انتخاب برگه

علیرغم اینکه سیمان یک محصول کارخانه ای است وبه خصوص ترکیبات شیمیائی آن در هر لحظه از طرف کارخانه تولید کننده کنترل میشود متاسفانه در بعضی مواردبنا به دلایل مختلف، کیفیت سیمانهای تولیدی در بعضی از کارخانه ها به شدت نزول کرده است. ازنظر اصول فنی، می بایست سیمانی مصرف شود که به لحاظ درصد کل قلیائی ویا همان هم ارزی قلیائی درصد محدودی از وزن سیمان راداشته باشد ولاغیرممکن است بعدازچندماه تاچند سال شاهد آثارتخریبی سهم گینی درسازه های بتنی که درمعرض آب هستند باشیم. برای توضیح مطلب هم ارزی قلیائی را برای یک نمونه از سیمان آزمایش شده راجهت برسی انتخاب نموده ایم .

درصد کل قلیائی وبعبارتی هم ارزقلیائی معادل عددی اکسیدهای پتاسیم (K2O) واکسیدسدیم (Na2O)= با رابطه زیر می‌باشد.

= Na2O+0.658 K2O هم ارزی قلیائی

آزمایشهای متعدد ومنابع فنی وهمچنین آئین نامه بتن ایران (بند ۳-۴-۵ )، حداکثر مقدار هم ارزی قلیائی رابه ۰٫۶ درصد محدود کرده است. که این مقدار درنتایج آزمایش پیوست ۰٫۶۵۴ درصد گزارش شده است.

وجود درصد بالائی ازهم ارزی قلیائی ، موجب خرابی بتن دردرازمدت خواهد شداین عمل که واکنشهای قلیائی سنگدانه ها (ویا سرطان بتن ) نامیده می‌شود دارای مکانیزمی است که بطور خلاصه به شرح زیر می‌باشد.

اکسیدهای پتاسیم وناتریم (سدیم) که درآخرین سطح انرژی خود (مدارالکترونیک) فقط یک الکترون دارند که براحتی می تواند آن رااز دست بدهند درنتیجه میل ترکیبی وشرکت درواکنشهادرآنهازیادمیباشد.این موضوع باعث ایجاد محیط قلیائی دربتن می شود،محلول قلیائی موجوددربافت بتن وکانیهای سیلیسی درشن وماسه تشکیل یک ژل قلیائی می دهد که همان سیلیکات کلسیم می باشد،این ژل به خصوص درسازه هائیکه درمجاورت آب باشند به مرور زمان خاصیت انبساطی پیدا می کند وسازه راازدرون بایک تنش بزرگتراز مقاومت کششی بتن مواجه می سازد که نهایتا موجب ترکهای زیادی درسطح بتن ودرعمق بتن میگردد. باگذشت زمان آب جذب شده از محیط اطراف،باعث افزایش حجم بیشتر شده وانبساط فشارافزا،باعث تخریب کلی سازه می گردد.این پدیده عموما از۵ الی ۱۰ سال بعد ازبتن ریزی بروزپیدا می کند.

معمولا واقعی ترین اطلاعات در زمینه پتانسیل فعالیت سیلیسی سنگدانه های بتن ،ازعملکرد واقعی آنها ،درسازه های سالم مشابه ،ازاهمیت ارزیابی سنگدانه ها می کاهد ولی با علم به این مطلب که معمولا مصالح رودخانه ای دارای سیلیس می باشند وبامقایسه کیفیت مطلوب سیمان و روشهای اصولی ساخت واجرای بتن در آن زمان،باوضعیت زمان حاضر، به اهمیت موضوع پی خواهیم برد

cc2

بتن به معنای واقعی یک موجود زنده است و از بدو تولدش تا انتهای عمرش که ممکن است بی نهایت باشد، احتیاج به مراقبت و نگهداری دارد تا دچار افت ، فساد و بیماری نگردد. یکی از بیماری های مخربی که  بتن ممکن است به آن دچار شود، سرطان بتن می باشد.

-سرطان بتن واکنش بسیار مخربی  است که باعث انبساط های شدید درسطح بتن می گردد.

-این واکنش در بتن هایی که در معرض شرایط محیطی مرطوب قرار داشته و سنگدانه هایی که حاوی میزان معینی کانی اپال , تری دسییت, کریستو بالیت, ریولیت, آندزیت, کلسدونی یا داسیتها باشد با مقدارقلیایی سیمان که مجموع Na2O و K2O آن از ۰٫۶ درصد تجاوزکند صورت می گیرد ، که باعث انبساط های شدیدی در سطح بتن می گردد

– این واکنش به مرور زمان و بسیار آرام رخ می دهد به همین دلیل به این فعل و انفعالات سرطان بتن می‌گویند.

-این انبساط مخرب زمانی اتفاق می افتد که سیمان دارای قلیایی بالا باشد. این واکنش علاوه بر انبساط زیاد باعث افت مقاومت فشاری و فروپاشی بتن نیز می‌شود

-ازدیاد حجم فولاد درون سازه ی بتونی بر اثر واکنش های شیمیایی / الکتروشیمیایی، سبب افزایش فشار درون بتن گردیده که در نهایت فرایند تخریب بتن را به همراه دارد.در این مقطع ترمیم بتن مطلقا امکان پذیر نبوده و یا انجام ان با هزینه های گزافی همراه است. شباهت این فرایند در بتون با بیماری مهلک سرطان عنوان سرطان بتن (Concrete Cancer) را مطرح نموده است.

مکانیزم عمل سرطان بتن:

-اکسیدهای پتاسیم وناتریم (سدیم) که درآخرین سطح انرژی خود (مدارالکترونیک) فقط یک الکترون دارند که براحتی می تواند آن را از دست بدهند. درنتیجه میل ترکیبی وشرکت درواکنشهادرآنهازیادمی باشد.این موضوع باعث ایجاد محیط قلیائی دربتن می شود.

-محلول قلیائی موجوددربافت بتن وکانیهای سیلیسی درشن وماسه تشکیل یک ژل قلیائی می دهد که همان سیلیکات کلسیم می‌باشد،این ژل به خصوص درسازه هائی که درمجاورت آب باشند به مرور زمان خاصیت انبساطی پیدا می کند وسازه را از درون با یک تنش بزرگتر از مقاومت کششی بتن مواجه می سازد که نهایتا موجب ترکهای زیادی درسطح بتن ودرعمق بتن میگردد.

