بتن رنگی
مقدمه
معرفی ژل میکروسیلیس اصلاح شده رنگی بتن
موارد کاربرد ژل میکروسیلیس
مزایا و برجستگی های ویژه ژل میکروسیلیس
بسته بندی ژل میکروسیلیس
مشخصات ظاهری ژل میکروسیلیس
دستورالعمل مصرف ژل میکروسیلیس
عوارض مصرف کمتر یا بیشتر از ژل میکروسیلیس
نکات ایمنی ژل میکروسیلیس
سیستم تولید بتن رنگی
روش های رنگی کردن بتن
فهرست مطالب
طراحی مخلوط بتن رنگی انتخاب سیمان و سنگدانه و رنگدانه دقت در مخلوط کردن تاثیر رنگدانه های معدنی بر مقاومت تاثیر عمل آوری بر مقاومت بتن مقاومت فشاری و کششی بتن رنگی با سنگدانه سرامیکی نتیجه گیری
مقدمه
رشــد شــگفت آور تولیــد بتن در چند ســال اخیــر باعث انجــام پروژه های زیبا و چشــمگیری در جهان شــده اســت .
بتن سخت شده بعنوان یک ســنگ مصنوعی در نظر گرفته می شود؛ که این امر نتیجه مخلوط کردن مصالح ســیمانی، آب و مصالح ســنگدانه ای و در بعضی مواقع افزودنی های مورد نیاز با یکدیگر بوده؛ که در طی مراحل مشــخص و با مقادیر کنترل شده با هم ساختار بتنی را تشکیل می دهد.در ســال های اخیر ســریع ترین پیشرفت ها در محدوده تکنولوژی بتن صورت گرفته است و افزایش در رقابت ساخت و اســتفاده از مصالح و تکنولوژی جدید ساخت، موقعیت بتن را بعنوان یک ماده مهم ســازه ای تثبیت کرده است .
تکامل تدریجی بتن در جهان منجر به تنوع زیاد در تولید انواع قطعات بتنی گردیده اســت که این تنوع مصــرف، روز به روز درحال افزایش است. .بپیشــرفت تکنولــوژی و بدســت آوردن افزودنی هــای خاص موثر، که در جهت رنگی کردن بکار می رود؛ ســبب گردید تا از تاثیر آن در جهت رنگی کردن بتن و از بیــن بردن بزرگ ترین ضعف آن، یعنی رنگ خشــن و غیر متعــارف، بکار گرفته شود که با این اصلاح، کاربرد وسیع و هر چه بیشتر آن را در عرصه وســیع عمرانی، راه، ایمنی حمل ونقل جاده ای و غیره بدنبال خواهیم داشت.
پیشــرفت تکنولــوژی و بدســت آوردن افزودنی هــای خاص موثر، که در جهت رنگی کردن بکار می رود؛ ســبب گردید تا از تاثیر آن در جهت رنگی کردن بتن و از بیــن بردن بزرگ ترین ضعف آن، یعنی رنگ خشــن و غیر متعــارف، بکار گرفته شود که با این اصلاح، کاربرد وسیع و هر چه بیشتر آن را در عرصه وســیع عمرانی، راه، ایمنی حمل ونقل جاده ای و غیره بدنبال خواهیم داشت.
بتن ماده ای مقاوم و پر دوام است و در عصر حاضر جایگاه ویژه ای در امر ساخت و ساز به خود اختصاص داده است. رنگ خاکستری بتن در ابتدای رقابت این مصالح با دیگر مصالح جایگزین (مانند فولاد، چوب و …)، یاد آور سازه ای محکم و پردوام، در اذهان عمومی بوده است.
عده ی کثیری از معماران و طراحان ساختمانی نمایش بتن اکسپوز یا بتن نمایان را در سازه های خود با همان رنگ و رخسار خاکستری نه تنها به عنوان مظهری از دوام و استحکام و اطمینان یافته بودند، بلکه به عنوان مصالحی مدرن از نمایش آن در نما و تزئینات به عنوان طرحی نو احساس تمایز را به استفاده کنندگان القاء می کردند ( مثل سازه بتنی وزارت کشور در تهران ). به مرور با عمومیت یافتن مصرف بتن در ابنیه، رنگ خاکستری این ماده جذابیت خود را از دست داد و تمایل به استفاده از بتن با رنگ های متنوع در بین معماران به وجود آمد .
