ساختار مقاومت مصالح بتن سبک دانه

ساختار مقاومت مصالح بتن سبک دانه

پارامترهای بحرانی و حساس

رطوبت بحرانی محتویات

مراجع میزان رطوبت محتویات  بتن را در ارتباط بانحوه عمل در طی سوخت اندازه گیری شده و یا نظر سنجی مینمایند.منابع بسیاری بر این باورند که رطوبت محتویات در بتن سخت عامل مهم تاثیر گذار روی مقاومت در برابر آتش سوزی به شمار می رود،وقتی رطوبت محتویات افزایش می یابد میزان آب بخار شدنی زیاد می گردد،افزایش رطوبت محتویات منجر به افزایش فشار منفذ و درجه حرارت حین سوخت می گردد، آزمایشهای متعدد کاهش رطوبت محتویات را نشانگر کاهش میزان خرد شدن بتن می دانند،  LWAC اغلب در مقابل آتش سوزی عمل بدتری نسبت به NDC از خود نشان می دهند،واین به خاطر توانایی سبک وزن برای جذب آب برای بخار آب می باشد،آب در تراکم سبک وزن با از حجم های قبلا مرطوب حاصل می گردد و یا از طریق جذب آب بتن تازه یا نفوذ از طریق محیط انجام می گردد،مرطوب بودن حجم تراکم از قبل و یا ذخیرة رطوبت در بتن LWACخطر خرد شدن آن را افزایش میدهد، برای کاهش جذب و مکش آب طی ذخیره یا در زمانی که بتن تازه ساخته شده به کاربرده می گردد، مولفانی، چند پیشنهاد می کنند که انبوه بتن های سبک وزن را آغشته سازند.اگر بتن سبک وزن آغشته شود، رطوبت محتویات در بتن LWACبرابر یا سطح

مشابه NDCبا میزان برابر سیمان در خمیر فرض می گردد.

در مراجع معتبر به آزمایش های سوخت سلولز اشاره گردیده است،(رطوبت بحرانی محتویات)که این میزان برای بتن سخت باعث جلوگیری از خرد گردیدن آن می گردد،در منابعی دیگر دقیقا روشن نیست که آیا پیشنهادات ارائه شده به NDC باز می گردد و یا به LWAC یک مولف ادعا می نماید که میزان رطوبت بحرانی بتن سخت LWAC، 7 درصد حجم دارد،با این حال خرد شدن ممکن است در رطوبت پایین ۵ درصد حجم (یعنی ۲ درصد وزن)هم روی دهد.دو تن از اساتید عمران بر این اعتقاد دارند، که حداقل خطر خرد گردیدن و زیان در زیر خط بحرانی محتویات واقع شده است.

بر خلاف این منابع مولفان دیگر معتقدند که رطوبت بحرانی محتویات پایین تر از ۷ درصد حجم دارد، فیپ معتقد است که حجم رطوبت بحرانی برای بتن سخت ۵ درصد حجم دارد(یعنی حدود ۳-۲ درصد وزن). توصیه های بسیار جدی به این مطلب گردیده است که،توسط کمیتة انگلیسی در سال ۱۹۸۷ ارائه گردیده است،آنها پیشنهاد کردند که حجم رطوبت می بایست پایین تر از ۳ درصد حجم کل باشد، تا از خرد گردیدن و پوکیدن بتن جلوگیری گردد و حد مشابهی توسط فیپ بیان گردیده است.در آزمایش های نروژی ها با سوخت هیدرو کربن ، میزان زطوبت بسیار بیشتر از سطوح بحرانی پیشنهادی است،برخی مولفان چنین می گویند که حجم رطوبت بالا است و مدعی هستند که این دلیل اصلی شکستگی بتن در اثر کشیدگی زیاد LWAC به شمار می آید،دیگر مولفان حجم و رطوبت را اندازهگیری نموده و در این آزمایش ها حجم رطوبت بین 11-3 درصد وزن متفاوت می باشد (5-25 درصد حجم) تمام این کشش بالا در بتن های سبک وزن نشانگر خرد گردیدن وسیع طی سوخت هیدروکربن است و حتی در رطوبت بین ۵تا ۷ درصد حجم درصد حجم در سطح بتن خرد گردیدن روی می دهد.حجم رطوبت در درون بتن در بسیاری موارد بیشتر از رطوبت در سطح بتن می باشد،به عنوان مثال حجم رطوبت درون برخی بلوک های کهنه پر فشار  LWAC حدود ۲ درصد وزن بیشتر از رطوبت در سطح بتن برآورد می گردد.بر اساس تفاوت های میان تیرچه بلوک های بتنی جوان تر، رطوبت آنها۴ درصد وزن (در حدود ۷ درصد حجم) برآورد گردیده است، بنابراین در ارزیابی رطوبت بحرانی،این اختلاف می بایست در نظر گرفته شود،حجم رطوبت درون بتن می بایست به عنوان یک مرجع مورد استفاده قرار گیرد.

