فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:108
فهرست مطالب:
عنوان صفحه
پیشگفتار .................................................................................. 1
مقدمه ................................................................................. 2
فصل 1
ساختار بتن ..................................................................... 4
ویژگیهای آب مصرفی بتن ................................................................ 4
آبهای نامناسب برای ساختن بتن ......................................................... 4
خصوصیات مصالح در بتن ........................................... ................................ 5
سیمان و اجزاء آن ................................................................................... 5
انواع سیمان پرتلند ............................................................... 6
سنگ دانه ها ........................................................................... 7
رطوبت سطحی و جذب آب دانه ها ......................................................... 7
میزان آب در خمیر سیمان ................................................................7
محاسن استفاده از نسبت آب به سیمان کمتر .............................................9
مزیت استفاده از نسبت آب به سیمان بیشتر............................................ 9
بتن تازه ............................................................................... 9
مراقبت از بتن (بعمل آوردن بتن) ....................................................... 10
شرایط مراقبت از بتن ................................................................ 11
عوامل مرتبط با نوع و درصد مصالح بتن و نحوة مراقبت.............................. .... 12
روش های مراقبت............................................................................ 13
مراقبت از بتن در هوای سرد..................................................................... 15
خشک شدن بتن.......................................................................... 16
وزن مخصوص بتن، Wc .................................................................... 16
بتن معمولی ..................................................................................17
بتن سبک ................................................................................. 17
بتن سنگین .............................................................................. 17 مواد افزوده ............................................................................................ 18
خصوصیات بتن سنگی ..................................................................... 18
تعیین نسبت، اختلاط و بتن ریزی ........................................................... 18
بتن سفید ............................................................................. 19
بتن رنگی ............................................................................... 19
بتن آرمه.................................................................................. 20
سازگاری بتن و فولاد............................................................................. 21
پیشینة تاریخی آرمه............................................................................... 21
مزایا و معایب بتن آرمه..................................................................... 22
بتن پیش تنیده....................................................................................... 23
افت (انقباض)................................................................................ 23
عوامل مؤثر در افت....................................................................................... 23
راه های مقابله با افت ....................................................................................24
افت پلاستیک ............................................................................ 24
افت خوردگی ................................................................................................. 25
افت خشک شدگی .........................................................................25
افت کربناسیون.......................................................................... 25
خزش یا وارفتگی........................................................................ 25
خستگی در بتن ................................................................. 26
مقاومت ضربه ای بتن ................................................................ 26
مواد مضاف در بتن ......................................................................... 27
دسته اول : تسریع کننده ها ( زودگیر کننده ها )..........................................27
دسته دوم : کندگیر کننده ها ............................................................ 27
دسته سوم : روان کننده ها ..........................................................28
دسته چهارم : مواد مضاف هوازا ..................................................... 28
محاسن استفاده از بتن هوادار ......................................................................28
دسته پنجم : مواد مضاف معدنی...................................................... 29
دسته ششم : ضد یخ ها .............................................................. 29
فصل 2 : رنگدانه های سرامیکی
تاریخچه ............................................................................................30
انواع رنگدانه‌ها(رنگدانه‌های طبیعی و مصنوعی).......................................... 30
رنگدانه‌های آلی ................................................................................. 31