ولی متاسفانه تاثیر فنی و شیمیایی رنگها در بتن، به اندازه ی تمایل به تنوع رنگ، مورد توجه واقع نشد. رنگهای مورد استفاده در بتن در بسیاری از موارد باعث کاهش شدید دوام و مقاومت بتن گردیده است. استفاده از این رنگ ها در بعضی سازه های بتنی حتی باعث به خطر انداختن سلامت محیط زیست نیز بوده است.
در مواردی مشاهده شده است که استفاده از این رنگ ها به جای ایجاد زیبایی در سازه، باعث بدظاهر شدن بتن شده، چرا که عوامل محیطی مثل اشعه خورشید، گذر زمان و … گرچه نمای خاکستری رنگ اصیل بتن را دچار خدشه نمی کرد، ولی بتن های رنگی مطالعه نشده را به شدت دچار بد رنگی و بد قیافگی می کند.
سیمان های رنگی :این سیمان ها بیشتر جنبه تزئینی و آرایشی دارند و در نماسازی سیمانی و تولید بتن نمادار به مصرف می رسند
شرکت فابیر با دردست داشتن ثبت اختراع ژل میکروسیلیس که رزومه ی بسیار موفقی را در بتنهای مهم صنعتی و حساس از خود به جاگذاشته است، با توجه به چشم انداز های موجود در تکمیل اختراع ژل میکروسیلیس، تصمیم به ایجاد تغییراتی در ژل میکروسیلیس جهت استفاده از این محصول در بتن های تزئینی گرفت. در نهایت شرکت فابیر با استفاده از تکنولوژی کاملاً جدیدی، موفق به تولید ژل های میکروسیلیس رنگی شده است.
این ژل های رنگی بر خلاف رنگ های پودری در بتن نه تنها باعث کاهش مقاومت و دوام در بتن نخواهد شد، بلکه باعث افزایش شدید دوام و مقاومت و استحکام در بتن می گردند. ژل های میکروسیلیس رنگی شرکت فابیر علاوه بر آنکه به علت وجود فوق روان کننده باعث می شوند بتن تازه در حین بتن ریزی، کاراتر باشد (اسلامپ بتن را 2 تا 3 برابر بتن شاهد افزایش می دهند)، دارای میکروسیلیس غنی شده هستند که مقاومت فشاری بتن را تا 30 درصد افزایش می دهد.
به علاوه این ژل های رنگی دارای الیاف پلی پروپیلن هستند که بتن را در برابر بارهای دینامیکی و ضربه تا حد زیادی مقاوم می کند. هم اکنون ژل های میکروسیلیس شرکت فابیر، در رنگ های قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی روشن، آبی تیره، قهوه ای و مشکی تولید می شوند.
رنگهای مورد مصرف در بتن بعضاً باعث کاهش شدید دوام و مقاومت بتن گردید حتی مزیت های مهم رقابتی بتن مثل سلامت و محیط زیست انسانها هم گاهاً تهدید گردید. جالب اینکه در مواردی این رنگ وسوسه برانگیز، باعث از ریخت و قیافه افتادن بتن ها هم گردید، چرا که عوامل محیطی مثل اشعه خورشید، گذر زمان و … گرچه نمای خاکستری رنگ اصیل بتن را دچار خدشه نمی کرد، ولی بتن های رنگی مطالعه نشده را شدیداً دچار بد رنگی و بد قیافگی نیز نموده بود. شرکت فابیر با توجه به دردست داشتن ثبت اختراع ژل میکروسیلیس که رزومه بسیار موفقی را در بتنهای مهم صنعتی و حساس از خود بجاگذاشته با توجه به کاربرگهای موجود در تکمیل اختراع ژل میکروسیلیس که مرتبط با تکمیل اختراع ژل میکروسیلیس در بتن های تزئینی می باشد. با تکنولوژی کاملاً جدید موفق به تولید ژل های میکروسیلیس رنگی نموده است. این ژل های میکروسیلیس رنگی بر خلاف رنگهای پودری در بتن نه تنها باعث کاهش مقاومت و دوام در بتن نخواهد شد، بلکه این ژلهای رنگی بتن باعث افزایش شدید دوام و مقاومت و استحکام در بتن می گردند.
