عوامل مؤثر بر رئولوژی بتن را به دقت بررسی نموده و با این خاصیت بتن بیشتر آشنا می شویم و تعریف رئولوژی را به صورت دقیق ارائه می دهیم.
رئولوژی، علم جریان شناسی و تغییر فرم جریان ها می باشد که بیانگر بر هم کنش میان نیروها، تغییر فرم و زمان می باشد. واژه رئولوژی، برگرفته از کلمه رئوس است. رئولوژی برای مواد مختلف کارایی دارد. این علم، تاریخچه دوری دارد.
چنانچه چسبندگی یا ویسکوزیته، بیانگر مقاومت در مقابل جریان و الاستیسیته ساختار و پایداری ابعادی ماده باشد، به دنبال آن باید رئولوژی را رفتار ویسکوز و الاستیک سیستم ها به شکل جداگانه و مرتبط با همدیگر دانست.
سیالات به چندین دسته شامل سیال نیوتنی، سیال غیرنیوتونی منحصر از زمان، سیال غیرنیوتونی وابسته به زمان و ویسکوالاستیک تقسیم می شوند که جریان شناسی غیرنیوتونی و ویسکوالاستیک، اصلی ترین رویکرد علم رئولوژی می باشد.
رئولوژی چیست؟
عوامل مؤثر بر رئولوژی بتن را در ادامه بررسی می کنیم. رئولوژی، بررسی جریان یک ماده در وضعیت سیال و به شکل جامد نرم و یا جامدی که رفتاری مثل یک سیال پلاستیک دارد در برابر نیروی اعمال شده می باشد.
رئولوژی بر روی موادی که ساختار مولکولی پیچیده ای دارند، تمرکز دارد. در صورتیکه بتن از خواص رئولوژی برخوردار باشد، از هر نظر از ویژگی های بهتری برخوردار می باشد. بررسی ها نشان می دهد که اگر نسبت آب به سیمان یا فوق روان کننده ها از یک حد معین افزایش یابد، میزان خواص آن کمتر می شود. در این حالت کارایی بتن کمتر می شود.
علت بررسی رئولوژی بتن
قبل از بررسی عوامل مؤثر بر رئولوژی بتن باید بدانیم که علت اهمیت رئولوژی برای بتن چیست. رئولوژی، دانش تحلیل یک جریان و تغییراتی که در روند آن در حال جریان است، می باشد. خواص رئولوژیکی بتن تازه مختص هیدارتاسیون سیمان و تغییر و تحولات شیمیایی در سیستم خمیر سیمان می باشد. همچنین، خواص رئولوژی بتن به فرم و میزان درجه بندی سنگدانه های موجود در ترکیب بتن وابسته است.
پیشرفت خواص رئولوژی بتن در ابتدا به صورت کامل به خمیر سیمان وابسته است. خواص بتن از هنگامی که آب و سیمان ورود می کنند، پیشرفت می کند. یکی از افزودنی های بتن، ماده تنظیم کننده رئولوژی بتن می باشد که به موادی با نام های دیگر مانند روان کننده، فوق روان کننده، ابر روان کننده و قوام دهنده معروف است.
عوامل مؤثر بر رئولوژی بتن می توانند این خواص را به شدت تغییر دهند. بهره گیری از فوق روان کننده ها و روان کننده ها سبب کاهش چشمگیر چسبندگی و توزیع یکدست ذرات در ملات می شود که بر این اساس با حداقل آب می توان بیشترین ملات را تولید کرد. هر اندازه که آب کمتری مصرف شود، مقاومت بتن بیشتر خواهد بود.
بهره گیری از قوام دهنده سبب به حداکثر رسیدن ویسکوزیته آب شده و ملات حاصل از چسبندگی بیشتری برخوردار خواهد بود. در نتیجه سنگدانه ها دارای تعلیق بیشتری در خمیر سیمان خواهند بود و جداشدگی کمتری خواهند داشت.
