لزوم بکارگیری افزودنی های بتن در حاشیه خلیج فارس
مقدمه
- ویژگی های بتن مطلوب در حاشیه خلیج فارس
- نیاز مبرم به تغییر کیفیت بتن آماده معمولی درحاشیه خلیج فارس
- نقش مواد افزودنی در بتن های حاشیه خلیج فارس
- نقش مواد روان کننده و آشنایی گسترده تر با آن هادر بتن های حاشیه خلیج فارس
- نقش مواد دیرگیرکننده در بتن های حاشیه خلیج فارس
- نقش مواد پودری معدنی (پوزولان ها و روباره ها) دربتن حاشیه خلیج فارس
- نقش مواد بازدارنده خوردگی در بتن های حاشیه خلیجفارس
- نقش مواد آب بندکننده و یا دافع آب در بتن هایحاشیه خلیج فارس
- نقش مواد حفاظت کننده سطحی در سازه های بتنی حاشیهخلیج فارس
مقدمه
- لزوم مصرف افزودنی برای بهبود کیفیت بتن و بالابردن مقاومت، دوام و نفوذپذیری
- نیاز به بتن با دوام و نفوذناپذیر در حاشیه خلیجفارس بویژه در مورد بتن مسلح
- وجود مشکل خوردگی میلگردهای بتن در حاشیه خلیج فارس
- عدم امکان ساخت بتن مطلوب بدون مصرف افزودنی هایمختلف و ضروری
- وجود مشکلات اجرایی منجمله گرمی هوا
- عدم امکان رفع مشکلات اجرایی بدون مصرف افزودنی هایلازم
- امکان افزایش عمر مفید سازه های بتنی با افزودنی ها
- گستردگی استفاده از بتن آماده و مشکلات آن
ویژگی های بتن مطلوب در حاشیه خلیج فارس
ویژگی های بتن مطلوب می تواند مربوط به موارد زیرباشد:
الف: ویژگی های ضابطه ای بتن مسلح (قسمت روی میلگرد)
- کیفیت مصالح سنگی از نظر مکانیکی و وجود مواد زیانآور بویژه یون کلرید
- ویژگی های هندسی و شکلی مصالح سنگی مانند محدودیتحداکثر اندازه اسمی 20 میلیمتر و شکستگی درشت دانه ها
- دانه بندی مصالح سنگی: بافت دانه بندی متوسط تانسبتا ریز
- کیفیت سیمان: مصرف سیمان هایی با C3A بیشتر از 5 و کمتر از 8 درصد
- کیفیت آب: محدودیت مواد زیانآور بویژه یون کلرید
- نسبت های اختلاط: محدودیت حداکثرنسبت آب به سیمان (45/0 و 4/0)، محدودیت حداقل و حداکثر عیار سیمان (حداقل 350 طبقآبا و 325 تا 375 طبق آیین نامه پایایی)
- کارآیی: نیاز به روانی 75 تا150 میلیمتر در غالب موارد بجز بتن ترمی یا برخی قطعات پیش ساخته
- نوع و نحوه ریختن و تراکم:بتن ریزی بدون جداشدگی و تراکم مناسب
- نحوه عمل آوری: عمل آوریمناسب و ترجیحا با رطوبت رسانی به مدت کافی
- دما در هنگام ریختن: حداکثر30 یا 32 درجه
ب: ویژگی های عملکردی بتن مسلح (قسمت روی میلگرد)
- مقاومت فشاری 28 روزه بتن: حداقل رده C35 طبق آبا یا حداقل رده C30 تا C40 درآیین نامه پایایی
- جذب آب نیم ساعته بتن 28 روزه(BS 1881:Part 122):حداکثر 2 تا 3 درصد
- عمق نفوذ آب تحت فشار بتن 28روزه (EN 12390: Part 8): حداکثر 10 تا 30 میلیمتر
- شاخص عبور جریان الکتریکی دربتن 28 روزه (ASTM C1202): حداکثر 2000 تا 3000 کولمب
- مقاومت ویژه الکتریکی 28روزه: حداقل 50 تا 100 اهم متر
- ضریب جذب آب مویینه (روش Rilem):حداکثر 7/0 تا 9/0 میلیمتر بر جذر زمان برحسب ساعت
- جذب آب سطحی اولیه (ISAT) (BS 1881:Part 208):
حداکثر25/0 تا 5/0 میلیمتر بر مترمربع در ثانیه (در 10 دقیقه اول)
حداکثر15/0 تا 3/0 میلیمتر بر مترمربع در ثانیه (در 30 دقیقه)
حداکثر1/0 تا 2/0 میلیمتر بر مترمربع در ثانیه (در یک ساعت)
حداکثر075/0 تا 15/0 میلیمتر بر مترمربع در ثانیه (در 2 ساعت)
- ضریب نفوذ گاز اکسیژن (روش Cembureau):حداکثر 17-10 تا 17-10×5 مترمربع
- ضریب انتشار یون کلرید دربتن: حداکثر 30 تا 150 میلیمتر مربع در سال
- جذب آب نهایی (ASTM C642):حداکثر 4 تا 6 درصد
نیاز مبرم به تغییر کیفیت بتن های آماده معمولی درحاشیه خلیج فارس
با توجه به ویژگی های بتن مطلوب نمی توان از بتن هایآماده معمولی در حاشیه خلیج فارس استفاده کرد.
