شناخت انواع سبكدانه بتن و مواد افزودنی بتن سبک و نانو مواد

انواع سبكدانه

شناخت انواع سبكدانه و مواد افزودني بتن سبك و نانو مواد

2-1. مقدمه.

2-2. طبقه بندي بتن سبك…

2-3. خواص بتن سبكدانه.

2-4. روشهاي افزايش مقاومت بتن سبك…

2– 5. انواع سبكدانه ها

2-6.  سبكدانه هاي طبيعي..

2-6-1. پوميس…

2-6-2. پوکه معدنى..

2-6-2-1. موارد مصرف پوکه معدنی..

2- 7. سبكدانه هاي مصنوعي توليد داخل كشور

2-7-1. پرليت…

2-7-1-1. طرز تهيه پرليت…

2-7-1-2. كاربرد پرليت…

2-7-1-3. منابع پرليت در كشور و جهان.

2-7-2.  ليكا

2-7-2-1. مزايا و موارد كاربرد ليكا در صنعت ساختمان.

2-8. انواع بتن سبك…

2-8-1.  بتن ليكا

2-8-2.  بتن سبک گازى..

2-8-3.  بتن پلى استايرنى..

2-8-3-1.  مزایای بتن سبک پلی استایرنی عبارتند از:

2-8-3-2.  معايب بتن سبک پلی استایرنی..

2-9.  بتن با مقاومت بالا.

2-9-1.  مزاياي استفاده از بتن با مقاومت بالا.

2-9-2.  معايب استفاده از بتن با مقاومت بالا.

2-9-3. طرح اختلاط بتن با مقاومت بالا.

2-10. جنبه هاي اقتصادي بتن سبك…

2-11. پوزولانها

2-11-1. تعريف پوزولانها

2-11-2. انگيزه مصرف پوزولانها

2-11-3. تاثير پوزولانها بر مقاومت فشاري بتن..

2-11-4. سيمان پرتلند پوزولاني..

2-11-5. ميكروسيليس…

2-11-6.  خاكستر بادي..

2-12. روان كننده ها و فوق روان كننده ها:

2-13. نقش پودر سنگ در بهبود خواص بتن سبك با مقاومت بالا.

2-14. اثر نوع دانه بندي ليكا بر خواص مكانيكي بتن سبك…

2-15. مسائل اجرائي بتن سبكدانه سازه اي..

2-16. نانومواد ها و مشخصات آنها

2-16-1. مقدمه.

2-16-2. مواد نانوكمپوزیت…

2-16-3. نانو سیلیس آمورف..

2-16-3-1. نانوسیلیس و مقایسه بعضی خواص آن با میکروسیلیکا

2-16-4. نانو لوله ها

منابع

مقدمه

هر چند هزينه توليد بتن سبك بيش از بتن معمولي است، اما مزاياي فراوان آن در كاهش بار مرده ساختمان و به تبع آن كاهش نيروي زلزله مانع چشم پوشي متخصصان صنعت ساختمان در توليد اين نوع از بتن مي شود. از طرفي كمبود مقاومت بتن سبك كاربرد سازه اي آنرا با مشكل مواجه مي سازد. وجود اين مشكل محققان را بر آن داشته كه به دنبال راه حلهايي براي بالا بردن مقاومت اين بتن باشند كه در اين راستا از سبكدانه هاي مختلف مانند ليكا و پرليت و… به همراه مواد افزودني گوناگون همچون پوزولانها نظير ميكروسيليس و خاكستر بادي استفاده مي شود. به موازات آن با ظهور فناوري نانو در عرصه هاي مختلف از جمله تكنولوژي بتن به دليل خواص غيرعادي و مطلوبي كه در  بتن ايجاد مي نمايد تحقيقات دامنه داري بر روي خواص انواع بتن از جمله بتن سبك در حال انجام است.

طبقه بندي بتن سبك

بتن سبك از جهات مختلفي طبقه بندي مي شود كه به اختصار در زير بيان مي شود:

الف – از نظر كاربرد :

1- بتن سبك سازه اي كه در المانهاي سازه اي استفاده مي شود و داراي مقاومت فشاري بيش از    Mpa 17 و چگالي كمتر از Kg/m³ 2000 مي باشد. ساخت اين بتنها صرفاً با استفاده از سنگدانه های سبک و مقاوم  امکان پذير است. تمام بتنهای سبک سازه ای از خانواده بتن های سبکدانه می باشند که در آن برای کاهش وزن مخصوص بتن از سنگدانه های سبک استفاده شده است. به اين دليل بعضاً از عبارات بتن سبکدانه و بتن سبک سازه ای برای بيان يک مفهوم استفاده می شود. سنگدانه هايي كه اين شرايط را عموماً برآورد مي كنند و طبق استانداردASTM-C330    براي ساخت بتن سبك سازه اي مورد استفاده قرار مي گيرند عمدتاً عبارتند از:

– شيل، رس و اسليت منبسط شده دركوره دوار

– سنگدانه هايي که از فرآيند هاي کلوخه ای شدن به دست مي آيند.

