پتانسیل بالقوه فناوری نانو در ساخت مصالحی که با آن می‌توان به بالاترین حد رفع نیازهای انسان رسید، اصلی‌ترین عاملی است که آن را برای طراحی‌ها برای آینده انتخاب می‌کند، که از این میان می‌توان به تأثیر این فناوری بر صنعت بتن اشاره کرد.

کاربرد فناوری نانو در تحول سایر فناوری‌ها، تأثیر بسزایی بر سلامت و آسایش مردم دارد. امروزه کشورهای مختلف با بهره‌گیری از فناوری نانو و تلفیق آن با سایر تخصص‌ها به دستاوردهایی رسیده‌اند که از آن جمله می‌توان به هزینه‌های تولید و نگه‌داری کمتر، مصرف انرژی پایین و طول عمر بیشتر اشاره کرد.

رابطه فناوری نانو و معماری

در دنباله معماری ارگانیک فرانک لوید رایت که در آن هدف خلق ساختارهایی در سازگاری با طبیعت بود، امروزه این مسأله در قالب معماری پایدار و افق جدید آن یعنی نانو تکنولوژی مطرح و مورد بحث و بررسی قرار می‌گیرد.

از آنجا که با استفاده از دستاوردهای فناوری نانو یک ساختمان در زمان‌ها و مکان‌های مختلف می‌تواند رفتارهای متفاوتی از خود نشان دهد، سخت و غیر قابل انعطاف و یا نرم و سیال- تئوری‌های شناخت مواد به طور کلی دگرگون می‌شوند. در واقع مصالح، هویت ثابت خود را از دست می‌دهند و دیگر معماری در زمان و مکان محدود نخواهد شد. مدرک بی واسطه و مستدل برخورد مستقیم فناوری نانو با معماری، مصالح (تولیدات فیزیکی) هستند که عموماً کاربری‌های گوناگونی به ساختمان‌ها می‌بخشند. چنین مصالحی امکانات تازه‌ای را برای تکمیل و بهبود شئی معماری و اندیشیدن درباره شکل جدیدی از زندگی، بوجود می‌آورند.

گسترش این فناوری در معماری به طور چمشگیری در حال توسعه است که در زیر به چند مورد از آن اشاره شده است:

سیمان و بتن.
نانو پوشش‌ها.
نانو شیشه‌ها.

نانو شیشه
شیشه های ضدانعکاس

بخش عمده ی شیشه ای که در ساختمان سازی مورداستفاده قرارمیگیرد درپنجره مورد استفاده قرارمیگیرد.پنجره بخشی ازساختمان است که در سی سال گذشته تغییرات زیادی کرده است.سعی طراحان بربه حداقل رساندن مجموع ساخت پنجره در نمای بوده تاازهدررفتگی مساحت پنجره جلوگیری کند.بازارصنایع شیشه اروپا که بیش از 45٪ ازسهم بازار جهانی شیشه را به خوداختصاص داده به 80000 واحدتولیدی رسیده است.پنجره هادر عین فعال بودن درپاسخگویی به نورخورشید وبادوباران هم شرایط محیطی ساختمان راتحت کنترل در آورد.وهم به کمک پایداری زیست محیط کمک کند.اما محصولات به دلیل سختی تنظیم ونگهداری وهمچنین هزینه بالای تولیدشان اشاره کرد.پس دراین میان کاربرد فناوری نانو به کمک مهندسان وصنعت شیشه سازی آمد.انواع شیشه ها را می توان نام برد: 1-شیشه های ضدانعکاس درعلم فیزیک ثابت شده است که امواج به سطوح می رسندوبسته به شفافیت وویژگی سطح به سه دسته منشعب می شوند.مقداری از امواج انعکاس وجذب مقداری ازسطوح میگذرند.درباره ای ازکاربرد معماری انعکاس نورعامل نامناسبی می باشد وازکیفیت زیبایی شناختی فضا می کاهد.پس متخصصان حوزه نانو موادرا صنعت شیشه واردساختن تا همه چیزمضر را به حداقل رساند.گذرنورازمیان اجسام مانند شیشه وپلاستیک که بخشی ازنور برخوردکرده به خودرا منعکس می کنندبه وسیله حجم نوربازتابیده شده محدود می شود.دربهترین حالت شیشه اجازه میدهد حداکثر 90٪نورتابیده شده عبورکند واین عامل به سبب تفاوت ضریب شکست شیشه وهوای مجاور رخ می دهد پس بهترین عامل دربروزاین پدیده ضریب شکست محیطها می باشد.شیشه های ضدانعکاس درطراحی داخلی وکاربردهای تزئینی ونمایشی بیشتراست.مانندکابینت و…وبااعمال روکشهای متعددی برروی شیشه های معمولی که هزینه های هنگفت تولیدومحصولات گران قیمت رادنبال دارد.پلاستیک نیزمانند شیشه ازخاصیت دگرچسبی خوبی برخوردارنیست.وروکش چندلایه آن به راحتی امکان پذیرنیست وازدیگرمعایب اینکه چنین سیستم های چندلایه ای متداخلی تنهادرطیف مرئی امواج نورانی یعنی طول موجی بین 390 تا 750 نانومتر عمل کرده ودربخشهای دیگر طیف بازتابندگی را افزایش میدهدومتاسفانه مزیت به دست آمده دربخش طیف مرئی برچنین بخش غیر مرئی غلبه نمی کندو میتوان گفت این شیشه ها برای استفاده در جمع کننده های انرژی خورشیدی کاربرد ندارد.یک لایه ازاین شیشه های چندلایه رادرمحلولی فرومی برندتا محصول شیشه ای قابلیت عبوردادن طیف گسترده تری ازامواج نوری راداشته باشد.دراین شیشه ها ضریب شکست نور برای بیرونی ترین لایه کم بوده وبادقت مشخص می شودوضخامت این لایه بیرونی حائز اهمیت است ومی توان این لایه با ضخامت 150 نانومترانتخاب کرد.اگرچه این عملیات دقیق رابرای لایه بیرونی شیشه انجام دهیم سهم پرتوی بازتابیده شده نسبت به امواج برخورد کرده باشیشه از درصد به 1 درصد کاهش خواهدیافت.درتولیدسنتی شیشه های ضدانعکاس نقاط ضعفی وجودداردازقبیل :محدودشدن محدوده طیفی عبورکننده ازشیشه وزاینده های پیچیده وپرهزینه که در این میان نانو مواد می تواند این مشکل را حل کند.این شیشه ها توانایی در افزایش امکان عبورامواج نورانی خورشید نسبت داد که در نتیجه پهنای بیشتر طیف قابل عبورازشیشه میسرشده است.روش مقرون به صرفه در ساخت شیشه ضدانعکاس بهره گیری از اثرچشم شب پره است.بررسی قرنیه چشم شب پره ها که بیشتر درشب فعال است.حاکی ازوجودساختاری درچشم این حشرات است که انعکاس نوررا به حداقل می رساند.بااستفاده ازروشهای شبیه منبت کاری گرم می توان شفافیت دیداری شیشه را تابش از 97٪ وشفافیت پلاستیکها راتاپس از 99٪ ارتقاء داد وعلاوه بر بهبود خواص عدم انعکاس شیشه ویژگیهای ضدالکتریسیته ساکن ودفع کثیفی آن نیز بهبود پیدا می کند.زمینه های دیگر در استفاده از محصولات نانو شیشه تولید وجمع کننده های انرژی خورشیدی است.درنانو شیشه های بکاررفته دراین جمع کننده های هم طیف امواج نورانی امکان عبور ازطیف امواج نورانی راداشته وبنابراین حداکثر بازدهی وبیشترین مقدارتولید انرژی راممکن می سازد.برخلاف شیشه های قدیمی زاویه برخورد نور باشیشه تاثیر مثبتی برانتقال آن ازمیان شیشه خواهد داشت واین قسمت ها وابستگی کمتری به جهت وزاویه تابش دارد ومی توان در فصلهای مختلف سال ازکارایی مشابهی برخوردارخواهندبود.علاوه برهمه اینهانانوپوشها ازعمربیشتری برخوردارهستندنسبت به نوع سنتی خودشان وکمترجذب آلودگی وکثیف شدن قرارمی گیرند. فناوری اپتو-الکترویک:حوزه ای ازدانش است که براساس نانوذرات شکل گرفته است وابعادومشخصه های اپتیکی،شیمیایی،فیزیکی آن به دقت کنترل می گردد.ذرات نانو کوچکترازطول موج امواج مرئی هستند.تولیدکننده ی روشی جدیدوخلاقانه است که این ساختار جدید تشکیل شده از ریزذرات به شکل توپهای بزرگ دی اکسید سیلیکون درحدود 30 تا 50 نانومتر. برای تولید شیشه های ضد انعکاس دوروش موجود است:1-کشیدن یک لایه پوشش ضد انعکاس که شامل انواع ذرات سلیس دراندازه های مختلف است.ذرات بزرگتر برای تولید ساختار لایه می باشندوذرات کوچکترمقاومت مکانیکی راایجادمیکنند.میزان پرتوهای نوربازتاب یافته شده ازسطح این شیشه ها درحدود 1 درصد وحجم ان بیش از 99 درصد است.2-باکمک پوشهای چندلایه ای ازمواد نیمه ژلاتینی می توان در این شیشه امکان اینکه طول موج های تابیده شده به خود به گونه ای برخورد کند.علاوه بر این شیشه های روش دوم با آب وذرات آلی خیس شده و قابل تمیز شدن هستند وزاویه تابش آب بااین شیشه هابیش از 80 درجه است.وخصوصیات دیگراین این شیشه ها زاویه برخورد پرتوباشیشه ،تاثیر زیادی بر نحوه انعکاس یاعبور آن نمی گذارد وبه ازای زاویه تماس از صفرتا 75 درجه.در میزان انتقال پرتو هاازشیشه هاتنها بین 5 تا 8 درصد تغییر به وجود می اید.

بتن از پرکاربردترین مصالح ساختمانی است.این ماده مصنوعی بیشترین تولیدسالیانه رادارد.همچنان میتوان مصالح سیمانی وبتنی راازپرمصرف ترین مصالح ساختمانی دانست.بنابراین بتن مانند موتور صنعت ساختمان می باشد.ویژگی برجسته این بتن به علت ارزان بودن ومصرف کم انرژی دارای ویژگی های خاص خود میباشد.بیش از90درصدپوسته اصلی زمین اکسیدسیمان است ومی توان گفت منبعی غنی ازمواداولیه در دسترس است.تمام تحولات ساختمانی سالانه برروی بتن به تقریب 100 میلیارددلاراست.متخصصان پیوسته در حال انجام آزمایش برروی کیفیت روزافزون این مصالح هستند.درصورتی که مشخصه وویژگی های ذاتی این مصالح مانندمقاومت بادیگرمصالح کم به نظر میرسد.ازویژگی بتن این است که دردمای اتاق این سیال به ماده ای جامدوصلب تبدیل می شود.ودراین فرایند ده هاماده شیمیایی واردچرخه واکش شیمیایی می شوند.البته هنوز به صورت کامل شناخته شده نیستند.بتن شاید برخلاف هرنوع ماده دیگر باگذشت زمان برروی آن دارای خاصیت تداوم ومقاومت بیشترمی شونداین ماده پرکاربرد دارای مقیاس چندگانه است.سنگدانه های مورداستفاده دربتن درحدمیلی متری هستند ونکته حایزاهمیت اینکه این مواد ومصالح با مقیاسهای متفاوت درکنار هم عمل می کنندتابتن حاصل آید. بتن که ماده ای ویسکوالاستیک است واین به دلیل وجودفاز C-H-S است.باشناخت ساختار نانو مقیاس می توان دریافت که دلیل خزش بتن در مقیاسهای مختلف چیست وحتی دیگرویژگی های بتن را می توان به کمک تفحص در مقیاس نانو درک کرد.بااینکه فناوری نانو اندکی دیربه قلمرو بتن واردشد این تاخیر را میتوان به دو عامل نسبت داد.یکی نداشتن درک ودانش کامل ازترکیبات شیمیایی وفیزیکی بتن دیگری نحوه بهبود وارتقای کیفی در ماده ای مانند بتن که ماده ای مایع و جامد است. اثیرات آینده فناوری نانو دربتن که باید این اوصاف موردبررسی قرارگیرد.1-ریزدانه ها 2-خمیرسیمان 3-محدوده گذر بین سطحی ITZ محدوده ای که خمیرسیمان ،سنگدانه درشت رادربرمی گیرد.البته ابعادسنگدانه ها 3 تا 4 برابربزرگتر ازوسعت محدوده ITZ است اما میکرو ساختاربتن رفتارهای مکانیکی بحرانی خودرا در این زمینه ودر مقیاس گوناگون به اجرا می گذارد.برای شناخت بتن وخاصیتهای آن باید به بررسی وتجزیه وتحلیل ITZ پرداخت،بنابراین این ناحیه درنقش ضعیف ترین ناحیه اتصال دربتن عمل میکند وبیشترین میکروترکها دراین ناحیه بروز میکند.بابوجودآمدن نگرشهایی که بر پایه نانو فناوری است پتانسیلی برای مصالح شناسان فراهم شد تا بتوانند به تغییرات اساسی درساختاراین مواد به وجود آورند.می توان گفت همه ویژگی های بتن ودیگرمصالح پایه سیمانی ،ناشی از فرایند هیدراسیون آن است درک بهتررفتار وساختاربتن در مقیاس نانو به ما کمک خواهد کرد تاویژگی مطلوب بتن بهبود یابد.افزایش دوام ،کاهش شکنندگی(تردی)،افزایش مقاومت کششی خاصیتهایی هستند که می توان با افزودنیهای خاص آنها رابرای بتن بدست آورد.افزودن مواد نانو به سیمان ویژگی های عملکردی آن را افزایش میدهد.مثلا نانو سیلیس ها می تواند به نحو مطلوبی بر مقاومت فشاری بتن تاثیر بگذارد.دوغابی که از نانو سیلیس آمورف(بی شکل) سبب افزایش مقاومت بتن نمای خود متراکم دربرابر جدایی سنگدانه ها می شود.وعلاوه براین میتوان افزون مقادیر ناچیزی ازنانو لوله ای کربنی می تواند سبب افزایش مقاومت فشاری و خمشی بتن شود.ترک خوردگی یکی از مهمترین عواملی است که باعث نگرانی مهندسان در سازه بتنی می باشد.بااستفاده از پلیمرهای معالج بتن اثر ترک خوردگی را می توان کمتر کرد که شامل کپسولهای ریز متشکل از عامل درمانی بتن و ماده محرک شیمیایی است در صورت ایجاد ترک این ماده آزاد شده و با ماده محرک تماس پیدا میکند.بعد از انجام این تماس پلیمر ریزاسیون آغاز شده و دو طرف ترک به هم می چسبنداین روش مستلزم تزریق اپوکسی که هزینه زیادی دارد می شود .قرارگیری حسگرهای میکرو ونانو الکترومکانیکی متخصصان را قادر کرده تا بتوانند ویژگی ها و عکس العملهای بتن را در مراحل مختلف آمیختن، ریختن ،گیرش وبارگذاری بررسی کننداین حسگرها درک مارااز فرایند هیدراسیون بتن ونابود شدن احتمالی وترکها ارتقاء میدهد وعلاوه براین ازهیدروژل های فعال محیطی در بتن استفاده می شودکه امکان حسگری وواکنش دهی نسبت به محرک های محیطی نظیر رطوبت ودمارا فراهم میکند.
نقش نانو در بهبود کیفیت بتن

