|
پایان نامه بررسی اجرای اسکلت بتنی
پایان نامه بررسی اجرای اسکلت بتنی در 115 صفحه ورد قابل ویرایش
|
|
| دسته بندی | علوم انسانی |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 603 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 115 |
پایان نامه بررسی اجرای اسکلت بتنی در 115 صفحه ورد قابل ویرایش
سیمان[1]
تاریخچه سیمان:
سال 1975 میلادی، درساحل جنوب غربی انگلستان بنایی به نام «جان اسمیتون» برای اولین بار خواص شیمیایی آهک[2] پی برد.
سال 1824، میلادی در شهر لیدز انگلستان، یک معمار انگلیسی به نام «ژوزف آسپرین) سیمان پرتلند را به ثبت رساند.
قبل از کشف سیمان، از مالتی به نام «ساروج»[3] استفاده می شده و طرز کار این نوع ملات، شبیه سیمان امروزی بوده است.
سیمان، درسراسر جهان، بدلیل آن که پس از ریختن در بتن، به رنگ خاکستری سنگهای صخره های جزیره پرتلند در می آید، به نام پرتلند، معروف گردیده است.
تعریف: ماده ای که در اثر تماس با آب، دانه های شن و ماسه موجود در بتن را در هم می چسباند و آنها را به صورت یکپارچه درمی آورد، سیمان مینامند. بیشترین مواد تشکیل دهنده سیمان، آهک بوده و پس از آن سیلیس (SiO2) درصد بیشتری نسبت به سایر موارد را دارا میباشد.
تولید سیمان
مصالح خام[4] مورد نیاز در تولید سیمان را تهیه نموده و بصورت پور در آورده، سپس آنها را به نسبت های معینی با یکدیگر مخلوط می کنند.
مصالح خام پودرشده، به دو روش، مخلوط می گردند:
الف) روش خشک: در این روش، مصالح خام پودر شده، بصورت خشک مخلوط میشوند.
ب) روش تر: دراین روش، مصالح خام پودر شده، بصورت خیس مخلوط می گردند.
پس از اینکه مصالح بصورت «خشک» و یا «تر» مخلوط گردید، وارد کوره میشود، (حرارت داخل کوره 1400 تا 1650 درجه سانتی گراد است) در این درجه حرارت فعل و انفعالات خاصی صورت میگیرد و در نتیجه آن کلوخ های سیمان تولید میشود. پس ازسرد شن، کلوخ های سیمان، آسیاب می گردند و سپس مقدار کمی گچ به آن اضافه می کنند تا مدت زمان لازم برای گرفتن بتن، تنظیم گردد، مخلوط حاصله را حرارت داده و سپس آسیاب می کنند. در نهایت پودر حاصل را «سیمان» مینامند.
انواع سیمان پرتلند فرعی
الف) سیمان پرتلند هواتپان= حباب زا
ب) سیمان پرتلند سفید= سیمان سفید
ج) سیمان پرتلند رنگی= سیمانهای رنگی
1) سیمان چاههای نفت
د) سیمان های پرتلند مخصوص 2) سیمان پلاستیک= سیمان خمیری
3) سیمان ضد آب= سیمان آب بند=سیمان آب دور کننده
الف) سیمان پرتلند هواتپان= حباب زا
سیمان پرتلند حباب زا نوع IA= آسیاب+ درصد کمی از مواد اضافی مناسب[5] + کلینکر سیمان پرتلند تیپ I
سیمان پرتلند حباب زا نوع IIA= آسیاب+ درصد کمی از مواد اضافی مناسب+ کلینکرسیمان پرتلند تیپ II
سیمان پرتلند حباب زا نوع IIA= آسیاب + درصد کمی از مواد اضافی مناسب+ کلینکر سیمان پرتلند تیپ III
خصوصیات و ویژگیهای سیمان پرتلند هواتپان در بتن
1- پایین آوردن اصطکاک داخلی بتن
2- نفوذ ناپذیری
3- مقاومت در مقابل یخ زدگی، تورق، تغییر حجم
4- نیاز به آب کمتر
5- مقاومت خمشی و سایشی
ب) سیمان پرتلند سفید= سیمان سفید
سیمان سفید= مواد متشکله سیمان پرتلند نوع I+ خاک رس چینی (کائولن+ گچ نوع بسیار اعلا
کاربرد: 1- اندود نمایی روی دیوارهای خارج ساختمان (سطح بیرونی دیوارخارجی ساختمان)
2- کارهای تزئینی دیوارهای داخلی و سطح داخلی سقف
نکته 1: «گچ» و «خاک رس» مورد نظر، عاری از ناخالصی های رنگی از قبیل اکسید منیزیم و اکسید آهن باشند.
