جزوه رنگی و تایپ شده سازه های ابی
دکتر بیرامی دانشگاه پیام نور محمدعلی ایزدبخش علمی کاربردی دانشگاه آزاد سیدناصرالدین امامیان استخدامی سمیهسادات علوینیا کاردانی ایمان
:
((ً (((() (() (). ًً
((بـا حـرارت تولیـد شـده توسـط سـیمان معمولی پس از 7 روز بدلیل ترکیبات کمتر C3S , C3A آهنگ افزایش مقاومت این سیمان کنـدتر از سیمان پر تلند معمولی است ولی مقاومت نهایی آنهـا یکسـان اسـت (آهنـگ افـزایش مقاومـت عبارتست از میزان ازدیاد مقاومت در واحد زمان). موارد مصرف این نوع سـیمان در بـتن ریزیهـاي حجیم (مثل ساخت سدهاي بتنی وزنی) و جزوه سازه های ابی گرم می باشد.
(V سیمان پر تلند ضد سولفات (تیپ
بتن هایی که در معرض آب یا خـاکی کـه داراي سـولفات اسـت قـرار مـی گیرنـد زودتـر سازه های ابی می شوند. علت خرابی بتن در اثر حملۀ سولفاتها و نمکها بـدین شـرح اسـت : سـولفاتها و نمکهـا (سولفاتهاي منیزیم و سدیم) با سه کلسیم آلومینات (C3A) موجود در سیمان ترکیب شـده و مـاده اي به نام “سولفو آلومینات کلسیم” (اترینگایت) تشکیل می دهد کـه بـا انبسـاط و افـزایش حجـم همراه است و باعث ایجاد ترك و خرابی در بـتن مـی شـود . بنـاب راین بـراي سـاخت سـیمان ضـد سولفات باید درصد C3A موجود در سیمان را محدود کرد (حداکثر 5/3 درصد) تا هنگـام حملـۀ سولفاتها مادة سولفو آلومینات کلسیم تشکیل نگردد. البته در ایـن نـوع سـیمان مقـدار گـچ را نیـز محدود می کنند (حداکثر 3/2 درصد). از این نوع سیمان وقتـی کـه آب یـا خـ اك سـولفاته باشـد استفاده می شود.
در مورد سیمانهاي معمولی عوامل زیر در مقاومت بتن تولید شده در برابر حملۀ سولفاتها مؤثرند:
1- مقدار سیمان موجود در بتن: هر قدر مقدار سیمان موجود در بتن بیشتر باشد بدلیل بیشتر شدن C3A مقاومت در برابر حملۀ سولفاتها کمتر می شود.
2- مقدار سولفات موجود در آب یا خاك: هر قدر مقدار این سولفاتها بیشتر سازه های ابی مقاومـت کمتـر است.
3- فشردگی و یکدستی بتن: هر قدر بتن متراکم تر و فشـرده تـر باشـد مقـاومتش در برابـر حملـه سولفاتها بیشتر است (اصولاً در این صورت اکثر خصوصیات مثبـت بـتن مثـل مقاومـت و … بهتـر است).
4- خشک و تر شدن متناوب بتن: تجربه نشان داده است که بتنهایی کـه در معـرض تـر و خشـکشدن متناوب قرار دارند مقاومتشان در برابر حملۀ سولفاتها کمتر است (مثل قسمتهایی از سازه هايدریایی که در معرض جزر و مد قرار دارند).
