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 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 .

با عرض پوزش ، بعلت محدودیت حجمی هر مطلب ، بقیه مطلب را در قسمت سوم ملاحظه بفرمائید . 

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: