خواص حرارتی، صوتی و الکتریکی بتن
کلیات
خواص حرارتی بتن نیز مانند خواص مقاومتی ممکن است با تغییرات در مصالح، نسبت های اختلاط و روش های ساخت تغییر نماید. آشنایی با خواص حرارتی بتن جهت طرح و پیش بینی اجرای انواع زیادی از سازه های بتنی مورد نیاز است. گرچه بتن از نظر قابلیت عایق سازی عموما بر فلزات و سنگ های طبیعی تفوق جسته است، ولی در دمای اتاق موادی چون آزبست، منیزیم پودر شده، چوب معدنی و چوب معدنی و چوب پنبه پودر شده از این نظر برتر هستند. در درجه حرارت های زیاد، موادی مانند منیزیم پودر شده و خاک دیرگداز از نظر عایق سازی بسیار بهتر هستند. ارزش حفاظت کنندگی بتن در درجه حرارتهای زیاد که درآتش سوزی های بسیار بزرگ به اثبات رسیده است، ناشی ازمقاومت بالای آن در مقابل آتش به همراه هدایت نسبتا کم و مقاومت زیاد آن است. خواص حرارتی بتن سخت شده که برای مهندس اهمیت دارد، عبارتند از: هدایت حرارتی، گرمای ویژه، انتشار حرارت، ضریب انبساط حرارتی و افزایش دمای آدیاباتیک به علاوه تاثیر دما بر روی خواص مقاومتی را باید شناخت.
هدایت حرارتی
هدایت حرارتی عبارت است از آهنگ عبور حرارت ازمیان ماده ای با سطح و ضخامت واحد وقتی که تغییر دمای واحد بین دو وجه ماده وجود دارد. این خاصیت در رابطه با تغییرات دما دربتن حجیم وهمچنین خواص تقطیر و عایق سازی دیوارها و دال ها دارای اهمیت است. تعاریف و مقادیر عددی برای ضرایب مختلف در مرجع شماره (1) ارائه گردیده است.
ضرایب مختلفی که جهت محاسبه افتهای حرارتی به کار می روند، به شرح ذیل است:
K : هدایت حرارتی یکماده همگن بین رویه وجه گرمتر و رویه وجه سردتر، ژول بر ثانیه بر متر مربع سطح بر هر درجه اختلاف دما در هر متر ضخامت
C: قابلیت هدایت حرارتی یک عایق (دیوار) بین رویه وجه گرمتر و رویه وجه سردتر، ژول بر ثانیه بر متر مربع بر هر درجه اختلاف دما برای ضخامت معین (غالبا مشخص شده به عنوان مثال برای واحدهای بنایی بتنی cm 10، cm 20، cm 30)
J: هدایت سطحی ، نرخ زمان جریان بین یک واحد سطحی از یک رویه و هوای پیرامونی (fi رویه داخلی و fo رویه خارجی را مشخص می کند) ژول بر ثانیه بر متر مربع بر هر درجه اختلاف دما a = قابلیت هدایت حرارتی یک فاصله از جنس هوا، ژول بر ثانیه بر متر مربع بر هر درجه اختلاف دما.
R: مقاومت حرارتی، عکس قابلیت هدایت مانند و غیره. ضریب کلی انتقال یک دیوار مرکب را می توان با محاسبه مقاومت کل یا جمع زدن معکوس ضرایب هدایت برای بخش های جداگانه دیوار مرکب به دست آورد:
که x1,x2 ضخامت مواد مختلف هستند.
U: ضریب کلی انتقال حرارت، ژول بر ثانیه بر متر مربع بر هر درجه اختلاف دما بین هوای روی وجه گرمتر یک عایق و هوای روی وجه سردتر
روش های محاسبه افت از میان ساختمان یک دیوار مشخص و همچنین تغییرات دما بین وجوه سرد و گرم دیوار در شکل های 10-1و10-2 ارائه شده است.
ضرایب عددی مختلف از راهنمای حرارتی، برودتی و تهویه مطبوع استخراج شده است.
ترکیبات کانی شناسی سنگدانه ها تاثیر زیادی بر روی هدایت حرارتی دارد.
بازالت و تراخیت هدایت حرارتی کم، کوارتز هدایت حرارتی زیاد و دولومیت وسنگ آهک هدایت حرارتی نسبتا بالایی دارند.
