تماس برای مشاوره؟

متخصصین و کارشناسان کلینیک بتن ایران آماده پاسخگویی به سوالات شما می باشند.

مشاوره فنی: 09120916272-09128889641

مشاور اجرایی پروژه تعمیراتی: 09128889641

پشتیبانی فنی فروش: 09120916272

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

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.

جدول 1- مقاومت هدف طرح مخلوط رده های مختلف مقاومتی بتن طبق آبا

رده بتن

C12

C16

C20

C25

C30

C35

C40

C45

مقاومت فشاری متوسط لازم برای طرح

18

5/23

5/28

5/34

5/40

5/45

51

56

 

 

بتن مصرفی برای پمپاژ در نظر گرفته شده است و اسلامپ 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

الک

25

19

5/9

75/4

38/2

2/1

6/0

3/0

15/0

شن مخلوط

100

70

20

0

 

 

 

 

 

ماسه

100

100

100

90

60

40

20

15

5

مخلوط سنگدانه (50% شن + 50% ماسه)

100

85

60

45

30

20

10

5/7

5/2

دانه بندی 5/0n=

100

85

59

40

27

17

11

6

2

دانه بندی 4/0n=

100

88

64

46

32

22

14

8

3

 

جدول 3- اطلاعات مربوط به سنگدانه مصرفی

نوع مصالح

چگالی SSD

ظرفیت جذب آب (درصد)

درصد شکستگی

مدول ریزی

حداکثر اندازه اسمی

شن

60/2

5/1

100

10/7

25

ماسه

55/2

5/2

0

70/3

75/4

 

در طرح های اختلاط بتن ها از مواد روان کننده 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

C12

C16

C20

C25

C30

C35

مقاومت هدف طرح

18

5/23

5/28

5/34

5/40

5/45

نسبت آب به سیمان

7/0

62/0

56/0

48/0

42/0

36/0

آب آزاد

178

178

178

180

189

198

سیمان مصرفی

254

285

318

372

456

552

شن SSD

949

936

922

896

849

797

ماسه SSD

930

918

904

879

833

781

وزن مخصوص بتن تازه متراکم

2311

2316

2322

2327

2327

2329

 

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

 

جدول 5- نتایج طرح های اختلاط اولیه بتن رده های مقاومتی مختلف برای رده سیمان 425-1

رده مقاومتی بتن

C12

C16

C20

C25

C30

C35

C40

مقاومت هدف طرح

18

5/23

5/28

5/34

5/40

5/45

51

نسبت آب به سیمان

72/0

67/0

62/0

55/0

49/0

44/0

39/0

آب آزاد

178

178

178

178

179

185

193

سیمان مصرفی

246

267

289

321

364

419

502

شن SSD

952

943

934

921

901

870

824

ماسه SSD

934

925

916

903

883

853

808

وزن مخصوص بتن تازه متراکم

2309

2313

2317

2322

2327

2327

2328

 

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

 

جدول 6- نتایج طرح های اختلاط اولیه بتن رده های مقاومتی مختلف برای رده سیمان 525-1

رده مقاومتی بتن

C12

C16

C20

C25

C30

C35

C40

C45

مقاومت هدف طرح

18

5/23

5/28

5/34

5/40

5/45

51

56

نسبت آب به سیمان

74/0

70/0

66/0

62/0

57/0

52/0

47/0

42/0

آب آزاد

178

178

178

178

178

178

182

182

سیمان مصرفی

242

254

268

288

314

341

387

448

شن SSD

954

948

943

934

923

912

888

854

ماسه SSD

935

930

925

916

906

895

871

837

وزن مخصوص بتن تازه متراکم

2309

2311

2313

2317

2321

2325

2327

2327

 

 

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.

 

جدول 7- درصد­کاهش عیار­سیمان­مصرفی بتن­رده­های­مختلف مقاومتی برای سیمان­های 425-1 و 525-1 در­مقایسه­با سیمان 325-1

رده مقاومتی بتن

C12

C16

C20

C25

C30

C35

C40

C45

درصد کاهش برای سیمان 425-1

1/3

3/6

1/9

7/13

1/20

1/24

بیشتر از 30

بیشتر از 35

درصد کاهش برای سیمان 525-1

7/4

9/10

7/15

6/22

1/31

2/38

بیشتر از 45

بیشتر از 50

 

 

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 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.

 

جدول 8- رده های مقاومتی و عیار سیمان در مخلوط های تجویزی

رده مقاومتی بتن

C12

C16

C20

C25

C30

C35

عیار سیمان

200

250

300

350

400

450

اسلامپ (cm)

5-5/2

5-5/2

5-5/2

10-5

10-5

10-5

 

 

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.

 

تاریخ: 1399/06/12      بازدید:127

تماس با ما