یکی از عواملی که روشهای سنتی ساختارخمیر سیمان را منسوخ می کند فقدان نظم بلوری در این ماده است.دانشمندان توانسته اند شفافیتی بیشتر از ساختار اتمی آب سیمان را به تصویر بکشند.روشن ترین مسیری که در استفاده از نانو مواد در کیفیت بتن وجوددارددر مراحل تولید بتن یعنی ایجاد روشهای آسان در فرایند ساخت و هم چنین ویژگی نهایی بتن سخت شده است.اصولا اصلاح سنتی از ضعفهای بتن با تضعیف ویژگی مثبت دیگری توام بوده واستفاده از افزودنی در بتن دارای اشکالاتی می باشداما فناوری نانو مزیت های بیشتری را به بتن اضافه می کند و میتوان بتن را هم چنین در سطح بهترین وبالاترین وبا کیفیت ترین مصالح در نظر گرفت.[۶] افزودن نانو ذرات سیلیس به مصالح پایه سیمانی از تضعیف واکنش اصلی در ان می کاهدوهم چنین از حجم حفره هایی که پس از سخت شدن می توانند در محلی تجمع کنند را کم می کند وبه این ترتیب بر دوام بتن می افزاید.نانو سیلیکا که به عنوان مواد افزودنی به بتن به شکل گرد یا دوغاب مصرف می شود باعث جلوگیری ازجداشدن سنگدانه ها در بتن خود متراکم شونده ودوام بتن سخت شده می شود.خاکستربادی از مصالحی است که می تواند در ارتقاء بخشیدن به مقاومت وپایداری زیست محیطی بتن را کمک کند.البته یکی از مهمترین ضعفی که بر استفاده از خاکستربادی است کاهش سرعت بتن در جذب مقاومت اولیه وزیاد شدن مدت زمان مراقبت از آن در مقایسه با بتن معمولی است.همچنین استفاده از نانو ذرات هماتیت علاوه بر افزایش مقاومت بتن با تغییر مقاومت الکتریکی توده بتن کارکرد را مناسب تر وپایش سطح تنش وارد شده به بتن را هموارترمیکند.نانو ذرات سیلیکا سبب رشد فرایندهیدراسیون بتن شده و مقاومت سه روزه را افزایش میدهد.نانو ذرات سیلیکا به عنوان پیشگیری کننده از رسوب زود هنگام در هسته مرکزی ظاهرشده وزمان گیرش را کم می کندورفتار پوزولانی این نانو ذرات باعث میشود بر هم کنش بین سنگدانه وخمیر سیمان بهبود یافته. یکی دیگرازنانو ذرات که سبب ارتقای ویژگی بتن می شود دی اکسید تتانیوم است که این ماده به دلیل ویژگی های استریل کننده و واکنش پذیری کاتالیتیک قوی در سیمان رنگ وشیشه های پنجره نیز استفاده می شود وبه دلیل رنگ سفید آن به شکل بارزی نسبت به رنگ بتن مورد توجه قرار میگیرد به طور کلی نانو ذرات به عنوان مراکز کریستال سازی عمل کرده که این ابعا ریز نانو ذرات باعث می شودتا بتوان راحت تر حفره ها وفضاهای خال را پر کندوبه عنوان پرکننده تاثیربیشتری بر خلل وفرج وچسبندگی بهتر بین خمیر سیمان وسنگدانه بر جای بگذاردومقاومت فشاری آن را ارتقاء میدهد وازآثاترمطلوب استفاده از ذرات نانو بنیان افزایش کندروانی خمیر بتن پیش از زمان گیرش است که موجب میشود حالت تعلیق سنگدانه بهترشده و کارپذیری بتن هم افزایش یابد. فناوری نانو وبتهای ویژه: 1-بتن الیافی 2-بتن خودمتراکم 3-نانوبتن هوشمند گرمازا [۷][۸] علم نانو و مهندسی نانو که گاهی با عبارت بهسازی نانویی در بتن بیان می‌شوند، عناوینی هستند که برای توصیف دو مسیر در تحقیقات نانو تکنولوژی در بتن استفاده می‌شوند. استفاده از نانو تکنولوژی در صنعت بتن به چند سال اخیر برمی‌گردد. از حدود ۸۰ سال پیش تاکنون استفاده از سیلیکا در ابعاد میکرون به صورت گسترده‌ای در بتن‌های پایه سیمانی مورد استفاده قرار گرفته است. ثابت شده است که استفاده از ذرات ریزتر از میکرو سیلیس باعث افزایش مقاومت فشاری بتن گردیده است. علم نانو مربوط است به اندازه‌گیری و توصیفساختار مواد پایه سیمانی در مقیاس نانو و میکرو برای درک بهتر رفتار در مقیاس بزرگ (ماکرو) و عملکرد آن از طریق استفاده از تکنیک‌های پیشرفته توصیف و مدل سازی مربوط به سطح اتمی یا ملکولی. نانو مهندسی شامل تکنیک‌های دستکاری ساختار در مقیاس نانومتری به منظور ایجاد نسل جدید و مناسب کامپوزیت‌های سیمانی با رفتار مکانیکی ایده‌آل است و حتی می‌توان بتن با خواص جدیدی مثل مقاومت الکتریکی پایین، هوشمند بودن، خود تمیز کننده، خود ترمیم کننده، شکل پذیری بالا و … به وجود آورد. فعالیت‌های تحقیقاتی اخیر در زمینه نانو تکنولوژی در بتن شامل: بررسی ذاتی هیدراسیون در سیمان، تاثیر اضافه کردن نانو سیلیکا به بتن، اضافه کردن نانو ذرات به سیمان، بتن و پوشش‌های سیمانی و مشاهده تاثیرات آنها بر رفتار و مشخصات ایجاد شده است.

تحقیقات بسیاری در زمینه بکارگیری فناوری نانو در ساختمان بتن در حال انجام است به منظور درک این مطلب در سطح علم پایه از فناوری‌هایی مانند: میکروسکپ‌های AFM, SEM, FIB که برای مطالعه در مقیاس نانو ساخته شده‌اند استفاده می‌شود.

بهبود خواص سیمان و بتن

بتن از جمله مواد و مصالح ساختمانی است که فناوری امید بخش نانو، قدری دیرتر به قلمرو آن نفوذ کرده است. افزودن مواد نانو مقیاس بهسیمان، می‌تواند ویژگی‌های عملکردی آن را ارتقا دهد. روشن ترین مسیری که در استفاده از نانو مواد در بهبود بتن وجود دار؛ در مراحل ساخت خود بتن یعنی ایجاد سهولت در فرایند ساخت و همچنین ویژگی‌های نهایی بتن سخت شده است. فناوری نانو این مزیت را دارد که با اصلاح ضعف‌ها، مشکلاتی در زمینه دیگر ویژگی‌های بتن ایجاد نمی‌کند.تحقیقات انجام گرفته نشان می‌دهد که بهره‌گیری از ذرات در مقیاس نانو باعث بهبود خواص مکانیکی و افزایش کیفیت بتن می‌شود. به عنوان مثال «نانو سیلیس سبب بهبود تراکم ذرات می‌شود، استحکام بتن را افزایش می‌دهد و … . استفاده از دی اکسید تیتانیوم سبب ایجاد خاصیت خود تمیز شوندگی و ضد عفونی کنندگی بتن می‌شود و رنگ سفید و درخشندگی به بتن می‌دهد». . «نانو آلومینیوم نیز محصولی است که مقاومت فشاری بتن را تا حدودی افزایش می‌دهد و با مقاومت بیشتر سازه در برابر بارهای وارده، پایداری بنا را افزایش می‌دهد. نانو تیتانیوم از نفوذ پذیری یون کلر در بتن و تخریب و خوردگی آرماتور جلوگیری کرده و عمر ساختمان را افزایش می‌دهد».
از سوی دیگر استفاده از روکش‌های مبتنی بر فناوری نانو می‌تواند به حفاظت بیشتر از بتن در برابر شرایط محیطی خورنده همچون دریا کمک شایانی نماید. علاوه بر این موارد می‌توان به بتن با عملکرد بالای چند منظوره، ویژگی‌های دیگری را اضافه نمود که از این میان می‌توان به خاصیت الکترومغناطیسی، قابلیت به کارگیری در سازه‌های اتمی و افزایش موثر بودن آن در حفظ انرژی ساختمان اشاره کرد.
بتن با عملکرد بالا

یکی از چالش‌هایی که در رشته مصالح ساختمانی بوجود آمده است، بتن با عملکرد بالا (High Performance Concrete) می‌باشد. این نوع بتن مقاوم از نوع مصالح کامپوزیت بوده و از نظر دوام جزء مصالح کامپوزیت و چند فازی مرکب و پیچیده می‌باشد. خواص، رفتار، و عملکرد بتن بستگی به نانو ساختار ماده زمینه بتن و سیمان دارد که چسبندگی، پیوستگی و یکپارچگی را بوجود می‌آورد. بنابر این، مطالعات بتن و خمیر سیمان نانو برای توسعه مصالح ساختمانی جدید و کاربرد آنها بسیار حائز اهمیت می‌باشد. روش معمولی برای توسعه بتن با عملکرد بالا اغلب شامل پارامترهای مختلفی از جمله طرح اختلاط بتن معمولی و بتن مسلح با انواع مختلف الیاف می‌باشد.
نانو سیلیس آمورف

در صنعت بتن، سیلیس یکی از معروف‌ترین موادی است که نقش مهمی در چسبندگی و پرکنندگی بتن با عملکرد بالا (HPC) ایفا می‌کند. محصول معمولی همان سلیکیافیوم یا میکرو سیلیکا می‌باشد که دارای قطری در حدود ۰/۱ تا ۱ میلی‌متر می‌باشد و دارای اکسید سیلیس حدود ۹۰ درصد می‌باشد. می‌توان گفت که میکرو سیلیکا محصولی است که در محدوده بالای اشل اندازه نانو متر جهت افزایش عملکرد کامپوزیت مواد سیمانی به کار برده می‌شود. نانو سیلیس معلق، کاربردهای چند منظوره از خود نشان می‌دهد مانند:

خاصیت ضد سایش.
ضد لغزش.
ضد حریق.
ضد انعکاس سطوح.

تمام کارهای انجام یافته برروی کاربرد مواد نانو سیلیس کلوئیدی (Colloidal Nano Silica) در بخش اصلاح خواص ریولوژی، کار پذیری و مکانیکی خمیر سیمان بوده است. آنچه که در اینجا مطرح است نتایج اولیه محصولات نانو سیلیس با قطری در محدوده ۵ تا ۱۰۰ نانومتر می‌باشد. اکسید تیتانیوم در سه ساختار: آناتاز، روتایل و بروکیت یافت می‌شود. از این میان فاز آناتاز بیشترین خاصیت فتوکالیستی را دارد. سطوح حاوی دی اکسید تیتانیوم (Tio2) می‌تواند خود را در اثر تابش نور خورشید تمیز نگاه دارد. قابلیت خود تمیز شوندگی می‌تواند با جریان آب برروی سطوح، افزایش یابد که این افزایش میزان تمیز شدن ناشی از خاصیت فوق آبدوستی سطوح دی اکسید تیتانیوم است. از آنجایی که این پوشش‌ها (معمولاً در سطوح بیرونی به کار می‌روند) علاوه بر تأثیری که بر تصفیه هوا دارند باعث تمیز نگاه داشتن سطوح، با هزینه کم و داشتن چهره‌ای زیبا برای شهر خواهند شد.
سیمان‌های الیافی

ساختمان‌هایی که با سیمان‌های الیافی ساخته می‌شوند پس از مدتی به منبع لکه و کثیفی تبدیل می‌شوند. سیمان استفاده شده در نمای ساختمان‌ها، کثیفی‌ها و کپک‌ها را مکیده و با تأثیر نور خورشید آنها را بخوبی در داخل ماتریس جایگزین می‌کند و دور کردن این لکه‌ها و کثیفی‌ها کار بسیار مشکلی است. استفاده از نانو پوشش‌های سنگ و چوب در نمای ساختمان باعث عدم نفوذ کثیفی‌ها، باکتری‌ها و غیره به داخل ماتریس می‌شوند و ظاهر اولیه نما را به خوبی حفظ می‌نمایند.
چالش‌های نانو تکنولوژی در صنعت بتن

نانو تکنولوژی مانند تمامی تکنولوژی‌های نو نیاز به یک توجیه اقتصادی دارد، در حال حاضر هزینه‌های بالای نانو ذرات مانع از توسعه روزافزون این محصولات و استفاده آنها در صنعت می‌گردد، برای همین بهره‌برداری از نانو تکنولوژی در صنعت بتن در مقیاس تجاری همچنان به چند محصول قابل عرضه در بازار محدود گردیده است.

