سلام

اين هم يک مطلب جديد برای شما علاقه مندان

در ضمن اين مقاله در سايت Civilica به فروش گذاشته شده12.gif

حالا حساب کنيد پرتغال فروش را....

دوستان گرامی در صورتی که مقاله را بصورت کامل می خواهيد email بزنيد در اسرع وقت براتون ميفرستم.

 

بررسی خواص بتن با سبکدانه

تهیه کننده: مهندس محمدعلیدوستی

پست اکترونیکی: m.alidousti@construction.st

چکیده:

با استفاده روز افزون از بتن با سبکدانه سعی برآن شده تا با افزایش مقاومت آن بتوان در مراحل مختلف کاری از آن استفاده نمود، البته ناشناخته بودن رفتار واقعی این نوع بتن در شرایط مختلف همواره مانع از استفاده و سیع آن گردیده که در سالهای اخیر کشورهای پیشرفته با انجام مطالعات و تحقیقات گسترده سعی بر آشنایی بیش از پیش با این نوع بتن کارا دارند.

در تحقیق سعی بر آن شده تا با جمـع آوری اطلاعات از آزمایشهــای متعددی که برروی بتـــن با سبکــدانه یا LWAC(LightWeight Aggregate Concrete)در سراسر دنیا بویژه در اروپا و آمریکا انجام گرفته، بتوانیم رفتار این نوع از بتن را که در سالهای اخیر کاربرد و پیشرفت فراوانی داشته بهتر بشناسیم.

کلید واژه ها:

بتن،سنگدانه،بتن سبکدانه، منحنی تنش کرنش، مقاومت فشاری، انقباض، آتش سوزی.

1-مقدمه:

با گذشت سالها از پیدایش سیمان و بتن و همچنین به کاربردن روشهای نوین در تولید آنها، روز بروز بر دامنه کابرد آنها افزوده می شود، و هر روز شاهد برطرف شدن مشکلات و نیز افزایش مزایای استفاده از آنها هستیم.

یکی از مشکلاتی که در استفاده از بتن همواره مطرح بوده سنگینی و به عبارت علمی وزن مخصوص بالایآن می باشد که خوشبختانه با پیشرفت های انجام شده، شاهد تولید بتن هایی هستیم که با افزایش مقاومت وکاهش وزن مخصوص همراه است. کاهش وزن در بتن با ترفندهای مختلفی( مانند استفاده از مواد هوازا وجایگزینی سنگدانه هابا سنگدانه های سبک و...) صورت می پذیرد که بتن با سنگدانه سبک کاربرد سازه ای بیشتری دارد.اکثر این سنگدانه ها بر پایه رس منبسط شده می باشندکه با عناوین مختلف تجاری مانند: Argex,fibo,liapor,lica و غیره در کشورهای مختلف کاربرد دارند.استفاده از بتن سبک علاوه بر کاهش بار مرده و در نتیجه وزن ساختمان، موجب آن می شود تا شدت نیروی زلزله وارد بر ساختمان نیز کاسته شود.

البته باید یادآور شد؛ متاسفانه در ایران با توجه به کیفیت پائین سنگدانه های سبک، دستیابی به مقاومتهای بالای این نوع بتن با دشواری همراه است و امیدواریم با انجام تحقیقات و سرمایه گذاری مناسب شاهد تولید سبکدانه هائی با کیفیت و ارزان باشیم.

از آنجائی که بتن های سبکدانه دارای وزن مخصوصو مقاومت فشاری متفاوتی هستند لازم است مرز بین بتن سبک سازه ای و غیر سازه ای را مشخص نمائیم.

 

2- بتن سبک سازه ای(Structural Lightweight concrete):

بتن سبک سازه ای بتنی است که دارای وزن مخصوصی بین1440تا 1840کیلوگرم برمتر مکعب و مقاومت فشاری بالای17 Mpa و یا 2500 Psi باشد.در اکثر این بتن ها درشتدانه ها از نوع سبک وزن بوده و همچنین می توان قسمتی ویا کل ریزدانه را با محصولات سبک وزن جایگزین نمود.

