمیائی که برای بهبود کیفیت بتن یا ایجاد برخی کارایی های خاص مانند روانی بیشتر بدون افزایش آب ، مقاومت در برابر یخ زدگی و ... استفاده می شوند]1[. یکی از کاربرد های بتن ساخت مخازن ذخیره آب شرب می باشد و لذا طراحان و مجریان مخازن انتظار دارند بتن های بکار برده شده در مخازن آب را از خود عبور نداده و حتی در مقابل تراوش آب از جسم خود مقاوم باشد، بحثي كه در مورد بتن تا كنون بسيار مورد توجه بوده و در ساخت بتن بسيار مهم است و به آن به خوبي پرداخته مي شود، بحث Mix Design  يا طرح اختلاط بتن است، اما جنبه ديگري از ساخت بتن كه بايد مورد توجه واقع شود موضوع Mix Proportion يا نسبت اختلاط بتن است]2و3[ كه با طراحي و كنترل آن مي توان ميزان خلل و فرج هاي ايجاد شده در بتن را به فراخور استفاده كمتر يا بيشتر كرد و باعث كمتر مصرف شدن سيمان شد. خلل و فرج موجود در در بتن مهمترين عامل تضعيف آب بند بودن بتن مي باشد و بايد به دقت از داخل بتن خارج شده با موادي كه به سلامت ، مقاومت و پايايي بتن صدمه نزنند جايگزين شود. در ساخت بتن عوامل بسياري چون طرح اختلاط نامناسب ، ميزان آب به سيمان بالاتر از حد مجاز ، استفاده غلط از مواد افزودني ، استفاده بيش از حد مجاز از مواد هوازا در بتن ، عمل آوري نا مناسب ، ميزان سيمان ناكافي ، دانه بندي نامناسب كه در آن شكاف وجود داشته باشد و يا عدم وجود يا ميزان ناكافي از سنگ دانه هاي با قطر مورد نياز در بتن  مي تواند منجر به ايجاد خلل و فرج زياد و در نتيجه افت آب بندي شديد بتن شود]1[. که امروزه  ساخت بتن های آببند یا ناتراوا را به یک تخصص و علم خاص بدل نموده است و اجرای مخازن آب بتنی نیاز به تجربه بالائی در این زمینه دارد.دوام بتندر هر سازه بتنی لازم است عملکردی که برای آن در نظر گرفته شده است تداوم یابد، یعنی مقاومت و بهره­دهی آن، در عمر مشخص حفظ گردد. چنین نتیجه می­شود که بتن باید بتواند فرآیندهای از هم پاشیدگی ای را که انتظار می­رود با آن متوجه شود، تحمل نماید. به چنسن بتنی بتن بادوام می­گویند]4[.شایان ذکر است که دوام بتن به معنای عمر بی­نهایت نبوده و همچنین به این معنا نمی­باشد که بتن   می­تواند هرگونه شرایط رویارویی را تحمل نماید. سه نوع سیال وجود دارند که اساساً بر دوام بتن اثر   می­گذارند و می­توانند به داخل بتن وارد شوند شامل آب، دی­اکسید کربن و اکسیژن می­باشند. این مواد می­توانند به روش­های مختلفی در داخل بتن جابجا شوند، اما کلیه این جابجایی­ها عمدتاً به ساختار خمیر هیدراته شده سیمان وابسته­اند. دوام بتن عمدتاً به سهولتی که سیالات می­توانند به داخل بتن وارد شوند و از میان آن بگذرند که به اصطلاح به نفوذپذیری بتن بستگی دارد]1[. نفوذپذیری بتن تنها تابع ساده­ای از تخلخل نمی­باشد  و علاوه بر آن، به اندازه، توزیع، شکل، پیچ و خم مسیر و پیوستگی منافذ بستگی دارد]5[. برای خمیرهای سیمانی که به یک اندازه هیدراته شده باشند، هر چه مقدار سیمان خمیر بیشتر باشد، یعنی نسبت آب به سیمان کمتر باشد، نفوذپذیری کمتر است]6[. نفوذپذیری بتن همچنین تحت تاثیر خواص سیمان قرار می گیرد. در یک نسبت آب به سیمان ثابت، سیمان درشت دانه تمایل به ایجاد خمیری با نفوذپذیری بیشتر از سیمان ریزدانه دارد. ساختار مرکب سیمان تا آنجا بر نفوذپذیری اثر دارد که بر روند هیدراتاسیون اثر می­گذارد، اما تخلخل و نفوذپذیری نهایی تحت تاثیر این ترکیبات قرار    نمی­گیرند. به طور کلی می­توان گفت که هر چه مقاومت خمیر سخت شده سیمان بیشتر باشد نفوذپذیری آن کمتر خواهد بود زیرا مقاومت تابعی از حجم نسبی ژل در فضای موجود می­باشد. یک استثنا بر این مطلب وجود دارد که خشک شدن خمیر سیمان، نفوذپذیری آن را افزایش می­دهد، احتمالاً به این دلیل که جمع شدگی ممکن است قسمتی از ژل موجود بین لوله­های مویینه را بشکند و مجاری جدیدی را برای عبور آب به وجود آورد. اختلاف بین نفوذپذیری خمیر سخت شده سیمان و بتنی که حاوی خمیری با همان نسبت آب به سیمان باشد، بایستی مورد توجه قرار گیرد، زیرا نفوذپذیری سنگدانه­ها خود بر عملکرد بتن تاثیر می­گذارد.اگر نفوذپذیری سنگدانه­ها خیلی کم باشد، وجود آنها در بتن، سطح موثری را که آب می­تواند در آن جریان یابد، کاهش می­دهد. به­علاوه از آنجا که مسیر جریان آب در بتن باید ذرات سنگدانه­ها را دور بزند، مسیر موثر به میزان قابل ملاحظه­ای طولانی­تر خواهد شد، به طوری که ممکن است اثر سنگدانه­ها در کاستن از نفوذپذیری بتن، چشمگیر باشد. به طور کلی مقدار سنگدانه­ها در مخلوط، تاثیر کمی بر نفوذپذیری بتن دارد، زیرا سنگدانه­ها به وسیله خمیر سیمان احاطه می­شوند و در بتن کاملاً متراکم شده، نفوذپذیری خمیر سخت شده سیمان بیشترین تاثیر را بر نفوذپذیری بتن دارد.بیشتر بدانیم : بررسي عوامل موثر برآب بند نمودن ساختار جسم بتناثرات یخ زدن و آب شدنبا کاهش دمای بتن سخت و اشباع شده در هنگام بهره­برداری، آب موجود در منافذ مویینه خمیر سخت شده سیمان یخ می­زند و بتن منبسط می­شود. اگر پس از آب شدن بعدی، یخ زدن مجدد اتفاق افتد، انبساط بیشتری رخ می­دهد و لذا چرخه­های متوالی یخ زدن و آب شدن اثر تجمعی دارند. این عمل عمدتاً در خمیر سخت شده سیمان اتفاق می­افتد؛ منافذ بزرگتر بتن که در اثر تراکم ناقص به وجود    می­آیند، معمولاً پر از هوا می­باشند و بنابراین به میزان قابل ملاحظه­ای در معرض اثر یخ زدن واقع    نمی­شوند. اثر یخ زدن در بتن تدریجی است، یخ زدن از بزرگ­ترین منافذ شروع می­شود و به تدریج به منافذ کوچک­تر گسترش می­یابد. مقاومت بتن در برابر یخ زدن و آب شدن به خواص مختلف آن یستگی دارد، عوامل اصلی درجه اشباع و چگونگی بافت منافذ خمیر سخت شده سیمان می­باشند. اگر درجه اشباع بتن کمتر از مقدار بحرانی معینی باشد، در برابر یخ زدن مقاوم خواهد بود و بتن خشک به هیچ وجه تحت تاثیر یخ زدگی قرار نمی­گیرد. به عبارت دیگر چنانچه بتن در عمل هرگز با آب اشباع نگردد خطری از بابت یخ زدن و آب شدن آن را تهدید نمی­نماید. اگر خمیر سخت شده سیمان به وسیله حباب هوا به لایه­های به اندازه کافی نازک تقسیم شود، این خمیر درجه اشباع بحرانی نخواهد داشت. ایجاد حباب هوا در بتن مقاومت آن را در برابر چرخه­های یخ زدن و آب شدن به میزان گسترده­ای افزایش می­دهد، ولیکن برای کاستن از حجم منافذ مویینه در بتن، کم بودن نسبت آب به سیمان ضرورتی اجتناب ناپذیر است. همچنین لازم است که قبل از رویارویی با یخ زدن، هیدراتاسیون قابل توجهی صورت گرفته باشد. چنین بتنی نفوذپذیری کمی داشته و آب کمی را در هوای مرطوب جذب می­نماید. حباب هوا در بتن سبب  می­شود که در خمیر سیمان منافذ ریز تقریباً کروی شکل جدا از یکدیگر به وجود آیند به صورتی که هیچ­گونه مجرایی برای عبور آب ایجاد نگردد و لذا نفوذپذیری بتن افزایش نمی­یابد. این منافذ هرگز با محصولات هیدراتاسیون سیمان پر نمی­شوند زیرا ژل فقط در آب تشکیل می­گردد]7[.روش کارسیمان مصرفی در این تحقیق جهت ساخت تمامی طرحهای اختلاط از نوع سیمان معمولی پرتلند تیپ 1 که در آن الزامات مربوط به ASTM C150 می­باشد. آب مصرفی جهت ساخت بتن و همچنین عمل­آوری نمونه­ها، آب آشامیدنی بوده که ضوابط ASTM D 1129 را برآورده می­نماید. همچنین ماسه مصرفی با قطر ذرات بین 0 تا 36/2 میلیمتر از نوع معمولی و پوکه معدنی با مدول نرمی 92/2می­باشد. شن مصرفی از نوع شکسته با وزن ظاهری Kg/m 31410 و با اندازه اسمی 5/9 میلیمتر در حالت SSD می­باشد. به منظور پر نمودن فاصله بین سیمان، سیمان و سنگدانه و افزایش مقاومت بتن با مقادیر مختلف افزوده شده است. همچنین برای دستیابی به روانی مطلوب و کاهش نسبت آب به سیمان در حدود 5/2 درصد سیمان و میکروسیلیس، فوق روان­کننده به عنوان مواد افزودنی در طرحهای اختلاط استفاده شده است که خصوصیات آن در جدول شماره (2) موجود  می­باشد.بیشتر بدانیم : كاربرد تركيب ژئوممبران و ژئو تكستيايل در ايزولاسيون مخازن بتنيمواد افزودنی را می­توان به صورت محصولی شیمیایی در نظر گرفت که به جز در موارد خاص بیشتر از پنج درصد جرم سیمان را تشکیل نمی­دهد و در ضمن عملیات مخلوط نمودن به آن افزوده می­شود. علت رشد زیاد کاربرد مواد افزودنی آن است که این مواد قادرند امتیازات فیزیکی و اقتصادی قابل ملاحظه­ای برای بتن ایجاد نمایند. فوق روان کننده­های پلی کربوکسیلاتها با دارا بودن زنجیره­های بلند جانبی متصل به زنجیره اصلی از مکانیزم دیگری علاوه بر دافعه الکترواستاتیکی استفاده می­کنند و آن دور نگه داشتن ذرات از یکدیگر و در معرض قرار دادن سطح بیشتری از ذرات است که این امر باعث کاهش آب مازاد بتن و در نتیجه کاهش فضای بین ذرات و رسیدن به بتنی چگالتر و نفوذناپذیرتر با فاصله ذرات کمتر می­گردد. فوق روان کننده­ها مواد افزودنی هستند که آب را کاهش می­دهند و کارایی بتن را افزایش می­دهند. میکروسیلیس یا دوده سیلیسی محصول فرعی تولید آلیاژهای سیلیسیم و فروسیلیسیم، تولید شده از کوارتز با درجه خلوص زیاد وذغال در کوره­های الکتریکی با قوس مستغرق می­باشد. ­Sio­2 گازی شکل خروجی اکسیده می­شود و به شکل ذرات بسیار نرم و کروی سیلیس بی­شکل متراکم می­گردد؛ لذا نام دوده سیلیسی به آن داده شده است. سیلیس به صورت شیشه بسیار فعال است و ریزی ذرات آن واکنش با هیدروکسید کلسیم حاصل از هیدراتاسیون سیمان پرتلند را تسریع می­نماید، ذرات خیلی کوچک دوده سیلیسی می­توانند در فضای بین ذرات سیمان جای گیرند و تراکم را بهبود بخشند. میکرو سیلیس در ساخت بتن توانمند مفید است منظور از بتن توانمند بتنی است با مقاومت زیاد و یا نفوذپذیری کم است. از فواید دیگر میکروسیلیس، کاهش آب انداختن و بهبود چسبندگی مخلوط می­باشد. میکروسیلیس به علت نرمی زیاد ذرات آن، آب انداختن را کاهش می­دهد، به­طوری که هیچ­گونه آب حاصل از آب انداختن در زیر سنگدانه­های درشت محبوس نمی­شود. در نتیجه تخلخل منطقه فصل مشترک در مقایسه با مخلوطی که حاوی میکروسیلیس نباشد، کاهش می­یابد. واکنش شیمیایی بعدی میکروسیلیس منجر به تخلخل حتی کمتر در منطقه فصل مشترک می­شود که در نتیجه از نظر مقاومت یا نفوذپذیری دیگر ضعیف نخواهد بود. به عبارت دیگر حجم میکروسیلیس به مقدار کم نمی­تواند سطح کل سنگدان­های درشت را بپوشاند و به مقدار اضافی نیز نمی­تواند در سطح سنگدانه­ها جای گیرد.بیشتر بدانیم : طراحی و ساخت صفحات تصفیه آبمساحت خیلی زیاد سطح ذرات میکروسیلیس که باید مرطوب شوند، نیاز به آب را افزایش می­دهد به طوری که در مخلوط­های با یک نسبت آب به سیمان کم، لازم است فوق­روان­کننده به­کار برده شود زیرا مصرف توام میکروسیلیس و یک فوق روان کننده مناسب امکان کاربرد نسبت آب به سیمان کم در یک کارایی معین را فراهم می­آورد و به این طریق می­توان نسبت آب به سیمان مورد نیاز و کارایی لازم را تواماً حفظ نمود ]8[.برای ساخت بتن در محیط آزمایشگاه در بتونیر با ظرفیت تولید 100 لیتر بتن ابتدا سنگدانه­ها به همراه مقداری آب مصرفی در بتونیر به مدت 2 دقیقه مخلوط شد، سپس سیمان و میکروسیلیس اضافه گردید و در نهایت باقیمانده آب و فوق روان­کننده را در حالیکه عمل اختلاط ادامه دارد اضافه می­کنیم. مخلوط در نهایت به مدت 4 تا 5 دقیقه دیگر در بتونیر مخلوط شد. ضروری است که میکروسیلیس به صورت کامل و یکنواخت در مخلوط پخش شده باشد. سپس آزمایش اسلامپ بر روی مخلوط انجام پذیرفت و بتن در درون قالب­های مربوطه ریخته و در محیط آزمایشگاه به مدت 24 ساعت قرار گرفت.نتایج نشان می­دهد که کمترین مقدار جذب آب زمانی است که میزان نسبت آب به سیمان کمتر و مقدار میکروسیلیس بیشتر باشد و بیشترین مقدار جذب نیز زمانی است که بتن فاقد میکروسیلیس بوده و نسبت آب به سیمان نیز بیشتر باشد. (شکل 1) استفاده از میکروسیلیس در حدود 25 درصد، ضریب نفوذپذیری را به اندازه 5/1 برابر کاهش داد. نمودار نسبت جذب آبمنحنی نفوذپذیری در بتنمنبع : سایت بتن پلاست شیمیایی ساختمان شیمیایی ساختمان Sat, 13 May 2023 14:54:38 +0330 https://virgool.io/@m_64056169/%D9%83%D8%A7%D8%B1%D8%A8%D8%B1%D8%AF-%D8%AA%D8%B1%D9%83%D9%8A%D8%A8-%DA%98%D8%A6%D9%88%D9%85%D9%85%D8%A8%D8%B1%D8%A7%D9%86-%D9%88-%DA%98%D8%A6%D9%88-%D8%AA%D9%83%D8%B3%D8%AA%D9%8A%D8%A7%D9%8A%D9%84-%D8%AF%D8%B1-%D8%A7%D9%8A%D8%B2%D9%88%D9%84%D8%A7%D8%B3%D9%8A%D9%88%D9%86-%D9%85%D8%AE%D8%A7%D8%B2%D9%86-%D8%A8%D8%AA%D9%86%D9%8A-xirmpqvaxw6k كاربرد تركيب ژئوممبران و ژئو تكستيايل در ايزولاسيون مخازن بتنيمرتضی فرامرزکارشناسی رشته معماري دانشگاه سوره تهران(عضو باشگاه پژوهشگران جوان)آدرس:کرج-مشکین دشت-بلوارامام حسین-جنب مسجد سیدالشهدا درب 6-پ 141تلفن:09366676981چكيدهبا عدم رعايت ملاحظات اجرايي در آببندي مخازن بتني گاهي اوقات براثر نشستهاي نامنتقارن و عوامل محيطي امكان ايجاد ترك خوردگي و نشت وجود دارد, يكي از روشهاي آببند نمودن مخازن , كانالها و لاگونهاي تصفيه فاضلاب , تونلها و استخرهاي كشاورزي بدون لاينينگ بتنيو . . . استفاده از ورقهاي پليمري ژئوسنتيتك يا كامپوزيت است , در اين نوشتار به بررسي كاربرد و نحوه اجراي اين ورقها درايزولاسيون مخازن نفوذ پذيرمي پردازيم.كليد واژه : ژئوسنتيتك, ايزولاسيون , نفوذپذيري بتنمقدمهدر كنار استفاده ساير روشها چون استفاده ازپوششهاي صنعتي در آببندي بتن مخازن روبازبه دليل تأثير اشعه ماوراي بنفش و عوامل ديگردر تخريب سطح به مرور زمان كارايي خود را ازدست مي دهند, عدم توجه به انقباض بتن و كرنشهاي حرارتي در طراحي مخازني كه در گذشته ساخته مي شده اند و عدم توجه به درزهاي حركتي مناسب  انقباضي , انبساطي و لغزشي و نشستهاي نامتقارن امكان ايجاد تركهاي سطحي و مويين وجود دارد كه در يك محيط خورنده مثل لاگونهاي فاضلاب امكان نفوذ و گسترش اين تركها وجود دارد يكي از راههاي آببندي استفاده از تركيب ژئوتكستيال براي درگيري و ايجاد سطح زبرو ژئوممبران مي باشد.معرفي برخي ازژئوسنتتيك هاي مهمژئوتكستايل:ژئوتكستايلها داراي 2 نوع كلي منسوج بافته و غير منسوج نبافته مي باشند كه  بر پايه پلي استر و پلي پروپيلن و تركيبي از ساير مواد پليمري با ضخامتها و ابعاد گوناگون توليد مي شود و با توجه به مقاومت مكانيكي داراي كاربردهاي متنوعي شامل تقويت بستر, كاهش ضخامت لايه هاي گوناگون خاك  اساس و زير اساس , جلوگيري از ايجاد ترك در روكشهاي آسفالت , جداكننده بين لايه هاي گوناگون خاك جهت جلوگيري از تداخل دانه بندي ها به يكديگر, فيلتراسيون و سيستمهاي زهكشي , لايه هاي محافظتي ورقهاي ژئو ممبران در تقابل نيروهاي پانچ , يك المان سازه اي در طراحي و ساخت خاكريزها , شيبها و شيروانيهاي خاكي ,ديوارهاي حائلژئوممبرانغشاءآببند و غيرقابل نفوذ برپايه پلي اتيلن هردو نوع با پلي اتيلن با چگاي بالا و مي باشد كه ضخامتهاي متفاوت ( PVC) وپلي وينيل كلرايد (PP) پلي پروپيلن ، LDPE,HDPE پايين 1,5 و 2 ميليمتربا مقاومتهاي مكانيكي ,كششي و ضريب انعطاف پذيري متغير بوده و به صورت ، ،0,75 صاف و زبر مضرس توليد مي گردد. عرض هر رول ثابت بوده حدود 7 متر و با افزايش ضخامت, طول رول كاهش مي يابد تا وزن هر رول تقريباً 1,5 تن بوده وقابل بارگيري براي جراثقيل باشد.  رولهاي ژئو تكستايل باعرض 5 متر و طول 4 متر توليد مي شود ووزن آن در حدود 60 كيلوگرم  به دليل دانسيته پايين است و كارگر به تنهايي مي تواند آن را حمل كند پوشش ژئو ممبران جهت ايجاد سطوح آببند و ايزوله ازقبيل لاگونهاي تصفيه خانه فاضلاب , كانالهاي آبرساني , مخازن ذخيره آب آشاميدني, مواد نفتي و شيميايي, ساخت سايتهاي دفن بهداشتي زباله , درياچه هاي مصنوعي, استخرهاي آبزيان , ايزولاسيون و عايق بندي سازه هاي زير زميني استفاده مي گردد در قياس با روشهاي مشابه داراي سهولت و سرعت اجرا با توجه به انعطاف پذيري مي توان در مناطق لرزه خيز با توجه به نشستهاي غير متقارن از آنها استفاده كرد.ورقهاي ژئوممبران مقاوم در برابر نور خورشيد, مقاوم در برابر زلزله ورانش زمين هستند و جلبم وخزه به آن نمي چسبد مشكل اكثر پوششهاي صنعتي راندارد مقاوم در برابر - تغيرات درجه حرارت  بين 40 oc تا 70 درجه سانتيگراد و بسيار با دوام ومقاوم در برابر رويش گياهان, علفهاي هرز و حمله جوندگان است از يانرو امروزه از اين ورقها براي احداث استخرهاي كشاورزي در محل گود برداري بجاي جداره بتني استفاده مي شوداستخرهاي خاكبرداري شده و درياچه هاي مصنوعي كوچك كه با ژئو ممبران ساخته مي شوند داراي مزايايي چون بستري بهداشتي وعاري از عوامل بيماري زا براي آبزيان , حفظ كيفيت و زلالي آب , كاهش هزينه هاي هوادهي وتغذيه , شستشوي راحت و آسان , عدم چسبندگي جلبك و خزه به جداره مي باشد ازاينرو مي توان در جوضچه هاي پرورش ماهي استفاده كرد و براي احداث كانال انتقال آب با توجه به عدم جايگزيني خاكهاي گچي ,آهكي و نمكي محل, جلوگيري از هدر رفتن و نشتي آب , سرعت در نصب و پايين بودن هزينه هاي احداث , ممانعت از رويش ني و علفهاي هرز استفاده مي شود.ژئوگريدها: بر پايه پلي اتيلن و پلي استر بوده ودر ضخامت , سايزو ابعاد مختلف به صورت شبكه هاي 3 بعدي توليد و ارائه مي گردند از كاربرد مهم آن در تحكيم بسترهاي خاكي بويژه در ديوارهاي حائل و كوله پلها مي باشد. داراي قابليت هاي 1- اجرا (Geosynthetic Soil Wall) ديوارهاي حائل كه با ژئوگريد ساخته مي شود با انواع خاكهاي موجود 2-رنگ پذيري درساختارديوار 3- اجرا درزاوايا و قوسهاي لازم 4- اجرا در شرايجوي نامساعد 5-نصب سيستم زهكشي در ساختار ديوار حائل 6- انعطاف پذيري جهت مقاومت در برابر تنشهاي محيطي مي باشد و امروزه اين ديوارها جايگزيني مناسب براي گابيون , ديوار بتني وزني , خاك مسلح تسمه اي مي باشد.