تخم مرغ در بتن: عملکرد بتن با حضور آلبومین و زرده تخم مرغ

تخم مرغ در بتن

از گذشته تا به امروز، بکارگیری مصالح طبیعی در ساخت و سازها مورد توجه بسیاری از متخصصین بوده است. یکی از این مصالح طبیعی که در ساخت سازه‌های مختلف استفاده می‌شود، تخم‌مرغ است. اما اینکه تأثیر تخم مرغ در بتن چگونه است یا کدام بخش از تخم‌مرغ در بتن تأثیر دارد، سؤالی است که شاید شما هم با آن مواجه شده باشید. به همین دلیل در این مقاله از بلاگ رامکا، بر آن هستیم ضمن بررسی تاریخچه استفاده از تخم مرغ به عنوان عضوی از ملات، به بررسی نمونه‌های مختلفی از بتن در ترکیب با تخم‌مرغ و شیر شتر بپردازیم. پس تا انتها همراه ما باشید.

تاریخچه‌ جهانی استفاده از تخم مرغ در بتن

از دیرباز استفاده از مصالح طبیعی در ساخت سازه‌ها مورد توجه بوده است؛ تا جایی که در سال ۲۰۱۰ تأثیر آلبومین روی بتن فوم‌دار بررسی شد. در بررسی انجام شده، سه نوع مخلوط بتن ریخته شد و جهت بررسی اثر آلبومین بر مقاومت فشاری، خمشی و انقباض ناشی از خشک شدن، از ۱% و ۵% آلبومین استفاده شد. نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان داد بتن فوم‌دار با ۱% آلبومین تخم‌مرغ، مقاومت فشاری و خمشی بالاتری نسبت به نمونه‌های شاهد دارد.

در همان سال، پژوهش دیگری نیز توسط سیانگ در این زمینه انجام گرفت. در این پژوهش، از فیبر نارگیل و آلبومین تخم مرغ در بتن استفاده شد. سه مخلوط تهیه شده این پژوهش شامل مخلوط شاهد بدون افزودنی بتن، مخلوط با ۰٫۱٪ فیبر نارگیل و ۱٪ آلبومین و مخلوط با ۰٫۵٪ فیبر نارگیل و ۵٪ آلبومین بود. نتایج به دست آمده از این آزمایش نشان داد استفاده از ۰٫۱٪ فیبر نارگیل و ۱٪ آلبومین در مخلوط بتن، نسبت به مخلوطی که حاوی ۰٫۵٪ فیبر نارگیل و ۵٪ آلبومین است، مقاومت و دوام بیشتری را به برای بتن همراه دارد.

در سال ۲۰۱۴ نیز تأثیر آلبومین و پوسته تخم‌مرغ بر میزان مقاومت فشاری ملات مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد در این شرایط تغییری در میزان سیمان و نسبت آب به سیمان (با مخلوط شاهد) اتفاق نمی‌افتد و با افزودن ۱% آلبومین به حجم کل ملات، مقاومت فشاری افزایش می‌یابد.

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن آرگون ARGON

مناسب برای تولید بتن در کارخانه‌ها و پروژه‌ها

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی جیپیکس GIPIX

مناسب برای تولید محصولات گچی و بتنی با حفظ کارایی طولانی مدت

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی یونیکس UNIX

افزایش زمان حالت خمیری و کارایی ملات سنگ مصنوعی

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن دراگون DRAGON

افزایش روانی و مقاومت بتن در هوای گرم

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن پایتون PYTHON

افزایش روانی بتن در محل بتن‌ریزی، ویژه لوله پمپاژ طولانی

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن کوانتوم QUANTUM

کاهنده آب بسیار پر قدرت، ویژه آب به سیمان بسیار پایین

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن زنون XENON

ویژه تولید بتن در بچینگ در فصل زمستان، با حفظ اسلامپ مناسب

ضد یخ بتن

ضد یخ ملات مایع آلپاین ALPINE

زودگیر کننده‌ ملات، دارای کلر

حباب هوا ساز بتن

حباب هوا ساز بتن هیرو HERO

افزایش کارایی و دوام در برابر سیکل ذوب و یخبندان

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی رزیکس RESIX

افزایش آب‌بندی و مقاومت فشاری و خمشی موزاییک پلیمری

ضد یخ بتن

ضد یخ بتن مایع اسکیمو ESKIMO

زودگیر بتن بدون کلر

پژوهش‌ها و تحقیقات بسیار دیگری درباره تأثیرات تخم مرغ در بتن به منظور تولید بتن سبز (بتن سازگار با اکو) و استفاده از پوسته تخم‌مرغ به عنوان پوزولان (جایگزین جزئی سیمان در ملات) انجام شد؛

برای مثال در تحقیقات انجام شده توسط Gowsika و همکاران (۲۰۱۴)، ۵ تا ۳۰% سیمان با پوسته تخم‌مرغ جایگزین شد. نتیجه نشان داد مقاومت فشاری ملات با افزایش درصد پوسته تخم‌مرغ نسبت عکس داشته و بر این اساس با افزایش درصد پوسته تخم‌مرغ مقاومت فشاری بتن کاهش می‌یابد.

این در حالی است که در سال ۲۰۱۵ قریشی و همکاران با استفاده از ترکیب خاکستر پوسته برنج و پودر پوسته تخم مرغ به عنوان پوزولان در بتن، مقاومت فشاری و خمشی بالاتری را نسبت به نمونه شاهد ایجاد کردند.

همچنین در سال ۲۰۱۵ Dhanalakshmi و همکاران با استفاده از پوسته تخم‌مرغ و خاکستر بادی به عنوان پوزولان به این نتیجه رسیدند که استفاده از پوسته تخم‌ مرغ در بتن باعث افزایش مقاومت فشاری، کششی و خمشی بیشتری نسبت به بتن شاهد می‌شود.

خاکستر بادی
خاکستر بادی

چکیده تحقیقات جهانی نشان داد استفاده از بخش‌های مختلف تخم مرغ به تنهایی در بتن، باعث تولید بتن مقاوم‌تر و بادوام‌تر نمی‌شود؛ اما استفاده از این ماده در ترکیب با مواد دیگر، تأثیرات جالبی را در پی خواهد داشت. برای مثال در سال ۲۰۱۶، Dixit et با کمک پوسته تخم‌مرغ و فوم سیلیس (به عنوان جایگزین جزئی سیمان) به تولید بتن سبک دست زد.

تاریخچه استفاده از تخم‌مرغ در ایران

در سازه‌های باستانی ایران، مانند گنبد جبلیه کرمان و پل دختر شهر میانه از تخم‌مرغ و در مواردی از شیر شتر در ملات استفاده شده است. تصور می‌شود پایداری این سازه‌ها به دلیل حضور همین مصالح سنتی است.

برای ارزیابی این نظریه سنتی، پژوهشگران عصر حاضر از شیر شتر به عنوان بخشی از آب در بتن و از بخش‌های مختلف تخم مرغ در بتن استفاده کردند و بر همین اساس، ۱۶ طرح اختلاط بتن با نسبت‌های مختلف این مواد را طراحی نمودند. در نهایت برای ارزیابی و بررسی نتیجه میزان مقاومت سازه، به بررسی آزمایشگاهی ۱۴۴ نمونه‌ی مکعبی، ۱۶ نمونه‌ی استوانه‌ای و ۱۶ نمونه منشوری پرداختند.

پل دختر در میانه
پل دختر در میانه

مواد و روش‌های مورد آزمایش

همان‌طور که پیش از این اشاره کردیم، تخم‌مرغ در ملات برخی از سازه‌های باستانی ایران مانند گنبد جبلیه کرمان و پل دختر میانه استفاده شده است.

گفته‌ها حاکی از این است که از شیر شتر نیز در ساختار گنبد جبلیه استفاده شده است. برای این منظور، محققان به جای بخشی از آب بتن از شیر شتر، سفیده و زرده تخم‌مرغ در طرح اختلاط بتن استفاده کردند. در ادامه به بررسی نسبت‌های اختلاط مختلف و تأثیرات تخم‌مرغ در این نسبت‌های اختلاط می‌پردازیم.

گنبد جبلیه از سازه‎‌های قدیمی است که در آن از تخم مرغ به عنوان پوزولان استفاه شده است.
گنبد جبلیه از سازه‎‌های قدیمی است که در آن از تخم مرغ به عنوان پوزولان استفاه شده است.

آناتومی تخم‌مرغ

تخم‌مرغ از ۹ تا ۱۲% پوسته، ۶۰ تا ۶۳% سفیده و ۳۰ الی ۳۳% زرده تشکیل شده است. بخش عمده پوسته تخم‌مرغ را کریستال‌های کربنات کلسیم (CaCO3) تشکیل می‌دهد.

آناتومی تخم مرغ
آناتومی تخم مرغ

نسبت‌های طرح اختلاط بتن

در پژوهش انجام شده توسط سارا میرزاباقری و همکاران، ۱۶ طرح اختلاط بتن به منظور بررسی تأثیر آلبومین، زرده، ترکیب زرده و سفیده و شیر شتر ایجاد شد. این نمونه‌ها به شرح ذیل هستند:

  1. نمونه شاهد: نمونه بتن بدون تخم مرغ یا شیر
  2. نمونه‌های W: حاوی ۰٫۲۵، ۰٫۵، ۱ و ۱٫۵% آلبومین جایگزین آب
  3. نمونه‌های Y: حاوی ۰٫۲۵، ۰٫۵، ۱ و ۱٫۵% زرده جایگزین آب
  4. نمونه‌های WY: حاوی ۰٫۱۵، ۰٫۲۵ و ۰٫۵ مخلوط سفیده و زرده جایگزین آب
  5. نمونه‌های M: حاوی ۲۵، ۵۰، ۷۵ و ۱۰۰% شیر شتر جایگزین آب

برای ۱۶ طرح اختلاط‌، ۹ نمونه مکعبی ۱۵×۱۵ سانتی‌متر برای بررسی مقدار مقاومت فشاری در سنین ۷، ۱۴ و ۲۸ روز، یک سری نمونه‌ی استوانه‌ای استاندارد برای بررسی مقدار مقاومت کششی پس از ۲۸ روز و یک سری منشور به ابعاد ۱۰×۱۰×۵۰ سانتی‌متر برای انجام تست خمشی سه نقطه ایجاد شد.

نمونهآبسیمانسنگدانه
ریز
سنگدانه
درشت
سفیده
(آلبومین)
زردهتخم‌مرغشیر شتر
S200426824898
W0.25199.54268248980.5
W0.51994268248981
W11984268248982
W1.51974268248983
Y0.25199.54268248980.5
Y0.51994268248981
Y11984268248982
Y1.51974268248983
WY0.15199.74268248980.3
WY0.25199.54268248980.5
WY0.51994268248981
M2515042682489850
M50100426824898100
M7550426824898150
M1000426824898200
نسبت‌های به کار رفته در طرح اختلاط نمونه‌ها (kg/m3)

تأثیر تخم‌مرغ بر مقاومت فشاری

همان‌طور که پیش از این ذکر شد، ۹ نمونه مکعبی برای مقاومت فشاری پس از ۷، ۱۴ و ۲۸ روز مورد آزمایش قرار گرفت.

دستگاه تعیین مقاومت فشار
دستگاه تعیین مقاومت فشار

میانگین مقاومت فشاری نمونه‌های ۷، ۱۴ و ۲۸ روز حاوی تخم مرغ در بتن، به ترتیب در شکل‌های زیر ارائه شده است. همان‌طور که مشاهده می‌کنید، بیشترین مقدار مقاومت فشاری ۷ روزه در نمونه‌های حاوی ۰٫۵% آلبومین، نمونه‌های دارای ۰٫۲۵% زرده و نمونه‌های با ترکیب سفیده و زرده ۰٫۱۵% بوده است.

مقاومت فشاری نمونه‌های حاوی تخم مرغ در 7 روزگی
مقاومت فشاری نمونه‌های حاوی تخم مرغ در ۷ روزگی

این روند در نمونه‌های ۱۴ روز و ۲۸ روز نیز به همین صورت مشاهده شده است. با مقایسه تمام ۱۲ نمونه پس از ۲۸ روز، دیده شد نمونه‌های حاوی ۰٫۲۵٪ و ۰٫۵٪ آلبومین، دارای مقاومت فشاری ۲۸ روزه مشابه با نمونه شاهد از خود نشان داده‌اند، در حالی که سایر نمونه‌ها مقاومت فشاری کمتری دارند.

نمونه‌های حاوی شیر شتر، به دلیل چربی شیر دارای مقاومت فشاری بسیار پایینی بودند. در واقع این چربی مانع از سخت شدن بتن شده و همین امر، باعث کاهش مقاومت بتن‌های حاوی شیر شتر شد.

تأثیر بر مقاومت کششی

اگرچه بتن برای مقاومت در برابر تنش کششی مستقیم طراحی نشده است، اما ارزیابی و بررسی بارهایی که باعث انتشار ترک در بتن می‌شود، اهمیت زیادی دارد. یکی از آزمایشات معمول برای بررسی مقاومت کششی بتن، آزمایش مقاومت کششی دو نیم کردن Splitting tensile strength)) است.

در این آزمایش، استوانه‌ای استاندارد به ابعاد ۱۵×۳۰ سانتی‌متر به صورت افقی در یک فیکسچر (تثبیت‌کننده) مخصوص قرار می‌گیرد. سپس فیکسچر و نمونه، طبق شکل زیر در دستگاه تست استاندارد قرار گرفته و تحت تنش کششی غیرمستقیم به دو نیمه تقسیم می‌شود.

آزمایش مقاومت کششی
آزمایش مقاومت کششی

مقدار مقاومت کششی Splitting را می‌توان از طریق معادله زیر به دست آورد.

𝑓𝑡 = ۲P / πDL

در شکل زیر نتایج مقدار مقاومت کششی طبق این آزمایش نشان داده شده است. همان‌طور که مشاهده می‌کنید با افزایش درصد آلبومین تا ۱% مقدار مقاومت کششی Splitting افزایش می‌یابد؛ در حالی که در بین نمونه‌های حاوی زرده، نمونه‌ی دارای ۰٫۲۵% زرده و در بین نمونه‌های ترکیبی سفیده و زرده، نمونه‌ی ۰٫۱۵% سفیده و زرده، دارای بیشترین مقدار مقاومت کششی بوده‌اند.

نتیجه مقاومت کششی Splitting در نمونه‌های حاوی تخم مرغ
نتیجه مقاومت کششی Splitting در نمونه‌های حاوی تخم مرغ

همان‌طور که در شکل بالا مشاهده می‌کنید، در میان تمام نمونه‌های مورد آزمایش مقاومت کششی، نمونه‌هایی دارای ۰٫۵ یا ۱% آلبومین، بالاترین مقدار مقاومت کششی Splitting را دارند.

تأثیر تخم‌مرغ بر مقاومت خمشی سه نقطه‌ای

یکی از آزمون‌های مهم برای ارزیابی عملکرد بتن، آزمون خمشی سه نقطه است. آماده‌سازی و روش ساده‌ی آزمایش نمونه‌ها، از مزایای تست مقاومت خمشی سه نقطه است.

برای انجام این آزمایش به یک دستگاه تست و فیکسچر (ثابت‌کننده) نیاز است و تنها کافی‌ است طبق شکل زیر، نمونه (بلوک) روی دو پایه قرار دهید و سپس بار را در وسط دهانه به آن اعمال کنید.

تست مقاومت خمشی سه نقطه
تست مقاومت خمشی سه نقطه

مقدار مقاومت خمشی (𝜎𝑓) در این روش از معادله زیر به دست می‌آید.

𝜎𝑓 = ۳FL / 2bd2

با بررسی این آزمایش، نمونه‌های W، Y و WY به ترتیب ۰٫۵%، ۰٫۲۵% و ۰٫۲۵%، بالاترین مقاومت خمشی را دارند.

نتایج تست مقاومت خمشی سه نقطه در نمونه‌های حاوی تخم مرغ
نتایج تست مقاومت خمشی سه نقطه در نمونه‌های حاوی تخم مرغ

نتایج آزمایشات تخم مرغ در بتن

  1. با جایگزینی قسمتی از مقدار آب با آلبومین، نمونه‌های دارای ۰٫۵% آلبومین پس از ۷، ۱۴ و ۲۸ روز دارای بیشترین مقاومت فشاری در بین نمونه‌های سری W هستند.
  2. نمونه‌های حاوی ۰٫۲۵% زرده به جای آب، دارای حداکثر مقاومت فشاری در هر سن هستند.
  3. در نمونه‌های WY (ترکیب سفیده و زرده)، نمونه‌هایی که حاوی ۰٫۱۵% مخلوط سفیده و زرده به جای آب بودند، بیشترین مقدار مقاومت فشاری را نمایش دادند.
  4. بین هر ۱۶ مخلوط، نمونه شاهد ۰٫۲۵W و ۰٫۵W مقاومت فشاری ۲۸ روز مشابهی داشتند.
  5. در آزمایش تعیین مقاومت کششی Splitting، مشاهده شد نمونه‌های استوانه‌ای حاوی ۱% آلبومین، ۰٫۲۵% زرده و ۰٫۱۵% سفیده و زرده دارای بیشترین مقاومت کششی Splitting در هر رده بودند.
  6. در بین ۱۶ نمونه مورد بررسی مشخص شد، نمونه حاوی ۱% آلبومین، دارای حداکثر مقاومت کششی است. همچنین نمونه W1 نسبت به نمونه شاهد دارای ۸٫۷% مقاومت کششی Splitting بیشتر است.
  7. نتایج آزمایش مقاومت خمشی نشان می‌دهد نمونه‌های حاوی ۰٫۵% سفیده، ۰٫۲۵% زرده و ۰٫۲۵% سفیده و زرده، دارای بالاترین مقاومت خمشی سه نقطه‌ای در هر سری هستند.

بیشتر بخوانید: عوامل مؤثر بر طرح اختلاط بتن

در نهایت با در نظر گرفتن نتایج به دست آمده از آزمایش‌های مقاومت فشاری، کششی Splitting و خمشی سه نقطه‌ای هر ۱۶ طرح اختلاط، می‌توان گفت در صورت استفاده از ۰٫۵% آلبومین به جای آب می‌توان مقدار مقاومت فشاری مشابه با نمونه شاهد و ۲٫۷% مقاومت کششی و ۹٫۱۸% مقاومت خمشی بیشتری نسبت به نمونه شاهد را کسب کرد.

پودر سخت کننده

پودر سخت کننده بتن هارپو HARPO

پودر خشکه‌پاشی سخت‌کننده سطوح بتنی

در این مقاله به بررسی تأثیر تخم مرغ در بتن پرداختیم و از ۱۶ مخلوط بتن با درصدهای مختلف سفیده، زرده، ترکیب سفیده و زرده و شیر شتر استفاده کردیم. به دلیل ماهیت تخم مرغ و شیر، این مواد جایگزین بخشی از آب شدند.

نتیجه این تحقیق، بررسی ۱۴۴ نمونه‌ی مکعبی، ۱۶ نمونه‌ی استوانه‌ای و ۱۶ نمونه منشوری بود و در نهایت، بررسی‌های انجام شده روی مقاومت فشاری ۷، ۱۴ و ۲۸ روزه نمونه‌ها با آزمایشات تعیین مقاومت فشاری، کششی و خمشی نشان داد استفاده از ۰٫۵% سفیده به جای آب، بیشترین تأثیر را در مقدار مقاومت‌های کششی و خمشی و تأثیر مشابه با نمونه شاهد را بر مقاومت فشاری خواهد داشت.

منبع +

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن نئون NEON

کاهنده قوی آب و روان کننده بتن در مدت بسیار کوتاه

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن آرگون ARGON

مناسب برای تولید بتن در کارخانه‌ها و پروژه‌ها

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی جیپیکس GIPIX

مناسب برای تولید محصولات گچی و بتنی با حفظ کارایی طولانی مدت

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی یونیکس UNIX

افزایش زمان حالت خمیری و کارایی ملات سنگ مصنوعی

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن دراگون DRAGON

افزایش روانی و مقاومت بتن در هوای گرم

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن پایتون PYTHON

افزایش روانی بتن در محل بتن‌ریزی، ویژه لوله پمپاژ طولانی

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن کوانتوم QUANTUM

کاهنده آب بسیار پر قدرت، ویژه آب به سیمان بسیار پایین

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن زنون XENON

ویژه تولید بتن در بچینگ در فصل زمستان، با حفظ اسلامپ مناسب

ضد یخ بتن

ضد یخ ملات مایع آلپاین ALPINE

زودگیر کننده‌ ملات، دارای کلر

حباب هوا ساز بتن

حباب هوا ساز بتن هیرو HERO

افزایش کارایی و دوام در برابر سیکل ذوب و یخبندان

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی رزیکس RESIX

افزایش آب‌بندی و مقاومت فشاری و خمشی موزاییک پلیمری

ضد یخ بتن

ضد یخ بتن مایع اسکیمو ESKIMO

زودگیر بتن بدون کلر

4 دیدگاه برای “تخم مرغ در بتن: عملکرد بتن با حضور آلبومین و زرده تخم مرغ

  1. ارمیا تاج گفته:

    تحقیقاتی که درباره نقش پودر پوسته تخم مرغ به عنوان پوزولان بر خواص مکانیکی، پایایی بتن و رسیدن به درصد بهینه استفاده از پوسته تخم مرغ، برای دستیابی به مقاومت و دوام مناسب هست را زیاد مطالعه کردم اما جالب بود که چنین نتایجی در استفاده از آلبومین و زرده ثبت شده. من درست متوجه نشدم این تحقیقات از سمت مرکز شما انجام شده یا اینکه حاصل تحقیق در نت بوده است؟

    • پشتیبان سایت گفته:

      سلام و عرض ادب
      خیر از سمت مرکز ما ثبت نشده است. منابع تحقیقات انجام شده ذیل مقاله درج شده. لطفا به آن مراجعه بفرمایید.

  2. آسیبان گفته:

    من به تازگی با این سایت آشنا شدم و مقالات شما را تازه شروع کردم و خیلی هم لذت برم، امیداورم هر روز موفق تر باشین

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

چت تلگرام | مشاوره و خرید افزودنی بتن
مکالمه را شروع کنید
سلام! برای چت در تلگرام  پرسنل پشتیبانی که میخواهید با او صحبت کنید را انتخاب کنید