بتن چیست؟ معرفی انواع و اجزای بتن

بتن ریزی- مقاوم‌سازی افزیر

مهندسان و پیمانکاران، از دیرباز تاکنون به دنبال بهترین متریال جهت استفاده در ساخت و ساز بوده‌اند. بتن از 1300 سال پیش از میلاد مسیح تاکنون توانسته سهم بزرگی از بازار ساخت و ساز را به خود اختصاص دهد و همچنین توانسته توجه مهندسان و سازندگان را به خود جلب کند. بتن به دلیل ویژگی‌ها و خصوصیات فیزکی و مکانیکی خوب به ماده‌ای پرکاربرد و منحصر به فرد تبدیل شده است. بتن‌ از مقاومت فشاری بالا، یکپارچگی عالی،رفتار و تغییرشکل‌هایی خوب که قابل کنترل نیز می‌باشد، برخوردار است. بتن هم در اعضای ‌غیرسازه‌ای و هم در اعضای سازه‌ای کاربرد دارد. تنها ضعف پررنگ بتن، مقاومت کششی پایین آن است. بدین منظور برای ساخت اعضای سازه‌ای که هم باید در برابر فشار و هم در برار کشش مقاوم باشند، از بتن‌های مسلح شده با میلگرد فولادی  (بتن‌آرمه) استفاده می‌شود. شرایط محیطی، نحوه ساخت، جنس مواد و… می‌تواند رفتار بتن را تحت تاثیر قرار دهد. بنابراین محققان، روزانه با تغییر طرح اختلاط‌ها و یا اضافه کردن موادی به بتن، در پی بهبود رفتار آن در شرایط گوناگون هستند. بدین منظور بتن بنابر طرح‌اختلاط‌‌های گوناگون، در انواع مختلفی موجود است. در ادامه این مقاله به بررسی عمیق‌تر بتن پرداخته شده است.

بتن چیست؟

بتن از ترکیب سیمان، سنگدانه‌های ریز و درشت، آب با نسبت‌های تعیین شده در طرح اختلاط تشکیل می‌شود. سیمان در بتن نقش ماده چسباننده، سنگدانه‌ها به عنوان پرکننده و آب نیز به عنوان عنصری اصلی جهت خمیری کردن مخلوط سیمان و سنگدانه‌ها و سخت کننده بتن محسوب می‌شود. درواقع ترکیب آب و سیمان، منجرب به ایجاد واکنشی گرمازا به نام هیدراتاسیون می‌شود. این واکنش در سخت شدن و گیرش نهایی بتن نقش بسزایی را ایفا می‌کند. به همین دلیل نسبت آب به سیمان در طرح اختلاط بتن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. جالب است بدانید گاهی افزودنی‌هایی برای بهبود رفتار بتن به آن اضافه می‌شود. این افزودنی‌ها در انواع مختلفی با کارایی‌های متفاوت در بازار ارائه می‌شوند.

بتن چیست - مقاوم‌سازی افزیرتاریخچه بتن

دوره ساخت بتن به 1300 سال قبل از میلاد مسیح بر می‌گردد. درواقع بتن، در ابتدای اختراع به شکل‌های خاصی مورد استفاده قرار می‌گرفت. مصالح باستانی در ابتدا سیمان‌های خامی بودند که با خرد کردن و سوزاندن سنگ گچ یا سنگ آهک ساخته می‌شدند. رفته رفته با مخلوط کردن این مواد با ماسه و آب ملات‌هایی ساخته شد که از آن‌ها برای چسباندن سنگ‌ها به یکدیگر استفاده می‌شد. با اینکه ملات‌های آن دوره به اندازه بتن امروزی مقاومت نداشته،اما این امر آغازگری برای ساخت بتن‌های امروزی بوده است. در واقع با گذشت زمان و پیشرفت علم، ترکیبات این مواد در چرخه‌های زمانی مختلف تغییر کرده و در نهایت منجرب به ساخت بتن مدرن شده است.

بررسی استفاده از ترکیب بتن در تاریخ جهان

همانطور که تاریخ جهانی نشان می‌دهد، سازندگان بتن بیشتر به دنبال تقویت ماده چسباننده بتن بوده‌اند تا بتوانند از ملات یا بتنی با مقاومت بالاتری برخوردار شوند. به همین دلیل زمانی که صحبت از تاریخ بتن می‌شود، قبل از هر چیز نوع ماده چسباننده (سیمان) مورد بررسی قرار می‌گیرد. جالب است بدانید تقریبا اولین کشوری که به طور گسترده‌ای از بتن در ساختمان سازی و ساخت آثار باستانی استفاده نمود، کشور روم بود. روم اولین مصرف کننده بتن در سراسر جهان نبود. اما به جرئت یکی از توسعه دهندگان بتن محسوب می‌شود. رومیان از حدود 300 سال قبل از میلاد مسیح، شروع به استفاده از بتن کردند. بتن‌های رومی از مواد اولیه‌ای چون پزولان‌ها، آهک زنده و پوکه سنگ ساخته می‌شد. با گذشت زمان و پیشرفت علم یک فرد انگلیسی به نام جوزف آسپدین در سال 1824 سیمان پرتلند را اختراع نمود. این سیمان به دلیل شباهت بسیار زیاد آن به سنگ‌هایی در منطقه پرتلند انگلستان به سیمان پرتلند معروف شد. استفاده از سیمان پرتلند در ترکیبات بتن منجرب به انقلابی بزرگ در صنعت ساخت بتن گردید. به نوعی می‌توان گفت که سیمان‌های پرتلند جای دیگر مواد چسباننده را گرفت و تا به امروز به عنوان ماده‌ای اثر بخش مورد استفاده قرار گرفت.

انواع بتن

1 . بتن معمولی: مواد اولیه بتن معمولی از سیمان،سنگدانه‌های ریز و درشت (شن و ماسه) و آب تشکیل شده است. این نوع از بتن دارای مقاومت فشاری 20 الی 50 مگاپاسکال بوده و نسبت به دیگر انواع بتن‌ ساختمان، پرکاربردتر است.

2 . بتن آرمه: این نوع از بتن در ساختارها و اعضای سازه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد.بدین منظور باید هم دربرابر فشار و هم در برابر کشش از مقاومت کافی و مطلوب برخوردار باشد. همانطور که میدانید مقاومت بتن در کشش بسیار ناچیز است. بدین منظور با قراردادن فولاد در بتن، مقاومت کششی آن را افزایش می‌دهند. به بتن حاوی میلگردهای فولادی تقویتی، بتن مسلح شده یا بتن آرمه گفته می‌شود.

3 . بتن الیافی: بتن‌های الیافی بتن‌هایی هستند که علاوه بر سیمان، سنگدانه‌های ریز و درشت و آب حاوی الیاف‌ چاپد یا خرد شده کربن، شیشه، فولاد و یا پلی پروپلین و… هستند. این الیاف سبب کاهش ترک خوردگی، افزایش مقاومت در برابر ضربه، تقویت بتن در مقابل حملات شیمیایی، تقویت بتن در برابر حرارت و… می‌شوند. استفاده از این نوع بتن سبب کاهش هزینه‌های نگه‌داری و یا ترمیم می‌شود.

4 . بتن پیش تنیده :بتن‌هایی هستند که علاوه بر میلگردهای تقویتی، دارای ناندون‌‌ها و تسمه‌های کششی نیز هستند. این کابل‌ها و تسمه‌ها به دو صورت پس کشیده و پیش کشیده مورد استفاده قرار می‌گیرند. مکانیزم رفتاری آن‌ها به گونه‌ای است که بعد از نصب و قرار گیری در جایگاه مناسب به بتن فشار وارد می‌کنند تا نیروها و بارهای مرده و زنده اعمال شده در بتن تا حدودی تقلیل یا خنثی گردد. در فرآیند پس کشیدگی در هنگام آرماتورگذاری و قالب بندی عضو، کلاف‌هایی در آن تعبیه می‌کنند سپس کابل‌ها یا تاندون‌های کششی را از درون آن کلاف‌ها رد می‌کنند. و در نهایت بعد از سخت شدن بتن، به هر دو طرف کابل‌ها توسط جک، نیرویی از قبل تعیین شده‌ای به سمت بیرون اعمال می‌کنند. در نهایت اضافه کابل‌ها را قطع می‌کنند. اما در فرآیند پیش‌تنیدگی، کابل‌ها و تاندون‌های کششی را در قالب‌قرار داده و قبل از بتن ریزی آن‌ها را از هر دو طرف توسط جک با نیرویی مشخص می‌کشند و بعد از بتن ریزی و سخت شده آن،کابلهای اضافی را قطع می‌کنند. در هر دو فرآیند یک تنش به بتن وارد می‌شود که سبب خنثی شدن نیروهای اعمالی به عضو بتنی می‌شود.

5 . بتن پیش ساخته : این نوع از بتن‌ها در کارخانه‌ها ساخته شده و در نهایت قطعات ساخته شده برای مونتاژ به محل پروژه ارسال می‌شوند. بتن‌های پیش ساخته درحال حاضر به طور گسترده‌ای در پل‌سازی، تونل‌سازی، دیوار صوتی و… مورد استفاده قرار می‌گیرد. قطعات ساخته شده از بتن پیش‌ساخته دارای وزنی کمتر نسبت به بتن‌های معمولی هستند.

6 . بتن سبک : بتن‌های سبک به دو صورت فوم بتن و بتن سبک پوکه معدنی تشکیل می‌شوند. بتن‌های فوم از ترکیب ماسه بادی یا خاکستربادی، سیمان، آب، فوم (ماده کف‌زا) و… تشکیل می‌شود. اما بتن‌های پوکه معدنی، نوعی دیگر از بتن‌های سبک هستند که از ترکیب سیمان، ماسه، آب و پوکه‌‌های معدنی تشکیل می‌شوند. در کل هردو نوع بتن سبک دارای وزن مخصوص کمتر از 1400 کیلوگرم بر مترمکعب هستند. همچنین به دلیل تخلخل‌های موجود در این نوع از بتن‌ها، می‌توانند به عنوان عایق‌های صوتی مورد استفاده قرار بگیرند. از بتن‌های سبک بیشتر در کف سازی طبقات‌، شیب بندی سقف طبقه بام، عایق حرارتی، عایق صوتی و… مورد استفاده قرار می‌گیرند.

7 . بتن سنگین : وزن مخصوص این نوع بتن از دیگر بتن‌ها بالاتر است. از این نوع بتن بیشتر  در مکان‌هایی که امکان تشعشع  امواج وجود دارد، استفاده می‌شود. برای ساخت بتن سنگین با چگالی 32 تا 40 کیلونیوتن بر متر مکعب باید از سنگدانه‌های سنگین استفاده نمود. همچنین برای ساخت بتنی با وزن مخصوص بالاتر از 40 کیلو نیوتن، به جای سنگدانه، باید از ساچمه‌های فولادی استفاده نمود.

8 . بتن مگر : این نوع از بتن حاوی سیمان، آب، شن و ماسه است. با این تفاوت که میزان سیمان مصرفی در هر متر مکعب از بتن باید بین 100 تا 150 کیلوگرم باشد. از این نوع بتن برای زیرسازی سطح فنداسیون استفاده می‌شود

9 . بتن پر مقاومت : مقاومت فشاری مشخصه این نوع از بتن‌ها بیشتر از 50 مگاپاسکال است. بتن‌های پرمقاومت دارای رفتاری ترد هستند. اما این رفتار با رعایت برخی قوانین ارائه شده از استانداردهای بین‌المللی قابل تغییر به رفتاری شکل پذیر است. این نوع از بتن در 28 روز تنها به 70% از مقاومت نهایی خود می‌رسد. مقاومت فشاری این نوع از بتن در سن 56 روز اندازه گیری می‌شود. مگر اینکه بتن پرمقاومت زودرس موردنظر باشد که در چنین شرایطی می‌توان مقاومت فشاری آن را در سن 28 روزه اندازه گیری نمود. از بتن‌های پرمقاومت بیشتر در ستون‌ها، دیوار برشی و هر قسمت از سازه که نیاز به مقاومت بیشتری باشد قابل استفاده است. استفاده از این نوع بتن برای ساختمان‌های متعارف چندان مرسون نیست.

10 . بتن هوادار : وزن بتن هوادار اتوکلاو شده نسبت به وزن بتن معمولی کمتر بوده و چگالی آن معمولا کمتر از 800 کیلوگرم بر مترمکعب است . به همین دلیل استفاده از این نوع بتن، می‌تواند منجرب به کاهش وزن سازه شود که این موضوع در رفتار لرزه‌ای سازه تاثیر خوبی می‌گذارد. این نوع از بتن‌ها دارای ساختاری سلولی (یعنی در آن تخلخل وجود دارد)  است. بتن‌های هوادار می‌توانند با انتقال گاز به ترکیبات بتن و یا با اعمال افزودنی‌های حباب‌زا تولید شوند. بتن‌های هوادار عایق حرارتی و صوتی خوبی محسوب می‌شوند. کارایی و روانی بالای این نوع بتن، سبب جای گیری سریع آن در قالب‌ها و یا جایگاه مورد نظر می‌شود. بتن‌های هوادار اتوکلاو می‌تواند در ساخت بلوک‌های سبک ، قطعات بتنی پیش ساخته و… مورد استفاده قرار بگیرد.

کاربرد بتن

همانطور که در مقدمه این مقاله ذکرشد، بتن می‌تواند هم در اعضای سازه‌ای و هم در اعضای غیرسازه‌ای کاربردی باشد. برخی از کاربردهای بتن به شرح زیر است:

بیشتر بخوانید:   فوم بتن راهکار مناسب کاهش وزن سازه

ساختمان سازی : بتن به طور گسترده‌ای در این صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد. از بتن در ساخت اعضایی چون تیر، ستون، سقف، فنداسیون، دیوارهای برشی و… در سازه‌های بتنی و حتی در سازه‌های فولادی بسیار استفاده می‌شود.

