up
Search      menu
عمران :: مقاله HPC PDF
QR code - HPC

HPC

HPC - High Performance Concrete - : سوژه روز تحقيقاتي جهان

در دهه گذشته شاهد تئوريزه شدن موضوعات مختلفي در صنعت بتن بوديم.
بيشترين تمرکز بر روي بتن هاي با مقاومت بالا (HSC) صورت گرفت.محققان توانستند مقاومت بتن را به بيش از ۳۰۰MPa برسانند که شايد حدود ۲۰سال پيش يعني زماني که پروفسور نويل مشغول نوشتن کتاب خود (تکنولوژي بتن) بود امري غير ممکن نشان ميداد.
اما امروزه ساخت بتن هاي با مقاومت بالا از سوژه تحقيقات کنار گذاشته شده و بيش از فاکتور مقاومت به عامل دوام و طول عمر بتن اهميت مي دهند.
امروزه بحث از ساخت سازه هايي با طول عمر ۱۰۰۰سال است. درصورتي که متوسط طول عمر مفيد سازه هاي بتني در کشور ما ۱۵سال ميباشد. در نتيجه ساخت بتن هاي HPC (با دوام بالا) باعث صرفه جويي در مصالح مصرفي و هزينه دراز مدت مي گردد؛ البته بايد توجه داشت که هر بتن HSC يک بتن HPC است؛ ولي عکس آن صادق نمي باشد.
● فاکتورهاي مهم در ساخت HPC (High Performance Concrete):
۱) کاهش نسبت آب به سيمان
۲) استفاده از دانه هاي مناسب
۳) استفاده از حداکثر ميزان مصالح سنگي
۴) تراکم مناسب بتن
۵) استفاده از سيمان هاي مقاوم در برابر حمله سولفات ها
۶) استفاده از پزولان هاي مناسب
۷) ساير مواد افزودني
تحقيقات نشان ميدهد که در صورت محافظت بتن در برابر يون کلر و حمله سولفات ها همچنين جلوگيري از رسيدن آب و اکسيژن به قسمتهاي مرکزي بتن دوام و طول عمر آن افزايش مي يابد . کليه فاکتور هاي فوق در جهت رسيدن به اين ويژگي ميباشد .
● کاهش نسبت آب به سيمان:
ميزان آب لازم براي هيدراته کردن سيمان بسته به نوع سيمان بين (۰.۲۵-.۰۲)ميباشد. مقداري از آب مورد مصرف نيز صرف مرطوب نمودن سطح دانه ها ميگردد. مصرف آب بيش از اين ميزان اثرات نامطلوبي بر روي بتن به جاي ميگذارد.
اين آب اضافي بر اثر خاصيت مويينگي به سمت سطح بتن جريان مي يابد . در اين لوله ها در مرحله اول باعث کاهش مقاومت فشاري بتن ميگردند که در ساخت بتن هاي با مقاومت بالا مورد بررسي قرار مي گيرند. و در مرحله دوم باعث مي شوند تا آب خارجي بتواند به درون بتن نفوذ نمايد . در صورتي که اين آب داراي مواد خورنده باشد شرايط خوردگي ميلگرد در بتن را تشديد مينمايد. در بتن هاي با دوام بالا ، تأثير آب مصرفي در اين ضمينه مورد بررسي قرار مي گيرد.
در بتنهاي HPC توصيه مي شود که آب اختلاط از W C=۰.۴ کمتر در نظر گرفته شود. براي اينکه بتوان در نسبت هاي پايين به بتن با کارايي مناسب دست يافتاستفاده از فوق روانسازهاي اعلا اجتناب نبپذير ميباشد. (جهت ااطلاعات در مورد فوق روانسازها به بخش فوق روانسازهاي همين سايت مراجعه کنيد)
در ساخت بتنهاي با دوام بالا نميتوان از هر ماده آب بندي استفاده نمود و تنها آب بندهايي که در برابر حرارت و خوردگي مقاوم مي باشند قابل استفاده در اينگونه بتن ها ميباشند. به هر حال عدم اضافه کردن چنين موادي به مراتب منطقي تر ميباشد.
● دانه هاي مناسب:
در ساخت بتن هاي HPC بهتر است از سنگدانه هاي سيليسي استفاده نمود. زيرا اين سنگدانه ها هم دوام وهم اقتصاد طرح را تأمين ميکنند. استفاده از سنگدانه هاي واکنشزا در اين بتن ها به هيچ عنوان مناسب نميباشد. شيست ها ،سنگدانه هاي آهکي دگرگون نشده، توف ها و... از جمله اين سنگدانه ها ميباشند.
هرچه سنگدانه ها متراکم تر و تخلخل آنها کمتر باشد براي ساخت بتن هاي HPC مناسب تر ميباشند.
● استفاده از حداکثر ميزان مصالح سنگي:
براي دست يافتن به اين امر دانه بندي بسيار مهم مي باشد. به طورکلي کليه دانه بنديهاي بتن هاي با مقاومت بالا براي اين منظور قابل قبول مي باشند. اما دانه بنديهاي بهتري را نيز ميتوان استفاده نمود.
براي رسيدن به يک دانه بندي مناسب HPC (يعني ماکزيمم مصرف مصالح سنگي) بهتر است از ميزان overfill درنظر گرفته شده در بتن هاي HSC کاست. همچنين استفاده از ذرات کوچکتر از ۷۵ ميکرون ميتواند مفيد باشد.
● تراکم و نگهداري:
تراکم و نگهداري بتن هاي با دوام بالا به مراتب حساس تر از ساير بتن ها ميباشد. به خصوص براي ساخت بتن هاي با عمر بالاي ۲۰۰ سال اين موضوع فوق العاده حساس ميشود. عدم تراکم مناسب در يک قطعه مي تواند کليه فاکتورهاي ساخت و طراحي را تحت شعاع خود قرار دهد؛ بنابراين، در قطعاتي که امکان تراکم ويژه موجود نميباشد. بايد بتن را با رواني بسيار بالا ساخت بايد توجه داشت که براي رسيدن به اين منظور نبايد نسبت W C را از ۰.۴ بيشتر کرد.
● تعيين نوع سيمان:
بهترين سيمان براي ساخت اين نوع بتن پرتلند تيپ۵ ميباشد. سيمان هاي ديرگير تيپ ۲و۵ نيز مناسب ميباشند. همچنين سيمانهاي منبسط شونده نيز در شرايط خاص ميتوان به کار برد.
استفاده از سيمانهاي بدون نقص (MDF) و (WAC) نيز باعث افزايش قابل توجه عمر بتن ميگردند اما بايد توجه داشت که هدف اصلي در ساخت بتنهاي با دوام بالا اقتصاد ميباشد. در نتيجه استفاده از سيمانهاي (MDF) و (WAC) منطقي به نظر نمي رسد.
● پزولان ها:
خاکستر بادي، دوده سيليسي، خاکستر پوسته برنج، روباره آهنگدازي آسياب شده پزولانهاي حاوي کوارتز و ميکا و... نقش بسيار مهمي در افزايش دوام بتن دارند. در ميان مواد فوق دوده سيليسي و روان کننده را به صورت ژل در مي آورند و به صورت مخلوط با آب به کار مي برند که اثرات بسيار مطلوبي بر روي بتن دارند.
در صورت استفاده از سيمان هاي پرتلند، استفاده از پزولان ها کاملاً اجباري ميباشد.

دانلود نسخه PDF - HPC