نکته 2: بدلیل اینکه وجود خاکستر در زغال ، رنگ سیمان را تیره می کند، سوخت کوره، از مواد روغنی انتخاب میشود.
ج) سیمان های پرتلند رنگی= سیمانهای رنگی
سیمان رنگی= 5/2 تا 10 درصد از مواد رنگی مناسب + سیمان سفید
کاربرد: 1- خشت های موزائیک رنگی
2- اندودهای خارجی ساختمان
3- کارهای تزئینی
4- پاسیوسازی و …
د) سیمان پرتلند مخصوص
1- سیمان چاههای نفت
2- سیمان پلاستیک
3- سیمان ضد آب
1) سیمان چاههای نفت:
خاصیت ویژه این نوع سیمان، خودگیری مطلوب، در درجه حرارت زیاد میباشد.
توجه: در فضای داخل چاه نفت. حرارت زیادی وجود دارد.
2) سیمان پلاستیک= سیمان خمیری
سیمان پلاستیک = آسیاب + مواد روان کننده مناسب (حداکثرتا 12% حجم کل) + سیمان پرتلند I و یا II
کاربرد: جهت تهویه ملات واندود خارج و داخل ساختمان استفاده میشود.
3) سیمان ضد آب= آب بند= آب دور کننده
سیمان ضد آب= آسیاب + مواد مناسب[6] آب بند و یا آب دور کننده + کلینکر سیمان
نکات مربوط به سیمان
1- چنانه در سیمان، «آهک» بصورت «آزاد» وجود داشته باشد، سیمان سالم نیست.
2- «آهک» بصورت «آزاد» درسیمان، در هنگام تماس با آب منبسط میشود.
3- «آهک» بصورت «آزاد» در سیمان، باعث تجزیه سیمان میشود.
4- سیمان به کاررفته در بتن، 28 روز پس ازمصرف، 90 درصد مقاومت خود را بدست میآورد و 10 درصد باقی مانده، پس از گذشت 20 تا 25 سال بدست میآید.
5- تا 28 روز پس از مصرف، به سیمان آب بیشتری برسد، مقاومت آن نیز بیشتر خواهد شد (آب به سیمان مصرف شده به گرفتن سیمان بطریق شیمیایی (تبلور) کمک میکند)
6- مدت زمان تغییر وضعیت سیمان، از حالت خمیر تا حالت جامد را زمان گیرش (زمان سفت شدن) سیمان مینامند.
7- زمان گیرش سیمان، توسط دستگاه «ویکات» با سوزنهای نفوذی در دفعات متعدد، اندازه گیری میشود.
[1] سیمان یک واژه یونانی بوده و اولین بار در جزیره پرتلند انگلستان کشف گردیده است.
[2] آهک (CaO) ماده اصلی ساخت سیمان است. ماده اصلی آهک، سنگ آهک یا کربنات کلسیم (CaCo3) میباشد که منشا رسوبی دارد. وزن مخصوص آن 71/2 گرم برسانتی مترمکعب است. سنگ آهک صد درصد خالص در طبیعت، یافت نمیشود و همواره با مقادیری از کربنات منیزیم، سیلیس و رس همراه بوده، خالص آن بلوری شکل و بی رنگ است.
CaCo3 (کربنات کلسیم) ---------------> CaO (آهک زنده)+ Co2
CaO+H2O ---------------> Ca(OH)2 (آهک شکفته)
Ca(OH)2 + H2Co3(اسید کربنیک) ---------------> (سنگ آهک) CaCo3+ H2O
[3] ملات ساروج= آب + آهک+ خاکستر + خاک رس+ لویی (پنبه جگن) و یا موی بز.
جهت مطالعه بیشتر در مورد ساروج به فصل چهارم کتاب نقشه کشی ساختمان به روش مدولا مهارت فنی درجه 2 انتشارات دانش و فن مراجعه نمایید.
[4] مصالح خام مورد مصرف سیمان عبارتند از:
سنگ آهک- سنگ سیمان- پوسته آهکی حیوانات دریایی- مارن (رسوبات کربنات کلسیم رامارن MARN می گویند که در کف دریاها و دریاچه هایی که خشک شده اند یافت میشود)- رس- شیست (سنگ متورق)- ماسه- سیلیس- سنگ آهن.
[5] مواد اضافی حباب زای مناسب (هنگام ساختن بتن، حبابهای بسیار ریز هوا را می سازند) عبارتند از:
الف) رزینهای چوب Wood resien
ب) لیگنوسولفونیت ها Lignoslfinates
ج) اسیدهای چرب
د) صابونهای اسیدهای چرب
[6] مواد مناسب آب دور کننده یا آب بند: اسید لاریک، اسید اولئیک، اسید استریک یا نمک های کلسیم و آمونیوم آنها.
انواع سنگ دانه برای تهیه بتن های متفاوت
1- بتن سبک
بتن با وزن مخصوص 350 تا 1500 را عموما از مصالح سبک مانند سنگ پا و یا پوکه معدنی تهیه می کنند. این نوع بتن قادر به تحمل هیچ نوع باری نمی باشد و فقط برای پر کردن فضاهای خالی و جاهایی که در حجم بتن نیاز است، به کار می رود.
2- بتن معمولی
این بتن دارای وزن مخصوص 2100 تا 2600 است و در آن مصالح معمولی مانند سنگ های آهکی- رسوبی و آذرین استفاده میشود. این نوع بتن برای ساختمان های معمولی ، پل ها و دال های بتنی به کار می رود.
3- بتن سنگین
این نوع بتن برای محافظت در مقابل تشعشعات گاما و ایکس در راکتورهای هسته ای استفاده میشود و در آن از شن و ماسه سنگین مانند سنگ آهن، باریت، لیمونیت و ماگنتیت استفاده میشود. این نوع بتن دارای وزن مخصوص 3000 تا 4000 است.
آب
یکی از اجزای اصلی بتن محسوب می شود، بدون وجود آب، هیچ واکنش شیمیایی در بتن نمی گیرد. آب مصرفی در بتن مسطح یا در بتنی که در آن از آلومینیم استفاده شده است یا در بتنی که در مجاورت قالب های دائمی از فلز گالوانیزه ریخته میشود نباید حاوی مقادیر مضری از یون کلر باشد، زیرا ممکن است موجب خوردگی فولاد شود.
هر چه آب کمتری استفاده شود کیفیت بتن بهتر می شود، به شرطی که بتوان به نحو صحیحی متراکم نمود. ایجاد تراکم از طریق لرزاندن، کیفیت بتن را بهبود می بخشد و آن را با صرفه میکند.
در عمل برای بدست آوردن کارایی لازم در بتن باید مقدار آب بین 30 تا 55 باشد. مناسب ترین اب برای ساخت بتن، آب آشامیدنی است. آب های دارای املاح و کلرورهای مختلف برای بتن نامناسبند.
آبی که PH (درجه اسیدیته) آن بین 6 الی 8 باشد و طعم شوری نداشته باشد، میتواند برای ساخت بتن مصرف شود. از آبی که کیفیت آن ناشناخته است در صورتی میتوان استفاده نمود که مقاومت فشاری نمونه های مکعبی 7 روزه و 28 روزه بتن ساخته شده با چنین آبی، حداقل برابر 90 درصد مقاومت نمونه های مشابه ساخته شده با آب آشامیدنی باشد.
به دلیل احتمال خوردگی میلگردهای درون بتن، درساخت بتن مسلح از آب دریا استفاده نمیشود. در محیط های گرم و مرطوب روند خوردگی میلگردها افزایش می یابد.