وضعیت فعلی و مطلوب را می توان بصورت زیر مقایسه کرد:
وضعیت فعلی بتن های آماده
- فروش بتن براساس عیار سیمان
- فروش بتن براساس مقاومت های 28 روزه استوانه ای درحد 20 و 25 مگاپاسکال (25 و 30 مکعبی)
- استفاده از سنگدانه با حداکثر اندازه اسمی 25 میلیمترو دانه بندی متوسط تا درشت
- عدم محدویت نسبت آب به سیمان و نامشخص بودن آن
- عدم توجه به روانی مطلوب و افزودن آب در پای کار بهعلت کارآیی کم
- حمل در فواصل طولانی در هوای گرم بدون توجه به زمانگیرش اولیه
- عدم وجود محدودیت برای دمای بتن در هنگام ریختن
- عدم کنترل جدی میزان یون کلرید بتن
- عدم توجه به نوع سیمان مصرفی
- عدم توجه به محدودیت های عیار سیمان
- عدم بکارگیری افزودنی های فوق روان کننده،کندگیرکننده و میکروسیلیس و غیره
وضعیت مطلوب بتن های آماده
- فروش بتن براساس رده های مقاومتی 28 روزه استوانهای 30 تا 40 مگاپاسکال (35 تا 45 مکعبی)
- رعایت حداکثر اندازه اسمی 20 میلیمتر و دانه بندیمتوسط تا نسبتا ریز
- استفاده از شن نیمه شکسته یا شکسته و ترجیحا ماسهگردگوشه
- رعایت نسبت آب به سیمان 4/0 یا 45/0
- درنظر گرفتن روانی مطلوب با توجه به نوع قطعه ووسیله بتن ریزی
- رعایت محدودیت های عیار سیمان بویژه حداکثر عیارسیمان
- توجه به فاصله زمانی حمل و استفاده از کندگیرکنندهبویژه در هوای گرم
- توجه به حداکثر دمای مجاز در هنگام ریختن بتن ومسلما ساخت بتن خنک در کارخانه
- کنترل مقدار یون کلرید موجود در بتن مسلح
- استفاده از سیمان های مناسب و مجاز برای بتن مسلح
- بکارگیری روان کننده یا فوق روان کننده
- استفاده از دوده سیلیسی و فوق روان کننده
نقش مواد افزودنی در بتن های حاشیه خلیج فارس
- برای دستیابی به بتن مطلوب و اجرای مناسب نیاز بهافزودنی های مختلفی احساس می شود.
- برای تامین روانی با وجود کاهش نسبت آب به سیماننیاز به روان کننده یا فوق روان کننده وجود دارد.
- امروزه مواد روان کننده یا فوق روان کننده معمولابه افزایش مقاومت و دوام بتن منجر می شود.
- برای اجرای بهتر و دیرگرفتن بتن نیاز به موادکندگیرکننده وجود دارد.
- گاه برای کاهش نفوذ یون کلرید و رطوبت در بتن نیازبه مصرف پوزولان های طبیعی و مصنوعی مناسب یا سرباره ها وجود دارد.
- دوده سیلیسی می تواند به شدت از نفوذ یون کلرید وخوردگی میلگردها بکاهد.
- بکارگیری دوده سیلیسی نیازمند بکارگیری فوق روانکننده بیشتری می باشد.
- امروزه در برخی پروژه ها از مواد بازدارنده خورندگیدر بتن استفاده می شود.
- نقش برخی مواد آب بندکننده و یا دافع آب در بتن درکاهش خوردگی میلگردها روشن نیست اما بنظر می رسد کاهش نفوذ رطوبت و یون کلرید دربتن در اکثر موارد مثبت باشد.
- برخی مواد هرچند افزودنی محسوب نمی شود اما کمکمهمی را به انجام می رسانند مانند موادی که برای پوشش روی میلگردها و یا پوشش سطحیبتن بکار می روند.
نقش مواد روان کننده در بتن های حاشیه خلیج فارس وآشنایی گسترده تر با آنها
- مواد روان کننده معمولا پیوند اجزای بتن با یکدیگرو سایر اجزا را در بتن تازه کاهش می دهند.
- مواد روان کننده به توزیع سیمان و مواد پودری ریزدر بتن کمک می کنند.
- مواد روان کننده موجب روان تر شدن بتن می گردند.
- مواد روان کننده می تواند به کاهش آب بتن منجر شودبدون اینکه روانی افزایش یابد.
