مقدار شن و ماسه در بتن

مقدار شن و ماسه در بتن
53722 1395/02/26

مقدار شن و ماسه در بتن

مقدار شن و ماسه در بتن معمولی در حدود 1700 تا 1800 کیلوگرم در مترمکعب می باشد. وزن هر مترمکعب ماسه در حدود 1800 تا 2000 کیلوگرم می باشد. وزن هر مترمکعب بتن 2400 کیلوگرم می باشد.

نمونه طرح اختلاط بتن با عیار 350 کیلوگرم سیمان

ردیف

شرح مصالح

واحد

مقدار

1

شن 3/8

کیلوگرم

630

2

شن 3/4

کیلوگرم

340

3

ماسه

کیلوگرم

1150

4

سیمان

کیلوگرم

350

5

آب

کیلوگرم

128

وزن تجمعی

2400 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

راهنمای تهيه طرح مخلوط بتن و ارائه آن

تهيه كننده: کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران

1-مقدمه:

در پروژه های مختلف نياز به تهيه طرح مخلوط بتن جهت ساخت آن در كارگاه وجود دارد. تهيه طرح مخلوط بتن دارای روش های مختلفی می باشد كه در دنيا برخی از آن ها كاربرد بيشتری دارند. معمولاً برای استفاده از روش خاص طرح مخلوط بتن، اجباری در كار نيست اما ممكن است در پروژه ای خاص، مشاور و طراح پروژه توصيه اكيد برای بكارگيری روش معينی داشته باشد. به هرحال طرح مخلوط، يک عمليات فنی - محاسباتی هنرمندانه آزمايشگاهی - كارگاهی است و تجربه افراد نيز در آن موثر است. اما سعی می شود روند مشخصی بكار گرفته شود تا وحدت رويه بوجود آيد.

2-مراحل كلی:

در اكثر روش های طرح مخلوط بتن، مراحل مشتركی طی می شود و اختلاف در مراحل تهيه طرح مخلوط بتن محدود می باشد. مراحل و گام های تهيه طرح اختلاط بتن به قرار ذيل است:

الف: جمع آوری نيازها و خواسته های مربوط به بتن مورد نظر به ويژه از مشخصات فنی خصوصی پروژه

ب: جمع آوری اطلاعات و داده های مربوط به اجزاء بتن از طريق انجام آزمايش در حدی كه در طرح مخلوط كاربرد دارد.

پ: بررسی نتايج مربوط به اجزاء بتن و تصميم گيری در مورد بكارگيری آن ها در بتن مورد نظر و انطباق نتايج با مشخصات استاندارد يا مشخصات فنی خصوصی و عمومی پروژه و يا آیين نامه های موجود.

ت: تصميم گيری در مورد روش محاسبات طرح مخلوط اوليه (روش آمريكایی، روش ملی، ساير روش های اروپايی) مگر اينكه در مشخصات فنی خصوصی پروژه استفاده از روش خاصی را ملزم كرده باشد.

ث: پيگيری محاسبات طرح مخلوط اوليه بتن طبق يک روش شناخته شده طرح اختلاط با توجه به خواسته های پروژه و اطلاعات مربوط به اجزاء بتن

ج: ساخت مخلوط آزمون بر اساس نتايج طرح مخلوط اوليه بتن با مصالح مورد نظر و انجام اصلاحات رطوبتی در مورد سنگدانه مرطوب و آب مصرفی مخلوط در آزمايشگاه

چ: انجام آزمايش های بتن تازه و سخت شده بر روی مخلوط آزمون و مقايسه آن با خواسته های پروژه از بتن و مقاومت هدف

ح: حک و اصلاح طرح مخلوط اوليه بتن در جهت انطباق با خواسته های پروژه و دستيابی به طرح مخلوط نهايی در آزمايشگاه

خ: ساخت مخلوط آزمون كارگاهی با وسايل بتن سازی در كارگاه و بكارگيری دقت های معمول كارگاهی و اصلاحات رطوبتی

د: انجام آزمايش های بتن تازه و بتن سخت شده برای مخلوط آزمون كارگاهی و بررسی چشمی و كنترل قابليت پمپ كردن يا پاشيدن بتن و بررسی وضعيت بتن از نظر جداشدگی، آب انداختن و...

ذ: در صورت لزوم انجام حک و اصلاح بر روی طرح مخلوط نهايی آزمايشگاهی در جهت دستيابی به طرح مخلوط نهايی

ر: ارائه طرح مخلوط بتن

اين گام ها دقيقاً به ترتيبی كه ذكر شد انجام می گردد و تحت تاثير نوع روش بكارگيری شده قرار نمی گيرد. ترتيب اين مراحل نيز تحت هيچ شرايطی دستخوش تغيير واقع نمی شود.

مقدار شن و ماسه در بتن

3-جمع آوری نيازها و خواسته های مربوط به بتن:

خواسته های پروژه در مورد بتن معمولاً در درجه اول از مشخصات فنی عمومی و مشخصات فنی خصوصی استخراج می شود. در ادامه، روش های خاص ساخت، حمل، ریختن و تراكم بتن، خواسته هایی را در مورد كيفيت بتن به طرح مخلوط تحميل می كند كه بسيار مهم است. در صورتی كه نتوان با توجه به شرايط و محدوديت های اجرایی، خواسته ها را مشخص نمود لازم است با مذاكره با مسئولين اجرايی و يا مكاتبه با آن ها، خواسته ها و نيازمندی ها را معين و فهرست نمود.

