مقدمه

هر ساله بلایای طبیعی همانند زلزله، سیل، طوفان و آتش سوزی قسمتهای مختلفی از جهان را گرفتار میکند. چنین بلایای طبیعی علاوه بر آسیبهای مستقیم جانی و مالی، با برجای گذاشتن مقادیر بسیار زیادی از آوار در محلهای حادثه دیده باعث آلودگی محیط زیست و در برخی موارد سد شدن جریان زندگی در مکانهای حادثه دیده می شوند. کشور ما ایران، یک کشور حادثه خیز میباشد که بسیاری از بلایای طبیعی در آن بوقوع می پیوندد که نادیده گرفتن مسائل مربوط به از بین بردن آثار و زباله های باقیمانده در آن، شرایط زندگی را برای ساکنان دشوار می سازد. بلایای مختلف آوارهای مختلفی برجای می گذارند که محل وقوع حادثه نیز تاثیر بسیاری در نوع مواد پسماند دارد. در مقاله حاضر پس از بررسی انواع بلایای طبیعی و نوع آوار آنها به مسئله آوار زلزله و پاکسازی محل پس از زلزله و دپو کردن مواد زاید پرداخته میشود.

 بلایای طبیعی و نوع آوار

آواربرداری و حذف آن از محل حادثه دیده یکی از مهمترین اجزاء در عملیات نجات و بازسازی می باشد. بسیاری از آثار باقیمانده از بلایای طبیعی خطرناک نیستند. خاک، مصالح ساختمانی، زباله های سبز همانند درختان و بوته ها، حجم بسیار زیادی از آوار را تشکیل می دهند که بسیاری از آنها قابل بازیافت می باشند. مواد باقیمانده از طوفانها، زلزله ها، گردبادها، سیل و آتشسوزی در چند زیر مجموعه قابل تقسیم می باشد (جدول 1).

جدول 1: طبقه بندی مواد باقیمانده از بلایا

	ساختمانهای آسیب دیده	رسوبات (ناشی از زمین لغزش)	زباله های سبز	داراییهاي شخصی	خاکستر و چوب سوخته
زلزله	دارد	دارد	دارد	دارد	دارد
سیل	دارد	دارد	دارد	دارد
آتش سوزی	دارد			دارد	دارد
گردباد	دارد		دارد	دارد
طوفانهای دریایی	دارد	دارد	دارد	دارد

 

 

 

 

 

 

 

 

شناخت آوار زلزله

 

زلزله ایجاد کننده امواج لرزه ای بوده و باعث جابجائی زمین در طول گسلها می گردد. این امواج لرزه ای عامل ویرانی ساختمانها و پلها در منطقه ای محدود و آسیب رسیدن به ساختمانها و سایر سازه های دورتر می باشند. آسیبهای جانبی ناشی از آتشسوزی، انفجار و آبگرفتگی های محدود ناشی از شکستگی لوله های آب میتواند افزایش دهنده مقادیر نخاله  بوجود آمده باشد. آوار زلزله شامل مصالح ساختمانی، وسایل شخصی افراد و رسوبات ناشی از زمین لغزش می باشد. برای مثال جمع آوری و مدیریت بقایای بجامانده از زلزله نورتریچ (ژانویه 1994) در شهر لوس آنجلس تا مدتها ادامه یافت و مقدار آوار و نخاله  در پایان ماه جولای 1995 به 3 میلیون تن رسید. در طی 3 ماه عملیات نخاله برداری، مقامات شهر تصمیم به تلاش در جهت بازیافت نخاله ها در جهت صرفه جویی در ظرفیت باقیمانده دپو ها گرفتند. بسیاری از زباله ها مربوط به آوارهای ساختمانی بود که قابل بازیافت توسط شرکتهای محلی بودند. ساختمانهای مختلف انواع مختلفی از آوار را به وجود می آورند که بصورت مختصر در زیر به بررسی آنها می پردازیم:

 

ساختمانهای چوبی و بنایی غیر مسلح:

 

 اینگونه ساختمانها معمولا از سایر سازه ها کوچکتر بوده و مصدومان در این ساختمانها اغلب با استفاده از ابزار دستی قابل نجات و رهایی هستند. قطعات چوبی و دیوارهای بنایی قابل خرد شدن به قطعات کوچکتر و قابل حمل می باشد. لذا در اینگونه آواربرداری نیازی به ماشین آلات سنگین نیست و افراد تیم نجات با استفاده از ابزار دستی خود می توانند به نجات افراد در زیر آوار مانده بپردازند.

 

ساختمانهای بتنی:

 

یک مد خرابی معمول در سازه های بتنی بهنگام زلزله، فروافتادن دال کف، تقریبا بدون شکست، بر روی کف زیرین خود میباشد. در این نوع خرابی که تحت عنوان "پن کیک" از آن یاد میشود، دالهای کف فروافتاده از دسترسی و رهایی مصدومان جلوگیری می کند و لذا مشکلات زیادی را بخصوص درصورتی که موقعیت و وضعیت قربانی نامعلوم باشد ایجاد می نماید. دال بتنی هر طبقه به ابعاد 30 متر در 30 متر و به ضخامت 10 سانتیمتر وزنی بالغ بر 250 تن دارد که از ظرفیت جرثقیلهای معمول فراتر است. لذا باید این دالهای بتنی به قطعات کوچکتر بریده شوند تا قابل حمل و جابجائی بوسیله جرثقیلهای عادی شوند.

 

سازه های فولادی:

 

ساختمانهای فولادی یک طبقه معمولا دارای مقاطع فولادی کوچکی هستند که با استفاده از اره های دستی و یا برقی قابل نفوذ می باشد. حتی در ساختمانهای سنگین صنعتی نیز از این روش می توان برای بریدن قطعات سنگین به تکه های قابل حمل استفاده نمود. جک و یا کیسه های هوا نیز برای ایجاد فضای دسترسی به مصدومان قابل استفاده می باشد. سازه های چند طبقه فولادی در داشتن دالهای بتنی به عنوان اعضای سقف مانند سازه های بتنی می باشد. قسمت زیادی از آوار سنگین در ساختمانهای فولادی بدلیل تفاوت در سختی بین قابهای فولادی و دیوارهای آجری، با ریزش دیوارها حاصل می گردد. پنلهای پیش ساخته بتنی معمولا سخت ترین نوع آوار را ایجاد می کنند چرا که معمولا به هنگام افتادن تکه تکه نشده و بصورت قطعات بزرگی باقی می ماند.

پس از وقوع زلزله، بدلیل گرفتار شدن بسیاری از افراد در زیر آوار، نیاز به جابجایی سریع آوار به منظور کمک رسانی به افراد مانده در زیر آوار می باشد، از سوی دیگر پس از پایان عملیات جستجو و نجات مرحله پاکسازی و آماده سازی محل حادثه دیده برای ادامه فعالیتهای انسانی آغاز می گردد. بدلیل متفاوت بودن ماهیت این دو نوع آوار بردای مدیریت این بخشها نیز نیاز به مهارتهای مختلفی دارد و از دو منظر می توان آواربرداری پس از زلزله را مورد بررسی قرار داد: آواربرداری کوتاه مدت (امدادی) و آواربرداری بلند مدت (پاکسازی).

 

شکل 1: نمونه ای از خرابی ساختمان بصورت پن کیک در زلزله 1999 ایزمیت

 

شکل 2: آوار بصورت "پن کیک" – زلزله 1999 ایزمیت

 

آوار برداری کوتاه مدت

آنچه که در آوار برداری کوتاه مدت از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد سرعت عمل و دقت در آوار برداری است. سرعت مقوله مهم در عملیات جستجو و نجات است چرا که با توجه به جدول 2، از 24 ساعت اولیه پس از زلزله به عنوان زمان طلایی در نجات یاد می شود.

جدول 2: احتمال زنده ماندن به نسبت زمان زیر آوار ماندن [1]

زمان زیر آوار ماندن	درصد زنده ماندن
30 دقیقه	99.3 %
یک روز	81 %
دو روز	53.7 %
سه روز	36.7 %
چهار روز	19 %
پنج روز	7.4 %

 

بحث آواربرداری کوتاه مدت، از زیر مجموعه های مدیریت بحران بشمار می رود و نیاز به تخصص و آشنایی کافی به انواع آوار، نحوه امداد رسانی و جستجو دارد. آنچه امر آوار برداری را مشکل می کند، وجود آوار سنگین و مواد حجیم است که به سادگی قابل جابجایی بوسیله اعضای تیم نجات بدون استفاده از ابزار مکانیکی نمی باشد. برای مثال یک نمونه از آوار سنگین ممکن است یک دال بتنی به ابعاد 3 متر در 3 متر و ضخامت 15 سانتیمتر با وزن تقریبی 3 الی 4 تن می باشد. حجم و وزن زیاد باعث میشود که بدون استفاده از ماشین آلات امکان نجات وجود نداشته باشد. دالهای سقف و کف، قطعات بزرگ بتن مسلح و قطعات بتن پیش ساخته بعنوان آوار سنگین بشمار می روند.

 

 آوار برداری بلند مدت

 

در آواربرداری بلندمدت که مربوط به مرحله پاک سازی محل حادثه دیده می باشد، ماشین آلات سنگین از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. در این مرحله شرایط بحران برطرف گردیده و باید در مسئله پاکسازی به بازدهی و بهره وری توجه خاصی شود. برای شهرهای بزرگ جهان مانند ونکوئر از هم اکنون برای مرحله پاکسازی برنامه مدونی آماده گردیده و تمهیدات ویژه ای برای مرحله بازیافت ضایعات حاصل از زلزله تهیه گردیده است. برای مثال با جداسازی و آسیاب کردن آوار ساختمانی می توان مصالح مورد نیاز برای زیرسازی جاده ها را تهیه نمود[4]. بدلیل اهمیت آواربرداری بلندمدت و مرحله پاکسازی، در مقاله ای جداگانه به این موضوع پرداخته خواهد شد.

 

استفاده از ماشین آلات در آوار برداری کوتاه مدت

 

نقش ماشین آلات در آواربرداری پس از زلزله با توجه به نوع آوارهای ایجاد شده تعیین می شود و برای انواع مختلف آوار ابزار متفاوتی مورد استفاده قرار می گیرد. البته باید توجه نمود که در مرحله امداد رسانی (آواربرداری کوتاه مدت) با وجود اهمیت مقوله سرعت، معمولا استفاده از ماشین آلات سنگین بدلایل زیر توصیه نمی شود:

1.   عدم دقت کافی

2.  امکان آسیب رسیدن به افرادی که زیر آوار مانده اند بدلیل سنگینی ماشین آلات

3.  عدم امکان شنیده شدن صدای قربانیان زیر آوار به دلیل صدای ناشی از کارکرد ماشین آلات

با وجود مشکلات فوق استفاده از ماشین آلات در برخی موارد امری ضروری است، مخصوصا در زلزله های شهری که بیشتر ساختمانها بصورت بتنی و فولادی بوده و بدلیل ایجاد آوارهای سنگین نیاز به ماشین آلات برای جابجائی آوار سنگین وجود دارد. جرثقیل بهترین وسیله در آواربرداری های شهری است و در مرحله بعد بیل مکانیکی برای انجام خاکبرداریهای محدود مورد استفاده قرار می گیرد این درحالی است که استفاده از لودر در آوار برداری بهیچ عنوان توصیه نمی شود. با وجود این اغلب توصیه می شود که تا پنج روز بعد از وقوع زلزله از انتقال ماشین آلات سنگین به محل حادثه دیده جلوگیری شود و در صورتی که نیاز به کارکرد ماشین آلات غیر قابل انکار باشد، باید بهنگام کارکرد ماشین آلات از زمانهای سکوت ( بمنظور شنیدن صدای احتمالی قربانیان ) استفاده شود.

ابزار جدیدی که در عملیات امداد و نجات استفاده میشود جکهای دستی و کیسه های هوا برای ایجاد فضای لازم بمنظور خارج کردن افراد حبس شده در زیر آوار است.

در ضمن بهنگام عملیات جستجو و نجات باید به این نکته توجه نمود که آوار یک توده سه بعدی است و از هر شش وجه آن میتوان وارد عمل شد. بطور سنتی در کشور ما خاکبرداری از بالا و جوانب مرسوم بوده و از توجه به ابعاد دیگر مانند نقب زدن از پایین غفلت میشود (شکل 3).

 

شکل 3: دسترسی به زیر آوار از طریق حفر نقب

ایران، یک کشور زلزله خیز بوده و هر از چندی شاهد حوادث ناگواری در گوشه و کنار کشور هستیم. ولی آنچه که باید بدان توجه نمود این است که تا بحال در کشور ما زلزله شهری بوقوع نپیوسته و تقریبا تمام زلزله های کشور در مناطق روستایی و یا با بافت قدیمی بوده اند ( زلزله های طبس، آوج، بم ... ) این بدان معنی است که ما تابحال با آواربرداری ساختمانهای بنایی مواجه بوده ایم ولی آنچه که مشهود است آواربرداری شهری تفاوت چشم گیری با آواربرداری های بعمل آمده در کشور دارد. در یک زلزله شهری نمیتوان یک دال بتنی مسلح را با لودر جابجا کرد و یا نمیتوان تلی از تیرآهن را با آن بلند نمود و مصدومان احتمالی را از زیر آوار نجات داد. در آواربرداریهای شهری جرثقیلها نقش اصلی را در آواربرداری بر عهده دارند. از سوی دیگر همواره شاهد بوده ایم که بلافاصله بعد از زلزله آمار لودرهای ارسال شده به مناطق زلزله زده در صدر اخبار می باشد درحالی که لودر مرگبارترین وسیله در عملیات امداد و نجات بشمار می رود. آواربرداری یک عملیات کاملا مهندسی بوده و نیاز به تجربه و دید علمی دارد لذا از هم اکنون باید در تربیت افراد متخصص در امر آوار برداری علمی اقدامات عملی صورت بگیرد.

