بتن سبک عایق با استفاده از دانه های ریز پلی اتیلن بجای سنگ دانه های آهکی

خلاصه ترجمه شده از مقاله:

Thermal-resistant lightweight concrete with polyethylene beads as
coarse aggregates

 

1-1 معرفی بتن سبک با دانههای پلیاتیلن
ساخت بتن های سبک که عایق حرارتی هستند و برای کاربرد سازه ای قابل استفاده هستند رو به افزایش اس ت.
بتن عایق حرارتی جلوی از دست رفتن حرارت سازه را می گیرد و باعث کاهش تولید گازهای گلخانهای خواهد شد.
در یک تحقیق از دانههای پلیاتیلن در ساااخت بتن اسااتفاده شااد که جایخزین بخهاای یا همه ی ساانگدانه درشاات
ساانگآهکی شااد. اندازه گیری وزم مخصااوم و مقاومت فهاااری نمونه ها انجام گرفت. برخی نمونهها دارای وزم
مخصاوم پایین و مقاومت فهااری مناساد بودند و برای این نمونهها مهاخصاات مکانیکیا مقاومت حرارتی و دوام
بررسی شد. وزم مخصوم طرح اختلاط ها بین 1350 تا 1750 کیلوگرم بر متر مکعد بودا و مقاومت فهاری بین 17
تا 27 مخاپاسکال بود. میزام جذب آب بیهتر از بتن با وزم معمولی استا ولی مقاومت حرارتی آم بسیار بالا است که
برای جلوگیری از اتلاف انرژی ساختمام مناسد میباشد.
2-1 روش ساخت و آزمایش های انجام شده
راهکارهایی که برای ایجاد بتن سبک و عایق حرارتی پی هنهاد می شود شامل ا ستفاده از سن گدانههای سبک
مصاانوعی یا طبیعی با تخلخل بالاا اسااتفاده از گلوله های پلیاسااتایرما و ایجاد مصاانوعی حفرات با اسااتفاده از مواد
افزودنی است. از فواید این کار کاهش بار مردها و در نتیجه سبکتر شدم ساختمام و نیاز به اجزای سازهای کوچکتر؛
نیاز به جرثقیلهای کوچکتر برای جابجا کردم قطعات پیشساخته سبک تر؛ افزایش فضای قابل استفاده ؛ کاهش سایز
پی؛ افزایش عایق بندی حرارتی؛ و افزایش مقاومت در برابر حریق میباشد.
برای ساخت بتن سبک از سنگ دانههای سنگ آهک خرد شده؛ تفاله معدنی حاصل از خرد کردم سنگ های
آتهافهاانی طبیعی؛ دانه های پلیاتیلن )شاکل های 1 و 2(؛ خاکساتر رونن و نفت ایجاد شاده در نیروگاه بر ؛ و ماساه
بادی معمولی سااخته شاده از کوارتز اساتفاده شاد. هم نین سایما م تیپ 1 برای سااخت بتن اساتفاده شاد. تسات های
انجام گرفت.