مشکل دیگر در زمینه استفاده از نانو موادها توزیع یکنواخت آنها در ماتریس بتن است. معمولاً این مواد در حین افزوده شدن به بتن به صورت کلوخه انباشته می‌شوند و در مخلوط به خوبی توزیع نمی‌شوند، البته برای این حل مشکل می‌توان از دستگاه‌های مخلوط کن قوی استفاده کرد. اشکال دیگر در این زمینه جذب آب بسیار بالای ذرات نانو است. این ذرات به علت سطح ویژه بسیار بزرگی که دارند مقدار زیادی آب جذب می‌کنند و ممکن است بر کارایی بتن تاثیر گذار باشد.

درنهایت چالش‌هایی هستند که باید قبل از گسترش استفاده از نانو فناوری در صنعت بتن حل شوند مانند: توزیع یکنواخت نانو مواد، سازگاری نانو مواد با سیمان، فرآوری، تولید، ایمنی، مسائل مربوط به حمل و نقل، تولید انبوه و هزینه‌ها، به علاوه معرفی کردن این مصالح جدید به جامعه از طریق زیرساخت‌های اجتماعی مستلزم افزایش و درک تاثیر آنها روی محیط زیست و سلامت انسان‌ها می‌باشد، با این حال چیزی که واضح است این است که، اکنون، بعد از ۵۰ سال از مقاله مشهور ریچارد فاینمن(Feynman.R)، نانو فناوری در حال تغییر دیدگاه دانشمندان و مهندسین در مورد یکی از قدیمی‌ترین ماده‌های ساخت بشر، بتن، است.

 آرملات 

آرملات یك لایه 1 تا 2 سانتیمتری از نوعی بتن پر مقاومت است كه مقاومت خوبی در برابر سایش دارد.

اجرای آرملات بر روی چه بستری صورت می گیرد ؟
بر روی بتن تازه. اگر بستر كار بتن قدیمی باشد لازم است ابتدا یك لایه میانی از بتن به ضخامت حداقل 8 سانتیمتر روی بتن قدیمی ریخته شود.

اجرای آرملات بر روی بتن تازه چه زمانی انجام می شود ؟
پس از گیرش اولیه و قبل از گیرش نهایی ـ چنانچه عمر بتن از 12 ساعت بگذرد به آن بتن قدیمی اطلاق می شود.

آیا اجرای آرملات بر روی بستر بتن قدیمی ممكن است ؟
اگرچه با استفاده از چسب‌های مخصوص ممكن است ولی توصیه نمی شود.

ضخامت لایه میانی بتن تازه بین آرملات و بتن قدیمی حداقل چقدر است ؟
حداقل 8سانتیمتر

آرملات رنگی چه رنگهایی را شامل می شود ؟
قرمز ـسبزـزرد

عمده‌ترین مورد مصرف آرملات در كجاست ؟
مناطق صنعتی كه با ترافیك شدید و به كارگیری ماشین‌آلات سنگین و سایش ناشی از آنها مواجه هستند.

آیا می توان از آرملات به عنوان یك كف‌پوش تزئینی (Decorative) استفاده كرد ؟
بله، با استفاده از رنگ‌های متفاومت و امكان شكل یافتن آن به صورت اشكال مختلف هندسی به وسیله قالب‌هایی از نوع سنگ‌های معدنی، این كار امكان‌پذیر است.

آیا می توان با استفاده از آرملات یك كف كاملاً یكپارچه بدست آورد ؟
خیر، اجرای درزهای انقبابضی، انبساطی از الزامات كف‌سازی است. همچنین گاهی اوقات، درزهای اجرایی نیز گریزناپذیرند.

علت تعبیه درزهای انقباضی چیست ؟
به علت پدیده انقباض ناشی از خشك شدن (Drying Shrinkage) ، در بتن ترك‌های انقباضی به وجود می آید. با ساخت درزهای انقباضی، ترك‌ها به محل‌های از پیش تعیین شده منتقل می شوند. این محل‌های از پیش تعیین شده، همان محل‌های درز انقباضی است.

فواصل درزهای انقباضی تابع چه پارامتری است ؟
بنابر توصیه ACI این فاصله به ضخامت دال بتنی بستگی دارد و بین 24 تا 36 برابر ضخامت بتن است.

حداكثر فواصل درزهای انقباضی چه قدر است ؟
آیا برای نسبت طول به عرض پانل‌های اجرا شده آرملات عدد خاصی توصیه می گردد؟
این نسبت بنابر توصیه انجمن پوشش‌های بتنی آمریكا حداكثر به 25/1 و بنابر توصیه انجمن بتن آمریكا، حداكثر به 5/1 محدود می شود. به طور كلی توصیه می شود پانل‌ها به شكل مربعی نزدیك باشند.

آیا با اجرای آرملات می توان از ضخامت بتن سازه‌ای كم كرد ؟
آرملات را نمی توان جایگزین بتن سازه كرد ولی می توان به اندزه ضخامت آن از ضخامت مورد نیاز بتن سازه‌ای كم كرد.

آیا می توان آرملات را بر روی كف قدیمی چون موزائیك یا آسفالت اجرا كرد ؟
خیر، زیرا بستر كار باید صلب، تمیز و محكم و عاری از هر گونه گردوخاك و مواد روغنی و نفتی باشد.

درجه حرارت مناسب برای اجرای آرملات چه قدر است ؟
بین 5 تا 30 درجه كه باید تا حداقل 24 ساعت پس از اجرای كف حفظ گردد.

آیا استفاده از ضد یخ در شرایط سرد زمستانی برای اجرای آرملات مجاز است ؟
خیر

منظور از درزهای اجرایی كدام درزهاست ؟
درزهای اجرایی یا درزهای ساخت و ساز، درزهایی هستند كه در پایان یك شیفت كاری و به ناچار ایجاد می شوند. می توان از این درزها به عنوان درز انبساطی یا انقباضی نیز استفاده كرد.

آیا ترافیك انسانی با بار ناشی از جابجایی و غلطاندن قطعات فلزی به وسیله لیفتراك قابل مقایسه است؟
بله، ترافیك انسانی بیش از 10 هزار نفر در روز بر روی یك كف‌‌پوش بتنی با نیروی ناشی از عبور چرخ فلزی یا پلی‌آمیر (مثلاً حمل قطعات بوسیله لیفتراك) معادل می باشد.

شستشوی كف‌پوش‌های آرملات باید در چه فواصل زمانی انجام شود؟
حداقل 1 بار در سال ولی زمان توصیه شده هر 6 ماه یك بار می باشد.

آیا لازم است كف‌پوش در طی فواصل زمانی توسط مهندس مجرب مورد بازدید قرار گیرد؟
این كار باید در مواقع مورد نیاز انجام شود در حالی كه ACI توصیه می كند این بازدید، حداقل 1 بار در سال انجام شود .

مرمت درز و كنترل مواد درزگیر را باید حداقل در چه فواصل زمانی انجام داد؟
حداقل 1باردرسال

استفاده از كلرید كلسیم در ساخت آرملات كه معمولاً در ساخت بتن به عنوان یك افزودنی (Aditive) از آن استفاده می شود، چه تأثیری دارد؟
این افزودنی انقباض بتن را افزایش داده و ممكن است در ایجاد تابیدگی (Curling) اثر مخربی به جا گذارد.

استفاده از بتن‌‌های ضد انقباض به جای بتن‌های سیمان پرتلند معمولی، آیا مقاومت سایشی بتن را افزایش می دهد؟
بله، در صورت طراحی مناسب بین 30 تا 40 درصد افزایش می دهد.

آیا می توان برای جبران انقباض بتن و جلوگیری از Curling از بتن ضد انقباض استفاده كرد؟
بله، ولی این كار نیاز به برآوردن الزامات خاصی دارد. از جمله این الزامات رعایت حداقل تسلیح به میزان 0/015 است.

كاربرد بتن ضد انقباض چگونه ترك‌ها را كاهش می دهد؟
كاربرد این بتن بر مقاومت كششی یا خمشی بتن تأثیر ندارد ولی در این نوع بتن، لنگرهای خمشی ایجاد شونده در دال كاهش می یابد و در نتیجه ترك‌خوردگی كاهش می یابد.

آیا كاربرد بتن ضد انقباض باعث ایجاد یك تابیدگی معكوس در بتن نمی شود؟
بله، ولی این تابیدگی معمولاً با بار مرده ناشی از وزن تعادل می یابد.

حداقل ضخامت رویه‌های ساخته شده از بتن ضد انقباض چه قدر است؟
زمانی كه بستر موجود، با مواد نفتی و روغنی آلوده شده باشد، از چه رویه‌ای باید استفاده كرد؟
لازم است از رویه‌ای بتنی به ضخامت حداقل 10 سانتیمتر استفاده شودكه 2 سانتیمتر فوقانی آن از بتن ضد سایش یا “آرملات” باشد.

براساس استاندارد DIN 18560 ، حداقل ضخامت آرملاتی كه در معرض ترافیك عبوری كمتر از 100 نفر در روز یا تردد چرخ‌های بادی قرار دارد، چقدر است؟
عمق درزهای كنترلی یا انقباضی چقدر است؟
بین1/3 تا 1/4 ضخامت دال و حداقل 5/2 سانتیمتر می باشد.

افزایش اسلامپ بتن چه تأثیری بر فواصل بین درزها دارد؟
با افزایش اسلامپ بتن، فاصله مجاز بین درزها، كاهش می یابد.
بله، حتی می تواند باعث ایجاد تابیدگی و Curling در دال بتنی شود.

چه ارتباطی بین مدول الاستیسیته و مقاومت فشاری بتن و قابلیت انقباض آن وجود دارد؟
با افزایش مقاومت فشاری و به تبع آن مدول الاستیسیته، قابلیت انقباض بتن افزایش خواهد یافت.

علت وقوع ترك‌خوردگی در بتن چیست ؟
علت وقوع ترك‌خوردگی آن است كه به واسطه وجود قیود داخلی، تنش‌های موجود از تنش‌های مجاز در یك نقطه تجاوز می نماید و در نتیجه ترك‌خوردگی اتفاق خواهد افتاد.

چه ارتباطی بین نسبت آب به سیمان و انقباض بتن وجود دارد؟
با افزایش نسبت آب به سیمان، انقباض افزایش خواهد یافت.

چه ارتباطی بین اسلامپ بتن و انقباض بتن وجود دارد؟
با افزایش اسلامپ، انقباض افزایش خواهد یافت.

پدیده تابیدگی (Curling) در بتن ناشی از چیست ؟
این پدیده از آن ناشی می شود كه انقباض بتن در بالا و پایین آن متفاوت است و به طور طبیعی انقباض در بالا بیشتر است.

كاربرد اصلی درزهای انقباضی در كجاست ؟
در مكان‌هایی است كه بین بتن و سازه‌های مجاور آن (Interaction) وجود دارد. لذا این درزها بیشتر در مجاورت دیوارها، ستون‌ها و پی‌هاو محل‌های بارگذاری تعبیه می‌شوند.

چه شكلی برای درز انبساطی در اطراف ستون‌ها توصیه می‌شود؟
هم به صورت مربعی شكل و هم دایروی امكان‌پذیر است ولی در شكل دایروی، با تمركز تنش كمتری مواجهیم.

عرض یك درز انبساطی حدوداً چقدر است؟
عمده ترین درزهایی كه در مبحث درزبندی كف‌های بتنی با آن مواجهیم كدام است؟
درزهای انقباضی، زیرا تعداد آنها بیش از سایر انواع درزهاست.

انقباض ناشی از خشك شدن (Drying Shrinkage) برای بتنی با اسلامپ حدود 8 سانتیمتر به ازای هر طول 30 متری چقدر است ؟
پر كردن درزها در چه فاصله‌ای پس از ساخت درز انجام می شود؟
بین 3 تا 6ماه

سختی حداقل و كنش طولی حداقل ماده درزگیر چه قدر است؟
سختی 50 ShoreA و كنش 6 درصد

آیا باید سطح تمام شده درزها پر شده با سطح آرملات در یك تراز باشد؟
خیر، باید حداقل 6/0 سانتیمتر پائین‌تر از سطح تمام شده آرملات باشد.

وقتی از Dowel bars برای انتقال برش استفاده می شود، آیا لازم است دو سر آن به بتن بچسبد؟
خیر، صرفاً یك طرف آن باید به بتن بچسبد و سر دیگر آن در داخل یك غلاف (cap) آزادانه حركت كند.

وقتی برای ایجاد درز از روش برش‌زن بتن استفاده شود، حداكثر زمانی كه پس از بتن‌ریزی می توان عملیات برش‌زنی را انجام داد چقدر است؟
حداكثر 12ساعت

مقـدار انـرژی مورد نیازی که بایستی بـه منظـور یکپارچه سازی بتن بـه کار گرفته شود. بـرای کسی که بـه صورت دستی اقدام بـه متـراکم سازی بتن تازه نموده، معلوم و مشخص می باشد. نیرو و عملکرد ویبراتورها به مراتب از سایـر وسایل دستی متراکم سازی بتن، مؤثـر می باشد. زیـرا در مدت زمان کوتاهتری بـه کمک ویبراتورها، انرژی بیشتری به بتن منتقل می شود. مقدار انرژی منتقل شده به وسیله ویبراتور، با توان سوم فرکانس ویبراتور (f3) نسبت مستقیم دارد. در صورتی که تمام پارامترهای مربوط به ویبراتور و بتن را ثابت نگه داریم، با افزایش فرکانس ویبراتور از  vpm 6000 (لرزه در دقیقه) به vpm 7500، مقدار انرژی انتقالی به بتن در مدت زمان معین، دو برابر خواهد شد. مقدار انرژی خروجی از vpm 7500 به vpm9500 نیز دو برابر می گردد.

یک انتخاب صحیح در فرکانس بالاتر ویبراتور، می تواند به یکپارچه سازی هرچه مؤثرتر بتن و کاهش مدت زمان ویبره بیانجامد و البته انتخاب نادرست نیز، نتایج معکوس را به دنبال خواهد داشت؛ به تعبیر دیگری، انتخاب نادرست فرکانس پایین ویبراتور، منجر به یکپارچه سازی ناقص و معین بتن شده و یا مدت زمان بیشتری را برای ویبره نمودن طلب می کند. در صورتی که ولتاژ وروردی کم باشد، نیروی خروجی نیز کم خواهد بود و این به معنای تراکم ناقص و نامناسب بتن می باشد. کاهش فرکانس از vpm 8000 به vpm 6500 (حدود 20 درصد کاهش) انرژی خروجی را نصف می نماید. این کاهش انرژی خروجی ویبراتور را می توان با افزایش مدت زمان ویبره به دو برابر مدت زمان اولیه و کم کردن فواصل جاگذاری شلنگ ویبره در بتن جبران نمود. در حال حاضر ویبراتورهایی که با فرکانس حدود vpm 17000 در دسترس می باشند که امکان یکپارچه سازی هرچه سریعتر و بهتر بتن را در مدت زمان معین فراهم می اورند. فرکانس ویبراتور بر اساس لرزش ان در هوا تعیین می گردد؛ اما فرکانس که هنگام ادخال ویبره در بتن و در تماس با بتن اندازه گیری می گردد، معیار سنجش می باشد و این فرکانس به طور قابل ملاحظه ای از فرکانس اندازه گیری شده در هوا کمتر بوده و مقدار این افت به مشخصات مخلوط بتنی و حجم ان بستگی دارد. کاهش 20 درصدی فرکانس ویبره از هوا به داخل بتن دور از انتظار و غیر معمول نبوده و به روشنی افت فرکانس ویبراتور در هنگام ادخال ویبره به بتن به وسیله اپراتور ملموس و شنیدنی است. 

ایا مرز و محدودیتی برای ویبره های با فرکانس زیاد وجود دارد؟
ویبراتورهای فرکانس بالا، به طور مؤثری می توانند هوا را از بتن خارج نمایند و این موضوع به تراکم هرچه بهتر بتن می انجامد، لیکن ممکن است به کاهش مقاومت بتن در برابر خرابیهای ناشی از سیکلهای متوالی انجماد و ذوب نیز بیانجامد. ویبراتورها به دو طریق هوا را از بتن خارج می نمایند؛ و اندازه حبابهای هوا و حجم هوای خارج شونده از بتن تازه به پارامترهایی از جمله فرکانس ویبراتور وابسته می باشد. در وهله اول، ویبره با فرکانس مناسب، منجر به روانی بتن پلاستیک شده اجازه حرکت حبابهای هوا در کلیه اندازه ها را به سمت سطح بتن فراهم می سازد. از انجائیکه حبابهای بزرگتر سریعتر از حبابهای کوچکتر خود را به سطح بتن می رسانند، لذا حجم بزرگتری از هوای محبوس در همان مدت کوتاه اولیه ویبره، از بتن خارج می گردد. در مرحله دوم، ویبراتور در بتن تازه، متناوبا بتن محصور را فشرده و غیرفشرده (Compress & Decompress) نموده و کلیه حبابهای هوا نیز بر اثر فرکانس و لرزش ویبراتور منقبض و منبسط می شوند. لازم به ذکر است بر اثر پدیده های فوق الذکر ساختارهای ترد و لاستیک مانند حبابهای هوا دچار گسیختگی و انفجار می شوند. این گسیختگی در صورتی اتفاق می افتد که فرکانس نیروهای انقباضی و انبساطی وارده بر حبابها، با فرکانس طبیعی انها (حبابها) برابر شده و پدیده رزونانسی (Resonance) تشدید به وقوع بپیوندد. جای توجه دارد که حبابهای بزرگتر، فرکانس طبیعی پایین تری داشته، از این حبابهای مذکور تردتر و شکننده تر بوده و در طی فرایند ویبراسیون دچار از هم پاشیدگی می شوند. فرکانس روزنانسی حبابها در اب با اندازه انها نسبت معکوس دارد. بر اساس تجربیات سالیان متمادی با ویبراتورهای به فرکانس vpm 3000 تا vpm 6000، انتظار می رود در این محدوده فرکانسی تنها حبابهای بزرگتر و مبحوس (Entrapped) از بتن خارج شده و حبابهای کوچکتر بدون تحریک شدید، سالم در بتن باقی بماند. با بالا رفتن فرکانس ویبراتورها، عملکرد انها در خارج کردن حبابهای کوچکتر از بتن نیز به مراتب بهتر و مؤثرتر می گردد. فرکانس بالاتر در ویبراتورها، منجر به کاهش مقدار هوای موجود در بتن و همچنین کاهش مقاومت بتن در برابر خرابیهای ناشی از سیکلهای انجماد و ذوب می گردد. اندازه حبابهای هوا در ارتباط با مقاومت بتن در برابر سیکلهای انجماد و ذوب به همان اندازه از اهمیت برخوردار است که مقدار هوای موجود در بتن مهم می باشد. بنابراین در صورت ابقاء حبابهای کوچک در بتن، کاهش در حجم هوای موجود در بتن لزوما منجر به کاهش دوام بتن نمی گردد.
چنانچه تراکم بتن بدون هوا مدنظر بوده و حفاظت در برابر سیکلهای انجماد و ذوب حائز اهمیت نباشد، خارج نمودن کلیه حبابهای هوا در تمام اندازه ها از بتن منجر به افزایش مقاومت بتن سخت شده و بالا رفتن دانسیته ان می گردد، اما در صورتی که تراکم بتن هوادار مد نظر باشد، فقدان حباب هوا، خصوصا حبابهای کوچکتر در بتن، مقاومت در برابر سیکلهای انجماد و ذوب را شدیدا کاهش می دهد.

فرکانس بهینه ویبراتورها 
پس از بحث های صورت گرفته در قسمتهای قبل، حال جای این سؤال است که فرکانس بهینه ویبراتور به منظور تراکم سازی حداکثر بتن و رسیدن به بیشترین مقاومت در برابر خرابیهای ناشی از سیکلهای انجماد و ذوب چه مقدار است؟ پاسخ سؤال مذکور منوط به موارد مندرج در ذیل می باشد: نخست، این سؤال از جانب چه کسی مطرح گریده است؟ دوم، تجهیزات ویبره بتن دارای چه مشخصاتی است و ترکیب مخلوط بتنی چگونه است؟ سوم، مشخصات فنی بتن را چه کسی تهیه نموده است؟
برخی، در جدول مشخصات فنی، فرکانس را به vpm 5000 تا vpm 8000 محدود نموده اند، برخی دیگر نیز فرکانس را به vpm 8000 تا vpm 10000 منحصر کرده اند. اما انچه که بایستی در صورت عدم وجود فرکانس معین در مشخصات فنی در نظر داشت این است که انرژی خروجی در فرکانس vpm 10000 دو برابر انرژی خروجی در vpm 8000 بوده و نیروی خروجی در vpm 8000 چهار برابر نیروی خروجی در vpm 5000 می باشد. مقادیر فوق الذکر مشروط به ثابت بودن کلیه پارامترها و فاکتورها به غیر از فرکانس (متغیر مستقل) ویبراتور است.
پر واضح است که مخلوط های مختلف بتنی، عکس العملها و بازتابهای متفاوتی در برابر ویبراسیون از خود نشان می دهند، نسبتهای اختلاط و دانه بندی سنگدانه های مصرفی در بتن، بیشترین تاثیر را در مقایسه با خمیر سیمان و یا مقدار اب بر روی ویبراسیون بتن و فرکانس مورد نیاز دارند. پایداری حبابهای هوا نیز خودشان به فاکتورهایی از قبیل شیمی سیمان و اب، نوع مخلوط و میزان اب و سیمان مصرفی در ساختار بتن، دانه بندی سنگدانه ها و دمای بتن وابسته هستند؛ مخلوط های بتنی با حبایهای ریز (Fine 0 air – void) در مقایسه با مخلوط های بتنی با حبابهای درشت (Coarse – air – void) به فرکانسهای بالاتری جهت ویبراسیون احتیاج دارند. نوع، اندازه، وزن دامنه نوسان و مدت زمان ویبره یک دستگاه ویبراتور همگی در تعیین فرکانس بهینه برای مخلوط بتنی در یک سایت خاص به همراه ماشین الات ویژه مصرفی در ان سایت، تاثیرگذار می باشند. اما انچه که حائز اهمیت است، این است که نتیجه بحث یک پاسخ عمومی و یا یک فرکانس معین نمی باشد، بلکه احتیاج واقعی این است که یک مخلوط معین بتنی در مقابل تجهیزات خاص به کار گرفته شده در ارتباط با ان، چه عکس العملی نشان داده و یا به عبارت دیگر با چگونه ترکیبی از تجهیزات و مواد می توان به مقاومت، دانسیته و دوام مورد نیاز بتن دست یافت.
در حال حاضر، اطلاعات مربوط به تاثیرات فرکانس ویبراتور بر روی عملکرد بتن تا حدودی پراکنده می باشد. بیشترین این امارها و داده ها، نتیجه حل مسائل و مشکلات کارگاههای مختلف بوده است؛ لیکن از هم اکنون، توجه خاصی به ثبت و درج مشخصات اماری فرکانس ویبراتورها و جمع اوری اطلاعات مربوط به اینگونه تجهیزات معطوف گردیده است. در ضمن همه ما می توانیم با گوش دادن به صدای ویبراتور در پروژه های کوچک و بزرگ، احساسی از عملکرد انرا تجربه کرده و با بکارگیری مجدد این تجربیات اطلاعات مورد نیاز درباره ویبراتورها و بتنها را ارزیابی و تجزیه و تحلیل نمائیم.

گوشهای خود را به کار اندازید! 
محدود فرکانسی vpm 6000 تا vpm 15000 که در مورد ویبراتورهامورد بحث قرار می گیرد، در حوزه شنوایی انسان می باشد؛ بنابراین به راحتی می توان از حس شنوایی ادمی به عنوان ابزاری برای تشخیص فرکانس ویبراتور و همچنین افت فرکانس دستگاه ورود شلنگ ویبراتور به درون بتن و نیز امیز دادن افزایش فرکانس ویبراتور در مواقع روان شدن بتن پلاستیک بهره جهت قالبهای مخصوص بتن اغلب صدای (Tone) ویبراتور را تشدید می نمایند، لذا با داشتن تجربه کارگاهی کسی می توان صدای صحیح ناشی از عملکرد درست ویبراتور را تشخیص دادن بخصوص هنگامیکه در کارگاه صدایی غیر از صدای ویبراتورها شنیده نشده و اهنگ ویبراتور با صدای ماشین الات دیگر مخدوش نگردد.
دستگاه کالیبره و کوک گیتار، و میله ای ساده و ارزان قیمت به منظور تخمین فرکانس ویبراتورها پیشنهاد می گردد. این وسیله به قیمت 6 دلار، از شش سیم با محدوده فرکانس vpm 4900 تا vpm 19000 تشکیل شده است که اتفاقا محدوده فرکانس مورد نیاز در مورد ویبراتورها را نیز پوشش می دهد. سیم A با فرکانسی برابر vpm 6600، فرکانس معمول ادخال شلنگ ویبراتور در بتن بوده و در چنین فرکانس پائینی، مشکلات بسیار محدودی گزارش گردیده است. با سیمهای D و G می توان از vpm 8800 تا vpm 11800 را تجربه نمود. این محدوده، منطقه انتقالی از ویبراتورهای فرکانس پائین به ویبراتورهای فرکانس بالاست، و با سیم B نیز می توان به فرکانس vpm 14800 دست یافت. چنین فرکانسی (vpm 14800) مربوط به عملکرد ویبراتورهای فرکانس بالا در هوا می باشد. (یک مثال کاملا اشکار مربوط به انتقال فرکانسی از B به G مربوط است به فروبردن شلنگ ویبراتور با فرکانس هوایی vpm 14800 به فرکانس درون بتنی vpm 11800 که عملا 20% افت فرکانسی را نشان می دهد). سیم E نیز فرکانس vpm 20000/1 تداعی می سازد که شبیه صدای اژیر حمله هوایی است. چنانچه در کارگاه ویبراتوری این صدا شنیده شد، بهتر است شلوغ کاری را کنار گذاشته و با خاموش کردن ویبراتور، به فکر پوشاندن سطح بتن باشید.

نویسنده : Kenneth C.Hover

بتن ریزی در هوای گرم

بتن ریزی در هوای گرم می تواند به بروز مشکلاتی در بتن تازه و سخت شده کمک نماید و معمولا” به پائین آمدن کیفیت بتن سخت شده منجر می شود . معمولا” در چنین شرایطی باید بتن ریزی متوقف گردد و در صورت نیاز به انجام عملیات بتن ریزی باید تدابیر خاصی اندیشیده شود تا خسارت های وارده به حداقل برسد و یا ایجاد گردد . تعریف و شناخت شرایط هوای گرم ، اثر خسارت بار این شرایط ، اثر عوامل تشدید کننده این خسارت ها ، راه حلهای فرار از حصول این شرایط ، توجه به نوع مصالح مصرفی از جمله مواردی است که در این نوشته از نظر می گذرد .

وجود شرایط هوای گرم در مناطقی از کشور ما بویژه در حاشیه خلیج فارس و دریای عمان و وجود شرایط خاصی مانند ایجاد خوردگی در میلگردهای بتن این شرایط را برای ما پر اهمیت می نماید و باید بدان توجه خاصی مبذول داشت . سعی می شود نکات مد نظر آئین نامه بتن ایران به همراه توضیحات ضروری قید شود تا در عمل بتوان از آنها استفاده نمود .

• تعریف هوای گرم :

هوای گرم با ترکیبی از دمای زیاد هوا ، رطوبت نسبی کم ، دمای بالای بتن و سرعت وزش باد حاصل می گردد . وجود دمای زیاد بتن و عواملی که باعث تبخیر شدید آب از سطح آن می شود می تواند خسارت بار باشد . حتی می توان گفت دمای زیاد بتن به تنهایی نیز می تواند به بروز این شرایط کمک زیادی نماید .

