موضوع: رژیم حرارتی بتن
مقدمه
اهمیت هیدراتاسیون سیمان پرتلند
سیمان پرتلند بی آب، ماسه و شن را به هم نمی چسباند، بلکه خاصیت چسبندگی را فقط وقتی که با آب مخلوط می شود، بدست می آورد. این امر، بدین علت است که واکنش شیمیایی سیمان با آب، که معمولا به آن هیدراتاسیون گفته می شود، محصولاتی را تولید می کند که دارای مشخصات گیرش و سخت شدگی هستند.
شیمی بتن، اساسا شیمی واکنش بین سیمان پرتلند و آب است. در هر واکنش شیمیایی، ویژگی های اصلی مورد توجه، تغییرات در ماده، تغییرات در انرژی و سرعت واکنش می باشند. این سه جنبه در یک واکنش، اهمیت کاربردی عمده ای برای مصرف کننده سیمان پرتلند دارد. وقتی یک سیمان پرتلند واکنش انجام می دهد، دانستن مواد تشکیل یافته مهم است، زیرا خود سیمان یک ماده چسباننده نیست، بلکه محصولات هیدراتاسیون آن ویژگی چسبانندگی دارند. دانستن مقدار حرارت آزاد شده نیز مهم می باشد، زیرا حرارت بعضی مواقع کمک کننده کار و بعضی موارد مانع کار است. دانستن سرعت واکنش نیز مهم است. زیرا زمان گیرش و زمان سخت شدگی را تعیین می سازد. واکنش اولیه باید به حد کافی کند باشد تا بتن برای ریختن در محل توانا سازد. از طرف دیگر سخت شدگی سریع بعد از آن که بتن جا داده شد، اغلب مطلوب می باشد.
حرارت هیدراتاسیون:
ترکیبات سیمان پرتلند محصولات غیرمتعادلی از واکنش های با دمای زیاد و بنابراین در حالت پر انرژی هستند. وقتی که سیمان هیدراته می شود، این ترکیبات با آب واکنش برقرار می سازند تا در وضعیت انرژی پایینی قرار بگیرند و این فرایند با آزاد کردن انرژی به شکل حرارت همراه می باشد. به عبارت دیگر، واکنش های هیداراتاسیون ترکیبات سیمان پرتلند گرمازا هستند.
اهمیت حرارت هیدراتاسیون سیمان در فناوری بتن چند جهته می باشد. حرارت هیدراتاسیون بعضی مواقع مضر می باشد(برای مثال در سازه های حجیم) و در مواقع دیگر کمک باشد(مثلا برای بتن ریزی در زمستان، یعنی هنگامی که دمای محیط ممکن است برای تامین انرژی فعال سازی و واکنش های هیدراتاسون خیلی کم باشد). مقدار کل حرارت آزاد شده و میزان آزادی حرارت ناشی از هیدراتاسیون ترکیبات، هریک به طور جداگانه می تواند به عنوان شاخص های واکنش زایی آنها استفاده شود. همانطور که در زیر بحث گردیده است، داده های مطالعات حرارت هیدراتاسیون می توانند برای مشخص کردن رفتار گیرش و سخت شدگی سیمان و برای پیش بینی افزایش دما به کار روند.
لرچ(lerch) با استفاده از گرماسنج رسانشی، میزان حرارت ایجاد شده حاصل از خمیرهای سیمان را در حین گیرش و مدت زمان سخت شدگی اولیه ثبت نمود. نمودار متعارف داده ها که در شکل 2-7 نشان داده شده است. به طور کلی، موقع مخلوط کردن سیمان با آب، یک حرارت زایی سریع (نقطه اوج صعودی A)، که چندین دقیقه به طول می انجامد، رخ می دهد. این امر به احتمال زیاد نشانگر حرارت محلول آلومینات ها و سولفات ها است. این حرارت زایی اولیه، وقتی که با حضور سولفات ها در محلول از حلالیت آلومینات ها کاسته می شود، به سرعت متوقف می گردد(نقطه اوج نزولی A). دوره بعدی حرارت زایی که منجر به ایجاد نقطه اوج دوم برای اغلب سیمان های پرتلند پس از گذشت حدود 4 تا 8 ساعت می شود، نشانگر حرارت ناشی از شکل گیری اترینگایت می باشد (نقطه اوج صعودی B). پژوهشگران زیادی بر این باورند که دوره زمانی اوج گیری حرارت زایی، شامل حرارت محلول به خاطر C3A و حرارت شکل گیری C-S-H نیز می شود. خمیر حاوی یک سیمان کندگیر، قبل از شروع این چرخه حرارتی، بیشتر حالت خمیری خود را نگه خواهد داشت، و سفت شدگی و گیرش اولیه (شروع جامد شدن) را قبل از رسیدن به نقطه اوج B ، که متناظر با گیرش نهایی(جامد شدن کامل و شروع سخت شدگی) است، نشان خواهد داد.
تعداد صفحات:9
با فرمت ورد و با قابلیت ویرایش
دانلود تحقیق مفید رژیم حرارتی بتن