- مواد روان کننده می تواند به کاهش نسبت آب به سیمانبتن منجر شود بدون اینکه روانی و عیار سیمان افزایش یابد.
- مواد روان کننده می تواند به افزایش مقاومت و دوامو نفوذناپذیری بتن منجر شود حتی اگر نسبت آب به سیمان کاهش نیابد.
- مواد روان کننده می تواند موجب کاهش مصرف سیمان باحفظ روانی بتن گردد.
- مواد روان کننده می تواند به کاهش جمع شدگی وافزایش مقاومت و دوام و نفوذناپذیری بتن بدلیل کاهش مصرف سیمان با وجود ثابت بودننسبت آب به سیمان منجر شود.
- مواد روان کننده می تواند در یک زمان به کاهش نسبتآب به سیمان، کاهش عیار سیمان و افزایش روانی منجر گردد و موجب افزایش مقاومت،دوام، نفوذناپذیری و کاهش جمع شدگی شود.
مثال هایی از طرح مخلوط بتن در حاشیه خلیج فارس
مثال1: بکارگیری بتن در یک سازه بسیار نزدیک به ساحلیا در منطقه جزر و مد و یا بالای سطح آب بدون میکروسیلیس
مثال2: بکارگیری بتن در یک سازه بسیار نزدیک به ساحلیا در منطقه جزر و مد و یا بالای سطح آب با میکروسیلیس
مثال3: بکارگیری بتن در یک سازه با فاصله متوسط ازساحل بیرون خاک و یا درون خاک در نزدیکی ساحل و یا درون آب دریا
- در این مثال ها که نسبتا واقعی هستند نشان داده میشود که چگونه نیاز به مصرف مواد افزودنی روان کننده یا فوق روان کننده وجود دارد.
- در این مثال ها سعی شده از آنچه در آیین نامهپایایی بتن ایران آمده است کاملا تبعیت شود.
آشنایی گسترده تر با روان کننده ها
روان کننده های معمولی Placticizers (P) or Water Reducing Agents (WRA)
- روانکنندههای معمولی بیش از نیم قرنسابقه دارند. این مواد معمولاً به صورت لیگنوسولفونات ها در بازار ایران وجوددارد.
- روانکنندههای معمولی باید حداقل 5 درصد از آببتن را با حداقل میزان مصرف پیشنهادی کاهش دهند.
- روانکنندههای معمولی حداکثر می توانند 12درصد ازآب بتن را با حداکثر میزان مصرف پیشنهادی کاهش دهند.
- روانکنندههای معمولی غالبا نقش کندگیرکننده را نیز دارا می باشند.
- روانکنندههای معمولی ممکن است تا حدودی حبابزاییداشته باشند.
- میزان مصرف پیشنهادی روانکنندههای لیگنوسولفوناتیبین 2/0 تا 1درصد وزنی سیمان است.
- غلظت مواد پودری روانکنندههای معمولی باید درحدود 38 تا 42 درصد وزن مایع باشد و در این حالت چگالی آن 17/1 تا 20/1 کیلوگرم برلیتر است.
- ماده لیگنوسولفوناتی دارای رنگ قهوه ای تیره با بویتند زننده الکلی می باشد.
- مواد روانکننده معمولی غالبا دارای افت اسلامپ کمیهستند و برای مدت بیشتری می توانند حفظ روانی نمایند.
- قیمت روانکننده معمولی مایع با غلظت معمول امروزهدر محدوده 550 تا 650 تومان به ازای هر کیلو می باشد.
- با افزودن برخی افزونه ها به مواد روانکنندهمعمولی می توان بر حبابزایی، گیرش و حفظ روانی آن تاثیر گذارد.
روانکنندههای قوی یا فوقروانکنندهها
Super Placticizers(SP), High Range Water Reducing Agents (HRWRA)
- فوق روانکنندهها باید دست کم 12 درصد ازآب بتن را با حداقل میزان مصرف پیشنهادی کاهش دهند.
- روانکنندههای قوی دارای دسته بندی های مختلفی ازنظر نوع مواد متشکله هستند. سابقه برخی از این مواد بیش از روانکنندههای معمولیو سابقه بعضی از آنها کمتر از دو دهه است.
- فرم آلدئید نفتالین سولفوناته فشرده از جمله فوقروانکنندههای قدیمی است که معمولا به نام مواد نفتالینی شناخته می شود.
- فرم آلدئید نفتالین سولفوناته فشرده دارای رنگ قهوه ای تیره است و ذاتا کندگیر می باشد.
- غلظت فرم آلدئید نفتالین سولفوناته فشرده پودری درحدود 33 تا 37 درصد وزن مایع می باشد و در این حالت چگالی آن بین 16/1 تا 18/1کیلوگرم بر لیتر است.
- میزان مصرف پیشنهادی فوق روانکننده نفتالینی بستهبه غلظت آن بین 3/0 تا 5/1 درصد وزن سیمان است.