معمولا” وقتی دمای بتن از  0C 32   در هنگام بتن ریزی و یا تا زمان گیرش تجاوز نماید شرایط هوای گرم حاصل می شود .

بروز شرایط ایجاد تبخیر با شدتی بیش از   kg/m2  1 در هر ساعت از سطح بتن قطعا” مشکل زا می باشد . حتی توصیه می گردد شدت تبخیر از سطح بتن کمتر از kg/m2  5/0 در هر ساعت باشد تا خسارت هائی به بتن وارد نشود و کار بتن ریزی بهتر انجام گردد .

• اثر خسارت بار شرایط هوای گرم :

این اثرات را می توان به دو بخش بتن تازه و سخت شده تقسیم نمود . مسلما” برای داشتن بتن سخت شده مناسب باید از مرحله بتن تازه به سلامت عبور کنیم لذا از این نظر کیفیت بتن تازه از اهمیت زیادی برخوردار می باشد .

اثرات نا مطلوب هوای گرم بر بتن تازه خمیری عبارتست از :

الف ) افزایش آب مورد نیاز در طرح مخلوط

ب ) افزایش آهنگ افت اسلامپ و تمایل دست اندرکاران به افزودن آب به بتن در کارگاه بدلیل افزایش تبخیر و افزایش سرعت آبگیری سیمان و از دست دادن خواص خمیری در زمان کوتاه تر

ج ) افزایش زمان آهنگ سفت شدن بتن و کاهش زمان گیرش به نحوی که بر عملیات ریختن ، تراکم ، پرداخت سطح و نگهداری و عمل آوری بتن اثر منفی می گذارد و امکان ایجاد درز سرد را افزایش می دهد . این امر پیوستگی را در بتن ریزی مختل می کند که نیاز به آن جزو اصول بتن ریزی صحیح است .

د ) افزایش امکان ترک خوردگی خمیری بتن تازه بدلیل تبخیر زیاد و جمع شدگی بیش از حد در اثر تبخیر
هـ ) افزایش بروز مشکل در کنترل مقدار حباب هوای بتن حبابدار در بتن تازه به نحوی که عملا” حباب های هوا بزرگ شده و با می ترکند و تأثیر ثبت آنها در بتن سخت شده از بین می رود .

• اثرات نامطلوب شرایط هوای گرم بر بتن سخت شده عبارتند از :

الف ) کاهش مقاومت بتن بدلیل مصرف بیشتر آب در میان مدت و دراز مدت

ب ) کاهش مقاومت بتن بدلیل دمای بالای آن در هنگام بتن ریزی و پس از آن در میان مدت و دراز مدت علیرغم افزایش مقاومت زود هنگام بتن ( بویژه در روزهای اول – 1 تا 7 روز )

ج ) افزایش تمایل به جمع شدگی ناشی از خشک شدن و ایجاد ترکهای حرارتی

د ) کاهش دوام بتن در برابر شرایط محیطی نامناسب در حین بهره برداری مانند یخ زدن و آب شدگی مکرر ، سایش و فرسایش تری و خشکی مکرر بتن ، حمله سولفاتها و حمله یون کلر محیط بدلیل افزایش نفوذپذیری بتن در اثر ایجاد کریستالهای درشت و کاهش مقاومت الکتریکی بتن که نقش مهمی در افزایش نفوذپذیری در برابر یون کلر و سایر عوامل مزاحم شیمیائی دارد . هم چنین کاهش دوام به دلیل ترک خوردگی

هـ ) ایجاد خوردگی سریعتر میلگردها بدلیل افزایش نفوذپذیری بتن و یا ایجاد درزهای سرد
و ) کاهش یکنواختی سطح بتن و نا زیبائی سطح بتن نمایان بویژه در مجاورت قالب ، تغییر رنگ بتن بدلیل تفاوت در آهنگ آبگیری ، منظره بدلیل درز سرد

• عوامل تشدید کننده خسارات در هوای گرم :

برخی عوامل می توانند در هوای گرم خسارتها را تشدید نمایند . هرچند این عوامل مستقیما” در ایجاد شرایط هوای گرم بی تأثیر است اما در این شرایط می تواند باعث بحرانی تر شدن اثرات زیانبار گردد . این عوامل عبارتند از :

الف ) مصرف سیمانهائی با ریزی زیاد که موجب افزایش سرعت آبگیری سیمان و ایجاد گرمازائی بیشتر در زمان کوتاه می گردد .

ب ) مصرف سیمانهای زودگیر ( مقاومت اولیه زیاد ) مانند نوع 3 و حتی استفاده از سیمانهای

نوع 1 بویژه با وجود افزودنیهای تسریع کننده ( زودگیر کننده ) که میتواند زمان گرایش را کوتاه نماید و سرعت آبگیری و گرمازائی را بیشتر کند .

ج ) مصرف بتن های پر سیمان در رابطه با بتن های پر مقاومت و با نسبت آب به سیمان کم که سرعت آبگیری را بیشتر می کند و زمان گرایش را کوتاه و گرمازائی و سرعت آنرا افزایش می دهد . بدیهی است اغلب در شرایط محیطی نا مناسب از نسبت آب به سیمان کم استفاده نمائیم لذا باید سعی شود بتن پر سیمان مصرف ننمائیم .

د ) استفاده از مقاطع بتنی نازک با درصد میلگرد زیاد .

هـ ) بکارگیری وسایل حمل با حجم زیاد که می تواند به ایجاد درز سرد و عدم پیوستگی منجر شود .

و ) حرکت دادن بتن در مسیر افقی یا قائم بصورت طولانی مدت ویژه ای برای بتن های کم اسلامپ ( شوت ، شوت سقوطی یا ترمی )

ز ) استفاده از پمپاژ بتن در مسیرهای طولانی ، زیرا اصطکاک بتن با لوله باعث ایجاد گرما می شود و در شرایط هوای گرم نیز این مسیر طولانی و گرمای لوله می تواند مشکل زا باشد .

ح ) استفاده از تسمه نقاله برای حمل بتن بدلیل ایجاد سطح هواخور خیلی زیاد و تبخیر شدید و تبادل گرمائی زیاد با محیط .

ط ) ضرورت انجام و تداوم کار در شرایط هوایی خیلی گرم بدلائل اقتصادی

ی ) استفاده از سیمانهای انبساطی و یا بدون جمع شدگی که می تواند مشکل زا باشد  . در این رابطه برخی مواد انبساط زا یا برخی ملات ها یا بتن ها مانند گروت میتواند عامل ایجاد خسارت بیشتر باشد . مسلما” باید گفت اگر شرایطی بر خلاف شرایط فوق ایجاد شود مسلما” در کاهش خسارات نقش خواهد داشت . اما بر ایجاد شرایط هوای گرم تأثیری ندارد .

• عوامل ایجاد کننده شرایط نامناسب محیطی و هوای گرم :

همانگونه که گفته شد مصرف اجزاء بتن با دمای زیاد می تواند بتن با دمای بالاتر از حد مجاز را بوجود آورد .

همچنین بروز شرایط خاصی در محیط اطراف بتن ریزی می تواند به تبخیر شدید منجر گردد که خسارت زا می باشد .

در زیر به هر کدام از این موارد می پردازیم و نحوه پیش بینی چنین شرایطی را مطرح می نمائیم :

الف )شدت تبخیر از واحد سطح :

میزان تبخیر از سطح بتن تابع عوامل مختلفی است که از جمله می توان به دمای هوا ، دمای بتن ، رطوبت نسبی هوا ، سرعت وزش باد ، تابش آفتاب و حتی رنگ بتن و فشار هوا ( ارتفاع از سطح دریا ) اشاره نمود .

ب ) دمای تعادل بتن ساخته شده :

قبل از خسارت بتن میتوان دمای آنرا با محاسبه حدس زد . مسلما” در مراحل انتقال و ریختن بتن بعلت تبادل با محیط مجاور ، دمای بتن ممکن است تغییر نماید . بدین منظور باید برای ساخت بتن دمای کمتر از 0C 30  را در نظر گرفت تا در یک حمل معقول و منطقی با زمان کمتر از نیم ساعت ، دمای بتن از  0C  32 تجاوز ننماید . مسلما” اگر وسیله حمل پمپ و لوله یا تسمه نقاله و یا تراک میکسر در حال چرخش باشد باید دمای ساخت را بمراتب کمتر از  0C 28 و تا حدود کمتر از    در نظر گرفت . دمای تعادل ساخت بتن بلافاصله پس از اختلاط را می توان از رابطه زیر بدست آورد .

در رابطه  TC ، TG ، TS ، TP ، TW به ترتیب دمای سیمان ، سنگدانه درشت ، سنگدانه ریز ، پوزولان و دمای آب مصرفی در اختلاط بتن می باشد . ( بر حسب درجه سیلیسوس )

هم چنین  WWT ,WWS,WWG,WW, WP , WS , WG , WC  به ترتیب جرم سیمان ، شن ، ماسه ، پوزولان ، آب مصرفی در ساخت بتن ، آب موجود در شن ، آب موجود در ماسه و آب کل موجود در بتن می باشد ( بر حسب کیلوگرم ) بدیهی است آب کل بتن برابر با مجموع آب مصرفی در ساخت بتن و آب موجود در سنگدانه می باشد و یخ احتمالی مصرفی را نیز شامل می شود . اگر از یخ نیز برای کاهش دما استفاده شود در صورت کسر رابطه فوق جمله W i (0.5ti-80)  اضافه خواهد شد .

لازم به ذکر است ضرائب  0.22  در رابطه فوق ظرفیت گرمائی سیمان ، سنگدانه و پوزولان بر حسب Kcal/kg می باشد و یکسان در نظر گرفته شده است در حالیکه واقعا” این ظرفیت های گرمائی در سیمانهای مختلف و سنگدانه های موجود و پوزولانهای مصرفی یکسان و مساوی 0.22    نمی باشد . بویژه در سنگدانه ها و پوزولانها ممکنست ابن ظرفیت گرمائی از 0.19 تا 0.24 تغییر نماید و حتی از این محدوده نیز بیرون باشد . ظرفیت گرمائی آب و رطوبت موجود در سنگدانه Kcal/kg 1 فرض شده است . i W  جرم یخ مصرفی ، i T  دمای یخ مصرفی ، 0.5 ظرفیت گرمائی یخ و 80 برابر گرمای نهان ذوب یخ بر حسب Kcal/kg می باشد .

مثال 1 : طرح اختلاط زیر برای بتن سازی به میزان m3 1 داده شده است . با توجه به اطلاعات موجود دمای تعادل ساخت بتن را محاسبه کنید . سیمان 400 کیلو ، شن خشک 1000 کیلو ،

آب کل 220 کیلو ، دمای سیمان 0C 35 ، دمای شن 0C 40 و رطوبت آن 6/0 درصد ، دمای ماسه 0C 30 و رطوبت آن 5/4 درصد ، دمای آب  0C 25 می باشد .

مثال 2 : اگر بخواهیم دمای بتن به 28 برسد آب باید تا چند درجه خنک شود .

مثال 3 : اگر بخواهیم با آب 0C 25 و یخ 0C 4- به این دما دست یابیم ، چند کیلو یخ لازم است ؟

مثال 4 : اگر بدون خنک کردن آب یا مصرف یخ بخواهیم به این دما برسیم دمای شن باید به چند درجه سیلیوس برسد ؟

• اثرات هوای گرم بر خواص بتن :

همانطور که قبلا” اشاره شد هوای گرم بر روی بتن تازه سخت شده اثراتی را بر جای می گذارد که نامطلوب است . در این قسمت بطور مشروح به برخی از این اثرات و خواص بتن در هوای گرم اشاره می شود .

الف ) افزایش آب مورد نیاز در طرح مخلوط :

 بسته به شرایط هوا و میزان تبخیر ممکنست تا 25 کیلو ( لیتر ) آب اختلاط مورد نیاز افزایش یابد ( نسبت به حالت بدون تبخیر ) – تقریبا” هر افزایش 5 درجه سانتی گراد به حدود 3 لیتر آب نیاز دارد . وجود آب بیشتر ، جمع شدگی را افزایش می دهد و میل به ترک خوردگی بیشتر می شود .

ب ) آهنگ افت اسلامپ :

مسلما” در بتن ریزی در هوای گرم ، گرمای بدون تبخیر و یا با تبخیر می توان تأثیر مهمی بر افت اسلامپ و آهنگ آن داشته باشد . میتوان گفت تقریبا” به ازاء 0C 40 افزایش دما ( 10 تا 0C 50 ) افت اسلامپ حدود 8 سانت را شاهد خواهیم بود ( هر 0C 10 حدود 2 سانت ) . مسلما” آهنگ افت اسلامپ نیز در هوای گرم بسیار زیاد می شود تا حدی که مزاحم کار اجرائی خواهد شد و غالبا” برای مقابله با آن به افزایش آب متوسل می شوند که کار صحیحی نیست.

ج ) افزایش آهنگ سفت شدن بتن و کاهش زمان گیرش :

در یک هوای معتدل و مناسب ممکن است زمان گیرش اولیه بتن بسته به نوع سیمان و نسبت های اختلاط بین ؟  تا 3 ساعت تغییر کند . با افزایش دما این زمان کاهش می یابد و ممکنست در دمای بتن بالاتر از 0C 30 و دمای محیط بیش از 0C 35 این زمان حتی به کمتر از نصف یا ثلث کاهش یابد . مسلما” این امر مشکلات اجرائی را افزایش می دهد . در حمل محدودیت زمانی بوجود  می آورد و در ریختن و تراکم باید سرعت قابل توجهی داشته باشیم تا قبل از گیرش لایه زیرین بتوانیم لایه روئی را ریخته و متراکم کنیم . پرداخت سطح مشکل می گردد و بتن زود سفت  می شود . در اکثر موارد در چنین شرایطی درز سرد ایجاد می گردد . درز سرد در آینده می تواند محل عبور آب و سایر مواد مزاحم شیمیائی باشد .