اين خواسته ها ممكن است در مورد بتن تازه و يا سخت شده باشد و گاه محدوديت هايی را در مورد اجرای بتن يا اجزاء بتن مطرح نمايد كه در زير به آن ها پرداخته می شود.

الف: مقاومت مشخصه بتن در سن مقرر با ذكر شكل و اندازه آزمونه بتنی و يا ذكر رده بتن و آئين نامه يا مقررات مورد نظر

ب: مقاومت فشاری متوسط لازم برای طرح مخلوط بتن طبق آیين نامه يا مقررات و يا مشخصات فنی در صورتی كه انحراف معيار مقاومتی بتن كارگاه مشخص نباشد و يا ارائه نگرديده باشد.

پ: كارايی بتن كه در پای كار مورد نياز است با ذكر نوع آزمايش كارايی و همچنين كارايی بتن بلافاصله پس از اختلاط آن

ت: بافت دانه بندی و وضعيت ظاهری بتن و نمای آن از نظر درشتی و ريزی

ث: ساير ويژگی های مورد نظر درباره بتن تازه مانند جداشدگی، آب انداختن، جمع شدگی، زمان گيرش اوليه و نهايی و چگالی

ج: ساير ويژگی های مكانيكی مورد نظر درباره بتن سخت شده مانند مدول الاستيسيته، پيوستگی با ميلگرد، خزش، خستگی، مقاومت خمشی، مقاومت كششی، ضريب پواسون و...

چ: ساير ويژگی های فيزيكی و دوام در مورد بتن سخت شده مانند چگالی، مقاومت ويژه الكتريكی، جذب آب حجمی، جذب آب موئينه، عمق نفوذ آب تحت فشار، نفوذپذيری در برابر آب، نفوذپذيری در برابر هوا يا اكسيژن، عبور جريان الكتريكی از بتن يا نفوذ سريع يون كلريد بتن، ضريب انتشار يون كلريد، جذب آب سطحی اوليه بتن، مقاومت در برابر چرخه های يخبندان و آبشدگی، سايش، پوسته شدگی در برابر محلول نمک طعام و...

ح: نحوه ساخت بتن، وسيله حمل و ريختن، وسيله تراكم و ويژگی های هر يک در ارتباط با بتن مورد نياز.

خ: ذكر محدوديت های خاص در ارتباط با اجزاء بتن مانند انواع سيمان مصرفی مجاز، حداكثر اندازه سنگدانه مجاز، نوع سنگدانه مصرفی، انواع افزودنی های مجاز، عيار سيمان مجاز (حداقل و حداكثر) و يا ميزان مجاز مواد چسباننده

د: ذكر محدوديت های خاص در مورد بتن مانند حداكثر نسبت آب به مواد سيمانی در مشخصات فنی پروژه و يا با توجه به محدوديت های آئين نامه ای در شرايط مختلف

ذ: ذكر شرايط محيطی قرارگيری بتن و رويارويی با مواد زيان آور مانند سولفات موجود در آب زير زمينی و خاک

مقدار شن و ماسه در بتن

4-جمع آوری اطلاعات و داده های مربوط به اجزاء مصرفی در بتن و شرايط كارگاهی:

با توجه به نيازها و خواسته های پروژه و محدوديت های مورد نياز، لازم است اطلاعات و داده هایی در مورد مصالح مصرفی در بتن كه عمدتاً به كمک آزمايش بدست آمده است جمع آوری گردد تا در مراحل بعدی مورد استفاده قرار گيرد. اين اطلاعات علاوه بر داده هایی است كه جهت كنترل كيفيت و انطباق مصالح با مشخصات فنی يا مشخصات استاندارد بكار گرفته می شود. مسلماً مصرف مصالح مورد نظر در بتن بايد مجاز باشد. بديهی است اطلاعات مربوط به ويژگی های مصالح برای تشخيص انطباق با استاندارد و مجاز بودن مصرف آن ها بايد جمع آوری گردد كه در اينجا بدان اشاره نمی شود.

4-1-داده‌ها و اطلاعات مربوط به سنگدانه مصرفی:

اطلاعات و داده های زير در مورد سنگدانه مجاز مصرفی در بتن برای تهيه طرح مخلوط بتن كاربرد دارد. ممكن است برخی از اين ويژگی ها در روش خاصی مورد استفاده قرار گيرد و يا مورد نياز نباشد.

الف: دانه بندی سنگدانه های درشت و ريز مصرفی

ب: حداكثر اندازه اسمی سنگدانه درشت مصرفی طبق تعريف رايج

پ: شكل و درصد شكستگی تقريبی سنگدانه های مصرفی و تطويل و تورق سنگدانه های مصرفی

ت: چگالی ذرات اشباع با سطح خشک سنگدانه های درشت و ريز مصرفی

ث: ظرفيت جذب آب سنگدانه های درشت و ريز مصرفی

ج: وزن مخصوص توده ای مخلوط شن خشک متراكم با ميله

چ: وزن مخصوص توده ای غير متراكم شن و ماسه خشک (در صورت پيمانه كردن حجمی سنگدانه)

ح: درصد افزايش حجم ماسه در رطوبت های مورد نظر (در صورت پيمانه كردن حجمی سنگدانه)

خ: مدول نرمی (ريزی) سنگدانه ريز و احياناً سنگدانه درشت مصرفی

4-2-داده‌ها و اطلاعات مربوط به سيمان مصرفی:

اطلاعات و داده های زير در مورد سيمان مصرفی در بتن جهت تهيه طرح مخلوط بتن كاربرد دارد. ممكن است برخی از اين ويژگی ها در روش های خاصی كاربرد نداشته باشد.

الف: نوع سيمان مصرفی

ب: چگالی ذرات سيمان مصرفی

پ: مقاومت فشاری ملات ماسه سيمان استاندارد

ت: وزن مخصوص توده ای سيمان فله ای (در صورت پيمانه كردن حجمی سيمان)

4-3-داده‌ها و اطلاعات مربوط به افزودنی های مصرفی:

اطلاعات و داده های زير در مواد افزودنی های مصرفی بتن می توان بكار گرفته شود.

الف: نوع افزودنی مصرفی و مواد پايه آن

ب: ذكر اهداف اصلی مصرف افزودنی ها و ويژگی های عمده مواد مورد نظر

پ: چگالی ذرات افزودنی پودری يا چگالی مواد مايع

ت: درصد آب موجود در افزودنی های مايع

ث: وزن مخصوص توده ای افزودنی های پودری (در صورت پيمانه كردن حجمی)

4-4- اطلاعات مربوط به شرايط ساخت بتن در كارگاه:

در رابطه با محاسبه مقاومت هدف اطلاعات زير می تواند بكار آيد.

الف: انحراف معيار مقاومت فشاری بتن در كارگاه

ب: نحوه اندازه گيری اجزاء بتن (حجمی يا وزنی) و دقت آن

پ: وسيله ساخت و اختلاط بتن

ت: امكانات آزمايشگاهی و كنترل كيفی بتن و تعيين رطوبت سنگدانه

ث: نيروی انسانی متخصص و نظارت بر توليد

5-بررسی نتايج ويژگی های اجزاء بتن و تصميم گيری در مورد بكارگيری آن ها

اطلاعات و داده های اجزاء بتن در دو بخش جداگانه كاربرد دارد. برخی اطلاعات و نتايج آزمايش ها می تواند برای انطباق اجزاء بتن با مشخصات استاندارد يا مشخصات فنی پروژه بكار گرفته شود. برخی از نتايج آزمايش های انجام شده بر روی اجزاء بتن، بصورت مستقيم يا غير مستقيم، در طرح اختلاط بتن بكار می آيد. ويژگی های مشتركی نيز وجود دارد كه در هر دو بخش كاربرد دارند.

به هرحال پس از بررسی نتايج ويژگی های اجزاء بتن می توان تشخيص داد كه مصالح مزبور انطباق با استاندارد يا مشخصات فنی پروژه دارد يا خير؟ در صورت تاييد انطباق بايد در مورد امكان مصرف آن در بتن مورد نظر بررسی لازم بعمل آورد. ممكن است مصالحی منطبق با استاندارد يا مشخصات پروژه باشد اما نتواند نيازهای بتن مورد نظر را تامين نمايد.

مقدار شن و ماسه در بتن

6-محاسبات طرح مخلوط اوليه بتن

بسته به روش انتخابی برای طرح مخلوط بتن، گام های محاسبات طرح اختلاط نيز ممكن است تغيير كند اما گام های مشتركی در همه روش ها وجود دارد.

از آنجا كه نتيجه نهايی طرح مخلوط بتن در همه روش ها يكسان است نمی توان بكارگيری يک روش را اجباری نمود. مسلماً طرح مخلوط اوليه در روش های مختلف يكسان نيست. اما از آنجا كه مخلوط آزمون ساخته می شود و دستيابی به بتن مطلوب منجر به حک و اصلاح در طرح مخلوط اوليه می گردد، نتيجه طرح مخلوط در نهايت نزديک به هم خواهد بود. در يک روش نيز ممكن است تقدم و تاخر گام ها امكان پذير باشد. گاه با توجه به مصالح موجود می توان ترتيب برخی مراحل محاسباتی را تغيير داد.

6-1-گام های روش طرح مخلوط آمريكايی ACI

گام های اين روش در زير تشريح می شود. اين روش دارای محدوديت های خاصی است كه امكان بكارگيری آن در برخی حالات در ايران وجود ندارد.

الف: تعيين مقاومت فشاری متوسط (هدف) لازم برای طرح مخلوط بتن با توجه به حاشيه امنيت آیين نامه ای يا به كمک انحراف معيار موجود يا فرضی

ب: تعيين نسبت آب به سيمان با توجه به مقاومت فشاری هدف و نوع مصالح مصرفی در سن مقرر با توجه به نوع بتن (بتن معمولی يا حبابدار)

پ: مقايسه نسبت آب به سيمان لازم برای تامين مقاومت فشاری با حداكثر نسبت آب به سيمان لازم در جهت دستيابی به دوام مورد نظر با توجه به شرايط محيطی و جوی و رويارويی با مواد زيان آور و نوع مصالح مصرفی و محدوديت آیين نامه ای، و بكارگيری از كمترين مقدار بعنوان نسبت آب به سيمان طرح مخلوط اوليه

ت: تعيين مقدار آب آزاد طرح مخلوط اوليه بتن با توجه به كارايی لازم و حداكثر اندازه سنگدانه بتن و شكل سنگدانه ها و نوع بتن (معمولی يا حبابدار)

ث: مشخص كردن و فرض درصد هوای موجود در بتن معمولی و حبابدار با توجه به حداكثر اندازه سنگدانه و شرايط محيطی

ج: محاسبه مقدار سيمان طرح مخلوط اوليه بتن با توجه به نسبت آب به سيمان طرح اوليه و مقدار آب آزاد آن و مقايسه آن با حداقل و حداكثر سيمان مجاز و استفاده از آن در صورت عدم وجود مشكل و يا استفاده از حداقل سيمان در صورت كمتر بودن مقدار محاسباتی از حداقل سيمان مجاز و يا استفاده از مقدار سيمان نزديک به حداكثر سيمان مجاز و مصرف روان كننده يا اقدام مناسب ديگر برای كاهش سيمان

چ: محاسبه مقدار مدول ريزی (نرمی) ماسه مصرفی و اطمينان از انطباق دانه بندی سنگدانه درشت مصرفی (مخلوط شن) با يكی از دانه بندی های استاندارد شن در ASTM و تعيين سهم هر يک از شن ها برای داشتن مخلوط شن استاندارد

ح: تعيين حجم شن مخلوط متراكم با ميله با توجه به حداكثر اندازه شن و مدول نرمی ماسه و كارايی بتن و با عنايت به مورد مصرف و نحوه حمل و ريختن بتن 

خ: محاسبه مقدار شن مخلوط خشک با توجه به حجم شن مزبور و وزن مخصوص توده ای شن خشک متراكم با ميله

د: محاسبه مقدار هر شن بصورت خشک به تفكيک با توجه به سهم هر شن در مخلوط

ذ: محاسبه شن ها بصورت اشباع با سطح خشک با توجه به وزن خشک آن ها و ظرفيت جذب آب هر يک

ر: محاسبه حجم مطلق هر يک از اجزاء بتن با توجه به چگالی ذرات هر يک از آن ها

ز: محاسبه حجم مطلق ماسه با توجه به حجم ساير اجزاء و حجم هوای موجود در بتن

ژ: محاسبه وزن ماسه اشباع با سطح خشک با توجه به حجم مطلق ماسه و چگالی ذرات اشباع با سطح خشک آن

س: محاسبه وزن يک متر مكعب بتن متراكم تازه با جمع كردن اوزان اجزاء بتن (سيمان، آب آزاد، شن و ماسه اشباع با سطح خشک و افزودنی)

ش: محاسبه وزن خشک ماسه با توجه به ظرفيت جذب آب و مقدار آب موجود در آن

ص: محاسبه مقدار آب كل طرح مخلوط اوليه با جمع كردن آب آزاد و آب موجود در سنگدانه های اشباع با سطح خشک.

نکته: می توان بند ت و ث را قبل از بندهای الف، ب و پ به انجام رسانيد.

6-2-گام های روش ملی طرح مخلوط بتن:

مراحل و گام های اين روش در ذيل آورده شده است. اين روش فعلاً برای حداكثر اندازه تا 38 ميلی متر ارائه شده است و قابليت های ويژه ای را در طرح مخلوط بتن های مختلف به ويژه در ايران دارا می باشد.

الف: تعيين محدوده دانه بندی مطلوب با توجه به مورد مصرف، نحوه و حمل و ريختن و كارايی بتن و حداكثر اندازه سنگدانه مصرفی

ب: تعيين سهم حجمی هر يک از سنگدانه های مصرفی با توجه به محدوده دانه بندی مطلوب و دانه بندی هر يک از سنگدانه ها و محاسبه دانه بندی مخلوط سنگدانه بتن

پ: تعيين درصد شكستگی متوسط سنگدانه های درشت با توجه به سهم هر شن در مجموع مخلوط شن و درصد شكستگی هر كدام

ت: تعيين مقاومت فشاری متوسط (هدف) لازم برای طرح مخلوط بتن با توجه به حاشيه امنيت آیين نامه ای و يا به كمک انحراف معيار بدست آمده از رده بندی كيفی توليد بتن در كارگاه و يا انحراف معيار مقاومتی موجود كارگاه

ث: تعيين نسبت آب به سيمان با توجه به مقاومت هدف و رده مقاومتی سيمان و درصد شكستگی متوسط سنگدانه درشت در سن مقرر و با توجه به نوع بتن معمولی يا حبابدار

ج: مقايسه نسبت آب به سيمان لازم برای تامين مقاومت فشاری با حداكثر نسبت آب به سيمان لازم در جهت دستيابی به دوام مورد نظر با توجه به شرايط محيطی و جوی و رويارويی با مواد زيان آور و نوع مصالح مصرفی و محدوديت بتن ماسه‌ ای و استفاده از كمترين مقدار بعنوان نسبت آب به سيمان طرح مخلوط اوليه

چ: محاسبه مدول ريزی (نرمی) مخلوط سنگدانه بتن با توجه به دانه بندی مخلوط سنگدانه

ح: تعيين معادل درصد شكستگی متوسط سنگدانه های ريز و درشت با توجه به سهم هريک و درصد شكستگی آن ها

خ: تعيين مقدار آب آزاد لازم برای دستيابی به كارايی مورد نظر با توجه به مدول ريزی مخلوط سنگدانه و معادل درصد شكستگی متوسط آن ها و نوع بتن معمولی يا حبابدار

د: محاسبه مقدار سيمان يا مواد سيمانی با توجه به مقدار آب آزاد و نسبت آب به سيمان طرح مخلوط اوليه و مقايسه آن با حداقل و حداكثر سيمان مجاز و استفاده از مقدار محاسبه شده در صورت قرار داشتن در بين دو مقدار حداقل و حداكثر مجاز يا استفاده از حداقل مجاز سيمان در صورت قرار گرفتن مقدار سيمان در زير حداقل مجاز و يا استفاده از مقدار سيمان نزديک به حداكثر مجاز و بكارگيری روان كننده يا اقدام مناسب ديگر برای كاهش سيمان

ذ: تصحيح مقدار آب آزاد با توجه به ميزان سيمان محاسبه شده و نوع و درصد پوزولان مصرفی يا موجود در سيمان

ر: محاسبه مجدد مقدار سيمان با توجه به مقدار آب تصحيح شده و نسبت آب به سيمان و طی مراحل مقايسه ای فوق

ز: مشخص كردن مقدار درصد و حجم هوای غيرعمدی بتن معمولی و درصد و حجم هوای موجود يا لازم در بتن حبابدار

ژ: محاسبه مجموع احجام مطلق سيمان، آب و افزودنی و حجم هوای بتن

س: محاسبه حجم مطلق مخلوط سنگدانه بتن با توجه به مجموع احجام مطلق ساير اجزاء و حجم هوای بتن

ش: محاسبه حجم هر يک از سنگدانه ها با توجه به سهم هريک از آن ها

ص: محاسبه وزن اشباع با سطح خشک هريک از سنگدانه ها با توجه به حجم هريک و چگالی اشباع با سطح خشک آن ها

ض: محاسبه وزن يک متر مكعب بتن متراكم تازه با جمع كردن اوزان اجزاء بتن (سيمان، آب آزاد، شن و ماسه اشباع با سطح خشک و افزودنی)

ط: محاسبه اوزان سنگدانه های خشک با توجه به مقادير اشباع با سطح خشک و ظرفيت جذب آب هريک

ظ: محاسبه مقادير آب در سنگدانه های اشباع با سطح خشک

ع: محاسبه مقدار آب كل طرح مخلوط اوليه با توجه به جمع كردن مقادير آب آزاد و آب موجود در سنگدانه های اشباع با سطح خشک

در صورت استفاده از يک شن می توان بندهای الف، ب و پ را پس از بندهای ت، ث، ج به انجام رسانيد. همچنين می توان بندهای چ، ح، خ را قبل از بندهای ت، ث، ج انجام داد.

مقدار شن و ماسه در بتن

7-ساخت مخلوط آزمون طرح مخلوط اوليه بتن

هيچ تضمينی وجود ندارد كه طرح مخلوط بدست آمده بتواند نيازها و خواسته ها را برآورده كند. زيرا به دليل ملحوظ نكردن بسياری از عوامل، دقت كافی در تعيين مقادير نسبت آب به سيمان، مقدار آب آزاد در نتيجه سيمان و ساير اجزاء وجود ندارد. بنابراين لازم است با ساخت دقيق طرح مخلوط اوليه، بتوان از صحت آن اطمينان حاصل نمود. مخلوطی كه بدين منظور ساخته می شود را مخلوط آزمون يا آزمايشی می نامند. در اين راه، اقدامات مربوط را می توان به صورت زير برشمرد.

الف: فراهم نمودن مقدار كافی از مصالح آزمايش شده مصرفی

ب: تعيين درصد رطوبت هريک از سنگدانه ها

پ: محاسبه مقدار سنگدانه مرطوب با توجه به مقدار سنگدانه خشک طرح مخلوط اوليه و درصد رطوبت موجود در آن ها

ت: محاسبه مقدار آب مصرفی برای ساخت بتن با كسر مقدار رطوبت موجود در سنگدانه ها از مقدار آب كل طرح مخلوط اوليه

ث: مشخص كردن حجم بتن مخلوط آزمون با توجه به مقادير بتن لازم جهت انجام آزمايش های بتن تازه و سخت شده مورد نياز

ج: تعيين مقادير اجزاء بتن مخلوط آزمون با توجه به حجم بتن مخلوط آزمون و مقادير اجزاء بتن در يک متر مكعب بتن تازه متراكم

چ: ساخت مخلوط آزمون با مخلوط كن (ترجيحاً مشابه وسيله ساخت بتن در كارگاه) در آزمايشگاه طبق دستورهای استاندارد و يا روش مورد نظر

8-انجام آزمايش بر روی مخلوط آزمون و مقايسه آن با خواسته ها

عناوین مطالب مطروحه

- مقدمه

- ویژگی های بتن مطلوب در حاشیه خلیج فارس

- نیاز مبرم به تغییر کیفیت بتن آماده معمولی در حاشیه خلیج فارس

- نقش مواد افزودنی در بتن های حاشیه خلیج فارس

- نقش مواد روان کننده و آشنایی گسترده تر با آن ها در بتن های حاشیه خلیج فارس

- نقش مواد دیرگیرکننده در بتن های حاشیه خلیج فارس

- نقش مواد پودری معدنی (پوزولان ها و روباره ها) در بتن حاشیه خلیج فارس

- نقش مواد بازدارنده خوردگی در بتن های حاشیه خلیج فارس

- نقش مواد آب بندکننده و یا دافع آب در بتن های حاشیه خلیج فارس

- نقش مواد حفاظت کننده سطحی در سازه های بتنی حاشیه خلیج فارس

الف: ویژگی های بتن مسلح

- کیفیت آب: محدودیت مواد زیان آور بویژه یون کلرید

- نسبت های اختلاط: محدودیت حداکثر نسبت آب به سیمان (45/0 و 4/0)، محدودیت حداقل و حداکثر عیار سیمان (حداقل 350 طبق آبا و 325 تا 375 طبق آیین نامه پایایی)

- کارآیی: نیاز به روانی 75 تا 150 میلیمتر در غالب موارد بجز بتن ترمی یا برخی قطعات پیش ساخته

- نوع و نحوه ریختن و تراکم: بتن ریزی بدون جداشدگی و تراکم مناسب

- نحوه عمل آوری: عمل آوری مناسب و ترجیحا با رطوبت رسانی به مدت کافی

- دما در هنگام ریختن: حداکثر 30 یا 32 درجه

ب: ویژگی های عملکردی بتن مسلح (قسمت روی میلگرد)

- مقاومت فشاری 28 روزه بتن: حداقل رده C35 طبق آبا یا حداقل رده C30 تا C40 در آیین نامه پایایی

- جذب آب نیم ساعته بتن 28 روزه (BS 1881:Part 122): حداکثر 2 تا 3 درصد

- عمق نفوذ آب تحت فشار بتن 28 روزه (EN 12390: Part 8): حداکثر 10 تا 30 میلیمتر

- شاخص عبور جریان الکتریکی در بتن 28 روزه (ASTM C1202): حداکثر 2000 تا 3000 کولمب

- مقاومت ویژه الکتریکی 28 روزه: حداقل 50 تا 100 اهم متر

- ضریب جذب آب مویینه (روش Rilem): حداکثر 7/0 تا 9/0 میلیمتر بر جذر زمان برحسب ساعت

- ضریب انتشار یون کلرید در بتن: حداکثر 30 تا 150 میلیمتر مربع در سال

- جذب آب نهایی (ASTM C642): حداکثر 4 تا 6 درصد

نیاز مبرم به تغییر کیفیت بتن های آماده معمولی در حاشیه خلیج فارس. با توجه به ویژگی های بتن مطلوب نمی توان از بتن های آماده معمولی در حاشیه خلیج فارس استفاده کرد.

وضعیت فعلی و مطلوب را می توان بصورت زیر مقایسه کرد:

وضعیت فعلی بتن های آماده

- فروش بتن براساس عیار سیمان

- فروش بتن براساس مقاومت های 28 روزه استوانه ای در حد 20 و 25 مگاپاسکال (25 و 30 مکعبی)

- استفاده از سنگدانه با حداکثر اندازه اسمی 25 میلیمتر و دانه بندی متوسط تا درشت

- عدم محدویت نسبت آب به سیمان و نامشخص بودن آن

- عدم توجه به روانی مطلوب و افزودن آب در پای کار به علت کارآیی کم

- حمل در فواصل طولانی در هوای گرم بدون توجه به زمان گیرش اولیه

- عدم وجود محدودیت برای دمای بتن در هنگام ریختن

- عدم کنترل جدی میزان یون کلرید بتن

- عدم توجه به نوع سیمان مصرفی

- عدم توجه به محدودیت های عیار سیمان

- عدم بکارگیری افزودنی های فوق روان کننده، کندگیرکننده و میکروسیلیس و...

وضعیت مطلوب بتن های آماده

- فروش بتن براساس رده های مقاومتی 28 روزه استوانه ای 30 تا 40 مگاپاسکال (35 تا 45 مکعبی)

- رعایت حداکثر اندازه اسمی 20 میلیمتر و دانه بندی متوسط تا نسبتا ریز

- استفاده از شن نیمه شکسته یا شکسته و ترجیحا ماسه گردگوشه

- رعایت نسبت آب به سیمان 4/0 یا 45/0

- درنظر گرفتن روانی مطلوب با توجه به نوع قطعه و وسیله بتن ریزی

- رعایت محدودیت های عیار سیمان بویژه حداکثر عیار سیمان

- توجه به فاصله زمانی حمل و استفاده از کندگیرکننده بویژه در هوای گرم

- توجه به حداکثر دمای مجاز در هنگام ریختن بتن و مسلما ساخت بتن خنک در کارخانه

- کنترل مقدار یون کلرید موجود در بتن مسلح

- استفاده از سیمان های مناسب و مجاز برای بتن مسلح

- بکارگیری روان کننده یا فوق روان کننده

- استفاده از دوده سیلیسی و فوق روان کننده

نقش مواد افزودنی در بتن های حاشیه خلیج فارس

- برای دستیابی به بتن مطلوب و اجرای مناسب نیاز به افزودنی های مختلفی احساس می شود.

- برای تامین روانی با وجود کاهش نسبت آب به سیمان نیاز به روان کننده یا فوق روان کننده وجود دارد.

- امروزه مواد روان کننده یا فوق روان کننده معمولا به افزایش مقاومت و دوام بتن منجر می شود.

- برای اجرای بهتر و دیرگرفتن بتن نیاز به مواد کندگیرکننده وجود دارد.

- گاه برای کاهش نفوذ یون کلرید و رطوبت در بتن نیاز به مصرف پوزولان های طبیعی و مصنوعی مناسب یا سرباره ها وجود دارد.

- دوده سیلیسی می تواند به شدت از نفوذ یون کلرید و خوردگی میلگردها بکاهد.

- بکارگیری دوده سیلیسی نیازمند بکارگیری فوق روان کننده بیشتری می باشد.

- امروزه در برخی پروژه ها از مواد بازدارنده خورندگی در بتن استفاده می شود.

مقدار شن و ماسه در بتن

- نقش برخی مواد آب بندکننده و یا دافع آب در بتن در کاهش خوردگی میلگردها روشن نیست اما بنظر می رسد کاهش نفوذ رطوبت و یون کلرید در بتن در اکثر موارد مثبت باشد.

- برخی مواد هرچند افزودنی محسوب نمی شود اما کمک مهمی را به انجام می رسانند مانند موادی که برای پوشش روی میلگردها و یا پوشش سطحی بتن بکار می روند.

- افت روانی فوق روان­کننده نفتالینی متوسط می باشد و بهرحال باید مدنظر قرار گیرد.

- قیمت فوق روان­کننده نفتالینی با غلظت متعارف و بسته به میزان کندگیری یا حفظ روانی بین 950 تا 1150 تومان به ازای هر کیلو می باشد.

- با افزودن برخی مواد به فوق روان­کننده نفتالینی می توان بر زمان گیرش و حفظ روانی آن تاثیر گذاشت.

- فرم آلدئید ملامین سولفوناته فشرده از جمله فوق روان کننده های نسبتا قدیمی هستند که معمولا به نام ملامینی شناخته می شود.

- فرم آلدئید ملامین سولفوناته فشرده پودری دارای رنگ سفید و مایع آن بیرنگ متمایل به شکری است.

- فرم آلدئید ملامین سولفوناته فشرده ذاتا از زودگیری برخوردار است و افت اسلامپ آن زیاد می باشد.

- غلظت مواد پودری ملامینی بین 20 تا 35 درصد وزنی مایع آن می باشد و چگالی آن بین08/1 تا 12/1 می باشد.

- با افزودن مواد کندگیرکننده و برخی افزونه های دیگر می توان زمان گیرش را زیادتر و افت اسلامپ آن را کمتر نمود.

- در مواردی که فاصله زمانی ساخت با حمل بتن زیاد است بهتر است این مواد را مصرف ننمود.

- حداقل درصد کاهش آب این مواد به ازای حداقل میزان مصرف پیشنهادی نباید کمتر از 12درصد باشد.

- حداکثر درصد کاهش آب مواد ملامینی ممکن است به بیش از 25 درصد بالغ شود.

- مواد پودری ملامینی در ایران ساخته می شود و بدین دلیل قیمت واحد آن عملا در حد روان کننده های معمولی است.

- قیمت مواد ملامینی مایع ایرانی بسته به غلظت آن بین 650 تا 800 تومان به ازای هر کیلو می باشد. قیمت نوع خارجی آن در حدود 30 تا 50 درصد بالاتر است.

- میزان مصرف مواد ملامینی مایع بسته به غلظت آن بین 5/0 تا 5/3 درصد می باشد.

- پلی­کربوکسیلات­ها یا مواد پلی کربوکسیلیک اتری از جمله فوق روان کننده های جدیدتر می باشند.

- مواد پلی­کربوکسیلاتی بصورت مایع و به رنگهای طوسی یا زرد کدر به بازار عرضه می شود.

- مواد پلی­کربوکسیلاتی معمولا بصورت خنثی می باشند و می توان آنرا زودگیر یا کندگیرتر نمود.

- مواد پلی­کربوکسیلاتی معمولا از افت اسلامپ متوسطی برخوردار است که می توان مدت حفظ اسلامپ را افزایش داد.

- حداقل درصد کاهش آب این مواد به ازای حداقل میزان مصرف پیشنهادی نباید کمتر از 12 درصد باشد.

- حداکثر درصد کاهش آب این مواد به ازای حداکثر میزان مصرف پیشنهادی به حدود 35 درصد می رسد.

- میزان مصرف این مواد بین 3/0 تا 5/1 درصد پیشنهاد می شود.

- قیمت پلی کربوکسیلات ها بسته به نوع و غلظت آن بین 2500 تا 3200 تومان به ازای هرکیلو می باشد.

- چگالی پلی کربوکسیلات ها بین 05/1 تا 1/1 کیلوگرم بر لیتر می باشد.

- آکریلات ها از جمله فوق روان کننده های جدید هستند که کمتر در ایران مصرف می شود.

- آکریلات ها بصورت مایع شیری رنگ هستند.

نقش مواد دیرگیرکننده (Retarders) در بتن های حاشیه خلیج فارس

- دوده سیلیسی در سه کارخانه در ایران تولید می شود اما خاکستر بادی مصرفی از خارج وارد می گردد و بیشترین مصرف آنها در حاشیه خلیج فارس می باشد.

- دوده سیلیسی عمدتا مربوط به غبار کارخانه های فروآلیاژ یا فروسیلیس است که ذرات بسیار ریز تقریبا کروی شکل دارد و از نوع سیلیس آمورف (غیر بلوری) است.

- درصورت پودر کردن سنگ های سیلیسی بصورت خیلی ریز و میکرونیزه، میکروسیلیس حاصل نمی شود و فروش این مواد بعنوان میکروسیلیس یک نوع کلاهبرداری رایج تلقی می شود.

- ذرات میکروسیلیس معمولا در محدوده 05/0 تا 2/0 میکرون می باشد و سطح ویژه آن بین 13 تا 30 مترمربع در هر گرم می باشد (ریزی سیمان 3/0 مترمربع در هر گرم).

- واکنش دوده سیلیسی با آهک خمیر سیمان سریع تر از سایر پوزولان های طبیعی و مصنوعی است. بنابراین دیرگیری در بتن حاوی دوده سیلیسی عملا دیده نمی شود.

- بتن حاوی دوده سیلیسی چسبنده تر، چسبناک تر  و آب انداختن و جداشدگی کمتر می گردد.

- امکان ترک خوردگی ناشی از تبخیر در بتن میکروسیلیس دار بیشتر می شود و نیاز به حفاظت رطوبتی بیشتری دارد.

- مقاومت های کوتاه مدت و میان مدت بتن میکروسیلیس دار بیشتر می شود اما تاثیر آن در دراز مدت روشن نیست.

- نفوذپذیری بتن میکروسیلیس دار کمتر می شود و مقاومت الکتریکی ویژه بتن بیشتر می گردد و یون کلرید کمتر نفوذ می کند.

- دوام بتن میکروسیلیس دار در برابر برخی سولفات ها محل تامل و اختلاف است.

- وجود میکروسیلیس، مصرف آب بتن را بشدت بالا می برد.

- امکان بکارگیری میکروسیلیس بدون فوق روان کننده امکان پذیر نیست.

- مصرف میکروسیلیس پودری در اختلاط بتن در بسیاری از موارد نتیجه مثبتی را ببار نمی آورد.

- بهتر است دوغاب یا ژل میکروسیلیس را در ساخت بتن بکار برد.

- بکارگیری 6 تا 8 درصد دوده سیلیسی (جایگزین سیمان) در بتن توصیه می شود.

- مصرف کمتر از 5 درصد دوده سیلیسی نتیجه مثبتی ببار نمی آورد و مصرف بیش از 10درصد از نظر فنی و اقتصادی توصیه نمی گردد.

- میکروسیلیس برای جلوگیری یا کنترل انبساط ناشی از واکنش قلیایی با سنگدانه های واکنش زا مفید است.

- میکروسیلیسی که بخوبی در بتن پخش نشده و بصورت کلوخه در آید می تواند در اثر واکنش با قلیایی­ها انبساط مخرب بوجود آورد.

- میکروسیلیس کار پمپاژ را مشکل می کند و موجب سایش وسائل و تجهیزات می گردد.

- سطح ویژه خاکستر بادی معمولی بین 4/0 تا 7/0 مترمربع در هر گرم است که در انواع ریز ممکنست به شدت افزایش یابد.

- در سایر کشورهایی که نیروگاه زغال سنگی دارند، خاکستر بادی قابل توجهی حاصل می گردد و در ساخت سیمان آمیخته و یا بصورت افزودنی بکار می رود.

- مصرف خاکستر بادی موجب دیرگیری بتن، کاهش مقاومت اولیه، کاهش سرعت گرمازایی، کاهش نفوذپذیری و افزایش دوام در محیط های سولفاتی و حاوی کلرید می گردد و انبساط مخرب مربوط به واکنش سنگدانه و قلیایی ها را کنترل می کند و مقاومت دراز مدت را بالا می برد.

- مصرف 15 تا 25 درصد خاکستر بادی جایگزین سیمان در بتن در حاشیه خلیج فارس توصیه می شود اما مصرف بیشتر از 30 درصد نمی تواند کمکی به بالا بردن هرچه بیشتر کیفیت بتن نماید.

- مصرف خاکستر بادی ممکن است به کاهش آب مصرفی بتن نیز منجر گردد.

- پمپ کردن بتن حاوی خاکستر بادی بخوبی انجام می شود و سایش وسائل و تجهیزات مشاهده نشده است.

- قیمت هر کیلو خاکستر بادی معمولی در مبدا 30 تا 60 تومان و در حاشیه خلیج فارس 80 تا 120 تومان می باشد. خاکستر بادی خیلی ریز کیلویی 100 تا 120 تومان در مبدا و در جنوب ایران 200 تا 250 تومان تمام می شود.

روباره ها (سرباره ها)

- سرباره های اغلب کوره های ذوب فلزات می تواند به عنوان ماده سیمانی جایگزین سیمان بکار رود. معمول ترین سرباره مصرفی، سرباره کوره بلند ذوب آهن است که در ایران نیز تولید می شود.

- در ایران از سرباره برای ساخت سیمان آمیخته سرباره ای استفاده می شود و کمتر به عنوان افزودنی بکار می رود.

- روباره ها به عنوان ماده سیمانی در محیط قلیایی (آهک دار) مانند سیمان با آب ترکیب می شود و ماده پرکننده و چسباننده ایجاد می کند ولی آهک را مصرف نمی کند.

- روباره ها بر خلاف پوزولان ها، PH و قلیائیت محیط را پایین نمی آورد. به هر حال سرباره باید آمورف باشد و زود سرد شود.

مقدار شن و ماسه در بتن

تعریف 

روان‌کننده‌های (کاهنده‌های آب) موادی هستند که می‌توانند مقدار آب لازم مخلوط بتن را برای رسیدن به یک کارایی معین در مقایسه با بتن شاهد کاهش دهند. همچنین قادر هستند مقدار کارایی مخلوط را بدون نیاز به تغییر در نسبت آب به سیمان افزایش دهند. این افزودنی‌ها، کیفیت بتن را برای رسیدن به یک مقاومت مشخصه و با مقدار سیمان کمتری بهبود می‌بخشند. همچنین این مواد، خواص بتن‌های دارای سنگدانه‌های با کیفیت پایین‌تر را بهبود می‌بخشند و بتن‌ریزی در شرایط سخت را سهل‌تر می‌کنند.