- حداکثر کاهش آب فوق روانکنندهنفتالینی در حدود 22درصد به ازای حداکثر میزان مصرف پیشنهادی می باشد.
- افت روانی فوق روانکننده نفتالینی متوسط می باشد وبهرحال باید مدنظر قرار گیرد.
- قیمت فوق روانکننده نفتالینی با غلظت متعارف وبسته به میزان کندگیری یا حفظ روانی بین 950 تا 1150 تومان به ازای هر کیلو میباشد.
- با افزودن برخی مواد به فوق روانکننده نفتالینی میتوان بر زمان گیرش و حفظ روانی آن تاثیر گذاشت.
- فرم آلدئید ملامین سولفوناته فشرده از جمله فوق روان کننده های نسبتا قدیمی هستند که معمولا به نام ملامینیشناخته می شود.
- فرم آلدئید ملامین سولفوناته فشرده پودری دارای رنگ سفید و مایع آن بیرنگ متمایل به شکری است.
- فرم آلدئید ملامین سولفوناته فشرده ذاتا از زودگیری برخوردار است و افت اسلامپ آن زیاد می باشد.
- غلظت مواد پودری ملامینی بین20 تا 35 درصد وزنی مایع آن می باشد و چگالی آن بین08/1 تا 12/1 می باشد.
- با افزودن مواد کندگیرکننده وبرخی افزونه های دیگر می توان زمان گیرش را زیادتر و افت اسلامپ آن را کمتر نمود.
- در مواردی که فاصله زمانیساخت با حمل بتن زیاد است بهتر است این مواد را مصرف ننمود.
- حداقل درصد کاهش آب این موادبه ازای حداقل میزان مصرف پیشنهادی نباید کمتر از 12درصد باشد.
- حداکثر درصد کاهش آب موادملامینی ممکن است به بیش از 25 درصد بالغ شود.
- مواد پودری ملامینی در ایرانساخته می شود و بدین دلیل قیمت واحد آن عملا در حد روان کننده های معمولی است.
- قیمت مواد ملامینی مایعایرانی بسته به غلظت آن بین 650 تا 800 تومان به ازای هر کیلو می باشد. قیمت نوعخارجی آن در حدود 30 تا 50 درصد بالاتر است.
- میزان مصرف مواد ملامینی مایعبسته به غلظت آن بین 5/0 تا 5/3 درصد می باشد.
- پلیکربوکسیلاتها یا موادپلی کربوکسیلیک اتری از جمله فوق روان کننده های جدیدتر می باشند.
- مواد پلیکربوکسیلاتی بصورتمایع و به رنگهای طوسی یا زرد کدر به بازار عرضه می شود.
- مواد پلیکربوکسیلاتی معمولابصورت خنثی می باشند و می توان آنرا زودگیر یا کندگیرتر نمود.
- مواد پلیکربوکسیلاتی معمولااز افت اسلامپ متوسطی برخوردار است که می توان مدت حفظ اسلامپ را افزایش داد.
- حداقل درصد کاهش آب این موادبه ازای حداقل میزان مصرف پیشنهادی نباید کمتر از 12 درصد باشد.
- حداکثر درصد کاهش آب این موادبه ازای حداکثر میزان مصرف پیشنهادی به حدود 35 درصد می رسد.
- میزان مصرف این مواد بین 3/0تا 5/1 درصد پیشنهاد می شود.
- قیمت پلی کربوکسیلات ها بستهبه نوع و غلظت آن بین 2500 تا 3200 تومان به ازای هرکیلو می باشد.
- چگالی پلی کربوکسیلات ها بین05/1 تا 1/1 کیلوگرم بر لیتر می باشد.
- آکریلات ها از جمله فوق روانکننده های جدید هستند که کمتر در ایران مصرف می شود.
- آکریلات ها بصورت مایع شیریرنگ هستند.
نقش مواد دیرگیرکننده (Retarders) در بتنهای حاشیه خلیج فارس
- این مواد مجازند زمان گیرش بتن را به میزان حداکثر4ساعت به تاخیر اندازند.
- این مواد می توانند موجب حفظ اسلامپ در طول حمل وعملیات بتن ریزی شوند.
- این مواد می توانند سرعت هیدراسیون را در ابتدایکار کاهش و سرعت گرمازایی را کم کنند و به بتن ریزی های حجیم تا حدی کمک نمایند تادمای مغز بتن آرام تر بالا رود و فرصت تبادل بیشتری بوجود آید و تنش های حرارتیکمتر گردد.
- وقتی فاصله زمانی حمل و مدت بتن ریزی یک محمولهبطول میانجامد بهتر است از مواد دیرگیرکننده استفاده کرد.
- در صورتی که در مناطق گرم و خشک، بتن ریخته شده باتاخیر در گیرش مواجه شود احتمال ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی خمیری بدلیل تبخیرافزایش می یابد.
