سنگدانه های سبک پومیس و پرلیت در واحدهای بنایی سیمانی

استفاده از سنگدانه های سبک پومیس و پرلیت در واحدهای بنایی سیمانی (بتنی)

بررسی اثر عمل آوری داخلی به وسیله سنگدانه
اسفند ۱۳, ۱۳۹۷
لیست مصالح ساختمانی سنگ
کامل ترین لیست مصالح ساختمانی
اسفند ۲۲, ۱۳۹۷
نمایش همه

استفاده از سنگدانه های سبک پومیس و پرلیت در واحدهای بنایی سیمانی (بتنی)

بـا توجـه بـه ایـنکه ایـران کشـوری زلزله خـیز مـی باشـد سـبک سـازی سـاختمان ها از اهمیـت ویـژه ای بـرخوردار اسـت. از جملـه مصـالح ساختمانی پـر مصـرف درسـاختمان ها بتـن  و واحدهای بنایی سیمانی (بتنی) بـوده، لـذا کـاهش وزن حجمـی بتـن و سـاخت بتـن سـبک در رسـیدن بـه هـدف فـوق بسـیار مؤثـر اسـت. یکـی از روش های سـاخت و تهـیه بتـن سـبک اسـتفاده از مصـالح جدید ساختمانی و سـنگدانه هـای سـبک اسـت از جملـه ایـن مصـالح مـی تـوان بـه پومـیس، پوکـه، پرلیـت و رس منبسـط شـده اشـاره نمـود. بنابراین کاهش وزن سازه ها منجر به کاهش حجم فوندانسیون و کاهش زمان ساخت می شود. علاوه بر ان با توجه به خواص عایق بودن صوتی و حرارتی آن ها٫ منجر به صرفه جویی در مصرف انرژی و کاهش هزینه ها می گردد.

 مقایسه رفتار ملات سیمانی حاوی سنگدانه های سبک و مععمولی

از مشخصـات سـنگدانه های سبک تخلخل زیاد آنها می باشد که سبب کاهش وزن مخصوص می گردد. بعضی از سنگدانه های سبک بصورت طبیعی موجود بوده بعضی دیگر بصورت مصنوعی تولید می شوند. از سنگدانه های طبیعی می توان به پومیس، پوکـه معدنـی، خاکستر وتوف آتشفشانی اشاره کرد.  پومیس از جمله سنگ های آذرینی می باشد که در نتیجه ورود مواد مذاب به داخل دریاها و سرد شدن سریع بوجود می آید. این سنگ به رنگ سیاه و دارای خلل و فرج باز و وسـیع بـوده و در صـورت کوچـک بـودن دانـه هـای آن چگالی افزایش یافته و به چگالی سنگ آذرین نزدیک می شود. وزن حجمـی پومیس بین 1100 تا 1200 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد. پوکه معدنی با رنگ سفید متمایل به زرد و خاکستری روشـن در طبیعـت یافـت مـی شـود. ایـن سنگ دارای منافذ باز و بستۀ نامنظم بوده و سطح ناصافی دارد. پوکه معدنی در اثر انباشـته شـدن خاکسترهای آتشفشانی و کاهش تدریجی دمای آن همراه با انبساط ناشی از حباب های ایجاد شده توسط گازهای موجـود در آن بوجـود می آید. وزن حجمی پوکه معدنی بین 500 تا 900 کیلوگرم بر متر مکعب است. سنگدانه های مصنوعی بـر اسـاس نـام تجـاری آنهـا شـناخته مـی شوند. بطور کلی می توان این نوع سنگدانه ها را به دو بخش تقسیم کرد. گروه اول مصالحی هستند که با حرارت دادن و انبساط موادی نظیر خاک رس و پرلیت بدست می آیند.  در صورت حرارت دادن سنگ آتشفشانی پرلیت در دمای 900 تا 1000 درجه سانتیگراد ماده متخلخل و سبکی تولید می گردد که در ساخت بتن های سبک غیر سازه ای می توان از آن استفاده کرد.

این مقالات را از دست ندهید:  همه چیز در مورد دیوارچینی - مراحل ساخت و مصالح

جدول زیر آنالیز شیمیایی برخی از مصالح سنگی سبک طبیعی و مصنوعی ارائه گردیده است.

 

تاریخچه استفاده از ملات سبک سیمانی (بتن سبک)

اولین گزارش های تاریخی در مورد کاربرد بتن سبک و مصالح سبک وزن، به روم باستان برمی گردد. پیشرفت در تولید بتن سبک در قرن بیستم آغاز گردید. در طول جنگ های جهانی، بتن سبک در ساخت کشتی ها و شناورهای بزرگ به کار گرفته شد.در ساخت استادیوم ولینگتون نیوزلند در سال 2002 بخش عمده سازه در ورزشگاه از دانه های منبسط شده ساخته شده در کالیفرنیا استفاده گردید که در عمل مقاومت فشاری 44 مگاپاسکال و چگالی 1441 کیلوگرم بر مترمکعب برای بتن مصرفی در این پروژه ثبت گردیده است.

بتن های سبک در حالت کلی به سه نوع بتن سبک غیرسازه ای، بتن سبک نیمه سازه ای و بتن سبک سازه ای تقسیم می گردد.

