امروز: جمعه 28 دی 1397
دسته بندی محصولات
بخش همکاران
دسته بندی صفحات
لینک دوستان
بلوک کد اختصاصی

دانلود مقاله اختلاط بتن از انتخاب مصالح اولیه تا سازه نهایی مشكلات سه راه

دانلود مقاله اختلاط بتن از انتخاب مصالح اولیه تا سازه نهایی مشكلات سه راه دسته: عمران
بازدید: 1 بار
فرمت فایل: doc
حجم فایل: 24 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 33

مقاله حاضر امیدوار است با نشان دادن كم كاری در زمینه ساخت و ساز با بتن بتواند خوانندگان را در پیشبرد راهكارهای مختلف یا حداقل در نگرش دوباره به قصور در بتن كمك كند

قیمت فایل فقط 7,700 تومان

خرید

توضیحاتی درباره نویسنده مقاله:

آدام نویل یكی از نویسندگان معتبر در رابطه با فن آوری بتن در سطح بین المللی است. وی دارای مدارك.MSC.PHD و DSC  از  دانشگاه لندن و همچنین مدرك DSC از دانشگاه لیدز است. در دوران كار حرفه ای بلند و بر جسته اش، او مهندس هیدرو الكتریك و ایستگاههای نیروی هسته ای بوده، و در دانشكده های زیادی به عنوان ریاست گروه مهندس عمران دانشگاه لیدز، عضو هیئت مؤسس مهندسی و تحقیقات فارغ التحصیلی دانشگاه كالگری ( كانادا) و ریاست دانشگاه داندی در اسكاتلند خدمت كرده است. از سال 1987 دكتر نویل مشاور در امور بتن و سازه بوده و تجربیات قابل توجهی نیز به عنوان یك متخصص در ایالات متحده كپ كرده است. وی نویسنده بیش از 250 مقاله فنی و همچنین نه كتاب درباره بتن، تحلیل سازه و مترهای استاتیك بوده است، معروف ترین كتاب او به نام ویژگی های بتن، به سیزده زبان ترجمه شده و بیش از نیم میلیون نسخه از آن در جهان فروخته شده است. آخرین كتاب او ( 2003 ) به نام نویل و بتن- آزمون انواع رفتارهای بتن است.

سوتیتد:

اكثر مقالات درباره بتن روی یكی از خصوصیات آن توجه دارند، بنابر این تصویر مبهمی از اهمیت پارامترهای گوناگون برای رسیدن به یك سازه بتنی خوب، ارائه می دهند. موضوع این مقاله این است كه این هدف با بكارگیری رشته ای عملیات یكپارچه قابل دسترس است و هر كدام از این  عملیات ها بطور خلاصه بررسی شده اند. موارد ذكر شده عبارتند از سیمان در عصر حاضر، انتخاب مواد اولیه برای مخطوط كردن  بتون، استفاده از بیندرها ( ملات) مانند خاكستر بادی و دوده سیلیسی، بتن خود سفت شد و سازه پایدار مقاله حاضر همچنین نگاه هایی به جنبه های خاص بتن پیش ساخته دارد.

متن:

تمام مقالات بتن تنها یك هدف دارند:‌  دستیابی به یك سازه رضایت بخش،‌ یعنی سازه ای كه سالم و پایدار باشد. متأسفانه با وجود انتشار هزاران مقالات پژوهشی در سال، در بسیاری از سازه ها،‌ به خوبی كه باید باشد نیست. این مقاله قصد دارد تا به توضیح این وضعیت بپردازد.

مقاله حاضر امیدوار است با نشان دادن كم كاری در زمینه ساخت و ساز با بتن بتواند خوانندگان را در  پیشبرد راهكارهای مختلف یا حداقل در نگرش دوباره به قصور در بتن كمك كند.