 

شکل 4: آوار برداری با استفاده از بیل مکانیکی در زلزله 1999 ایزمیت

 

 

 

 

مراجع:

[1] عشقی، ساسان (1382)، گزارش نهایی پروژه تحقیقی بررسی خرابی ساختمانها و مدیریت آواربرداری در زلزله های بزرگ، تهران، موسسه علمی کاربردی هلال احمر ، آذرماه 1382

[2] گزارش مقدماتی شناسایی زلزله 5 دی  ماه 1382 بم، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله

[3] Earthquake Damaged Buildings: An Overview of heavy debris and Victim Extrication, FEMA 158/ September 1988

[4] Post-earthquake solid waste management strategy (for the City of Vancouver and the surrounding area) Wojtarowicz, Margaret,

Atwater, James W.

 

[5] http://www.amolfire.com

 

[6] http://www.ehrsi.com

 

گردآورندگان :

                                                     جعفر جلالي مهر

                                                محمد حسن قلعي

بهار-  85

 

 

 

 

مسابقه مقاوم سازي و ماندگاري سازه بتني

« سازه بتني قاب محافظ تخم مرغ (EPD) »

 

 هدف: 

هدف از اين مسابقه، طراحي و ساخت سازه بتني مسلح يا غير مسلح مقاوم در برابر بار ضربه اي است تا محافظ تخم­مرغي شود که در زير سازه قرار دارد.

 

قوانين مسابقه

 1.شرايط تيم هاي شرکت کننده در مسابقه :     

1.  اعضاي تيم، دانش آموزان دبيرستانها، هنرجويان هنرستانهاي فني و حرفه اي، دانشجويان دانشگاه ها (دانشجويان مقطع کارشناسي مهندسي عمران ، مکانيک، معدن، معماري، مهندسي شيمي و ... در تمام گرايش ها)، مراکز آموزش عالي، مراكز تحقيقاتي پژوهشي دولتي و غير دولتي مي باشند. از هر موسسه آموزشي حداکثر دو تيم درمسابقه شرکت داده مي شود .

2.  هر تيم شامل حداکثر 5 نفر و حداقل 2 نفر عضو مي باشد.

3.  لازم به ذكر است كه هر دانشجو تنها مي تواند در يك تيم عضويت داشته و تمامي اعضاي تيم بايد از يک موسسه آموزشي باشند.

4.  هر موسسه آموزشي برنده حداکثر يک رتبه خواهد بود.

5.  استاد راهنما فقط مسئوليت هدايت اعضاي تيمها و همچنين رعايت قوانين مسابقه از طرف اين تيمها را بر عهده دارد و همچنين هر استاد راهنما مي تواند سرپرستي بيش از يک تيم را بر عهده بگيرد.

6. هر دانشگاه، مدرسه فني حرفه اي و .... تنها مي تواند دو نمونه ارائه نمايد که نمونه ها مي تواند از طريق يک يا دو تيم باشد، پذيرش و ثبت نام اين دو تيم از هر موسسه آموزشي از طريق تشخيص صلاحيت و پس از آن اولويت سنجي از سوي کميته برگزاري مسابقات انجام مي گردد.

7. هر نمونه اي که براي مسابقه طراحي معماري ارائه مي گردد بايد در مسابقه بارگذاري سازه اي نيز شرکت کند.

 

1)      مصالح

1.مواد سيماني شامل انواع سيمان پرتلند بايد مطابق ASTM  C  150، آميخته طبق ASTM C 595 و ASTM C 1157 باشد. مواد افزودني معدني جايگزين سيمان نظير خاکستر بادي و پوزولانهاي طبيعي مطابق ASTM C 618، دوده سيليسي طبق ASTM C 1240 و روباره با مشخصات ASTM C989 نيز مي تواند بکار رود.مصرف انواع افزودني هاي شيميايي مطابق ASTM C 494 و ASTM C 1017 مجاز است .

2.مصرف اپوکسي، الياف فلزي، پليمري و طبيعي، لاتکس هاي طبيعي و مصنوعي و انواع چسب هاي آلي و پليمري مجاز نمي باشد.

3.انواع سنگدانه از نوع مصنوعي و طبيعي وغيرفلزي مي تواند بکار گرفته شود. حداکثر اندازه سنگدانه 9.5 ميليمتر مي باشد.

4.تمام ميلگردهاي مسلح کننده شامل آرماتورهاي طولي و خاموت ها نبايد قطر بيشتر از 1.6 ميليمتر ( تقريباً شماره 16) داشته باشند. حداکثر تعداد آرماتورهاي طولي در يک مقطع 8 عدد
مي باشد. جوشکاري، لحيم و استفاده از شبکه هاي سيمي مجاز نيست (ساختن شبکه صندوقي، گره زدن سيم ها و چسب زدن آنها مجاز مي باشد). بافتن، تاب دادن، پوشش دادن، و دوختن آرماتورها مجاز نيست . حداقل فاصله مجاز خاموت ها 25 ميليمتر مي باشد. کاربرد هرگونه الياف مجاز نمي باشد.

5.کاربرد صفحات مسطح پوشش دهنده داخلي و خارجي مجاز نمي باشد ( براي مثال ورقه هاي نازک فلزي يا پلاستيکي و غيره )

6.سازه بايد بطور کامل با بتن پوشيده شده باشد و استفاده از هر نوع فنر در سازه مجاز نمي­باشد.

 

2)      شرايط عمل آوري و سن نمونه ها

1.  عمل آوري بتن مي بايست تحت فشار اتمسفر انجام شود. درجه حرارت عمل آوري از درجه جوش آب بالاتر نباشد. استفاده از اتاق مرطوب استاندارد مجاز مي باشد.

2.   سن نمونه هاي EPD نمي بايست در روز مسابقه بيش از 8 هفته باشد.

3)      مشخصات نمونه ها

1.ابعاد نمونه ساخته شده مي بايست به صورتي باشد که به راحتي داخل محفظه آزمايش نمونه EPD قرار گيرد.

2. صفحه زيرين بايد در ابعاد 5±450 ميليمتر در طول و 5 ± 200 ميليمتر در عرض باشد.

3.نمونه EPD مي بايست به اندازه اي باشد که از محفظه به راحتي عبور کرده و درون محفظه قرار گيرد. اندازه پايه آن سطح مستطيلي به ابعاد 210 ميليمتر ارتفاع و 325 ميليمتر عرض بوده و سطح بالايي نمونه EPD يعني بالاترين نقطه آن نبايد مرتفع تر از 250 ميليمتر از کف باشد.

4.تکيه گاه پايه ي EPD تنها در انتهاي پايه ها قرار مي گيرد و حداکثر ابعاد پايه ها 50 ميليمتر طول و200 ميليمتر عرض مي باشد. پايه هاي EPD  تنها بايد از بتن ساخته شده باشند و مسلح سازي بايد مطابق با بخش 2.4 باشد.

5. حداقل سطح تخت به قطر 50 ميليمتر بر روي سطح بالايي نمونه در مرکز ( جايي که بار وارد مي شود) آن موجود باشد که فقط بايد از بتن سخت شده ساخته شده باشد. در صورت استفاده از آرماتورها مي بايست به صورتي باشد که آرماتورها از بتن بيرون نيامده باشند .

6. بين پايه هاي EPD مي بايست در تمام مراحل آزمايش خالي باشد.

      7. حداکثر جرم سازه ساخته شده  3500 گرم مي باشد .             

8. بعد از تحويل نمونه به مسئولين مسابقه به هيچ عنوان نمي توان آن را تعويض نمود و يا تغييري در آن ايجاد کرد.

4)      بررسي صلاحيت و آزمايش نمونه ها

1.  روند بررسي صلاحيت نمونه ها براي ورود به مسابقه شامل سه مرحله بوده که توسط داوران صورت مي گيرد.

2.  در ابتدا تمام نمونه ها وزن شده و اندازه آنها بررسي مي شود و با محفظه آزمايش مطابقت داده مي شود و کليه گزارشات ( طبق بخش 8 ) بررسي شده و الزامات ابعادي فوق الذکر بررسي
مي شود و تنها پس از گذشتن از مراحل ذکر شده نمونه قادر به ورود به مرحله بارگذاري خواهد بود.

3.  در مرحله آزمايش بارگذاري هر نمونه EPD تحت بارگذاري وزنه 8.39 کيلوگرمي که از ارتفاع هاي مختلف برآن وارد مي شود قرار مي گيرد که مراحل مختلف بارگذاري عبارتند از:0.5 متري، 1 متري، 1.5 متري، 2 متري و 2.5 متري که هر کدام يکبار و نهايتاً از ارتفاع 3 متري حداکثر 5 مرتبه وزنه ذکر شده رها مي شود تا زماني که به مرحله نهايي ( تحمل باربري ) برسد، برنده نهايي نمونه اي مي باشد که بيشترين انرژي (بار × ارتفاع) را تحمل کرده باشد و در صورتي که چند نمونه، پس از پنج بار بارگذاري از ارتفاع 3 متري دچار شکست نشوند نمونه برنده بر مبناي حداقل جرم سازه اعلام شده در آزمايشات اوليه نمونه تعيين مي گردد.

4.  شرايط شکست: ترک خوردگي تخم مرغ در هر صورت چه با شکست سازه اي و چه با سالم ماندن کل سازه ولي جدا شدن يک تکه که باعث شکستگي تخم مرغ شود به منزله شکست محسوب مي گردد.

5.  اگر در اثر حرکت و فشار به سازه، تخم مرغ به بيرون پرتاب شود مي توان دوباره تخم مرغ جديدي را در محل ظرف نگهدارنده قرارداده به ادامه مسابقه پرداخت.

6.  نمونه EPD مي بايست داراي تعادل کامل باشد يعني به صورت خودبخود متعادل بوده واژگون نگردد، ادامه مسابقه تا زماني مقدور است که نمونه EPD به صورت طبيعي تعادل داشته باشد.در غير اينصورت قادر به ادامه مسابقه نخواهد بود.

7.  تيم­ها بايد يک دفترچه­ از روند طراحي و ساخت نمونه­ خود تهيه کرده و بهمراه نمونه به مسئولين مسابقات ارائه دهند که عدم ارائه اين دفترچه موجب حذف تيم از مسابقه مي­گردد.

8.  نحوه امتيازدهي نمونه­ها بصورت زير مي­باشد:

·        70 امتياز: انرژي جذب شده توسط نمونه

·        20 امتياز: طراحي معماري و نماي نمونه

·        10 امتياز: دفترچه محاسباتي

و تيمي که در بين ساير تيم­ها بالاترين امتياز مجموع را بياورد بعنوان نمونه برتر شناخته خواهد شد.

9. در صورت تساوي امتياز دو تيم، نمونه­اي که داراي وزن کمتري به نسبت نمونه ديگر باشد، بعنوان نمونه برتر شناخته خواهد شد.

 

5)        قوانين طراحي معماري و نما:

·  نمونه مي بايست تمامي شرايط و ملزومات حضور در مسابقه شامل بخش هاي 1 تا 5 را داشته باشد.

·  تزئينات مي تواند در تمامي نواحي به غير از محل هاي تحت بار اعمال گردد.

·  پوشش تزئيني مي بايست ثابت و از جنس خودسازه باشد .

·  پوشش تزئيني نبايد قابل جابجايي باشد.

·  مواد رنگي بکار برده شده جهت تزئين سازه مي تواند از مواد شيميايي و اسيدي يا اکريليکي و يا رنگينه اي باشد که داخل مواد بتني استفاده مي گردد.

·  هيچ نوع رنگ و يا پوشش دهنده قابل قبول نمي باشد.

·  مواد شيميايي مصرفي مي بايست از لحاظ حفظ سلامتي افراد و محيط زيست تأييد شده باشد.

·  شناسنامه مواد مصرفي استفاده شده، با هدف ارائه معماري برتر مي بايست در دفترچه نمونه ذکر شود.

·  براي امتياز دهي در ارتباط با داوري معماري سازه تک تک اجزاي بکار رفته و نهايتاً شماي کلي بررسي مي گردد.

·  سازه هاي EPD مربوطه مي بايست در روز مسابقه تا قبل از ساعت تعيين شده و در محل مسابقه تحويل مسئولين مربوطه گردد.