هدایت حرارتی سنگدانه های سبک تقریبا متناسب با دانسیته آنها است. رابطه تقریبی بین هدایت حرارتی و دانسیته
جای شکل
قسمت
مقاومت
تغییر دما (F °)
مقاومت سطح خارجی
30cm قطعه بنایی رس منبسط شده و cm5 پوشش سیمان پرتلند هوا
mm 5/12 عایق جامد
mm 5/12 پلاستر
مقاومت سطح داخلی
17/0
46/2
91/0
51/1
15/0
68/0
3=90(88/5÷ 17/0)
38=90(88/5÷ 32/2)
14=90(88/5÷ 91/0)
23=90(88/5÷ 51/1)
2=90(88/5÷ 51/1)
=90(88/5÷ 61/1)
خشک شده در کوره در شکل 10-3 نشان داده شده است. مقدار هوای بتن تاثیر قطعی در کاهش هدایت حرارتی دارد. نتایج آزمایش ها حاکی از این است که هدایت حرارتی بتن با شن و ماسه معمولی و همچنین بتن با سنگدانه سبک، با افزایش مقدار رطوبت بتن سخت شده افزایش می یابد. همچنین در صورت افزایش دمای بتن سخت شده از 157-تا 24 درجه سانتی گراد، هدایت حرارتی بتن دارای شن و ماسه معمولی کاهش می یابد و در بتن دارای سنگدانه های سبک، فقط تغییر اندکی در هدایت حرارتی ایجاد می شود.
هدایت حرارتی و تقطیر
حذف تقطیر بر روی یا درون دیوارها و کف ها به همان اندازه کاهش افت حرارت از میان آنها دارای اهمیت است. از تقطیر رطوبت برروی وجه داخلی دیوار خارجی ساختمان درصورتی میتوان جلوگیری نمود که ضریب کلی انتقال حرارت به قدر کافی پایین نگه داشته شود تا دمای وجه داخلی بالاتر از دمای وجه داخلی بالاتر از دمای نقطه شبنم،
جای شکل 246
td باقی بماند. حداکثر ضریب انتقال حرارت که از تقطیر ممانعت خواهد نمود، از رابطه زیر قابله محاسبه است:
که در آن :
U: ضریب انتقال حرارت
fi: هدایت سطحی وجه داخلی
to,ti به ترتیب دمای داخلی و خارجی
td: دمای نقطه شبنم (قابل دسترسی در جداول هیدرومتری)
با حفظ دمای وجه داخلی بالاتر از دمای نقطه شبنم (همان گونه که در بالا ذکر شد)، همچنین با کاهش رطوبت نسبی هوای داخل اتاق یا افزایش سیرکولاسیون هوای عبور بر روی وجه داخلی می توان ازتقطیر ممانعت نمود. روش اول معمولا مورد استفاده قرار می گیرد. به علاوه به منظور کاهش احتمال تقطیر یا رطوبت درون دیوار، باید در صورت امکان سد کننده های بخار را هر چه نزدیکتر به وجه گرمتر دیوار تعبیه نمود.
گرمای ویژه و انتشار حرارت
مقدار حرارت لازم جهت تغییر دمای یک کیلوگرم ازماده به میزان یک درجه سانتی گراد، گرمای ویژه خوانده میشود. گرمای ویژه بتن سخت شده معمولا بین 845 و 1180 ژول برکیلوگرم بر درجه سانتی گراد تغییر می کند. ترکیبات معدنی سنگدانه تاثیر اندکی دارد و به منظور اهداف محاسباتی، گرمای ویژه مصالح خشک در بتن غالبا بین 845 و در نظر گرفته می شود. گرمای ویژه آب است.
هنگامی که محاسبات مربوط به جریان حرارت در توده بتن ضرورت داشته باشد، هدایت حرارتی k گرمای ویژه S و دانسیته d باید در نظر گرفته شوند. این سه پارامتر توسط رابطه زیر برای محاسبه انتشار حرارت D به کار گرفته می شوند:
انتشار حرارت عبارت است ازمیزان آهنگ ایجاد تغییرات دما در توده بتن سخت شده و مقدار آن معمولا بین 002/0 و m2/h 006/0 تغییر می کند. مقدار D را به طریق آزمایشگاهی نیز می توان تعیین نمود.