بنابراین از صمیم قلب از هر گونه كلمات و الفاظ تندی كه بكار برده ام، پوزش می طلبم. این مقاله یك جنبه خاص دارد كه آن را از دیگر مقالات متمایز می كند و به یك موضوع می پردازد و اهمیت آن را نشان می دهد، این مقاله تمام زوایای ساخت بتن را نشان می دهد.

ماهیت مساله

چرا بتن در بسیاری از سازه ها به خوبی كه باید باشد نیست؟ اول اینكه یك سری تحقیقات دانشگاهی نامتجانس در شرایط مفید واقعی و روی نمونه های مصنوعی برای پژوهش در آزمایشگاه انجام می شوند و از طرفی این آزمایش ها توسط افرادی بعمل می آیند كه هیچ تجربه ای از شرایط واقعی در زندگی ندارند. در تجربیات آنها، رشته متغیرها بسیار محدود است شرایط آسیب رسان بطور غیر واقعانه ای مبانعه می شوند تا رسیدن نتیجه سرعت داشته باشند، از تغییر شكل در بتن بر اثر انقباض یا دم هم با استفاده از نمونه های كوچك و دیگر محدویت های ساختگی جلوگیری می شود.  بیشتر دانشگاهیان علاقه ای به تحقیق و بررسی  در یك پروژه واقعی ندارند و ترجیح می دهند در یك آزمایشگاه با تهویه هوای عالی بمانند و چكمه و كلاه ایمنی بپوشند.

دوم اینكه دانشجویان دوره لیسانس مهندسی عمران كمتر چیزی در باره بتن به عنوان یكی از مصالح یاد گرفته اند. بنابر این وقتی پس از فارغ التحصیلی و شروع به كار با مهاسبات طراحی بخصوص محاسبه به حالت كامپیوتری درگیر می شوند. كمیت های  ثابتی برای خصوصیات بتن در نظر می گیرند. كمیت هایی چون ضریب ارتجاعی، جمع شدگی بتن در اثر از دست دادن آب، ضریب خزش، انبساط حرارتی و دیگر كمیت ها، آنها به ندرت از خود درباره اینكه آیا یك مخلوط واقعی با كمیت های در نظر گرفته شده با محاسبات طراحی مطابقت دارند یا خیر، سئوال می كنند. در واقع كمتر كسی به اینطور سازگاری ها توجه دارد.

سوم اینكه رویهمرفته، نیروی كار در تولید بتن كه شامل پیمانه كردن، مخلوط كردن، حمل و نقل، بتن ریزی، متراكم كردن، پرداخت و پروراندن بتن است، از نیروهای كار در دیگر زمینه ها از قبیل چوبكاری، نجاری، كارهای الكتریكی، لوله كشی یا حتی آجر چینی، تحصیلات و دوره های آموزش كمتری دارند.

منظورم این نیست كه همه بتن كارها بی كفایت هستند. هر قدم در تولید بتن می تواند در محصول نهایی تأ ثیر مستقیم بگذارد. بنابر این بسیاری از سازه های بتنی كامل نیستند و به همین خاطر مدت اندكی پس از تكمیل سازه  احتیاج به تعمیر و باز سازی  پیدا می كنند.

شاید استباه كوچكی در كار باشد. كیفیت كار نه تنها به شایستگی  نیروی كار، بلكه به كیفیت و وقت در نظارت نیز بستگی دارد. وقتی جوان بودم، مهندس ناظری سراغ داشتم كه اغلب تمام وقت كار می كرد و با چشمان تیز بین كه داشت جلوی هرگونه شلختگی و ناهماهنگی در كار را می گرفت. چنین نظارتی گران بود. اما قیمت هایی كارفرما به قدری بود كه هزینه ها را پوشش دهد. رقابت شدید در پروژه های طراحی  به همراه نسخ قیمت های مصوب، باعث كاهش قیمت ها شد و اولین قدم در صرفه جویی مالی، صرفه جویی در نظارت بود.