-باگذشت زمان آب جذب شده از محیط اطراف،باعث افزایش حجم بیشتر شده وانبساط فشارافزا،باعث تخریب کلی سازه می‌گردد.

-این پدیده عموما از۵ الی ۱۰ سال بعد ازبتن ریزی بروز پیدا می‌کند.

سرعت  عمل سرطان بتن:

-سرعت این واکنش می‌تواند به اندازه ذرات سیلیسی سنگدانه ها کنترل گردد که ذرات بسیار ریز ظرف یک تا دو ماه ایجاد انبساط می‌کنند ولی ذرات درشت تر در طی سالها موجب انبساط می‌شوند.


cc3

با توجه به گستردگی استفاده از بتن نتایج بهره وری از آن همواره رضایت بخش نبوده و در پاره ای از موارد مسائل و مشکلاتی بوجود آورده است. در سازه های بتونی این پرسش مطرح است که آیا بتن با ترکیبات اولیه ی خویش به تنهایی توانسته است در شرایط زمانی و مکانی مختلف عملکرد بهینه ای داشته باشد؟ متاسفانه بررسی ها و تحقیقات انجام شده در این زمینه، پاسخ منفی را بدست می دهد. مقاله ی حاضر بر اساس تحقیقات میدانی انجام شده در زمینه ی شناخت علل فساد بتن در استان هرمزگان تهیه گردیده است. فساد پذیری سازه های بتونی که کاهش دوام سازه یی را به همراه دارد، اسباب نگرانی سازه های مهمی چون مجتمع بندری شهید رجایی، سد میناب، خط انتقال آب میناب به بندر عباس و ده ها پروژه ی دیگر را فراهم ساخته است. شناخت علل فساد بتن در پروسه ی تحقیقات میدانی و جلوگیری از بروز آن در قالب طرح مدیریت حفاظت بتن، جمع بندی و ارائه گردیده است. لذا لازم است که قبل از ورود به بحث اصلی به تبیین اصطلاحات ویژه ای بپردازیم که کرارا از آن استفاده خواهد شد. امروزه با عاریه گرفتن اصطلاح خوردگی از بخش متالوژی، عنوان خوردگی بتن، آبداع شده است. در حالی که واژه خوردگی تعریف روشنی از چگونگی بروز فعل و انفعالاتی که تخریب زودرس بتن را به همراه دارد به دست نمی دهد. ازدیاد حجم فولاد درون سازه ی بتونی بر اثر واکنش های شیمیایی / الکتروشیمیایی، سبب افزایش فشار درون بتن گردیده که در نهایت فرایند تخریب بتن را به همراه دارد. در این مقطع ترمیم بتن مطلقا امکان پذیر نبوده و یا انجام ان با هزینه های گزافی همراه است. شباهت این فرایند در بتون با بیماری مهلک سرطان عنوان سرطان بتن(Concrete Cancer) را مطرح نموده است. اما از آنجا که فرایند تخریب بتون های غیر مسلح به گونه دیگری است، واژه فساد بتن را برای تبیین امری که تخریب بتون های مسلح و غیر مسلح را به همراه دارد مناسب تر یافته ایم.

۱٫ مدیریت حفاظت بتن

مدیریت حفاظت بتن در بر گیرنده تمامی موارد فنی و اجرایی در حد جزئیات است که طرح، اجرا و بهره برداری از سازه های بتنی را در بر می گیرد. کشاورزان با استفاده از واژگان کاشت، داشت و برداشت تعریف جامعی را در امر کشاورزی ارائه نموده اند. چنانچه ما نیز چنین تعریفی را برای امور عمرانی کشور داشته باشیم از به هدر رفتن میلیارد ها ریال سرمایه های ملای جلوگیری کرده ایم.

۱٫۱٫ اجزای تشکیل دهنده مدیریت حفاظت بتن

می توان اجزای تشکیل دهنده مدیریت حفاظت بتن را به طریق زیر فهرست بندی کرد:

الف- تامین سرمایه

ب- تامین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص

پ- شناخت مصالح و مواد اولیه

ج- شناخت عوامل فساد بتن

چ- شناخت اقلیم و عوامل محیطی

ح- تهیه مصالح و مواد مناسب و نگهداری انها در شرایط خوب و استاندارد

د- تحقیقات:

تحقیقات خود شامل دو جز است که بهینه سازی و جایگزینی مواد جدید مقاوم در برابر عوامل فساد بتن و پیدا کردن روش های جدید مبارزه با فساد بتن را شامل می شود.

ر- طرح اختلاط بتن

ل- تولید، اجرا و عمل آوری بتن

ن- نگهداری بتن

مدیریت حفاظت بتن با هدف تقلیل ضایعات و جلوگیری از بروز واکنش های منفی درون سازه های بتونی دستورالعمل هایی را در بر دارد که می توان آن را به سازه های دیگر اعم از فلزی، خاکی و … تعمیم داد.

الف- تامین سرمایه :

تامین سرمایه کافی به منظور انجام دقیق امر طراحی و اجرا و بهره برداری از سازه در اولویت قرار دارد. عدم امکان تامین بخشی از سرمایه یعنی عدمن تحقق بخشی از اهداف پروژه.

ب- تامین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص

تامین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص به عنوان دو بخشی که بطور متقابل یکدیگر را پوشش می دهند مطرح است و عدم تامین و یا حذف بخشی از ان سلامت سازه ای را زیر سوال خواهد برد.

پ- شناخت مصالح و مواد اولیه

شناخت مصالح و مواد اولیه مصرفی در بتن تعاریف و استاندارد های خاص خود را دارند و با در نظر گرفتن این استاندارد ها بایستی نسبت به تهیه و بکارگیری ان در امر احداث سازه های بتونی اقدام نمود. نادیده گرفتن و قصور در اجرای استاندارد ها و دستورالعمل های فنی یعنی به خطر انداختن استحکام، دوام و بقای سازه ای.