سیستم تولید بتن رنگی
ســاخت بتن رنگــی در دهه اخیــر از طرح های نوین تحقیقاتی در ســطح جهان به شــمار می آید. ساخت آســان و کاربرد متنوع این ماده رنگی برای استفاده کنندگان بسیار حائز اهمیت بوده و وسعت بکارگیری آن را روشن می سازد.روش های مختلفی جهت رنگــی کردن بتن در جهان وجــود دارد .
با توجه بــه پارامترهای موجود در ســاخت بتن، می توان دو حالــت کلی را جهت رنگی کردن بتن معرفی کرد؛ روش اول با اســتفاده از ســیمان رنگی و مصالح رنگی است؛ که این روش برای کشورهایی قابل اجرا می باشد که مانند کشورهندوستان هم برای سیمان رنگی و هم برای مصالح رنگی معــادن خاص جهت اســتخراج دارند .
روش دیگر جهت رنگی کردن بتن استفاده از رنگدانه های معدنی بــوده که امــروزه جهت رنگ کــردن بتن اســتفاده می گردد .روش تولید بتن رنگی اساســا تفاوتی با تولید بتن معمولی ندارد و رنگ، به آسانی به مخلــوط اضافه می گردد .
همچنین در بیشــتر موارد بتن رنگی، مشابه بتن غیر رنگی، با استفاده از ابزار آلات و تکنیک های یکسان ساخته می شود. در این روش رنگدانه های معدنی به صورت ذرات بســیار ریز( در حد یک دهم قطر ذرات ســیمان) جهت ایجاد چسبندگی مناسب به سیمان، و افزایش اســتحکام رنگ با سیمان مخلوط می گردد و سپس مخلوط حاصل به ســنگدانه اضافه شــده تا پس از اختلاط کامل، رنگ یکنواختی را ارائه دهد.
از آنجایــی کــه بتن هــای امــروزی بایــد در محیط هایی که تا اندازه ای حاد و سخت می باشند مثل محیط های آلوده شهری، مکان های پر رفت و آمد ســواره روها و در حاشیه ســواحل دریایی جان سالم بدر برند؛ باید دارای خواص مکانیکی و فیزیکی و شیمیایی مطلوب و پایداری باشند.
استفاده از سیمان رنگی
رنگ بتن به رنگ ســیمان مصرفــی در مخلوط بتن بســتگی دارد .امروزه علاوه بر ســیمان پرتلند خاکستری اســتاندارد، چهار نوع اصلی سیمان نیزاستفاده می گردد که بر رنگ تاثیر گذار می باشند:
۱-سیمان پرتلند سفید
این نوع ســیمان کمترین مقدار اکســید آهن و اکسید منگنز را دارد و رنگ سفید و تا حدی متمایل به خاکستری ایجاد می کند .این نوع سیمان همراه با عوامــل رنگ کننده جهت تولید ســیمان رنگی، مخلوط می گردد .سیمان سفید عموما برای ساختار بتن معماری در ملات دوغاب و رنگهای سیمانی نیزبکار می رود.
۲-سیمان پرتلند استاندارد
این نوع ســیمان معمولا از ســیمان خاکستری معمولی، رنگی روشن-تر دارد و رنگ آن تقریبا برنزه یا نخودی رنگ است که نتیجه مواد خام مصرفی درفرآیند تولید می باشد.
در ادامــه روش های مختلف رنگی کردن بتن که هر کدام ویژگی های مخصوص به خود را دارند بطورخلاصه شرح داده شده است:
3-سیمان سنگدانه ای
این نوع ســیمان رنگ های مختلفی از رنگ برنزه تولید می کند .بتن های ســاخته شده با این سیمان رنگ بســیار روشــن دارد؛ ولی ممکن اســت تحت سایش و گذشــت زمان مقداری از شدت رنگ آنها کم و سیمان رنگی خاص گردد.