مواد افزودنی
مواد مضاف، مواد شیمیایی خاصی هستند که به صورت محلول و یا پودر در بازار یافت میشوند. این مواد در موقع ساخت بتن به آن اضافه میشود تا برخی خواص فیزیکی یا مکانیکی مورد نظر را در بتن به وجود آورند. این موارد به غیر از سیمان و آب و دانه های شن و ماسه به مخلوط بتن اضافه میشوند تا بعضی از خصوصیات بتن تازه ساخته شده یا سخت شده را تغییر دهد. به دلیل آن که مواد مضاف به مقدار کم به بتن اضافه می شوند، در موقع مصرف باید کنترل دقیقی بر روی مقدار آن انجام داد. در زیر به صورت خلاصه وار به شرح هر کدام میپردازیم:
1- مواد تسریع کننده
برای تسریع گیرش بتن و حصول مقاومت زودهنگام، به ویژه در مناطق سرد و یخبندان یا موقعی که کسب مقاومت بتن در دمای معمولی نیز باید سریع صورت پذیرد و یا موقعی که قرار است قالب برداری زودتر از موعد مقرر انجام شود، استفاده میشود.
استفاده از زودگیر کننده های حاوی کلرور در بتن آرمه و بتن پیش تنیده به هیچ عنوان مجازنیست.
معمولی ترین نوع تسریع کننده ها، کلرور کلسیم (CaCl2) است و حداکثر مقدار مصرف آن در بتن باید برابر 2 درصد وزنی سیمان باشد. این افزودنی در مواقعی که بتن ریزی دردمای پایین انجام میشود و یا در مواقعی که انجام کارهای تعمیراتی در زمان کوتاه اجتناب ناپذیر است، استفاده میشود.
کلرور آلومینیوم، کربنات سدیم، کربنان پتاسیم، فلوئور سدیم، و آلومینات سدیم جزو مواد تسریع کننده محسوب میشوند.
2- مواد کندگیر کننده
این ماده در مواقعی که بتن ریزی در هوای گرم و خشک، باد شدید، بتن ریزی در حجم های زیاد یا درمسیرهای طویل وبا حرارت بالای 30 درجه سانتی گراد انجام شود، به کار می رود. این مواد موجب کاهش مقاومت بتن درچدن روز اول میشوند ولی بر روی مقاومت نهایی بتن تاثیری ندارند. چنانچه شکر به مقدار 5% وزن سیمان به بتن اضافه شود گیر سیمان حدود 4 ساعت به تأخیر می افتد و چنانچه به مقدار یک درصد وزن سیمان به بتن اضافه شود، گیرش سیمان به کلی متوقف میشود.
سنگ گچ (CaSo4) جزو رایج ترین کندگیر کننده ها محسوب میشود و در کارخانه های سیمان پزی در موقع اسیاب کردن کلینگر به میزان 2 درصد به آن اضافه میشود و در این مقدار سنگ گچ ، زمان گیرش سیمان را تنظیم میکند.
3- تقلیل دهنده های آب روان (روان کننده ها)
این مواد به صورت لایه ای دور دانه های بتن را گرفته و موجب می شود که دانه ها از یکدیگر فاصله بگیرند و به همین دلیل، میزان کارایی بتن را به ازای آب ثابت، افزایش می دهند. از این رو با استفاده از آن میتوان آب مصرفی را کاهش داده و در نتیجه نسبت آب به سمیان کاهش می یابد.
باید توجه داشت که افزودنی های تقلیل دهنده آب با ایجاد پراکندگی سیمان در مخلوط بتن، علاوه بر این که موجب سطح تماس بیشتر با آب میشوند، موجب هیدارتاسیون بهتر سیمان شده و به این علت در بلند مدت، مقاومت این بتن ازبتنی که با همین نسبت آب به سیمان و بدون افزودنی ساخته می شوند، بیشتر خواهد بود. از مواد روان کننده برای کم نمودن آب مصرفی، بالا بردن مقاومت بتن و بالا بردن کارایی بتن استفاده میشود.