حوه اجرای ژئو گرید هاژئو نت ها : لايه هاي شبكه اي بر پايه پلي اتيلن مي باشند كه به منظور كنترل ميزان نفوذ  آب وسيالات در لاگون ها و سطوحي كه از عشا ژئوممبران استفاده شده وهدايت آنها به سوي انباركهاي طراحي شده مورد استفاده قرار مي گيرد.ورقهاي : Anchor Knob Sheet (AKS)    بالاترين  Hexane برپايه مواد پليمري ازجنس رده پلي اتيلن به صورت ورقهاي تقويت شونده با زوائد درگيرشونده از يك طرف به ارتفاع 1 تا 1,5 1,5  و ابعاد مختلف توليد مي شوند در هر مترمربع ورق حدود to 5 mm سانتيمتر و با ضخامت 1240 زائده وجود دارد به شكلي كاملاً با بتن درگير شوند و كاربردهاي مهم اين ورقها در ايزولاسيون كانالهاي انتقال مواد شيميايي , آببندي مخازن نگهداري آب و ساير سيالات شيميايي ,ايزولاسيون خارجي مخازن شيميايي به منظورمحافظت از نفوذ آب و رطوبت به داخل مخزن و با توجه به استحكام مكانيكي , مقاومت شيميايي و عمر طولاني منجر به كاربرد اين ورقها در محيطهاي شيميايي خورنده گرديده است.موارد كاربرد ورقهاي   Anchor Knob Sheet-1 ايزولاسيون سطوح داخلي لوله هاي بتني فاضلاب و تونلهاي انتقال آب-2 ايزولاسيون مخازن بتني ذخيره آب و مواد نفتي و شيميايي و پسابها-3 ايزولاسيون منهولها و سپتيك تانكها در ابعاد گوناگون-4 پوشش سطوح بتني اجرا شده بوسيله چسباتدن ورق با گروت مخصوص به آنهامزاياي استفاده   Anchor Knob Sheet-1 امكان ساخت و قرار گيري در قالب بتن ريزي شده-2 در گيري كامل ورق با بتن با توجه به شكل و تعداد زائده ها-3 كاهش زمان ساخت با توجه به همزماني قرارگيري ورق در بتن و عمليات بتن ريزي-4 عدم نياز به انكراژ ورق به بتن و حذف هزينه هاي مربوطه. غشا آببند بنتونيتي  (GCL)   از تركيب چند لايه ژئوتكستايل با بنتونيت بدست مي آيد كاربرد براي ايجاد سطوح آببند و ايزولاسيون ديواره مسيرهاي زيرزميني چون مترو استفاده مي شود.ساير ژئو كامپوزيتهاكاربرد ژئوتكستايلهاكاربرد ژئوتكستايل در جدا سازي لايه هاي خاككاربرد ژئوتكستايل درتسليح خاكتسليح ديوارهاي حايل بوسيله ژئوتكستايلهاپايداري شيروانيهاي خاكي توسط ژئوتكستايلتسليح جاده ها بوسيله ژئوتكستايلافزايش شيب مجاز شيروانيهاپايداري سواحل خاكي بوسيله ژئوتكستايلكاربرد ژئوتكستايل به عنوان فيلتركاربرد به عنوان قالب انعطاف پذيركاربرد ژئوتكستايلها به عنوان زهكشمزاياي استفاده از ژئو تكستايل :دوام فراوان در خاك عدم تجزيه پذيريافزايش عمر سيستمهاي طراحي شدهكاهش هزينه هاي مصالح مصرفي در زمان ساختكاهش هزينه هاي تعمير و نگهداريكاربرد ژئوممبرانهاكاربرد ژئوممبران درسيستم آبرساني و مخازن آب آشاميدني ، صنعتي و پرورش آبزيانكاربرد ژئوممبران در چالهايو سايتهاي دفن زباله شهري و صنعتي براي حفظ محيط زيستكاربرد ژئوممبران درسيستم جمع آوري و تصفيه فاضلاب و پسابپوشش براي مخازن شيميايي و پسابهاي راديواكتيوپوشش ثانويه مخزنهاي زير زميني و مدفون نفتيپوشش درياچه هاي مصنوعي , صنعتي و آبنماهاي تزئينيپوشش براي درياچه هاو بستر استحصال نمك و مواد معدنيايزولاسيون ديوارهاي قائمپوشش براي كانالهاي انتقال آب و پسابايزولاسيون ولاينينگ تونلهاكاربرد ژئوممبران دركنترل خاكهاي تورم پذيركاربرد ژئوممبران درجلوگيري ازنفوذ گازهاكاربرد ژئوممبران درپوشش سطح مخازن آبسدهاي غشايي شناور ساخت تيوب سدهاي لاستيكيپوشش سرريز اضطراري سدهااستفاده جهت پره آببند سدهاي خاكي جهت كنترل نشتايزولاسيون سدهاي خاكي و سنگ ريزه اي و مصالح بناييايزولاسيون سدهاي بتني يا بتن غلتكيايزولاسيون سدهاي موقت جهت كنترل نشتسرپوش شناور جهت كنترل نشت در مخازن و همچنين جلوگيري از آلودگي آنهامانع انتشار گازهايي چون رادون و هيدروكربناتها در زير ساختمانهاكنترل خاكهاي تورم پذير و مستعد يخ زدگيجلوگيري ازآبهاي جاري با فاضلاب و عدم فيلتراسيون آب در مناطق حساسدر زير بزرگراهها جهت جلوگيري از آلودگي بوسيله نمكها و مهار ريزش موادسازه نگهاري موقت مايعاتلايه آببند در زير لايه آسفالتاصلاح نشتي مخازن موجود روي زمينقالبهاي انعطاف پذير در جايي كه اتلاف مصالح مجاز نمي باشد.به عنوان مثال در يك سد مي توان براي جلوگيري از تراوش و نشت آب از بالا دست به پايين دست از يكي از روشهاي زير استفاده كرد كه امروزه به دليل سرعت و سهولت اجرا از ورقه هاي ژئوممبران استفاده مي شود.-1 استفاده از پرده آببند گروت ريزي شده-2 استفاده از پرده رسي آببند بالادست جريان-3 استفاده از پرده آببند بتني-4 استفاده ازژئوممبرانمزاياي استفاده از ژئو ممبران-1 مقاومت مطلوب در برابر عوامل جوي و محيطي و خصوصاً اشعه ماورابنفش-2 مقاومت مطلوب در برابر انواع مواد شيميايي ازقبيل اسيدها , بازها و نمكها-3 مقاومت كششي مناسب در برابر نيروهاي وارده-4 انعطاف پذيري مطلوب در برابر تنشهاي وارده خصوصاً در برابر نيروهاي ديناميك و نشستهاي نامتقارن-5 سهولت اجرا و سرعت نصب بالا-6 كاهش هزينه هاي ساخت  با بكار بردن ژئوممبران در استخرها , كانالها مخازن بدون لاينينگ بتنيافزايش ضريب ايمني طرح و عمر مفيد پروژه امروزه براي حفظ محيط زيست بجاي سوزاندن زباله هاي حاوي كاغذ , منسوجات , پلاستيكها , خرده هاي شيشه , فلز , چوب و چرم آنها را در محلي دفن كرده و پس از مسطح كردن و كوبيدن با خاك محل مي توان آنها رابا ژئو ممبران پوشاند و باغچه هاي مصنوعي براي پرورش گياهان در محل زباله ها ايجاد كرد.نحوه اجراي پوشش ژئوممبران و ژئوتكستايل در ساخت استخر كشاورزيپس از گودبرداري و تسطيح و تراكم خاك طبق اشكال اقدام به خفر ترانشه مهار ورق مي نماييم.پس از آماده سازي سطح براي بهره برداري 3 تست فشار ,كشش وبرش براي بررسي نحوه اتصال ورقه ژئو ممبران الزامي است.اتصال و جوش ورق با دستگاه ديجيتالي و اتوماتيك ربوتامروزه براي حفظ محيط زيست در محل جمع آوري زباله هاي متشكل از پلاستيك, موادآلي , كاغذ, خرده شيشه , فلزات,منسوجات, چوب و چرم و . . . پس از كوبيدن با خاك محل اقدام به ژئوممبران نموده ودر محل آن با خاك نباتي مي توان اقدام به ساخت باغچه مصنوعي نمود.دتايلها اجرايي و مراحل نصب ژئو ممبران و ژئو تكستايلهمانطور كه در شكل مي بينيد براي ايزولاسيون بستر خاكي از ژئو ممبران از جنس پلي اتيلن با كه در زير آن ژئو تكستايل قرار دارداستفاده شده و براي مهار ورق در انتها (HDPE) دانسيته بالا 60 حفر مي كنيم و پس از قرار گيري ورق آن را با خاك cm 50 و عمق cm ترانشه و گودالي به عرض متراكم يا ماسه پر مي كنند از اين روش براس شاخت حوضچه پرورش ماهي و استخرهاي كشاورزي استفاده مي شود.در زير لايه ژئو ممبران ماسه نرم  ماسه بادي يا ژئوتكستايل قرار دارد و در مواردي كه به ناچار بايستي همپوشاني كنيم دست كم 2,5 اينچ باشدو اگر در جايي لازم شد از وصله استفاده كنيم وصله دست كم با ورق اصلي 12 اينچ هم پوشاني داشته باشد.براي اتصال ورقه ژئو ممبران به بدنه مخزن از تسمه هاي فولادي , پلي اتيلن و يا نئوپرني استفاده مي شود در ابتدا ژئوتكستايل را با ميخ  1,5 اينچي و چاشني به بدنه به كمك گان  اسلحه تفنگي در فواصل 15 تا 20 سانتيمتر شليك كرده , سپس ژئو ممبران دو لا كه دور تسمه پلي اتيلن تابيده شده و روي ژئوتكستايل قرار دارد رابا گان و ميخ  2 اينچي و چاشني به صورت ضربدري به آن شليك مي كنيم و در صورتي كه از تسمه فولادي استفاده كنيم احتمال ارتعاش و تابيدگي و جود دارد و لازم است آن را پس از سوراخ كردن تسمه و بدنه مخزن در لبه با هيلتي آن را در فواصل 1 تا 1,5 متري انكر بلت نماييم.لازم است كيستهايي در كنج مخازن و تقاطع اتصال بدنه به كف مخزن در ژئو ممبران ايجاد كنيم تا كشش ورق در انتها ولبه مخزن محل اتصال آن با بدنه مخزن كمتر گردد و يا اتصال مثل دتايل بعدي صورت گيرد.براي عبور لوله زهكش و درين لازم است اسليو يا لوله را با فلز پايه درين جوش داده و آن را از درون لوله پلي استر كه از بتن پر مي شود عبور دهيم استفاده از لوله پلي استر محافظ براي كاهش فشار جانبي بتن در هنگام بتن ريزي به لوله اصلي مي باشد.اتصال ورقهاي ژئو تكستايل از طريق جريان هواي گرم به كمك اتو يا سشوار خاصي كه حرارت زايي آن از طريق جريان برق حاصل مي شود و براي اتصال ژئو ممبران 3 روش وجود دارد يكي همان روش اول و استفاده از هواي گرم وفيوژن وتست هواي محبوس بين دو لايه , استفاده از اكسترودر و روش سوم استفاده از ربوت و غلتك فشاري براي خروج هواي گرم مي باشد.به ط ور كلي 3 تست مهم براي ورقهاي ژئوممبران وجو دارد تست كششي ، برشي و فشار هوا كه تست فشار به 2 روش تست سوزن و مغزه انجام مي شود.نتيجه گيريبا توجه به كاربرد و استفاده مواد نوين در مهندسي عمران, توجه به نكات اجرايي و مراحل نصب و تدوين آيين نامه براي كنترل و نظارت برآنها ضروري به نظر مي رسد و توجه به تكنيكهاي جديد و مزاياي آن در كنار روشهاي سنتي اجرايي با ارزيابي اقتصادي و امكانپذيري با قضاوتهاي مهندسي مي توان با هزينه كمتر بازدهي بيشتري داشت.منبع : سایت بتن پلاست شیمیایی ساختمان شیمیایی ساختمان Mon, 08 May 2023 12:28:01 +0330 https://virgool.io/@m_64056169/%D8%A8%D8%B1%D8%B1%D8%B3%D9%8A-%D8%B9%D9%88%D8%A7%D9%85%D9%84-%D9%85%D9%88%D8%AB%D8%B1-%D8%A8%D8%B1%D8%A2%D8%A8-%D8%A8%D9%86%D8%AF-%D9%86%D9%85%D9%88%D8%AF%D9%86-%D8%B3%D8%A7%D8%AE%D8%AA%D8%A7%D8%B1-%D8%AC%D8%B3%D9%85-%D8%A8%D8%AA%D9%86-hdli1t98mb8j بررسي عوامل موثر برآب بند نمودن ساختار جسم بتنمهدي نژادنادري1-      دانشجوي دكتري مهندسي عمران سازه هاي هيدروليكي، دانشگاه شهيد باهنر كرمانچكيدهیکی از موارد مهم در مورد سازه های بتنی به ويژه زماني که در مجاورت دائم یا غیر دائم با آب و مواد شیمیایی است عملکرد مسدود کنندگی در برابرتراوش، نفوذ فشار یا تهاجم آب حاوی مواد شیمیایی علاوه بر تحمل خوب باربری آن می باشد. در این راستا باید بتنی ساخته شود که اصطلاحاً آب بند یا  ناتراوا گفته می شود.سوالات تحقيق:عوامل موثر برآب بند نمودن ساختار جسم بتن كدامند؟روش تحقیق:برای آب بندی یک سازه بتنی در حین ساخت دو کاراساسی را بایستی انجام داد: آب بند نمودن ساختار جسم بتن و آب بند نمودن درزه ها (اجرایی و انبساطی) در سازه بتنی. روش آب بند نمودن ساختار جسم بتن با استفاده از مواد افزودنی مناسب و اصلاح طرح اختلاط بتن مصرفی و رعایت نکات مهم اجرایی انجام می گردد.نتیجه گیری:نسبت آب به سيمان  بالا، باعث آب افتادگي، جدايي مخلوط و افزايش تخلخل در سراسر بتن مي شود. در نتيجه بتن، نسبت به نفوذ رطوبت و تهاجم مواد شيميايي آسيب پذيرتر خواهد شد. ضريب فاصلة سيستم حفره هاي هوا را بايد مطابق با استاندارد ASTM C457 با اطلاعات حاصل از آزمايشهاي انجام شده بر روي استوانه هاي بتني ساخته شده با همان مصالح، نسبتهاي مخلوط و روش اختلاطي تعيين كرد كه در پروژه مورد استفاده قرار مي گيرند.كلمات كليدي: هيدراتاسيون، مواد حباب ساز، مواد افزودني، بتن گوگردي، نفوذپذيري.مقدمهدوام را به قابليت حفظ توان خدمت رساني يك محصول توليدي، جزء سازنده، يا مجموعه اجزايي سرهم(مونتاژ) شده يا كار ساختماني در مدت زماني معين تعريف مي كنند[1]. توانايي خدمت رساني، قابليت سازه براي اجراي كاركردهايي است كه به منظور تحقق آن ها، در شرايط رخنمايي( در معرض محيطي خاص بودن) طراحي و ساخته شده است. بنابراين، سازه بايد توانايي ايستادگي و مقاومت در مقابل كل بارهاي منظورشده در عمر خدمت رساني خود و نيز شرايط محيطي را داشته باشد، بدون آنكه به زوال(فروسايي) سايش يا ريزش پيش از موعد دچار شود. بنابراين، دوام به مفهوم وسيع خود به ماهيت بتن و به تهاجم در محيط خدمتگيري بستگي دارد. لزوم بتن با كيفيت خوب و تامين پوشش كافي آرماتور براي آن در تعيين مشخصات فني بتن بادوام اهميت اساسي دارد. نفوذپذيري كم را عامل كليدي بتن بادوام تشخيص داده اند كه عوامل موثر در نفوذپذيري عبارتنداز نسبت? ، مقدار سيمان، عمل آوري و درجه ي تراكم. پوشش آرماتور غالبا" در ارتباط با شرايط رخنمايي تعيين مي شود. اگرچه پوشش اسمي مشخص شده در اكثر آئين نامه ها منطقي به نظر مي رسد، مشكل اصلي رسيدن به آن در شرايط عملي است. به عنوان مثال تغييري كه مي تواند از عملكرد تركيب mm5 رواداري منفي در پوشش، خطا در نسبت? و تثبيت موقعيت آرماتورها نتيجه شود، مي تواند ضخامت و كيفيت پوشش را به پايين تر از حداقل لازم برساند و در نتيجه زمان خوردگي را كاهش دهد. بنابراين طراحان نبايستي فقط پوشش صحيح را تعيين كنند بلكه بايد به اقدامات عملي براي اطمينان از تحقق طرح خود نيز دست بزنند. ممكن است توجه ويژه اي به جزئيات مجموعه اي از كنترل ها را در محل كار بطلبد. اهميت شرايط در معرض محيط بودن در طراحي بتن با دوام و سازه بادوام، در نحوه بيان خواسته هاي مندرج در مقررات اجرايي منعكس مي شود. شدت شرايط در معرض محيط بودن، معمولا" با نوعي رده بندي از وضعيت پايه يا كلي تا وضعيت دقيق تر در مقررات يا استانداردهايي مورد توجه قرار مي گيرد، نظير آنچه در استاندارد8110 بريتانيا و بولتنCEB ديده مي شود.در اين چنين رده بندي ها به طور كلي، تمايل به تعيين هرگونه عامل مهاجم به صورت كيفي و كمي وجود دارد. استاندارد پايه اي بريتانيا، كيفيت مطلوب بتن را برحسب دانه بندي، نسبت? ، درصد سيمان و پوشش بتن تعيين مي كند. اسناد تفضيلي تر استانداردهاي استراليايي و CEB شرايط خاص بتن مطلوب را برحسب دما، رطوبت نسبي، بارش و عوامل شيميايي( به عنوان مثال يخ زدن و آب شدن يا مايعات خورنده) تعيين كرده است. در شرايط بهره برداري خاصي، ممكن است پيش بيني هاي اضافي با ملاحظات خاصي براي ايجاد مقاومت در برابر انواع عوامل مهاجم لازم باشد. هيچ پارامتري به تنهايي دوام بتن را تعيين نمي كند، بلكه عوامل متعددي در دوام بتن موثرند. اين عوامل به 4 دسته تقسيم مي شوند: عمليات ساختماني، طراحي، خصوصيات مصالح و شرايط در معرض محيط بودن تقسيم مي شوند. نقص ها و عيوب ناشي از تاثير اين عوامل اغلب نقطه شروع زوال هستند.عمليات ساختمانيروش هاي نامناسب يا بي دقتي طي هر مرحله از عمليات ساختماني منجر به توليد بتن نامرغوب مي شود. حمل و نقل، جايدهي و روش هاي پرداخت نامناسب، و نيز عمل آوري ناكافي از جمله عوامل توليد بتن نامرغوب هستند. نشست بستر در اثر تراكم غير كافي لايه اساس، حركت قالب هاي بد ساخته شده و ارتعاش ضعيف بتن جايگذاري شده، سبب ترك خوردن بتن سخت شده مي شود. ترك هاي ناشي از نشست موضعي بستر هنگامي رخ مي دهد كه حفره هاي نرم در بستر، در محل جايدهي بتن يا حفره هاي هوا در زير كاغذ عايق ساختماني وجود داشته باشند. نشست غالبا" پس از پرداخت سطح بتن در اثر وزن بتن در حالت خميري رخ مي دهد. تراكم مناسب بستر، حذف حباب هاي هوا در كاغذهاي عايق ساختماني و تاخير در پرداخت نهايي، اقدامات پيشگيري كننده اي هستند كه سبب كاهش امكان وقوع اين مشكل مي شوند.ترك برداري از حركت قالب بندي طي دوره اي كه بتن شروع به سخت شدن مي كند تا زماني كه كاملا" بگيرد رخ مي دهد. اين ترك ها غالبا" دروني هستند و با مشاهده ي سطحي غيرقابل روئيتند. در نتيجه، همين ترك ها كانون هاي بالقوه براي منشاگيري خرابي بتن مي شوند. حفره هاي آب كه مي تواند در ترك تشكيل شود، باعث افزايش خوردگي فولاد و قلوه كن شدن سطح در اثر يخ زدن و آب شدن مي شود. اقدامات پيشگيري كننده شامل به كارگيري قالب هاي مستحكم با كاهش بيشتر امكان جذب و ظرفيت آماس، و نيز نظارت بر ميزان مجاز افزايش سطح بتن در اين قالب هاست. ارتعاش ضعيف در بتن ريزي لايه هاي پي درپي عضوهاي عمودي سازه، غالبا" درزهاي سرد و بتن كرمو را ايجاد مي كند كه نتيجه ي عدم تحكيم و ادغام دو لايه پي درپي بتن است. در كاربرد بتن در سطوح كه از شبكه تقويتي استفاده مي شود، مخلوط غالبا" دچار جدايي شده و لايه هاي بالايي و پاييني شبكه ناهمگون مي شوند. اين وضع منجر به توسعه تنش هاي پيچشي در دال مي شود. ترك خوردن بتن در اثر ارتعاشات كه طي مرحله ي گيرش رخ مي دهد، يك پديده شايع است. منشاء اين ارتعاشات ممكن است ارتعاش تاخيري، انتقال ارتعاش در طول آرماتور يا ضربه ي تصادفي ماشين ابزار باشد. پس از جا دادن، ارتعاش و پرداخت اوليه، بتن تمايل به ادامه ي تحكيم يا نشست دارد. از آنجا كه نخست سطح بتن سخت مي شود، اگر چنين نشستي با فولاد با قالب بندي بطور موضعي محدود شود، حفره ها يا ترك هايي در مجاورت عضو محدود شده رخ خواهد داد. هنگامي كه فولاد، شبكه سنگيني از ميله هاي فشرده و نزديك به هم باشد، به جاي ترك هاي سطحي ممكن است سطح جدايي ايجاد شود، كه بالقوه خطرناك است، چون اين سطح مي تواند در اثر دوره هاي يخ زدن و آب شدن يا خوردگي فولاد منجر به خرابي شود. كاربرد مخلوطي در حد منطقي پلاستيك، تراكم ارتعاشي مناسب، پرداخت تاخيري و آغاز عمليات عمل آوري به محض تكميل اتمام بتن ريزي از جمله اقدامات سودمند است. كاربرد مخلوط هاي بيش از حد مرطوب بتن با افت بالا يا افزودن مجدد آب روي كار، منجر  به ضعف سطح (رويه) بتن مي شود كه مستعد پودرشدگي است. نسبت? بالا، باعث آب افتادگي، جدايي مخلوط و افزايش تخلخل در سراسر بتن مي شود. در نتيجه بتن، نسبت به نفوذ رطوبت و تهاجم مواد شيميايي آسيب پذيرتر خواهد شد. غالبا" دال ها و روكش هاي بتني اغلب به ماله كشي بيش از اندازه و زمان بندي ضعيف در عمليات ماله كشي حساس هستند. پرداخت ضعيف در گرددهي، ترك برداري و آبله زدن موثر است. به علاوه سطوح تخت بتني مخصوصا" مستعد تاثيرهاي ناشي از عمل آوري ناكافي هستند. افزايش ترك در نتيجه انقباض ناشي از خشك شدن و خصوصيات سايشي ضعيف سطح را مي توان به فقدان عمل آوري مناسب نسبت داد.