ASTM مختلف از جمله آزمایش فهاری روی نمونههای استوانهای بر اساس استانداردهای
شکل 1- تفاله معدنی )راست( و خاکستر رونن و نفت )چپ(
شکل 2- دانههای پلیاتیلن )راست( و نمونههای استوانهای شکسته شده در آزمایش فهار )چپ(
3-1 طرح اختلاط و نتایج
1-3-1 طرح اختلاط
مهخصات طرح های اختلاط مختلف با مقاومت بیهتر از 14 مخاپاسخال در جدول 1 آورده شده است. حداکثر
وزم مخصااوم این طرحهای اختلاط 1850 کیلوگرم بر متر مکعد اساات. نساابت آب به ساایمام و روانی این بتن ها
در نمونهها ا ستفاده شدا و ا سلامپ بین 10 تا 15 سانتی متر بود. مقدار w/c= تقریباً یک سام ا ست ا به طوری که 0.45
2 میلیلیتر است. میزام سیمام مصرفی نیز 370 کیلوگرم بر متر مکعد است. – روامکننده مصرفی 3
جدول 1- طرح اختلاطها
نااااام طاااارح
اختلاط
توضیح
درشتدانه: دانههای پلیاتیلن M1
درشت دانه: دانههای پلیاتیلنا جایخزینی 10 % ماسه با خاکستر رونن و نفت M2
%50 تفاله معدنی و 50 % دانههای پلیاتیلن به عنوام درشتدانه M3
%50 سنگ آهک و 50 % دانههای پلیاتیلن به عنوام درشت دانه M4
مهخصات فنی طرح اختلاطهای مختلف در جدول 2 آورده شده است.
جدول 2- مهخصات طرح اختلاطها و نتایج به دست آمده
نام طرح
اختلاط
میانخین وزم
kg/m مخصوم 3
مقاومت
فهاری 28 روزه
)MPa(
مقاومت
)MPa( کههی
جذب
آب )%(
هدایت
الکتریکی )کولمد(
هدایت
)W/m∙K( حرارتی
0/34 2400 7 1/7 17 1421 M1
0/43 3400 8 1/8 19 1366 M2
0/39 4700 5 2/4 21 1621 M3
0/51 2700 4 2/7 27 1744 M4
2-3-1 وزم مخصوم
بود و بیهترین وزم مخصوم مربوط به M درباره وزم مخصوما کمترین وزم مخصوم مربوط به نمونه 2
بود که دارای سنگ آهک و دانههای پلیاتیلن بود. استفاده از تفاله معدنی و دانههای پلیاتیلن M طرح اختلاط 4
25 درصدی در وزم مخصوم میشود. کم شدم وزم کلی سازه در اثر استفاده از بتن سبک یکی – باعث کاهش 40
از مزایای مهم به خصوم در دهانههای بزرگتر است. بتنهای معرفی شده در این مقاله قابل استفاده در ساخت کفا
دیوارهای جداساز و نمای خارجی است.
3-3-1 مقاومت فهاری
درباره مقاومت فهاریا باید بیام کرد که محدوده 17 الی 27 مخاپاسکال برای مقاومت 28 روزه در نمونهها به
دست آمد. جایخزینی کامل سنگ آهک با دانههای پلیاتیلن باعث شد مقاومت به 18 مخاپاسکال کاهش یابد زیرا
پیوند بین سطح صاف دانههای پلیاتیلن و ملات ضعیف است. برای بتن سازهای مقاومت بین 30 تا 35 مخاپاسکال
مورد نیاز است. در نتیجه بتن پیهنهادی برای استفاده نیر سازهای قابل استفاده است. کم بودم میزام سیمام مصرفیا
حجم بالای سبکدانه و جدایش ملات از سنگدانه باعث کم شدم مقاومت بتن شد. استفاده از دانههای پلیاتیلنی
زبر شاید باعث بهتر شدم مقاومت شود. حفرات سنگهای آتهفهانی نیز باعث کم شدم مقاومت میشوند.
4-3-1 مقاومت کههی
– 2/ درباره مقاومت کههیا باید بخوییم که مقاومت کههی بتن سبک تولید شده از بتن معمولی کمتر بود ) 7
5 مخاپاسکال( ولی میزام کرنش نمونهای که کل سنگ آهک با دانههای پلیاتیلن – 1/7 مخاپاسکال در مقایسه با 7
جایخزین شده بود بهتر از بتن معمولی بود. علت کمبود مقاومت کههی مقاومت لغزشی پایین در سطح مهترک بین
ملات و دانههای پلاستیکی است که صفحات ضعیف باربری ایجاد کرده و باعث ترک خوردگی نمونه میشود.
5-3-1 جذب آب
4 درصاااد بود. بتن معمولی معمولاً بیش از 5% جذب آب – درباره جذب آبا باید بخوییم که جذب آب بین 8
که سنگ آهک و دانه های پلیاتیلن وجود داشتا جذب آب کمینه بود. ولی جایخزینی کامل ب ا M دارد. در نمونه 4
پلیاتیلن باعث افزایش جذب آب شاد که از طریق پیوند ضاعیف بین پلاساتیک و ملات انجام میشاود. نمونه دارای
سنگ آتهفهانی دارای جذب آب کمتر از 5% بود. حفرات سنگ آتهفهانی نیز باعث افزایش جذب آب میشوند.
6-3-1 هدایت حرارتی)میزام عایقی(
در باره هدایت حرارتیا باید بخوییم ا ندازه گیری در شااارایا ما نا با ور داا با نمو ن ه های 35 در 35 در 5
سانتیمتری انجام شد. در این آزمایشها از دماهای گرم و سرد 35 و 25 درجه سانتیگراد استفاده شد. مقادیر به دست
0/34 بود و برای نمونههای دیخر مقادیر W/m.K برابر با )M آمده برای بتن سبک ساخته شده با دانه های پلیاتیلن ) 1
1 میباشاد. در نتیجه بتن سااخته شاده عایق حرارتی / 0 بود. برای بتن معمولی این عدد حدود 4 / بالاتری حداکثر تا 51
بسیار بهتری از بتن معمولی است. افزایش درصد سیمام باعث افزایش هدایت گرمایی بتن خواهد شد.
7-3-1 انقباض بتن
درباره انقباض بتن در حین خهک شدما باید بخوییم که میزام مهاهده شده کمتر از 500 میکرومتر )میزام
بحرانی( پس از 7 روز بود. با توجه به نخرانی درباره انقباض در هنخام استفاده از سنخدانههای متخلخل در بتنا با
انجام آزمایش این نخرانی را نخواهیم داشت.
8-3-1 نفوذپذیری
از حد M در نهایتا میزام نفوذپذیری کلر با استفاده از مقدار آستانه 4000 کولمد ارزیابی شد که برای نمونه 3
ذکر شده فراتر رفت. در نتیجه در صورت استفاده از این طرح اختلاطا اعمال پوشش مناسد برای جلوگیری از نفوذ
یومهای کلر راهکار مناسبی است.