 

6)        مشخصات دفترچه نمونه­ها:

 دفترچه­اي که توسط هر تيم ارائه مي­شود بايد شامل موارد زير باشد و عدم توضيح کافي در هر يک از موارد زير سبب کسر نمره از دفترچه خواهد شد:

·  طرح اوليه و روند بهسازي آن تا دستيابي به طرح نهايي همراه با عکس و ذکر دلايل انتخاب طرح نهايي

·  نوع سيمان پرتلند بکار رفته

·  نوع سنگدانه­ مصرفي، طريقه تهيه و مکان معدن آن

·  در صورت استفاده از ماده افزودني، ذکر نام، مقدار، نوع و کارخانه سازنده ماده مربوطه

·  چگونگي مسلح کردن نمونه، نوع آرماتور استفاده شده بهمراه مشخصات و نحوه تهيه آن

·  روش تحليل سازه و در صورت استفاده از نرم­افزاز، ذکر نام آن و نحوه مدل کردن نمونه

·  مشخص نمودن وزن و ابعاد دقيق نمونه­ها با رسم شکل

·  حدس زدن حد اکثر مقدار انرژي جذب شده توسط قاب در مورد هر يک از نمونه­هاي آزمايشي و نمونه نهايي و مقايسه نتايج بدست آمده در مورد نمونه­هاي آزمايشي

7)      داوري

a.هيأت داوران توسط کميته علمي مسابقات تعيين مي گردد.

b.رعايت قوانين در تهيه نمونه ها از طريق داوران بررسي و تأييد مي گردد، چنانچه نمونه اي از نظر داوران رد صلاحيت گرديد اين حکم به طور کامل قابل اجرا مي باشد.

c.راي داوران در مورد مسابقات بعنوان رأي نهايي خواهد بود و درخواست تجديد نظر قابل قبول نمي باشد.

 

8)      تحويل و بررسي و آزمايش نمونه ها

1. نمونه EPD با مشخصات کاملاً واضح و مشخص که بر روي آنها نوشته شده باشد بهمراه دفترچه آن مي بايست تا ساعت 8 صبح روز مسابقه تحويل مسئولين داده شده باشد.

2. فرم رسمي ثبت نام و اصل معرفي نامه ي مهر و امضا شده از دانشگاه يا مركز آموزشي فوق الذكر بايد به همراه نمونه ها تحويل گردد .

 

مقدمه

ضرورت تحقيق در خصوص مصالح ساختماني  خصوصا بتن به عنوان عنصر شاخص در ساخت و ساز، از چند دهه گذشته در مركز توجه موسسات تحقيقاتي در كشورهاي مختلف بوده است. در كشور ما با توجه به حجم انبوه ساخت و سازها در بخش عمومي و در بخش خصوصي و همچنين سرمايه گذاري هاي عظيم براي ساخت فرا سازه ها، كه بخش اعظم آنها را سازه هاي بتني تشكيل مي دهند، پرداختن به موضوع تحقيقات در زمينه مصالح ساختماني و خصوصا بتن از اهميت زيادي برخوردار است. در كشورهاي پيشرفته، امروزه بخشي قابل ملاحظه اي از بتن هاي مصرفي را بتن هاي  خاص تشكيل مي دهد و با توجه به قابليت هاي شگرف اين مصالح ساختماني ، تحولهاي اساسي در تكنيك ها و روشهاي ساخت سازه ها ايجاد شده است.

آزمايشگاه مصالح ساختماني دانشكده فني دانشگاه تهران از بدو تاسيس به عنوان يكي از مراكز معتبر آزمايشگاهي مصالح ساختماني در كشور محسوب مي شده و هم اكنون به عنوان آزمايشگاه مرجع مورد قبول سازمانها و ارگانهاي رسمي است . انستيتو مصالح ساختماني دانشكده فني دانشگاه تهران در همکاری با آزمايشگاه مصالح ساختمانی با هدف ارتباط با صنعت ساختمان و انجام پروژه هاي علمي، تحقيقاتي، مشاوره اي، مديريتي و اجرايي به منظور ارتقاي كيفي و كمي دانش مربوط به مصالح و فراورده هاي ساختماني و نيز كاربرد آنها شامل : مطالعات رفتاري، فن آوري توليد، كاربرد مصالح و فرآورده هاي بتنی، ترميم و نگهداري سازه ها وطراحی سازه های بتنی محافظ شروع به كار كرده است. اين مركز تاكنون توانسته است بيش از20 نفر از نخبگان ( دانشجويان افتخار آفرين در مسابقات بين المللي انجمن بتن آمريكا در سه سال اخير) و فارغ التحصيلان دانشكده فني را جذب كند.

انستيتو مصالح ساختماني با بهره گيري از تجهيزات كامل آزمايشگاه مصالح ساختماني ، مسوولان مجرب، نخبگان و فارغ التحصيلان دانشكده فني آماده ارائه خدمات وسيعي به صنعت ساختمان كشور مي باشد و هم اكنون مورد توجه صاحبان صنايع ساختماني در زمينه هاي مختلف قرار گرفته و قراردادهاي پژوهشي و تحقيقاتي متعددي را منعقد نموده است.

انستيتو مصالح ساختماني دانشكده فني با همكاري آزمايشگاه مصالح ساختماني با توجه به ظرفيت قابل ملاحظه خود توانايي ارائه خدمات مشاوره اي -  پژوهشي و آزمايشگاهي وسيعي در زمينه هاي مختلف صنايع ساختماني را دارد.

 

 

 

 

 

 

1

 

خدمات آزمايشگاهي

آزمايشهاي بتن تازه شامل :

·        ساخت و عمل آوري نمونه ها با شرايط دلخواه

·        تهيه و ساخت بتن غلتكي با استفاده از ميز لرزان

·        اندازه گيري رواني بتن ( اسلامپ)

·        اندازه گيري رواني بتن (ميزجريان)

·        اندازه گيري رواني ملات (ميزجريان)

·        اندازه گيري درصد هوا

·        تعيين زمان گيرش بتن

 

آزمايشهاي بتن سخت شده شامل :

·        تعيين مقاومت فشاري ، خمشي و كششي

·        تعيين نفوذ پذيري بتن در برابرآب

·        تعيين نفوذ پذيري بتن در برابرگاز

·        تعيين مقاومت بتن درجا، محل قرارگيري آرماتورها و ضخامت بتن سازه با استفاده از دستگاه PlES

·        تعيين مقاومت بتن در مقابل يخ زدن وآب شدن

·        تعيين مدول الاستيسيته بتن در آزمايش فشاري

·        تعيين ميزان جمع شدگي بتن Shrinkage

·        تعيين ميزان نفوذ پذيري يون كلر بر اساس NT- BUILD 443

·         تعيين عمق كربناتاسيون

·        تعيين پروفيل يون كلر داخل بتن

·        آزمايش قليايي سيليسي سنگدانه (ASR) تهران گرامی بادد.

·         تعيين پتانسيل خوردگي آرماتورها با دستگاه هاي Galva Pulse و Half Cell

 

 

 

 

 

      آزمايشهاي مربوط به سيمان شامل :

·        تعيين مقاومتهاي خمشي و فشاري ملات سيمان

·        تعيين زمان گيرش اوليه و نهايي سيمان به روش ويكات

·        تعيين سلامت سيمان

·        تعيين نرمي و وزن مخصوص سيمان

 

آزمايشهاي مربوط به سنگدانه ها شامل :

·        تعيين وزن مخصوص ظاهري و حقيقي و جذب آب سنگدانه

·        تعيين سايش سنگدانه ها با استفاده از دستگاه لوس آنجلس

·        تعيين ارزش ماسه اي با آزمايش هم ارزي ماسه

·        تعيين دانه بندي دانه هاي سنگي ( شن و ماسه)

 

آزمايشهاي مربوط به فولاد شامل :

·        تعيين مقاومت كششي و انبساط طولي فولاد حين گسيختگي

·        تهيه و آزمايش نمونه هاي برشي و پيچشي

·        آزمايش شكنندگي و تردي فلزات

·        تعيين سختي برنيل و ويكرس

2

2

خدمات مشاوره اي و پژوهشي

 

 ارائه طرح اختلاط بتن هاي ويژه نظير:

·        بتن پر مقاومت (HSC,HPC)

·        - بتن فوق پر مقاومت (UHSC,UHPC)

·        بتن اليافي (FRC)

·        بتن غلتكي (RCC)

·        بتن مقاوم در برابر سايش (ARC)

·        بتن خود تراكم (SCC)

·        بتن پيش آكنده (PAC)

·        بتن سبكدانه (LWC)

·         بتن اليافی محافظ (SIFCON)

·        بتن نما (DC)

·        بتنهاي ويژه(SC)

·        برگزاري دوره هاي آموزشي پيرامون آشنايي با مصالح ساختماني و تكنولوژي بتن

·        ارائه طرح اختلاط بهينه متناسب با وضعيت پروژه بتني

سقف تيرچه و بلوك 

سقف تيرچه و بلوك جزء دال هاي يك طرفه به حساب مي آيد كه در اين نوع سقف براي كاهش بار مرده از بلوك هاي توخالي بسيار سبك ( مجوف) بتني يا سفالي براي پر كردن سقف استفاده مي شود0

كاربرد تيرچه و بلوك در ساختمان : تيرچه و بلوك براي پوشش سقف ساختمان هاي اسكلت آجري و اسكلت فلزي واسكلت بتن ارمه استفاده مي شود.

اما چرا جزء بهترين ها است ؟
1: باعث سبكي سقف مي گردد
2: دوام خوب در مقابل آ تش سوزي دارد
3: مقاومت خوبي در مقابل نيروهاي افقي مانند باد و زلزله دارد
4: عايق صوتي خوبي است
5: عايق حرارتي در مقابل سرما وگرماست
6: عايق رطوبتي است
7: صاف و هموار بودن سطح زير و روي سقف پس از اجرا از ديگر محاسن اين نوع سقف محسوب مي گردد
8: ..........
اما همانند ديگر سقفها اين نوع سقف نيز داراي معايبي نيز هست كه عمده عيب آن:
1: اجراي آن نسبت به سقف هاي مشابه زمان زيادي نياز دارد
2:اجراي سقف تيرچه و بلوك نياز به نيروي ماهر و متخصص دارد كه متاسفانه به اين موضوع اهميت چنداني داده نمي شود
3: و بزرگترين عيب اين سقف اين است كه در دهانه هاي بزرگ نمي توان استفاده گردد

جدول ارتفاع بلوك و ضخامت سقف


ضخامت سقف       ارتفاع بلوك
   ۲۵                           ۱۸
   ۳۰                          ۲۲

    ۳۵                         ۲۶


نكات مربوط به تيرچه ها:
نكته 1: اندازة عرض تيرچه ها 8تا 12 سانتيمتر است.
نكته 2: ضخامت تيرچه ها معمولا 4 سانتيمتر است.
نكته 3: پس ازبتن ريزي تيرچه ها آن را بوسيله ويبراتور خوب ويبره كنيم.
نكته 4: بتن داخل قالب فلزي يا سفالي جهت ساخت تيرچه با عيار 400تا500كيلوگرم سيمان در متر مكعب بتن ريز با مصالح سنگي ريزدانه تهيه شود.
نكته 5:فاصله محوروسط تا محوروسط تيرچه ديگر معمولا 50سانتيمتر شود.

 

سقف تیرچه کرمیت

سیستم سقف کُرمیت از تیرچه های فولادی با جان باز در ترکیب با بتن استفاده می شود. در ساخت تیرچه های مذکور از یک تسمه، در بال تحتانی و نیز یک میلگرد خم شده در جان استفاده می شود. برای پرکردن فضای خالی بین تیرچه ها از قالب های ثابت مانند بلوک های سیمانی، پلی استایرن، طاق ضربی ، قالب های موقت فولادی (کامپوزیت ) و یا هر پرکننده سبک استفاده می شود. فواصل تیرچه ها بسته به نوع قالب از 73 سانتی تا 100 سانتی متر متغیراست ، روی سقف نیز با 4 الی 10 سانتی متر بتن پوشانده می شود.

 

تیرچه ها از نوع خود ایستا بوده و به همین علت هیچ نوع شمع بندی در زیر سقف مورد نیاز نمی باشدو تیرچه ها به نحوی طراحی می شوند که بتوانند وزن بتن خیس، قالب ها و عوامل اجرایی سقف را به تنهایی تحمل کنند.
پس ازاین که بتن به 75% مقاومت مشخصه خود می رسد ، تیرچه های فولادی با بتن به صورت یک مقطع مختلط وارد عمل شده و بارهای مرده و زنده سقف را تحمل می کنند.


سقف تیرچه و بلوک کُرمیت

ا متداول شدن سقف های تیرچه و بلوک سنتی برخی از مشکلات سیستم طاق ضربی مرتفع شد. اما این سقف ها مشکلات دیگری را به همراه خود پدید آوردند که عمده ترین آنها ضرورت استفاده از شمع بندی در زیر سقف است.

شمع بندی علاوه بر دست و پاگیر بودن هزینه زیادی را نیز بر ساختمان تحمیل می کند. در سال 1363 با استفاده از بلوك کُرمیت به جاي طاق ضربي كه قبلا" در اين سيستم بعنوان قالب ثابت بكار مي رفت عملا" سقف تیرچه وبلوک کُرمیت وارد بازارشد.


این سقف به علت خود ایستا بودن تیرچه ها نیازی به شمع بندی ندارند و به همین علت از سرعت اجرای بسیار بالایی برخوردار می باشد. اجرای این سقف بر روی اسكلت های فولادی بتنی و دیوارهای باربر امکان پذیر می باشد.