گرددهي به پديده اي اطلاق مي شود كه سطح بتني نرم و پودري شده، به آساني آسيب مي بيند و بصورت گرد پراكنده مي شود. اين پديده در شرايط نامطلوب رخ مي دهد. علت ايجاد گرددهي، آب اندازي بيش از اندازه ي مخلوط، خيلي زود ماله كشيدن، خشك شدن سريع سطح بدون عمل آوري و واكنش شيميايي دي اكسيد كربن با بتن تازه ريخته شده است. كار ساختماني انجام شده در فضاي بسته، در زمستان كه محيط كار با بخاري گرم شود، امكان گرددهي سطحي و ايجاد بتن شكننده در لايه هاي سطحي را افزايش مي دهد. دي اكسيد كربن زياد ناشي از عدم تهويه با هيدروكسيد كلسيم تشكيل شده در واكنش هاي نخستين هيدراتاسيون سيمان تركيب مي شود. اين واكنش منجر به قطع فرايند معمول هيدراتاسيون و تشكيل سطحي پودري مي شود كه بيشتر حاوي كربنات كلسيم و ساير هيدرات هاي سيمان كربناته است. نتيجه ي وقوع اين پديده گرددهي يكنواخت شديد است. چنين سطحي حتي در اثر تردد كم نيز به سرعت فرسوده مي شود.طراحيجزئيات طراحي غالبا" با خواسته هاي طراحي مطابقت كامل دارد اما در عمل خوب از كار در نمي آيد. بررسي سازه ها نشان مي دهد كه خرابي، بيشتر در ارتباط با نكات خاصي رخ مي دهد يا به خاطر تاثيرهاي معين پيش بيني نشده اي در طراحي پيش مي آيد. طراحي ناكافي، يعني بي توجهي به خزش اجزاي سازه اي ساختمان( مثلا" خيز يا خمش دال ها) مي تواند منجر به انتقال بار به اجزاي غيرسازه اي ( مانند ديوارهاي جداكننده(تيغه ها) يا پوشش هاي نما) شود و در نهايت به ترك خوردگي و خرابي بيانجامد. در طراحي نياز به رديابي مسيرهاي قابل انتظار جريان آب در كل سطح اعضا عمودي و افقي داريم. اگر روال تعيين جزئيات مرسوم در بتن معماري بكار برده شود، آب در مسيري طولاني جريان خواهد يافت و باعث بروز لكه زني ناهموار بتن مي شود. زهكشي خوب در عرشه ها و دال هاي تخت، نتيجه ايجاد شيب مثبت، قرار دادن زهكش ها در نقاط پست و انتخاب طراحي مناسب تجهيزات سازه است. فقدان شيبدهي يا نامناسب بودن آن، سبب جمع شدن آب مي شود كه در طول زمستان، طي دوره هاي يخ زدن و آب شدن باعث پوسته شدن شديد بتن اشباع مي شود. بنابراين به منظور جلوگيري از نفوذ رطوبت و اطمينان از دوام بتن در شرايط خدمتگيري، طراحي براي هدايت آب و زهكشي مناسب اهميت بسيار دارد. از جمله خطاهاي طراحي و تعيين جزئيات كه باعث بروز ترك مي شود عبارتند از كاربرد گوشه هاي تورفته غير دقيق در ديوارها، اعضاي پيش ساخته و دال ها، انتخاب نامناسب يا تعيين جزئيات نامناسب فولادها؛ و مقيد كردن عضوهايي كه در معرض تغيير حجم هستند. كافي نبودن تعداد درزهاي انبساطي و جانمايي ضعيف درزها سبب ايجاد ترك در وسط قالب بتني، در تقاطع سه سويي(T) موجود در درزها مي شود. درزهاي كنترل بايستي به تعداد كافي ايجاد شوند تا انقباض ناشي از خشك شدن و جابجايي حرارتي را كنترل كنند، و در عين حال سبب محدود كردن ترك برداري اصلي در مواضع پيش بيني شده شوند. در طراحي بايد توليد بتن با چنان كيفيت مطلوبي مورد نظر باشد كه در مقابل اثرات نامطلوب حاصل از شرايط در معرض محيط بودن در زمان خدمتگيري پايداري كند. بدين گونه لازم است، تعيين كننده مشخصات يا طراح هرچه بيشتر از خصوصيات ويژه محيط مورد نظر مطلع باشد تا بتواند به انتخاب بتن منطبق با مشخصات محيطي اقدام كند.مشخصات مصالحكيفيت بتن از نظر دوام برحسب نفوذپذيري اندازه گيري مي شود. عامل كنترل كننده اين ويژگي در بتن سخت شده سيستم فضاهاي خالي است. همين عامل در مقاومت در مقابل حمله شيميايي از منابع خارجي ( مثلا" اسيدها، دي اكسيدكربن و سولفات ها) يا از درون بتن ( مثلا" واكنش قليايي سنگدانه و سيمان نامناسب) و نيز در برابر ساير تنش هاي محيطي ناشي از نفوذ رطوبت( مثل دوره يخ زدن و آب شدن و تراوش) از اهميت اساسي برخوردار است. نفوذپذيري تحت تاثير عوامل ذيل است: 1) كيفيت سيمان و سنگدانه؛ 2)  نسبت? و درجه هيدراتاسيون 3) تاثير تراكم 4) ميزان عمل آوري 5) حضور يا عدم حضور ترك ها. واكنش هايي را كه در دوام بتن موثرند، به طور كلي مي توان به دو نوع تقسيم كرد: واكنش هاي سطحي و واكنش هاي رخ دهنده در جسم بتن. حمله سطحي كه ريزساختار بيروني بتن و ملات را خراب مي كند، غالبا" ناشي از تاثير مضر محلول هاي مهاجم است. حمله دروني نتيجه دوره هاي يخ زدن و آب شدن و واكنش انبساطي شديد سنگدانه ها با سيمان است. بنابراين حمله داخلي در صورتي رخ مي دهد كه كيفيت سيمان پايين بوده يا آنكه سيمان حاوي اكسيد كلسيم يا اكسيد منيزيم بيش از اندازه باشد. اگر مخلوط بتن طوري طراحي شود كه بتن سخت شده سيستم حفره هاي هواي كافي در برداشته باشد، مي توان از خرابي ناشي از دوره هاي يخ زدن و آب شدن اجتناب كرد. ايجاد اين خاصيت در بتن به خصوص زماني كه بهره برداري از بتن در شرايط اشباع باشد، ضروري است[2].فضاهاي خالي و حفراتخمير سيمان علاوه بر بخش جامد، حفره ها و خلل و فرج هاي گوناگوني دارد كه تاثير بسيار در خواص بتن دارند. كوچك ترين حفرات در فضاهاي لايه داخلي، در درون ساختار C-S-H قرار دارند. گفته مي شود كه اين حفرات 28% كل حجم خمير هيدراته را اشغال مي كند[3,4]. ميزان حفرات در عمل بستگي به نوع سيمان دارد، اما تا حد زيادي مستقل از نسبت آب به سيمان(?) مخلوط است[5,6]. حجم كلي حفرات خمير با پيشرفت هيدراتاسيون افزايش مي يابد. اما حجم فضاهاي موئينه با پيشرفت هيدراتاسيون كم مي شود. اندازه حفره ها در فضاهاي بين لايه اي كوچكتر از آن است، كه اثر نا مطلوبي در مقاومت و نفوذپذيري خمير سيمان داشته باشند. اما، آب موجود در اين روزنه ها مي تواند با پيوند هيدروژني نگهداري شود و خروج آن تحت شرايط خاص، احتمالا" در انقباض ناشي از خشك شدن و خزش تاثير دارد[5]. وجود حفرات موئينه معرف فضايي است كه در ابتدا با آب اشغال مي شد؛ اما بعدا" تا حدي با محصولات جامد هيدراتاسيون پرشده است. در خمير با نسبت كم? كه به خوبي هيدراته شده باشد، اندازه حفرات ممكن است از 1 تا mm 50 باشد؛ اما در خمير با نسبت بالاي? ، و با عمر عمل آوري كمتر از 28 روزه اندازه حفرات موئينه مي تواند به بزرگي 3 تاmm5 برسد[5,4]. اگرچه شكل حفرات با هم متفاوت است، اندازه گيري هاي نفوذپذيري نشان مي دهد كه حفرات، سيستم به هم پيوسته اي با توزيع تصادفي در خمير سيمان را تشكيل مي دهند [7,6]. اين حفرات به هم پيوسته عاملي اصلي موثر در نفوذپذيري در خمير سيمان سخت شده و آسيب پذيري آن در برابر يخ زدگي هستند اما، در موارد افزايش مقدار جامد خمير، و در خمير متراكم و عمل آمده، لوله هاي موئينه ممكن است با هيدرات ها مسدود شوند و ارتباط آنها از بين برود. بنابراين حجم لوله هاي موئينه با پيشرفت هيدراتاسيون كم مي شود. مخلوط هاي با نسبت كم?  و عمل آوري مرطوب در زمان نسبتا" زياد باعث كاهش فضاهاي موئينه به هم پيوسته مي گردد. زمان لازم براي منقطع شدن روزنه هاي موئينه به نسبت? و خصوصيات سيمان مصرفي بستگي دارد. حجم كلي حفرات موئينه كه به تخلخل معروف است، غالبا" معيار سنجش كيفيت بتن بشمار مي رود. به هر حال بيشتر پژوهش هاي اخير[8,7] نشان مي دهد كه توزيع اندازه حفرات، معياري بهتر از تخلخل موئينگي كلي براي ارزيابي خواص بتن است. فرض بر اين است كه حفرات موئينه بزرگتر ازmm50 اثر نامطلوب در مقاومت و دوام بتن دارند؛ در حالي كه حفرات كوچكتر از mm50 در انقباض ناشي از خشك شدن و خزش تاثير دارند[8]. حباب هاي هوا به دو نوع محبوس و ايجاد شده تقسيم مي شوند. حباب هواي ايجاد شده هنگامي تشكيل مي شود كه يك افزودني شيميايي به بتن اضافه مي شود تا عمدا" حباب هاي كوچك هوا در خمير سيمان پديد بيايد. حباب هاي ايجادشده عموما" كروي شكل اند و اندازه غالب آنها mm 200-50 است. اما حباب هاي محبوس مي توانند شكلي نامنظم داشته باشند و ممكن است به بزرگي mm3 نيز برسند. از آنجا كه حفره هاي حاوي هواي محبوس و ايجاد شده در خمير بسيار بزرگتر از حفرات موئينه هستند، اثر نامطلوبي در مقاومت و نفوذپذيري بتن دارند.تاثير جنبه هاي ريز ساختاري در مقاومت و دوامصورت ريز ساختاري مانند نوع، مقدار و توزيع قسمت هاي جامد هيدراته و حفرات بر خواص اصلي مكانيكي و فيزيكي بتن سخت شده ( مثل مقاومت، دوام و پايداري ابعادي) تاثير مي گذارد. در جدول (2) دامنه تغييرات نمونه وار خواص مكانيكي بتن معمولي آمده است. عامل تعيين كننده مقاومت بتن حفرات موجود در آن است. تاثير سنگدانه با همه اهميت خود كمتر از خمير سيمان است. نسبت? مبين اين اثر است؛ به طوري كه هرچه نسبت? بيشتر باشد، فضاي موئينه خمير بيشتر، و بنابراين مقاومت آن كمتر است. اين نظر توسط پاورز در قانون نسبي فضا – ژل بيان كميّ يافته است: هرچه نسبت ژل (خمير سيمان هيدراته) به فضاي موجود براي آن بيشتر باشد، مقاومت بيشتر خواهد بود. نفوذپذيري عامل اصلي تعيين كننده دوام بتن است. نفوذ مواد شيميايي مضر و دي اكسيد كربن، و نيز خرابي ناشي از يخ زدن و آب شدن در هنگامي كه رطوبت در حد اشباع است همه با نفوذپذيري بتن ارتباط مستقيم دارند. نفوذپذيري بتن نسبت به آب تحت فشار هيدرواستاتيك (همه جانبه) عمدتا" به نفوذپذيري اجزاي خمير سيمان بتن بستگي دارد. كل آب تراوشي بايد از ميان اجزاي خمير بتن( بخش پيوسته) عبور كند و اگر نفوذپذيري خمير كم باشد، بتن نيز خواص مشابه را نشان خواهد داد.جدول 2- خواص فيزيكي و مكانيكي بتن[5]نفوذپذيري يك خمير خوب عمل آمده، با كاهش نسبت? از 8/0 به 4/0 تقريبا" 1000 برابر كم مي شود. اين كاهش زياد نفوذپذيري، نتيجه كاهش شديد اندازه موئينگي، حجم و ناپيوستگي سيستم موئينگي است، كه با كاهش نسبت? رخ مي دهد. نفوذپذيري با پيشرفت هيدراتاسيون به سرعت كاهش مي يابد، به طوري كه مثلا" نفوذپذيري خميري با نسبت? معادل 8/0 بين زمان هاي عمل آوري هفت روزه و يك ساله كاهش مي يابد. بنابراين بين نفوذپذيري خمير با نسبت? در زمان كم و نفوذپذيري خمير خوب عمل آورده شده با نسبت كم? يك ميليون برابر تفاوت وجود دارد. تجديد توزيع رطوبت و فشار حفره اي حاصل از آن كه در اثر دوره هاي يخ زدن و آب شدن ايجاد مي شود، به ميزان آب قابل انجماد، سرعت انجماد، نفوذپذيري خمير و مسافتي كه آب تا رسيدن به تعادل طي مي كند، بستگي دارد. اگر خمير آنقدر متراكم باشد كه فقط كوچكترين حفرات در بتن امكان حضور داشته باشند، احتمالا"  وقتي در معرض انجماد معمولي قرار بگيرد، دوام خواهد داشت. اگرچه به خاطر ملاحظات عملي كارايي، نسبت هاي بالاي? به كار برده مي شود و اكثر بتن هاي فاقد حباب هوا، ذاتا" مستعد خرابي ناشي از يخ زدن هستند. تنها راه براي اينكه مطمئن شويم بتن در معرض رطوبت و در حالت انجماد با دوام خواهد بود، اين است كه با به كارگيري مواد حباب ساز مناسب، يك سيستم حباب هواي مناسب را در آن ايجاد كنيم. هنگامي كه خمير سيمان هيدراته در معرض محيطي با رطوبت كم قرار مي گيرد، مصالح شروع به از دست دادن آب مي كنند، و منقبض مي شوند. در ابتدا آب آزاد موجود در روزنه هاي موئينه اي بزرگ ( >50μm) از سيستم خارج مي شود؛ زيرا، اين آب هيچ گونه پيوند فيزيكي يا شيميايي با ساختار هيدرات ها ندارد وخروج آن با انقباض همراه نيست. هنگامي كه بيشتر آب آزاد از دست رفته است و خشك شدن مداوم رخ مي دهد، از دست رفتن باز هم بيشتر آب به انقباض قابل توجهي منجر مي شود. مكانيسم هاي سبب ساز انقباض در اثر خشك شدن، سبب ساز خزش خمير سيمان نيز هستند. در موارد وقوع خزش، تداوم اعمال تنش بيروني، نيروي محرك حركت آب فيزيكي مي شود كه با جذب سطحي در لوله هاي موئينه كوچك نگهداري مي شود. كرنش خزشي حتي در 100% رطوبت نسبي(RH) هم مي تواند رخ بدهد. حجم و اندازه روزنه ها در ناحيه انتقال بيش از قسمت هاي توده ملات است. علاوه بر حجم زياد روزنه هاي موئينه، عامل اصلي ديگر در كاهش مقاومت ناحيه انتقال، وجود ريز ترك ها در آن است. كميت ترك ها به اندازه و دانه بندي سنگدانه، درصد سيمان، شرايط عمل آوري، رطوبت محيطي و سابقه حرارتي بتن بستگي دارد. ناحيه انتقال، از آنجا كه حتي پيش از بارگذاري بتن داراي ريز ترك هاست، ضعيف ترين بخش در تركيب بتن است، و بنابراين آن را ناحيه محدود كننده مقاومت بتن در نظر مي گيرند. به خاطر وجود همين ناحيه انتقال واقع در فصل مشترك دو سطح است كه ميزان تنش منجر به شكست مقاومت بتن بسيار كمتر از مقاومت سنگدانه يا ملات است. ترك هاي ريز و حفره هاي ناحيه انتقال تاثير بسياري روي سختي يا مدول الاستيسيته بتن دارند. خصوصيات اين منطقه همچنين بر دوام بتن، خصوصا" بتن مسلح پيش تنيده موثر است. افزايش نفوذپذيري در وجه مشترك فولاد و سنگدانه درشت، باعث نفوذ هوا و آب لازم براي خوردگي فولاد مي شود[6].آزمايش هاي تعيين تخلخل بتنتخلخل سنجي با جيوه:تخلخل و توزيع اندازه روزنه هاي ملات تشكيل دهنده بتن غالبا" با روش پيكنومتري و تخلخل سنجي با جيوه تعيين مي شود. تخلخل سنجي با جيوه عبارت است از وارد كردن جيوه به داخل حفره هاي خالي يك جسم با اعمال فشار. با اين روش، اندازه گيري دامنه تغييرات وسيعي از توزيع اندازه روزنه ها امكان پذير است. توزيع اندازه روزنه ها عامل مهمي براي تعيين آسيب پذيري بتن است. در برابر نفوذ نمك هاي مضر نظير كلريدها و سولفات ها به درون بتن است؛ به عنوان مثال دو نوع بتن با تخلخل كل يكسان ممكن است مقادير متفاوتي از ميزان نفوذ كلريد را نشان بدهند. اين امر با تفاوت در توزيع اندازه روزنه در دو بتن توجيه مي شود، به طوري كه كاهش نفوذ كلريد در بتن با تعداد روزنه كوچك بيشتر است.اندازه گيري سرعت پالس ماوراء صوت:استفاده از پالس ماوراء صوت به منظور بررسي بتن در اواسط دهه 1940 در كانادا و انگلستان توسعه يافت[9]. اين روش را عمدتا" براي مطالعه خرابي، ترك ها، موقعيت حفره هاي بزرگ و غير عادي در بتن سخت شده و تعيين شرايط كلي سازه هاي بتني به كار مي برند. استفاده از اين روش مخصوصا" براي تعيين وجود و وسعت ترك هاي دروني و نيز عمق ترك هاي سطحي قابل رويت سودمند است. كاربرد اين روش براي تعيين مقاومت در جاي بتن توصيه نمي شود.در اين روش امواج صوتي با فركانس زياد يا ماوراء صوت را از ميان بتن مي گذارنند. هنگامي كه امواج صوتي در ميان فضاهاي خالي در يك جسم صلب منتقل مي شوند، دامنه نوساني آنها به طور قابل توجهي كاهش مي يابد و بيشتر امواج صوتي در ناپيوستگي حاصل از فضاي خالي يا ترك ها منعكس مي شوند. اما، پالس هاي صوتي مي توانند در اطراف حفره ها يا ناپيوستگي موضعي در عضو بتني عبور كنند و اندازه زمان عبور آنها امكاني براي تعيين وجود و محل تقريبي حفره ها و ناپيوستگي ها ايجاد مي كند. بنابراين به منظور مطالعه شرايط داخلي توده بتن، اندازه گيري سرعت و دامنه نوساني پالس از ميان جسم بتني ضروري است.استفاده از بتن حباب داريكي از بزرگترين پيشرفتها در تكنولوژي بتن ابداع بتن حباب دار در اواسط دهة 1930 بود. امروزه براي بهبود مقاومت در برابر يخ زدگي – يخ گشايي در زمان تماس با آب و مواد شيميايي يخ زدا توصيه مي شود كه 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 ). افزودنيهاي حباب زا حبابهاي ايجاد شده در زمان اختلاط را تثبيت كرده، با پايين آوردن كشش سطحي آب اختلاط يكسان شدن اندازه هاي مختلف حبابهاي هوا را بهبود بخشيده، از ادغام حبابهاي هوا جلوگيري كرده و حبابها را به ذرات سيمان و سنگدانه متصل مي كنند. افزودنيهاي حباب زاي آنيوني آب گريز بوده و بار الكتريكي دارند)افزودنيهاي غيريوني يا بدون بار نيز وجود دارد ). بار الكتريكي منفي جذب دانه هاي سيمان با بار مثبت مي شود كه اين به تثبيت حبابهاي هوا كمك مي كند. افزودنيهاي حباب زا لاية نازك محكم دافع آبي مشابه با غشاء حباب صابون ايجاد مي كنند كه براي نگهداري و تثبيت حبابهاي هوا و جلوگيري از ادغام آنها از مقاومت و حالت ارتجاعي كافي برخوردار است. همچنين اين لاية نازك آب گريز، آب را از حبابهاي هوا دور نگه مي دارد. عمل هم زني و ورزدهي اختلاط مكانيكي باعث پراكنده شدن حبابهاي هوا مي شود. همچنين ذرات سنگدانه ريز به عنوان شبكه اي سه بعدي به نگهداري حبابهاي هوا در مخلوط كمك مي كند. حبابهاي هوا با حفره هاي هواي محبوس متفاوتند كه در نتيجة اختلاط، جابه جايي و بتن ريزي در تمامي بتن ها ايجاد مي شوند و تا حد زيادي تابع خصوصيات سنگدانه اند . حبابهاي هوا عمداً ايجاد شده از اندازه بسيار كوچكي با قطر 10 تا 1000ميكرومتر برخوردارند، در حالي كه حفره هاي هواي محبوس معمولاً(1mm) 1000  بار بزرگتراند. قطر اكثر حبابهاي هواي موجود در بتن طبيعي بين 10 تا 100 ميلي متراست. حبابها به هم متصل نيستند، بلكه به شكل پراكنده و به شكل اتفاقي پخش شده اند. بتن غير حباب دار با سنگدانه هاي حداكثر 25mm از مقدار هوايي در حدود 5/1% برخوردار است. همين مخلوط براي استفاده در شرايط يخبندان شديد به صورت حباب دار به مقدار هوايي در حدود 6% نياز دارد كه از هر دومورد حفره هاي هواي «محبوس» و حبابهاي هواي ريزتر تشكيل مي شود.