بومی سازی طرح مخلوط و روش ساخت بتن گرافیکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه ساختمان- دانشکده معماری و شهرسازی دانشگاه شهید بهشتی تهران

2 دانشگاه شهید بهشتی

3 رئیس کمیته فنی کانون انجمن‌های صنفی بتن آماده ایران

4 استادیار دانشکده معماری دانشگاه شهید بهشتی

چکیده

امروزه کاربرد قطعات بتنی تزیینی به‌عنوان جایگزینی برای سنگ طبیعی در نازک‌کاری ساختمان، امری متداول است. بتن گرافیکی یکی از انواع بتن تزیینی از نوع سنگ‌دانه نمایان است. باتوجه به اینکه تا این زمان در مراجع داخلی هیچ پژوهشی در راستای تولید بتن گرافیکی در کشور وجود نداشته است، هدف این تحقیق بومی‌سازی و ساده‌سازی روش تولید قطعات پیش‌ساخته بتن گرافیکی برای اولین بار در ایران میباشد. در این تحقیق نمونه‌‌هایی با مقادیر 435 و 500 کیلوگرم برمترمکعب سیمان پرتلند نوع 2 با نسبت آب به سیمان 40/0 و 45/0 با استفاده از ماسه طبیعی گردگوشه به عنوان سنگدانه و همچنین استفاده از افزودنی فوق روان‌کننده با مقدار مصرف 35/0 درصد و افزودنی هوازا با دوز مصرف 20/0 درصد تولید شده‌است. نمونه‌های ساخته‌شده مطابق الزامات استاندارد ملی 12038 (سنگ بتنی معماری) مورد سنجش بصری و آزمون‌های مقاومت فشاری و جذب آب در 28 روز قرار گرفتند. نتایج نشان داد که نمونه‌ها با نسبت آب به سیمان 40/0 بدون استفاده از فوق‌روان‌کننده و هوازا به دلیل کارپذیری بسیار پایین مخلوط، تراکم‌پذیری و شکل پذیری در شرایط مناسبی قرار ندارد. همچنین کارپذیری پایین علاوه بر برهم ریختن طرح‌های چاپی، موجب ایجاد حفره های فراوان در سطح بتن پس از خروج از قالب شده که از لحاظ بصری مردود است. افزودنی هوازا نیز علی‌رغم تاثیرات مثبت بر کارپذیری، ویسکوزیته پلاستیک و معیارهای بصری موجب کاهش 30 تا 35 درصدی مقاومت فشاری و افزایش جذب آب شده که استفاده از آن توصیه نمی‌شود. در نهایت نمونه‌ها با مقدار سیمان 500 کیلوگرم بر مترمکعب با نسبت آب به سیمان 40/0 و 45/0 که با استفاده از فوق روان‌کننده تولید شدند، با اسلامپ 80 و 130 میلی‌متر و مقاومت فشاری 28 روزه 6/54 و 5/52 مگاپاسکال و جذب آب %25/3 و %50/3 ضمن برآورده کردن تمامی الزامات برای ساخت قطعات تزیینی بتن گرافیکی مناسب می‌باشند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Localization of Mixing Design and Production Method of Graphic Concrete

نویسندگان [English]

  • سبا Naeej 1
  • Zahra Alipour Balfroush 2
  • Alireza Rahmati 3
  • Roham Afghani Khoraskani 4
1 faculty of Architecture and Urbanism-Shahid Beheshti University
2 Shahid Beheshti University
3 Chairman of the Technical Committee of the Ready-Mixed Concrete Association of Iran
4 Assistant Professor, School of Architecture and Urbanism,Shahid Beheshti University
چکیده [English]

Nowadays, it is a common idea to use decorative concrete panels as an alternative to natural stone. Graphic concrete is one of the different types of decorative concrete using the exposed-aggregate method. Considering that there has been no research for graphic concrete production in Iran so far, the aim of this research is to localize and simplify the method for the first time. For this purpose, concrete samples with 435 kg/m3 and 500 kg /m3 Portland cement and water to cement ratio of 0.40 and 0.45 have been produced using natural sand as aggregate. Also, superplasticizer with dosage of 0.35 % and air-entraining admixture with dosage of 0.02% have been used. Concrete specimens were tested in terms of visual criteria, compressive strengths and water absorption in 28 days in accordance with the requirements of Iran National Standard 12038. The results showed that samples with the water to cement ratio of 0.40, which were produced without using of superplasticizer and air-entraining admixture, due to low workability of the mixture, are not in good condition in terms of compressibility. Also low workability, in addition to disrupting the designs printed on the membrane, causes many holes on the concrete surface after leaving the mold, which is visually rejected. Despite the positive effects of air entraining admixture on workability, plastic viscosity and visual criteria, this type of admixture reduces the compressive strength by 30 to 35% and increases water absorption, which is not recommended. Finally, mixture design with 500 kg/m3 of cement, water to cement ratio of 0.40 and 0.45, which were produced using superplasticizer with 28-day compressive strength of 54.6 and 52.5 MPa and Water absorption of 3.25% and 3.50% while meeting all requirements are suitable for production of graphic concrete decorative panels.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Graphic concrete
  • Architectural decorative concrete
  • Localization
  • Compressive strength
  • water absorption
1]   Wiesner-Chianese, Julianne (2015). Modern in the Mountains: An Analysis of the Structural and Decorative Concrete at Jackson Lake Lodge in Grand Teton National Park, WY, Masters Thesis, University of Pennsylvania, Philadelphia, PA.
[2]   ACI Committee 310 (2013). Guide to Decorative Concrete. Farmington Hills, Mich.: American Concrete Institute.
[3] Freedman, Sidney (2004), History of Exposed Aggregate (Mo-Sai) Architectural Precast Concrete, PCI JOURNAL 49, URL: www.pci.org/PCI/Publications/PCI_Journal/Issues/2004/May-June.aspx
[4] Graphic Concrete Ltd (2020), Design Instructions, URL: https://www.graphicconcrete.com/ graphicconcrete/ library/pdf/GCDesignInstructions2020_EN_V1_Small.pdf
 
[5] ASTM C1364-19 (2019), Standard Specification for Architectural Cast Stone, ASTM International, West Conshohocken, PA.
[6] Salem,G. NEHME. (2017), Effect of air entraining admixture on the properties of self-compacting
concrete incorporating supplementary cementitious materials, Pollack Periodica, Vol. 12, No. 3, pp. 85–98.
[7] Cancy Chu ,Petronella Nel (2019), Characterisation and deterioration of mineral papers, AICCM Bulletin, pp. 37-49.
[8] مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن ایران (1388)، روش ملی طرح مخلوط بتن، تهران.
[9] Hieu Duy Nguyen et al.(2020) , Effects of air entraining admixture on the properties of lightweight aggregate concrete, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 869.
[10] Kalhori, Moosa et al. (2021), Innovative air entraining and air content measurement methods for roller compacted concrete in pavement applications, Construction and Building Materials, Volume 279.
 
  • تاریخ دریافت: 12 بهمن 1400
  • تاریخ بازنگری: 08 اسفند 1400
  • تاریخ پذیرش: 24 اسفند 1400
  • تاریخ اولین انتشار: 24 اسفند 1400