تبليغات
تبلیغات در دانشجو کلوب محک :: موسسه خيريه حمايت از کودکان مبتلا به سرطان ::
جستجوگر انجمن.براي جستجوي مطالب دانشجو کلوپ مي توانيد استفاده کنيد 
برای بروز رسانی تاپیک کلیک کنید
 
امتیاز موضوع:
  • 1 رأی - میانگین امتیازات: 5
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

مقاله های بتن آرمه

نویسنده پیام
  • ♔ αϻἰг κнаη ♔
    آفلاین
  • مدیرکل  سایت
    *******
  • ارسال‌ها: 16,105
  • تاریخ عضویت: تير ۱۳۹۰
  • اعتبار: 1090
  • تحصیلات:زیر دیپلم
  • علایق:مبارزه
  • محل سکونت:ایران زمین
  • سپاس ها 34949
    سپاس شده 49155 بار در 13535 ارسال
  • امتیاز کاربر: 551,587$
  • حالت من:حالت من
ارسال: #1
مقاله های بتن آرمه
بتن سبک با مقاومت زیاد

مقدمه

همواره سبکی بتن،همراه مقاومت کم آن تلقی شده است .سبکدانه های درشت نقش مهمی را در تغییر مقاومت بتن سبکدانه بازی می کنند .نزدیک به دو دهه پیش مطالعه برای تولید بتن سبکدانه با مقاومت زیاد به ویژه در پروژه های نفتی آغاز شد وتوانستند با استفاده از سبکدانه های خاص وبکارگیری مرغوب اعم از سیمان، دوده سیلیسی وفوق روان کننده ها به مقاومت های فشاری فراتر ازMPa20 دست یابند.در ایران نیز تلاشهایی برای دست یابی به بتن سبکدانه پرمقاومت با مصالح موجود در ایران آغازشد؛اما به دلیل ضعف سبکدانه های درشت ،محدویت های جدی دراین راه وجود دارد .با این حال احساس می شودبتن از سبکدانه از مقاومت زیاد یا متوسط به عنوان بتن بادوام جهت بتن ریزی در قطعات بتن مسلح در حاشیه خلیج فارس ودریای عمان استفاده نمود.
اگر بتوان علیرغم کاهش وزن مخصوص بتن ،مقاومت مناسبی را به دست آوردویا نسبت مقاومت به وزن مخصوص را بالا برد وبار مرده سازه های بتنی را کاهش داد،وضعیت مطلوبی حاصل می شود.گاه سبکی بتن یک خواسته درپروژه خاص می باشد.با استفاده از سبکدانه می توان بتن سبکدانه تولید کرد.علیرغم تلاشهایی که قبل از دهه 80میلادی(به ویژه در دهه 70)صورت گرفته بود .عملا مقاومت های فشاری بتن سبکدانه رشد قابل توجهی نداشت و به 50MPaمحدود می شد.به دلیل نیاز برخی شرکت های نفتی درامریکا ونروژبرای ساخت سازه هاو مخازن ساحلی وفرا ساحلی وسکوهای نفتی تلاش هایی در دهه80و اوایل دهه90صورت گرفت .آنها توانستند با استفاده از دوده سیلیسی وفوق روان کننده وهمچنین سبکدانه های مرغوب و پر مقاومت به مقاومت هایی فراتر از70MPaوحتی به مرزهای 100MPaبرسند.در این پروژه ها مسئله دوام بتن ها به ویژه موضوع خوردگی میلگرد ها و پایایی در یخ بندان وآب شدگی وهمچنین مجاورت با آب دریا اهمیت زیادی داشت.این مطالعات و اجرایی این بتن ها راه را برای اقدامات مشابه در سایر کشورها باز نمود .اما جالب است بدانیم ازنیمه دوم دهه 90تاکنون تحقیقات ناچیزی برروی بتن ها انجام ومنتشر شده است.و به نظر می رسد نیاز به تحقیقات گسترده تراحساس نمی شود ویا منابع مالی لازم در اختیار محققین قرار نمی گیرد.در ایران نیز از حدود سال هایآخر دهه 70 هجری شمسی(اواخر دهه 90م)تلاشهایی برای تولید بتن سبک پر مقاومت آغاز شد که نتایج آن در این مقاله از نظر می گذرد.
فلسفه بکارگیری بتن سبک پر مقاومت وکاربردها :

بتن معمولی از جرم حجمی150/2تا350/2تن بر مترمکعب برخوردار است وتوانسته اند درحالات عادی به مقاومت های بیش ازMPa 60 وتا حدودMPa120دست پیدا کنند .اگر به طور متوسط مقاومت بتن پر مقاومت معمولی راMPa90 در نظر بگیریم ،نسبت مقاومت به جرم حجمی خشک 40 خواهد بود.
بتن نیمه سبکدانه جرم حجمی خشک 55/1تا 85/1تن بر متر مکعب را دارا می باشد.مقاومت های فشاری بتن های نیمه سبکدانه قبل از دهه80 معمولابین MPa25تا 45MPaبود؛که متوسط آن 35Mpaمی باشد.نسبت مقاومت به جرم حجمی متوسط خشک در حدود 20بود ؛بنابراین مصرف بتن نیمه سبکدانه توجیهی نداشت.بتن های تمام سبکدانه جرم حجمی خشک 25/1 تا 45/1تن بر متر مکعب را دارا بود ؛اما مقاومت فشاری آن به زحمت ازMPa 25 فراتر می رفت ونسبت مقاومت به جرم حجمی متوسط خشک کمتر از20می شد وبسیاری از اوقات این نوع بتن جنبه سازه ای نداشت وبه عنوان مصالح غیر سازه ای بکار می رفت.ازآن جا به دلیل نیاز به سبکی در برخی پروژه های نفتی می خواستند از بتن سبکدانه سازه ای استفاده نمایند ناچار به دنبال افزایش مقاومت برآمدند و همان گونه که بتن پر مقاومت معمولی ساخته شده بود سعی شد نیمه سبکدانه پر مقاومت معمولی تولید شود و باید به نسبت مقاومت به جرم حجمی 40 دست می یافتند یعنی مقاومت فشاری به حدودMPa 70می رسید تا مصرف آن از جمیع جهات توجیه داشته باشد.
هر چند بتن سبکدانه سازه ای ازسال های جنگ جهانی اول ودوم درقایق ،بارج ،کشتی های جنگی وغیر جنگی کوچک وبزرگ به کار رفته بود؛اما بعد ها به ویژه پس از جنگ جهانی دوم ساختمان ها و پلها ی زیادی در امریکا وکانادا واروپا با مقاومت های فشاری بیش ازMPa25 ساخته شد.ساخت مخازن مغروق ونیمه مغروق،مخازن گاز طبیعی ،اسکله شناور ،ساختمان های فراساحلی همچون سکوهای نفتی با بتن سبکدانه سابقه داشت ؛اما از اواسط دهه 80تا 90 ساخت این نوع سازه های دریایی با بتن نیمه سبکدانه معمول شد.
ساخت بتن نیمه سبکدانه پر مقاومت مصالح ونسبت ها :