مواد حباب زاحباب سازي در بتن با افزودن افزودني حباب زا به مخلوط كن انجام مي شود . براي اطمينان از مقدار هواي مناسب پيوسته بايد كنترل و مراقبت كافي انجام داد . افزودنيهاي حبابزاي متعدد تجاري از انواع مواد موجود ساخته مي شوند . اكثر افزودنيهاي حباب زا از يك يا چند مادة زير تشكيل شده اند : رزين چوب (رزين Vinsol )، هيدروكربنهاي سولفوناته، اسيدهاي چرب و رزين و مواد مصنوعي . افزودنيهاي حباب زا معمولاً مايع اند و نبايد منجمد شوند . افزودنيهاي اضافه شده به مخلوط كن بايد با ASTM C260 مطابقت داشته باشند . به دليل تفاوتهاي موجود در نسبت سنگدانه ها و دانه بندي، زمان اختلاط، دما و اسلامپ، مي توان تغييراتي را در مقدار هوا انتظار داشت . ترتيب پيمانه و مخلوط كردن اجزاي بتن در زمان استفاده از افزودني حباب زا تاثير مشخصي بر مقدار حبابهاي هوا دارد . بنابراين براي حفظ كنترل كافي ، يكنواختي در عمليات پيمانه كردن امري ضروري است. زماني كه مقدار حبابهاي هوا بيش از حد زياد است ، به كمك يكي از مواد كف زداي زير (افزودني هوازدا) مي توان آن را كاهش داد . تري بوتيل فسفات ، دي بوتيل فتالات ، اوكتيل الكل ، استرهاي نامحلول اسيد كربنيك و اسيد بوريك و سيليكونها . براي كاهش هوا تا حد مشخص شده تنها بايد از كمترين مقدار مادة كف زداي ممكن استفاده كرد . مادة كف زداي اضافي ممكن است بر روي خصوصيات بتن تاثير منفي داشته باشد.مقاومت در برابر يخ زدگي – يخ گشايي:مقاومت بتن سخت شده در برابر يخ زدگي – يخ گشايي در شرايط مرطوب حتي در صورت استفاده از مواد يخ زدايي مختلف با استفاده از حبابهاي هواي عمداً ايجاد شده بهبود پيدا مي كند .با منجمد شدن آب موجود در بتن مرطوب، در لوله هاي مويينه و منافذ موجود در خمير سيمان و سنگدانه ها فشارهاي اسمزي (تراوندگي) و هيدروليكي ايجاد مي شود. چنانچه فشار از مقاومت كششي خمير سيمان يا سنگدانه تجاوز كند، فضاهاي خالي گشاد و گسيخته مي شوند. تاثير تجمعي چرخه هاي متوالي يخ زدگي، يخ گشايي و گسيختگي خمير سيمان و سنگدانه ها در نهايت باعث انبساط چشم گير و تخريب بتن مي شود. اين تخريب به شكل ترك خوردگي، پوسته شدگي و خردشدگي ظاهر مي شود. در  [10] (Powers, 1965)و(Pigeon and Pleau ,1995)  [11]به وسعت به بررسي مكانيزمهاي عملكرد انجماد پرداخته شده است  .فشارهاي هيدروليكي در اثر انبساط 9 درصدي آب در زمان انجماد ايجاد مي شوند. در اين فرآيند بلورهاي يخ رشد كننده جاي آب منجمد نشده 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 مي شود . 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. (Powers, 1965)  با منجمد شدن آب خالص، مقدار قليايي موجود در آب غير منجمد مجاور افزايش پيدا مي كند. محلول پرقليايي حاصل از طريق مكانيزم اسمزي، آب محلولهاي كم قلياتر موجود در منافذ را مي كشد. اين انتقال اسمزي آب تا ايجاد تعادل در مقدار قلياي محلولها ادامه پيدا مي كند. فشار اسمزي (در صورت وجود) در عملكرد انجمادي سنگدانه ها عامل جزيي تلقي مي شود، در حالي كه در برخي از خميرهاي معين سيمان ممكن است حالت غالب داشته باشد. فشار اسمزي در «پوسته شدگي نمكي » عامل اصلي 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 كه اكثر منافذ موجود در خمير سيمان و برخي سنگدانه ها براي تشكيل بلورهاي يخ بيش از حد كوچك اند، آب تلاش مي كند تا به مكانهايي حركت كند كه امكان انجماد آن وجود دارد. حبابهاي هوا، محفظه هاي خالي موجود در خمير سيمان اند كه با فراهم ساختن امكان ورود آب انجمادي و مهاجر، فشارهاي پيش گفته را تخفيف داده و از آسيب ديدگي بتن جلوگيري مي كنند. با ذوب شدن يخ بخش اعظم آب به دليل پديدة مويينگي و فشار ناشي از هواي فشردة موجود در حبابهاي هوا به لوله هاي مويينه باز مي گردد. بدين ترتيب حبابها براي حفاظت از بتن در مقابل چرخة بعدي يخ زدگي – يخ گشايي آماده اند.(Lerch, 1960)و (Powers ,1955) و( (Powers 1965فشار ايجاد شده توسط آب در اثر انبساط آن در زمان انجماد به مقدار زيادي به فاصلة حركت آب تا نزديكترين حفرة هوا جهت تخفيف فشار بستگي دارد. بنابراين حفره ها بايد به اندازة كافي به هم نزديك باشند تا فشار به كمتر از حد مقاومت كششي بتن كاهش پيدا كند. همچنين مقدار فشار هيدروليكي 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  [12] 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 فاصلة سيستم حفره هاي هوا را بايد مطابق با استاندارد [13]ASTM C457 و با استفاده از ضريب بزرگنمايي 100 تا 125 تعيين كرد. چنانچه ميانگين تمامي آزمايشهاي ضريب فاصله اي كمتر 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% مرز پاييني مشخص شده در CSA A23.1 براي بتني با سنگدانه هاي 20mm كه در معرض شرايط گروه C-1 يا C-2  قرار دارد بايد از حداقل مقدار هواي 5% برخوردار باشد تا رضايت بخش در نظر گرفته شود. براي بتن با كارايي بالا با نسبت آب – مواد سيماني 36/0 يا كمتر ، 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 اطلاعات حاصل از آزمايشهاي انجام شده بر روي استوانه هاي بتني ساخته شده با همان مصالح، نسبتهاي مخلوط و روشن اختلاطي تعيين كرد كه در پروژه مورد استفاده قرار مي گيرند . چنانچه كارفرما كنترل سيستم حفره هاي هوا را در ضمن ساخت ضروري بداند ، آزمايشها را بايد بر روي استوانه هايي انجام داد كه از همان بتن تحويلي محل پروژه ساخته شده اند . در حالت دوم اين الزام را بايد به روشني در مشخصات فني پروژه ذكر كرد. روش كنترل كارگاهي تنها در برگيرندة اندازه گيري حجم هواي موجود در بتن تازه مخلوط شده است . در شكل رابطه ميان ضريب فاصله و كل مقدار هوا به تصوير كشيده شده است. اندازه گيري حجم هوا به تنهايي امكان ارزيابي خصوصيات مهم سيستم حفره هاي هوا را فراهم نمي سازد . با اين حال زماني كه حجم هواي موجود در بخش ملات بتن (مصالح عبوري از الك5 (حدود  (1mm ) 9%[14] (Klieger ,1952) يا حدود 18% حجم خمير سيمان است، حباب سازي معمولاً براي مقاومت در برابر يخ زدگي – يخ گشايي موثر تلقي مي شود. با ميزان مصرف يكساني از افزودني به 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 اندازة20 mm 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  (Pinto and Hover, 2001) به موضوع مقدار هواي خمير سيمان در رابطه با مقاومت يخ زدگي پرداخته شده است.كل مقدار هواي لازم بتن از نظر دوام با كاهش حداكثر اندازه سنگدانه ها (به دليل حجم خمير سيمان بيشتر) و شديدتر شدن شرايط، درمعرض افزايش قرار مي گيرد.بیشتر بدانیم : طراحی و ساخت صفحات تصفیه آب آشامیدنیعوامل موثر در مقدار هواسيمان : با افزايش مقدار سيمان، مقدار هواي حاصل از مصرف مقدار معيني از افزودني حباب زا به ازاي هر واحد سيمان در محدودة معمول مقدار سيمان كاهش پيدا مي كند . با افزايش مقدار سيمان از 240 به 530 كيلوگرم در هر متر مكعب، براي حفظ مقدار هواي ثابت بايد ميزان مصرف افزودني حباب زا را دو برابر كرد. به هر حال بررسيها نشان مي دهد كه در صورت انجام اين كار ضريب فاصلة حفره هاي هوا معمولاً با افزايش مقدار سيمان كاهش پيدا مي كند و با مقدار هواي معين، سطح مخصوص افزايش يافته و بنابراين دوام بهبود پيدا مي كند. سيمانهاي پرقليا با مقدار مادة حباب زاي يكسان نسبت به سيمانهاي كم قليا مقدار هواي بيشتري را در خود نگه مي دارند .سنگدانه درشت: اندازة سنگدانه هاي درشت تاثير مشخصي بر مقدار هواي هر دو بتن حباب دار و غير حباب دار دارد . زماني كه اندازه سنگدانه ها به بيش از mm40 افزايش پيدا مي كند، تغيير مقدار هوا ناچيز است.سنگدانه ريز : مقدار سنگدانه هاي ريز مخلوط بر روي درصد حبابهاي هوا تاثير گذار است . افزايش مقدار سنگدانه هاي ريز باعث مي شود تا با مقدار مشخصي از افزودني حباب زا،  مقدار هواي بيشتري ايجاد شود ( در بتن غير حباب دار نيز هواي بيشتري توليد مي شود . ) ذرات سنگدانه هاي ريز عبوري از الكهاي 160 تا 630 نسبت به ذرات بسيار ريز يا درشت تر هواي بيشتري محبوس مي كنند. مقادير قابل توجه مصالح عبوري از الك 160 باعث كاهش مشخص حبابهاي هوا مي شوند .آب اختلاط و اسلامپ : افزايش آب اختلاط ، آب بيشتري براي توليد حبابهاي هوا در اختيار مي گذارد و بدين ترتيب با افزايش اسلامپ به حدود 150 يا mm175 ، مقدار هوا افزايش پيدا مي كند . افزايش نسبت آب – مواد سيماني از 4/0 به 1 مي تواند به افزايش 4 درصدي مقدار هوا منجر گردد . بخشي از افزايش هوا به دليل رابطة ميان اسلامپ و مقدار هوا است . حتي زماني كه نسبت آب – مواد سيماني ثابت نگه داشته مي شود ، مقدار هوا با اسلامپ افزايش پيدا مي كند . ضريب فاصلة سيستم حفره هاي هوا نيز افزايش پيدا مي كند . بدين مفهوم كه حفره ها با نسبت آب – مواد سيماني بالا بزرگتر شده و بدين ترتيب دوام بتن در برابر يخ زدگي – يخ گشايي كاهش پيدا مي كند (Startk, 1986) .اسلامپ و لرزش: براي مقدار ثابتي از افزودني حباب زا ، مقدار هوا با افزايش اسلامپ تا حدود 150 يا mm175 افزايش پيدا مي كند و سپس با افزايش بيشتر اسلامپ كاهش مي يابد. اما به هر حال با هر مقدار اسلامپ ، حتي لرزش 15 ثانيه اي نيز باعث كاهش قابل توجه مقدار هوا مي شود . بايد از لرزاندن طولاني بتن خودداري كرد.بیشتر بدانیم : رویکردی دوباره به استفاده از مخازن سنتی ذخیره آبدماي بتن: دماي بتن بر روي مقدار هوا تاثير گذار است. با افزايش دماي بتن به ويژه زماني كه اسلامپ افزايش مي يابد، مقدار هواي ايجاد شده كاهش پيدا مي كند. اين موضوع به ويژه در زمان بتن ريزي در هواي گرم كه بتن كاملاً گرم است اهميت دارد ، در صور ضرورت براي جبران كاهش مقدار هوا مي توان مقدار افزودني حباب زا را افزايش داد. در بتن ريزي در هواي سرد چنانچه براي بتن سازي از آب اختلاط گرم استفاده شود ؛ افزودني حباب زا ممكن است بخشي از تاثير خود را از دست بدهد . براي جبران اين افت ، چنين افزودني هايي را بايد پس از يكسان شدن دماي اجزاي بتن به آن اضافه كرد. اگر چه دماي افزايش يافتة بتن در زمان اختلاط معمولاً از حجم هوا كم مي كند، اما تاثير آن بر ضريب فاصله و سطح مخصوص جزيي است.افزودنيها و مواد رنگي : مواد رنگي مانند دودة كربن معمولاً مقدار هواي ايجاد به ازاي مقدار معيني از افزودني را كاهش مي دهند . اين موضوع به ويژه در مورد مواد رنگي با درصد زيادي از كربن صادق است.استفاده از بتن گوگردي به عنوان بتن غير قابل نفوذ: گوگرد زرد از مشتقات نفت و گاز علاوه بر مصارف صنعتی میتواند در ساخت سازه های ساختمانی از قبیل  پل، سازه های دریائی، قطعات پیش ساخته،جدول خیابان وسازه های انتقال آب و تصفیه فاضلاب بیش از بتن مورد استفاده  قرارگیرد. در کشور های صنعتی مانند کانادا که گوگرد بحد وفور یافت میشود، عملاً بجای سیمان و قیر مصرف میشود. هر جا که عوامل طبیعی و شرایط صنعتی موجبات عدم پایداری سازه های بتنی را فراهم میآورند، بتن گوگردی استفاده می گردد.  برای ساخت  بتن و آسفالت گوگردی، لازم است گوگرد را ذوب کرده، سپس با ماسه و شن مخلوط کرد، درست مانند تهیه بتن و آسفالت. در سال 1365 در آزمایشگاه مکانیک خاک شرکت نفت مناطق نفت خیزجنوب در اهواز مراحل تهیه بتن گوگردی آغاز و در سال 1367 در سطح آزمایشگاهی به پایان رسید. برای تکمیل آن در سال 1990 تحت عنوان    "SULFUCRETE " بنام دکتر منوچهر امامقلی بابادی در انجمن سوخت انگلستان به ثبت رسیده است. مقاومت نمونه های گوگردی بدست آمده معادل حداقل 500 و حداکثر 900 کیلوگرم برسانتیمتر مربع بوده است و از طرفی دوام در محیط های اسیدی، قلیائی واشباع از آب نمک وشرایط فاضلاب بی پایان است. جسم بدست آمده میل ترکیبی با هیچ عنصری ندارد و  غیر قابل نفوذ است. بتن گوگردی با هیچیک از عناصر شیمیائی واکنش نداشته و در برابر تمام شرایط سخت اقلیمی کاملاً پایدار است. و دمای قابل تحمل آن از منفی40 تا113+ درجه سانتی گراد میباشد. اقتصادی بودن بتن گوگردی نسبت به بتن متداول ارزانتر است و عیار آن در سازه کمتر از سیمان است. استفاده از بتن گوگردی را در پروژه های  دریائی، سیستمهای  زهکشی در پالایشگاه پتروشیمی، کارخانه های صنعتی و مخازن نگهداری مواد شیمیائی و لوله های انتقال  مواد شیمیائی و فاضلاب وکانالهای آبیاری که در معرض خورندگی شدید هستند مي باشد.بیشتر بدانیم : بررسي عوامل موثر برآب بند نمودن ساختار جسم بتننتيجه گيرينفوذپذيري كم را عامل كليدي بتن بادوام تشخيص داده اند كه عوامل موثر در نفوذپذيري عبارتنداز نسبت? ، مقدار سيمان، عمل آوري و درجه ي تراكم. نسبت? بالا، باعث آب افتادگي، جدايي مخلوط و افزايش تخلخل در سراسر بتن مي شود. در نتيجه بتن، نسبت به نفوذ رطوبت و تهاجم مواد شيميايي آسيب پذيرتر خواهد شد. اگر مخلوط بتن طوري طراحي شود كه بتن سخت شده سيستم حفره هاي هواي كافي در برداشته باشد، مي توان از خرابي ناشي از دوره هاي يخ زدن و آب شدن اجتناب كرد. ايجاد اين خاصيت در بتن به خصوص زماني كه بهره برداري از بتن در شرايط اشباع باشد، ضروري است. امروزه براي بهبود مقاومت در برابر يخ زدگي – يخ گشايي در زمان تماس با آب و مواد شيميايي يخ زدا توصيه مي شود كه تقريباً در تمامي بتنها از حباب سازي استفاده مي شود. حبابهاي هوا، محفظه هاي خالي موجود در خمير سيمان اند كه با فراهم ساختن امكان ورود آب انجمادي و مهاجر، فشارها را تخفيف داده و از آسيب ديدگي بتن جلوگيري مي كنند. با ذوب شدن يخ بخش اعظم آب به دليل پديدة مويينگي و فشار ناشي از هواي فشردة موجود در حبابهاي هوا به لوله هاي مويينه باز مي گردد. بدين ترتيب حبابها براي حفاظت از بتن در مقابل چرخة بعدي يخ زدگي – يخ گشايي آماده اند ضريب فاصلة سيستم حفره هاي هوا را بايد مطابق با استاندارد ASTM C457 با اطلاعات حاصل از آزمايشهاي انجام شده بر روي استوانه هاي بتني ساخته شده با همان مصالح، نسبتهاي مخلوط و روش اختلاطي تعيين كرد كه در پروژه مورد استفاده قرار مي گيرند. بتن گوگردی میل ترکیبی با هیچ عنصری ندارد و  غیر قابل نفوذ است. بتن گوگردی با هیچیک از عناصر شیمیائی واکنش نداشته و در برابر تمام شرایط سخت اقلیمی کاملاً پایدار است بنابراين بسته به شرايط محيطي،  مي تواند گزينه مورد قبولي باشد.منبع : سایت بتن پلاست شیمیایی ساختمان شیمیایی ساختمان Sun, 07 May 2023 13:32:30 +0330 https://virgool.io/@m_64056169/%D8%A8%D8%B1%D8%B1%D8%B3%DB%8C-%D9%85%D8%B4%D8%AE%D8%B5%D8%A7%D8%AA-%D8%B9%D9%85%D9%88%D9%85%DB%8C-%D9%88-%D8%B3%D8%A7%D8%B2-%D9%88-%DA%A9%D8%A7%D8%B1-%D8%B9%D9%85%D9%84-%D9%81%D9%88%D9%82-%D8%B1%D9%88%D8%A7%D9%86-%DA%A9%D9%86%D9%86%D8%AF%D9%87-%D9%87%D8%A7-fwpb6keeynld كيدهفوق روان کننده ها یا فوق کاهنده های آب موادی هستند که امکان افزایش کارایی یک مخلوط بتنی را در نسبت آب به سیمان ثابت و یا امکان کاهش مقدار آب را برای رسیدن به یک مقدار روانی مشابه با مخلوط شاهد را با تأثیر بیشتر در مقایسه با روان کننده ها فراهم میکنند. مدت اثر این مواد موقتی است و طول مدت اثر آن بسته به نوع و ترکیب شیمیایی این مواد متغیر میباشدفوق روان کننده ها (فوق کاهنده های آب) جهت حصول روانی بیشتر یک مخلوط بتنی بدون افزایش مقدار آب و با حفظ نسبت آب به سیمان در عملیات بتن ریزی و تسهیل مراحل اجرای بتن استفاده میشوند. در این صورت دستیابی به خواص مطلوب مقاومتی و دوام بتن با کاهش مقدار آب در یک مخلوط بتنی و با حفظ مقدار روانی امکانپذیر است. این مواد به دلیل خواص ممتاز در ایجاد روانی بیشتر و امکان کاهش بیشتر آب مخلوط از افزودنیهای روان کننده متمایز گردیده اند. در این مقاله ابتدا به بررسی ساختار مولکولی انواع پر مصرف فوق روان کننده ها پرداخته سپس به ساز و کار عمل و نیز مشخصات آنها پرداخته می شود .سوالات تحقيق:ساز و کار افزایش کارایی بتن توسط فوق روان کننده ها چگونه است؟روش تحقیق:جستجو در نشریات تخصصی و نیز مدارک فنی مدوننتیجه گیری:به علت به دست آمدن خواص بسیار مطلوب در بتن تازه و سخت شده تولید و افزایش دانش اجرایی  کاربرد فوق روان کننده هادر بتن باید در جامعه عمرانی کشور رواج بیشتری بگیرد.كلمات كليدي: فوق روان کننده، ملامین سولفونات ، نفتالین سولفونات ،پلی کربوکسیلاتها1.مقدمهفوق روان کننده ها روان کننده هایی هستند که توانایی زیادی در  کاهش نسبت آب به  سیمان با روانی ثابت یا حتی روانی های بالاتر دارند. در سال 1932 یک شرکت آمریکایی اولین نوع فوق روان کننده ها را که بر پایه نفتالین‌ فرمالدئیدسولفونات  بود را اختراع و ثبت  وتولید نمود. در  اواسط دهه30  میلادی به بعد نیز نوع دیگری از فوق روان کننده ها  که بر پایه لیگنوسولفونات‌ها بود روانه بازار شد] 2[.تا کنون ترکیبات مختلف  شیمیایی  دیگری نیزساخته شده که باعث  حاصل شدن روانی ها ی بالاتر و کارایی های بهتر در در بتن می گردد که در ادامه به معرفی آنها می پردازیم.بیشتر بخوانیم : طراحی و ساخت صفحات تصفیه آب آشامیدنی با استفاده از بتن پلیمری2.