ضریب انبساط حرارتی
ضریب انبساط حرارتی، تغییر طول واحد طول (انبساط ناشی از افزایش دما و انقباض ناشی از کاهش دما) به ازای یک درجه تغییر دما است. این ضرایب به سانتی متر بر سانتی متر بر درجه سانتی گراد یا به طور معمولتر به صورت میلیونیم بر درجه سانتی گراد بیان می گردد. مقدار میانگین آن برای بتن سخت شده 10 میلیونیم بردرجه سانتی گراد است، گرچه معمولاَ بین 3/6 تا 6/12 میلیونیم بر درجه سانتی گراد تغییر می کند . مشخصات و مقدار سنگدانه های درشت اساسا بر ضریب انبساط حرارتی بتن تاثیر می گذارد.کوارتز دارای ضریب انبساط حرارتی حدود 6/12 میلیونیم بر درجه سانتی گراد است. در حالی که برخی از انواع سنگ آهک دارای ضریبی به کوچکی 4/5 میلونیم بر درجه سانتی گراد هستند.
مقادیر معمول این ضریب برای خمیر سیمان خالص با عمل آوری خوب هم در وضعیت خشک و هم اشباع بین 9 و 4/14 میلیونیم بر درجه سانتی گراد تغییر می کند، گرچه مقادیر 9و6/21 میلیونیم بر درجه سانتی گراد نیز حاصل شده اند. ضریب انبساط حرارتی بتن های خشک شده در کوره و اشباع در آب تقریبا یکسان است، ولی بتن خشک شده تا اندازه ای ضریب بزرگتری دارد.
افزایش دما در بتن حجیم
در سازه های بتنی با ضخامت کم و متوسط، معمولا لازم نیست حرارت هیدراتاسیون در نظر گرفته شود، زیرا به سرعت اتلاف می گردد. افزایش دما در بتن حجیم دارای اهمیت است، بدین سبب که حرارت ایجاد شده ضمن گیرش نسبت به افزایش قابل ملاحظه دما، به کندی آزاد می گردد. نهایتا زمانی که داخل سرد و منقبض می گردد، تنش های کششی در داخل توده بتن ایجاد می شود. اگر این تنش ها به اندازه کافی بزرگ باشند، ممکن است باعث ترک خوردگی شوند که به همراه ترک های سطحی نفوذ و تجزیه شدگی را به دنبال خواهند داشت. مقدار افزایش دمای آدیاباتیک را می توان با انتخاب صحیح نوع سیمان، نسبت های اختلاط بتن. استفاده از مواد پوزولانی، روند بتن ریزی، دمای بتن تازه، خنک کردن مصنوعی و روشهای صحیح طرح و اجرا کنترل نمود.
این موارد در فصل 20 تشریح شده است.
حرارت ایجاد شده با ترکیبات سیمان دقیقا مرتبط است. بیشترین مشارکت به ازای واحد وزن ترکیب، متعلق به C3A ، C2S ، C4AF است. سیمان پرتلند کم حرارت (نوع IV استاندارد ASTM) در نگهداری افزایش دمای آدیاباتیک به میزان کم، موثر است. مواد پوزولانی معمولا در پایین آوردن افزایش دما موثرتر از سیمانی هستند که جایگزین آن میشوند.
مخلوط های کم مایه با مواد سیمانی کم حرارت می توانند بتن حجیم با مقاومت لازم و افزایش دمای آدیاباتیک کمتر از تولید نمایند. در سازه های حجیم هنگامی که از مواد سیمانی زیاد استفاده شده، افزایش درجه حرارت های متجاوز از ملاحظه شده است.
روند اتلاف حرات را می توان از طریق به کار بردن بتن با هدایت حرارتی بالا، ریختن بتن در واحدهای کوچکتر، ریختن واحدهای با نسبت بالای سطح در معرض هوا به حجم، در نظر گرفتن دوره زمانی طولانی برای هر واحد جهت در معرض هوا بودن قبل از پوشیده شدن توسط بتن بعدی اجتناب از عایق نمودن تا زمان ممکن، و خنک سازی هر چه زودتر پس از ریختن بتن افزایش داد.
