میکروسیلیس در بتن و محیط زیست

میکروسیلیس در بتن دوستدار محیط زیست

میکروسیلیس در بتن و محیط زیست

CivilBeton

Green Concrete Structures

گسترش ساخت و ساز و احداث سازه‌های بتنی در مجاورت رودخانه‌ها و تالاب‌ها باعث تغییرات اقلیمی و اکوسیستمی در طبیعت گردیده است. ورود مواد زیان آور، انباشتگی رسوبات، فرار آبزیان و تغییرات شیمیایی آب از جمله مشکلاتی می‌باشد که در اثر احداث سازه‌های بتنی در تالاب‌ها به وجود می‌آورد.
در سمت مقابل، افزایش مقاومت و دوام بتن مورد استفاده قرار گرفته نیز به جهت نوع بهره برداری از سازه بسیار حائز اهمیت می باشد.بتن سازه هایی مانند پایه پل ها در مجاورت تالاب ها ، در معرض حمله انواع یون سولفات‌ها، نفوذ آب و اکسیداسیون شبکه آرماتور و کاهش دوام بتن قرار دارد.
جهت کاهش میزان تغییرات شیمیایی آب پیرامون سازه بتنی و همچنین افزایش دوام سازه بتنی در مجاورت آب، استفاده از مواد پوزولانی همچون میکروسیلیس بسیار تأثر گذار خواهد بود.معمولاً جهت سهولت مصرف میکروسیلیس، از محصول ژل میکروسیلیس الیافی که در کنار میکروسیلیس حاوی فوق روان کننده و الیاف پلی پروپیلن نیز می‌باشد استفاده می‌گردد.
طی آزمایشات انجام شده ، پس از مصرف ژل میکروسیلیس در بتن و جایگزینی بخشی از سیمان مصرفی با استفاده از ژل میکروسیلیس الیافی در  ساختار پایه های بتنی پل  مستغرق در آب ، ضمن افزایش مقاومت و دوام بتن ، شاهد کاهش تغییرات شیمیایی آب در محیط پیرامون پایه های بتنی بوده ایم.این تفاوت کیفی، در مقایسه با بتن حاوی سیمان پرتلند و بدون استفاده از ژل میکروسیلیس الیافی به دست آمده است.
این نتایج در شرایط کاهش 8 درصدی سیمان مصرفی در بتن و جایگزینی آن با ژل میکروسیلیس الیافی حاصل گردیده و می بایست مقدار بهینه کاهش سیمان و استفاده از مواد افزودنی کاملا مورد توجه قرار گیرد.
استفاده از بتن بدون میکروسیلیس در پایه پل‌ها، سبب افزایش pH آب و تغییر کیفیت شیمیایی آب شامل سولفات، کلسیم، منیزیم، پتاسیم، سدیم، سیلیسیم، آلومینیوم و آهن گردیده است. استفاده از ژل میکروسیلیس الیافی در بتن، باعث بروز تغییرات کمتری در ساختار شیمیایی آب نسبت به بتن تهیه شده با سیمان می‌گردد و تنها به خاطر وجود سیلیس، مقدار سیلیسیم در ساختار آب افزایش می‌باشد.
نکته قابل تامل مضر بودن میکروسیلیس در حالت پودر برای محیط زیست می باشد اما وجود این ماده در بتن سبب سازگاری بیشتر بتن با محیط زیست می گردد.در نمودار زیر مقایسه تغییرات شیمیایی آب در مجاورت بتن های مختلف رو می توانید مشاهده کنید:

میکروسیلیس در بتن و محیط زیست
میکروسیلیس در بتن دوستدار محیط زیست

بتن خود ترمیم شونده

بتن خود ترمیم شونده

بتن خود ترمیم شونده

CivilBeton

Self-Healing Concrete

بتن خود ترمیم شونده اصطلاحاً به بتنی اطلاق می‌گردد که با وجود رطوبت و طی گذشت زمان، با توجه به استفاده از مواد افزودنی خاص در ساختار خود، از بروز ترک‌های سطحی و افزایش آن‌ها جلوگیری به عمل می‌آورد.
وجود ترک در بتن جز لاینفک این متریال می‌باشد و تمامی تمهیدات صرفاً جهت کاهش این پدیده در بتن می‌باشد. دلایل مختلفی از جمله آب رفتگی، خزش، تنش‌های حرارتی و شرایط جوی می‌تواند باعث بروز ترک در سطح بیرونی بتن گردد.
جهت دستیابی به بتن خودترمیم شونده در گام اول، استفاده از بتن با نسبت و ابعاد سنگدانه های صحیح و همچنین رعایت میزان بهینه سیمان بسیار مهم می‌باشد. در گام بعد کنترل نسب آب به سیمان و جلوگیری از ورود آب اضافی به بتن می‌تواند در تعیین ویژگی‌های بتن مؤثر باشد. استفاده از فوق روان کننده‌های مرغوب پایه پلی کربوکسیلات جهت کاهش نسبت آب به سیمان و افزایش کارایی بتن و در ادامه افزایش مقاومت فشاری آن توصیه می‌گردد.
استفاده از میکروسیلیس ترجیحاً به صورت ژل شده در بتن، در مرحله اول سبب کاهش کسری فیلر بتن و افزایش نفوذناپذیری و مقاومت فشاری بتن خواهد شد. این بتن پس از گیرش نیز در ساختار خود شاهد واکنش‌های شیمیایی میکروسیلیس با آهک آزاد بتن می‌باشد. ماده حاصل از این واکنش که به عنوان کلسیم سیلیکات هیدرات (C-S-H) شناخته می‌شود در طول زمان سبب افزایش مقاومت بتن و پر شدن برخی لوله‌های مویینه و ترک‌های بتن می‌گردد. این واکنش ثانویه میکروسیلیس در بتن به نوعی عامل خودترمیم شوندگی بتن می‌باشد.
جلوگیری از باز شدن ترک‌ها در بتن با استفاده از انواع الیاف بتن صورت می‌پذیرد. افزودن الیاف موجب بسته ماندن دهانه ترک‌ها و افزایش سطح خود ترمیمی در بتن می‌گردد.افزایش کنترل ترک‌ها در بتن خودترمیم شونده در صورت استفاده از چندین الیاف اعم از پلی پروپیلن، ماکروسنتتیک پلیمری و توئیست میکس به صورت ترکیبی بهتر اتفاق خواهد افتاد. این موضوع به خاطر اثر سینرژیک ترکیب الیاف با یکدیگر با توجه به نوع عملکردشان در بتن می‌باشد.
طی آزمایش‌های انجام شده، استفاده از الیاف به میزان 1 الی 2 درصد وزن سیمان و استفاده از میکروسیلیس به میزان 5 الی 10 درصد وزن سیمان مصرفی در بتن و با بررسی مدت زمان لازم برای ترمیم بتن شاهد بودیم که مقدارترمیم وابسته به شرایط محیطی است. در نبود رطوبت میزان ترمیم ناچیز و کمتر از 1.5 درصد در طول 90 روز اولیه عمر بتن خواهد بود.به طور کلی بتن خود ترمیم شونده به صورت اصطلاحی به بتنی گفته می شود که در طول مدت زمان طولانی در ساختار خود دچار واکنش های شیمیایی مثبتی گردد که نتایج حاصل از این واکنش ها سبب کاهش و کنترل ترک ها بتن گردد.