.
سقف پلیمری کُرمیت

در راستای سبک سازی ساختمان، این شرکت هم زمان با ستفاده از قالب کامپوزیت و بلوک های پوکه ای اقدام به استفاده از مصالح پلیمری در ساختمان کرده است.
استفاده از بلوک های پلی استایرن نسوز در سقف باعث کاهش مصرف تیرچه تا حدود 20% و کاهش فولاد مصرفی سازه تا حدود 7% می شود.

سهولت اجرای این نوع سقف، باعث افزایش سرعت اجرا و درنیتجه کاهش هزینه های اجرایی می گردد. در عین حال در هزینه های حمل و نقل نیز صرفه جویی قابل ملاحظه ای صورت می گیرد. شیارهای مناسب ایجاد شده در زیر این بلوک ها باعث پیوستگی گچ و خاک در زیر سقف می گردد.
در جهت بهبود استفاده از مصالح پلیمری، بخش تحقیق و توسعه این شرکت مشغول مطالعات و بررسی های بیشتر می باشد.

سقف کامپوزیت کُرمیت

سیستمهای معمول کامپوزیت در امریکا عینا" با تیرچه های با جان باز انجام می شود و معمولا" همراه با گذاشتن یک ورق فولادی موجودار به عنوان عرشه و آرماتور بندی روی آن بتن ریخته می شود . در این سيستم قالب ماندگار است و قطعات جان نیز با بتن احاطه نمی شود. در طراحی سیستم قالب کامپوزیت کُرمیت، نظر بر آن بوده که علاوه بر سرعت و تطبیق با آیین نامه ها ، هر چه ممکن اقتصادی تر باشد. از این رو اولا" قالب باید قابل استفاده مداوم باشد، ثانیا" جان تیرچه با بتن پر شود که بتوان قطعات جان را اقتصادی تر طراحی نمود و از لرزش سقف نیز کاسته شود. سیستمهای کامپوزیت رایج در ایران که با تیرآهن ساده یا لانه زنبوری با تیر ورق استفاده می شوند، دارای جان باز نیستند.

در وهله اول قالب هاي سقف كرميت سه قطعه بوده و براي باز كردن ، قطعات آن بايد از يكديگر جدا مي شد ، با تحقيق بخش R&D اين شركت این قالب با بهینه سازی و استفاده از خاصیت تغییر شکل ارتجاعی فولاد به قالبی یکچارچه تبدیل شد.
این قالب در بین تیرچه ها قرار گرفته و بعد از گيرش اولیه بتن قالب از زیر سقف در آورده می شود . این قالب محاسن بسیار زیادی دارد و با سرعت چیده و جمع آوری می گردد و با دقت مختصری , بارها قابل استفاده است. این قالب هم اکنون در پروژه های مختلف این شرکت مورد استفاده است.

آخرین بررسی ها و دستاوردها نشان داد که بهتر است جهت تطبیق سیستم با سیستم تیرچه بلوک و استفاده از آرماتور حرارتی یک جهته و حذف آرماتور خمشی در دال فوقانی و در نتیجه صرفه جویی اقتصادی، فاصله لب با لب تیرچه ها حداکثر 75 سانتی متر باشد. مزیت این قالب در آن است که با رعایت دیگر شرایط آیین نامه می توان آرماتور دو جهته را حذف و فقط آرماتور عمود بر تیرچه را منظور نمود.
هم اکنون این شرکت قالبهای جدید خود را به انتخاب مصرف کننده در فواصل و ارتفاع مختلف آماده عرضه نموده است. فاصله محور به محور تیرچه ها حدود 85 سانتی متر تا 95 سانتی متر و با ارتفاع 20 تا 25 سانتی متر، بسته به انتخاب خریدار و با مشاوره دفتر فنی شرکت و نوع تیرآهنهای مصرفی در سازه و طول دهانه است.

سقف کاذب

سقف های کاذب اولیه به صورت قطعات پلاستیکی در سالهای 1365 به بعد در اولین سقف های کامپوزیت کُرمیت به کار رفت. اما گران بودن مصالح ، نچسبیدن به گچ و خاک و خزش (Creep) باعث گردید که استفاده از آن مقید گردد. از سوی دیگر انواع تولیدات ورق گالوانیزه به صورت رابیتس در شکلها و فرمهای مختلف و تولید مواد اولیه آن (ورق گالوانیزه) در ایران ، ما را به سمت استفاده از این محصول سوق داد.

سقف ضربی کُرمیت

به علت اجبار در استفاده ار مصالح فشاری از زمان های قديم استفاده از طاق قوسی متداول بوده و به همین جهت استفاده از سیستم طاق ضربی نیز به عنوان نوعی طاق قوسی رواج داشته است. وجود اشکالات عمده در عملکرد سقف های ضربی با تیرآهن مانند عدم ایجاد یک دیافراگم مناسب بین ستون ها و مصرف زیاد فولاد در مقایسه با مقدار باربری ، باعث شد تا در سال 1356 با ارائه طرحی بهینه « سقف ضربی کُرمیت » نسبت به اصلاح این سیستم اقدام گردد.
در سیستم طاق ضربی کُرمیت وجود بتن روی سقف می تواند یک دیافراگم مناسب بین ستون ها ایجاد کند و همچنین به علت بازبودن جان تیرچه ها مقدار زیادی در مصرف فولاد صرفه جویی می شود.

 

 

اگر چه از اين سيستم در انبوه سازي استفاده نمي شود ، اما براي پروژه هاي كوچك و يا دور افتاده ، هنوز هم كاربرد دارد.

 

 

 

سقف کامپوزیت

 

سقف های کمپوزیت سقفهایی هستند که ترکیبی از فولاد و بتن برای اینکه یکپارچگی این سقف رعایت شوند شود از برشگیر (نبشی)استفاده می شود که این نبشی با بتن درگیری ایجاد کرده و یکپارچگی درست می کند و چون تیرهای فرعی کمپوزیت به علت گیردار بودن تیرهای اصلی و با توجه به لنگر پوش (لنگر زلزله) بتن روی تیرهای اصلی نمی تواند به مقاومتش کمک کند .
میلگردهایی که روی سقف کامپوزیت قرار دارند میلگردهایی حرارتی هستند که در جهت مخالف با تیرهایی فرعی باعث یکپارچه شدن بتن و درگیری با سقف کامپوزیت می شود وبا جوش دادن به تیرهای فرعی مانع ترک خوردن بتن می شود
قالب بندی این سقفها معمولا از تخته کوبی استفاده می شود و بعد از اتمام بتن ریزی نایلون باعث راحت جدا شدن تخته ها می شود و در برخی موارد از یونولیت استفاده می شود که به علت محکم نبودن باید شمع کوبی کنند و مشکلات اجرایی بیشتری دارد و دلیل دیگر اینکه یونولیت زیر سقف می ماند و ما نمی توانیم از فضای زیر سقف کامپوزیت که تیر های فرعی آنها معمولا زنبوری هستند برای عبور لوله تاسیساتی استفاده کنیم در ضمن عایق خوبی برای حرارت بالا نیست.
در قالب بندی تخته کوبی مهمترین مزیت آنها این است که در زیر سقف کامپوزیت خلائی وجود دارد و از این خلا برای لوله های تاسیساتی استفاده می شود.
یکی از مزیت های سقف کامپوزیت قدرتمندی آن نسبت به سقفهای تیرچه بلوک است چون یکی از راههای یکپارچه کردن رفتار ستون ها در هنگام زلزله از طریق سقف می باشد و سقف کامپوزیت به دلیل برش گیر های نصب شده روی تیرهای فرعی یکپارچگی بین فولاد و بتن ایجاد شده و در اطراف ستونها هم همین طور در نتیجه ستون ها در هنگام زلزله رفتار یکپارچه دارند ولی در سقف تیرچه بلوک این گونه نیست.
کلا در باره سیستم های خمشی باید گفت در این سیستم تمام تیرهای اصلی گیردار عمل می کنند و معمولا از پروفیل های سالم استفاده می کنند (لانه زنبوری نباشد)چون اصلا دارای لنگر می باشند و در نتیجه باید آنجا ورق بزنیم و ثانیا لنگرماکزیمم برش در یک سوم تکیه گاهها وجود دارد. ما باید در صورت استفاده از زنبوری آنجا را پر کنیم و ما هم وسط را پر کرده و هم گوشه را پر می کنیم و این تنها وقتی است که ما پروفیل نداریم مگرنه بهتر است از پروفیل استفاده شود

 

لغت شناسی و تقسیم بندی :

در  تعاریف  به  كار رفته  برای  انواع  مواد  شبه  بتنی  كه  در  دمای  بالا  به  كار  می  روند  یك  نوع  نا هماهنگی  وجود  دارد  و  استانداردی  وجود  ندارد  كه  مواد  را  طوری  تعریف  كند  تا  در بر گیرنده این  تقسیم  بندی  باشد .    بنابر این  كار اساسی  این  است  كه  ابتدا  موضوع  را با  تاكید  بر تعاریف   گفته شده  برای  بتن  مقاوم  حرارتی  شروع  كنیم .

مشكلات نامگذاری :

امروزه  واژه ها ی  مقاوم  درجه  حرارت  پائین  و  بتن  دیر گداز  معمولا  برای  اشاره  به  خصوصیات 

حرارتی  به  كار  می روند  بنا  به  استاندارد  9556TGL   آلمان  و 99-30 TGL    شوروی   واژه  بین  مقاوم  حرارتی  برای  كلیه  توصیفات  به  كار  می رود . در  صورتی  كه  در  كشور های  دیگر  استاندارد 

43-85-45GOST  مرزی  بین  تعاریف  بتن  مقاوم  حرارت  و  بتن  مقاوم  در  دمای  بالاتر  از  1770 قائل  شده  است .  در مقالات  انگلیسی  و  آمریكایی  نیز  مواد  مشابهی  را  به  نام  سیمانهای  دیرگداز , بتن

های  دیر گداز  یا  ریختگی های  دیر گداز  می نامند .

بتن دیر گداز :

به مخلوطی از سیمان , انواع  پر كننده  و  ذرات  ریز  و  آب  گفته  می شود كه  در  درجه  حرارت معمولی 

حالت  گیرش  دارد  و  تمام  موادی  كه  شامل  سیمان  نیستند  می توان  شبه  بتن  (  concrete  type  )

بحساب  می آورند . لغت  بتن  بیان  كننده  عوامل  چسبا ننده ی  دانه های  ریز  هیدرولیكی  كه  عمدتا  شامل  تركیبی  از Fe2O3 , Al2O3 , Sio2  با   CaO كه  در  استاندارد های  مشخص  دارای  خواص  معینی  هستند  و  بعد  از  عمل  تركیب  (بعد  از 28  روز )  به استحكام  فشاری  Psi 3200  می رسد  كه  آن را

به  عنوان  مینیمم  استاندارد  در  نظر  می گیرند ,  مهمترین  بتن ها  در  این  رابطه  عبارتند  از :  بتن های

سیمان  پرتلند , سیمان  كوره  بلند , آلومینا های  مختلف كه  یكی  از مشخصه های  بارز همه ی  آن ها سختی 

هیدرولیكی  آنهاست  و  كاربرد  این  بتنها  تا  منطقه  زینتر  شدن  آنهاست  .

مشخصات  استاندارد  بتن های  دیر گداز  عبارت  است  از  :

بتن های  دیر گداز  در  درجه  حرارتهای  معمولی  دارای  اتصالات  هیدرولیكی  هستند  و  وقتی  پخته  می شوند  از  مرحله ی  اتصال  هیدرولیكی  به  مرحله ی  اتصال  سرامیكی  تبدیل می شوند بدون  آنكه استحكام

آن كاهشی  پیدا  كند , بر  طبق  این  استاندارد ها  مخلوط های  بتنی  از  نظر  كارخانجات  دیر گداز  مخلوط

های  خشك  شدنی  درهوا هستند  كه  از  مواد  اولیه  مقاوم  در  برابر  حرارت  با  اندازه  بندیmm 30- 0

و  سیمان  تشكیل  شده اند  .  به  عبارت  دیگر  بتنهای  دیر گداز  عبارتند  از  :

بتن هایی  كه  خواص  مكانیكی  و  فیزیكی  آن  حتی  بعد  از  مدت  زمان  زیادی  كه  در  حرارتهای  بالا تا

حد  قابل  قبولی  باقی  بماند  .

عاملهای  چسباننده :

عاملهایی  چسباننده ای  كه  در  چنین  بتنهایی  بكار  می روند  ممكن  است  چسبهای  هیدرولیكی  (  معمولا سیمانها )  باشند  و یا چسبهای غیر هیدرولیكی  ]  بتن  پریكلاس  با  سیمان  سورل ( بتن ما گنزیا ) ,  چسب شیشه [  .    در  كشور های  غربی  استفاده  از  چسبهای  هیدرولیكی  در بتن های  مقاوم  در  برابر  درجه  حرارت  بسیار رایج  است  و در  شوروی  استفاده  از عامل  چسباننده  چسب  شیشه  در  بتن های  دیر گداز

نقش  مهمی  را  در  صنعت  ایفا  می كند . مواد  نوع  بتنی  ( شبه  بتنی )  موادی  هستند  كه  دارای  فسفات

چسب  شیشه  و ماگنزیا  ( پریكلاس )  می با شند .

