تعداد صفحات : 23 صفحه -
قالب بندی : word
لغت شناسی و تقسیم بندی :
در تعاریف به کار رفته برای انواع مواد شبه بتنی که در دمای بالا به کار می روند یک نوع نا هماهنگی وجود دارد و استانداردی وجود ندارد که مواد را طوری تعریف کند تا در بر گیرنده این تقسیم بندی باشد . بنابر این کار اساسی این است که ابتدا موضوع را با تاکید بر تعاریف گفته شده برای بتن مقاوم حرارتی شروع کنیم .
مشکلات نامگذاری :
امروزه واژه ها ی مقاوم درجه حرارت پائین و بتن دیر گداز معمولا برای اشاره به خصوصیات
حرارتی به کار می روند بنا به استاندارد 9556TGL آلمان و 99-30 TGL شوروی واژه بین مقاوم حرارتی برای کلیه توصیفات به کار می رود . در صورتی که در کشور 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 آمریکایی 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 کننده و ذرات ریز و آب گفته می شود که در درجه حرارت معمولی
حالت گیرش دارد و تمام موادی که شامل سیمان نیستند می توان شبه بتن ( concrete type )
بحساب می آورند . لغت بتن بیان کننده عوامل چسبا ننده ی دانه های ریز هیدرولیکی که عمدتا شامل ترکیبی از Fe2O3 , Al2O3 , Sio2 با CaO که در استاندارد های مشخص دارای خواص معینی هستند و بعد از عمل ترکیب (بعد از 28 روز ) به استحکام فشاری Psi 3200 می رسد که آن را
به عنوان مینیمم استاندارد در نظر می گیرند , مهمترین بتن ها در این رابطه عبارتند از : بتن های
سیمان پرتلند , سیمان کوره بلند , آلومینا های مختلف که یکی از مشخصه های بارز همه ی آن ها سختی
هیدرولیکی آنهاست و کاربرد 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 هیدرولیکی هستند و وقتی پخته می شوند از مرحله ی اتصال هیدرولیکی به مرحله ی اتصال سرامیکی تبدیل می شوند بدون آنکه استحکام
آن کاهشی پیدا کند , بر طبق این استاندارد ها مخلوط های بتنی از نظر کارخانجات دیر گداز مخلوط
های خشک شدنی درهوا هستند که از مواد اولیه مقاوم در برابر حرارت با اندازه بندیmm 30- 0
و سیمان تشکیل شده اند . به عبارت دیگر بتنهای دیر گداز عبارتند از :
بتن هایی که خواص مکانیکی و فیزیکی آن حتی بعد از مدت زمان زیادی که در حرارتهای بالا تا
حد قابل قبولی باقی بماند .
عاملهای چسباننده :
عاملهایی چسباننده ای که در چنین بتنهایی بکار می روند ممکن است چسبهای هیدرولیکی ( معمولا سیمانها ) باشند و یا چسبهای غیر هیدرولیکی ] بتن پریکلاس با سیمان سورل ( بتن ما گنزیا ) , چسب شیشه [ . در کشور های غربی استفاده از چسبهای هیدرولیکی 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 کند . مواد نوع بتنی ( شبه بتنی ) موادی هستند که دارای فسفات
چسب شیشه و ماگنزیا ( پریکلاس ) می با شند .
تقسیم بندی بتنهای دیر گداز : بتن های دیر گداز را می توان بر اساس درجه حرارت کار , نوع عاملهای اتصال ( چسباننده ) و نوع مواد پر کننده تقسیم بندی نمود :
نوع بتن درجه حرارت درجه حرارت کار
بتن با دیر گدازی پائین کمتر 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 کوره 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 هیدرولیک
G- عاملهای چسباننده ی آلی مثل قیر , قطران , سولفیت لایم
3- تقسیم بندی بر اساس نوع مواد پر کننده :
A- بتن های دیر گداز با مواد پر کننده ی غیر مقاوم در برابر حرارت (خرده آجر , سرباره و ......)
B- بتن دیر گداز با شاموت ( خاک نسوز پخته شده )
C- بتن دیر گداز با آلومینات بالا
D- بتن های دیر گداز با کراندوم
E- بتن دیر گداز با سیلیس
G- بتن دیر گداز با مگنزیا
F- بتن های دیر گداز با کرومیت – ماگنزیا
H- بتن دیر گداز با کاربید سیلیسیم
روند تاریخی پیشرفت :
بر مبنای اولین گزارش امکان استفاده از بتن در دمای بالا به کارهای مهندسین ساختمان در اوایل
همین قرن بر می گردد . استفاده از شاموت و خاکستر 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 که C.Platzman
تولید بتن دیر گداز را با پایه ی سیمان پرتلند و افزودن شاموت و خاکستر ( یا سیلیکای 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 کشورها
در این زمینه به چشم می خورد .
