پایان نامه رشته عمران بررسی آزمایشگاهی رفتار اتصالات در قابهای بتن مسلح تقویت شده در مقابل نیروی جانبی

اختصاصی از فایل هلپ پایان نامه رشته عمران بررسی آزمایشگاهی رفتار اتصالات در قابهای بتن مسلح تقویت شده در مقابل نیروی جانبی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

خلاصه پایان نامه:

در این مقاله مقاومت برشی و انحناء موضوع اتصال و همچنین سازگاری عناصر تقویت کننده با قابهای بتن مسلحی که فقط برای بارهای ثقلی طراحی شده اند بوسیله بادبندیهای فلزی برای افزایش مقاومت لرزه ای آنها، تقویت شده اند، در پی یک بررسی آزمایشگاهی ارائه شده است. بدین منظور پنج نمونه قاب بتن مسلح که سه نمونه از آنها بوسیله بادبندیهای فلزی تقویت شده و دو نمونه دیگر فاقد عناصر تقویت کننده هستند با مقیاس25/1 طراحی و ساخته شده و تحت اثر بار ثابت ثقلی و بارهای جانبی تناوبی تا مرحله تخریب مورد مطالعه قرار گرفته اند. نتایج حاصل از آزمایش نشان داده است که مقاومت برشی هسته اتصال در نمونه های تقویت شده افزایش یافته و انحناء آنها کاهش قابل ملاحظه ای می یابد. همچنین با جزئیات خاصی که برای موضع اتصال بادبندیها به قاب آزمایش شده است، مشخص می شود که خسارتهای وارده بر موضع اتصال تا حدود قابل ملاحظه ای کاهش دارد.

دانلود مقاله بتن چیست

اختصاصی از فایل هلپ دانلود مقاله بتن چیست دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

بتن در مفهوم بسیار وسیع به هر ماده با محصولی که از یک ماده چسبنده با خاصیت سیمانی شدن تشکیل شده باشد اتلاق می شود.این ماده چسبنده عموماً حاصل فعل و انفعال سیمانهای هیدرولیکی وآب می باشد حتی امروزه چنین تعریفی از بتن شامل طیف وسیعی از محصولات می شود. بتن ممکن است از انواع مختلف سیمان نیز پوزولانهای، سرباره کوره ها، مواد مضاف، گوگرد، مواد افزودنی، پلیمرها، الیاف و غیره تهیه شود. همچینن در نحوه ساخت آن ممکن است از حرارت، بخار آب، اتوکلاو، خلاء، فشارهای هیدرولیکی و متراکم کننده های مختلف استفاده شود. در اینجا سعی می شود از بتنی صحبت شود که مخلوطی از سیمان و آب و سنگدانه و در نهایت مواد افزودنی است.
اولین سئوالاتی که در اینجا مطرح است این است که ارتباط بین مواد تشکیل دهندة مخلوط بتن چیست؟ سه امکان وجود دارد: ابتدا ممکن است تصور شود که اصل مادة ساختمانی ماده چسبنده ای استکه از هیدراتاسیون سیمان و آب ناشی شده است و سنگدانه ها بعنوان مواد ارزان و پرکنندة این ماده چسبنده می باشد. امکان دوم این است که سنگدانه های درشت بعنوان سنگهای بنائی که توسطملات بهم پیوسته اند درنظر گرفته شود و این ملات دوغاب سیمان و سنگدانه های ریزدانه می باشد. امکان سوم آن استکه بتن بعنوان ماده ای از دوفاز مختلف یعنی سیمان هیدراته و دانه های سنگی در نظر گرفته شود. بنابراین خواص بتن به خواص هر یک از فازها و فصل مشترک این دو فاز بستگی دارد.
هر یک از نظریات دوم و سوم محدودیت هایی داشنه و می توانند برای بیان رفتار بتن بکار روند. لیکن در نظریه اول این مسائل وجود ندارد. اگر تصور شد که می توان سیمانی ارزانتر از سنگدانه ها نیز تهیه کرد این سئوال پیش می آید که آیا می توان سیمان و آب را به تنهایی بعنوان یک مادة ساختمای(بتن) بکاربرد؟ پاسخ قطعاً منفی خواهد بود و علت آن تغییرات حجمی بالای خمیر سیمان می باشد.جمع شدگی خمیر خالص سیمان تقریباً به 10 برابر جمع شدگی بتنی با 250 کیلوگرم سیمان در مترمکعب می رسد. همین مسائل برای خزش و وارفتگی نیز مطرح است. علاوه بر این حرارت زیاد تولید شده ناشی از مصرف سیمان به مقدار زیاد، بخصوص در آب و هوای گرم سبب ایجاد ترک خواهد شد. همچنین باعث می شود که سنگدانه ها نسبت به خمیر سیمان در مقابل حملات مواد شیمیایی پایدارترند اگرچه خمیر سیمان نیز در این محیط های خورنده نسبتاً پایدار است. بنابراین صرفنظر از قیمت مواد سنگی در بتن بسیار مفید خواهند بود.
دانه بندی مناسب بتن
باید مشخص کرد که آیا منحنی دانه بندی مخصوصی برای ساخت بتن خوب لازمست یا خیر. در وهله اول دانه بندی به جهت تأثیر در کارآیی بتنی اهمیت دارد، درحالی که مقاومت بدان وابسته نیست. البته مقاومت بالا زمانی حاصل می شود که بازای یک میزان کار معقول، حداکثر تراکم در مخلوط بدست آید که این تنها با ساختن یک مخلوط با کارآیی کافی میسر است. درواقع بعلت اندرکنش تأثیر عوامل مؤثر و کارآیی دانه بندی ایده آلی وجود ندارد. این فاکتورها شامل سطح مخصوص دانه ها که تعیین کننده میزان آب لازم برای تر نمودن دانه هاست. حجم نسبی که توسط دانه ها انتقال می شود. تمایل به جدایی در دانه ها و میزان درصد ریزدانه در مخلوط می باشد.
ابتدا به بررسی سطح مخصوص می پردازیم. معمولاً برای رسیدن به مقاومتی مشخص و دوام مناسب نسبت آب به سیمان در مخلوط محدود می گردد. از طرفی باید در مخلوط به اندازه کافی دوغاب سیمان موجود باشد تا بتواند دانه ها را بپوشاند. بنابراین با کتر کردن سطح مخصوص و دانه بندی به یکدیگر وابسته بوده و در صورت درشت بودن مصالح سطح مخصوص کل کمتر خواهد بود. در این حالت میزان آب لازم نیز کمتر خواهد شد. البته استفاده از سطح مخصوص برای تخمین میزان آب لازم اشکالی به همراه دارد و آن وجود ذرات ریز( کوچکتر از 150 میکرون) می باشد که نقش روغنکاری داشته و برای خیس شدن باندازة ذرات درشت به آب نیاز ندارند. لذا سطح مخصوص ممکنست در نشان دادن میزان کارآیی باعث گمراهی گردد.
حجم نسبی دانه ها هم در میزان کارآیی مؤثر است از نقطه نظر اقتصادی هرچه دانه ها حجم نسبی بیشتر را اشغال کند بعلت ارزانی آنها درمقایسه با خمیر سیمانف با صرفه تر است. به هر حال در صورتی که حداکثر حجم دانه ها، براساس حداکثر وزن مخصوص یا به عبارت دیگر برای ایجاد حداقل فضای خالی بین دانه ها براساس توزیع ذرات و نحوة پخش آنها تعیین گردد، بتنی حاصل می شود که کارآیی کمی داشته و نسبتاً زیر می باشد. عمدتاً، زمانی که دوغاب سیمان زیادتر از مقدار لازم برای پرکردن فضای خالی ماسه باشد ، کارآیی افزایش می یابد. همچنین وجود ملات بیشتر( ماسه و سیمان) از مقدار لازم برای پرکردن فضای خالی بین سنگدانه های درشت و مخلوط، سبب بهبودی کارآیی بتن خواهد شد. و این امر به دلیل نقش روغنکاری دانه های ریز در مجاورت دانه های درشت تحقق می یابد. سومین عامل در حقیقت تمایل دانه ها در بتن به جداشدن ازهم می باشد. همانقدر که در یک نمونه پرکردن فضای بین درشت دانه ها توسط دانه های ریز مختلف الاندازه ساده است به همان آسانی هم ذرات ریز به جداشدن و خارج شدن از فضاهای خالی، در حالت خشک تمایل دارند. درواقع این ملات است که باید از خروج آنها از حفرات ممانعت بعمل آورد تا بتوان بتنی قابل پذیرش ایجاد نمود.
چهارمین عامل مؤثر برکارآیی بتن وجود مصالح ریزتر از 300 میکرون( نمرة 50 در ASTM ) می باشد. برای داشتن بتنی با کارآیی مناسب بایستی حجم ذرات ریز داخل مخلوط( ریزتر از 125 میکرون یا نمرده 120 در ASTM )از جدول زیر تبعیت کند. حجم مطلق ذرات زیردانه شامل دانه های ذکرشده در بالا، سیمان و هرنوع پرکننده و همچنین نصف حجم حباب های هوامی باشد که می توانند معادل ذرات ریز گرفته شوند و لازمست جزء حجم ریزدانه ها محسوب گردند.

