Beton türleri - Types of concrete

Bir otoyol ile döşeli Somut
Modüler beton parke blokları
Yüklenici adı ve yerleştirme tarihi ile damgalanmış beton kaldırım

Somut çok çeşitli ihtiyaçları karşılamak için çeşitli kompozisyonlar, yüzeyler ve performans özelliklerinde üretilir.

Mix tasarımı

Modern beton karışımı tasarımlar karmaşık olabilir. Bir beton karışımının seçimi, hem sağlamlık ve görünüm hem de yerel mevzuat ve bina yönetmelikleri ile ilgili olarak projenin ihtiyacına bağlıdır.

Tasarım, betonun gereksinimlerini belirleyerek başlar. Bu gereksinimler, betonun hizmette maruz kalacağı hava koşullarını ve gerekli tasarım dayanımını dikkate alır. Bir betonun basınç dayanımı, standart kalıplanmış, standart kürlenmiş silindir numuneleri alınarak belirlenir.

Çeşitli katkı maddelerinin ve agregaların maliyetinden, kolay karıştırma ve yerleştirme ve nihai performans için "çökme" arasındaki değiş tokuşlara kadar birçok faktörün hesaba katılması gerekir.

Daha sonra bir karışım tasarlanır. çimento (Portland veya diğer çimentolu malzeme), iri ve ince agregalar, su ve kimyasal katkılar. Karıştırma yöntemi ve kullanılabileceği koşullar da belirtilecektir.

Bu, bir beton kullanıcısının yapının düzgün çalışacağından emin olmasını sağlar.

Uzmanlık gerektiren uygulamalar için çeşitli beton türleri geliştirilmiş ve bu isimlerle tanınmıştır.

Beton karışımları, yazılım programları kullanılarak da tasarlanabilir. Bu tür bir yazılım, kullanıcıya, tercih ettiği karışım tasarımı yöntemini seçme ve uygun karışım tasarımlarına ulaşmak için malzeme verilerini girme fırsatı sağlar.[1]

Tarihi beton bileşimi

Beton eski çağlardan beri kullanılmaktadır. Örneğin normal Roma betonu volkanik kül (Pozzolana ), ve sulu kireç. Roma betonu diğer beton tariflerinden üstündü (örneğin, sadece kum ve kireçten oluşanlar)[2] diğer kültürler tarafından kullanılır. Normal Roma betonu yapmak için volkanik külün yanı sıra tuğla tozu da kullanılabilir. Normal Roma betonunun yanı sıra Romalılar da icat etti hidrolik beton yaptıkları volkanik kül ve kil.

Modern beton

Normal beton genellikle çimento paketleri üzerinde yayınlanan karıştırma talimatlarını takip ederek, tipik olarak agrega olarak kum veya diğer yaygın malzemeler kullanılarak ve genellikle doğaçlama kaplarda karıştırılarak üretilen beton için döşeme terimidir. Herhangi bir özel karışımdaki bileşenler, uygulamanın yapısına bağlıdır. Normal beton tipik olarak yaklaşık 10 ° C'den başlayan bir basınca dayanabilir MPa (1450 psi ) 40 MPa'ya (5800 psi) kadar, yapısal betondan çok daha düşük MPa derecesine sahip kör beton gibi daha hafif hizmet kullanımları. Bir agrega ile karıştırılmış toz halindeki çimento içeren ve sadece suya ihtiyaç duyan birçok önceden karıştırılmış beton türü mevcuttur.

Tipik olarak, 1 birim Portland çimentosu, 2 birim kuru kum, 3 birim kuru taş, 1/2 birim su kullanılarak bir beton harmanı yapılabilir. Parçalar ağırlık cinsindendir - hacim değil. Örneğin, 1 fit küp (0,028 m3) beton 22 lb (10.0 kg) çimento, 10 lb (4.5 kg) su, 41 lb (19 kg) kuru kum, 70 lb (32 kg) kuru taş (1/2 "ila 3/4") kullanılarak yapılacaktır. taş). Bu, 1 fit küp (0,028 m3) ve yaklaşık 143 lb (65 kg) ağırlığında olacaktır. Kum harç veya tuğla kumu (mümkünse yıkanıp filtre edilmelidir) ve mümkünse taş yıkanmalıdır. En yüksek mukavemeti sağlamak için organik maddeler (yapraklar, dallar vb.) Kum ve taştan uzaklaştırılmalıdır.

Yüksek dayanımlı beton

Yüksek dayanımlı beton 40 MPa'dan (5800 psi) daha yüksek bir basınç dayanımına sahiptir. Birleşik Krallık'ta BS EN 206-1[3] Yüksek dayanımlı betonu basınç dayanımı sınıfı C50 / 60'tan yüksek beton olarak tanımlar. Su-çimento (W / C) oranının 0,35 veya daha altına düşürülmesiyle yüksek dayanımlı beton yapılır. Sıklıkla silika dumanı çimento-agrega bağındaki mukavemeti azaltabilecek olan çimento matrisinde serbest kalsiyum hidroksit kristallerinin oluşumunu önlemek için eklenir.

Düşük W / C oranları ve silis dumanı kullanımı, beton karışımlarını önemli ölçüde daha az işlenebilir hale getirir; bu, özellikle yoğun inşaat demiri kafeslerinin kullanılmasının muhtemel olduğu yüksek mukavemetli beton uygulamalarında bir problem olma olasılığı yüksektir. Azalan işlenebilirliği telafi etmek için, süper akışkanlaştırıcılar genellikle yüksek mukavemetli karışımlara eklenir. Agrega, yüksek mukavemetli karışımlar için dikkatlice seçilmelidir, çünkü daha zayıf agregalar betona uygulanan yüklere dayanacak kadar güçlü olmayabilir ve normalde normal olarak meydana geldiği gibi, matristen veya boşluktan ziyade agrega içinde başlamamasına neden olabilir. Somut.