– سرباره هاي منبسط شده

– پوكه هاي معدني

– پوكه هاي صنعتي

– خاكستر بادي ته نشين شده

تأمين مقاومت فشاري معادل 20 نيوتن بر ميليمترمربع و بيشتر با بعضي از اين سنگدانه ها امكان پذير است. بيشترين مقاومت بتن سبکدانه معمولاً وقتی حاصل می شود که از سبکدانه های ساخته شده از شيل، رس و اسليت منبسط شده در فرآيند كوره دوار برای سبک سازی چگالی بتن استفاده گردد[16].

2- بتن سبك غيرسازه اي كه  اين نوع بتن ها با جرم مخصوصي معادل 800 كيلوگرم بر مترمكعب و كمتر، به عنوان تيغه هاي جداساز و عايق هاي صوتي در كف بسيار مؤثر هستند. اين نوع بتن مي تواند در تركيب با مواد ديگر در ديوار، كف و سيستم هاي مختلف سقف مورد استفاده قرار گيرد. مزيت عمده آن، كاهش هزينه هاي لازم براي تهويه گرمايي يا سرمايي فضاهای داخلی ساختمان وكاهش انتقال صوت بين طبقات و فضاهاي ساختمان مي باشد. بتن هاي سبك غيرسازه اي بر اساس ساختار داخلي مي توانند به دو گروه جداگانه تقسيم بندي شوند.

دسته اول بتن هاي اسفنجي كه در حين ساخت آن ها با ايجاد كف، حباب هاي هوا در خمير سيمان يا در ملات سيمان-سنگدانه ايجاد مي گردد. كف مورد نظر يا از طريق مواد كف زا در حين اختلاط توليد شده و يا به صورت كف آماده به مخلوط اضافه مي شود. بتن اسفنجي مي تواند جرم مخصوصي تا حدود 240 كيلوگرم بر مترمكعب داشته باشد.

دسته دوم بتن با سنگدانه سبك يا به اختصار بتن سبكدانه است که با استفاده از پرليت، ورميكوليت منبسط شده و يا ديگر سبکدانه هاي طبيعي و مصنوعي ساخته مي شوند. جرم مخصوص خشك اين مخلوط بين 240 تا 960 كيلوگرم بر مترمكعب مي باشد. به منظور حصول خواص عايق بندي حرارتي(ضريب انتقال حرارت پايين)، حداكثر جرم مخصوص به 800 كيلوگرم در مترمكعب محدود  مي گردد. هنگام ساخت و استفاده از بتن سبك غيرسازه اي، سعي بر اين است كه با كاهش وزن بتوان خصوصيات عايق حرارتي را افزايش داد.

خواص بتن سبكدانه

1-  وزن مخصوص كم: كه بار مرده ساختمان را كاهش ميدهد و در نتيجه مشخصات فيزيكي طراحي را تغيير ميدهد.

2-  گرمابندي و صدابندي: اين خاصيت ناشي از خلل و فرج موجود درسنگدانه ميباشد.

3-  مقاومت در برابر آتش: اغلب احتمال كمي وجود دارد كه حرارت آتش از حرارت توليد اين مصالح بالاتر رود.

4-  مقاومت كاني در مقابل يخزدگي و ذوب مجدد

5-  خنثي بودن از نظر شيميايي

6-  تغييرشكل بتن سبكدانه: مقدار تغییرشکل بتن سبك بستگي به ويژگيهاي سبكدانه هاي مصرفي و خمير سيمان و نيز حجم اشغال شده با دانه ها دارد. تغييرات تنش-كرنش در بتن ليكا به ويژه هنگامي كه با ماسه همراه است، همانند بتن معمولي است.

7-  جمع شدگي بتن سبكدانه: سنگدانه هاي سبك وزن اغلب باعث جمع شدگي بيشتر بتن ميگردند.

8-  انتقال حرارت بتن سبكدانه: بتنهاي سبك متخلخل داراي خواص جذب صوت خوبي هستند ولي انتقال صداي آن زياد است.

9-  انبساط حرارتي بتن سبك: انبساط حرارتي بتن سبك كمتر از بتن معمولي ميباشد[18].