حداکثر اندازه دانه های سنگی حجم مطلق ریزدانه ها بعنوان درصدی از حجم بتن
میلیمتر اینچ
8 315/0 5/16
16 630 /0 14
32 260/0 5/12
63 480/2 11
آب برای عمل آوردن بتن
اصولاً آبی که برای ساختن مخلوط بتن مناسب است برای عمل آوردن آن نیز مطلوب خواهد بود. به هر حال وجود مواد آهنی و آلی در آب سبب ایجاد لکه روی سطح بتن شده و این امر هنگامی که آب به آرامی روی سطح بتن جریان می یابد و سریع تبخیر میشود، تسریع می گردد در پاره ای موارد که ظاهر بتن اهمیت ندارند، استفاده از آبی که برای مخلوط بتن به کار می رود و حتی کیفیت آن کمی پائین تر از آب مناسب مخلوط می باشد. برای عمل آوردن مجاز می باشد. بطورکلی توصیه می شود آبی که برای عمل آوردن بتن مصرف می شود، از موادی که ممکن است روی بتن سخت شده اثر بگذارند، عاری باشد.بعنوان مثال آبی که دارای دارد، بتن را حل نموده و سبب سایش آن می شود. در این مورد در فصل 14 بطور مفصل تر بحث خواهد شد به هر حال عمل آوردن با آب دریا ممکن است سبب بروز خوردگی در آرماتور نیز بشود.
آب انداختن بتن
آب انداختن بتن در حقیقت نوعی جدایی در بتن می باشد که در آن قسمتی از آب مخلوط به بالا و سطح بتن آمده و از دانه ها جدا می شود. در حقیقت علت آن عدم توانایی ذرات جامد در نگهداشتن همه آب مخلوط بین خود و جلوگیری از ته نشین شدن آنها می باشد. آب انداختن بتن را از لحاظ کمی می توان بصورت کل نشست
( تقلیل در ارتفاع) در واحد ارتفاع بتن بیان نمود. ظرفیت آب انداختن و سرعت آب انداختگی بتن را می توان با استفاده از روش آزمایشASTM c 232-71 اندازه گیری نمود. هنگامی که خمیر سیمان سخت می شود. آب انداختن بتن متوقف می گردد.
در اثر آب انداختن بتن لایه بالای بتن بسیار پرآب شده و با ریختن لایه بعدی بتن برروی آن و محبوس شدن این آب اضافی، لایه ای بسیار ضعیف و متخلخل و کم دوام از بتن بین هر دو لایه ایجاد می شود. در صورت مخلوط کردن مجدد این آب اضافی سطحی به هنگام پرداخت بتن، لایه سطحی کم مقاومتی در مقابل سایش ایجاد می شود. برای اجتناب از این مسأله می توان عمل پرداخت بتن را با تبخیر آب رو زده به تأخیر انداخت. همچنین استفاده از تخته ماله نیز جهت تحریک کمتر سطح مناسب می باشد. از طرف دیگر اگر سرعت تبخیر آب سطحی بتن بیش از سرعت آب انداختن آن باشد. ترکهای جمع شدگی پلاستیک بوجود خواهد آمد.
علاوه بر جمع شدن آب در سطح بتن، مقداری از آب بالا آمده نیز در زیر سنگدانه های درشت و یا زیر آرماتور محبوس شده و ناحیه ای از چسبندگی بسیار ضعیف را ایجاد می کند. جنس آبی از خود فضاهای خالی بجای گذاشته و چون این فضاها در یک جهت قرار می گیرند. در نتیجه نفوذپذیری بتن درصفحه افقی افزایش می یابد. به هر حال در بتن تعداد حفره های بتن بخصوص در دالهای نازک و روسازیهای خطر یخبندان بتن را تشدید می کند.
آب انداختن بتن لزوماً عملی زیانبار نیست. اگر این عمل درست نخورده بماند( و آب بخار شود) نسبت آب به سیمان مؤثر مخلوط پایین آمده و مقاومت افزایش می یابد. اما در صورتی که آب بالا آمده به همراه خود مقدار قابل توجهی ذرات ریز سیمان را به بالای سطح بتن بیاورد. لایه ای از شیره بتن روی سطح تشکیل می شود. این لایه در بالای دال یک سطح کاملاً متخلخل و کم مقاومت در مقابل سایش پدید می آورد. همچنین در بالای هر قسمت بتن ریزی شده این سطح ضعیف تشکی می شود که چسبندگی آن با لایه بسیار بالا بسیار کم خواهد بود. به همین دلیل همواره باید شیره فوق با برس زدن و شستن از سطح بتن پاک شود.
اگرچه آب انداختن به میزان آب مخلوط بستگ دارد لیکن تا حد زیادی به خواص سیمان نیز وابسته است. آب انداختن بتن با ریزتر شدن سیمان کاهش می یابد و پاره ای از واکنشهای سیمان را نیز در آن اثر می گذارند. بعنوان مثال سیمانی با خاصیت قلیایی بالا، آب انداختن را کاهش می دهد. همچنین بالا رفتن در سیمان و یا اضافه کردن کلرور کلسیم به سیمان محدوده طبیعی دمای بالاتر سرعت آب انداختن ز را زیاد می کند لیکن کل ظرفیت آب انداختن بتن بی تغییر باقی می ماند. مخلوط های پر عیار نیست به مخلوطهای کم عیار خطر آب انداختن کمتری دارند اضافه کردن مواد پوزولانی و یا پودر آلومینیوم این خطر را کاهش می دهد اضافه کردن مواد هوازا خطر آب انداختن را کم کرده و می توان پرداخت بتن را بعد از ریختن آب بدون تأخیر انجام داد.
عوامل مؤثر در مقاومت بتن
اگرچه تخلخل، عامل اولیه مؤثر بر مقاومت است.لیکن این خاصیت در عمل، با مشکلات بسیار اندازه گیری می شود و یا حتی محاسبه می گردد. زیرا تعیین درصد هیدراتاسیون کار مشکلی است( البته با فرض اینکه نسبت آب به سیمان معلوم باشد) همچنین تأثیر سنگدانه روی ترکهای زیر بآسانی قابل بررسی کمیتی نیست. به دلایل فوق عوامل اصلی مؤثر بر مقاومت که در عمل گرفته می شوند شامل نسبت آب به سیمان، درجه تراکم، سن بتن و درجه حرارت می باشد. به هر حال عوامل دیگری نیز وجود دارند که بر مقاومت مؤثر می باشند و عبارتند از نسبت سنگدانه به سیمان، کیفیت سنگندانه( دانه بندی، بافت سطحی، شکل، مقاومت و سختی) و حداکثر اندازه سنگدانه، این عوامل، هنگامی که سنگدانه های معمولی تا حداکثر اندازه40 میلیمتر بکار می روند. بعنوان عامل درجه دوم شناخته شده اند.
بتن آماده
در ساخت بتن گاه به عوض پیمانه کردن و مخلوط نمودن مصالح در کارگاه با استفاده از یک مرکز بتن سازی بتن به صورت آماده و پیش مخلوط شده به کارگاه آورده می شود. این روش بتن سازی که کاربرد زیادی نیر دارد دارای مزایای زیادی نسبت به رش بتن سازی در کارگاه است که آن مزایا عبارتند از:
الف) کنترل کیفیت بالا و نزدیک سبب کاهش تغییرات در خواص بتن سخت شده می شود.
ب) استفاده در کارگاههای با فضای کم و شلوغ یا در راهسازیها که امکان دپوی مصالح و ساخت بتن دشوار است.
ج) استفاده از کامیونهای مخلوط کن که در طول حمل از جدایی دانه ها و کاهش کارآیی جلوگیری می کند.
د) راحتی در ساخت مقادیر کم بتن و بتن ریزی متناوب
قیمت بتن آماده بعلت اینکه بعنوان یک کالا خریداری می شود. کمی بیش از بتن معمولی ساخته شده در کارگاه می باشد. لیکن این افزایش قیمت با صرفه جویی که در سازماندهی کارگاه در بتن ریزی، هزینه ناظر بتن و مقدار سیمان می شود، جبران میگ گردد. همچنین کنترل کیفیت بهتر بتنی به مراتب مرغوبتر و با تغییرات کم تحویل می دهد. بتن آماده به دو صورت ساخته می شود، نوع سیستم مرکزی و نوع کامیون مخلوط کن. در نوع اول بتن، در یک کارگاه مرکزی ساخته شده و سپس توسط کامیونهای بهم زن به محل کار حمل می شود. در نوع دوم مصالح در کارگاه مرکزی پیمانه شده لیکن اختلاط حین حمل و یا قبل از تخلیه بتن، در کامیون انجام می شود، مخلوط کردن حین حمل این اجازه را می دهد که بتن با تغییرات کمتر و با تأخیر قابل استفاده باشد لیکن ظرفیت این نوع کامیونها کمتر از ظرفیت کامیونهای حمل کننده بتن آماده می باشد.جهت رفع عیب کاهش ظرفیت، پاره ای اوقات بتن تا حدی در کارگاه مرکزی مخلوط شده و بقیه اختلاط در راه صورت می پذیرد. بایستی توجه داشت که بهم زدن یا مخلوط کردن که توسط دوران مخلوط کن صورت می گیرد تفاوت دارد. سرعت بهم زدن بین 2 تا 6 دور در دقیقه است در حالی که سرعت مخلوط کردن بین 4 تا 16 دور در دقیقه می باشد. استاندارد BS 1929:62 حداقل سرعت مخلوط کردن را 7 دور در دقیقه مشخص می کند. سرعت مخلوط کردن در میزان سخت شد بتن تأثیر داشته و کل تعداد دوران با دور مخلوط کن کنترل کننده یکنواختی مخلوط می باشد. هر دو نوع مخلوط کردن و بهم زدن در استانداردASTMC 94-83 به حد 300 دور در محدوده شده اند. به صورت دیگر بتن باید تا 5/1 ساعت بعد از مخلوط کردن در محل نهایی ریخته شود. درحالتی که بتن در راه مخلوط می شود، نیازی نیست که آب قبل از آغاز مخلوط کردن اضافه شود. لیکن برطبق استاندارد BS 5328:81 زمانی که سیمان و سنگدانه های مرطوب مجازند در تماس با یکدیگر باقی بمانند. نباید از 2 ساعت بیشتر شود. این محدودیت ها در جهت اطمینان بالا بوده و تجاوز از آنها به شرطی که تأثیر معکوسی بر مقاومت بتن نداشته و مخلوط برای تراکم با کارآیی کافی باقی بماند، مانعی ندارد. تأثیر مخلوط کردن در زمان طولانی و دوباره کوبیدن بتن تازه همانند تأثیر آن برروی بتن تهیه شده درکارگاه می باشد. استاندارد BS-5328:81 روشهای مشخص کردن انواع بتن ها از جمله بتن آماده را بیان می کند.
حمل و نقل بتن