در سازه های بتنی بسیار حجیم، خواص حرارتی، (حرارت هیدراتاسیون، گرمای ویژه، هدایت حرارتی و انتشار حرارت) مهم هستند، زیرا مشخصات روش های پیش خنک کنندگی، درجه حرارتهای بتن ریزی، برنامه های اجرایی و طرح سیستم خنک سازی همگی به آنها وابسته هستند. در سازه های بتنی با ضخامت کم و متوسط ،خواص حرارتی به جز ضریب انبساط و هدایت حرارتی معمولا مورد توجه قرار نمی گیرد.
شکل 246
تاثیر دما بر خواص بتن
خواص فیزیکی بتن با درجه حرارت تغییر می کند. به طور کلی خواص فیزیکی در دماهای کمتر از حد معمولی، بزرگتر از دمای اتاق و در دماهای زیاد، کمتر از دمای اتاق هستند. آزمایش ها نشان داده اند که مقاومت های فشاری و دو نیم شدن بین دماهای به حداکثر مقدار خود میرسند. این آزمایش ها همچنین نشان داده اند که مقاومت فشاری بتن با شن و ماسه معمولی باکاهش دما از به حدود بیش از سه برابر شده است. مقاومت های دو نیم شدن تحت همین شرایط بیش از دو برابر شده اند.
مدول الاستیسیته معمولا با کاهش دما از به خیلی بیشتر از بتن خشک تغییر می نماید.
طی یک سری آزمایش های دیگر بین و ملاحظه شده که در درجه حرارتهای کمتر از حد معمولی خواص ملات ها و بتن ها عموما بر کاهش دما افزایش می یابند. در محدوده بالاتر ازدمای اتاق هنگامی که دما زیاد میشود، معمولا خواص ابتدا کاهش می یابند، سپس افزایش می یابند و نهایتا دوباره دچار کاهش می شوند. در دمای
مقاومت های ملات ها و بتن ها حدودا همان مقادیر مربوط به دمای اتاق بوده ولی مدول الاستیسیته به میزان قابل توجه کمتر است. خواصی از ملات که مورد بررسی قرار گرفته اند، شامل انرژی گسیختگی، مدول گسیختگی، مقاومت کششی، مقاومت فشاری ومدول الاستیسیته وخواص بررسی شده بتن ، مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته بوده است.
نتایج آزمایش ها بین و برای انبساط حرارتی، دانسیته و مدول الاستیسیته دینامیکی نیز ارائه شده است. این آزمایش ها بیانگر این امر هستند که افت وزن ناشی از افت آب در به طور کامل صورت گرفته و تغییرات حجم در دماهای بالاتر مربوط به ترکیبات شیمیایی سنگدانه ها بوده است. ضریب انبساط حرارتی در دمای بالاتر از به طور جدی بزرگتر بوده است، زیرا در چنین دماهایی تحت تاثیر جمع شدگی خمیر قرار نمی گیرد. مدول الاستیسیته در تقریبا یک سوم مقدار آن در نشان داده شده است. پس از آب زدایی، برای یک نسبت آب به سیمان مشخص، مدول های الاستیسیته اساسا به سن یا شرایط عمل آوری بستگی ندارند.
مقاومت در مقابل آتش
خواص مقاومتی و سختی بتن با افزایش دما بیش از به طور جدی کاهش می یابد. بنابراین اعضای تکیه گاهی بتنی نباید به طور پیوسته در معرض درجه حرارت های بالاتر از قرار گیرند. به طور پیوسته در معرض دماهای بالاتر از بودن ممکن است منجر به قوله کن شدن گردد. تحت درجه حرارتهای زیاد، اجزای تشکیل دهنده بتن امکان دارد دچار تغییرات قابل توجهی شوند.
مثلا کوارتز در دمای تغییر حالت داده و حدود 85 درصد انبساط می یابد که باعث بروز اثرات گسیختگی شدید می شود. در آتش سوزی، درجه حرارتهای زیاد ابتدا بر روی یک وجه یا در یک بخش کوچک از سازه نمود پیدا می کند.
تحت چنین شرایطی انبساط تفاضلی بین بتن داغ و بتن سرد اتفاق خواهد افتاد. خمیر سیمان به دلیل افت رطوبت تمایل به انقباض و به دلیل افزایش دما تمایل به انبساط دارد، در حالی که سنگدانه ها به طور پیوسته با افزایش دما منبسط می شوند.