ج- شناخت عوامل فساد بتن

شناخت عوامل فساد بتن که تا کنون شناسایی و طبقه بندی گردیده اند عبارتند از :

۱- نمکها ؛ ۲- اسیدها ؛ ۳- گاز هایی نظیر گاز کربنیک ؛ ۴- پوشش نا کافی بتن بر روی فولاد ؛ ۵- کیفیت پایین عمل آوری بتن ؛ ۶- بار اضافی ؛ ۷- آب و رطوبت ؛ ۸- فرایند یخبندان ؛ ۹- خوردگی میکروبی (SRB)؛ ۱۰- باکتری های اکسید کننده گوگرد.

چ- شناخت اقلیم و عوامل محیطی

بحث کلرور ها و سولفات ها در سطح کشور همراه سایر عوامل فساد بتن را تحت الشعاع قرار داده و عوامل دیگری که به فساد منجر می شود مورد غفلت قرار گرفته است (نمونه حاضر ان سازه های بتونی گوناگون در سطح تهران بزرگ) و اگر به بند “ ج “ که گاز کربنیک را به عنوان یکی از عوامل فساد بتن مطرح ساخته است نظری بیندازیم دیگر هیچگاه سازه بتونی اکسپوز را در سطح شهری که مالامال از گاز های مونو و دی اکسید کربن است احداث نخواهیم کرد.

بررسی های علمی نشان می دهد که گاز کربنیک موجود در هوا سبب کربناتیزه شدن بتن و کاهش مقاومت آن می گردد. به طوری که یک عامل نفوذی بعمق ۲۰ میلی متر می تواند تا میزان ۳۵ نیوتن بر میلی متر مربع مقاومت بتن را طی ۳۰ سال کاهش دهد.

نمک آب دریا های آزاد آب خلیج فارس که البته میزان این املاح در نواحلی ساحلی به علت تبخیر بیشتر دو چندان می گردد و این ارقام بیانگر ان است که حاشیه خلیج فارس سازه بتونی ما به طور همزمان مورد هجوم دو عامل مخرب سولفات و کلر قرار می گیرد.

ح- تهیه مصالح و مواد مناسب و نگهداری آنها در شرایط خوب و استاندارد

آیین نامه های مجاز بتن در کشور های مختلف و از جمله ایین نامه بتن ایران تهیه مصالح مرغوب و انبار نمودن آن در شرایط مطلوب را توصیه نموده است. تحقیق در امر فساد بتن در مجتمع بندری شهید رجایی بندر عباس نشان داد که هیچ یک از مصالح مصرفی در بتن برابر توصیه های آیین نامه ای تهیه و مصرف نگردیده است. تهیه و دپوی شن و ماسه در محیط باز و در مجاورت ماسه های روان آغشته به یون کلر و سولفات، نشستن شبنم حاوی کلروسولفات و انبار نمودن پاکت های سیمان تا ۱۷ کیسه بر روی هم، (استاندارد ۷ کیسه) استفاده از آب حاصله از دستگاه های آب شیرین کن با خاصیت قلیلیی بسیار بالا، استفاده از بتن خشک، عدم اجرای بتن با چگالی مناسب از بارزترین علل فساد بتن در مجتمع بندری شهید رجایی بندر عباس بوده اند. تهیه مصالح مرغوب از مسافت های دور را نباید به دلیل افزایش هزینه به تهیه مصالح نا مرغوب از مسافت نزدیک ترجیح داد.

د- تحقیقات :

چون عمدتا تحقیقات میدانی انجام شده در حاشیه خلیج فارس صورت گرفته است و مضافا این که این خلیج به علت عمق کم و گستردگی زیاد و عدم سیرکولاسیون کافی آب به علت عرض کم دهانه آن و همچنین تجربه زیاد، بصورت اکوسیستم خاصی عمل می کند علاوه بر میزان بسیار زیاد املاح در میلی لیتر دمای ۳۴-۳۳ درجه شرایطی استثنایی را پدید اورده که طرح اختلاط بتن ویژه ای را طلب می نماید و تا کنون متاسفانه هیچ یک از آیین نامه های داخلی و خارجی بتن به ان نپرداخته اند. تحقیقات در شرایط آزمایشگاهی در بر گیرنده پاسخ های صحیح و دقیق نبوده است و ضرورت دارد که این تحقیقات را به سمت و سوی تحقیقات محیطی بسط داد. بدیهی است که امر تحقیقات باید در دو زمینه بهسازی و جایگزینی مواد جدید و مقاوم در برآبر عوامل فساد بتن و از سویی پیدا کردن روش های جدید مبارزه با فساد بتن از سوی دیگر انجام گیرد.

ر – طرح اختلاط بتن

طرح صحیح صورت مساله بر اساس شناخت دقیق اقلیم، مکان، مصالح و نوع سازه، امکان تهیه طرح مطلوب بتن را بدست می دهد. طرح اختلاط بتن به مانند هر گونه طراحی دیگر بایستی به صورت موردی و منفرد انجام گیرد و از استفاده عمومی طرح اختلاط واحد بتن اکیدا اجتناب شود. اختلاط بتن بایستی با درصد و طیف مناسبی از عناصر ریزدانه و درشت دانه انجام گیرد و حذف بخشی از این موارد به مخاطره انداختن سازه بتونی، محسوب می شود.

ل- تولید، اجرا و عمل آوری بتن

اجرا و عمل آوری بتن از مهمترین مباحث مربوط به بتن می باشد که مکمل طرح اختلاط بتن بوده و اجرای صحیح و دقیق ان امکان اتصال بتن با چگالی زیاد را بدست می دهد که به علت فشردگی زیاد اجزای بتن راه نفوذ عوامل را به درون بتن سد نموده و استحکام و دوام سازه ای را تضمین می نماید.