- مواد دیرگیرکننده موجود در بازار ایران عمدتا ازنوع لیگنوسولفونات ها یا گلوکونات ها و یا فسفات کلسیم می باشد که گلوکونات هاعملکرد بهتری دارند.
نقش مواد پودری معدنی (پوزولان ها و روباره ها) در بتن حاشیه خلیج فارس
پوزولان ها
- پوزولان ها با آهک هیدراته (هیدروکسیدکلسیم) ترکیب می شوند و ماده پرکننده و چسباننده بوجود می آورند که نفوذپذیری راکم کرده و pH خمیرسیمان را نیز کاهش می دهند. اغلب پوزولان ها دوام در برابر سولفات ها رابهبود می بخشند.
- پوزولان ها به صورت های طبیعی (خام یا کلسینه) و یامصنوعی هستند.
- پوزولان های طبیعی ایران عمدتا بصورت توف ها یاخاکسترهای آتشفشانی در تولید سیمان بکار می روند و کمتر بصورت افزودنی در بتناستفاده می شود. سیمان های پرتلند پوزولانی ایران حاوی حداکثر 15 درصد از این نوعپوزولان ها می باشند.
- وجود حداکثر 15 درصد پوزولان طبیعی در سیمانآمیخته، تاثیر کمی بر کیفیت مقاومتی و دوامی بتن در دراز مدت دارد.
- مصرف پوزولان های طبیعی می تواند مصرف آب بتن رابیشتر کند که تاثیر منفی بر مقاومت و دوام را می تواند به همراه داشته باشد.
- مصرف پوزولان های طبیعی می تواند افت اسلامپ بیشتریرا بوجود آورد که مثبت تلقی نمی شود.
- افزایش پوزولان طبیعی (بیش از 15 درصد) بر مقاومتهای کوتاه مدت و میان مدت تاثیر منفی می گذارد اما ممکن است برای دراز مدت مطلوبباشد.
- مصرف پوزولان طبیعی بیش از 30 یا 35 درصد ممکن استمفید نباشد و آهکی برای ترکیب یافت نشود و مقاومت های دراز مدت نیز افت کند.
- مهمترین پوزولانهای مصنوعی مصرفی در ایران، دوده سیلیسی و خاکستر بادی هستند.
- دوده سیلیسی در سه کارخانه در ایران تولید می شوداما خاکستر بادی مصرفی از خارج وارد می گردد و بیشترین مصرف آنها در حاشیه خلیجفارس می باشد.
- دوده سیلیسی عمدتا مربوط به غبار کارخانه هایفروآلیاژ یا فروسیلیس است که ذرات بسیار ریز تقریبا کروی شکل دارد و از نوع سیلیسآمورف (غیر بلوری) است.
- درصورت پودر کردن سنگ های سیلیسی بصورت خیلی ریز ومیکرونیزه، میکروسیلیس حاصل نمی شود و فروش این مواد بعنوان میکروسیلیس یک نوعکلاهبرداری رایج تلقی می شود.
- ذرات میکروسیلیس معمولا در محدوده 05/0 تا 2/0میکرون می باشد و سطح ویژه آن بین 13 تا 30 مترمربع در هر گرم می باشد (ریزی سیمان3/0 مترمربع در هر گرم).
- واکنش دوده سیلیسی با آهک خمیر سیمان سریع تر ازسایر پوزولان های طبیعی و مصنوعی است. بنابراین دیرگیری در بتن حاوی دوده سیلیسیعملا دیده نمی شود.
- بتن حاوی دوده سیلیسی چسبنده تر، چسبناک تر و آب انداختن و جداشدگی کمتر می گردد.
- امکان ترک خوردگی ناشی از تبخیر در بتن میکروسیلیسدار بیشتر می شود و نیاز به حفاظت رطوبتی بیشتری دارد.
- مقاومت های کوتاه مدت و میان مدت بتن میکروسیلیسدار بیشتر می شود اما تاثیر آن در دراز مدت روشن نیست.
- نفوذپذیری بتن میکروسیلیس دار کمتر می شود و مقاومتالکتریکی ویژه بتن بیشتر می گردد و یون کلرید کمتر نفوذ می کند.
- دوام بتن میکروسیلیس دار در برابر برخی سولفات هامحل تامل و اختلاف است.
- وجود میکروسیلیس، مصرف آب بتن را بشدت بالا می برد.
- امکان بکارگیری میکروسیلیس بدون فوق روان کنندهامکان پذیر نیست.
- مصرف میکروسیلیس پودری در اختلاط بتن در بسیاری ازموارد نتیجه مثبتی را ببار نمی آورد.
- بهتر است دوغاب یا ژل میکروسیلیس را در ساخت بتنبکار برد.
- بکارگیری 6 تا 8 درصد دوده سیلیسی (جایگزین سیمان)در بتن توصیه می شود.
