ساختار مقاوم مصالح بتن سبك دانه در مقابل آتش 1

ساختار مقاوم مصالح بتن سبك دانه در مقابل آتش 1

چكيده:
با عنايت به اينكه جامعه عمران ما به اين مطلب كه بتن معمولي حدود يكساعت طول مي كشد كه دماي پوشش آن از ۱۰۰۰ به ۵۰۰ درجه سانتيگراد تحت گرما مي رسد، آگاهي دارند، لذا اگر تحت شرايطي اين زمان بيشتر گردد باعث رشد و توسعه بتن مي گردد كه در اين تحقيق به مقايسه مصالح بتن سبك دانه (LWAC) با مصالح دانه بندي بتن معمولي (NDC)در مقابل آتش پرداخته گرديده است، كه عامل مقاومت بتن نوع( LWAC) در مقابل آتش سبب منفعت هاي كثيري از جمله كاهش هدايت گرمايي به سمت آرماتورها ، افزايش دادن ظرفيت رطوبت و كاهش دادن نفوذ پذيري و غيره براي بتن مي گردد، كه در ادامه اين تحقيق طي نمودارهايي به بررسي وتحليل نيروها و فشارهاي وارد به انواع بتن سبك دانه ذكر شده اشاره گرديده است.
كلمات كليدي: مقامت در برابر آتش ، نسبت آب به سيمان ، هدايت گرمايي ، بتن سبك دانه ، رطوبت ، نفوذ پذيري ، دما.
مقدمه:
بر طبق تحقيقات،عمده ترين آزمايشات تئوري و اجرايي در آمريكا مي باشد و يكي از اين آزمايشات مقايسه بتن سبك دانة LWAC نسبت به بتن معمولي NDC مي باشد،كه بايستي يادآوري گردد كه LWAC مقاومتش در برابر آتش نسبت به NDC بسيار بيشتر است،طي تحقيقات تا امروز به نتايج متضادي رسيده شده است .تاثير نيروها و تركيبات آتش بر روي بتن ها متفاوت است، بدليل اينكه سلولز آتش و هيدروكربن آتش با توجه به تركيبات مربوطة خودشان، اثر مختلفي بر روي بتنهاي مختلف از خودشان نشان مي دهند .دركل تحقيق ارائه شده،محوريت موضوع بر روي حفظ يكپارچگي بتن هاي مربوطه و جلوگيري از متلاشي شدن انواع بتن ها مي باشد.
ارزيابي تحقيقات:
به طور كلي داده هاي اطلاعاتي به نام هاي”چكيدة شيميايي” يا”خلاصه”كه در انتشارات جهاني در سال هاي ۱۹۶۷،۱۹۶۹ وجود دارد،عنوان مي گردد.اين دو نوع اطلاعات جهت تحقيقات و بررسي در موضوعات مختلف به كاربرده مي گردد، در اين مقله از مراجع مختلفي استفاده گرديده است كه شامل مراجع مرتبط و بي ارتباط مي باشند،كه در اين ارتباط از ۱۱ مرجع مورد اطمينان بيش از حد استفاده گرديده است،كه در انتها ارائه مي گردد.
انواع سوخت:
سوخت سلولز اغلب بر اساس معیار استاندارد سوخت”ایزو”نامیده می گردد.در اروپا آزمایش مطابق معیار ایزو 834 انجام می گردد،که برابر din 4102می باشد.شکل 1،2 را مشاهده کنید.در ایالات متحده و کانادا سوخت استاندارد سلولز
مطابق با ASTM E119 انجام می گردد.میزان سوخت تقریبآ با میزان ایزو 834 برابر است ولی در ASTM E119 دقایق اولیه سوخت درجه حرارت بیشتري را نشان می دهد.در صفحات بعدي این سه نوع سوخت دلالت بر سوخت
سلولز دارند.
تفاوت اصلی میان سوخت هیدروکربن و سوخت سلولز آن است که دماي سوخت هیدرو کربن در دقایق اولیه با سرعت بیشتري بالا می رود یعنی شتاب بالا رفتن دما در آن بیشتر است.علاوه بر آن،حداکثر دما در سوخت هیدرو کربن 1100) درجۀ سانتیگراد) در مقایسه با سوخت سلولز (حدود 1050 درجۀ سانتیگراد)بیشتر می باشد.یادآوري 1نشان می دهد که زمان استاندارد در مقابل منحنی هاي دما در نوع سوخت از چه قرار است، یادآوري 2:محاسبۀ دماي طبیعی یک حجم واقعی را نشان می دهد که در یک سطح ایجاد فاصله می کنند.
نتايج كلي:
۱. تقريبآ تمامي منابعي كه بر اين باورند كه بتن حجم سبك واقعي نسبت به بتن حجيم طبيعي ، مقاومت بهتري در مقابل سوخت دارد،بر اساس ميزان برابري سوخت و سوخت سلولزي مي باشند.تمام منابع كه نظرية مخالف اين نتيجه گيري را ارائه مي دهند،اساسآ بر پاية سوخت هيدروكربن استوارند.اگر ساختارهاي LWAC نسبت به ساختارهاي NDC مقاومت بيشتري در برابر سمخت داشته باشند،فرو شدن رو نمي دهد، بنابراين در مقابل دماي كمتر و پايين تر انتقال گرماي كمتر در LWAC رخ مي دهد و پوشش مقاومت بهتري روي آن واقع شود، اين
نتايج در آزمايشهاي مقاومت طبيعي LWAC در سوخت طبيعي سلولز انجام مي گردد، اما در سوخت بيشتر سوخت هيدرو كربن در طي سوخت ممكن است پوشش آن دچار خرد شدگي گردد.در ادبيات شيمي و به طور كلي زمين شناسي ،چندين عامل در خرد شدگي بتن در حين آتش سوزي دخيل مي باشند،كه از جمله:
فشار بخار مرتبط با رطوبت و قابليت جذب حجم مواد و مصالح،
رطوبت موجود در سوراخ ها و منافذ،
فشار اوليه مارد بر لاية در معرض فشار
تلاش هايي جهت جلوگيري از خرد شدن سنگ ها :
آغشته نمودن حجم هاي سبك وزن براي جلوگيري از مكش آب در حين ذخيره يا از حجم تازه آن باعث كاهش رطوبت محتويات مادة سخت بتن مي گردد، براي افزايش توانايي آزاد شدن آب يا بخار حين سوخت ، چندين آزمايش با مواد سخت بتن انجام ميگردد و با افزودن فيبرهاي PP يا فيبر پلي پروپيلن همراه است.نظريه آن است كه ذوب فيبرهاي PP باعث آزاد گرديدن كانال ها يا مجراها مي گردد.چندين آزمايش با استفاده از سوخت غير فعال محافظتي انجام شده است.علاوه بر پارامتر هاي مواد،ميزان دما تاثير زيادي بر نتايج آزمايش هاي سوخت بر جاي مي گذارد.فشارهاي زياد و متراكم در لاية در معرض فشار مادة سخت بتن تاثير زيادي بر خرد شدن سنگ هاي آن مي باشد.
۲. سوخت هيدرو كربن:
بر اساس آزمايش هاي نروژي ها LWAC نسبت به NDC در آتش سوزي بيشتر خرد مي گردد، دلايل اصلي آن كه مقايسة بين LWAC و NDC مي باشد، به شرح زير مي باشد:
رطوبت بيشتر مواد محتوي(حجم سبك وزن ممكن است مثل جاذب آب عمل نمايد و بنابراين موجب افزايش ميزان بخار آب گردد(،
قابليت جذب كمتر كه منجر به ايجاد فشار بخار بالاتر در LWAC مي گردد ،
قابليت رسانايي پايين تر(كه منجر به درجة بالاتر دما مي گردد(.