ن- نگهداری

نگهداری سازه های بتونی از مهمترین بحث های مدیریت حفاظت بتن می باشد که بکارگیری ان در تمامی دوران بهره برداری توصیه گشته و امروزه در تمامی کشور های پیشرفته به طور جدی مورد توجه قرار گرفته است.

cc4

نتیجه گیری:

با توجه به پهناوری کشور و شرایط مختلف اقلیمی و محیطی، تهیه و تنظیم آیین نامه های منطقه ای بتن و فولاد امری ضروری است و بهره برداری بی دردسر از سازه ها ایجاب می کند که به امر طراحی، اجرا و بهره برداری سازه ای توجه ویژه ای مبذول شود، از این رو در جهت تکمیل طرح مدیریت حفاظت بتن طرحی را تحت عنوان شناسنامه سازه ای تهیه و ارائه نموده ایم که امیدواریم پس از کسب نظر اساتید، دانشمندان و صاحبنظران به عنوان امری واجب و ضروری در راه حفظ و نگهداری سرمایه های ملی و کلیه سازه ها (اعم تاز بتونی، خاکی، فلزی و … ) مورد استفاده قرار گیرد.

واکنش قلیایی – سیلیسی در بتن (ASR)

پدیده واکنش قلیایی – سیلیسی براثر واکنش بین هیدروکسید قلیا در سیمان و مواد معدنی سیلیسی موجود در سنگدانه ها رخ می دهد که در نتیجه ژل سیلیکاتی قلیایی حاصل می گردد واکنش قلیایی – سیلیسی اغلب بعد از ۵ الی ۱۵ سال ظاهر می شود. این واکنش یکی از عوامل مخرب بتن می باشد که از داخل بتن شروع می گردد و بدین لحاظ کنترل و یا جلوگیری از وقوع آن مشکل و حتی در بسیاری از موارد غیر ممکن است. در اکثر موارد، این پدیده پس از شروع تا تخریب کامل سازه، به طور مستمر ادامه پیدا می کند. بررسی خسارات ناشی از واکنش قلیایی – سیلیسی بر روی سازه های بتنی، دلیل اطلاق واژه « سرطان بتن » به این پدیده را روشن می سازد.

به منظور کاهش واکنش قلیایی – سیلیسی آیین نامه ها و سازمان های متعددی از جمله AASHTO ، ASTM، انجمن سیمان پرتلند، انجمن بتن امریکا (ACI) ، مرکز تحقیقات بین المللی سنگدانه و … روش هایی را شناسایی و ارایه نموده اند. به طور کلی برای کاهش واکنش قلیایی – سیلیسی، استفاده از سیمان با قلیای پایین برای کاهش واکنش به تنهایی کافی نمی باشد بلکه می بایست بخشی از سیمان را با خاکستر بادی یا سرباره کوره آهنگدازی و یا ترکیبی از هر دو جایگزین نمود. علاوه بر آن استفاده از دوده سیلیس (میکرو سیلیس) موجب کاهش واکنش قلیایی سیلیسی می گردد. همچنین به منظور مقابله با سنگدانه های واکنش زا، می توان نمک های لیتیوم را به مخلوط بتن اضافه نمود. در هر حال استفاده از خاکستر بادی و یا سرباره کوره آهن گدازی به دلایل اقتصادی و فنی، مناسب تر می باشند. استفاده از خاکستر بادی و یا سرباره کوره آهن گدازی در کاهش بتن، علاوه بر کاهش واکنش قلیایی – سیلیسی مزایایی نظیرکاهش هزینه ساخت بتن،کاهش دمای هیدراسیون، نفوذپذیری، افزایش دوام، کاهش تولید گاز CO2 و … را به دنبال خواهد داشت.

خلاصه پروژه ‌های مرکز تحقیقات تکنولوژی و دوام بتن

بررسی اثر پوزولان ها در کنترل واکنش قلیایی سنگدانه ‌ها (AAR) در سد استور

سنگدانه‌ های بکار رفته در بتن سد ها می‌توانند در اثر واکنش با قلیایی ‌های سیمان تولید ژل انبساط ‌پذیری نموده و نهایتا با ایجاد ترک در بتن خرابی غیرقابل ترمیمی را ایجاد نمایند. برای جلوگیری از این پدیده لازم است سنگدانه ‌های مصرفی در بتن سد ها تحت آزمایش های مختلف قرار گرفته و با تجزیه و تحلیل نتایج امکان واکنش‌ پذیری آنها را مشخص نمود. در پروژه اخیر سنگدانه‌ های انتخابی برای ساخت بتن در سد استور مورد بررسی قرار می‌ گیرند. آزمایش های تسریع ‌شده نشان می‌دهد که این سنگدانه ‌ها فعال بوده و می ‌توانند خرابی در بتن به وجود آورند. برای بررسی و کنترل این واکنش از ۳ پوزولان مختلف کشور استفاده شده و آزمایش های دراز مدت تا یکسال بر روی بتن‌ های ساخته‌ شده با این سنگدانه ‌ها و پوزولان ها صورت می‌پذیرد. نتایج دراز مدت می‌تواند پاسخگوی نقش پوزولان ها در کنترل این پدیده در بتن سد فوق باشد.

بررسی دوام سد های بتنی کشور از نظر واکنش قلیایی

واکنش قلیایی سنگدانه ‌ها (AAR) یا سرطان بتن پدیده ‌ایست که در برخی از سد های بتنی در جهان رخ داده است. در این پدیده سنگدانه ‌های واکنش ‌زای سیلیسی و کربناتی با قلیایی های سیمان واکنش داده و ژل با انبساط زیادی تولید می‌کنند که منجر به ترک و خرابی بتن سد ها می‌شود. این پدیده در رطوبت زیاد که در سد ها و سازه ‌های هیدرولیکی موجود است تشدید می‌گردد.

در پروژه اخیر سه سد نسبتا قدیمی مورد ارزیابی قرار می‌گیرند تا روشن شود آیا پدیده فوق احتمال وقوع دارد یا خیر. روش تحقیق با ارزیابی نظری از بتن بدنه سد ها اغاز می‌گردد و سپس با برداشت نمونه ‌های بتن آزمایش های مختلف پتروگرافی و تعیین انبساط بر روی آنها صورت می‌ پذیرد. با این تحقیق روشن خواهد شد که اگر سنگدانه ‌ها در حدی فعال بوده‌اند تا چه حد امکان پیشرفت فعل و انفعال و بروز ترک ها اتفاق خواهد افتاد.

شناسایی، ارزیابی و خواص پوزولان های ایران

پوزولان ها مواد سیلیسی یا سیلیسی آلومینی هستند که به صورت طبیعی و مصنوعی موجود و با آهک و یا سیمان پرتلند واکنش داده و خاصیت سیمانی پیدا می‌کنند. جایگزینی پوزولان ها با سیمان سالهاست که مورد توجه دست ‌اندرکاران کار های بتنی قرار گرفته است و از ابعاد اقتصادی و نیز خواص جدیدی که بتن با کاربرد سیمان پوزولانی پیدا می‌کند، مصرف آن گسترش می‌یابد.

در این پروژه به شناسایی دو پوزولان طبیعی کشور در منطقه استان تهران و از توفهای سبز ناحیه البرز و منطقه آذربایجان از پومیس می‌پردازیم. با انجام ازمایشهای تشخیص فعالیت های پوزولانی این دو پوزولان طبقه ‌بندی می‌شوند. سپس با کاربرد آنها در بتن با نسبت های مختلف خواص بتن‌ های حاصله از نقطه‌ نظر خواص مکانیکی نظیر مقاومت های فشاری و کششی و مدول ‌الاستیسیته و دوام بتن‌ ها از نقطه ‌نظر های خوردگی سولفاتی، کلریدی، کربناتی و واکنش قلیایی مورد مطالعه قرار می‌گیرد. با تعیین شناسنامه دقیق پوزولان ها مصرف آنها را در کشور و به ویژه در بتن‌ های حجیم سد ها می ‌توان گسترش داده و از جهات اقتصادی و نیز دوام بتن قدم هایی به جلو برداشت.

یکی از مهمترین فعالیت های مرکز تحقیقات تکنولوژی و دوام بتن، انجام آزمایش های دوام و مقاومت بتن می‌باشد.

دراین زمینه آزمایش هایی نظیر :

تعیین نفوذپذیری بتن و میزان نفوذ یون کلراید

تعیین اثر سولفات ‌ها بر بتن

تعیین ضخامت پوشش محل آرماتور ها و مقدار رطوبت در بتن

تعیین پتانسیل خوردگی آرماتور ها و پدیده کربناتاسیون، به خصوص برای شرایط آب و هوایی کشور و جهت تعیین تاثیر عوامل محیطی بر بتن انجام می پذیرد. کنترل‌ کیفی ‌مصالح‌ بتن ‌جهت ‌استفاده ‌در پروژه ‌های بزرگ، مثل ‌سد ها، مخازن، پل ‌ها و اسکله‌ ها، ساختمان‌ ها، برج ‌ها و … از دیگر فعالیت‌ های مهم این مرکزمی‌باشد. در این‌ زمیـنه‌ علاوه ‌بر آزمایشات معمول مصالح و آزمایش های واکنش قلیایی سنگدانه ها (سرطان بتن) به ‌روش های ‌تسریع شده و بلند مدت انجام می پذیرد.

از دیگر فعالیت های ‌این مرکز،‌ آسیب شناسی و ارزیابی ‌سازه‌ های ‌بتنی‌ به ‌منظور ‌تعمیرات ‌و جهت بـررسی مقاومت و مقاوم سازی آنها می‌باشد.

بـرای‌ این‌ منـظور، آزمایش های ‌نیـمه ‌مخرب ‌و غـیرمخـرب‌‌ (NDT) شامل ‌مغزه‌گیری، چکش اشمیت، اولتراسونیک، پیوستگی بتن و … انجام می شود.

شناسایی‌ و ارزیابی ‌پوزولان های ‌کشور و تحقیقات‌ در زمینه ‌سیمان های ‌جدید از جمله دیگر فعالیت های این مرکز می‌باشد، نظر به اینکه کاربرد پوزولان ها در بهبود خواص بتن، تاثیر بسزایی دارد و همچنین این مصالح در بسیاری از نقاط کشور به وفور یافت می شود، می تواند جایگزین مناسبی برای بخشی از سیمان باشد و علاوه بر صرفه جویی در مصرف انرژی و مصرف سیمان، باعث کنترل و رفع برخی مشکلات و نواقص کار با بتن سیمان پرتلندی ‌شود.

تبخیر بیش از نیمی از آب بتن، سبب ایجاد لوله های موئین گشته و نفوذ مواد شیمیایی به داخل لوله های موئین باعث خوردگی آرماتور ها و انبساط آنها تا ۶ برابر حجم اولیه گشته و نهایتا با ترک خوردن بتن نفوذپذیری بتن تشدی خواهد شد و عمر سازه به شدت افت خواهد نمود.

تنها راه نفوذناپذیر سازی بتن استفاده از مواد آب بند که قابلیت تشکیل کریستال در لوله های موئین را داشته باشند، می باشد. در این راستا شرکت های تولید کننده افزودنی بتن تحقیقات گسترده ای را ارئه داده اند و موادی با عنوان واترپروف یا مکمل بتن تولید گشته است. پیشنهاد می کنم شما از طریق این شرکت ها اقدام به کسب اطلاعات کنید و یا از شماره های قدیم مجله انجمن بتن کمک بگیرید در خصوص راه های پیشگیری نیز با توجه به سوابق کاری ام در شرکت تولید مواد افزودنی بتن می توانم مقاله مکمل بتن را که واکنش های شیمیایی بتن با یون سولفات و کلر و … را نشان می دهد برایتان پیوست کنم که توجیهات اقتصادی استفاده از این مواد هم در ان ذکر شده است اگر نیاز به اطلاعات دیگری هم داشتید برایم میل کنید.

ایران کشور پهناوریست با شرایط اقلیمی ویژه که در حال حاضر با روند رو به رشد طرح های عمرانی در بخش های نفت و گاز، نیروگاهی، سد سازی، پتروشیمی و … اهمیت افزایش طول عمر سازه ها و حفظ کیفیت آنها بسیار حائز اهمیت می باشد.