د ) ترک خوردگی خمیر بتن تازه :

این نوع ترک خوردگی معمولا” در محیط های گرم و خشک حاصل می گردد . بدیهی است اگر بتن ریزی در هوای گرم انجام گیرد بعلت تبخیر کم از سطح بتن ، جمع شدگی چندانی ایجاد نخواهد شد . در رطوبت های بیش از 80 درصد عملا” مشکل ترک خوردگی بتن تازه را نخواهیم اشت . وقتی تبخیر از kg/m2/hr 1 تجاوز نماید ، وضعیت حاد و بحرانی است و عملا” باید بتن ریزی متوقف گردد و یا تمهیدات خاصی تدارک دیده شود . وقتی ترک خوردگی بیشتری اتفاق می افتد که تأخیر در گیرش و سفت شدن بتن ، مصرف سیمانهای دیرگیر ، مصرف بیش از حد کندگیر کننده ، خاکستر بادی بعنوان جایگزین سیمان و یا بتن خنک داشته باشیم . مصرف موادی که آب انداختن را کم می کند میتواند به خشکی سطح و ترک خوردگی منجر شود . از جمله این مواد
می توان از میکروسیلیس نام برد .
از بین بردن ترکهای خمیری مشکل است ولی می توان با ماله کشی مجدد توأم با فشار ترکها را تا حدودی از بین برد .

ـ ) اثرات نامطلوب بر مقاومت :

 مسلما” بتنی که گرم ریخته و نگهداری شود در سنین اولیه مقاومت قابل توجهی کسب می کند اما بطور کلی در سن 28 روز به بعد مقاومت کمتری نسبت به بتن ریخته شده با دمای کم خواهد داشت . در شکل 2 و 3 میتوانید تأثیر دمای ریختن را بر مقاومت های اولیه و دراز مدت ببینید . بویژه اگر بتن حاوی مواد پوزولانی و کندگیر نباشند ، آسیب بیشتری می بینند . اگر ترک بتن را نیز در نظر بگیریم از نظر سازه ای آسیب جدی خواهد بود .

گاه دیده می شود که در روزهای گرم نسبت مقاومت 28 روزه به 7 روزه به مقادیری کمتر از 3/1 و حتی تا 1/1 می رسد . در شرایط خاص برخی آزمونه های 28 روزه مقاومتی کمتر از آزمونه های 7 روزه را نشان می دهند که بسیار تعجب برانگیز است . دلیل این امر استفاده از بتن گرم درقالب های گرم و داغ می باشد که گاه در زیر تابش آفتاب نیز چند ساعتی نگهداری می شوند . با استفاده از سیمانهای ریز و زودگیر کننده ، سیمان زیاد یا w/c کم این مشکل بیشتر می گردد.

• راهکارهای بتن ریزی در هوای گرم :

قاعدتا” این راهکارها را میتوان به چند دسته تقسیم کرد :

الف ) انتخاب مصالح مناسب برای هوای گرم خشک یا گرم مرطوب و نسبت های مطلوب

ب ) روشهای مناسب انبار کردن مصالح برای گرم و داغ شدن ( پیشگیری از گرم شدن )

ج ) خنک سازی مصالح و بتن و بتن خنک ساختن ( کاهش دمای بتن )

د ) تمهیدات حفظ خنکی بتن در طول عملیات حمل و ریختن و جلوگیری از افزایش دمای بتن

هـ ) نکات مربوط به ریختن ، تراکم و پرداخت سطح ، نگهداری و عمل آوری بتن و کنترل تبخیر

در ادامه به هرکدام از راه حلهای اجرائی به اختصار می پردازیم .

• انتخاب مصالح مناسب :

الف ) سنگدانه :

هر چند تأثیر سنگدانه چندان جدی نیست اما بویژه برای ایجاد دوام در بتن در مناطق گرم بویژه مرطوب ، لازم است سنگدانه ها از جذب آب کمی برخوردار باشند . ظرفیت جذب آب سنگدانه درشت در آبا به 5/2 و برای سنگدانه ریز به 3 درصد محدود شده است در حالیکه در بسیاری از آئین نامه ها چنین محدودیتی دیده نمی شود .

سنگدانه ها باید در برابر قلیائیها از واکنش زائی برخوردار نباشند لذا از این بابت باید مورد آزمایش قرار گیرند . همچنین در مناطق خورنده باید یون کلر آنها از حدود مجاز کمتر باشد .

ب ) سیمان :

بهتر است از سیمانهای ریز و زودگیر استفاده نشود و سیمانهای با گرمازائی کم و حاوی مواد پوزولانی ( بعنوان جایگزین ) بکار روند . سیمانهای آمیخته از این نظر مناسب اند . بهتر است مقدار سیمان زیاد نباشد . محدود کردن عیار سیمان به حدود 400 کیلوگرم می تواند یک توصیه تلقی گردد . عیار سیمان زیاد می تواند عامل ترک خوردگی بتن خمیری باشد .

ج ) افزودنی ها :

در شرایط هوای گرم اغلب افزودنیهای روان کننده و یا کندگیر کننده استفاده می شود . ممکن است افزودنی روان کننده کندگیر کننده نیز بکار بریم . افزودنیهائی که بتوانند اسلامپ را بمدتی قابل توجه حفظ نمایند ، در این شرایط طرفدار دارد . معمولا” حبابزا ها بعلت مشکل کنترل مقدار حباب در شرایط هوای گرم توصیه نمی شود .مگر اینکه شرایط مناسبی برای مصرف آنها فراهم گردد .

• روشهای پیشگیرانه برای جلوگیری از گرم شدن مصالح در انبار

هر چقدر بتوانیم جلوی گرم یا داغ شدن مصالح بتن را بگیریم ، کار خنک ساختن بتن ساده تر می شود .

بهرحال بهتر است دمای سیمان از 0C 60 تجاوز نکند ( آبا حد مجاز را 0C 75 ذکر کرده است ) سنگدانه ها با توجه به وزن قابل توجهشان بهتر است دمائی کمتر از 0C 40 را داشته باشند . آب نیز باید در حد امکان خنک نگهداشته شود . لذا توصیه می شود آب در محلی نگهداری شود که زود گرم نشود . مخازن فلزی هوائی بدون عایق بندی ابدا” توصیه نمیشود . از مصرف سیمانهای گرم که از کارخانه حمل و تخلیه می شود باید پرهیز کرد و آنرا در سیلو نگهداشت تا خنک گردد .

سیلوی سیمان دارای رنگ روشن باشد . در برخی مناطق دنیا از سیلوی دو جداره استفاده می شود که ممکن است آب خنک در آن در جریان باشد . عایق بندی سیلوی سیمان نیز یک راه حل می باشد .سنگدانه ها را نیز بهتر است از تابش آفتاب دور داشت . سر پوشیده کردن دپوی سنگدانه ها یک روش معمول است که ممکن است برای ایران راه حل گران قیمتی باشد . ایجاد پوشش مانند برزنت و غیره می تواند راه حل ساده تری تلقی گردد .

• خنک سازی مصالح و ساخت بتن خنک ( کاهش دمای بتن ) :

استفاده از بتن ها دمای کم یکی از راه حلهای اساسی برای  بتن ریزی در هوای گرم است . رساندن دمای بتن به زیر 0C 30 میتواند به تولید بتن سخت شده مقاوم و با دوام منجر گردد و ضمنا” میزان تبخیر از سطح بتن را کاهش دهد . باید گفت تبخیر عوامل متعددی دارد ولی دمای بتن در این رابطه بسیار مهم است . برای ایجاد بتن خنک ، غالبا” اجزاء بتن را خنک می کنیم و یا از یخ برای ایجاد خنکی مخلوط بتن استفاده می نمائیم . بکارگیری ازت مایع نیز ممکن می باشد . اما در مورد بتن ریزی در هوای گرم در کارهای عادی عملا” بکار نمی رود .

اجزاء بتن شامل : آب ، سیمان ، سنگدانه می تواند خنک شود . آب را با وسایل تبرید و یا یخ می توان خنک نمود . سنگدانه ها را می توان با آب پاشی و ایجاد شرایط مساعد برای تبخیر می توان به مقدار قابل توجهی خنک نمود ( بویژه در هوای خشک ) در خنک سازی سنگدانه می توان از آب خنک و هوای خنک نیز استفاده نمود . بتن ریزی در هوای گرم

یخ عامل مهمی در کاهش دمای بتن می باشد زیرا گرمای نهان ذوب یخ میتواند دمای بتن را به مقدار قابل توجهی پائین آورد . بهر حال خرده یخ یا پرید یخ می تواند صرفا” بعنوان جایگزین بخشی از آب یا همه آن بکار رود تا تغییری در نسبت آب به سیمان حاصل نشود و در انهای اختلاط نباید یخ در بتن تازه مشاهده گردد .

خنک کردن سیمان راه حلی است که کمتر بکار گرفته می شود . اینکار به دلایل خاص نیاز دارد تا سیمان در معرض آب خنک یا هوای مرطوب قرار نگیرد . استفاده از دیگ اختلاطی که دارای رنگ روشن می باشد و یا آب خنک شده و یا در سایه است توصیه می گردد .

• تمهیدات مربوط به حفظ خنکی بتن در طول عملیات بتن ریزی :

در زمان حمل ، ریختن و تراکم بتن حفظ خنکی آن ضروری است . بدیهی است دمای بتن در اثر تبادل گرما با هوای گرم مجاور افزایش می یابد . هدف ما کاهش این افزایش دما می باشد .

استفاده از وسایل حمل مناسب و سر بسته که رنگ روشن دارد یا با آب خنک می شود یکی از راه حلهای مناسب می باشد . بکارگیری وسایلی مانند پمپ و لوله می تواند باعث افزایش دما شود و برای کنترل این افزایش دما ، لازم است لوله پمپ خنک گردد . می توان دور لوله ها را گونی خیس قرار داد و گهگاه روی آن آب پاشید .تسمه نقاله برای هوای گرم وسیله مناسبی نیست و در صورت لزوم می توان روی آن را پوشاند .

تراک میکسر در طول حمل نباید بی جهت بچرخد زیرا این امر موجب افزایش دما خواهد شد بویژه اگر حجم بتن در مقایسه با حجم دیگ کم باشد . استفاده از سایبان روی دیگ تراک و داشتن رنگ روشن توصیه می شود .

• نکات مربوط به ریختن ، تراکم ، پرداخت سطح ، نگهداری و عمل آوری بتن و کنترل تبخیر برای جلوگیری از تبخیر زیاد از سطح بتن می توان توسط بادشکن ، سرعت باد را کم نمود . بویژه اگر بتوان از بادشکن های جاذب آب استفاده نمود و آنها را خیس کرد ، رطوبت محیط افزایش می یابد و تبخیر کم می شود و همچنین محیط خنک می گردد . استفاده از سایبان در بالای محل بتن ریز ( در صورت امکان ) باعث کنترل تابش آفتاب و کاهش تبخیر می گردد و ضمنا” از افزایش دمای بتن جلوگیری می شود .

می توان از دستگاههای مه فشان و ایجاد کننده غبار آب در محل بتن ریزی استفاده کرد تا ضمن خنک شدن محیط رطوبت نسبی بالا رود و تابش آفتاب کم گردد . این کار در مواردی که باد می وزد مؤثر نیست .

قالب و میلگردها باید قبلا” خنک شود و آبا حداکثر دمای 0C 50 را برای آنها پیش بینی کرده است . با آب پاشی بر روی قالب ( بویژه فلزی ) و میلگردها می توان آنها را خنک نمود ولی آب اضافی باید از سطح قالب و میلگرد زدوده شود ( با هوای تحت فشار یا اجازه دادن برای تبخیر )

برنامه ریزی کار بتن ریزی به نحوی که در زمان خنکی هوا انجام شود . مسلما” در این حالت اصولا” ممکن است شرایط هوای گرم موجود نباشد و بحث های مطروحه بی مورد تلقی گردد .

تأمین حجم لازم بتن و استفاده از وسایلی که بتواند این حجم بتن را ساخته یا حمل کند و بریزد و متراکم نماید امری ضروری است وگرنه بتن در اثر معطلی گرم شده و زمان گیرش آن فرا می رسد و یا لایه های زیرین خود را می گیرد و درز سرد ایجاد می شود .
برای حفظ خنکی بتن در لایه های بتن ریزی ، بهتر است از لایه های ضخیم تر استفاده شود که این امر حجم بتن سازی و بتن رسانی و بتن ریزی بیشتری را در واحد زمان طلب می کند .

استفاده از وسایل مناسب به نحوی که معطلی های بی جهت بوجود نیاید . مثلا” باکت خیلی کوچک بکار نرود تا تراک میکسر مدت زیادی معطل بماند و یا تراک میکسر کمتر بارگیری شود تا بتن بمدت قابل توجهی در آن بچرخد و نماند .

تراکم مجدد بتن در هوای گرم توصیه می شود ( قبل از گیرش ) . این امر ترکها را کم می کند . استفاده از ماله برای بهم آوردن ترکها توصیه می گردد . ( ماله کش با تأخیر و مجدد ) در هوای گرم و خشک اغلب سرعت تبخیر بیش از سرعت رو زدن آب است و سطح بتن خشک می شود . لذا ضمن رعایت نکاتی که قبلا” مطرح شد لازمست در اسرع وقت سطح بتن محافظت شده و مرطوب گردد . استفاده از گونی خیس در این موارد توصیه می شود . در غیر این صورت استفاده از پوشش های خاص مانند نایلون یا ترکیبات عمل آوری بتن می تواند مصرف شود . بدیهی است در شرایط هوای گرم و خشک توجه ویژه ای باید به عمل آوری رطوبتی معطوف گردد .

پرداخت سطح بتن در هوای گرم با مشکل همراه است و معمولا” باید زودتر از سایر شرایط پرداخت را انجام داد اما نباید باعث جمع شدن آب در زیر لایه فوقانی گردد .