کاربرد بتن در ساختمان‌سازی - مقاوم‌سازی افزیر

راهسازی : بتن در صنعت راهسازی جهت ساخت جاده، تونل، پل و… مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کابرد بتن در راهسازی - مقاوم‌سازی افزیر

روسازی : از ماده منحصر به فردی چون بتن،در صنعت روسازی جهت‌ ساخت باند فرودگاه، خیابان‌ها، بزرگراه‌ها، پیاده‌رو‌ها، پارکینگ‌‎ها و… استفاده می‌شود.

کاربرد بتن در روسازی - مقاوم‌سازی افزیر

مخازن و استخرها : برای ساخت مخازن آب، مخازن مواد شیمیایی، مخازن مواد غذایی و همچنین استخرها نیز از بتن استفاده می‌شود. ترکیبات و طرح اختلاط این‌گونه از بتن‌ها به طوری تعیین می‌گردد که بتن مورد نظر بتواند در برابر عواملی چون مواد قلیایی، فشار آب ،مواد آلی، نمک‌ها، نفوذپذیری و… مقاوم باشد. معمولا رفتار بتن در چنین شرایطی با اضافه کردن افزودنی‌های بتن، بهبود می‌یابد.

کاربرد بتن در مخازن و استخرها - مقاوم‌سازی افزیر

سدسازی : دیواره سدها نیز معمولا از بتن ساخته می‌شوند. بتن از مقاومت فشاری بالایی برخوردار است،بنابراین می‌تواند فشارهای ناشی از آب را تحمل کند. ترکیبات بتن در این نوع از کاربری‌ها به طوری است که بتن را در برابر نفوذ آب، حملات شیمیایی و… محافظت کرده تا در حین بهره‌بری از سد، مشکلاتی نظیر خوردگی و قلوه‌کن شدگی و خرابی‌های متعدد در بتن رخ ندهد.

کابرد بتن در سدسازی - مقاوم‌سازی افزیر

مصالح ساختمانی : از بتن برای ساخت بلوک‌ها، دیوارها و اجزای پیش ساخته, تیرچه‌ها (تیرچه سقف تیرچه بلوک) و… نیز استفاده می‌شود.

کاربرد بتن در ساخت مصالح ساختمانی - مقاوم‌سازی افزیر

مزایای بتن

  • بتن از مقاومت فشاری بالایی برخوردار است.
  • بتن از دوام بالایی در برابر ضربه برخوردار است.
  • بتن از مصالحی ساخته شده است که در برابر حرارت و شرایط محیطی مخرب مقاومت بالایی را از خود نشان می‌دهد.
  • بتن از قابلیت شکل گیری در قالب‌های مختلف برخوردار است.
  • بتن اگر به درستی و بنا بر قوانین ساخته شود دارای انسجام و یکپارچگی عالی است.

مشخصات بتن معمولی

– مقاومت فشاری این نوع از بتن در بازه 20 الی 50 مگاپاسکال قرار دارد.

– دارای چگالی در بازه 2300 الی 2500 کیلوگرم بر متر مکعب است.

– این نوع بتن از سنگدانه‌هایی با اندازه‌های معمولی ساخته شده اند.

– عیار بتن معمولی دربازه 300 الی 425 کیلوگرم بر مترمکعب قرار دارد.

– ضریب پواسون برای بتن‌های معمولی برابر است با 0.2

– ضریب انبساط حرارتی برابر است با 0.00001

مشخصات مکانیکی بتن

در کل مشخصات بتن شامل مقدار مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته، مدول گسیختگی، ضریب پواسون، ضریب انبساط حرارتی می‌باشد. مشخصات بتن طبق جدول زیر ارائه می‌شود :

مشخصات مکانیکی بتن
مدول گسیختگی 0.62
ضریب پواسون برای بتن‌های معمولی می‌توان این ضریب را برابر 0.2 در نظر رفت.
برای بتن های سبک باید از طریق آزمایشات بدست بیاید.
ضریب انبساط حرارتی در بتن های معمولی این ضریب برابراست با
برای بتن های سبک باید از طریق آزمایشات بدست بیاید.
مدول الاستیسیته برای بتن‌هایی با چگالی 1440 الی 2560 کیلوگرم بر متر مکعب
برای بتن‌های معمولی با چگالی 2300 کیلوگرم بر مترمکعب

مقاومت کششی بتن : مقاومت کششی بتن بسیار پایین است،بدین منظور، از مقاومت کششی بتن به طور کلی صرف نظر می‌شود.به همین دلیل برای تقویت اعضای بتنی در برابر نیروهای کششی، به بتن میلگردهای فولادی اضافه می‌شود.

مقاومت مشخصه فشاری بتن : مقاومت بدست آمده از نمونه‌های بتنی هستند که طبق دستورالعمل‌ها، تهیه شده و به مدت 28 روز پخت می‌شوند و سپس مقاومت آنها اندازه گیری می‌شود. 95 درصد مقاومت اندازه‌گیری شده از نمونه‌های استوانه‌ای، نباید کمتر از عدد تعیین شده در آیین نامه باشد. مقاومت مشخصه فشاری بتن را با نماد   نشان می‌دهند. استانداردهای بین‌المللی و همچنین مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، بتن را بر اساس مقاومت فشاری از  C20 تا C70 و بالاتر دسته بندی کرده اند. عدد بعد حرف C، نشان دهنده مقاومت مشخصه فشاری بتن بر حسب mpa است. مقاومت فشاری برای بتن‌های معمولی و سبک حداقل 20mpa تا حداکثر  50mpa و مقاومت فشاری برای بتن‌های سنگین از 50mpa به بالا تعیین شده است.

مشخصات فیزیکی بتن

مشخصات فیزیکی بتن شامل رنگ بتن، وزن بتن، کارایی بتن می‌باشد. هرکدام از این مشخصات فیزیکی به شرح زیر تعریف می‌شود :

  • رنگ بتن : بتن معمولا اگر به صورت طبیعی و بدون اضافه کردن پودر‌های رنگ تولید شود، رنگی متمایل به خاکستری دارد.
  • وزن مخصوص بتن : بتن از لحاظ چگالی و وزن مخصوص به شرح زیر دسته بندی می‌شود :
  • بتن معمولی : وزن حجمی (وزن مخصوص بتن)  این نوع از بتن‌ها در حدود 2300 کیلوگرم بر مترمکعب است.
  • بتن سبک : این بتن‌ها از نظر وزن مخصوص به سه دسته بتن سبک سازه‌ای، بتن سبک معمولی، بتن سبک غیر سازه‌ای تقسیم می‌شوند. وزن مخصوص بتن سبک سازه‌ای باید در محدوده 1400 الی 1900 کیلوگرم بر مترمکعب باشد. وزن مخصوص بتن‌های سبک معمولی باید در حدود 800 الی 1400 کیلوگرم بر متر مکعب باشد و در نهایت بتن‌سبک غیر سازه‌ای از وزن مخصوص کمتر از 800 کیلوگرم بر مترمکعب برخوردار است.
  • بتن سنگین : وزن مخصوص (جرم حجمی) این نوع از بتن‌ها می‌تواند از 3000 کیلوگرم بر متر مکعب شروع و به عددی بالاتر از 4000 کیلوگرم بر متر مکعب برسد.
  • کارایی بتن : کارایی یا روانی، جزء ویژگی‌های فیزیکی بتن محسوب می‌شود. در واقع به قابلیت تراکم پذیری، نفوذ و قابلیت جاری شدن بتن و به راحتی قرار گرفتن آن در بین آرماتورهای فولادی و یا در قالب مورد نظر، کارایی بتن گفته می‌شود.

اسلامپ بتن چیست ؟

اسلامپ بتن، نوعی آزمایش برای تعیین کارایی بتن است. این آزمایش به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. آزمایش اسلامپ بتن می‌تواند هم در آزمایشگاه و هم در محل پروژه به صورت درجا اجرا شود. تجهیزات مورد استفاده در این آزمایش عبارت است از یک مخروط ناقصدسته دار،یک میله فولادی کوبنده به قطر 16میلی متر و طول 600 میلی متر، یک صفحه کف، بیل یا بیلچه، یک متر و یا خط کش برای اندازه گیری نمونه است. در این آزمایش ابتدا باید مقداری از بتن تازه در سطل یا ظرفی مناسب ریخته شود. سپس مخروط ناقص از سمت قطر بزرگش روی صفحه کف قرار بگیرد. سپس بتن در 4 مرحله به مخروط اضافه شودهمچنین برای متراکم کردن بتن باید در هر مرحله تعداد 25 ضربه به سطح بتن وارد شود. در نهایت با بالاکشیدن مخروط ناقص و قرار دادن آن به صورت وارونه در کنار بتن، باید میزان ارتفاع بتن ریخته شده را نسبت به ارتفاع مخروط با خط کش اندازه گیری شود. از اختلاف ارتفاع مخروط با ارتفاع بتن ریخته شده، عدد اسلامپ بدست می‌آید. عدد اسلامپ باید توسط جداول ارائه شده از سوی استانداردهای بین‌المللی بررسی شود.

برای دسترسی به جداول و درک عمیق آزمایش اسلامپ، می‌توانید به مقاله آزمایش اسلامپ مراجعه کنید.

اسلامپ بتن - مقاوم‌سازی افزیر

عیار بتن چیست ؟

به میزان سیمان مصرفی در هر  از بتن، عیار بتن گفته می‌شود. برای مثال زمانی که گفته می‌شود که از بتنی باعیار 350 استفاده شده، یعنی از بتنی استفاده شده است که در هر یک مترمکعب از آن حدود 350 کیلوگرم سیمان مصرف شده است. مقدار مصرف سیمان در هر متر مکعب از بتن، تاثیر مستقیمی بر مقاومت فشاری بتن دارد. بدین منظور از سوی استانداردها و آیین نامه‌های بین‌المللی و داخلی، جداولی مبنی بر میزان سیمان مورد نیاز برای دستیابی به مقاومت فشاری مد نظر ارائه گردیده است. جداول عیار بتن مبنی بر شرایط محیطی تنظیم گردیده است. شرایط محیطی جدول عیار بتن به چهار دسته شرایط محیطی متوسط، شدید، خیلی شدید، فوق‌العاده شدید تقسیم می‌شوند. جداول ذکر شده طبق این طبقه بندی‌ها، عیار بتن را بنا بر مقاومت فشاری مدنظر ارائه کرده‌اند.

برای کسب اطلاعات بیشتر از جدول عیار بتن و بررسی عمیق‌تر آن می‌توانید به مقاله عیار بتن مراجعه کنید.

مراحل اجرای بتن ریزی

مرحله1 : در ابتدا باید بتن مورد نیاز بنا بر طرح‌ اختلاط تعیین شده ، تهیه یا آماده سازی گردد. سپس به محل پروژه ارسال گردد.

مرحله2 : در این مرحله بتن باید از لحاظ کارایی سنجیده شود. برای تعیین میزان کارایی بتن می‌توان از آزمایش اسلامپ استفاده نمود. همچنین باید از بتن نمونه برداری شود تا بتوان مقاومت فشاری نهایی آن را با مقاومت فشاری مد نظر مقایسه نمود.

مرحله3 : در صورت مناسب بودن میزان کارایی بتن، باید عملیات بتن ریزی شروع شود. بتن ریزی می‌تواند با روش‌های گوناگونی انجام شود.برخی روش‌های بتن ریزی به شرح زیر است :

– بتن ریزی به روش چرخ دستی یا دامپر

– بتن ریزی به روش شوت یا ناوه شیبدار

– بتن ریزی به روش باکت (جام) یا جرثقیل

– بتن ریزی با تسمه نقاله

– بتن ریزی به روش پمپ زمینی یا هوایی

– بتن ریزی به روش شاتکریت

مرحله 4 :  بعد از عملیات بتن ریزی باید به بتن اجازه دهید تا به خوبی به گیرش نهایی خود برسد. در این حین باید فرآیند کیورینگ (عمل آوری بتن) به درستی انجام گردد تا بتن به نحو احسنت به مقاومت نهایی مطلوب برسد.

کیورینگ بتن چیست ؟

کیورینگ یا عمل آوری بتن به مجموعه فرآیندی گفته می‌شود تا دما و رطوبت محیط و همچنین بتن حفظ شود تا عملیات هیدراتاسیون به خوبی انجام شود و در نهایت بتن مورد نظر به دوام و مقاومت نهایی و مطلوب برسد. فرآیند کیورینگ یا عمل‌آوری، نقش بسزایی در دوام و مقاومت بتن دارد. حداقل مدت کیورینگ و عمل آوری بتن به شرح زیر است :

نوع بتن و نسبت آب به سیمان مخلوط بتن

حداقل مدت عمل‌آوری بر اساس شرایط محیطی روز

شرایط محیطی معمولی

شرایط محیطی هوای گرم

شرایط محیطی هوای سرد

بتن معمولی با نسبت آب به سیمان 0.43 و بیشتر

6

7

10

بتن حاوی مواد افزودنی معدنی مانند دوده‌سیلیس،سرباره،متاکائولین،با نسبت آب به سیمان کمتر از 0.43 10 14

14

– در کل روش‌های کیورینگ یا عمل‌آوری بتن به دو گروه زیر دسته بندی می‌شوند :

(الف) روش آبرسانی

در این روش از عمل آوری بتن (کیورینگ)، از آب برای مرطوب کردن بتن استفاده می‌شود. این فرآیند به روش‌های زیر انجام می‌شود :

بیشتر بخوانید:   چرا بتن را مسلح می‌کنیم؟

با استفاده از شیلنگ آب : در این روش برای آب رسانی به بتن و مرطوب کردن آن از شیلنگ‌های آب استفاده می‌شود.

کیورینگ با استفاده از شیلنگ آب- مقاوم‌سازی افزیر

با استفاده از اسپرنیکلرها : در این روش آب به صورت مداوم و پراکنده توسط اسپرنیکلرها به سطح بتن پاشیده می‌شود. در صورت استفاده از این روش،احتمال خشک شدن سطح و خطاهای انسانی کاهش می‌یابد.

با استفاده از اسپرنیکلرها - مقاوم‌سازی افزیر

با استفاده از چتایی (کنف) : کیورینگ یا عمل آوری در این روش با استفاده از مرطوب کردن چتایی‌ها (کنف) صورت می‌گیرد. باید توجه شود که چتایی‌ها به طور مداوم مرطوب باشند.

 کیورینگ بتن با استفاده از چتایی (کنف)- مقاوم‌سازی افزیر

با استفاده از غوطه‌وری در حوضچه : در این روش قطعه بتنی مورد نظر به طور کامل در حوضچه‌های آب قرار می‌گیرند.

کیورینگ بتن با استفاده از غوطه‌وری در حوضچه ‏ - مقاوم‌سازی افزیر

(ب) روش عایقی

در این روش رطوبت بتن حفظ شده و از تبخیر شدن آن جلوگیری می‌شود. کیورینگ به روش عایقی را می‌توان به روش‌های زیر اجرا کرد :

عمل آوری بتن به روش غشایی : فرآیند عمل آوری بتن (کیورینگ) در این روش به گونه‌ای است که با مالیدن یا پاشیدن یک مایع خاص بر روی سطح بتن،می‌توان به حفظ رطوبت و دمای بتن کمک کرد. این ماده غشاء ساز در دو نوع پایه آبی و پایه روغنی موجود است. مایع غشاء ساز پایه آبی نسبت به مایع غشاء ساز پایه روغنی سریع‌تر و راحت تر از سطح بتن بعد از عمل‌آوری برداشته می‌شود.اما برای پاکسازی مایع غشاء ساز پایه روغنی از روی سطح بتن، باید عملیات‌هایی چون اسید پاشی،سنباده و… انجام شود.

عمل آوری بتن به روش ورقه‌های پخت : در این روش، ورقه‌های پخت بعد از کمی سخت شدن بتن،روی سطح آن پهن می‌شوند. این ورقه‌ها در دو نوع پلاستیکی و پلی اتیلنی در بازار موجود است. درواقع این ورق‌ها با قرار گرفتن بر روی سطح بتن سبب کاهش تبخیر آب موجود در بتن و همچنین کنترل دمای آن می‌شود. به دلیل اینکه چرخه تبخیر در فضای بازی صورت نمی‌گیرد،ممکن است سطح بتن به رنگ تیره تبدیل شود. بدین منظور در شرایطی که شکل ظاهری بتن برای کاربران مهم باشد،این روش توصیه نمی‌شود.

عمل آوری بتن به روش ورقه‌های پخت - مقاوم‌سازی افزیر ‏

 عمل آوری بتن به روش قالب‌ها : در این روش می‌توان با نگه داشتن قالب‌های بتن ریزی،شرایط دمایی و محیطی موردنیاز بتن را مهیا نمود.حتی در مواقعی برای کاهش دمای بتن می‌توان  قالب‌ها را خیس نمود. این روش یکی از کم هزینه‌ترین روش‌های کیورینگ بتن می‌باشد.زیرا در چنین شرایطی، هزینه کیورینگ با هزینه قالب‌بندی برابر می‌شود.و تنها ممکن است قالب‌ها در مدت طولانی‌تری در جای خود حفظ باقی بمانند تا بتن به گیرش نهایی برسد.

‏ عمل آوری بتن به روش قالب‌ها - مقاوم‌سازی افزیر

توجه : همچنین کیورینگ بتن به روش‌هایی چون عبور لوله‌های حرارتی از داخل بتن، بالابردن دمای مخلوط بتن، استفاده از روش‌های الکتریکی مثل عبور المنت‌های مخصوص از درون بتن، به روش مادون قرمز، پوشاندن سطح بتن با ماسه و خاک اره و … نیز انجام می‌گردد.

قیمت بتن

قیمت هر یک متر مکعب بتن شامل هزینه‌های تولید و حمل بتن می‌باشد.در کل هزینه‌های تولید به مقدار و نوع مواد مصرفی در بتن بستگی دارد. مثل مقدار و نوع سنگدانه ، عیار بتن(مقدار سیمان مصرف شده در هر یک متر مکعب از بتن)، مواد افزودنی و… . همچنین هزینه‌های حمل نیز به میزان مسافت، نوع وسیله‌ای که بتن با آن حمل می‌شود،گرم و سرد بودن هوا و… بستگی دارد.

طرح اختلاط بتن

برای تولید بتنی متناسب با مقاومت مورد نظر، نیاز است که ترکیبات بتن به میزان و نسبت‌های مناسبی در کنار یکدیگر قرار بگیرند. برای ارضای چنین هدفی، لازم است قبل از ساخت و تولید بتن،ابتدا طرح اختلاط مناسب از سوی کارشناسان ارائه گردد تا بتن بنا بر نسبت‌های تعیین شده در آن ساخته شود. همانطور که می‌دانید، ترکیبات بتن شامل سیمان،آب، شن،ماسه و گاهی مواد افزودنی می‌باشد.استانداردهای بین‌المللی و آیین‌نامه‌ها با تحقیقات و آزمایشات پی در پی، نسبت‌هایی از ترکیب اجزای بتن را ارائه می‌دهند. تا کاربران و تولیدکنندگان با استفاده از این مراجع و رعایت قوانین مندرج در آن‌ها بتوانند به طرح اختلاطی مناسب برای ساخت بتن با مقاومت مد نظر دست یابند. طرح اختلاط برای انوا ع رده مقاومت‌های بتن متفاوت است. در حال حاضر استانداردهای معتبر برای تعیین طرح اختلاط بتن  شامل ACI-211 آمریکا،BS  و همچنین روش مخلوط بتن ملی ایران است. مراحل تعیین طرح اختلاط به روش مخلوط بتن ملی ایران  به شرح زیر است :

گام اول : تعیین مقاومت فشاری هدف و مقاومت فشاری متوسط

برای تعیین مقاومت فشاری متوسط،می‌توان از فرمول زیر استفاده نمود :

فرمول- مقاوم‌سازی افزیر

مقاومت فشاری هدف ‏fcm=‎، انحراف معیار‎ S=‎، مقاومت فشاری مشخصه‎ fcm=‎

توجه : در مواردی که مقاومت مشخصه، مساوی یا کمتر از N/mm2 20 باشد می‌توان به جای عدد ثابت4 در فرمول 2، عدد ثابت 3 را قرار داد.

انحراف معیار : محاسبه انحراف معیار به دو روش انجام می‌شود. روش‌های محاسبه انحراف معیار به شرح زیر است :

الف) محاسبه انحراف معیار بر اساس نتایج آماری پروژه موجود یا پروژه قبلی :

– در این‌ حالت مصالح مصرفی و شرایط نظارت و کنترل لازم است که مشابه پروژه قبلی و یا پروژه موجود باشد. همچنین تفاوت در مقاومت فشاری نباید در هر دو پروژه بیش از 5 مگاپاسکال باشد.

– برای محاسبه انحراف معیار در این حالت از رابطه زیر استفاده می‌شود :

فرمول 2 - مقاوم‌سازی افزیر

x : مقاومت فشاری نمونه

m : میانگین مقاومت فشاری نمونه‌ها

n : تعداد نمونه‌ها

– اگر در این حالت حداقل 30 نتیجه متوالی مقاومت در پروژه موجود یا پروژه قبلی در اختیار نباشد باید یک نوع ضریب اصلاح در انحراف معیار ضرب شود تا انحراف معیار اصلاح گردد. این ضریب به شرح زیر محاسبه می‌شود :

فرمول 3- مقاوم‌سازی افزیر

– برای محاسبه انحرف معیار از دو گروه نمونه متوالی که مجموع آن‌ها به 30 نمونه می‌رسد، می‌توان از فرمول زیر استفاده نمود :

فرمول 4 - مقاوم‌سازی افزیر

S : میانگین آماری انحراف معیار در گروه نمونه‌های متوالی

s1 , s2 : انحراف معیار محاسبه شده از دو گروه نمونه‌های متوالی

n1 , n2 : تعداد نمونه‌ها در دو گروه متوالی

نکته : حداقل انحراف معیار باید برابر 2.5 منظور گردد.

ب) تعیین انحراف معیار در صورت عدم دسترسی به اطلاعات آماری :

در این حالت باید ابتدا رتبه وضعیت کارگاه از نظر نظارتی،کنترل کیفی،وجود نیروهای متخصص معلوم شود. این درجه بندی به 3 دسته طبق جدول زیر تقسیم می‌شود :

شرایط تولید و کنترل

وضعیت کنترل کیفیت

الف ب

ج

توزیع یا پیمانه کردن سیمان

وزنی وزنی حجمی

توزیع یا پیمانه کردن سنگدانه

وزنی حجمی حجمی

کنترل دانه بندی سنگدانه

کنترل شده کنترل شده بدون کنترل

کنترل رطوبت سنگدانه

کنترل شده کنترل شده بدون کنترل
نظارت بر تولید در سطح عالی در سطح خوب

در سطح ضعیف

امکانات آزمایشگاهی موجود است موجود است

در سطح محدود

تداوم در آزمایش مداوم گاهی اوقات

در سطح محدود

نیروی متخصص تولید بتن وجود دارد وجود دارد

در سطح محدود

– بعد از انتخاب رتبه کارگاه، می‌توان عدد انحراف معیار را از جدول زیر برداشت نمود :

رتبه بندی کارگاه

مقاومت مشخصه بتن (N/mm2)

16

20 25 30 و 35 40 و بیشتر

الف

2.5 3 3.5 4

4.5

ب 3.5 4 4.5 5

5.5

ج 4.5 5 5.5 6

6.5

نکته : اگر نتوان با هیچ روشی اطلاعاتی کسب کرد، می‌توان از فرمول زیر ،مقاومت هدف را بدست آورد :

فرمول 5- مقاوم‌سازی افزیر

حاشیه امنیت

fc

16 و کمتر 20 25 30 و 35 40 تا 50
SM 7.5 8.5 9.5 10.5

11

نکته : زمانی که اطلاعاتی از کارگاه و انحراف معیار موجود نباشد،مقدار مقاومت فشاری هدف افزایش یافته و این موضوع سبب کاهش نسبت آب به سیمان و افزایش سیمان مصرفی بتن می‌شود.

گام دوم : تعیین نسبت آب به سیمان

توجه :در صورتی که مقاومت فشاری ملات از 325 کمتر باشد باید نسبت آب به سیمان توسط یک ضریب اصلاح شود.ضریب اصلاح نسبت آب به سیمان به شرح زیر است :

325 / مقاومت فشاری ملات ماسه و سیمان = ضریب اصلاح نسبت آب به سیمان

توجه :در صورتی که مقاومت فشاری ملات از 525 بیشتر باشد باید نسبت آب به سیمان توسط یک ضریب اصلاح شود.ضریب اصلاح نسبت آب به سیمان به شرذح زیر است :

525 / مقاومت فشاری ملات ماسه و سیمان = ضریب اصلاح نسبت آب به سیمان

توجه : در صورتی که به صورت عمدی به داخل مخلوط حباب هوا اضافه شود، باید به ازای هر 1 درصد هوا 4 تا 5 درصد از نسبت آب به سیمان کاسته شود.

– راهنمای ملی طرح مخلوط بتن ایران، جدول حداقل مقاومت فشاری 28 روزه ملات را بنا بر سیمان‌هایی که در ایران تولید می‌شود و مورد استفاده قرار می‌گیرد، تنظیم کرده است.

حداقل مقاومت فشاری 28 روزه ملات استاندارد سیمان‌های تولیدی ایران طبق استانداردهای ملی

نوع سیمان پرتلند

حداقل مقاومت فشاری ملات 28 روزه استاندارد

نوع سیمان آمیخته

حداقل مقاومت فشاری ملات 28 روزه استاندارد

پرتلند 325-1

325 پرتلند پزولانی 300

پرتلند 425 -1

425 پرتلند پزولانی ویژه

275

پرتلند 525-1

525

پرتلند سرباره‌ای

320

پرتلند نوع 2 315 پرتلند سرباره‌ای ضد سولفات

300

پرتلند نوع 5 270 پرتلند آهکی

330

پرتلند سفید

315

– با استفاده از منحنی‌های زیر می‌توان بر اساس سنگدانه‌های گردگوشه ( R ) و یا سنگدانه‌های ( C ) نسبت آب و سیمان دست یافت :

نمودار نسبت آب به سیمان - مقاومسازی افزیر

گام سوم : انتخاب محدوده منحنی مخلوط سنگدانه‌ی بتن

– در این مرحله ابتدا باید توان منحنی سنگدانه‌ها بنا بر جدول زیر برداشت شود :

ناحیه

منطقه توان منحنی بالایی توان منحنی پایینی

موارد کاربرد پیشنهادی مناطق مختلف

(1)

1- 1 0.55

0.67

شالوده و قطعات حجیم با روانی کم تا متوسط و رده اسلامپ  و  و غیرپمپی

2- 1

0.45

0.55

تیر و دال با روانی متوسط و رده اسلامپ  و بتن پمپی درشت بافت و نسبتا سفت

3- 1

0.35

0.45

ستون و دیوار با روانی رده  ، بتن پمپی ریز ، بتن ترمی درشت بافت با رده اسلامپ  و بتن تعمیری درشت بافت

(2)

1- 2

0.225

0.35

بتن ترمی ریز بافت، بتن‌های پاشیدنی با بافت دانه بندی متوسط، بتن خود متراکم درشت بافت و بتن تعمیری ریز بافت

2- 2

0.1

0.225

بتن پاشیدنی ریز بافت، بتن خود تراکم ریز بافت

– تعیین محدوده یا منحنی مطلوب دانه بندی به صورتی است که اگر بافت بتن درشت دانه مدنظر باشد (بتن‌هایی با کارایی کم،بتن شالوده و…)،محدوده مطلوب دانه‌بندی در منطقه 1- 1 جدول بالا قرار می‌گیرد. اگر بتن ریزی در قطعات تیر و دال با نمای معمولی مد نظر باشد،این محدوده در منطقه 2- 1 قرار می‌گیرد. همچنین در صورتی که ساخت بتن در قطعاتی چون دیوار و ستون مدنظر باشد،محدوده یا منحنی دانه بندی در منطقه 3- 1جدول قرار می‌گیرد.در صورتی که بتن ریزی پمپی که دارایی کارایی بالایی هستند مدنظر باشد،بهتر است این محدوده بین 0.4 – 0.5 باشد.همچنین اگر بتن ریزی با ترمی مدنظر باشد محدوده مطلوب دانه بندی در بازه 0.3- 0.4 قرار می‌گیرد. در بتن‌های خودتراکم (خودتراز) ، بتن‌های تعمیری ، بتن‌های ترمی با روانی بالا بهتر است محدوده دانه بندی در منطقه 1- 2 قرار بگیرد. همچنین برای بتن‌های خودتراکم خیلی ریز به همراه پودرسنگ و یا بتن‌های تعمیری خاص، نزدیک بودن به منطقه 2- 2 ضرورت می‌یابد.

بیشتر بخوانید:   تفاوت گروت پایه اپوکسی با گروت پایه سیمانی

– راهنمای طرح مخلوط بتن ملی ایران، برای بدست آوردن مقدار شن و ماسه در بتن،جداولی را به عنوان مرجع متناسب با توان منحنی، قطر سنگدانه‌ها،نمره الک‌ها و درصد تجمعی عبوری  ارائه داده است. جداول به شرح زیر است :

جدول دانه‌بندی سنگدانه‌ها با اندازه 25 میلی‌متر - مقاوم‌سازی افزیر

جدول دانه‌بندی سنگدانه‌ها با اندازه 37.5 میلی‌متر - مقاوم‌سازی افزیر

جدول دانه‌بندی سنگدانه‌ها با اندازه 19 میلی‌متر - مقاوم‌سازی افزیر

جدول دانه‌بندی سنگدانه‌ها با اندازه 12.5میلی‌متر - مقاوم‌سازی افزیر

جدول دانه‌بندی سنگدانه‌ها با اندازه 9.5میلی‌متر - مقاوم‌سازی افزیر

توجه : برای تعیین مقدار شن و ماسه در بتن،ابتدا باید یک سهم فرضی از هرکدام از سنگ‌دانه‌ها انتخاب شود. در نهایت با تکرار عملیات سعی و خطا می‌توان مقدار مناسب را بدست آورد.

توجه : برای بدست آوردن حد و سهم مطلوب هر کدام از سنگدانه‌ها، باید سهم هر سنگ دانه در درصد تجمعی عبوری از نمره الک‌های مربوطه ضرب شود. و در نهایت اعداد بدست آمده باید با اعداد مندرج در جدول مقایسه شود تا بهترین نتیجه با عملیات سعی و خطا بدست آید.

تعیین مدول نرمی : برای تعیین مدول نرمی ، باید مجموع درصدهای باقی مانده روی الک‌های شماره 37.5 – 19 – 9.5 – 4.75 – 2.38 – 1.19 – 0.6 – 0.3 – 0.15 میلی متر تقسیم بر 100 شود تا مدول نرمی بدست بیاید.

توجه : افزایش مدول نرمی، به معنای درشت بافت شدن دانه بندی مخلوط است.کاهش آن به معنی ریز بافت شدن دانه بندی مخلوط است. همچنین درشت بافت بودن دانه بندی بتن نشان دهنده کاهش سطح ویژه و ریزبافت شدن آن نشان دهنده افزایش سطح جانبی سنگدانه‌ها است.

تعیین چگالی متوسط مخلوط سنگدانه اشباع با سطح خشک بتن : مقدار کلی سنگدانه‌های موجود در بتن از رابطه وزن مخصوص (چگالی متوسط) زیر بدست می‌آید :فرمول 6- مقاوم‌سازی افزیرتعیین درصد شکستگی (تیز گوشگی) متوسط سنگدانه‌های درشت بتن برای تعیین نسبت آب به سیمان :

فرمول7- مقاوم‌سازی افزیر

ang : درصد شکستگی متوسط شن‌ها

ani : درصد شکستگی هریک از شن‌ها

Pi  : سهم هریک از شن‌ها

تعیین معادل درصد شکستگی (تیز گوشگی) متوسط سنگدانه‌های بتن برای تعیین نسبت مقدار آب آزاد اولیه بتن :

فرمول 8- مقاوم‌سازی افزیر

ane : معادل درصد شکستگی متوسط مخلوط سنگدانه‌های بتن

anG : درصد شکستگی متوسط شن‌ها

ans : درصد شکستگی تقریبی ماسه : این عدد باید به صورت نظری حدس زده شود و روشی برای تعیین آن وجود ندارد.

PG : مجموع سهم شن‌ها

PS : سهم ماسه

گام چهارم : تعیین مقدار آب آزاد بتن

آب موجود در بتن نقش به سزایی در مقاومت،کارایی و کیفیت بتن دارد. بدین منظور مقدار آب آزاد بتن را می‌توان با استفاده از مشخصاتی چون مدول نرمی سنگدانه‌ها و معادل درصد شکستگی متوسط سنگدانه‌های بتن محاسبه نمود. برای دستیابی به مقدار آب آزاد بتن می‌توان از نمودارهای زیر استفاده کرد.

نمودار مقدار آب بتن - مقاوم‌سازی افزیر

نمودار 2 مقدار آب بتن - مقاوم‌سازی افزیر

توجه : میزان آب بتن به مقدار مصرف سیمان در هر مترمکعب از بتن بستگی دارد. جداول ارائه شده مقدار آب بتن با عیار 350 کیلوگرم بر مترمکعب را ارائه می‌دهد. بدین منظور به میزان هر 10کیلوگرم افزایش سیمان، مقدار آب بتن 2 کیلوگرم افزایش می‌یابد.

توجه : افزودنی‌ها در بتن بر مقدار آب آزاد مورد نیاز بتن تاثیر می‌گذارد. برای مثال به میزان هر کیلوگرم دوده سیلیس در بتن، می‌توان 1- 0.75 کیلوگرم به آب موردنیاز بتن افزود.

توجه : در صورت وجود سرباره‌ها،مقدار آب تغییری نمی‌کند.

توجه : پزولان‌های طبیعی معمولا نیاز به آب دارند. به طوری که با افزایش 10 کیلوگرم پزولان طبیعی به عنوان جایگزین سیمان، باید 0.5 تا 1 کیلوگرم به آب بتن، اضافه شود.

توجه : به ازای هر 10 کیلوگرم خاکستر بادی با ریزی معمولی به عنوان جایگزین سیمان، می‌توان حدود 0.5 کیلوگرم از مقدار آب بتن کاست. می‌توان از کاهش آب صرف نظر نمود و حتی گاهی ممکن است لازم باشد تا آب آزاد بتن افزایش یابد. برای مثال در صورت اضافه نمودن خاکسترهای بادی با ریزی زیاد ،نیاز است تا به ازای هر 10 کیلوگرم خاکستر بادی به عنوان جایگزین سیمان، باید حدود 0.5 – 1 کیلوگرم به مقدار آب بتن اضافه شود.

 توجه : در صورت استفاده از مواد حباب‌زا در بتن،مقدار آب آزاد بتن کاهش می‌یابد. به طوریکه به ازای استفاده از هر 1 درصد مواد حباب‌زا در بتن، مقدار آب به میزان 3.5 تا 4 درصد کاهش می‌یابد.

توجه : با افزودن مواد روان‌کننده (کاهنده‌آب) و برخی کندگیر کننده‌ها می‌توان مقدار آب آزاد مورد نیاز بتن را کاهش داد. به طوری که در صورت استفاده از روان‌کننده‌های معمولی، می‌توان آب مورد نیاز بتن را به میزان 5 الی 12 درصد کاهش داد. همچنین در صورت استفاده از فوق روان کننده‌ها می‌توان مقدار آب مورد نیاز بتن را  به میزان 12 الی 35 درصد کاهش داد.

گام پنجم : تعیین مقدار سیمان بتن

مقدار سیمان مورد نیاز در بتن با استفاده از رابطه زیر بدست می‌آید :

فرمول 9- مقاوم‌سازی افزیر

C :  مقدار سیمان موردنیاز در بتن

Wf : مقدار آب آزاد بتن

W/C : نسبت آب به سیمان

توجه : در صورت مصرف دوده سیلیس و خاکستر بادی باید ضریبی به نام ضریب k  به شرح زیر منظور گردد :

فرمول 10- مقاوم‌سازی افزیر[W/C] : نسبت آب به سیمان معادل

Wf : آب آزاد

M : مقدار افزودنی معدنی پودری فعال

K : این ضریب برای بتن‌هایی با مقاومت 325 برابر است با 0.2 و برای بتن‌هایی با مقاومت 425 برابر است با 0.4

نکته : ضریبK  برای بتن‌هایی که دارای دوده سیلیس هستند برابر 2 منظور می‌شود.

نکته : ضریب K برای بتن‌هایی با نسبت آب به سیمان بزرگتر از 0.45 و رویارو با کربناته شدن،یخبندان،آب شدگی در حالت بدون مواد حباب‌زا برابر است با 1 است .

گام ششم : تعیین مقدار شن و ماسه در بتن

– جرم کل سنگدانه‌های اشباع با سطح خشک از طریق رابطه زیر بدست‌می‌آید :

فرمول 11- مقاوم‌سازی افزیر

C : جرم سیمان بر حسب Kg/m3

Wf : جرم آب آزاد بر حسب Kg/m3

D : جرم موائ جایگزین سیمان بر حسب Kg/m3

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

نکته : درصد هوای موجود ناخواسته در بتن را می‌توان از جدول زیر برداشت نمو د. (اعداد مندرج در جدول باید در 10 ضرب شود و سپس در فرمول قرار بگیرد .)

حداکثر اندازه سنگدانه

9.5

12.5 19 25 38
درصد هوای ناخواسته 3 – 1.5 2.5 – 1.25 2 – 1 1.5 – 0.75

1 – 0.5

نکته : در صورتی که قرار باشد درصد هوای مورد نظر در بتن به صورت عمدی و از طریق مواد حباب‌زا تامین شود. لازم است تا حجم هوای مورد نظر در معادله برابر با جمع حجم هوای عمدی و غیر عمدی قرار داده شود.

ρc : وزن مخصوص متوسط سنگ‌دانه‌های اشباع با سطح خشک 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

نکته : چگالی سیمان و افزودنی‌های بتن باید بنا بر آزمایشات مشخص شوند و سپس در رابطه حجم مطلق قرار بگیرند. اما اگر امکان آزمایش وجود نداشته باشد، می‌توان از جدول چگالی تقریبی زیر استفاده نمود.

نوع سیمان

محدوده چگالی فرضی نوع ماده پودری معدنی محدوده چگالی فرضی

پرتلند نوع 1 (انواع رده‌ها)

3.10   3.05

پودر پزولان طبیعی (توف)

2.60 2.50

پرتلند نوع 2 3.15   3.10

پودر سرباره کوره آهن گدازی

2.80 2.70

پرتلند نوع 3 3.10   3.05 پودر سرباره کوره فولاد سازی

3.20 2.8

پرتلند نوع 4

3.20 3.15 پودر سرباره کوره مس گدازی 4 3.80
پرتلند نوع 5

3.25 3.20

دوده سیلیسی

2.30 – 2.20

پرتلند سفید

3.05 – 3 خاکستر بادی 2.40 2.20

پرتلند پزولانی

3.10 3.05 پودر سنگ‌های آهکی 2.70 2.50

پرتلند پزولانی ویژه

3.05 – 3 پودر سنگ‌های سیلیسی

2.65 2.50

پرتلند سرباره‌ای 3.05 – 3 متاکائولن

2.4 2.2

پرتلند سرباره‌ای ضد سولفات 3 2.95 خاکستر پوسته برنج

2.4 2.2

پرتلند آهکی 3.10 3.05

نکته : در صورتی که قرار است از مجموع وزن مواد سیمانی (چسباننده) استفاده شود، لازم است میانگین وزنی چگالی ذرات سیمان و مواد پودری معدنی حساب شود و در داخل رابطه حجم مطلق قرار بگیرد .

فرمول 12- مقاوم‌سازی افزیر

 

ρB: چگالی متوسط مواد چسباننده

PP , PC : سهم هر یک از مواد چسباننده در کل مواد سیمانی (سیمان،ماده پودری سیمانی)

ρP,ρC : چگالی ذرات سیمان و مواد پودری معدنی

– بعد از تعیین جرم کل سنگدانه‌های اشباع با سطح خشک بتن، می‌توان با ضرب سهم هریک از سنگدانه‌ها در آن،مقدار سنگدانه مورد نظر را در حالت اشباع با سطح خشک بتن محاسبه نمود.

وزن یک متر مکعب بتن : در واقع جرم یک متر مکعب بتن متراکم تازه برابر است با حاصل جمع مقادیر سیمان،مواد پودری معدنی،سنگدانه‌های اشباع با سطح خشک، آب آزاد و مواد افزودنی شیمیایی می‌باشد.

فرمول 13- مقاوم‌سازی افزیر

توجه : به جای آب آزاد می‌توان از مقدار آب کل بتن استفاده نمود.در این حالت به جای جرم سنگدانه‌های اشباع با سطح خشک از سنگدانه‌هایی کاملا خشک استفاده می‌شود. از طریق فرمول زیر می‌توان وزن خشک سنگدانه‌ها را محاسبه نمود :

فرمول 14- مقاوم‌سازی افزیر

Adi : وزن سنگدانه به صثورت کاملا خشک Kg/m3

ASSDi : وزن سنگدانه بصورت اشباع با سطح خشک

aCi : ظرفیت جذب آب سنگدانه (به صورت اعشاری)

مقدار آب کل در بتن : مقدار آب کل در بتن را می‌توان با استفاده از رابطه زیر بدست آورد :

فرمول 15- مقاوم‌سازی افزیر

نتیجه گیری : بعد از پایان مراحل، طرح مخلوط اولیه تهیه می‌شود. بنابراین برای دستیابی به طرح اختلاط نهایی باید آزمایش‌ها تکرار شوند تا بتوان به طرح اختلاط مطلوب دست یافت.

 

 

 

 

 

 

 

5/5 - (1 امتیاز)
به اشتراک بگذارید:

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

Insert math as
Block
Inline
Additional settings
Formula color
Text color
#333333
Type math using LaTeX
Preview
\({}\)
Nothing to preview
Insert