دانلود رایگان خلاصه کتاب pdf جزوه سازه های ابی
سیمان هاي دیگر
همانطور که گفته شد جزوه سازه های ابی سیمانها به پنج مورد فوق محدود نمی شـود در شـرایط ویـژه وقتـی بـه سیمانهایی با خصوصیات ویژه نیاز داشته باشیم سیمانهاي متنوعی تولید می شوند کـه از آن جملـه اند:
سیمان سفید
این نوع سیمان به خاطر زیبایی در کارهاي آرشـیتکتی کـاربرد دارد . از آنچـه گفتـه شـد چنـین بـر می آید C4AF باعث تیرگی رنگ سیمان می شود، بنابراین براي تهیه این سیمان باید از ایجـاد آن جلوگیري کرد یا از مقـدار آن کاسـت . بـه همـین خـاطر بـراي تهیـه آن از خـاك رس (کـه داراي اکسیدهاي آهن، منگنز و سایر ناخالصیهاست) استفاده نمی شود و از رس مخصوصـی بـه نـام رس چینی (رس سفید یا کائولن) که اکسیدهاي آهن و منگنز آن ناچیز است استفاده می شـود . در حـین آسیاب کردن و مخلوط کردن مواد نیز باید احتیاط هـاي لازم بـراي جلـوگیري از آلـودگی مـواد را اعمال کرد. این نوع سیمان از لحاظ خصوصیات مقاومتی، گیـرش، …. تفـاوتی بـا سـیمان معمـولی ندارد.
سیمان رنگی
از آسیاب کردن نرمۀ سنگهاي رنگی با کلینکر سیمان رنگی و نیز افزودن اکسیدهاي مناسب بدستمی آید. رنگهاي تیره مثل قهوه اي ، مشکی و حتی قرمز را مـی تـوان بـا سـیمان پـر تلنـد معمـولیساخت ولی سیمان با رنگهاي دیگر را با سیمان سفید می سازند (نرمۀ سنگ رنگی با کلینکر سیمان سفید مخلوط می شود).
از مواد زیر طبق جدول 2-2 می توان براي ایجاد رنگ در سیمان استفاده کرد:
جدول 2-2- اکسیدهاي مناسب براي ایجاد رنگ در سیمان
براي رنگهاي قهوه اي، سیاه و قرمز اکسید آهن
براي رنگ سبز اکسید کرم
براي رنگ آبی اکسید کبالت
براي رنگ مشکی کربن
براي سفیدتر کردن رنگ سیمان اکسید تیتانیوم
سیمان پر تلند پوزولانی
پوزولانها مواد سیلیسی یا آلومینی هستند که به تنهایی خاصیت گیرش جزوه سازه های ابی ولـی مـی تواننـد در مجاورت آهک شکفته (2(Ca(OH) به تدریج تولید سیلیکات کلسیم نماینـد کـه داراي خاصـیت سیمانی شدن است. مواد پوزولانی یا معدنی هستند (مثل خاکسـترهاي آتشفشـانی، زئولیـت، شـیل (Shale) اوپالین) یا مصنوعی (مثل سنگ رس یا خاك کلسـیته شـده یـا خاکسـتر نـرم (بـادي ) ). سازه های ابی پوزولانی را از مخلوط کردن گرد آنها با سیمان پرتلند بدست می آورند. مـواد پـوزولانی در محیط مرطوب و در مجاورت 2Ca(OH) آزاد شده از هیدراسیون سیمان به سـیلیکات کلسـیمهیدراته تبدیل می شوند و خاصیت گیرش پیدا می کنند بطور کلی سیمانهاي پـوزولانی بـه آرامـیمقاومت پیدا می کنند بطوریکه مقاومت اولیه آنها از مقاومت اولیه سـیمان پـر تلنـد معمـولی کمتـر است ولی مقاومت نهایی آنها نسبتًاً بالاست و حتی بیش از سیمان پر تلند معمولی است بتنهایی که از سیمانهاي پوزولانی ساخته می شوند در برابر سولفاتها بهتر از سیمان معمولی مقاومت می کننـد . مزیت این سیمانها ارزانی آنها، هیدراسیون آرام و حرارت زایی کمترشان است بنابراین می تـوان از آنها حتی در بتن ریزیهاي حجیم، سدها، اسکله ها و پایه هاي پل استفاده کرد.
سیمان بنایی (سیمان آجر) (Masonry Cement)
براي ایجاد چسبندگی لازم بین ملات و سیمان در کارهاي آجر چینی، کرسی چینی، بلوك کـاري و … از این نوع سیمان استفاده می شود. براي این منظور به سیمان مقداري آهک اضافه می کنند ولـی اضافه بر این کمی سنگ گچ متبلور (ژیپس) و یک مادة حباب زا افزوده می شود.