مدیریت حفاظت بتن

علیرغم اینکه مدت نسبتا؛ زیادی از پیرایش بتن نمی گذرد ( حدود 125 سال ) شناخت علل فساد در پروسه ی تحقیقات میدانی و جلوگیری از بروز آن ‏‏، مقاومت زیاد ، استحکام و شکل پذیری بتن استفاده از این ماتریال را با استقبال روز افزونی مواجه ساخته است .
با توجه به گستردگی استفاده از بتن نتایج بهره وری از آن همواره رضایت بخش نبوده و در پاره ای از موارد مسائل و مشکلاتی بوجود آورده است . در سازه های بتونی ا«ن پرسش مطرح است که آیا بتن با ترکیبات اولیه ی خویش به تنهایی توانسته است در شرایط زمانی و مکانی مختلف عملکرد بهینه ای داشته باشد ؟ متأسفانه بررسی ها و تحقیقات انجام شده در این زمینه ، پاسخ منفی را بدست می دهد .

مقاله ی حاضر بر اساس تحقیقات میدانی انجام شده در زمینه ی شناخت علل فساد بتن در استان هرمزگان تهیه گردیده است .

فساد پذیری سازه های بتونی که کاهش دوام سازه یی رع به همراه دارد ، اسباب نگرانی سازه های مهمی چون مجتمع بندری شهید رجائی ، سد میناب ، خط انتقال آب میناب – بندر عباس و دهها پروژه ی دیگر را فراهم ساخته است .

شناخت علل فساد بتن در پروسه ی تحقیقات میدانی و جلوگیری از بروز آن در قالب طرح مدیریت حفاظت بتن ، جمع بندی و ارائه گردیده است . لذا لازم است که قبل از ورود به بحث اصلی به تبیین اصطلاحات ویژه ای بپردازیم که کرارا؛ از آن استفاده خواهد شد .

امروزه با عاریه گرفتن اصطلاح خوردگی از بخش متالوژی عنوان ؛ خوردگی بتن ؛ ابداع شده است . در حالی که واژه خوردگی تعریف روشنی از چگونگی بروز فعل و انفعالاتی که تخریب زودرس بتن را بهمراه داردئ به دست نمی دهد .
ازدیاد حجم فولاد درون سازه بتونی بر اثر واکنش های شیمیایی / الکتروشیمیایی ، سبب افزایش فشار درون بتن گردیده که نهایتا“ فرایند تخریب بتن را بهمراه دارد . در این مقطع ترمیم بتن مطلقا“ امکان پذیر نبوده و یا انجحام آن با هزینه های گزافی همراه است .

شباهت این فرایند در بتن با بیماری مهلک سرطان عنوان سرطان بتن ( Concrete Cancer ) را مطرح نموده است . اما از ؟آنجا که فرایند تخریب بتونهای غیر مسلح به ژگونه دیگری است ، واژه فساد بتن را برای تبیین امری که تخریب بتونهای مسلح و غیر مسلح را بهمراه دارد مناسب تر یافته ایم .

1- مدیریت حفاظت بتن

مدیریت حفاظت بتن در بر گیرنده تمامی موارد فنی و اجرائی در حد جزئیات است که طرح ، اجرا و بهره برداری از سازه های بتنی را در بر می گیرد .

کشاورزان با استفاده از واژگان کاشت ، داشت و برداشت تعریف جامعی رال در امر کشاورزی ارائه نموده اند . چنانچه ما نیز چنین تعریفی را برای امور عمرانی کشور داشته باشیم از به هدر رفتن میلیاردها ریال سرمایه های ملای جلوگیری کرده ایم .

1-1- اجزای تشکیل دهنده مدیریت حفاظت بتن

می توان اجزای تشکیل دهنده مدیریت حفاظت بتن را به طریق زیر فهرست بندی کرد :
الف – تأمین سرمایه

ب- تأمنین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص

پ- شناخت مصالح و مواد اولیه

ج- شناخت عوامل فساد بتن

چ – شناخت اقلیم و عوامل محیطی

ح- تهیه مصالح و مواد مناسب و نگهداری آنها در شرایط خوب و استاندارد

د- تحقیقات:

( تحقیقات خود شامل دو جزء است که بهینه سازی و جایگزینی مواد جدید مقاوم در برابر عوامل فساد بتن و پیدا کردن روشهای جدید مبارزه با فساد بتن را شامل می شود .

ر- طرح اختلاط بتن

ل- تولید، اجرا و عمل آوری

ن- نگهداری

مدیریت حفاظت بتن با هدف تقلیل ضایعات و جلوگیری از بروز واکنشهای منفی درون سازه های بتونی دستورالعمل هایی را در بر دارد که می توان نوعا“ آن را به سازه های دیگر اعم از فلزی ، خاکی و …….. تعمیم داد .

الف – تأمین سرمایه :

تأمین سرمایه کافی به منظور انجام دقیق امر طراحی و اجرا و بهره برداری از سازه در اولویت قرار دارد . عدم امکان تأمین بخشی از سرمایه یعنی عدمن تحقق بخشی از اهداف پروژه .

ب- تأمین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص

تأمین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص به عنوان دو بخشی که بطور متقابل یکدیگر را پوشش منی دهند مطرح است و عدم تأمین و یا حذف بخشی از آن سلامت سازه ای را زیر سؤال خواهد برد .

پ- شناخت مصالح و مواد اولیه

شناخت مصالح و مواد اولیه مصرفی در بتن تعاریف و استانداردهای خاص خود را دارند و با در نظر گرفتن این استانداردها بایستی نسبت به تهیه و بکارگیری آن در امر احداث سازه های بتونی اقدام نمود . نادیده گرفتن و قصور در اجرای استانداردها و دستورالعمل های فنی یعنی به خطر انداختن استحکام ، دوام و بقای سازه ای .

ج- شناخت عوامل فساد بتن

شناخت عوامل فساد بتن که تا کنون شناسائی و طبقه بندی گردیده اند عبارتند از :

1- نمکها ؛ 2- اسیدها ؛ 3- گازهایی نظیر گاز کربنیک ؛ 4- پوشش نا کافی بتن بر روی فولاد ؛ 5- کیفیت پایین عمل آوری بتن ؛ 6- بار اضافی ؛ 7- آب و رطوبت ؛ 8- فرآیند یخبندان ؛ 9- خوردگی میکروبی ( SRB ) ؛ 10- باکتری های اکسید کننده گوگرد .

چ – شناخت اقلیم و عوامل محیطی

بحث کلرورها و سولفاتها در سطح کشور همراه سایر عوامل فساد بتن را تحت الشعاع قرار داده و عوامل دیگری که به فساد منجر می شود مورد غفلت قرار گرفته است ( نمونه حاضر آن سازه های بتونی گوناگون در سطح تهران بزرگ ) و اگر به بند “ ج “ که گاز کربنیک را به عنوان یکی از عوامل فساد بتن مطرح ساخته است نظری بیندازیم دیگر هیچگاه سازه بتونی اکسپوز را در سطح شهری که مالامال از گازهای مونو و دی اکسید کربن است احداث نخواهیم کرد .

بررسی های علمی نشان می دهد که گاز کربنیک موجود در هوا سبب کربناتیزه شدن بتن و کاهش مقاومت آن می گردد . به طوری که یک عامل نفوذی بعمق20 میلی متر می تواند تا میزان 35 نیوتن بر میلی متر مربع مقاومت بتن را طی 30 سال کاهش دهد .
نمک آب دریاهای آزاد آب خلیج فارس

که البته میزان این املاح در نواحلی ساحلی به علت تبخیر بیشتر دو چندان می گردد و این ارقام بیانگر آن است که حاشیه خلیج فارس سازه بتونی ما به طور همزمان مورد هجوم دو عامل مخرب سولفات و کلر قرار می گیرد .

ح- تهیه مصالح و مواد مناسب و نگهداری آنها در شرایط خوب و استاندارد

آئین نامه های مجاز بتن در کشورهای مخحتلف و از جمله آئین نامه بتن ایران تهیه مصالح مرغوب و انبار نمودنآن در شرایط مطلوب را توصیه نموده است . تحقیق در امر فساد بتن در مجتمع بندری شهید رجایی بندر عباس نشان داد که هیچ یک از مصالح مصرفی در بتن برابر توصیه های آئین نامه ای تهیه و مصرف  نگردیده است .

( تهیه و دپوی شن و ماسه در محیط باز و در مجاورت ماسه های روان آغشته به یون کلر و سولفات ، نشستن شبنم حاوی کلروسولفات و انبار نمودن پاکتهای سیمان تا 17 کیسه بر روی هم ، ( استاندارد 7 کیسه ) استفاده از آب حاصله از دستگاههای آب شیرین کن با خاصیت قلیلیی بسیار بالا ، استفاده از بتن خشک ، عدم اجرای بتن با چگالی مناسب از بارزترین علل فساد بتن در مچتمع بندری شهید رجائی بندر عباس بوده اند . تهیه مصالح مرغوب از مسافتهای دور را نباید به دلیل افزایش هزینه به تهیه مصالح نا مرغوب از مسافت نزدیک ترجیح داد .

د- تحقیقات :

چون عمدتا“ تحقیقات میدانی انجام شده در حاشیه خلیج فارس صورت گرفته است و مضافا“ این که این خلیج به علت عمق کم و گستردگی زیاد و عدم سیرکولاسیون کافی آب به علت عرض کم دهانه آن و همچنین تجربه زیاد ، بصورت اکوسیستم خاصی عمل می کند علاوه بر میزان بسیار زیاد املاح در میلی لیتر دمای 34-33 درجه شرایطی استثنایی را پدید آورده که طرح اختلاط بتن ویژه ای را طلب می نماید و تا کنون متأسفانه هیچ یک از آئین نامه های داخلی و خارجی بتن به آن نپرداخته اند . تحقیقات در شرایط آزمایشگاهی در بر گیرنده پاسخ های صحیح و دقیق نبوده است و ضرورت دارد کهخ این تحقیقات را به سمت و سوی تحقیقات محیطی بسط داد . بدیهی است که امر تحقیقات باید در دو زمینه بهسازی و جایگزینی مواد جدید و مقاوم در برابر عوامل فساد بتن و ت=از سویی پیدا کردن روشهای جدید مبارزه با فساد بتن از سوی دیگر انجام گیرد .

ر – طرح اختلاط بتن

طرح صحیح صورت مسأله بر اساس شناخت دقیق اقلیم ، مکان ، مکصالح و نوع سازه ، امکان تهیه طرح مطلوب بتن را بدست می دهد . طرح اختلاط بتن به مانند هر گونه طراحی دیگر بایستی به صورت موردی و منفرد انجام گیرد و از استفاده عمومی طرح اختلاط واحد بتن اکیدا“ اجتناب شود . اختلاط بتن بایستی با درصد و طیف مناسبی از عناصر ریزدانه و درشت دانه انجام گیرد و حذف بخشی از این موارد به مخاطره انداختن سازه بتونی ، محسوب می شود .

ل – تولید، اجرا و عمل آوری

اجرا و عمل آوری بتن از مهمترین مباحث مربوط به بتن می باشد که مکمل طرح اختلاط بتن بوده و اجرای صحیح و دقیق آن امکان اتصال بتن با چگالی زیاد را بدست می دهد که به علت فشردگی زیاد اجزای بتن راه نفوذ عوامل را به درون بتن سد نموده و استحکام و دوام سازه ای را تضمین می نماید .

ن- نگهداری

نگهداری سازه های بتونی از مهمترین بحثهای مدیریت حفاظت بتن می باشد که بکارگیری آن در تمامی دوران بهره برداری توصیه گشته و امروزه در تمامی کشورهای پیشرفته به طور جدی مورد توجه قرار گرفته است .

نتیجه گیری :

با توجه به پهناوری کشور و شرایط مختلف اقلیمی و محیطی ، تهیه و تنظیم آئین نامه های منطقه ای بتن و فولاد امری ضروری است و بهره برداری بی دردسر از سازه ها ایجاب می کند که به امر طراحی ، اجرا و بهره برداری سازه ای توجه ویژه ای مبذول شود ، از این رو در جهت تکمیل طرح مدیریت حفاظت بتن طرحی را تحت عنوان شناسنامه سازه ای تهیه و ارائه نموده ایم که امیدواریم پس از کسب نظر اساتید ، دانشمندان و صاحبنظران به عنوان امری واجب و ضروری در راه حفظ و نگهداری سرمایه های ملی و کلیه سازه ها ( اعم تاز بتونی ، خاکی ، فلزی و … ) مورد استفاده قرار گیرد .

عايقکاري جداره هاي خارجي ساختمان، می تواند 35 تا 55 درصد از اتلاف حرارت ناشی از سقف، کف و ديوارهاي مجاور فضاي آزاد را کاهش دهد. انتخاب روش مناسب عایقکاری ساختمان نیازمند توجیه فنی اقتصادی می باشد و به عوامل مختلفی نظیر وضعیت جدار، هزینه عایقکاری، نمای خارجی ساختمان و … بستگی دارد.

عایق های ساختمانی به دو دسته عایق های پلیمری و معدنی تقسیم می شوند:

1- عایق پلیمری
این گروه از عایق ها نظیر پلی استایرن (یونولیت) یا پلی یورتان می باشد. این عایق ها دارای ضریب مقاومت حرارتی بالاتری نسیت به عایق های معدنی هستند و برخلاف عایقهای معدنی در برابر رطوبت مقاوم هستند. با این وجود در برابر حرارت مقاومت چندانی ندارند. محدوده حداکثر دمای کاری این مواد بین 100 تا 200 درجه سانتیگراد می باشد و برای ایجاد مقاومت در برابر آتش سوزی، از مواد ضد آتش در آنها استفاده می شود. همچنین این گروه از عایق ها انعطاف پذیر نمی باشند و برای نصب آن بر روی دیوار نیازی به سازه نمی باشند، از اینرو عمدتا از این عایق در روش های عایقکاری بدون سازه استفاده می شود.