عمده‌ترین رنگدانه‌های معدنی .................................................................. 31
جدول مقایسه خواص رنگدانه‌های آلی و معدنی............................................ 31
کاربرد عمده پیگمنتها ......................................................................... 32
کاربرد رنگدانه های معدنی........................................................ 32
اهمیت رنگدانه های آلی و خواص آن ............................................. 33
مقایسه رنگدانه های معدنی با رنگدانه های آلی................................... 33
خواص اساسی رنگدانه ها.......................................................... 33
انواع رنگدانه های متداول در بتن ............................................................ 34
اخری.............................................................................. 34
سینا ها.............................................................................................. 35
تراورت............................................................................................... 35
آمبر................................................................................................. 35
رنگدانه اکسید کبالت............................................................................. 36
رنگدانه دی اکسید تیتانیوم..................................................................... 36
رنگدانه سبز اکسید کروم........................................................................ 39
کاربردهای اکسید کروم (رنگدانه کروم).............................................................. 40
رنگدانه سولفید روی...............................................................................40
رنگدانه اکسید روی ............................................................................... 41
رنگدانه اکسید آهن................................................................. 41
رنگدانه های اکسید فلزی مخلوط................................................. 41
رنگدانه های کادمیمی.............................................................. 42
رنگدانه های وانادات بیسموت...................................................... 42
رنگدانه های حاوی سرب و کرومات سرب.......................................... 43
رنگدانه های آبی سیر............................................................... 43
رنگدانه های سیاه................................................................................... 44
قوانین تماس با مواد غذایی...................................................................... 46
جنبه های زیست محیطی و بهداشت حرفه ای...................................... 46
نمودار 1:خط تولید بازیافت اسید ضعیف............................................. 48
نمودار 2:بازیافت حرارت اتلافی و اسید سولفوریک ..................................... 49
فصل سوم: اثر رنگدانه های سرامیکی بر خواص بتن رنگی
بخش اول:بتن رنگی................................................................................. 50
استانداردهای تهیه بتن رنگی .................................................................... 50
روشهای رنگ کردن بتن........................................................................... 51
سیمان رنگی......................................................................... 51
رنگهای شیمیایی .................................................................... 52
پیگمنتهای اکسیدی مینرالی........................................................ 52
افزودنیهای رنگ کننده.............................................................. 54
هاردنرهای رنگی .................................................................... 55
رنگهای گرانوله‌ای.................................................................... 56
طراحی مخلوط بتن رنگی ..........................................................................57
انتخاب سیمان.........................................................................................57
انتخاب پیگمنت ..................................................................................... 57
انتخاب سنگدانه...................................................................... 58
انتخاب افزودنیها..................................................................................... 58
دقت در مخلوط کردن .............................................................................. 59
شکل 3-1)رابطه بین مقاومت ونسبت آب به سیمان..................................... 60
افزودنیهای بتن و استانداردها......................................................... 60
کیفیت آب مخلوط با بتن رنگی.....................................................................60
کیفیت ماسه ........................................................................................... 61
سیمان ..................................................................................................62
لرزاندن بتن...............................................................................................62
فرآوری بتن رنگی پر دوام.............................................................. 63
نقش حفاظتی رنگ بر روی بتن...................................................................... 65
رنگهای محافظ بر روی بتن ....................................................................... 65
خطرات تهدید کنندة بتن رنگی..................................................................... 66
شوره زنی................................................................................................. 66