پروسه بی عیب ونقص

موضوع تمام گله و شكایت من این است كه دستیابی به یك بتن خوب باید یك پروسه بی عیب و نقص باشد. گاهی اوقات ایراد در كار دیده می شود، گاهی هم مخفی است و كسی از آن چیزی نمی داند تا اینكه اتفاقی بیافتد و تحقیقات پس از آن شروع شود.

در زمینه بتن های تقویت شده و پیش تنیده، معلوم كردن اینكه درون هر قطعه چطور است مشكل  می باشد بخصوص پس از گذشت زمان، درساده ترین نوع یك بزرگراه یا یك پیاده رو، به ندرت ضخامت بتن كنترل می شود، یا اینكه اخیراً‌ روشهای الكترونیكی نوینی برای این كار در دست است. سیستم های قدیمی مغزه هی مخرب هستند.

باز بینی  درجه تراكم و میزان كمبود بافت كندویی یا حفره های ریز هوا رایج نیستند، فقط  بخاطر اینكه آسان نبوده و وقت گیر هستند. با اطمینان از اندازه صحیح میلگردها، می توان پی به وضعیت میلگردهای تقویتی برد. اما پس از آن هم الزاماً مطمئن نیستیم كه فولاد مناسب استفاده شده است یا خیر. موقعیتی را سراغ داشتم كه در آن كد گذاری فولاد بوسیله رنگ ها اشتباه شده بود و در نتیجه از شماره فولاد اشتباه استفاده شده بود.


بتن با تكنیك ضعیف

بتن یكی از آن مصالح عجیب و غریب است كه هم تكنیك بالای آن هست و هم تكنیك پائین آن، این مثل یك تضاد است چون بتن از ساده ترین مصالح است و یك فرد خیابانی هم بدون داشتن كمترین دانش فنی می تواند آن را درست كند. بتن مصالحی است كه انتظار می رود خصوصیات منحصر بفرد خود را داشته باشد. این یك پیشرفت است كه در زمان زندگی من اتفاق افتاده است و چنین پیشرفتی الزاماً نمی تواند نتیجه معكوس داشته باشد مثلاً با تغییر ماشین آلات كمتر از یك قرن پیش این ماشین ها هستند اما به اندازه وزنشان به قیمت طلا می ارزند. همه ساله صدها میلیون ماشین وارد بازار می شوند كه بصورت خارق العاده ای توسط ابزار الكترونیكی كنترل شده و با روباتهای كوچك و بزرگ اجرای كار می كنند.

البته ما هنوز در موقعیت مدرنی نیستیم كه سیستم فقط شامل یك انسان و یك سگ باشد. چرا سگ؟ چونكه به انسان اجازه دخالت در كار ماشین را ندهد. و چرا یك انسان؟ چون به سگ غذا دهد.

اجازه دهید تا تغییرات در بتن را با دقت شرح دهم. روزهایی را به یاد دارم كه بتن با قوطی های 1 فوتی پیمانه می شدند و این قوطی ها با شن یا قلوه سنگ یا سیمان پر می شدند. در واقع یك كیسه 5/42 كیلویی حدود 028/0 متر مكعب سیمان داشت. در یك كار كوچك، پیمانه كردن با یك بیل انجام می شد: كمی سیمان، كمی شن و كمی قلوه سنگ. اصل و مبدإ مخلوطهای 1:2:4 یا 3: 5/1 :1 همین روش است.

این مصالح احتیاج به شن تمیز وگرد، و قلوه سنگ های ریز كه از نزدیك ترین رودخانه تهیه می شوند، داشتند. در صورت امكان جدا سازی قلوه سنگ های بزرگ از كوچك بسیار خوب بود. آب نیز برای تولید مخلوطی كه تراكم را ساده كند اضافه می شد.

نكته قابل توجه این است كه این نسبت 5/0 آب - سیمان نسبت خوب  و مناسبی بود و بطور قابل ملاحظه ای بتن خوبی  از آب در می آمد. بعضی قطعات مانند دیوارها، كف ها وحتی تیرهای پل ها تا امروز باقی مانده اند.