تقسیم بندی بتنهای دیر گداز :  بتن های  دیر گداز  را  می توان  بر اساس  درجه  حرارت  كار , نوع  عاملهای  اتصال ( چسباننده )  و نوع مواد  پر كننده  تقسیم  بندی  نمود  :

 نوع بتن                          درجه حرارت                          درجه حرارت كار

       بتن با دیر گدازی پائین                  كمتر از  1500                           1100- 200       

       بتن با دیرگدازی متوسط                 1790- 1500                           1300- 1100

       بتن با دیرگدازی  بالا                   بیشتر از 1790                           بیشتر از 1300

2- تقسیم  بندی  بر  اساس  نوع  اتصالات :

A - بتن های  دیرگداز  ساخته  شده  از  بتن های  سرباره ( بتنهای كوره بلند با بتنهای آهن پرتلند )

B- بتن های دیر گداز  ساخته  شده  از  سیمان  آلومینیایی ( بتن های آلومینیای بالا )

C- بتن های  دیر گداز  با  عامل  چسباننده ی  چسب  شیشه ( بتنهای آلومینیای باریم )

D- بتن های  دیر گداز  با  عامل  چسباننده ی  ماگنزیا

E- اتصال های  شیمیایی  مانند  فسفاتها با  افزودن  اسید  فسفرین  به  مخلوط

F- اتصال  هیدرولیك

G- عاملهای  چسباننده ی  آلی  مثل  قیر , قطران , سولفیت  لایم

3- تقسیم  بندی  بر  اساس  نوع  مواد  پر  كننده  :

A- بتن های  دیر گداز  با  مواد  پر  كننده ی  غیر  مقاوم  در  برابر  حرارت (خرده آجر , سرباره و ......)

B- بتن  دیر گداز  با  شاموت ( خاك  نسوز  پخته  شده )

C- بتن  دیر  گداز  با  آلومینات  بالا

D- بتن های  دیر  گداز  با  كراندوم

E- بتن  دیر  گداز  با  سیلیس

G- بتن  دیر گداز  با  مگنزیا

F- بتن های  دیر گداز  با  كرومیت – ماگنزیا

H- بتن دیر گداز با كاربید سیلیسیم

روند تاریخی پیشرفت :

بر  مبنای  اولین  گزارش  امكان  استفاده  از  بتن  در  دمای  بالا  به  كارهای  مهندسین  ساختمان  در  اوایل

همین  قرن  بر می گردد .   استفاده  از  شاموت  و  خاكستر  بعنوان  اجزای  بتن  در  این  مقاصد  مفید  تر

بوده ,  هر  چند  پیشنهاد  آن  ها  در  همان  زمان  عملی  نگردید  .

 

تا  اوایل  قرن  بیستم هیچ  توجه  اساسی  به  این  نوع  مواد  دیر گداز نشد  یعنی  زمانی  كه C.Platzman

تولید  بتن  دیر گداز  را  با  پایه ی  سیمان  پرتلند  و  افزودن  شاموت  و  خاكستر  (  یا  سیلیكای  فعال  )

به  ثبت  رساند  همزمان  استفاده  از  سیمان  آلومینائی  نیز  در  26 – 1925  بوسیله  Kesther  به  ثبت

رسید . با  شروع  دهه  1930  افزایش  قابل  ملا حظه ای  در تحقیق  و  توسعه  در  تعدادی  از  كشورها

در  این  زمینه  به  چشم  می خورد .

ویژگیهای بتن دیر گداز :

تكنولوژی  بتن  دیر گداز  را  می توان  در  مقایسه  با  بتن  معمولی  یا  در  مقایسه  با  مواد  دیر گداز نشان

داد .  برای  صاحبان  تكنولوژی  بتن  ویژگیهای  اصلی  در  استفاده  از  پر كننده های  دیر گداز  خاص  با

مشخصات  معین  در  نظر  است  و  استفاده  از  پر كننده های  خیلی  ریز  مثل  خاك  نسوز  یا  استفاده  از

سیمان  آلومینیائی  یا  حتی  چسب های  غیر  معمول تر  دیگری  مثل  چسب  شیشه  و  فسفات .

انحراف از تكنولوژی  بتن  معمولا  خیلی  كم  بوده  و  در  خور  توجه  نیست . از  این  نقطه  اثر  به  سختی

می توان  انتظار  داشت  كه  بتن  دیر گداز مواد  تازه ای  را  عرضه  كند  در  حالی  كه  مقادیر  مشخصی  در  استحكام  ساختمانی  برای  بتن  معمولی  اهمیت  دارد .  این  مقادیر  برای  بتن  دیر گداز  از  اهمیت  نا چیزی  برخوردار  است .   زیرا  تنشهای  حرارتی  كه  در  بتن  در  حین  سرویس  و  كار  تحمل  می كند

اساس  ساختار  آن  را  تغییر  می دهد  .

از  دید گاه  مهندسینی  كه  با  مواد  دیر گداز  سروكار  دارند  بتن  دیر گداز  دارای  ویژگیهای  خاص  خود  در  نحوه ی  تولید  و  كاربرد  است  در  حالی  كه  تكنولوژی  مواد  دیر گداز  را  می توان  اینطور  ترسیم  كرد  كه  تهییه  مواد  به  شكل  دلخواه  در  آوردن  و  سپس  خشك  كردن  در  یك  زمان  طولانی  و  نهایتا  در  آتش  قرار  دادن  . در حالی  كه  تكنولوژی  پیش ریختگی  بتن  دیر گداز عبارت  است  از  تهییه مخلوط

و به  فرم  دلخواه  در  آوردن  با  ریختن  و لرزش  و  سپس  سخت  كردن  با  پرس  و  سر انجام  در  زمان

كوتاهی  خشك  می شود . استحكام  مورد  نیاز  بدون  پخت  بدست  می آید  و  بدین  وسیله  ما  قادر  به تولید

 

شكلهای  پیچیده  و مختلف  می باشیم  بدون  خطر  ترك  و  تغییر  فرم ,  مزایا  و  اهمیت  بتن  دیر گداز در

كارخانجات  تكنو  حرارتی  را  می توان  از  نقطه  نظر  فنی  و  اقتصادی  ملاحظه  نمود  .

اگر  چه  استفاده  از  این  مواد  گاهی  به  علت  مقدار  دما  محدود  می شود  وجود  بتن های  تولید  شده در

مقیاس  وسیع  با  چسب  های  مخصوص  قابلیت  استفاده  از  آن را  در  دماهای  خیلی  بالا  نشان  می دهد.

مواد اصلی بتن دیرگداز :

تركیب  مواد  اصلی  بتن  دیر گداز  عبارتند  از :

1-  عامل چسباننده  :

الف ) سیمان : سیمان  یكی  از  عوامل  چسباننده ی  در  بتن های  دیر گداز  می باشد .  سیمانهای  صنعتی  معمولا  بعد  از  زینتر یا  ذوب  و آسیاب  كردن  بصورت  پودرریزی  در  می آیند  كه  هم  دارای  ساختمان

كریستالی  و  هم  غیر  كریستالی  می باشند. اجزای  اصلی  سیمانها  عبارتند  از  : Al2O3, Fe2O3 ,  ,

SiO2, CaO  و  سیمانها  را  به  طور  كلی  به  دوسته  تقسیم  می كنند :

1-      سیمانهای سیلیكاتی مثل سیمان  پرتلند  معمولی  و  سیمانهای  سرباره ای (سیمان  پرتلند  آهن و سیمان  كوره  بلند  و سیمان  سوپر  سولفاته )

2-      سیمانهای آلومینیائی  مثل  انواع  سیمان  آلومینیائی

از  انواع  سیمانه  كه  بطور  معمولی  تهیه می شوند  آن  ها  كه  در  ساخت  بتن های  دیر گداز  استفاده  می شوند عبارتند  از  :  سیمان  پرتلند, سیمان  پرتلند  آهن , سیمان  كوره  بلند , سیمان  آلومینیای  معمولی ,

سیمان  آلومینیای  بالا  و  سایر  سیمانها  اهمییت  محدود  داشته  یا  در  در  تحقیقات  علمی  بكار  می روند .

ب) چسب های سرد گیر – غیر آلی بدون آب : همان  طور كه  گفته  شد  توسعه ی  بتن های  دیر گداز  با  گذر  از  مرز های  بتن  با  پایه ی  سیمانی  به  تولید  و  استفاده  از  شبه  بتن  با  چسب های  دیگر  رسیده

است . یكی  از  این  دست  عامل های  چسباننده  چسب  شیشه  می باشد  كه  چسب  شیشه  عبارت  است  از

تركیبات  مختلف  سیلیكات  سدیم  یا  پتاسیم  كه  در  آب  یا  محلولند  و یا  مخلوط  كلوئیدی  تشكیل  می دهند

 

و  تقریبا  به  طور  كامل  هیدرولیز  می شوند  .  عمومی  ترین  چسب  شیشه ای  كه  استفاده  می شوند

سیلسكات  سدیم  غنی  از  سیلسی  است  كه  شامل 4 – 2  مولكول  گرم  SiO2  و در  یك  مولكول  گرم

سیلیكات  سدیم  است  .گیرش  در  هوا  انجام  می گیرد  كه  معمولا  همراه  با  استفاده  از  شتاب  دهنده های

گیرش  ( تحت  عنوان  افزودنی ها ) انجام  می شود .

در  مقایسه  با  سیمان  پرتلند  چسب  شیشه  بتنهایی  از  نظر  خواص  فیزیكی  شیمیایی  قابل  قیاس  نمی باشد . البته  غیر  از  مدول  الاسیته  و  دانسیته  تنها  نكتهی  جالب  توجه  مشخصه های  حرارتی  است  كه

با  استفاده  از  چسب  شیشه  عاید  می شود .  فایده  این  تر كیبات  كه  در  بتنهای  دیر گداز  چسب  شیشه ای  به  عنوان  عامل  چسباننده  بكار  می  روند  فعالیت  شدید  آنهاست  كه  آن ها  را  قادر  می سازد  تا با

مواد  پركننده ی  بسیار  متنوع  و  مختلفی  تركیب  شوند  و  تركیباتی  تولید  كنند  كه  پایداری  حرارتی  خوبی  دارند  و  دیر گدازی   بسیار  خوبی  هم  دارند  .

از  انواع  دیگر  این  نوع  چسباننده ها  می  توان  به  چسب های  ماگنزیایی  ,  دولومیت  , اسید  فسفریك  

و  فسفات ها می توان  اشاره  كرد .

2- مواد پر  كننده :

در ساخت  بتنهای  معمولی  می توان  از  شن و ماسه ی  طبیعی  بهره گرفت  .  بنگ های  صخره ای  و سنگ  آهك  برای  بتن های  متراكم  و  خاكهای  نسوز یا  خاكستر  زینتر  شده  برای  بتن های  سبك  وزن

به عبارت  دیگر  برای  استفاده  از  بتن ها  در  درجه  حرارت  بالا  انتخاب  مواد  پر  كننده  باید  بر اساس

نوع  مصرفی  كه  بر  عهده ی  آن  است  صورت  گیرد . خواص  حرارتی  بتن  در  درجه  حرارت  بالا به

مقدار  زیادی  بوسیله  انتخاب  مواد  پر كننده  تعیین  می شود  بنابراین  با  انتخاب  مواد  مناسب  مقاوم  در  برابر  حرارت  امكان  تهییه  بتن ها  با  مقاومت  حرارتی  بالا  وجود  دارد .

در  بتن  نسوز  تنها  مواد  درشت تر  كه  دارای  اندازه ی  دانه هایی  بزرگتر از mm 2/0  می باشد  باید

مورد  استفاده  قرار  گیرد  .  مواد  پر كننده ی  ریز  اغلب  دانه های  تشكیل  دهنده اش  از mm 1/0  كمتر

 

است .   و به  عنوان  عامل  تثبیت  كننده  با  خواص  شیمیایی  مخصوص  در  بتن های  دیر گداز  ساخته 

شده  با  سیمان  پرتلند  مورد  استفاده  قرار  می گیرند  در  حالی  كه  در  بتن های  چسب  شیشه  آنها  به

عنوان  مواد  پر  كننده ی  بسیار  ریز  micro-filling  عمل  می كنند ,  بنابر این  آنها  به  عنوان  پر  كننده  عمل  نمی كنند  بلكه  بیشتر  مواد  افزودنی  هستند  .

پر كننده های  معدنی  غیر  مقاوم در آتش :

پر كننده های  معمولی  فقط  برای  استفاده  در  بتن های  درجه  حرارت  پائین  مناسب  است  نه  برای  بتن های  دیر گداز  زیرا  مقاومت  آن  برای  دماهای  1100- 1000 درجه ی  سانتیگراد  مناسب  است . در

بعضی  شرایط  بخصوص  افزودنیهای  دیر گداز  مثل  سر باره ها  بتن  دیر گداز بكار می روند.   البته  به     شرطی  كه  آنها  اثر  شیمیایی  خوبی  داشته  باشند .  

مواد طبیعی : سنگ های  طبیعی  كه  ضریب  حرارت  انبساطی  آن ها  زیاد  نباشد  و  تحت  شرایط  دیر  گدازی  انبساط  حجمی  نداشته  باشند  به  عنوان  پر  كننده  بكار  می روند . مثل  سنگهای  كوارتز  و  شن.