Bazı yüksek mukavemetli beton uygulamalarında tasarım kriteri şudur: elastik modülü nihai basınç dayanımı yerine.

Baskı beton

Baskı beton üstün yüzey kalitesine sahip mimari bir betondur. Beton bir zemin döşendikten sonra, zemin sertleştiricileri (pigmentli olabilir) yüzeye emprenye edilir ve bir taş / tuğlayı kopyalamak için dokulu olabilen bir kalıp veya hatta ahşap, çekici bir dokulu yüzey cilası sağlamak için üzerine damgalanır. Yeterli sertleşmeden sonra yüzey temizlenir ve koruma sağlamak için genellikle mühürlenir. Damgalanmış betonun aşınma direnci genellikle mükemmeldir ve bu nedenle otoparklar, kaldırımlar, yürüyüş yolları vb. Uygulamalarda bulunur.

Yüksek performanslı beton

Yüksek performanslı beton (HPC), en yaygın uygulamaların üzerinde bir dizi standarda uyan ancak dayanımla sınırlı olmayan nispeten yeni bir beton terimidir. Tüm yüksek mukavemetli betonlar aynı zamanda yüksek performanslı olsa da, tüm yüksek performanslı betonlar yüksek mukavemetli değildir. HPC ile ilgili olarak halihazırda kullanılan bu tür standartların bazı örnekleri şunlardır:

  • Yerleştirme kolaylığı
  • Olmadan sıkıştırma ayrışma
  • Erken yaş gücü
  • Uzun vadeli mekanik özellikler
  • Geçirgenlik
  • Yoğunluk
  • Hidrasyon ısısı
  • Tokluk
  • Hacim kararlılığı
  • Zorlu ortamlarda uzun ömür
  • Uygulamasına bağlı olarak çevresel[4]

Ultra yüksek performanslı beton

Ultra yüksek performanslı beton altyapı korumasıyla ilgilenen kurumlar tarafından geliştirilen yeni bir beton türüdür. UHPC, 150 MPa'yı aşan, 250 MPa'ya kadar ve muhtemelen aşan basınç dayanımına sahip çelik elyaf takviyeli bir çimento kompozit malzemesi olarak karakterize edilir.[5][6][7]UHPC ayrıca kurucu malzeme yapısı ile de karakterize edilir: tipik olarak ince taneli kum, füme silika, küçük çelik lifler ve yüksek mukavemetli Portland çimentosunun özel karışımları. Büyük bir toplam olmadığını unutmayın. Üretimdeki mevcut tipler (Ductal, Taktl, vb.), Basınçta normal betondan, gerinim sertleşmesi ve ardından ani kırılgan kırılma ile farklılık gösterir. Çekme ve kesme başarısızlığı yoluyla UHPC arızasına yönelik devam eden araştırmalar, dünya çapında çok sayıda devlet kurumu ve üniversite tarafından yürütülmektedir.

Mikro takviyeli ultra yüksek performanslı beton

Mikro takviyeli ultra yüksek performanslı beton yeni nesil UHPC'dir. UHPC'nin yüksek basınç dayanımı, dayanıklılığı ve aşınma direncine ek olarak, mikro takviyeli UHPC aşırı süneklik, enerji emilimi ve kimyasallara, suya ve sıcaklığa karşı direnç ile karakterizedir.[8] Sürekli, çok katmanlı, üç boyutlu mikro çelik ağ, dayanıklılık, süneklik ve mukavemet açısından UHPC'yi aşıyor. Kesikli ve dağınık liflerin UHPC'deki performansı görece tahmin edilemez. Mikro takviyeli UHPC, patlama, balistik ve depreme dayanıklı inşaatlarda, yapısal ve mimari kaplamalarda ve karmaşık cephelerde kullanılır.

Ducon, mikro takviyeli UHPC'nin ilk geliştiricisiydi.[9][10] New York'taki yeni Dünya Ticaret Merkezi'nin yapımında kullanılmıştır.[11][12][13]

Kendiliğinden yerleşen beton

Japonya'da betondaki kusurların esas olarak işlenebilirliği artırmak için yüksek su-çimento oranından kaynaklandığı bulundu. Kötü sıkıştırma, çoğunlukla 1960'larda ve 1970'lerde hızlı inşaat ihtiyacı nedeniyle ortaya çıktı. Hajime Okamura, son derece işlenebilir olan ve sıkıştırma için mekanik kuvvete dayanmayan beton ihtiyacını öngördü. 1980'lerde Okamura ve Ph.D. Tokyo Üniversitesi'ndeki öğrenci Kazamasa Ozawa, yapışkan, ancak akışkan olan ve herhangi bir mekanik sıkıştırma kullanmadan kalıp şeklini alan kendiliğinden yerleşen beton (SCC) geliştirdi. SCC, Amerika Birleşik Devletleri'nde kendi kendine konsolide beton olarak bilinir.

