تکنولوژي بتن
1401/09/20 11:04فصل قبل
هدف: شناخت و آشنايي با خواص بتن و نحوه صحيح ساخت و کاربرد آن
سرفصل:
مقدمه: تعريف بتن، اهميت آن، تفاوت‌هايي با مصالح مختلف به‌ويژه فولاد
سيمان و انواع آن: شيمي سيمان، خلاصه‌اي از روش توليد، خواص فيزيکي، شيميايي و مکانيکي سيمان، آزمايش‌هاي سيمان، خواص و کاربرد انواع سيمان‌ها
سنگ‌دانه: طبقه‌بندي کلي، خواص فيزيکي و مکانيکي نظير وزن مخصوص، جذب آب، تخلخل، شکل و بافت و ابعاد و دانه‌بندي و مقاومت، ناخالصي‌ها در سنگ‌دانه و اثرات آن
آب: خواص آب مناسب براي ساخت و عمل‌آوري بتن، اثر کمي و کيفي آب بر خواص بتن
مواد افزودني: خواص و کاربرد مواد افزودني تسريع‌کننده گيرش کندگير کننده، کاهش دهنده‌هاي آب (روان‌کننده و فوق روان‌کننده)، حباب هواساز در بتن
خواص بتن تازه: تعريف کارايي، آزمايش‌هاي تعيين کارايي، نقش مواد بتن در کارايي، آب انداختن، جدايي مواد از يکديگر
اجراي بتن: روش‌هاي ساخت بتن، حمل و ريختن و تراکم بتن
طرح اختلاط بتن: طرح بتن با روش‌هاي مختلف کارگاهي و آزمايشگاهي
عمل‌آوري بتن: شيوه‌هاي مختلف عمل‌آوري و نقش آن در خواص بتن، روش‌ها و مراقبت‌هاي لازم در شرايط بتن‌ريزي در هواي گرم و يا سرد
خواص بتن سخت شده: آزمايش‌هاي بتن سخت شده، مقاومت‌هاي فشاري، کششي و خمشي بتن، چسبندگي بتن و آرماتور، ضريب ارتجاعي بتن، جمع‌شدگي بتن، خزش بتن و نقش عوامل مختلف در آن
خرابي‌ها و دوام بتن: مختصري از خرابي‌هاي شيميايي و فيزيکي در بتن، روش‌هاي پيشگيري و شيوه‌هاي مختلف افزايش دوام بتن
انواع بتن و کاربرد آن‌ها: بتن سبک، بتن سنگين، بتن پيش‌ساخته، بتن با مقاومت زياد، بتن پليمري، بتن اليافي، بتن فروسيماني
سرفصل: سيمان
نمونه 17- مطلب درسي: مقدمه در خصوص سيمان
به هر ماده چسباننده‌اي سيمان اطلاق مي‌شود. لکن به ماده چسباننده مصالح سنگي در بتن، سيمان هيدروليکي و اصطلاحاً سيمان گويند.
سيمان، چسبي است که پس از مخلوط شدن با آب به‌صورت دوغاب سيمان يا خمير سيمان دور دانه‌ها را آغشته و آن‌ها را به هم مي‌چسباند؛ لذا نقش سيمان در بتن صرفاً چسباندن دانه‌ها به يکديگر بوده و به خودي خود تأثيري در مقاومت و باربري ندارد. [1]ولي بدون اين چسبندگي، مقاومت مصالح محقق نمي‌شود. در جامعه بشري نيز افراد، حکم دانه‌هاي پراکنده را دارند که عاملي بايد آن‌ها را به هم پيوند دهد. اين عامل، فرهنگ جامعه است اموري مانند زبان، آداب و رسوم و باورهاي مشترک به مثابه چسبي است که افراد گوناگون را با تفاوت‌هايي که دارند به هم مرتبط مي‌کند؛ اگر اين عامل از بين برود جامعه دچار گسست شده و مقاومت خود را در مقابل بيگانگان از دست مي‌دهد. اين موضوع همان‌گونه که در مورد مردم يک کشور صدق مي‌کند در مورد پيروان يک دين هم صدق مي‌کند. ازآنجا، مردم مسلمان که يک جامعه (و به تعبير ديگر يک امت) را تشکيل مي‌دهند نياز به نقاط مشترک دارند که باورها و آداب ديني مشترک ازجمله آن است و حتي اگر دستور داده شده است همه مسلمانان، قرآن و نماز را به زبان عربي بخوانند براي ايجاد پيوند بيشتر است[2] وگرنه براي گفتگوي با خدا، زبان عربي به خودي خود نقشي ندارد.