این رفتارهای متضاد به ترک خوردگی و قلوه کن شدن منجر شده و در بتن مسلح باعث قرار گرفتن آرماتورها در معرض آتش می شود. سپس آرماتورهای بدون محافظ با افزایش دما به سرعت دچار افت مقاومت می گردند.
دوام یک دیوار بتنی در مقابل آتش اساسا بستگی به ضخامت دیوار، نوع ساخت، نوع سنگدانه ها، و کیفیت بتن دارد. آزمایش ها نشان داده اند که برای یک نوع سنگدانه معین وقتی ضخامت دیوار 35 تا 40 درصد افزایش می یابد، طول مدت مقاومت در مقابل آتش عموما دو برابر می شود. تفاوت ها در ساخت مانند دیوار بتنی توپر در مقابل دیوار با قطعات بنایی مجوف، نشیمن کامل واحدهای بنایی در مقابل نشیمن فقط بر روی وجوه دیوار و ضخامت پوشش روی آرماتورها همگی تاثیرات مهمی دارند. سنگدانه های طبیعی به ترتیب نزولی از نظر مقاومت در مقابل آتش عبارتند از: آهکی، فلدسپاتی مانند بازالت، گرانیت ها و ماسه سنگ ها، سیلیسی مانند کوارتز و چرت. سنگدانه های سبک مانند رس های متورم شده، شیل ها و سرباره ها از نظر تولید بتن مقاوم در مقابل آتش بر سنگدانه های طبیعی مقدم هستند. مقدار سیمان بیشتر در افزایش طول مدت مقاومت در مقابل آتش و افزایش ظرفیت باربری دیوار هم قبل و بعد از مجاورت با آتش موثر هستند.
اندازه گیری مقاومت دیوار در مقابل آتش از طریق قرار دادن یک وجه پاتل آزمایشی بارگذاری شده (غالبا با حداقل بعد cm 270 و حداقل سطح m2 9 ) تحت افزایش دما با روش تعیین شده از در هشت ساعت (ASTM E 119) انجام می شود. برای آزمایش کف ها و بام ها آزمایش مشابهی انجام می گیرد، با این تفاوت که معمولا واحد آزمایشی بزرگتری مورد نیاز است. در حین آزمایش دمای وجه دیگر در تعدادی نقاط گرفته شده و رفتار نمونه ملاحظه می گردد. به طور کلی اگر نمونه بتواند بار اعمالی ر ا بدون عبور شعله یا گاز داغ به اندازه ای که ضایعات کتان را شعله ور کند، تحمل نماید و دمای وجه دیگر بیش از از دمای ابتدایی آن افزایش نیابد، نمونه از نظر نتیجه آزمایش رای دوره زمانی طبقه بندی شده (معمولا از 1 تا 4 ساعت) مقبول تلقی میشود. در بعضی موارد ممکن است آزمایش جریان آب که در آن وجه در معرض قرار گرفته در یک زمان مشخص تحت اثر آب با فشار معین برای یک مدت مشخص قرار گرفته مورد نیاز باشد. سپس نمونه سرد شده ممکن است تحت آزمایش بارگذاری قرار گیرد.
آزمایشات مربوط به ستون ها از طریق قرار دادن آنها تحت بارهایی که تنش های طرح را ایجاد می نمایند و سپس قرار دادن هر چهار وجه ستون ها در معرض آتش انجام می گیرد. در صورتی که ستون ها بارهای اعمال شده را در حین آزمایش آتش طی دوره زمانی طبقه بندی شده مطلوب تحمل نمایند، آزمایش موفقیت آمیز تلقی می گردد.
بتنی که در معرض درجه حرارتهای زیاد موجود در آتش واقع شده و سپس سرد گردیده مقاومت و سختی آن کاهش می یابد. آزمایش های انجام شده بر روی مقاومت فشاری دیوارها به ارتفاع m 8/1 و ساخته شده با قطعات بنایی مجوف 20 سانتی متری حاکی از این است که پس از 3 تا 5/3 ساعت مجاورت با آتش نسبت مقاومت دیوار به مقاومت اولیه قطعات ساخته شده از شن و ماسه حدود 25 درصد و برای قطعات ساخته شده از رس منبسط شده حدود 35 درصد می باشد. مدول الاستیسیته دویارهای قبلا از قرار گرفتن در معرض آتش بین 1400 و Mpa 5450 و پس از قرار گیری در مجاورت آتش بین 700 و Mpa 2100 بر اساس سطح مقطع کل تغییر می کند. آزمایش های دیگر نشان داده اند که دیوارهای بتنی توپر با cm 15 و cm 20 ضخامت و cm 300 ارتفاع به نحو رضایت بخشی تنش های ناشی از بارهای سرویسی گسترده یکنواخت به مقدار 28 کیلوگرم بر سانتی متر مربع را در حین قرارگیری در معرض آتش سوزی شدید و پس از آن تحمل نموده اند.