سیمان هایدروفوبیک (ضد آب)
در مناطقی که هوا داراي رطوبت بالایی است سیمانهاي انبار شده در اثـر ترکیـب بـا رطوبـت هـوا خراب می شوند. براي جلوگیري از این امر به سیمان ماده اي به نام اسید اولیک یا استیرات کلسیم یا استیرات آلومینیم اضافه می کنند. این مواد مـی تواننـد دور ذرات سـیمان را گرفتـه و از رسـیدن رطوبت هوا به آنها و هیدره شدن ذرات جلوگیري کنند. موقع بتن ریزي در اثـر سـایش سـیمان بـا مواد سنگی و نیز مخلوط شدن در مخلوط کن (میکسر) این مواد از ذرات کنار می رونـد و آب بـا سیمان ترکیب می شود.
سیمان پر آلومین (سیمان جزوه سازه های ابی بالا یا سیمان برقی)
از این نوع سیمان ابتدا به عنوان سیمان ضد سولفات استفاده می شد ولی بعدًاً به عنوان سیمان زودسخت بکار رفت. مواد اصلی این نوع سیمان سنگ آهک و سنگ بوکسیت است. سـنگ بوکسـیتداراي اکسید آلومینیوم هیدراته، اکسیدهاي آهن و تیتانیم وکمی اکسید سیلسیم اسـت . ایـن سـیمان داراي روند افزایش مقاومت بـالایی اسـت بطوریکـه حـدود 80 درصـد مقاومـت نهـایی آن طـی 24 ساعت و حتی گاهی 6 تا 8 ساعت بدست می آید. به خاطر گیرش سریع حرارت بالایی نیـز در کوتاه مدت ایجاد می کند. به خاطر گرانی سنگ بوکسیت این سیمان حتی گرانتر از سیمان تیپ
.است III
دانلود رایگان خلاصه کتاب سازه های ابی pdf
سیمان منبسط شونده (Expansive)
بتن ساخته شده با سیمان معمولی پس از خشک شدن و به سازه های ابی زمان کاهش حجم پیـدا مـی کنـد ولی اگر از این نوع سیمان استفاده شود در اثر انبساط سیمان، کاهش حجـم جبـران شـده و باعـث می شود حجم بتن در اثر جمع شدگی ناشی از خشک شدن تغییر نکند. ایـن سـیمان در سـه نـوع مختلف S, K, M تولید می شود سیمان نوع M از آسیاب و مخلوط کردن کلینکر سیمان پر تلند ،کلینکر سیمان برقی و سنگ گچ ساخته می شود که زود گرفته و زود سـخت مـی شـود و در برابـر سولفاتها بسیار مقاوم است. سیمان نوع K از آسیاب کردن کلینکر سیمان پر تلند، مقدار زیادي گچ متبلور (ژپیس) و یک مادة منبسط شونده (بوکسیت و سنگ گچ) بدسـت مـی آیـد سـیمان نـوع S داراي مقدار بیشتري C3A و سولفات کلسیم (4CaSO یا گچ) اسـت . بـا سـیمان منبسـط شـونده می توان بتنهاي پیش تنیده ایجاد کرد.
سیمان روبارة آهنگذاري (سیمان تفاله)
این نوع سیمان از آسیاب کردن و مخلوط کردن سیمان پر تلند و سربارة کوره هاي آهن گدازي کـه در آنها آهن تولید می شود بدست می آید. سرباره ها داراي اکسیدهاي کلسیم، سیلسـیم و آلـومینیم هستند. وقتی در اثر فعل و انفعال سیمان با آب آهک آزاد شده و محیط قلیایی می شود هیدراسیونسرباره آغاز می شود. مقاومت اولیه این نوع سیمان از سیمان پـر تلنـد معمـولی کمتـر اسـت ولـیمقاومت نهایی آنها تقریباً یکی است. موارد استفاده این نوع سـیمان در بـتن ری زیهـاي حجـیم (بـه خاطر حرارت زایی کمتر) و در سازه هاي دریایی و اسکله ها به علت مقاومـت در برابـر سـولفاتها (C3A این نوع سیمان از سیمان پر تلند معمولی کمتر است) می باشـد . در کشـورهایی کـه تولیـد سرباره آنها زیاد است از این نوع سیمان به جاي سیمان پر تلند معمولی استفاده می شود.