- مصرف کمتر از 5 درصد دوده سیلیسی نتیجه مثبتی ببارنمی آورد و مصرف بیش از 10درصد از نظر فنی و اقتصادی توصیه نمی گردد.
- میکروسیلیس برای جلوگیری یا کنترل انبساط ناشی ازواکنش قلیایی با سنگدانه های واکنش زا مفید است.
- میکروسیلیسی که بخوبی در بتن پخش نشده و بصورتکلوخه در آید می تواند در اثر واکنش با قلیاییها انبساط مخرب بوجود آورد.
- میکروسیلیس کار پمپاژرا مشکل می کند و موجب سایش وسائل و تجهیزات می گردد.
- برخی معتقدند که غبار میکروسیلیس در کارگاه میتواند بر سلامتی افراد تاثیر منفی گذارد.
- قیمت هر کیلو میکروسیلیس در ایران حدود 300 تومانمی باشد (بدون هزینه بسته بندی و حمل)
- خاکستر بادی، خاکستر سیلیسی آمورف کوره ذغال سنگاست که کروی شکل بنظر می رسد و از دهانه دودکش کوره خارج می شود.
- اندازه ذرات خاکستربادی بین 10 تا 40 میکرون است که انواع ریزتر نیز دارد.
- سطح ویژه خاکستر بادی معمولی بین 4/0 تا 7/0مترمربع در هر گرم است که در انواع ریز ممکنست به شدت افزایش یابد.
- در سایر کشورهایی که نیروگاه زغال سنگی دارند،خاکستر بادی قابل توجهی حاصل می گردد و در ساخت سیمان آمیخته و یا بصورت افزودنیبکار می رود.
- مصرف خاکستر بادی موجب دیرگیری بتن، کاهش مقاومتاولیه، کاهش سرعت گرمازایی، کاهش نفوذپذیری و افزایش دوام در محیط های سولفاتی وحاوی کلرید می گردد و انبساط مخرب مربوط به واکنش سنگدانه و قلیایی ها را کنترل میکند و مقاومت دراز مدت را بالا می برد.
- مصرف 15 تا 25 درصد خاکستر بادی جایگزین سیمان دربتن در حاشیه خلیج فارس توصیه می شود اما مصرف بیشتر از 30 درصد نمی تواند کمکی بهبالا بردن هرچه بیشتر کیفیت بتن نماید.
- مصرف خاکستر بادی ممکن است به کاهش آب مصرفی بتننیز منجر گردد.
- پمپ کردن بتن حاوی خاکستر بادی بخوبی انجام می شودو سایش وسائل و تجهیزات مشاهده نشده است.
- قیمت هر کیلو خاکستر بادی معمولی در مبدا 30 تا 60تومان و در حاشیه خلیج فارس 80 تا 120 تومان می باشد. خاکستر بادی خیلی ریز کیلویی100 تا 120 تومان در مبدا و در جنوب ایران 200 تا 250 تومان تمام می شود.
روباره ها (سرباره ها)
- سرباره هایاغلب کوره های ذوب فلزات می تواند به عنوان ماده سیمانی جایگزین سیمان بکار رود.معمول ترین سرباره مصرفی، سرباره کوره بلند ذوب آهن است که در ایران نیز تولید میشود.
- در ایران از سرباره برای ساختسیمان آمیخته سرباره ای استفاده می شود و کمتر به عنوان افزودنی بکار می رود.
- روباره ها به عنوان مادهسیمانی در محیط قلیایی (آهک دار) مانند سیمان با آب ترکیب می شود و ماده پرکننده وچسباننده ایجاد می کند ولی آهک را مصرف نمی کند.
- روباره ها بر خلاف پوزولانها، PH و قلیائیت محیط را پایین نمی آورد. به هر حال سرباره باید آمورفباشد و زود سرد شود.
- بهتر است مصرف روباره ها بهعنوان افزودنی جایگزین سیمان بیش تر از 25 درصد وزن مواد چسبناننده باشد و میتواند بیش از 50 درصد نیز بکار رود.
- ایجاد کندگیری در بتن، کاهشجزیی مقاومت های اولیه و بهبود مقاومت های دراز مدت، کاهش گرمازایی و سرعتگرمازایی، کاهش نفوذپذیری و افزایش دوام در محیط های سولفاتی و کلریدی و کاهشانبساط مخرب مربوط به واکنش سنگدانه و قلیایی از جمله خواص سرباره در بتن است.
- سرباره با ریزی 4/0 تا 7/0مترمربع در هر گرم بکار می رود و اندازه ذرات آن تا حدودی ریز تر از سیمان است.
- در محیط خلیج فارس وجودسرباره ها در بتن مفید بوده است و خوردگی میلگردها را کم کرده است.
- مصرف آب در بتن حاوی سربارهچندان دستخوش تغییر نمی گردد.
- بکارگیری سرباره ها به همراهپوزولان ها نیز تاثیر مثبتی را در این مناطق نشان داده است.