خواص صوتی
جذب صدا
کنترل صوت در یک اتاق باید با توجه به منشا صدا که درون یا خارج اتاق است، مد نظر قرار گیرد. همچنین باید توجه نمود که حامل صدا هوا یا جسم صلب است.
کنترل صوت در یک اتاق باید با توجه به منشا صدا که درون یا خارج اتاق است، مدنظر قرار گیرد. همچنین باید توجه نمود که حامل صدا هوا یا جسم صلب است. کنترل صدایی که منشا آن درون اتاق است، مستلزم کیفیت خوب جذب صدا توسط دیوارها، سقف، کف، و اثاثیه داخل اتاق است. رایج ترین ضریب به کار گرفته شده برای جذب صدا، عدد بیانگر نسبت انرژی صوتی جذب شده توسط سطح به مقدار انرژی برخورد کرده به سطح است.ضریب جذب عموما برای فرکانس صوتی Hz 500 بیان می شود. ضریب کاهش صدا (NRC) میانگین ضرایب مربوط به 250، 500، 1000، 2000، 4000 هرتز است که با تقریب 05/0 بیان می گردد.
آزمایش ها نشان داده اند که یک سطح متخلخل با منافذ مرتبط با هم از سطح تا داخل جسم ویژگی عمده مورد نیاز برای جذب خوب صدا است. توسط سطح متخلخل انرژی صوت به گرما تبدیل می شود. در صورتی که منافذ سطح توسط رنگ آمیزی یا پلاستر کردن پوشیده گردند، جذب صدا به طور محسوسی کاسته می شود.
ضریب جذب صدا برای بتن غیر مسلح حدود 02/0 است که نمایانگر انعکاس 98 درصد انرژی صوتی برخورد کرده به سطح توسط سطح می باشد. مقادیر میانگین ضریب جذب صوتی برای مصالح مختلف عبارتند از : بلوک سرباره ای رنگ نشده 45/0 ، بلوک سرباره ای رنگ شده 40/0 ، پلاستر صوتی ورمیکولیت 55/0 ، چوب پنبه 70/0 و آزبست های پاشیده شده 9/0.
انتقال صدا
صدای ایجاد شده در خارج از یک اتاق ممکن است از طریق اجسام جامد یا هوا انتقال یابد. صدای انتقال یافته از طریق جامدات باید از منشا متوقف گردد. مثلا یک کف بتنی در هال باید یا توسط پارتیشن ها تقسیم بندی گردد یا توسط فرش یا سایر مصالح ذخیره کننده انرژی پوشیده شود تا از انتقال صدا در داخل اتاق جلوگیری گردد. صدای انتقال یافته از طریق هوای خارج از اتاق را می توان با استفاده از سد کننده هایی چون دیوارهای بنایی و توجه به جزئیات اجرایی ممانعت نمود.
افت انتقال نمایانگر میزان عایق صوتی که با دسی بل (dB) بیان می گردد، از رابطه زیر حاصل می شود:
:افت انتقال
که بیانگر تراز انرژی صوتی برخورد کرده روی دیوار و بیانگر تراز انرژی صوتی انتقال یافته از میان دیوار است. افت انتقال معادل dB 10 حاکی از انتقال یک دهم انرژی صوتی برخورد کرده و dB 20 نشانگر انتقال یک صدم انرژی مذکور می باشد.
شدت صداها از صفر یعنی در آستانه شنیدن تا حدود 130 دسی بل یعنی در آستانه صدای شدید یا حد تحمل گوش تغییر می نماید. شدت صدار در یک خیابان با شلوغی متوسط حدود Db 60 است.