SCC aşağıdakilerle karakterize edilir:

  • ölçülen aşırı akışkanlık akış, tipik olarak çökme (yükseklik) yerine akış tablosunda 650-750 mm arasında
  • ihtiyaç yok vibratörler betonu sıkıştırmak
  • daha kolay yerleştirme
  • kanama yok veya toplu ayrıştırma
  • Güvenlik ve işçiliğe zarar verebilecek artan sıvı kafa basıncı

SCC,% 80 daha hızlı dökme ve azaltma sayesinde işçilik maliyetlerinde% 50'ye kadar tasarruf sağlayabilir aşınma ve yıpranma açık kalıp.

2005 yılında, kendi kendine konsolide olan betonlar, bazı Avrupa ülkelerinde beton satışlarının% 10-15'ini oluşturuyordu. ABD'deki prekast beton endüstrisinde SCC, beton üretiminin% 75'inden fazlasını temsil etmektedir. 38 departman ABD'de ulaşım yol ve köprü projeleri için SCC kullanımını kabul edin.

Ortaya çıkan bu teknoloji, polikarboksilatların kullanılmasıyla mümkün hale getirilmiştir. plastikleştirici daha eski naftalin bazlı polimerler ve agrega ayrışmasını ele almak için viskozite değiştiriciler yerine.

Vakumlu beton

Betonun içindeki hava kabarcıklarını serbest bırakmak için bir beton karıştırma kamyonunun içinde vakum oluşturmak için buhar kullanılarak yapılan vakumlu beton araştırılmaktadır. Buradaki fikir, buharın havayı normal olarak betonun üzerine kaydırmasıdır. Buhar suya dönüştüğünde beton üzerinde düşük bir basınç oluşturarak betondan hava çekecektir. Bu, karışımda daha az hava olduğu için betonu daha güçlü hale getirecektir. Bir dezavantaj, karıştırma işleminin hava geçirmez bir kapta yapılması gerektiğidir.

Betonun son dayanımı yaklaşık% 25 oranında artırılır. Vakumlu beton çok hızlı sertleşir, böylece kalıplar 20 ft yüksekliğindeki kolonlarda bile dökümden sonra 30 dakika içinde çıkarılabilir. Formlar sık ​​aralıklarla yeniden kullanılabildiğinden, bu özellikle bir prekast fabrikasında önemli bir ekonomik değere sahiptir. Vakumlu betonun yapışma dayanımı yaklaşık% 20 daha yüksektir. Vakumlu betonun yüzeyi tamamen oyuklaşmaz ve en üstteki 1/16 inç aşınmaya karşı oldukça dayanıklıdır. Bu özellikler, yüksek hızda akan su ile temas edecek beton yapıların inşasında özel bir öneme sahiptir. Eski betona iyi yapışır ve bu nedenle yol plakalarının yeniden kaplanması ve diğer onarım işlerinde kullanılabilir.

Püskürtme beton

Ana makale: Püskürtme beton

Püskürtme beton (ticari adla da bilinir Gunit) bir çerçeve veya yapı üzerine (veya içine) beton çekmek için basınçlı hava kullanır. Prosesin en büyük avantajı püskürtme betonun kalıpsız veya düşey yüzeylerde uygulanabilmesidir. Genellikle beton onarımları veya köprüler, barajlar, havuzlar üzerine yerleştirmek için ve şekillendirmenin maliyetli olduğu veya malzeme taşıma ve kurulumun zor olduğu diğer uygulamalarda kullanılır. Püskürtme beton, ihtiyacı ortadan kaldırdığı için dikey toprak veya kaya yüzeylerine karşı sıklıkla kullanılır. kalıp. Bazen özellikle kaya desteği için kullanılır. tünel açma. Püskürtme beton, sızıntının, yüksek su tablası veya diğer yer altı kaynakları nedeniyle bir inşaat alanına giren su miktarını sınırlamak için bir sorun olduğu uygulamalarda da kullanılır. Bu tip beton, genellikle inşaat bölgelerindeki gevşek toprak türleri için hava koşullarına karşı hızlı bir düzeltme olarak kullanılır.

Püskürtme beton için iki uygulama yöntemi vardır.

  • kuru karışım - kuru çimento ve agrega karışımı makineye doldurulur ve sıkıştırılmış hava hortumlar aracılığıyla. Hidrasyon için gerekli olan su nozüle eklenir.
  • ıslak karışım - karışımlar hidrasyon için gerekli tüm su ile hazırlanır. Karışımlar hortumlardan pompalanır. Nozulda püskürtme için basınçlı hava eklenir.

Her iki yöntem için de katkı maddeleri hızlandırıcılar ve lif takviyesi kullanılabilir.[14]

Limekrete

İçinde Limekrete, kireç betonu veya Roma betonu çimento ile değiştirilir Misket Limonu.[15]1800'lerin ortalarında başarılı bir formül geliştirildi Dr. John E. Park.[16]Kireç, Roman Times'dan beri ya kütle temel betonları olarak ya da çok çeşitli agregalar ile birleştirilmiş hafif betonlar olarak kullanılmaktadır. puzolanlar (ateşlenmiş malzemeler) daha fazla güç ve priz hızı elde etmeye yardımcı olur. Kireç beton, Roma döneminde ve sonrasında anıtsal mimari inşa etmek için kullanıldı. somut devrim Zeminler, tonozlar veya kubbeler gibi çok çeşitli uygulamaların yanı sıra. Son on yılda, bu uygulamalar için kireç kullanmaya yeniden ilgi duyuldu.

Çevresel faydalar

  • Kireç, çimentodan daha düşük bir sıcaklıkta yakılır ve bu nedenle anında% 20 enerji tasarrufu sağlar (fırınlar vb. Gelişse de rakamlar değişir). Standart bir kireç harcı, bir çimento harcının şekillendirilmiş enerjisinin yaklaşık% 60-70'ine sahiptir. Ayrıca karbonatlaşma yoluyla kendi ağırlığını yeniden absorbe etme kabiliyeti nedeniyle daha çevre dostu olduğu düşünülmektedir. Karbon dioksit (yanma sırasında verilen miktarı telafi eder).
  • Kireç harçları, taş, ahşap ve tuğla gibi diğer yapı bileşenlerinin yeniden kullanılmasına ve geri dönüştürülmesine izin verir çünkü harç ve kireç yıkamadan kolayca temizlenebilirler.
  • Kireç, nemi kontrol etme kabiliyeti nedeniyle (çimento kullanılmış olsaydı, bu binalar kompost olurdu!) Ahşap (ahşap elyafı, ahşap yünü levhalar dahil), kenevir, saman vb. Gibi diğer doğal ve sürdürülebilir ürünlerin kullanılmasını sağlar.

Sağlık yararları

  • Kireç sıva dır-dir higroskopik Nemi iç ortamdan dış ortama çeken (kelimenin tam anlamıyla 'su arama' anlamına gelir), bu daha rahat bir yaşam ortamı yaratarak nemi düzenlemeye yardımcı olur ve ayrıca alerjilerle bağlantılı olduğu gösterilen yoğunlaşma ve küf oluşumunu kontrol etmeye yardımcı olur. ve astım.
  • Kireç sıvaları ve Kireç yıkama toksik değildir, bu nedenle bazı modern boyaların aksine iç mekan hava kirliliğine katkıda bulunmazlar.

Geçirgen beton

Ana makale: Geçirgen beton

Geçirgen beton, kullanılan geçirgen kaldırım, beton içinde hava veya suyun hareket etmesine izin vermek için bir delik veya boşluk ağı içerir

Bu, suyun içinden doğal olarak akmasına izin verir ve hem normal yüzey suyu drenaj altyapısını kaldırabilir hem de su ikmaline izin verebilir. yeraltı suyu geleneksel beton olmadığında.

Para cezasının bir kısmı veya tamamı dışarıda bırakılarak oluşturulur toplu (para cezaları). Kalan büyük agrega daha sonra nispeten küçük bir miktar ile bağlanır. Portland çimentosu. Ayarlandığında, tipik olarak beton hacminin% 15 ila% 25'i boşluktur ve suyun yaklaşık 5 gal / ft'de boşalmasına izin verir.2/ dak (70 L / m2/ dak) beton içinden.

Kurulum

Geçirgen beton, kalıplara dökülerek yerleştirilir, daha sonra yüzeyi düzleştirmek (pürüzsüz olmayacak şekilde) için mastarlanır, daha sonra paketlenir veya yerine sıkıştırılır. Düşük su içeriği nedeniyle ve hava geçirgenliği 5–15 dakika kurcalamadan sonra beton 6 mil poli plastikle kaplanmalıdır, aksi takdirde erken kurur ve uygun şekilde hidratlanıp kürlenmez.

Özellikler

Geçirgen beton, havanın araç lastikleri ile yol arasında sıkışmasına izin vererek gürültüyü önemli ölçüde azaltabilir. Bu ürün, çoğu eyaletin gerektirdiği yüksek psi değerleri nedeniyle şu anda büyük ABD eyaleti otoyollarında kullanılamaz. Geçirgen beton şimdiye kadar 4500 psi'ye kadar test edilmiştir.

Hücresel beton

Betona hava sürükleyici bir maddenin eklenmesiyle üretilen gaz beton (veya hafif bir agrega, genişletilmiş kil agregası veya mantar granüller ve vermikülit ) bazen denir hücresel beton, hafif gaz beton, değişken yoğunluklu beton, Köpük Beton ve hafif veya ultra hafif beton,[17][18] karıştırmamak havalandırılmış otoklavlanmış beton, tamamen farklı bir yöntem kullanılarak saha dışında üretilen.

1977'de çalışın Bir Kalıp Dili: Kasabalar, Binalar ve İnşaat, mimar Christopher Alexander 209 modelinde yazdı İyi Malzemeler:

Normal beton çok yoğundur. Ağır ve çalışması zordur. Ayarladıktan sonra kimse onu kesemez veya çivileyemez. Ve Onun [sic ] yüzey, yapıya entegre olmayan pahalı cilalarla kaplanmadıkça çirkin, soğuk ve serttir.
Yine de beton, bir şekilde büyüleyici bir malzemedir. Akıcı, güçlü ve nispeten ucuzdur. Dünyanın hemen hemen her yerinde mevcuttur. California Üniversitesi'nden bir mühendislik bilimleri profesörü olan P. Kumar Mehta, yakın zamanda terk edilmiş pirinç kabuklarını Portland çimentosuna dönüştürmenin bir yolunu buldu.
Betonun tüm bu iyi niteliklerini birleştirmenin ve aynı zamanda hafif, işlenmesi kolay, hoş bir bitişe sahip bir malzemeye sahip olmanın bir yolu var mı? Var. Ağacınkine çok benzer bir yoğunluğa ve basınç dayanımına sahip çok çeşitli ultra hafif betonlar kullanmak mümkündür. Çalışması kolaydır, sıradan çivilerle çakılabilir, testere ile kesilebilir, ahşap işleme aletleriyle delinebilir, kolayca tamir edilebilir.
Ultra hafif betonun geleceğin en temel dökme malzemelerinden biri olduğuna inanıyoruz.

Değişken yoğunluk normalde kg / m2 olarak tanımlanır3normal betonun 2400 kg / m olduğu yerlerde3. Değişken yoğunluk 300 kg / m kadar düşük olabilir3,[17] ancak bu yoğunlukta hiçbir yapısal bütünlüğe sahip olmayacak ve yalnızca bir dolgu veya yalıtım kullanımı olarak işlev görecektir. Değişken yoğunluk gücü azaltır[17] termal artırmak[17] ve yoğun ağır betonun hava veya kil, mantar granülleri ve vermikülit gibi hafif bir malzeme ile değiştirilmesiyle akustik yalıtım. Betona hava kabarcıklarını karıştırmak için tıraş kremine benzeyen bir köpürme ajanı kullanan birçok rakip ürün vardır. Hepsi aynı sonucu elde eder: betonu havayla yerinden çıkarmak.

Köpüklü Betonun Özellikleri[19]
Kuru Yoğunluk (kg / m3)7 günlük Basınç Dayanımı (N / mm2)Termal İletkenlik * (W / mK)Elastisite Modülü (kN / mm2)Kuruma Çekmesi (%)
4000.5 – 1.00.100.8 – 1.00.30 – 0.35
6001.0 – 1.50.111.0 – 1.50.22 – 0.25
8001.5 – 2.00.17 – 0.232.0 – 2.50.20 – 0.22
10002.5 – 3.00.23 – 0.302.5 – 3.00.18 – 0.15
12004.5 – 5.50.38 – 0.423.5 – 4.00.11 – 0.19
14006.0 – 8.00.50 – 0.555.0 – 6.00.09 – 0.07
16007.5 – 10.00.62 – 0.6610.0 – 12.00.07 – 0.06

Köpüklü beton uygulamaları şunları içerir:

  • Çatı izolasyonu
  • Duvar Blokları ve Panelleri
  • Tesviye Zeminleri
  • Boşluk Doldurma
  • Yol Alt Temelleri ve bakımı
  • Köprü Dayanakları ve onarımları
  • Zemin Stabilizasyonu

Mantar-çimento kompozitler

Atık mantar granüller, işlenmiş kabuğundan şişe tıpalarının üretimi sırasında elde edilir. Mantar meşe.[20] Bu granüllerin yoğunluğu yaklaşık 300 kg / m2'dir.3, hafif beton yapımında kullanılan çoğu hafif agregadan daha düşüktür. Mantar granülleri çimento hidrasyonunu önemli ölçüde etkilemez ancak mantar tozu olabilir.[21] Mantar çimento kompozitleri, standart betona göre daha düşük ısıl iletkenlikler, daha düşük yoğunluklar ve iyi enerji soğurma özellikleri gibi çeşitli avantajlara sahiptir. Bu kompozitler 400 ila 1500 kg / m yoğunlukta yapılabilir.3, 1 ila 26 MPa arasında basınç dayanımı ve 0,5 ila 4,0 MPa arasında eğilme dayanımı.

Silindirle sıkıştırılmış beton

Ana makale: Silindirle sıkıştırılmış beton

Silindirle sıkıştırılmış betonbazen aradı yuvarlatılmış betonhafriyat ve kaplama işlerinden ödünç alınan teknikler kullanılarak yerleştirilen düşük çimento içerikli sert betondur. Beton kaplanacak yüzeye yerleştirilir ve tipik olarak hafriyat işlerinde kullanılan büyük ağır silindirler kullanılarak yerinde sıkıştırılır. Beton karışımı, yüksek bir yoğunluğa ulaşır ve zamanla güçlü bir monolitik blok haline gelir.[22] Silindirle sıkıştırılmış beton tipik olarak beton kaplama için kullanılır, ancak aynı zamanda beton barajlar inşa etmek için de kullanılmıştır, çünkü düşük çimento içeriği kürleme sırasında geleneksel olarak yerleştirilmiş masif beton döküntülerine göre daha az ısı üretilmesine neden olur.

Cam beton

Geri dönüştürülmüş camın betonda agrega olarak kullanılması, modern zamanlarda popüler hale geldi ve New York'taki Columbia Üniversitesi'nde büyük ölçekli araştırmalar yürütülüyor. Bu, betonun estetik çekiciliğini büyük ölçüde artırır. Son araştırma bulguları, geri dönüştürülmüş cam agregalarından yapılan betonun, cam agregalarının daha iyi termal özellikleri nedeniyle daha iyi uzun vadeli mukavemet ve daha iyi ısı yalıtımı gösterdiğini göstermiştir.[23]

Asfalt beton

Açıkçası, asfalt aynı zamanda bir beton şeklidir bitümlü bağlayıcı olarak çimentonun yerini alan malzemeler.

Hızlı dayanımlı beton

Bu beton türü, üretildikten sonra birkaç saat içinde yüksek direnç geliştirebilir. Bu özelliğin, kalıbın erken sökülmesi ve yapım sürecinde çok hızlı ilerlemesi, onarılmış yol yüzeylerinin sadece birkaç saat içinde tamamen işlevsel hale gelmesi gibi avantajları vardır. Nihai güç ve dayanıklılık, bileşim detaylarına bağlı olarak standart betonunkinden farklı olabilir.

Kauçuk beton

Süre "kauçuk asfalt beton "yaygındır, kauçuklaştırılmış Portland çimento betonu (" kauçuklaştırılmış PCC ") 2009 itibariyle hala deneysel testlerden geçmektedir.[24][25][26][27]

Nano-beton

Nano-beton 100 μm'den büyük olmayan Portland çimentosu parçacıkları içerir.[28] Çimento, kum ve suyun yüksek enerjili karışımı (HEM) ürünüdür.

Polimer beton

Polimer beton agregayı bağlamak için polimer kullanan betondur. Polimer beton, kısa sürede çok fazla dayanım kazanabilir. Örneğin, bir polimer karışımı yalnızca dört saatte 5000 psi'ye ulaşabilir. Polimer beton genellikle geleneksel betonlardan daha pahalıdır.

Jeopolimer beton

Jeopolimer çimento sıradan Portland çimentosuna bir alternatiftir ve bir jeopolimer çimento bulamacına düzenli agregalar ekleyerek Jeopolimer beton üretmek için kullanılır. Geri dönüştürülmüş endüstriyel atıkları (örn.) Kullanabilen inorganik alüminosilikat (Al-Si) polimer bileşiklerinden yapılmıştır. külleri Uçur, yüksek fırın cürufu ) üretim girdileri olarak% 80'e kadar daha düşük karbondioksit emisyonları ile sonuçlanır. Jeopolimer beton için hem atmosferik hem de ekstrem koşullarda daha yüksek kimyasal ve termal direnç ve daha iyi mekanik özelliklerin elde edildiği söyleniyor.

Benzer betonlar sadece Antik Roma (görmek Roma betonu ), ama aynı zamanda ilkinde Sovyetler Birliği 1950'lerde ve 1960'larda. Binalar Ukrayna 45 yıl sonra hala ayaktalar.[kaynak belirtilmeli ]

Refrakter çimento

Gibi yüksek sıcaklık uygulamaları duvar fırınları ve benzerleri, genellikle bir dayanıklı çimento; Portland çimentosu bazlı betonlar yüksek sıcaklıklarda hasar görebilir veya tahrip olabilir, ancak refrakter betonlar bu tür koşullara daha iyi dayanabilir. Malzemeler şunları içerebilir kalsiyum alüminat çimentoları, ateş kili, ganister ve alüminyum açısından zengin mineraller.

Yenilikçi karışımlar

Alternatif karışımlar ve bileşenlerle ilgili devam eden araştırmalar, radikal olarak farklı özellikler ve özellikler vaat eden potansiyel karışımları belirlemiştir.

Bükülebilir, kendini iyileştiren beton

Araştırmacılar Michigan üniversitesi geliştirdi Mühendislik Çimento Kompozitleri (ECC), elyaf takviyeli bükülebilir bir beton. Kompozit, normal betonda kullanılan bileşenlerin çoğunu içerir, ancak kaba agrega yerine mikro ölçekli lifler içerir.[29]Karışım, yüksek gerilme gerilmesi seviyelerinde olağan çatlama ve ardından mukavemet kaybına uğramayan çok daha küçük çatlak yayılmasına sahiptir. Araştırmacılar,% 3 gerilmenin ötesinde karışımları, arızanın meydana geldiği daha tipik% 0,1 noktasını geçerek alabildiler. kendini iyileştirme. Çatlaklar oluştuğunda betondaki ekstra kuru çimento açığa çıkar. Su ve karbondioksit ile reaksiyona girerek kalsiyum karbonat oluşturur ve çatlağı düzeltir.[30][31]

CO2 tecrit betonları

Geleneksel beton üretim süreçleri enerjidir ve Sera gazı yoğun. Gibi temel işlemler kalsinasyon yüksek sıcaklıkta ateşleme kireçtaşı kireç üretmek için büyük miktarda CO salınımı2. Sertleşme ve kürlenme aşamasında, geleneksel beton da zamanla bir miktar CO absorbe edebilir.2 havadan. Çimento endüstrisinin küresel CO'nin% 5'ini ürettiği tahmin edilmektedir.2 emisyon veya yılda yaklaşık 1,4 milyar metrik ton. Pek çok üretici fabrikalarında enerji verimliliğini artırmak için çalışırken ve CO2'yi azaltmak için çimento karışımlarını değiştirirken2 üretim, bu düşüşler dünya çapında Çin ve Hindistan'da artan beton kullanımıyla dengelenmiştir.[32]

Bir dizi araştırmacı CO'yi artırmaya çalıştı2 Daha fazla CO depolayacak malzemeler geliştirerek betonun ayırma yetenekleri2 veya daha hızlı elde edin. İdeal olan, beton yapmaktır. karbon nötr ya da karbon negatif.[32]Bir yaklaşım, magnezyum silikat kullanmaktır (talk ) kalsiyuma alternatif bir bileşen olarak. Bu, üretim süreci için gerekli sıcaklığı düşürür ve salınımını azaltır. karbon dioksit ateşleme sırasında. Sertleşme aşaması sırasında ek karbon tutulur.[32][33][34][35][36]

İlgili bir yaklaşım, kalsiyum veya magnezyum içeren malzemelerden ve CO'dan kararlı karbonat agregaları üretmek için mineral karbonatlamanın (MC) kullanılmasıdır.2. Stabil agregalar, beton üretiminde veya tuğla veya prekast beton gibi karbon nötr yapı blokları üretmek için kullanılabilir.[32][37][38][36]Nova Scotia'nın CarbonCure Teknolojileri atık CO kullanıyor2 petrol rafinerilerinden tuğlalarını ve yaş çimento karışımını yapmak için karbon ayak izinin% 5'ini dengeliyor.[32][36]Solidia Technologies of New Jersey, tuğla ve prekast betonunu daha düşük sıcaklıklarda ateşler ve CO ile sertleştirir.2 gaz, karbon emisyonlarını% 30 azalttığını iddia ediyor.[32][36]

Kalsiyum bazlı mineral karbonlamanın başka bir yönteminden esinlenilmiştir. biyomimikri doğal olarak oluşan kalsiyum yapılarının. Zencefil Krieg Dosier of bioMASON, fırınları ateşlemeden veya önemli ölçüde karbon salınımı yapmadan tuğla üretmek için bir yöntem geliştirmiştir. Tuğlalar kalıplarda dört günde yetiştirilir. mikrobiyolojik olarak indüklenen kalsit çökelmesi. Bakteri Sporosarcina pasturii formlar kalsit su, kalsiyum ve üre, CO içeren2 üre ve salıverme amonyak gübre için faydalı olabilir.[32][39]

Poikilohidrik Yaşam Duvarları

Canlı duvarlarda kullanım için biyo-alıcı hafif beton

Başka bir yaklaşım, biyoreeptif hafif betonun geliştirilmesini içerir. poikilohidrik yaşayan duvarlar. Araştırmacılar Bartlett Mimarlık Okulu poikilohidrik bitkilerin büyümesini destekleyecek malzemeler geliştiriyor. yosun, yosunlar ve likenler. Bir kez kurulduktan sonra, yeni malzemelerin ve bitkilerin kombinasyonu potansiyel olarak yağmur suyu yönetimini iyileştirebilir ve kirleticileri emebilir.[40]

Alçı beton

Ana makale: Alçı beton

Alçı beton bir Yapı malzemesi zemin olarak kullanılır altlık[41] kullanılan ahşap çerçeve ve Somut inşaat için yangın derecelendirmeleri,[41] ses azaltma,[41] radyant ısıtma,[42] ve zemin tesviye. Bu bir karışımı alçıtaşı, Portland çimentosu, ve kum.[41]

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ https://concretecontractoraustin.com/
  2. ^ "Deneysel arkeolog Colin Richards'ın gösterdiği eski zamanlara ait tarihi beton tarifleri". Channel.nationalgeographic.com. 2012-06-11. Alındı 2012-09-11.
  3. ^ BS EN 206-1
  4. ^ Geleceği çimentolamak. Zaman (2008-12-04). Erişim tarihi: 2012-04-20.
  5. ^ Redaelli, Dario; Muttoni Aurelio (Mayıs 2007). "Güçlendirilmiş Ultra Yüksek Performanslı Fiber Donatılı Beton Elemanların Çekme Davranışı" (PDF). CEB-FIP Sempozyumu Dubrovnik Bildirileri. Beton yapılar. Alındı 23 Kasım 2015.
  6. ^ "Ultra Yüksek Performanslı Elyaf Takviyeli Betonlar." Association Francaise de Genie Civil, 2002.
  7. ^ "Ultra Yüksek Performanslı Beton: Köprü Toplumu için Son Teknoloji Raporu" (PDF). FHWA-HRt-13-060: Federal Otoyol İdaresi. Haziran 2013. Alındı 23 Kasım 2015.CS1 Maint: konum (bağlantı)
  8. ^ Hauser, Stephan (2005-02-01). "Mikro takviyeli yüksek performanslı beton yeni ufuklar açıyor". Concrete Plant International. s. 66–67. Alındı 23 Kasım 2015. Ducon GMBH, Mörfelden-Walldorf, Almanya'dan basın açıklaması
  9. ^ D'mello, Sandhya (2005-03-25). "BAE'de patlamaya dayanıklı çimento". Khaleej Times. Alındı 23 Kasım 2015.
  10. ^ Miller, Steven H. (2007-10-01). Patlamaya Dayanıklı Yapıda "Patlama". Yığma İnşaat. Alındı 23 Kasım 2015.
  11. ^ Stolz, Alexander (2014-07-01). "Formül, bombaya dayanıklı betonun kalınlığını hesaplar". Efringen-Kirchen, Almanya: Fraunhofer Institute for High-Speed ​​Dynamics, Ernst-Mach-Institut EMI. Alındı 23 Kasım 2015. Basın bülteni.
  12. ^ Rabicoff Richard (2012/08/21). "Teknoloji Mühendislik Firmasını Somut Bir Başarı Yapar". bmore Media. Alındı 23 Kasım 2015.
  13. ^ "1 Dünya Ticaret Merkezi, NYC, koruyucu önlemler + mimari beton". Ducon GMBH. Alındı 23 Kasım 2015.
  14. ^ American Shotcrete Derneği Ana Sayfası. Shotcrete.org. Erişim tarihi: 2012-04-20.
  15. ^ Ahşap Ve Limecrete Kompozit Zemin Kaplamasının Yapılabilirliğinin İncelenmesi. Istructe.org. Erişim tarihi: 2012-04-20.
  16. ^ John Park limecrete. tpwd.state.tx.us
  17. ^ a b c d "Gazbeton, Hafif Beton, Gözenekli Beton ve Köpüklü Beton". Alındı 2012-04-20.
  18. ^ Hafif beton. Ecosmarte.com.au. Erişim tarihi: 2012-04-20.
  19. ^ Köpüklü Beton Bileşimi ve Özellikleri, İngiliz Çimento Birliği, 1994.
  20. ^ Gibson, L.J. ve Ashby, M.F. 1999. Hücresel Katılar: Yapısı ve Özellikleri; 2. Baskı (Ciltsiz Kitap), Cambridge Uni. Basın. s.453–467.
  21. ^ Karade S.R., Irle M.A., Maher K. 2006. Mantar-çimento uyumluluğu üzerine granül özelliklerinin ve konsantrasyonun etkisi. Holz als Roh- und Werkstoff. 64: 281–286 (DOI 10.1007 / s00107-006-0103-2).
  22. ^ Silindirle Sıkıştırılmış Beton (SSB) Kaplamalar | Portland Çimento Birliği (PCA). Cement.org. Erişim tarihi: 2012-04-20.
  23. ^ K.H. Poutos, A.M. Alani, P.J. Walden, C.M. Sangha. (2008). Geri dönüştürülmüş cam agrega ile yapılan betondaki bağıl sıcaklık değişiklikleri. İnşaat ve Yapı Malzemeleri, Cilt 22, Sayı 4, Sayfa 557–565.
  24. ^ Beton Hakkında Bazı Yararlı Gerçekleri Öğrenmek İçin Bu Bağlantıya Bakın
  25. ^ Gelişen İnşaat Teknolojileri. Ecn.purdue.edu. Erişim tarihi: 2012-04-20.
  26. ^ ASU araştırmacısı, geri çağrılan Firestone lastiklerini iyi bir şekilde kullanıyor. Innovations-report.de (2002-07-26). Erişim tarihi: 2012-04-20.
  27. ^ Kauçukize Betonun Mukavemet, Elastisite Modülü ve Sönümleme Oranı Üzerine Deneysel Çalışma. Pubsindex.trb.org. Erişim tarihi: 2012-04-20.
  28. ^ Tiwari, AK; Chowdhury, Subrato (2013). "Nanoteknolojinin inşaat malzemelerinde uygulanmasına genel bir bakış". Uluslararası Belirsizlik Altında Mühendislik Sempozyumu Bildirileri: Emniyet Değerlendirmesi ve Yönetimi (ISEUSAM-2012). Cakrabartī, Subrata; Bhattacharya, Gautam. Yeni Delhi: Springer Hindistan. s. 485. ISBN  978-8132207573. OCLC  831413888.
  29. ^ "Araştırmacılar bükülebilir beton yapar". Physorg.com. 4 Mayıs 2005. Alındı 21 Haziran 2018.
  30. ^ "Daha güvenli, daha dayanıklı altyapı için kendi kendini iyileştiren beton". Physorg.com. 22 Nisan 2009. Alındı 21 Haziran 2018.
  31. ^ Yang, Yingzi; Lepech, Michael D .; Yang, En-Hua; Li, Victor C. (Mayıs 2009). "Islak-kuru çevrimler altında tasarlanmış çimentolu kompozitlerin otojen iyileştirmesi". Çimento ve Beton Araştırmaları. 39 (5): 382–390. doi:10.1016 / j.cemconres.2009.01.013.
  32. ^ a b c d e f g Rinde, Meir (2017). "Beton Çözümleri". Damıtmalar. 3 (3): 36–41. Alındı 19 Haziran 2018.
  33. ^ Walling, Sam A .; Provis, John L. (22 Mart 2016). "Magnezya Bazlı Çimentolar: 150 Yıllık Yolculuk ve Gelecek İçin Çimentolar mı?". Kimyasal İncelemeler. 116 (7): 4170–4204. doi:10.1021 / acs.chemrev.5b00463. PMID  27002788.
  34. ^ "Eko-Çimento". TecEco Pty. Alındı 21 Haziran 2018.
  35. ^ Jha, Alok (31 Aralık 2008). "Açığa Çıktı: Karbondioksit yiyen çimento". Gardiyan. Alındı 21 Haziran 2018.
  36. ^ a b c d Majcher, Kristin (19 Mart 2015). "Yeşil Betona Ne Oldu? Karbondioksiti emen beton yavaş ilerleme kaydetti, ancak nihayet piyasaya çıktı". MIT Technology Review. Alındı 21 Haziran 2018.
  37. ^ Sanna, A .; Uibu, M .; Caramanna, G .; Kuusik, R .; Maroto-Valer, M.M. (2014). "CO2'yi tutmak için mineral karbonasyon teknolojilerinin gözden geçirilmesi". Chem. Soc. Rev. 43 (23): 8049–8080. doi:10.1039 / C4CS00035H. PMID  24983767. Alındı 21 Haziran 2018.
  38. ^ Mathews, John (17 Aralık 2012). "Eko-çimento, gezegendeki en ucuz karbon tutumu". Konuşma. Alındı 21 Haziran 2018.
  39. ^ "Karbon emisyonlarını azaltmak mı istiyorsunuz? Bakterilerle çimento tuğlaları büyütmeyi deneyin". PBS Haber Saati. Mart 7, 2017. Alındı 21 Haziran 2018.
  40. ^ "Poikilohidrik Yaşam Duvarlarıyla Daha Yeşil Şehirler İnşa Etmek". Bartlett Mimarlık Okulu. Alındı 1 Mart 2020.
  41. ^ a b c d Grady Joe (2004-06-01). "Alçı beton alt döşemeye daha ince yapıştırma noktaları". Ulusal Zemin Eğilimleri. Alındı 2009-09-21.
  42. ^ Grady, Joe (2005-07-01). "Seramik karo ve boyutlu taş için şüpheli yüzeyler". Zemin Kaplama Montajcısı. Alındı 2009-09-21.

https://www.glendaleconcretesolutions.com