نقش مواد بازدارنده خوردگی میلگردها در بتن های حاشیهخلیج فارس
CorrosionInhibitators, Anti-Corrosion Agents
- در طول 30 سال اخیر سعی شدهاست از مواد افزودنی در بتن به عنوان بازدارنده خوردگی میلگردها استفاده شود.
- مواد بازدارنده خوردگی بهصورت های مختلف عمل می کند. انواع مهم آن بر دو قسم است. نوع آندی و همچنین نوعآندی –کاتدی.
- مواد آندی عمدتاً به صورت نیتریتکلسیم است که در بسیاری از نقاط دنیا بکار گرفته شده است و نشان داده اند که تاثیرمثبتی را در جلوگیری از خوردگی داشته اند.
- تحقیقاتی که در محیط خلیجفارس انجام شده، نشان داده است نیتریت کلسیم تاثیر چندان مثبتی را نداشته است.
- محلول نیتریت کلسیم با چگالی24/1 کیلوگرم در لیتر به میزان 10 – 15 کیلوگرم در مترمکعب بتن بکار می رود ( 3 تا 5/3 درصد وزن سیمان).
- نیتریت کلسیم خاصیت زودگیریدارد و افت اسلامپ را به شدت زیاد می کند و باید به این نکته توجه داشت.
- ممکن است مصرف نیتریت کلسیمبه همراه مواد پودری معدنی از خواص مثبت آن بکاهد.
- مواد بازدارنده آندی – کاتدی در حدود 15 سال سابقهمصرف دارد و جدید تلقی می شود.
- مواد بازدارنده آندی – کاتدی موجود در ایران بر پایهمشتقات آمین (استرآمین ها) می باشد.
- هنوز از تاثیر دراز مدت اینمواد اطلاع کافی در دست نیست و تحقیقات خاصی در ایران در این باره انجام نشده است.
- برخی مواد بازدارنده خوردگیممکن است نفوذپذیری را کاهش دهند اما سازوکار عملکرد آن ها بر پایه کاهش نفوذپذیریاستوار نیست و الکتروشیمیایی است.
نقش حفاظت سطحی بتن در حاشیه خلیج فارس
- کیفیت سطحی بتن در مسائل دوامبه ویژه در مورد نفوذ یون کلرید و رطوبت و اکسیژن و در نتیجه خوردگی اهمیت زیادیدارد.
- انواع حفاظت سطحی از دیدگاههای مختلف وجود دارد. از یک دیدگاه می توان آن را به چهار نوع تقسیم کرد.
· اندودهایسطحی Renderings
· پوششها و درزگیرها Coating and Sealers
· پرکنندههای منافذ Pore Blockers
· نفوذگرهاPenetrants
- انتخاب نوع حفاظت و پوشش سطحبتن به عوامل متعددی بستگی دارد که در زیر می آید.
· پایداریدر برابر نفوذ آب، دی اکسید کربن، یون کلرید، بخار آب و پرتو ماوراء بنفش
· پایداریدر برابر عوامل شیمیایی، سایش و اتصال به بتن
· سهولتاجرا، ظاهر مناسب و قابلیت پل زدن روی ترک ها
- در موفقیت هر نوع حفاظت وپوشش عوامل زیر دخیل هستند.
· انتخابصحیح نوع حفاظت با توجه شرایط محیطی حاکم و دوام مورد نظر
· شرایطبتن پایه (سن، رطوبت، دما و کیفیت سطح و کیفیت بتن)
· دقتدر اجرا و شرایط لازم در اعمال هر نوع پوشش
· دماو رطوبت و شرایط هوا در هنگام اعمال پوشش
- اندودهای سطحی به صورت یکلایه نسبتاً ضخیم ملات سیمانی اعمال می شود و روی سطح بتن پایه معمولاً به کمکماله مناسب کشیده می شود.ملات سیمانی ممکن است فاقد مواد پلیمری باشد اما در اکثرموارد با یک ماده پلیمری (لاتکس) اصلاح می گردد.
- وجود مواد پلیمری در اندودهایسیمانی برای اتصال بهتر به بتن پایه و هم چنین کاهش نفوذپذیری آن می باشد.
- سطح زیرین برای اندودکاریباید تمیز و زبر و اشباع گردد و سپس اندود اصلی اجرا شود. به هر حال این نوعحفاظت، افزایش ضخامت پوشش بتنی هم به حساب می آید.اتصال و پیوستگی اندود با سطحزیرین با آزمایش Pull-off قابل کنترل است و مقدار مجاز آن را مشخصات فنی مشخص می کند.
- پوشش ها و درزگیرها شاملموادی برای پر کردن حفرات سطحی و نفوذ در آن ها و آماده سازی سطح کار می باشد وسپس پوشش نازک سطحی اعمال می گردد.
- سطح کار باید تمیز و عاری ازچربی باشد. در اکثر موارد بتن پایه به صورت خشک بوده یا رطوبت آن از حد معینی کمترباشد.