طبق بندی فوق روان کننده ها به لحاظ ترکیب شیمیاییفوق روان کننده های موجود در بازار  و مورد مصرف در مخلوط های بتنی رامی توان بر اساس ترکیبات شیمیایی موجود در آنها در گروههای اصلی زیر طبقه بندی کرد:بتانفتالین سولفونات فرمالدئید تغلیظ شده -ملامین سولفونات فرمالدئید تغلیظ شده -لیگنوسولفوناتهای اصلاح شده(شکل 1)-شکل 1-ساختار مولکولی فوق روان کننده بر پایه لیگنو سولفوناتاسترهای اسیدهای سولفونیک-نمک اسیدهای کربوکسیلیک یا هیدروکربوکسیلیک-اسیدهای پلی کربوکسیلیک-بسیاری از مواد با ترکیبات شیمیایی متفاوت نیز وجود داشته که قابلیت ایجاد روانی را در مخلوطهای بتنی دارند اما هنوز به نتوانسته اند سهمی از بازار فروش فوق روان کننده ها را به خود اختصاص دهند لذا در دسته بندی فوق جایی برای آنها در نظر گرفته نشده ]1[. اصولاٌ در ایران از فوق روان کننده های بر پایه نفتالین استفاده بیشتری می شود. می توان از فوق روان کننده های بر پایه ملامین نیز به عنوان رقیبی برای فوق روان کننده های بر پایه نفتالین نام برد. از فوق روان کننده های بر پایه پلی کربوکسیلیک نیز به علت کاهندگی  بسیارشدید آب و نیز روانی های بسیار بالا می توان برای تولید بتن های خود تراکم استفاده نمود]4[. به علت خواص بسیار مطلوب استفاده از این نوع فوق روان کننده در بازار ایران در حال افزایش است.3.ساز و کار عملکرد انواع فوق روان کننده بر پایه ملامین و نفتالینمکانیزم کار افزودنیهای فوق کاهنده آب با اساس ملامین (شکل 2) و نفتالین(شکل 3) بر پایه جذب سطحی قسمت آنیونی افزودنی و سطح تماس آن با آب خالص است و به سطح مشترک آنها بستگی دارد. سر غیرقطبی پلیمر قسمتی است که باعث جذب سطح سیمان میشود و آبدوست بودن این قسمت سبب میل مخلوط به سوی انحلال میشود. تأثیر اساسی را افزایش بار منفی روی دانه های سیمان میگذارد بدین ترتیب که ذرات سیمان یکدیگر را دفع میکنند (دافعه الکترواستاتیکی) و پراکندگی بوجود می آید. بنابراین نیاز به آب کمتر شده که برای تهیه بتن با کارایی مناسب یک عامل ایده آل محسوب میشود. بدون استفاده از افزودنیهای فوق کاهنده آب، این ذرات ریز گرایش به لخته شدن دارند که این پدیده به خاطر جاذبه نیروهای مخالف سطح ذرات مجاور است]1[و]5[ .شکل 2-ساختار مولکولی فوق روان کننده بر پایه ملامینشکل 3-ساختار مولکولی فوق روان کننده بر پایه نفتالینبیشتر بدانیم : رویکردی دوباره به استفاده از مخازن ذخیره آب4.ساز و کار عملکرد انواع فوق روان کننده بر پایه پلی کربوکسیلیکافزودنیهای فوق کاهنده آب با اساس کربوکسیلیک (شکل4)بیش از افزودنیهای فوق کاهنده آب با اساس نفتالین یا ملامین، مکانیزم دوگانه الکترواستاتیک و دافعه را تقویت مینمایند و پراکندگی سیمان را کنترل میکنند و نقش بهتری را در روان کنندگی بتن بازی می کنند. . مکانیزم عملکرد مواد فوق روانکننده (فوق کاهنده آب) اساساً به قابلیت آنها در جذب سطحی ذرات سیمان و اصلاح خواص و رفتار رئولوژی ماتریس سیمان مربوط است]1[و]5[ مقدار و قدرت جذب سطحی این مواد بستگی به ترکیب شیمیایی و معدنی سیمان، ریزی آن و همچنین مقدار فاز C3A دارد.شکل 4-ساختار مولکولی فوق روان کننده بر پایه پلی کربوکسیلاتافزایش روانی و کارایی بتن که با استفاده از این مواد بدست می آید را میتوان به علل زیر مربوط دانست.- به مقدار پتانسیل زتا (zeta) در لایه دوگانه الکتریکی که در سطح ذرات سیمان توسط گروههای قطبی زنجیرههای فوقروانکننده جذب شده شکل گرفته است.- به وزن مولکولی ماده افزودنی فوق روانکننده (فوق کاهنده آب)کاهش روندافت کارایی در مخلوط بتنی به روند کند کردن هیدراسیون سیمان بوسیله این مواد مربوط میشود. با کند شدن هیدراسیون افت کارایی کمتری در بتن تازه رخ میدهد]1[ .حالتهای استفاده انواع فوق روان کننده هامواد فوق روان کننده (فوق کاهنده آب) میتوانند در دو حالت مورد استفاده قرار بگیرند. در یک حالت میتوانند روانی بیشتری را در یک نسبت آب به سیمان ثابت در مقایسه با بتن شاهد ایجاد کند (فوق روان کننده) و در حال دیگر باید قادر باشند تا یک روانی ثابت را در مقایسه با یک بتن شاهد با کاهش آب مخلوط فراهم کنند (فوق کاهنده آب) كه در هر یک از این حالات مورد استفاده قرار گیرند دارای اثراتی بر خواص بتن تازه و سخت شده هستندکه شامل افزایش وزن مخصوص بتن تازه،افزایش کارایی و چسبندگی و افزایش پمپاژ پذیری و...افزایش مقاومت و تراکم در حالت کاهش آب اختلاط می باشد]1[.6.مشخصات کاربردی فوق روان کننده هاانواع فوق روان کننده ها دارای مشخصات خاصی از قبیل رنگ،بو،دزاج مصرف  به قرار زیر هستند که می توان آنها را بدین وسیله تشخیص داد.بیشتر بدانیم : مخازن ذخیره آب شرب کامپوزیتی1.6 رنگ فوق روان کننده هامی توان به وسیله رنگ فوق روان کننده ها آن ها را از هم تشخیص داد.فوق روان کننده های بر پایه ملامین دارای رنگ زرد شفاف هستند. فوق روان کننده های بر پایه نفتالین به رنگ قهوهای سوخته و کدر می باشند و فوق روان کننده های بر پایه کربوکسیلیک دارای رنگ قهوه ای روشن و شفاف می باشند]3[.2.6 بوی فوق روان کننده هامعمولاٌ به علت استفاده از ترکیبات فرمالدهید در ساختار فوق روان کننده های بر پایه ملامین و نفتالین این دو محصول دارای بوی تند هستند.3.6دزاج مصرف فوق روان کننده هاغا لباٌ دزاج مصرف فوق روان های بر پایه نفتالین و ملامین  توسط کارخانه سازنده حدود 1 تا 5/2درصد وزنی سیمان توصیه می شود]3[. میزان دزاج مصرف  شدیداً تابع نسبت آب به ماده خشک فوق روان کننده است .دزاج مصرف فوق روان کننده بر پایه پلی کربوکسیلیک بین 2/0 تا7/0 بنا به توصیه کارخانه سازنده متغیر]3[ و این نوع مواد روانی های بسیار بالاتری در بتن حاصل می کنند.استفاده از دزاج های بالای مصرف باعث جداشدگی ریز دانه، درشت دانه و دوغاب سیمان از یکدیگر می شود.4.6اثرات فوق روان کننده ها بر بتن تازه و سخت شدهدر حالت کاهش نسبت  آب به سیمان با روانی ثابت معمولاً روند کسب مقاومت سریعتر بوده و مقاومت های بالاتری نسبت به نمونه شاهد حاصل می شود.اصولاً در این حالت بتن متراکم تر بوده و دارای وزن مخصوص بیشتری است. به دلیل تقویت ریز ساختار به خاطرکاهش نسبت آب به سیمان نفوذ پذیری کمتر است]5[.جمع بندی و نتیجه گیریبا توجه به این که در کشور های پیشرفته هیچ بتنی بدون افزودن فوق روان کننده یا روان کننده ساخته نمی شود. به علت به دست آمدن خواص بسیار مطلوب در بتن تازه و سخت شده تولید و افزایش دانش اجرایی  کاربرد فوق روان کننده هادر بتن باید در جامعه عمرانی کشور رواج بیشتری بگیرد.قدردانيبا تشکر فراوان از مدیریت  محترم شرکت فاتح نام آسیا جناب آقای مهندس یوسفی و نیز مدیریت محترم شرکت رزین سازان فارس جناب آقای مهندس شاه علی  به پاس رهنمود هایشانمنبع : سایت بتن پلاست شیمیایی ساختمان شیمیایی ساختمان Wed, 03 May 2023 13:32:05 +0330 https://virgool.io/@m_64056169/%D9%85%D8%AE%D8%A7%D8%B2%D9%86-%D8%B0%D8%AE%D9%8A%D8%B1%D9%87-%D8%A2%D8%A8-%D8%B4%D8%B1%D8%A8-%D9%83%D8%A7%D9%85%D9%BE%D9%88%D8%B2%D9%8A%D8%AA%D9%8A-j1pr7guliazr چكيدهبا توجه به نقش واهمیت تامین آب شرب و بهداشتی مورد مصرف اقشار مختلف مردم در شهرها و روستاهای کشور و بالا بردن میزان بهره برداری از منابع و کاهش مشکلات فراروی تاسیسات و ابنیه ،ذخیره سازی آب شرب از جایگاه ویژه ای برخوردار است . امروزه يكي از دغدغه هاي صنعتگران و كارفرمايان ، ساخت مخازني با ظرفيت بالا و هزينه نگهداري كم و در عين حال با معماري خاص و زيبا و هماهنگ با محيط اطراف بوده است.سوالات تحقيق:در این تحقیق در خصوص استفاده از  از مخازن ذخيره كامپوزيتي كه شامل يك بخش فولادي مانع نفوذ آب جهت ذخيره و بخش بتني با كاربردي چند گانه به صورت تك ستون كه نقش سازه اي را ايفا مي كند مورد بررسی قرار گرفته است.روش تحقیق:دراين تحقيق بعد از مروري بر  تاريخچه استفاده از مخازن ذخيره آب شرب كامپوزيتي در نقاط مختلف دنيا به نحوه ساخت و اجراي بخش هاي مختلف بر اساس استاندارد هاي (AWWA D170  - ACI  )  مي پردازد.سپس انواع مخازن كامپوزيتي متداول مورد مقايسه قرار مي گيرد و همچنين تفاوت اين نوع از مخازن به لحاظ هزينه و تجهيزات نگهداري با ديگر مخازن مورد مطالعه قرار گرفته ودر نهايت به جنبه هاي معماري و زيبايي و هماهنگي اين نوع مخازن با محيط اطراف پرداخته است .نتیجه گیری:مخازن ذخيره آب شرب كامپوزيتي در مقايسه با مخازن  بتني و فولادي  داراي ويژگي هاي منحصربفردي مانند  مقرون به صرفه بودن در ظرفیت های بالا و کاربرد چندگانه فضای داخلی بخش بتني و معماری خاص و زیبا و هماهنگ با محیط اطراف و هزینه پایین نگه داری و . . .  مي باشند كه سبب شده امروزه ساخت  اينگونه مخازن در بسياري از كشور ها رایج شده ودر کشورمابا توجه به نیاز  به ساخت مخازن با حجم بالا در بعضی مناطق ، می تواند  جایگزینی مناسب برای سایر مخازن اعم از بتنی و فولادی گردد.مقدمهامروزه  ساخت مخازن تامین آب شرب بهداشتی و سالم برای مردم شهرهاو روستاها از اهمیت ویژه ای برخوردار شده است بر این اساس مخازن زمینی و هوایی متعددی در نقاط مختلف بر حسب نیاز با مصالح و ترکیب هاو ظرفيت هاي مختلف در حال ساخت می باشد و همواره در ساخت مخازن به مسائل طراحی ، ملاحظات اجرایی بر اساس آیین نامه های مربوطه ، ظرفیت بالا و هزینه های نگهداری کم توجه ویژه ای  می شود .شكل 1- مخازن ذخيره آب شرب كامپوزيتياز طرفی استفاده ازمصالح نوین و تنوع در ساخت مخازن بسیاری از کارفرمایان و صنعتگران را برآن داشت تا به فکر ساخت مخازن کامپوزیتی بیفتندکه استفاده از این نوع مخازن که شامل یک بخش فولادي مانع نفوذ آب جهت  ذخيره و بخش بتني با كاربردي چند گانه به صورت تك ستون كه نقش سازه اي را ايفا مي كند گسترش پيدا كرده است.از جمله ویژگی های مهم این مخازن مقرون به صرفه بودن در ظرفیت های بالا و کاربرد چندگانه فضای داخلی بخش بتني و معماری خاص و زیبا و هماهنگ با محیط اطراف و هزینه پایین نگه داری اشاره کرد .2.تاريخچهساخت مخازن ذخیره آب به فرم های مختلف در سال 1800 میلادی شروع شد و ایده بکارگیری از مخازن کامپوزیتی برای اولین بار در اواخر دهه 1970 در کانادا ودر نیمه آخر دهه 1980 در آمریکا  شكل گرفت ، بطوریکه در سال 1978 شرکت لند مارک مخزن کامپوزیتی مدرنی در کانادا بنانهاد و در سال 1985 اولین مخزن کامپوزیتی در تگزاس آمریکا ساخته شد .اگر چه تکنولوژی ساخت مخازن زمینی و هوایی پیش ساخته گسترش پیدا کرده است اما در سال های اخیرتعداد زیادی از این نوع مخازن نيز در نقاط مختلف مخصوصا در آمریکا ساخته شده است .در شکل های زیر روند ساخت مخازن کامپوزیتی در بین سال های 1978 تا 2001 در آمریکا به وضوح دیده میشود.شكل 2- مخازن ساخته شده در بين سال هاي 1978تا 1985شكل 3- مخازن ساخته شده در بين سال هاي 1978تا 1993 شكل 4- مخازن ساخته شده در بين سال هاي 1978تا 2001 این مخازن بطور معمول و متداول در ظرفیت های 500000 تا 3000000 گالن ( معادل  1900 تا 11000 متر مکعب ) و با ارتفاع پایه ستون بتنی 8 تا 60 متری ساخته می شوند که امروزه در آمریکا مخزنی با حجم 11000 متر مکعب و ارتفاع پایه بتني 70 متری نیز ساخته شده است . در شکل زیرتعداد  مخازن ساخته شده  بین سال های 1978 تا 2001 در آمریکا را نشان می دهد .شكل 5- تعداد مخازن ساخته شده در بين سال هاي 1978تا 2001 3.استانداردهاهمانطوریکه می دانیم ساخت اينگونه سازه ها  نیاز به محاسبات و طراحی بر اساس استاندارد های رایج و همچنین تجربه مهندسین و پیمانکاران دارد.در ابتدا نبود استاندارد مناسب و دانش كافي جهت طراحي و ساخت، سبب بروز مشكلات زيادي براي طراحان ومهندسين شده بود . انجمن فعاليت هاي آبي آمريكا(AWWA)   در سال 1992 شروع به تدوين و جمع آوري اطلاعات درخصوص طراحي و ساخت و نگهداري اين مخازن كرد . بطوريكه كميته AWWA D170 (استاندارد مخازن ذخيره آب كامپوزيتي آمريكا ) منحصرا به اين كار پرداخت و در سال 2003 اكثرموارد آن به تصويب رسيد.همچنين در سال 1992 انجمن بتن آمريكا (ACI) در كميته 371 با عنوان (ACIR371 ) نيز شروع به انتشار آيين نامه اي با عنوان آناليز و طراحي و ساخت مخازن بتني كامپوزيتي كرد،كه در اين آيين نامه به نحوه تعيين و تخمين بارها روي سازه و طراحي ستون بتني و فونداسيون و نگهداري اين سازه پرداخته است . در بخش هايي از آن به مقايسه اين مخازن با مخازن بتني نيز اشاره دارد .4.مشخصات وویژگی های مخازن کامپوزیتیاین مخازن نسبت به مخازن دیگر ویژگی های خاص و منحصر به فردي  دارد که در زیر به معرفي بخش هايي از آن می پردازیم .4-1.مشخصاتاين مخازن مي تواند به فرم هاي گوناگوني ساخته شوند كه در شكل زير برخي از قسمت هاي آن را مي توانيم مشاهده كنيم.شكل 6- معرفي قسمت هاي مختلف بك مخزن كامپوزيتي خاص در جدول زير مشخصات برخي از مخازن ساخته شده در نقاط مختلف و ظرفيت آن ها قابل مشاهده است.جدول شماره 1- مشخصات مخازن كامپوزيتي ساخته شده 4-2. نگهداریü سازه بتنی مخزن نیاز به حد اقل نگهداری  دارد.ü دسترسی به تمام سطوح بیرونی مخزن براحتی صورت میگیرد .4-3. کاربرد دوگانه بخش بتنیü استفاده دوگانه از بخش های داخلی ستون بتنی به عنوان دفتر ادارات ، اتاق جلسات ، ایستگاه پمپاژ و دپارتمان های تعمیر و نگهداری و . . . .ü بتن بکار رفته بصورت مسلح می باشد که به راحتی با مخزن فولادی اتصال برقرار میکند.ü لوله هاي داخلی با حد اکثر خم شدگی در داخل ستون قابل دسترس هستند . شكل 7- لوله و شيرآلات واقع در بخش داخلي ستونشكل 8- كاربرد چند گا نه بخش داخلي ستون 4-4. اقتصادیü دراحجام بزرگ استفاده از این نوع مخازن بسیار به صرفه استü با توجه به اینکه از قسمت  ستون بتنی کاربردی چند گانه دارد به لحاظ هزینه ساخت و نگهداری بسیار مقرون به صرفه میباشدبیشتر بخوانیم : طراحی و ساخت صفحات تصفیه آب آشامیدنی4-5. ملاحظات زیبایی شناسی و معماریü ظاهری زیبا و تمیز و مدرن داردü سطوح عمودی و افقی ( شیارها ) با معماری اطراف همگون و هماهنگ است و ظاهری خوش منظره ایجاد میکند .ü استفاده های تبلیغاتی برای شرکت های سازنده و کارفرمایان به جهت بلند بودن که از این طریق بخشی از سرمایه قابل بازگشت می باشد شكل 9- معماري ويژه و زيباي مخازن 4-6. ايمنيü ورودی با دربهای فولادی قفل و بست میشود تا از ورود افراد غیر مجاز به داخل جلوگیری به عمل آید.ü راه پله در داخل قسمت بتنی ساخته می شود که اولا نمای ظاهری را بهم نمي زند و ثانيا بالا و پايين رفتن داخل مخزن را آسان ميكند.4-7. سيستم پمپا‍‍‍‍ژü پمپاژ به گونه اي انجام ميشود كه همواره هد پمپاژ مقدار بهينه شده، كه سبب به حداقل رساندن هزينه پمپاژ و اختلاف فشار مي شود.ü در پمپاژ از سيستم گردشي استفاده ميشود تا آب درون مخزن همواره جريان داشته باشد . شكل 10-سيستم گردشي آب درون مخزن5.مراحل ساخت مخزن5-1. فونداسيونفونداسيون اين سازه ها بايد بصورت گسترده اجرا شود تا بتواند قابليت تحمل خاك هاي در حد نسبتا ضعيف را داشته باشد . عمق فونداسيون معمولا بزرگ بوده كه البته بستگي به موقعيت مكاني اجراي مخزن دارد .آرماتور هاي ديواره ستون در فونداسيون بايد به  جهت داشتن هندسه مناسب بطور دقيق اجرا گردد.5-2. ساخت ديوارهسته  بتنيپس از قرار گيري آرماتورهاي ديواره ستون در فونداسيون و اطمينان از صحت اجراي آن نوبت به آرماتورهاي ديواره مي رسد همچنين در بازشوها و دهانه ها كه نياز به تقويت بيشتري  دارد از آرماتورهاي تقويتي استفاده مي كنند .سپس عمليات قالب بندي نوبت به آماده سازي بتن مي رسد كه تمامي مراحل از قبيل ايجاد مخلوط بتن ، ويبره و بتن ريزي بايد به طور دقيق توسط مهندسين ناظر كنترل شده تا ظاهري با كمترين نقص داشته باشيم .نماي ظاهري ستون بتنينما شامل بخش هاي مستطيل شكل كه در درون شيارهاي موازي افقي و عمودي كه درمجموع سطحي صاف بوجود مي آورند . بايد توجه كرد براي ايجاد ظاهري صاف و زيبا از مصالح مرغوب استفاده نمود. نماي ظاهري ستون بتني5-2-1پوششدر مناطق ساحلي و يا در مكان هايي كه امكان زنگ زدگي آرماتورهاي بتن وجود دارد از پوشش ها و درزگيرها استفاده مي كنند و حتي المقدور از تركيب هاي رنگي در پوشش ها بدليل بهم خوردن نما در سطوح بزرگ  استفاده نميشود . بطوريكه حتي با تغييير اندك سبب لكه لكه شدن رويه بتن مي شود .5-2-2محدوديت هاي ساختدر آب و هواي سرد و يا گرم بر حسب نياز مي توان از مواد افزودني در بتن همانند مواد مضاف هوا زا استفاده نمود5-2-3بازشوهاآيين نامه ها محدوديت هايي براي تعداد و اندازه بازشوها بويژه هنگامي كه ارتفاع ستون بتني بلند باشد كه در اين صورت تاثير بارهاي جانبي زياد خواهد بود مشخص كرده است .مطابق آيين نامه درب تجهيزات بتن بين 3 تا 4 متر و درب پرسنل حدود 0.9 متر توصيه ميشود.5-3. ساخت مخزن فولاديجهت ساخت مخزن فوادي در پروژه هاي مختلف از دو روش استفاده مي كنند .ساخت مخزن درمحل – در اين حالت پس از ساخت ديواره ستون بتني و اجراي بخش گنبدي شكل ، بخش ها و قطعات به بالا انتقال داده مي شوند ودر آنجا مونتاژ شده و به هم جوش داده ميشوند . دراين مرحله لازم است كليهآزمايشات مخصوص جوش انجام گرفته و در مرحله آخر شروع به اندود كاري مخزن مي نماييم..شكل 14-ساخت تا نك فولادي در محلساخت مخزن در پايين قسمت بتني- تفاوت اين روش نسبت به روش قبل اين است كه تانك در پايين قسمت بتني ساخته مي شود و سپس به بالا منتقل مي شود ،بطوريكه بخش هاي مختلف تانك فولادي در پايين ستون به هم متصل شده و جوش داده مي شوندو سپس تمامي كارهاي از قبيل آزمايش جوش و اندودكاري در همان مكان انجام ميشود .