بتن خود ترمیم شونده

تأثیر پلیمرها بر ملات سیمان

تأثیر پلیمرها بر ملات سیمان

CivilBeton

Effect of polymers on cement mortar

ملات های پایه سیمانی دارای موارد کاربرد بسیار زیادی در صنایع ساختمانی می‌باشد و این مسئله در کلیه سازه‌های صنعتی و غیر صنعتی و حتی سازه‌های سنتی نیز صدق می‌کند.علیرغم کاربردهای فراوان ملات سیمانی، این متریال دارای نقاط ضعف بسیاری می‌باشد که این موضوع در سازه‌های صنعتی خاص، مخازن و رویه‌ها در شرایط خاص محیطی و اقلیمی مشهودتر خواهد بود.
از جمله ضعف های ملات سیمان می توان به تمایل زیاد متریال به ترک خوردن ، نیاز به کیورینگ و قدرت جذب آب بالا و همچنین چسبندگی نه چندان مناسب ملات به سطح زیرین خود می باشد.
بدین ترتیب نیاز به اصلاح ویژگی های ملات های سیمانی بیش از پیش در صنایع ساختمانی احساس می شود و یکی از راه های اصلاح خواص ملات سیمان ، استفاده از مواد پلیمری در ساختار مخلوط می باشد.
از مهم ترین تأثیر پلیمرها بر ملات سیمان ، می توان به افزایش میزان چسبندگی بین ذرات و اجزای سیمان به یکدیگر و همچنین بهبود مقاومت سطح اتصال به سطوح زیرین اشاره نمود.با افزایش چسبندگی ساختار ملات ، می توان انتظار ریباند کمتری در هنگام اجرا داشت و میزان پرت و دور ریز ملات مقدار کمتری خواهد بود.
از تاثیرات ثانویه افزایش چسبندگی ملات و تشکیل فیلم نازک در ساختار سیمان ، می توان افزایش نفوذناپذیری و پر شدن منافذ مخلوط را نیز انتظار داشت.این ویژگی مثبت باعث بهبود کارایی ملات سیمان در رویه سازه های آبی سنتی مانند استخرها می گردد.
مواد پلیمری به دلیل داشتن Surfactant ها در ترکیب ساختاری خود ، باعث به وجود آوردن حباب های ریز هوا در مخلوط تازه ملات شده و این مسئله باعث افزایش مقاومت ملات در برابر سیکل های ذوب و انجماد می گردد.
پلیمر های مختلفی در ملات های پایه سیمانی جهت رسیدن به ویژگی های متفاوت مورد مصرف قرار می گیرند.به عنوان مثال برخی از این پلیمرها سبب افزایش تغییر طول و جمع شدگی ملات و برخی سبب کاهش این ویژگی ها می گردد.
به طور کلی تأثیر اصلاح مواد پلیمری بر روی مخلوط‌های سیمانی وابسته به نوع و درصد ماده پلیمری مصرفی می‌باشد، طی آزمایش هایی که انجام پذیرفته ، مشاهده گردیده که افزایش نسبت پلیمر به سیمان در انواع پلیمرهای آکریلیک استایرن و اتیلن وینیل استات ، شاهد تأخیر در واکنش هیدراتاسیون سیمان به دلیل جذب آب محیط توسط ذرات پلیمری خواهیم بود.از دیگر نتایج افزایش میزان پلیمر در سیمان می توان به افزایش خاصیت جذب انرژی ، مقاومت ضربه ای و بهبود رفتار ارتجاعی ملات سیمان اشاره نمود.همچنین بهبود جمع شدگی مخلوط و کاهش نفوذ یون کلر به داخل ملات ، از دیگر تاثیرات مثبت استفاده از پلیمرهایی نظیر آکریلیک استایرن می باشد.

تاثیر پلیمرها بر ملات سیمان

الیاف ماکروسنتتیک در بتن

بتن الیافی ماکروسنتتیک

الیاف ماکروسنتتیک در بتن

CivilBeton

Macro Fiber in Concrete

بتن به عنوان یکی از پرکاربردترین مصالح در صنعت ساخت و ساز به شمار می‌آید و از نظر مقاومت فشاری دارای ویژگی‌های بی نظیری می‌باشد. در این میان ضعف مقاومت کششی و حالت شکنندگی بتن، شاید نقطه تاریکی در ویژگی‌های این متریال محسوب گردد.
بتن تحت ضعف کششی خود بسیار مستعد ترک خوردن بوده و این امر با توجه به نوع ترک‌های ایجاد شده می‌تواند صدمات جبران ناپذیری را در برخی پروژه‌های به همراه داشته باشد.
استفاده از شبکه آرماتور در مقاطع مختلف به منظور افزایش ظرفیت کششی بتن و کاهش شکنندگی آن تا حدی توانسته ضعف کششی بتن را کاسته و بتن مسلح به عنوان ترکیبی مناسب جهت ساخت و ساز معرفی شود. اما این تمام ماجرا نیست و در بسیار از مقاطع، شبکه آرماتور به تنهایی پاسخگوی ضعف کششی بتن و همچنین بازدارنده ایجاد ترک در بتن نمی‌باشد.
با فرض استاندارد بودن نسبت آب به سیمان، نوع سیمان و ابعاد سنگدانه ها و همچنین کلیه مراحل ساخت بتن، می‌توان با  افزودن الیاف ماکروسنتتیک به بتن، بر رفتار شکل پذیری، مقاومت کششی، مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته، مقاومت ضربه و برخی مشخصات مکانیکی دیگر بتن، اثر مثبت و قابل توجهی بر جای گذاشت.
افزودن الیاف به بتن مسلح، باعث ایجاد تغییراتی در سازوکارهای انتقال تنش بر روی سطح ترک می‌شود که از مهم‌ترین آنها می‌توان به تغییر سازوکار انتقال کشش و برش اشاره نمود. پس از ایجاد ترک در بتن، علاوه بر آرماتور، الیاف نیز دو سطح ترک را به هم متصل کرده و در انتقال تنش کششی بین دو صفحه‌ی ترک مؤثر هستند.این موضوع باعث افزایش ظرفیت کششی بتن و کاهش فواصل ترک‌ها در بتن خواهد شد. 
نتایج بسیاری از مطالعات و آزمایش‌ها نشان می‌دهد که با افزایش ضخامت نمونه‌های بتنی و افزودن الیاف به مخلوط بتنی مقدار عمر خستگی بتن افزایش می‌یابد.
در پروژه هایی نظیر کفسازی های بتنی ، به دلیل شکل هندسی بتن که دارای نسبت سطح به ضخامت زیادی می باشد و همچنین به دلیل سطح صاف و پرداخت شده وسیع بتن ، ضعف کششی ، میزان انبساط و انقباض بتن و در نتیجه ترک های مختلف ناشی از موارد ذکر شده به خوبی نمایان خواهد گشت.بدین منظور استفاده از الیاف های مختلف در کفسازی های بتنی بسیار رایج بوده و نتایج مختلفی در پروژه های مختلف به دست آمده است.
به طور کلی از نظر علمی و تجربی ، نتایج مثبت استفاده از الیاف ماکروسنتتیک در مقاطع مختلف بتن اثبات گردیده است اما مقتضی است پیمانکاران گرامی در انتخاب نوع الیاف مصرفی بسیار دقت نموده و همچنین نظارت لازم را در مراحل مختلف ساخت بتن نیز به کار گیرند.