سرفصل: اختلاط بتن
نمونه 18- مطلب درسي: طرح اختلاط بتن
طرح مخلوط بتني به اين مفهوم است که با چه نسبتي اجزاي بتن (سيمان، آب، شن و ماسه) را مخلوط کنيم تا بتن ساخته شده به خواص مشخصي دست يابد. معمولاً در طرح مخلوط بتن، سه مسئله مطرح است:
رسيدن به مقاومت موردنظر
تأمين دوام کافي
رسيدن به اسلامپ (کارايي) مورد نظر
براي دستيابي به بتن با مشخصات مورد نظر، بايد مواد متشکله بتن يعني شن، ماسه، آب و سيمان با نسبت (وزني يا حجمي) مشخصي با هم مخلوط شوند. چنانچه اين نسبت به ميزان مناسبي با توجه به مصالح مورد استفاده صورت نگيرد، بتن داراي کيفيت مناسب نخواهد بود. اصولاً در هر زمينه‌اي رعايت اندازه و نسبت مناسب از اهميت زيادي برخوردار است، خداوند نيز در آفرينش رعايت اندازه را نموده است و مي‌فرمايد: «إِنَّا کلَّ شَيءٍ خَلَقْنَاهُ بِقَدَرٍ» بدون شک ما هر چيزي را به اندازه آفريديم[3].
علاوه بر اين، مشخصات مواد و مصالح تشکيل‌دهنده بتن (مانند تخلخل سنگ‌دانه‌ها، نوع سيمان و آب)، ساختار و کيفيت بتن را تعيين مي‌کنند و ساختار و کيفيت بتن ناشي از مواد بکار رفته در آن است. همان‌گونه که شخصيت و ساختار وجودي انسان نيز از مجموعه‌ي عادات، باورها و سبک زندگي او شکل مي‌گيرد. البته زماني که شخصيت انسان شکل گرفت، عملکردهاي بعدي او بر اساس ساختار شخصيتي او صورت مي‌گيرد. خداوند در قرآن مي‌فرمايد: «قُلْ کلٌّ يعْمَلُ عَلَي شَاکلَتِهِ»، هر کس بر طبق ساختار و خلق و خوي خود عمل مي‌کند. [4]
جهت مطالعه بيشتر:
اصولاً هر چيزِ مخلوط و مرکب، وقتي به خواص مطلوب خود مي‌رسد که اجزاي متشکله آن از نسبت صحيح برخوردار باشد. به‌عنوان مثال اگر زندگي روزانه خود را يک مخلوط در نظر بگيريم، زماني موفق خواهيم بود که بخشي را به کار، بخشي را به عبادت و بخشي را به تفريح و استراحت و تجديد قوا بپردازيم و اگر اين نسبت را رعايت نکنيم، آسيب مي‌بينيم و به هدف نمي‌رسيم.
حتي در امور مهمي مانند دين، اجزاء اصلي آن بايد به نسبت معين وجود داشته باشد. دين اسلام از سه عنصر عقايد، اخلاق و احکام تشکيل شده است و اگر يکي از اين سه عنصر وجود نداشته باشد، دين، خواص مورد انتظار را نخواهد داشت.