برای ساخت بتن نیمه سبکدانه درشت با کیفیتی مقاومتی خوب ،از ماسه یا سنگدانه ریز با وزن مخصوص معمولی استفاده می شودکه سیمان وافزودنی های دیگر معدنی وشیمیایی یه همراه آب آن را تکمیل می کند.معمولا بتن سبکدانه پر مقاومت به بتنی اطلا ق می شود که مقاومت فشار استوانه ای 28روزه آن یبش از35مگا پاسکال باشد.سبکدانه درشت معمولا وزن مخصوص توده ای غیر متراکم کمتر ازkg/m 3880 را دارا ست.سبکدانه های رسی منبسط شده مانند لیکا یا لیاپور ویا فیبوکه ممکن است اسامی دیگری را درکشورهای مختلف داشته باشد از جمله سنگدانه های سبک مصرفی در این بتن ها می باشد.شیل منبسط شده نیز از جمله سبکدانه یه های مصرفی است که در برخی کشورها لیاپور نیز نام گرفته است.سیلیس منبسط شده (لیسا)در بتن سبکدانه پر مقاومت به میزان گسترده ای بکا رفته است.خاکستر سوخت پخته شده (لیتاژ) وروباره منبسط شده (پلیت)از جمله این سبکدانه ها است.به هر باید گفت معمولا وزن مخصوص توده ای غیر متراکم این سبکدانه ها لازم است بیش از600 وتا حدود بیش ازkg /m 3 800باشد وتا از تو پری واستحکام مناسبی برای این بتن ها برخوردار گردد لاز م به ذکر است وزن مخصوص غیر متراکم لیکای ایران با توجه به حداکثراندازه آن در حدود 350تا450kg/m 3 می یاشد وپرواضح است که درآزمایش های مقاومتی جوابگو نخواهد بود.
برای بتن سبکدانه پر مقاومت حداکثر اندازه سبکدانه معمولا بیش از16 میلی متر وغالبا به10تا12 میلی مترمحدود می شودمسلما با کاهش حداکثر اندازه،وزن مخصوص غیر متراکم بیشترشده ودرآزمایش های مکانیکی نیزبهبودآشکاری از خود نشان می دهد.به طور مثال با کاهش حداکثراندازه25به16 میلی متر،مقاومت فشاری بتن سبکدانه حاوی لیکا در حدود 30درصد افزایش یافته است.اگر این کاهش با حداکثراندازه ادامه یابدباز هم مقاومت بیشتر می شود؛اما باید دانست وزن مخصوص بتن نیز بالا می رود.سیمان مصرفی معمولا از نوع 1یا 2 وحتی 3 می باشد.مقدار سیمان دربتن سبکدانه پر مقاومت اکثرا بین400تا550kg/m 3می باشد هر چند با مصرف دوده سیلیسی ممکن است مقادیر کمتر سیمان نیز در کارهای انجام شده مشاهده شود.
معمولا امروزه در همه بتن های پر مقاومت من جمله بتن سبکدانه پر مقاومت،دوده سیلیسی وجود دارد ونقش مهمی را ایفا می کند.مقدار دوده سیلیسی معمولا بین 9تا 15 درصد وزن سیمان مصرفی می باشد.تجربیات موجود نشان می دهد اثر دوده سیلیسی در مقاومت بتن سبکدانه بیشتر از تاثیر آن بر مقاومت فشاری بتن معمولی است.وجود دوده سیلیسی،مقاومت کششی را به طورقابل توجهی دربتن سبکدانه افزایش می دهدو نفوذپذیری دربرابر یون کلر را به شدت کاهش می دهد.

لازم به ذکر است برخی محققین از مواد دیگری همچون خاکستربادی به جای دوده سیلیسی استفاده نموده اند.افزودنی های شیمیایی مصرفی از نوع فوق روان کننده های نسل دوم ونسل سوم می باشد.فرم آلدئیدملامین سولفوناته فشرده وفرم آلدئید نفتالین سولفو ناته فشرده ازجمله فوق روان کننده های نسل دوم هستند که کاهندگی آب آنها به25درصد میرسد؛در حالی که کاهندگی فوق روان کننده های پلی کربوکسیلی نسل سوم به بیش از 35 درصد بالغ می شود به هرحال در بتن های سبکدانه پر مقاومت میزان قابل توجهی فوق روان کننده مصرف می شودو غالبا به حداکثر میزان مجاز مصرف این مواد در بتن میرسد.
تغییر در سبکدانه وسنگدانه معمولی نیز می تواند باعث تغییر مقاومت گردد.بدیهی است با افزایش ماسه معمولی و کاهش سبکدانه درشت می توان مقاومت فشاری را افزایش داد،اما وزن مخصوص بتن نیز بالا می رود.به هر حال سعی می شودتا حد امکان مقدار سبکدانه درشت راکم وبر مقدار ماسه معمولی بیفزاییم تا نتیجه مناسب عاید شود.

شکل سبکدانه درشت وماسه مصرفی نیز تا حدودی برمقاومت ها تاثیر می گذارد که چندان مهم تلقی نمی شود.

کاهش نسبت آب به سیمان طبق روال معمول برمقاومت بتن می افزاید.در بتن سبکدانه پر مقاومتمعمولا این نسبت از25/0 تا 35/0 می باشد که به ندرت به 4/0 نیز می رسد.مسلما افزایش میزان آب واسلامپ کنترل می شود؛زیرا اسلامپ های زیاداغلب موجب جداشدگی بتن های سبک به ویژه درهنگام اجرا میشود مگر این که از عیار سیمان ومواد چسباننده بیش ازkg/m3 450 برخوردار باشد.
بتن نیمه سبکدانه پر مقاومت در ایران :

عمده تحقیقات در ایران بر روی مقاومت بتن سبکدانه و نیمه سبکدانه معمولی انجام شده است.درمرکز تحقیقات ساختمان ومسکن با نسبت های آب به سیمان بیشتر از 39/0 وحداکثر عیار سیمانkg/m 3545 ووزن مخصوص 3 kg/m1670مقاومت مکعبی 28روزه بتن حاوی لیکا وماسه معمولی در حدود kg/m 3275بدست آمده است که برای بتن سبکدانه این مقاومت از3 kg/m200 تجاوز نموده است.
در یک تحقیقات در دانشگا ه خواجه نصیر طوسیبا یکارگیریkg/m 3550 سیمان ومیکرو سیلیس مقاومت 28روزه مکعبی بتنی حاوی لیکا وماسه با نسبت آب به سیمان تقریبی 38/0در حدود kg/m 3205 حاصل شده است.
در ایران بتن سبک پر مقاومت با سبکدانه های وارداتی نیز ساخته اند که در آن هااز سبکدانه با چگالی حجمی بیشتر از0/1 استفاده شده است.
اینجانب در دانشگاه علم و صنعت تلاش هایی را به انجام رساندم که نتایج مقاومت 7و28 روزه استوانه ای ومکعبی آن به همراه مشخصات ،مقادیر ونسبت های مصالح مصرفی در 1دیده می شود.
بیشترین مقاومت استوانه ای 28 روزه در حدود 35 مگا پا سکال و برای بتن نبمه سبکدانه با نسبت آب به سیمان0/25 وعیار مواد چسبنانندهkg/m 3 450با وزن مخصوص خشک kg/m 3 1795 بدست آمده وحداکثر اندازه سبکدانه 10میلی متر بوده است.با نسبت آب سیمان 33/0 بیشترین مقاومت فشاری استوانه ای 28روزه به kg/m 35/32 رسید که عیار مواد چسباننده آن kg/m 3550 و وزن مخصوص خشک آن kg/m 3 1810 بوده است.در این بتن حداکثر اندازه سبکدانه درشت 6میلی متر بوده ومقدار آن نیز کمتر از سایر بتن ها می باشد؛در حالی که در بتن مشابه با حداکثر اندازه سبکدانه10 میلی متری با مقدار سبکدانه بیشتر ،مقاومت فشاری در حدود MPa 30 بدست آمده است بنابراین دیده می شود که نتوانسته ایم عملا به بتن نیمه سبکدانه پر مقاومت با لیکای ایران حتی با استفاده از دوده سیلیسی با میزان 10 درصد سیمان دست یابیم.آزمایش هایی با درصد میکرو سیلیس بیشتر نیز انجام شده که نتایج جالب توجهی به دست نداده است.
خوب است بدانیم مقاومت فشاری استوانه ای 28 روزه بتن معمولی با نسبت آب به سیمان 33/0 که دارای دوده سیلیسی وعیار مواد چسبناننده kg/m 3550 بوده است در حدود MPa48 بدست آمد ه وبرای تمام سبکدانه در این شرایط مقاومت مربوطهMPa5/18 شده است.