لذا در طی سال های گذشته فعالیت های گسترده ای در سطح کشور در ارتباط با ارتقا کیفیت سازه ها و مخصوصا بتن در برابر خوردگی و نفوذ یون های مخرب شیمیایی صورت پذیرفته است. از جمله عوامل اصلی بروز خوردگی و نفوذ پذیری بتن می توان به تبخیر حدود نیمی از آب اختلاط اشاره نمود که عامل ایجاد لوله های مویین زیادی در بتن خواهد شد و نهایتا آب و یون های شیمیایی مخرب با مکانیزم اسمزی و طبق قانون لوله های موئین به داخل بتن نفوذ نموده و خوردگی و تخریب را آغاز می نمایند. ضمنا از دیگر عوامل نفوذپذیری بتن می توان به کسری فیلر سنگدانه ها و استفاده از مصالح شکسته اشاره نمود. از مهمترین و تاثیر گذارترین مواردی که کارشناسان و متخصصین این رشته در بخش بتن روی آن سرمایه گذاری کرده اند، مواد افزودنی بتن می باشد که بر اساس خواص و موارد کاربردشان در گروه های بزرگی با عناوین آب بند کننده ها، ماستیک ها، پوشش ها،رنگ ها و … دسته بندی شده اند. با توجه به اقلیم خورنده ای که در مناطق جنوبی کشور (سواحل خلیج فارس و دریای عمان) و شرایط مشابه ان در مناطق شمالی کشور (حاشیه دریای خزر) و همچنین در مناطق کویری وجود دارد. استفاده از مکمل بتن به منظور پیشگیری از خرابی های زودرس و افزایش دوام سازه های بتن آرمه، می تواند کمک شایانی در ارتقا کیفیت بتن باشد. اکنون با توجه به آیین نامه استاندارد های اجرایی طرح های عمرانی، موضوع ماده ۳۲ قانون برنامه و بودجه و در چهارچوب نظام فنی و اجرایی طرح های عمرانی کشور (مصوبه شماره ۳۴۵۲۵/ت ۱۳۸۹۸ ه، مورخ ۴/۴/۱۳۷۵ هیات محترم وزیران) که رعایت استاندارد های BS 1881 و DIN1048 و ۱۲۰۲ ASTM C را الزامی نموده است و استفاده از مکمل بتن می تواند راه گشا باشد.

یکی از پرکاربردترین افزودنی های بتن که مطابق با تکنولوژی روز دنیا و نسل جدید افزودنی های بتن تولید و ارائه می گردد و بر اساس استاندارد های معتبر جهانی مورد تست و آزمایش قرار گرفته است، محصول مکمل بتن یا A.C.P می باشد که بهبود نتایج کیفی و سوابق درخشان استفاده از این افزودنی بتن در پروژه های مختلف عمرانی تاکیدی برموفقیت آمیز بودن آزمایشات انجام شده می باشد.

لذا برای آشنایی بیشتر با این محصول به شرح مختصری از عملکرد شیمیایی و موارد کاربرد آن می پردازیم.

این گونه افزودنی بتن ترکیبی از مواد شیمیایی ذیل می باشد:

۱٫ میکروسیلیس

۲٫ نسل جدید فوق روانساز بتن (فوق روان کننده بتن)

۳٫ کریستال ساز بتن و پلیمرهای آب بند

۴٫ کاتالیزور و سایر مواد فیلر

مکمل بتن به جهت سطح مقطع بسیار ریز اجزا سازنده اش که عمده آن را sio2 تشکیل می دهد، میل زیادی به انجام واکنش با هیدرواکسید کلسیم ناپایدار دارد (عامل نفوذ پذیری و تشدید قلیایی شدن بتن) که نهایتا سیلیکات کلسیم بسیار سخت و غیر قابل انحلال تولید می نماید.

از خصوصیات بارز سیلیکات کلسیم می توان به مقاومت در برابر سولفات ها، نیترات ها، یون کلر و واکنش قلیایی مصالح سنگی اشاره نمود. از این رو در صورت عدم دسترسی به سیمان تیپ ۵ می توان با استفاده از مکمل بتن وسیمان تیپ ۲ خواص کیفی بتن و پایایی آن را ارتقا بخشیم.

مکمل بتن به واسطه پلیمر های اصلاح شده با طول زنجیره بلند و داشتن کاتالیزور های لازم، در هنگام ساخت طرح اختلاط با کاهش ۱۰% از نسبت آب به سیمان علاوه بر بالا بردن اسلامپ و ساخت بتن خود تراز، میل ترکیب Ca(oH)2 و sio2 را افزوده و سرعت می بخشد و پس از انجام هیدراتاسیون، شاهد ترکیب بهتر مولکول های نام برده می باشیم.

وجود کاتالیزور در مکمل بتن باعث تسریع و تکمیل واکنش این افزودنی با بتن خواهد شد و در مقایسه با طرح های اختلاطی که با میکرو سیلیس و مواد روانساز ساخته می شوند به دلیل برطرف شدن واکنش گر محدود، حدود ۱۵% بهبود می یابد. ضمنا این کاتالیزور باعث جلوگیری از به هدر رفتن و تکمیل واکنش sio2 افزوده شده به بتن می گردد لذا میزان مصرف مکمل بتن حدود ۵/۱% الی ۲% کمتر از میزان مصرف میکروسیلیس در طرح های اختلاط قدیمی که با استفاده از میکروسیلیس و مواد روانساز ساخته می شدند، خواهد بود.

ضمنا از دیگر نواقص بتن می توان به انقباض ناشی از تبخیر آب و به وجود آمدن لوله های مویین پس از انجام واکنش هیدراتاسیون اشاره نمود که این مورد هم به واسطه وجود مواد شیمیایی پلیمری کریستال ساز در مکمل بتن رفع خواهد شد. این گونه مواد کریستال ساز با ساختار آزاد و بسیار ریز مولکولی در زمان ساخت بتن در کل مخلوط پراکنده شده و تمام خلل و فرج و لوله های مویین را مسدود می سازند. اما در طرح های اختلاطی که میکروسیلیس و مواد روانساز به صورت جداگانه به بتن اضافه می گردند به جهت نقصان پلیمر های یاد شده انجام چنین واکنشی به هیچ وجه میسر نخواهد بود.

می دانیم نفوذپذیری رابطه مستقیمی با شدت کربناسیون دارد، افزودنی مکمل بتن با توجه به توانایی بالایی که در ساخت کریستال و به واکنش رسانیدن sio2 موجود در میکروسیلیس دارد، نقش بسزایی در کاهش نفوذپذیری داشته و با تشکیل دادن سیلیکات کلسیم و کاهش نسبتCa(oH)2 در بتن، خطر سرطان بتن (A-A-R) را می کاهد.