بتن الیافی ماکروسنتتیک

بتن پرمقاومت به زبان ساده

بتن پرمقاومت به زبان ساده

CivilBeton

High Performance Concrete

بتن پرمقاومت به زبان ساده در واقع توضیحات اجمالی پیرامون رسیدن به بهترین نتیجه در مراحل مختلف ساخت بتن می باشد.
پیشرفت تکنولوژی صنعت ساخت و ساز ، باعث ایجاد نیاز و در ادامه معرفی چندین نوع بتن با مشخصات ایده آل گردید.مقاومت مشخصه بتن به عنوان اولین آیتم های مورد بحث کارشناسان قرار می گیرد.در ادامه ساخت بتن های دوام محور و پایدار در شرایط مختلف محیطی نیز مورد توجه مهندسین عمران قرار دارد.
بتن با عملکرد بسیار بالا (High Performance Concrete) به طور معمول به بتنی اطلاق می گردد که در کنار داشتن مقاومت فشاری در محدوده 100 مگاپاسکال ، دارای مقاومت خمشی در محدوده 8 مگاپاسکال و مقاومت کششی در بازه 6 الی 10 مگاپاسکال باشد.ویژگی هایی مانند دوام و پایایی بالا در مقایسه با سایر بتن ها نیز جز مشخصه های بتن های با عملکرد بسیار بالا می باشد.
انتخاب عیار سیمان مورد نیاز و نوع سنگدانه های مرغوب با دانه بندی مناسب جهت بهبود خواص اولیه بتن بسیار مهم می باشد.استفاده از افزودنی هایی مانند فوق روان کننده و ژل میکروسیلیس باعث اصلاح مشخصات ساختاری بتن مانند نسبت آب به سیمان ، کاهش تخلخل ، مویینگی کم و در نتیجه نفوذناپذیری و مقاومت بالای بتن می گردد.
استفاده از الیاف بتن اعم از پلی پروپیلن و پلیمری ، سبب افزایش شکل پذیری ، طاقت و مقاومت ضربه ای بتن می گردد. الیاف در ماتریس منسجم بتن با عملکرد بسیار بالا ، نقش اتصال در تراز میکرو رو فراهم کرده و  کنترل ترک ها در بتن را بسیار بالا می برد.همچنین در تراز ماکرو نقش میلگرد و مسلح کردن بتن را به عهده خواهد داشت. 

به طور کلی جهت دستیابی به بتن پرمقاومت ، آیتم های زیادی دخیل بوده و چنانچه مراحل کار تماما به صورت کنترل شده انجام پذیرد ، شاهد حصول کیفیت مطلوب در بتن خواهیم بود. 

سیویل بتن تولید کننده افزودنی های بتن و مجری کفسازی صنعتی cube compressor