قیمت بتن اکسپوز دهابتن زیست

واژه نامه مؤسسه بتن آمریکا، اصطلاحات سیمان و بتن (ACI 116R-85) سنگ مصنوعی را به عنوان بتن یا ملات ریخته شده در بلوک ها یا دال های کوچک در قالب های خاص تعریف می کند تا شبیه سنگ ساختمانی طبیعی باشد. در همین واژه نامه، بتن اکسپوز پیش ساخته به عنوان بتن ریخته شده در جایی غیر از موقعیت نهایی آن تعریف می شود.

اما W. N. Russell III، مدیر اجرایی مؤسسه Cast Stone، می گوید که این تعاریف به اندازه کافی کامل نیستند. او می گوید سنگ مصنوعی یک سنگ ساختمانی بتنی پیش ساخته معماری است که برای شبیه سازی سنگ ساختمانی طبیعی ساخته شده است.

درک تفاوت‌های بین سنگ مصنوعی و بتن اکسپوز پیش‌ساخته هنگام تصمیم‌گیری درباره ی محصول برای استفاده در یک پروژه، مهم است. این مصالح شباهت های زیادی دارند و معماران و سازندگان اغلب یک ماده را انتخاب می کنند حتی اگر کاربرد آنها برای دیگری مناسب تر باشد.

با این وجود، در حالی که مخلوط کردن کاربردهای این مواد همیشه دستور العملی برای یک پروژه شکست خورده و یک مشتری ناراضی نیست، ضروری است بدانید که آنها نه تنها از نظر زیبایی و مقاومت در برابر آلودگی، بلکه از نظر استحکام، ظاهر، استفاده و دوام نیز تفاوت‌های چشمگیری دارند.
در ادامه به تفاوت های بتن اکسپوز با سنگ مصنوعی پرداخته می شود و در انتها به بررسی علت هر یک از موارد مطرح شده پرداخته می شود.

1. در ایران تولیدکنندگان سنگ مصنوعی اغلب از پودر سنگ در کنار ماسه به عنوان پرکننده استفاده می کنند. دانه بندی پودر سنگ استفاده شده از 600 میکرون تا 6 میلیمتر است.

2. در ساخت سنگ مصنوعی از الیاف های ماکروسنتتیک و میکروسنتتیک استفاده نمی شود. این عامل را می توان یکی از اختلاف قیمت بتن اکسپوز با سنگ مصنوعی نام برد.

3. در ساخت سنگ مصنوعی از پوزولان و سوپرپوزولان استفاده نمی شود. این عامل را هم می توان یکی از عوامل مهم اختلاف قیمت بتن اکسپوز با سنگ مصنوعی نام برد.

4. در ساخت سنگ مصنوعی از نسبت آب به سیمان بیش از 0.4 استفاده می شود (این نسبت اغلب به 0.5 یا بیشتر می رسد). اما در بتن اکسپوز این نسبت بسیار کمتر است و همین باعث افزایش استفاده از افزودنی کاهنده های آب و بالطبع افزایش قیمت بتن اکسپوز می شود.

5. در ساخت بتن اکسپوز از شبکه های مش فلزی و یا FRP استفاده می شود. اما در سنگ مصنوعی شبکه های مش فلزی و یا FRP استفاده نمی شود. بنابراین قیمت بتن اکسپوز بیشتر است.

6. مقاومت فشاری بتن اکسپوز عموما بیش از 60 مگاپاسکال است اما در سنگ مصنوعی شاهد مقاومت کمتری هستیم. در شرکت دها بتن زیست با بهره گیری از تکنولوژی بتن UHPC و RPC از بتن های با تکنولوژی جدید استفاده می شود.

7. در ساخت بتن اکسپوز و در مرحله ی عمل آوری از سیستم عمل آوری با بخار بهره گرفته می شود اما در سنگ مصنوعی این عمل صرفا به عمل آوری محدودتری ختم می شود. عمل آوری با بخار علاوه بر افزایش چشمگیر خصوصیات مکانیکی باعث افزایش قیمت بتن اکسپوز در مقایسه با سنگ مصنوعی می شود.

1- استفاده از پودر سنگ در طرح اختلاط بتن باعث بروز موارد زیر می شود.

1-1- برخی از پودر سنگ های موجود در بازار و برخی از کارخانجات تولیدی باعث افزایش هوای بتن تازه می شود. هوای محبوس در بتن با ارتعاش از حجم ملات خارج نمی شود.

1-2- ماسه های تولید شده دارای مقداری فیلر می باشند. اما استفاده از پودر سنگ باعث افزایش فیلر در ملات تازه می شود و این امر ممکن است بر جریان پذیری و تراکم بتن اثرگذار می شوند.

در مجموع عوامل فوق باعث کاهش در حدود 12 درصدی وزن مخصوص و حداکثر 60 درصدی مقاومت می شود. اما در ساخت بتن اکسپوز به علت کنترل تمامی خصوصیات تازه و سخت شده ی بتن مقدار فیلر کنترل و در کارخانه ی دها بتن زیست از پودر سنگ استفاده نمی شود. استفاده از ماسه ی مناسب یکی از راهکارهای دستیابی به بتن با کیفیت است. بنابراین استفاده از ماسه ی مناسب قیمتی بالاتر از ماسه های معمولی دارد بنابراین قیمت بتن اکسپوز بالاتر از سنگ مصنوعی است.

2- بتن اکسپوز پس از ریخته شدن در قالب قبل از گیرش اولیه و نهایی دارای تنش های داخلی و تنش های مهاری ناشی از جدارهای قالب است.

بنابراین استفاده از الیاف میکروسنتتیک باعث کنترل ریز ترک ها و استفاده از الیاف ماکروسنتتیک باعث کنترل ترک های بزرگتر می شود.

برای بررسی بیشتر انواع ترک در بتن می توانید به مقاله ی علل و کنترل ترک در بتن در بخش مقالات مراجعه نمایید. بدیهی است که استفاده از الیاف در قیمت بتن اکسپوز موثر است.

3- استفاده از پوزولان و سوپرپوزولان در طرح اختلاط بتن اکسپوز از دو جهت بسیار موثر است.

پوزولان و سوپرپوزولان علاوه بر افزایش مقاومت های مکانیکی و دینامیکی بتن و ملات موجب بهبود خصوصیات آنها در حالت تازه می شود.
بررسی ریزساختار هیدراتاسیون نشان می دهد برخی محصولات تولیدی ناشی از این واکنش (مانند آهک هیدراته) در حالت فعال (آماده انجام واکنش جدید) می باشند. از طرفی فضای خالی بین ذرات سیمان (0.1 میکرون تا 100 میکرون) و محصولات هیدراتاسیون موجب ایجاد فضایی خالی برای عبور آب و کاهش مقاومت می شود. پوزولان ها (در حدود 0.1 میکرون) با دو اثر فیلرگونه و پوزولانی در کاهش، رفع و بهبود مواد فعال و فضای خالی نقش موثری در تقویت بتن و ملات ایفا می کنند. میکروسیلیس به عنوان یک سوپرپوزولان ارزان قیمت و وافر در کشور نقش مهمی را در صنعت بتن ریزی ایفا می کند. غبار بودن، کاهش اسلامپ، هوازایی، اقتصادی نبودن حمل، سختی کاربرد و ... از موانع کاربرد این محصول به طور مستقیم در بتن و ملات است.

دها بتن زیست با تولید و طراحی پاورژل میکرو سلیس با حداقل 50 درصد غبار میکروسیلیس، ترکیب پلیمرهای کاهنده آب، مواد ضدکف و ضدگند سعی در ارایه محصولی مناسب به صنعت عمران و ساختمان کشور کرده است. پاورژل میکرو سلیس موجب افزایش مقاومت بتن در برابر حملات سولفاتی، کلرایدی، کربن دی اکسید، کربناته شدن، مقاومت در برابر نفوذ آب و ... می شود. ساخت بتن سازه های ساحلی، مخازن نگهداری آب و گازها، مخازن فاضلاب و ... از جمله موارد کاربرد ژل میکرو سلیس است.

عملکرد کاهش نسبت آب به سیمان با توجه به حضور گروهی از روان کننده های کاهنده آب در ژل میکرو سلیس تشابه فراوانی به پلی کربکسیلات های اتر دارد. پلی کربکسیلات اتر با زنجیره های جانبی بلند در زمان های ابتدایی عملکردی خود همانند روش های سنتی با عملکرد دافعه الکترواستاتیکی عمل می کند. اما زنجیره جانبی متصل به ستون اصلی پلی کربکسیلات اتر با ایجاد یک مانع استریک توانایی آن را برای دفع ذرات به شدت افزایش می دهد. دافع استریک در کنار دافعه الکترواستاتیک باعث تقویت پخش ذرات سیمان در بتن می شود. علاوه بر موارد ذکر شده حضور ذرات ریز میکروسیلیس موجب ایجاد نقش ساچمه ای بین ذرات سیمان و سنگدانه ها می شود.

حضور سوپرپوزلان ها با واکنش در حضور آب با آهک هیدراته موجب تولید محصولات سیلیکاتی می شود. علاوه بر این با پوشش بین ذرات سیمان موجب تقویت فیزیکی ماتریس خمیری می شود. همچنین حضور ذرات ریز میکروسیلیس بسیاری از لوله های موئینه را مسدود می کند که موجب کاهش نفوذپذیری می شود.

استفاده از پوزولان و سوپرپوزولان موجب افزایش قیمت بتن اکسپوز می شود اما با توجه به افزایش دوام و مقاومت مکانیکی این افزایش قابل چشم پوشی است.

غبارهای ریز میکروسیلیس با افزایش تراکم (filler effect) و خاصیت پوزولانی خود موجب تقویت و بهبود خصوصیات بتن می شود. سطح مخصوص بسیار زیاد این محصول نیاز به آب آزاد را در بتن افزایش می دهد. سبک وزن بودن در کنار سطح مخصوص بالا موجب سخت شدن استفاده از غبار میکروسیلیس می شود. به منظور پخش یکنواخت غیار میکروسیلیس و کاهش نیاز آب آزاد این محصول را به صورت ترکیبی از روان کننده های کاهنده آب، پلیمرهای کنترل کننده ویسکوزیته و مواد افزودنی دیگر تولید می کنند. استفاده از این محصول علاوه بر افزایش دوام و مقاومت مکانیکی، موجب کاهش نفوذپذیری، مقاومت در برابر سیکل های ذوب و یخبندان و ... می شود.

ASTM C494/C494 M TYPE A
EN 934
ISIRI 2930

لازم به ذکر است، استفاده ساده و بدون تغییرات / اصلاحات در طرح اختلاط از روان کننده (یا سایر مواد روان کننده_کاهنده آب) می تواند در شرایطی بسته به پارامترهای موثر باعث کاهش مقاومت شود. انتخاب صحیح مواد روان کننده-کاهنده آب و مقدار مصرف تابع شرایط جغرافیایی، پارامترهای انتقال بتن و خصوصیات طرح اختلاط است.

مکانیزم عملکردی روان کننده-کاهنده آب پخش ذرات سیمان در بتن است. روان کننده های کاهنده آب بر پایه ملامین فرمالدهید، لیگنو سولفونات و ملامین سولفونات پلیمرهای با عملکرد جذبی بر روی ذرات سیمان عمل می کنند. در زمان اختلاط پلیمر با جذب و قرارگرفتن بر روی ذرات سیمان و ایجاد دافعه توسط گروه های سولفونیک موجب افزایش بار منفی و دافعه ذرات سیمان می شود. مکانیزم الکترواستاتیکی این دسته از روان کننده ها باعث می شود بدون افزودن آب، کارایی بتن تازه افزایش یابد.

بنابراین مقدار روان کننده مصرفی تابع پارامترهای طرح اختلاط و در بتن اکسپوز بیشتر از سنگ مصنوعی است. بدیهی این عامل تاثبر بسیاری بر قیمت بتن اکسپوز دارد.

5- استفاده از مش فلزی و فایبرگلس در کنترل تنش های خمشی پس از نصب و حتی در حین نصب می تواند مکمل نقش استفاده از الیاف یاشد. قیمت بالای فولاد تاثیر بالایی در قیمت تمام شده ی بتن اکسپوز دارد.

6- استفاده از بتن های خاص بالطبع نیازمند استفادده از مصالح خاص و با کیفیت بیشتری است. در یک ارزیابی ساده می توان دریافت که استفاده از بتن های خاص باعث افزایش قیمت بتن در حدود 5 تا 10 برابری است. بنابراین نمی توان از تاثیر قیمت بتن بر قیمت بتن اکسپوز غافل بود.

تحقيقات دانشمندان طي دو دهه اخير منجر به پيدايش نوع جديدي بتن با خواص فوق العاده گرديده كه بسياري از محدوديتهاي بتن معمولي را پشت سر گذاشته است. اين بتن كه ابتدا تحت عنوان بتن با کارایی بالا و بتن پودری معرفي شد داراي مقاومت فشاري بالاتر از 60 مگاپاسکال است.