جایگزینی مکمل بتن در طرح های اختلاط به جای میکروسیلیس و مواد روانساز علاوه بر بهبود کیفی بتن ساخته و تاثیر گزاری بسیار در پایایی ان باعث کاهش ۵ الی ۷ درصد از قیمت تمام شده بتن خواهد شد. و با استفاده از یک افزودنی بتن در زمان ساخت طرح اختلاط خطر عدم کنترل دقیق کارگاهی و رعایت نسبت ها کاهش خواهد یافت.

شایان ذکر است مکمل بتن توسط انستیتو مصالح ساختمانی دانشگاه تهران به سرپرستی جناب آقای دکتر شکرچی زاده و سایر مراکز پژوهشی و آزمایشگاه های مکانیک خاک کشور مکرارا مورد آزمایش قرار گرفته است که نتایج آن در مقایسه با استاندارد های تدوین شده توسط سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور به منظور پذیرش بتن به شرح ذیل می باشد

بر اساس استاندارد اروپایی RILEM درصد خوردگی فولاد در بتن با توجه به مقاومت در برابر یون های مخرب نظیر کلر، سولفات و … با روش الکتریکی به شرح ذیل می باشد:

درصد خوردگی فولاد مقاومت در برابر یون کلر با روش الکتریکی (اهم سانتیمتر)

خیلی زیاد ۵ >

زیاد ۱۰ – ۵

نسبتا کم ۲۰ – ۱۰

کم ۲۰<

سوپر فوق روان کننده نسل جدید بتن، روان کننده ها ی بتن، ابر روان کننده بتن بر پایه پلی کربوکسیلاتی، فوق روان کننده بتن بر پایه نفتالین، فوق روان کننده بتن کربکسیلاتی، فوق روان کننده نفتالینی، روان کننده کربکسیلاتی، فوق روان کننده بتن، فوق روان کننده نرمال بتن، فوق روان کنننده زودگیر بتن، فوق روان کننده دیرگیر بتن، فوق روان کننده آببند بتن، فوق روان کننده آب بند بتن، روانساز بتون، ابر روان کننده بتن، روان کننده نرمال بتن، روان کننده کندگیر بتن، روان کننده آببند بتن، رزین سنگ مصنوعی، رزین سمنت پلاست، گروت، گروت آماده مصرف، گروت کیسه ۲۵ کیلوگرمی، گروت اپوکسی، گروت اپوکسی ۳ جزیی، گروت خودتراز شونده، گروت ساختمانی، گروت منبسط شونده، گروت کامبکس، گروت کانراکبکس، ملات تعمیراتی اپوکسی، ملات تعمیراتی سیمانی، ملات ترمیمی اپوکسی، مکمل بتن، مکمل بتن الیاف دار، مکمل بتن با خاصیت زودگیری، مکمل بتن با خاصیت آببندی، مکمل بتن با خاصیت دیرگیر، ضد یخ بتن فاقد یون کلر، می کروسیلیس، ژل می کروسیلیس، پودر می کروسیلیکا، ژل سیلیکافیومی با خاصیت زودگیری، ژل سیلیکافیومی با خاصیت دیرگیری، ژل سیلیکافیومی با خاصیت آب بندی، ژل سیلیکافیومی الیاف دار، دیرگیر بتن، زودگیر بتون، پودر شاتکریت، ماستیک گرم ریز، ماستیک سرد ریز، ماسیتک پلی یورتان، ماستیک درزبندی، ماستیک آب بندی، ماستیک درز، پرایمر، پرایمر بتن، چسب بتن، چسب اپوکسی، چسب کاشی خمیری، چسب سرامیک پودری، چسب کاشی پودری، خمیر کاشت آرماتور، ملات خودتراز شونده بتن، کیورینگ بتن، ماده عمل آوری سطح بتن، ترمیم کننده بتن، رنگ اپوکسی، کوتینگ بتن، روغن قالب بتن، عایق امولسیونی بتن، عایق قیری بتن، عایق پلیمری، اسپیسر پلاستیکی، ضد آب کننده کریستالی بتن، مواد آب بندی بتن، الیاف روپیلن، الیاف پی پی، الیاف pp، نفوذگر بتن، واتر پروف مایع بتن، واتراستاپ، واتراستاپ بنتونیتی، واتراستاپ هیدروفیلی، واتر پروف پودری بتن، محافظ نما، هاردملات بتن، سخت کننده کف بتنی، انواع چسب کاشت بولت و کاشت آرماتور، پودر لیگنو سولفونات کلسیم، پلی کربوکسیلات، خمیر پوزولان. کلینیک بتن ایران عرضه کننده مواد ژئوسنتتیک، ژئوتکستایل، ژئوممبراین، ژئونت، تکستایل، ژئوگرید و لوازم قالب بندی، پین و گوه قالب، قالب فلزی، مهره خوروسکی، سلجر، پشت گیر قالب، بولت آب بند، بولت رزوه، میان بولت آب بند، سر شمع و سر جک، پله پی وی سی، پله، PVC.

گروه خدمات مهندسی بتن کلینیک بتن ایران:

مهندسی و اجرای ترمیم سازه های بتنی، مهندسی و اجرای طرح حفاظت از سازه های بتنی و فولادی، مهندسی و اجرای کف پوشهای صنعتی مقاوم بتنی، اجرای کف پوش های صنعتی مقاوم اپوکسی، اجرای کف پوش های صنعتی مقاوم رزینی، اجرای کف پوش اپوکسی، اجرای کف پوش رزینی، اجرای کف پوش بتنی، اجرای کف پوش انبار ها، اجرای کف پوش فرودگاه ها، اجرای کف پوش تعمیرگاه ها و اجرای کف پوش سالن های ورزشی، مقاوم سازی سازه های بتنی به روش FRP و …، مشاوره، ارایه ی طرح و اجرای آب بندی سازه های بتنی، پیمانکار آب بندی بتن، آب بندی مخازن بتنی، آب بندی کلاریفایر، آب بندی استخر، آب بندی سازه های بتنی حجیم، مشاوره و اجرای کاشت آرماتور، بولت و کرگیری در بتن مسلح، مجری آب بندی سازه های بتنی، اجرا کننده ی ترمیم و آب بندی سازه های بتنی.