در  استفاده از  سنگ  آهك  باید  دقت  شود  زیرا  كه  تغییراتی  در  خواص  آن ها در اثر  از  بین  رفتن  بوجود  می آید .

ضایعات صنعتی و محصولات فرعی : سر باره هایی  كه  ازمنابع  مختلف  تولید  می شود  اولین  محصولات

فرعی  هستند  كه  باید  بررسی  شوند .  تعدادی  از  محققان محدوده ی  وسیع  از  سرباره  ها  را  ازمایش  كرده اند كه  توانسته اند  اینها  را  به  عنوان  مواد  پر كننده  در بتن  دیر گداز  بكار  برند .

پر كننده های مصنوعی : معمولی ترین  مواد  مصنوعی  كه  به  عنوان  پر  كننده  بتن  تولید  می شوند  پر

كننده های  سبك  وزن  مشخصی  هستند  برای  تولید  بتن  سبك  بكار  می روند .

مثالهای  این  موارد  از  خاكها  نسوز  پوك  شده  ( با  نام  صنعتی  سر امسایت ceramcite  )  و  slate

پوك  شده  (  با نام صنعتی Glovulite  )  .  این  مواد  برای  ساخته  شدن  بتن  نسوز  ساخته  شده  است  .

انواع  دیگر  پر كننده های  سبك  شامل  ورمیكولایت و پرلیت می باشند .

 

شاموت : متداولترین ماده ی  پر كننده  برای  بتن های  دیر گداز انواع  مختلف  شاموت های  مقاوم  در برابر  حرارت ( ذرات شاموت مقاوم در برابر حرارت مثل خاك رس )  است  .

از  شاموت  به  میزان  زیادی  به  عنوان  افزودنی  برای  سیمان  پرتلند  و  بتن های  سیمان  چسب  شیشه  استفاده  می شود.  شاموت  از  پختن  كائولن های  نسوز  در  درجه  حرارت  بالا  بدست  می آید  .  اجزای اصلی  آن SiO2 و Al2O3 و  همچنین  مقادیر  كمی  Fe2O3  و  قلیایی ها ست  كه  بسته  به  مواد  اولیه

آن  فرق  می كند.  درجه ی  دیر گدازی اكثر  شاموت های  كوارتزی  1650 درجه ی  سانتیگراد و  شاموت

های  معمولی 1750 درجه ی سانتیگراد  می باشد . درجه ی  حرارت  كار  با  افزایش  درصد  آلومینای  از

1400 – 1200 درجه ی  سانتیگراد  فرق  می كند .

از دیگر  مواد  پر كننده ای  كه  می توان  در  ساختن  بتن  دیر گداز  استفاده  كرد  عبارتند  از :مولایت ,

كواندوم  ) كواندوم  به  علت  نقطه  ذوب  بسیار  بالا ی  استحكام  مكانیكی و  مقاومت  شیمیائی  آن  به  مقدار  بسیار  زیاد  به  عنوان  پر كننده  برای  تولید  بتن  دیر گداز  استفاده می كنند . در  حالت  معمولی  هم  انقباض  بتن  را  كاهش  می دهد )  , تركیبات  شیمیائی و كانسازی ( منیزالورژی ) , مواد  محتوی  كرومیت  و  كرومیت  منیزیت  , فورستریت ,  كاربید سیلیسیم  ,  دیاتومیت  می باشند .

3-     افزودنی ها :

افزودنی ها  تحت  عنوان  مواد  پر كننده  و  چسب ها  قرار نمی گیرند  عمده ترین  افزودنی ها مواد  پودری

شكل  هستند  كه  تثبیت  كننده های  سرامیكی  نیز  نامیده  می شوند و برای  بتن های  ساخته  شده  با  سیمان

پرتلند  و  چسب  شیشه  بكار می روند . افزودنیها  همچنین  شامل  موادی  كه  برای  بهبود  پلاستیسه , شتاب

دهنده ی  گیرش  و  خواص  زنیتر در  موقع  حرارت  دادن  بكار  می روند  تحت  این  عنوان  می باشند .

تثبیت كننده های سرامیكی : مهمترین  افزودنیها  برای  بتن  دیر گداز  یا  سیمان  پرتلند  مواد  پودری  شكل  ریز  است  كه  هدف  آن  چسباندن  و  آزاد  كردن  آهك  آزاد  است   .    آهك  آزاد  در  ابتدا  بصورت  Ca(OH)2  و بالای  550  درجه ی  سانتیگراد  به  CaO  تبدیل  می شود  و  برای  مواد  شبه  بتنی 

 

بنیان  چسب  شیشه  افزودنیهایی  از  این  نوع  استحكام  و  اتصال  چسب  را  بهبود  می بخشند  . این مواد

به  عنوان  افزودنیهای  بسیار  ریز  در  مقابل  مواد  پر كننده ی  معمولی  قرار  می گیرند  و  اطلاق  تثبیت

كننده های  سرامیكی  نیز  كار  آنها  را  می سازد .

شاموت : كه  در سطح  وسیعی  از  آن  استفاده  می شود  و  مهمترین  افزودنی  دانه  ریز  است  و  هرچه

دانه های  آن  ریز تر  باشد  استحكام  بتن  بیشتر  خواهد  شد .

خاك رس : پودر  خاك  رس  نیز  در  این  زمینه  مهم  است  , عمل  پلاستیسیته آن  نیز  باید  مد  نظر  باشد

و  در  بتن های  سیمان  پرتلند  مدتهاست  كه  استفاده  می شود . در  سیمان های  آلومینیای  ذوب  شده  به  عنوان  پر  كننده ی  بسیار  ریز  برای  بهبود  پلاستیسیته  بتن  تر  یا  افزودنی  برای  بدست  آمدن  استحكام

بالاتر  در  درجه  حرارت های  متوسط  بكار  می رود  .

4-     آب :

آب  یكی  دیگر  از  موادی  است  كه  در  ساختار  بتن  دیر  گداز  بكار  می رود  و  نسبت  آن  باید  بدقت  رعایت  شود و  همچنین  بكار  بردن  آبی  كه  دارای  نا  خالصی  است  در  بتن  مضر  است .

طرح مخلوط بتن :

مواد  اصلی  و  اجزای  بتن  دیر گداز  از نظر  خصوصیات  فیزیكی و شیمیایی  مورد  بررسی  قرارگرفت

حال  به  بررسی  اجزای  بتن  از  نظر  دانه بندی  ارتباط  اجزا  با  یكد یگر  تشریح  می كنیم . 

در  این  بخش  خصوصیات  ویژه  مورد  نظر  نیست  بلكه  عموما  مشكلات  اصلی  مرتبط  به  تاثیر  دانه بندی  اجزا  در  حالت های  منفرد  و  مخلوط  را  بررسی  می كنیم  .

این  پارامتر ها  به  طور  بسیار  وسیعی  بر  خصوصیات  بتن  تاثیر  می گذارند  مثل  آب  در  مخلوط  پر

كننده  یا  قابلیت  كار پذیری  بتن  تر  ,  تراكم  پذیری  آسان ,  مقاومت  حرارتی ,  افزایش  استحكام  و سر

انجام  خصوصیات  و  و  رفتار  بتن  گیرش  یافته  در  حالت  خام  و  پس  از  عملیات  حرارتی . در  این

بحث  اساس  طرح  مخلوط  بتن  و  عمدتا  در  بتن های  اتصال  سیمانی  بررسی  می شود .

سیمان ها :  سیمان هایی  كه  در  تولید  بتن  دیر گداز  بكار می روند  اغلب  استاندارد  هستند  در  نتیجه

تحقیقات  در  آلمان  و  سایر  كشورها  نشان  داده  كه  سیمان  با  آلومینای  بالا , سیمان  آلومینیای  معمولی

سیمان  پرتلند ,  سیمان  پرتلند  آهن  و  سیمان  كوره  بلند هر  كدام  برای  دماهای  خاص  و  محدوده های  گرمایی  مشخص  در  هنگام  كار  مفید  است  .

استفاده  از  سیمان های trass  و  سیمان های آذرین و انواع  دیگری  از  آن ها  كه  تا  همین  اواخر  رایج  نبوده  اخیرا  نشان  داده  است  كه  سیمان های  آذرین  را  تحت  شرایط  بخصوصی  می توان  در  بتن های

دیر گداز و بتن های  معمولی  بكار  برد . قسمتی  از  خاكهای  آذرین  نیز  بكار  می روند  كه  تحت  شرایط  گرمایی  خاص  انقباض  ندارند  و یا  مقدار  آن  خیلی  كم  می باشد .

هیچ  نیازی  برای  دانه بندی  دانه ها  لازم  نیست  و  همان  ریزی  كه  در  استاندارد  در  نظر  گرفته  شده 

مناسب است  و سیمان های استاندارد  مناسب  و  قابل  مصرف  هستند  اگر  چه  در  شرایط  بتن های  درجه  حرارت  بالا  باید  حداقل  كیفیت  استاندارد  را  داشته  با شند  .  در  آلمان  بتن های  دیر گداز  ریخته گری  در  محل  كار  و  پیش  ساخته  هر دو  از  سیمان  آلومینای  تجارتی  استفاده  می شود  .

دانه بندی پر كننده ها :  پر كننده ها  نقش  اصلی  را  در  تعیین  مقاومت  بتن  دیر گداز  تعیین  می كنند .

اندازه ی  دانه  و  درجه بندی  پر كننده  از اهمیت  اساسی  در  بهبود  كیفیت  بتن  دیر گداز  برخوردار است

ممكن  است  با  استفاده  از  اندازه ی  دانه  های  ریز  و  درشت  مناسب  در  پر  كننده  بتوان  به  بیشترین

فشردگی  دست  یافت  .در  حال  حاضر  استفاده  از  منحنی  های  دانه  بندی  كاربرد  عملی  محدودی  دارد

یك  بتن  فشرده  و  خیس  كه  بر  مبنای  این  این  منحنی  تهیه  شده  باشد  حجم  خودش  را  حفظ  كرده  و  هر  دانه ی  فضایی  را  كه  موقع  خیس  بودن  اشغال  كرده  به  همان  صورت  حفظ  می كند .

بر  حسب  مواد  تركیب  پر كننده  خشك  كردن  و  پختن  ممكن  است  انبساط  یا  انقباض  ایجاد  كند   و

منجر  به  تغییر  مكان  دانه  شود  .   بدین  ترتیب  اصطلاح  فشرده  ترین  بتن  بر  حسب  نوع  و شیوه ی 

مخلوط  كردن  فرق  می كند .  معمولا  مقدار  ماكزیمم  فشردگی  به  شكل  و  درجه  بند ی  ذرات  بستگی

 

دارد .  پر  كننده های  كروی  شكل  تمایل  كمی  به  حفظ  آب  دارند  ولی  آن هایی  كه  سوزنی  شكل  و

مسطح  هستند  تقریبا  دو  برابر  دانه  های  كروی  آب  نگه  می دارند  و  اینها  بیشتر  در  بتن های  دیر گداز  استفاده  می شوند  طبیعت  سطح  پر  كننده  اثر  نا چیزی  بر  استحكام  بتن  دارد  اما  تاثیر  آن  بر

استحكام  اتصالات  خیلی  زیاد  است .  در  بتن  های  دیر گداز  درجه ی  دانه بندی  باید  همان  طوری  باشد  كه  در  بتن  معمولی  مورد  نیاز  است .

تركیب  مواد  برای  ساختن  بتن  مقاوم  در  برابر  حرارت :

تركیب  مواد  بتن های  مقاوم  كه  از  سیمان  آلومینا  استفاده  می شود :

                          50 كیلوگرم                          سیمان آلومینیایی

                          110 كیلو گرم                       شاموت نپخته ی 0 تا 3 میلیمتر                 

                          110 كیلوگرم                        شاموت پخته ی 3 تا 8 میلیمتر

                          نسبت  سیمان  به  آب تقریبا  6/0

در  صورتی  كه  سیمان  پرتلند  نوع  350  مصرف  شود  تركیب  زیر  استفاده  می گردد :

                          50 كیلوگرم                          سیمان  پرتلند  350

                          57 كیلوگرم                          شاموت نپخته ی 0 تا 3 میلیمتر

                          90 كیلو گرم                         شاموت پخته ی 3 تا 8 میلیمتر

                          60 كیلو گرم                         سر باره ی كوره 0 تا 3 میلیمتر

                          13 كیلوگرم                          كلی 0 تا 1 میلیمتر

                           نسبت آب  به  سیمان  تقریبا  7/0

مخلوط  دیگری  كه  نسبت  سیمان به شاموت  آن  برابر  80/ 20  است  در  دو  نوع  شاموت  با مشخصات  زیر  مورد  استفاده  قرار  می گیرد .                    نقطه ی ذوب         1730    =  شاموت  نوع  یك

                                                               نقطه ی ذوب         1680    =  شاموت  نوع  دو

 

بتن های دیر گداز با اتصال سیمانی :

برجسته ترین  مشخصه  های  بتن  دیر گداز  با  اتصال  سیمانی  در  مقایسه  با  انواع  مواد  دیر  گداز  این

است  كه  بسیاری  از  خواص  ذكر  شده  در  بالا  در  شرایط   كار برد  بتن  دیر گداز  با  اتصال  سیمانی 

در  مقایسه  با  درجه  حرارت های  اتاق  و یا  در  مدت  زمان  اولین  باری  كه  تا  درجه حرارت های  بالا

حرارت  داده  می شود  به  كلی  متفاوت  است . دلیل  این  امر  این  است  كه  تحت  تاثیر  حرارت  تغییرات  شیمیائی  زیادی  صورت  می گیرد  كه  به  موجب  آن  مشخصه ی  اولین  بتن  به  كلی  تغییر  می كند .