روشهای زیادی جهت انتقال بتن از مخلوط کن به کارگاه متداول است که به قسمتی از آنها در بخش قبل اشاره شد. انتخاب بهترین روش اصولاً بر ملاحظات اقتصادی مبتنی بوده و به میزان بتنی که باید جابجا شود بستگی دارد. روشهای متداول استفاده از فرغون، سطل، پیمانه، تسمه نقاله، کامیونهای مخصوص و پمپ همگی به شرطی بایستی بکار روند که از حفظ خواص بتن تازه یعنی چسبندگی ذرات و عدم جدایی دانه ها اطمینان حاصل شود. از انتقال نامناسب بتن که سبب جدایی ذرات می شود، جداً باید اجتناب شود. در این بخش انتقال بتن با پمپ مورد بررسی قرار می گیرد
بتن ریزی با پمپ
امروزه بتن در حجم زیادی توسط پمپ و با استفاده از لوله های انتقال تا مسافت های نسبتاً زیاد و به محلهایی که دسترسی به آنها با روشهای دیگر مشکل است، انتقال می یابد. سستم پمپ بتن از یک ظرف قیفی شکل که محل ریختن بتن از مخلوط کن می باشد، پمپ و لوله های انتقال تشکیل شده است. بسیاری از پمپها با عملکرد مستقیم از آن یک پیستون افقی با مجموعه شیرهای نیمه دوار برای اطمینان از عبور ذرات درشت دانه تشکیل می گردند
بتن تحت وزن خود و تحت مکش حاصل از حرکت پیستون بداخل پمپ می رود. با باز و بسته شدن متناوب شیرها، بتن وارد لوله ها شده و همیشه آنها را پر نگه میدارد استفاده از دو پیستون باعث یکنواختی جریان بتن می گردد. خروجی تا 60 مترمکعب در ساعت را می توان از لوله های تا قطر 220 میلیمتر بدست آورد.
همچنین گاه از پمپهای کوچک قابل حمل به نام های پمپ های فشرده در انتقال بتن استفاده می شود. بتن ریخته شده در ظرف قیفی شکل پمپ با دوران تیغه هایی در داخل لوله هایی قابل انعطاف که به محفظه پمپ متصل اند، رانده می شود. این محفظه تحت خلاء با فشار جیوه حدود600 میلیمتر می باشد. این خلاء سبب می شود که به جز جریانی که لوله ها توسط غلتکها فشرده می شوند شکل آنها استوانه ای باقیمانده و اجازه می دهد تا جریان پیوسته بتن برقرار می گردد. دو غلتک دوار پیوسته با فشرده کردن لوله های قابل انعطاف سبب راندن بتن به لوله تخلیه می شوند. پمپ های فشرده گاز روی کامیون نصب ده و توسط میله های تا شده بتن را انتقال می دهند. با لوله های تا 75 سانتیمتر می توان خروجی تا حدود 20 مترمکعب بتن در ساعت از این پمپها بدست آورد.
پیستون با عمل مستقیم
پمپ های فشرده قادرند بتن را تا مسافت افقی 90 متر و ارتفاع 30 متر انتقال دهند. لیکن با پمپ های پیستونی می توان بتن را تا مسافت افقی 450 متر و ارتفاع 40 متر انتقال داده. نسبت بین مسافت افقی به ارتفاع بستگی به روانی بتن و سرعت آن در داخل لوله دارد سرعت بیشتر سبب کم شدن این نسبت می شود. برای مسافت های طولانی تر می توان از پمپ های لوله ای استفاده نمود. در انتقال پمپی باید از خمهای تند و تغییرات ناگهانی لوله پرهیز نمود.
قطر لوله انتقال حداقل باید سه برابر قطر درشت ترین دانه انتخاب شود. لوله های سخت و انعطاف پذیر هر دو می توانند استفاده شوند. در حالیکه لوله های انعطاف پذیر اتلاف اصطکاک اضافی و مشکل تمیزکردن را به همراه خواهند داشت. لوله های آلومینیومی نبایستی مصرف گردند زیرا با قلیایی های سیمان و فعل و انفعال انجام داد وگاز هیدروژن تولید می کنند که بعداً در بتن حباب ایجاد کرده و سبب کاهش مقاومت خواهد شد.
مخلوط بتنی که باید پمپ گردد، نبایستی زبر و بسیار چسبنده باشد. همچنین باید نه خیلی خشک و نه خیلی تر باشد. در حقیقت روانی بتن بسیار مهم است. برای بتن پمپی، اسلامپ بین 40 تا 100 میلیمتر یا ضریب تراکم 9/0 تا 95/0 و یا زمان V-B بین 3 تا 5 ثانیه توصیه شده است. از آنجا که عمل پمپ کردن خود سبب تراکم می شود لذا ممکن است اسلامپ در هنگام تحویل 10 تا 25 میلیمتر کاهش یابد.روانی منساب مخلوط سبب می شود که از افزایش مقاومت اصطکاکی در لوله ها در مخلوط های خیلی خشک و جدایی دانه ها در مخلوطهای خیلی تر جلوگیری شو . بخصوص درصد ریزدانه بسیار مهم است زیرا کم بودن آن سبب جدایی و زیادبودن آن باعث افزایش مقاومت اصطکاکی و احتمال مسدودشدن لوله ها می شود حالت بهینه موقعی است که حداقل اصطکاک با دیوارها و جدارهای لوله و حداقل فضای خالی در مخلوط ایجاد شود. این حالت یا یکنواختی دانه بندی و پیوستگی آن حاصل می شود. برای بتنهای با حداکثر اندازه دانه سنگی 20 میلیمتر مقدار بهینه ریزدانه( ماسه) بین 35 تا 40درصد می باشد و ماسه زیر الک 300 میکرون بایستی حدوداً بین 20-15 درصد وزن کل ماسه باشد. همچنین دانه های ریزتر از 150 میکرون باید حدود سه درصد باشد که شامل ماسه و یامواد پوزولانی مثل توف و تراس می شود و این میزان پیوستگی دانه ها را با دانه بندی سیمان محفوظ نگه میدارد.
در پمپ کردن بتن دانه سبک، جهت غلبه بر مشکل افت کارآیی، بعلت حذف آب زیاد مصالح سبک و متخلخل، افرودنی های خاصی( مواد کمکی برای پمپ) بکار می رود. بتن با مواد هوازا معمولاً تا فاصله های کوتاه و حدود 45 متر پمپ می شود. زیرا در مسافت های بیشتر حبابهای هوا فشرده و سبب کاهش کارآئی بتن می شود
پمپ های فشرده در انتقال بتن
ریختن و تراکم بتن
عمل ریختن و تراکم بتن معمولاً توأم و وابسته بوده و اغلب همزمان انجام می شود این عمل جخهت رسیدن به مقاومت لازم، غیر قابل نفوذ بودن و پایایی بتن سخت شده در ساختمان فوق العاده مهم است در مورد ریختن بتن هدف اصلی قراردادن بتن هر چه نزدیکت تر به محل نهایی آن بمنظور جلوگیری از خطر جداشدن دانه ها و ایجاد تراکم کامل می باشد.
الف) باید از پرتاب بتن با بیل و حرکت دادن آن با فشار خودداری گردد.
ب) بتن باید در لایه های یکنواخت ریخته شود و از انباشته کردن آن در لایه های شیب دا رخودداری کرد.
ج) ضخامت لایه باید متناسب با دستگاه لرزاننده بتن انتخاب شود تا هوای محبوس نتواند از انتهای هر لایه خارج گردد.
د) سرعت ریختن و تراکم بتن باید مساوی باشد.
ه) جهت دستیابی به بتن یکنواخت و پرداخت مناسب روی ستونها و دیوارها باید قالبها با سرعت حداقل 2 متر در ساعت پر شوند تا تأخیر حاصل شود( تأخیر طولانی سبب بروز درز های اتصال سرد می گردد.
و) قبل از ریختن لایه جدیدباید لایه قبلی کاملاً متراکم گردد. لایه های بعد باید قبل از سخت شدن لایه قبلی و زمانی که هنوز در حالت پلاستیک است ریخته شوند تا ساختمان یکپارچه ای حاصل شود.
ت) باید از برخورد بتن با قالب ها و آرماتور ها جلوگیری شود. در قطعات با ارتفاع زیاد استفاده از لوله های دراز و ترمی بتن را بدون جدائی در محل نهایی آن قرار می دهد.
ی) بتن بایستی در صفحه قائمی قرار داده شود. موقعی که بتن ریزی در قالب های افقی و یا شیبدار انجام می شود بتن باید عمود بر آن ریخته شود و فاصله ای بین بتن قدیم و جدید ایجاد شود. برای شیب های بیش از 10 درجه نوارهای مخصوصی بکار می رود.
روشهای ویژه ای برای بتن ریزی وجود دارد از جمله: استفاده از قالب های لغزان، روش قیف و لوله بلند( ترمی)، بتن پاشی، بتن با مصالح سنگی پیش آکنده و بتن غلطکی را می توان نام بردو روش استفاده از قالب های لغزنده روش پیوسته ریختن و تراکم بتن است. در این روش بتن با کارآیی کم و کنترل دقیق مصالح تشکیل دهنده بکار می رود. هر دو روش قالبهای لغزنده افق و قائم کاربرد دارند که نوع دوم آهسته تر بوده و قالب ها باید تا حصول مقاومت کافی بتن جهت نگهداری بتن تازه بعدی و قالبهای بالا در محل باقی بماند. سرمایه گذاری این روش نسبتاً بالاست ولیکن میزان زیاد بتن ریزی در این روش آنرا جبران می کند. ریختن بتن توسط روش قیف و لوله(نرمی) بخصوص برای قالب های عمیق که تراکم بتن با روشهای متداول مشکل است و برای بیتن ریزی زیر آب بکار می روددر این روش بتن با کارآیی بالا تحت وزن خود از لوله های قائمی که بتدریج بالا کشیده می شود به پائین می ریزد. مخلوطی که با این روش بکار می رود باید چسبنده بدون جدایی و آب انداختگی، و معمولاً با میزان سیمان بالا و ریزدانه بالا و در پاره ای از موارد شامل مواد کمی نظیر پوزولانها و مواد افزودنی برای کارآیی باشد. همانطور که در فصل شم بیان شده، منظور از تراکم، خارج کردن هوای محبوس از بتن تا حد امکان است تا بتن سخت شدة حاصل با کمترین تخلخل و در نتیجه با مقاومت بالا و با دوام و یا نفوذپذیری کم باشد.
بتن های یا کارآیی کم، هوای محبوس بیشتری نسبت به بتن های با کارآئی بالا دارند و از این نظر انرژی بیشتری برای تراکم نیاز دارد. انرژی اضافی معمولاً با بکاربردن دستگاههای لرزاننده مناسب فراهم می شود.