در کارهای ”مالهوترا”،او مدعی گردیده است که در بسیاری از ساختمان ها حجم رطوبت طبیعی بیشتر از حجم رطوبت بحرانی می باشد، او در مثالی به اندازه گیری های یک ساختمان دو ساله اشاره می نماید که حجم رطوبت آن حدود7.5 درصد حجم بتن می باشد.همچنین مولفان دیگر معتقدند که ساختمان درون منازل با بتن های  LWACباعث کاهش خطر خرد گردیدن بتن ها می گردند و همچنین باعث کاهش زمان محتویات رطوبتی می گردد.در خارج از ساختمان LWACنشانگر رطوبت بالاتر از حجم بحرانی می باشد،این فرضیه، که قبلا اندازه گیری های یک ساختمان قدیمی را با تیرچه بلوک های پر قدرت  LWAC نشان می دهدرا مورد تائید قرار می دهد:درون بتن حجم رطوبت حدود ۸ درصد وزن دارد(تقریبآ ۱۵ درصد حجمی) و میزان رطوبت در بتن های جوانتر حدود 15.5 درصد وزنی می باشد که این مقدار تقریبآ ۲۸ درصد حجمی برآورد می گردد و بر اساس خرد گردیدن بتن معمولی به واسطة یکسال از مورخ تکمیل مشهود و قابل اغماض با بتن  LWACمی باشد.

قابلیت جذب یا نفوذ پذیری:

یک توافق کلی راجع به این واقعیت وجود دارد که قابلیت جذب یکی از خصوصیات بسیار مهم است که در طی سوخت بر خرد شدن بتن اثر بخش می باشد.منابع کار اندازه گیری یا ارائة نظریات را راجع به نفوذ پذیری بتن و نحوة عمل آنها در حین سوخت را انجام می دهند.همگی آنها معتقدند که نفوذپذیری اندک برای مقاومت در برابر آتش یک عامل منفی است.نفوذ پذیری پایین منجر به افزایش فشار بخار حین گرم شدن می گردد و این ممکن است به عنوان فرضیه ای نشان داده شود.

افزایش w/c (بوسیلة افزایش حجم آب در بتن تازه) هم باعث افزایش حجم رطوبت و هم نفوذ پذیری بتن سخت شده می گردد.افزایش حجم رطوبت تاثیر منفی بر مقاومت در برابر آتش در حالی که افزایش نفوذپذیری اثری مثبت خواهد داشت.به صورت فرضیه ای این حالت ممکن است پیدا کردن w/cبحرانی را امکان پذیر سازد.این کار توسط فرد انجام گردید که w/c بایستی بالاتر از 0.55 باشد تا به یک NDC پیشنهاد کرده که با نفوذ پذیری کافی و بالا ،مقاومت در برابر سوخت هیدروکربن را ارائه دهد،علاوه بر این آغشته نمودن حجم های سبک وزن را پیشنهاد نموده تا از مکش آب از بتن تازه جلوگیری گردد.حجم بخار سیلیکا و شرایط بهبود وضعیت بر نفوذ پذیری و حجم رطوبت وقتی w/cبحرانی موثر می باشد.