تغییر  یك  بتن  نمونه  از حالت  اولیه  با  اتصال  غیر یكنواخت  بین  مواد  پر كننده  و  عامل  اتصال  دهنده 

به  صورت  ساختار  سرامیكی  سخت  شده  كه  در  نتیجه  بالا  رفتن  درجه ی  حرارت  و  انجام  واكنش ذوب  سطحی  وسیع تر  شدن  حاصل  می گردد  .

فاز های  میانی  و  پایانی  كه  در  نتیجه ی  این  واكنشها  بدست می آیند  از  مشخصات  ویژه ی  بتن  دیر گداز  می باشد  كه  دارای  اهمیت  ویژه ای  می باشد . بنا  بر  این  به  منظور  رسیدن  به  درك  صحیحی

از  این  خصوصیات  ضروری  است  یك  مهندس  دیر گداز  قبل  از  توجه  به  خواص  نهایی  ( نتیجه ) كه

هدف  اصلی  است  تحولات  (  استحاله  )  شیمیائی  را  كه  در  سیمان  اتفاق  می افتد  را  مطالعه  كند  .

فرایند های شیمی حرارتی :

عبارت  فرایند  شیمی  حرارتی  در  متن  زیر  جهت  تشریح  تمام  فرایند ها  و  واكنش ها  و  تغییرات  و تحولاتی  كه  در  بتن  دیر گداز صنعتی  معمولا  ضمن  گرم  كردن  ابتدائی  و  گاهی  در گرم  كردن  بعدی  رخ  می دهد  استفاده  می گردد  .  بحث  زیر  در  درجه ی  اول  به  جنبه  های  شیمیائی  فرایند  مربوط  می شود  كه  در  آن  واكنشهای  بین  فاز های  نهائی  و  میانی  سیمان ها  و  مواد  پر كننده  از  یك  طرف

و  ساختار فازی  كه  از  آن  نتیجه  می شود  از  طرف  دیگر  صورت  می گیرد ,  اثر  این  تحولات  روی

خواص مهم  بتن  به  عنوان  نمونه ی  استحكام  انقباض  و  پایداری  د  دماهای  مختلف  و  مقاومت شوكهای

حرارتی  مورد  بحث  قرار  می گیرد  .

بتن های دیر گداز ساخته شده با سیمان پرتلند و سیمان سرباره :

سیمان  پرتلند  از  لحاظ  رفتار  شیمیائی  حرارتی  اساسا  با  سیمان  آلومینیائی  متفاوت  است  در حالی  كه

سیمان  سرباره  جائی  بین  این  دو  قرار  می گیرد  , یكی  از  این  مهمتریت  عوامل  این  است  كه  آهك

آزاد  در  اثر  حرارت  در  سیمان  پرتلند  ظهور  می كند  .

در  یك  حالت  معین  ممكن  است  خواص  آن  و  حد  استفاده  از  آن  تغییر  كرد  باید  در  تهییه ی  بتن از

سیمان  پرتلند  مراحل  معینی  را  طی  نمود  . 

مشكل آهك :

هیدراته  شدن  سیلیكات های  بازی  كه  مهمترین  مینرال های  كلینگر را  تشكیل  می دهند  منجر  به  تشكیل

می دهند  منجر  به  تشكیل  فاز ها ئی  شبیه  توبرمریت  و آزاد  شدن  مقادیر  زیادی  Ca(OH)2   می شود

در  مورد  سیمان  سر باره  و  سیمان  پوزولانی  بی شك  این  مقادیر  یه  علت  حجم  كم  كلینگر  سیمان  پرتلند  و  تركیب  آهك  آزاد  با  سرباره  یا  پوزولانی  بی اهمیت  است  .

وقتی  كه  درجه ی  حرارت  به  500  درجه ی  سانتیگراد  افزایش  می یابد  هیدرات  كلسیم  آب  تركیبی

خودش  را  از  دست  می دهد  و به  CaO   خیلی  فعال  تبدیل  می شود  ممكن  است  وقتی  این  CaO

خنك  می شود  با  رطوبت  موجود  در  هوا  وارد  واكنش  شده  كه  منجر  به  تشكیل  مجدد  Ca(OH)2  

بشود  وبه  دنبال  آن  باد  كردن  سمتت  و  بنابر این  تخریب  ساختار  سخت شده  صورت  می گیرد  .

دانسیته ی  CaO   برابر  cm3 / gr  73/3  می ساشد  در  حالی  كه  دانسیته ی  Ca(OH)2  برابر  با

Cm3 / gr  146  است  بنا بر این  CaO  با  عمل  هیدراته  شدن  تقریبا  44%  منبسط  می شود .

احتمال  دیگر  آن  است  كه  آهك  در  درجه  حرارت  بالا   یا  برای  اولین  بار  كه  درجه ی  حرارت آن  بالا  برده  می شود  یا  در  حین  استفاده  تركیب  شود  .

به  این  ترتیب  در  طول  واكنشهای  پیرو شیمیائی  با  موادی  با  دانه های  خیلی  ریز  كه  یا  اسیدی  و  یا

یدارای  آهك  كمی  می باشند  تركیب  شود  .

این  موضوع  مثل  سابق  با  استفاده  از  سرباره ها  و  پازولانی  ها  نیز  قایل  حصول  است  ولی   در  تكنولوژی  بتن  دیر گداز  از  مواد  مصرفی  معمولا  دانه های  خیلی  ریز  و  مقاوم  حرارت  تثبیت  كننده ی  سرامیك  هستند  مهمتر  از  این  نوع   واكنشها  حتما  با  تجمع  افزایش  ماده  همراه  هستند  ولی  تاكنون

هیچ  اثری  از  از  امكان  باد  كردن  "  blowing"  مشاهده  نشده  است  .

تشكیل فاز های جدید :

وقتی  سیمان  نسوز حرارت  داده  می  شود  واكنش ها یی  اتفاق  می  افتد  كه  از  یك  طرف  با  تجزیه  ی

ساختمان  سخت  شده  مشخص  می شود  كه  همزمان  و  توام  با  تشكیل  فاز های  جدید  می باشد  .و  از

طرف  دیگر  با  واكنش  بین  این  فاز های  بینا بینی  و  مواد  اضافه شونده  و  پر  كننده  ها ......  . 

از  جمله  تاثیرات  مهم  روی  خواص  بتن  دیر گداز  پیدایش  مینرال  جدید  مختلف  است كه  در  پروسه های  نهایی  در  اثر  تركیب  با  پر كننده  های  ریز  خاك  نسوز  بوجود  می آید  .  تجزیه ی  سیمان  سخت 

شده  بین  200  تا 800  درجه ی  سانتیگراد  اتفاق  می افتد  كه  با  پس  دادن  آبی  كه  بصورت (gel  )

و در  بین  لایه  های  فاز توبرمریت  مانند  موجود  است  شروع  می شود  .

در  درجات  خیلی  بالا  دوباره  آهك  آزاد  شده  قدری  كاهش  می یابد  چون  تحت  واكنش هایی   مانند  :

Cs→C2s  قرار  می  گیرد  اما  این   واكنشها  هیچ گاه  به  طور  جداگانه  انجام  نمی شوند  بلكه  همیشه

در  سیمان  همراه  با  واكنشهای  بین  اجزای  تركیبی  سیمان  و  مواد  پر كننده  اتفاق  می افتد  این  نوع  واكنشها  در  فاز  جامد  قبل  از  این كه  هیچ  ماده ای  ذوب  شود  بین  درجه  حرارت  تخمینی  C  800  

تا  C 700  روی  دهد  . 

نتایج  ترموگرام ها  راهنمای  كیفی  برای  واكنشهای  انجام  شده  در  سیمان  نسوز  می باشند  تحت  شرایط

واقعی  در  بعضی  از  موارد  ممكن  است  تا  حد  راهنما  باشد  .  محققین  گزارش  داده ان  كه  نمونه  هایی  كه  تحت  درجات  بالا  قرار  گرفته اند  نیز  دلالت  بر  تشكیل  آنورتیت  و  رانكنیت  دارند .

مولیت  نیز  گاهی  در یبن  فاز های  جدید  تشكیل  شده  پیدا می شود  و در  بین  مواد  معدنی  كه  از  سیمان

 

خلص  (matrox  ) جدا  می شوند  و  لاستونیت  می باشد  .

تاثیر تغییرات غیر قابل برگشت درجه حرارت روی خواص فیزیكی, مكانیكی بتن  :

واكنشهای  تجزیه  و تشكیل  فاز  بتن  دیر گداز  كه  در  نتیجه ی  حرارت  دادن  بسیار  بالا  می باشد  منجر

تغییراتی  دیگر  روی  خواص  بتن  دیر گداز  می باشند .

این  تغییرات  بستگی  به  نوع  عملیات  حرارتی  كه  سیمان  نسوز  در  معرض  آن  قرار  گرفته  است  و

مستلزم  آن  است  كه  قبل  از  آن  كه  به  مرحله ی  نهائی  برسد  بوسیله ی  خواص  ویژه ی  خودش  در

مراحل  میانی  مشخص  می شود . در  مرحله ی  نهایی  بتن  دیر گداز  تحت  بالاترین  درجه ی  حرارت  قرار  می گیرد  و  در  یك  پریود  طولانی  بطور  ثابت  در  دمای  كار  قرار  داده  شده  است  كه  باعث

می شود  سیمان  به  مرحله ای  برسد  كه  خواص  آن  باز سازی  شده و  بعد  از  این  در  اثر  تغییرات  مكرر  درجه ی  حرارت  این  خواص  یا  كمی  تغییر  كند  و یا  ابدا  تغییری  نكند  .

این  موضوع  مهم  است  كه  درك  صحیحی  از  تغییرات  خواص  تحت  تاثیر  درجه  حرارت  داشته  باشیم 

تا  خصوصیات  سیمان  در  شرایطی  كه  مصرف  خواهند  شد  مورد  ارزیابی  قرار  گیرند .  و  تنها  با  این  وسیله  می توان  از  مشكلات  كار  جلوگیری  كرد  .

استحكام فشاری سرد :

سیمان ها  هنگامی  كه  در  معرض  حرارت  قرار  می گیرند  معمولا  یك  مرحله  استحكام  مینیمم  را  طی  می كنند.  درجه حرارتی  كه  در  آن  مسئله  اتفاق  می افتد  بطور  قابل  توجهی  بسته  به  نوع  سیمان  فرق

می كند و  در  بتن  دیر گداز  نیز  ظاهرا  پدیده ی  مشابهی  اتفاق  می افتد  كه  موقعی  كه  حرارت  داده  می شوند  استحكام  آن ها  بوسیله ی  باند  هیدرولیكی  تعیین  می شود  .

زمانی  كه  استحكام  مواد  نسوز  پر كننده  با  درجه  حرارت  كم  تغییر  كند  یا  اصلا  تغییر  نكند  استحكام

ساختمان  بتن  سخت  شده  در  اثر  تغییرات  ساختمان  آن  تغییر می كند  بنا بر این ساختمان  سیمان  ضعیف  ترین  عضو  سیستم  می باشد  كه  در  رنج  بین  فاز های  پیوند  هیدرولیك   و  سرامیك  قرار  می گیرد  و

لذا  ساختمان  برای  تمام  تغییرات  استحكام  ماده  یك  مرحله ی  بحرانی  است .  رفتار  بتن  نسوز  معمولا

توسط  تغییرات  استحكام  (  معمولا  منظور  استحكام  فشاری  است  )  تابع  تغییر  درجه ی  حرارت  كه  در  پیش  گرم  كردن  صورت  می گیرد  ارزیابی  می شود  یك  روش  ساده  برای  انجام  این  ارزیابی  این  است  كه  استحكام  فشاری  سرد  را  بعد  از  این  كه  تحت  شرایط  ویژه ی  عملیاتی  قرار  گرفت  اندازه گیری  كنیم  .  به  خوبی  می دانیم  كه  اگر  رفتار  " maxima exhibited  "  كه  از  شاموت  و  سیلیكا  در  درجه  حرارت  بالا  ظاهر  شده  را  به  خاطر  بیاوریم  با  این  وجود  نكراسف  نشان  داده  است  كه

استحكام  فشاری  داغ  سیمان  كه  از  سیمان  پرتلند  ساخته  شده  به  همان  انداه  استحكام  فشاری  سرد  كه

بعد  از  رسیدن  به  درجه  حرارت  محیط  اندازه گیری  شده  باشد  .

بتن دیر گداز با درجه حرارت بالا :

استحكام  فشاری  سرد  بتن  دیر گداز  به  عوامل  مختلفی  بستگی  دارد  كه  مهمترین  آن ها  عبارتند  از  :

عامل  پیوندی ( چسب ) ,  نسبت  مواد  پر كننده  به  سیمان  ,  نسبت  سیمان  به  آب  ,  نوع , شكل    و  دانه  بندی  مواد  پر  كننده  -  دانسیته ی  نهائی  -  میزان  پایداری  رطوبت  سیمان  و  واكنش های  بین  مواد  پر كننده  خیلی  ریز  با  عامل  پیوند  .

اما  بطور  قطع  استحكام  تحت  تاثیر  رفتار  حرارتی  عوامل  چسبی  قرار  خواهد  گرفت  . مینرال های  كلینگر  شده  در  این  مورد  تغییرات  زیادی  را  نشان  می دهندمثلا  پر كننده های  خیلی  ریز  در  تماس  با  رلیت  " alit  "  هیدراته  شده  و  C3A  به  مراتب  موثر تر  از  تماس  با  " belit  " هیدراته  عمل  می كند .  از  مشخصات  این  نوع  بتن  دیر گداز  با  درجه  حرارت  بالا  آنست  كه  ابتدا  تا  300 درجه

ی  سانتیگراد  استحكام  افزایش  می یابد  و  به دنبال  آن  در  درجه  حرارت های  متوسط  كاهش  می یابد .

استحكام  مینیمم  در  رنج  1000 – 600 درجه ی  سانتیگراد  قرار  دارد  ,  كاهش  استحكام  بسیار  متغیر

است  و  تغییرات  آن  از  20  الی  50%  مقدار  اولیه  می باشد  .

تثبیت  كننده های  سرامیكی  تاثیر  خیلی  خوبی  بر  روی  استحكام  در  درجه  حرارت  پائین  دارند  اینها

 

نه  تنها  از  افت  سریع  استحكام  جلو گیری  می كنند  بلكه  معمولا  در  رنج  300 – 200  استحكام  را  از  استحكام  اولیه  افزایش  می دهند .

نوع  پر  كننده های  ریز  مصرفی  می تواند  تاثیر  مهمی  روی  استحكام  داشته  باشد  و  معمولا  به  نظر  می آید  كه  شاموت  در این  مورد  بهترین  خاصیت  را  دارا  می باشد  . خاك  رس  نسز  به  همین  ترتیب  عمل  می كند  اگر  نسبت  صحیحی  از  پر كننده  های  خیلی  ریز  استفاده  شود  امكان  آن  خواهد  بود  كاهش  استحكام  را  به  مقادیر  بسیار  كوچكی  برسانیم  .

عامل  دیگری  كه  بر  روی  استحكام  فشاری  سیمان  بعد  از  حرارت  دادن  اثر  می كند  زمانی  است  كه  سیمان  از  بدو  تولید  تا  اولین  وقتی  كه  برای  اوین  بار  تحت  عملیات  حرارتی  قرار  می گیرد  .

محققین  ثابت  كرده اند  كه  استحكام  فشاری  سرد  بعد  از  حرارت  دادن  با  گذشت  زمان  مانند  استحكام

نرمال  افزایش می یابد  بنا بر این  هیدراته  شدن  كامل  مینرال های  كلینگر  منجر  به  واكنش های  شیمیائی  مطلوبی  می شود  .  این  موضوع  موقعی  خوب  درك  می شود  كه  یاد آوری  كنیم  كه  در  نتیجه ی  تشكیل  ژل ها  و  فاز های  مینرالی تجزیه  شده  در  طول  پروسس هیدراته شدن  علاوه  بر  تشكیل  هیدرات  آهك  موادی  تشكیل  می شوند  كه  خودشان  از  مینرال های  كلینگر  فعال تر  هستند . 

پوشیده  شدن  ذرات  مواد  اضافه  شونده  و  مواد  پر كننده  و  واكنشهای  مرتبی  كه  انجام  می شود  و  حالتی  كه  هیدراته  شدن  كامل  انجام  شود  بهتر  از  حالتی  است  كه  هیدرته شدن  جزئی  اتفاق  بیفتد .

تاثیر  گذشت  زمان  مهم  است  اما  فقط  در  درجه  حرارت  پائین  كه  بر  استحكام  هیدراته  شدن  اثر  می گذارد  و  در  درجه  حرارت های  بالا به  مراتب  اثر  كمتری  دارد  .

در  رابطه  با  هماهنگی  با  شرایط  عمل  مهم  است  بدانیم  كه  كمك  سخت  كننده ها  مثل  كلرور  كلسیم  چه  تاثیری  روی  خواص  حرارتی  و  مكانیكی  و  دیر گدازی  آن  دارد  .  بررسی  ها  نشان  می دهد  كه

برای این منظور خیلی  مناسب  نیست  معمولا استحكام  سیمان در حالتی  كه از كمك  سخت  كننده ها استفاده  شده  كمتر از حالتی است  كه  در  آن  مصرف  نشده  است  و  تنها  برای  سیمان  600 درجه  مناسب است.

 

كاربرد های بتن مقاوم حرارتی :

كاربرد های  بتن  دیر گداز  در  صنایع  مختلفی  كه  در  درجه حرارت های  بالا  كار می كنند  استفاده می شود  . در این  قسمت  عنوان  صنایعی  كه  از  این  تكنولوژی  استفاده  می كنند  را  ذكر  خواهیم  كرد .

بسته  به  نوع  و  كیفیت  بتن  دیر گداز  و  مواد  اولیه ی  ساخت  آن  در  ممالك  صنعتی  از  آن ها  در  قسمت های  مختلفی  استفاده  می شود  .

كوشش های  بسیاری  در  كشور های  شرقی  صورت  گرفته  است  كه  تا  از  این  مواد  در  سطح  وسیع تری  استفاده  شود  در  كشود  آمریكا  9%  مواد  دیر گداز  مصرفی  از  این  نوع  بتن  می باشد . از این  نوع  مواد  در  كشور های  فرانسه , چكسلواكی , آلمان غربی و شرقی  , هلند ,  انگلستان  در  كارخانجات  صنعتی  كه  در  درجه  حرارت های  بالا  كار  می كنند  استفاده  می شود  .همزمان  با  افزایش  تولید  این  نوع  بتن  تعداد  كشور های  صنعتی  كه  از  این  نوع  بتن  جهت  مقاصد  دیر گداز  استفاده  می كنند  در

حال  افزایش  می باشد  .

در  چند  سال  اخیر  استفاده  از  آستر  یكپارچه  در  كارخانه ها  معمول  شده  كه  تمایل  به  استفاده  از  بتن  های  دیر گداز  را  بیشتر  كرده  است  لذا  مصرف  این  نوع  مواد  در  هر  شاخه ای  از  صنعت  كه  نیاز  به  مواد  نسوز  دارند  در  حال  توسعه  و  گسترش  می باشند . به  همین  ترتیب  استفاده  از  این  نوع  مواد  در  ساختمان  كوره ها  در  حال  رو  به  رشد  است  زیرا  هم  از  نظر  تكنیكی  وهم  اقتصادی  رو  به  رشد  است  .  حال  به  ذكر  موارد  استفاده  از  این  نكنولوژی  می پردازیم  :

1)     تكنولوژی كوره های معمولی

2)      متا لوژی  آهن  و  فولاد

3)      كارخانجات فورج ونورد

4)      ریخته گری

5)      سایر فرایند های كا با فلزات

 

6)     كارخانجات تولید فلزات غیر آهنی 

7)     صنایع  سرامیك

8)     صنایع  شیشه  سازی

9)     صنایع  سیمان  و  آهك

10) صنایع  كك  سازی  و  تولید  گاز

11) صنعت  نیرو

12) صنایع  شیمیائی

13) فرودگاه و صنایع هواپیما سازی

14) مهندسی  هسته ای

15) مصارف خانگی

جنبه های اقتصادی بتن دیرگداز :

می توان  گفت  كه  مزایای  استفاده  از  بتن های  دیر گداز بیشمار  است  و این  مزایا  با  هر  مقاله ای  كه  چاپ  می شود  واضح تر  می شود .به  نظر  محققین  كاهش  هزینه های  سازه ها ی  كارخانجات  دیر گداز 

بر  حسب  نوع  دیر گداز  بكار رفته  چیزی بین  10 تا  50  درصد  خواهد  بود  .  برتری  اقتصادی   بتن

های  دیر گداز  بر  تمام  انواع  دیگر  مواد  مقاوم  حرارتی  مشهود  است  .  یر  مبنای  آمار  آلمان  در  هر  سال  6  میلیون  مارك  صرفه  جویی  فقط  از  كاربرد  قطعات  پیش ساخته  بتن  دیر گداز  داشته اند  .

استفاده  از  بتن  یكپارچه  برای  ساخت  آستر  های  نسوز  امكان  تعمیر  یا  ساخت  آستر  جدید  را  فراهم

می كند . محققین  نشان  می دهند  كه  هزینه ی  تولید  بتن های  نسوز  50  تا  30  درصد  تولید  آجر های  نسوز  بوده  واین  مقدار  برابر  با  تولید  بتن های  معمولی  بوده  است  .

مزیت  های  بتن  دیر گداز  تنها  در  عواملی  كه  ذكر  شد  خلاصه  نمی گردد  عوامل  دیگری  كه  از  لحاظ  اقتصادی  آن  را  مقرون  به  صرفه تر  می كند  عبارتند  از  :  دامنه ی  استفاده  وسیع  از  بتن ,

 

طول  عمر  بتن  و  ساختمان  آن  بنا بر این  باید  در  این  مورد  توجه  بیشتری  به  به  این  ماده  معطوف  گردد .  هزینه ی  اصلی  در  ساختمان  بتن های  نسوز  مربوط  به  شاموت  و  سیمان  می باشد  و  قیمت  سیمان  نسوز  با  آلومینای  بالا  تقریبا  10  برابر سیمان  پرتلند  می باشد  و  چنان چه  قیمت  دو  نوع   بتن

ساخته  شده  با  این  نوع  سیمان ها  را  مقایسه  كنیم  مشخص  می شود  كه  قیمت  بتن  با  سیمان  آلومینای

بالا  دو  برابر  سیمان  پرتلند  است  پس  برای  درجه  حرارت های  پائین  تا  850  درجه ی  سانتیگراد  از  بتن  با  آلومینای بالا استفاده  شود مقرون  به  صرفه  نخواهد  بود  در صورتی  كه  سیمان  پرتلند  با شاموت  جواب  گوی  این  مسئله  خواهد  بود  . 

یا  در  مورد  نسبت  سیمان  به  پر كننده  وقتی  كه  می توان  با  20  درصد  سیمان  نتیجه ی  مطلوب  را  بدست  آورد  نیازی  به  مصرف  بیشتر  سیمان  نخواهد  بود  و  با  توجه  به  قسمت  سیمان  با  آلومینای  بالا  مشاهده  می شود  كه  قیمت  مخلوط  روی  هم  32%  افزایش  می یابد  .  در  صورتی  كه  در  درجه  حرارت  خیلی  بالا  باشد  و  از  پركننده های  گران  قیمت  مثل  كوراندوم  و  سیلیمانیت  استفاده  شود  با  توجه  به  این  كه  قیمت  این  مواد  10  تا  15  برابر  قیمت  شاموت  است  بنابر این  قیمت  سیمان  تاثیر

زیادی  در  قیمت  تمام  شده  نخواهد  داشت  در  نتیجه  در  این  موارد  بهتر  است  از  آجر های  ضایعاتی 

خورد  شده  استفاده  شود  تا  بتوان  همان  مزایای  اقتصادی  را  بدست  آورد  .  در  درجه  حرارت های  خیلی  بالا  به  علت  این  كه  مواد  مصرفی  باید  خالص  بوده  و  كیفیت  مناسبی  داشته  باشند  بنا بر  این  بتن  ها  مزایای  اقتصادی  زیادی  نسبت  به  دیگر  مواد  نسوز  ندارند  و  فقط  در  مواردی  كه  درجه ی  حرارت  حدود  1000  است  با  استفاده  از  اجزایی  مانند  خرده آجر  سرباره  و  كوره ها  و  سیمان  پرتلند  استفاده  از  بتن  اقتصادی تر  از  آجر های  نسوز  خواهد  بود  اگر  قیمت  بتن های  نسوز  و  بتن

های  پیش  ساخته  شاموتی  را  با  نسوز  های  دیگر  شاموتی  مقایسه  كنیم  نتیج  زیر  حاصل  می شود  :

بتن های  نسوز  پرس  شده  ارزان  تر  از  آجر های  شاموتی  است  و  همچنین  بتن  گیرش  یافته  سریع تر 

استحكام  پیدا  می كند  و  قابل  استفاده  می گردد  .  مزیت  واقعی  بتن های  نسوز  بستگی  به  ابعاد  كار  و 

 

و  مقدار سیمان  نسوز بكار  برده  شده  و  مقایسه ی  واقعی  را  وقتی  می توان  نشان  داد  كه  مشخصات  كار  داده  شده  باشد  . اگر  چه  همیشه  مقایسه ی  مستقیم  بین  قیمت  بتن  نسوز  و  آجر نسوز ممكن  نیست 

در  مواقعی  كه  قیمت های  بتن  و  آجر  برابر  است  مزایای  بتن  نسوز  درجه  حرارت  بالا  بیشتر  از 

آجر های  نسوز می باشد  ولی  به طور  كلی  قیمت  تمام  شده ی  بتن های  نسوز  كمتر از آجر های  نسوز  می باشد .