به نسبت آب - سیمان (w/c ) اشاره كردم. این موضوع در دهه دوم قرن بیستم توسط آبراند در ایلات متحده و فرت در فرانسه گسترش یافت، اما این نسبت یك پارامتر كار بردی نبود. در واقع به نظر من امروز نسبت w/c نمی تواند یك پارامتر ابتدایی به شمار آید. این حرفها شاید من را مورد لعنت و استهزاء همه قرار دهد ولی در قسمتهای بعدی دلایلم را ارائه خواهم داد.

تمام اینها در باره سیمان با تكنیك پایین بود. با اینكه امروزه بتن را بصورت فله پیمانه نمی كنیم اما برای مقاصد زیادی از این طریق بتن رضایت بخش تولید می شود. من این بتن را بتن با تكنیك پایین نام گذاری كرده ام.


بتن با تكنیك بالا

حال از بتن با تكنیك بالا انتظار می رود تا ویژیگیهای مخصوص لازم برای كاربردهای مختلف را داشته باشد. این ویژگی ها عبارتند از: حداقل مقاومت منشاری در بتن با سن كم، ضریب انبساط حرارتی ویژه نرخ پایین تولید حرارت ( مربوط به هیدراسیون سیمان كه دمای كنترل شده ایجاد می كند). ضریب ارتجاعی خاص،‌ ویژگیهای خزش خاص یا بزرگی انقباص محدود تحت شرایط آزمایشگاهی. سه ویژگی مهم اخیر مربوط به بتن پیش تنیده هستند. لیست فوق را می توان برای ضریب خاصی چون یخ زدن و ذوب شدن و همچنین برای مقاومت در برابر حمله عوامل خارجی تعمیم داد.

تمام فاكتورهای فوق قابل دسترس هستند چرا كه درسالهای میانی قرن بیستم كارهای علمی زیادی صورت گرفت كه بیشتر آنها در ایالات متحده انجام شدند و این آزمایش ها زمینه درك بهتری از ویژگی های فیزیكی و شیمیایی سیمان پر تلند وبتنی كه از این سیمان در آن استفاده شده است را دارند. در نتیجه، ما قادر بودیم ویژگی هایی برای سیمان پر تلند وضع كنیم. بعداً درباره الزامات لازم برای شن و ماسه صحبت خواهم كرد.

ویژگی های دقیق سیمان

اینجا به یك مشكل پایه ای برخورد می كنیم می دانیم كه سیمان پر تلند مورد نیاز ما باید

C3S ،C2S وC3A و مرغوبیت داشته باشد، اما ما می توانیم چنین سیمانی بخریم ! یا بهتر بگویم وقتی سیمان می خریم می دانیم چه چیزی خریده ایم؟ پاسخ منفی است، و این اولین تضاد بین انتظارات از سیمان با تكنیك بالا و واقعیت است.

شاید بعضی از خوانندگان از ادعای بالا تعجب كرده و با خود بگویند كه سیمان پر تلند دسته بندی ASTM از 1 تا 4 دارد و همچنیم یك دسته بندی اروپایی دوازده نوع سیمان پرتلند دارد.

البته این درست است اما دسته بندی های استاندارد بیش از این گسترده هستند به عنوان مثال الذامات تركیبات ASTMC-SO-O4 عبارتند از: Sio2 ،Al2o3 ،Fe2o3 وMgo ، كه این تركیب هم در سیمان درجه 1 و هم در سیمان درجه III رعایت می شود. و همچنین دو سیمان

1- انجمن آزمایش و مصالح امریكا - مترجمه

درجه III می تواند تفاوت های فاحشی با هم داشته باشد. علاوه بر این یك سیمان درجه 1 خاص شاید C3S بیشتر از یك سیمان درجه III  داشته باشد. نباید تعجب كرد وقتی كه دو بتن از یك سیمان درجه III ساخته شده باشند و در آخر با هم تفاوت زیادی پیدا كنند.( سیمان درجه III اغلب در صنعت بتن پیش ساخته استفاده می شود).