سرفصل: آب اختلاط بتن
نمونه 19- مطلب درسي: خواص آب مناسب براي ساخت و عمل‌آوري بتن، اثر کمّي و کيفي آب بر خواص بتن
به‌طور کلي آب بکار رفته در ساخت بتن بايد عاري از هرگونه ناخالصي مضر باشد يا به عبارتي ديگر قابل شرب باشد. در يک ملاحظه کلي مي‌توان گفت آبي براي ساخت بتن مناسب است که داراي خواصي مشخص از نظر درصد کربنات‌ها، کلرورها و غيره باشد. استفاده از آب نامناسب در ساخت بتن باعث مشکلاتي از جمله تأخير در زمان گيرش، کاهش مقاومت نهايي بتن، خوردگي ميلگردها و ايجاد لکه روي سطح بتن خواهد شد.
آب پاک و خالص در زندگي انسان‌ها نقش بسياري دارد و از نعمت‌هاي مهم خداوند است. اگر آب شيرين و قابل شرب در دسترس ما انسان‌ها نبود چه مي‌کرديم؟
«لَوْ نَشَاءُ جَعَلْنَاهُ أُجَاجًا فَلَوْلَا تَشْکرُونَ؛[5] اگر بخواهيم آن (آب) را شور مي‌گردانيم. پس چرا سپاس خدا نمي‌گذاريد؟»
سرفصل: عمل‌آوري بتن
نمونه 20- مطلب درسي: نقش عمل‌آوري در خواص بتن و روش‌هاي عمل‌آوري
عمل‌آوري به مفهوم مراقبت از بتن حداقل به مدت 7 الي 10 روز تا رسيدن بتن به مقاومت موردنظر است.
در مراقبت از بتن [عمدتاً] دو مسئله مورد توجه است: 1- رطوبت کافي و مناسب 2- دماي خوب و کافي.
مراقبت از بتن را مي‌توان به طرق مختلف انجام داد که استفاده از هر يک از اين روش‌ها با توجه به نوع سازه بتني، امکانات و شرايط کار متفاوت بوده و بستگي به نظر مهندس کارگاه دارد.
همان‌گونه که بتن نياز به مراقبت دارد تا به مقاومت موردنظر برسد، ما انسان‌ها نيز بايد مراقب خودمان باشيم تا به هدف برسيم منتهي مراقبت از بتن با مراقبت از خود دو تفاوت عمده دارد، يکي آنکه مراقبت از بتن در زمان محدودي لازم است (مراقبت از بتن نيز محدود به زمان کوتاه مربوط به عمل‌آوري نيست و به عوامل معدد ديگري نيز مرتبط است، از جمله شرايط جوي، خاک و يا آب مجاور و...) اما مراقبت از خود هميشه لازم است و تا پايان عمر ادامه دارد و دوم آنکه مراقبت از بتن عمدتاً به چند مورد محدود مي‌شود در حالي که مراقبت از خود شامل موارد پيچيده و متعددي (مانند مراقبت از فکر و دل، چشم، زبان، گوش، هم‌نشين و...) مي‌شود.
جهت مطالعه بيشتر:
در رابطه با مراقبت از خود خداوند در آيه 105 سوره مائده مي‌فرمايد: عَلَيْکُمْ أَنْفُسَکُمْ (بر شما باد خودتان) يعني مراقب خودتان باشيد.
امام هفتم حضرت موسي‌بن‌جعفر g فرمودند: «از ما نيست کسي که هر روز حساب خود را نکند، پس اگر کار نيکي کرده است از خدا زيادي آن را بخواهد، و اگر بدي کرده، از خدا آمرزش طلب نموده و به سوي او توبه نمايد» [6].
ضمناً لازمه مراقبت هميشگي از خود آن است که انسان هميشه مراقب دشمن قسم‌خورده خود يعني شيطان باشد که خداوند در قرآن کريم مي‌فرمايد او مرحله‌به‌مرحله، و گام‌به‌گام انسان را به سمت انحراف مي‌برد: «لا تَتَّبِعُوا خُطُواتِ الشَّيطانِ إِنَّهُ لَکمْ عَدُوٌّ مُبينٌ» (اي اهل ايمان!) از گامهاي شيطان پيروي نکنيد که او نسبت به شما دشمني آشکار است» [7].