اجرای آب بندی بتن مخازن بتنی، اجرای آب بندی سازه های بتنی

اجرای آب بندی انواع سازه های بتونی نظیر مخازن بتنی، آب بندی مخازن آب تصفیه خانه های آب و فاضلاب، آب بندی استخر ها و آب بندی فونداسیون ها، آب بندی برج های خنک کن، آب بندی برج های خنک کننده، آب بندی کلاریفایر، آب بندی کولینگ تاور، آب بندی ایستگاه های پمپاژ، ترمیم و آب بندی حوضچه های بتنی، آب بندی مخازن آب آتشنشانی، آب بندی لو پیت ها، آب بندی کانال ها یا ترانشه های برق زیرزمینی، آب بندی سازه های دریایی و … که کلینیک بتن ایران با توجه به توانایی تیم اجرایی این شرکت پروژه های متعددی در کشور و همچنین در شهر های اهواز، بوشهر، ماهشهر، بندرعباس، قشم، چابهار، بندر امام خمینی و غیره انجام داده است.

سیستم های درزگیری

درزگیر ها

اجرای درزگیری و پر نمودن درز های انبساط در کانال های انتقال آب و محوطه پالایشگاه و فرودگاه ها، درزگیری ترک های سطحی آسفالت و بتن، درزگیری باند فرودگاه ها، درزگیری پارکینگ های طبقاتی، درزگیری منابع ذخیره آب بتنی با ماستیک پلی یورتان و … .

پوشش سطوح فلزی و بتنی

پوشش سطوح بتنی و فلزی در شرایط مغروق در آب، فاضلاب، مواد شیمیایی و بعنوان یک غشای محافظ الاستومری در تصفیه خانه های فاضلاب، خطوط لوله مخازن محیط های دریایی و … .

سیستم های کف پوش

اجرای کف پوش های صنعتی بتنی و اپوکسی رزینی و کف سابی بتن و اجرای فوم بتن کف.

کف پوش پلی یورتان و پلی یوریا، کف پوش ضد ضربه، کف پوش ضد سایش و یکپارچه در کف پوش فرودگاه ها، کف پوش پارکینگ ها، کف پوش سرد خانه ها و کف پوش محیط های تحت تنش و لرزش، کف پوش کارخانجات شیمیایی و بهداشتی و … .

کف سازی مقاوم بتنی صنعتی جهت پوشش کف پوش کارخانه ها و کف پوش پارکینگ ها، کف پوش کشتارگاه های صنعتی، کف پوش بتن سخت، کف پوش بتن لیسه ای و انجام و اجرای کف سابی بتن جهت صیقلی نمودن سطح بتن ناهموار و متخلخل.

سیستم های ترمیمی بتن

ترمیم بتن به منظور حفاظت از خوردگی آرماتور ها، ترمیم بتن در محیط های صنعتی داخلی و خارجی و ترمیم بتن سطوح در معرض تنش های زیاد و ترمیم بتن سنگین نظیر کف های صنعتی، ترمیم بتن پارکینگ ها، ترمیم بتن فرودگاه ها، ترمیم بتن رمپ ها و ترمیم بتن صنایع استراتژیک و … .

تقویت سازه های بتونی با استفاده از آخرین فن آوری ها، با روش تزریق رزین FRP، کاشت آرماتور، کاشت میلگرد، کاشت بولت، مغزه گیری بتن، کر گیری، تست های غیر مخرب و آزمایشگاهی بتن.

تثبیت لایه های خاک، زیر سازی خاک، بستر سازی خاک، جداره سازی خاک، ترا نشه، آب بندی حوضچه های خاکی و کانال های سطح شهر

تثبیت دیواره های تونل ها، ترانشه های بتنی، تثبیت پی ها و جلوگیری از ادامه نشست سازه با تزریق رزین ویژه در خاک زیر پی

سیستم های رنگ های صنعتی

محافظت سطوح داخلی و خارجی مخازن آب، تجهیزات انتقال آب، لوله ها، سازه های فلزی در معرض شرایط جوی و بعنوان پرایمر سطوح فلزی در سیستم های پوششی مناطق ساحلی، کنار دریا، اسکله و سکو های نفتی.

سیستم های ایزولاسیون

پوشش های دریایی

آب بندی دریچه عرشه کشتی، آب بندی و نشتی گیری اضطراری خطوط لوله و آب بندی تجهیزات آبی، آب بندی سوخت و مواد نفتی، آب بندی سازه های فلزی، آب بندی آشیانه ی هواپیما، آب بندی سالن ها، آب بندی کارگاه ها، لوله گذاری سکو های دریایی، پوشش داخلی و خارجی در محیط های دریایی و صنعتی، تسهیلات آب بندی بندرگاهی، آب بندی سازه های دریایی، آب بندی کشتی ها، آب بندی خطوط لوله، آب بندی نیروگاه ها، آب بندی در سیستم های پوششی در محیط های بسیار خورنده دریایی و … .

بدین جهت کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران با در اختیار داشتن تجهیزات مورد نیاز، دانش فنی و تجربه اجرایی مربوطه نسبت به ارائه ی این خدمات تخصصی بتن به پروژه های مختلف در سطح کشور اقدام نموده است.

گروه خدمات آزمایشگاهی بتن کلینیک بتن ایران:

آزمایش های مخرب:

کلیه آزمایش های کارگاهی و دفتری تخصصی بتن مانند اسلامپ بتن، مقاومت فشاری بتن / کششی بتن / خمشی بتن / برشی بتن، دانه بندی بتن، ارزش ماسه ای بتن، نفوذ پذیری بتن، چسبندگی بتن، ارائه طرح اختلاط بتن، ارائه طرح اختلاط بتن های خاص، واکنش زایی بتن، مقاومت سایشی بتن و … . آزمایش های سیمان بتن، آزمایش های مقاومت های کششی بتن و شیمی ایی واتراستاپ، انواع آزمایش های افزودنی های بتن.

آزمایش های غیر مخرب:

آزمایش اسکن بتن، آزمایش مغزه گیری یا کرگیری بتن، آزمایش چکش اشمیت بتن، آزمایش اسکن شبکه آرماتور، آزمایش التراسونیک بتن (شناسایی ترک بتن)