شکل (7-6) کنترل جدائی دانه ها و ملات در انتهای ناودانیهای حامل بتن
شکل(7-7) ریختن بتن توسط فرغون
شکل(7-8) ریختن بتن در دیوارهای عمیق و بلند
شکل(7-9) ریختن بتن روی سطح شیبدار
شکل(7-10) بت ریزی در زیر آب
لرزاندن بتن
لرزاندن و ارتعاش بتن توسط دستگاه لرزاننده( ویبراتور) اساساً به حدف هوای محبویس و نزدیک کردن ذرات جامد به یکدیگر اطلاق می شود. بدین وسیله مخلوط های خیلی خشک و چسبنده در مقایسه با روش دستی بخوبی متراکم شده و بتنی با مقاومت خوب و سیمان کمتر حاصل می شود. البته این صرفه جوییی در مصرف سیمان را هزینه دستگاههای لرزاننده و نیاز به قالب های محکمتر جهت استفاده از این وسائل جبران می گردد. به هرحال در مقایسه قیمت نهائی تمام شده، هزینه کارگر و نیروی انسانی تعیین کننده خواهد بود. با استفاده از مخلوط مناسب و نیروی انسانی ماهر د و روش تراکم با دست و با دستگاه لرزاننده می تواند بتن با کیفیت خوبی را نتیجه دهد. از طرف دیگر در هر دو روش نیز می توان بتن ضعیفی داشت. در روش دستی و با استفادهاز میله، تراکم ناکافی سبب ضعف بتن می شود، در حالی که در استفاده از دستگاههای مرتعش کننده، تراکم ناکافی همه قسمت ها، بتن غیر یکنواختی نتیجه می دهد و گاه لرزاندن زیاد سبب جدایی دانه ها از ملات می گردد. که این مسأله باکاربرد مخلوط نسبتاً سفت و با دانه بندی مناسب قابل پیشگیری است.
انتخاب دستگاه لرزاننده مناسب ارتباط مستقیم با روانی مخلوط دارد. مثلاً مخلوطهای مناسب جهت پمپ کردن ممکن است روانی بیش از حدی برای لرزاندن داشته باشند. بنابراین برای رسیدن به تراکم کافی و مناسب مشخصات دستگاه لرزاننده باید با روانی مخلوط انطباق داشته باشد. اساساً لرزاندن بتن به سه روش متداول است که در اینجا مورد بحث قرار خواهد گرفت. البته باید توجه داشت که روشهای خاصی نیز برای برنامه ای خاص ابداع شده است که در این کتاب مجال بحث در مورد آنها نیست.
لرزاننده درونی
در میان روشهای متداول لرزاندن بتن، این روش از همه معمولتر است. این دستگاه از یک مرتعش کننده که توسط یک میلة انعطاف پذیر به یک موتور متحرک اتصال دارد تشکیل شده است. سرخرطومی شکل دستگاه وارد بتن شده و با ایجاد لرزش یکنواخت سبب تراکم آن می گردد.
فرکانس ارتعاش دستگاه معمولاً بین 70 تا 200هرتز(Hz ) با شتابی بیش از g 4 می باشد. سر دستگاه بایستی به آسانی از یک قسمت بتن به قسمت دیگر قابل انعطاف باشد تا مطابق با تراکم بتن، هر نیم تا یک متر آن در ظرف پنج ثانیه تا دو دقیقه متراکم گردد. پایان عمل تراکم معمولاً با قضاوت ظاهری سطح بتن مشخص می گردد. در این زمان نباید بتن کرمو و متخلخل و یا با زیاد روزدن شیره ملات همراه باشد. بیرون آوردن سر ویبراتور باید بآهستگی و با سرعت حدود 80 میلیمتر در ثانیه صورت گیرد تا سوراخ ایجاد شده توسط آن بخودیخود پرشدهه و هوایی در داخل بتن باقی نگذارد. دستگاه مرتعش کننده بایستی سریعاً در ضخامت کامل بتن تازه و تا حدی در بتن در حالت پلاستیک لایه قبلی فرو رود( شکل 7-11 را ببینید) در این حالت بتن یکپارچه ای حاصل شده و از ایجاد یک سطح ضعیف بین دو لایه بتن، امکان ترک های ناشی از نشست بتن و اثرات داخلی آب انداختن بتن، جلوگیری می شود. بایستی توجه داشت که در بتن ریزی با ضخامت بیش از 5/0 متر ویبراتور ممکن است نتواند هوای محبوس را از قسمت پائین لایه بطور کامل خارج نماید. برخلاف پاره ای از ویبراتور ها، لرزاننده های درونی به علت اعمال تمام نیرو و کار روی بتن از راندمان بالایی برخوردارند. با ساخت اندازه های مختلف تا قطر 20 میلیمتر این دستگاه را برای قطعاتی که آرماتور انبوه دارند و همچنین قسمت هایی که دسترسی به آنها مشکل است نیز می توان بکار برد.
شکل(7-11) قراردادن لرزاننده های درونی در داخل بتن
لرزاننده های خارجی
این نوع مرتعش کننده بروی یک تکیه گاه ارتجاعی به قالبها متصل می شود و بنابراین قالب و بتن هر دو لرزانده می شوند، در نتیجه قسمتی از کار انجام شده صرف لرزاندن قالب می شودکه باید باندازه کافی مقاوم و محکم باشد تا نیرو را تحمل نموده و از نفوذ دوغاب سیمان از آن جلوگیری شود. اصول کار ویبراتور های خارجی همانند ویبراتور های داخلی است لیکن فرکانس ارتعاشات 50 و 15 هرتز متغیر است. لرزاننده های خارجی عموماً برای بتن های پیش ساخته و با قطعات بتنی درکارگاه که شکل و ضخامت کم آنها برای مرتعش کننده های داخلی مناسب نیست بکار می روند.
در چنین قالبهایی بتن باید در لایه های با ضخامت مناسب جهت خروج هوا ریخته شود زیرا لایه های ضخیم در این روش نمی توانند هوا را راحت از خود خارج کنند. با پیشرفت بتن ریزی محل لرزاننده تغییر داده می شود. ویبراتور های خارجی قابل حمل نیز که به قالبها متصل نمی شوند گاه برای قطعات با دسترسی محدود کاربرد دارند لیکن قدرت تراکم آنها بسیار محدود می شود. یک نوع از این مرتعش کننده ها چکش الکتریکی است که در پاره ای موارد برای تراکم قالب نمونه های آزمایشگاهی بکار می رود.
میزهای لرزاننده
میزهای مرتعش کنده مناسب ترین وسیله تراکم بتن برای قطعات پیش ساخته بوده و ارتعاش یکنواختی در بتن ایجاد می کنند.در این سیستم قالبها به ویبراتور بسته می شود.( برخلاف لرزاننده های خارجی)لیکن اصل ارتعاش و لرزش همانند ویبراتور های خارجی است. اصولاً دو شفت و محور دوار که درجهت خلاف دوران می کند مؤلفه افقی لرزه خنثی شده و میز با یک حرکت یکنواخت درجهت فقط قائم حرکت می کند. همچنین میز های ویبره کوچکی ساخته شده اند که با جریان متناوب و نیروی الکترومغناطیسی کار می کنند. این میزها با فرکانس بین 25 تا 120 هرتز و شتاب بینg 7-4 کار می کنند.
اگرچه در عمل فرکانس بندرت متغیر است لیکن در ارتعاش بتن هایی که اندازه های متغیر دارند و همچنین برای نمونه های آزمایشگاهی می توان از میزهای ویبره با شتاب و فرکانس متغیر استفاده نمود. ایده آل آن است که با پیشرفت تراکم بتن، فرکانس افزایش و شتاب کاهش یابد. کاربرد فرکانس بالا سبب تنظیم حرکت ذرات در زمان تعیین شده می شود ویبره کردن با شتاب زیاد که متناسب با فضای بین ذرات نباشد، جریان ثابتی در بتن ایجاد کرده و هیچگاه به تراکم کامل ختم نمی گردد. عملاً پیش بینی شتاب بهینه و فرکانس مناسب یک مخلوط مشخص تاکنون امکانپذیرنشده است.
ارتعاش مجدد
در بخشهای قبلی به ارتعاش بتن بلافاصله بعد از ریختن بتن و تراکم کامل آن، قبل از سخت شدن بتن، اشاره شد. همچنین بیان شد که برای ایجاد پیوستگی مناسب بین لایه های مختلف بتن ریزی، باید لایه های قبلی زمانی که هنوز در حالت پلاستیک و خمیری هستند، مجدداً مرتعش شوند. حالا این سئوال پیش می آید که آیا ارتعاش مجدد برای بتن سودمند است یا خیر. در واقع ارتعاش مجدد بتن بین یک تا دو ساعت بعد از ریختن آن سبب افزایش مقاومت فشاری تا 15 درصد می شود. لیکن مقدار واقعی افزایش بستگی به کارآیی مخلوط دارد. بطور کلی افزایش مقاومت در زمانهای اولیه بیشتر بوده و در بتن هایی که قابلیت آب انداختن زیاد دارند به علت خارج کردن آب محبوس با تراکم و ویبره مجدد، این افزایش مقاومت قابل ملاحظه است. به همین دلیل چسبندگی بین بتن و فولاد نیز افزایش می یابد. همچنین احتمال تقلیل تنش های حاصل از جمع شدگی پلاستیک در اطراف دانه های درشت مصالح سنگی فراهم می شود.
علیرغم مزایایی که ذکر شد ارتعاش مجدد بتن به علت اضافه نمودن مرحله جدیدی در تولید بتن کاربرد وسیع ندارد. علاوه بر این با اضافه شدن هزینه تولید، اگر دیر انجام شود، ممکن است سبب ایجاد خساراتی در بتن نیز بشود.
بتن پاشی
بتن پاشی به حمل بتن توسط یک شلینگ و پاشیدن سریع آن به کمک فشار باد و با سرعت زیاد در روی سطوح، گفته می شود. پاشیدن بتن که با فشار زیاد انجام می شود، سبب تراکم بتن و چسبیدن و جدا نشدن آن بر روی حتی سطوح قائم و سطوح بالای سر می شود. بتن پاشی گاه به بتن یا ملات پاشیده شده توسط باد و نامهای« شاتکریت» و « گنایت» شهرت پیدا کرده است. در بعضی کشورهای صنعتی جهان این طریق به بتن پاشیده موسوم است و عموماً برای ملاتی با ماکزیمم قطر دانه 5 میلیمتر بکار می رود که برای پوشش داخلی تونلها و تانکها و مخازن بتن پیش تنیده کاربرد دارد. همچنین این نوع بتن برای تعمیرات بتن های خراب شده، پایدار کردن صخره های سنگی شیب دار، پوشش فولاد برای ضد آتش کردن آن و ایجاد لایه نازک روی بتن و آجر و مصالح بنائی و فولاد، مورد استفاده قرار می گیرد.
در کاربردهای بالا در حقیقت روی ریختن بتن اهمیت زیاد این روش را مشخص می سازد. در این روش مهارت و تجربه قابل ملاحظه ای لازم است تا بتن یا ملات با کیفیت خواسته شده پاشیده شود. عملکرد شخص پاشنده بتن بخصوص در استفاده صحیح و کنترل قسمت انتهایی و سر دستگاه در این مهم نقش اساسی دارد.
از آنجا که در این روش بتن روی سطح پاشیده می شود و به تدریج ضخامت کامل شده و تا حدود 100 میلیمتر نیز می رسد، نیازی به یک طرف قالب نیست. در نتیجه با مصرف نکردن یک جداره و حائل های لازم از نظر اقتصادی این روش به صرفه است. اما از طرف دیگر استفاده از سیمان زیاد و وسائل خاص بتن پاشی باعث گرانتر شدن این روش نسبت به روش متداول بتن ریزی است.
دو روش عمده در بتن پاشی معمول است. در روشی که بیشتر متداول است و به روش خشک موسوم است، ابتدا سیمان و دانه های سنگی مرطوب مخلوط شده و به یک تغذیه کن مکانیکی با تفنگ بتن پاش وارد می شود( شکل 7 -12- الف را ببینید). سپس مخلوط با میزان مشخصی توسط یک پخش کن به جریانی از هوای فشرده داخل شلینگ که به سر بتن پاش منتهی می شود، وارد می گردد. داخل سر بتن پاش صفحه چند شاخه سوارخ داری تعبیه شده است که باد را با فشار روی مخلوط ریخته و سپس مخلوط با سرعت زیادی آماده پاشیدن می شود.
در روش تر تمام اجزاء بتن از جمله آب مخلوط قبلاً با یکدیگر مخلوط می گردند(شکل 7-120ب را ببینید). سپس بتن حاصل به محفظه مخصوص انتقال هدایت شده و از آنجا توسط انتقال با فشار باد یا با پمپ انتقال مخصوص نشان داده شده در شکل( 7-5) به قسمت انتهایی راه می یابد. جهت ایجاد سرعت بالا در پاشیدن هوای فشرده( در استفاده از سیستم باد، هوای اضافی) به قسمت انتهایی تزریق می گردد.
در مقایسه با روش خشک، در روش تر روی آب مورد نیاز مخلوط که قبل از مخلوط شدن اندازه گیری می شود و احتمالاً مقدار مواد افزودنی مصرفی، کنترل بهتری وجود دارد. همچنین به علت ایجاد گرد و غبار کمتر، شرایط کاری در روش تر خیلی بهتر خواهد بود. در هر دو روش محصول نهایی بسیار خوب بوده و به خصوص در روش خشک و در استفاده از سنگدانه های سبک و متخلخل می توان راندمان بالایی در بتن ریزی داشت. در این نوع بتن ریزی با استفاده از زودگیرهای بسیار سریع نظیر کربنات سدیم( سودا) می توان سطوح با آب روان را بتن ریزی کرد. البته زودگیر کننده ها روی مقاومت تأثیر منفی دارند لیکن انجام کارهای تعمیراتی را ممکن می سازند.