- شرایط محیطی مناسب یعنی رطوبتکمتر از 90 درصد و دمای 10 تا 30 درجه سانتی گراد است.
- لایه پوشش اصلی دو یا چند دستاعمال می شود و ممکن است نفوذ کمی هم داشته باشد.
- ضخامت پوشش نهایی معمولاً بین100 تا 300 میکرون است.
- پوشش اصلی همانند یک رنگ عملمی کند و جلوی نفوذ را می گیرد (Barriers). اکثر اوقات این مواد عمدتاً ازچسب ها تهیه می شود.
- انواع معروف پوشش های سطحیعبارتند از
· اپوکسیها (محلول در آب یا غیر محلول در آب)
· پلیاسترها
· اکریلیکها
· پلیاورتان ها
· بوتادینها
· قیرو قطران
- اپوکسی ها به صورت تک جزئی ودو جزئی هستند. چسبندگی خوبی با بتن دارند. مقاومت سایشی خوبی دارند و نفوذ رامهار می کنند. اختلاف ضریب انبساط با بتن و پایایی کم در برابر نور ماوراء بنفشخورشید از جمله مشکلات آن ها است. سطح زیر کار نیز باید به خوبی تمیز و خشک شدهباشد و گرد و خاک نداشته باشد.
- مواد اکریلیکی به صورت لاتکس بههمراه رنگدانه ها بکار می روند و در مقابل نفوذ مواد پایداری خوبی را دارند (بهویژه دی اکسید کربن).
- پلی استرها غالباً پیوستگیخوبی دارند و در برابر اسیدها پایداری بیشتری از خود نشان می دهند.
- پلی اورتان ها معمولاً بهصورت دو جزئی هستند. در برابر اسیدها و سایش بهتر از اپوکسی ها می باشند اما دربرابر محیط قلیایی ضعیف تر از اپوکسی ها هستند. بنابر این باید بین این پوشش و بتنیک پوشش مقاومت در برابر قلیایی ها اعمال گردد. پایایی آن ها در برابر نور ماوراءبنفش کم است و به خوبی به سطح بتن نمی چسبد و به واسطه نیاز دارد.
- قیرهای نفتی و قطران زغال سنگاز پست ترین پوشش ها هستند. در برابر نور ماوراء بنفش و تابش آفتاب پایایی ندارندو ترک می خورند و اجازه نشت می دهند. قطران در برابر نفوذ آب بهتر از قیر عمل می کند. این مواد ظاهر نامناسبی دارند و در زیرسطح زمین استفاده می شود.
- پرکننده های منافذ، موادی استکه بر سطح بتن اعمال می شود و به داخل منافذ و حفرات ریز بتن و خمیر سیمان نفوذ میکند و آن را پر می نماید و یا در این مرحله با اجزاء خمیر سیمان (مانند آهک) واکنشمی دهد و ماده غیر محلول و چسبنده و پرکننده تولید می کند. این مواد در یک یا دودست اعمال می شود و لازم نیست سطح بتن خشک شود و شاید مرطوب بودن آن ارجح باشد.موادی همچون سیلیکات سدیم یا سیلیکو فلوریت به صورت یک شیره محلول در آب گرم بهسطح پاشیده یا مالیده می شود. به هرحال سطح باید تمیز و عاری از چربی و گرد و خاک باشد.
- نفوذگرها موادی هستند که بهصورت مایع با لزجت کم به سطح بتن پاشیده یا مالیده می شوند و به درون منافذ وحفرات ریز نفوذ می نمایند اما آن را پر نمی کنند بلکه با تعویض جهت کشش سطحی حفراتموئینه، رطوبت را از درون به بیرون رانده و رطوبت و گازهای زیان آور نمی تواند بهدرون راه یابد (مانند شیر یک طرفه). این مواد را مواد قابل تنفس (Breathable) می نامند. از معروف ترین این مواد سیلان ها و سیلوکسان ها هستند.
- نفوذگرهای قابل تنفس را پس ازیک ماه و سپری شدن دوران عمل آوری روی سطح بتن اعمال می کنند.
- نفوذگرها برای مقابله مداومدر برابر آب چندان مناسب نیستند بنابر این بهتر است آن ها را بر روی سطوحی اعمالکرد که مرتباً در برابر آب قرار نداشته باشند اما اگر گهگاه رویارو با بارندگی یاپاشش آب یا نم باشد، مشکلی ندارد.
- مواد سیلان و سیلوکسانمعمولاً به صورت آستر و با رویه اکریلیک یا رویه پلی اورتان عملکرد بسیار مناسبیرا در برابر نفوذ یون کلرید نشان داده است.
- در صورتی که بتن پایه داراینسبت آب به سیمان زیاد باشد، تجربیات نشان داده است که پوشش ها و نفوذگرها و سایرحفاظت ها تأثیر کمتری را از خود به جا می گذارند.