در مرحله بعد لازم است تانك ساخته شده به بالا منتقل شده و در آنجا با ستون بتني متصل شود . اين كار توسط جك هاي هيدروليكي كه در قسمت گنبدي شكل  ستون بتني نصب شده اند صورت ميگيرد.در بيشتر مخازن از اين روش جهت ساخت تانك استفاده مي نمايند .شكل 15- ساخت تا نك فولادي در قسمت پاييني ستون بتني 5-4. كامل كردن تانك فولاديپس از اينكه اتصال دربالاي ستون به طور كامل برقرار شد سقف تانك فولادي توسط پوشش هاي مخصوصي جايگزين شده و همچنين اگر لازم باشد فاصله بين كف تانك و سقف گنبدي شكل ستون را توسط گرويت پر مي كنند .سپس لوازم باقي مانده وآنتن هاي مخابراتي نصب شده و درنهايت كارهاي اندودكاري سقف را انجام مي دهند.بیشتر بدانیم : رویکردی دوباره به استفاده از مخازن سنتی ذخیره آب شربشكل 16-كامل كردن سقف تانك فولادي5-5.كامل نمودن بخش هاي دروني ستون بتنيهمانطوريكه قبلا اشاره شد از جمله ويژگي هاي اين نوع مخازن كاربرد چند گانه علاوه بر ذخيره آب مي باشند بطوريكه قسمت دروني مي تواند به عنوان دفاتر كار و اتاق ملاقات و . . . بكار رود كه در مرحله آخر اين بخش را نيز تكميل مي كنيم .6. مقايسه مخازن كامپوزيتي متداولمخازن كامپوزيتي بر حسب نوع شكل ستون بتني به طور متداول به سه فرم ساخته ميشود .فرم گنبدي ، فرم معلق و فرم صاف.كه در جدول زير معايب و مزايا هر كدام مورد بررسي قرار گرفته است ستون بتني معمولا به شكل گنبدي ساخته مي شود.شكل 17- فرم صافشكل 18- فرم معلق شكل19-فرم گنبدينتيجه گيريمخازن ذخيره آب شرب كامپوزيتي در مقايسه با مخازن  بتني و فولادي  داراي ويژگي هاي منحصربفردي مانند  مقرون به صرفه بودن در ظرفیت های بالا و کاربرد چندگانه فضای داخلی بخش بتني و معماری خاص و زیبا و هماهنگ با محیط اطراف و هزینه پایین نگه داری و . . .  مي باشند كه سبب شده امروزه ساخت  اينگونه مخازن در بسياري از كشور ها رایج شود  ودر کشورما  با توجه به نیاز  به ساخت مخازن با حجم بالا در بعضی مناطق ، می تواند  جایگزینی مناسب برای سایر مخازن اعم از بتنی و فولادی گردد.نوشته شده از سایت : بتن پلاست شیمیایی ساختمان شیمیایی ساختمان Tue, 02 May 2023 09:46:14 +0330 https://virgool.io/@m_64056169/%D8%B1%D9%88%DB%8C%DA%A9%D8%B1%D8%AF%DB%8C-%D8%AF%D9%88%D8%A8%D8%A7%D8%B1%D9%87-%D8%A8%D9%87-%D8%A7%D8%B3%D8%AA%D9%81%D8%A7%D8%AF%D9%87-%D8%A7%D8%B2-%D9%85%D8%AE%D8%A7%D8%B2%D9%86-%D8%B3%D9%86%D8%AA%DB%8C-%D8%B0%D8%AE%DB%8C%D8%B1%D9%87-%D8%A2%D8%A8-%D8%B4%D8%B1%D8%A8-%D8%A2%D8%A8-%D8%A7%D9%86%D8%A8%D8%A7%D8%B1%D9%87%D8%A7-%D8%AF%D8%B1-%D9%85%D9%86%D8%A7%D8%B7%D9%82-%D8%AE%D8%B4%DA%A9-%D9%88-%D9%86%DB%8C%D9%85%D9%87-%D8%AE%D8%B4%DA%A9-%D8%AA%D8%AD%D8%AA-%D8%B4%D8%B1%D8%A7%DB%8C%D8%B7-%D8%AA%D8%BA%DB%8C%DB%8C%D8%B1-%D8%A7%D9%82%D9%84%DB%8C%D9%85-ldikkcgxvbys رویکردی دوباره به استفاده از مخازن سنتی ذخیره آب شرب (آب انبارها) در مناطق خشک و نیمه خشکتحت شرایط تغییر اقلیماحمد هجران فر1، همایون مطیعی2، شیرین نادری3 ، مهری احمدی4احمد هجران فر- مشاورو قائم مقام شرکت آب و فاضلاب استان قزوین-عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی قزوین و تاکستانهمایون مطیعی- مدیر مرکزمنطقه ای آب وزارت نیرو- عضو هیئت علمی دانشگاه صنعت آب و برق( شهید عباسپور)شیرین نادری - کارشناس ارشد بهداشت آب و فاضلاب معاونت بهداشتی دانشگاه علوم پزشکی استان قزوینمهری احمدی- اکوتوریسم استان قزوین- عضو مهندسین مشاورنقش جهان پارسچکیده :آب‌انبار یکی از قدیمی ترین سازه های آبی در مناطق خشک و کم‌آب دنیاست. شرايط اقليمي‌ خشك و نيمه خشك بخش عمده اي از ايران، تاثير زیادی در ابداع وپیدایش سازه های آبی نظیر قنات و آب انبارها داشته است. ريزش‌هاي آسماني در ايران، به جز ناحيه شمالي و سواحل درياي مازندران، در بقيه نواحي بسيار كم است. به همين دليل، از ديرباز در بيشتر دشت‌هاي وسيع ايران براي دسترسي به آب، در كنار ساخت قنات‌ها و بندها به ذخيره سازي آب‌هاي فراوان زمستاني براي به مصرف رساندن آنها در فصل‌هاي گرم سال نيز توجه داشته اند و براي تحقق اين مساله آب‌انبارها را طرح و احداث نموده اند. در ساخت اين سازه های آبی، به مسائل عمده اي چون ميزان فشارآب بر كف و سطح آب‌انبار، اندود داخل بنا، ناتراوا بودن مواد و مصالح مصرفی، تهويه، تصفيه و جلوگيري از آلودگي آب توجه زیادی شده است. قزوین یکی از شهرهایی است که از زمان صفوی دارای آب‌انبارهایی بوده است. آب‌انبار حاج کاظم، آب انبارحکیم‌ها و سردارها از جمله آب‌انبارهای معتبر شهر قزوین هستند.سوالات تحقيق:در اين مقاله، به سوالاتی نظیر روشهای طراحی و احداث آب انبارها ،بعنوان سازه هایی جهت ذخیره و تسکین سیلاب و مقابله با خشکسالی با هدف کاهش خسارت پرداخته شده است.روش تحقیق:باتوجه به پیامدهای منفی تغییر اقلیم در کشور که بازرترین نمود آن، خشکسالی های بلند مدت و سیلابهای ناگهانی در برخی از مناطق و استانهای کشور می باشد اين تحقيق ‏ رویکرد دوباره استفاده از سازه های سنتی، تأمین و ذخیره سازی آب نظیر آب انبارها در مناطق خشک و نیمه خشک کشور را مورد بحث قرار مي دهد. درگذشته در انتخاب محل احداث آب انبار نکات مهمی رعایت می شده است. آب انبار را در زمینهای شوره زار و گچی و در نزدیکی قبرستان بنا نمی کرده اند، بلکه در محلی بنا می شده که از نظر شیب طبیعی زمین در مسیر جریان آب باران باشد و بیشترین حجم روانآب سطحی و سیلاب جهت ذخیره سازی به سوی آن هدایت گردد. زمين آب انبار را در محلي انتخاب مي کردند كه سخت بوده و تحمل وزن سنگين ديوار مخزن و طاق آن و خصوصاً آب داخل آن را داشته باشد. اگر مخزن در داخل زمين قرار گیرد خاك اطراف ديوار مخزن، باعث استحكام و پایداری آن در برابر فشارهیدروستاتیکی آب داخل مخزن مي گردد. همچنين در هنگام وقوع زلزله اين نوع آب انبار در مقابل نيرو هاي جانبي زلزله مقاومت بسيار خوبي از خود نشان مي دهد به طوری که در زلزله هاي مختلف ايران، آب انبار و ساير ابنيه زيرزميني سالم و يا با آسيب نسبتاً كمي پابرجا مانده اند.براي احداث آب انبار، پس از مشخص كردن محل آن و كندن زمين ، معمولاً كف آن را با شفته آهكي كاملاً مي پوشاندند و با يك پي يكپارچه اجرا مي كردند. دربعضي موارد در صورت بزرگ بودن مخزن، كف آن را آجر فرش مي كردند. براي ديوار هاي آب انبار از آجر قرمز كه به نام آجر آب انباري معروف است و در مقابل آب مقاوم مي باشد، استفاده مي كردند. روي ديوار ها و كف مخزن را با ملات ساروج مي پوشاندند و سپس روي ديوارها را با گنبد و يا طاق مسقف مي نمودند. آب مخازن آب‌انبارها در مناطق کویری با آب چشمه تأمین می‌ شده در صورتی که در مناطق جنوبی به هنگام ساخت آب‌انبار، جریان آب باران و مسیر سیلاب را مد نظر قرار می دادند. آب در فضاي مخزن آب انبارها، حبس نبوده و دريچه اي جهت تهويه هوا وجود داشته است. اين دريچه هاي تهويه و بادگير ها علاوه بر تهويه فضاي داخل مخزن، باعث خنكي و گوارايي آب آن نيز مي شدند. برای اینکه آب آب انبارها بیماریزا نباشد، می کوشیدند تا در هنگام سرمای شدید زمستان و یخبندان آن را پر از آب کنند. زمانی که آب‌گیری انجام و مخزن آب‌انبار به میزان لازم و دلخواه از آب پر می‌گردید، مقداری نمک طعام و کمی آهک به آب می‌افزودند.نتیجه گیری:درحال حاضردر كشورهايي مانند ايران رشد روزافزون جمعيت، تغییراقلیم واثرات خشکسالی، توزيع ناهمگون زماني و مکاني آب شيرين به لحاظ کمي و مشکلات روزافزون کيفي منابع آبي، تأمين آب مطمئن را به يکي از مشکلات اساسي کشور تبديل نموده است . لذا رویکردی دوباره به استفاده از روشهای سنتی استحصال و ذخیره سازی آب شرب (برکه ،آبگیر، قنوات و آب انبارها ) در مناطق خشک و نیمه خشک ضمن جبران برخي از این کمبودها، موجب افزايش ذخيره منابع آبي موجود و کاهش هزینه اجرای طرح های متعارف آبرسانی در این مناطق مي‌گردد. لذا در اين مقاله ضمن معرفی نکات طراحی و احداث این سازه های آبی بعنوان سازه هایی جهت ذخیره و تسکین سیلاب و مقابله با خشکسالی، استفاده از مخازن سنتی ذخیره آب شرب (آب انبارها) در مناطق خشک و نیمه خشک تحت شرایط تغییر اقلیم مورد بحث قرار می گیرد.كلمات كليدي : آب‌انبار، قزوین، تغییرات اقلیم، فشارهیدروستاتیکی آب، اثرات خشکسالی، منابع آبي .مقدمه :در این مقاله، ضمن اشاره به پیامدهای منفی تغییر اقلیم در کشور و تغییرات اقلیمی به وجود آمده، که بازرترین نمود آن، خشکسالی های بلند مدت و سیلابهای ناگهانی در برخی از مناطق و استانهای کشور می باشد. نسبت به ضرورت احیاء رویکردی دوباره به استفاده از سازه های سنتی، تأمین و ذخیره سازی آب نظیر آب انبارها در مناطق خشک و نیمه خشک کشور توجه گردیده است و در همین راستا به معرفی نکات طراحی و احداث این سازه های آبی بعنوان سازه هایی جهت ذخیره و تسکین سیلاب و مقابله با خشکسالی با هدف کاهش خسارت پرداخته شده است.1-تاریخچه آب انبار :آب‌انبار یکی از قدیمی‌ترین سازه های آبی در مناطق خشک و کم‌آب دنیاست. در كشورهاي يونان و روم نيز از اين شيوه براي ذخيره آب استفاده مي‌شده است.طبق منابع، قدیمی‌ترین آب‌انبار دنیا، آب‌انبار شهر اور Ure (در نزدیکی بصره) است که ۲۱۵۰ سال قبل از میلاد به دستور پادشاه اور بر سکوی زیگورات این شهر ساخته شده است. در ایران نیزاز زمان ساسانیان در مرزها و جزیره های خلیج فارس آب انبارهایی به جای مانده است.یکی از قدیمی‌ترین آب انبارهای ایران ، در یزد در کوچه پشت مسجد جامع هنوز بر جای مانده است که کتیبه سنگی آن تاریخ 878 قمری را نشان می دهد. نقش آب انبارها در بافت شهرهای حاشیه کویر و منطقه های کم آب ایران در دوران بعد از اسلام چنان چشمگیر است که در بسیاری از آبادیها و شهرها و محله های مختلف شهرهای بزرگ ، آب انبارها ، قلب آبادی ، شهرها و محله ها را تشکیل می دهند. امروزه در تاریخ معماری آب‌انبارسازی، قدیمی‌ترین آب‌انبار را در شهرهای کاشان، یزد، سمنان، قزوین و جزیره هرمز می‌توان یافت. قزوین نیز یکی از شهرهایی است که دارای آب‌انبارهایی از زمان صفوی است، آب‌انبار حاج کاظم، حکیم‌ها و سردارها از جمله آب‌انبارهای معتبر شهر قزوین هستند. نمایی از سدرب ورودی آب انبارسردار کوچک شهر قزوین در شکل 1 نشان داده شده است.2- دلایل ابداع و پیدایش آب انبارها :ريزش‌هاي آسماني در ايران، به جز ناحيه شمالي و سواحل درياي مازندران، در بقيه نواحي بسيار كم است. به همين دليل، از ديرباز در بيشتر دشت‌هاي وسيع ايران، براي دسترسي به آب، تلاش چشمگيري صورت گرفته و ايرانيان با بهره جستن از تمامي‌ توانايي‌هاي خود، ده‌ها كيلومتر قنات حفر كرده اند. ایرانیان نیز از دیرباز به دلیل خشکی و گرمای بیشتر مناطق این کشور آب را ذخیره می‌نموده‌اند.در ایران آب انبارهای قدیمی در آغاز گودالهایی بوده اند که خود به خود از آب باران و سیلاب ها پر می شده اند و مردم از آن استفاده می کرده اند.به دليل خشكي آب و هواي بخش عمده اي از كشور ايران و عدم ريزش باران كافي در بيش از شش ماه از سال در اكثر نقاط و در نتيجه فصلي بودن آب رودخانه ها و عدم دسترسي به آب، تمهيدات گوناگوني جهت تامين آب شيرين در فصول خشك سال شده است. احداث بند، قنات و آب انبار را مي توان از اين جمله نام برد. در اين رابطه، آب انبار همان گونه كه از نام آن مشخص است، براي ذخيره آب در فصول پر آب و استفاده از آن در بقيه ايام سال مي باشد. مضافا اینکه آب‌انبارها ضمن جلوگیری از فاسد شدن آب در هواي آزاد و تبخير شدن در اثر تماس مستقيم نور خورشيد وگرمای هوا ، باعث کاهش دمای آب ذخیره شده در آن می گردد.این سازه های آبی ایران ، در مناطق کویری به انسانها شهامت زندگی کردن می بخشد. بیشتر آب انبارهای کنار راهها را ، از سیلابهای بهاری رودخانه های نزدیک پر می کرده اند. برای این کار ، خاکریز موربی در بستر رودخانه ایجاد کرده، آب را به مجرایی که به آب انبار می پیوندد، هدایت می کنند. در منطقه کم آب جنوب که برکه ها یا آب انبارها را به طور عمده از آب باران پر می کنند، نکات عمده ای در انتخاب محل ساختمان آب انبار به دقت رعایت می گردد. آب انبار را در زمینهای شوره زار و گچی و در نزدیکی قبرستان بنا نمی کرده اند ، بلکه در محلی بنا می شده که از نظر شیب طبیعی زمین ، در مسیر جریان آب باران باشد و بیشترین حجم روانآب سطحی و سیلاب جهت ذخیره سازی به سوی آن هدایت گردد.3-ملاحظات ومبانی طراحی آب انبارها :3-1-دلایل احداث آب انبارها در داخل زمین :الف-دليل اول اين كه اگر مخزن بر روي سطح زمين باشد، فشار و نيروي جانبي آب درون آن به ديوار هاي مخزن باعث تخريب آن مي شود و جهت مهار كردن اين نيروي جانبي، احتياج به پشتبند هاي بسيار قطور و تحمل مخارج بسيار بوده است؛ ولي اگر مخزن در داخل زمين قرار داشته باشد، خاك اطراف ديوار مخزن، باعث استحكام و مقاومت آن در برابر فشار آب درون آن مي شود. همچنين در هنگام وقوع زلزله اين نوع آب انبار در مقابل نيرو هاي جانبي زلزله مقاومت بسيار خوبي از خود نشان مي دهد و در زلزله هاي مختلف ايران، آب انبار و ساير ابنيه زيرزميني سالم و يا با آسيب نسبتاً كمي پابرجا مانده اند.ب - دليل دوم كه اين نيز حايز اهميت مي باشد اين است كه وقتي مخزن آب انبار پايین تر از سطح زمين باشد، آب نهر يا قنات را مي توان به راحتي و به طور طبيعي بر روي آن سوار نمود و احتياج به نيروي اضافي جهت انتقال آب به داخل مخزن نخواهد بود.ج- هر چه به عمق بيشتري از زمين داخل شويم، نوسان درجه حرارت كمتر و پس از عمق 5یا 6 متري برابر معدل درجه حرارت ساليانه بر روي سطح زمين مي باشد. بنابراين آب آب انبار زيرزميني همانند آب چاه، در زمستان يخ نمي زند و در تابستان خنك و گوارا مي باشد كه براي آشاميدن مزيت بسيار خوبي است.در روز اول تير ماه سال 1372 در هنگام ظهر درجه حرارت در اطراف آب انبار حاجي سيد حسين صباغ كاشاني در بازار كاشان 29 درجه و در مجاور پاشير آب انبار 18 درجه سانتي گراد بوده است كه نشان دهنده 11 درجه اختلاف بين هواي گرم خارج و دماي مطلوب در قسمت پاشير مي باشد.3-2- تهویه و تبرید هوای داخل اب انبارها :آب در فضاي مخزن هيچ يك از آب انبار، حبس نمي باشد و همه آنها دريچه اي جهت تهويه هوا دارند. بسته بودن فضاي مخزن علاوه بر آن كه امكان دسترسي به داخل آن را مشكل مي نمايد، آب را هم بسيار گرم مي كند. مانند اتومبيلي كه در زير آفتاب كليه درب ها و پنجره هاي آن بسته باشد؛ لذا در روز هاي آفتابي فضاي بسته مخزن بسيار گرم مي شود. به علاوه، گرما و رطوبت بسيار زياد داخل مخزن به مصالح و بدنه آن لطمه مي زند. بدين لحاظ كليه آب انبار ها داراي دريچه هاي تهويه بر روي بام مخزن و يا بادگير مي باشند. آب انبار هاي حاشيه كوير مركزي ايران اكثراً دو، چهار و يا شش بادگير در اطراف مخزن دارند.اين دريچه هاي تهويه و بادگير ها، علاوه بر تهويه فضاي داخل مخزن باعث خنكي و گوارايي آب آن نيز مي شوند.3-3- نحوه تأمین آب ، آب انبارهاایرانیان در طول چند هزار سال با تلاش خستگی‌ناپذیر و با استفاده از تمام توانایی‌های خود بر این امر مهم همت گماشته‌اند تا با کندن هزاران کیلومتر قنات، آب را از ژرفای زمین بیرون کشیده و دشت‌های تشنه و کشتزارها را سیراب سازند.فن قنات‌سازی توسط ایرانیان به دیگر کشورها مثل مصر، هندوستان، ترکستان و چین برده شده و با تسلط مسلمانان بر قسمت‌هایی از آفریقا و اسپانیا مردم این کشور فن قنات‌سازی را فرا گرفته و بعدها اسپانیایی‌ها نیز آن را به قاره آمریکا بردند.ساخت آب انبار، در مناطق کم آب جنوب که برکه‌ها یا آب‌انبارها به طور عمده از آب باران پر می‌شوند فرق می‌کند. مثلاً در مناطق کویری آب مخازن آب‌انبارها با آب چشمه و قنوات تأمین می‌شوند در صورتی که در مناطق جنوب باید به هنگام ساخت آب‌انبار جریان آب باران را مد نظر قرار داد. همانند بنای صدها آب‌انبار واقع در جاده‌های جنوب کشور که همگی در مسیر رودخانه های فصلی ، و روانآب های سطحی و سیلاب قرار گرفته‌اند.الف- نحوه برداشت و ذخیره آب در گذشته: برای اینکه آب آب انبارها بیماری زا نباشد ، می کوشیدند تا در هنگام سرمای شدید زمستان و یخبندان آن را پر کنند . زمانی که آب‌گیری انجام و مخزن آب‌انبار به میزان لازم و دلخواه از آب انباشته و پر می‌گردید، مقداری نمک طعام (از نمک‌های درشت و بلورین دریاچه نمک آران) و مقدار کمی آهک نیز به آب می‌افزودند شایان ذکر است آهک، آب را سنگین می‌کند؛ ولی در قدیم‌الایام به مقدار کمی از آن استفاده می‌شده است.نظر به این که هوای داخل مخزن به لحاظ گودافتادگی از سطح زمین و همچنین ضخامت بدنه و نوع سقف بسته‌ای که دارد (به سبب نبود منفذ و نور تاریک است) و از سوی دیگر وجود بادگیرها و به طور کلی نوع معماری خاص، بسیار خنک است.از این رو مخازن آب‌انبارها محیط مناسبی برای ذخیره‌سازی آب است و سه عامل فساد شامل: هوا، نور و گرما از مخازن دور بوده و آب مدت‌ها سالم در مخازن باقی می‌ماند. اصولاً آب آب‌انبارها به مصرف آشامیدن و یا تهیه چای می‌رسید و برای شست و شو و پخت و پز از آب چاه استفاده می‌کردند.ب- نحوه برداشت و ذخیره آب در حال حاضر : در حال حاضر هم نحوه برداشت و هم چگونگی ذخیره آب به دلیل تکنولوژی مدرن به کلی با گذشته فرق کرده و تکنولوژی، این روند را دگرگون نموده است. هم اکنون در هنگام آب‌گیری، مقداری کُلر بر اساس حجم آب و بر حسب دستور کارشناسان اداره بهداشت به منظور میکروب‌کشی و بهداشتی نمودن به آب مخازن آب‌انبارها می‌افزایند.