برای کسانی که در صنعت بتون فعالیت می کنند حوادث ناگوار سال های اخیر باعث ایجاد توجه زیادی روی تاثیر آتش روی سازه های بتنی گردیده است. پژوهشگران صنعت ساختمان و مهندسان عمران عموما اطلاعات نسبتا خوبی در رابطه با تاثیر آتش بر بتن های با مقاومت متوسط در دست دارند (منظور بتن های با مقاومت تا 50Mpa می باشد). ولی در مورد بتن های مقاومت بالا و بتن های با کارایی بالا HPC و تاثیر آتش بر این بتن ها اطلاعات بسیار کمی موجود می باشد. به عنوان یک قانون، بتن های با کارایی بالا در حرارت شدید و شوک های حرارتی به علت ضریب تخلخل پایین و وجود منافذ کمتر و فشار نیروی بخار حساسیت بیشتری نسبت به بتن های با مقاومت معمولی NSC دارند. وقتی فشار درون منافذ زیاد می شود تنش کششی در بتن تولید می شود و زمانی که این تنش از حد مجاز تجاوز می کند ترکیدن و ورقه ورقه شدن بتن explosive spalling شروع می شود. قسمتی از سطح داغ بتن که شدیدا به بیرون رانده می شود، باعث می گردد سطح بیشتری از بتن در معرض آتش قرار گیرد. این روند ادامه دارد تا نهایتا باعث آشکار شدن سیستم آرماتورها و تاثیر مستقیم آتش روی آنها می شود. انبساط سریع بعضی از سنگدانه ها با وزن متوسط و کمتر شدن فضا باعث تشدید این پدیده و کمک به از هم پاشیدن و ترکیدن لایه ای بتن می گردد. بی شک به علت نوع بتن ریزی و خواص شاتکریت این سیستم در رده بتن های پر مقاوت با کارایی بالا قرار می گیرد و در نتیجه در معرض خطر تاثیر آتش می باشد. در این مقاله استفاده از تکنولوژی پیشرفته آلومینات کلسیم همراه با الیاف فولادی ضد زنگ و الیاف مصنوعی میکرو پلی پروپیلن در جهت مقاوم سازی و اصلاح خواص شاتکریت در جهت استفاده در شوک های حرارتی و صنایع سنگین با درجه حرارت بالا بحث می شود.

شاتکریت و انواع آن

شاتکریت عبارت است از ملات و یا بتنی که با فشار و سرعت بالا به سطح مورد نظر پاشیده می شود که به دو نوع شاتکریت مخلوط تر (Wet Mix shotcrete) و مخلوط خشک (Dry Mix shotcrete) شناخته شده است. در شاتکرت با مخلوط خشک DMS مصالح شامل : ماسه و سیمان توسط پمپ شاتکریت بداخل لوله انتقال هدایت شده و به قسمت پاشنده ملات (Nozzel) منتقل می گردد که در بازار مصالح به عنوان پودر شاتکریت عرضه می گردد. آب مورد نیاز در این حالت در حین خروج مصالح از سر نازل به آنها اضافه می گردد که با توجه به سرعت بسیار زیاد خروج مصالح از سر نازل این عمل در کسری از ثانیه صورت می پذیرد که در این حالت ممکن است آب به بعضی از دانه های سیمان نرسیده و در نتیجه این دانه ها هیدراته نشوند بهمین دلیل از روش DMS تنها در عملیات تثبیت قبل از اجرای لاینینگ تونل ها و کارهای روکش و تعمیراتی با صخامت کمتر از 10cm استفاده می گردد. اما در روش WMS (مخلوط تر) شاتکریت با مخلوط تر بتن آماده به داخل پمپ شاتکریت ریخته شده و پس از عبور از لوله انتقال به سر نازل رسیده و از آنجا به کمک فشار باد کمپرسور به سطح زیر کار پاشیده می شود از این روش در جاهایی می توان استفاده کرد که مقاومت فشاری مورد نظر است. از طرفی دیگر در این روش امکان اجرای بتنی با ضخامت 50cm برای دیوار و 20cm برای سقف در یک مرحله به راحتی امکان پذیر است.

مزیت اجرایی شاتکریت تر به خشک

در روش شاتکریت تر در اغلب موارد برای احداث سازه های بتنی نیازی به قالب بندی نیست و در موارد خاص نیز استفاده از یک سپر چوبی برای عملیات استقرار بتن کافی می باشد. شاتکریت مخلوط تر همچنین این امکان را فراهم می آورد تا دیگر اجرای سازه های بتنی با اشکال منحنی ، مدور و غیر منظم مانعی بر سر راه طراحان و مجریان نباشد.

شاتکریت مخلوط تر با حداقل هزینه و سرعتی بسیار بالا که از خصوصیات این روش است در عین . بالا بودن کیفیت مشکل را حل می نماید.

تثبیت کوهها ، و صخره ها با استفاده از پوشاندن آنها با یک شبکه مش و پاشیدن بتن بر روی آن ، محافظت از لوله های فولادی و افزایش ضخامت لوله های بتنی یا پیچیدن یک شبکه مش به اطراف لوله و پاشیدن بتن و صیقلی کردن آن در محیط های خورنده و خطرناک در مقابل آتش سوزی ، روکش کردن دیوارها ، پایه پلها ، بدنه سدها و لاینینگ تونلها ، تثبیت جداره رود خانه ها و … از جمله دیگر توانایی های روکش WMS است.

لزوم مطالعه

اخیرا تحقیقات کمی بر تاثیر آتش روی شاتکریت انجام شده است. به هر حال وسعت استفاده از این سیستم به ویژه به عنوان ماده نسوز و آتش سوزی های فاجعه آمیز در تونل ها در سراسر امریکا و اروپا جذابیت های جدیدی را برای تحقیق روی شاتکریت در مواجهه با حرارت بالا و شوک های حرارتی ایجاد کرده است. با بررسی بیش از 23 آتش سوزی ایجاد شده توسط سوخت های هیدروکربن ، دیزلی و چربی های حیوانی در تونل ها برای شبیه سازی اثر آتش روی شاتکریت نمودار تغییرات درجه حرارت با زمان سپری شده (RWS) تولید شد (شکل 1). با توجه به نمودار درجه حرارت آتش در هر دقیقه 200 درجه سانتیگراد افزایش یافته تا به 1100 درجه سانتیگراد برسد. یعنی در 5 دقیقه دما از 200C به 1100C می رسد .درجه حرارت نهایی در می رسد .درجه حرارت نهایی در 1350C است که 2 ساعت تا رسیدن به این دما طول می کشد. یعنی در مدت کوتاهی افزایش دمای شدیدی را داریم که این نشانگر وجود یک شوک حرارتی است.

عوامل موثر در آسیب رساندن آتش به شاتکریت

عمدتا خسارات و آسیب ها به شاتکریت با توجه به 2 عامل مجزا، کاملا مشخص است.

1-در حالت اول رطوبت در خلل و فرج بتن (کپیلاری ها) از سطح داغ بتن به خارج رانده می شود و خمیر شاتکریت دی هیدراته می شود. وقتی این اتفاق رخ می دهد اتصال بین خمیر سیمان و سنگدانه ها به علت تفاوت ضریب حرارتی از بین می رود و شاتکریت به طور کامل توانایی سازه ای خود را از دست داده و لایه های نازک تر از بتن جدا می شوند. این نوع زوال به طور معمول برای آتش هایی که به آهستگی افزایش دما می دهند همچون حالتی که در ASTM E119 توضیح داده شده اتفاق می افتد. همانگونه که رطوبت در حفره های شاتکریت به بخار تبدیل می شود، فرصت برای خروج آن از سطح داغ بتن وجود دارد و در حقیقت انرژی که صرف تبدیل رطوبت به بخار می شود به کاهش ترکیدن و زوال لایه ها در آتش کمک می کند.

2- در حالت دوم افزایش دما به سرعت صورت می گیرد و رطوبت زمان لازم را برای خروج از سطح داغ بتن ندارد. زمانی که تنش کششی درون حفره ها به حد نهایی خود برسد فشار ایجاد می شود و در نتیجه لایه های بتن به صورت انفجاری شدیدا کنده شده (explosibe spalling) و سطح جدیدی در مقابل آتش قرار می گیرد. ترکیدن و جدا شدن لایه ها اثر تخریبی بسیار شدید و عمیقی روی سازه شاتکریت می گذارد. این مطالعه راه حل های عملی را برای رفع این مشکل و رسیدن به یک شاتکریت نسوز ارائه می دهد

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

مشخصات سیمان های پرتلند رده های 425-1 و 525-1 با اقتباس از رده های مقاومتی سیمان استاندارد EN 197-1 در استاندارد 389 ایران از سال 1377 ارائه شده است. در سال های اخیر تعدادی از کارخانه های سیمان اقدام به تولید سیمان پرتلند 425-1 و به تازگی برخی از کارخانه ها در مقیاس محدودتر سیمان پرتلند 525-1 تولید کرده اند. با استفاده از روش ملی طرح مخلوط بتن ایران و انجام آزمایش های تجربی می توان نشان داد.

مقدمه

تولید سیمان نیاز به 45/1 تا 50/1 تن سنگ آهک، خاک رس و سنگ گچ و در مواردی سیلیس، بوکسیت و سنگ آهن دارد.

همچنین خردایش و آسیاب کردن مواد اولیه و آسیاب کردن کلینکر و سنگ گچ و راه اندازی دستگاه های مختلف  کوره و خنک کن و غیره نیاز به انرژی برق زیادی وجود دارد که در حدود 110 تا 130 کیلو وات ساعت در هر تن می باشد.

کوره پخت کلینکر به سوخت نیاز دارد که در حدود 100 تا 120 متر مکعب گاز طبیعی برای هر تن کلینکر است و معادل 90 تا 110 لیتر مازوت (نفت کوره) می باشد.

اگر انرژی های مصرفی در معدن و برای حمل مواد اولیه به کارخانه و حمل سیمان به کارگاه ها و محل مصرف نیز در نظر گرفته شود وضعیت مصرفی انرژی در این صنعت روشن تر می گردد. گفته می شود کل انرژی مصرفی در کارخانه برای هر تن کلینکر در روش خشک با پیش تکلیس 16/3 گیگا ژول و با پیش گرم کن 44/3 گیگا ژول می باشد که 8 درصد آن انرژی الکتریسیته است. در هنگام پخت مواد اولیه و یا در کلسینه کردن سنگ آهک و سوزاندن مواد سوختی در مراحل مختلف از معدن تا محل کارگاه نزدیک به یک تن دی اکسید کربن به ازای هر تن سیمان تولید می شود که بسیار وحشتناک است.

امروزه با تولید 60 میلیون تن سیمان و بیش از 55 میلیون تن کلینکر بیش از 7 درصد انرژی برق کشور صرف تولید سیمان می­شود و برای تولید سیمان (در­صورت مصرف مازوت) در­حدود 4 تا 5 درصد سوخت مایع مصرفی کشور را می­بلعد که با احتساب تولید انرژی برق این مقدار به 7 درصد بالغ می گردد.

بنابراین دیده می شود برای توسعه پایدار و حفظ محیط زیست و منابع طبیعی تجدید ناپذیر نیاز به کاهش تولید کلینکر یا سیمان می باشد و یا حداقل باید افزایش تولید را متوقف نمود. به هر حال آنچه مسلم است باید مصرف سیمان برای تولید هر متر مکعب بتن را کاهش داد و یا نسبت مصرف سیمان به مقاومت بتن را پایین آورد.

راه حل های مختلفی برای کاهش مصرف سیمان وجود دارد که یکی از موثرترین آنها افزایش سطح مقاومتی سیمان­های مصرفی می باشد که سال ها است از این روش در کشورهای پیشرفته دنیا بهره گیری می شود.

در برخی کشورهای اروپایی سال ها است از سه رده مقاومتی سیمان استفاده می شود که در نهایت در سال 1992 در مشخصات استاندارد سیمان ها یعنی EN 197-1 سه رده 5/32، 5/42 و 5/52 مگا­پاسکال پیش بینی شده است. این رده­ها می تواند برای همه انواع سیمان های پرتلند و آمیخته و مرکب برقرار باشد و محدودیتی از این نظر وجود ندارد.

در سال 1377 در مشخصات فنی سیمان های پرتلند ISIRI 389 صرفا برای سیمان پرتلند نوع 1 سه رده مقاومتی 325، 425 و 525 کیلوگرم بر سانتی­متر مربع در نظر گرفته شد و سایر انواع سیمان ها فاقد این رده بندی بودند که سوال برانگیز است و لازم است اصلاحاتی در این مورد صورت گیرد.

رده­های­مقاومتی، نمایانگر حداقل­مقاومت­فشاری ملات 28 روزه ماسه­سیمان استاندارد طبق EN 196 یا ISIRI 393می­باشد.

در ابتدای دهه 80 هجری برخی کارخانه های سیمان اقدام به تولید سیمان 425-1 نمودند و به تدریج بر تعداد آنها افزوده شده است. از نیمه دوم دهه 80 به تدریج تعداد بسیار اندکی از آنها به تولید آزمایشی سیمان 525-1 دست زدند و شاهد آن هستیم که در طول سه سال گذشته تعداد آنها به تعداد انگشتان یک دست یا بیشتر می رسد.

سوال­های اساسی آن است که تولید این سیمان ها چگونه می تواند به کاهش مصرف سیمان در بتن های کشور منجر شود.

آیا بطور کلی این کاهش مصرف در همه موارد از جمله ساخت ملات های بنایی و بتن های پرکننده و یا کم مقاومت و یا مقاومت متوسط و زیاد بطور یکسان وجود دارد.

آیا بدون فرهنگ سازی و زمینه سازی برای مصرف صحیح سیمان های پر مقاومت می توان موفقیتی را انتظار داشت.

آیا با استفاده از روش های طرح مخلوط بتن در طرح اولیه می توان تاثیر مقاومت سیمان ها را دید و در نهایت آیا این کاهش مصرف سیمان اتفاق می افتد.

در این نوشته سعی می شود پاسخ این سوالات به نحو مقتضی ارائه گردد.

 

معرفی روش ملی طرح مخلوط بتن

در سال های 84 و 85 در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، ایده ارائه یک روش متحد طرح مخلوط بتون در کشور مطرح شد و بر این اساس روش های مختلف و معروف طرح مخلوط در دنیا بررسی شد.  پس از بحث های مفصل و تبادل نظرهای فراوان و طرح مزایا و معایب روش های مختلف قرار شد از روش آلمانی به عنوان روش مرجع استفاده شود. به هر حال امکان استفاده از روش آلمانی بطور کامل وجود نداشت. بنابراین سعی شد با اعمال تغییراتی اندک و یا گاه تغییراتی وسیع از این روش بهره گیری شود و در پایان سال 86 اولین ویرایش روش ملی طرح مخلوط بتن ارائه شد و  یک سال بعد ویرایش دوم آن ارائه گشت. همچنین راهنمایی برای بکارگیری آن نوشته و به صورت محدود منتشر گشت که بزودی در مقیاس وسیع تر ارائه خواهد شد. ضمنا نرم افزاری نیز برای آن تهیه شده است که سهولت بکارگیری از این روش را تضمین می کند.

یکی از مزایای این روش، مشاهده تاثیر رده های مختلف مقاومتی سیمان در مقاومت بتن است. همچنین می توان تاثیر شکل سنگدانه درشت در مقاومت را دید. امکان استفاده از دانه­بندی­های مختلف شن و ماسه حتی به صورت غیر استاندارد، ارائه دانه بندی های مطلوب برای کاربردهای مختلف، دقت در تعیین آب آزاد بتن با توجه به بافت دانه بندی و شکل سنگدانه های درشت و ریز با سطوح مختلف کارایی از 10 تا 210 میلی متر و توجه به تاثیر عیار سیمان و مصرف دوده سیلیسی و مواد پوزولانی و سرباره ای در مقدار آب و استفاده از رابطه حجم مطلق برای تعیین آخرین مجهول طرح مخلوط بتن و ایجاد  امکان برای تهیه نرم­افزار از جمله این مزایا به حساب می­آید که این روش را بسیار کارا و پیشرفته نموده است.

 

مواردی که باید بررسی شود :رابطه نسبت آب به سیمان و مقاومت فشاری بدون مصرف روان کننده بتن ،فوق روان کننده بتن ، ژل میکروسیلیس .

 مواردی که باید بررسی شود ::رابطه نسبت آب به سیمان و مقاومت فشاری با توجه به مصرف روان کننده بتن ، فوق روان کننده بتن ، ژل میکروسیلیس .

رابطه اصلاح شده فولر- تامسون، در صورتی­که مرز سنگدانه و مواد ریز دانه 075/0 میلی­متر فرض شود، عبارت است از:

رابطه حجم مطلق برای بدست آوردن حجم سنگدانه های اشباع با سطح خشک به صورت زیر می باشد.

                                                                                                         

که در آن:

c: جرم سیمان بر حسب kg/m3

wf: جرم آب آزاد بر حسب kg/m3

D: جرم مواد جایگزین سیمان بر حسب kg/m3

Va: حجم هوای موجود در بتن (عمدی و ناخواسته) بر حسب dm3

ρc: جرم مخصوص سیمان بر حسب kg/dm3

ρw: جرم مخصوص آب بر حسب kg/dm3 که معادل 1 منظور می‌شود 

ρD: جرم مخصوص افزودنی معدنی بر حسب kg/dm3

بررسی روش های رایج دیگر و مقایسه با روش ملی

در روش طرح مخلوط ACI 211.1 امکان استفاده از یک رده مقاومتی سیمان یعنی پرتلند نوع 1 در طرح مخلوط اولیه بتن وجود دارد و روشن نیست که شکل سنگدانه های درشت مصرفی در هنگام تعیین نسبت آب به سیمان چیست.

در روش جدید طرح مخلوط BRE انگلیس امکان بکارگیری سه رده مقاومتی اروپایی برای سیمان وجود دارد و شکل سنگدانه های درشت تا حدودی قابل استفاده در تعیین نسبت آب به سیمان می باشد.

به هرحال اگر به صورت اصولی از ساخت مخلوط آزمون طرح مخلوط اولیه بهره گیری نماییم، تاثیر رده های مقاومتی سیمان را در مقاومت بتن حاصله خواهیم بود و می توانیم در نسبت آب به سیمان و سایر اجزا به ویژه سیمان اصلاحات لازم را به عمل آوریم و طرح مخلوط تعدیل شده نهایی را مشخص کنیم.

در روش ملی طرح مخلوط بتن می توان انتظار داشت مخلوط آزمون، مقاومتی نزدیک به مقاومت هدف را با در نظر گرفتن مقاومت واقعی سیمان بدست دهد.

 

ارائه طرح های مخلوط رده های مقاومتی بتن با رده های مختلف مقاومتی سیمان

فرضیات

با استفاده از سه رده مقاومتی سیمان یعنی 325-1، 425-1 و 525-1، طرح مخلوط اولیه بتن بر اساس روش ملی برای رده­های مقاومتی C12، C16، C20، C25، C30، C35، C40 و C45 ارائه می­شود. در این طرح­ها حداکثر اندازه شن 25 میلی­متر و به­صورت شن صد­درصد شکسته منظور می­گردد. در حالی­که ماسه ها به صورت کاملا گرد گوشه رودخانه ای در نظر گرفته می­شود.

برای محاسبه مقاومت هدف (متوسط لازم) طرح اختلاط، از حاشیه امنیت ارائه شده در آیین نامه بتن ایران استفاده شده است و فرض آن است که انحراف معیار مقاومتی کارگاه مشخص نیست. 

* بتن مصرفی برای پمپاژ در نظر گرفته شده است و اسلامپ بتن آن پس از ساخت ،125 میلی متر فرض شده است.

دانه بندی شن و ماسه به صورت زیر منظور شده است و برای دانه بندی مطلوب مخلوط سنگدانه آن جهت بتن پمپی، دانه بندی متوسط با توان 4/0– 5/0n= در نظر گرفته شده است.

جدول 2- دانه بندی شن و ماسه مصرفی و دانه بندی مورد استفاده و دانه بندی های مطلوب پمپی

در طرح های اختلاط بتن ها از مواد روان کننده بتن  استفاده نمی شود

 

روند تهیه طرح های اختلاط با توجه به فرضیات موجود

طبق روش ملی طرح مخلوط، مدول ریزی مخلوط سنگدانه 40/5 بدست می آید. بر اساس این روش درصد شکستگی متوسط معادل سنگدانه برای محاسبه مقدار آب 33 درصد محاسبه می شود.

برای تعیین نسبت آب به سیمان از منحنی های نسبت آب به سیمان – مقاومت فشاری که برای رده های مختلف مقاومتی سیمان و سنگدانه های درشت گرد­گوشه و شکسته تهیه شده است استفاده می شود. با توجه به شکستگی کامل شن ها از منحنی­های 325-C، 425-C و 525-C استفاده می گردد.

مقدار آب مورد نیاز بتن با استفاده از مدول ریزی و درصد شکستگی معادل و اسلامپ مورد نیاز بدست می آید که پس از تعیین مقدار سیمان، مقدار آب اصلاح می گردد و سپس مجددا مقدار سیمان طرح اختلاط اولیه بتن محاسبه می شود. در نهایت مقدار شن و ماسه مصرفی با توجه به رابطه حجم مطلق و درصد هوای غیر عمدی یک درصد و با در نظر گرفتن چگالی اشباع با سطح خشک آنها بدست می آید.

 

طرح های اختلاط اولیه بدست آمده

اطلاعات و نتایج زیر پس از محاسبات انجام شده بر اساس فرضیات و داده های فوق بدست آمده است.

 

جدول 4- نتایج طرح های اختلاط اولیه بتن رده های مقاومتی مختلف برای رده سیمان 325-1

رده مقاومتی بتن
    رای رده مقاومتی C40  و بالاتر با حاشیه امنیت مفروض، نسبت آب به سیمان لازم در محدوده روش­ملی طرح­مخلوط نمی­باشد.

 

برای رده مقاومتی C45  و بالاتر با حاشیه امنیت مفروض، نسبت آب به سیمان لازم در محدوده روش­ملی طرح­مخلوط نمی­باشد.

 



 

تفسیر نتایج و بحث

همانگونه که مشاهده می شود، با تغییر رده مقاومتی سیمان و افزایش آن، با توجه به فرض های انجام شده، عیار سیمان مصرفی در بتن کاهش می یابد.

همچنین با افزایش رده مقاومتی بتن، تاثیر افزایش رده مقاومتی سیمان در کاهش عیار سیمان بیشتر می گردد.

 

در صورتی که در طرح های اختلاط فوق، محدودیت نسبت آب به سیمان و حداقل عیار سیمان یا حداکثر عیار سیمان وجود داشته باشد، وضعیت طرح ها متفاوت خواهد بود.

در صورتی که حداقل عیار سیمان مجاز مطرح شود، اگر این حداقل مجاز بیشتر از مقدار سیمان حاصل از محاسبه باشد نمی توان به کاهش عیار سیمان امید داشت. فرض کنید در طرح مخلوط بتن C25 موضوع رویارویی با حمله سولفات ها ایجاب کند که حداقل 370 کیلوگرم سیمان بکار رود. هنگامی که از سیمان 325-1 استفاده شود عیار سیمان 372 و با بکارگیری سیمان های 425-1 و 525-1 به ترتیب عیار سیمان 321 و 288 بدست می آید که به دلیل محدودیت فوق مجبور خواهیم شد تا عیار سیمان 370را بکار بریم. بنابراین بالا بردن رده مقاومتی سیمان، کمکی به کاهش عیار سیمان نخواهد کرد.

 باوجود محدودیت نسبت آب به سیمان و بکارگیری حداکثر مجاز برای آن و کمتر بودن این نسبت آب به سیمان در مقایسه با نسبت آب به سیمان حاصل از مقاومت ،کاهش عیار سیمان به صورت جدی ممکن است حاصل نشود.  اگر در این طرح مخلوط قرار باشد به دلیل محدودیت حداکثر نسبت آب به سیمان برابر 5/0، طرح اختلاط کامل شود، از آنجا که با سیمان 325-1، نسبت آب به سیمان 48/0 و با سیمان های 425-1 و 525-1 به ترتیب نسبت آب به سیمان 55/0 و 62/0 بدست می آید. با محدودیت فوق مجبور هستیم نسبت آب به سیمان را به 5/0 محدود کنیم. هنگام بکارگیری سیمان های 425-1 و 525-1 عیار سیمان برابر 356 بدست می آید و صرفه جویی چندانی در مقایسه با عیار سیمان 372 برای سیمان های رده 325-1 حاصل نمی شود.

اگر حداکثر عیار سیمان مجاز اعمال گردد، بکارگیری رده سیمانی بالاتر کمک می کند در بسیاری از موارد محدودیت مزبور رعایت شود و تهیه طرح مخلوط بدون بکارگیری روان کننده تسهیل گردد. فرض کنید در حاشیه خلیج فارس و دریای عمان قرار باشد طرح مخلوط بتن با رده C35 با حداکثر نسبت آب به سیمان 45/0 و حداقل سیمان 350 و حداکثر عیار سیمان 425 کیلوگرم در متر مکعب بتن طبق آیین نامه پیشنهادی پایایی بتن در خلیج فارس و دریای عمان را ارائه دهیم. طبق جداول فوق برای سیمان 325-1، نسبت آب به سیمان 36/0 و عیار سیمان 552 کیلوگرم حاصل می شود که نمی توان از آن استفاده کرد زیرا عیار سیمانی بیش از 425 کیلوگرم دارد و لذا با مصرف فوق روان کننده، مقدار آب و در نتیجه سیمان مصرفی را می توان کاهش داد.

در حالی که با مصرف سیمان 425-1، نسبت آب به سیمان 44/0 و عیار سیمان 419 کیلوگرم را داریم و بدون مصرف روان کننده به نتیجه می رسیم. با مصرف سیمان 525-1، نسبت آب به سیمان 52/0 و عیار سیمان 341 کیلوگرم می شود که نیاز به تغییر دارد. اولا نسبت آب به سیمان باید به 45/0 تبدیل شود و بدین ترتیب عیار سیمان اولیه 396 کیلوگرم می شود که با اصلاح مقدار آب از 178 به 184 مقدار سیمان طرح 409 کیلوگرم در متر مکعب خواهد شد و بدون مصرف روان کننده بتن همه چیز قابل قبول خواهد بود.

همانگونه که در بتن هایی با رده مقاومتی کم ،تاثیر رده سیمانی بر مصرف سیمان جدی نیست، در ملات های بنایی نیز نمی توان به کاهش جدی مصرف سیمان امیدوار بود بویژه اینکه کاهش شدید عیار سیمان، ملات را از کارایی مناسب دور می کند و نمی توان عیار سیمان را در این ملات ها از 200 کیلوگرم در متر مکعب و حتی در مواردی از 250 کیلوگرم در متر مکعب کمتر در نظر گرفت. در واقع محدودیت مصرف حداقل سیمان در این ملات ها و کم اهمیت بودن مقاومت در اینگونه موارد، کاهش مصرف سیمان را به دنبال نخواهد داشت.

مخلوط های تجویزی در نشریه 101 و 55 (مشخصات فنی عمومی راه و کارهای ساختمانی) ارائه شده است. در نشریه 101 مقادیر عیار سیمان با توجه به طبقه بتن (رده بتن) به صورت زیر ارائه شده است.

 

لازم به ذکر است که این عیار­ها بدون توجه به حداکثر اندازه سنگدانه، شکل سنگدانه ها و نوع و رده مقاومتی سیمان ارائه شده است و اگر قرار باشد از این مخلوط های تجویزی استفاده شود، مصرف سیمان پر مقاومت در کاهش عیار سیمان تاثیری نخواهد داشت. تاثیر افزایش اسلامپ در عیار بتن نیز طرح نشده است. ضمناً لازم به ذکر است در این نشریه به صراحت اعلام شده است که جدول مخلوط های تجویزی برای بتن های با رده بالاتر از C25 کاربردی ندارد و باید       نسبت های اختلاط از طریق مطالعات آزمایشگاهی بدست آید اما متاسفانه در جدول مزبور نسبت ها و مقاومت های رده C30 و C35 ارائه شده است.

 

نتیجه گیری

- رده های مقاومتی بالاتر در سیمان (مصرف سیمان پر مقاومت تر) به کاهش مصرف سیمان در بتن ها منجر می گردد.

- در بتن های پر مقاومت، تاثیر مصرف سیمان پر مقاومت در کاهش مصرف سیمان بیشتر خواهد بود.

- در صورتی که مصرف بتن های پر مقاومت در کشور رایج تر شود، سیمان های پر مقاومت می تواند مفیدتر واقع گردد.

- مصرف سیمان های پر مقاومت در ملات های بنایی توصیه نمی شود و به هدر رفتن پتانسیل های این نوع سیمان­ها منجر می­شود.

- در صورتی که محدودیت نسبت آب به سیمان موجب شود تا نتوان از نسبت آب به سیمان بالاتر استفاده نمود، مصرف سیمان های پر مقاومت به کاهش عیار سیمان منجر نمی گردد.

- در صورتی که حداقل مجاز برای عیار سیمان مشخص شده باشد، در مواردی که عیار سیمان کمتر از حداقل عیار مجاز بدست آید، کاهش عیار سیمان میسر نیست.

- در مواردی که حداکثر مجاز عیار سیمان شود، به­دلیل امکان مصرف نسبت آب به سیمان بالاتر و پایین آمدن عیار سیمان مصرفی، ممکن است نیاز به مصرف روان کننده منتفی شود.

- به دلیل پیچیدگی های موجود، کاهش مصرف سیمان در صورت مصرف سیمان های پر مقاومت وقتی میسر است که طرح اختلاط آزمایشگاهی تهیه شود و در این صورت ساخت مخلوط آزمون در آزمایشگاه ضرورت دارد.

- در صورت استفاده از مخلوط­های تجویزی موجود، مصرف سیمان های پر مقاومت به کاهش عیار سیمان منجر نمی­شود.

- برای بهره گیری از پتانسیل های سیمان های پر مقاومت باید آموزش های لازم به مهندسین و دست اندرکاران داده شود و زمینه مصرف آنها فراهم گردد.

- کاهش مصرف سیمان به کاهش مصرف انرژی و مواد اولیه منجر می شود و به حفظ محیط زیست و جلوگیری از آلودگی و از بین نرفتن منابع طبیعی تجدید ناپذیر می انجامد.

منابع و مراجع

1- عزیزیان، محمدرضا، "تکنولوژی سیمان"، سیمان اکباتان

2- بکائیان، منوچهر، "هندبوک مهندسی سیمان، مواد نسوز و مصالح ساختمانی"، سیمان آبیک

3- قدوسی، پرویز، همکاران، "روش ملی طرح مخلوط بتن"، مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن

4- تدین، محسن، همکاران، "راهنمای روش ملی طرح مخلوط بتن"، مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن

5- موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی، "ویژگی های استاندارد سیمان های پرتلند"، استاندارد ملی شماره 389 ایران

6- مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، "آیین نامه (پیشنهادی) پایایی بتن در محیط خلیج فارس و دریای عمان"، نشریه شماره 428

7- سازمان مدیریت و برنامه ریزی، "آیین نامه بتن ایران (آبا)"، نشریه شماره 120، 1379

8- سازمان مدیریت و برنامه ریزی، "مشخصات فنی عمومی راه"، نشریه شماره 101، 1382

9- سازمان مدیریت و برنامه ریزی، "مشخصات فنی عمومی کارهای ساختمانی"، نشریه شماره 55

10- نویل، مترجم: هرمز فامیلی، "هرمز فامیلی"، ویرایش چهارم

10- EN 197-1, "Cement; Part1: Composition, specifications and conformity criteria for common cements"

11- American Concrete Institute, "Standard Practice for Selecting Proportions for Normal Heavyweight, and Mass Concrete", ACI 211.1

12- Building Research Establishment, "Design of Normal Concrete Mixes", second edition

دپارتمان تحقیق و توسعهکلینیک  بتن ایران.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی وارائه دهنده خدمات فنی و مهندسی بتن)) 

ضوابط و الزامات

1-اجرای این سیستم سازه ای به صورت قاب ساختمانی ساده بتن مسلح متشکل از اعضای نیمه پیش ساخته با اتصالات تر(درجا)و دیوارهای برشی بتن آرمه درجا است که محدودیتهای آن مطابق استاندارد 2800 می باشد.

2- ضخامت دیوارهای بتن آرمه نباید از 15 سانتیمتر کمتر باشد.

3- بتن مصرفی باید از نوع بتن سازه ای و با حداقل مقاومت 20 مگاپاسکال باشد.

4- منظم بودن ساختمان در پلان و ارتفاع مطابق استاندارد 2800 الزامی است.

5-بارگذاری ثقلی و لرزه ای این سیستم، به ترتیب بر اساس مبحث ششم مقررات ملی ساختمان ایران با عنوان "بارهای وارد بر ساختمان" و استاندارد 2800 صورت گیرد.

6-در طراحی سازه ای این سیستم، مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران با عنوان "طرح و اجرای ساختمان های بتن آرمه" مد نظر قرار گیرد و در طراحی، ساخت، نصب و اجرای اعضا و اتصالات قطعات پیش ساخته، رعایت آخرین ویرایش آئین نامه ACI318و راهنمای طراحی PCI الزامی است.

7-در صورت تعبیه اعضای مرزی در دیوارهای برشی بتن مسلح، ضروری است این اعضا به صورت درجا اجرا شوند و در نظر گرفتن ستون های پیش ساخته قاب به عنوان اعضای مرزی مورد تایید نمیباشد.

8-در نظر گرفتن تمهیدات لازم در هنگام بتن ریزی در محل اتصال تیرها به ستو ن های پیش ساخته برای تامین کیفیت مناسب بتن ضروری است مانند: ویبره مناسب در آن محلها و ….

9- لازم است تمهیدات جهت تحمل نیروی Uplift در اتصال ستون بالایی به ستون پایینی صورت گیرد لازم مانند: دندانه دار کردن شیارهای تعبیه شده در بالای ستون پایینی و ….

10- تامین ضوابط دیافراگم صلب و همچنین تامین پیوستگی و یکپارچگی برای کلیه سقفها الزامی است.

11- اتصال سقف به قاب و دیوار به صورت پیوسته و یکپارچه طراحی و اجرا شده و میلگردگذاری لازم بر این اساس در محل اتصال انجام شود همچنین تامین پیوستگی و یکپارچگی در محل اتصال تیر به ستون و اجرای میلگردگذاری لازم ضروری است.

12- در نصب و اجرا، این سیستم جهت تحمل بارهای حین اجرا کنترل شود.

13- تمهیدات لازم جهت تامین پایداری قطعات پیش ساخته بتون الحاقی به ساختمان مانند : را ه پله ها، جا ن پنا ه ها و …در برابر نیروهای وارده صورت گیرد.

14- در خصوص این سیستم، رعایت مبحث سوم مقررات ملى ساختمان ایران با عنوان "حفاظت ساختمان ها در مقابل حریق " و همچنین الزا مات نشریه شماره 444 مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن مربوط به مقاومت اجزای ساختمان در مقابل حریق با در نظر گرفتن ابعاد ساختمان، کاربرى و وظیفه عملکردى اجزاى ساختمان الزامى است.

15-در خصوص این سیستم، رعایت مبحث نوزدهم مقررات ملى ساختمان ایران با عنوان "صرفه جویی در مصرف انرژی" الزامى است.

16- صدابندی هوابرد جداکننده های بین واحدهای مستقل و پوسته خارجی ساختمان و صدابندی سقف بین طبقات باید مطابق مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمان ایران با عنوان "عایق بندی و تنظیم صدا" تأمین شود.

17-لازم است تمهیدات لازم متناسب با شرایط مختلف اقلیمی و محیطهای خورنده ایران صورت پذیرد.

18-کلیه مصالح و اجزا در ا ین سیستم اعم از معماری و ساز های از حیث دوام، زیست محیطی و … باید بر مبنای مقررات ملی ساختمان ا یران و یا آئین نامه های ملی یا معتبر بین المللی شناخته شده و مورد تا یید به کار گرفته شود.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

- مراحل اجرایی برای ساخت قطعات بتنی

در اجرای بتن باید به نکاتی در مراحل مختلف توجه نمائیم و این مراحل عبارت اند از:

- انتخاب مصالح مناسب

- انبار کردن صحیح مصالح

- تهیه طرح اختلاط آزمایشگاهی بتن با رعایت نکات علمی حاکم بر آن

- توزین یا پیمانه کردن حجمی مصالح

- رعایت طرح اختلاط و نسبت های اختلاط بویژه نسبت آب به سیمان

- اختلاط صحیح و دستیابی به بتن همگن

- حمل و ریختن صحیح بتون در قالب

- جایدهی و تراکم بتن به طرز مناسب و قابل قبول

- پرداخت سطح با شیوه صحیح

- عمل آوری بتن به صورت مناسب

- قالب بندی مناسب و قالب برداری صحیح ( استفاده از روغن قالب )

- میلگرد گذاری صحیح و حفظ میلگرد ها در محل صحیح خود ( استفاده از اسپیسر جهت حفظ کاور مناسب بتن )

- آماده سازی درزها و اجرای صحیح درزهای اجرائی

- کنترل و پذیرش بتن تازه و سخت شده طبق ضوابط موجود

2- انتخاب مصالح مناسب

2-1- انتخاب سیمان

مصرف سیمانهای پرتلند نوع 1و2و5 که فعلاً در ایران تولید می شود مشکلی ندارد. مسلماً برخی از سیمانها از روند کند تری در کسب مقاومت برخوردارند اما این به معنای نا مناسب بودن آنها نیست.

در مواردی که بتن در معرض خوردگی میلگردها قرار دارد (بویژه در مناطق خورنده سواحل جنوبی کشور) توصیه می شود که از سیمانهائی استفاده شود که آن از 6 در صد بیـشتر باشد و لذا مصرف سیمان پرتلند نوع 5 (ضد سولفات) در بتن مسلح این مناطق ممکن نیست.

سیمانهای پرتلند پوزولانی و پرتلند سرباره ای و پرتلند آهکی نیز می تواند استفاده شود. مسلماً این سیمانها نیاز به عمل آوری طولانی تری دارند و قالب برداری را نیز ممکن است به عقب بیندازند اما مزایای آنها قابل چشم پوشی نیست. توصیه می شود سن مقاومت مشخصه برای بتن های حاوی سیمان هائی با آهنگ هیدراسیون کند تر افزایش یابد و از سن 42 و 56 روز و یا بیشتر با توجه به شرایط پروژه و سرعت اجرا و بهره برداری آن استفاده گردد.

در غیر اینصورت مسلماً باید با کاهش نسبت آب به سیمان زمینه دستیابی به مقاومت لازم را در سن 28 روز فراهم آورد که معنای آن با توجه به حفظ کار آئی و مقدار آب لازم، افزایش مصرف سیمان خواهد بود.

2-2- انتخاب سنگدانه

علاوه بر رعایت استاندارد ویژگیهای سنگدانه بتن (استاندارد 302 ایران یا ASTMC33) در زمینه ویژگیهای مکانیکی، فیزیکی، دوام و مقادیر مجاز مواد زیان آور لازم است به نکات زیر توجه نمود.

در صورتیکه محدوده دانه بندی استاندارد رعایت نشده باشد که معمولاً در مورد سنگدانه های ریز دانه این امر در کشور ما محقق است غالباً می توان با تنظیم نسبت های شن و ماسه، دانه بندی مخلوط سنگدانه را به صورت مناسب و قابل قبولی در آورد.

مع الاسف ماسه های تولیدی در کشور ما به دلایل متعددی فاقد ریزهای کافی است بویژه ذرات ریز تر از 6/0 میلی متر در ماسه ها کم است و این می تواند بر کار آئی بتن، مصرف سیمان، پمپ پذیری، آب انداختن و جمع شدگی بتن اثرات نامطلوبی را باقی گذارد. این عقیده که ریز ها در بتن خوب نیستند و بتن باید سنگدانه های درشت زیاد تری داشته باشد مبنای علمی ندارد و امروزه براین عقیده اند که باید ریزها را افزایش داد.

شستشوی زیاد و غلط ماسه ها به نیت حذف گل از آنها کار ناپسند و رایج در ایران است که به کاهش ذرات ماسه های ریز منجر می شود. سنت های دو بار شور یا سه بار شور کردن را باید کنار گذاشت و در سایر نقاط دنیا نیزکاربردی ندارند. توجه به آزمایش ارزش ماسه ای غلط است و امروزه در هیچ کشوری در دنیا به نتیجه SE توجهی در جهت رد یا قبول ماسه نمی شود و صرفاً رعایت در صد گذشته از الک شماره 200 طبق آنچه در آبا آمده است ضروری می باشد. در برخی موارد آئین نامه اروپائی اجازه داده است درصد ذرات ریز تر از 063/0 میلی متر برای ماسه های شکسته تا 16 در صد برسد در حالیکه در استاندارد ایران و آبا برای ماسه شکسته و برای بتن هائی که در معرض سایش نیستند در صد گذشته از الک 075/0 میلی متر تا حد 7 در صد مجاز است.

بهتر است ماسه ها گرد گوشه و نشکسته باشند، ماسه شکسته کوهی مزیت خاصی را برای اجرای یک بتن معمولی در بر ندارد و کمکی به بهبود و مقاومت و دوام نمی کند و برای کارآیی (روانی، پمپ پذیری و ماله خوری و خوشکاری و تراکم پذیری) اثر بدی دارد. ماسه شکسته مصرف سیمان را تا 10 در صد افزایش می دهد و اقتصادی و فنی به نظر نمی رسد.

در مورد شن امکان مصرف شن گرد گوشه، نیمه شکسته یا صد در صد شکسته وجود دارد. برای مقاومت های تا حد 25 مگا پاسکال استوانه ای و 30 مگا پاسکال مکعبی مصرف شن گرد گوشه براحتی ممکن است و کارآیی بهتری دارد. بهر حال معمولاً شن شکسته می تواند تا حدود 5 در صد مصرف سیمان را برای دستیابی به مقاومت و کارآیی معین کمتر کند.

این تفکر که لازمست نتیجه آزمایش لوس آنجلس (سایش) عدد بسیار پائینی باشد تا بتوان مقاومت بالاتری را در بتن داشت نیز صحیح بنظر نمی رسد و همواره نمی توان از این نظر دفاع نمود و فقط کافی است از نظر مکانیکی بتوان سنگدانه را قابل قبول تلقی نموده مگر اینکه مسئله سایش در کف بتنی بشدت مطرح باشد.

2-3- انتخاب آب

آب شهری قابل شرب مناسب است و میزان مجاز املاح در آب های غیرقابل شرب و سایر ضوابط مربوطه در آبا آمده است.

3- انبار کردن مصالح بتن

3-1- انبار کردن سیمان

سیمان فله ای باید در سیلوهای فلزی انبار شود. در شرایط کاملاً مطلوب حداکثر مدت انبار کردن سیمان از تاریخ تولید 4 ماه در سیلو فلزی می باشد. از انبار کردن سیمان فله ای در انبار های بنائی خودداری شود و در صورت اضطرار لازم است کف و دیوار و سقف انبار آب بندی و نم بندی باشد و سیمان به ترتیب ورود به انبار مصرف گردد و حداکثر مدت انبار کردن دو هفته خواهد بود.

سیمان کیسه ای باید در انبار مناسب قرار داده شود. کف انبار باید حداقل 8/0 متر بالاتر از زمین طبیعی باشد. ارتفاع سقف انبار از کف به4/2 متر محدود شود. انبار دارای حداقل درب و ترجیحاً بدون پنجره باشد. کف، دیوار و سقف انبار آب بندی و نم بندی شده باشد. سیمانها به دیوار تکیه داده نشود و فاصله 15 سانتی متر مناسب است کیسه های سیمان بر روی کف قرار می گیرد و یک سکوی چوبی با فاصله 10 سانتی متر از کف مورد استفاده باشد و یا در زیر کیسه ها نایلون پهن شود.

سیمانها در ردیف های 3 تا 4 تائی چیده شود (در عرض) فاصله ای در حدود 6/0 تا 8/0 متربرای تردد بین ردیف ها منظور شود. سیمانها در منطقه مرطوب و حتی خشک بهم بچسبد و تعداد کیسه های روی هم در مناطق خشک و خنک برای مدت کم 14 کیسه و برای مدت طولانی 10 تا 12 کیسه باشد. در مناطق مرطوب و گرم برای مدت کم 10 کیسه و برای مدت طولانی به 7 کیسه محدود شود. حداکثر مدت انبار کردن در مناطق خشک 3 ماه و در مناطق مرطوب 2 ماه می باشد.

از مصرف سیمان فاسد و کلوخه در بتن پرهیز شود و این سیمانها ترجیحاً در کارهای کم اهمیت و بنائی مورد استفاده قرار گیرد.سیمان هیدراته و فاسد و کلوخه در بتن بخوبی توزیع نمی شود و آب دور دانه ها را نمی گیرد. همچنین زمان گیرش آن طولانی و مقاومت های اولیه و میان مدت آن به شدت کاهش می یابد.

در فضای روباز سیمانها برای مصرف روزانه می تواند انبار شود و لازم است با نایلون کاملاً پوشانده شود.

3-2- انبار کردن سنگدانه ها

انبار کردن سنگدانه ها بر حسب اندازه بصورت جداگانه انبار شود. جدائی در یک توده سنگدانه نباید حاصل شود رطوبت و آب باران باید زهکشی شود. سنگدانه ها نباید در معرض آلودگی و خاک قرار گیرد.

همچنین در هوای گرم سنگدانه ها باید از تابش آفتاب حتی الامکان مصون بماند و در هوای سرد باید آن را از یخبندان محفوظ نگه داشت.

4- تهیه طرح اختلاط بتن

هدف طرح مخلوط بتن تعیین مقادیر و نسبت های اجراء بتن برای دستیابی به خواسته های مقاومتی، کارآیی و دوام است. بهترین راه حل طرح اختلاط آزمایشگاهی بتن بر مبنای ویژگیهای مصالح و داده های حاصل از آن است که با ساخت مخلوط آزمون مورد بررسی قرار می گیرد. برای بتن های با مقاومت 25 مگا پاسکال استوانه ای و بالاتر و یا در مواردی که محدودیت های خاصی مطرح است باید از روشآزمایشگاهی طرح اختلاط بهره گرفت. در سایر موارد می توان با توجه به تجربیات قبلی و جداول مخلوط های تجویزی مقادیر و نسبت ها را بدست آورد.

بهر حال لازم است مقدار وزنی آب آزاد، آب کل، سنگدانه های خشک و سیمان و افزودنی های بتن به همراه اطلاعات مربوطه شامل روانی بتن حاصله در زمان خاص و مقاومت فشاری و غیره داده شود.

5- توزین یا پیمانه کردن مصالح بتن

در توزین مصالح بتن مشکل عمده رطوبت متغیر مصالح است و باید مقدار آب مصرفی را چنان به دست آورد که نسبت آب به سیمان بتن ثابت بماند و در نتیجه روانی بتن تغییر ننماید.

در عمل عمدتاً مقدار آب را چنان اختیار می کنند که روانی بتن حول و حوش روانی بتن طرح مخلوط در زمان مورد نظر باشد. لذا با محدود کردن روانی و با فرض ثابت بودن سایر اجزاء بتن ، بجز آب ، سعی می کنند تا نسبت آب به سیمان را کنترل نمایند . در روش پیمانه کردن علاوه برحل مشکل فوق، لازم است حجم مصالح مصرفی بدست آیدکه درمورد شن وسیمان این کار با تقسیم وزن به وزن مخصوص توده ای، حجم آنها بدست می آید. اما مشکل عمده پدیده افزایش حجم ماسه است و حجم ماسه مرطوب از حجم ماسه خشک بیشتر است ولی در مورد شن چنین نیست.

تقریباً به ازای هر یک در صد رطوبت در ماسه حدود 5 در صد باید به حجم خشک افزود ولی اگر رطوبت بیش از 5 در صد شود لازم است به ازای هر یک در صد رطوبت مازاد بر 5 در صد، مجدداً 5 در صد از حجم ماسه کاست در غیر اینصورت با پدیده کم ماسه گی و درشتی بافت بتن و خشن بودن آن مواجه می شویم و مخلوط مورد نظر حاصل نمی گردد.

6- اختلاط صحیح بتن

بتن باید تا دستیابی به وضعیت همگن، مخلوط شود تا توزیع مصالح و اجزا آن در بتن یکنواخت شده و آب بخوبی دور دانه های سیمان را بگیرد.

اختلاط دستی تحت شرایط خاص برای بتن های با اهمیت کم و حجم محدود و در شرایط اضطراری ممکنست اجازه داده شود. هر نوبت مخلوط در این حالت باید به 300 لیتر محدود شود و مصالح روی یک سطح غیر جاذب و تمیز ابتدا به صورت خشک مخلوط شده و بدون آبخوره کردن، آب را باید ترجیحاً به صورت پخش و افشان روی مصالح پاشید و در همان حال با بیل آن را بهم زد. بهتر است گاه بانوک بیل ضربات سریع و تندی را به توده بزنیم تا بتن بخوبی مخلوط شود و همگن گردد . افزایش 5 تا 10 درصد به وزن سیمان توصیه می شود. در بتن سازه ای مخلوط کن مکانیکی، اگر پره به دیگ متصل باشد نمی توان بتن های کم اسلامپ و یا چسبنده با حداکثر اندازه بزرگتر از 50 میلی متر را بخوبی مخلوط نمود .بتونیرها، تراک میکسر یا اتو میکسر و برخی دیگهای بتن ساز مرکزی از این قبیل به حساب می آیند.

برای بتن ساز مرکزی و بتونیر ها حداقل مدت اختلاط را بتن پس از ریختن آخرین جزء در دیگ، با توجه به گردش دیگ با سرعت مناسب و استاندارد بودن آن 5/1 دقیقه است مگر اینکه ثابت شود زمان کمتر هم به اختلاط همگن منجر می شود.

با تراک میکسر نیز می توان بتن را با 70 تا 100 دور تند نیز بخوبی مخلوط نمود و مجموع گردش های تند و کند دیگ نباید از 300 دور تجاوز نماید. در اختلاط بتن با دیگ تراک میکسر بتن نباید بیش از دو سوم ظرفیت اسمی دیگ باشد. بهر حال معمولاً این اختلاط بین 7 تا 10 دقیقه به طول می انجامد.

در اختلاط بتن و با توجه به دمای اجزاء بتن باید دمای مطلوب را در حین ساخت بدست آورد که مسلماً اتلاف مدت حمل باید مد نظر باشد.

7- حمل و ریختن بتن در قالب

7-1- اصول حمل و ریختن

در حمل و ریختن بتن اصول مهم زیر باید رعایت شود:

- نباید اجازه داد جداشدگی در بتن بوجود آید.

- اصل پیوستگی ریختن بتن و بوجود نیامدن درزسرد باید رعایت شود.

- از بتنی که نزدیک به مرز گیرش است نباید استفاده کرد.

- زمان حمل و ریختن را باید چنان انتخاب کرد که در پایان کار، کارآیی لازم را داشته باشیم.

- عملیات باید در مدت پیش بینی خاتمه یابد.

- آلودگی و مواد زیان آور نباید به بتن راه یابد و نسبت آب سیمان نباید زیاد شود.

- دمای بتن در هنگام ریختن نباید از سقف مجاز یا میزان مطلوب بالاتر رفته باشد. همچنین دمای بتن نباید از کف مجاز تعیین شده و یا حد مطلوب آن پائین تر رود.

- اقتصادی بودن و در دسترس بودن وسایل کار و آشنائی پرسنل به روش حمل و ریختن

- ایمنی لازم باید تامین شود

7-2- جداشدگی (تعریف، عوامل و راه حلها)

بهم خوردن همگنی و توزیع یکنواخت مصالح در بتن را جداشدگی می نامند.

جداشدگی به کاهش مقاومت و دوام و افزایش نفوذ پذیری و ایجاد نمای بد و نا مناسب منجر می شود و در هر حال پدیده ای نامطلوب به حساب می آید.

بالا بودن روانی بتن، افزایش نسبت آب به سیمان، کاهش سیمان و مواد چسباننده، افزایش حداکثر اندازه سنگدانه، بافت درشت دانه بندی، کمبود ریز دانه در ماسه ، گرد گوشگی سنگدانه بویژه درشت دانه ها، صاف و شیشه ای بودن بافت سطحی سنگدانه و عدم وجود حبابهای هوای عمدی می تواند عامل استعداد زای جداشدگی بتن باشد که عوامل درونی محسوب می شود.