2- عایق معدنی
این دسته از عایق ها نظیر پشم شیشه، پشم سنگ و پشم سرباره می باشد. این عایق ها تحمل دمایی بالاتری در برابر حرارت دارند و محدوده کارکرد آنها بین 400 تا 700 درجه سانتیگراد می باشد و در برابر آتش سوزی مقاوم است. از دیگر خصوصیات این عایق ها می توان به مقاوم نبودن در برابر رطوبت و انعطاف پذیری آن اشاره نمود. از اینرو از این دسته از عایق ها در روش های عایقکاری با سازه و با لایه محافظ رطوبت استفاده می شود.

• انواع روش های عایقکاری دیوارها

عایقکاری جدارهای ساختمان متشکل از یک لایه عایق حرارتی و یه لایه نمای نهایی (نظیر گچ و یا سنگ و آجر نما) می باشد. روش های گوناگونی جهت عایقکاری ساختمان وجود دارد که می توان با توجه به شرایط هر ساختمان مناسبترین و اقتصادی ترین روش را انتخاب نمود. با توجه به اینکه از چه نوع مصالح عایقی برای عایقکاری ساختمان استفاده شود، روش های عایقکاری مختلفی قابل تعریف است که در ادامه بدان اشاره شده است.

1- عایقکاری با سازه
این روش برای گروه عایقهای معدنی که انعطاف پذیری بالایی دارند استفاده می شوند. با توجه به صلب نبودن این عایق ها، لایه نمای نهایی نمی تواند مستقیما بر روی عایق نصب شود. بنابراین در این روش، دیوارها بوسیله پروفیل های چوبی و یا فلزی قاب بندی می شود و عایق حرارتی در میان فضای قاب بندی قرار می گیرد و در نهایت لایه نما بر روی سازه اجرا می شود. از جمله مهمترین روش های عایقکاری با سازه می توان به روش عایقکاری کناف و روش قاب بندی فلزی و رابیس اشاره نمود.

2- عایقکاری بدون سازه
این روش برای گروه عایقهای پلیمری که دارای صلبیت کافی هستند، استفاده می شود. با توجه به عدم انعطاف پذیری این عایق ها، لایه نمای نهایی می تواند مستقیما بر روی عایق نصب شود و نیازی به سازه و قاب بندی دیوار نمی باشد. از جمله مهمترین روش های عایقکاری بدون سازه می توان به روش دو دیوار و عایق مابین، عایق برد، پلی استایرن دانسیته بالا و ملات سیمان اشاره نمود.

3- عایقکاری با مصالح عایق
در این روش از بلوکهایی با مقاومت حرارتی بالا بعنوان اجزای دیوار باربر استفاده می شود. بنابراین خود دیوار دارای عایقیت کافی می باشد و نیازی به نصب عایق بر روی آن نیست. از مهمترین روش های عایقکاری به این روش می توان به بلوک های بتن سبک گازی، لیکا و پرلیت اشاره نمود.

4- عایق کاری ساختمان با متدهای جدید
درحال حاضر تکنولوژی ساخت خانه های سریع و پیش ساخته در دنیا پیشرفت های شگرفی داشته است که ضمن اجرای یک ساختمان در کمترین زمان، عایقکاری مناسبی نیز دارند. از آن جمله می توان به روش های LSF، ICF و ساندویچ پنل (3D-Panel) اشاره نمود.

سوالی که اینجا مطرح می شود اینست که از کدامیک از این روش های عایقکاری برای ساختمان ها مناسب می باشد؟
بطورکلی هر کدام از این روش های عایقکاری برای یک شرایط از توجیه بیشتری برخوردار است. بعنوان مثال پر واضح است که در یک ساختمان احداث شده نمی توان از روشهای سوم و چهارم استفاده نمود و می بایست به سراغ روش عایقکاری با سازه یا بدون سازه رفت. از طرف دیگر،توجه به نوع دیوار و نمای ساختمان در انتخاب روش مناسب از اهمیت بسزایی برخوردار است. پارامترهای اقتصادی نظیر هزینه تمام شده عایقکاری نیز بسیار تاثیر گذار است. در ادامه به روش های عایقکاری ساختمان های احداث شده با ساختمان های درحال ساخت اشاره شده است.

• عایقکاری دیوارهای ساختمان در هنگام ساخت

بهترین زمان برای عایق کاری ساختمان، در زمان دیوارکشی و در هنگام ساخت می باشد که بسيار راحتتر و با هزینه کمتری نسب به ساختمان های احداث شده انجام می پذیرد. در زمان ساخت یک بنا، از روش های مختلف و متنوعی جهت عایقکاری ساختمان می توان استفاده نمود. می توان عایقکاری را ضمن اجرای نمای ساختمان (آجر نما، سنگ و کامپوزیت آلومنیوم ….) انجام داد.

همانطورکه در جدول زیر ملاحظه می شود، اجرای عایق کاری ساختمان با استفاده از عایق های معدنی (پشم شیشه، پشم سنگ، پشم سرباره) نیاز به اجرای سازه فلزی و یا چوبی دارد که عایق در بین آن قرار داده شده و نمای ساختمان بر روی آن اجرا می شود از اینرو این روش را با نام \”عایقکاری با سازه\” نیز شناخته می شود. روش دیگر عایقکاری، \”عایقکاری بدون سازه\” است که برای عایق هایی نظیر یونولیت و پلی استایرن XPS که از استحکام کافی برخوردار هستند، نیازی به اجرای سازه نمی باشد و نمای ساختمان مستقیما بر روی آن اجرا می شود. روش دیگر عایقکاری \” عایقکاری با مصالح عایق\” است که با استفاده از مصالح و بلوک های عایق حرارتی و با هزینه پایینتر و سهولت بیشتری، انجام می پذیرد

• عایقکاری دیوارهای ساختمان احداث شده

در ساختمان هاي احداث شده، عايقکاري جداره ها مستلزم بازسازي ساختمان است. روش نخست، عايقکاري جداره ها از داخل و در روش دوم عايقکاري جداره ها از خارج ساختمان انجام می پذیرد. عموما عايقکاري در نمايي انجام مي شود که وضعيت نما در آن قسمت نامناسب باشد. بعبارت ديگر، اگر مديريت ساختمان قصد بازسازي نماي خارجي ساختمان را داشته باشد، عايقکاري ضمن بازسازي نمای خارج انجام مي پذيرد و درصورتیکه، وضعیت نمای داخل ساختمان نامطلوب و نیاز به ترمیم و بازسازی داشته باشد، عایقکاری از داخل انجام می پذیرد. در جدول زیر، روش های متداول عایقکاری ساختمان، ضمن بازسازی ارائه شده است.

برای ساختمان های احداث شده، می توان از دو  روش عایق کاری ساختمان با سازه و بدون سازه استفاده نمود ولی نمی توان از مصالح عایق استفاده نمود.

• نکات تکمیلی در خصوص عایق کاری ساختمان

بطورکلي عایق کاری ساختمان را می توان هم از طرف داخل و هم از خارج جدار اجرا نمود. در عایق کاری ساختمان از خارج، دیوارهای ساختمان نیز در حین گرمایش ساختمان گرم می شود. دیوارهای گرم شده ساختمان، اینرسی حرارتی را در ساختمان افزایش می دهد و در زمانهایی که دمای هوای داخل ساختمان کاهش یابد، به محیط داخلی گرما، می بخشد و موجب ثبات دمایی در داخل ساختمان می شود. در اين روش که بيشتر مناسب ساختمان هاي با کاربري دائم و مسکوني مي باشد، تغييرات دماي داخل، تاثير کمتري از تغييرات دماي خارج ساختمان مي پذيرد و آسايش حرارتي ساختمان افزايش مي يابد.

در روش دوم، عایق کاری ساختمان از سمت داخل ساختمان انجام می پذیرد و در حین گرمایش ساختمان، جداره های ساختمان گرم نمی شود و اينرسي حرارتي ديوارهاي ساختمان بشدت کاهش مي يابد. از اينرو شدت تغييرات دماي داخل ساختمان که اصطلاحا با لختي اينرسي ساختمان شناخته مي شود، به شدت افزایش مي يابد، اين نوع عایق کاری ساختمان بيشتر براي ساختمان هاي اداري که دمای داخل ساختمان باید بسرعت به دمای مطلوب برسد، مناسب مي باشد و بهتر است از ادوات و تجهيزات کنترل دما در داخل ساختمان استفاده شود، تا دماي يکنواخت محيط و آسايش حرارتي افراد تامين شود.

با توجه به مباحث فوق، روش مطلوب براي عايقکاري ساختمان هاي اداري، از داخل مي باشد. با اين وجود، يکي از معيارهاي اساسي براي انتخاب روش مناسب عایق کاری ساختمان، وضعيت نماي ديوار از داخل و خارج ساختمان مي باشد. از آنجاييکه عايقکاري ساختمان همراه با بازسازي نماي ساختمان انجام مي پذيرد. عموما عايقکاري در نمايي انجام مي شود که وضعيت نما در آن قسمت نامناسب باشد. بعبارت ديگر، اگر مديريت ساختمان قصد بازسازي نماي خارجي ساختمان را داشته باشد، عايقکاري ضمن بازسازي نما انجام مي پذيرد.

موضوع ديگري که مي بايست در انتخاب روش مناسب عايقکاري درنظر گرفت، مباحث اقتصادي پروژه مي باشد. بطورکلي هزينه عايقکاري ديوارهاي ساختمان، با توجه به هزينه بالاتر نماکاري از خارج ساختمان نسبت به نماکاري از داخل، روش هاي عايقکاري داخلي ساختمان کم هزينه تر مي باشد.

سرامیک خشک نما dry ceramic facade به‌دلیل برخورداری از ویژگی‌هایی چون پایداری در دماهای بالا، استحکام زیاد و مقاومت بالا در برابر خوردگی، عدم جذب آب در بسیاری از در دنیا به عنوان نمای اصلی و منحصر به فرد ساختمان توسط طراحان و معماران در مراحل ابتدایی جهت اجرای نمای خشک پروژه انتخاب می گردد و در لیست اجزای بسیار مهم و استراتژیک قرار می گیرد. در واقع عموما این نوع سرامیک از نوع سرامیک های پرسلانی در نظر گرفته می شود که مزیت های بالایی نسبت به کاشی سرامیک های غیر پرسلانی دارد.

دلیل این موضوع کاربرد سرامیک خشک نما در دو پوسته کردن ساختمان و ایمنی بالا و قیمت تمام شده کمتر در دراز مدت برای سازندگان و بهره برداران نسبت به نمای سنگ و سیستم های ملاتی و همچنین سرعت اجرای بالاتر آن در حدود یک سوم زمان اجرای سیستم های دیگر می توان ذکر نمود.

1- سرامیک خشک نما چیست ؟

به‌طور کلی به مواد کانی غیرفلزی سرامیک می‌گویند؛ به این مفهوم که علاوه‌ بر اینکه معدنی هستند در عین حال خواص فلزی ندارند. دانشی که به بحث در مورد سرامیک‌ ها می‌پردازد به علم سرامیک و صنعت مرتبط با آن به صنعت سرامیک نامیده می شود .
در این صنعت دو شاخه اصلی وجود دارد: 1. سرامیک‌های سنتی و 2. سرامیک‌های پیشرفته.
در واقع سرامیک خشک نما جزء دسته دوم یعنی سرامیک های پیشرفته قرار می گیرد و در بیشتر مواقع به حالت اکسترودی تولید می گردد.
سرامیک خشک نما گروهی از مواد نو هستند که با توجه به ‌کاربرد، ارزش افزوده و پیچیدگی فناوری، دارای تقسیم‌بندی‌های مختلفی هستند. رایج‌ترین دسته‌بندی سرامیک خشک نما بر اساس و نحوه تولید، ضخامت ، سیستم های زیر سازی اجرا و آن‌ها است. این دسته‌بندی شامل: سرامیک پرسلانی خشک نما به حالت مجوف (سوراخ دار) و سرامیک پرسلان خشک نما به حالت تو پر (فول بادی ) می باشد. در واقع دلیل اصلی این سرامیک ها در دنیا پایین آوردن هزینه های اجرای نما و هزینه های نگهداری ساختمان از لحاظ مصرف انرژی بوده است.

2- چرا سرامیک خشک نما به عنوان سرامیک پیشرفته مطرح می باشد؟
در حال حاضر پیشرفته یا سنتی‌بودن یک ماده بیشتر از اینکه به خود آن مربوط باشد به مفاهیم و دیدگاه‌هایی برمی‌گردد که بر آن اساس ماده، ساخته شده است؛ به این معنی که نوع نگرش به این مواد، پیشرفته یا سنتی بودن آن‌ها را تعیین می‌کند. بنابراین اگر با یک دیدگاه علمی پیشرفته، ماده‌ای را بررسی و دگرگون کنند که از سال‌ها قبل وجود داشته است، ماده موردنظر در حوزه مواد پیشرفته قرار خواهد گرفت و برعکس اگر کاربردی بسیار متداول و غیرعلمی و غیرمهندسی حتی از یک ماده جدید مدنظر باشد با حوزه مواد سنتی و متداول سروکار خواهیم داشت.

با ذکر یک مثال می‌توان مفهوم را روشن‌تر بیان کرد. گچ و رس جزء مواد بسیار سنتی و متداول هستند و سال‌های زیادی است که مورد استفاده قرار می‌گیرند، ولی در حال حاضر می‌توان با دیدگاه‌های جدید (مثل نانوفناوری) و در مقیاس اتمی و سلول واحد، تغییراتی را در این مواد ایجاد کرد؛ به‌گونه‌ای که دارای خواصی شوند که قبلاً فاقد آن بوده‌اند. در این‌ صورت گرچه هنوز با گچ و رس سروکار داریم ولی حوزه پیش روی ما مربوط به مواد پیشرفته خواهد بود.
پس به‌طور کلی می‌توان مولفه دانش در تولید یک محصول را به‌عنوان معیاری برای تعیین پیشرفته یا سنتی بودن آن در نظر گرفت، به طوری که سرامیک خشک نما به دلیل نوع تولید آن که بر اساس دو گونه اکسترودی و استفاده از دستگاه های پیشرفته ورقه ورقه نمودن سرامیک به ضخامت یک سانتی متر تقسیم بندی می گردد از دسته سرامیک های پیشرفته محسوب می گردد.