سرفصل: مواد افزودني بتن
نمونه 21- مطلب درسي: خواص و کاربرد مواد افزودني
مواد افزودني، موادي هستند که به مقدار جزئي به بتن اضافه مي‌شوند تا بعضي از خواص مناسب و مطلوب را در بتن ايجاد کنند.
ميزان مصرف مواد افزودني در بتن کم بوده و معمولاً به‌صورت درصدي از وزن سيمان مشخص مي‌شود. برخي از مواد افزودني عبارت اند از:
تسريع‌کننده‌ها، کندگيرکننده‌ها، روان کننده‌ها، مواد مضاف هوازا، ضديخ و غيره[8].
گاهي اوقات تأثير اين افزودني‌ها بر بتن تعيين‌کننده است و موجب جلوگيري از بروز اشکالات در سازه‌ها مي‌شود. مثلاً در ساخت مخزن بتني با افزودن ميکرو سيليس‌ها در کنار فوق روان کننده‌ها امکان نشت را در مخزن کاهش مي‌دهيم.
- براي آنکه خواص مناسب و مطلوب در بتن ايجاد شود، موادي را به آن مي‌افزاييم. مثل برخي افزودني‌هايي که به غذا اضافه مي‌کنيم تا طعم و بوي آن بهتر شود يا برخي مضرات آن مرتفع شود[9].
جهت مطالعه بيشتر:
گاهي يک عمل عادي در زندگي روزمره را با اضافه کردن يک نيت خدايي تغيير مي‌دهيم و آثار آن را بهتر مي‌کنيم؛ گاهي صدقه‌اي را که براي سلامتي خودمان مي‌دهيم، سلامتي امام زمان g را هم به آن اضافه مي‌کنيم و آثار صدقه خود را به‌مراتب بهتر و بيشتر مي‌کنيم؛ و ده‌ها مثال ديگر.
[1]. تکنولوژي و طرح اختلاط بتن، ص 2.
[2]. در جاهايي مانند مکه، مدينه و عتبات که زائران با مليت‌هاي مختلف کنار هم جمع شده‌اند ولي همه با يک زبان نماز مي‌خوانند، نمود اين پيوند و ضرورت آن بيشتر احساس مي‌شود.
[3]. قمر:49.
[4]. اسراء، 84. اين آيه به اين نکته روان‌شناختي اشاره دارد که رفتار هرکس برخاسته از باورها و عادات و روشي است که در زندگي برگزيده است(تفسير قرآن مهر، ج 5، ص 328) امير مؤمنان علي g در اين خصوص فرموده اند: «اَلْعُقُولُ أئِمَّةُ الأفْکارِ، وَ الاْفْکارُ أئِمَّةُ الْقُلُوبِ، وَ الْقُلُوبُ أئِمَّةُ الْحَواسِّ،وَالْحَواسُّ أئِمَّةُ الاْعْضاءِ؛ عقل ها پيشوايان انديشه‌هايند، و انديشه‌ها پيشوايان دل‌هايند، و دل‌ها راهنمايان عواطف و حس‌هايند، و عواطف و حس‌ها پيشواي اعضاء مي‌باشند(بحارالانوار، ج1، ص 96).
[5]. واقعه:70.
[6]. «لَيسَ مِنّا مَن لَم يُحاسِبْ نَفسَهُ في كُلِّ يَومٍ فَإنْ عَمِلَ حَسَناً استَزادَ اللهَ و إنْ عَمِلَ سيّئاً اسْتَغفَرَ اللهَ مِنهُ و تابَ اِلَيهِ»(الکافي، ج5، ص558).
[7]. بقره:208.
[8]. تکنولوژي و طرح اختلاط بتن، ص 59.
[9]. به اين افزودني‌ها اصطلاحاً مصلحات گفته مي‌شود.