ویزگی های بتن سبک با مفاومت زیاد(نسبت آب به سیمان کم ):
نسبت مقاومت کششی وخمشی بتن های سبکدانه یا نیمه سبکدانه به مقاومت فشاری کمتر از این نسبت برای بتن معمولی نیست و حتی بیشتر نیز می باشدعلت
این امرتاثیر کمتر کیفیت سنگدانه بر مقاومت کششی بتن است ونقش خمیر سیمان وملات در این امر چشمگیرتر است.برای بتن های سبک با لیکای ایران با نسبت آب به سیمان کمتر از4/0 می توان گفت نسبت مقاومت کششی شکافتی به مقاومت فشاری استوانه ای در حدود 11/0بد ست آمده که این نسبت برای بتن های مزبوربین09/0تا 13/0 بوده است .با توجه به روابط موجود در ACI می توان گفت این روابط بین مقاومت کششی وفشاری برای این بتن هاتقریبا صادق است.
مقاومت خمشی بتن ها ی نیمه سبکدانه عملا در حدود5/1 برابر مقاومت کششی شکافتی بدست آمده است. در بتن های نیمه سبکدانه با نسبت آب به سیمان کم وبا لیکای ایران نسبت به مقاومت فشاری استوانه ای به مکعبی ابدا تناسبی با این نسبت برای بتن معمولی ندارد.برخی اوقات مقاومت استوانه ای بیش از مکعبی بوده وعملا این نسبت بین 9/0 تا 1/1 بوده است.در تحقیقات دیگرنیز به این امر اشاره شده است و معتقدند با مصرف سبکدانه مقاومت های استوانه ای به مکعبی نز دیک شود.
مدول الاستیسیته استاتیکی بتن نیمه سبکدانه حاوی لیکای ایران می تواند از روابط موجود در ACI بدست آید.مدول الاستیسیته این بتن ها عمدتا بین 10تا 20گیگا پاسکال بوده است.مدول الا ستیسیته دینامیکی این بتن ها در مقایسه با بتن معمولی و با توجه به وزن مخصوص بتن بیش از حد انتظار بدست آمده است این مدول الا ستیسیته بین 17 تا 25 گیگا پاسکال می باشد که قابل توجه به نظر میر سد سرعت پالس در این بتن ها گاه با سرعت پالس در بتن های معمولی تفاوت چندانی را نشان نیمدهد.جمع شدگی بتن نیمه سبکدانه با نسبت آب به سیمان کم با لیکای ایران از بتن های معمولی بیشتر است.
در رابطه با جذب آب وجذب آب موئینه می توان گفت هر چند کیفیت بتن نیمه سبکدانه مانند بتن معمولی مشابه نیست ؛اما تفاوت های بازرسی را نشان نمی دهد.
از نقطه نظرمقاومت الکتریکی نیز در مقایسه با بتن معمولی مشابه(به ویژه در حالت نگهداری شده در آب)تفاوت ها چندان زیاد نیست؛در حالی که بتن تمام سبکدانه وضعیت بهتری را در مقایسه با بتن معمولی نشان داده است.
هر چند ضریب نفوذ یون کلر بتن نیمه سبکدانه تقریبا 5/1 برابر بتن معمولی است ؛اما جالب این است که بتن تمام سبکدانه در شرایط مشابه مانند بتن معمولی یا بهتر ازآن ارزیابی شده است.
همچنین در رابطه با آزمایش های خوردگی میلگرد،بتن نیمه سبکدانه ضیف تر از بتن معمولی مشابه بوده است ولی مجدد ا باید خاطر نشان کرد که بتن تمام سبکدانه شبیه به بتن معمولی وحتی بهتر از آن عمل کرده است.
کار برد بتن سبک با نسبت آب به سیمان کم در ایران ومحدویت های موجود :
به نظر میرسد با شرایط موجود ساخت بتن سبکدانه پر مقاومت با نسبت آب به سیمان کم حتی با مصرف دوده سیلیسی و فوق روان کننده به کمک لیکای ایران مقدور نباشد،مگر این که تغییر اساسی در کیفیت مقاومتی و وزن مخصوص لیکای موجود ایجاد شود.به هر حال با مقاومت های حاصله ونسبت مقاومت به وزن مخصوص عملا کاریردی برای بتن های سبک در کارهای سازه ای پیش بینی نمی شود .مصرف مقادیر قابل توجهی سیمان ،دوده سیلیسی وفوق روان کنند ه هزینه بسیار زیادی را ایجاد خواهد کرد وتحت این شرایط در کارگاه ممکن است صرفا مقاومت های کمتر از MPa 25 حاصل شود که توجیه اقتصادی نخواهد داشت .در استفاده از بتن سبکدانه به مسائل اجرایی به ویژه جداشدگی باید توجه داشت و این نیز می تواند در ایران می تواند مشکلات اساسی را به وجود آورد؛هر چند با استفاده از عیار سیمان زیاد و دود ه سیلیسی این مشکل تا حدودی حل می شود.
هر چند بکارگیری بتن نیمه سبکدانه سازه ای در ایران توجیه نداردهر چند بکارگیری بتن نیمه سبکدانه سازه ای در ایران توجیه ندارد؛اما دو تحقیق جدا گانه نشان داده است بتن تمام سبکدانه نیمه سازه ای که با لیکای ایران ساخته شده ،دوام قابل توجهی را در برابرخوردگی میلگردها از خود نشان داده ومشابه بتن های معمولی و حتی بهتر از آن در شرایط پایداری از خود بروز داده است.لذا شاید بتوان از این نوع بتن در موارد خاصی در حاشیه خلیج فارس و دریای عمان استفاده کرد.
نتیجه گیری :
- بتن نیمه سبکدانه پرمقاومت با استفاده از لیکای مرغوب وسیلیس منبسط شده با مقاومت 28 روزه استوانه ای بیش از MPa50 در دنیا ساخته و مصرف شده است که نسبت آب به سیمان آن معمولا کمتر از 35/0 می باشد.
- عمده کاربرد بتن نیمه سبکدانه پر مقاومت امروزه د رکارهای دریایی و نفتی می باشد.
- دوده سیلیسی وفوق روان کننده از ملزومات تولید بتن سبکدانه پرمقاومت می باشد وعیار سیمان مصرفی معمولا بیش از400و تا حدود kg/m3 550بوده است.
- حداکثر اندازه سبکدانه نقش مهمی را در تغییر مقاومت ایفا می کند و امروزهبرای بتن نیمه سبکدانه پر مقاومت،حداکثر اندازه سبکدانه بین 5/12-5/9 میلی متر می باشد.
- ساخت بتن نیمه سبکدانه پر مقاومت با لیکای ایران حتی با مصرف دوده سیلیسی وفوق روان کننده و بکارگیری نسبت آب به سیمان 25/0 عملا مقدور نمی باشد.
- لیکای ایران از نظر کیفیت مقاومتی و جذب اب نمی تواند مرغوب تلقی شود ولی از وزن مخصوص پایینی برخوردار می باشدو صرفا برای تولید بتن های نیمه سبکدانه سازه ای با مقاومت معمولی می تواند به کار گرفته شود.
- بتن های تمام سبکدانه با نسبت آب به سیمان کم می تواند همانند بتن معمولی مشابه در محیط های خورنده وبه صورت مسلح بکار گرفته شود؛هر چند از مقاومت فشاری پایینی برخوردارمی باشد.
تاریخچه ای از بتن آرمه

• بتن آرمه
• مصالح ساختمانی گوناگونی از دیرباز توسط انسان مورد استفاده قرار گرفته است. در این میان شاید بتوان از چوب، سنگ، فولاد و بتن به عنوان پرمصرف ترین مصالح ساختمانی نام برد. بتن که در حقیقت یک نوع سنگ ساخته دست بشر است، از مقاومت فشاری قابل قبول و مقاومت کششی بسیار پایین (در حدود 10% مقاومت فشاری) برخوردار است. از طرفی در بسیاری از قطعات سازه ای، کشش مستقیم ویا کشش ناشی از خمش ایجاد می شود. به همین جهت برای جبران ضعف مقاومت کششی بتن، ایده ی بتن مسلح ابداع شده است. در این روش، در هر قسمت که قطعه ی سازه ای تحت کشش (کشش مستقیم یا کشش ناشی از خمش) قرار گیرد، از فولاد به عنوان یک ماده ی مقاوم در مقابل کشش ایجاد شده، استفاده میگردد.ک
• اگرچه ایده ی اولیه در ابداع بتن مسلح، اگذاری نقش مقاومت در مقابل تنش های کششی به فولاد بوده است؛ با این وجود فولاد می تواند به عنوان یک عنصر کمکی در تحمل فشار نیز در کنار بتن قرار گیرد. به همین دلیل میلگردهای مسلح کننده در قطعات فشاری نظیر ستون ها و یا حتی در ناحیه فشاری تیرها به عنوان فولاد فشاری نیز به کار رود.
• توجه شود که در یک مقطع بتن آرمه، ممکن است ترک های کششی در ناحیه کششی بتن و در جهت متعامد نسبت به جهت تنش های کششی ایجاد شوند. این ترک ها ممکن است از میلگردهای کششی نیز عبور کرده و تا نزدیکی های تار خنثی بالا روند. با این وجود، معمولا عرض این ترک ها بسیار محدود بوده (کوچکتر از 3/0 میلی متر) و در عملکرد قطعه بتن مسلح دخالت نمی کنند.
سازگاری بتن و فولاد
• بتن و فولاد سازگاری قابل توجهی برای تشکیل یک جسم مرکب دارند که در این میان می توان به موارد زیر اشاره کرد:
• الف- ضریب انبساط حرارتی بتن و فولاد بسیار به هم نزدیک است؛ به همین دلیل تحت تاثیر تغییرات دمای متداول، تنش های قابل توجهی بین آنها ایجاد نمی شود.
• ب- بتن و فولاد چسبندگی بسیار خوبی با یکدیگر داشته و بین آن دو معمولا لغزش اتفاق نمی افتد؛ بنابراین می توانند عملکرد مرکبی با یکدیگر داشته باشند و همانند یک جسم واحد عمل کنند. چسبندگی بسار خوب بین بتن و فولاد، ناشی از چسبندگی شیمیایی بین دو ماده، و نیز ناصافی های سطحی و برآمدگی های آج میلگرد می باشد.
• ج-فولاد ماده ای است که به راحتی در معرض خوردگی شیمیایی قرار می گیرد؛ در حالی که بتن معمولا نفوذ ناپذیری قابل قبولی دارد و می تواند فولاد مسلح کننده را در مقابل خوردگی محافظت نماید.
• د- مقاومت فولاد در مقابل دمای آتش بسیار پایین است؛ در حالی که پوشش بتن که روی میلگرد ها قرار گرفته است، مقاومت بسیار خوبی در مقابل
• اتش سوزی ایجاد می کند.
• پیشینه تاریخی بتن آرمه
• اگر چه گفته می شود سیمان از دیرباز توسط ایرانیان و رومانیان به عنوان یک ماده ساختمانی به کار گرفته می شده است، اما سابقا ثبت سیمان پرتلند به جوزف آسپیدین انگلیسی در سال 1824 بر می گردد. از آن پس بتن غیر مسلح برای سالها به عنوان یک مصالح ساختمانی خوب، تولید شد.
• سابقه استفاده از بتن مسلح به سال 1850 بر می گردد که جوزف لامبوت فرانسوی یک قایق بتنی را که با شبکه ای از سیم های موازی مسلح شده بود، تولید کرد. با این حال اختراع بتن آرمه معمولا به جوزف مونیر فرانسوی نسبت داده می شود. وی در سال 1867، ابداع ساخت حوضچه ها و مخازن بتنی مسلح به شبکه ای از سیم آهنی را برای خود ثبت نمود. از آن به بعد مونیر تا سال 1881،موارد متعددی از کاربرد بتن مسلح را از جمله در ساخت لوله ها و تانک ها، صفحات و دال های مسطح، پل های عابر پیاده، قوس ها، ساختمان ها و اجزاء رابط خطوط آهن به نام خود به ثبت رساند. با این وجود گفته می شود که وی دانش مربوط به رفتار بتن آرمه و یا روش مناسب جهت محاسبات طراحی را نداشته است.
• در آمریکا ویلیام وارد نخستین ساختمان بتن آرمه را در سال 1875 در نیویورک بنا نمود. همچنین تادیوس هیات که در ابتدا یک وکیل بود، در دهه 1850 تجربیاتی را در مورد تیر بتن آرمه انجام داد. وی میله های آهنی را در ناحیه کششی تیر قرار داد و در نزدیکی تکیه گاه آن را به طرف بالا خم کرده و در ناحیه فشاری محار نمود. او همچنین میله های قائمی را در نزدیکی تکیه گاه ها برای تحمل برش به کار برد. هیات در سال 1877 یک کتاب 28 صفحه ای در ارتباط با موضوع تحقیقات خود منتشر کرد.
• همچنین رانسام در دهه 1870 در شهر سانفرانسیسکو مواردی از استفاده از بتن آرمه تجربه نمود. وی در سال 1884، استفاده از میله های آجدار را با پیچاندن میله هایی با سطح مقطع مربعی و به منظور فراهم نمودن چسبندگی بهتر بین فولاد و بتن، به نام خود ثبت کرد. همچنین وی در سال 1890، ساختمان یک موزه دو طبقه به طول 95 متر را به صورت بتن آرمه بنا نمود. این ساختمان در زلزله سال 1906 سانفرانسیسکو و نیز در آتش سوزی متعاقب این زلزله، آسیب جزئی دید که این عملکرد و نیز عملکرد مناسب سایر ساختمان های بتن آرمه در آن زلزله و آتش سوزی متعاقب، منجر به اقبال عمومی به این سیستم جدید ساختمان سازی گردید.
• در سال 1903، تشکیل یک کمیته مشترک از نمایندگان سازمان های علاقه مند در زمینه بتن آرمه در آمریکا، نقطه شروعی برای همگانی کردن دانش طراحی بتن آرمه بود. از آن به بعد در دهه اول قرن بیستم، آزماشات متعددی توسط دانشمندان در آمریکا و اروپا جهت تعیین مقاومت فشاری بتن، و مدول الاستیسیته بتن انجام گرفت. از سال 1916 تا 1935، بیشتر تحقیقات بر ستون های بتن آرمه با بار خارج از محور، شالوده بتن آرمه و نیز مقاومت نهایی تیرها بیشتر مورد توجه محققین قرار گرفت.
• از آن به بعد و تاکنون تحقیقات بسیار زیادی در زمینه رفتار قطعات و سازه های بتن آرمه انجام گرفته است. هزاران رساله کارشناسی ارشد و دکترا در این زمینه در دهه های اخیر به رشته تحریر در آمده است. با این وجود به اعتقاد نگارنده، هنوز ناشناخته های فراوانی در زمینه رفتار اجزاء بتن آرمه وجود دارد. از همین رو در حال حاضر نیز بسیاری از تحقیقات زنده ی دانشگاه های معتبر و مراکز تحقیقاتی دنیا در زمینه اجزاء و قطعات بتن آرمه معطوف می کردد.
• مزایا و معایب بتن آرمه
• مصالح مختلفی مثل فولاد، چوب، مصالح بنایی و بتن ممکن است به عنوان گزینه هایی برای ساخت یک بنا مطرح باشند. این گزینه ها برای بسیاری از سازه های متداول وجود دارند؛ اگر چه در ساخت اسکلت سازه های بلند، ممکن است به فولاد و بتن محدود گردند. با این وجود امروزه بتن آرمه به عنوان یک گزینه قابل اعتماد برای ساخت بسیاری از سازه های کوچک و بزرگ محسوب می گردد؛ به طوری که شاید بتوان از آن به عنوان مهم ترین ماده ساختمانی موجود با کاربردی فراگیر در تمام دنیا نام برد.
• امروزه بسیاری از ساختمان های کوچک و بزرگ، پل ها، سد ها، تونل ها، کانال ها، مخازن و تانک ها، دیوارهای حائل، لوله ها و روسازی ها از بتن آرمه ساخته می شود. موفقیت قابل توجه بتن آرمه نسبت به سایر مصالح ساختمانی و به خصوص فولاد در کاربرد فراگیر آن را می توان مرهون موارد زیر دانست:
1. بتن مقاومت فشاری قابل قبولی در مقایسه با بسیاری از مصالح ساختمانی دیگر دارد.
2. تمامی اجزاء تشکیل دهنده بتن(به جز سیمان) به عنوان مصالح محلیو ارزان قیمت محسوب می شوند. تقریبا در همه جا می توان آب، ماسه و شن را از فواصل نزدیک به محل بتن ریزی حمل نمود که این مساله منجر به سهولت و رغبت بیشتر به بتن، و ارزانتر تمام شدن آن خواهد شد.
3. بتن را می توان به سهولت به هر شکل دلخواه در آورد. با ساختن قالب مناسب، تقریبا هر گونه مقطع سازه ای و شکل معماری را می توان از بتن آرمه تولید نمود. در مقابل، مقاطع فولادی در ابعاد مشخص و در کارخانه تولید می شوند و تولید مقطع خاص از مصالح فولادی گاه مشکل و یا غیر ممکن خواهد بود.
4. بتن مقاومت بسیار خوبی در مقابل آتش دارد.یک ساختمان بتن آرمه می تواند ساعت ها در مقابل آتش سوزی های مهیب مقاومت کند، بدون آنکه فرو ریزد. این مساله فرصت کافی برای مهار آتش و نیز تخلیه ساختمان از نفرات و اموال را فراهم میکند. در مقابل یک ساختمان فولادی در برابر آتش سوزی کاملا ضعیف خواهد بود. فروریزی برج های دوقلوی نیویورک که در واقعه 11 سپتامبر سال 2001 مورد حمله قرار گرفتند، به دلیل اسکلت فولادی آنها بود. چنانچه این برج ها از مصالح بتن آرمه ساخته شده بودند، جان هزاران انسان و نیز میلیون ها دلار ثروت موجود در آنها حفظ می شد.
5. بتن همچنین مقاومت خوبی در مقابل رطوبت و آب دارد. اگر آب در تماس با بتن، حاوی بعضی از یون ها از قبیل یون سولفات و یا یون کلرور نباشد، برای بتن و حتی میلگرد های موجود در بتن، مشکلی ایجاد نمی کند.
6. اجزاء بتن آرمه از صلبیت بالایی برخوردار هستند. به همین دلیل معمولا ساکنان یک ساختمان بتن آرمه در هنگام وزش شدید باد و یا تحرک زیاد همسایگان، لرزه ای را احساس نمی کنند و آرامش آنها حفظ می شود.
7. اجزاء بتنی در مقایسه با سازه فولادی به صورت ذاتی به محافظت و نگهداری کمتری نیاز دارند. به خصوص اگر بتن ریزی به صورت متراکم انجام گرفته باشد و در قسمت های در تماس با هوا از بتن هوادار استفاده شده باشد، پس از شروع بهره برداری از سازه ی بتن آرمه تقریبا نیاز به مراقبت جدی ندارد.
8. بتن در مقایسه با سایر مصالح ساختمانی، عمر بهره دهی بسیار طولانی دارد. تحت شرایط مشخص، یک سازه بتن آرمه می تواند برای همیشه بدون کاهش در ظرفیت باربری مورد استفاده قرار گیرد.این مساله مبتنی بر این واقعیت است که بتن در طول زمان نه تنها کاهش مقاومت ندارد، بلکه با گذشت طولانی زمان با تحکیم بیشتر سیمان، افزایش مقاومت نیز داشت. با این وجود، تاثیر عوامل مخرب محیطی و یون های مهاجم ممکن است دوام بتن را در طول زمان به مخاطره بیندازد.
9. بتن در بعضی از اجزاء سازه ای نظیر پی ها، دیواره های زیر زمین و شمع ها، به عنوان تنها گزینه اقتصادی محسوب می شود.
10. اجرای بتن و سازه ی بتن آرمه در مقایسه با سایر مصالح نظیر فولاد و یا حتی چوب، نیاز به نیروهای اجرایی و کارگران با مهارت بالا ندارد.
ساختمانهای بتن آرمه با شیوه قالبهای تونلی