ویژگیهای بتن دیر گداز :
تکنولوژی بتن دیر گداز را می توان در مقایسه با بتن معمولی یا در مقایسه با مواد دیر گداز نشان
داد . برای صاحبان تکنولوژی بتن ویژگیهای اصلی در استفاده از پر کننده های دیر گداز خاص با
مشخصات معین در نظر است و استفاده از پر کننده های خیلی ریز مثل خاک نسوز یا استفاده از
سیمان آلومینیائی یا حتی چسب های غیر معمول تر دیگری مثل چسب شیشه و فسفات .
انحراف از تکنولوژی بتن معمولا خیلی کم بوده و در خور توجه نیست . از این نقطه اثر به سختی
می توان انتظار داشت که بتن دیر گداز مواد تازه ای را عرضه کند در حالی که مقادیر مشخصی در استحکام ساختمانی برای بتن معمولی اهمیت دارد . این مقادیر برای بتن دیر گداز از اهمیت نا چیزی برخوردار است . زیرا تنشهای حرارتی که در بتن در حین سرویس و کار تحمل می کند
اساس ساختار آن را تغییر می دهد .
از دید گاه مهندسینی که با مواد دیر گداز سروکار دارند بتن دیر گداز دارای ویژگیهای خاص خود در نحوه ی تولید و کاربرد است در حالی که تکنولوژی مواد دیر گداز را می توان اینطور ترسیم کرد که تهییه مواد به شکل دلخواه در آوردن و سپس خشک کردن در یک زمان طولانی و نهایتا در آتش قرار دادن . در حالی که تکنولوژی پیش ریختگی بتن دیر گداز عبارت است از تهییه مخلوط
و به فرم دلخواه در آوردن با ریختن و لرزش و سپس سخت کردن با پرس و سر انجام در زمان
کوتاهی خشک می شود . استحکام مورد نیاز بدون پخت بدست می آید و بدین وسیله ما قادر به تولید
شکلهای پیچیده و مختلف می باشیم بدون خطر ترک و تغییر فرم , مزایا و اهمیت بتن دیر گداز در
کارخانجات تکنو 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 :
ترکیب مواد اصلی بتن دیر گداز عبارتند از :
1- عامل چسباننده :
الف ) سیمان : سیمان یکی از عوامل چسباننده ی در بتن های دیر گداز می باشد . سیمانهای صنعتی معمولا بعد از زینتر یا ذوب و آسیاب کردن بصورت پودرریزی در می آیند که هم دارای ساختمان
کریستالی و هم غیر کریستالی می باشند. اجزای اصلی سیمانها عبارتند از : Al2O3, Fe2O3 , ,
SiO2, CaO و سیمانها را به طور کلی به دوسته تقسیم می کنند :
- سیمانهای سیلیکاتی مثل سیمان پرتلند معمولی و سیمانهای سرباره ای (سیمان پرتلند آهن و سیمان کوره بلند و سیمان سوپر سولفاته )
- سیمانهای آلومینیائی مثل انواع سیمان آلومینیائی
از انواع سیمانه که بطور معمولی تهیه می شوند آن ها که در ساخت بتن های دیر گداز استفاده می شوند عبارتند از : سیمان پرتلند, سیمان پرتلند آهن , سیمان کوره بلند , سیمان آلومینیای معمولی ,
سیمان آلومینیای بالا و سایر سیمانها اهمییت محدود داشته یا در در تحقیقات علمی بکار می روند .
ب) چسب های سرد گیر – غیر آلی بدون آب : همان طور که 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 . یکی از این دست عامل های چسباننده چسب شیشه می باشد که چسب شیشه عبارت است از
ترکیبات مختلف سیلیکات سدیم یا پتاسیم که در آب یا محلولند و یا مخلوط کلوئیدی تشکیل می دهند
و تقریبا به طور کامل هیدرولیز می شوند . عمومی ترین چسب شیشه ای که استفاده می شوند
سیلسکات سدیم غنی از سیلسی است که شامل 4 – 2 مولکول گرم SiO2 و در یک مولکول گرم
سیلیکات سدیم است .گیرش در هوا انجام می گیرد که 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 فیزیکی شیمیایی قابل قیاس نمی باشد . البته غیر از مدول الاسیته و دانسیته تنها نکتهی جالب توجه مشخصه های حرارتی است که
با استفاده از چسب شیشه عاید می شود . فایده این تر کیبات که در بتنهای دیر گداز چسب شیشه ای به عنوان عامل چسباننده بکار می روند فعالیت شدید آنهاست که آن ها را قادر می سازد تا با
مواد پرکننده ی بسیار متنوع و مختلفی ترکیب شوند و ترکیباتی تولید کنند که 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 فسفریک
و فسفات ها می توان اشاره کرد .
دانلود تحقیق بتن ها ی دیر گداز