مقاومت نمونه های بتنی سبک سازه ای با وزن مخصوص رابطه ای لگاریتمی دارد که در زیر مشاهده می کنید:

نمودار1: رابطه بین چگالی و مقاومت بتن سبک سازه ای

 

3- انتخاب مواد مناسب جهت طرح اختلاط بتن با سبکدانه:

در ابتدا برای رسیدن به مشخصات بتن مورد نظر باید نوع مواد ترکیب شونده در طرح اختلاط تعیین شوند. معمولاً مقاومت فشاری و وزن مخصوص بتن خشک شده در گرمخانه، معین می باشد به علاوه مواد مخلوط شونده باید یک ماده همگن را تشکیل دهند که تمایلی به جدا شدگی در آنها وجود نداشته باشد. این بدین معنی است که وزن مخصوص مواد مخلوط ما نباید اختلاف زیادی داشته باشند. بطورکلی دو راه برای تولید بتن سبک وجود دارد یکی استفاده از سنگدانه هائی با مقاومت بالاو ملات با مقاومت کم و یا به کارگیری سنگدانه هائی با مقاومت کم و استفاده از ملات با مقاومت بالا. هر کدام از این دو نوع اختلاط به خاطر نسبت سختی متفاوت بر روی رفتار سازه تاثیر خواهند گذاشت و البته انتقال فشار در داخل بتن تا حد زیادی به سختی مواد ترکیبی آن وابسته می باشد. در بتن هایی با وزن معمولی(NWC:Normal Weight Concrete) انتقال بار در بتن توسط سختی سنگدانه ها و نیز لایه ملات میانی آنها صورت می پذیرد ولی در بتن با سبکدانه به علت کاهش سختی سنگدانه ها متفاوت می باشد و به همین علت گسیختگی در نوار میانی سنگدانه ها بعد از آن صورت می پذیرد که سنگدانه ها به گسیختگی می رسند.

و با انتخاب سبکدانه هائی با وزن مخصوص متفاوت؛ بتن هایی با وزن مخصوص و رفتار متفاوت داریم که در شکل 3 دیاگرام تنش کرنش بتن هایی با وزن مخصوص متفاوت را مشاهده می کنید:

 

نمودار2: رفتار دو نمونه بتنی با مقاومت تقریباً یکسان ولی با چگالی متفاوت

 

4- بررسی رفتاری و منحنی تنش - کرنش در بتن باسنگدانه سبک:

یکی از مهمترین پارامترهای به کار گرفته شده در طراحی، رفتارمصالح در برابر بارهای وارده میباشد؛ قطعاً در بتن نیز بررسی رفتاری بتن در برابر بارهای وارده می تواند مهندسین را در طراحی اعضا مناسبسازه ای یاری بخشد. منحنی تنش و کرنش در بتن های معمولی را سالها مورد تحلیل قرار داده اند و بر حسب نوع سیستم سازه ای از آن در آئین نامه های مختلف طراحی، استفاده نموده اند.

در اینجا سعـی بر آن داریم تا با استفــاده از نتایج آزمایشگاهـی مقایســه ای داشتـه باشیم از رفتـار(مخصوصاً دیاگرام تنـش-کرنـش و مدول الاستیسیتهE) بتن با سبکــــدانه وبتـن معمولــی که مقاومت فشـاری تقریباً یکسانی دارند. این نکته را فراموش نکنیم که بتــن با سبکــدانه،که مقاومتی در حد بتن های معمولی دارد جزو بتن های سبک با مقاومـت بالا می باشد و این نکتــه؛ یعنـی مقاومت بالای عضــو مورد آزمایـش می تواند ما را در درک بهتـر نتایـج بدست آمده یاری نماید پس به واقع نتایج گرفت شده برروی بتن سبکدانه و پر مقاومت[High Strength Lightweight Aggregate Concrete(HSLWAC)] می باشد. لازم به ذکر است که استاندارد DIN4219 برخلاف سایر استانداردهای بین المللی مدول الاستیسیته را بر حسب مقاومت فشاری و دانستیته می داند،که برای اصلاح آن (مدول الاستیسیته محاسباتی) از ضریب کاهشی روبرو استفاده می شود:   h=(r/2,4)²که در آن r همان وزن مخصوص بتن مورد آزمایش می باشد