سیستم موسوم به تونلی، یکی از روشهای مورد استفاده برای اجرای ساختمانهای با سیستم باربر دیوار و سقف بتنی است. از آن جا که اجرای قالببندی سقف و دیوار به صورت سلولی و همزمان انجام میشود به نام تونلی مرسوم است. در سیستم اجرای تونلی، دیوارها و سقفهای بتن مسلح به صورت همزمان آرماتوربندی، قالببندی و بتنریزی میشوند. این روش، ضمن افزایش سرعت و کیفیت اجرا و عملکرد سازهای و رفتار لرزهای مجموعه سازه را به لحاظ یکپارچگی اعضا و اتصالات آنها به نحو چشمگیری بهبود میبخشد.
قالبهای مورد استفاده، به اندازه تقریبی ابعاد فضاها هستند. برای قالببندی یا قالببرداری، نیاز به تبدیل آنها به ابعاد کوچک نیست و با همان ابعاد اولیه و به صورت یکپارچه از فضا خارج میشوند. خروج قالبهای تونلی، پس از بتنریزی دیوار و سقف و گیرش اولیه بتن، با فاصله دادن قالبها از جدارهای بتنریزی شده (قالببرداری) و با حرکت افقی روی چرخ یا غلتک صورت میگیرد. جدارهایی که با استفاده از این روش اجرا میشوند جدارهای اصلی داخلی و بعضی جدارهای خارجی (جانبی) هستند سازه ساختمانهای اجرا شده با سیستم تونلی، سازهای نسبتاً شناخته شده است و از دیدگاه عملکرد لرزهای اشکال عمدهای ندارد. تجربه زلزلههای گذشته رفتار مناسب سازه این ساختمانها را نشان داده است.
در ساختمانهای اجرا شده با این روش، در برخی موارد، برای افزایش سهولت و سرعت اجرا، اجزای غیرسازهای مانند دیوارهای جداکننده، پلهها و پانلهای نما به صورت پیشساخته در نظر گرفته میشوند و پس از تکمیل سازه اصلی، به آن متصل میشود که این امر در مورد سازه پله ها توصیه نمیشود.
ازمزایای این روش:

با انجام مدیریت صحیح در اجرا و با استفاده از فناوریهای روز و به کارگیری فناوری در تسریع گیرش و افزایش مقاومت بتن میتوان سرعت اجرا را به طور چشمگیری افزایش داد. هماکنون، با استفاده از روش تونلی، انبوهسازان با برنامهریزی اجرای یک طبقه در دو روز، مجتمعهای مسکونی بزرگ را میسازد.
ازمعایب این روش:

محدودیت در طراحی فضاهای داخلی است. لازم است طراحی بر طبق محدودیتهای اجرا در خصوص ابعاد قالب و قالبگذاری و به صورت مدولار انجام شود.
در ساختمانهای اجرا شده به روش تونلی، ابتدا آرماتوربندی و تعبیه مسیرهای تاسیسات مکانیکی و برقی در دیوارها انجام میشود و همزمان با این اقدامات، قالببندی بازشوهای موردنیاز برای تاسیسات و در و پنجره اجرا میشود. قالبهای دو طرف دیوار را به صورت پشت به پشت، قالببندی بازشوهای موردنیاز برای تأسیسات و در و پنجره اجرا میشود. قالبهای دو طرف دیوار را به صورت پشت به پشت، قالببندی میکنند و با قرار گرفتن قالبهای متوالی در کنار هم، بدون قالب واسط سقفی یا همراه با آن، مجموعه قالبهای دیوار و سقف را تشکیل میدهند.
در مرحله بعد، آرماتوربندی سقف و جاگذاری مسیرهای برق انجام میشود و قالبهایی برای خالی ماندن محل داکتها و دیگر حفرههای لازم در سقف نصب میشود. در ادامه، بتنریزی سقفها و دیوارها به صورت یکپارچه و در یک مرحله انجام میشود. اجرای جدارهای بتنی پرداخت شده، نیاز به نازککاری بر روی سطوح آنها را برطرف میکند.
مزایای استفاده از سازه های گنبدی بتن آرمه


1) سرعت در ساخت:
گنبدهاي بتن آرمه در مقايسه با ديگر سازههاي قديمي با ابعاد محیطی یا حجم یکسان، سريع تر اجرا ميشوند.
به عنوان مثال:
- اجراي سازه فوقاني يك گنبد بتن آرمه جهت ذخيرهسازي 15 هزار تن غله ظرف مدت 4 هفته.
- اجراي سازه فوقاني يك گنبد بتن آرمه جهت يك مركز چند منظوره ورزشی (ژیمنازیوم) به مساحت 1500 مترمربع ظرف مدت 3 هفته.
سه دليل اصلي چنین سرعتی در اجرا به شرح ذیل می باشد:
1-استفاده از بالن پر شده از گاز هزينه و زمان اجرا را در مقايسه با روش قديمي به نصف تقليل ميدهد.
2-يكي از دلايل خوب پائينآوردن هزينه نيروي انساني، استفاده از shotcrete (پاشيدن بتن) ميباشد.
3-چون اجراي پروژه در داخل بالن انجام ميشود، تاثيرات آب و هوايي در زمانبندي اجرای پروژه تاثیر ندارد.
2) مقاومت و پایداری:
طی قرون متمادی شکل کره به عنوان مقاوم ترین سازه شناخته شده است: پوسته تخم مرغ، خانه اسکیموها، انبارها یا مخازن تحت فشار بالا و غیره.
ساختمانهاي بيضوي ما بهترين مقاومت و پايداري طبيعي را دارا ميباشند.
گنبدهاي بتن آرمه با بهترين مصالح به شرح ذیل ساخته ميشوند:
1-بالن P.V.C مسلح شده با پلی استر (280 گرم بر مترمربع )
2-فوم VETHANE مقاوم در برابر حريق و آتشسوزي (با چگالي 55 كيلوگرم بر مترمكعب )
3-اجراي بتن شات كريت با ميزان سيمان 400 تا 450 كيلوگرم سیمان در هر مترمكعب (يا مشابه آن)
4-می توان از اضافه کردن آنتياسيدها و افزودنی ها به بتن، جهت نگهداری محصولاتی چون فسفات، نيترات و آمونيترات و غيره، استفاده نمود.
3) بهینه سازی:
گنبدهاي بتنآرمه نسبت حجم به سطح را افزايش ميدهد.


