لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 22
خلاصه مقاله
بتن و حرارت
مسائل حرارتی بتن
هنگام بتن ریزی در هوای گرم مسائل بخصوصی مطرح است. این مسائل اغلب ناشی از دمای بالای بتن است و در اکثر حالات از افزایش میزان تبخیر آب بتن در یک مخلوط تازه ناشی می شود. در بتن ریزی های حجیم به علت افزایش حرارت در نتیجه عمل هیدراتاسیون و افت آن ، اغلب ترک هایی در بتن مشاهده می گردد و این به علت قیودی است که در تغییرات حجم بتن وجود دارد. در این حالت باید قدم های مناسبی در جهت مخلوط کردن ، ریختن و عمل آوردن بتن برداشته شود.
مسائل بتن در هوای گرم
دمای بالای محیط ، در بتن تازه ، سبب هیدراتاسیون سریع بتن تازه و سرعت گیرش و مقاومت نهایی پایین تر بتن سخت شده، به علت عدم تشکیل یکنواخت ژل، می گردد. بعلاوه اگر حرارت بالای محیط همراه رطوبت نسبی پایین باشد، تبخیر شدید و سریع آب مخلوط صورت گرفته و کارایی کاهش یافته و درنتیجه جمع شدگی خمیری افزایش و ترک های سطحی پدید می آید. علاوه بر این حرارت بالای بتن تازه در بتن ریزی های حجیم سبب ایجاد تفاضل حرارتی بزرگتری بین قسمت های مختلف گشته و در سرد شدن بعدی به وجود آمدن تنش های کششی به ایجاد ترک های حرارتی در بتن منتهی می شود. مشکل دیگر مسئله ی مواد حباب هوازا است که در هوای گرم راندمان آن پایین می افتد و البته این مسئله با افزایش میزان مصرف آن تا حدی جبران می شود.
مسئله دیگر این است که اگر بتن نسبتا سرد تحت اثر دمای بالای محیط اجازه ی انبساط پیدا کند، حباب های هوا نیز منبسط شده و مقاومت بتن کاهش می یابد. این مسئله به عنوان مثال در قطعات افقی و نه در قطعات قائم، در قالب های فولادی که انبساط در آنها جلوگیری می شود، اتفاق می افتد.
عمل آوردن بتن در دمای بالا و در هوای خشک مسائل اضافی دیگری به همراه دارد زیرا آب طی عمل آوردن سریع تر تبخیر یافته و در نتیجه هیدراتاسیون را کندتر می کند. این عمل سبب عدم افزایش کافی مقاومت بتن شده و انقباض ناشی از خشک شدن را سرعت بخشیده و تنش های کششی در بتن ایجاد می کند که سبب ایجاد ترک در بتن سخت شده می شود. بنابراین در این موارد جلوگیری از تبخیر آب از سطح بتن امری لازم است.
بتن ریزی در هوای گرم
روش های متعددی جهت حل مسائل بتن در هوای گرم که در قسمت قبل بیان گردید وجود دارد. در اولین قدم دمای بتن در کارگاه یا به هنگام تحویل بایستی پایین و در حدود 16 درجه سانتیگراد(60 درجه فارنهایت) و حداکثر 32 درجه سانتیگراد(90 درجه فارنهایت) نگه داشته شود. دمای مخلوط بتن تازه با داشتن دمای اجزای تشکیل دهنده ی آن از فرمول زیر محاسبه می گردد:
در این فرمول T دما، W جرم اجزای تشکیل دهنده در واحد حجم بتن (kg/m³ یا lb/yd³) و ضریب های a و c و w و wa به سنگدانه ی خشک، سیمان، آب اضافه شده و آب جذب شده توسط سنگ دانه ها مربوط می باشند. مقدار ضریب 22/0 نسبت تقریبی حرارت ویژه ی 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 به علت کار مکانیکی انجام شده هنگام مخلوط کردن بتن و افزایش حرارت هیدراتاسیون اولیه سیمان است. معهذا مقادیر محاسبه شده از فرمول به اندازه ی کافی دقیق می باشد. از آنجا که معمولا کنترل هایی روی دمای اجزای تشکیل دهنده ی بتن اعمال می شود، لذا لازم است اثر نسبی تغییرات درجه حرارت مصالح روی بتن بررسی شود. به عنوان مثال برای نسبت آب به سیمان 5/0 و نسبت سنگدانه به سیمان 6/5 کاهش دمای بتن تازه به میزان یک درجه سانتیگراد(یا یکی درجه فارنهایت) با پایین آوردن دمای سیمان به میزان 9 درجه سانتیگراد(9 درجه فارنهایت)، یا آب به میزان 6/3 درجه سانتیگراد یا سنگدانه ها به میزان 6/1 درجه سانتیگراد میسر می گردد. بنابراین می توان مشاهده کرد که به علت مقدار کم سیمان در مخلوط، افت دمای بیشتری برای آن نسبت به مصالح دیگر لازم است و در نتیجه خنک کردن آب ساده تر از سیمان و سنگدانه است.