عوامل خارجی ایجاد کننده جداشدگی در بتن شامل بر خورد بتن به بدنه قائم قالب، بر خورد مکرر بتن به میلگردها، پرتاب بتن با بیل و انتقال با ویبراتور، مهار نکردن بتن در انتهای سطح شیبدار (شوت) و تسمه نقاله می باشد همچنین ایجاد لرزش و ضربات شدید در طول حمل می تواند به جداشدگی منجر شود. در مورد اثر ریختن بتن از ارتفاع (سقوط آزاد بتن) بر جداشدگی تردید وجود دارد.

راه حلهای حفظ همگنی و جلوگیری از جداشدگی، کاهش استعداد جداشدگی بتن و پرهیز از ایجاد شرایطی است که عامل خارجی جداشدگی شناخته می شود. ریختن بتن با قیف و لوله، استفاده از شوت سقوطی، هل دادن بتن در قالب و عدم پرتاب و حمل آن با ویبراتور، بکار گیری یک مانع و قیف در انتهای شوت و تسمه نقاله، هموار کردن مسیر حمل بتن و استفاده از وسایل حملی است که بتواند جداشدگی را بر طرف کند (مانند تراک میکسر و اتو میکسر) بهر حال در مواردی که امکان برخورد به قالب و میلگرد ها وجود دارد کاهش سقوط آزاد بتن یک عمل محافظه کارانه و منطقی است.

7-3- اصل پیوستگی در بتن ریزی (عدم ایجاد درز سرد)

اگر قرار باشد در فاصله دو درز اجرائی متوالی، بتن در چند لایه ریخته شود و فاصله زمانی بین ریختن لایه ها آنقدر زیاد شود که بتن ریزی گیرش خود را آغاز کند و نتوان ویبراتور را در لایه زیرین فرو نمود، درز سرد که یک درز ضعیف ناخواسته اجرائی است حاصل می شود.

ناپیوستگی در جسم بتن، ضعف سازه ای، افزایش نفوذ پذیری، کاهش دوام، خوردگی میلگردها و نمای بد از آثار ایجاد این نوع درز بتن است.

عامل ایجاد این نوع درز نامطلوب یک یا چند عامل زیر است:

- توان کم در ساخت، حمل و ریختن بتن از نظر حجم کار

- کم بودن زمان گیرش بتن و نبودن فرصت کار کافی (سیمانهای با زمان گیرش کوتاه، شرایط محیطی گرم، وجود زود گیر کننده و ...)

- زیاد بودن ضخامت لایه های بتن ریخته شده

- زیاد بودن سطح کار

7-4- عدم استفاده از بتن در حال گیرش

بتن باید قبل از گیرش اولیه ریخته و متراکم شود و حتی فرصت داشته باشیم تا لایه روئی را بریزیم و با لایه زیرین متراکم نمائیم. هر چند ممکن است عنوان شود که بهم زدن بتن در حال گیرش، زمان گیرش را به تاخیر می اندازد اما این امر مطلوب و پسندیده نیست و بهتر است زمان گیرش را با بکار گیری سیمان مناسب و افزودنی های بتن دیرگیر کننده بتن و ایجاد خنکی در بتن یا هوای مجاور به تاخیر انداخت.

روش ایجاد تاخیر در گیرش با چرخاندن و بهم زدن بتن به کاهش مقاومت و دوام و افزایش نفوذ پذیری منجر می شود (مانند گچ زنده که با بهم زدن به صورت گچ کشته در آمده و مقاومت خود رااز دست می دهد).

7-5- رعایت کارآیی با گذشت زمان

بتن باید در ابتدا با چنان کارآیی ساخته شود که با گذشت زمان و از دست دادن بخشی از کارآیی خود به کارآیی مطلوب و مناسب جهت اجرا دست یابد. مواد کند گیر کننده و حفظ کننده روانی می تواند کمک موثری باشند. حفظ خنکی در بتن عامل تاثیر گذاری مهمی به حساب می آید. شرایط اقلیمی (گرما و خشکی هوا) عوامل مهمی در کاهش کارآیی در طول زمان هستند برخی مواد روان کننده تحت شرایط خاص ممکن است در مدت کوتاهی به ناگاه خاصیت خود را از دست بدهند و بتن به سرعت روانی خود را از دست دهد و سفت شود. بدیهی است افزایش مدت حمل و معطلی ها به افت بیشتر کارآیی کمک می کند.

آشنائی با عوامل فوق و انجام آزمایشهای آزمایشگاهی و کار گاهی می تواند ما را در استفاده از حاشیه امنیت کافی برای داشتن کارآیی مناسب یاری نماید. عدم رعایت این موارد راه را برای برخی کار های خلاف مانند افزودن آب به بتن باز می کند.

کاهش طول زمان حمل و تنظیم امور برای سرعت بخشیدن به کار ها همواره یک گام مثبت و مهم محسوب می شود.

7-6- اتمام کار در مدت معین شده

باید وسایل و روش های حمل و ریختن را چنان سامان داد (از نظر حجم و سرعت کار) که کار در مدت پیش بینی شده به پایان برسد.کش دادن کار به خستگی، کاهش دقت و کیفیت و کاهش ایمنی و افزایش حوادث و همچنین بالا رفتن هزینه ها منجر می شود و ممکن است بخشی از کار به شب بیفتد وگرفتاری های متعدد بوجود آورد مگر اینکه کار در شب و نیاز های آن پیش بینی شده باشد.

7-7- عدم آلودگی بتن به مواد زیان آور

در طول حمل و ریختن نباید مواد زیان آوری همچون خاک، روغن ها، افزودنی های بتن نامطلوب، یخ و برف زیاد، باران با حجم زیاد، قیر و مواد نفتی، مواد آلی نامطلوب مانند مواد گیاهی و حیوانی و فضولات آنها به بتن راه یابد. افزودن آب خارج از مقادیر و نسبت های طرح مخلوط بتن نیز مجاز نمی باشد. افزودن آب در چار چوب طرح مخلوط و با فاصله زمانی پس از ساخت بتن با اجازه نظارت و هنگامی مجاز است که بتن به مرز گیرش نزدیک شده باشد و زیاد معطل نماند و روانی آن پس از افزودن آب در مقایسه با روانی قبلی از آن قابل کنترل باشد به نحوی که مطمئن شویم نسبت آب به سیمان بالاتر نرفته است.

در صورتیکه پس از ریختن بتن اولیه متوجه شویم اسلامپ بتن زیاد است این امکان وجود دارد تا در اسرع وقت و بدون معطلی آنقدر سیمان اضافه نمائیم تا نسبت آب به سیمان و روانی مطلوب بدست آید. به هر حال این عملیات وقتی مجاز است که مطمئن باشیم افزایش روانی بتن ناشی از در مصرف زیاد آب بوده است و ربطی به تغییر مقدار و نوع مصالح مصرفی ندارد.

7-8- کنترل دمای بتن قبل از حمل و در هنگام ریختن

اگر قبل از حمل دمای مناسب و مطلوب داشته باشیم لازم است روش و وسایل حمل و مدت آن چنان باشد که در هنگام ریختن نیز دمای مطلوب رعایت شود. در طول حمل، اتلاف دما با توجه به دمای بتن و دمای هوای مجاور و دمای اولیه وسایل کار صورت می گیرد و به نوع وسیله و حجم بتن و مدت حمل نیز مربوط می شود.

پوشاندن روی بتن، عایق بندی وسیله، تنظیم دمای وسایل کار، سرعت بخشیدن به حمل و چرخش کمتر تراک میکسر می تواند به اتلاف کمتر منجر شود.

حداقل دمای مجاز بتن در هنگام ریختن 5+ سانتیگراد و مقدار توصیه شده دمای حداقل برای قطعات نازک 10 یا 13 سانتیگراد می باشد. حداکثر دمای مجاز بتن در هنگام ریختن 32 سانتیگراد و برای قطعات بتنی غیر حجیم حداکثر 30 سانتی گراد توصیه شده است.

7-9- اقتصادی و در دسترس بودن و سایل و آشنایی با روش کار

در یک کار مهندسی اصل اقتصادی و به صرفه بودن اهمیت دارد. گاه عدم دسترسی به وسیله خاص می تواند تغییر روش کار را در پی داشته باشد. آشنایی پرسنل با وسایل و روشهای خاص می تواند در تصمیم گیری برای استفاده از آنها مهم باشد.

8- جایدهی و تراکم بتن در قالب

هدف از جایدهی و تراکم بتن پر کردن زوایای قالب و اطراف میلگرد و خروج هوای غیر عمدی (نا خواسته‌) از بتن می باشد. برای بتن های شل و نیمه شل، لرزش بخوبی موثر است اما دربتن های خیلی سفت و فوق العاده سفت در واقع فشار تاثیری زیادی را برای بتن هائی در حد فاصل ایندو (بتن های سفت و نیمه سفت) فشار تراکم با لرزش یا ضربه می تواند به تراکم منجر شود.

برخی بتن های خیلی شل و روان عملاً به تراکم نیاز ندارند و عمل تراکم می تواند به آنها زیان برساند (اسلامپ بیشتر از 180 میلی متر).

وسایل تراکمی به دو دسته دستی و ماشینی تقسیم می شود. وسایل دستی شامل ماله و تخته ماله، تخماقهای سر نازک و میله ای و یا تخماقهای کله پهن هستند. اگر ضخامت بتن کمتر از 15 سانت باشد (یک لایه مانند دال) با اعمال ضربه توسط ماله یا تخته ماله می توان بتن را بخوبی متراکم نمود. بتن های شل و نیمه شل را می توان با تخماقهای سر نازک و میله ای (مانند بیل، دسته بیل، میلگرد قطور و غیره) تا حداکثر ضخامت لایه 30 سانتی متری با زدن ضربه های سریع و پشت سر هم که موجب فرو رفتن وسیله در بتن شود متراکم نمود (اسلامپ بیش از 5 سانتی متر) بتن های سفت ونیمه سفت (اسلامپ کمتر از 5 سانتی متر) را می توان با تخماق کله پهن با کوبیدن بر سطح آن متراکم کرد شروط بر اینکه ضخامت لایه به حدود 20 سانتی متر محدود شود.

وسایل تراکمی ماشینی شامل وسایل لرزشی، فشاری و فشاری توام با لرزش یا ضربه می باشد. وسایل به دو نوع درونی و بیرونی تقسیم می شوند. لرزاننده های درونی شامل لرزاننده خرطومی و تیغه ای است که ویبراتور خرطومی در ایران و در دنیا کاربرد وسیع تری در مقایسه با سایر وسایل تراکمی ماشینی و لرزشی دارد.

وسایل تراکمی لرزشی بیرونی عبارت اند از لرزاننده قالب میز لرزان، لرزاننده های سطحی (تیر، شمشه و ماله لرزان) وسایل تراکمی فشاری مانند پرس و غلتک فشاری است که غلتک های لرزان، تیرهای ضربه زننده سطحی، ماله های ضربه ای و چکش ها از وسایل دیگر هستند که ترکیبی می باشند.

لرزاننده خرطومی با عوامل محرک مختلفی مانند هوای فشرده، برق، موتور احتراقی کار می کند قطر لرزاننده نشانه قدرت آن است. قطر لرزاننده از 20 تا 180 میلی متر متغیر است. در قطعات نازک و کم حجم بویژه وقتی بتن های شل و نیمه شل بکار می رود از قطر 25 تا 40 میلی متر استفاده می شود. در تیر ها و دیوارها و ستونها ضخیم و بتن های نیمه شل و نیمه سفت از قطر 40 تا 50 و حتی 60 میلی متر استفاده می گردد.

در بتن های حجیم و شالوده های بزرگ و بتن های نیمه سفت یا سفت از ویبراتور های به قطر 60 تا 180 میلی متر بهره گیری می شود که گاه نمی توان بصورت دستی از آن استفاده نمود لرزاننده خرطومی را باید با فشار کم و بصورت شاغولی به درون بتن راند تا تمام لایه را طی کند وحسب مورد به میزان 5 تا 10 سانتی متر در لایه خمیری زیرین فرو رود. لرزاندن باید آنقدر ادامه یابد تا تقریباً هوای خروجی شدیداً کاهش یافته و شیره بتن شرو ع به روزدن نماید. پس باید به آرامی لرزاننده را از بتن خارج نمود ودرنقطه ای دیگر به فاصله حدود 5/1 برابر شعاع عمل موثر لرزاننده در این بتن فرو برد تا تمام سطح و حجم بتن به صورت یکنواخت متراکم گردد. لرزاندن بیش از حد بتن، موجب رو زدن شدید شیره و جداشدگی خواهد بود.

هل دادن بتن با ویبراتور خرطومی، حرکت دادن ویبراتور به صورت جانبی، خواباندن ویبراتور به صورت افقی اعمالی غلط و غیر مجاز هستند. توصیه می شود از لرزاندن میلگرد ها و فالب ها به کمک لرزاننده خرطومی پرهیز شود مگر در مواردی مطمئن باشیم خسارتی به بتن اطراف میلگرد در فاصله نزدیک یا دور و به بتن چسبیده به قالب وارد نمی آید.

حداکثر ضخامت لایه برای تراکم با ویبراتور خرطومی 60 سانتی متر است. حداقل ضخامت لایه 15 سانتی متر و یا سه برابر حداکثر اندازه سنگدانه بتن (هر کدام بزرگتر باشد‌) خواهد بود.

معمولاً لرزاندن یا لرزیدن میلگرد ها ممکن است ترک های طولی به موازات و محاذات میلگرد ها در سطح بوجود آورد و موجب ضعف درگیری بتن و میلگرد گیرد.

9- پرداخت نهایی سطح بتن

نیاز هر پروژه، خواسته های ما را از نوع پرداخت سطح بتن مشخص می کند. گاه سطوح بسیار زبر و خشن و گاه سطوح کاملاً لیسه ای و صاف مورد نظر است سطح زبر را با گونی کشی، برس کشی و جارو کشی و پس از تسطیح آن با تخته ماله بوجود می آورند. اگر سطوح لیسه ای مد نظر باشد سطح پرداخت شده و با تخته را با ماله فلزی یا لاستیکی مخصوص کاملاً صاف و پرداخت می نمایند و نباید از ابتدا سطح بتن را با ماله فلزی پرداخت نمود، پرداخت مناسب سطح بتن بر عملکرد سطح در برابر تردد، سایش و نفوذ مواد زیان آور و حتی ترک خوردگی و دوام آن اثر می گذارد.

در پرداخت سطح بتن ممکن است اشکالاتی بوجود آید که عمدتاً مربوط به پدیده آب انداختن بتن و یا جمع شدگی و ترک خوردگی سطح بتن می باشد. آب بتن پس از خاتمه عمل تراکم ممکن است به تدریج در سطح بتن بصورت تقریباً زلال ظاهر شود که پدیده آب انداختن یا رو زدن آب نام دارد. اگر عمل پرداخت قبل از آب انداختن و زدودن آب یا تبخیر آن انجام شود معمولاً به کاهش کیفیت سطح از نظر مقاومتی، سایشی و دوام منجر می گردد. اگر قبل از رو زدن آب، سطح بتن ماله کشی شود (بویژه با ماله فلزی)، آب در مسیر خود در زیر این لایه ریز و نفوذ ناپذیر سطحی جمع می شود و منطقه ای کم مقاومت وکم دوام و نفوذ پذیر را به دلیل افزایش نسبت آب به سیمان بوجود می آورد که باعث می شود لایه روئی در شرایط حاکم بر محیط و یا بهره برداری از سطح مزبور جدا شود و قسمت زیرین نیز به سرعت تخریب گردد.

اگر اجازه دهیم آب رو بزند و سپس با تعجیل ماله کشی نموده آب رو زده با بتن و ملات سطح مخلوط نمائیم یک لایه چند میلیمتری ضعیف و کم دوام حاصل می شود که به زودی تخریب می گردد. گاه در کشور ما مقداری سیمان و یا پودر سنگ بر سطح بتن و روی آب روزده می پاشند و عمل پرداخت را انجام می دهند این کار نیز هر چند نمای خوبی را در ابتدا بوجود می آورد به لحاظ نسبت آب به سیمان زیاد تفاوت در ویژگی ها نسبت به لایه زیرین خیلی زود آسیب می بیند و تخریب می شود. بنابر این روش صحیح آن است که اجازه دهیم آب روزده تبخیر گردد و در صورتیکه هوا خنک و یا گرم و مرطوب می باشد و آب روز ده تبخیر نمی شود و می تواند مشکلات و اختلالاتی را در امر پرداخت نهائی سطح بوجود آورد لازم است آب روزده را با گونی چتائی و یا اسفنج جمع کرد و سپس با ماله کشی یا تخته ماله و در نهایت با ماله فلزی و یا لاستیکی آن را بخوبی صاف و لیسه ای نمود (در صورت لزوم).

اگر به دلیل معطلی، سطح بتن کمی سفت شده و کار آئی لازم جهت پرداخت را از دست داده باشد می توان با ضربه زدن توسط تخته ماله شیره مختصری را به سطح آورد و به کمک آن سطح را صاف نمود.

حجم روزدن آب (آب انداختن) معمولاً تقریباً در هوای گرم و سرد یکسان است اما سرعت آب انداختن در هوای گرم بیشتر است ولی در هوای گرم و خشک ممکن است در هر لحظه آب کمی در سطح دیده شود و یا به دلیل تبخیر زیاد اصولاً نتوان پدیده آب انداختن را به وضوح مشاهده نمود. روزدن آب کمک می کند تا سطح ما با ساز و کار خود نگهداری (خود عمل آوری) مواجه شود که دردقایق و ساعات اولیه برای بتن مهم است ودر غیر اینصورت سطح بتن سریعاً خشک شده، جمع می شود و ترک می خورد.

آب انداختن نسبت آب به سیمان قسمت های تحتانی را کمتر نموده ولی ممکن است آب در زیر سنگدانه های درشت یا میلگرد ها جمع شود که موجب کاهش مقاومت و کیفیت بتن و کاهش درگیری بتن ومیلگرد می گردد. آب انداختن بتن ها تابع عواملی هم چون نسبت آب به سیمان، روانی، عیار سیمان، نوع وریزی سیمان، حداکثر اندازه سنگدانه ها، شکل و بافت سطحی سنگدانه ها، دانه بندی مخلوط سنگدانه ها، وجود مواد ریز دانه یا پودر سنگ و پودر پوزولان در بتن و حبابهای عمدی هوا می باشد که در صورت لزوم می توان با تغییر این عوامل، آب انداختن را کم یا زیاد نمود. سهولت پرداخت بتن به روانی و کار آئی بتن ، حداکثر اندازه سنگدانه ها بویژه دانه بندی آنها، شکل و بافت سطحی سنگدانه ها، عیار سیمان و مواد چسباننده ارتباط دارد.

جمع شدگی بتن ممکن است قبل یا بعد از پرداخت سطح بتن به ترک خوردگی منجر شود. با لرزاندن مجدد بتن قبل از گیرش و کوبیدن ماله بر سطح بتن می توان ترکهای حاصله را بر طرف نمود. جمع شدگی به دلیل تبخیر آب از سطح بتن و یا به صورت خودزا به وجود می آید و تبخیر تابع دمای بتن، دما هوا، تابش آفتاب، رطوبت نسبی هوا، سرعت وزش باد و ارتفاع از سطح دریا (فشار هوا) می باشد. جمع شدگی بتن تابع نسبت عیار سیمان، نوع سیمان، شکل و بافت سطحی سنگدانه، دانه بندی، مواد افزودنی بویژه حباب زاها و برخی عوامل دیگر می باشد.

10- عمل آوری (نگهداری) بتن

عمل آوری بتن برای ادامه عمل هیدراسیون و آسیب نرسیدن به بتن ضرورت دارد. مجموعه اعمالی که برای پرهیز از ایجاد آسیب به بتن تازه و جوان و نارس انجام میشود محافظت نامیده می شود. جلوگیری از آسیب تگرگ و بارش رگبار به سطح بتن، جریان یافتن آب و ایجاد شیار در سطح بتن، ایجاد ترکهای جمع شدگی زود هنگام (خمیری) جلوگیری از ایجاد لرزش یا ضربه ای که موجب ترک خوردگی یا قلوه کن شدن می شود و جلوگیری از یخ زدگی سریع و زود هنگام از جمله مواد نگهداری حفاظتی است.

ادامه عمل هیدراسیون سیمان منوط به وجود شرایط مساعد از نظر دما و وجود رطوبت کافی است حداقل دمای 5+ درجه سانتیگراد برای ادامه هیدراسیون ضروری است.

همچنین باید رطوبت کافی یا بیش از حد نیاز در اختیار سیمان قرار گیرد. وجود آب در حد تشکیل ژل سیمان کافی نیست و تدوام منطقی هیدراسیون با سرعت معمولی نیازمند اشباع بودن فضاهای خالی خمیر سیمان و بتن است و اگر درصد اشباع به زیر 80% برسد عملاً هیدراسیون به شدت کند می شود یا متوقف می گردد. با افزایش دما سرعت هیدراسیون بیشتر می شود.

10-1- عمل آوری حرارتی(پروراندن)

در مواردی که هوا سرد است و یا در مورد قطعات پیش ساخته و یا تولید بتن در جا برای کسب مقاومت بیشتر در کوتاه مدت روش تسریع در هیدراسیون با افزایش دمای محیط و بتن در هنگام عمل آوری حرارتی ضرورت پیدا می کند. هرچند ضرورتهای اجرائی منشاء توجیه عمل آوری حرارتی برای پیش ساختگی و تولید سریع است اما باید دانست تسریع هیدراسیون عملاً بر مقاومتهای دراز مدت، دوام و نفوذ پذیری کم و بیش اثر منفی دارد. مدول ارتجاعی و درگیری بتن و میلگرد را نیز در نهایت کم می کند اما کاهش جزئی در این موارد قابل صرف نظر کردن است.

تجربه های جدید نشان می دهد برای سیمانهای پرتلند محدود کردن دما به سقف60 تا 65 سانتیگراد ضروری است اما در سیمانهای آمیخته بویژه اگر سرباره و پوزولان زیاد باشد و ممکن است بتوان سقف دما را تا حدود زیادی افزایش داد آهنگ افزایش دما در قطعات نازک معمولاً به 20 تا 30 درجه سانتیگراد در ساعت محدود می شود و آهنگ کاهش دما در پایان عمل آوری حرارتی بر قطعات نازک به 15 تا 20 درجه سانتی گراد در ساعت محدود می گردد.

در عمل آوری حرارتی افزایش دمای بتن از 35 درجه به بالا را باید به گیرش اولیه و حتی گیرش نهایی بتن مشروط کرد یعنی بالا بردن دما از حد 35 سانتیگراد معمولاً باید پس از 3 تا 5 ساعت آغاز شود.

در بتن های حباب دار ممکن است عمل آوری حرارتی مشکلاتی منجمله ترک خوردگی را به دنبال داشته باشد. عمل آوری حرارتی با دو روش کلی انجام می شود. ایجاد گرما در بتن و محیط اطراف و یاحفظ گرما و بهره بردن از گرما زائی درونی هیدراسیون و دمای اولیه ایجاد گرما در محیط و بتن با روشهای سوزاندن یک ماده سوختنی، استفاده از بخاری و المنت برقی، بکارگیری لامپهای مادون قرمز، استفاده از جریان برق کم ولتاژ در قالب فلزی و میلگردهای بتن و دمیدن بخار آب به محیط بتن انجام می شود که آخرین آنها علاوه بر عمل آوری حرارتی، عمل آوری رطوبتی نیز محسوب می شود.

در روش حفظ گرما صرفاً اطراف بتن عایق بندی می شود تا گرمای حاصله از هیدراسیون سیمان را در خود نگهدارد. استفاده از پشم شیشه، پشم سنگ، یونولیت و فومهای مختلف، بکارگیری خاک اره، کاه و پوشال حتی پهن (بدون تماس مستقیم با بتن و به شرط بی اهمیت بودن مسایل بهداشتی) از جمله انواع عایق بندی به حساب می آید.

در عمل آوری حرارتی علاوه بر نکات کلی قبلی باید به نکات زیر توجه کرد:

- دود و گازهای حاصل سوختن مواد نباید در تماس با بتن جوان و نارس قرار گیرد.

- شوک حرارتی نباید در بتن بوجود آید.

10-2- عمل آوری رطوبتی (مراقبت)

عمل آوری رطوبتی با روش های مختلفی صورت می گیرد که به ترتیب اولویت و نتیجه بخشی ذکر می شود. اصول عمل آوری رطوبتی، عدم ایجاد تری و خشکی مکرر می باشد ضمن اینکه در عمل آوری رطوبتی شوک حرارتی نیز باید بوجود آید.

هر چه در این نوع عمل آوری بتوان آب بیشتری در اختیار بتن گذاشت وضعیت بهتری خواهیم داشت. غرقاب کردن بتن، آب بستن روی بتن به نحوی که روی بتن بایستد، آب پاشی به بتن به روش بارانی، ایجاد غبار آب و مه سازی دمیدن بخار آب به بتن از جمله روشهای رطوبت رسانی مستقیم می باشد و بهترین روشها محسوب می شود بهر حال نباید اجازه داد بتن خشک شود و دوباره بر روی آن آب پاشید. ضمناً آبی که در تماس با بتن قرار گیرد نباید بیش از 12 درجه سانتی گراد خنک تر از بتن باشد بنابر این پاشیدن آب خنک به بتن خشکی که زیر آفتاب داغ شده است صحیح نیست بلکه خشک شدن بتن در ابتدای کار صحیح نمی باشد.

رطوبت رسانی غیر مستقیم و با واسطه جاذب آب به نحوی که تا حدوی جلوی تبخیر از سطح بتن را بگیرد روش دیگری است که می تواند بکار رود بویژه اگر بکارگیری روشهای قبلی به دلائل اشکالات اجرائی و کمبود آب ممکن نباشد. پوششهای جاذب آب می تواند از جنس چتائی، گلیم، حصیر، خاک اره، کاه و پوشال و حتی خاک و ماسه باشد. هرچه ضخامت این مواد بیشتر و جذب آب آنها بالاتر باشد بهتر است. بهر حال نباید مواد مضر در این مواد به میزان قابل توجهی وجود داشته باشد. پوشش باید به طور کامل ایجاد شده و باد و سایر عوامل نباید آن را از سطح جدا کند و بتن آشکار شود. در موارد اضطراری و به ناچار می توان از پوشش های مانع تبخیر مانند نایلون یا مواد شیمیایی خاص استفاده نمود. این مواد بر روی سطح پاشیده یا مالیده می شود و به مدت 7 تا 10 روز جلوی تبخیر را می گیرد و نوع مر غوب آن پس از این مدت به تدریج پوسته شده وجدا می شود. نوع محلول در آب آن به نوع غیر محلول در آب ارجحیت دارد بهر حال هریک از این پوشش ها باید بطور کامل انجام شود و گرنه خسارت زیادی به بار می آورد.

10-3- مدت عمل آوری

مدت عمل آوری به دمای بتن (هوای مجاور سطح)، نوع سیمان و شرایط محیطی حاکم پروژه، نوع بتن، نوع افزودنی بتن مصرفی و حتی نسبت آب به سیمان، اهمیت پروژه و بتن موجود درآن بستگی دارد. در آئین نامه بتن ایران حداقل مدت عمل آوری با توجه به نوع سیمان، دمای بتن یا هوای مجاور و شرایط محیطی حاکم بر پروژه ارائه شده است که از کمتر از 3 روز تا بیش از 10 روز تغییر می کند.

در آبا روش کنترل کفایت عمل آوری ذکر شده است. همچنین می توان با تهیه نمونه آگاهی مقاومت بتن را در طی عمل آوری یا پس از بدست آورد.

11- قالب بندی و قالب برداری

قالب مناسب می تواند به شکل و نمائی مناسب کمک کند و ممکن است قالب نا مناسب بر عملکرد سازه ای و معماری یک پروژه اثر گذارد. امروزه قالب چوبی (بدنه چوبی) بهتر است و در هوای گرم و سرد و معتدل بخوبی میتواند بکار رود.

برای سهولت قالب برداری باید بتوان به راحتی آن را از بتن جدا نمود. بدین منظور باید از یک ماده رهاساز قالب استفاده کرد. این ماده می تواند روغن سوخته، گازوئیل یا مخلوط آن باشد. هرچه مواد رها ساز از لزجت بیشتری بر خوردار باشد احتمال ایجاد مک (حفرات سطحی) بیشتر است استحکام قالب نیز در ایجاد خطرات سطحی موثر است.

در قالب فلزی این حفرات سطحی به دلیل جذب ماده رها ساز بیشتر می باشد و باید در بکارگیری ماده رها ساز از نظر مقداردقت کرد و ماده اضافی در سطح قالب نماند. روغن سوخته ممکن است بر نمامی بتن اثر باقی گذارد. بکار گیری روغن های مخصوص قالب که از شرکت های معتبر تهیه می شود ارحج خواهد بود.

اگر قالب در حین بتن ریزی و پس از آن حرکت نماید احتمال بروز ترک در بتن وجود دارد.

درزها باید بخوبی پر شود تا شیره بتن خارج نگردد. شمع ها باید به خوبی محکم شود بویژه در برابر باد استحکام و بادبندی لازم را داشته باشد. استفاده از رامکا (پاشنه) در مناطق زلزله خیز مجازنیست مگر اینکه هم زمان با بتن ریزی زیرین اجرا شود و از کیفیت بتن مناسب، تراکم و عمل آوری خوب برخوردارباشد.

زمان قالب برداری تابع نوع سیمان، دمای بتن و محیط مجاور آن، نوع قطعه (دیوار و ستون و بدنه تیر، کف تیر و دال) و نوع بتن و اهمیت آن در کنار مصرف افزودنی های بتن می باشد. برای پایه ها وکف تیر و دال زمانهایی کمتر از پایه اطمینان منظور می شود و قالب بدنه تیر، دیوار و ستون را بین 9 تا 24 ساعت می توان باز کرد.

مقادیر حداقل زمان قالب برداری در فصل نهم آبا داده شده است.

برای شرایط خاص و قطعات پر اهمیت باید نمونه آگاهی تهیه و در شرایط عمل آوری واقعی قرار داد و شرط بر داشتن قالب زیرین و شمع های معمولی تیر ودال دستیابی به 70 % مقاومت مشخصه و شرط برداشتن شمع های (پایه های) اطمینان رسیدن به 100 در صد مقاومت مشخصه است. در هنگام برداشتن قالب نباید ضرباتی را وارد نمود که موجب آسیب رساندن و ترک خوردگی بتن شود.

پایه های قالب تیر و دال را باید از وسط دهانه به تدریج برداشت و به طرفین رفت و اگر مشکلی وجود داشت عملیات را متوقف نمود. بنابراین بهترین شمع ها، شمع تلسکوپی است که باربرداری توسط آن قابل کنترل است.

12- میلگرد گذاری

بسته به نظر طراح، معمولاً در اکثر سازه های بتنی و دالها مصرف فولاد S220،S300،S350،S400 رایج است بجز فولادS220 بقیه میلگرد ها آجدار هستند. به هر حال میلگردها باید آزمایش شوند و انطباق آنها با نوع مورد نظر ثابت گردد. میلگردهای سرد پیچانده شده دارای یک مارپیچ سراسری در سطح هستند.

میلگردهای به ترتیب شباهتی با S220،S300،S400 دارند. اعداد ذکر شده نشانه حد تسلیم میلگرد بر حسب مگا پاسکال است.

میلگردها باید به نحوی انبار شود که زنگ زدگی کمتری داشته باشد. میلگرد نباید مستقیماً روی زمین قرار گیرد و استفاده از خرک یا چهار تراش یا چوب گرد در زیر آن به نحوی که حداقل 10 تا 15 سانتی متر بالاتر از زمین طبیعی قرار گیرد ضروری است. مصرف میلگردهایی که زنگ آنها در حد پوسته شدن است مجاز نمی باشد و در مناطق خورنده زنگ میلگردها باید در حدی باشد که بتوان براحتی با برس کشی، گونی کشی وناخن زنگ آن را پاک کرد و زنگ بیشتر را باید با ماسه پاشی یا روشهای دیگر پاک نمود.

میلگرد ها با مقاومت بالاتر و یا سرد نورد شده و یا سرد اصلاح شده با پیچاندن (تُر) زودتر زنگ می زنند و به مراقبت بیشتری احتیاج دارند. پوشش میلگرد ها با نایلون انداختن روی کلافها یا بندیل شاخه ها ممکن است زنگ زدگی را افزایش دهد مگر اینکه کوتاه مدت بوده و در هنگام بارندگی به کار رود. انداختن برزنت بر روی میلگرد ها بهترین شیوه است و یا اینکه آنها را در محیط سر پوشیده نگهداشت.

بریدن با روش مکانیکی بهتر است. استفاده از شعله (روش حرارتی) در موارد کم اهمیت و در مواردی که میلگردهای گرم نورد شده و سرد اصلاح نشده داشته باشیم با اجازه نظارت میسر و بهتر است شره های اکسیده شده باقیمانده در سر میلگرد های بریده شده پاک شود. میلگرد ها باید تمیز و عاری از زنگ، ضد زنگ، قیر، یخ و برف، بتن و ملات و دوغاب سخت شده، روغن و چربیها و مواد افزودنی، موارد آلی و املاح مضر باشد و در صورت وجود این مواد باید آنها را از سطح پاک کرد.

معمولاً خم کردن به روش سرد انجام می شود در هوای سرد با دمای کمتر از 5- سانتی گراد نباید میلگرد ها را خم کرد ودر هوای خنک باید سرعت خم کردن را کم نمود و یا قطر خم را بزرگتر کرد. بهترین روش خمکاری استفاده از دستگاه فلکه خم کن برقی است که سرعت و قطر خم در آنها کنترل می شود حداقل قطر خم باید طبق ضوابط فصل هشتم آبا باشد.

بستن میلگرد ها باید با مفتول 1 تا 5/1 میلی متری گالوانیزه سفید انجام شود. استفاده از مفتول های فولادی فنری جدید و یا سیمهای پلاستیکی نیز امکان پذیر است. جوش دادن میلگر های متقاطع مجاز نیست مگر برای شبکه های جوشی کار خانه ای آماده جوش میلگرد های طولی و عرضی در شرایط خاص و با اجازه و کنترل نظارت مشروط بر اینکه در نقشه ها و طراحی پیش بینی شده باشد مجاز است.

در صورت نیاز به اتصال میلگرد ها به تیر آهن وغیره باید از حداقل جوش با آمپر کم و الکترود ضعیف استفاده نمود. پوشش بتنی روی میلگرد ها باید طبق نقشه و مشخصات تامین شود (بویژه در مناطق خورنده) و سر مفتول ها نباید در مناطق خورنده داخل پوشش باشد. خرک و لقمه فلزی در مناطق خورنده مجاز نیست.

استفاده از لقمه های بتنی (ملاتی) با کیفیت مشابه بتن اصلی و با نسبت آب به سیمان مساوی یا کمتر از آن ضروری است. این لقمه ها باید در قالب مخصوص ریخته، متراکم و عمل آوری گردد و به هیچ وجه نباید آنها را کم اهمیت دانست لقمه های پلاستیکی در اکثر موارد مناسب و مورد تائید هستند و توصیه می شود اما به کار گیری آنها در مناطق خورنده هنوز مورد تردید است. خرک ها و لقمه ها باید محکم و با دوام باشند و زیر بار میلگرد و بتن و ضربات حین اجرا بویژه حرکت افراد بر روی میلگرد ها آسیب نبینند و فاصله آنها باید طوری باشد که میلگرد ها خم نشوند وپوشش بتنی تغییر ضخامتی بیش از روا داری مجاز نداشته باشد.

استفاده از کلوخ و آجر و چوب ابداً بعنوان لقمه و خرک مجاز نیست و بکار گیری سنگ، محل تردید است.

13- درز های بتن

انواع درز در بتن عبارت اند از:

13-1- درز انقطاع (جدائی)

که در آن میلگرد و بتن کاملاً قطع می شود و دو بخش سازه را از یکدیگر از نظر سازه ای جدا می کند در برخی موارد مانند باد و زلزله یک حداقل فاصله بین بتن منظور می کنند اما در مواردی که درز انقطاع برای نشست نا مساوی تعبیه شده است این فاصله ضرورت ندارد و تا انتهای شالوده ادامه می یابد در حالیکه در مورد باد و زلزله ادامه آن تا روی شالوده معمول است. با قالب بندی و گاه گذاشتن یونولیت درز اجرا می شود و فاصله درز پر نمی گردد و سطح آن پوشانده می شود به نحوی که در اثر حرکت سازه بتن آسیب نبیند.

13-2- درز انبساط

در این درز نیز بتن قطع و میلگر دها نیز معمولاً قطع می شوند هر چند ممکن است با جزئیات خاص ادامه یابد (غلاف متحرک). این نوع درز به دلیل انبساط و انقباض بتن در اثر تغییر دما و رطوبت کاربرد دارد. این درز ها معمولاً تا روی شالوده ادامه می یابند.

فاصله درز انبساط معمولاً بین 20 تا 50 میلی متر و فاصله بین دو درز با توجه به شرایط محیطی و اختلاف دما در طول سال معمولاً بین 20 تا 50 متر توصیه می شود. فاصله درز باید خالی باشد اما در کف ها و موارد مشابه برای عدم لب پریدگی و پر شدن توسط آب و یخ زدگی و پر شدن توسط مواد نا خواسته، آن را با یک ماده درزگیر ارتجاعی به نحوی که بتوان براحتی جمع و باز گردد و اتصال خود را از بتن از دست ندهد.

با قالب بندی از یک طرف و گذاشتن یونولیت با ضخامت مورد نظر پس از باز قالب اولیه می توان بتن بعدی را ریخت و درز را ایجاد کرد.

13-3- درز کنترل یا درز جمع شدگی

این درز صرفاً به دلیل جمع شدگی بتن در هنگام گیرش و یا جمع شدگی ناشی از خشک شدگی بتن سخت شده و جلوگیری از ایجاد ترک های پخش در سطح بتن، در فواصل خاصی پیش بینی می شود و گاه نیاز به قطع کامل بتن در تمام ضخامت وجود ندارد. این درز عمدتاً در دالهای کف و بویژه در انواع غیر مسلح ضرورت بیشتری دارد. میلگرد ها ممکن است در این نوع درز ادامه یابد.

عرض درز مهم نیست و می تواند به سادگی با ضخامت یک برگ کاغذ یا ضخامت یک نایلکس اجرا شود مگر اینکه بخواهیم نقش درز انبساط را نیز بازی کند. عمق و ارتفاع درز باید از یک چهارم ضخامت دال بیشتر باشد تا ضعف لازم برای ایجاد ترک متمرکز در محل درز بوجود آید. (درز کنترل جزئی یا بخشی)

فاصله درزهای کنترل به ویژگی های بتن، ضخامت دال، حداکثر اندازه سنگدانه و عیار سیمان مربوط می شود و معمولاً از حدود یک متر تا چهار الی پنج متر می باشد.

13-4- درز اجرائی (ساخت)

این نوع درز در نقشه برای پایان دادن به بتن ریزی مشخص می شود. بتن و میلگرد در درز اجرائی امتداد می یابد و در طراحی تداوم قطعه منظور می شود و هیچ نوع ضعف و جدائی نباید بوجود آید.

درز اجرائی گاه به صورت طبیعی در سازه وجود دارد مثلاً اعضاء قائم باید بتن ریزی و پس از سخت شدن اعضاء افقی مانند تیر و دال باید اجرا شوند هم چنین شالوده اجرا می شود و سپس ستون و دیوار با فاصله زمانی بیش از یک روز اجرا می گردد.

در برخی موارد درز اجرائی با توجه به توان اجرائی و حجم محتمل بتن ریزی در یک روز یا یک شیفت توسط طراح پروژه در یک قطعه بزرگ (بویژه از نظر سطح کار) مشخص می شود تا از بروز درز سرد جلوگیری نماید. درز اجرائی ممکن است افقی یا قائم باشد. درزها اجرائی مایل امروزه کاربرد ندارد و نباید ایجاد شود مگر اینکه قطعه مایل یا شیب دار باشد به هر حال درز باید عمود بر طول قطعه پیش بینی گردد. درز اجرائی در بین تیر یا شناژ و دال بهتر است در جائی باشد که کمترین برش وجود دارد. در حالات عادی درز اجرائی باید در صورت لزوم در یک سوم میانی تیر یا دال قرار گیرد. در تیر ها و دالهای خیلی ضخیم (عمیق) با گذاشتن درز اجرائی پلکانی می توان برش را به نحو مناسب تری تحمل نمود.

با گذاشتن قالب یا رابیتس یا توری سیمی یا چشمه های بسیار ریز می توان درز اجرا نمود و بتن در پشت قالب باید متراکم شود. سپس بهتر است هر چه زودتر قالب یا رابیتس یا توری باز شود و چنانچه زبری محل کافی نباشد با جت آب یا وسیله مناسب دیگر سطح بتن خشن گردد و شن ها آشکار شود. برای بتن ریزی در کنار یا روی بتن سخت شده قبلی باید سطح خشن را اشباع از آب نمود اما در هنگام بتن ریزی نباید آب بر سطح بتن مشاهده شود و باید به صورت اشباع با سطح خشک باشد. بهتر است لایه اول یا بتن مجاور بتن سخت شده از بتن ریز دانه تر و روان تری تشکیل شده باشد. در سطح افقی خوب است از یک ملات ریز دانه روان با نسبت آب به سیمان مساوی یا کمتر از بتن اصلی و با ضخامت کم (چند سانتی متری) استفاده شود سپس بتن اصلی ریخته شود.

عدم رعایت این موارد می تواند به ضعف اساسی بویژه ضعف برشی در این درز منجر شود و نفوذ پذیری به شدت افزایش یابد که اصلاح آن معمولاً میسر نیست. برای بهبود اتصال بتن قدیم و جدید می توان از لاتکس در سطح بتن قدیم استفاده کرد هم چنین می توان در ملات واسطه با بتن اولین لایه مجاور بتن قدیم از لاتکس به میزان 10 درصد وزن سیمان استفاده نمود. در صورت پاشیدن یا مالیدن لاتکس به سطح بتن قدیمی ممکن است به اشباع کردن آن احتیاج نباشد.

14- محدودیت های بتن و اجراء آن در دالها و قطعات تیر و ستون و دیوار

حداکثر اندازه سنگدانه در مواردی که بین دو قالب قرار می گیرد (مانند: تیر، ستون، دیوار و ...) به یک پنجم حداقل فاصله قالب ها از یکدیگر محدود می شود. در دالها (وقتی فقط یک قالب موجود است) حداکثر اندازه سنگدانه ها به یک سوم ضخامت دال محدود می گردد. مثلاً در یک دال 5 سانتی متری یک سقف تیرچه بلوک نمی توان حداکثر اندازه را از 16 میلی متر بالاتر برد و لذا شن بادامی نمی تواند در بتن بکار رود. در تیرچه با ضخامت 10 سانتی متر حداکثر اندازه سنگدانه به 20 میلی متر محدود می شود و لذا شن بادامی ریز باید بکار رود یا اصلاً بادامی حذف گردد.

حداکثر اندازه سنگدانه باید از 75/0 فاصله افقی میلگرد ها کمتر باشد هم چنین باید از فاصله میلگرد های قائم و ضخامت پوشش بتنی روی میلگرد ها کمتر باشد. حداکثر اندازه سنگدانه بتن باید از یک سوم قطر داخلی لوله پمپ نیز کمتر منظور شود.

حداقل عیار سیمان برای پمپ 300 کیلو گرم بر متر مکعب و حداکثر آن 450 کیلو گرم بر متر مکعب منظور می شود. در دالهای بتنی نیز حداقل عیار سیمان باید به 300 کیلو گرم بر متر مکعب محدود شود در مناطق خورنده حداقل سیمان 350 و حداکثر 450 می باشد. در منابع آب حداقل 350 و حداکثر 400 خواهد بود.

در اکثر بتن ها نسبت آب به سیمان با توجه به مقاومت مطلوب مشخص می شود اما به خاطر دوام زیاد و سایش پذیری کم یا نفوذ پذیری محدود و هم چنین کاهش خوردگی میلگردها، محدودیتهایی در سقف نسبت آب به سیمان منظور می شود.

در کف صنعتی یا در معرض تردد سنگین و سایش 45/0

در بتن نفوذ ناپذیر و منابع آب 45/0

در مناطق خورنده (زیرآب شور و با فاصله ازدریا) 45/0

در مناطق خورنده (در جزر و مد و بیرون آب و نزدیک دریا) 4/0

در مناطق دیگر محدودیتهائی از نظر رویاروئی با سولفاتها منظور می شود. در مناطقی با سولفات کم در آب و خاک سیمان پرتلند نوع 1 یا پرتلند پوزولانی و سایر انواع دیگر می توان مصرف کرد. در مناطقی با سولفات متوسط سیمان پرتلند نوع 2 یا پرتلند پوزولانی (بویژه با پوزولان بیشتر از 15 در صد) و سیمان نوع 5 قابل مصرف است که نسبت آب به سیمان آن باید به 5/0 محدود شود. در مناطق با سولفات زیاد، سیمان نوع 5 با نسبت آب به سیمان حداکثر 45/0 قابل مصرف است. در برخی آئین نامه ها حداقل عیار سیمان را با توجه به نوع سیمان و شدت رویاروئی با سولفات مشخص می نمایند که معمولاً این حداقل کمتر از 300 و بیشتر از 400 کیلوگرم در متر مکعب بتن نیست. درمواردی که جمع شدگی باید کنترل شود باید اسلامپ، حداکثر اندازه و عیار سیمان محدود شود.

اسلامپ بتن با توجه به نوع قطعه، در همی میلگرد ها، وسیله حمل و ریختن و قدرت وسایل تراکمی مشخص می شود شرایط دیگر مانند جمع شدگی، جدا شدگی و آب انداختن گاه محدودیتهائی را برای اسلامپ بوجود می آورد. محدودیت های عیار سیمان گاه ما را در بکار گیری اسلامپ زیاد محدود می کند.

نویسنده : دپارتمان تحقیق و توسعه |کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی و ارائه دهنده خدمات فنی و مهندسی بتن))

هدف اصلی از سنجش مقاومت نمونه های بتنی تخمین مقاومت بتن در سازه حقیقی میباشد ، در حقیقت امکان تعیین دقیق مقاومت بتن در سازه بستگی به تراکم و عمل آوری صحیح آن دارد .

اگر چنانچه مقاومت نمونه  های آزمایش فشاری کمتر از حداقل مقدار تعیین شده در مشخصات فنی کار باشد ، در اینصورت یا بتن واقع شده در سازه ضعیف است و یا نمونه های آزمایشگاهی بتن واقعا" معرف بتن در سازه نمی باشند . برای بررسی قسمتهای مشکوک سازه میتوان آزمایش مغزه گیری بتن ( core ) انجام داد .

معمولا" مقاومت مغزه ها کمتر از مقاومت استوانه های استاندارد است . این امر تا حدی در نتیجه عملیات حفاری و تا حدی بدلیل عمل آوردن در کارگاه میباشد . صدمه دیدن مغزه ها در بتنهای با مقاومت بیشتر ، زیادتر است و Malhotra پیشنهاد میکند که برای بتن با مقاومت 40 مگا پاسکال کاهش در مقاومت میتواند تا 15 درصد برسد . انجمن بتن انگلستان یک افت 5 تا 7 درصد را منطقی دانسته است .

دستگاه مغزه گیری با متعلقات ( Core )

یکی از مهمترین آزمایش‌های تعیین مقاومت بتن درجا، مغزه‌گیری بتن و آزمایش مقاومت فشاری مغزه می باشد. برای انجام مغزه‌گیری بتن نیاز به تجهیزات خاص آن است که در عکس نمونه دستگاه موجود آن در آزمایشگاه سازه ملاحظه می گردد این دستگاه بنام CORE می‌باشد و از سه قسمت اصلی پایه – سر‌مته- الکترو موتور تشکیل شده است پایه آن توانایی نصب روی هر سطح صافی را دارد و با یک رول بولت دستگاه محکم در محل نصب می‌گردد تا از جابجایی دستگاه در هنگام مغزه‌گیری بتن جلوگیری کرده و مغزه‌ایی سالم بدست آید. همچنین سر مته‌های آن که بصورت استوانه خالی می باشد و با طول حدود 60 سانتیمتر و قطر 1 تا 6 اینچ موجود می‌باشد بعلت الماسه بودن سر مته، مغزه‌گیری بتن بسیار سخت بهمراه فولاد امکان‌پذیر می‌باشد.

این دستگاهی که آزمایش بوسیله آن انجام میشود ، با سرعت زیاد می چرخاند و برای خنک کردن آنها حین کار از آب استفاده میشود . سرعت آب مورد نیاز بستگی به نوع دستگاه متفاوت بوده و متوسط سه لیتر در ثانیه میباشد . درصورتیکه بتن سخت شده دارای خلل و فرج باشد ، مته بخوبی عمل حفاری را انجام نداده و نمونه کامل بدست نمی آید . پس از نمونه برداری دو سطح بصورت مناسب برش ، صاف شده ، پس از وزن کردن و اندازه گیری ابعاد استوانه ای استاندارد و مغزه ها ، نمونه ها کلاهک گذاری میشوند . نمونه های استوانه ای فقط از یک طرف کپینگ میشود ، ولی مغزه ها از دو انتها کلاهک گذاری شده و طبق استاندارد ACI ضخامت لایه کپینگ باید در کمترین مقدار ممکن باشد ( درحدود 2 میلیمتر ) ولی متاسفانه بدلیل وجود مقداری زیادی ناخالصی ماسه در پودر کپینگ این ضخامت گاهی به پنج میلیمتر میرسد که ممکن است در نتایج آزمایشگاهی بتن تاثیر گذار باشد . نمونه ها پس از خشک شدن در هوای آزاد مطابق تمهیدات ASTM C42-90 شکسته میشوند .

جهت مغزه گیری بتن :

آن گونه که آزمایشها نشان میدهند ، مقاومت نمونه هایی که بطور عمودی مته میشوند ( در امتداد لایه های بتن ریزی ) به خاطر اثار لایه ای ، بیشتراز مقاومت مغزه هایی است که بطور افقی مته میشوند . اطلاعات منتشر شده دراین مورد متفاوت است ، اما متوسط اختلاف ( حدود 8 درصد ) دراکثر موارد اعلام شده است . با اینکه نمونه های استوانه ای استاندارد بصورت عمودی آزمایش میشوند ، نمونه های مکعبی معمولا" درصفحه ای عمود برجهت بتن ریزی تحت آزمایش قرار میگیرند ، بدین ترتیب تطابق بیشتری با مغزه هایی دارند که بصورت افقی مته شده اند .

روش کلاهک گذاری :

مقاومت بدست آمده قدری بیشتر از خود مغزه خواهد بود . بطور کلی انتظار میرود که کلاهک دارای خصوصیتهایی از قبیل : صاف و هموار بودن ، عمود برمحور مغزه برسطح کلاهک ها و ضخامت کم باشند ، هرچند کلاهک از نظر عملی چندان اهمیتی ندارند . (جنس کلاهک نمونه ها میتواند از مصالح سیلیس و گوگرد باشد )

آرماتورها ، میلگرد ها :

نتایج تحقیقات منتشر شده نشان میدهد که کاهش درمقاومت اندازه گیری شده ناشی از وجود آرماتورها ، کمتر از 10 درصد است ، اما تغییرات اندازه گیری ، موقعیت و پیوستگی با بتن عملا" به حساب آوردن نقش آرماتور ها را بسیار مشکل می کند ، به همین دلیل بهتر است درصورت امکان ازحضور آنها در مغزه جلوگیری نمود . چنانچه هنگام اندازه گیری مقاومت مغزه آرماتور نیز حضور داشته باشد ، لازم است تصحیحات لازم برای رسیدن به مقاومت واقعی بتن صورت پذیرد

ب – انجمن بتن اروپا

- مقاومت متوسط در سن t روز

S – ضریبی که به نوع سیمان بستگی دارد و بشرح زیر میباشد :

S = 0/20 سیمان زود گیر

S = 0/25 سیمان معمولی

S = 0/30 سیمان تیپ پنج

S = 0/38 سیمان دیر گیر

t 1 – یک روز فرض میشود .

تاثیر نسبت ارتفاع به قطر مغزه بتنی

مغزه های بتنی که نسبت ارتفاع به قطر آنها کمتر ازیک باشد ، نتایج نامطمئنی بدست می دهند و در بخش چهارم آئین نامه 1970 – 1881 BS یک حداقل مقدار 95/0 توصیه شده است . این محدودیت باید مد نظر قرارگیرد ولیکن در عمل ممکنست طول مغزه توسط ضخامت بتن کنترل گردد . ارتفاع استاندارد نمونه باندازه دو برابر قطر آن میباشد . استاندارد های ASTM C42-77 و بخش چهارم BS . 1881: 1970 ضرائب تصحیح لازم را بشرح زیر ارائه داده است .

تاثیر حفاری ( برش ) بر نمونه مغزه ای

معمولا" مقاومت مغزه ها کمتر از مقاومت استوانه های استاندارد است و این امر نتیجه عملیات حفاری بوده که هرچقدر با دقت بیشتر انجام گیرد ، احتمال صدمه دیدن نمونه زیاد میباشد . Malhotra پیشنهاد میکند که برای بتن با مقاومت 40 مگا پاسکال کاهش در مقاومت میتواند تا 15 درصد برسد و انجمن بتن انگلستان یک اقت 5 تا 7 درصد را منطقی دانسته است .

نمونه برداری مغزه ای از بتن حجیم

در بتن ریزی حجیم که بتن ریزی در چندین لایه ریخته شده است و ضخامت بتن ریزی بین 30 تا 50 سانتیمتر میباشد و تشخیص محل دقت بتن کم مقاومت مشکل میباشد ، بهتر است با توجه به نوع سازه و رعایت مشخصات فنی طرح ، ابتدا سطح سازه یا محل مورد نظر بصورت شطرنجی در ابعاد 20 تا 40 سانتیمتری مشخص و سپس با استفاده از چکش اشمیت نسبت به شناسائی مناطق آسیب پذیر اقدام و پس از آن آزمایش نمونه برداری مغزه ای ( کر گیری- CORE ) انجام گیرد .

این دستگاه قابل حمل و نقل در سایتها و ارتفاعات می‌باشد و برای اندازه گیری مقاومت بتن به صورت غیرمخرب می‌باشد. ضربه انرژی که در هنگام آزمایش به سطح نمونه وارد می‌شود معادل 0.225gm می‌باشد. این دستگاه مجهز به نوار ثبت اندازه‌گیری مقاومت می‌باشد که در زمان انجام آزمایش می‌توان نتیجه آزمایش را مورد بررسی قرار داد.

بررسی نتایج آزمایشات بامقاومت کم

1-4-7-4- اگر هریک از آزمایش های مقاومت ( بند 4-1-7-4 ) از نمونه های استوانه ای عمل آورده شده در آزمایشگاه به مقداری بیش از 35 کیلوگرم برسانتیمتر مربع کمتر از مقدار مشخصه تنزل کند ( ب از بند 3-2-7-4 ) ، یا اگر آزمایشات روی نمونه های عمل آورده شده در کارگاه نشاندهنده ضعفهائی در عمل آوری و محافظت باشند ( بند 4-3-7-4 ) ، لازم است تدابیری جهت اطمینان از اینکه ظرفیت باربری سازه به مخاطره نمی افتد ، اندیشید .

2-4-7-4 – اگر احتمال ساخت بتن با مقاومت پایین داده شود و محاسبات نشان دهند که ظرفیت باربری ساختمان ، سازه ممکن است بشدت کاهش یافته باشد ، آنگاه آزمایشات روی مغزه های (کرهای ) حفرشده در محلی که مشکوک میباشد ، ممکن است لازم باشد . این آزمایشات باید مطابق باشند با " روش بدست آوردن و آزمایش نمونه های استخراج شده با مته و تیرهای بریده شده از بتون (ASTM C 42 ) . درچنین مواردی برای هر آزمایش مقاومت که بیشتر از 35 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع از مقدار مشخص شده کمتر باشد ، باید سه مغزه تهیه شود .

3-4-7-4- اگر تحت شرایط بهره برداری بتن سازه خشک خواهد بود ، مغزه ها باید در هوا ( در درجه حرارت 16 تا 27 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی کمتر از 60 درصد ) برای مدت هفت روز قبل از آزمایش خشک شوند و سپس بصورت خشک آزمایش شوند . اگر تحت شرایط بهره برداری بتن سازه مرطوب خواهد بود ، مغزه های بتنی باید به مدت حداقل 40 ساعت در آب غوطه ور شوند و سپس بصورت مرطوب آزمایش شوند .

4-4-7-4- در ناحیه ای که بوسیله آزمایشات حفر مغزه مقاومت بتن تعیین میگردد ، بتن از نظر سازه ای رضایت بخش محسوب میشود ، اگر میانگین مقاومت سه مغزه حداقل برابر 85 درصد باشد و نیز هیچیک از مغزه ها مقاومتی کمتر از 75 درصد نداشته باشد . برای کنترل دقت آزمایش ، محلهای انتخاب شده را میتوان مجددا" مورد آزمایش قرار داد .

5-4-7-4- اگر ضوابط بند 4-4-7-4 برآورده نشوند ، و اگر مقاومت سازه مورد تردد باقی بماند ، مقام مسئول می تواند دستور آزمایش های بارگذاری برای قسمتهای مشکوک سازه را مطابق آنچه در فصل 20 تشریح شده ، صادر کند . یا اقدامات مقتضی دیگر اتخاذ نماید .

نمونه جدول گزارش آزمایش مقاومت فشاری نمونه های مغزه گیری بتنی شده

نویسنده : دپارتمان تحقیق و توسعه.کلینیک  بتن ایران((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی وارائه دهنده خدمات فنی و مهندسی بتن))

بتن اساسا از دو قسمت دانه های سنگی (Aggregates) و خمیر سیمان (Concrete) تشکیل شده است. خمیر سیمان که در واقع مخلوطی از سیمان پرتلند و آب می باشد.

- در اثر واکنش شیمیایی سیمان و آب روند سخت شدن ادامه یافته و در نتیجه دانه ها (ماسه و شن) را بصورت تودﮤ سنگ مانندی به یکدیگر می چسباند.

- دانه¬ها به دو گروه ریزدانه که تا ¼ اینچ (6میلیمتر) و درشت دانه که روی الک شماره 16 (1.18 میلیمتر) تقسیم می-شوند.

- خمیر سیمان عموما حدود 25 تا 40% کل حجم بتن را تشکیل می¬دهد که حجم مطلق سیمان بین 7 تا 15% و حجم آب از 14 تا 21% است. مقدار هوای در بتن تا حدود 8% حجم بتن را تشکیل می¬دهد این اندازه به درشت ترین دانه بستگی دارد.

- برای مصالح و شرایط عمل آوردن (Curing) معین، کیفیت بتن سخت شده به مقدار آب در مقابل با مقدار سیمان بستگی دارد.

مزایای کاهش مقدار آب

1-افزایش مقاومت فشاری و مقاومت خمشی

2- افزایش قابلیت آب بندی

(Water Tightness)

3-کاهش جذب آب (Absorption)

4-افزایش مقاومت نسبت به عوامل جوی

5- پیوستگی بهتر بین لایه های متوالی

6-چسبندگی بهتر میان میلگرد و بتن

7-کاهش تغییرات حجمی در اثر تر و خشک شدن

انواع سیمان پرتلند

نوع 1 : برای استفاده عمومی ومناسب برای همه کارها

نوع 2 : زمانی که احتیاطات علیه حمله سولفات ها مهم باشد

نوع 3 : با مقاومت زودرس که مقاومت های بالا را در مدت کوتاهی می دهد

نوع 4 : با حرارت هیدراسیون کم در جائی که میزان و حرارت تولید شده باید حداقل باشد

نوع 5 : در بتن هائی که در معرض شدید سولفاتها قرار دارن (ضد سولفات)

سیمان حباب زا (نوع A1، A2، A3) در برابر یخ زدن و آب شدن و همچنین پیوسته شدگی حاصل از اثرات مواد شیمیائی

برای از بین بردن یخ جاده ها مقاومت بهبود یافته ای دارند.

سیمان پرتلند سفید تفاوت بنیادی آن در رنگ می باشد

اختلاط
ترتیب 5 مادﮤ متشکله بتن در مخلوط کن نقش مهمی را در یکنواختی بتن خواهد داشت.

کنترل ترک

دو عامل اصلی برای ترک در بتن عبارتند از :

1- تنش بر اثر بارهای وارده

(Control joints)

2- تنش بر اثر آب رفتگی در حین خشک شدن یا تغییرات دما (Restraint)

شیوه جلوگیری

1- درزهای کنترل مؤثرترین شیوه جلوگیری از ترک های غیر قابل رؤیت به شمار می آیند (Isolation Joints)

2-درزهای جداکننده دال را از قسمتهای دیگر سازه جدا می کنند و اجازه حرکت افقی و عمودی را در دال می دهد (Footings)

3-درزهای اجرائی جائی که کار بتن ریزی روزانه پایان می یابد، ایجاد می شوند; و مناطقی را که در دفعات مختلف بتن ریزی می شوند از یکدیگر جدا می سازند.

مواد افزودنی بتن

(Admixtures)

1-مواد افزودنی حباب زا بتن

(Air-entraining)

2- مواد افزودنی کاهنده آب بتن

(Water Reducing)
3-مواد افزودنی کندگیرکننده بتن

(Retarding)

4-مواد افزودنی تسریع کننده بتن
(Accelerating)
5-پوزولانها

6-مواد کارائی ساز شامل روان سازهای بتن

(Super Plasticizers)

7-مواد متفرقه مانند مواد پیوند ساز، ضد رطوبت، کاهنده نفوظ پذیری، دوغاب ساز و گاز ساز

بتن ریزی و پرداخت

تدارکات پیش از بتن ریزی

شامل متراکم کردن، درست شکل دادن، مرطوب نمودن سطح زمین ، بستن قالبها،قرار دادن آرماتورها و سایر اقلام کار

گذاشته شده بطور محکم در محلهای خود.

قالبها باید بطور دقیق قرار داده شوند وخود یا آستر آنها با مصالحی ساخته شده باشد که سرانجام نمای مطلوبی را به سطحبتن سخت شده ارائه کنند.قالبهای چوبی باید قبل از بتن ریزی مرطوب شوند در غیر اینصورت آب بتن را جذب کرده و متورم می شوددر استفاده از قالبهای چوبی باید از بکار بردن میخهای خیلی بزرگ یا به تعداد خیلی زیاد اجتناب ورزید تا برداشتن قالبها آسان شود و آسیب پذیری کاهش یابد.و برای سهولت در برداشتن قالبها باید آنها را با یک ماده رها ساز مانند روغن یا لاک آغشته کرد.

هنگامی که بتن ریخته می شود،میلگردهای فولادی باید تمیز بوده وعاری از زنگیا لایه اکسیده باشد. میلگردهای فولادی و سایر اقلام کار گذاشته که آغشته به ملات باشند، نیازی به .پاک کردن ندارند به شرطی که عملیات بتن ریزی در عرض چند ساعت پایان پذیرد.

ریختن بتن

بتن باید بطور پیوسته تا حد امکان در نزدیکی محل نهای خود ریخته شود.در اجرا دالها ، بتن ریزی باید در امتداد پیرامون انتهای دال آغاز شو د و هر پیمانه روی بتن ریخته شده قبلی تخلیه شود. عموما بتن در لایه¬های افقی با ضخامت یکنواختریخته شود وهر لایه باید قبل از ریختن لایه بعدی بطور کامل تراکم یابد. میزان بتن ریزی باید به اندازه کافی سریع بوده تا هنگام ریختن لایه جدید روی لایه قبلی ،آن لایه در حالت خمیری باشد . این امر باعث جلوگیری از خطوط جریان، درزها و سطوح سفحات ضعیف می شود کههنگام ریختن بتن تازه روی بتن سخت شده روی می¬دهد.

پیمانه های نخستین در هر مرحله بتن ریزی در دیواره ها و تیرهای اصلی باید در دو انتهای عضو ریخته شوند و سپس بتن ریزی های بعدی به سوی قسمت مرکزی پیش روند. در تمام حالات باید از جمع شدن آب در انتهاها، در گوشه ها جلوگیری شود.

-ارتفاع سقوط آزاد بتن نیازی به محدود شدن ندارد مگر اینکه جدائی درشت دانه ها رخ دهد که در آن صورت بتن از طریق بازشوهای پهلوئی موسوم به پنجره، که در اطراف قالبهای بلند و باریک وجود دارند، ریخته می شوند. در خارج بازشوها باید از یک مخزن قیفی شکل جمع شونده استفاده شود تا بتن امکان یابد آرام تر از کنا بازشو جریان یافته و تمایل به جدائی دانه ها کاهش یابد.

قبل از اینکه سطح بتن سخت شود بتن ریزی باید دوباره از سر گرفته شود تا بدینوسیله از ایجاد اتصال سرد جلوگیری به عمل آید.

متراکم کردن بتن

متراکم کردن عبارتست از نزذدیک ساختن ذرات جامد در بتن تازه به گونه ای که ریختن آن در قالبها و دور اقلام کار گذاشته شده و آرماتورها انجام گیرد و نیز محفظه های سنگی و هوای محبوس که بصورت حفره های هوائی اتفاقی یا تصادفی در بتن موجود است از بین برود.

تراکم بوسیله دست یا توسط روشهای مکانیکی صورت می گیرد. روش انتخاب شده بستگی به روانی مخلوط و شرایط بتن ریزی مانند، پیچیدگی قالب بندی و مقدار آرماتورها دارد. مخلوط های خمیری و روان را می توان بطور دستی با کوبیدن بتن با یک میله فولادی یا یک وسیله فولادی دیگر متراکم ساخت.

تراکم مکانیکی مناسب، بتن ریزی مخلوطهای سفت با نسبتهای آب به سیمان پایین و بتن های خوب حاوی درشت دانه های زیاد را امکان پذیر می سازد.

برداشتن قالبها ( باز کردن آنها)

قالبها راتا مادامی که بتون به اندازه کافی مقاومت پیدا نکرده تا بتواند به طور رضایت بخشی تنشهای ناشی از بار مرده و نیز هر گونه بار اجراییconstruction load وارده را تحمل کند،نباید برداشته شود.بتن باید به اندازه کافی سخت شده باشد به نحوی که وقتی دقت معقولی در باز کردن قالبها انجام شود هیجگونه آسیبی به به سطوح نرسد.به طور کلی برداشتن قالبهای مقاطع نسبتا ضخیم را می توان 12 تا 24 ساعت پس از بتن ریزی برداشت.در اغلب شرایط ، برای زمان برداشتن قالبها بهتر است که متکی به مقاومتی از بتن بوده که بوسیله آزمایش تعیین می شود

.

میله نوک تیز یا سایر ابزار فلزی را نباید جهت شل کردن قالبها میان بتن و قالب به زور گذاشته شود.اگر لازم باشد جدا کردن قالب از بتن با استفاده از گوه wedge انجام گیرد، فقط باید با گوه های چوبی بکار روند.

برداشتن قالبها باید از قسمتهای ساده آغاز شده وسپس به سوی قسمتهای پیش آمده پیشروی شود.این امر فشار وارد به گوشه های پیش آمده را کاهش می دهد.

لکه گیری، پاک کردن،وپرداختن سطوح قالب گیری شده

پس از برداشتن قالبها تمام برجستگیها،خطوط نشت،و پیش آمدگیهای کوچک باید به وسیله قلم زنی chipping از بین برده شود.سطح بتن سپس باید سابیده یا مالیده شود. هر گونه باید پر شود.سطوح کرمو باید مرمت شده و تمام لکه ها باید پاک شوند . با دقت در عملیات اجرای قالب بندی و بتن ریزی ، تمامی این عملیات به حداقل می رسد.

بتن کرمو ( خوردگی بتن ) و دیگر بتن های معیوب باید کنده شوند تا مصالح خوب و سالم پدید آید.

اگر بتن معیوبی مجاور محل لکه گیری شده باقی بماتد ،ممکن است رطوبت به درون خلل و فرج راه یابد و به مرور زمان عوامل جوی موجب کنده شدن بتن مرمت شده شود. لبه ها باید به طورمستقیم و عمود بر سطح ، بریده یا قلم زنی شوند ،یسا مقدار کمی تو بریدگی داده شوند تا زبانکی را در کنار جای لکه گیری شده فراهم سازد.

پیش از اعمال بتن لکه گیری ، بتن اطراف باید برای چندین ساعت خیس نگه داشته شود.تمام سطوحی که بتن جدید به آنها پیوند داده می شوند،باید بوسیله برس آغشته به چسب لاتکس یا چسب بتن سطح مورد نظر را با این مواد آغشته کرد و سپس با ترمیم کننده بتن سطح مورد نظر را بنا به کارشناسی که صورت گرفته شده از مواد ترمیم کننده بتن الیاف دار یا ساده پر کرد.

تکه های کم عمق را با ملات سفت مشابه آنچه کهدر بتن بکار می رود ،می توان پر کرد.لکه گیری باید لایه به لایه انجام شود. به گونه ای که ضخامت هر لایه بیشتر از13 میلی متر نبوده و نیز هر لایه به صورت مضر س پرداخت شود تا پیوند آن به لایه بعدی بهتر صورت گیرد. لایه نهایی را با استفاده از تخته ماله به نحوی پرداخت کرد که با بتن اطرهف خود همگون باشد

عمل آوردن تکه های لکه گیری شده

پس از لکه گیری، عمل آوردن باید تا جایی که ممکن است زودتر آغاز شودتا از خشک شدن زود هنگام جلوگیری شود . کرباس تر،ماسه خیس، نایلون را میتوان به کا برد.

عمل آوردن و حفاظت

عمل آوردن بتن تاثیر قوی روی خواص بتن سخت شده مانند دوام، مقاومت، آب بندی، مقاومت سایشی، ثبات حجمیو مقاومت در برابر یخ زدن وآب شدن دارد.

تمامی سازه های بتنی تازه ریخته شده، باید از خشک شدن سریع، از تغییرات شدید دما، و از آسیبهای ناشی از کارهای ساختمانی و عبور و مرور بعدی محفوظ بمانند.

عمل آوردن تا حد امکان باید بلافاصله پس از پایان کار بتنی آغاز شود.

عمل آوردن به دلایل زیر ضروری است :

نگهداری بتن تحت دمای ثابت و جلو گیری از افت رطوبت برای مدت زمانی که برای هیدراسیون مطلوب سیمان ونیز برای کسب مقاومت بتن لازم است.

بتون ریزی در هوای گرم

هوای گرم می تواند اشکالاتی زیر را در بتن تازه ایجاد کند :

-افزایش نیاز به آب

-افت سریع تر و شدیدتر اسلامپ بتن

-افزایش سرعت گیرش

-افزایش امکان ترک های پلاستیک

-اشکالات در کنترل مقدار حبابهای هوای بتن

-نیاز شدید به عمل آوردن سریع بتن

 

نویسنده :دپارتمان تحقیق و توسعه. کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی وارائه دهنده خدمات فنی و مهندسی بتن))

این نوع جدید واتر استاپ که مخصوص رفع نشت درزهای اجرائی و مقاطع قطع بتن ریزی است با استفاده از پلیمرهای لاستیکی و بنتونیت با خاصیت ارتجاعی بسیار زیاد طراحی شده است که به صورت کنترل شده ای در هنگام تماس با آب متورم می شوند و مانع عبور آب از درزهای اجرائی و درزهای سرد خواهند شد.

با استانداردهای زیر مطابقت دارد:

ASTM D792, ASTM D297, ASTM D217, ASTM D71

• خواص و اثرات:

1. شکل پذیری زیاد و نصب آسان

2. بدون نیاز به اورلپ کردن یا جوشکاری در زمان نصب

3. ایجاد واتر استاپی یکپارچه و بدون درز و فاقد گسیختگی

4. سمی نمی باشد

5. امکان اجراء بر روی سطوح بتنی ناصاف (درزهای سرد احتمالی)

6. دارای قابلیت تراکم پذیری و شکل پذیری

7. مقاومت در مقابل نم، رطوبت و خشک شدن مداوم

8. عملکرد دائمی و بدون نقص

9. امکان تأخیر بیشتر در سیستم متورم سازی

• موارد کاربرد:

1. آب بندی درزهای اجرایی سطوح افقی و عمودی

2. آب بند سطوح ناهموار یا درزهای سرد احتمالی

3. آب بندی دور لوله ها و جایگزینی فلنج های آب بند

4. نفوذ پذیر سازی درزهای اجرایی و مقاطع بتن ریزی در انواع سازه های آبی و سدها.

• خصوصیات فیزیکی و شیمیایی:

مقاومت هیدرواستاتیک بالاتر از 70 متر

وزن مخصوص: gr/cm3 57/1 مطابق استاندارد ASTM D 792

مقاومت عالی در برابر خشک شدن و مرطوب شدن مکرر

درصد ازدیاد طول: بیشتر از 450%

قابلیت انبساط: بیشتر از 300%

رنگ: مشکی

قابلیت چسبندگی بر روی بتن خشک: عالی

میزان نفوذ پذیری: 45 میلی متر مطابق با استاندارد ASTM D 217

• نحوه اجراء:

پیش از اجراء تمامی سطوح زیر کار می بایست خشک تمیز و عاری از هر گونه آلودگی و گرد و غبار، اجزاء سست، چربی و ..... گردند و واتر استاپ بنتونیتی را روی مقاطع مورد نظر با استفاده از میخ ثابت کنیم.

کافی است دو لبه به هم رسیده را محکم فشار دهید و ثابت سازید بدین ترتیب نیازی به اورلپ وجود ندارد.

توجه 1: مقطعی که محصول در آن کارگذاری شده تا پیش از بتن ریزی نباید در آب غوطه ور شود.

توجه 2: اجرای حداقل 75 میلیمتر پوشش یا کاور بتنی بر روی واتر استاپ بنتونیتی الزامی می باشد.

توجه 3: بهتر است در زمان نصب و قرار گیری واتر استاپ بنتونیتی کل مقطع خشک باشد.

• ملاحظات:

شرایط نگهداری: در محل خشک و خنک، دور از تابش مستقیم نور خورشید

مدت نگهداری: 1 سال در بسته بندی اولیه

سلامت و ایمنی: این ماده هیچ گونه اثرات سمی در طول مدت استفاده ایجاد نمی کند.

• عملکرد فنی:

گل بنتونیت موجود در محصول شامل ورقه های متعددی حاوی ذره های باردار می باشد که در تماس با آب متورم شده و مانع عبور آب یا سایر مواد از درز مورد کاربرد می شوند.

بین این ورقه ها بارهای مثبت و منفی وجود دارد و هنگام بروز نشت، مولکولهای آب به بارهای مثبت و منفی حمله نموده و خود را بین آنها قرار داده و باعث تورم این محصول می گردد.

بنتونیتهای هیدراته شده از نفوذ آب جلوگیری می کند و هرچه فشار هیدرو استاتیک افزایش می یابد، ورقه های کوچک فشردگی بیشتری یافته و تشکیل درزگیر محکم تر را می دهد بدین ترتیب یک آب بند دائمی در مقابل فشار سیال حاصل می گردد.

• نکته فنی

از دلایل اصلی نفوذپذیری بتن می توان به خلل فرج ریز میکروسکپی بین سنگدانه ها که عمدتاً ناشی از کسری فیلر می باشد و همچنین لوله های مویینی که به واسطه تبخیر آب در بتن پدیدار می کردند، اشاره نمود. لذا بهترین روش علمی و عملی برای ساخت بتن کاملا نفوذپذیر استفاده از پودر واتر پروف به عنوان یک فیلر میکرونیزه ضد آب برای پر نمودن تمام خلل فرج ریز به همراه مواد فوق روان کننده بتن جهت کاهش نسبت آب به سیمان می باشد.

 

نویسنده :دپارتمان تحقیق و توسعه کلینیک  بتن ایران.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی وارائه دهنده خدمات فنی و مهندسی بتن)

38درصد از کل سدهائی که تا سال 1950 به ارتفاع 50 فوت (15 متر) و بیشتر احداث گردید (بدون درنظر گرفتن سدهائی که در چین ساخته شد) بتنی بوده است. از سال 1951 تا 1977 نسبت سدهای بتنی ساخته شده به حدود 25 درصد رسید. این تقلیل طی سالهای 1978 تا 1982 ادامه داشت و نسبتسدهای بتنی به 5/16 درصد رسید اما این کاهش در محبوبیت سدهای بتنی مقارن با زمانی بود که استفاده از سدهای بتنی در دره های تنگ رو به افزایش بود. بنابراین کاهش سدهای بتنی مربوط به دره های عریض می شد که به جای سدهای بتنی وزنی، سدهای خاکی و سنگریزه ای احداث گردید که ارزانتر و بیشتر قابل توجیه بودند دلیل این امر بازده خیلی بالی ماشین آلات، تجهیزات و روش ساخت در این نوع سدها بوده است.

کاهش تعداد سدهای بتنی باعث تشکیل دو گردهمایی مهم توسط دست اندرکاران سدسازی در آسیا در ایالت کالیفرنیای آمیرکا شد. گردهمایی اول تحت عنوان ساخت سریع سدهای بتنی در سال 1970 و گردهمایی دوم در سال 1972 بنام ساخت اقتصادی سدهای بتنی برگزاری گردید. اقدام مشابهی در ژاپن باعث تشکیل کمیته ای تحت عنوان کمیته ساخت منطقی سدهای بتونی در سال 1974 توسط وزارت عمران شد.

در خلال این زمان هر چند هزینه ساخت سدهای خاکی نسبت به سدهای بتنی در حال کاهش بود ولی از طرف دیگری تجارب نشان دادند که سدهای خاکی ایمنی کمتری نسبت به سدهای بتنی داشته و دارند، سوابق نشان می دهد که از سال 1928 به بعد از سدهای بتنی به ارتفاع بیش از 15 متر فقط سدی 62 متری کالیفرنیا بخاطر نقص پی و سدهالپاست فرانسه به ارتفاع 61 متر در اثر لغزش تکیه گاه آن ویران شدند. در حالیکه آمار موجود نشان داده که صدها سد خاکی با اندازه های مختلف طی 60 سال گذشته تخریب شده اند. دلیل اصلی تخریب سد خاکی روگذری و فرسایش درونی خاکریز می باشد.

با توجه به آسیب پذیری سدهای خاکی، متخصصین در گردهمایی آسلیمار (Asiolmar) و دیگر محققین به دنبال نوع جدیدی از مصالح برای سدسازی بودند که ایمنی سد بتنی و سرعت اجرای سد خاکی را تواماً دارا باشد. تا اینکه در اوایل سال 1960 و 1970 ابتکار جدید احداث سد بتنی غلتکی مطرح شد. در سالهای 1960 چند پروژه با اندیشه ترکیب مزایای سدهای بتنی و خاکی طراحی شدند این سدهای مخلوط نتیجه مطالعات و نوآوری های مهندسین سازه و ژئوتکنیک بودند، متاسفانه بعلت تخصصی بودن هر یک از این دو رشته، ارتباط محدودی بین پیشگامان اولیه برقرار بوده بر این اساس متخصصین هر یک از این دو رشته آگاهی محدودی نسبت به تلاشهای اولیه یکدیگر داشتند.

سدهای بتن غلتکی (آر، سی، سی) بعنوان نوع جدیدی از سد طی سالهای 1980 مطرح شد. این نوع سدها با توجه به هزینه کم که قسمتی از آن ساخت سریع آنها ناشی در زمان نسبتا کوتاهی در سراسر دنیا مورد قبول واقع شده و پیشرفت ناگهانی قابل توجهی را در امر طراحی و ساخت بوجود آورند کاربرد این در سالهای 1990 و بعد از آن مطرح گردید: این سد با هزینه کمتر و ایمنی نظیر سدهای بتنی کلاسیک می باشد بتن غلطکی بیش از آنکه یک نوع مصالح جدید باشد روشی جدید برای اجراست.بتنی غلتکی با خاک سیمانته شده که با روشهای مشابه اجرا می شود.

بعلت آنکه شامل سنگدانه های بزرگتر از 4،3 اینچ (19 میلی متر) بعنوان درشت ترین سنگدانه بوده و خواص مشابه با بتن معمولی داراست. متفاوت می باشد. در خاک سیمانته عموما ماسه مصرف شده با مقاومت پائین تر نسبت به بتن غلتکی حاصل می شود در حال حاضر سه نوع سد (پای پل، جگین، زیروان) از اینگونه سدها در کشور در مرحله اجرا قرار دارد و سدهای دیگری نیز در مرحله اجرا قرار دارد.

هدف از تشکیل این کارگاه آمزوشی توجه به یکی از روشهای جدید سد سازی بمنظور صرفه جوئی در هزینه ساخت سدها و آشنائی با مسائل مختلف در این ارتباط می باشد.

در فرهنگ اصطلاحات بتن و سیمان انجمن بتن آمریکا (90- R 116 ACI)، بتن غلتکی بدین ترتیب تعریف می شود: بتن متراکم شده با غلتک، بتنی که با حرکت بر روی آن در حالت سخت نشده، متراکم می شود. در ادبیات فنی با نام رول کریت نیز از آن نامبرده می شود. این روش، امروزه اغلب تحت عنوان بتن غلتکی یا به صورت خلاصه Rcc به کار برده می شود.

بتن غلتکی سخت شده، در اصل دارای همان خصوصیات بتن های معمولی که به صورت درجا ریخته شده و به عمل می آیند، می باشد و محصول نهایی به زبان ساده «بتن» تلقی می شود.

خاصیت روانی و پلاستیکی بتن غلتکی در حالت تر، اساسا متفاوت با خواص پلاستیکی بتن درجا ریز معمولی می باشد. اسلامپ بتن غلتکی باید در حد صفر باشد تا قادر به تحمل وزن غلتک متراکم کننده باشد. ماشین آلات مورد استفاده جهت حمل و نقل، بارگیری .و تراکم بتن Rcc شامل ماشین آلاتی با ظرفیت زیاد می باشند که در کارهای خاکی حجیم، نظیر سد سازی و راهسازی به کار می روند. به طور کلی در ساختن بتن غلتکی میزان عملیات دستی (غیر ماشینی) مورد نیاز در مقایسه با عملیات ساختبتن های معمولی کمتر است.

نویسنده : دپارتمان تحقیق و توسعه.کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی وارائه دهنده خدمات فنی و مهندسی بتن))

اگر می خواهید بدانید اپوکسی چیست با خواندن این مطلب با ما همراه شوید .اپوکسی نوعی پلیمر است که در ساخت انواع رنگ با خواص ویژه کاربرد فراوانی دارد . این رزین که اصولا حاصل واکنش بیس – فنل A با اپی کلروهیدرین است جهت ضد آب نمودن سطوح ٬ تهیه انواع چسب ٬ ابزار سازی ٬ صنایع الکترونیک ٬ صنعت ساختمان ٬ هوا و فضا و ... مورد استفاده قرار می گیرد .

خواص متفاوت انواع اپوکسی به نسبت ترکیب خشک کننده اپوکسی ( هاردنر ) ٬ پرکننده ای بنام فیلر و سایر افزودنی های آن مربوط می شود برای مثال این رزین به همراه الیاف آرامید در ساخت ملخ هلی کوپتر ٬ کلاه خودهای جنگی ٬ ساخت موتور راکت ها و کپسول های تحت فشار بکار می رود .

کفپوش های اپوکسی یا به اصطلاح کفپوش های بدون درز ( کفپوشهای بهداشتی ) از ترکیب مقدار مناسبی هاردنر به همراه رنگدانه ها تهیه می شود از این رو دارای تنوع رنگ زیادی بوده و کیفیت و دوام بالایی دارند و سالها پس از اجرا نیازی به بازسازی نخواهند داشت . این کفپوشها به سهولت بر روی تمامی سطوح سیمانی ٬ سنگ ٬ موزائیک و ... قابل اجرا هستند اما توصیه می شود جهت حصول بالاترین کیفیت ٬ قبل از اجرا کلیه سطوح سیمانی مسطح و یکدست شوند . کفپوش های اپوکسی درکفپوش کارخانجات خودرو سازی ٬ کف پوش انبارهای صنعتی ٬ کف پوش صنایع نظامی ٬ کفپوش صنایع غذایی ٬ کف پوش صنایع شیمیایی ٬ کفپوشهای داروسازی ٬ کفپوش کارخانجات شیر و لبنیات ٬ کف پوش کشتارگاه ها ٬  کفپوش سردخانه ها ٬ کفپوش بیمارستانها ٬ کفپوش اتاقهای تمیز و استریل مورد استفاده قرار می گیرند .

انواع کفپوشهای اپوکسی :

● کفپوش های ترافیکی اپوکسی که در ضخامتهای متفاوت بر اساس نوع و میزان تردد قابل اجرا خواهند بود .

● کفپوشهای اپوکسی آنتی استاتیک : این نوع کفپوش بر روی شبکه ای مسی در کف اجرا شده ٬ میزان رسانایی را افزایش می دهد . از کفپوش های اپوکسی آنتی استاتیک در محل سرورها ٬ سالنهای تولید و مونتاژ قطعات الکترونیک و ... استفاده می شود .

● کفپوش های اپوکسی ضد اسید : این رزینها که با اصلاح فرمولاسیون و افزودنی های ویژه ٬ دارای خواص ضد اسیدی بالایی بوده و در بسیاری از کارخانجات باطری سازی ٬ آزمایشگاهها و... مورد استفاده قرار می گیرد .

مزایای اجرای کفپوش بدون درز :

1 – هنگام اجرا دارای بوی کمی بوده که به مرور زمان ازبین می رود .

2 – با جذب حداقلی آب ٬ پوشش ضد آب مناسبی می باشد لذا بمنظور جلوگیری از انتشار آلودگی های ناشی از نفوذ آب مورد استفاده قرار می گیرد .

3 – با اجرا بر روی بتن خواصی نظیر مقاومت فشاری ٬ کشش و خمش را در آن به میزان قابل توجهی بهبود می بخشد . برخی از انواع اپوکسی جهت تومیم ترکهای بتون و آماده سازی آن جهت نصب بولت های تحت فشار و تنش بالا مورد استفاده قرار می گیرد .

4 – به جهت مقاومت سایشی بالا به عنوان کفپوش مکانهای پرتردد ٬ کف واگنهای مترو ٬ انبارها ٬ پارکینگها و ... مورد استفاده قرار می گیرد .

5 – عایق مناسبی در برابر جریان الکتریسیته می باشد .

6 – قابلیت ترمیم در کوتاهترین زمان را دارد .

7 – قابلیت خطکشی و طراحی .

8 – زیبایی نهایی و صرفه اقتصادی این کفپوش از دیگر مزایای این کفپوشها می باشند .

توصیه های مهم در اجرای کفپوش های اپوکسی :

1 – لازم است قبل از اجرا سطوح از هرگونه چربی ٬ اجزای سست و لغزنده پاک شده خشک شود .

2 – کفپوش در زمانی اجرا شود که دمای محیط بین 5 تا 45 درجه سانتی گراد باشد .

3 – قبل از مخلوط نمودن روکش و هاردنر لازم است روکش به مدت حدود 2 دقیقه میکس شود .

4 – پس از اجرا می توان تجهیزات را توسط تینر اپوکسی شستشو داد .

5 – در هنگام اجرای اپوکسی لازم است حتما از دستکش صنعتی و ماسک استفاده شود .

6 – پس از مخلوط نمودن مواد حداکثر تا یک ساعت باید پوشش بر روی کف اجرا شود

نویسنده : دپارتمان تحقیق و توسعه کلینیک  بتن ایران.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی وارائه دهنده خدمات فنی و مهندسی بتن))