جهت کسب اطلاعات بیشتر کلیک کنید
افزودنی های مختلف به بتن با هدف تغییر در رئولوژی بتن
یکی از عوامل مؤثر بر رئولوژی بتن، افزودنی های بتن هستند. افزودنی های معدنی به بتن اضافه می شوند تغییرات زیادی در بتن ایجاد می کنند که از جمله مهمترین آنها می توان به تغییر در رئولوژی بتن اشاره نمود. به طور کلی هدف از استفاده از هر افزودنی، بهبود خواص بتن می باشد. برخی از افزودنی های معدنی که می تواند تغییراتی در رئولوژی بتن ایجاد کند، شامل موارد زیر می باشد:
- میکروسیلیس
- پوزولان طبیعی
- خاکستر پوسته برنج
- پودر شیشه
- سرباره کوره آهن گدازی
- خاکستر بادی
مهمترین عوامل مؤثر بر رئولوژی بتن چیست؟
- قوام مخلوط بتن
- تنظیمات ترکیب
- سفت شدن
- افزودنی ها
- گریدبندی سنگدانه ها
- درشتی یا ریز بودن سنگدانه ها
- بافت و ساختار سنگدانه ها
- توجه به میزان نسبت ایده آل آب به سیمان
توجه کنید که افزایش نسبت آب به سیمان بتن، موجب کاهش تنش موردنیاز برای حرکت دادن می شود. افزایش نسبت آب به سیمان سبب افزایش روانی و کاهش لزجت بتن می گردد. درنظر داشته باشید که به حداکثر رسیدن روانی بتن با کاهش تنش تسلیم یکسان خواهد بود. لذا در بکارگیری از فاکتورهای تغییردهنده خواص رئولوژی بتن به این نکات توجه کنید.
رئومتر چیست؟
با عوامل مؤثر بر رئولوژی بتن آشنا شدیم. درنظر داشته باشید که رئومتر، دستگاهی برای اندازه گیری برخی از کمیت ها و خصوصیات بتن است که از جمله آنها می توان به ویسکوزیته تن، سرعت برشی و تنش برشی و … اشاره نمود. مکانیزم عملکرد این دستگاه به گونه ای می باشد که در آن با تحلیل ظرفیت لازم برای چرخش یک سطح و پرده درون نمونه، فاکتورهایی مثل ویسکوزیته دینامیک و … سنجیده می شود.
طبقه بندی مواد از نظر رئولوژی
در بررسی عوامل مؤثر بر رئولوژی بتن لازم دانستیم توضیحاتی درباره دسته بندی مواد از نظر رئولوژی ارائه دهیم. مواد از نظر رئولوژی در یکی از این دسته ها قرار می گیرند:
- مواد ویسکوز: مواد ویسکوز، متریالی هستند که با اعمال تنش، تغییر شکل پیدا کرده و با حذف تنش به وضعیت اولیه خود نمی گردند. این مواد به دو دسته مواد ویسکوز نیوتونی و مواد ویسکوز غیرنیوتونی تقسیم می شوند.
- مواد الاستیک: این متریال، کاملاً الاستیکی هستند و زمانی که در معرض تنش هستند تغییر شکل پیدا کرده و با برداشته شدن تنش به وضعیت اولیه خود برمی گردند. در واقع کل انرژی وارده را در خود نگه می دارند.
- مواد ویسکو الاستیک: متریالی هستند که رفتاری میان متریال کاملاً ویسکوز و کاملاً الاستیک می باشند. این متریال در وضعیت مذاب، انرژی را به هدر نمی دهند و در وضعیت جامد، تمام انرژی را در خود ذخیره می کنند.
- علم سیالات
- ویسکومترهای لوله موئینه یا رئومتر اکستروژن
- جریان های چرخشی به کار رفته در رئومتری
- استوانه دوران کننده در یک سیال بی نهایت
- اکستنسیومترها
- رئوگونیومتر
عوامل مؤثر بر رئولوژی بتن مورد توجه تولیدکنندگان مختلف بتن است تا در صورت صلاحدید خود از آنها استفاده کنند تا تغییراتی در خواص بتن بوجود بیاورند. امیدواریم مطالب فوق، برای شما مفید واقع شوند.