ادعای من می تواند با اشاره به اینكه می توانیم ویژگی های سیمانی كه خریداری می كنیم. را سفارش سیمان با ویژگی های جواب داده شود. اول از همه اینكه معلوم كردن نوع سیمان به منزله سرهای وزنی و بزرگراههای عظیم محقق شود. در واقع سیمان مثل سیمان ASTM e183-o2 ، به گفته مؤسسه استاندارد و نمونه برداری سیمان آبی، هرگز به خوبی فروش نرفته است

دوم اینكه وقتی از تولید كننده سیمان درباره لیست تأیید شده ای از خصوصیات  سیمان مورد معامله، سئوال می كنیم، این گواهی به هیچ عنوان با سیمانی كه به سایت یا پروژه ها آورده می شود، مطابقت ندارد. علاوه بر این اصلاً معلوم نیست كه سیمان در چه روزی تولید شده و به كدام سیلو متعلق است. در كل چیزی جز یك نظر كلی در باره ویژگی های سیمان مورد نظر نخواهیم داشت.

تمام موارد ذكر شده در فوق انتقاد از روش های موجود تولید وتأمین سیمان پر تلند نیست، بلكه بازتاب حقیقی است كه می گوید سیمان یك مصالح ارزان قیمت است و هرگونه دقت در تولید بهتر آن به گرانی محصول منجر خواهد شد. علاوه براین، سیمان تولید شده در یك كارخانه شدیداً تحت تأیید مواد خام اولیه و حتی سوختی است كه در كوره استفاده شده است. سوخت همانقدر مهم است كه سولفات دركلینكر سیمان، چون قابلیت حل سولفاتها، سازگاری سیمان با روان كننده ها را تحت تأثیر قرار می دهد.

مشكلات مربوط به سیمان

تاكنون من در مورد محدودیت ویژگی های دقیق سیمان پر تلندی كه به شخص تحمیل می شود تا مخلوط بتن خود را تهیه كند،‌ صحبت كرده ام. امروزه، سیمان پر تلند كمتر به عنوانیك ملات استفاده می شود بلكه این سیمان از اجزای لازمه ملات است. دلایل زیادی دارم، از جمله: اول اینكه،‌ با استفاده از ملات های افزودنی كه از مصالح سیمانی هستند،‌ ویژگی های مصالح سیمانی تركیب شده بسیار با هم متفاوت خواهند بود. ما قادریم تا نرخ پیشرفت گرمای هیدراسیون و افزایش دمای بتن را پایین بیاوریم و در نتیجه را در برابر بعضی حملات شمیایی كاهش دهیم.

دوم اینكه،‌ بسیاری از مصالح سیمانی افزودنی یا طبیعی هستند یا در پروسه تولید دیگر مصالح بدست می آیند ( مانند روبارة‌ آهن گدازی، كه در تولید آهن حاصل می شود) و یا از محصولات هرز هستند ( مانند زمه خاكستر كه در سوختن زغال سنگ در نیرو گاه بدست می آید). بنابراین این مصالح در طبیعت وجود دارند و لازم نیست كه حتماً تولید شوند، و مقادیر زیادی از انرژی را اتلاف كنند. این صرفه جویی در انرژی است كه درنهایت منجر به سود اقتصادی می شود. از طرفی  مصرف نرمه خاكستر مشكلات زیست محیطی بوجود می آورد.

سوم اینكه، شاید اینطور تلقی شود كه این مصالح دور ریختنی باید ارزانتر از سیمان تولید شده باشند، اما اغلب اینطور نیست.

فایل ورد 33 ص

قیمت فایل فقط 7,700 تومان

خرید

برچسب ها : اختلاط بتن , انتخاب مصالح اولیه , سازه نهایی , مشكلات سه راه

نظرات کاربران در مورد این کالا
تا کنون هیچ نظری درباره این کالا ثبت نگردیده است.
ارسال نظر