سایش...................................................................................................... 66
تأثیر عوامل مخرب بر روی بتن رنگی............................................................... 67
1- تأثیرات فیزیکی ...................................................................67
2- تأثیرات شیمیایی.................................................................. 67
راهنمای اجرا بتن رنگی
عملیات بتن ریزی.................................................................... 67
پرداخت سطح بتن.................................................................................... 68
تصویر شماره : 1 .................................................................... 70
تصویر شماره : 2 ................................................................. 71
بخش دوم:اثررنگدانه های سرامیکی بر مقاومت شیمیایی بتن رنگی
سولفات سدیم و سولفات پتاسیم .................................................... 72 سولفات کلسیم ..................................................................... 74 سولفات منیزیم ....................................................................... 74 اسید سولفوریک....................................................................... 75 سولفات آمونیوم....................................................................... 76 آب دریا................................................................................ 77 حمله میکروبی اسید سولفوریک....................................................... 78 جلوگیری از حمله سولفاتی ............................................................ 78
حفاظت بتن رنگی در برابر حمله سولفاتی داخلی ناشی از ترکیب شیمیایی ............ 79
حفاظت بتن رنگی در برابر حمله سولفات خارجی ............................................. 79
نفوذپذیری و یون سولفات ......................................................................... 80
روشهای نفوذ کلر
مکانیزمهای حرکت یون کلر.........................................................................82
نفوذ کلرید............................................................................82
نفوذپذیری...............................................................................................83
شکل 3-2)اثرمقدارسیمان به ظرفیت جذب کلرودی اکسیدکربن.....................84
اثر منطقه ITZ.........................................................................84
محیطهای شیمیایی مختلف..........................................................................85
جدول 3-3)تاثیربعضی ازموادشیمیایی که معمولابرروی بتن بکاربرده میشود.........86
تحلیل...................................................................................87
بخش سوم:اثررنگدانه های سرامیکی برخواص مکانیکی بتن رنگی
شکل 3-3)تغییرات مقاومت فشاری نمونه های سبزبرحسب افزایش میزان پیگمنت سرامیکی 88
شکل 3-4)تغییرات مقاومت فشاری نمونه های زرد برحسب افزایش میزان پیگمنت سرامیکی 89
شکل 3-5)تغییرات نفوذ نمونه های سبز برحسب افزایش میزان پیگمنت سرامیکی ودانه بندی 89
شکل 3-6)تغییرات نفوذنمونه های زردبرحسب افزایش میزان پیگمنت سرامیکی ودانه بندی 90
جدول 3-1)نتایج مقاومت فشاری بتن های مستحکم باپیگمنت سبزوتغییردرحجم پیگمنت 92
جدول 3-2)نتایج مقاومت فشاری بتن های مستحکم با پیگمنت زرد وتغییردرحجم پیگمنت 92
جدول 3-3)نتایج نفوذپذیری بتن های مستحکم با پیگمنت سبزوزرد..........................92
نمودار 1 :مقاومت فشاری پیگمنت سبز...................................................93
نمودار 2 :مقاومت فشاری پیگمنت زرد...................................................94
نمودار 3 :نفوذ پذیری در بتن با پیگمنت های زرد و سبز..................................95
تأثیر پیگمنتهای معدنی بر مقاومت ..............................................................96
اثر افزودنیها بر مقاومت بتن......................................................................97
شکل3-6)اثرموادافزودنی روان کننده برمقاومت سیمانهای مختلف .........................98
شکل3-7)اثرموادافزودنی روان کننده برمقاومت بتن درارتباط بامیزان سیمان دربتن........ 98
تأثیر مراقبت و عمر بر مقاومت بتن رنگی.......................................................99
تأثیر اندازه و شکل ذرات پیگمنت بر مقاومت فشاری بتن رنگی...........................99
شکل3-8)منحنی های مقاومت فشاری نمونه های 7روزه و28روزه..........................99
تأثیر افزودنی روان‌کننده بر مقاومت..............................................................100
شکل 3-9)تاثیرافزودنی روان کننده درنمونه های 7روزه....................................101
شکل 3-10)تاثیرافزودنی روان کننده درنمونه های 28روزه................................102 اثر عمر بر مقاومت فشاری.............................................................103
تأثیر دانه‌بندی سنگدانه‌های مصرفی و روش مراقبت بر مقاومت بتن رنگی .............103
تأثیر پیگمنتهای سرامیکی بر مقاومت سایشی بتن رنگی....................................103
جدول 3-4)نتایج آزمایشهای مقاومت سایشی(سایش خراشان)نمونه های 90روزه................106
نتیجه گیری..........................................................................................107
منابع و مأخذ.........................................................................108
مقالات...............................................................................108
پیشگفتار:
کلمه بتن به طور خاص مترادف دوام و مقاومت در تصور مهندسان است. استفاده از بتن به هزاران سال پیش بر می گردد و همیشه در طول تاریخ بشر مورد توجه متخصصان، معماران و حتی حاکمان بوده است.