مخلوطی که در بتن پاشی مصرف می شود باید به اندازه ای خشک باشد که در هر شرایطی بتواند خود را در محل پاشیده شده نگه دارد. در عین حال مخلوط باید به اندازه ای تر باشد که در اثر پاشیدن، خودبخود متراکم گردد و مصالح بعد از برخورد به آن برنگردد.
البته واضح است که تمامی مصالحی که پاشیده می شوند در محل خود باقی نمی مانند و به خصوص ذرات درشت تمایل به به بازگشت از سطح را دارند. میزان مصالحی که بعد از پاشیدن بازگشت می کنند در لایه اولیه بیشتر بود و همچنین در دیواره ها و قسمت های بالای سر بیش از دالها و کفها است. البته اهمیت از دست دادن مصالح چندان قابل ملاحظه نیست لیکن جمع شدن مصالح در یک محل و مخلوط شدن آن با مواد لایه بعدی نقطه ضعفی در بتن پاشی است. کم شدن سنگدانه ها نیز سبب ایجاد ملات و بتنی با جمع شدگی بیشتر می شود. برای اجتناب از جمع شدن مصالح برگشتی در گوشه های داخلی، در پائین دیواره ها، در پشت آرماتور ها با لوله های کار گذاشته شده، و بالاخره در سطوح افقی، دقت زیادی در بتن پاشی لازم بوده و توصیه می شود از آرماتور های نمره پائین استفاده شود.
حدود متداول نسبت آب به سیمان مخلوط مصرفی5/0 – 35/0 بوده آب انداختگی کمی دارد. نسبت متداول در ملات تا بااستفاده از ماسه مصرفی در مخلوط های معمولی می باشد. در خصوص بتن مصرفی حداکثر قطر دانه به 25میلیمتر محدود می شود. لیکن میزان دانه های درشت مخلوط کمتر از بتن های معمولی است. بعلت برگشت زیاد مصالح در بتن پاشی، معمولاً استفاده بتن بسیار محدود می باشد. بعلت بزرگ بودن نسبت سطح به حجم قطعات بتن پاشی عمل آوردن و نگهداری این نوع بتن ها که با خشک شدن سریع همراه است اهمیت دارد. در این خصوص می توان به توصیه استانداردها نظیر ACI506-3R-82 عمل نمود.
شکل(7-12) – نمونه تیپ وسیله بتون پاشی(الف)حالت مخلوط خشک، (ب)حالت مخلوط تر
بتن با سنگدانه پیش آکنده
این نوع بتن که بنام بتن پیش آکنده یا دوغابی نیز معروف است برای محلهایی که به آسانی قابل دسترسی نبود یا محلهایی که مناسب بتن ریزی با روشهای معمولی نیستند کاربرد دارد. این بتن در دو مرحله ساخته می شود. ابتدا سنگدانه درشت با شن در قالب ریخته شده و متراکم می گردد و سپس فضای خالی بین آنها که تقریباً 33 درصد کل حجم را تشکیل می دهد، با ملات پر می شود واضح است که مصالح با دانه بندی ناپیوسته بوده و میتواند براساس نمونه جدول(7-2) انتخاب گردد برای دستیابی به پیوستگی بهتر بین سنگدانه ها و دوغاب سنگدانه های درشت دانه باید عاری از گرد و ناخالصیاز نوع خاک، باشند زیراا ین مواد در مخلوط باقی مانده و جدا نمی شوند.ا ین مصالح باید قبل از اضافه کردن دوغاب به ملات، کاملاً خیس و اشباع شود. به هرحال آب نیز نباید مدت طولانی روی مصالح باقی بماند زیرا ممکن است سبب رشد جلبک و خره گردد.
ملات معمولاض تحت فشار از میان لوله های شکافدار پمپ شده و این لوله ها تا قطر 35 میلیمتر نیز ساخته می شوند با بالا آمدن سطح ملات لوله ها به تدریج بیرون کشیده می شوند اصولاً نیازی به ارتعاش داخلی نیست ولی گاهی ارتعاش خارجی در سطح بالای ملات بهتر شدن کیفیت سطوح نهایی منجر می شودو.
جدول (7-2) نمونه دانه بندی مصالح سنگی در بتن با سنگدانه پیش آکنده
نسبت های اختلاط ملات از نظر وزنی معمولاً شامل دو قسمت سیمان پرتلند، یک قسمت خاکستر بادی( PFA ) و سه قسمت تا چهار قسمت ریزدانه می باشد که همراه با آب کافی، مخلوط مایع گونه ای ایجاد می کند. هدف از مصرف پوزولان کمک به تقلیل خطر آب انداختن و جدایی دانه ها و بهبود کیفیت روانی ملات می باشد. گاه مواد کمک روان کننده که زمان گیرش ملات را نیز کند می کند اضافه می شود. این مواد کمکی شامل مقدار کمی پودر آلومینیوم است که پس از فعل وا انفعال با ایجاد گاز ئیدروژن سبب انبساط کمی قبل از زمان سخت شدن می شود. بعنوان راه حل دیگر، سیمان و سنگدانه ریز در یک مخلوط کن مخصوص کلوئیدی که سرعت گردش در آن بسیار بالاست با سرعت مخلوط شده و تا قبل از تکمیل عمل پمپاژ سیمان در آن بصورت معلق باقی می ماند. این روش بتن با سنگدانه پیش آکنده،گاه بتن کلوئیدی نیز نامیده می شود.
بتن با سنگدانه پیش آکنده در ارتباط با مصرف سیمان اقتصادی بوده( تا 120 الی 150 کیلوگرم سیمان در متر مکعب بتن) کیکن لزوم استفاده از نسبت آب به سیمان بالا که برای جریان ملات لازم است، مقاومت فشاری محدودی را ایجاد میک ند(MPa 20) به هر حال چنین مقاومتی برای کاربرد این نوع بتن کافی به نظر می رسد. همچنین دراین روش بتنی نسبتاض کم نفوذ با دوام و مصالح یکنواخت بدست خواهد آمد.
یک نوع استفاده خاص بتن با سنگدانه پیش آکنده درقطعاتی است که باید مقدار زیادی مصالح و یا قطعات دیگر در جای خاصی از بتن باقی بماند. یکی از این موارد در آشیانه ها ونیروگاههای اتمی است در این موارد خطر جدایی سنگدانه های در شت سنگین بخصوص مواد سنگی فلز دار تقریباً حذف می گرددزیرا در این روش سنگدانه های درشت و ریز بطور جداگانه ریخته می شود. به هر حال دراین ساختمان های اتمی مصرف پوزولان به علت کم کردن وزن مخصوص بتن لزومی ندارد.
بعلت ایجاد جدایی بسیار کم بین دانه ها، روش بتن با سنگدانه پیش آکنده برای بتن ریزی اب نیز بکار می رود. کاربردهای دیگر آن در ساخت مخازن و منابع آب، در ساخت بلوکهای یکپارچه و درکارهای تعمیراتی بتن می باشد، که بعلت جمع شدگی و انقباض کمتر و نفوذپذیری پائین تر این نوع بتن ها( و بنابراین مقاومت بالا در مقابلخ خوردگی و آب شدن) از بتن های معمولی مناسب تر می باشد.
بعلت یکنواختی دانه های سنگی درشت در این بتن می توان آنرا برای نما یا شنهای نمایان نیز بکار برد. در بتن ریزی های حجیم افزایش حرارت ناشی از هیدراتاسیون را میتوان باجریان آب خنک در اطراف سنگدانه، قبل از اضافه نمودن ملات به آن کنترل نمود. در جهت دیگر در سرمای هوا خطر یخ بستن وجود دارد.می توان با جریان بخار سنگدانه ها را قبلاً گرم نمود بطورکلی بتنهای با سنگدانه پیش آکنده مزایای نسبتاً متعددی دارندلیکن بعلت مشکلات متعدد فعلی تجارت و مهارت قابل ملاحظه ای در کاربرداین بتن لازم می باشد.
بتن ریزی در هوای گرم:
رو شهای متعددی جهت حل مسائل بتن در هوای گرم که در قسمت قبل بیان گردید وجود دارد. در اولین قدم بتن درکارگاه یا به هنگام تحویل بایستی پایین و در حدود 16 درجه سانتیگراد( ) و حداکثر 32 درجه سانتیگراد( ) نگهداشته شود. دمای مخلوط تازه با داشتن دمای اجزاء تشکیل دهند آنرا از فرمول زیر محاسبه می گردد.
(9-1)
در این فرمول T دما( یا )،w جرم اجزاء تشکیل دهنده در واحد حجم بتن یا ) و ضریب های a وcو w و wa به سنگدانه خشک، سیمان، آب اضافه شده و آب جذب شده توسط سنگدانه ها مربوط می باشند. مقدار ضریب 22/ نسبت تقریبی حرارت ویژه مصالح خشک به آب است که در دو سیستم واحد SI و سیستم آمریکایی کاربرد دارد.
البته حرارت و دمای واقعی بتن کمی بیش از مقدار محاسبه شده از فرمول فوق می باشد و این بعلت کار مکانیکی انجام شده هنگام مخلوط کردن بتن و افزایش حرارت هیدراتاسیون اولیه سیمان است. معهذا مقادیر محاسبه شده از فرمول باندازه کافی دقیق می باشد. از آنجا که معمولاً کنترلهائی روی دما اجزاء تشکیل دهنده بتن اعمال می شود لذا لازم است اثر نسبی تغییرات درجه حرارت مصالح روی بتن بررسی شود. بعنوان مثال برای نسبت آب به سیمان 5/0 و نسبت سنگدانه به سیمان6/5 کاهش دمای بتن تازه به میزان 1 درجه سانتیگراد( یا ) یا با پائین آوردن دمای سیمان به میزان9 درجه سانتیگراد( ) ، یا آب به میزان 6/3 درجه سانتیگراد( ) یا سنگدانه ها بمیزان 6/1 درجه سانتیگراد( ) میسر میگردد. بنابراین می توان مشاهده کرد که به علت مقدار کم سیمان در مخلوط، افت دمای بیشتری برای آن نسبت به مصالح دیگر لازمست و در نتیجه خشک کردن آب ساده تر از سیمان و سنگدانه است.
همچنینن برای خنک کردن میتوان یخ را بعنونانقسمتی از آب اختلاط مصرف نمود. راندمان این کار بعلت جذب حرارت مصالح دیگر جهت تأمین گرمای نهان ذوب یخ بیشتر است در این حالت دمای بتن تازه از فرمول زیر بدست می آید:
(9-2)
عبارات فوق همان است که در فرمول(9-1) بیان شد بجز اینکه کل جرم آب اضافه شده به مخلوط مجموع آب دردمای بعلاوه جرم یخ بوده و L نشاندهنده نسبت دمای نهان ذوب یخ به حرارت ویژه آب و برابر می باشد. بایستی به هنگام صرف یخ دقت کافی نمود تا کل یخ قبل از کامل شدن مخلوط آب شده باشد.
اگرچه سردکردن سنگدانه ها در پایین آوردن دمای بتن تأثیر کمتری دارد، لیکن با دپوکردن سنگدانه ها در سایه و دور از تابش مستقیم افتاب و آب پاشی به آن می شود
حرارت بتن را پایین آورده . از روشهایدیگر می توان پوشانیدن لوله های آب، رنگ کردن، تمام لوله ها و مخزن های آب به رنگ سفید آب پاشی کردن قالب ها قبل از بتن ریزی، و انجام بتن ریزی در شب را نام برد. در ارتباط با انتخاب مخلوط منسب به منظور کاهش تأثیر هوای خیلی گرم مقدار سیمان باید تا حد امکان جهت تقلیل حرارت هیدراتاسیون کم انتخاب شود. در خوصص حل مشکل کارآیی بتن نوع و دانه بندی مصالح سنگی باید طوری باشد که جذب آب زیاد نداشته و مخلوط چسبنده بوده و موادی نظیر سولفاتها درسنگدانه ها که خطر گیرش کاذب و سریع را در بتن بالا می برد، به حداقل برسد.
بمنظورکاهش خطر کم شدن کارآیی بتن و افزایش زمان گیرش میتوان از مواد افزودن دیرگیرکننده استفاده نمود( فصل 8) در بتن ریزی های متوالی این ماده از تشکیل اتصالات سرد بین قسمتها جلوگیری میکند. در بعضی کاربردهای خاص میتوان درصد استفاده از ماده افزودنی را با نظر متخصص مربوطه بالا برد.
پس از بتن ریزی باید از تبخیر آب بتن جلوگیری نمود. از میزان تبخیر بیش از 5/0 کیلوگرم بر مترمربع( ) در ساعت از سطح بتن در معرض محیط باید اجتناب کرد تا به عمل آوردن قابل قبول و جلوگیری از ترکهای پلاستیک فراهم گردد. میزان تبخیر بستگی به دمای هوا، دمای بتن، رطوبت نسبی هوا، و سرعت باد دارد. مقادیر مختلف تبخیر از شکل 9-2 قابل تخمین می باشد. بتن باید از اشعه خورشید محافظت شود. زیرا در غیر اینصورت اگر شب سردی فرا برسد دراثر ممانعت از انقباض ناشی از سردشدن، ترکهائی حرارتی ایجاد خواهد شد. گسترش ترکها مستقیماً به اختلاف دمای بین بتن و محیط اطراف وابسته است. در هوای خشک، خیس کردن بتن و فراهم نمودن شرایط تبخیر به خنک شدن مناسب و عمل آوردن مؤثر منجر می گردد. روشهای دیگ