5- بررسی کلی رفتار بتن سبکدانه و منحنی تنش-کرنش در آن:

در بتن معمولی هنگامی که شکست رخ می دهد نمی توان مطمئناً گفت که شکست اولیه در ملات رخ داده یا سنگدانه و شکست تقریباً همزمان رخ می دهد؛ در حالیکه، در بتن مورد بحث ما سنگدانه های سبک که قاعدتاً دارای خلل و فرج زیادی هستند تاب تحمل بار وارده را نداشته و یکباره شروع به شکست می کنند ابتدا ترکها پدیدار شده و سپس شکست صورت می پذیرد که بصورت ترکهای طولی، جداشدگی قسمتی از نمونه و ترکهای مایل می باشد.که در شکل1 قابل مشاهده است:

شکل 1

کرنش در هنگام گسیختگی یک نمونه بتن سبک را می توان در نمودار3 مشاهده نمود:

 

نمودار3 : دیاگرام ساده تنش و کرنش فشاری یک نمونه از بتن سبکدانه

همانگونه که در نمودار ملاحظه می کنید رفتار بتن با سبکدانه تقریباًخطی بوده و شباهت زیادی به رفتار بتن های با مقاومت بالا دارد.

آزمایشات دقیقتری برای تعیین رفتار بتن سبکدانه با دستگاههای پیشرفته صورت پذیرفته که منحنی آنها را در ذیل مشاهده می کنید:

 

نمودار4: مربوط به دونوع بتن سبکدانه با مقاومت و وزن مخصوص مختلف می باشد

نمودار 5 نیزمقایسه ای است بین منحنی تنش وکرنش یک بتن معمولی(NC ) و بتن سبکدانه:

 

نمودار5: مقایسه رفتار بین بتن معمولی و بتن سبکدانه

همانطور که در نمودار ملاحظه می کنید تردی زیاد بتن سبکدانه کاملاً مشهود است. که باید این نکته را در طراحی اعضای سازه ای، با بتن سبک دانه در نظر داشت.استاندارد اروپائی ENV 1992-1-4 EC2“Design of LWAC with closed structure”دیاگرام تنش و کرنشیزیر را معرفی نموده :

نمودار6 : نمودار بکارگرفته شده در طراحی بر اساس استاندارد ENV 1992-1-4 EC2

 

 بطور کلی می توان نتیجه گرفت که با کاهش وزن مخصوص ؛کرنش نهائی افزایش می یابد.

 

6- بررسی جمع شدگی بتن( :(AUTOGENOUS AND DRYING SHRINKAGE

نمونه های بررسی شده برروی بتن با سبکدانه و مقاومت بالا است؛ درجه اشباع شدگی مصالح 100% و 50% میباشد. ابعاد قالبها شامل:

(prisms 50x50x200 mm3, 100x100x400 mm3, 150x150x600 mm3 )است و در سنین 7 و 28 روزه مورد آزمایش قرار می گیرند.نسبت آب به سیمان پائین موجب حساس شدن بتن به مسئله جمع شدگیSHRINKAGE)

/ 2 نظر / 2 بازدید
حميد

لطف کنيد اين مقاله و نيز هر مقالهای که راجع به بتن های مورد استفاده در مسابقات بتن داريد برای من بفرستيد ممنون از لطفتون

صاب میلان

با عرض سلام و خسته نباشید لطفا مقاله ((بررسی خواص بتن با سبکدانه)) برام ایمیل کنید باتشکر