علاوه بر سیمانهاي فوق سیمانهاي سوپرسولفات (پرسولفات) کـه داراي مقاومـت بـالایی در برابـر حملۀ سولفاتهاست، سیمان مخصوص چاههاي نفت که در برابر حرارت و فشار زیاد مقاوم است و سایر سیمانها نیز ساخت می شوند.
نکات تکمیلی در مورد سیمان
1- گیرش کاذب : به سفت شدن زودرس سیمان ظرف چند دقیقـه پـس از جزوه سازه های ابی شـدن بـا آب اطلاق می شود. در گیرش کاذب حرارت قابل توجهی آزاد نمی شود و بـا مخلـوط کـردن دوبـارة سیمان خاصیت خمیري سیمان باز می گردد.
2- وزن مخصـوص ظـاهري سـیمان در سازه های ابی 31600-1670 kg/m اسـت و وزن مخصـوص حقیقی آن 3 3200 kg/mاست. چون همیشه مقداري هوا و فضاي خالی بین ذرات سیمان وجـود دارد وزن مخصوص حقیقی عملاً قابل حصول نیست.
3- حجم یک کیسه سیمان 30 لیتر و وزن آن 50 کیلوگرم است.
4- به سطح مخصوص سـیمان (مسـاحت سـطح خـارجی دانـه هـاي سـیمان در واحـد جـرم آن
(برحسب m2/kg ) نرمی سیمان (Fineness) نیز گفته می شود. معمولاً سطح مخصوص سـیمان با آزمایشی با نام آزمایش بلین (Blaine) تعیین مـی شـود . در ایـن آزمـایش مقـدار مشخصـی ازسیمان به دقت وزن شده و در یک محفظه قرار داده می شود و تا حد مشخص و ثابتی متـراکم مـیگردد. زمان لازم براي عبور مقدار ثابتی هوا از محفظه بستگی به سطح مخصـوص سـیمان دارد کـه با اندازه گیري آن می توان سطح مخصوص سیمان یا همان نرمی آن را بدست آورد.
5- بهتر است سیمان سریعاً پـس از تولیـد مصـرف شـود چـون سـیمانهایی کـه در پاکـت عرضـه می شوند حتی اگر در شرایط مطلوب نگهداري شوند پس از 1 تـا 5/1 مـاه حـدود 20 درصـد از مقاومتشان را از جزوه بناهای آبی می دهند. کلوخه شدن سیمان نشان دهندة هوازدگی آن است.
6- در مناطق خشک حداکثر 12 پاکت سیمان را می توان روي هم انبـار کـرد مشـروط بـر اینکـه ارتقاع کل آنها از 8/1 متر تجاوز نکند.
7- تانکرهاي مخصوص حمل سیمان که بصورت فله اي سیمان را عرضه می کننـد بـونکر نامیـده می شوند.
8- براي نسوزها می توان از سیمانهاي پر آلومین استفاده کرد. بتنهاي ساخته شده با این نوع سیمان در دماهاي بالايºc 1000 و بسته به نوع دانه هاي سنگی تاºc 1800 نیز می توانند مقاومت کنند.
فصل سوم
(Admixtures) افزودنی ها
مواد مضاف (افزودنی) (Admixtures)
مواد افزودنی موادي هستند که می توان به سیمان پر سازه های ابی معمولی اضافه کـرد و خصوصـیات ویـژه اي را (مثل زودگیر شدن، دیرگیر شدن ،…) براي بتنی که از آن سیمان تولید می شود بدسـت آورد .
مهم ترین مواد مضاف عبارتند از:
1- سریع کننده () ()
(() ). () () ((: (() () ) (ً ) (() ).
() ((:
فهرست مطالب