دانلودمقاله ساختار بتن و مصارف آن

اختصاصی از فایل هلپ دانلودمقاله ساختار بتن و مصارف آن دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

بتن اصطلاحا به مواد سختی گفته می شود که اساسا از بهم چسبانیدن سنگدانه ها توسط مواد واسطه ای نظیر انواع سیمان و آب بدست آمده باشد . بتن برای ایجاد سد ها ، آبراهه ها ، بزرگراهها ، بندرگاهها ، پلها و خیابانها و بناهای صنعتی و مسکونی بکار می رود هم چنین برای عملیات ضد آتش کردن و ضد آب و ضد زلزله کردن بنا ، همینطور زیبا سازی نما ، دیوارها و کف از آن استفاده می شود . بتن ماده مناسبی برای راکتورهای اتمی و حفاظت بسیار خوبی برای تشعشعات اتمی است همچنین بتن به علت شرایط خاص آثار تخریب زیست محیطی نداشته و نسبت به دیگر مواد نظیر آهن و آلومینیوم با .کمترین میزان مصرف انر?ی و آلودگی محیط و هزینه و به علت استفاده از مواد آماده طبیعی و هماهنگی با محیط از پایداری و دوام بیشتری نیز برخوردار است
عوامل مهم در کاربرد بتن و اهمیت نقش آن
عواملی که باعث کاربرد بتن در ساختمان به جهت توسعه و رشد استفاده از آن می باشد عبارتند از
یک ـ کیفیت بتن : خواصی همچون مقاومت در برابر بارهای وارده بر آن و دوام آن در برابر تاثیرات خارجی نظیر یخ زدگی ، گرما ، رطوبت ، خوردگی و مواد شیمیایی و غیره و همچنین حفظ ابعاد به لحاظ انقباض و .انبساط در برابر بارهای خارجی و عواملی دیگر ارتباط دارد
دو ـ کارایی مناسب : بتن با کارایی خوب نباید چندان سفت باشد که نتوان آن را به آسانی جابجا نمود و همچنین نباید چندان شل باشد که به هنگام ریزش درقالب ، دانه ها و اجزای آن از یکدیگر جدا گردند .بطور کلی می بایست دقت کافی در میزان درصد و کیفیت ترکیب اجزای بتن صورت پذیرد ، تا از عواقب سوء آن در سازه بتنی جلوگیری شود

اجزاء بتن
اجزای تشکیل دهنده بتن ( سنگدانه ـ سیمان ـ آب افزودنی ) می بایست آن چنان با نسبت و کیفیت متناسب آمیخته شود که بتوان بهترین مخلوط را به دست آورد . در مورد افزودنیها به بتن باید گفت پاره ای موارد هستند که بنا به ضرورت و لزوم اصلاح پاره ای از خواص و عوامل به اجزای اصلی بتن اضافه می گردند . به عنوان مثال هواسازها را در مواقعی که بتن ریزی در هوای سرد انجام می شود جهت افزایش روانی بتن تازه و دوام و پایداری بتن و کم کردن آب برای پیشگیری از یخ زدگی اضافه می کنند . بطور کلی باید گفت نسبت آب به سیمان در بتن و هوادهی دو عامل مهم در تکنولوژی ساخت بتن می باشد . چنانکه باید گفت بتن یک محصول کارگاهی است که از آمیختگی موادی به دست می آید که توسط صنایع دیگر ساخته و تهیه شده است ، در واقع کار واحدهای تولید بتن همانا اختلاط اجزاء به نسبت .مورد نظر و تحویل آن به مصرف کننده است
نحوه بتن ریزی و نگهداری بتن
بتن باید هر چه زودتر در محل خود ریخته شود تا از گرفتن و یا جدا شدن دانه های آن جلوگیری شود و در تمام مدت به حالت نرم و روان باقی مانده و به راحتی در میان فولادها جای گیرد . محل بتن ریزی باید از مواد زائد کاملا تمیز گردد . قالب ها مرطوب یا روغن کاری شوند . مصالح بنایی که در مجاورت بتن قرار می گیرند خوب خیس شوند و فولادهای مقطع کاملا تمیز گردند و توده آب موجود در محل بتن ریزی پاک گردد . همچنین باید قبل از بتن ریزی مجدد روی بتنی که قبلا ساخته و سخت شده ، سطخ بتن کاملا تمیز گردد . در موقع بتن ریزی فولادها باید از پوسته ، غبار گل ، روغن یا هر آنچه که .یاعث کاهش چسبندگی بتن می شود پاک گردند
در موقع ریختن بتن در قالب باید دقت شود که بتن به دیواره قالب پرت نشود ، زیرا دانه های دشت از دانه های ریز جدا شده و در کف قالب می ریزد و اصطلاحا بتن « کرمو» می شود . بتن درشت دانه را نباید از ارتفاع بیش از 2 متر فرو ریزد . همچنین در مودر عمل آوری بتن باید گفت که مقاومت بتن روزهای اولیه سرع بالا می رود ولی هر چه عمر آن بگذرد از سرعت افزایش ان کاسته می شود . بتن حداکثر مقاومت نسبی خود را در هفته اول بدست می آورد . مقاومت نهایی بتن بستگی به شرایط رطوبت و درجه حرارت بخصوص در هفته اول بتن دارد . بتن اگر در شرایط خشک و نامساعد نگهداری شود حدود 30 درصد از مقاومت خود را از دست می دهد . گرما در گرفتن و سخت شدن بتن اثر زیادی دارد . در گرما بتن زودتر میگیرد و سخت می شود . برای تهیه قطعات بتن پیش ساخته ، بتن را در .گرم خانه یا اطاقهای بخار عمل می آورند تا پس از چند ساعت گرفته و پس از چند روز مقاومت نهایی خود را بدست آورد
بتن خود تراکم از تئوری تا تولید
تراکم کامل بتن و جاگیری مناسب آن در قالب از مهمترین نکات در اجرای صحیح سازه های بتنی می باشد. متراکم نمودن بتن با استفاده از روشهای معمول یعنی استفاده از ویبراتورها مشکلات متعددی از جمله جداشدگی دانه ها، شن‌نماشدن بعضی نقاط را به همراه دارد.
بتن خودتراکم راه حل بسیار مناسبی برای مقابله با این مشکلات است که اولین بار در دهه گذشته توسط دانشمندان ژاپنی ابداع گردید.
سطح تمام شده بهتر، اطمینان از تراکم بتن بدون استفاده از ویبراتور، افزایش سرعت اجرا و کاهش نیروی انسانی مورد نیاز برای اجرا، از جمله مزایای بتن خودتراکم می باشد.
در این مقاله علاوه بر معرفی کلی بتن خودتراکم و خواص آن آزمایشات مربوطه به صورت کامل تشریح گردیده است.
1- مقدمه
یکی از نکات مهم در اجرای صحیح سازه های بتنی تراکم کامل بتن و جا گیری مناسب آن در قالب می باشد . این مسأله در مورد المان هایی همچون دیوار برشی و ستون که در آنها فشردگی آرماتور زیاد و ابعاد مقطع بتن ریزی کوچک می باشد از اهمیت بیشتری برخوردار است.
استفاده از ویبراتور جهت متراکم کردن بتن، مشکلات زیادی به همراه دارد که از جمله آنها می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
• جداشدگی دانه بندی بتن به علت ویبره زیاد در بعضی مناطق
• تراکم ناهمگن در نقاط مختلف سازه و در نتیجه مقاومت فشاری متفاوت در مقاطع مختلف سازه
• گیر کردن شیلنگ ویبره بین آرماتورها در حین اجرا
• کرمو شدن بعضی مناطق به علت غیرقابل دسترس بودن
• کرمو شدن نقاطی از سطح بتن به علت ویبره بیش از حد و فرار شیره بتن
جاگیری ناقص بتن در قالب
به موارد فوق باید آلودگی صوتی و خطرات جانی عملیات ویبره در مورد دیوارها و ستونهای بتنی را نیز افزود.
بتن خود تراکم راه حلی است که امروزه جهت رفع این مشکلات و همچنین رسیدن به بتنی با کیفیت بالاتر مطرح می باشد .
نظریه بتن خود تراکم که انقلابی در زمینه تکنولوژی بتن نامیده شده است اولین بار توسط پروفسور حجیم اکمورا از دانشگاه کوجی ژاپن در سال 1986 مطرح گردید .
درسال 1988 این نظر تکمیل و برای اولین بار بتن خود تراکم ساخته شد .
درسال 1989 اولین مقاله درباره بتن خود تراکم در دومین کنفرانس مهندسی سازه و ساختمان آسیای شرقی ارائه شد .
امروزه بتن خود تراکم در پروژه های مختلف عمرانی در سطح دنیا مورد استفاده قرار می گیرد همچنین آزمایشات تحقیقی و پژوهشی در این زمینه ادامه دارد .
2- آشنایی کلی با بتن خود تراکم
بتن خود تراکم بتنی است که بدون اعمال هیچگونه انرژی خارجی و تحت اثر وزن خود متراکم گردد. این بتن که ماده ای بسیار سیال و روان و مخلوطی همگن است ، بسیاری از مشکلات بتن معمولی نظیر جدا شدگی ، آب انداختن ، جذب آب ، نفوذپذیری و ...را رفع نموده و علاوه بر این بدون نیاز به هیچ لرزاننده (ویبره) داخلی یا ویبره بدنه قالب تحت اثر وزن خود متراکم می شود.
این بتن به راحتی توانایی پر کردن قالب در محل شبکه های آرماتور فشرده را دارا می باشد و حتی در جاهایی که دسترسی به آنها دشوار است به راحتی عبور می کند .
بتن خود تراکم در طرح اختلاط و ساختارش تفاوت عمده ای با بتن معمولی ندارد . البته مواد خاصی جهت نیل به مشخصات ویژه این بتن در تولید آن مورد مصرف قرار می گیرد. این مواد عمدتاً شامل فوق روان کننده ها، مواد مضاف پوزولانی و فیلرها (پودر سنگ با قطر دانه های ریزتر از 125 میکرون) می باشند. همچنین ملاحظات خاصی در مورد دانه بندی سنگدانه های مورد مصرف در این نوع بتن در نظر گرفته می شود .
مزایای استفاده از بتن خود تراکم به شرح زیر می باشد:
• اطمینان از تراکم بخصوص در مقاطعی که کاربرد لرزاننده دشوار است .
• جاگیری آسانتر در قالب
• سطح تمام شده بهتر
• کاهش نیروی انسانی
• اجرای سریعتر خصوصاً در مورد مقاطع دیوار و ستون
• آزادی عمل بیشتر در طراحی (امکان ایجاد مقاطع نازک تر )
• کاهش آلودگی صوتی ناشی از عملیات ویبره
سطح تمام شده بتن خود تراکم در مقایسه با بتن معمولی
3- مواد تشکیل دهنده بتن خود تراکم
3-1- سنگدانه :
سنگدانه ها به دو دسته تقسیم می شوند:
3-1-1- ماسه:
تمامی ماسه های متداول در تولید بتن معمولی در این صنعت نیز به کار می رود . هر دونوع ماسه شکسته و یا گرد گوشه اعم از سلیسی و یا آهکی می تواند مورد استفاده قرار گیرد . ذرات ریزتر از
125 میکرون که به عنوان " پودر" تلقی میشوند، برخواص روانی بتن خود تراکم بسیار مؤثر بوده و به منظور تولید بتن یکنواخت ، رطوبت آن باید دقیقاً کنترل شود. حداقل میزان ریزدانه ها (از ماسه تا مواد چسباننده پودری ) به منظور جلوگیری از جداشدگی دانه‌بندی از مقدار شخصی نباید کمتر باشد.
3-1-2- شن (درشت دانه ها ):
تمامی انواع درشت دانه در اینجا به کار می رود، ولی حداکثر اندازه معمولی دانه ها 16 تا
20 میلی‌متر می باشد . به هر حال سنگدانه های تا حدود 40 میلی متر نیز می تواند در بتن خود تراکم به کار رود.استفاده از سنگدانه های شکسته سبب افزایش مقاومت بتن خود تراکم(بدلیل افزایش قفل و بست بین ذرات) می شود در حالیکه سنگدانه های گرد گوشه بدلیل گوشه بدلیل کاهش اصطکاک داخلی روانی آن را بهبود می بخشد .
3-2- سیمان:
به طور کلی تمامی انواع سیمان های استاندارد می تواند در بتن خود تراکم به کار رود . انتخاب نوع سیمان بستگی به پارامترهای مورد انتظار بتن مثل مقاومت ، دوام و ... دارد .
دامنه عمومی میزان مصرف سیمان در اینجا 350 تا 450 کیلوگرم در مترمکعب می باشد . میزان بیشتر از 500 می تواند سبب افزایش خطر جمع شدگی شود . میزان کمتر از 350 نیز فقط در صورتی قابل قبول می باشد که به همراه مواد پوزولانی ، خاکسترهای بادی ، دوده سیلیسی و ... به کار رود .
حضور بیش از 10% میزان در سیمان می تواند سبب کاهش نگهداشت کارایی بتن گردد .
3-3- مواد مضاف :
مصالح بسیار ریز غیر آلی هستند که به منظور بهبود و یا ایجاد خواص مشخص در بتن به آن افزوده می شوند .این مواد باعث بهبود کارایی ، کاهش حرارت هیدراتاسیون و عملکرد بهتر بتن در دراز مدت می گردند .
مواد مضاف عمومی مورد استفاده عبارتند از:
3-3-1- پودر سنگ:
ذرات شکسته بسیار ریز (کوچکتر از 125 میکرون) سنگ آهک، دولومیت و یا گرانیت است که به منظور افزایش مواد پودری به کار می رود . استفاده از پودرهای دولومیتی، بدلیل واکنش های کربنات قلیایی می تواند دوام بتن را با مشکل مواجه نماید .
3-3-2- خاکستر بادی:
ماده ای است که از سوختن زغال سنگ حاصل می شود و دارای خصوصیات پوزولانی است که در بهبود خواص بتن خیلی مؤثر می باشد .
3-3-3- میکرو سیلیس
میکرو سیلیس در بتن خود تراکم باعث سیالیت بالای بتن شده و دوام بتن را افزایش می دهد و نقش مهمی در چسبندگی و پرکنندگی بتن با عملکرد بالا دارد. میکروسیلیس دارای حدود 90 درصد دی اکسید سیلیس می باشد .
ذکر این نکته ضروری می نماید که استفاده از پرکننده در هر کشوری با توجه به ذخائر همان کشور تعیین می شود. برای مثال در کشورهای اروپایی که هنوز از زغال سنگ به عنوان سوخت کربنی استفاده می شود به کاربردن خاکستر بادی امری بهینه و مفید است، در کشورهایی که به لحاظ صنعت ذوب آهن در مرحله صنعتی قراردارند ، میتوان از سرباره کارخانجات ذوب آهن استفاده نمود در کشور ما نیز با توجه به در دسترس بودن و همچنین کارآیی آن پرکننده، باید به دنبال ماده ای مناسب و مقرون به صرفه برای جایگزینی فیلرهای مرسوم در صنعت بتن خود تراکم اروپایی باشیم .
3-4- مواد افزودنی :
موادی هستند که به منظور ایجاد و یا بهبود خواص مشخصی به بتن تازه و یا سخت شده در حین ساخت بتن به آن افزوده میشوند. استفاده از فوق روان کننده ها برای تولید بتن خود تراکم به منظور ایجاد کارآیی مناسب، ضروری می باشد. از انواع دیگر مواد افزودنی میتوان به عامل اصلاح لزجت (V.M.A) به منظور اصلاح لزجت، مواد افزودنی حباب زا (A.E.A) به منظور بهبود مقاومت در برابر یخ زدگی و آب شدن، کندگیر کننده ها به منظورکنترل گیرش و . . . اشاره نمود .
استفاده از V.M.A در حضور پودرها امکان جدا شدگی دانه بندی را کاهش داده و مخلوط را یکنواخت‌تر می‌کند ولی در استفاده از آن باید به اثرات آنها برروی عملکرد بلند مدت بتن توجه داشت‌.
استفاده از فوق روان کننده ها می تواند تاحدود 20% مصرف آب را کاهش دهند .
3-5- آب مخلوط :
مطابق استاندارد بتن های معمولی به کار می رود .
4- خصوصیات ویژه بتن خود تراکم
این بتن می تواند برای ساخت هر نوع سازه با ویژگیهای مطلوب دوام ، مقاومت و ... به کار رود . به لحاظ مقاومت فشاری ، کششی ، مدول الاستیسیته و . . . با بتن های معمولی فرق نمی کند و تمامی پارامترها و فرمول های طراحی بتن معمولی اینجا نیز کاربرد دارد . بدلیل استفاده از مقادیر زیاد مواد پودری ، انقباض خمیری و خزش بیشتری را نسبت به بتن معمولی انتظار داریم لذا سرعت در شروع عملیات عمل آوری در بتن خود تراکم یک امر ضروری است .
جهت بررسی خواص بتن تازه مهمترین فاکتورمطرح، روانی بتن می باشد که عموماً بوسیله آزمایش اسلامپ سنجیده می شود ولی در مورد بتن خود تراکم باید فاکتورهای بیشتری مورد بررسی قرار گیرد تا از توانایی بتن ساخته شده جهت تراکم خودکار اطمینان حاصل شود ، این پارامترها به شرح ذیل می باشد:
- روانی
- توان عبور
- مقاومت در برابر جدا شدگی
- لزجت (ویسکوزیته)
4-1- روانی
به قابلیت جریان یابی روان و آسان بتن تازه وقتی مانعی بر سر راه آن نباشد، روانی گویند این ویژگی با آزمایش جریان اسلامپ سنجیده می شود.
4-2- توان عبور:
به توانایی بتن خود تراکم در جاری شدن وعبور از بین فضای کوچک شبکه آرماتور بدون توقف یا جدا شدگی توان عبور گویند .
این ویژگی با آزمایش جعبه L سنجیده می شود .
4-3- مقاومت در برابر جدا شدگی:
به توانایی بتن خود تراکم برای یکنواخت و همگن ماندن، طی مراحل حمل و بتن ریزی گویند .
مقاومت در برابر جدا شدگی به وسیله آزمایش پایایی الک سنجیده می شود .
4-4- لزجت (ویسکوزیته)
به خاصیتی که باعث مقاومت دربرابر جاری شدن سریع بتن می گردد گویند . بتن دارای لزجت پایین به سرعت جریان می یابد و توقف می کند ولی بتن با لزجت زیاد مدت زمان بیشتری حرکت می کند تا متوقف شود .
این ویژگی بوسیله آزمایش قیف V سنجیده می شود .
روش سنجش خواص کارآیی بتن خود تراکم
ردیف ویژگی مورد سنجش نام آزمایش
1 روانی جریان اسلامپ
2 توان عبور جعبه L
3 مقاومت در برابر جدا شدگی پایایی الک
4 لزجت (ویسکوزیته ) قیف
5- آزمایشات بتن خود تراکم
در اینجا به اختصار اشاره ای به روش انجام آزمایشات مربوط به خواص بتن خود تراکم می گردد .