واقعيت اين است كه LWAC در مقايسه با بتن حجيم معمولي داراي مقاومت كشش كمتري مي باشد و همين باعث شكنندگي بسيار بيشتر بتن LWACمي گردد.
بيشتر آزمايش هايي كه در ارتباط با آتش يوزي هيدروكربن روي مي دهند، آزمايش هاي نروژيها روي بتن هاي متراكم سبك وزن با نسبت پايين w/cمي باشد (شامل 15-5 درصد بخار سيليكا) و حجم هاي سبك وزن مورد استفاده Leca and liapor(گل پهن شده) مي باشند.آزمايش سوخت روي هر دو نوع كوچك و نمونه هاي بتن غير مقاوم و تيرك ها و قالب هاي مقاوم انجام شد.در چندين آزمايش ميزان رطوبت لاية خارجي بتن در زمان آزمايش اندازه گيري شد،علاوه بر آن افزايش دما در لايه هاي مختلف بتن ها و بتن مقاوم اندازه گيري مي گردد،در اين آزمايش ها هيچ بتن سبك وزني بدون فيبر هايPP يا عامل حفاظتي و ضد آتش غير فعال تا دو ساعت بيشتر در برابرسوخت هيدرو كربن و بون خرد شدگي قابل توجهي دوام نمي آورد.
سوخت سلولزي:
به طوري كه از منابع برداشت مي گردد، بتن حجيم سبك وزن نسبت به بتن حجم معمولي در مورد آتش مقاومت بيشتري دارد، ما فرض مي نماييم كه اين تجربيات فقط بر اساس آزمايش با سوخت سلولزي انجام شده است (نوع سوخت در تمام منابع كاملآ تعيين شده است( البته در آزمايش هاي بتن حجيم سبك وزن ، ميزان w/cدر اين منابع وجود ندارد،به منظور ايجاد مقاومت و تراكم،امكان دارد اكثر آزمايش هاي مربوط به بتن هاي متراكم سبك وزن w/c بالاتري را داشته باشد،بنابراين در مقايسه با نوع تراكم نروژي ها قابليت بالاتر دارند، اما بتن هاي حجيم سبك وزن قابليت جذب كمتري دارند.
دليل اصلي مقاومت بهتر بتن هاي متراكم سبك وزن LWAC در مقايسه با NDC اين است كه بخاطر هدايت گرمايي كمتر عايق كاري LWACبهتر باقي مي ماند،يعني گرماي كمتر يتن مقاوم باعث كاهش فشارهاي گرمايي مي گردد،در سوخت هيدرو كربن با درجه حرارت بالاي سطح در مقايسه با سوخت ايزو قابليت هدايت گرمايي پايين تر است،بنابراين،باعث افزايش درجه حرارت در لاية خارجي بتن LWACمي گردد،و اين خطر خرد شدن را به طرز قابل توجهي افزايش مي دهد.بنابراين ساختارهاي LWAC نسبت به ساختارهاي NDCمقاومت بيشتري در برابر آتش از خود نشان مي دهند و هيچ خرد شدني در آنها ديده نمي گردد.برخي از محققين كه مقاومت بهتري از LWACدر برابر آتش را گزارش داده اند و مي گويند برخي پارامتر ها يا معيارهاي قطعي يا بحراني بر ميزان مقامت LWACدر برابر آتش موثر است،اول اينكه،تمامي آنها معتقدند كه خطر خرد شدن در زمان افزايش رطوبت و در مواقع مهم و بحراني افزايش مي يابد.برخي ديگر معتقدند حجم بيشتر سيمان در خمير LWACدر مقايسه با NDC(با ميزان برابري w/c ) ممكن است فايده اي براي دماي كمتر LWACداشته باشد.آزمايشات انجام شده ،ميزان مقاومت LWAC در برابر آتش در مقايسه با NDCمي بايست در شرايط وجود ، نور انجام شود(نوع آتش،رطوبت، w/c ، قابليت جذب و …)