4) عايق حرارتي (VETHANE):
عايق حرارتي، در دوره كيورينگ و عملآوري بتن، آن را در شرايط ايدهآل نگه ميدارد. همچنين بتن تحت تاثير شرايط جوي و نوسانات دمای هوا در روز يا شب قرار نگرفته و عملآوري بتن نيز در محيط بسته و با رطوبت هوا اتفاق ميافتد. شایان ذکر است در این حالت سازه بتن آرمه از شوک های حرارتی مصون بوده و مقاومت خوبی در مقابل ترک پیدا می کنند. همچنین در بیشتر موارد این عایق حرارتی جمع شدگی های سطح بتن را حذف می نماید.
ضخامت فوم VETHANE حداقل 50 ميليمتر ميباشد. البته ما ميتوانيم اين ضخامت را با توجه به كاربرد آن در سردخانهها، اماكن مذهبي، مدارس و غيره افزايش دهيم.
5) خاصيت ضد آب (waterproof):
ضد آب بودن سازه از اولين مراحل اجرا با باد شدن بالن ایجاد می شود. بالن پس از ساخت سازه در جای خود باقی می ماند و باعث سختی و مقاومتی مضاعف به شرح ذیل می شود:
-مقاومت در برابر آب
-مقاومت در برابر هوا در یک شرایط جوی کنترل شده (اکسیژن، ازت، دی اکسید کربن، خشکی هوا و غیره)
6) هزينه پائين تعميرات و نگهداري:
سطح خارجي گنبد بتن آرمه كاملاً صيقلي بوده و به راحتي تميز می گردد و بنابراين هيچگونه خوردگي يا زدگي نميتواند روي اين گنبد بتن آرمه ايجاد شود.


7) زیبایی:
بجز بخشی از مزاياي سازه های گنبدی كه عنوان شد، زیبایی و ظرافت این سازه ها نیز از دیگر مزایای قابل ذکر است.
8) تنوع:
گنبدهاي بتن آرمه كه جهت ذخيرهسازي بكار ميروند اغلب مجهز به درهاي بزرگي هستند كه اجازه ورود لودرهاي بزرگ جهت بارگيري را می دهند. در طي فصول غيركاري ميتوان از آنها به عنوان انبار مواد دیگر استفاده نمود. همچنین گنبدها می توانند دارای پنجره یا سقف شیشه ای نیز باشند.


9) سازگاری:
هیچ استانداردی برای اندازه گنبدها تعیین نشده است. ولی شکل گنبدها می تواند از 4/3 کره تا 3/1 کره و دارای قطرهای 6 الی 85 متر باشد.

مطالب مشابه ...










مقاله های بتن آرمه

۲۲-۱۱-۱۳۹۰ ۰۳:۵۲ عصر
جستجو یافتن همه ارسال های کاربر اهدا امتیازاهدای امتیاز به کاربر پاسخ پاسخ با نقل قول

برای بروز رسانی تاپیک کلیک کنید


مطالب مشابه ...
موضوع: نویسنده پاسخ: بازدید: آخرین ارسال
  [مقاله] مقاله:اثرات MTBE در آلودگي منابع آب سکوت تلخ 1 221 ۵-۱۱-۱۳۹۳ ۱۱:۰۱ صبح
آخرین ارسال: سکوت تلخ
  گرایش عمران آب-مقاله سد های زیر زمینی سکوت تلخ 10 992 ۱۰-۲-۱۳۹۳ ۰۲:۴۶ عصر
آخرین ارسال: سکوت تلخ
  مقاله نماز شناسی سکوت تلخ 29 656 ۴-۲-۱۳۹۳ ۰۶:۰۵ عصر
آخرین ارسال: سکوت تلخ
  مقاله های تربیتی - آموزشی سکوت تلخ 11 446 ۴-۲-۱۳۹۳ ۰۵:۵۷ عصر
آخرین ارسال: سکوت تلخ
  مقاله:پدیده های انتقال( انتقال جرم، حرارت ...) سکوت تلخ 25 945 ۳-۲-۱۳۹۳ ۰۴:۵۱ عصر
آخرین ارسال: سکوت تلخ
  مقاله(مهندسی شیمی): انرژی، احتراق، ایمنی، خوردگی، HSE سکوت تلخ 25 435 ۳-۲-۱۳۹۳ ۰۴:۴۱ عصر
آخرین ارسال: سکوت تلخ
  جامع ترین مقاله در مورد دانستنیهای جزئی پزشکی2 سکوت تلخ 37 680 ۳-۲-۱۳۹۳ ۰۴:۳۰ عصر
آخرین ارسال: سکوت تلخ
  مقاله جامع در مورد بیماری های عصبی و مغزی و مشاوره سکوت تلخ 10 261 ۳-۲-۱۳۹۳ ۱۲:۳۸ عصر
آخرین ارسال: سکوت تلخ
  مقاله:تحلیل جامعه شناختی از مسکن شهری در ایران سکوت تلخ 10 589 ۳-۲-۱۳۹۳ ۱۲:۳۰ عصر
آخرین ارسال: سکوت تلخ
  مقاله کامل هماتو،لنف،قلب و عروق سکوت تلخ 583 4,365 ۲-۲-۱۳۹۳ ۰۷:۰۹ عصر
آخرین ارسال: سکوت تلخ

پرش به انجمن:

کاربرانِ درحال بازدید از این موضوع: 1 مهمان