همچنین برای خنک کردن می توان یخ را به عنوان قسمتی از آب اختلاط مصرف نمود. راندمان این کار به علت جذب حرارت مصالح دیگر جهت تامین گرمای نهان ذوب یخ، بیشتر است. در این حالت دمای بتن تازه از فرمول زیر بدست می آید:
عبارات فوق همان است که در فرمول قبل بیان شد به جز اینکه کل جرم آب اضافه شده به مخلوط مجموع آب در دمای به علاوه ی جرم یخ و L نشان دهنده ی نسبت دمای نهان ذوب یخ به حرارت ویژه ی آب و برابر 80 درجه ی سانتیگراد (144 درجه ی فارنهایت) می باشد. بایستی به هنگام مصرف یخ دقت کافی نمود تا کل یخ قبل از کامل شدن مخلوط، آب شده باشد.
اگرچه سرد کردن سنگدانه ها در پایین آوردن دمای بتن تاثیر کمتری دارد، لیکن با دپو کردن سنگدانه ها در سایه و دور از تابش مستقیم آفتاب و آبپاشی با آن می توان حرارت بتن را پایین آورد. از روش های دیگر می توان پوشانیدن لوله های آب، رنگ کردن تمام لوله ها و مخزن های آب به رنگ سفید، آبپاشی کردن قالب ها قبل از بتن ریزی، و انجام بتن ریزی در شب را نام برد. در ارتباط با انتخاب مخلوط مناسب به منظور کاهش تاثیر هوای خیلی گرم، مقدار سیمان باید تا حد امکان جهت تقلیل حرارت هیداراتاسیون، کم انتخاب شود. در خصوص حل مشکل کارایی بتن، نوع و دانه بندی مصالح سنگی باید طوری باشد که جذب آب زیاد نداشته و مخلوط چسبنده بوده و موادی نظیر سولفات ها در سنگدانه ها که خطر گیرش کاذب و سریع را در بتن بالا می برد به حداقل برسد.
به منظور کاهش «خطر کم شدن کارایی بتن و افزایش زمان گیرش» می توان از مواد افزودنی دیرگیر کننده استفاده نمود. در بتن ریزی های متوالی این ماده از تشکیل اتصالات سرد بین قسمت ها جلوگیری می کند. در بعضی از کاربرد های خاص می توان درصد استفاده از ماده ی 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 کیلو گرم بر متر مربع در ساعت از سطح بتن در معرض محیط باید اجتناب کرد، تا به عمل آوردن قابل قبول و جلوگیری از ترک های پلاستیک فراهم گردد. میزان تبخیر بستگی به دمای هوا، دمای بتن، رطوبت نسبی هوا و سرعت باد دارد.
بتن باید از اشعه ی خورشید محافظت شود. زیرا در غیر اینصورت اگر شب سردی فرا برسد، در اثر ممانعت از انقباض ناشی از سرد شدن ترک های حرارتی ایجاد خواهد شد. گسترش ترک ها مستقیما 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 موثر می گردد. روش های دیگر عمل آوری، تاثیر کمتر ی دارند. در صورتی که صفحه و غشا و پوشش پلاستیکی به کار رود، بهتر است به رنگ سفید باشند تا اشعه ی آفتاب را منعکس نمایند. سطوح بزرگ بتنی در معرض محیط، نظیر بزرگراه ها و باند فرودگاه ها در برابر مسائل حرارتی بیشتر آسیب پذیرند و ریختن و عمل آوردن بتن، در این حالات باید دقیقا برنامه ریزی و اجرا گردد.
سطوح بتنی افقی و گسترده مانند دال های روسازی بزرگراه ها ، مشکلات و مسائل جدید تری را ایجاد می نمایند. زیرا در چنین مواردی برای جلوگیری از ترک خوردگی ناشی از خشک شدن، باید از کاهش آب بر اثر خروج آن از جسم بتن، جلوگیری به عمل آمده، و اقدامات لازم حتی قبل از گیرش کامل بتن آغاز گردد. چون در این شرایط، بتن از نظر مکانیکی ضعیف است، بدیهی است که باید از پوشاندن سطح آن با روش های معمول خودداری کرد، و از روش های مناسب تری مانند پاشیدن مواد عایق روی بتن استفاده نمود.
بتن در برابر حمله ی آب دریا
نفوذ پذیری بتن (permeability) در محیط دریا
یکی از پارامترهای بسیار مهم و در واقع تعیین کننده ی میزان خسارت پذیری بتن، در برابر عوامل خارجی همچون
تحقیق درباره بتن و حرارت 22 ص