برداشت آب از آب‌انبارهای دارای کاربری، در حال حاضر به صورت بی‌رویه انجام می‌پذیرد. چرا که به محض ذخیره‌سازی، برداشت آب شروع می‌شود، آن هم از شیر آبی که در قسمت فوقانی بنا (در محل سردر ورودی آب‌انبار) نصب شده است. آب از طریق پمپی که داخل مخزن است به صورت پمپاژ خارج شده و مورد استفاده قرار می‌گیرد.4- ملاحظات و شرح عملیات اجرایی آب انبارها :4- 1- نحوه اجرا و نوع مصالح :براي احداث آب انبار، پس از مشخص كردن محل آن و كندن زمين، معمولاً كف آن را با شفته آهكي كاملاً مي پوشاندند و يك پي يكپارچه به صورت راديه اجرا مي كردند. در بعضي از موارد در صورت بزرگ بودن مخزن، كف آن را آجر فرش مي كردند. براي ديوار هاي آب انبار از آجر قرمز كه به نام آجر آب انباري معروف است و در مقابل آب مقاوم مي باشد، استفاده مي كردند. البته در نواحي كوهستاني و يا مناطقي كه تهيه سنگ آسان تر و اقتصادي تر از آجر بوده از سنگ لاشه براي ديوار ها و گنبد استفاده مي شده است. روي ديوار ها و كف مخزن را با ملات ساروج مي پوشاندند و سپس روي ديوار ها را با گنبد و يا طاق مسقف مي نمودند.نوع مصالح و نحوه اجرا هميشه يكسان نبوده است. براي احداث مخزن آب انبار سردار بزرگ در قزوين كه يكي از بزرگترين مخزن ها در ايران مي باشد از شفته آهك در كل بدنه و كف بنا استفاده شده است. براي اجراي ديوار اين آب انبار، ابتدا محيط مخزن را به ضخامت دو متر و ضلع مجاور پله به ضخامت سه متر در زمين كنده اند. سپس اين حفره را به تدريج با شفته آهكي پر كرده و بعد از سفت شدن آن اقدام به كندن خاك وسط مخزن نموده اند. كف مخزن را نيز با شفته آهك پر كرده و روي كل آن را ملات ساروج كشيده اند. سپس راه پله را مجاور ديوار قوي تر كنده و پس از تعبيه ديوار ها، روي آن را طاق آهنگ آجري زده اند.ااحداث مخازن آب انبارها در داخل زمین از دو جهت اساسی مورد توجه بوده است، نخست آنکه به کمک توده های خاک فشرده پیرامون منبع به میزان بسیار بر قدرت مقاومت دیوارها افزوده می گردد و دوم آنکه به کمک عایق طبیعی خاک دور مخزن، از میزان نفوذ گرما در هنگام تابستان جلوگیری می شود.برای ساخت مخزن ، پس از شفته‌ریزی و افت کردن و سفت شدن کف مخزن، کار دیوارچینی بدنه آغاز می‌گشت. آجر مورد استفاده برای آب‌انبار، آجر خاصی به رنگ لیمویی (نارنجی) به نام آجر آب‌انباری بود که فقط برای آب‌انبار مورد استفاده قرار می‌گرفت. آجر را قبل از استفاده در آب فرو می‌برند تا به خوبی آب‌خور و زنجاب شود. برای دیوارچینی از ملات ماسه‌آهک، گل‌آهک و ساروج استفاده می‌کردند. بعد از ساخت بدنه که پشت دیوار آن نیز با گل و آهک پر می‌شد بنایی پوشش آغاز می‌گشت و سپس بدنه را با ساروج اندود می‌کردند.4-1- روشهای ساخت مخزن و سقف آب انبارهادر گذشته مخزن وسقف آب انبارها به دو شیوه ساخته می شده است:4-1-1-روش گود برداری : در این روش ، حجم خزانه در دل زمین کنده شده و گود برداری می شده است. سپس دیوارها ساخته می شده و بالا می آمده اند تا به کف زمین یا بالاتر از آن می رسیدند. سپس آسمانه(سقف) ساخته می شده است. یعنی پس از گودبرداری جای مخزن اصلی، تا عمق پیش بینی شدة کف آن را شفته آهک ریخته و پس از سفت شدن کف، به چیدن دیواره های مخزن با آجر یا سنگ می پرداخته اند. برای استحکام بیشتر و غیر قابل نفوذ شدن مخازن از آجرهای خوب پخته شده استفاده می کردند و آنها را معمولا قبل از به کار بردن در آب می زدند و در برخی جاها در محلول آب و آهک فرو می بردند. ملاط آجرها و یا سنگ ها نیز شفته آهک(ماسه آهک) بوده است. پس از آنکه طاق را با آجر و گچ یا خشت و گچ یا سنگ و گچ زدند ، کف و بدنه را ساروج می کردند. غالبا آب انبارهای بزرگتر را با لایه مضاعفی از آجر و لایه دیگری از ساروج، با ترکیبی اندک متفاوت ، می پوشاندند. آب انبارهای کوچک کاروانسراها، معمولا با گنبدی از قلوه سنگهای ورقه شده پوشیده می شدند، این قلوه سنگها مانند آجر روی هم قرار می گرفتند و بالا می آمدند، ولی آب انبارهای بزرگ همیشه طاقی از گنبد داشته اند. بیشتر مخازن را با آجر می ساخته اند تا از انتقال حرارت به سطح آب جلوگیری شود . مانند آب انبار سردار بزرگ و حاج کاظم در شهر قزوین.4-1-2-روش ریخته ای : در این روش ، نخست به اندازه ضخامت دیوار مخزن ، شیاری در دل زمین کنده می شده تا به عمق دلخواه برسند. سپس درون شیار را تا نزدیک سطح زمین (مانند پی) ، شفته آهک ریخته و آن را پر می کرده اند. یک یا دوهفته آن را رها می کردند تا افت بایسته برسد و خشک و سفت شود ، سپس محوطه میان این دیوارهای شفته ای را که خاک بکر و جای مخزن اصلی است را گودبرداری می کرده اند و آنگاه به ساختن کف و ساروج کردن بدنه مخزن می پرداخته اند. آنگاه کف را شفته ریخته و دیوار شفته آهکی را اندود می کرده اند. گاه برای شفته ریزی مخزن ، گونه ای از شفته را بکار می برده اند به نام (پرورده تیزان) که آن را به شکل غرقی (شفته شل و آبکی) همراه با پاره سنگ در کف می ریخته اند. در پاره ای جایها دیده شده که پس از آماده شدن دیوارها و پیش از گودبرداری قسمت داخلی دیوارها، به زدن سقف می پرداخته اند، زیرا چوب بست کردن داخل آب انبار برای زدن سقف مخازن آب انبارهای بزرگ با توجه به اندازه ابعاد آنها و یا ساختن تعدادی ستون یا جرز در آب انبارهای ستون دار در داخل مخزن ضروری است. آب انبارهای عمومی را غالبا با طاق و گنبد می پوشانند و عموما پوشش آب انبارهای بزرگ ، نیم کره و در برخی مناطق تخم مرغی و مخروطی یا نزدیک به مخروط است .گاهی دهانه مخزن آن قدر بزرگ بوده است که زدن گنبد بر آن غیر ممکن می شده ، مانند برکه کل(کچل) در کراش لار که دو سه بار گنبدی که بر آن ساختند فروریخت و هنوز بی گنبد است. روش ریخته ای بیشتر رواج داشته است ، چون هزینه کمتری داشته است.4-2- نوع مصالح مورد استفاده :در آب انبارها به دلیل تماس مستقیم با آب و رطوبت از آجر و مصالحی که در برابر آثار تخریبی رطوبت بتوانند مقامت کنند استفاده می شود.آجر و سنگ لاشه و شفته آهک و ساروج از مصالح اصلی مورد استفاده در ساخت آب انبارها هستند.4-2-1- مصالح آجر :زمان پیدایش آجر به درستی مشخص نیست. شاید بتوان آن را همزمان با پیدایش آتش دانست.پیشینه آجرپزی در ایران به هفت هزار سال پیش می رسد که نشانه های آن در سیلک کاشان یافت شده است. 6500 سال پیش کاخ کیش در سومر با آجر ، سنگ فرش شده است. کاربرد فراوان آجر که اصلی ترین مصالح مورد استفاده در معماری ایران بوده است ، بدلیل در دسترس بودن خاک رس خوب در بسیاری از مناطق ایران است.آجر خوب آجری است که توپر بوده و در برابر فشارآب و یخبندان پایدار باشد، زیرا اگر بیش از اندازه آب به خود بگیرد، پوک و شکننده می شود. اگر دو آجر خوب را به هم بزنند آوای زنگ می دهد. دو ویژگی ارزنده آجر ، کشیدگی و واکشیدگی ( انقباض و انبساط)آن در برابر گرما و سرما به گونه ای است که از پدید آمدن ترک در ساختمان جلوگیری می کند. آجر در برابر بسیاری از مصالح ساختمانی دیگر ، از نیروی انبارش(ذخیره سازی) گرمای بیشتری برخوردار است. به این دلیل نوسانات دمایی ساختمانهای آجری کم است و نیاز کمتری به ابزارهای گرما زا و خنک کننده دارد و می تواند هوای درون را مطبوع نگه دارد. از آجر در همه بخشهای ساختمان، از پی گرفته تا ستونها و دیوارها و سقف ها برای اسکلت بندی و آذین بندی بهره گیری می شده است.در آب انبارها از آجری استفاده می شده که به نام آجر آب انباری به رنگ لیمویی مایل به سرخ ( همان رنگ آجری) که این آجر در برابر رطوبت و تراوش آب مقاوم بوده و به آن شکری نیز گفته می شده که تنها در دیواره آب انبارهای کهن به کار برده شده است. همچنین گاهی نیز از آمیخته ای از گچ و خاک رس و شکر سنگ نیز مثل آجر استفاده می شده است.آجر را قبل از استفاده در آب می زدند(زنجاب کردن) و بعد استفاده می کردند تا هم گرد آجر از بین برود و هم از آب سیراب شود تا پس از آنکه ملات بر روی آن آمد ، ملات را در خود نگه دارد. ملاتهای به کار رفته اغلب ترکیبی از آهک دارد.جهت آگاهی بیشتر از رویکرد ذخیره مخازن آب به این لینک مراجعه کنید.4-2-2- مصالح شفته آهک :ااستفاده از آهک در ایران پیشینه ای تاریخی دارد. در کوره های نزدیک حسنلو مربوط به سه هزار سال پیش شفته آهک دیده شده است و در کف سازی های تخت جمشید نیز از اندودی استفاده کرده اند که در آن آهک به کار رفته است. سنگهای آهکی بر چند نوع است، معمولا غیر بلوری و ناخالصند، اما سنگ آهک کاملا خالص، بلوری و بی رنگ است. از آنجایی که عملکرد آهک در ساختمانهای آبی یا در بناهایی که در مناطق جغرافیایی کاملا مرطوب ساخته می شوند بسیار است در این گونه سازهای آبی آهک به عنوان ملات بیشترین کاربرد را دارد.4-2-3- مصالح سنگ :سنگ یکی از مصالح ساختمانی به شمار می رود. خانه هایی که از هفت هزار سال پیش در ایران به جای مانده که پایه های آنها سنگ چین شده است. با آمدن تیره آریایی به ایران ، کاربرد سنگ بیشتر شده است. در بیشترموارد از سنگ لاشه بهره گیری شده که آن را با ملات گچ و خاک و آهک بر هم می چیدند. پس از اسلام از سنگ، بیشتر در پی سازی و در جاهایی ویژه در ساختمان بهره گیری شده است.4-2-4- مصالح ساروج (مصالح ناتراوا) :کاربرد ساروج پیشینه ای دراز دارد. مصریان کهن از سنگ گچ ناخالص و یونانی ها و رومی ها از سنگ آهک پخته بهره می بردند و سپس آب، ماسه، خزه، سنگ ریزه یا آجر و سفالهای شکسته را به آهک می افزودند و این نخستین ساخت ساروج در تاریخ بود. ملات آهک در زیر آب سخت نمی شود، برای همین رومی ها آهک و خاکسترهای آتشفشانی یا سفالهای رسی پخته شدة نرم را با هم آسیا می کردند و برای ساختمانهای زیر آب به کار می بردند. از نمونه های کهن بهره گیری از ساروج، می توان ساختمان پانتئون در شهر رم را نام برد.در دروان گذشته، ساروج از اهمیت خاصی برخوردار بوده و جهت ساختن حوض ، پل، آب انبار، برکه، گرمابه و بنای خانه و سد کاربرد داشته‌است. ساروج یکی از مصالح قدیمی مصرف شده در ایران و بعضی کشورهای کنارهٔ خلیج فارس می‌باشد که تاریخ شروع کاربرد دقیق آن را نمی‌توان حدس زد، ولی نمونه‌هایی ۷۰۰ ساله از ساروج هم‌اکنون در نقاط مختلف ایران یافت می‌شوند.در ایران از ساروج بعنوان مصالح ناتراوا در ساخت آب انبارها بویژه آب بندی مخزن آن بهره گیری می کرده اند.نکته اساسی در بنای یک آب انبار ، همواره آب بندی دیواره ها بوده که با مصالح ناتراوا ویژه، آنها را آب بندی می کردند. به طور معمول بعد از بیرون آوردن گود آب انبار در داخل زمین، کف آن را شفته آهک می ریخته اند. در برخی آب انبارهای بزرگ برای پایداری بیشتر و خنک نگه داشتن آب، چند لایه سرب گداخته در کف مخزن می ریختند که آب انبار گنجعلی خان در کرمان از این نمونه است.سرب باعث مسمومیت آب نمی شود زیرا اولا روی آن را می پوشاندند و ثانیا روی سرب قشری تشکیل می شود و باعث مصونیت آب می شود. بیشتر وقتها ، لوله های آب هم از جنس سرب بوده است زیرا انعطاف پذیری آن بیشتر است و مناسب این کار است.در آب انبارها ، آب بلافاصله روی زمینه سرب قرار نمی گرفته است، بلکه همانطور که گفته شد روی کف آب انبار را دوباره فرش می کردند و کباره آنرا ماهیچه می دادند. زیرا ساختمانهای آبی حتما باید ماهیچه داشته باشند. منظور از ماهیچه پخی گوشه هاست ، چه عمودی چه افقی ، به این منظور که آب از گوشه ها نشت نکند. زیرا کنج ها بدترین جاهایی هستند که آب از آنها بیرون می افتد و برای بر طرف کردن این شکل دوباره کف را فرش می کردند.برای اندود دیوارها و آب بندی آنها از ساروج بهره می بردند و می توان گفت ساروج از نوآوریهای معماری ایرانی روزگاران کهن است. برای ساختن ساروج نخست خاک رس و آهک را به نسبت شش و چهار مخلوط می کردند و گلی سفت می ساختند و دو روز آنرا ورز می دادند. بعد مقداری خاکستر کوره های حمام را بامقداری مواد الیافی (لوئی که تخم و پرزهای نوعی نی است) به آن اضافه می کردند و مخلوط تازه را با چوبهایی به قطر ده سانتی متر می کوبیدند تا به خوبی با هم اجین شوند. زمانی که مخلوط آماده شد، بدنه و کف آب انبار را با آن اندود می کردند و سپس روی آن را (مهره) می زدنند.مهره سنگی است صاف به شکل عدسی که در کف دست جا می شود. روزهای پی در پی ساروج را با ماله یا سنگ مذکور می سایند تا عرق کند و به خوبی خودش را بگیرد، سپس در منبع آب می اندازند که به دلیل مخلوط شدن با لوئی هیچگاه ترک بر نمی دارد.5- نتیجه گیری:تغییر اقلیم و افزایش گرمایش جهانی باعث گسترش خشکسالی ها و تداوم آنها شده و همچنین این تغییرباعث نایکنواختی توزیع بارش می شود و برمنابع آب تاثیر می گذارد.کشور ایران در سال 1330، با سرانه 7000 متر مکعب در سال جزو کشورهای غنی از نظر منابع آبی محسوب می گشته ، ولی هم اکنون با گذشت حدود 59 سال ، ایران از نظر ذخایر و منابع آبی با سرانه 700 1متر مکعب آب برای هر نفر در سال دررتبه 131 کشورهای جهان قراردارد.که یقینادر سال های نه چندان دوربا تنش و کمبود منابع آبی مواجه خواهیم شد.ازطرفی براساس نتایج مطالعات، خلاصه وضعیت خشکسالی کشور در سال آبی 89-1388 نشان می دهد درصد خشک در نسبت به سال آبی 88-87 افزایش یافته است. سال آبی 89-88، پائیزی مرطوب و پر بارش و زمستانی خشک با درجه حرارت بالا و بهاری متعادل را داشته است.سال آبی 89-88 نتوانست تأثیر منفی و کاهش بارش در سال گذشته را جبران نماید و حتی بر وخامت کم آبی کشور هم افزود. مجموع بارندگی در این مدت تا پایان شهریور 89 در 67 درصد از مساحت کشور کمتر از میانگین دراز مدت بوده و فقط وقوع بارش در روزهای پایانی سال آبی سبب شد میزان خشکسالی در حدود 3 درصد نسبت به مرداد ماه در کل کشور کاهش یابد.همه این پیامدهای منفی تغییر اقلیم در کشور و تغییرات اقلیمی به وجود آمده، که بازرترین نمود آن، خشکسالی های بلند مدت و سیلابهای ناگهانی در برخی از مناطق و استانهای کشور می باشداز یکسو ، و موضوع رشد روز افزون جمعيت وتوزيع ناهمگون زماني و مکاني آب شيرين به لحاظ کمي ، و مشکلات روزافزون کيفي منابع آبي از سوی دیگر ، تأمين آب مطمئن را به يکي از مشکلات اساسي کشور تبديل نموده است. . لذا رویکردی دوباره به استفاده از سازه های تاریخی استحصال و ذخیره سازی آب شرب (برکه ،آبگیر، قنوات و آب انبارها ) در مناطق خشک و نیمه خشک ضمن جبران برخي از این کمبودها، باعث افزايش ذخيره منابع آبي موجود، و کاهش هزینه اجرای طرح های متعارف آبرسانی در این مناطق مي‌گردد. و در همین راستا می بایست ضمن آمادگی برای سازگاری با تغییر اقلیم در کشور و تلاش برای شناسایی اثرات آن ، نسبت به برنامه ریزی ، جهت ذخیره سازی و تسکین سیلابها و مقابله با اثرات خشکسالی با هدف کاهش خسارت توجه گردد.برگرفته شده از سایت شیمیایی بتن پلاست شیمیایی ساختمان شیمیایی ساختمان Sun, 30 Apr 2023 15:54:53 +0330 https://virgool.io/@m_64056169/%D8%B7%D8%B1%D8%A7%D8%AD%DB%8C-%D9%88-%D8%B3%D8%A7%D8%AE%D8%AA-%D8%B5%D9%81%D8%AD%D8%A7%D8%AA-%D8%AA%D8%B5%D9%81%DB%8C%D9%87-%D8%A2%D8%A8-%D8%A2%D8%B4%D8%A7%D9%85%DB%8C%D8%AF%D9%86%DB%8C-%D8%A8%D8%A7-%D8%A7%D8%B3%D8%AA%D9%81%D8%A7%D8%AF%D9%87-%D8%A7%D8%B2-%D8%A8%D8%AA%D9%86-%D9%BE%D9%84%DB%8C%D9%85%D8%B1%DB%8C-xagwk68v6tzf چكيدهدر این تحقیق به یکی از جنبه‌های کاربردی بتن پلیمری جهت ساخت صفحات تصفیه آب آشامیدنی و به عنوان جایگزینی برای بتن‌های اليافي موجود اشاره شده است. بتن پلیمری طراحی شده در این تحقیق، ترکیبی از شن و ماسه‌های سیلیسی، رزین اپوکسی و الیاف شیشه خرد شده می‌باشد. لذا در ابتدا درصد ترکیب بهینه اجزای تشکیل دهنده یک بتن پلیمری با استفاده از روش تاگوچی به گونه‌ای که هر سه استحکام فشاری، خمشی و برشی آن بیشترین مقدار را داشته باشند، به دست آمده است. سپس نمونه‌های آزمایشگاهی برای فشار، خمش و برش ساخته شده و تحت آزمایش قرار گرفتند. نتایج تجربی همخوانی خوبی را با نتایج پیش‌بینی شده توسط روش تاگوچی نشان می‌دادند. پس از به دست آوردن خواص بهینه بتن طراحی شده، صفحه تصفیه آب آشامیدنی از جنس این بتن با توجه به شرایط بارگذاری خاص آن، در نرم‌افزار المان محدود ANSYS مدل‌سازی شده است. نتایج المان محدود نشان می‌دهد که بتن پلیمری جایگزین مناسبی برای بتن‌های الیافی مورد استفاده در صنعت آب و فاضلاب می‌باشد. تعداد سي و دو صفحه تصفیه آب آشامیدنی از جنس این بتن ساخته شده و پس از انجام آزمايشات مختلف در دو استخر تصفيه آب نصب گرديده و با موفقيت مورد بهره‌برداري قرار گرفتند.سوالات تحقيق:در اين تحقيق، درصد ترکیب بهینه اجزای تشکیل دهندة بتن پلیمری برای دستیابی به بیشترین استحکام فشاری، خمشی و برشی بین بتن و فلز بررسی شده است. از این بتن در ساخت صفحات تصفیه آب آشامیدنی استفاده شده است.روش تحقیق:در این مقاله ابتدا با استفاده از روش طراحی آزمایشات (روش تاگوچی)، تعداد آزمایشات لازم برای تشخیص درصد ترکیب بهینه سه جزء بتن پلیمری یعنی شن و ماسه سیلیسی، رزین و الیاف خرد شده کاهش یافته است و سپس نمونه‌های فشاری، خمشی و برشی با درصد ترکیبات ارائه شده توسط روش تاگوچی ساخته شده و آزمایش شدند. نتایج پیش‌بینی شده با نتایج آزمایش از همخوانی خوبی برخوردار بودند.