مقادیر افت انتقال صدا STC غالبا بین 40 و 55 دسی بل برای دیوارهای بین اتاق ها در آپارتمان ها، بیمارستان ها و مدارس تغییر می کند. مطالعات مختلف حاکی ازاین است که وزن واحد سطح دیوار عامل بسیار مهم موثر بر افت صدای انتقال یافته از طریق هوا است. شکل 10-4 اطلاعاتی در خصوص میانگین افت صدای انتقال یافته از طریق هوا برای انواع مختلف دیوارها با استفاده از آزمایش های انجام شده توسط موسسه ملی استانداردها، آزمایشگاه ملی فیزیک انگلیس، آزمایشگاه های ریوریانک و سایر آزمایشگاه ها ارائه نموده است. مقادیرSTC میانگین های مربوط به محدوده های تقریبی فرکانسی 100 تا 2000 ، 3000 یا 4000 هرتز هستند و خط مورب نشان داده شده در شکل، میانگین رابطه وزن –TC است . مصالح جامد متخلخل مانند بتن بنایی فقط در صورت عدم پیوستگی منافذ تابع رابطه وزن STC هستند. عبور صدای انتقال یافته از طریق هوا از میان مسیرهای هوای پیوسته در مصالح به مقدار زیادی STC را کاهش می دهد. نتیجتا قطعات بنایی بتن سبک پلاستر یا رنگ آمیزی شده STC را به مقدار قابل ملاحظه افزایشم دهند.
عواملی که جذب صدا را بهتر می کنند، خاصیت عایق بودن صوتی را ضعیف می نمایند. بتن متخلخل، صدا را جذب می کند ولی عایق صوتی ضعیفی است (STCکم). پلاستر یا رنگ آمیزی کردن بتن متخلخل به مقدار زیاد جذب صدا را کاهش ولی عایق بودن صوتی را افزایش می دهند.
خواص الکتریکی
تجزیه الکتریکی، مقاومت ویژه، مقاومت دی الکتریک
تجزیه و فروپاشی برخی از سازه های بتن آرمه ظاهرا ناشی از عمل تجزیه الکتریکی توسط جریان های سرگردان از مدارهای قدرت نزدیک سازه بوده است. این عمل برای بتن خسیس به مراتب بزرگتر از بتن خشک است. خصوصا اگر کلرید کلسیم یا سدیم در اب مخلوط وجود داشته باشد. مشاهده شده هنگامی که جریان از بتن به سمت کاتد (فولاد) حرکت می کند، به علت تمرکز تدریجی قلیایی های سدیم و پتاسیم، بتن پیرامون میلگردها سست شده و پیوستگی بتن و آرماتور از بین می رود. وقتی فولاد به عنوان آند عمل می کند، بر اثر اکسیداسیون و در نتیجه افزایش حجم فولاد، بتن پیرامون آن دچار ترک خوردگی می گردد.
افزایش کاربرد قطعات عرضی بتنی که از طریق دو انتهای آنها جریان های برق انتقال مییابد نیاز به اطلاعات بیشتر در مورد مقاومت ویژه الکتریکی بتن را جدی تر ساخته است. بررسی های انجام شده شامل جریان مستقیم و متناوب نشان داده اند که بتن مرطوب اساسا به عنوان یک الکترولیت با مقاومت ویژه 10 اهم – سانتی متر رفتار می نماید که بدین ترتیب در محدوده نیمه هادی ها قرار می گیرد. بتن خشک شده در کوره دارای مقاومت ویژه است ولذا حقیقتا یک عایق خوب به حساب می آید.
مقاومت دی الکتریک بتن خشک شده درکوره با نسبت های اختلاط 1:2:4 ساخته شده با سیمان نوع I و نسبت آن به سیمان 49/0 آزمایش شده با جریان مسقیم، kV/cm 9/15 برای شکستن اول و kV/cm 5/12 برای شکستن سوم گزارش شده است. تحت شرایط مشابه، بتن ساخته شده با سیمان پرآلومینیم به مقدار جزیی بیشتر و بتن ساخته شده با سیمان نوع II به مقدار جزیی کمتر، مقاومت از خود نشان داده اند. وقتی آزمایش ها با جریان متناوب Hz 50 انجام شده ، عموما مقاومت هایی به مقدار جزیی کمتر حاصل شده اند. مقاومت دی الکتریک بتن خشک شده در هوا تقریبا مشابه متن خشک شده در کوره بوده است.
20