سالیان متمادی از استفاده مردم از بتن در بهتر کردن زندگی خود می گذرد ولی از آن کمتر به عنوان عامل زیبایی استفاده می شده بویژه بتن های خاص که جایگاه بالاتری دارند. یکی از انواع بتن های خاص، بتن های رنگی هستند که می توانند جایگزین مناسبی برای سنگ های قیمتی، سنگ های تزئینی و دیگر مصالح مورد استفاده در معماری باشند.
بعضی رنگ ها در طبیعت همچون گل های شکوفای بهاری و یا درختان تنومند پاییزی پر شکوه و زیبا هستند ولی بعضی دیگر از رنگ ها دوامشان بر زیباییشان ترجیح داده شده است. از بین این رنگ ها، رنگ صخره ها و سنگ ها عمر بیشتری دارند. بتن رنگی هم که یکی از حالات ویژه بتن است در ساختن آن از همین رنگدانه های طبیعی استفاده می شود که در آن دانه های رنگی برای پراکنده شدن در یک ترکیب بتنی و ایجاد مقاومت در برابر قلیایی شدن تهیه می شوند.
کاربرد بتن رنگی در امور ساختمان سازی، پل سازی و خطوط انتقال فاضلاب و دیگر صنایع می باشد. هدف از ایجاد بتن رنگی ایجاد ظاهر زیبا، تأمین خواص انتقال حرارتی، ایجاد استحکام بالاتر و در نهایت پایداری بیشتر در بتن می باشد روش های گوناگونی برای رنگی نمودن بتن مورد استفاده قرار می گیرد.
یکی از روش های ایجاد بتن رنگی با استفاده از رنگ های آلی و خاک های معدنی می باشد که این نوع بتن رنگی ایجاد ظاهری زیبا می نماید ولی پایداری و دوام آن ها به خصوص در مقابل عوامل شیمیایی و همچنین امواج ماوراء بنفش نسبتا کم می باشد.
روش بهتر جهت تولید بتن رنگی با رنگ یکنواخت و با دوام استفاده از سیمان رنگی می باشد.این سیمان ها از سیمان سفیدی که با 2 تا 10 درصد از مواد رنگی تواما آسیاب شده اند تشکیل می گردند. روش دیگر استفاده از رنگدانه های سرامیکی با ترکیبات متفاوت می باشد. این مواد علاوه بر ایجاد خاصیت سرامیکی در بتن موجب ایجاد رنگ های دلخواه با طیف وسیعی از تنوع می شوند.
مقدمه:
بتن یکی از پر مصرف ترین مصالح ساختمانی جهان امروز به شمار می رود که دارای خواص و کاربرد های متنوعی است. استفاده از بتن در تمامی جنبه های ساخت و ساز بطور گسترده ای روبه افزایش است.
بتن نتیجه مخلوط کردن سیمان،آب،سنگدانه،با نسبتهای لازم می باشد که بعد ازریختن و مراقبت مناسب شبیه سنگ،سخت می گردد.سخت شدن حاصل واکنش بین سیمان و آب است که برای مدت زمان طولانی ادامه خواهد داشت و در نتیجه،بتن به مرور زمان سخت تر و محکم تر می گردد.
در سالهای اخیر سریعترین پیشرفتها در محدوده تکنولوژی بتن صورت گرفته است و افزایش در رقابتهای ساخت و استفاده از مصالح و تکنولوژی جدید ساخت،موقعیت بتن را به عنوان یک ماده ساختمانی اصلی تثبیت کرده است.همچنین با برخورداری از تکنولوژی تجربی و ظرفیت بیش ازحد در صنعت ساختمان،تکنولوژی بتن امروزه به عنوان یک حرفه مستقل مطرح می شود،به دنبال آن این روزها علاقه فراوان برای داشتن علم غنی تر در تکنولوژی بتن،افزایش یافته است.