روشهاي افزايش مقاومت بتن سبك

كم بودن مقاومت بتن سبك عامل مهمي در محدود نمودن دامنه كاربرد اين نوع بتن و بهره گيري از امتيازات آن بوده است. براي بدست آوردن بتن سبك با مقاومت بالا روشهاي زيادي مورد توجه قرار گرفته است. عامل مؤثر و مشترك در كليه اين پژوهشها مصرف ميكروسيليس در بتن مي باشد[19]. تحقيقات نشان مي دهد كه مقاومت بتن سبك ساخته شده با استفاده از سبكدانه هاي سيليسي منبسط شده تابعي از مقاومت سبكدانه ها و ملات است. بدين صورت كه با افزايش مقاومت سبكدانه و مقاومت و حجم ملات، مقاومت بتن سبك هم افزايش مي يابد.

 انواع سبكدانه ها 

انواع سبكدانه هايي كه در ساختار بتن سبك (بتن سبكدانه) استفاده مي شوند عبارتند از:

الف– سبكدانه هاي طبيعي: سنگدانه هاي طبيعي سبك منشأ آتشفشاني يا رسوبي دارند. از سنگدانه هاي سبك آتش فشاني پاميس، پوكه سنگ «اسكوريا سنگ» يا خاكسترها و توف ها و از سنگدانه هاي سبك رسوبي دياتوميت را مي توان نام برد. اين نوع سبكدانه ها به دليل اينكه فقط در بعضي جاها يافت       مي شوند به ميزان زياد مصرف نمي شوند. معمولاً اينگونه مصالح از ايتاليا و آلمان صادر مي شود[20].

ب- سبكدانه هاي مصنوعي: سبكدانه هاي مصنوعي به روش هاي ذيل توليد مي گردد :

– از حرارت دادن و انبساط خاك رس، سنگ رس، سنگ لوح پرليت، ورميكوليت، اپسيدين و سنگ رس دياتومه اي بدست مي آيند.

– سربار مذاب كوره هاي آهنگدازي با پاشيدن مقادير كنترل شده آب به كمك جت آبي منبسط         مي گردد.

– از جوش هاي صنعتي حاصل از خاكستر كوره هاي زغال سنگ استفاده مي شود.

– دانه هاي سبك از تركيبات آلي نظير پلي استايرن منبسط شده توليد مي شوند[20].

جهت مشاهده نمونه های دیگر از ادبیات ، پیشینه تحقیق و مبانی نظری پایان نامه های مهندسی عمران کلیک کنید.

نمونه ای از منابع و مراجع:

• 1- حامد مخدومي، رضا رهگذر، ارديبهشت 1389، «بررسي سبك سازي بتن و افزودني هاي آن- مزايا وكاربرد»، كنفرانس بين المللي سبك سازي و زلزله، كرمان‌‌‌‌‌‌.
• 2– پيام اشتري، مهديه سادات ميررحيمي، ارديبهشت 1389، «بررسي طرح اختلاط پيشنهادي بتن سبك سازه اي با سبكدانه پرليت»، كنفرانس بين المللي سبك سازي وزلزله.
• 3– تينا تفرج فكور، حامد احمدي مقدم، محمد كامران زاده فومني، ارديبهشت 1389، «بررسي طرح اختلاط بتن سبك حاوي ميكروسيليس و نانوسيليس»، سومين همايش ملي مقاوم سازي و مديريت شهري.
• 4– رمضانيان پور، جهرمي، مهديخاني، مودي، 15 مهر ماه 1389، «مقايسه اثر نانوسيليس و دوده سيليس بر خصوصيات مكانيكي، ريز ساختار و دوام»، مجموعه مقالات اولين كنفرانس ملي بتن.
• 5– علي قدس، «بررسي اثر الياف فولادي بر دوام بتن سبك»، چهاردهمين كنفرانس دانشجويي مهندسي عمران.
• 6– ملك محمد رنجبر، رحمت مدندوست، سيد ياسين موسوي، علي صدر ممتازي، 1388، «ارزيابي دوام بتنهاي سبك حاوي دانه هاي منبسط شونده پلي استايرن(EPS) در محيط مخرب نمكي»، هشتمين كنگره بين المللي مهندسي عمران.
• 7– عقيل احمدي، محمدرضا سهرابي، 1387، «بررسي اثر متاكائولن بر روي خواص مكانيكي و دوام بتن سبك در شرايط محيطي مهاجم»،  چهارمين كنگره ملي مهندسي عمران.
• 8-  علی احمدوند، اسفند 1375، «بررسی آزمایشگاهی کاربرد بتن سبک در دالهای مرکب با نیمرخ کلاهی»، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه علم و صنعت.
• 9- محمدرضا یدالهی، پاییز1380، «تهیه بتن سبک با مقاومت بالا و ارزیابی اقتصادی آن»، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه علم وصنعت.
• 10-…
• 11-…