۴-سیمان رنگدانه ای
معمولا ایــن نوع ســیمان ترکیبی از ســیمان ســفید و مواد رنگی اســت و رنگ حاصل شــده از این نوع ســیمان بســیار یکنواخت و بادوام است .از محدودیت های ســیمان رنگی هزینه بالای آنهاست و دیگر اینکه دسترســی به رنگ های خاص مشکل است .توســط ســیمان رنگدانه ای می توان بیشتر رنگ ها را تولید کرد؛ اما دسترســی به این رنگ ها بر پایه سفارش خاص آن می باشند، از این رو قیمت آن ها بالاست.
رنگ های شیمیایی
این رنگ ها با مواد رنــگ کننده دیگر متفاوتند؛ زیرا آن ها بر ســطح بتن عمل آورده شــده که عمر آنهــا حداقل یک ماه اســت و عــاری از تمام مواد خارجی می
باشــند،رنگهای شــیمیایی، محلول های آبی حاوی نمک های فلزی هســتند که با نفوذ واکنش با بتن، رسوب رنگی غیرمحلول و مقاوم به سایش را در حفرات تخلخل های بتن ایجاد می کننــد .
معمولا رنگ هــای متفاوتی را می تــوان با اســتفاده از رنگ های شــیمیایی به دســت آورد.رنگ تنهایک پوشــش نمیباشد وبا نفوذ آن تا عمق معینی، رنگ دیگر پوســته پوسته و ترک دار نمی گردد و سایش سطح تا اندازه ای کمتر می گــردد؛ از اینرو در محل های پر رفت و آمد ایده خوبی بوده و مناســب تر از رنگ کردن مستمر بتن می باشد.
رنگ حاصل شــده، بســته به تخلخــل، عمر و ترکیب شــیمیایی بتن، متغیر خواهد بود .برای بتن در معرض هوازدگی یا ســایش، رنگ های ســیاه یا تیره معمولا نتایج بهتــری می دهند و از رنگ های شیمیایی در مکان هایی که به یک پوشش رنگارنگ. صرفا جهت تزئین نیاز می باشد، استفاده می گردد.
رنگدانه های اکسیدی مینرالی
رنگدانه ها به طور وسیع در بسیاری از کارخانه های رنگ، پلاســتیک و محصولات ســاختمانی استفاده می شــوند .بزرگ ترین مصرف کننــدگان رنگدانه در صنعــت، تولید کنندگان بلوک، سنگ فرشــها و کاشی های سقف می باشــند .رنگدانه ها به صورت ذرات ریزتر از ســیمان بکار می رونــد .
این مواد به مخلوط بتن اضافه شــده بطوری کــه درون خمیر ســیمان پخش می شوند و خمیر سیمان و رنگدانه، تشــکیل یک ژل رنگی می دهد که این ژل با خمیر ســیمان رنگی، ســطح ســنگدانه ها را در مخلوط بــرای ایجاد رنگی یکنواخت می پوشــاند و به مرور زمان هیدراته شــده و با چســباندن اجزاء مخلوط به همدیگر، به شــکل جرم ســنگ مانندی که بتن رنگی نامیده می شــود، سخت می گردند .رنگدانه ها یا طبیعی هســتند و یا مصنوعــی که می توانند در محیط های آلی و غیر آلی حضور پیدا کنند و ایجادنمای رنگی نمایند رنگدانه هــای مینرالی دامنه کاملــی از رنگها را دارا می باشــند و دوام و شــدت رنگ آن ها نسبت به رنگدانه های طبیعی بیشــتر اســت؛ و همچنین تمیزتر، روشن تر، مقاوم تر، یکنواخت تر و خالص تر می باشند؛ از این رو از رنگدانه های طبیعی گران تر می باشند .رنگدانه های مینرالی پیشنهاد شده برای رنگ کردن بتن مطابق جدول (۱) است.
جدول (۱)رنگدانه های مینرالی پیشنهاد شده برای رنگ کردن بتن
با ترکیب رنگدانه های مختلف می توان رنگ های دیگری نیز به دست آورد.رنگدانه ها موادی هســتند که نســبت به تاثیر اسیدها، قلیایی ها، نور خورشید، گرما و سایر اثرات فیزیکی و شیمیایی مقاوم می باشند و خواص اصلی آنها ثابت می ماند.
به دلیل این که رنگدانه ها، خاصیت ترشــوندگی ضعیفی دارنــد؛ توزیع-پذیــری یکنواخت و کامل آنها در طی ســیکل مخلوط کردن مشــکل بوده و این ممکن اســت باعث تضعیــف یکنواختی رنگ و همچنین رگه ای شــدن و یا چسبیدن غیر همگن رنگ گردد.
بــرای حفظ و نگهداری یک رنــگ یکنواخت در سرتاسر مخلوط، تمامی مصالح باید به دقت از طریق وزنی کنترل شود و سیمان خشک با رنگدانه قبل از آنکه به مخلوط اضافه گردد باید کامل با هم درآمیزند تا از تشکیل رگه های رنگی غیر یکنواخت جلوگیری شــود .
همچنین به منظور حصــول یکنواختی بایدزمان اختلط طولنی تر از حالت معمولی باشد. میزان رنگدانه مصرفی بســتگی بــه اثر مطلوب آن و خواص مخلوط دارد و رنگهای روشــن توسط اســتفاده یک یا دو درصد( درصد وزنی ســیمان) بدســت می-آیند، رنگ های ملایم با اســتفاده سه یــا چهار درصد رنگدانه و رنگ هــای تیره با پنج یا شش درصد رنگدانه بدست می آیند .
در حالت کلی میزان مجاز رنگدانه طبق استاندارد تعیین شده باید معادل و یا کمتر از ده درصد وزن ســیمان باشد؛ و زمانی که ترکیبی از رنگدانه ها جهت تولید رنگی با شــدت مطلوب استفاده می گردد؛ میزان مجاز تمام رنگدانه های ترکیب شده نبایستی از حد مجاز تک تک رنگدانه ها تجاوز کند
افزودنیهای رنگی کننده
بهترین روش جهت رنگ کردن کامل و یکنواخت بتن، استفاده از افزودنی های رنگ کننده می باشد؛ که با کوشش و تلاش بزرگترین تولید کنندگان موادرنگ کننده بتن تهیه می گردند.افزودنی هــای رنگ کننده به طــور خاص برای اســتفاده در مخلوط آماده بتن طراحی شــده اند و نسبت به رنگدانه های خاص، نمایش بهتری را ارائه می کنند .
این افزودنی ها اجزاء ســازنده هماهنگی هســتند که به صورت ذرات ریز، آســیاب شده اند و ترکیبی همــوژن و یکنواخت دارند و نســبت به رنگدانه ها مزایای بهتری دارند؛ به طوری که کنترل کننده گیرش و کاهنده آب نیز هســتند .
محدودیت اصلی افزودنی های رنگ کننده، هزینه آن هاست که این هزینه می تواند نســبت بــه هزینه رنگدانه های خام، بیشــتر از ۸۰ درصد گرانتر باشد .
هزینه تمام شده بســتگی به ضخامت مقطع و همچنین شدت رنگ مطلوب دارد.
سخت کننده های رنگی
ســخت کننده های رنگی محصــولت آماده ای هستند که برای رنگ کردن، سخت کردن و پرداخت کف هــای بتنی حیاط هــا، اســتخرها، پیاده روها، آبراه ها و دیگر ســطوح افقی اســتفاده می شــوند.
ســخت کننده های رنگی در مکان هایی که شدت رنگ بالا و مقاومت سایشــی و لغزشی احتیاج است،کاربرد دارند.
طریقه کاربرد ســخت کننده هــای رنگی به این صورت است که بعد از این که بتن به نقطه ای رسید کــه دیگر رطوبت اضافی بر ســطح آن وجود ندارد؛ ولی هنوز خاصیت خمیری دارد، سخت کننده های رنگی روی سطح پاشیده می شود .
در هنگام پاشیدن سخت کننده ها نباید آب بر روی سطح بتن ریخته شــود؛ چون رطوبت لازم برای چســباندن ســخت کننده های رنگی به ســطح و ایجاد دانسیته مناسب سطح رنگ شده، از خود بتن تامین می گردد.
رنگهای دانه ریز
یک روش ســریع برای رنگ کردن سیستم های سیمانی، استفاده از دانه های ریز معدنی فشرده شده می باشد؛ که این دانه ها از یک رنگدانه و یک عامل توزیع کننده تشکیل شده اند.اثر رنگی کــردن دانه های ریز حاصل شــده، بر سیستم های ســیمانی معادل یا قویتر از پودرهای استاندارد می باشد .
در ساخت دانه ها از یک چسب جهت نگهداشــتن رنگدانه ها در کنار هم اســتفاده می گردد؛ که این چسب در بعضی از انواع رنگدانه ها ممکن اســت در آب حل گردد کــه در این صورت رنگ به آســانی در هر نوع مخلــوط پخش و توزیع می گردد .
اما در صورتی که چسب در آب حل نگردد میزان رنگ حاصل و یکنواختی آن به شکسته شدن رنگدانه ها توسط شن و ماسه در حین مخلوط کردندر دستگاه مخلوط کن بستگی دارد.
طراحی مخلوط بتن رنگی
یک برنامه ریــزی دقیق در طراحی مخلوط برای تولید بتن رنگی مطلوب لازم می باشد .این طراحی مخلوط بتن، بر پایه اجزاء سازنده آن به صورت زیردسته بندی می شود:
■نوع و رنگ سیمان ■
■نوع و میزان مجاز رنگدانه ■
■نوع و میزان مجاز افزودنی ■
■نوع رنگ و دانه بندی و تمیزی شــن و ماسه مصرفی ■
■نسبتهای ثابت( بخصوص حفظ یک نسبت آب به سیمان ثابت)
انتخاب سیمان
ســیمان های خاکستری برای بیشــتر بتن های رنگی خوب اســت؛ اما سیمان ســفید ممکن است برای حداکثر وضوح رنگ های روشــن لازم باشــد.
بــرای کاهش تغییر رنگ و یکنواختی رنگ در طول انجام کار باید از یک نوع سیمان در کل کار استفاده گردد.
انتخاب رنگدانه
رنگدانه های اســتفاده شــده بــرای رنگ کردن بتن، اکســیدهای فلزی طبیعی یا مصنوعی مطابق اســتاندارد ASTM می باشند؛ که با مخلوط کردن با چنــد رنگدانه می توان به یک دامنه وســیعی از رنگ ها دست یافت .میزان معمول افزودن رنگدانه۲ درصد وزن سیمان می باشد؛ و بعد از آن شدت رنگ افزایش می یابد .رنگدانه های ریزتر تاثیر بیشــتری دارند و معمولا ذرات رنگدانه با قطر متوســط کمتر از ۸۰ میکرون، بر کیفیت رنگ بتن تاثیر بســزایی دارند.یک رنگدانه مطلوب برای اســتفاده در بتن باید خواص ذیل را دارا باشد:
■قدرت رنگ کنندگی مطلوب و مناسب( ایجاد یــک رنگ کامل و مقاوم در بتن ســخت شــده در مقادیر مصرفی و معمولی) ■
■سخت شدن بتن( هیدراتاسیون )یک واکنش شیمیایی است .از اینرو رنگدانه نباید تحت تاثیر این واکنش قرار گیرند. ■
■ طبیعتی ثابت و مقاوم در برابر کم رنگ شدن داشــته باشد؛ که این امر مستلزم دارا بودن مقاومت شــیمیایی بالا به علاوه مقاومت در برابر نور ماوراءبنفش خورشید و هوازدگی می باشد. ■
■از نظر اقتصادی با صرفه باشد. ■
■سمی و مضر نباشد. ■
انتخاب سنگدانه
خمیر سیمان( ســیمان، آب، رنگدانه )سطح هر ســنگدانه را می پوشــاند و ایجاد یک رنگ قوی با سطح پایانی صاف می کند .
در بتن سفید با سطحی صاف، ســنگدانه های تیره می تواننــد از لیه های نازک خمیر ســطح، ایجاد سایه ای تیره کرده و یک ظاهر خال دار را باعث گردند؛ از اینرو توصیه شــده است برای بتن رنگی با رنگ روشن یا بتن سفید، ازشن و ماسه سفید یا روشن استفاده گردد. ســنگدانه ها باید از هــر گونــه ناخالصی که بر ســطح بتن تاثیر منفی می گذارد، عاری باشــند.
مثل سنگدانه های درشــت باید از اکسیدهای آهن عاری باشــند؛ زیرا این ناخالصی باعث لکه دار شدن سطح بتن می گردد .ســنگدانه های ریز نیز باید ازناخالصی های آلی عاری باشند
دقت در مخلوط کردن
تجهیزات مخلوط کردن بتنی باید عاری از روغن، گریس، زنگ زدگی و آلودگی های دیگر باشند تا ازایجاد تغییر رنگ در بتن جلو گیری گردد. در طــی مخلوط کردن باید به مــوارد زیر توجه زیادی گردد:
■کارآیی ■
■نسبت آب به سیمان ■
■زمان مخلوط کردن ■
برای بتن رنگی پیشــنهاد شده است که حداکثر اســلامپ بین ۴ تا ۵ اینچ حفظ گردد و اگر اسلامپ بیشتر احتیاج اســت از کاهنده آب به جای افزودن آب استفاده شــود؛ زیرا آب اضافی یکنواختی رنگ بتن را کاهش می دهد.بــرای اختلاط اجزا بتــن، ابتدا باید ســیمان و رنگدانه جداگانه با هم مخلوط شــوند و ســپس به مخلوط بتن اضافه گردند .شــرایط آب و هوا نیز بر رنــگ تاثیر می گذارد و رطوبت بالا شــدت رنگ را کاهش می دهد؛ زیرا نسبت آب به سیمان در سطح، بعــد از پایان یافتن کار افزایــش می یابد .همچنین قرار دادن بتن ریخته شده در هوای سرد باعث باقی ماندن رطوبت در سطح می شود و در نتیجه کاهش شدت رنگ ایجاد می گردد.
تاثیر رنگدانه های معدنی بر مقاومت
افــزودن رنگدانه هــا، آب مورد نیــاز را افزایش، مقاومــت بتــن را کاهش و احتمال تــرک خوردن اتفاقی را افزایش می دهــد ASTM C979 .میزان کاهش مقاومت توســط رنگدانه ها را تا ۱۰ درصد و BS 1049تا ۲۰ درصد، مجاز می داند.
هنگامی که بتن رنگی با رنگدانه، نســبت به بتن غیررنگــی مقایســه می گردد؛ بتن رنگــی با مقدار حداکثــر رنگدانه، نباید مقاومت فشــاری ۲۸ روزه کمتر از نود درصد مقاومت فشاری بتن غیر رنگی را داشته باشد و نســبت آب به سیمان در آن نباید از ۱۱۰درصد این نســبت برای بتن غیر رنگی بیشتر باشد.
تاثیر عمل آوردن ، بر مقاومت و عمر بتن
عمــل آوردن یکــی از فاکتورهــای خیلی مهم در تعییــن مقاومت بتن می-باشــد کــه به درجه هیدراتاســیون بستگی دارد .
عمل آوردن از سه جزءتشکیل می شود :رطوبت، دما، زمان.ترتیب اثر عمــل آوردن در رطوبت بر مقاومت را می تــوان به این صورت بیان کرد که در مدت زمان وجود رطوبت در بتــن، مقاومت آن با زمان افزایش می یابد و همانطوری که فرآیند هیدراتاسیون نزدیک به کامل شــدن می باشد؛ ســرعت افزایش مقاومت نیــز با زمان کاهش می یابد .
کســب مقاومت، برای مخلوط های با نســبت آب به ســیمان کم، سریعتر از مخلوط های با نسبت آب به سیمان بیشتر است.
این موضوع به این دلیل اســت که در حالت نسبت آب به سیمان کم، ذرات سیمان به یکدیگر نزدیکتر بوده و ســریعتر یک سیســتم ژلی پیوســته ایجاد میگردد.
تعیین مقاومت کششی و فشاری بتن های رنگی ساخته شده با رنگدانه های سرامیکی
اخیرا گروه تحقیقاتی جهاد دانشگاهی یزد موفق به ساخت رنگدانه هایی با استفاده از مواد سرامیکی تولید شــده در داخل کشور شده است؛ که می توان از آن ها برای تولید ســیمان رنگی و در نتیجه بتن رنگی استفاده کرد .
در حال حاضر این رنگدانه ها در سه رنگ سبز، زرد و قرمز قهوه ای موجود می باشد. نتایج آزمایشــات فشــاری بر روی ملات ســیمانی ساخته شــده با این رنگدانه ها را می توان در شکل (۱)مشاهده کرد .
همانطور که ملاحظه می شود در اغلب موارد مقاومت فشــاری و کششی افزایش پیدا کرده اســت البته به شرطی که میزان رنگدانه ها درملات از ۱۰ درصد وزن سیمان تجاوز نکند.
طــرح اختلاط مــورد اســتفاده برای ســاخت ملات ســیمانی را می توان در جدول (۲) مشاهده کــرد .آزمایش بر روی نمونه هــای مکعبی۵×۵×۵سانتی متر انجام شده است.
جدول : (۲) مقادیر لازم مواد اولیه مصرفی جهت ساخت نمونه های بتنی
در ایــن مقاله جهت بررســی مقاومت فشــاری و کششــی بتن های ســاخته شــده با رنگدانه های ســرامیکی، نمونه های مکعبی و اســتوانه ای در دو حالت ســاخته و مورد آزمایش قرار گرفته است .
در این آزمایش از رنگدانه ســبز اســتفاده شده است و سیمان مورد استفاده در هر دو حالت سیمان سفید می باشد .حالت های آزمایش به شرح ذیل است:
حالــت اول : به میــزان ۴ درصد وزن ســیمان،رنگدانه ســبز به بتن اضافه شده اســت و تعداد۴ عدد نمونه مکعبی و ۱ عدد نمونه اســتوانه ای تهیه شده است حالــت دوم : در این حالت ۴ عدد نمونه مکعبی و۱عدد نمونه استوانه ای با استفاده از بتن معمولی و بدون رنگدانه، به عنوان نمونه شاهد ساخته شده است.
نمونه هــای مکعبــی در هر دو حالت بــه ابعاد ۱۵×۱۵×۱۵ســانتی متر و نمونه های استوانه ای به قطر ۱۵ و ارتفاع ۳۰ سانتی متر می باشد. طــرح اختلاط مورد اســتفاده در ایــن آزمایش مطابق جدول (۳) است.
جــدول : (۳) طــرح اختلاط مورد اســتفاده برای تعیین مقاومت فشاری و کششی بتن های رنگی
بــرای تعیین مقاومت فشــاری در ســنین ۷ و ۲۸روزه، ۲ عــدد از نمونه هــای مکعبی در هر دو حالت تحت آزمایش مقاومت فشــاری قرار گرفت وهمچنین جهت تعیین مقاومت کششی در سن۲۸ روزه، نمونه های اســتوانه ای در هر دو حالت تحت آزمایش شکافت قرار گرفت که نتایج کلیه آزمایشات را می توان در جداول (۴) و (۵) مشاهده کرد
مقاومت کششی با استفاده از فرمول T= 2P/πLd محاسبه شــده اســت که در این فرمول P نیرو بر حسب نیوتن، L طول نمونه بر حســب میلیمتر، d قطر نمونه بر حســب میلیمتر وTمقاومت کششی بر حسب مگاپاسکال است.
جدول : (۴) نتایج آزمایش مقاومت فشاری نمونه های مکعبی
جدول : (۵) نتایج آزمایش مقاومت کششــی نمونه های استوانه ای
نتیجه گیری
افزودن رنگدانه های ســرامیکی روشــی ساده و مطلوب جهت رنگی کردن بتن می باشد.
رنگدانه هــای ســرامیکی ابتــدا باعــث افزایش مقاومت فشــاری بتن رنگی می شود ولی با افزایش مقدار رنگدانه از حد بهینه، مقاومت کاهش می یابد با توجه به مقاومت فشاری و شدت رنگ مطلوب، میــزان مجــاز افزودن بــرای بعضــی رنگدانه های سرامیکی در بتن رنگی ۵ درصد و برای بعضی دیگرحداکثر ۱۰ درصد است.
هر چه ذرات پیگمنت ریزتر و غیر کروی تر باشد مقاومت بیشــتر می گردد و همچنین شــدت رنگ بالاتری بدست می آید.
پایان