ساخت بتن رنگی نیز در دهه اخیر از طرحهای نوین تحقیقاتی در سطح جهان به شمار می آید.ساخت آسان و کاربردهای متنوع این ماده رنگی برای استفاده کنندگان بسیار حائز اهمیت بوده و وسعت بکارگیری آن را روشن می سازد.رشد شگفت آور در کاربرد بتن رنگی در چند سال گذشته باعث انجام پروژه های زیبا و چشمگیری در سطح جهان شده است. مواد رنگی متفاوتی از جمله مواد رنگی آلی و غیر آلی، مصنوعی و طبیعی، سرامیکی، فلوئورسانس و فسفورسانس و غیره جهت رنگی نمودن بتن وجود دارند.
میان روشهای موجود جهت رنگ کردن بتن،استفاده از پیگمنتهای سرامیکی یکی از روشهایی است که امروزه جهت رنگ کردن کلی بتن استفاده می گردد.روش تولید بتن رنگی اساسا تفاوتی با تولید بتن معمولی ندارد و رنگ به آسانی به مخلوط اضافه می گردد.همچنین در بیشتر موارد بتن رنگی مشابه بتن غیر رنگی با استفاده از ابزارآلات و تکنیک های یکسان ساخته می شود.ساختارهای بتن رنگی در محیط های مختلفی به کار می روند. بعضی از آن ها در مناطق شهری مانند ساختمان ها و پل ها و بعضی دیگر در مناطق دریایی مانند سواحل، اسکله ها، سکوهای فرا ساحلی و غیره دیده می شوند.
هدف از این پروژه بررسی اثر رنگدانه های سرامیکی بر خواص بتن رنگی است که برای این منظور در فصل اول این پروژه آشنایی کلی بر بتن و ماهیت آن است که شامل ساختار بتن،مراقبت از بتن،شرایط و روشهای مراقبت،معرفی بتن سفید،رنگی و بتن آرمه،آشنایی با انواع افت و روشهای مقابله با آن،خزش در بتن و انواع مواد مضاف در بتن معرفی شده است.
در فصل دوم به معرفی برخی از رنگدانه های بکار رفته در بتن پرداخته شده مانند رنگدانه های خانواده آهن که بهترین نوع پیگمنتها به شمار می آیند مانند اخری،سیناها،تراورت،آمبر.همچنین رنگدانه های اکسید کبالت،اکسید تیتانیم،اکسید کروم و کربن بلک که هرکدام به ترتیب باعث ایجاد رنگهای آبی،سفید،سبز و سیاه در بتن می گردند و همچنین معرفی رنگدانه های حاوی سرب و کرومات سرب،وانادات بیسموت و کادمیمی بررسی شده است.
در فصل سوم که در سه بخش تهیه شده در بخش اول توضیحاتی کلی راجع به بتن رنگی داده شده مانند انواع روشهای رنگ کردن بتن،طراحی مخلوط بتن رنگی،فراوری بتن رنگی پردوام،نقش حفاظتی رنگ برروی بتن و خطرات تهدید کننده بتن رنگی و تاثیر عوامل مخرب بر روی آن و همچنین راهنمای اجرای بتن رنگی بررسی شده است.
در بخشهای دوم و سوم که بخشهای اصلی پروژه است به ترتیب اثر رنگدانه ها بر مقاومت شیمیایی و مکانیکی بتن رنگی مورد بررسی قرار گرفته که در بخش دوم حمله سولفاتها مانند سولفاتهای سدیم،پتاسیم،کلسیم،منیزیم،اسید سولفوریک،سولفات آمونیوم،آب دریا و همچنین راهکارهایی جهت جلوگیری و حفاظت از بتن های رنگی حاوی رنگدانه های سرامیکی که در این محیط ها واقع شده اند مانند اسکله ها و سکوها وغیره مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفته همچنین روشهای نفوذ کلر و جدول محیط های شیمیایی مختلف نیز بررسی شده.در بخش سوم نیز مقاومت های فشاری بتن های رنگی حاوی پیگمنت سبز و زرد و همچنین نفوذ پذیری آنها که قبلا توسط پژوهشگران صورت گرفته بصورت جدول و نمودار به تصویر کشیده شده،این رنگدانه ها استحکام بتن را در برخی موارد کاهش داده و گاهی نیز افزایش می دهند،که این اثر در مورد رنگدانه سبز نمود بیشتری دارد،هرقدر رنگدانه ریزتر بوده،قدرت رنگی و استحکام بتن افزایش بیشتری نشان می دهد علاوه برآن تاثیر افزودنی ها مانند عوامل حباب ساز،کلرید سدیم و افزودنی های روان کننده بر بتن رنگی نیز بررسی شده در ادامه نیز تاثیر مراقبت و عمر، تأثیر اندازه و شکل ذرات پیگمنت بر مقاومت فشاری بتن رنگی،اثر افزودنی های روان کننده،اثر عمر بر مقاومت فشاری و نیزتاثیر پیگمنتها بر مقاومت سایشی بتن رنگی دراین پروژه گردآوری و تحقیق شده است.