مقدمهبتن پلیمری ترکیبی از شن و ماسه سیلیسی، رزین اپوکسی یا پلی‌استر و الیاف شیشه خرد شده می‌باشد. این بتن به دلیل کارایی بالا در دهه 50 میلادی مطرح گردید و بیشتر به عنوان روسازی پل‌ها به کار گرفته شد. تحقیقات انجام شده در سال‌های اخیر حاکی از آن است که بتن پلیمری هنوز از جنبه‌های مختلف مورد توجه محققان می‌باشد. یکی از کاربردهای اصلی بتن پلیمری در روسازی پل‌هاست. زیرا استحكام فشاري، خمشی و برشي در رزين‌ها عامل بسيار مهمي در ميزان تحمل بارهاي مرده و ديناميكي بر روي پل‌ها مي‌باشد ]1[. موريوشي ]2[ بر روي خواص دمايي بتن پليمري با رزين متيل متااكريلات فعاليت نمود. عبدالفتاح و همکارش ]3[ استحکام خمشي بتن پليمري را با استفاده از مقادير مختلف درصد رزين و همچنين انواع رزين‌ها بررسي نمودند. بارنز و ميز ]4[ و همچنين ري و همکارانش ]5[ بر روي خواص برشي بين بتن پليمري و فولاد و بتن معمولي تحقيق کردند. ريز و فريرا ]6 و 7[ خواص شکست و خمشی بتن پلیمری تقویت شده با الياف کربن و شيشه خرد شده بررسی نمودند. نتايج اين تحقيق نشان مي‌دهد که افزودن الياف خرد شده تا 2 درصد وزنی باعث افزايش 13 درصدي مقاومت در برابر شکست در بتن مي‌شود. ریرس ]8[ بر روی خواص مکانیکی بتن پلیمری تقویت شده با الیاف شیشه و کربن خرد شده با طول mm6 و 1 تا 2 درصد وزنی تحقیقاتی را نیز انجام داد. او نتیجه گرفت که با افزودن الیاف خرد شده، استحکام فشاری افزایش می‌یابد. همچنین ریرس ]9[ به بررسی خواص خمشی و شکست بتن پلیمری تقویت شده با الیاف طبیعی پرداخت. او افزایش خواص مکانیکی بتن پلیمری با استفاده از الیافی که در طبیعت به وفور یافت می‌شوند، را مقرون به صرفه توجیه کرد. در تحقیقات فوق‌الذکر فقط یک خاصیت مکانیکی مثلاً استحکام فشاری یا خمشی بتن پلیمری بررسی شده است. در این تحقیق ابتدا با در نظر گرفتن پارامترهای موثر در استحکام‌های فشاری، خمشی و برشی بتن پلیمری و فولاد، درصد بهینه اجزای تشکیل دهندة بتن به گونه‌ای که هر سه خاصیت فوق حداکثر گردد به دست آمده و سپس به عنوان یک کاربرد صنعتی جهت ساخت صفحات تصفیه آب آشامیدنی استفاده گردیده است.تعریف مسئلههمان‌گونه که در تحقيقات گذشته نشان داده شده است درصد رزين، درصد الياف و اندازه دانه‌ها در ميزان استحکام‌های خمشی، برشی و فشاری بتن پلیمری نقش بسزایی دارند. در تحقيقات گذشته تاثير هر یک از پارامترها بر روي استحکام‌های خمشی و فشاری به طور جداگانه بررسي شده است و مقادير بهينه آنها به دست آمده است. در اين تحقيق ابتدا به بررسي سه خاصیت مهم مكانيكي بتن پليمري و همچنين به دست آوردن مقدار بهینه هر خاصیت به تنهایی با توجه به تغيير درصد مواد تشكيل دهنده یعنی درصد رزین، درصد الیاف خرد شده، اندازه دانه‌ها پرداخته می‌شود. سپس با توجه به نتايج بهینه به دست آمده برای هر خاصیت مکانیکی، با استفاده از روش تاگوچي درصد بهینه هر یک از متغيرهای فوق براي دستيابي به بالاترين ميزان استحكام‌های خمشی، فشاری و برشی بتن پلیمری به طور همزمان پرداخته می‌شود. سپس بتن پلیمری بهینه شده از لحاظ خواص مکانیکی، برای ساخت صفحات تصفیه آب آشامیدنی در تصفیه خانه‌ها استفاده گردیده است.مواد استفاده شده در بتن پلیمریبتن پلیمری ساخته شده در این تحقیق متشکل از رزین اپوکسی ML506، شن و ماسه سیلیسی و الیاف شیشه خرد شده[3] می‌باشد. خواص رزین اپوکسی و درصد ترکیبات شن و ماسه سیلیسی به ترتیب در جدول 1 و 2 آورده شده است.طراحی آزمایشاتآزمایش فشاراز بین آزمایشات گوناگونی که می‌توان بر روی بتن پلیمری انجام داد، سه آزمایش فشار، خمش و برش بین بتن و فلز در این تحقیق انتخاب شده است. از آنجا که در بتن‌های معمولی و همچنین آسفالت مقاومت فشاری، از پارامترهای مهم به شمار می‌رود، لذا باید آزمايش فشاري برای تعیین استحکام فشاری انجام شود. از طرفی با توجه به اینکه بارهای ارتعاشی معمولاً به صورت بارهای خمشی به سازه وارد می‌شوند و مقدار بارهای ديناميكي روي پل‌ها (به خصوص پل‌هاي فلزي) مقدار قابل توجهي است، باید آزمايش خمش برای بررسی ميزان مقاومت روسازي در مقابل ارتعاش پل‌ها انجام مي‌شود. درمواردی که روسازی انعطاف لازم را نداشته باشد، بارهای دینامیکی باعث تخريب آن مي‌شوند. به منظور بررسی ميزان چسبندگي بين فولاد و روسازي بتن، آزمايش برشي بين فولاد و بتن انجام شده است. با عبور وسايل نقليه از روي پل به علت اصطكاك بين سطح روسازي و لاستيك نيروي برشي زيادي به سطح بين فولاد و بتن وارد مي‌شود. در صورتي كه چسبندگي بين فولاد و بتن كافي نباشد برش بین دو ماده مي‌تواند منجر به کنده شدن روسازي شود. آزمایش فشاری بر اساس استاندارد ASTM C39-49 ]10[، آزمایش خمش سه نقطه‌ای بر اساس استاندارد ASTM C293-54T ]11[ انجام شده است. از آنجا که استاندارد مشخصی برای آزمایش برش بین بتن پلیمری و فلز وجود ندارد از طرحی ابتکاری برای این آزمایش استفاده گردیده است. بتن پلیمری داخل حلقه‌ای فولادی که سطح داخلی آن کاملاً تمیز شده و به پرایمر آغشته گشته است قالب‌گیری شده به گونه‌ای که 10 میلیمتر از سطح پایین خالی است. از این‌رو با فشار بر سطح بالایی بتن، برش بین بتن و فلز اتفاق می‌افتد. شکل 1 ابعاد نمونه‌های فشار، خمش و برش را نشان می‌دهد.شکل 1 ابعاد نمونه‌های ساخته شده از بتن پلیمریپس از تعیین درصد اجزاء تشکیل دهنده که در بخش بعد به آن پرداخته می‌شود، این مواد با یکدیگر مخلوط شده و درون قالب‌ ریخته می‌شوند. پس از کامل شدن فرایند پخت اولیه به مدت 7 روز، فرایند پخت تکمیلی به مدت 2 ساعت در دمای 80 درجه سانتگراد انجام شد تا پلیمریزاسیون رزین تکمیل گردد.کاهش تعداد آزمایشات به روش تاگوچی[4]روش تاگوچی يکي از روش‌هاي پرکاربرد در طراحي آزمايشات است ]12[. این روش باعث کاهش قابل ملاحظه در تعداد آزمايش‌هاي مورد نياز براي تعيين اثرات کلي متغییرها مي‌گردد. در اين روش با مشخص نمودن پارامترهاي مؤثر بر سيستم و سطوح تغييرات آنها بهترين شرايط هر پارامتر براي رسيدن به بيشترين کارايي سيستم تعيين مي‌شود و شرايط بهينه از بين شرايط کاري موجود انتخاب مي‌گردد. مزيت اين مرحله در اين است که به جاي از بين بردن متغییرهای غير قابل کنترل که کاري هزينه‌بر است شرايط عملياتي را طوري انتخاب مي‌کنيم که متغییرهای غير قابل کنترل کمترين تاثير را در آن داشته باشند. براي بررسي تاثير هر يک از پارامترها بر روي استحکام فشاري، خمشي و برشي بتن پلیمری هر متغير را در چند سطح تقسيم‌بندي مي‌کنيم. ابتدا سه سطح دانه‌بندی برای مصالح درشت و ریزدانه تعریف گردیده است. اين سطوح که از اندازه دانه حدود mm 1 تا mm 6 را پوشش مي‌دهند در سه سطح mm 2-1، mm 4-2 و mm 6-4 مورد استفاده قرار مي‌گيرند. از آنجا که با استفاده از اين دانه‌بندي فضاي خالي بين دانه‌ها زیاد است، درصدي از دانه‌بندي به پرکننده که ریزتر از سطوح فوق است اختصاص داده شده است. از آنجا که ميزان پرکننده و تعيين ميزان تاثير آن در اين تحقيق مورد بررسي نبوده است در هر سه سطح از ميزان ثابتي از پرکننده استفاده شده است.در مجموع 40% از پرکننده‌هاي سيليسي ریز و 60% از مصالح درشت با سه سطح دانه‌بندی فوق استفاده شده است. رزین به عنوان یکی از پارامترهای موثر در خواص بتن پلیمری در سه سطح 10، 15 و 20 درصد وزنی در نظر گرفته شدند. در تحقيقات گذشته ميزان رزين مورد استفاده از 5/7 تا 20 درصد وزني گزارش شده است. اما آزمايش‌هاي انجام شده در این تحقیق نشان می‌دهند که در مقادير کمتر از 10% مصالح به ميزان مناسب با رزين مخلوط نمي‌شوند و در مقادير بالاتر از 20 درصد نيز ميزان رزين بيش از حد لازم براي مخلوط نمودن با مصالح مي‌باشد. رزين اپوکسي به علت ماهيت ترموست بودن خود از ميران استحکام مطلوبي برخوردار نيست. با افزودن ميزان کمي از الياف شيشه مي‌توان خواص استحکامی مطلوبي براي بتن ايجاد نمود. اين کار در تحقيقات گذشته نيز مورد توجه بوده است و از مقادير حدود 7/0 تا 6 درصد وزنی استفاده شده است. لذا برای مشاهده ميزان تاثير الياف همچنين مشاهده تاثير وجود و عدم وجود الياف سطوح تغيير متغيرها صفر، 2 و 4 درصد وزني لحاظ گردیده است. جدول 3 به طور خلاصه سطوح تغییر متغییرها را در بتن پلیمری نشان می‌ دهد.با توجه به جدول 3، به دلیل اینکه سه متغير با سه سطح تغییرات داریم، بهترین شکل پيشنهادي در روش تاگوچي آرايه متعامد 9L است كه در جدول 4 نشان داده شده است. آرايه 9L بيان مي‌دارد كه با انجام دادن 9 گروه آزمایش و قرار دادن هر كدام از سطوح متغیرها مطابق جدول 4 در هر گروه، می‌توان به خواص بهینه با کمترین تعداد آزمایش رسید. اعداد 1 تا 3 در جدول 4 نشان‌دهنده سطح تغییر متغیرها و TG[5] مخفف گروه‌های آزمایش می‌باشند. بنابراین برای ساخت بتن پلیمری پس از ترکیب مواد تشکیل‌دهنده بتن پلیمری، قالب‌گیری برای ساخت نمونه‌های فشاری، خمشی و فشاری انجام گرفت. تعداد 18 نمونه برای قطعات فشاری به شکل استوانه با قطر   75 میلی متر و ارتفاع 15  میلی متر آزمایش شدند. تعداد 9 نمونه مکعبی به ابعاد  آزمایش خمش سه نقطه شدند. آزمایش برش بین فلز و بتن روی 27 نمونه نیز انجام شد.نتایج1.6 نتايج آزمايش‌هاي فشاريمقادیر استحکام فشاری و چگالی میانگین نمونه‌های فشاری در جدول 5 نشان داده شده است. با توجه به نتايج به دست آمده در جدول 5 درمی‌یابیم که اين نوع بتن در رديف بتن‌هاي استحکام بالا به شمار می‌آید. مقدار استحکام فشاري معمول براي بتن‌هاي تجاري حدود MPa 35-30 مي‌باشد. مطابق آیین‌نامه انجمن بتن آمريکا، بتنی استحکام بالا به شمار می‌آید که داراي استحکام فشاري بيشتر از MPa41 باشد. همچنین چگالی اين نوع بتن بسيار پايين‌تر از بتن معمولي مي‌باشد. نمونة TG9 که بيشترين استحکام فشاري را داراست، حدود 23 درصد از بتن معمولي سبک‌تر مي‌باشد (با فرض چگالی بتن معمولي حدود  کیلوگرم بر متر مکعب 2400 ).جدول 6 تاثیر متغییرهای مختلف بر استحکام فشاری را مطابق روش تاگوچي نشان مي‌دهد. همچنین روند تغییر استحکام فشاری با سطوح تغییر گوناگون متغیرها در شکل 2 نشان داده شده است.شکل 2 تاثیر کلی هریک از متغيرها بر روي استحکام فشاري طبق روش تاگوچی با بررسي نتايج جدول 6 و شکل 2 درمي‌يابيم افزايش اندازه دانه‌ها در ابتدا باعث کاهش استحکام فشاري مي‌شود. ولي بعد از گذر از اندازه سطح دوم مقدار استحکام بسيار بالا مي‌رود. همچنين افزايش درصد رزين باعث افزايش استحکام در نمونه‌ها مي‌شود. با افزايش درصد الياف نيز استحکام فشاري کاهش مي‌یابد. دليل اين موضوع اين است که در اين حالت الياف نقش نقاط مستعد براي آغاز ميکروترک‌ها را بازي مي‌کنند و باعث شروع ترک در نمونه مي‌شوند. با توجه به شکل 9، نمونة بهينه نيز داراي بزرگترين اندازه دانه‌بندی (mm 6-4)، بيشترين درصد رزين و کمترين درصد الياف است.5-2- نتایج آزمایش‌های خمششکل 3 تجهیزات انجام آزمایش خمش و نمودار بار-جابه‌جایی یکی از نمونه‌های خمشی را نشان می‌دهد. مطابق شکل 3 بتن پلیمری دارای رفتار تقریباً خطي است و شکست آن به صورت ترد و ناگهانی است. همچنین در جدول 7 استحکام و سفتی خمشی برای هر گروه آزمایش گزارش شده است.الف) آزمایش خمش سه نقطه‌ای ب) نمودار بار-جابه‌جایی نمونه خمشیاز بررسي نتايج جدول 7 درمي‌یابیم که اين نوع بتن داراي استحکام بالاتری از بتن معمولي دارد. ميزان استحکام خمشي در بتن معمولي بين 10 تا 20 درصد استحکام فشاري بتن مي‌باشد. لذا مقدار استحکام خمشي در بتن معمولاً حدود MPa 5/6 است ]13[. با توجه به اين مقدار از استحکام مي‌توان تاثير افزايش الياف بر ميزان مقاومت خمشي را نشان داد. شيب تغييرات نيرو بر حسب جابجايي نيز نشان‌دهنده ميزان انعطاف‌پذيري نمونه‌ها مي‌باشد. گروه‌های آزمایش 1، 4 و 7 که هر سه داراي کمترين مقدار رزين مي‌باشند، داراي انعطاف‌پذيري بيشتري هستند. شکل 4 شکست نمونه خمش را نشان مي‌دهد. شکل 5 نيز نتايج به دست آمده از روش تاگوچي براي نمونه‌هاي خمشی را نشان مي‌دهد.شکل 4 شکست بتن پلیمری تحت بارگذاری خمشی شکل 5 تاثیر کلی هریک از متغيرها بر روي استحکام خمشی طبق روش تاگوچیهمانطور که از شکل 5 ملاحظه مي‌شود افزايش اندازه دانه‌ها و درصد رزين باعث افزايش استحکام خمشي در نمونه‌ها مي‌شود. ليکن افزايش ميزان الياف در ابتدا باعث افزايش استحکام خمشي و در آخر باعث کاهش آن مي‌شود. اين امر نشان مي‌دهد که تنها مقادير کم الياف باعث افزايش در استحکام خمشي در نمونه‌ها خواهد شد. همچنین تغييرات درصد رزين بيشترين تاثير را بر روي استحکام خمشي دارد. پس از آن اندازه دانه‌ها و در آخر نيز درصد الياف نقش تعيين‌کننده‌اي دارند. اين موضوع بيان مي‌دارد که براي تغيير در ميزان استحکام خمشي بهتر است درصد رزين را تغيير دهيم. زيرا با تغيير کمي در درصد رزين مقدار استحکام تغيير زيادي مي‌کند. همچنين تغيير در اندازه دانه‌ها و همچنين درصد الياف تاثير بسيار کمي بر استحکام دارند. .نمونة بهينه داراي بزرگترين اندازه دانه‌ها (mm 6-4)، بيشترين درصد رزين (20 درصد) و 2 درصد الياف خرد شده است. اين موضوع در مراجع ]13 و 14[ نيز بررسي شده و ميزان الياف خرد شده 2 درصد وزنی به دست آمده است.5-3 نتايج آزمايش برشيآزمايش برش بر روي 27 نمونه (3 نمونه برای هر گروه آزمايش) انجام شده است. شکل 6 نتايج بارگذاري را براي يکي از نمونه‌های برشی نشان مي‌دهد. لازم به ذکر است که نيروي فشاری اعمال شده به بتن پلیمری باعث ايجاد برش در مرز بين فلز و بتن مي‌شود. در اکثر نمونه‌ها بعد از اعمال بارگذاري بتن از پرايمر جدا شده است و پرايمر همچنان به فلز چسبيده است. اين موضوع بيان مي‌کند که ميزان چسبندگي پرايمر به فلز بسيار بيشتر از پرايمر به بتن است و جدايش از مرز پرايمر و بتن اتفاق مي‌افتد.در جدول 7 مقادير بيشينه نيروي اعمالي و تنش برشي گزارش شده است.شکل 6 آزمایش برش بین بتن پلیمری و فلز شکل 7 تاثیر کلی هریک از متغيرها بر روي استحکام برشی طبق روش تاگوچیهمانطور که از شکل 7 مشاهده مي‌شود افزايش اندازه دانه‌ها در ابتدا باعث افزايش استحکام برشي در نمونه مي‌شود.اما بين سطح دوم و سوم تغيير زيادي نمي‌کند. همچنين افزايش درصد رزين باعث افزايش استحکام در نمونه مي‌شود. افزايش درصد الياف خرد شده نيز در ابتدا باعث کاهش استحکام برشي مي‌شود ولي بين سطوح دوم و سوم تغيير چنداني نمي‌کند. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که تغييرات درصد رزين بيشترين تاثير را بر روي استحکام برشي دارد. پس از آن اندازه دانه‌ها و در آخر نيز درصد الياف نقش تعيين کننده‌اي دارند. اين موضوع بيان مي‌دارد که براي تغيير در ميزان استحکام برشي بهتر است درصد رزين را تغيير دهيم. زيرا با تغيير کمي درصد رزين مقدار استحکام تغيير زيادي مي‌کند. نمونه بهينه داراي اندازه دانه هاي متوسط (mm 4-2)، بيشترين درصد رزين (20 درصد) و کمترين درصد الياف (صفر درصد) است.به این ترتیب با توجه به نتايج به‌دست آمده از آزمايش‌ها و روش تاگوچي، مي‌توان ترکیب بهينه را براي به دست آوردن بهترين نتايج از لحاظ استحکام فشاري، خمشي و برشي مشخص نمود.پس از طراحی بهینه درصد ترکیب مواد تشکیل دهنده بتن پلیمری، از این ماده برای ساخت صفحات آب آشامیدنی استفاده گردید. با توجه به هندسه خاص این صفحات، که یک صفحه مستطیلی به ابعاد  دارای 240 عدد سوراخ به قطر mm 16 می‌باشد، ابتدا این صفحه در نرم افزار المان محدود ANSYS مدل‌سازی گردید و شرایط مرزی واقعی صفحات به آن اعمال شد. شکل 8-الف مدل المان محدود و شرایط مرزی را نشان می‌دهد. سپس بار گستردة معادل، به ازای 1 متر شن و 5/1 متر آب که در شرایط واقعی به صفحات وارد می‌شود، به مدل اعمال گردید. با داشتن استحکام‌های فشاری و خمشی صفحه که در بخش قبل به دست آمد آنالیز تخریب انجام شد. شکل 8-ب توزیع تنش خمشی در صفحه تصفیه آب را نشان می‌دهد. پس طراحی صفحات تصفیه آب، تعداد 32 عدد در تصفیه‌خانه جلالیه تهران نصب گردید که هم اکنون در حال استفاده می‌باشد. شکل 9 صفحات تصفیه آب آشامیدنی نصب شده در حوضچه های تصفیه خانه جلالیه تهران را نشان می‌دهد.الف) مدل المان محدود و شرایط مرزی ب) توزیع تنش خمشیشکل 9 صفحات تصفیه آب از جنس بتن پلیمری نصب شده در حوضچه آب نتيجه‌گيريدر اين تحقيق تاثير سه عامل که بيشترين اثرگذاري را بر خواص مکانيکي بتن پليمري یعنی استحکام فشاری، خمشی و برش بین بتن و فولاد دارند مورد مطالعه قرار گرفت. با استفاده از روش طراحي آزمايشات، روش تاگوچي، تعداد آزمايش‌هاي لازم براي بررسي تاثير اين عوامل کاهش يافته و ترکیب بهينه براي هر آزمايش مشخص گرديد. همچنين درصد ترکیبات برای آميزه‌اي که هر سه آزمايش فشار، خمش و برش را بهينه کند به دست آمد و مقادير استحکام نمونه بهينه توسط روش تاگوچي پيش‌بيني شد.آزمايش‌هاي فشار و خمش طبق استاندارد ASTM انجام شده و از آنجا که روش استانداردي براي آزمايش برش بین بتن و فولاد وجود نداشت، یک طرح ابتکاری برای انجام این آزمایش نیز ارائه گردید. در نهایت، به عنوان یک کاربرد صنعتی، از بتن پلیمری بهینه شده برای ساخت صفحات تصفیه آب آشامیدنی استفاده گردید و تعداد 32 عدد از این صفحات در حوضچه‌های تصفیه آب در تصفیه‌خانه آب جلالیه تهران نصب گردیدند.برگفته شده از سایت تخصصی بتن پلاست شیمیایی ساختمان شیمیایی ساختمان Sat, 29 Apr 2023 10:10:09 +0330