در مراجعه به آزمایش های نروژیان با سوخت هیدروکربن، w/c بتن LWAC با میزان های 0.4-0.3 و با 15-5 درصد بخار سیلیکا متفاوت می باشد،در تمام آزمایش ها LWACدچار خرد شدن گسترده می گردد و این در صورتی امکان پذیر می باشد که هشدارهای لازم رعایت گردد(همانند فیبر  PPو یا عامل محافظتی غیر فعال کنندة آتش).

آنچه مهم می باشد این است که تاثیر مهم بر خرد گردیدن LWAC با w/c در حدود 0.3 و 0.4 امکان پذیر نمی باشد.داشتن میزان صفر بخار سیلیکا تا ۵ درصد به ترتیب،اثر مهمی بر خرد شدن بتن ندارد.به این ترتیب w/cبحرانی می بایست حداقل بالاتر از 0.4 باشد تا برای حضور در برابر سوخت هیدروکربن آماده گردد.این امکان نیز وجود دارد که میزان قابلیت جذب بتن حین سوخت افزایش یابد،چندتن از مولفان استفاده از فیبر PP(پلی پروپیلن) را برای مقابله با آتش سوزی هیدرو کربنی پیشنهاد می کنند.فیبرها در حین ترکیب شدن بتن افزوده می شوند،فیبرهای PP نقطة ذوب حدود ۱۴۰ درجة سانتیگراددارند و این نظریه که فیبرها طی آتش سوزی آب می گردد و کانال هایی را در بتن سخت شده در جایی که بخار ممکن است خارج گردد،به موجودیت می پیوندد.

آزمایش با فیبر PP نتیجة بسیار مثبتی داشت به این معنی که در بتن های متراکم سبک وزن پر مقاومت نروژی این نتیجه مثبت بوده است و با افزودن 0.1 تا 0.25 حجم فیبر PPبه بتن خطر خرد شدن آن را به طرز قابل توجهی کاهش میدهد.برخی آزمایش ها نشان می دهند که می توان خطر خرد شدن را با افزودن نوع درست و میزان صحیح فیبر PP از میا برداشت،نتایج نشان می دهند که کاهش خرد شدگی با کاهش ضخامت و افزایش طول و میزان فیبرهایPP  مرتبط می باشد.

میزان بار وارده هنگام آتش سوزی:

در هنگام آتش سوزی یک عامل مهم در جهت مقابله پر بودن بتن می باشد،که عامل اساسی در این ارتباط می باشد،منابع کار اندازه گیری یا ارائة فرضیات را با توجه به این عنوان انجام داده اند،واین یک توافق کلی بر این واقعیت می باشد که فشارهای تراکمی ابتدایی در لایة بیرونی به واسطة وارد شدن بار به قسمت های خارجی آن می باشد و باعث افزایش خرد شدگی در حین آتش سوزی می باشد،برخی اساتید ادعا می کنند که افزایش فشارهای تراکمی باعث کاهش مقاومت در برابر آتش می گردد،برخی دیگر معتقدند که بزرگی فشارهای تراکمی اهمییت بسیار کمتری نسبت به آنچه که نشان می دهند،دارد.

مطابق نظریة چندین مولف مشاهده گردید که،خسارات بیشتر مربوط به بلوک های بتنی که از قبل فشار دیده اند نسبت به بلوک های بتنی از قبل فشار دیده،دچار خرد شدگی گسترده می گردند و این خرد شدگی به خاطر در معرض فشار جزیی قرار گرفتن می باشد،بنابراین هیچ آزمایش مقایسه ای بین LWAC and NDC در این رابطه انجام نگردیده است.بنابراین موقعیت فشار بار وارده ،عامل مهمی در ارتباط با نحوة عمل بتن در حین آتش سوزی به شمار می آید و اجرای آزمایش های آتش تحت شرایط واقعی و ممکن توصیه می گردد، همچنین اندازة نمونه و فشارهای متراکم کننده در لایة در معرض فشار بسیار مهم می باشد.