ساختار بتن:
بتن دارای چهار رکن اصلی می باشد که به صورت مناسبی مخلوط شده اند، این چهار رکن عبارتند از :
الف : شن
ب : ماسه
ج : سیمان
د : آب
در برخی شرایط برای رسیدن به هدفی خاص مواد مضاف به آن اضافه می شود که جزء ارکان اصلی بتن به شمار نمی آید.توده اصلی بتن مصالح سنگی درشت و ریز شن و ماسه می باشد.
فعل و انفعال شیمیایی بین سیمان و آب موجب می شود شیرابه ای بوجود آید و اطراف مصالح سنگی را بپوشاند و مصالح سنگی را بصورت یکپارچه بهم بچسباند.استفاده از آب برای ایجاد واکنش شیمیایی است.
برای ایجاد کار پذیری لازم بتن مقداری آب اضافی استفاده می شود تا بتن با پرکردن کامل زوایای قالب بتواند دور کلیه میلگردهای مسلح کننده را بگیرد.
جایگاه استفاده آب در بتن به لحاظ انجام عمل هیدراسیون دارای حساسیت بسیار زیادی است
ویژگیهای آب مصرفی بتن:
۱- آب باران
۲- آب چاه
۳- آب برکه
۴- آب رودخانه در صورتی که به پسابهای شیمیایی کارخانجات آلوده نباشد و غیره و...
بطور کلی آبی که برای نوشیدن مناسب باشد برای بتن نیز مناسب است باستثناء مواردی که متعاقبا توضیح داده خواهد شد.
آبهای نامناسب برای ساختن بتن:
۱-آبهای دارای کلر موجب زنگ زدگی آرماتور می شود.
۲- آبهایی که بیش از حد به روغن و چربی آلوده می باشند.
۳- وجود باقیمانده نباتات در آب.
۴- آب گل آلود موجب پایین آوردن مقاومت بتن می شود.
۵- آب باتلاقها و مردابها
6-آبهای دارای رنگ تیره و بدبو
7-آبهای گازدار مانند CO2 و...
8- آبهای دارای گچ و سولفات و یا کلرید موجب اثر گذاری نامطلوب روی بتن می شوند.
نکته ۱:آبی که مثلا شکر در آن حل شده است برای نوشیدن مناسب است ولی برای ساخت بتن مناسب نیست.
نکته ۲: مزه بو و یا منبع تهیه آب نباید به تنهایی دلیل رد استفاده از آب باشد.
نکته ۳:ناخالصیهای موجود در آب چنانچه از حد معین بیشتر گردد ممکن است بشدت روی زمان گرفتن بتن، مقاومت بتن، پایداری حجمی آن، اثر بگذارد و موجب زنگ زدگی فولاد شود.
نکته ۴:استفاده از آب مغناطیسی بعنوان یکی از چهار رکن اصلی مخلوط بتن می تواند بعنوان تاثیر گذار بر روی پارامترهای مقاومت بتن انتخاب گردد.
پایان نامه اثر رنگدانه های سرامیکی بر خواص بتن رنگی ( ceramic pigment effect in quality of colored concrete )