  • دکتر بزاز و همکاران در مقاله ای به ساخت و مقایسه رفتار بتن سبک شامل پومیس و بتن معمولی پرداخته اند. آنها با توجه به اهمیت کیفیت مصالح به انتخاب ۴ نوع دانه بندی مختلف (G1, G2, G3, G4) بر بر مبنای آیین نامه ASTM C330  پرداختند و سپس با استفاده از طرح اختلاط ارائه شده در 1  مقدار آب مورد نیاز و نسبت آب به سیمان مشخص میگردد. با توجه به طرح اختلاط  ACI211.1 برای نسبت های آب به سیمان (۶۲/۰ و ۴۴/۰ و ۴۲/۰ ) مخلوط ها با مقدار سیمان ( 300 و 341 و 493 ) کیلوگرم بر متر مکعب ساخته میشود، سپس نسبت مقاومت نمونه ها به وزن بر اساس دانه بندی در  نمودار زیر مقایسه میگردد.
این مقالات را از دست ندهید:  شن و ماسه چگونه شکل می گیرد

با توجه به نمودار فوق٫ نمونه های G3 و G1 بهینه ترین طرح اختلاط می باشند.

 نمونه G1

نمونه G3

سپس با جایگزینی درصد مشخصی ماسه (F) به جای پومیس در نمونه های G3 و G1 مشاهده کردند که مقاومت نمونه ها نسبت به وزنشان افزایش می یابد.

 

نمونه های ساخته شده با دانه بندی G1+F و G3+F دارای بهترین شرایط از لحاظ مقاومت و وزن بودند که برای تعیین بهترین طرح اختلاط از دانه بندی فوق٫ نمونه هایی با عیارهای مختلف  سیمان (۳۰۰ و ۳۹۵ و ۴۹۳) ساختند و نتایج مقاومت نهایی ۲۸ روزه نمونه ها را با هم مقایسه کردند.

نام گذاری نمونه ها به شکل زیر ست:

نوع نمونه

عیار سیمان

G1+FG3+F
۳۰۰VW
۳۹۵TR
۴۹۳QU

مقاومت ۲۸ روزه نمونه ها به صورت زیر است:

با توجه به مقاومت فشاری نسبت به وزن نمونه ها می توان نتیجه گرفت نمونهT  بهترین نمونه ساخته شده میباشد.

  • کرامار و همکاران در مقاله ای به بررسی پاسخ ضربه ای ملات های سبک حاوی پرلیت منبسط شده پرداختند. این مقاله پاسخ مکانیکی ملات های سبک در معرض بارگـذاری ضـربه ای در خمـش را شـرح مـیدهـد. سنگدانههای پرلیت منبسط با چگالی انبوهی 64 کیلوگرم بـر متـر مکعـب بـین 0 تـا 8 برابـر حجمـی سیمان پرتلند استفاده شد تا دامنهای از ملاتهای با چگالی بین 1000 و 2000 کیلوگرم بر متر مکعب به دست آید.

پرلیت صورت بیشکل ماگمای ریولیتی و داسیتی است که حاوی 2 تا 5 درصد آب اسـت. وقتـی بـین 900 تا 1000 درجه سلسیوس حرارت داده شود به مواد سلولی سبک تبدیل میشود. استفاده از آن در عناصر سازه ای در اعضای به طور دینامیکی بارگذاری شده، در جایی که انتظار مـی رود کـاهش حاصـل شده در جرم، اثر زلزله را محدود سازد، توسعه یافته است. در اکثر کاربردها، به عنوان جـایگزینی بـرای سیمان پرتلند به عنوان میکروفیلر (ریز پرکننده) یا برای جایگزینی بخشی از ماسه استفاده شده اسـت.

جدول زیر مشخصات پرلیت استفاده شده در این تحقیق را نشان می دهد.

در پژوهش حاضر، افزودن دانه های سبک وزن پرلیت منبسط شده (EP) توسط نسبت حجمیEP  به سیمان پرتلند (PC) تعریف شد، به طوریکه با مخلوط مرجع، چهار مخلوط با نسبت های خجمی ۰ و ۸/۰ و ۴ و۸ تولید شد. باید به آن نکته توجه داشت که از آنجایی که پرلیت منبسط شده جذب آب بالاتری دارد٫ افزایش میزان پرلیت با افزایش میزان آب مصرفی در طرحاختلاط ارتباط دارد.

در ملات های ساده تحت فشار، افزودن پرلیت منبسط به کاهش مقاومت و مدول ارتجـاعی منتهـی شد. هر دو مقاومت و مدول ارتجاعی با مکعب چگالی نسبی که به صورت نسبت چگالی ملات به چگالی خمیر سیمان پرتلند تعریف می شود، متناسب است.

 

در ملات های ساده که درمعرض خمش تحت بارهای شبه استاتیکی قرار گرفتند مقاومت و چقرمگی شکست به طورخطی باچگالی نسبی مخلوط افزایش یافت.

مرجع:

  • برسی ساخت ملات و اندود سبک با کاربردهای مختلف؛ مرکز تحقیقات راه٫ مسکن و شهرسازی.
  • بلوری بزاز٫ جعفر؛ خدادادی٬ محمد؛ « ساخت و مقایسه رفتار بتن سبک سازه ای با پومیس و بتن معمولی».
  • اسحاقی شربیانی٫ هومن؛ زینعلی٫ فریدون؛ « ساخت بتن سبک با استفاده از سنگدانه های پومیس و مقایسه عمل آوری آن در شرایط اشباع و اتوکلاو شده »؛ دومین کنفرانس بین المللی بتن و توسعه.

مطالب مرتبط :

پوشش های ضد حریق

شن و ماسه

بلوک سبک

امتیاز ۰ از ۵ – ۰ رای
spinner در حال ثبت رای

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دوازده + 9 =

سوالی دارید؟ تماس بگیرید