اين بتن تقريباً غيرقابل نفوذ مي باشد و همين مسئله باعث شده است خيلي از ضعف هاي بتن معمولي مثل ضعف در برابر سيكل هاي يخبندان ، خوردگي آرماتور و حمله يونهاي مضر را نداشته باشد. همچنين ضعف عمده بتن يعني مقاومت كششي پايين را با استفاده از الیاف و شبکه های مش فلزی ديگر نيازي رفع کرده است.

بدیهی است با توضیحات فوق یکی از علل بالاتربودن قیمت بتن اکسپوز کاملا روشن است.

7- استفاده از عمل آوری با بخار می تواند باعث افزایش خصوصیات بتن اکسپوز در مرجله خارج نمودن از قالب تا نصب است.
7-1- افزایش مقاومت بتن اکسپوز و کاهش حداکثری آسیب بله بتن اکسپوز در حین خارج نمودن از قالب.
7-2- کاهش و رفع تاب بتن اکسپوز در زمان دپو در کارخانه و پروژه
7-3- افزایش فرایند هیدراسیون سیمان و مواد سیمانی
7-4- وارد واکنش نمودن پوزولان ها و سوپرپوزولان ها

به طور کلی عمل‌آوری و مراقبت از بتن اکسپوز، فرآیند حفظ رطوبت و دما در بتن تازه ریخته شده است تا بتن اکسپوز در کوتاه‌ترین زمان به مقاومت مطلوب برسد. عمل‌آوری با بخار یکی از شیوه‌های اصلی عمل‌آوری در ساخت بتن اکسپوز است که مزایای زیادی دارد و از جمله آن می‌توان به موارد ذیل اشاره نمود:

از آن‌جا که در این شیوه، بخار به صورت مستقیم بر قطعات بتن اکسپوز وارد می‌شود، گیرش بتن را بسیار کاهش می دهد. دما و رطوبت موجود در این روش، مانع از کاهش رطوبت بتن شده و در نتیجه بتن پس از سفت شدن در مدت زمان کوتاهی به بالاترین مقاومت فشاری، خمشی، کششی و… می رسد.

این روش نسبت به سایر روش‌های عمل‌آوری بتن، سرعت بیشتری در رسیدن به مقاومت مطلوب و گیرش اولیه بتن دارد.

به طور کلی عمل‌آوری که بلافاصله پس از بتن‌ریزی انجام می‌شود، نقش بسزایی در افزایش مقاومت و دوام بتن دارد. عمل آوری بتن با بخار، راهکاری اصلی از شیوه‌های عمل‌آوری است که باعث گیرش سریع‌تر بتن شده و مقاومت فشاری بتن را بالا می‌برد.

عمل آوری بتن اکسپوز با بخار یکی از راهکارهای مهم و اساسی در ساخت بتن اکسپوز است. عمل آوری با بخار باعث کاهش حباب های هوا در داخل حجم بتن خواهد شد. این امر باعث کاهش اثرات مخرب هوای به جا مانده در بتن می شود.

مرحله قبل از گرم کردن، ریهتن و متراکم کردن بتن و حفظ آن در هوای آزاد تا بتن سخت شود، این زمان قبل از گیرش نهایی است.

افزایش حرارت دمای اطراف بتن اکسپوز تا رسیدن به حداکثر دما در حدود 150 دقیقه بایستی طول بکشد. این افزایش نباید به صورت سریع رخ دهد. ACI افزایش 11 و 33 درجه در ساعت را به ترتیب برای قطعات بزرگ و کوچک پیشنهاد می دهد. افزایش غیراصولی و علمی دما باعث کاهش مقاومت و روند کسب مقاومت بتن در 28 روزگی و پس از آن دارد.

مرحله ثابت نگه داشتن دما در محدوده ی بین 3 الی 12 ساعت متفاوت است.
مرحله سرد کردن بتن اکسپوز نیز مانند افزایش دما بایستی حداقل 150 دقیقه به طول بیانجامد.
پیشنهاد می شود پس از عمل آوری با بخار تا مدت معینی عمل آوری در رطوبت انجام شود.
در بتن های ساخته شده با نسبت آب به سیمان پایین استفاده از عمل آوری با بخار شدیدا لازم و ضروری است.
هزینه های استفاده از عمل آوری با بخار از خرید تجهیزات تا مقدار گاز و برق مصرفی در قیمت بتن اکسپوز بی تاثیر نیست.