تحقیق دربارهانواع مصالح

مقدمه سيمان از انواع مصالح ساختماني و گردي است نرم كه داراي چسبندگي زياد بوده و به عنوان يك چسب ساختماني بكار مي‌رود . اين ماده مهم كه سالانه ميليونها تن از آن در كشور توليد و به مصارف گوناگون مي‌رسد در مقابل هوا و همچنين در زير آب خود را گرفته , استحكام بيشتري پيدا نموده و مدت دوام آن نامحدود است .

سيمانبخودي خود مقاومت زيادي در مقابل فشار نداشته , ليكن پس از تركيب با شن , ماسه و آب و تهيه ملات و بتون , با گذشت زمان مقاومت مورد نظر را ايجاد مي‌نمايد . به عبارت ديگر سيمانها مواد چسبنده‌اي هستند كه قابليت چسباندن ذرات به يكديگر و به وجود آوردن جسم يكپارچه از ذرات متشكله را دارند .

از نظر علمي سيمان تركيبي است از اكسيد كلسيم (آهك) با ساير اكسيدها نظير اكسيد آلومينيوم , اكسيد سيليسيم و اكسيد آهن كه ميل تركيب با آب داشته و در مجاورت هوا و در زير آب به مرور سخت مي‌گردد و داراي مقاومت مي‌شود . اين سخت شدن مثل بستن گل هنگام از دست دادن آب نيست , بلكه واكنشي شيميايي است كه طي آن شكل جديدي از ماده پديدار مي‌شود و سيمان سخت شده قابليت نرم شدن مجدد با آب را ندارد .

كلمه سيمان اغلب در مفهوم كلي براي توصيف تمامي انواع مواد چسبنده بكار مي‌رود , ولي در مفهومي دقيقتر به مواد چسبناكي اطلاق مي‌گردد كه در ساختمان و بناهاي ساخته شده در مهندسي عمران بكار مي‌رود .

سفت و محكم شدن سيمان در نتيجه هيدراسيون (تركيب با آب) ايجاد مي‌گردد , كه تركيب شيميايي مخلوط سيمان با آب است و موجب تشكيل بلورهاي شبه ميكروسكوپي يا ماده شبه ژلاتيني مي‌گردد . سيمان ساخت و ساز بخاطر خواص تركيب با آب خود , كه حتي در زير آب نيز سفت مي‌شود , اغلب سيمان هيدروليكي ناميده مي‌شود .

لغت "سيمان" از كلمه يوناني caementum مشتق شده است كه به معني تكه تكه كردن سنگ است , يعني همانگونه كه در ملات رومي بكار مي‌رفته , و ارتباطي با خود ماده چسبنده ندارد .

 

تاريخچه سيمان

 

انسان از ديرباز سيمان را مي‌شناخته و با گذشت زمان بر نقش و اهميت آن وقوف و آگاهي بيشتر يافته و هر روز كوشيده است , بناها و ساخته‌هاي خود را مستحكم‌تر از گذشته احداث نمايد

انسانهاي اواخر عصر حجر كه از طريق شكار كردن و جمع‌آوري مواد غذايي ارتزاق مي‌نمودند و در پي غذا در ناحيه وسيعي در حركت بودند , در پناهگاههاي موقت زندگي مي‌كردند . وقوع انقلاب كشاورزي كه به حدود 10000 سال پيش از ميلاد مسيح باز مي‌گردد , انگيزه‌اي براي سكونت دائمي و ايجاد ساختمان و خانه براي انسان بود . انسان ديگر بدنبال شكار يا گله‌هاي خود از جائي به جاي ديگر نمي‌رفت , بلكه براي مراقبت از مزارع خود در يك محل مي‌ماند . در خاورميانه آثار و بقاياي دهكده‌هاي كاملي با محل سكونت مدوري بنام تولوي "Tholoi" يافت شده كه ديوارهاي آن از گل رس متراكم ساخته شده است .

ملاتي كه در اتصال سنگها و سفالها از آن استفاده مي‌شد , مخلوطي بوده از ماسه , آهك و آب و در ساختمان قسمتهايي كه در زير آب قرار مي‌گرفت ماده‌اي سيليسي بنام "پوزولانا" اضافه مي‌كردند , كه ملات را سخت و در مقابل آب مقاوم مي‌ساخت .

ر واقع منشاء سيمان هيدروليك (تركيبي با آب) به يونان و روم باستان باز مي‌‌گردد . مواد مصرفي عبارت بودند از آهك و نوعي خاكستر آتشفشاني كه با آب واكنش آهسته‌اي نشان داده و تبديل به توده سفتي مي‌گرديد . اين توده ماده چسبناك ، ملات و بتون ساخته شده در روم در دو هزار سال پيش و همچنين كارهاي ساختماني بعدي در اروپاي غربي را تشكيل مي‌داد . آنها از اين ملات در ساختمان برجها , باروها , جاده‌ها , آب‌انبارها , گرمابه‌ها , معابد , كاخها و قلعه‌ها استفاده مي‌كردند

خاكستر آتشفشاني كه از معدني در نزديكي شهر "پوزولا" (ايتالياي كنوني) استخراج مي‌شد , سرشار از سيليكات آلومينيوم بود , و سيمان مشهور "پوزولانا" مربوط به دوران روم باستان نيز از اين نام برگرفته شده است . امروزه اصطلاح پوزولانا (Pozzolana) , يا پوزولان (Pozzolan) يا به خود سيمان اشاره دارد و يا به هر ماده نرم حاوي سيليكات آلومينيومي اطلاق مي‌شود كه در مجاورت آب با آهك واكنش نشان داده و تشكيل سيمان مي‌دهد . بهترين سيمان بدست آمده از دوران گذشته , ساخته دست روميان است .

تهيه سيمان به طرق علمي جديد از قرن هيجدهم آغاز شد . در سال 1756 "جان اسميتون" ماموريت يافت كه فانوس دريايي كوچك "اديستون" را كه در درياي مانش و در ساحل "كورتوال" انگلستان قرار داشت دوباره بازسازي كند , وي در آزمايشهاي خود موفق شد كه از تركيب سنگ آهك ناخالص و خاك و پختن آن دو , ماده‌اي شبيه به سنگهاي "پرتلند" بوجود آورد

با سوزاندن مخلوطهاي گوناگون سنگ آهك و خاك رس طي سالهاي بعد تجربيات بيشتري در اين زمينه بدست آمد .

در سال 1824 "ژوزف آسپدين" با سوزاندن مخلوط 1 به 3 سنگ آهك و خاك رس به مواد بهتري دست يافت . در شيوه او , عمل سوزاندن در كوره‌ها با چنان حرارتي صورت مي‌گرفت كه مواد ذوب شده پس از سرد شدن به صورت ذرات ريزي در مي‌آمدند . ماده بدست آمده كه به صورت پودري نرم بود , وقتي با آب مخلوط مي‌شد , پس از چند ساعت سفت و سخت مي‌شد . اين محصول شباهت زيادي به سنگهاي آهكي مستخرج از معدن جزيره "پرتلند" در انگلستان داشت , از اينرو به سيمان "پرتلند" معروف گرديد و وجه تسميه سيمانهاي پرتلند امروزي نيز از اينجا آغاز مي‌شود .

اولين بناي ساخته شده با اين نوع سيمان , بناي پارلمان انگلستان است كه در فواصل سالهاي 52-1840 احداث گرديده است .

توليد سيمان پرتلند به سرعت در سرتاسر كشورهاي اروپايي و آمريكاي شمالي گسترش يافت . در حال حاضر نيز سيمان پرتلند عمده ‌ترين سيمان توليدي در جهان است و موارد مصرف عام تري دارد .

بعدها "دكتر بوك" رئيس موسسه تحقيقات استاندارد سيمان آمريكا كه به "پدر سيمان" معروف است تركيبات اصلي سيمان را شرح داد كه مورد تاييد صاحبان صلاحيت قرار گرفت .

از آن پس در كشورهاي پيشرفته تحقيق و پژوهش پيرامون ساخت انواع جديدي از سيمان و بالا بردن كيفيت محصولات و رشد و توسعه تكنولوژي ساخت سيمان همچنان ادامه داشته است

امروزه سيمان از نظر وزن بزرگترين محصول صنعتی بشری محسوب می شود

تاريخچه صنعت سيمان در ايران

ايرانيان نيز از ديرباز با خواص خاك رس و سنگ آهك بعنوان مواد اوليه          اصلي سيمان آشنايي داشته‌اند و از مخلوط آب , آهك و خاكستر و خاك رس ملاتي تهيه مي كردند كه در لهجه‌هاي محلي از آن به "ساروج" , "سارو" و اسامي ديگري ياد شده است . از اين ملات جهت استحكام و آب‌بندي در ساختمان حمامها , آب‌انبارها , حوضها و ساختمانهاي مهم استفاده مي‌شده است .

در ساختمان "سد دز" بر روي رود كارون كه در زمان شاهپور دوم ساخته شد و "بند امير" كه در زمان عضدالدوله ديلمي بنا گرديد , همچنين در ساختمان آب‌انبارهاي قديمي از تركيبات مشابه سيمان استفاده شده است .

توليد سيمان در ايران از سال 1312 با بهر‌ه‌ برداري از كارخانه سيمان ري به ظرفيت 100 تن در روز آغاز و با گذشت زمان و در روند رشد و توسعه كشور نقش و اهميت اين صنعت و توليد و مصرف سيمان رو به فزوني نهاده است .

در حال حاضر ايران داراي 35 واحد كارخانه توليد سيمان به ظرفيت سالانه 576/32 ميليون تن مي‌باشد و 10 كارخانه توليد سيمان نيز در حال احداث مي‌باشند .

ظرفيت توليد سيمان كشور با اجراي طرحهاي مذكور تا سال 1381 به 114000 تن در روز و 6/37 ميليون تن در سال افزايش خواهد يافت . ايران در سال 1378 با توليدي معادل 39/1 درصد توليد جهاني , مقام پانزدهم كشورهاي توليدكننده سيمان جهان و مقام هشتم را در كشورهاي توليدكننده سيمان قاره آسيا كسب كرده است

سهم توليد سيمان ايران در جهان روند رو به رشدي داشته و از 04/0 درصد در سال 1950 به 42/1 درصد در سال 1998 افزايش يافته است .

مواد اوليه سيمانهاي پرتلند

سيمان پرتلند عمدتا" از تركيبات آهك (اكسيد كلسيم) ، همراه با سيليس (اكسيد سيليس) و آلومينيوم (اكسيد آلومينيوم) تشكيل شده است . آهك مورد نظر از مواد خام آهكي و اكسيدهاي ديگر نيز از مواد رسي بدست مي‌آيد .

از مواد خام ديگري چون خاك سيليس ، اكسيد آهن و بوكسيت نيز مي‌توان در مقادير كمتر و براي بدست آوردن تركيب مورد نظر استفاده نمود . ماده خام ديگر سنگ گچ است ، كه تا حدود 5 درصد آن در طي آسياب كردن به "كلينكر" سيمان پخته شده اضافه مي‌گردد تا زمان گيرش سيمان را كنترل نمايد .

مواد خام بكار رفته در توليد سيمان چنانچه بصورت سنگ سخت باشد ، مانند سنگ آهك ، سنگهاي رسوبي لايه‌اي ، و بعضي سنگهاي رسي ، يا از معدن استخراج شده و يا با انفجار بدست مي‌آيند . بعضي از ذخاير را با استفاده از روشهاي زيرزميني استخراج مي‌نمايند . سنگهاي نرم‌تري چون گچ و رس مستقيما" توسط معدنچيان از ديواره معدن جدا مي‌شود . مواد استخراجي از معدن را با استفاده از كاميون ، واگنهاي حمل قطار و نوارهاي نقاله به آسيابهاي سنگ‌شكن و خردكن منتقل مي‌نمايند .

سنگ آهك و خاك رس اجزاء اصلي مواد اوليه توليد سيمان پرتلند را تشكيل مي‌دهند و از مواد ديگر بصورت افزودني و تنظيم‌كننده استفاده مي‌شود .

توليد سيمان

براساس طبقه‌بندي بين المللي ، صنعت سيمان جزء گروه صنايع كاني غير فلزي محسوب مي‌شود

اصولا" سه روش براي توليد سيمان وجود دارد :

1- روش تر 2- روش نيمه‌تر 3- روش خشك

نوع اين روشها بستگي به مواد خام ورودي به كوره از نظر غلظت و ميزان آب اضافه شده به آنها دارد . مهمترين و پركاربردترين روش توليد سيمان در جهان روش خشك است . سيستم پخت اكثر كارخانه‌هاي سيمان كشور ما نيز بر اين روش استوار است .

در فرآيند توليد سيمان به صورت خشك ، مواد خام خشك ، آسياب شده و به صورت پودر خشك به درون كوره تغذيه مي‌شود . در فرآيند نيمه‌تر مواد خام ابتدا بصورت خشك آسياب شده و سپس گويچه‌هاي حاصله به درون كوره تغذيه مي‌شود .

در فرآيند نخست (تر) مواد خام بطور مرطوب به داخل كوره تغذيه مي‌گردد

خط توليد سيمان از معدن شروع و به بارگيرخانه و بسته‌بندي سيمان خاتمه مي‌يابد . در توليد سيمان به روش خشك نخست مواد خام و اوليه نظير سنگ آهك ، خاك رس ، مارل (خاك آهكدار) ، سنگ گچ ، سنگ آهن و سنگ سيليس از معادن استخراج مي‌گردند . در استخراج موادي نظير سنگ آهك ، سنگ آهن و سنگ گچ نياز به چال‌زني و ايجاد انفجار بوسيله ديناميت و مواد منفجره است . موادي نظير خاك رس و مارل (خاك آهكدار) نياز به چال‌زني و انفجار ندارند و صرفا" از بولدوزرها و يا دستگاههاي مشابه جهت دپو كردن مواد استفاده مي‌شود

چهار مرحله اصلي در توليد سيمان پرتلند وجود دارد (روش خشك):

الف- خردكردن و آسياب كردن مواد خام

ب- تركيب مواد به نسبت مناسب

ج- پخت مخلوط تهيه شده در كوره (سيستم پخت)

د- آسياب كردن (نرم‌كردن) محصول پخته شده كه به "كلينكر" معروف است

الف- خرد كردن و آسياب كردن مواد خام

در ابتدا مواد اوليه بايستي خرد شوند و به ابعادي تا حدود كمتر از ده ميلي‌متر برسند . براي خرد كردن سنگ آهك ، سنگ آهن ، سنگ سيليس و كلوخه‌هاي درشت و خرده سنگهاي خاك رس از دستگاههاي سنگ‌شكن يا خردكن استفاده مي‌شود . در صورت ضرورت و همچنين در صورتيكه مقدار رطوبت مواد بالا باشد ، مي‌بايستي خشك شوند .

پس از خرد شدن و خشك شدن ، در سيستمهاي مدرن ، مواد اوليه اصلي ضمن افزوده شدن مواد اوليه فرعي به نسبتهاي لازم با يكديگر مخلوط مقدماتي شده و سپس در سيلوهاي مشخص و معيني ذخيره مي‌شوند و آنگاه جهت پودر شدن راهي "آسيابهاي مواد خام" مي‌گردند . در روش خشك توليد سيمان ، ضرورت دارد كه مواد خام قبل از ورود به كوره بصورت پودر درآيند ، همچنين براي جلوگيري از كلوخه‌ شدن و پايين آوردن چسبندگي مواد ، مي‌بايستي تا حد امكان قبل از فرستادن پودر مواد خام به سيلوهاي ذخيره ، خشك و رطوبت‌گيري شوند .

ب- تركيب مواد به نسبت مناسب

اولين تركيب شيميايي مورد نياز نوع بخصوصي از سيمان ، از طريق استخراج گزينشي و كنترل مواد خامي حاصل مي‌گردد كه به درون دستگاه خردكننده و آسياب وارد مي‌شوند . نظارت دقيق‌تر از طريق بدست آوردن دو يا چند دسته مواد حاوي مخلوط خامي كه تركيب شيميايي آن اندكي متفاوت است حاصل مي‌گردد .

در فرآيند خشك اين مخلوطها در سيلو ذخيره مي‌شود ، در فرآيند تر مخازن دوغاب بكار مي‌رود .

براي اطمينان از مخلوط شدن كامل مواد خشك در سيلو ، هواي متراكم به درون مخزن وارد شده و موجب چرخش شديد و بهم خوردن مواد مي‌گردد . در فرآيند تر ، مخازن دوغاب با استفاده از وسايل مكانيكي يا هواي خشك ، و يا هر دو هم زده مي‌شود .

دوغاب كه حاوي 35 الي 45 درصد آب است ، گاهي از صافي گذرانيده مي‌شود ، كه در نتيجه 20 الي 30 درصد محتوي آب آن كاهش مي‌يابد .

 

آنچه كه از صافي گذشته ، سپس به درون كوره تغذيه مي‌شود . اين كار موجب كاهش مصرف سوخت مورد نياز براي پخت مي‌گردد . در قسمت آسيابهاي مواد خام تنظيم نهايي مخلوط مواد خام كه بنام "خوراك كوره" موسوم است ، انجام شده و مخلوط حاصله كه بصورت گردي نرم و حاوي تركيبات لازم است ، آماده تغذيه به كوره مي‌باشد .

در كارخانه‌هاي سيمان آسيابهاي گلوله‌اي و غلتكي كاربرد بيشتري دارند . پس از پودر شدن مواد خام از طريق اين آسيابها ، پودر حاصله را در "سيلوهاي مواد خام" ذخيره مي‌نمايند .

عامل مهمي كه در يكنواخت كار كردن كوره و بالا بردن كيفيت كلينكر و در نتيجه سيمان موثر است ، يكنواختي تركيب خوراك كوره ، خوب مخلوط شدن و همگن بودن آن مي‌باشد . به منظور همگن يا هموژنيزه كردن مطلوب مواد خام ، از سيلوهاي ذخيره مجهز به سيستمهاي "پنوماتيك" استفاده مي‌شود . مواد خام از بالاي سيلوهاي ذخيره وارد سيلوهاي تنظيم مي‌شود و پس از تنظيمات لازم ، از پايين سيلو تخليه و به كوره تغذيه مي‌گردد .

ج- پخت مخلوط تهيه شده در كوره (سيستم پخت)

كوره‌هاي اوليه‌اي كه سيمان در آن پخته مي‌شد ، كوره‌هاي بطري شكل عمودي بودند . پس از آنها كوره‌هاي محفظه‌اي و سپس كوره‌هاي استوانه‌اي يكسره بكار گرفته شد . ليكن وسيله اصلي پخت سيمان در حال حاضر , كوره‌هاي استوانه‌اي دوار است .

سيستم پخت سيمان شامل سه قسمت "پيش گرمكن" ، "كوره" و "خنك كن" است . وظيفه پيش گرمكن ، گرفتن رطوبت سطحي باقيمانده در مواد خام ، آب تبلور و تجزيه كردن مقدماتي سيليكاتها و همچنين كلسينه (آهك كردن) بخشي از كربناتهاي موجود در مواد خام است .

قسمت اصلي عمل پخت در كوره صورت مي‌گيرد . كوره‌هاي پخت سيمان استوانه‌هاي فلزي بزرگي هستند كه طول و قطر آنها متناسب با ظرفيت كارخانه مي‌باشد . اين استوانه با شيب حدود 3 تا 4 درصد روي چند پايه مجهز به غلتك ، قرار گرفته و داراي حركت دوراني مي‌باشد . مواد خام پس از طي مسير پيش گرمكن از انتهاي كوره ، وارد كوره مي‌شوند و به دليل وجود شيب و حركت دوراني مواد به سمت خروجي كوره و منطقه پخت سرازير مي‌شوند.

در انتهاي كوره يك مشعل تعبيه شده كه با استفاده از سوختهاي مختلف ، ايجاد محيط حرارتي با درجه حرارت بالاي 1400 درجه سانتي‌گراد را مي‌نمايد . براي حفاظت از بدنه كوره در مقابل اين حرارت بسيار زياد ، مناطق مختلف كوره با استفاده از انواع آجرهاي نسوز ، بتون و جرمهاي نسوز پوشيده مي‌شوند . محصول سيستم پخت كه از كوره خارج مي‌گردد "كلينكر" نام دارد كه بصورت دانه‌هاي خاكستري يا قهوه‌اي رنگ مي‌باشد و براي پختن هر كيلوگرم آن حدود 800 كيلو كالري انرژي حرارتي صرف مي‌گردد .

كلينكر خروجي از كوره داراي درجه حرارتي حدود 1000 تا 1200 درجه سانتي‌گراد است . بازيابي اين مقدار حرارت و همچنين مشكل بودن جابجا كردن "كلينكر" داغ ، ضرورت سرد كردن آنرا ايجاب مي‌نمايد . خاصيت اساسي ديگر مربوط به سرد كردن "كلينكر" تكميل تشكيل كريستالهاي "كلينكر" و بالا رفتن كيفيت آن مي‌باشد . عمل سرد كردن كلينكر توسط دستگاه خنك كن (كولر) انجام مي‌پذيرد .

كلينكر توليدي يا محصول سيستم پخت قبل از ورود به آسياب سيمان در سيلو ، انبار و يا سالنهاي مربوطه ذخيره مي‌گردد .

بموازات رشد و توسعه صنعت سيمان و پيشرفت تكنولوژي ، جهان امروز شاهد فعاليت كوره‌هايي با ظرفيت توليدي 5000 تن در روز است .

د- آسياب كردن محصول سيستم پخت (كلينكر)

براي پودر كردن "كلينكر" از آسيابهاي گلوله‌اي استفاده مي‌شود . در اين قسمت از خط توليد به همراه كلينكر ورودي به آسياب سيمان ، مقداري گچ خام نيز به آسياب تغذيه مي‌گردد . افزايش گچ در تركيب سيمان جهت كنترل گيرش كلينكر صورت مي‌گيرد . محصولي كه از پودر شدن كلينكر و گچ خام در آسياب سيمان حاصل مي‌گردد "سيمان" ناميده مي‌شود .

سيمان توليدي در سيلوهاي سيمان ذخيره مي‌گردد و سپس بوسيله "ارسلايد" (كه با كمك نيروي فشار هوا سيمان را به سمت مورد نظر هدايت و پمپ مي‌كند) از سيلوها خارج و به داخل مخازن يا قيفهاي دستگاه بارگيري هدايت مي‌شود .

بارگيري به دو صورت انجام مي‌پذيرد : يكي بصورت پاكت و ديگري بصورت فله . قسمت بارگيرخانه در انتهاي خط توليد قرار دارد و با توجه به موقعيت جغرافيايي و محل كارخانه ممكن است داراي امكانات مختلف بارگيري نظير بارگيري در كاميون ، كشتي و واگن بصورت كيسه و يا فله باشد .

كنترل كيفي

واحد آزمايشگاه و كنترل كيفي در كليه مراحل توليد سيمان از ابتداي خط توليد تا بارگيرخانه نظارت دقيق و محاسبات مستمري را جهت توليد سيمان با كيفيت مطلوب و مطابق با استانداردهاي لازم بعمل مي‌آورد.

در اين ارتباط آزمايشهاي شيميايي و فيزيكي مختلفي از جمله تعيين مقادير اكسيدهاي مختلف , تعيين مقدار گچ , گيرش سيمان , ثبات حجم , مقاومت فشاري , مقاومت كششي , مقاومت خمشي , نرم و زبري سيمان و نظاير آن توسط كاركنان واحد كنترل كيفي صورت مي‌پذيرد . امروزه كارخانه‌هاي مدرن سيمان به وسايل پيشرفته كنترل فرآيند پخت مجهز مي‌باشند . در بعضي از كارخانه‌ها از مواد خام بطور اتوماتيك نمونه‌برداري مي‌شود و كامپيوترها تركيب مخلوط خام را كنترل و محاسبه مي‌كنند .

خواص فيزيکی سيمان عمدتا عبارتست از نرمی سيمان، گيرش سيمان، سلامت سيمان ومقاومت سيمان.

نرمی سيمان :

باید توجه داشت که هميشه يک سيمان نرم از نظر اقتصادی و فنی مقرون به صرفه نيست.زيرا هزينه آسياب کردن و اثرات بيش از حد نرم بودن سيمان بر خواص ديگر آن مانند نياز بيشتر به گچ برای تنظيم گيرش،کار آيی بتن تازه و ساير موارد نيز بايد مد نظر باشد. نرمی يکی از خواص عمده سيمان است که معمولا در استانداردها با سطح مخصوص تعيينمی شود.(m2/kg).روشهای متداول و متفاوتی برای تعيين نرمی سيمان در دنيا به کار گرفته می شود.استاندارد ملی ايران به شماره 390 تعيين نرمی سيمان را مشخص می کند.

گيرش سيمان:

کلمه گيرش،برای سفت شدن خمير سيمان به کار برده می شود،يعنی تغيير وضعيت از حالت مايع به جامد. گيرش به علت هيدراسيون C3و C2با افزايش دمای خمير سيمان اتفاق می افتد.گيرش اوليه مربوط به افزايش سريع دما و گيرش نهايی مربوط به دمای نهايی است. مدت زمان گيرش سيمان با افزايش درجه حرارت، کاهش می يابد ولی آزمايش نشان داده است که در دمای حدود 30 درجه سانتی گراد اثر معکوس را می توان مشاهده نمود.در درجات حرارت پائين،گيرش سيمان کند می شود.

كاربردهاي سيمان

امروزه سيمان داراي مصارف گوناگون و كاربردهاي وسيعي است و بسته به انواع مختلف آن در زمينه‌هاي گوناگون مورد استفاده قرار مي‌گيرد .

سيمان را مي‌توان تنها بكار برد ، يعني خالص بعنوان ماده دوغاب , اما استفاده معمولي و اصلي سيمان در ملات و بتون است كه در آنها سيمان با مواد بي‌اثر كه به سنگدانه معروف هستند مخلوط مي‌شود . ملات عبارت از سيماني است كه با ماسه يا سنگ خرد شده‌اي كه اندازه قطرش تقريبا" 5 ميليمتر است , مخلوط شده باشد .

بتون تركيبي از سيمان , ماسه يا ديگر سنگدانه‌هاي كوچك است , اما هنگامي كه بتون در حجم عظيمي چون ساختن سدها ريخته مي‌شود از سنگدانه‌هاي به اندازه 19 تا 25 ميلي‌متر نيز استفاده مي‌گردد . بتون براي اهداف گوناگون ساختماني مورد بهره‌برداري قرار مي‌گيرد . از سيمان پرتلند در توليد آجر , موزائيك , بلوك , تير سقف , اتصالات خط آهن , و ديگر محصولاتي كه با فشار در قالب شكل مي‌گيرند , استفاده مي‌شود . اين محصولات در كارگاههاي مربوطه تهيه شده و بصورت آماده براي نصب عرضه مي‌گردد .

از آنجاييكه در دنياي امروز بتون مصرف بسيار زيادي دارد , توليد سيمان از اهميت خاصي برخوردار مي‌باشد . همه ساله در كشورهاي توسعه يافته افزايش سرانه سيمان تقريبا" يك تن است . سنگدانه يا سيمان بكار رفته , كيفيت ويژه بتون , يا روش تهيه آن عواملي هستند كه نوع بتون را مشخص مي‌كنند . در بتون معمولي كه در ساختمان بكار مي‌رود , ويژگي سيمان عمدتا" از طريق نسبت آب به سيمان مشخص مي‌گردد . هر چه آب سيمان كمتر باشد , بتون محكمتر مي‌گردد . مخلوط بايستي به اندازه كافي آب داشته باشد تا از احاطه كامل هر ذره سنگدانه بوسيله چسب سيمان , پرشدن فضاي بين سنگدانه‌ها , شل‌بودن كافي بتون به منظور ريختن و پخش آن اطمينان حاصل گردد . عامل ديگر دوام بتون , ميزان سيمان به نسبت سنگدانه است . (كه به صورت نسبت يك به سه سيمان به سنگ دانه ريز و درشت بيان مي‌شود) . در جايي كه به بتون بسيار محكمي نياز باشد , ميزان سنگدانه به نسبت كمتر خواهد بود .

قدرت بتون را با استفاده از نيروي وارده به هر اينچ مربع توسط هر پوند و يا كيلوگرم بر سانتيمتر مربع كه براي خرد كردن بتوني با سختي و يا عمر مفروض مي‌سنجند .

عوامل محيطي چون درجه حرارت و رطوبت بر استحكام بتون تاثير مي‌گذارد , و چنانچه بطور كامل خشك نشود , تحمل فشارهاي كششي آن نامتعادل خواهد بود و اگر بطور ناقص سفت شده باشد نمي‌تواند اين فشارها را تحمل كند . در فرآيندي كه به عمل‌آوردن شناخته مي‌شود , بتون را بعد از ريختن تا مدتي مرطوب نگاه مي‌دارند تا انقباض حاصله به هنگام سفت شدن را كند كنند . درجه حرارت پايين نيز بر استحكام آن تاثير منفي مي‌گذارد . براي جبران اين مسئله ماده‌اي افزودني چون كلريد كلسيم به سيمان اضافه مي‌گردد . اين ماده موجب تسريع در فرآيند سفت شدن مي‌گردد كه خود باعث ايجاد گرماي كافي براي بي‌اثركردن درجه حرارت تقريبا" پايين مي‌شود . در هواي بسيار سرد از ريختن بتون در ابعاد وسيع خودداري مي‌شود .

بتوني كه بر روي فلز (معمولا" فولاد) محكمي سفت گرديده "بتون آرمه" يا "بتون آهن" ناميده مي‌شود . اختراع آن عموما" به "ژوزف مونير" نسبت داده مي‌شود . وي باغباني از اهالي پاريس بود كه گلدانها و لوله‌هايي براي باغ درست مي‌كرد كه با توري فلزي تقويت مي‌شدند . وي در سال 1867 اختراع خود را به ثبت رساند .

 فولاد تقويت كننده , كه ممكن است به شكل ميله , نرده و يا توري باشد , به استحكام كششي بتون كمك مي‌كند . بتون ساده نمي‌تواند به آساني در مقابل كشش‌هاي ناشي از عوامل باد , زلزله , ارتعاشات و ديگر نيروهاي خمشي مقاومت نمايد و بنابراين براي بسياري از عمليات ساختماني مناسب نيست .

 در بتون آرمه , نيروي كششي فولاد و قدرت تراكمي بتون , قدرتي ايجاد مي‌كند كه قادر است تمامي انواع تنش‌هاي خيلي زياد در سطح وسيع را تحمل نمايد .

 بتون علاوه بر توانائي بالقوه براي استحكام بسيار زياد و امكان شكل‌گيري به هر فرمي , در مقابل آتش نيز مقاوم مي‌باشد و به خاطر اين ويژگيها يكي از متداولترين مواد ساختماني در دنيا گشته است . سازه‌هاي بتوني در برابر آتش‌سوزي مقاومت خوبي دارند و حتي تا 24 ساعت دوام مي‌آورند .

مواد تشكيل‌دهنده بتون

سيمان:حدود 7 الي 15 درصد از حجم بتون را تشكيل مي‌دهد .

 أب:حدود 14 الي 21 درصد از حجم بتون را تشكيل مي‌دهد .

 دانه‌هاي سنگي (شن و ماسه): حدود 60 الي 75 درصد از حجم بتون را تشكيل مي‌دهد .

 هوا: در بتون بدون هوا ميزان حجم هواي موجود بين 5/0 تا 3 درصد است و در بتون هوادار ميزان حجم هواي موجود بين 4 تا 8 درصد است .

نقش سيمان در بتون صرفا" چسباندن دانه به يكديگر بوده و بخودي خود تاثيري در مقاومت و باربري ندارد , از اين جهت بتون خوب بتوني است كه وقتي در آزمايشگاه نمونه‌اي از آن را بشكنند , دانه‌هاي سنگي آن از وسط شكسته شود و سيمانها (چسب) پاره نشود .

محصول سيمان به دو صورت فله و پاكتي به بازار عرضه شده و از آن در بسياري از كارهاي ساختماني و زيربنايي استفاده مي‌شود .

از اتاقهاي كوچك تا آسمانخراشهاي عظيم , از حوض‌هاي كوچك تا تاسيسات عظيم بندري , از استخرهاي شنا تا سدهاي مستحكم و عظيم ذخيره آب , از پلهاي كوچك بر روي نهرها و جويها تا تونلهاي بسيار بزرگ زير بستر درياها , از پياده‌روها تا بزرگراههاي پيشرفته , خطوط مترو و فرودگاههاي گسترده بين‌المللي و از سنگرها تا انبارهاي عظيم جنگ‌افزارها و تسليحات نظامي , همه و همه نقش و اهميت سيمان را در زندگي انسان متجلي و آشكار مي‌سازند

انباركردن سيمان

 

همواره بايد سعي شود سيمان در معرض رطوبت نباشد چون سيمان مكنده رطوبت است و حتي هواي مرطوب همه سيمان را خراب مي‌كند .

در انباركردن سيمان به صورت فله‌اي بايد شرايطي فراهم شود كه كف انبار (زير سيمان) كاملا" خشك باشد , لذا مي‌توان در كف مقداري شن خشك پهن كرد تا از نفوذ رطوبت به طرف بالا جلوگيري شود . همچنين بهتر است روي سيمان پلاستيك كشيده شود .

سيمان پاكتي را روي سطوح تخته‌اي با شكل و ابعاد مشخص بنام "پالت" انبار مي‌كنند . پالتها از كف با زمين حداقل 10 سانتي‌متر فاصله دارند و حداكثر تا 8 رديف سيمان پاكتي روي آن چيده مي‌شود . همچنين بين پالتهاي مختلف كه حدود پنجاه پاكت سيمان روي آنها چيده مي‌شود , حداقل 5/0 متر فاصله جهت عبور جريان هوا لازم است . سيمان پاكتي را تحت شرايط صحيح تا يكسال مي‌توان در انبار نگهداري كرد .

آيندهصنعت سيمان

دانشمندان ، آينده خوبي را براي صنعت سيمان پيش‌بيني مي‌كنند . آنها بتون تهيه شده از سيمان را بعنوان مهمترين ماده اين قرن توصيف مي‌كنند . در واقع سيمان را مي‌توان بعنوان ماده چسبنده‌اي توصيف كرد كه ارزانتر از هر ماده چسبنده‌اي است كه در صنعت بكار مي‌رود و اين ماده براي زندگي انسان ضروري است .

از آنجا كه سيمان خواص ممتاز و برجسته‌اي دارد , و همچنين بخاطر بي‌ضرربودن آن براي محيط زيست , انواع سيمان همچنان افزايش پيدا خواهد نمود , و در آينده تقاضاي بيشتري براي محصولات سفارشي وجود خواهد داشت . همگام با اين تحولات تغييرات بيشتري نيز در ساختار صنعت سيمان بوجود خواهد آمد .

حتي با فرض اينكه در ميان مدت , تغييرات اساسي در سيستم شيميايي و فيزيكي سيمان بوجود نيايد , با توجه به روند افزايش منطقه‌اي شدن توليد و توزيع , بايستي در انديشه تغييرات تكنولوژيكي بود .

صنعت سيمان از آينده خوبي برخوردار است زيرا سيمان , بعنوان متصل‌كننده مواد ساختماني , داراي آينده روشني است . هرچند كه عواملي چون رقابت درون اين صنعت و با مواد ساختماني ديگري كه راه خود را به بازار باز مي‌كنند , فشار ناشي از قانونگذاريهاي زيست محيطي , و همچنين جهاني شدن فزاينده , صنعت سيمان را مجبور خواهد نمود تا هزينه‌ها را كاهش دهد , كيفيت را تضمين كند و محافظت زيست محيطي را بهبود بخشد . دامنه توليدات كارخانه نياز دارد تا خود را با نوآوريهاي تكنيكي هماهنگ كند .

چنانچه بخواهيم مقايسه‌اي بين صنعت سيمان امروز و يكصد سال پيش بعمل آوريم , آمار و اطلاعات فاصله‌اي را كه اين صنعت از نظر فن‌آوري در طول يك قرن پيموده است , به ما نشان مي‌دهد . مصرف گرما براي فرآيند پخت از 1900 كيلوكالري به كيلوگرم كلينكر در يكصد سال پيش به 700 كيلوكالري بر كيلوگرم كلينكر در حال حاضر كاهش يافته است .

امروزه ميزان توليد سالانه هر كوره بين 5/1 الي 2 ميليون تن است , كه 70 تا 80 برابر بيشتر از توليد كوره‌هاي دواري است كه در سال 1899 به كار گرفته مي‌شد . انتشار گرد و غبار مربوط به توليد كلينكر از 200000 ميلي‌گرم غبار در هر كيلوگرم كلينكر به 50ميلي‌گرم غبار در هر كيلوگرم كلينكر رسيده است . در واقع در يكصد سال پيش هيچگونه غبارگيري صورت نمي‌گرفت

ميانگين توليد سالانه كلينكر به ازاي هر كارگر (معيار سنجش بهره ‌وري) در يكصد سال پيش 700 تا 800 تن براي هر نفر شاغل در اين بخش بود كه امروزه اين مقدار به 2000 تن رسيده است .

هزينه سرمايه براي كارخانه توليد سيمان در سال 1899 يكصد درصد بيشتر از زمان حال بوده است . امروزه پيشرفتهاي فني نه تنها توليد مطلوب‌تري را امكان‌پذير نموده است , بلكه هزينه سرمايه‌گذاري و شرايط تجاري مساعدتري نيز بوجود آورده است .

انواع سيمانهاي استاندارد (پرتلند)

1(سيمان تيپ يك (I , (سيمان معمولي)

همان سيمان معمولي بوده و در شرايط آب و هواي عادي مصرف مي‌شود . همچنين در جايي بكار مي‌رود كه از نظر سولفات مشكلي وجود نداشته باشد

2(سيمان تيپ دو (II , (سيمان متوسط)

اين سيمان از نظر خواص متوسط است , بدين معني كه تا حدي كندگير بوده و نيز تا حدي در مقابل حمله سولفاتها مقاوم است .

براي ساخت اين سيمان سعي مي‌شود تا حد ممكن از مقدار)(C3A,C3S كاسته و ((C2S را افزايش دهند .

3(سيمان تيپ سه (III , (سيمان زودگير)

اين سيمان تقريبا" اجزاء اوليه سيمان تيپ (I)  را دارد , با اين تفاوت كه به شدت ريزتر آسياب شده و به همين جهت گيرش سريعتري دارد .

موارد مصرف سيمان تيپ (III):

الف- در هواي سرد (حدود 4 درجه سانتيگراد) , در دماي زير صفر درجه كاربرد اينسيمان به تنهايي كفايت نمي‌كند و لذا در يخبندان علاوه بر مصرف اين سيمان مسائل ديگري نيز بايد رعايت شود (مثلا" مصرف ضد يخ) . سيمان تيپ ( (III در ساعات اوليه مصرف , حرارت قابل توجهي آزاد مي‌كند و باعث گرم شدن بتن مي‌شود .

ب- مراقبت از بتن در هواي سرد بسيار مشكل است و هزينه مراقبت در هواي سرد بالاست . سيمان زودگير طول دوره مراقبت را كم كرده و موجب مي‌شود بتن زودتر به مقاومت مورد نظر برسد .

ج- در تعميرات فوري , مثلا" تعمير قسمتي از سازه‌هايي كه بايد سريعا" مورد بهره‌برداري قرار گيرند , اين سيمان كاربرد زيادي دارد و موجب مي‌شود بتن سريعا" به مقاومت مورد نظر رسيده و ظرف مدت كوتاهي مورد بهره ‌برداري قرار گيرد .

د- در مكانهايي كه به دليل محدوديت امكانات قالب , بخواهند قالبها را زودتر باز كنند , نيز اين سيمان كاربرد دارد .

4- سيمان تيپ چهار ( (IV , (سيمان دير گير)

سيمان تيپ چهار دير گير بوده و در هنگام گيرش حرارت كمي توليد مي‌كند . مقدار C3Sو C3A موجود در اين سيمان در مقايسه با انواع ديگر سيمان , كمتر بوده و در مقابلC2S زيادتري بكار برده شده است .

موارد مصرف سيمان تيپ (IV) :

الف- در هواي گرم و در دماي بالاي 40 الي 50 درجه سانتيگراد براي تسهيل مراقبت از بتن بكار مي‌رود .

مصرف اين سيمان در هواي گرم و در جايي كه تبخير بالاست باعث مي‌شود كه لااقل دماي توليد شده توسط بتن در عمليات گيرش كمتر شود , زيرا گرماي حاصل از عمليات هيدراسيون در طول مدت زمان بيشتري آزاد مي‌شود .

از طرفي اجزاء موجود در اين سيمان در مقايسه با ساير سيمانها ( C3A و C3S كمتر و C2S بيشتر) اين سيمان را خودبخود كم حرارت‌تر مي‌كند .

ب- مصرف اين سيمان در هواي گرم باعث جلوگيري از اتصال سرد مي‌شود

توضيح :

در بتن‌ريزي ديوارها (ديوار مخزن آب و يا استخر) كه طول ديوار زياد است چون بتن‌ريزي لايه لايه انجام مي‌گيرد , ممكن است فاصله زماني حدود نيم‌ ساعت يا بيشتر طول بكشد تا لايه بتن جديد روي بتن قبلي ريخته شود , بدين ترتيب در هنگام ريختن بتن لايه جديد , بتن لايه قبلي سفت شده و اتصال خوبي بين دو لايه برقرار نمي‌شود . اين اتصال ضعيف بين لايه‌هاي بتن قديم و جديد را اتصال سرد مي‌گويند كه ضعف بتن‌ريزي به شمار مي‌رود , بخصوص اگر سازه يك سازه آبي باشد , اين اتصال نقطه ضعفي براي نشت آب خواهد بود . مصرف سيمان تيپ چهار در چنين مواردي باعث مي‌شود كه فرصت كافي براي بتن‌ريزي باشد و لايه‌هاي قبلي هنوز وارد واكنش نشده باشند تا بتوانند با لايه‌هاي جديد اتصال مناسبي را برقرار نمايند

ج- در بتن‌ريزي‌هاي حجيم به منظور كاهش تنش‌هاي حرارتي مي‌توان از اين سيمان استفاده كرد . بتن حجيم بتني را گويند كه طول و عرض و ارتفاع آن زياد باشد مانند بتن‌ريزي سدها و يا پايه‌هاي پل از اشكالات بتن‌ريزي حجيم , ايجاد تنش‌هاي حرارتي است , بدين صورت كه به دليل حجيم بودن بتن , تبادل حرارتي عمق بتن با محيط بيروني , كندتر صورت مي‌گيرد , و بنابراين هنگامي كه بتن سفت شده , هنوز دماي قسمتهاي مركزي آن با محيط اطراف , يكنواخت نشده است از اين لحظه به بعد تغيير دماي بتن در راستاي تبادل حرارتي با محيط خارج , همراه با ايجاد تنش‌هاي حرارتي خواهد بود

استفاده از سيمان تيپ (IV) سبب مي‌شود كه اولا" دماي قسمتهاي مياني بتن حجيم كمتر از بتن مشابه ساخته شده با سيمان تيپ (I) باشد (چون سيمان تيپ (IV) هم كم حرارت‌تر است و هم دماي خود را در طول زمان بيشتري آزاد مي‌كند) و ثانيا" فرايند سفت شدن بتن طولاني‌تر بوده و در اين مدت قسمت اعظم تبادل حرارتي بتن با محيط اطراف صورت پذيرد . قابل ذكر است كه براي جبران تنش حرارتي در بتن , گاهي آرماتورهايي موسوم به آرماتورهاي حرارتي مورد استفاده قرار مي‌گيرند .

5- سيمان تيپ پنج (V) , (سيمان ضد سولفات)

در ساخت اين سيمان سعي مي‌شود حتي‌الا مكان C3S و C3A را به حداقل برسانند و در مقابل C2S بيشتري مصرف نمايند .

اين سيمان براي مصرف در بتن‌هايي كه در معرض حمله سولفاتها قرار دارد , مناسب است و به همين جهت به سيمان ضد سولفات شهرت دارد .

6- سيمان تيپ (I-A)

اين سيمان همان سيمان تيپ ( (I بوده كه با اضافه كردن مواد مناسبي به آن خاصيت هوازائي نيز در آن ايجاد شده است .

7- سيمان تيپ (II-A)

اين سيمان همان سيمان تيپ( (II مي‌باشد كه هوازا هم هست .

8- سيمان تيپ (III-A)

همان سيمان تيپ (III) بوده كه هوازا نيز هست .

سيمان سفيد

رنگ تيره سيمان به دليل وجود سولفات آهن و سولفات منيزيم در سيمان است , همچنين دوده ناشي از سوخت نيز باعث رنگ تيره سيمان مي‌شود . پس براي سفيد شدن سيمان بايد سولفات آهن و منيزيم از سيمان حذف شود و همچنين از سوخت مناسب و بدون دوده استفاده شود .

به همين جهت براي توليد سيمان سفيد , از خاك رسي كه ميزان سولفات آهن و منيزيم آن از 8/0 درصد كمتر است استفاده مي‌كنند و براي جبران همين مقدار اندك سولفات آهن و منيزيم , مقداري نشادر اضافه مي‌نمايند . از طرفي سوخت كوره را به نحوي انتخاب مي‌كنند كه توليد دوده نكند (مثلا" از گاز استفاده مي‌كنند).

سيمانهاي رنگي

سيمانهايي به رنگهاي قرمز - زرد - آبي و ... همان سيمانهاي عادي هستند كه در ساخت آنها از 2 الي 15 درصد پودر سنگهاي رنگي استفاده شده است .

معمولا" در ساخت سيمانهاي رنگي روشن از سيمان سفيد استفاده مي‌شود (كه سبب افزايش قيمت مي‌شود) و در ساخت سيمانهاي رنگي تيره از سيمان معمولي استفاده مي‌شود .

معمولا" در تهيه سيمان با رنگ سبز از سنگهاي كرم‌دار , سيمان آبي رنگ از سنگهاي كبالت‌دار , سيمان زرد رنگ از سنگهاي آهن‌دار (به صورت هيدروكسيد آهن يا هماتيت) , سيمان قرمز رنگ از اكسيد آهن به صورت فريت (Fe2O3) و سيمان سياه از اكسيد آهن دو ظرفيتي (FeO) استفاده مي‌شود .

سيمان پرتلند سرباره‌اي

 

براي تهيه اين سيمان , سيمان معمولي را با 25 الي 65 درصد پودر سرباره كوره ذوب آهن مخلوط مي‌كنند و به عنوان سيمان پرتلند سرباره‌اي به مصرف مي‌رسانند .

مقاومت سيمان سرباره‌اي از سيمان معمولي كمتر بوده و در مقابل ارزان قيمت‌تر از سيمان معمولي است .

در آجرچيني , در بتن‌ريزي كف‌ها و اصولا" در هر جا كه مقاومت‌هاي بالا مورد نياز نباشد , مي‌توان از اين سيمان استفاده كرد . ضمنا" اين سيمان كمي ضد سولفات و تا حدودي كندگير است (در حد سيمان تيپ(II

سيمان پوزولاني (سيمان خاكستر آتشفشاني)

اين سيمان را از مخلوط كردن 15 الي 40 درصد پوزولان با كلينكر سيمان معمولي و آسياب‌كردن اين مخلوط بدست مي‌آورند , در ايران معادن پوزولان زيادي وجود دارد كه مي‌توان از آنها در توليد اين سيمان استفاده كرد . جنس پوزولان سيليكات و تقريبا" شبيه سيمان است , منتهي واكنش‌هاي مشخص سيمان را ندارد .

با توجه به ارزاني اين سيمان , براي مصرف كارهاي عادي نظير آجرچيني مناسب است . اين سيمان كندگير بوده و تا حدودي نيز ضد سولفات است .

سيمان بنايي

 

اين سيمان را مهندس يا مجري بسته به مورد تهيه مي‌كند . اين سيمان در حقيقت مخلوطي است از سيمان عادي به اضافه مواد پركننده ديگري چون خاك رس پودر شده يا هيدروكسيدكلسيم (آهك آب ديده و پودر شده) يا سنگ آهك پودر شده كه نسبت اختلاط آن حدود 70 درصد سيمان و 30 درصد مواد ديگر است

سيمان چاه نفت

اين سيمان را با افزودن بعضي مواد شيميايي خاص به كلينكر سيمان معمولي بدست مي‌آورند . سيمان چاه نفت در درجه حرارت و فشار بالا مقاوم است

سيمان انبساطي , (سيمان ضد افت)

اين سيمان را با افزودن مواد شيميايي مخصوص (مانند سولفوآلومينات) به كلينكر سيمان معمولي بدست مي‌آورند . سيمان ضد افت در هنگام تركيب با آب انبساط پيدا مي‌كند كه افزايش حجم اين سيمان (يا افزايش حجم بتن ساخته شده با اين سيمان) با كاهش حجم ناشي از افت خنثي مي‌شود .

سيمان آلومينيوم

بسيار زودگير است به صورتيكه نزديك به 80 درصد مقاومت خود را در همان 24 ساعت اول بدست مي‌آورد (بعبارت ديگر گيرش 24 ساعت سيمان آلومينيوم معادل گيرايي حدود 10 روز سيمان معمولي است) . حتي مي‌توان بين 6 الي 8 ساعت پس از ريختن بتن حاوي اين سيمان , قالبها را از آن باز كرده و بتن‌‌ريزي بعدي را انجام داد . مقاومت اين سيمان در مقابل حمله سولفاتها و نيز در مقابل عملكرد آبهاي حاوي CO2كه به صورت اسيدكربنيك عمل مي‌كنند بسيار رضايتبخش است . اين سيمان بسيار گران‌قيمت بوده و براي كارهاي ويژه و در موارد خاص بكار گرفته مي‌شود . اين سيمان از 40 درصد آلومين , 40 درصد آهك ،8 درصد سيليكا و مقداري آهن و اكسيدهاي آن تشكيل شده است كه معمولا" از مصالح اوليه سنگ آهك يا گچ و بوكسيت ساخته مي‌شود .

سيمان پرتلند - آهکی - P.K.Z.Cement :

اين نوع سيمان در تهيه ملات بتن در کليه مواردی که سيمان پرتلند نوع 1 به کار می رود قابل استفاده است. دوام بتن را در برابر يخ زدن، آب شدن و املاح يخ زا و عوامل شيميايي بهبود می دهد

سيمان نسوز 450 - Rf Cement 450 :

برای مصرف به عنوان ماده نسوز در صنايع حرارتی استفاده می شود

سيمان نسوز500 - Rf Cement 500 :

برای مصرف به عنوان ماده نسوز با درصد خلوص بالا در صنايع حرارتی به کار می رود

سيمان نسوز 550 - Rf Cement 550 :

به عنوان ترکيب اصلی، دارای نسوزندگی و خواص ترمومکانيکی بالا و کاربردهای  ويژه نسوز مانند آتمسفرهای احيا هيدروژن

سيمانهای پرتلند ضدآب:

اين سيمان به رنگ سفيد، خاکستری توليد می شود، اين نوع سيمان انتقال مويينه آب را تحت فشار ناچيز يا بدون فشار، کاهش می دهد ولی جلوی انتقال بخار آب را نمی گيرد

سيمانهای با گيرش تنظيم شده  :

سيمان با گيرش تنظيم شده به گونه ای کنترل و ساخته می شود که می تواند بتنی با زمانهای گيرش از چند دقيقه تا يک ساعت توليد کند

تجارت جهاني سيمان

امروزه سيمان از نظر وزنبزرگترين محصول صنعتي بشري محسوب مي‌شود . در حال حاضر تجارت جهاني سيمان و كلينكر بالغ بر 115 ميليون تن مي‌باشد . در سال 2000 جمعا" 1655 ميليون تن سيمان از انواع مختلف در كل كشورهاي جهان توليد و به مصرف رسيده است .

در حال حاضر كشور چين با 650 ميليون تن توليد ساليانه بزرگترين توليدكننده سيمان جهان و پنجمين صادركننده مهم اين محصول به شمار مي‌رود .

ايالات متحده آمريكا , عليرغم اينكه دومين كشور بزرگ توليدكننده سيمان جهان است , در صدر كشورهاي واردكننده اين محصول نيز قرار گرفته است .

توليد , مصرف و صادرات سيمان ايران از ابتداي ايجاد اين صنعت در كشور در حال رشد بوده است . ايران در حال حاضر پانزدهمين كشور توليدكننده سيمان جهان به حساب مي‌آيد از اين حيث رتبه اول را در منطقه خاورميانه در اختيار دارد .

 

مصرف سرانه سيمان در ايران از يك كيلوگرم به ازاء هر نفر در سال 1925 به 7 كيلوگرم در سال 1950 و 200 كيلوگرم در سال 1970 و 278 كيلوگرم در سال 1990 رسيده است .سهم توليد سيمان ايران در جهان از 04/0 درصد در سال 1950 به 42/1 درصد در سال 1998 افزايش يافته است .

شكل جایگاه مصالح نو در ساخت و ساز

شکل جديد بناهاي امروزي كه متناسب با نيازهاي بشر
امروز است، تنها به دليل طراحي متفاوت نيست بلكه شكل اجرا و نوع مصالح به كار رفتهدر بناها نيز در متفاوت بودن بناهاي امروزي تاثير بسياري دارند.
بشر امروزوارد دوران جديدي از زندگي خود شده است و به همين خاطر نيز نسبت به بسياري از مسائلحساس تر از قبل عمل میكند. نگاهجديدانسان ها به حفظ محيط زيست وصرفه جوييدرمصرف انرژي، خاصل اين ديدگاهجديداست
بدونمصالح،محصولي وجود نخواهد داشت.علاوه بر اينمصالحدرهر طرحي اصول عقلي راهم به خوبي احساسات به نمايش میگذارند ودربسياري از تخصص هاي تكنيكيفراهم كننده يك معني براي الهام احساسات هستند.
دربناهاي دو دهه گذشته،هم ملاحظات تكنيكي و هم زيبايي شناختي مورد توجه بودهانددراين ميانپيشرفت هايجديدمهندسي مواد، خود موجب افزايش امكانات فناورانه شده، وهمانند جنبه زيبايي شناسانهمصالح، به عنوان يك فرصت طراحي قلمداد میشودمصالحنام آشناي بناهاي امروز ما آجر، سنگ، گچ، آهن و فولاد و بتن وشيشهانددرحاليكهدرطول ده سال اخير تاثير عمدهمصالحطبيعي به شدت مورد توجه قرار گرفته است. براي مثال تقاضاهاي مربوط به سازه هايچوبي، كورتن استيل، اكسيدايزد كوپر، روي، آجر كوره اي چند رنگ و انواعجديدبتن نشان دهنده اين موضوع هستند. اما بايد قبول كرد كه اين پيشرفت ها نيز به زوديبه پايان عمر خود نزديك میشوند.
پيشرفت هايجديد، علاقه و اشتياقي روزافزون را به انواع مختلفمصالحو تكنيك هايجديد، چند منظوره و شگفتآور نشان میدهد كه به كمك آنها ايدههايي را كه زماني غير ممكن و نامعقول به نظرمیرسيد، عملي و قابل درك كرده است. نبايد اين نكته را از خاطر برد كه ايدههايي كهدرامر ساخت و ساز يك بنا ارتباط تنگاتنگي با وضعيت اجتماعي و اقتصادي جامعه دارندعلاوه بر اين مطلب جريانات عمده و مهم آينده ما را نيز موضوعاتي همچون توجه بهمحيط، سلامت عمومي، ارزشمند كردن پول، و روش زندگي آينده تشكيل میدهنددرتوضيح بيشتر بايد گفت كه محيط زندگي آينده ما وابسته مسائلي چون كم كردن استفاده ازمصالح، پايداري و چرخه حيات، برگشت پذيري محصولات ومصالحو صرفهجوييدرانرژي است. سلامت عمومیجامعه را نيز شرايط كاري راحت و ايمن، محيطكار و زندگي پاكيزه و سالم تامين میكند. ضمن اينكه صنعتي شدن، انعطاف پذيريدرساخت و ساز، استفاده از محيط شهري به طور منعطف، توسعه كيفي و توليد وساخت سريعتر باعث ارزشمند تر شدن پول خواهد شد و شيوه خانه داري، باز توليد و وجودخانه هاي انعطاف پذيردرشيوه زندگي آينده ما موثر خواهند بود. نگاهجديدبه شيوهساختمانسازي، استفاده ازمصالحجديدي رانيز طلب میكند. هر چند ممكن است تكنولوژي ساخت و يا شيوه اجرادراستفادهاز اينمصالحهنوز غريب و نا آشنا باشد اما شناخت اينمصالحجديدو كشف خصوصيات آنها كمك موثري به ايجاد نياز كردن آنهادرجامعهما خواهد كرد.


معرفی مصالح نوین ساختمانی

پانل کامپوزیت آلومینیومی :
پانل کامپوزیت آلومینیومی متشکل از لایه هایی از ورق آلومینیومی در بالا و پائین و مواد پلی اتیلنی غیر سمی در مرکز می باشد که ترکیبی از LDPE و L- LDPE دارای کیفیت شکل پذیری بالاست این ماده دارای قابلیت پردازش بسیار آسان ، پایداری شیمیایی و عملکرد مکانیکی فوق العاده می باشد و نقطه ضعفی ندارد . بنابراین پانلها چنانچه در معرض گرما و یا سرمای شدید قرار گیرند مسطح باقی می مانند . هردو سطح با درجات پخت متفاوت توسط روش Coil Coating پوشش داده می شوند . 
پانل کامپوزیت آلومینیومی مقاوم در برابر آتش :
پانل مقاوم در برابر آتش متشکل از لایه هایی از ورق آلومینیومی در پائین و بالا و ماده مرکب غیر ارگانیک کندکننده سرعت سرایت شعله به سایر نقاط و مواد ضد حریق در اندازه نانومتری در مرکز پانل می باشد . عیار این ماده که متشکل از مواد ریز غیر طبیعی و انواع زیادی از مواد با تراکم بالا و اکسیژن است بسیار بالا می باشد . این ماده دارای خاصیت پایداری در برابر شرایط آب و هوایی متغییر و عملکرد فوق العاده است و نه تنها مشکل ضد حریق نبودن پانل کامپوزیت آلومینیومی را برطرف میکند بلکه بطور چشمگیری عملکرد دینامیکی قسمتهای خم و یا تا شده پانل که ضعیف ترین بخش یک پانل مرکب آلومینیومی می باشد بهبود می بخشد.

پانل کامپوزیت فلزی :
پانل کامپوزیت فلزی زمانی ایجاد می گردد که تعداد زیادی از رولهای آلومینیومی در ابعاد باریکتر به یکدیگر بپیوندند و تشکیل یک پانل آلومینیومی با ضخامت مورد نیاز را بدهند .

موارد مصرف :
1-نمای بیرونی ساختمانها
2-بازسازی نمای ساختمانهای قدیمی و تغییر دکوراسیون
3-دکوراسیون دیوارهای داخلی ، سقفها ، حمامها ، آشپزخانه ها و تراسها
4-دکوراسیون داخی فروشگاهها
5-تابلوهای تبلیغاتی ، سکوهای نمایش و لوح های اطلاعاتی
6-مواد صنعتی و مواد مورد مصرف در ماشینها و قایقها
7-دیوارکوب ها و سقف کوب های تونل ها

ویژگی ها :
Øپایداری فوق العاده در برابر شرایط گوناگون آب و هوائی
Øپایداری بالا در برابر پوسته شدن رنگ و مسطح بودن پوشش
Øسبکی و پردازش ساده
Øخصوصیات ضد حریق ممتاز
Øپایداری در برابر جدانشدن لایه ها از یکدیگر
Øسادگی نگهداری
Øپایداری در برابر ضربه

ساندويچ پانل دكوراتيو و خانه های پیش ساخته

خصوصیات
-سبکی وزن بالا 5 کیلوگرم برمترمربع ( ایمنی در برابر زلزله و کاهش بار مرده ساختمان
-عایق حرارتی و صوتی مناسب
-سرعت بالا در اجراء
-تنوع و زیبایی در طرح و رنگ 
-دوام و عمر طولانی

کاربرد
ساندویچ پانلهای دکوراتیو به دلیل طرحهای متنوع و مقاومت بالا در رنگ انتخاب مناسبی برای پوشش موارد ذیل می باشد :
-نمای ساختمان
-خانه های پیش ساخته و کانکس
-دکوراسیون داخلی ( دیوار – پارتیشن – سقف کاذب )
-بازسازی ساختمانهای قدیمی

ساندويچ پانل صنعتي ، کانکس و سردخانه

ساختار
ورق گالوانیزه رنگی به ضخامت 0.5 میلیمتر
فوم از جنس پلی پورتال با دانسیته معادل 40 کیلوگرم بر مترمکعب 
ورق گالوانیزه رنگی به ضخامت 0.5 میلیمتر

خصوصیات

-تحمل بار
-عایق در برابر صدا
-سبکی وزن و مقاوم در برابر زلزله
-عایق در برابر رطوبت
-عایق در برابر سرما و گرما ( جلوگیری از پرت حرارت و برودت )
-غیر قابل اشتعال ( دیرسوز )
-نصب سریع و آسان
-قابل شستشو و بهداشتی

کاربرد
با توجه به ویژگیهای ساندویچ پانلهای صنعتی مانند سبک بودن ، مقاومت در برابر زلزله ، عایق بودن در برابر سرما و گرما و صوت و گرد و غبار و ... به بهترین نحو قابلیت استفاده در موارد ذیل را داراست :
-دیوار و سقف کارخانجات و ساختمانهای صنعتی
-ساخت سوله های صنعتی
-ساخت انواع سردخانه ها
-کانکسهای ثابت و متحرک
-ساخت انبار و سیلو
-ساخت کانتینرهای حمل و نقل
-سقف آلاچیق

آشنایی با کامپوزیتها 

در کاربردهای مهندسی، اغلب به تلفیق خواص مواد نیاز است. به عنوان مثال در صنایع هوافضا، کاربردهای زیر آبی، حمل و نقل و امثال آنها، امکان استفاده از یک نوع ماده که همه خواص مورد نظر را فراهم نماید، وجود ندارد. به عنوان مثال در صنایع هوافضا به موادی نیاز است که ضمن داشتن استحکام بالا، سبک باشند، مقاومت سایشی و uv خوبی داشته باشند و .... از آنجا که نمی توان مادهای یافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، باید به دنبال چارهای دیگر بود. کلید این مشکل، استفاده از کامپوزیتهاست. کامپوزیتها موادی چند جزئی هستند که خواص آنها در مجموع از هرکدام از اجزاء بهتر است.ضمن آنکه اجزای مختلف، کارایی یکدیگر را بهبود میبخشند. اگرچه کامپوزیتهای طبیعی، فلزی و سرامیکی نیز در این بحث میگنجند، ولی در اینجا ما تنها به کامپوزیتهای پلیمری میپردازیم.

در کامپوزیتهای پلیمری حداقل دو جزء مشاهده میشود:

1. فاز تقویت کننده که درون ماتریس پخش شده است.

2. فاز ماتریس که فاز دیگر را در بر میگیرد و یک پلیمر گرماسخت یا گرمانرم میباشد که گاهی قبل از سخت شدن آنرا رزین مینامند.

خواص کامپوزیتها به عوامل مختلفی از قبیل نوع مواد تشکیل دهنده و ترکیب درصد آنها، شکل و آرایش تقویت کننده و اتصال دو جزء به یکدیگر بستگی دارد.از نظر فنی، کامپوزیتهای لیفی، مهمترین نوع کامپوزیتها می باشند که خود به دو دستة الیاف کوتاه و بلند تقسیم میشوند. الیاف میبایست استحکام کششی بسیار بالایی داشته، خواص لیف آن (در قطر کم) از خواص توده ماده بالاتر باشد. در واقع قسمت اعظم نیرو توسط الیاف تحمل میشود و ماتریس پلیمری در واقع ضمن حفاظت الیاف از صدمات فیزیکی و شیمیایی، کار انتقال نیرو به الیاف را انجام میدهد. ضمناَ ماتریس الیاف را به مانند یک چسب کنار هم نگه میدارد و البته گسترش ترک را محدود میکند. مدول ماتریس پلیمری باید از الیاف پایینتر باشد و اتصال قوی بین الیاف و ماتریس بوجود بیاورد. خواص کامپوزیت بستگی زیادی به خواص الیاف و پلیمر و نیز جهت و طول الیاف و کیفیت اتصال رزین و الیاف دارد. اگر الیاف از یک حدی که طول بحرانی نامیده میشود، کوتاهتر باشند، نمیتوانند حداکثر نقش تقویت کنندگی خود را ایفا نمایند.

الیافی که در 
صنعت کامپوزیت استفاده میشوند به دو دسته تقسیم میشوند: 


الف)الیاف مصنوعی ب)الیاف طبیعی.

کارایی کامپوزیتهای پلیمری مهندسی توسط خواص اجزاء آنها تعیین میشود. اغلب آنها دارای الیاف با مدول بالا هستند که در ماتریسهای پلیمری قرار داده شدهاند و فصل مشترک خوبی نیز بین این دو جزء وجود دارد.ماتریس پلیمری دومین جزء عمده کامپوزیتهای پلیمری است. این بخش عملکردهای بسیار مهمی در کامپوزیت دارد. اول اینکه به عنوان یک بایندر یا چسب الیاف تقویت کننده را نگه میدارد. دوم، ماتریس تحت بار اعمالی تغییر شکل میدهد و تنش را به الیاف محکم و سفت منتقل میکند. 
سوم، رفتار پلاستیک ماتریس پلیمری، انرژی را جذب کرده، موجب کاهش تمرکز تنش میشود که در نتیجه، رفتار چقرمگی در شکست را بهبود میبخشد.تقویت کنندهها معمولا شکننده هستند و رفتار پلاستیک ماتریس میتواند موجب تغییر مسیر ترکهای موازی با الیاف شود و موجب جلوگیری از شکست الیاف واقع دریک صفحه شود.بحث در مورد مصادیق ماتریسهای پلیمری مورد استفاده درکامپوزیتها به معنای بحث در مورد تمام پلاستیکهای تجاری موجود میباشد. در تئوری تمام گرماسختها و گرمانرمها میتوانند به عنوان ماتریس پلیمری استفاده شوند. در عمل، گروههای مشخصی از پلیمرها به لحاظ فنی و اقتصادی دارای اهمیت هستند.در میان پلیمرهای گرماسخت پلیاستر غیر اشباع، وینیل استر، فنل فرمآلدهید(فنولیک) اپوکسی و رزینهای پلی ایمید بیشترین کاربرد را دارند. در مورد گرمانرمها، اگرچه گرمانرمهای متعددی استفاده میشوند، peek ، پلی پروپیلن و نایلون بیشترین زمینه و اهمیت را دارا هستند. همچنین به دلیل اهمیت زیست محیطی، دراین بخش به رزینهای دارای منشا طبیعی و تجدیدپذیر نیز، پرداخته شده است. از الیاف متداول در کامپوزیتها میتوان به شیشه، کربن و آرامید اشاره نمود. در میان رزینها نیز، پلی استر، وینیل استر، اپوکسی و فنولیک از اهمیت بیشتری برخوردار هستند.

پانلهاي ساندويچي ساختماني ساخته شده با ك
امپوزيت


پانلهاي ساندويچي اصطلاحاً به آن دسته از ساختارهايي اطلاق ميشود كه از يك هسته مركزي ضعيف و لايههاي خارجي قوي تشكيل شده باشد. معمولاً در ساخت اين قبيل پانلهاي ساندويچي از كامپوزيت هاي الياف شيشه (فايبرگلاس) و اخيراً از كامپوزيتهاي الياف طبيعي كمك گرفته ميشود. مطلب زير كه برگرفته از سايت دیدن لینک ها برای شما امکان پذیر نیست. لطفا ثبت نام کنید یا وارد حساب خود شوید تا بتوانید لینک ها را ببینید.
ميباشد، به اين مسئله مي پردازد:
1) پانلهاي ساندويچي
يك پانل ساندويچي در حقيقت از دو بخش اصلي تشكيل شده است: نخست هستة مياني كه ضعيف و معمولاً حجيم است. ديگري پوستههاي واقع در دو طرف هسته كه قوي و معمولاً نازك هستند. معمولاً هستة ضعيف مياني از جنس فوم يا لانه زنبوري ميباشد و پوستههاي واقع در دو طرف هسته از كامپوزيتهاي الياف شيشه يا الياف طبيعي، ساخته ميشوند. اين ساختار به ظاهر ساده كه به علت شباهت ظاهريش با ساندويچ به همين نام خوانده ميشود، مزيتها و قابليتهاي فوقالعادهاي از خود نشان ميدهد. 
يك ساختار ساندويچي، مقاومت بسيار بالاتري نسبت به تكتك اجزاي خود دارد و از سبكي فوقالعادهاي نيز برخودار است. همچنين هزينة نسبتاً پاييني داشته و به سرعت و سهولت ميتواند در ساختوساز مورد استفاده قرار گيرد.
بعد از پروفيلهاي پالتروژن و محصولات تهيه شده به روش قالب باز، پانلهاي ساندويچي مهترين مورد استفادة كامپوزيتها در صنعت ساختمان است.
گرچه اين پانلها در گذشته از طريق لايهچيني دستي و روش قالب باز تهيه ميشدند، اما امروزه به مدد فرآيندهاي ماشيني، سرعت و كيفيت توليد اين محصولات تا حد فوقالعادهاي افزايش يافته است. همين مسئله موجب كاهش هزينه و افزايش استقبال از اين محصولات گرديده است. 
علاوه بر ساختوساز، موارد استفادة زيادي از پانلهاي ساندويچي را در صنايع هوافضا، خودرو، كشتيسازي و غيره ميتوان مشاهده نمود.
2) مزيتهاي پانلهاي ساندويچي براي مصارف ساختماني
آنچه پانلهاي ساندويچي را به عنوان گزينههاي مناسب در ساختمانسازي كشورهاي جهان مطرح ساخته است به شرح زير است:
2-الف) سبكي فوقالعاده
به علت استفاده از مواد سبك در هستة اين پانلها، وزن پانل به شدت كاهش مييابد. يك ديوارة ساندويچي در مقايسه با نمونة مشابه سيماني يا آجري گاه تا50 برابر سبكتر است. اين مسئله به ويژه در سبكسازي بنا، مقابله با زلزله و كاهش هزينة زيرسازي بسيار مهم است.
2-ب) مقاومت بالا
عليرغم سبكي فوقالعادة پانلهاي ساندويچي، اين محصولات مقاومت فوقالعادهاي در برابر انواع بارهاي فشاري و ضربهاي دارند. اين پانلها نيروي وارده را به خوبي جذب كرده و مقاومت بالاتري نسبت به چوب از خود نشان ميدهند. اين مسئله در ساخت ديوارهها و سقفهاي كاذب از اهميت ويژهاي برخوردار است. 
2-ج) مقاومت در برابر خوردگي و پوسيدگي
اين قبيل پانلها بر خلاف ديوارههاي متداول بتني در برابر رطوبت هوا و شرايط خورندة محيطي دچار آسيبهاي ناشي از خوردگي نميشوند. اين مسئله باعث حداقل شدن هزينة تعميرونگهداري ميگردد. در مقايسه با پارتيشنهاي چوبي اين پانلها از طول عمر چندين برابر در محيطهاي مرطوب برخوردارند. همچنين به علت عدم پوسيدگي، از نظر بهداشتي نيز مطمئن بوده و جاي نگراني براي تجمع ميكروب در ساختمان باقي نميگذارد.

کامپوزیتها

طراحان و مهندسان مواد کامپوزیتی را در جهت تولید موادی با قیمت ارزان و با استحکام بیشتر و وزن کمتر نسبت به سایر سازهها بهتر ومناسبتر یندارند . 
در زندگی روزمره محصولات فراوانی که ما از آنها بهره میجوییم همچون قایقها و چوبهای اسکی و گلف و حتی آن چیزهایی که زیاد در موردشان اطلاعات نداریم همچون صنعت هوا و فضا و صنایع نظامی از کامپوزیتها بهره فراوان می برند. کامپوزیتها به مواد چند سازه ترجمه شده است. 
در حدود 90% كامپوزيتهاي توليد شده از الياف شيشه و رزين پلياستر و وينيل استر استفاده مي شود. 65% كامپوزيتها با استفاده از روش قالبگيري باز ساخته ميشوند و35% باقيمانده با استفاده از روشهاي قالبگيري بسته يا پيوسته توليد ميشوند.
كامپوزيتها به طور گستردهاي به عنوان پلاستيكهاي تقويت شده (Reinforced Plastics) شناخته مي شوند. به طور ويژه، كامپوزيتها، الياف تقويت كنندهاي در ماتريس پليمري هستند.
غالبا، الياف تقويت كننده، فايبر گلاس (Fiber Glass) مي باشند گرچه اليافي با استحكام بالا نظير آراميد (Aramid) و كربن (Carbon) در كاربردهاي پيشرفته به كار برده مي شوند.
ماتريس پليمري (Ppolymer Matrix) رزين ترموستي (Thermoset Resin) نظير پلي استر، مينيل استر و رزينهاي اپاكسي به عنوان ماتريس انتخابي ميباشند. رزينهاي خاصي نظير فنوليك، پلي اوره تان و سيليكون براي كاربردهاي ويژه استفاده مي شوند. اغلب پلاستيك خانگي، نظير پلي اتيلن، اكريليك، نايلون و پلي استيرن به عنوان ترموپلاستيكها شناخته ميشوند. اين ماده ميتوانند حرارت ديده و شكل بگيرند و يا دوباره حرارت ديدن مجدداَ به حالت مايع برگردند. كامپوزيتها معمولا از رزينهاي ترموستي كه ابتدا به صورت پليمرهاي مايع مي باشند استفاده مي كنند ودر حين فرايند قالبگيري به شكل جامد تبديل مي شوند . اين فرايند به عنوان اتصال مقاطع كه غير قابل بازگشت مي باشد شناخته مي شود .به اين دليل، در مواد كامپوزيت، مقاومت شيميايي وحرارتي وخاص فيزيكي دوام سازه اي شان نسبت به ترموپلاستيكها افزايش يافته است به دليل فوايد مواد كامپوزيت، رشد كاربردهاي جديد در بازارهاي نظير حمل و نقل، ساختمان، مقاومت به خوردگي، سازه هاي در يايي، سازه هاي خيلي قوي ،محصولات مصرفي، وسايل برقي ،هواپيما وهوافضا، وسايل وتجهيزات تجاري در حال تقويت است. مزاياي استفاده از مواد كامپوزيت عبارتند از:

استحكام بالا
مواد كامپوزيت براي نيازهاي استحكامي خاص در يك كار برد مي توانند طراحي شوند . مزيت بارز كامپوزيتها نسبت به ساير مواد ، توانايي استفاده كردن از تعداد زيادي از تركيبهاي رزينها و تقويت كنندهها وبنا بر اين رسيدن به خواست مشتري از نظرخواص مكانيكي وفيزيكي سازه مي باشد.

سبکی 
كامپوزيتها، موادي را ارائه مي دهند كه مي توانند براي هم استحكام بالا وهم وزن كم طراحي شوند. در حقيقت كامپوزيتها جهت توليد سازه هايي با بالاترين نسبت استحكام به وزن شناخته شده براي بشر به كار برده ميشوند.

مقاومت به خوردگی
كامپوزيتها، مقاومت طولاني مدتي را در كار در محيطهاي شيميايي و دمايي ارائه مي دهند .كامپوزيتها موادي منتخب براي قطعاتي كه در معرض محيطهاي باز، كاربردهاي شيميايي وديگر شرايط محيطي مي باشند هستند.

انعطاف پذیری طراحی
كامپوزيتها نسبت به ديگر مواد اين مزيت را دارند كه مي توانند با شكلهاي پيچيده نسبت به هزينه كم، قالبگيري شوند. انعطاف پذيري در ايجاد شكلهاي پيچيده ، به طراحان آزادي عمل مي دهد كه نشاني از موفقيت كامپوزيتهاست.

بادوام بودن
سازه هاي كامپوزيتي عمري با دوام طولاني را دارا هستند. اين خصوصيت با حداقل نيازمندي هاي تعمير ونگهداري توام گشته است . طول عمر كامپوزيتها در كاربردهاي حساس مزيت به شمار مي رود. در نيم قرن توسعه كامپوزيتها ، سازه هاي كامپوزيتي به گونه اي خوب طراحي شده اند كه هنوز كاملا فرسوده نشده اند . امروزه توسعه صنعت كامپوزيت ها به عنوان يك ارائه دهنده اصلي مواد به رشد خود ادامه مي دهد به صورتي كه بيشتر طراحان ، مهندسين وسازندگان ، از مزاياي اين مواد همه كاره مطلع شده اند.

به مجموعه (building management system ) bms ) سیستم مدیریت هوشمند ساختمان مجموعه سخت افزارها ونرم افزارهایی ا طلاق می شود که به منظور مانیتورینگ و کنترل یکپارچه قسمت های مهم و حیاتی در ساختمان نصب می شوند . 
وظیفه این مجموعه، پایش مداوم بخش های مختلف ساختمان و اعمال فرمان به آنها به نحوی است که عملکرد اجزای مختلف ساختمان متعادل با یکدیگر و در شرایط بهینه و با هدف کاهش مصارف ناخواسته و تخصیص منابع انرژی فقط به فضاهای در حین بهره برداری باشد . 
در این روش تابلوهای برق روشنایی عمومی، دیزل ژنراتور، سیستم اعلام و اطفای حریق، سیستم حفاظتی، آسانسورها، سیستم کنترل تردد و نیز اجزای موتورخانه مرکزی شامل چیلرها، بویلرها، پمپ های سیرکولاسیون، برج های خنک کن، هواسازها و اگزوزفن ها به نوعی به طور یکپارچه و به طور منسجم توسط یک یا چند رایانه هماهنگ و کنترل می شوند . 
اجزای سیستم مدیریت هوشمند ساختمان 
به طور کلی همانند دیگر سیستم های کنترلی نیز از سه بخش تشکیل می شود : 
1 - حسگرها (sensors): 
حسگرها سنجش پارامترهای محیطی و ارسال این اطلاعات به سیستم را عهده دار هستند. این اطلاعات می تواند دمای محیط بیرون و درون، دمای سیال گرم کننده یا خنک کننده، میزان روشنایی محیط، میزان رطوبت، مقدار گازها در هوا، حضور یا عدم حضور افراد در محل و دیگر اطلاعاتی که برای راهبری بهینه سیستم حیاتی است، باشد . 
2 - کنترلر ها (controllers): 
کنترل ها اجزایی از سیستم هستند که اطلاعات دریافتی از حسگرها را دریافت و بر اساس نرم افزار درونی خود یا نرم افزار شبکه پردازش و بر حسب نیاز فرامینی را به عملگرها ارسال می کنند . 
3 – عملگرها (actuators): 
عملگرها نیز اجزایی از سیستم هستند که فرامین ارسالی از کنترلر ها را دریافت و بر اساس آن واکنش نشان می دهند. این عملگرها می توانند شیرهای برقی سیالات، دریچه های قابل تنظیم عبور هوا، رله های قطع و وصل جریان الکتریکی و.... باشند . 
سه بخش یاد شده توسط یک مکانیزم ارتباطی با هم مرتبط می شوند که خود از دو قسمت مهم تشکیل شده است : 
1 - رسانه (مدیای) ارتباطی مانند سیم، فیبر نوری، امواج رادیویی 
2 - پروتکل ارتباطی یا زبان محاوره اجزا مانند bacnet , lonworks 
در حقیقت حسگرها، کنترلرها و عملگرها از طریق مدیای ارتباطی، براساس زبان محاوره ای یا پروتکل ارتباطی با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند . 
مزایای کلی استفاده از bms 
حذف مصارف ناخواسته: 
از آنجا که سیستم فقط هنگام بهره برداری از فضا، اجازه استفاده از منابع انرژی از قبیل سرمایش و گرمایش و روشنایی را می دهد، مصارف ناخواسته انرژی از بین رفته و استفاده از انرژی بهینه می شود . 
کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری: 
مدیریت بهینه استفاده از تاسیسات، موجب کاهش میزان ساعات کارکرد هر تجهیز شده و در نهایت به مقدار قابل ملاحظه ای هزینه های تعویض قطعات مصرفی و نیز خرابی های ناشی از کارکرد طولانی را کاهش می دهد . 
پایش دائمی کلیه اجزای ساختمان: 
کلیه اجزای مهم ساختمان از قبیل مجموعه های سرمایش و گرمایش و تهویه و آبرسانی و... به طور متمرکز از طریق یک کامپیوتر در محل ساختمان یا از راه دور و در تمام ساعات قابل پایش بوده و نیاز به سرکشی محلی هر تجهیز در محل نصب را مرتفع می کند . 
حذف خطاهای اپراتوری: 
از آنجا که پس از تنظیمات اولیه سیستم، کلیه کنترل ها توسط رایانه صورت می پذیرد، نگرانی اشتباهات و کوتاهی پرسنل بهره بردار و در نتیجه بروز خسارات از بین می رود . 
اعلام وضعیت اجزا برای جلوگیری از خرابی و وقفه در کار اجزای ساختمان: 
با توجه به نمایش وضعیت کارکردی هر یک از المان های تاسیسات روی رایانه اصلی، کنترل سلامت اجزا به راحتی امکان پذیر است . 
مدیریت ساختمان هنگام بروز حوادث : 
مدیریت یکپارچه سیستم روی بخش های مختلف، باعث ایجاد هماهنگی بین بخش های مختلف از قبیل اعلام حریق، سیستم هوارسان، اگزوزفن ها، اطفای حریق و آسانسورها در جهت کاهش خطرات احتمالی در هنگام بروز حوادث می شود . 
ثبت دقیق میزان بهره برداری از قسمت های مختلف ساختمان: 
میزان دقیق استفاده هر قسمت یا واحد از منابع انرژی قابل ثبت است . 
گزارش گیری آماری دقیق از عملکرد اجزای مختلف ساختمان: 
کارکرد دقیق کلیه اجزای ساختمان در سیستم ذخیره می شود. این ذخیره سازی راهنمای مدیر تاسیسات ساختمان برای تنظیم بازبینی های و تعمیرات دوره ای است. 
تعریف سطوح مختلف دسترسی برای اپراتورها: 
کاربران سیستم با سطوح مختلفی از دسترسی می توانند به اجزای مختلف دسترسی داشته باشند . 
اولویت بندی هوشمندانه مصارف هنگام اضطرار : 
هنگام پیک مصرف یا هنگامی که منابع کافی برای در مدار قراردادن کلیه اجزا وجود ندارد، سیستم به طور هوشمندانه بر اساس اولویت های از پیش تعیین شده نسبت به تخصیص منابع اقدام می کند . 
اعلام آلارم های هشداردهنده برای بازبینی های دوره ای تجهیزات: 
بر اساس مشخصات ثبت شده هر المان تاسیساتی، زمان های بازبینی ها و تعویض و تعمیر توسط سیستم به اپراتور گوشزد می شود . 
پایش کیفیت هوا و تنظیم پارامترهای مهم از قبیل میزان منواکسیدکربن، گازهای قابل اشتعال و دود: 
سیستم به طور مستمر نسبت به کنترل کیفیت هوا اقدام کرده و در صورت وجود آلایندگی فراتر از حد مجاز، نسبت به افزایش ورورد هوای تازه و اعلام وضعیت اقدام می کند . 

مثالی از یک ساختمان مسکونی مجهزبه 
bms :
در یک ساختمان با کاربری مسکونی، گرمایش، سرمایش، تهویه و روشنایی فضاهای عمومی از قبیل لابی، سالن اجتماعات، مجموعه ورزشی و... در ساعات شب باید به حداقل برسد . 
در داخل واحد های مسکونی، ترموستات های دیواری علاوه بر روشن یا خاموش کردن موتورفن کویل ها، دمای دلخواه هر ساکن را منفردا به سیستم مخابره می کند. سیستم بر اساس اطلاعات جمع آوری شده از کل واحدها، تعداد بویلرها، چیلرها، پمپ های سیرکولاسیون و دیگر اجزا را بر حسب نیاز کلی (overall demand) وارد مدار بهره برداری می کند. بنابراین اجزای تاسیساتی موتورخانه فقط بر اساس نیاز واقعی در مدار خواهند بود . 
از طرفی درخواست هر واحد به طور جداگانه در فایل مربوط به آن واحد خاص ذخیره می شود. در نتیجه در پایان دوره های زمانی خاص می توان هزینه های بهره برداری از تاسیسات را به طور عادلانه و بر اساس اطلاعات مکتوب از ساکنان مطالبه کرد . 
مدیریت ساختمان در هنگام بروز حوادث از دیگر وظایف مهم bms است. هماهنگی عملیات بخش های اعلام حریق با سیستم هوارسان، اگزوزفن ها و اطفای حریق، مدیریت بهینه آسانسورها جهت تخلیه ساکنان، قطع جریان الکتریکی در هنگام نشت گازهای قابل اشتعال و نیز تهویه سریع فضا های آلوده به گازهای سمی از جمله قابلیت های یک سیستم جامع bms است . 
سیستم کنترل تردد یکپارچه باعث می شود تا تردد در فضاهایی از قبیل پارکینگ، انباری ها، راهروهای طبقات فقط در ساعات مجاز و توسط مالکان همان مشاعات قابل دسترسی باشد . 
عموما یک رایانه مرکزی نقش واسط بین سیستم و مدیر تاسیسات را بازی می کند. مدیر تاسیسات جدول تعطیلات رسمی و نیز زمان بندی حضور واحد های مختلف را که در سیستم به عنوان نواحی (zone) مجزا بخش بندی کرده است را در ابتدا به سیستم وارد می کند. به عنوان مثال اگر واحد های اداری از ساعت 7:30 تا 17:30 روزهای شنبه تا چهارشنبه، واحد پشتیبانی از7:30 تا 20 شنبه تا چهارشنبه و 9 تا 13 روزهای پنجشنبه و جمعه، واحدهای تاسیسات و نگهبانی به طور دائم حضور داشته باشند، سیستم به طور پیش فرض دمای داخلی را در ماه های سرد بین 18تا20 درجه سانتیگراد و در ماه های گرم بین 20تا22 درجه سانتیگراد تنظیم می کند. برای این منظور شیرهای آب گرم یا آب خنک (بسته به فصل) منتهی به فن کویل های هر ناحیه 30 تا 60 دقیقه قبل از حضور کارکنان باز شده و فن کویل روشن می شود. در ساعات کاری، موتورالکتریکی فن کویل بسته به اطلاعات دریافت شده از حسگر دمای ناحیه روشن یا خاموش می شود. در پایان زمان کاری، سیستم از طریق حسگرهای حرکت، حضور افراد را در مقاطع مختلف کنترل نموده و نواحی بدون استفاده را از مدار عبور سیال گرم کننده یا سردکننده جدا و موتور فن کویل ها را خاموش می کند. 
ازطرف دیگر حجم سیال گرم یا خنک کننده مورد نیاز کل ساختمان محاسبه و تعداد پمپ های سیرکولاسیون مورد نیاز مشخص و باقی پمپ ها خاموش خواهند شد. همچنین سیستم، بویلرها یا چیلرهای موتورخانه را در ساعات غیرکاری و تعطیلات آخرهفته خاموش نموده یا در حداقل بار، ثابت می کند . 
از طرف دیگر در صورت باز شدن هر کدام از پنجره ها، سیستم نسبت به خاموش نمودن موتورالکتریکی فن کویل آن قسمت اقدام می کند . 
عملیات مشابه برای تابلوهای برق روشنایی عمومی و نیز واحد ها اتفاق می افتد. در ساعات خارج از ساعات کاری، روشنایی واحد ها فقط در صورت حضور پرسنل روشن مانده و چراغ های راهروها و مسیرهای داخلی به صورت محدود روشن می کند . 
از این رو است که می توان در مصرف انرژی با استفاده از سیستم مدیریت هوشمند ساختمان تا 45درصد مصرف قبلی صرفه جویی کرد . 
لازم به یادآوری است که تغییر در هریک از پارامترهای یاد شده مانند ساعات کاری یا نقاط تنظیم دما (set points) به سادگی از طریق نرم افزار سیستم برای موارد خاص یا مناسبت ها قابل انجام است . 

bms در ایران
متاسفانه در کشور ما تاکنون به دلیل عدم فرهنگ سازی صحیح و حضور کمرنگ شرکت های تخصصی فعال در این زمینه، تاکنون توجه جدی به استفاده از bms نشده است. تخصیص یارانه های انرژی باعث شده تا حتی با فرض هدر رفتن انرژی در طول دوره بهره برداری، سازندگان ساختمان از قبول هزینه اولیه این مجموعه در هنگام ساخت، سر باززده و کماکان نسبت به بهره برداری سنتی از تاسیسات پافشاری کنند. عدم تقبل هزینه سرشکن شده سیستم مدیریت هوشمند ساختمان توسط خریداران واحدهای ساختمان نیز دلیل دیگری برای مقاومت سازندگان ساختمان در مقابل اجرای پروژه های هوشمند سازی بنا به حساب می آید. اگرچه در حال حاضر نیز اجرای پروژه های فوق در ساختمان ها با دید بلندمدت کاهش هزینه های مصرفی انرژی و نیز کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری توجیه اقتصادی دارد ولی حذف یارانه های انرژی در آینده نزدیک کمک به کاهش زمان استهلاک هزینه پروژه های bms خواهد داشت . 
فرهنگ سازی در زمینه مصرف صحیح انرژی، باعث بهره مندی عادلانه از نعمات خدادادی و راهگشای اجرای پروژه های انرژی بر در کشور و در نهایت افزایش درآمد ملی خواهدبود .

خصوصيات عمومي مصالح: 
احاطه بر تاثير اين خصوصيات، مهندسين را در انتخاب بهينه مصالح در جهت بدست آوردن كيفيت مناسب كل بنا كمك مي‌كند. براي دستيابي به حداقل قابل قبول خصوصيات هر يك ازمصالح در شرايط خاص، روشهاي آزمايشگاهي بكار مي‌رود.

درايبتن و انواع آن

 

بتن 
سنگ روان در خدمت معماری نوین
بتن که میزان تولید آن بالغ بر ۸/۳ بیلیون مترمکعب در سال تخمین زده می شود، به علت دارا بودن خواص و ویژگی های ممتاز و نیز در دسترس بودن مصالح آن، پس از آب، پرمصرف ترین ماده روی زمین به شمار می رود. بتن در همه جا موجود است و در یکصد سال اخیر، استفاده از آن در ساخت بناهای مسکونی و اداری، پیاده روها، راه ها و جاده ها و نیز انواع مختلف ساختمان های فنی عملکردی از قبیل کارخانه ها، پارکینگ ها، متروها، فرودگاه ها، پل ها، سدها، سیلوها، سازه های دریایی، رآکتورهای اتمی و سازه های مقاوم در برابر انفجارات و زلزله، مقبولیتی همگانی پیدا کرده است.

چنانچه از عنوان این نوشتار برمی آید، بتن یک ماده متناقض است. بتن با اینکه تداعی کننده مفهوم سختی است، لیکن در ابتدای فرآیند اختلاط مواد تشکیل دهنده اش، نرم و روان است؛ اگرچه بتن، بر اساس تعریفی که از آن سراغ داریم، یک ماده پیوندی و چندرگه است که از اختلاط سیمان، آب، ماسه و مصالح دانه ای معدنی از قبیل شن یا سنگریزه به دست می آید، اما معمولا به عنوان یک ماده یکپارچه و دارای شخصیت مستقل در نظر گرفته می شود. بتن شکل ذاتی و طبیعی بخصوصی ندارد و از این رو باید با استفاده از قالب بندی به شکل معینی درآورده شود؛ یعنی شکل و بافت نهایی بتن را قالبی که بتن به درون آن ریخته می شود، تعیین می کند.

بتن می تواند هر رنگ، بافت و طرحی را به خود بگیرد، از این رو شاید بتوان آن را به یک آفتاب پرست تشبیه کرد. رنگ بتن اغلب خاکستری ست، اما از طریق انتخاب سیمان و مصالح دانه ای مناسب یا با استفاده از رنگدانه های شیمیایی می توان به آسانی آن را در رنگ های سفید، قهوه ای یا حتی قرمز روشن تولید کرد. بتن بسته به قالب مورد استفاده در تولید آن، می تواند صاف و ساده یا دارای طرح های دقیق و پیچیده باشد؛ بتن می تواند همچون شیشه صاف

باشد یا همچون صخره زمخت و ناصاف. بتن ممکن است بدون پرداخت رها شده یا همچون یک تندیس به دقت روی آن کار شود. در واقع، بتن، با توجه به ویژگی های خاص سطح آن، یک فرآورده واحد نیست، بلکه طیف گسترده ای از مصالح را دربرمی گیرد که از نظر بافت، رنگ و بیان معمارانه از قابلیت های بی شماری برخوردار است.

ترکیب مقاومت فشاری سنگ و مقاومت کششی فولاد در بتن مسلح، سازه های بتنی را قادر به تحمل وزن بسیار زیاد و پوشش دهانه های بزرگ می سازد. از آنجایی که عناصر تشکیل دهنده سازه بتن مسلح می توانند بصورت یک شبکه پیوسته و یکپارچه، به هم بافته شوند، استفاده از بتن مسلح در طراحی سازه، آن را از قابلیت انعطاف پذیری بی نظیری برخوردار می کند. معماران و مهندسان از این ویژگی برای خلق عناصر ساختمانی مختلف، از صفحات بتنی یکپارچه گرفته تا قاب های سازه ای سه بعدی و کنسول های عظیم و مهیب، بهره می گیرند.

بررسی تاریخی کاربرد بتن در معماری نشان می دهد که بتن توسط معماران رومی و صدر مسیحیت مورد استفاده قرار می گرفت، اما در قرون وسطی و رنسانس اغلب بی استفاده ماند، تا آنکه در نیمه دوم قرن نوزدهم بار دیگر، عمدتا برای مصارف معمولی، مورد توجه قرار گرفت، بویژه در مواردی که ساخت

ارزان، قابلیت ایجاد دهانه های عریض و نسوز بودن، ضرورت به کارگیری آن را ایجاب می کرد. مسلح کردن بتن نیز که برای این کار میلگردهای فولادی را به منظور استحکام بیشتر در میان بتن قرار می دادند، به دهه ۱۸۷۰ باز می گردد. معماران قرن نوزدهم بعضا به قابلیت های بتن مسلح خیلی اطمینان نداشتند و نسبت به آن بدگمان بودند. بتن در آن زمان یک ماده خیلی جدید به شمار می رفت و ویژگی های آن برای معماران بخوبی قابل درک نبود، زیرا فاقد یک فرم ذاتی و پایدار بود. جالب آنکه این دقیقا همان خصوصیتی است که بتن را برای بسیاری از معماران امروز به وسیله ای امیدوارکننده جهت تحقق ایده هایشان تبدیل می کند.

پدیده بتن در چند سال آخر قرن نوزدهم که معماران سعی کردند سبکی مبتنی بر این مصالح بیابند، آشکارتر شد. در حالی که یکی از طراحان احتمالا چنین استدلال می کرد که ویژگی انعطاف پذیری بتن آن را به ماده ای مناسب برای بیان گرایی هنری در معماری تبدیل می کند، دیگری ممکن بود بر نقش روش قاب و قاب بندی تکیه کند و مدعی ارزش گذاری بر نمونه های پیشین گوتیک یا حتی شیوه های معماری فولاد و شیشه شود. نظریات مشابه مختلفی نیز با توجه به جنبه بیرونی بتن ابراز می شد، بدین معنا که یک معمار، بتن را ماده ای معمولی و پیش پاافتاده و نیازمند پوشانیده شدن با کاشی ها و روکارهای آجری می

دانست و دیگری از زیبایی ذاتی آن دم می زد که به همین دلیل باید نمایان می ماند. استفاده گسترده و فراگیر از بتن مسلح در معماری حدودا به نیمه اول قرن بیستم باز می گردد. این ماده جدید به دلیل برخورداری از قابلیت استفاده در بناهای مختلف و نیز فرم پذیری قابل توجهش، در آن زمان در مقیاس وسیع مورد استفاده قرار گرفت و با سرعت شگفت آوری تاثیرات خود را در معماری بر جای گذاشت و بین سالهای ۱۹۱۰ و ۱۹۲۰، تقریبا به علامت مشخصه معماری جدید تبدیل شد. شاید از بسیاری جهات بتوان گفت خردگرایی و بتن مسلح دو عنصری بودند که سرانجام در دوره افتخارآمیز معماری مدرن در دهه ۱۹۲۰ در یکدیگر

ادغام شدند؛ معماران خردگرای این دهه که بتن را به لحاظ برآورده کردن نیازهای اساسی چون ارزانی، یکسان سازی، نو

رپردازی کافی، تهویه گسترده و فضاهای داخلی انعطاف پذیر و نامحدود، ماده ای مناسب یافته بودند، در سطح وسیع آن را مورد استفاده قرار دادند. 
آگوست پره مهندس معمار فرانسوی، نخستین کسی ست که بتن مسلح را به عنوان وسیله ای برای بیان مقاصد معماری شناخت و به کار برد. آپارتمان های مسکونی که او با استفاده از قابلیت های هنری بتن مسلح ساخت، منزلت بتن را در عالم معماری افزایش داد. فرانک لویدرایت نیز یکی از معماران برجسته آمریکایی است که در پروژه هایش از قابلیت های این ماده جدید استفاده فراوانی کرده است. ارزانی بتن و قابلیت ایجاد دهانه های عریض با استفاده از آن،

باعث روی آوردن او به این ماده شد. علاوه بر این، او با بتن براحتی می توانست به ایده های فضایی خود جامه عمل بپوشاند. رایت به خاطر تاکید هنری و حرفه ای اش بر ماهیت مصالح، سطح بتن را در اغلب کارهایش عاری از پوشش باقی می گذاشت. پتانسیل تقریبا نامحدود بتن جهت خلق فرم ها و سطوح انتزاعی، برخورداری از قابلیت تطابق با شرایط و کارکردهای مختلف و نیز داشتن استحکام بالا، بتن را در حال حاضر به یکی از مصالح پرطرفدار و مورد توجه در میان

بسیاری از معماران و مهندسان تبدیل کرده است. بتن به خاطر داشتن خاصیت انعطاف پذیری بالا، آزادی عمل قابل توجهی در اختیار طراحان و معماران قرار می دهد. بتن، همانند خاک رس در دستان یک تندیس گر، برای معماران امکان خلق ساختمان هایی را فراهم می کند که به طور منحصر به فردی گیرا، جالب توجه و از نظر هندسی متهورانه است. فرم ها و ترکیباتی که ساختن آنها پیش از ابداع بتن مسلح، با استفاده از سایر مصالح متداول دشوار یا غیرممکن بود، با استفاده از بتن مسلح اغلب به آسانی قابل دستیابی هستند. به جرات می توان گفت که بدون استفاده از بتن، اجرای برخی از زیباترین و نوآورانه ترین آثار معماری معاصر جهان هرگز قابل تصور و تحقق نبود.

امروزه بتن با گذشت سالها از پیدایش و کاربرد آن به صورت کنونی، دستخوش تحولات و پیشرفت های شگرفی شده است. از زمان شروع استفاده گسترده از بتن مسلح در ساخت وسازها (در بیش از یک قرن قبل)، برخی انگاره های بنیادی درباره خواص این ماده و محدودیت های آن تاکنون با چالش و تردید جدی مواجه نشده بودند، اما در سالهای اخیر، با توجه به پیشرفت علم و تکنولوژی، تحقیقات متعددی روی خواص بتن صورت گرفته و در حال حاضر طیف متنوعی از

فرآورده های آن ابداع و به بازار عرضه شده اند که این قبیل انگاره ها را به چالش کشیده و آزادی بیشتری جهت تجربه و ابداع در اختیار معماران و مهندسان قرار داده اند. بر این اساس است که در سالهای اخیر، معماران مختلف در پروژه هایشان برخی از انگاره های غالب درباره فرم معماری و فناوری بتن را به چالش کشیده و رویکرد های جدیدی را در هر دو زمینه ارائه کرده اند. بسیاری از معماران نیز با کاربرد هوشمندانه بتن، از آن به عنوان ابزاری جهت خلق زیبایی در آثارشان بهره جسته اند. البته با توجه به پیشرفت های سریع و روزافزون صنعت بتن در سالهای اخیر، به نظر می رسد در سالهای آینده شاهد استفاده گسترده تری از قابلیت های بتن در عرصه معماری خواهیم بود

فوق روان کننده و کاهش دهنده شدید آب بتن
فوق روان کننده بر اساس الزامات استاندارد ASTM-C494 Types A& F ساخته می شوند این مواد را بعنوان روانسازهای بتن و فوق روانسازهای بتن مصرف کنند و براساس استاندارد ۲۹۳۰ ایران ساخته می شوند.

گفتنی است این مواد ممکن است توسط تولید کنندگان بتن آماده و قطعات پیش ساخته بتنی برای تولید کار آمد و مقرون به صرفه زمانی که شکل پذیری زیاد بتن و افزایش مقاومت اولیه و نهایی مد نظر است ، مورداستفاده قرار گیرند .

باید اشاره کرد این محصولات در کاهش آب بسیار موثر بوده تا جایی که وقتی به عنوان یک کاهش آب دهنده شدید آب بتن مورد استفاده قرار می گیرند در مقادیر متعارف می تواند به سادگی بین ۲۰%-۱۸% کاهش در میزان آب مصرفی ایجاد نماید ودر مواردی در بتنهای خاص و با استفاده از مقادیر متعارف، کاهش آب تا حداکثر ۴۰% نیز ممکن شده است .

همچنین خاصیت روان کنندگی زیاد این مواد سبب می شود بتنی با اسلامپ زیاد، روان و خود تراز شونده حاصل گردد . کارآیی این بتن نسبت به بتن معمولی بسیار شگرف و قابل تمایز است . بطوریکه بتن با حداقل عملیات و ویبره کردن یا حتی به خودی خود ، در حالیکه مصرف آب آن به حداقل رسیده در قالب جای می گیرد .

شایان ذکر است از ترکیب خواص فوق روان کنندگی و کاهش دهندگی شدید آب بتن مزایای زیر حاصل می گردد : 
مقاومت اولیه زیاد امکان تسریع در عملیات بازکردن قالبها و باعث استفاده مقرون به صرفه تر از قالبهامی شود، مقاومت اولیه و نهایی زیاد برای بتن پر مقاومت و مقرون به صرفه، افزایش کار آیی باعث کاهش هزینه های استهلاک و سختی کار می گردد و افزایش اسلامپ ،امکان تولید بتنی خود تراز شونده رابوجودمی آورد، مقاومت نهایی بالاتر به مهندسین محاسب قدرت انعطاف بیشتری را در ارائه یک طرح بهینه اقتصادی ارائه می دهد .

خاصیت فوق العاده روان کنندگی باعث تسهیل در پمپ نمودن و کاهش نیاز به ویبره کردن بتن می گردد . 
نسبت آب به سیمان کاهش یافته ، دوام و تراکم بیشتر بتن را با کاهش نفوذپذیری بتن باعث می شود
آرماتورهای غیر فولادی در بتن

در سال های اخیر استفاده محدودی از آرماتورهای غیر فلزی آغاز گشته است هر چند تحقیقات بر روی کاربرد وسیعتر آنها و عملکرد دراز مدت این نوع آرماتورها ادامه دارد این آرماتورها که معروف به آرماتورهای با الیاف پلاستیکی (FRP) هستند از الیاف مختلفی چون الیاف شیشه ای (GFRP) الیاف آرامیدی (Afrp) والیاف کربنی (CFRP) در یک رزین چسباننده تشکیل شده اند.

خاصیت عمده این آرماتورها که سبب کار برد آنها شده است مقاومت در برابر خوردگی آنهاست که می تواند در محیط های بسیار خورنده دوام دراز مدتی داشته باشند. علاوه بر این مقاومت بالا، مقاومت به خستگی بالا، ظرفیت بالای تغییر شکل ارتجاعی، مقاومت الکتریکی زیاد و هدایت مغناطیسی پایین و کم این مواد از مزایای آنها شمرده می شود. البته این مواد معایبی چون کرنش گسیختگی کم و شکننده بودن و خزش زیاد و تفاوت قابل ملاحظه ضریب انبساط حرارتی آنها در مقایسه با بتن را به همراه دارند.

اخیراً از الیاف مختلف شبکه هایی بافته شده و به صورت یک شبکه آرماتور در سطح بتن برای کنترل ترک و کم کردن عرض آن و همچنین در دیوارهای نمای بتنی ازآن استفاده می کنند. تحقیقات روی کاربرد صفحات الیافی به جای صفحات فولادی برای تقویت قطعات خمشی و تیرها و دال ها به ویژه در پل ها ادامه دارد. این صفحات با رزین های اپوکسی به نواحی کششی از خارج اتصال داده می شود. کاربرد صفحات با الیاف کربنی برای این تقویت بیشتر رایج گشته و در چندین پل در ژاپن و در بعضی کشورهای اروپایی از آن استفاده شده است.

بتن ایران ، یک پنجاهم استاندارد
بگفته رییس مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن در کشور ما عمر قطعات بتن از ۵ تا ۱۰ سال تجاوز نمی کند. در حالی که این قطعات در دنیا بیش از ۵۰۰ تا هزار سال دوام دارند بتن از جمله مصالح ساختمانی است که در چند سال اخیر به دلیل میزان بالای اهمیت آن در فرآیند ساخت و ساز مشمول استاندارد اجباری شده است. اما اینکه این استاندارد تا چه حد اجرا می‌شود به اعتقاد بسیاری از دست‌اندرکاران این حوزه رضایت‌بخش نیست.

دکتر قاسم حیدری‌نژاد رییس مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن در خصوص وضعیت بتن در کشور گفت: بتن به عنوان پرمصرف‌ترین مصالح ساختمانی در کشور به صورت گسترده‌ای استفاده می‌شود و به همین دلیل حضور دستگاه‌های نظارتی باید در آن جدی‌تر باشد.

وی افزود: البته موسسه استاندارد برای اعمال این استاندارد تلاش می‌کند اما به دلیل گسترده بودن حوزه توزیع و استفاده از بتن این نظارت پررنگ و محسوس نیست.

حیدری‌نژاد با بیان اینکه در کشور ما سالانه حدود ۸۰ میلیون مترمکعب بتن مصرف می‌شود،‌ گفت: تولید سیمان در رابطه با تهیه بتن کافی است و در حوزه تولید سیمان تقریبا به مرز خودکفایی رسیده ایم. گر چه این موضوع در مواقعی که اندکی افزایش و کاهش این محصول به وجود می‌آید، منجر به شکل گرفتن بازار سیاه سیمان می‌شود.

رییس مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن با بیان اینکه تولید سیمان به دلیل استفاده فراوان از انرژی و آلوده کردن محیط‌زیست، گران تمام می‌شود، گفت: متاسفانه سیمان در کشور ما به شکل نامناسب مصرف می‌شود و مردم گاه برای کارهای بی‌ارزش از سیمان استفاده می کنند. 
وی افزود: با استفاده از پوزولان ها یا افزودنی‌های پرحجم که تا میزان ۷۰ درصد می‌توان به بتن اضافه کرد باید مصرف سیمان را پایین آورد. 
حیدری‌نژاد گفت: در کشور ما عرف است که با مصرف سیمان بیشتر در بتن سعی در مقاوم کردن محصول دارند.‌ در حالی که در دنیا برای این منظور از نسبت‌های استاندارد بهره می‌گیرند.

وی با اشاره به اینکه امروز در دنیا علاوه بر مقاومت بر دوام بتن هم بسیار تاکید دارند، گفت: به طور مثال جداول بتنی کنار خیابان را در نظر بگیرید. در کشور ما به دلیل عمر کوتاه این جدول ها، دایم در حال تعویض آن هستند. عمرقطعات بتنی در کشور ما حدود ۵ تا ۱۰ سال است، در حالی که عمر مفید یک سازه بتنی در دنیا بین ۵۰۰ تا هزار سال است.

حیدری‌نژاد، با بیان اینکه ۲ تا ۳ مشکل فرعی بتن در حال حاضر در کشور ما تبدیل به مشکل اصلی شده است، گفت: تهیه بتن در کارخانه‌ای باید صورت گیرد که امکانات و نیروی کار ماهر در اختیار داشته باشد. ضمن اینکه استفاده از سیمان تیپ‌های مختلف در آماده کردن بتن هم از جمله آن موارد فرعی است که به دلیل رعایت نشدن محصول غیراستاندارد می‌‌شود.

حمل بتن آماده از مراکز تولید به پای کار هم از مشکلات عمده این صنعت محسوب می‌شود. از آنجایی که کارخانه‌های فراوری بتن دور از شهر قرار می‌گیرند سیستم حمل و نقل بتن و رعایت استاندارد در ماشین‌آلات حمل و نقل از اهمیت فوق‌العاده‌‌ای برخوردار است.
حیدری نژاد در این خصوص می گوید: اما متاسفانه به همین دلایل بتن بعد از رسیدن به مقصد از حالت استاندارد خارج می شود و کمی سفت‌تر می‌شود. در این مواقع کارگران ساختمانی به بتن آب اضافه می کنند که این کار از نظر ظاهری بتن را به شکل اولیه‌اش برمی‌گرداند، اما بتن از حالت استاندارد خارج می شود و کیفیت خود را از دست می دهد.
رییس مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن با اشاره به تاثیر نیروی کار ماهر در صنعت بتن در توصیف وضعیت کشور به لحاظ رعایت موازین و استانداردهای علمی در تولید بتن آماده گفت: در رابطه با صنعت بتن آماده در مرحله گذار قرار داریم. یعنی از خواب بیدار شده‌ایم اما کاملا هوشیار نیستیم.به همین دلیل هیچ آمار و ارقامی در مورد میزان تولید و استفاده استاندارد و غیراستاندارد هم در این صنعت در دست ما نیست.

وی با بیان اینکه مسولان از وضع موجود صنعت بتن در کشور راضی و خشنود نیستند، گفت:‌ فکر می‌کنم ظرف یک دوره ۳ تا ۵ ساله وضعیت بتن بهتر از حال حاضر شود. چون حرکت‌های مثبتی در این زمینه شکل گرفته است.

وی برگزاری روز بتن را یکی از حرکت‌های مثبت در این خصوص دانست و گفت: این همایش‌ در راستای آماده‌سازی نیروهای جوان متخصص و تشویق شرکت‌های موفق در تولید بتن می‌تواند در درازمدت تاثیرگذار باشد.

تولید بتن سبک از پسمانده های هسته ای برای کاهش تشعشعات
محققان و پژوهشگران ایرانی موفق شدند از پسمانده های هسته ای بتن سبک تولید کنند.
طبق گزارش دبیرخانه نخستین همایش سبک سازی ساختمان به نقل از حمیدرضا وثوقی فر ، عضو انجمن مهندسان عمران امریکا ، با توجه به حرکت کشورهای جهان برای دستیابی به تکنولوژی صلح آمیز هسته ای برای تولید انرژی مفید، پسمانده های هسته ای حاصل از فعالیت های هسته ای نیز افزایش می یابد.

وی افزود: محققان و پژوهشگران ایرانی تحقیقات خودشان را بر روی کاهش اثرات منفی پسمانده های هسته ای متمرکز کرده و موفق شدند با همکاری یکی از دانشگاه های صنعتی انگلستان بتن های سبک را از پسماند ه های هسته ای تولید کنند.
وی اظهار داشت: گروه محققان ایرانی با کاربرد پسمانده های هسته ای در ساخت بتن خاص با مقاومت های مناسب دریافتند ترکیبات هیدراتاسیون وسایر واکنش های شیمیایی بتن تا حدود قابل توجهی از تشعشعات این مواد می کاهد و راهکار بسیار مناسبی برای استفاده مجدد از پسمانده های هسته ای است.

دبیر اولین همایش زلزله وسبک سازی ساختمان گفت: نتایج تحقیقات موید این مطلب است که این مطلب می تواند تشعشعات را تا حدود ۶۰ درصد کاهش دهد که برآیند این تحقیق می توان در ارتباط با کاهش خطر آفرینی پسماند ه های دیگر حاصل از فعالیت های شیمیایی مواد وغیره استفاده کرد.
وی کاربرد بتن سبک تولیدی از پسمانده های هسته ای را با توجه به ویژگی های خاص آن در ساخت دیوارهای برثی و تیرهای فرعی در بخش های مختلف سازه های عمرانی عنوان کرد.

مهندس وثوقی فر اشاره کرد: با این حال با وجود محقق شدن تمامی تحقیقات صورت گرفته در این زمینه می توان امیدوار بود که محیط زیستی عاری از هر نوع آلودگی هسته ای را در کنار توسعه این صنایع داشته باشیم

به گفته وی، این نوع بتن در کارگاه تخصصی اولین همایش زلزله و سبک سازی ساختمان و با حضور متخصصان ایرانی و خارجی تولید می شود.
شایان ذکر است این همایش در روز ششم و هفتم مهر ماه سال جاری در دانشگاه قم برگزار می شود .

مقابله با خوردگی بتن 
مساله خوردگی فولاد در بتن از معضلات عمده کشورهای مختلف حهان است.
این مساله در کشورهای در حال توسعه و در کشورهای حاشیه خلیج فارس بسیار شدید تر می باشد.سازه های بتنی زیادی دچار خوردگی و فرسودگی زودرس گردیده اند. مهندس محمد ذوالقدر گفت: اگر از بتنی با مشخصات فنی این مناطق انتخاب و در اجرا و عمل آوری بتن از افراد کاردان استفاده شود بسیاری از مشکلات و معضلات بتن بر طرف خواهد شد.
وی افزود برای پیشگیری از این موضوع در سال های اخیر روش ها و موادی توصیه و بکار گرفته شده است که تا حدی جوابگوی مسئله بوده است.
وی خاطر نشان کرد استفاده از آرماتورهای ضد زنگ و نیز آرماتورهای با الیاف پلاستیکی FRP یکی از این روش هاست که به علت گرانی آن هنوز توسعه نیافته است.

همچنین وی اشاره کرد از روش های دیگر ، کاربرد حفاظت کاتدی در بتن می باشد که این روش نیاز به مراقبت دائم دارد و نسبتا پر خرج است ولی روش مطمئنی است .

وی افزود برای حفاظت آرماتور چند سالی است که ار آرماتور با پوشش اپوکسی استفاده می شود . به هر حال اگر از پوشش سالم استفاده شود می توان ۱۰ تا ۱۵ سال خوردگی را عقب انداخت.وی در ادامه گفت: برای محافظت آرماتور و کم کردن نفوذ پذیری ، پوشش های سطحی نیز روی بتن آزمایش شده است .که این پوشش ها اغلب پایه سیمانی یا رزینی دارند که با دقت روی سطح بتن اعمال می گردند.لازم به ذکر است عملکرد دوام این پوشش به شرایط محیطی وابسته بوده و در بعضی محیط ها عمر کوتاهی دارد .

وی اضافه کرد ، روی هم رفته پوشش های پایه سیمانی هم ارزانتر بوده و هم به علت سازگاری با بتن پایه، پیوستگی و دوام بهتری در محیط های خورنده و گرم از خود نشان می دهد.

برای نخستین بار در کشور بتن غلطکی RCCP با موفقیت اجرا شد
یک شرکت تحقیقاتی بتن توانست بتن غلطکی RCCP که جایگزین مناسبی برای آسفالت می باشد را در شهرستان هشتگردبرای اولین بار با موفقیت اجرا کنند.
کارشناسان این مرکز درباره نقش و جایگاه بتن‌های غلطکی RCCP معتقدند که با توجه به مسائل زیست محیطی ناشی از آسفالت در کنار دوام اندک آسفالت در برابر تغییرات جوی، ضربه پذیری و سایش، موضوع بتن RCCP از دهه های گذشته در کشورهای توسعه یافته مورد توجه قرار گرفت به نحوی که در حال حاضر بیش از ۸۰ درصد معابر سواره رو در اغلب کشورهای توسعه یافته با استفاده از بتن غلطکی اجرا شده است

مدیر این مرکز تحقیقاتی در ادامه افزود،تکنیک ساخت معابر سواره رو در دنیا دستخوش تغییرات وسیعی شده است و بخاطر واکنش‌های مختلفی که در مواد نفتی به مرور زمان بوجود می آید، موضوع تغییر بافت خیابان‌ها و اتوبان‌ها جایگزینی RCCP را پیش روی کشور های توسعه یافته قرار داده است و وضعیت امروزی خیابان‌ها در کشورهای در حال توسعه در وضعیتی است که ناشی از بی توجهی به فن آوری های جدید است لذا باید مدیران و صاحبان صنایع برای وارد کردن فناوری های جدید به هماهنگی برسند؛ در غیر اینصورت وضعیت نادرست موجود در بخش‌های مختلف ادامه خواهد داشت….

وی همچنین درباره دلایل توجه به بتن غلطکی میگوید: «همه ساله صدها میلیارد تومان در کشور ما برای تأمین روکش آسفالت خیابان‌ها هزینه می شود که پس از گذشت یک تا ۵ سال این آسفالت مجدداً بایستی تعویض شود، این مسئله باعث شکل گیری نارضایتی های وسیعی در بین همه اقشار جامعه شده است.و البته ابعاد فقدان کیفیت آسفالت خیابان ها در همین جا به پایان نمی رسد بلکه باعث آبروریزی ملی و بین المللی برای صنعت و جامعه مهندسی نیز شده است

به گفته این محققان ، پیچیدگی‌های بتن غلطکی به مرحله اجرا و دانش فنی تولید منتهی می شود و به نظر می رسد با تجربیاتی که بدست آمده می توان امروزه گفت که تکنولوژی ساخت خیابان و اتوبان‌های با دوره دوام بالا نیز در کشور ما بومی شده است، لیکن بایستی ببینیم که مسئولین تا چه حد از این دست آورد استقبال می‌کنند.

خواص کامپوزیت های FRP
بر طبق گزارش اداره فدرال بزرگراه های آمریکا هنگام بررسی پلها از نظر سازه ای به دلیل پوشش کم بتن ، طراحی ضیعف ، عدم مهارت کافی هنگام اجرا و سایر عوامل همانند شرایط آب و هوایی سبب ایجاد ترک در بتن و خوردگی آرماتور های فولادی شده است.
پس از سالها مطالعه بر روی خوردگی ، FRP به عنوان یک جایگزین خوب آرماتور های فولادی در بتن پیشنهاد شده اند.

سه نوع میلگرد ( AFRP) , ( CFRP ) , ( GFRP ) از انواع تجاری آن هستند که در صنعت ساختمان کاربرد دارند.
از این مواد به جای آرماتور های فولادی یا کابلهای پیش تنیده در سازه های بتنی پیش تنیده و یا غیر پیش تنیده استفاده می شود. مواد FRP موادی غیر فلزی و مقاوم در برابر خوردگی است که در کنار خواص مهم دیگری همانند مقاومت کششی زیاد آنها را برای استفاده بعنوان آرماتور مناسب می کند.
از آنجایی که FRP ها مصالحی ناهمسانگرد هستند نوع و مقدار فیبرورزین مورد استفاده ، سازگاری فیبر و کنترل کیفیت لازم هنگام ساخت آن نقش اصلی را در بهبود خواص مکانیکی آن دارد.

به طور کلی مزایای آن به صورت زیر دسته بندی می شود:
۱-مقاومت کششی بیشتر از فولاد
۲- یک چهارم وزن آرماتور فولادی

۳- عدم تاثیر در میدانهای مغناطیسی و فرکانس های رادیویی ، برای مثال تاثیر روط دستگاه های بیمارستانی 
۴- عدم هدایت الکتریکی و حرارتی
لذا به دلیل مزایای بالا به عنوان یک جایگزین مناسب برای آرماتورهای فولادی در سازه های دریایی ، سازه پارکیمگ ها ، عرشه های پل ها، ساخت بزرگراه هایی که بطور زیادی تحت تاثیر عوامل محیطی هستند و در نهایت سازه هایی که در برابر خوردگی و میدانهای مغناطیسی حساسیت زیادی دارند پیشنهاد می کند. 
بررسی اثر دوده سیلیسی بر سازه های بتنی 
اثر دوده سیلیس بر مقاومت و نفوذ پذیری مخلوط های بتن غلتکی سد سازی با خمیر سیمان کم یا متوسط یکی از موضوعاتی است که آقایان مهندس علیرضا باقری و مهندس مجتبی محمودیان ، مورد بررسی و پژوهش قرار داده اند.
به گفته ایشان عدم تولید خاکستر بادی در کشور و ابهامات موجود در خصوص فعالیت و یکنواختی پوزولان های طبیعی ایران، موانعی در دسرسی به مخلوط های بتن غلتکی می باشد.

به عقیده این محققان جایگزین دیگری که به عنوان ماده افزودنی معدنی می تواند مد نظر قرار گیرد ، سوپر پوزولانی به نام دوده سیلیسی است که به صورت محصول جانبی صنایع فروسیلیسیم در کشور تولید می شود.

گفتنی است، نتایح تحقیقات آزمایشگاهی انجام شده برای ارزیابی اثر کاربرد درصدهای مختلف دوده سیلیسی در ارتقاء کیفیت بتن غلتکی با مواد سیمانی کم یا متوسط ، نشانگر تاثیر قابل ملاحظه ای در افزایش مقاومت فشاری و کشش مخلوط های بتن غلتکی می باشد

ایشان در ادامه می افزایند: بهبود مقاومت بین ۲۵ تا ۶۰ درصد جایگزینی اثر دوده سیلیس به میزان ۵ تا ۱۵ درصد مواد سیمانی صورت گرفت. همچنین آزمایشات نفوذ پذیری انجام شده روی نمونه ها ، نشانگر کاهش قابل ملاحظه نفوذ پذیری در اثر کاربرد اثر دوده سیلیسی می باشد. 
شایان ذکر است مهندس اسماعیل گنجیان و مهندس همایون صادقی پویا معتقدند استفاده از دوده سیلیسی در ساخت سازه های بتنی دریایی نظیر اسکله ها و بنادر با هدف افزایش دوام در دهه اخیر افزایش چشمگیری داشته است.

همچنین ایشان به بررسی دوام نمونه های خمیر سیمان و بتن با کاربرد سیمان نوع ۲ همراه با ۷ و ۱۰ درصد اثر دوده سیلیس به عنوان جایگزین سیمان در شرایط عمل آوری در آب معمولی ، در ساحل دریا و در مخزن شبیه سازی تر وخشک در مقاومت فشاری و جذب موئینه آب پرداخته اند. 
گفتنی است نمونه های حاوی دوده سیلیسی در شرایط تر و خشک افت مقاومت شدیدتری در طی زمان ۱۸۰ روز پس از ساخت ، نسبت به نمونه های عمل آوری شده در آب معمولی نشان داده اند.

همچنین باید اشاره کرد با افزایش میزان اثر دوده سیلیس ، میزان جذب آب نمونه ها در شرایط مخرب ساحل دریا و شرایط جذر و مد متناوب و مخزن شبیه سازی تر و خشک ، افزوده شده است.
بلوک های بتنی بدون ملات

مهندس محمد هادی زنجانی در مقاله ای به بررسی ویژگی های بلوک بتنی بدون ملات پرداخته اند.
وی در این مقاله می نویسد: سیستم همبندی بلوک ها ( Intralock System ) یک نوع سیستم بلوک های ساختمانی بدون ملات است که شامل شش نوع ترکیب مختلف از بلوک ها می باشد.وی در ادامه می افزاید ، هر بلوک به سه قسمت توخالی جدا از هم با جداره هایی با صخامت کم تقسیم شده است.گفتنی است این نوع بلوک های بدون ملات روی هم قرار می گیرند و قسمت توخالی مرکزی آن با دوغاب سیمان پر می شوند وبه صورت صلب بتنی در می آیند.

مهندس زنجانی در ادامه خاطر نشان کرد دوغاب سیمان در میان و اطراف بلوک ها جریان یافته سبب پیوند بلوک به بلوک های کناری می گردد و همه بلوک ها و دیوارها بدون استفاده از ملات در اتصالات شبکه ای همانند شبکه تیر هاو ستونها تشکیل می دهند.
شایان ذکر است دو فضای تو خالی دیگر بلوک با ایجاد کانال های هوای داخلی و خارجی در امتداد قائم و افقی سبب عایق بندی و ایجاد خاصیت ضد صدا و ضد آتش بلوک ها می گردد.

همچنین وی اشاره کرد می توان لوله ها وسیم کشی درون ساختمان را از آنها عبور داد و نیز سیستم های اعلام خطر را در این بلوک ها تعبیه کرد.
گفتنی است این بلوک دارای مزایای منحصر به فردی است ، از جمله می توان به سرعت ساخت ، دیوار های محکمتر و کاربرد های متنوع تر آن اشاره کرد.به دلیل اینکه در این سیستم نیازی به ریختن ملات در میان بلوک ها نیست سرعت ساخت افزایش یافته و کیفیت کار به آسانی کنترل می شود.

مهندس زنجانی در ادامه افزود، فضای تو خالی میانی که به وسیله سیمان پر می شود دیوارهای سخت همانند دیوارهای بتنی ایجاد می کند. همچنین در نوعی از آنها پروفیل های فولادی را نیز می توان در فضای خالی بلوک ها جای داد و اطراف آن را با دوغاب سیمان همانند دفن فولاد بتن پر کرد.

بتن سبک(LightWeight Concrete)با گسترش استفاده از بتن سبک در سراسر دنیا بویژه در کشورهای پیشرفته و شکل گیری آیین نامه های اجرایی آنها، متاسفانه این نوع بتن که دارای قابلیت های منحصر به فردی می باشد در کشورمان هنوز شناخته شده نیست؛ در این مقاله سعی برآن شده تا با معرفی انواع این بتن کارا، جامعه ساختمانی بیش از پیش با بتن سبک و موارد کاربرد آن آشنا شوند.

لغات کلیدی: بتن، بتن سبک،بارمرده، بتن سبک سازه ای، بتن کفی ،
Cellular Lightweight Concrete(CLC)، Autoclaved Aerated Concrete(AAC)،Autoclaved Cellular Concrete (ACC) ، Leca

مقدمه:
بی شک، بشر زمانی پیشرفت و تمدن را تجربه کرد که برای مدتی طولانی، در محل مشخصی سکونت یافت؛ دیگر توان بشر صرف مهاجرت های طولانی نمی شد و برای برطرف کردن مشکلات به راه حلهای تازه و افکار تازه ای روی آورد. برای ماندگار شدن در مکانی ثابت، بدون شک، داشتن خانه ی مناسب دقدقه اصلی آنها بوده، خانه ای که آنها را در برابر بلایای طبیعی، حمله وحوش و حتی بیگانگان محافظت کند؛ پیشینیان با توجه به این که امکانات حمل و نقل محدودی داشتند، برای این منظور از مصالح در دسترس استفاده می کردند: چوب، سنگ، گل، پوست احشام و…

بدون تردید، ماندگارترین این نوع مصالح که از تخت جمشید ایران تا اهرام مصر سالیان سال پایدار مانده سنگ است؛ اما سنگ به صورت اولیه؛ با توجه به شکل پذیری کم و حمل و نقل دشوار نمی تواند به عنوان مصالح اصلی در ساختمانهای امروزی کاربرد داشته باشد و این امر باعث شد که نوعی سنگ مصنوعی توسط بشر خلق گردد، که علاوه بر داشتن خواص سنگ مانند ماندگاری بالا و سازگاری با محیط اطراف، دارای قابلیتهایی مانند شکل پذیری مناسب وحمل آسان نیز باشد؛ امروزه این نوع مصالح را به نام بتن می شناسیم.

در دنیای پیشرفته امروزی و با توجه به پیشرفتهای صورت گرفته در زمینه های مختلف علمی، صنعت بتن نیزدچار تحول گردیده، تولید بتن سبک نیز حاصل همین پیشرفتها می باشد؛ بتنی که علاوه بر کاهش بار مرده ساختمان از نیروی وارد به سازه در اثر شتاب زلزله می کاهد و در صورت تخریب، وزن آوار حاصل نیز کاهش می یابد و امروزه آنرا به عنوان بتن قرن می نامند. بتن سبک با توجه به ویژه گیهای خاصی که دارد دارای کاربردهای مختلف می باشد، که برحسب وزن مخصوص ومقاومت فشاری آن تفکیک می گردد.

مزایای کاربرد بتن سبک:
– با کاهش بار وارد بر روی فونداسیون، موجب کوچکتر شدن ابعاد آن، کمتر شدن تعداد و کوچکتر شدن شمعها و کاهش مقدار آرماتورهای و به طبع آن اجرای سریع تر و آسان تر فونداسیون می گردد.

– کاهش بار مرده سبب کوچک تر شدن اعضا نگهدار می شود. 
– کاهش بار مرده بزور مستقیم باعث کاهش نیروهای لرزه ای وارد بر سازه می گردد.
– در گسترش پلها می توان با استفاده از مواد سبک مانند بتن سبک می توان عرشه پل را جهت تحمل ترافیک بیشتر بزرگ ترنمود بدون اینکه تغییری در سازه و یا فونداسیون پل ایجاد کنیم.
– با توجه به مقاومت مطلوب بتن سبکدانه در برابر آتش سوزی می توان از حداقل توصیه شده ضخامت بتن در کفها کاست(بیان شده در ACI-216) .
– حمل و نقل قطعات پیش ساخته با بتن سبک بسیار راحت تر بوده و هزینه کمتری در بر دارد. 
بتن سبک سازه ای(Structural Lightweight concrete):
آیین نامه های موجود در زمینه تولید بتن سبک تعاریف مختلفی در رابطه با بتن سبک سازه ای ارایه داده اند و بهترین تعریفی که اکثر آنها را پوشش بدهدبه قرار ذیل می باشد:

به بتنِ سبکی، سازه ای گفته می شود که دارای وزن مخصوصی بین۱۴۴۰ تا ۱۸۴۰ کیلوگرم برمتر مکعب و مقاومت فشاری بالای ۱۷ Mpa و یا ۲۵۰۰ Psi باشد و از آنجایی که هر چقدر بتن سبکتر گردد شکل پذیری آن نیز کاهش می یابد، برای بتن سبک سازه ای مقدار حداقل وزن مخصوص در نظر گرفته می شود. 
مقاومت نمونه های بتنی سبک سازه ای با وزن مخصوص رابطه ای تقریباً لگاریتمی دارد و باتوجه به نوع بتن سبک دارای طیف مقاومتی متفاوتی میباشد. 
چگونگی تولید بتن سبک:

بتن دارای دو جز اصلی می باشد:۱- خمیرسیمان ۲- سنگدانه؛ سبک سازی می تواند در هر دو جز صورت پذیرد،
که سبک سازی در هر قسمت دارای ویژگیهای خاص و با استفاده از روشهای متفاوتی صورت می گیرد.
۱- سبک کردن خمیر سیمان:

برای این منظور از موادی با پایه حیوانی مانند: سم، شاخ،خون و دیگر اعضا احشام و یا مواد خاص شیمیایی استفاده میگردد؛ این مواد که حباب زا می باشند با ایجاد تخلخل در خمیر سیمان، وزن بتن تولیدی را کاهش می دهند. این نوع بتن سبک، بتن کفی یا گازی) (CLC Cellular Lightweight Concrete نامیده می شود.

مواد شرکت کننده در تر کیب این نوع بتن سبک عبارتند از:سیمان،ماسه،آهک(بسته به نوع بتن کفی)، مواد حبابزا،آب و افزودنی هایی مانند:میکرو سیلیس(Micro Silica)، فوق روان کننده ها(Super Plasticizer)، خاکستربادی (Fly Ash) ، الیاف پروپیلین،پلون و غیره.
البته نوعی از مواد حباب زا در پایین آوردن جذب آب بتن نیز کاربرد دارند؛ این مواد با ایجاد حفرات بسیار ریز که برای حداکثر قطر آنها استاندارد تعریف شده، حفرات موئینه داخل بتن را بسته و مانع از نفوذ آب در آنها می شود.

مواد حباب زا یا کف ساز شیمیایی، معمولاً از نظر محیط زیست تجزیه ناپذیرند و برای تامین پایداری آنها از کلراید استفاده می گردد و به این نکته باید توجه خاص نمود که خود کلراید، خورندگی زیادی در تماس با فولاد دارد؛ و از مواد حباب زا ی دارای کلراید نباید در بتن مسلح استفاده گردد و به همین دلیل بتن تولیدی با این مواد، دارای کاربرد سازه ای نمی باشند.
در تولید نوع دیگری از بتن کفی یا گازی از فوم ا

ستفاده می گردد به این نحو که فوم در داخل میکسر با بتن مخلوط گردیده و باعث کاهش وزن بتن تولیدی می گردد. امروزه با تولید فوم های ارزان قیمت، این نوع از بتن کفی کاربرد وسیعی پیدا کرده و با توجه به صرفه اقتصادی آن شرکتهای بزرگ ساختمانی اقدام به بکارگیری این نوع بتن کرده اند.

بتن تولیدی با این روش دارای قابلیت های زیر می باشد:
– کاهش وزن مخصوص.
– کاستن هزینه تولید بتن.
– افزایش اسلامپ بتن و در نتیجه آن می توان نسبت آب به سیمان طرح اختلاط را کاهش داد.
– امکان شکل دهی مناسب به سطح بتن.
– پمپ کردن آسان آن به طبقات.
– مقاومت مطلوب در برابر یخ زدگی. 
بتن سبک تولیدی با این روش(بتن کفی یاگازی) با توجه به تخلخل خمیر سیمان و مقاومت پایین آن که منتج به پایین آمدن مقاومت بتن تولیدی میگردد، کمتر به عنوان سازه ای کاربرد دارد و بیشتر در تولید مصالحی بکار می روند که نقش باربری کمی دارند در نمودار (۱) رابطه بین چگالی بتن کفی و مقاومت ۲۸ روزه آن را مشخص می نماید:

عمل آوری بتن سبک کفی نیز متنوع می باشد به عنوان مثال، برای نوع خاصی از بتن کفی، بعد از مخلوط کردن مواد اولیه مانند سیمان، آهک، ماسه، مواد منبسط شونده و سایر افزودنی ها، مخلوط در داخل قالب مورد نظر ریخته شده و در دستگاه اتوکلاو قرار می

گیرد و بعد طی زمان معینی از دستگاه اتوکلاو خارج می گردید، محصول نهایی بتن سبکی است که دارای شکل مورد نظرو همان قالب می باشد(شکل۲).
این نوع بتن سبک را که پیداش آن به سال ۱۹۱۴ و کشور سوئد می رسد Autoclaved Aerated Concrete (AAC) و یا Autoclaved Cellular Concrete (ACC)می نامندو کاربرد بسیار وسیعی در ۵۰ سال اخیر در صنعت ساختمان و بویژه در اروپا و آمریکا داشته است.

این نوع بتن سبک جایگزین مناسبی برای مصالح رایج بنایی مورد استفاده در ساختمان می باشد و می تواند به عنوان قطعاتی در دیوارها، سقف و سایر قسمتهای ساختمان کاربرد داشته باشد. عمده ماده منبسط شونده در تولید این نوع بتن سبک، پودر آلومینیوم می باشد. محصول نهایی که ماده ای منبسط شده است دارای حجمی تقریباً ۵ برابر مواد مصرفی می باشد که این خاصیت سبب شده به عنوان مصالحی اقتصادی ودر عین حال کاربردی شناخته شود.
طیف وزنی آنها وابسته به مقدار سیمان و نیز قطر سنگدانه می باشد بطوریکه با استفاده از ماسه هایی با قطر بیشتر محصولی با وزن مخصوص بالا تر تولید می گردد و بالعکس.

خوشبختانه در دهه اخیر در کشور خودمان نیز شاهد تولید، انواع این نوع بتن سبک هستیم و عموماً با نامهایی مانند هبلکس و یا سیفورکس شناخته شده هستند. بیشترین کاربرد آنها در صنعت ساختمان ایران، به عنوان جداکننده هایی است که نقش باربری ندارند، در حالی که امروزه نمونه های جدید تولیدی این محصول، با توجه به وزن پایین و همچنین ماندگاری مناسب، به عنوان نمای ساختمانی و نیز تزیینات داخلی کاربرد دارد.

۲- استفاده از سبک دانه:
سبکدانه ها سنگدانه هایی با فضای متخلخل داخلی می باشند.سبکدانه هایی که جهت تولید بتن سبک کاربرد دارند متنوع بوده و هم به صورت طبیعی و هم به صورت مصنوعی وجود دارند؛ از انواع طبیعی آن می توان به سنگدانه هایی مانند:ورمیکولیت، پامیس یا سنگ پا وبرخی سربارهای آتش فشانی اشاره کرد و سبکدانه های مصنوعی، که عمده آنها به شکل گلوله هایی ازجنس خاک رس منبسط شده می باشند. البته سبکدانه هایی بر پایه سیلیس، خاکستربادی وغیره نیز وجود دارندکه با توجه به نوع مواد اولیه و نحوه تولید دارای کاربرد کمتر نسبت به سبکدانه های رسی می باشند. سبکدانه ها رسی با عناوین تجاری مختلف مانند: Argex,fibo,liapor,lecaبه بازارهای بین المللی عرضه میگردد.
سبکدانه هایی از این جنس، علاوه بر سبک بودن به سبب شرایط خاص تولیدی ؛ دارای مزایای ویژه ای هستند، که از آن جمله می توان به این موارد اشاره نمود: 
– به عنوان محصولی صنعتی از نظر کیفیت دارای یکنواختی مطلوبی می باشد.
– مانند سنگدانه های طبیعی محدودیتی از نظر معادن ندارد.

– فاقد مواد زیان آوری است که ممکن است در سنگدانه های طبیعی باشد و PH آن در حد نرمال و در حدود ۷٫۲ می باشد.
– به علت قرار گرفتن در معرض حرارت بیش از ۱۲۰۰ درجه سانتی گراد فاقد مواد آلی مضر می باشد.
به دلیل ذکر شده در بند بالا مقاومت مطلوبی در برابر شوکهای حرارتی دارند.

بتن تولیدی با این روش می تواند به صورت سازهای کاربرد داشته باشد به این منظور باید از خمیر سیمان با مقاومت بالا استفاده نمود و به همین منظور در تولید این نوع بتن سبک که کاربرد سازه ای نیز دارد از میکرو سیلیس و کاهنده های آب اختلاط و ترکیبی از سنگدانه و سبک دانه استفاده می شود. 
به دلیل کاربرد سازه ای این نوع بتن، به بررسی مختصر ویژگی های آن می پردازیم.
بتن هاي اسفنجي

بتن اسفنجی یک مخلوط سنگدانه درشت.سیمان.آب وماسه به میزان اندک(وگاهی اوقات بدون ماسه).در ساختار این بتن۱۵-۲۵%(از لحاظ حجم )فضای خلی وجود دارد و این امر موجب عبور آب از داخل این بتن می شود.

در بتن اسفنجی از آب نسبت به دیگر انواع بتن کمتر استفاده می شود و این مسئله باعث شده تا پس از ساختن مخلوط بتن آب ان به سرعت تبخیر شده و مخلوط در مدت یک ساعت کاملا ار اب تخلیه خواه شد.

در بتن اسفنجي منافذ هوا درون خمير سيمان ايجاد ميگردد دو نوع اصلي بتن اسفنجي عبارتند از :
۱- بتن كفي ۲- بتن گازي
در توليد بتن گازي منافذ عمدتا از طريق واكنش هاي شيميايي ايجادگرديده و فرآيند عمل آوري توسظ سيستم اتوكلاو صورت ميگيرد و در بتن كفي با ادغام حبابهاي هواي از پيش آماده شده (كف) در خمير سيمان يا ملات، آب و ماسه ريز ايجاد گرديده و عمل آوري آن بصورت معمولي و غير اتوكلاو انجام مي گردد.

نسبت مواد مختلف در بتن اسفنجی
نسبت مواد مقدار مواد

۱)مواد دارای خواص بتن ۲۷۰to415kg/m^3
(2سنگدانه ۱۱۹۰to1480 kg/m^3

۳)نسبت اب به سیمان ۰٫۲۷to030
4)نسبت سنگدانه به سیمان ۴to4.5:1
نسبت سنگدانه ریزبه سنگدانه درشت ۰to1:1
رفتار بتن اسفنجی
همچنین به منظور اشنایی بیشتر با رفتار این بتن ویژگیهای آن در زیر بیان شده است.
مشخصات مقدار
اسلامپ ۲۰mm
چگالی ۱۶۰۰to2000 kg/m^3
زمان گیرش ۱ ساعت

تخلخل ۱۵%to25%
میزان نفوذ پذیری ۱۲۰L/m^2/minto320 
مقاومت فشاری ۳٫۵mpato28mpa

مقاومت خمشی ۱mpa to 3.8mpa
افت بتن ۲۰۰×۱۰^-۶
۱- بتن گازي (Atuoclaved Aerated Conceret) 
بتن هوادار اتو كلاو شده (AAC) يا بتن گازي يكي از انواع خاص بتن سبك متخلخل مي باشد اين نوع بتن به علت وزن كم وخواص عايق حرارتي خود، باعث كاهش وزن ساختمان و صرفه جويي در مصرف انرژي مي گردد و بدين لحاظ كاربرد آن در سطح جهان در حال گسترش مي باشد محصولي كه امروز بنام AAC نامگذاري گرديده طي ۷۰ سال اخير در سطح جهان خصوصا سوئد توليده شده است.
اين محصول شامل دو فرآيند اصلي ايجاد حباب هوا در دوغاب مخلوط سيمان آهك، و پودر سيليس

وعمل آوري بتن حاصل در سيستم اتوكلاو مي باشد از خواص عمده بتن گازي وزن مخصوص كم، مقاومت مناسب، عايق بندي حرارتي و مقاومت در برابر آتش قابل ذكر مي باشد با توجه به خصوصيات ذكر شده از كاربردهاي عمده بتن توليد بلوكهاي سبك ساختماني جهت ساخت ديوارهاي جدا كننده و باربر مي باشد همچنين كاربردهاي عمده بتن گازي توليد بلوكهاي سبك ساختماني جهت ساخت ديوارهاي جدا كننده و باربر مانند پانلهاي سقف و ديوار مورد استفاده قرار مي گيرند.
تاريخچه و وضعيت موجود توليد AAC در جهان
بتن گازي (A)) در دهه ۱۹۲۰ در كشور سوئد توليد گرديد انگيزه توليد آن دستيابي به ماده با خواص چو

ب نظير سبكي، عايق حرارتي و قابليت برش و شكل دادن و در عوض بدون معايب چوب همانند قابليت اشتعال و فساد پذيري آن بود. پس از سالهاي ۱۹۵۰ ساخت AAC در ديگر كشورها نيز آغاز شد و امروزه اين محصول با روش هاي مختلف و نامهاي متفاوت در بسياري از كشورها توليد مي گردد. محصولاتي كه تحت نام هاي تجاري ثبت شده نظير yatong , hebelx siporex , durox , unipol توليد و عرضه مي شوند كه در نسبت هاي طرح اختلاط ، مواد اوليه ، روش برش دادن بتن و مراحل پيش و پس فرآيند تفاوتهايي با يكديگر دارند.
مواد اوليه و كليات توليد بتن گازي (AAC)
در صنعت به بتن هوادار اتوكلاو شده بتن گازي گفته مي شود و با همين مشخصه از بتن هوادار اتوكلاو نشده (بتن كفي) متمايز مي شود.بطور كلي محصولات AAC از تركيب دو ماده زير تشكيل مي گردد.
الف- ماده با پايه سيليسي (ماسه سيليسي آسياب شده يا خاكستر بادي)
ب- ماده چسباننده
از سيمان پرتلند معمولي و آهك معمولا بعنوان چسباننده استفاده مي شود اين مواد در طي فرآيند اتوكلاو با سيليس واكنش انجام داده و سيليكات كلسيم هيدراته توليد مي شود.
يكي از روشهاي هوادار كردن بتن اعمال گاز است كه اين گاز توسط واكنش شيميايي در بتن توليد مي گردد. بدين منظور ملات بايد كارايي مناسب داشته باشد تا حباب ها در ملات بطور يكنواخت توسعه يافته و از ملات خارج نگردند بنابر اين سرعت ايجاد حباب گاز ، رواني دو غاب و زمان گسترش بايد هماهنگ باشند. 
از معمولي ترين روش هاي اعمال گاز يا حباب در توليد بتن گازي استفاده از پودر آلومينيوم است مي توان از آلياژ آلومينيوم نيز براي حبابها استفاده نمود گاهي اوقات از پيروكسيد هيدروژن براي توليد حباب ها استفاده مي شود.جهت دستيابي به خواص بهتر مقاومتي و كاهش پديده جمع شدگي ، بتن هوادار تحت فشار و دماي بالا (اتوكلاو) و عمل آوري مي گردد اين فرآيند باعث توليد محصولي با ساختار كاملاً متفاوت نسبت به ماده اي كه اتو كلاو نشده مي گردد.
خواص بتن گازي
با توجه به موارد كاربرد ،بتن گازي در جرم هاي حجمي گوناگون و مقاومت هاي مختلف توليد مي شود .

جرم حجمي: 
اين پارامتر از مهم ترين خصوصيات بتن گازي مي باشد و اكثر خواص اين بتن به آن بستگي دارد. از آنجايي كه جرم حجمي بستگي به وضعيت رطوبت نمونه دارد. جهت استانداردهاي كردن و مبناي مقايسه انواع بتن سبك، جرم حجمي در حالت خشك شده در كوره بعنوان معيار درنظر گرفته مي شود بتن گازي معمولاً با جرم حجمي خشك در محدود ۴۰۰ تا g/m3 800 توليد مي شود.
مقاومت فشاري :
مقاومت فشاري بتن گازي نيز مانند بقيه بتن ها با افزايش جرم حجمي افزايش مي يابد همچنين وضعيت رطوبتي نمونه، در مقاومت فشاري آن تاثير مي گذارد مقاومت فشاري نمونه هاي خشك شده در هواي ۱۵ تا ۲۰ درصد بيشتر از نمونه هاي اشباع شده مي باشد با توجه به عمل آوري خاص اتوكلاو كه روي بتن گازي اعمال مي گردد اين نوع بتن ها در پايان اين فرآيند به مقاومت نهايي خود رسيده و مقاومت آنها افزايش محسوسي در طي زمان نخواهند داشت.
جمع شدگي ناشي از خشك شدن:
جمع شدگي ناشي از خشك شدن بتن با كاهش رطوبت آن شروع مي شود و آب از منافذ بزرگ خارج مي گردد اين كاهش رطوبت با كاهش حجم چنداني همراه نيست و با ادامه خشك شدن آب از منافذ مويين كوچك بتن و همچنين آب جذب شده روي سطوح داخلي مواد متشكله بتن گازي خارج مي گردد اين خشك شدن با كاهش قابل توجه حجم خمير سيمان همراه است بر اين اساس عامل اصلي جمع شدگي از دست رفتن آب منافذ مويين و آب جذب شده روي سطوح مي باشد . جمع شدگي بتن اتو كلاو شده كمتر از بتن معمولي مي باشد.استاندارد انگليس B.Sمقدار حداكثر مجاز جمع شدگي ناشي از خشك شدن را براي بلوكهاي گازي برابر ۰۹/۰ درصد تعيين مي كند.
جذب آب:
منظور از جذب آب درصد وزني آب جذب شده نسبت به وزن خشك نمونه بتن طي زماني مشخص استغراق در زير آب مي باشد مقدار جذب آب براي بتن معمولي حدود ۵ تا ۱۰درصد وزني مي باشد بتن گازي پس از پايان فرآيند اتوكلاو داراي حدود ۳۰ درصد وزن رطوبت قابل تبخير است ميزان جذب آب نمونه هاي بتن گازي تا حدود ۷۰ درصد وزني گزارش شده است.
نتايج آزمايشهاي موردي انجام شده روي نمونه هاي بتن گازي توليد داخل كشور:
در مباحث قبلي مشخصات عمومي بتن هاي گازي بر مبناي منابع بين المللي ارائه گرديد. در اين بخش نتايج آزمايشهاي انجام شده در بخش بتن مركز تحقيقات ساختمان و مسكن ساختمان و مسكن روي تعدادي نمونه بتن گازي توليد داخل كشور ارائه مي گردد . شايان ذكر است كه نمونه هاي آزمايش شده بصورت آماده براي انجام آزمايش دريافت گرديدند.
دو گروه بتن گازي توليد داخل با شناسنامه GI و GS تحت آزمايش هاي تعيين مقاومت فشاري ۷ تعيين جذب آب، تعيين جرم حجمي خشك و تعيين جمع شدگي ناشي از خشك شدن از حالت اشباع قرار گرفتند كه نتايج آن به صورت خلاصه در جدول زير آمده است.
نام گروه مقاومت فشاري Mpa درصد جذب آب جرم حجمي خشك kg/m3 جمع شدگي
GI * 8/2 3/66 560 13% ***
GS 6/2 8/61 ** 525 1%
*آيين نامه دين آلمان نيز رنج مقاومتي ۲ تا ۸ مگا پاسكال را براي اين نوع بتن ها تعيين نموده است.
**قابليت جذب آب بالا از خصوصيات بتن هاي گازي مي باشد و درمنابع مختلف جذب آب ۶۰ الي ۷۰ درصد وزني نيز گزارش شده است.
شايان ذكر است كه اين مقادير بيشتر از مقادير مجاز ذكر شده در منابع مختلف است و اين مشكل اساسي بتنهاي گازي كشور نيز مي باشد.
بررسي توليدات بتن گازي در كشور 
در حال حاضر در كشور دو شركت در حال فعاليت مي باشند. كه اطلاعات كل در خصوص وضعيت اين كارخانه ها بشرح ذيل مي باشند.
الف- مجتمع توليدي و صنعتي سيپور ( شركت فرآورده هاي ساختماني ايران) 
اين مجتمع در اوايل دهه ۱۳۵۰ در منطقه آبيك قزوين ساخته شده و شامل دو خط توليد با نامهاي تجاري سيپوركس و ايتونگ مي باشد. اين مجتمع ( در معرض تعطيلي) داراي ظرفيت اسمي ۱۴۵۰ متر مكعب در دو شيفيت كاري در روز مي باشد كه بطور متوسط با نصف اين ظرفيت كار مي كند. ميزان مصالح اوليه، نحوه آماده سازي نمونه ها واتوكلاو نمودن در خطوط توليد سيپوركس ويتونگ قدري با يكديگر متفاوت است . هر چند توليد عمده كارخانه در حال حاضر بلوكهاي سبك ديواري اين مجتمع قادر به توليد پانلهاي بتن گازي مسلح نيز مي باشد.

ب- مجتمع توليدي بناي سبك (هبلكس)
اين كارخانه در منطقه باقرآباد ورامين واقع شده است اين كارخانه بصورت بلوكهاي سبك ديواري بوده و ظرفيت توليد آن بطور متوسط ۲۰۰ متر مكعب روزانه در دو شيفت كاري است.(در ضمائم نتايج آزمايشات بعمل آمده بر روي اين محصول ارائه گرديده است)
نتايج مطالعه بر روي بتن هاي گازي : 
خواص مطلوب اين نوع بتن شامل جرم حجمي پايين نسبت مناسب مقاومت به جرم حجمي ،عايق بندي مناسب حرارتي و ثبات (جمع شدگي ناشي از خشك شدن) نسبتاً پايين باعث شده است كه اين ماده در بسياري از كشورهاي جهان مورد استفاده قرار گيرد .شايان ذكر است كه اين محصول نياز به ايجاد كارخانه اي با هزينه سرمايه گذاري اوليه نسبتاً بالا توليد مي گردد.
در حال حاضر توليد بتن هاي سبك گازي در كشور بصورت بلوكهاي سبك مي باشد كه در ساحتمان براي ساخت ديوارهاي جدا كننده داخلي و خارجي مورد استفاده قرار مي گيرد. شواهدي مبتني بر عدم يكنواختي انطباق توليدات كارخانه ها با حداقل الزمات ذكر شده در مدارك فني وجود دارد همچنين در زمينه كاربرد در برخي موارد مشكلاتي در خصوص ترك خوردگي جذب و انتقال رطوبت به داخل ساختمان مشاهده شده است.
بديهي است كاربرد مناسب و مطلوب بتن گازي در ساختمان مستلزم توليد بتن گازي با كيفيت مطلوب وهمچنين كاربرد مناسب آن در رابطه با مسايل و جزئيات اجرايي مي باشد 

متاسفانه در كشور در زمينه استاندارد سازي اين محصول كار اندكي انجام شده و لازم است استانداردهاي تفضيلي براي تعيين حداقل شاخص هاي كيفيت قابل قبول و همچنين روشهاي استاندارد انجام آزمايش هاي تعيين كيفيت تدوين گردد.ران موسسه استاندارد تحقيقات صنعتها اين وظيفه را انجام مي‌دهد.

گروه بندي خصوصيات مصالح:
۱- خواص فيزيكي: 
۱-اطلاعات پايه‌اي: (ابعاد، جرم مخصوص، جرم مخصوص فضايي، چگالي، تخلخل).
۲- تاثيرات فيزيكي آب و رطوبت بر مصالح: ( ۱- قابليت جذب آب، ۲- ميزانجذب آب، ۳- ضريب نرمي، ۴- ضريب خشك شدن، ۵- مقاومت دربرابر تغيير رطوبت محيط، ۶- عدم نفوذ آب، ۷- مقاومت در برابر يخبندان، ۸- تعرق).
۳- واكنش جسم در برابر تغيرات حرارتي و آتش: ( ۱- ضريب هدايت حرارت، ۲- عنار گيري سطحي، ۳- خاصيت انعكاس، جذب و انتشار سطوح، ۴- گرماي ويژه، ۵- ظرفيت حرارتي، ۶-مقاومت در برابر آتش، ۷- سرتاس، ۸- مقاومت در برابر متلاشي شدن، ۹- ضريب انبساط و انقباض)
۴- تاثيرات متقابل فيزيكي نور، صوت و الكتريسيته با مصالح: (۱- قابليت جذب و انعكاس نور، ۲- قابليت عبور نور، ۳- تاثير متقابل صوت بر مصالح (انعكاس، جذب، ارتعاش، صوت ضربه‌اي، صوت هوايي) ۴- تاثير متقابل الكتريسيته بر مصالح.

۲- خواص شيميايي مصالح:
توانايي مصالح جهت مقابله با اثر اسيدها، گازها، محلول‌هاي نمكي وگازها.
– دوام
۳- خواص مكانيكي مصالح:
۱- مقاومت: توانايي مصالح براي مقابله با گسيختگي تحت تاثير تنش ناشي از بار. 
۲- سختي: مقاومت مصالح در برابر خراش اجسام سخت تر. 
۳- تغيير شكل مكانيكي: مصالح بايد توانايي تحمل وزن خود و بارهاي وارده را بدون ايجاد خطر و هيچ‌گونه تغيير شكلي كه موجب كاهش كارايي ساختار و يا بد نما شدن آنها گردد داشته باشند.
۴- خواص كاربردي مصالح: 
ابعاد و اندازه، حمل و نقل، استفاده از سيستمهاي نصب و امكان توليد در كارگاه و … .
۵- خواص معمارانه مصالح: 
مسائل زيباشناسي بومي يا شخصي، تركيب مناسب در هم‌نشيني مصالح گوناگون.
۶- هزينه‌ها و مسائل اقتصادي: 
مرحله اجرا: به راحتي و بر اساس قيمت روز؛ 
مرحله نگهداري: هزينه ادواري مثل تعمير كاري، بازديد و نقاشي؛ 
هزينه نگهداري بلندمدت مثل تعميرات و اصلاحات.

عمر ساختمان مدت زمان بهره‌وري اقتصادي ساختمان است.
طرح موفق با انتخاب بهينه مصالح و هم نشيني آنها فاصله دوره هاي نگهداري كوتاه مدت و بلندمدت را افزايش مي‌دهد و در نهايت عمر ساختمان را افزايش مي‌دهد. توقف بهره برداري جهت تعميرات: وارد كردن خسارات مالي (بيمارستان يا ادارات).
استخراج گچ از سنگ:
CaSo4, 2H2O+حرارت۲۰۰oc  ۱٫۱/۲H2O+CaSo4, 1/2H2O

تبلور و سخت شدن گچ:
CaSo4, 1/2H2O+1.1/2H2O  CaSo4, 2H2O + O
گچ:
گچ از جمله مصالحي است كه درصنايع ساختمان ازاهميت ويژه اي برخوردار مي‌باشد و به علت ويژگيهايي كه دارد از زمانهاي قديم درامر ساختمان سازي مصرف داشته است. در بسياري از ساختمانهاي قديمي گچ نقش موثري داشته است و گچ بريهاي بسيار زيبايي از دوران صفويه باقي مانده است.
گچ بعلت خواص خود از اولين قدم در ايجاد يك بنا كه پياده كردن حدودزمين مي‌باشد تا آخرين مراحل آن كه سفيدكاري و نصب مورد استفاده قرار مي‌گيرد و حتي در نقاشي ساختمان نيز از گچ استفاده مي‌شود.
منابع تهيه گچ: 
گچ از پختن و آسياب كردن سنگ گچ بدست مي‌آيد.سنگ گچ از گروه مصالح ساختماني كلسيم‌دار است كه به وفور در طبيعت يافت مي‌شود و تقريبا در تمام نقاط زمين وجود دارد و از لحاظ فراواني در طبيعت در رديف پنجم مي‌باشد. سنگ گچ خالص بير نگ است و سنگ گچ تركيب شده با كربن به رنگ خاكستري و سنگ گچ تركيب شده با اكسدهاي آهن، بيرنگ، زرد روشن ‌و يا كبود و يا سرخ است كه بر حسب نوع اكسيد آهن اين رنگها متفاوت است.
مصارف گچ:
گچ در ساختمان مصارف متعددي دارد. از جمله ريختن رنگ ساختمان براي مشخص كردن اطراف زمين و پياده كردن نقشه، ملات‌سازي ( خاك و گچ)، سفيدكاري، سنگ‌كاري كه درمورد اخير براي نگهداشتن سنگ بطور موقت و ريختن ملات پشت آن مورد مصرف دارد و در صنايع مجسمه‌سازي و ريخته‌گري براي قالب سازي مصرف مي‌شود و در كارهاي طبي براي شكسته‌بندي مورد نياز است.
خواص گچ:

گچ علاوه بر دو خاصيت عمده كه يكي زورگيري و ديگري ازدياد حجم به هنگام سخت شدن است داراي خواص ديگري هم هست. از جمله آنكه گچ آكوستيك است، در آتش سوزي مقاوم مي‌باشد، ارزان و فراوان است و داراي رنگي سفيد و خوشايند است. بطور كلي خواص گچ را مي‌توان در موارد زير دانست: 
۱-زورگير بودن: ملات گچ از جمله ملاهايي است كه بسيار زورگير مي‌باشد، در حدود ۱۰ دقيقه سخت مي‌گردد. اين خاصيت به ما امكان مي‌دهد كه متغير هاي ۵ سانتيمتري و همچنين طاق‌هاي ضربي را كه بايد قبل از چيدن هر رديف آجر برديفي كه قبلا چيده شده است سخت شده و در جاي خود ايستاده باشد با اين ملات بسازيم.

۲-خاصيت ازدياد حجم: گچ تنها ملاتي است كه در موقع سخت شدن در حدود يك درصد به حجمش افزوده مي‌شود و پس از خشك شدن تقليل حجم پيدا نمي كند. با استفاده از آن خاصيت است كه ميتوان سطوح وسيعي را با آن اندود كرد زيرا اين اندود بعلت آنكه در موقع سخت شدن به حجمش افزوده مي‌شود، كليه خلل و فرج خود را پر كرده و در آن ايجاد ترك وشكاف نمي شود ودر نتيجه حشرات نمي توانند در انجا لانه كرده و در نتيجه براي اندود داخل اتاقها كلاً مي‌تواند مفيد و بهداشتي باشد. 
۳-مقاومت در برابر آتش‌سوزي: با توجه به اينك گچ سخت شده مانند سنگ گچ داراي دو مولكول آب تبلور است اگر لايه گچ در مقابل حرارت ناشي از آتش سوزي قرار گيرد اين آب تبلور دراثر حرارت دوباره از گچ جداشده و بصورت يك لايه آب در مقابل آتش قرار گرفته و براي مدت ۲ تا ۳ ساعت مي‌تواند در مقابل سرايت آتش به فضاهاي ديگر مقاومت كند.
۴- خاصيت آكوستيك بودن گچ: گچ در مقابل ارتعاشات صوتي رفتار مطلوبي دارد و تقريبا بين ۶۰ الي ۷۵ درصد اين ارتعاشات را بخود جذب نموده و مانع انعكاس آن مي‌شود و در نتيجه از ايجاد پژواك جلوگيري مي‌كند. اين حد جذب ارتعاش براي اتاق‌هاي زندگي و كلاس هاي درس و حتي سالن‌هاي كوچك كنفرانس كافي است.

(سالن‌هاي بزرگ اجرا موسيقي و يا تئاتر بايد با وسايل بهتري آكوستيك شوند).
۵-ارزان بودن گچ: بعلت ارزاني وسهل الوصول بودن در همه كارگاهها به مقدار كافي وجود دارد، مورد استفاده است.
۶- خاصيت پلاستيك بودن گچ: ملات گچ بعلت خاصيت شكل پذيري فوق العاده اي كه دارد مي‌توان با آن شكل و نقش هاي زيبايي بوسيله هنر گچ بري ايجاد كرد و بدين وسيله درفضاهاي ساختمان زيبايي مخصوصي ايجاد نمود.
۷- خاصيت رنگ‌پذيري گچ: اندود گچ پس از خشك شدن تقريبا هر نوع رنگي را بخود مي‌پذيرد و بدين وسيله مي‌توانيم فضاهاي مورداستفاده خود را به رنگ دلخواه رنگ آميزي كنيم.

۸: زمان سخت شدن ملات گچي: ريز دانه‌هاي گچ نيز زمان متبلور شدن آنرا كوتاه مي‌كند. مواد خارجي تاثيراتي ب زمان سخت شدن ملات گچ دارند. دركارگاه افزودن مواد مختلف باعث تعويق و يا تسريع زمان سخت شدن آن مي‌گردد. بطور مثال افزودن نمك طعام تا ۲ درصد به ملات، زمان سخت شدن ملات را تا ۳ دقيقه كاهش مي‌دهد. 
آهك شكفته در ملات گچ زمان خودگيري راافزايش مي‌دهد با افزودن خاك رس به گچ مدتها آنرا كند گير مي‌كند.بلكه در مصرف آن نيز صرفه‌جويي مي‌شود. از اين مخلوط ملات گچ و خاك براي زدن طاق ضربي و آستر ديوارها استفاده مي‌شود. 
وقتي گچ زنده را با آب مخلوط مي‌كنيم به سرعت خود را مي‌گيرد و كم كم خاصيت خميري و قدرت چسبندگي خود را از دست مي‌دهد، تا كاملا سخت شود. زمان گيرش گچ زيركاري پس از ۴ دقيقه شروع و پس از ۱۰ دقيقه خاتمه مي‌يابد. در صورتي كه زمان گيرش گچ اندود كاري ( گچ كشته) ۸ تا ۲۵ دقيقه پس از مخلوط شدن با آب آغاز مي‌شود وپس از ۲۵ تا ۶۰ دقيقه خاتمه مي‌يابد. 
بايد در نظر داشت كه سخت شدن ملات گچ بايستي درحرارت پايين تر از ۶۵ درجه سانتي‌گراد باشد، در غير اينصورت گچ مجددا آب تبلور خود را از دست مي‌دهد و از تاب آن كاسته مي‌شود.

سرعت جلوگيري ملاتهاي گچي باعث مي‌شود سطح اندود شده صاف و يكنواخت نباشد. براي سفيد كاري صاف و بدون موج سطوح را در دو لايه اندود مينمايند. براي لايه آستر از ملات گچ زنده و براي تخت و يكنواخت كردن سطح آبستر از ملات گچ كشته استفاده مي‌نمايند كه اصطلاحا آنرا اندود گچي مي‌نامند. 
براي تهيه ملات گچ كشته آب ملات را افزا يش مي‌دهند، در حالت خميري آنرا ورز مي‌دهند تا همنشيني بلورهاي آن بتاخير افتد. ضخامت ملات گچ كشته بسيار كم است و براي پر كردن پستي و بلنديها و خلل و خرج لايه اول بكار مي‌رود. لايه گچ كشته چون بطريقه فيزيكي خشك مي‌شود، نه تنها در موقع خشك شدن ازدياد حجم پيدا نمي كند بلكه بعلت از دست دادن آب از حجم آن كاسته مي‌شود بنابراين اگر ضخامت اين لايه زياد باشد، ترك برمي‌دارد.

۹- گچ در مقابل آب: گچ در مقابل آب و رطوبت مقاومت نداشته و بسيار ضعيف است و لايه‌هاي سفيد كاري اگر در مجاورت رطوبت قرار گيرند طبله كرده و بصورت جدا از هم در ديوار ظاهر مي‌شوند و پس از اينكه رطوبت از بين رفت نيز به حالت اوليه با زنمي گردد، به همين علت از بكار بردن گچ در مكانهايي كه آب در تماس است مانند توالت و آشپزخانه و حمام بايد خودداري كرد. همچنين در ساختمانهايي كه در مناطق مرطوب هستند براي سفيد كاري بجاي گچ از سيمان سفيد يا آهك استفاده مي‌شود. 
۱۰-تاثير حرارت بر گچ: ضريب هدايت حرارت گچ ناچيز است ولي اگر ملات گچ در گرماي بيش از ۵۰ درجه سانتي گراد بماند تاب مكانيكي خود بتدريج از دست مي‌دهد.
۱۱- ملات گچ در برابر يخبندان: ملات‌هاي گچي د رمقابل سرما و يخبندان مطمئن و مقاوم مي‌باشند.
۱۲- همنشيني با فلزات: بعلت محلول بودن گچ در آب و پايداري كم تركيب آن اين ملات موجب زنگ زدن و خرده شدن آهن، روي و سرب مي‌شود. به همين علت بايد فلزات همجوار با گچ را بخوبي عايق‌كاري نمود. 
۱۳- مقاومت مكانيكي: نمونه ملات گچ كه در حرارت ۳۵ تا ۴۵ درجه سانتي گراد خشك شده باشد پس از ۲۸ روز ۲۵ كيلوگرم بر سانتي متر مكعب تاب خمشي و ۶۰ كيلوگرم بر سانتي‌متر مربع تاب فشاري داشته باشد.
بطور كلي گچ بايد كاملا پخته آسياب و الك شده و كاملا سفيد باشد. گچهاي كاملا سوخته نبايد در ساختمان مصرف شود.گچي كه از كوبيدن نخاله گچ بدست مي‌آيد تنها يكبار براي آستر گچ و خاك قابل استفاده است. دانه هاي گچ ساختماني بايد از ۲/۰ ميليمتر ريزتر باشد و زير دست كاملا نرم باشند.
گچ مناسب براي مصارف ساختماني

موارد مصرف نوع گچ
كارهاي عمومي مانند ملاتها، توليد قطعات پيش ساخته و بلوكهاي گچي درنقاطي كه ميزان رطوبت هوا كمتر از ۶۰/۰ باشد. گچ ساختماني
اندودهاي داخلي در مناطقي كه رطوبت نسبي هوا كمتر از ۶۰/۰ باشد. گچ اندود
اندودهاي داخلي و نماسازي در مناطقي كه رطوبت نسبي هوا از ۶۰/۰ بيشتر باشد. گچ بري ـ ملات

حمل و نگهداري:
گچ پخته را بايد از اثر آب دررطوبت هوا حفظ كرد و در ظروف مخصوص يا كيسه هاي آب بندي شده نگهداري نمود و مشخصات انواع آن بر روي كيسه ها نوشته شود.
آهك:
آهك از مهمترين مصالح كلسيم دار است كه در ساختمان به شكلهاي گوناگون مورداستفاده قرار مي‌گيرد. در صنعت ساختمان سازي كربناتهاي كلسيم كه سنگهاي آهكي جزء آنهاست، بصورت‌هاي گوناگون مصرف مي‌شود از جمله بصورت سنگ‌هاي ساختماني مانند سنگ‌هاي تراورتن و مرمرو… و يا بصورت اكسيد كلسيم كه به آن آهك زنده مي‌گويند كه بعنوان ماده چسبنده ملات در ساختمان سازي استفاده مي‌شود.ولي آهك زنده به علت ميل تركيبي شديد كه با فلزات دارد با فلزات مصرف شده ساختمان نظير لوله هاي آّب و لوله شوفاژ تركيب شده درآنها خوردگي ايجاد كرده و موجب پوسيدگي مي‌شود. 
آهك‌پزي (اصول تهيه و بكارگيري آهك):
در واقع اصول تهيه و بكارگيري آهك، تبديل سنگ آن به حالت قابل مصرف و بازگشت مجدد آن به سنگ آهك پس از مصرف مي‌باشد. 
تهيه سنگهاي آهكي از معادن مربوطه سنگهاي آهكي داراي منشاء CaCo3 مي‌باشند.
با بوجود آوردن قريب به ۹۰۰ درجه سانتي گراد حرارت پس از بخار شدن آّب همراه با سنگ، تركيب CaCo3 را در كوره هاي مكانيزه و يا سنتي مي‌شكنند و آنرا تبديل به آهك زنده به فرمول CaO و گاز CO2 مي‌كنند. گاز كربنيك با ساير بخارات از بالاي كوره خارج مي‌شود.

آهك زنده را با آب تركيب و تبديل به آهك شكفته با فرمول Ca(OH)2 مي‌كنند. اين ماده كه از دسته قليايي‌هاست ميل تركيبي فراواني با اسيدها دارد. آهك شكفته را بصورت خالص با خاك يا ماسه به عنوان شفته آهكي در اندود و يا ملات بكار مي‌برند. 
گاز دي اكسيد كربن موجود در هوا با آب و رطوبت تركيب مي‌شود و ايجاد اسيد ناپايداري را مي‌نمايد كه به داخل ملات نفوذ مي‌كند و با آن تركيب مي‌شود و توليد CaCo3 مي‌كند. اين عمل بسته به مكان كاربرد و نوع ملات حتي تا ماهها به طول مي‌انجامد. اين مدت به رطوبت هوا، ميزان گرماي آن و ضخامت ملات بستگي دارد.
خواص آهك زنده:

آهك زنده جسمي سفيد رنگ با درجه ذوب ۲۵۰۰ درجه سانتي‌گراد است. بخاطر درجه ذوب بالا از آن به منظور اندود نمودن سطح كوره ها استفاده مي‌نمايند. اين ماده ميل تركيبي فراواني با آب دارد و به همين دليل درنگاهداري آن بايد دقت فراواني بعمل آورد. سنگ آهكي كه به روش صنعتي حرارت ديده باشد و مبدل به آهك زنده شود مرغوب تر و يكنواخت‌تر است. 
شكفتن آهك: 
عمل تبديل آهك زنده به نيترات كلسيم را شكفتن آهك مي‌خوانند. آهك پس از آنك شكفته شد بسته به درجه خلوص، ازدياد و حجم پيدا مي‌كند و در آهك‌هاي لاغر اين ازدياد حجم ۲۵/۱ تا ۲ برابر و در آهك‌هاي چاق از ۲ تا ۵/۳ برابر حجم اوليه است. همراه با اين فعل و انفعالات شيميايي مقداري حرارت نيزآزاد مي‌شود. سرعت عمل شكفته شدن به سه عامل زير بستگي دارد.
حالت فيزيكي آهك:
آهكي كه خرد شده باشد سريعتر از قطعات بزرگتر هيدراته مي‌شود. 
ساختمان شميايي آهك: 
آهك خالص بسيار سريعتر از آهكي كه ناخالصي دارد شكفته مي‌شود. 
درجه حرارت پختن آهك: 
آهك پخته قادر به شكفتن نيست و آهك سوخته نيز به علت اثر ناخالصيها دير يا هرگز نمي‌شكند. در ضمن بسته بهميزان تمايل آهك به هيدراته شدن سه حالت زير بايد رعايت شود.
۱- آهكي كه به سرعت مي‌شكفد بايستي به آب اضافه شود نه آب به آهك. آّ ب بايستي روي آهك را بپوشاند و بايد مانع از تبخير آب بوسيله افزودن آهك شد. اين آهك توليد ملات كاملا هوايي مي‌كند.
۲- آهكي كه متوسط شكفته مي‌شود بايستي آنقدر آب به آن اضافه نمود تا نيمي از آن درآب غوطه‌ور گردد. اين نوع آهك توليد ملات نيمه آب