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله   30 صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

پایان نامه رشته عمران بررسی خواص مکانیکی بتن خودتراکم حاوی سنگدانه های سبک و معمولی

اختصاصی از فایل هلپ پایان نامه رشته عمران بررسی خواص مکانیکی بتن خودتراکم حاوی سنگدانه های سبک و معمولی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

دانلودمقاله بتن پیش تنیده ، کاربرد و اجرای آن

اختصاصی از فایل هلپ دانلودمقاله بتن پیش تنیده ، کاربرد و اجرای آن دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مقدمه
پیش تنیدگی عبارت از ایجاد تنش داخلی در یک جسم است تا تنشی را که به علت تأثیر نیروهای خارجی به وجود می آید به مقدار مورد نیاز خنثی کند یا به عبارت دیگر پیش تنیدگی به معنای ایجاد تنش های دائمی مخالف با تنش هایی می باشد که در اثر بارهای خدمت در سازه ایجاد خواهند شد. عمده ترین کاربرد پیش تنیدگی در بتن پیش تنیده است .
بتن ، که یکی از ارزانترین و عملی ترین مصالح ساختمانی است ، مقاومت خوبی در برابر فشار دارد و تاب کششی کمی از خود نشان می دهد . بنابراین در ناحیه ای از بتن ، که بعد از بارگذاری تحت کشش قرار می گیرد ، قبلاً ایجاد فشار می کنند . این عمل ، به اصطلاح« پیش تنیدن بتن » نامیده میشود .
بر اساس « آیین نامة ACI 318 – 95 » بتن پیش تنیده عبارت است از بتن سازه ای ( ساختمانی ) که جهت کاهش تنش های کششی بالقوه حاصل از بارها ، در آن تنش های داخلی ایجاد شده است .
هدف اصلی از پیش تنیده کردن یک عضو بتنی محدود کردن تنشهای کششی و ترکهای ناشی از لنگر خمشی تحت تأثیر بارهای وارده در آن عضو می باشد .
پیش تنیدگی اصلی عمومی است که در موارد دیگر نیز مورد استفاده قرار می گیرد . یک چرخ دوچرخه یک مثال از پیش تنیدگی را نشان می دهد : لاستیک چرخ دوچرخه بسیار نرم است و سیمهای داخل آن بسیار بلنداند ، به طوری که تحت نیروی فشار امکان کمانش آنها وجود دارد . ولی هم لاستیک و هم سیمها در مقابل کشش مقاوم اند ، پس لاستیک چرخ را پر از باد می کنند و در سیمها کشش قبلی ایجاد می کند .

تاریخچه
مصریها در 5000 سال پیش ، در ساختن قایقهایشان از خاصیت پیش تنیدگی استفاده می کردند . بدین ترتیب که ، برای اتصال چوبهای بدنة قایق ، تیغهای آهنی گرم به کار می برند تا بعد از سرد شدن و انقباض آنها قطعات چوبی به هم فشرده شوند.
اولین کسی که ظاهراً توانست با ایجاد تنش فشاری در بتن مقاومت آنرا تحت تأثیر لنگر خمشی افزایش دهد یک نفر آمریکایی به نام جکسون بود که اختراع خود را در سال 1886 به ثبت رسانید .دو سال بعد ، در سال 1888 ، دوهرینگ ، مهندس آلمانی ، با قرار دادن یک میلة فولادی کشیده شده در داخل یک دال بتنی توانست اولین دال بتنی پیش تنیده را ایجاد کند. در سال 1896 ، مندل مهندس اطریشی اصل پیش تنیدگی را در تیر بتن پیش تنیده از فولاد معمولی با تنش اولیة 120 نیوتن بر میلیمتر مربع استفاده کرد و از افت ناشی از نشست و وارفتگی آگاهی نداشت ، فولاد به زودی کشش اولیة خود را از دست داد و تیر تبدیل به بتن آرمة معمولی شد .
در سال 1939 ، امپرگر ، مهندس اطریشی استفاده از بتن آرمه با پیش تنیدگی جزئی را پیشنهاد کرد ، یعنی قطعة بتنی ، علاوه بر اینکه به وسیلة آرماتور کشیده شده پیش تنیده می شود ، دارای آرماتور معمولی ( که در بتن مورد استفاده قرار می گیرد ) باشد و قطعه در موقع بار سرویس نیز کششی تحمل بکند .
در سال 1948 ، پروفسور آبلس انگلیسی اولین سازة بتن آرمه با پیش تنیدگی جزئی را در لندن بنا کرد .
در سال 1953 ، فدراسیون بین المللی پیش تنیدگی اولین کنگرة خود را در لندن تشکیل داد . در چهارمین کنگرة فدراسیون ، که در سال 1962 در رم تشکیل شد ، قدمهای نوینی برای استفاده از بتن آرمه با پیش تنیدگی جزئی برداشته شد و کمیتة مختلطی از فدراسیون بین المللی پیش تنیدگی(F.I.P) و کمیتة اروپایی بتن (C.E.B) به وجود آمد که در سال 1970 توصیه نامه ای منتشر کرد که در آن چهار نوع سازه از بتن آرمه تا پیش تنیدة کامل تعیین شده است . این چهار نوع اساساً با مقدار ازدیاد طول نسبی دورترین تار کششی بتن و ترک خوردگی بتن کششی از هم متمایز می شوند .
ـ نوع اول بتن پیش تنیدة کامل که بتن تا بار سرویس نباید تنش کششی تحمل کند .
ـ نوع دوم بتن آرمه با پیش تنیدگی جزئی است . تحت بار سرویس بتن می تواند تنش کششی داشته باشد – بشرطی که ترک نخورد – و تحت بارهای دائم بتن نبایستی کشیده شود .
ـ نوع سوم بتن آرمة پیش تنیده است . در این نوع ترک خوردن بتن تحت بار سرویس امری عادی است ، ولی عرض ترکها از 1/0 تا 3/0 میلیمتر محدود شده اند . محدودیت آنها بر حسب آب و هوایی که قطعه در آنجا مورد استفاده قرار می گیرد و جنس فولاد به کار رفته است .
ـ نوع چهارم بتن آرمة کلاسیک است .

مقایسة بتن پیش تنیده با بتن آرمه
ـ به علت اینکه فشار وارده از طرف کابلهای پیش تنیده به بتن بسیار زیاد است لازم است که مقاومت فشاری بتن مورد استفاده در یک ساختمان بتن پیش تنیده به مراتب بالاتر از مقاومت فشاری بتن مورداستفاده در یک ساختمان بتن آرمه باشد .
ـ فولادهای نرم که معمولاً در ساختمان های بتن آرمه به کار می رود برای ساختمانهای بتن پیش تنیده مناسب نمی باشد زیرا امکان کشیدن آن به حدی که بتواند جبران اتلاف تنش های پیش تنیدگی ناشی از انقباض و خزش بتن را بکند وجود ندارد .
ـ بتن پیش تنیده یک جسم همگن و الاستیک می باشد و قبل از ترک خوردن بیشتر خاصیتی شبیه به فولاد را دارد تا یک جسم غیر همگن مانند بتن آرمه .
ـ یک ساختمان بتن پیش تنیدة کامل تحت تأثیر بارهای سرویس ترک نخواهد خورد در صورتیکه در یک ساختمان بتن آرمه از همان ابتدای بارگذاری ترکهایی در زیر تار خنثی بوجود می آید حتی اگر در اثر بارهای بیش از حد پیش بینی شده ساختمان بتن پیش تنیده ترک بخورد بعد از اینکه بارها از روی ساختمان برداشته شود ترکها بسته خواهد شد .
ـ اگر در یک ساختمان بتن پیش تنیده تنش پیش تنیدگی در اثر بار وارده خنثی شود بتن پیش تنیده خاصیتی بسیار شبیه به بتن معمولی پیدا خواهد کرد .
ـ در بتن پیش تنیده لنگر مقاوم به چند برابر افزایش می یابد اثر نیروی برشی 10/1 تا 5/1 تقلیل میابد . خمش یعنی تغییر شکل به 3/1 می رسد .
ـ در بتن پیش تنیده صرفه جوئی در فولاد به میزان 15 تا 20 درصد و در بتن به میزان 30 تا 50 در صد می باشد .

مزایا و معایب بتن پیش تنیده
مزایا :
ـ یکی از مهمترین خواص ساختمانهای بتن پیش تنیده نداشتن ترکهای دائمی می باشد . این موضوع باعث دوام بیشتر این نوع ساختمانها نسبت به ساختمانهای بتنی و بتن آرمه می شود . این امر خصوصاً در محیط هایی با گازها و زمین های خورنده و همچنین ساختمانهای دریایی بسیار حائز اهمیت می باشد . برتری بتن پیش تنیده نسبت به بتن آرمه جهت ساختمان تانکهای آب و مخازن به جهت نداشتن ترک واضح است .
ـ وزن ساختمانهای بتن پیش تنیده به مراتب از وزن ساختمانهای بتن آرمة معادل کمتر است زیرا اولاً چون از مقاومت تمام سطح مقطع بتن استفاده می شود میزان بتن لازم کمتر است ، ثانیاً چون فولاد مصرفی دارای مقاومت زیادتری است معمولاً وزن فولاد لازم بین 5/1 تا 3/1 وزن فولاد معمولی معادل می گردد .
ـ خیز به طرف پایین تیرهای بتن پیش تنیده تحت اثر بارهای سرویس معمولاً بسیار کم می باشد زیرا قبل از وارد آمدن بارهای سرویس تحت تأثیر نیروهای پیش تنیدگی مقداری خیز به طرف بالا در تیر به وجود آمده است که از شدت خیز به طرف پایین می کاهد .
ـ در ساختمانهای بتن پیش تنیده قبل از وارد آمدن بارهای سرویس ساختمان بوسیلة نیروی پیش تنیدگی به شدت بارگذاری شده و بتن و فولاد تحت اثر تنشهای زیادی قرار می گیرد و این خود یک نوع امتحان از نظر مطمئن بودن بتن و فولاد می باشد اگر چنانچه در این مرحله ، ساختمان از خود حالت غیر عادی نشان ندهد می توان مطمئن شد که تحت تأثیر بارهای سرویس نیز عیبی نخواهد کرد .
ـ با تغییر مقداری نیروی پیش تنیدگی می توان سازه را صلب و یا انعطاف پذیر کرد بدون اینکه مقاومت نهایی آن تغییری بکند .
واضح است که یک سازه انعطاف پذیر بیشتر خاصیت فنری و ارتجاعی داشته و می تواند قبل از اینکه در اثر ضربه گسیخته گردد مقدار قابل توجهی انرژی را جذب کند . به این ترتیب چنین سازه هایی تحت اثر بارهای زلزله و دینامیکی رفتار بهتری نشان می دهند . یک نمونه از چنین سازه هایی شمع های ضربه گیر اسکله ها می باشد ، از طرف دیگر یک سازه بسیار صلب بهتر می تواند لرزش ها و نوسانات بسیار سنگین را تحمل کند .( برای مثال ، فونداسیون موتورهای توربینی )
معایب :
ـ غالباً برای مهار کابل های پیش تنیدگی در دو انتها ، احتیاج به وسایل مخصوصی می باشد.
ـ اجرای بتن پیش تنیده به نظارت و مهارت بیشتری احتیاج دارد که باعث بالا رفتن هزینة واحد عملیات خواهد شد.
ـ استفاده از اعضای پیش تنیده وقتی مقرون به صرفه است که امکان تولید سری و انبوه وجود داشته باشد.
ـ در شرایط فعلی ، با توجه به محدودیت های ارزی ، امکان وارد کردن وسایل پیش تنیدگی به سادگی امکان پذیر نیست.

مصالح در بتن پیش تنیده
الف) بتن :
بتن مورد استفاده در بتن پیش تنیده دارای مقاومت بالاتری نسبت به بتن مصرفی در بتن مسلح معمولی می باشد. زیرا در بتن پیش تنیده بتن تحت تأثیر تنش های فشاری بیشتری قرار می گیرد و افزایش سطح مقطع به منظور کم کردن تنش ها باعث افزایش وزن سازه و در نتیجه غیر اقتصادی شدن طرح می شود.
در شرایط عادی از بتن هایی با مقاومت مشخصة در کارهای پیش تنیده استفاده می شود. در کارهای مخصوص مقاومت تا کاربرد دارد.
سیمان مصرفی در بتن پیش تنیده معمولاً از نوع سیمان پرتلند معمولی ( نوع 1 ) است.
سیمان مصرفی نباید به هیچ وجه کلر داشته باشد ، زیرا کلر مادة زنگ زنندة بسیار خطرناکی برای فولاد کابلهاست . از سیمانی که مقاومت اولیة آن زیاد باشد( نوع 3 ) در موارد الزامی استفاده می کنند . سیمان نوع 3 به سزعت خود را میگیرد . وقتی که ناچاریم پیش تنیدگی را در سن پایینتری انجام دهیم ، از این نوع سیمان استفاده می کنیم .
ب) فولاد :
فولادهای پیش تنیدگی به سه صورت مفتول ، رشته یا کابل و میلگردهای آلیاژدارتولید می شوند. مشخصة مهم فولادهای پیش تنیدگی در مقایسه با میلگردهای معمولی ، نقطة گسیختگی بسیار بالای آنها می باشد.
در شکل (1ـالف) نمودار تنش ـ کرنش فولادهای پیش تنیدگی با میلگرد های معمولی مورد مقایسه قرار گرفته است.اصولاً نقطة جاری شدن مشخصی برای میلگردهای پیش تنیدگی وجود ندارد و در مفتول ها و کابل ها ، تنش نظیر کرنش 1 درصد و در میلگردهای آلیاژدار ، تنش نظیر کرنش 7/0 درصد به عنوان تنش جاری شدن ( تنش تسلیم ) مورد استفاده قرار می گیرد . ( شکل (1ـب)).
مفتول ها : مفتول در کارهای پس کشیده و پیش کشیده مورد استفاده قرار می گیرند . مفتول از نورد گرم فولاد بلیت بصورت میلگرد و سپس کشیدن سرد میلگرد که با کاهش قطر آن همراه است ، ساخته می شوند. در آمریکا مفتول ها طبق ASTM-A421 تولید و استاندارد می شوند. ( جدول 1 )
کابل ها : کابل ها از تابیده شدن تعدادی مفتول در دور یکدیگر ساخته می شوند که در زبان فارسی به آن مفتول بافته شده نیز گفته می شود. معمول ترین نوع ، کابل 7 مفتوله می باشد که قطر اسمی آن در حدود 3 برابر قطر مفتول تشکیل دهندة آن است.کابل 7 مفتوله از تابیده شدن 6 مفتول حول مفتول میانی ساخته شده و طبق ASTM-A416 استاندارد می شود. (جدول 2 )
میلگردهای آلیاژدار : با اضافه کردن آلیاژهای مخصوص در هنگام تولید فولاد و سپس اصلاح سرد میلگرد تولیدشده ، میلگردهایی با مقاومت بالا برای کارهای پیش تنیده تولید می شود. در آمریکا میلگردهای آلیاژدار طبق ASTM-A722 استاندارد می شوند. ( جدول 3 )

خوردگی فولاد پیش تنیده
خوردگی فولادی که تحت تنش کششی زیاد قرار دارد با خوردگی یا زنگ زدگی معمولی فولاد متفاوت است . زنگ زدگی معمولی در اثر اکسیده شدن فولاد حاصل می شود که به طور تدریجی سطح مقطع مقاوم را کاهش می دهد ، در نتیجه تنش افزایش می یابد تا به مقدار تنش گسیختگی می رسد . این عمل به تدریج صورت می گیرد و قابل پیش بینی است . بر عکس « خوردگی تحت کشش » پدیده ای ناگهانی است و گسیختگی شکننده در پی دارد . مقطع گسیخته شده تقریباً مسطح بوده و یک هلال خاکستری رنگ در مقطع دیده می شود . اگر تنش کششی فولاد کمتر از 4/0 تنش نهایی باشد ، خوردگی تحت کشش پیش نمی آید . در بتن پیش تنیده تنش فولاد بزرگتر از 4/0 تنش نهایی است .
برای جلوگیری از خوردگی فولاد پیش تنیده باید آن را بخوبی محافظت کرد . در قطعات چسبنده ، کابل باید بخوبی در داخل بتن قرار گرفته و اطرافش ملات ماسه و سیمان ( که محیط قلیایی است ) تزریق شده باشد و در قطعات غیر چسبنده ، از کابل گالوانیزة مخصوص استفاده نمود .

روشهای پیش تنیدگی
پیش تنیدن بتن بوسیلة فولاد به دو طریق اساسی «‌ پیش کشیدگی » و « پس کشیدگی » صورت می گیرد . فرق اساسی بین دو رویة فوق مربوط به شرایطی است که بتن در لحظة کشیدن فولاد دارد . در روش « پیش کشیدگی » پیش از آنکه بتن ریزی بکنند ، فولاد را تحت کشش قرار می دهند و در روش « پس کشیدگی » پس از اینکه بتن خود را گرفت و به اندازة کافی مقاوم شد فولاد را می کشند .

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله  13  صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید