بتن ریزی دیوار حائل ( حایل ) – کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ، مشاور و ارائه دهنده خدمات فنی و مهندسی بتن
بتن ریزی دیوار حائل ( حایل )
کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ، مشاور و ارائه دهنده خدمات فنی و مهندسی بتن
امروزه در صنعت ساخت اگر ازبتن به عنوان گستردهترين مصالح ساختماني نام برده شود، گزافهگويي نشده است. مصرف اين ماده ساختماني در اكثر ساختمانهاي كشورمان مشاهده ميشود. اما برخلاف فولاد كه كنترل كيفيت آن دركارخانه توليد كننده به طور مستمر انجام ميگردد، كنترل كيفيت بتن در كارگاهها به طور مستقل صورت ميپذيرد. بنابراين كيفيت بتن تابع سطح كنترل در كارگاهها ميباشد. اين امر باعث شده است كه در بسياري از كارگاهها به دليل عدم اطلاعات كافي كيفيت بتن در حد انتظار نباشد.
كيفيت بتن بخصوص در كشور ما از اهميت بيشتري برخوردار است زيرا متأسفانه كشور ما داراي اقليمهاي متفاوت و همچنين زلزلهخيز ميباشد. هر چند كنترل كيفيت بتن و اهميت دادن به ساخت مطلوب بتن، هزينه ساخت را افزايش ميدهد، امامسلماً از خسارتهاي هنگفت احتمالي و كاهش عمر مفيد سازهها جلوگيري ميشود. اين مهم بخصوص در هنگام وقوع زلزله بسيار حائز اهميت است.
اين دستورالعمل با نگرش بهبود وضعيت ساخت بتن در كارگاههاي كوچك تأليف و تدوين شده است. بر همين اساس بدون كاستن از بار علمي مطالب، براي كارگاههايي كه داراي امكانات محدود ميباشند، مفيد است. هر چند اكثر اصول اشاره شده براي كارگاههاي بزرگ نيز قابل استفاده ميباشد. از طرف ديگر به دليل روش نگارش با زبان ساده، اين دستورالعمل براي تكنسينها و تمام دست اندركاران ساخت مفيد ميباشد.
اميد است با اهميت دادن به نكات و مسايل اجرايي ارائه شده در آييننامهها و كتاب حاضر شاهد بهبود كيفيت اجراي بتن در كشور باشيم.
انبار كردن مصالح در كارگاه
روش انبار كردن مصالح، در بهبود كيفيت عملكرد سازه بتن مسلح تأثير بسزايي ميگذارد. حتي اگر تمام مراحل اجرا در حد مطلوب انجام گيرد، در صورت انبار كردن مصالح، در شرايط نامناسب، مقاومت و دوام بتن مورد نظر حاصل نميگردد. در اين بخش، نحوه صحيح انبار كردن مصالح براي ساخت بتن ارائه شده است.
انبار كردن سيمان
معمولاً سيمان به دو صورت فلهاي و پاكتي از طرف كارخانه سازنده به كارگاه تحويل داده ميشود.
سيمان فلهاي : در اين حالت، سيمان بدون بستهبندي توسط كاميونهاي مخصوص حمل سيمان كه به بونكر موسوم است از كارخانه سيمان به كارگاه منتقل ميگردد. براي تخليه سيمان از بونكر، از يك پمپ باد كه بر روي بونكر نصب است، استفاده ميشود. پس از توقف بونكر در نزديك سيلو، لوله مخصوص تخليه به لوله بارگيري سيلو متصل ميگردد و سپس سيمان با فشار از طريق لوله بالاي سيلو به درون آن ميريزد. سيلو، مخزن فلزي است كه مقطع آن دايره است و قسمت پايين مخزن به شكل مخروط است. شكل 1، نحوه انتقال سيمان فله را نشان ميدهد.
تخلیه سیمان به داخل سیلو
براي انبار كردن سيمان فلهاي موارد زير توصيه ميشوند :
1- سطح داخلي سيلو بايد كاملاً صاف باشد تا تخليه ذرات سيمان به راحتي انجام گردد. شيب قسمت مخروطي سيلو بايد حداقل 50 درجه باشد. به مرور زمان ذرات سيمان به ديواره اطراف سيلو ميچسبد كه بهتر
2- سيمان فله را بايد در سيلوهاي فلزي استاندارد انبار كرد. لازم است از انبار كردن سيمان فلهاي در انبارهاي غير استاندارد و ساخته شده با مصالح بنايي خودداري نمود.
3-انتهاي قيف بايد حدود 5/1 متر از زمين فاصله داشته باشد و قطر آن حدود 20 سانتيمتر باشد.
4- ارتفاع كل سيلو از سطح زمين بايد به 15 متر محدود شود تا بتوان با وسايل موجود آن را پر نمود و فشار وارده بر سيمانهاي زيرين افزايش نيابد.
5- در بالاي سيلو بايد يك هواكش كلاهك دار تعبيه شود تا هواي سيلو در هنگام بارگيري تخليه گردد.
6- حداقل ضخامت ورق فولادي سيلو در پايين 5 ميليمتر بوده و ميتوان بتدريج آن را در بالا به 3 ميليمتر كاهش داد.
7- براي كنترل ارتفاع سيمان و هواكش، سيلو بايد داراي نردبان فلزي باشد.
8- توصيه ميشود سيستم هوادهي براي ايجاد تلاطم در توده تحتاني سيمان جهت جلوگيري از كلوخه شدن زود هنگام آن به كار گرفته شود.
9- سيمانهاي مختلف و حتي سيمانهايي كه از يك نوع هستند و از دو كارخانه مختلف تهيه شدهاند، نبايد در يك سيلو نگهداري شوند و براي هر نوع سيمان بايد سيلوي مجزا درنظر گرفته شود.
10- توصيه ميشود از انباشتن سيمانهاي داغ در سيلو خودداري شود، زيرا باعث كاهش كيفيت آن ميگردد.
11- در كارگاههايي كه امكان استفاده از سيلوهاي فلزي وجود ندارد، در صورت رعايت كليه موارد فني و اجرايي ميتوان از سيلوهاي ديگر استفاده نمود. در اين گونه موارد توجه به نكات زير الزامي است :
· ارتفاع كف سيلو بايد از تراز زمينهاي مجاور خود بيشتر باشد، تا آب به داخل سيلو وارد نشود.
· كليه سطوح داخلي سيلو بايد در مقابل نفوذ رطوبت عايق گردد.
· سيلو بايد به گونهاي ساخته شود كه امكان باقي مانده سيمان در گوشه و يا زواياي آن وجود نداشته باشد.
· دريچههاي ورودي و خروجي سيمان بايد به گونهاي طراحي شوند، كه هنگام برداشت سيمان، هميشه ابتدا سيمانهاي قديميتر خارج گردند.
· در قسمت فوقاني سيلو بايد يك دريچه كوچك محافظت شده براي خروج رطوبت و عدم تعريق تعبيه گردد.
سيمان پاكتي (كيسهاي) : سيمان پاكتي همان طور كه از نامش پيداست، توسط كارخانه در پاكت با وزن معين بستهبندي و عرضه ميشود. سيمان پرتلند نبايد در تماس با رطوبت انبار گردد، بلكه بايد به صورت خشك نگهداري شود تا از خرابي آن جلوگيري به عمل آيد. سيمان پرتلند به رطوبت حساس است، اما اگر به صورت خشك نگهداري شود، برا ي مدت طولانيتر كيفيت خود را حفظ ميكند. زمان گيرش سيمان پرتلند كه در تماس با رطوبت انبار شود، نسبت به سيماني كه خشك نگهداري شود، طولانيتر بوده و مقاومت كمتري رانشان ميدهد.
در هنگام استفاده از سيمانهاي پاكتي موارد زير بايد رعايت شود :
1-در صورت امكان، پاكتها بايد در انبار سرپوشيده و يا زير سايبان نگهداري شوند و در صورت خشك نبودن كف سايبان، بايد پاكتها را بر روي تخته چوبي قرار داد. در كارگاههاي كوچك كه ساخت انبار يا سايبان مقدور نيست، پاكتها را بايد هميشه بر روي سكوهاي چوبي قرار دادو روكشهاي ضد آب بايد تا روي لبه سكوها ادامه يابند تا از نفوذ باران به سيمان و سكو جلوگيري شود. در شكل 3، نحوه صحيح نگهداري پاكتهاي سيمان نشان داده شده است.
2- كف انبار بايد بين 80 تا 120 سانتيمتر از سطح زمين بالاتر باشد تا از ورود آب، نشت برف انبار شده در پشت ديوارها و حركت نم رو به بالا، حتيالامكان محفاظت گردد، همچنين تخليه آن از تريلي حامل پاكت سيمان سادهتر است.
3- سقف و ديوارها بايد حتيالامكان آببندي و نمبندي باشد. كف انبار بايد با بلوكاژ يا عايق مناسب نمبندي گردد.
4- انبار داراي حداقل تعداد درب و پنجره باشد و ارتفاع انبار حتيالامكان كم و به 40/2 متر محدود شود.
5- پاكتهاي سيمان بايد با فاصله از ديوار چيده شوند تا رطوبت ديوار را جذب نكنند. فاصله حدود 20 سانتيمتر مناسب است.
6- فاصله بين پاكتها بستگي به رطوبت هوا دارد. اگر سيمان در نواحي خشك انبار ميشود ميتوان بين پاكتها چند سانتيمتر فاصله گذاشت تا جريان هوا بين پاكتها باعث خشك شدن شود. در مناطق مرطوب، بايد پاكتها را بهم چسباند تا رطوبت كمتري به آنها برسد.
7- ارتفاع و تعداد پاكتهايي كه رويهم چيده ميشود، عملاً تابع شرايط محيطي، نوع سيمان و مدت انبار كردن ميباشد. فشار وارده به پاكتهاي سيمان يكي از عواملي است كه در كلوخه شدن سيمان موثر است. توصيه ميشود كه در مناطق خشك، حداكثر 12 پاكت رويهم چيده شود و در مناطق مرطوب تعداد پاكتهاي رويهم حداكثر به 8 رديف محدود گردد.
شرايط سيمان قبل از مصرف : سيماني كه به مدت طولاني انبار شود ممكن است به صورت كلوخههاي فشرده درآيد. اين گونه كلوخههاي سيمان را ميتوان با غلتاندن پاكتها روي كف خرد كرد. به هر حال سيمان بايد در زمان مصرف به صورت پودر فاقد كلوخه باشد. در صورتي كه كلوخهها به سهولت خرد نشوند، بايد سيمان را قبل از مصرف مورد آزمايشهاي استاندارد قرار داد. قابل ذكر است، خرد كردن كلوخهها باعث رفع فساد سيمان نميگردد و تنها موجب بهبود نسبي كيفيت بتن ساخته شده ميشود. به هر صورت، هر گاه كيفيت سيمان مشكوك باشد بايد نسبت به آزمايش مقاومت فشاري ملات ماسه سيمان استاندارد يا آزمايش افت وزني ناشي از سرخ شدن مبادرت نمود. به طور كلي انبار كردن سيمان به مدت طولاني در كاهش مقاومت و دوام بتن نقش بسزايي دارد.
كنترل سنگدانهها قبل از انبار كردن
بدليل اينكه احتمال دارد كيفيت سنگدانههاي خريداري شده در مدت زمان اجراي يك پروژه تغييراتي داشته باشد، بايد قبل از انبار كردن سنگدانه به نكات زير توجه شود:
1- مواد ريزدانه در بسياري از معادن شن و ماسه مشاهده ميشود. آلودگي سنگدانهها به اين عناصر سبب كاهش كارايي، افزايش جمع شدگي و كاهش مقاومت بتن ميگردد. در بعضي از موارد كه مقدار رس زياد است، امكان تخريب بتن وجود دارد، زيرا براثر تر و خشك شدن بتن، رس دچار تورم و جمعشدگي ميشود. چنانچه رس و شيل به سنگدانهها چسبيده باشد، خطر بيشتري براي بتن دارند، زيرا از چسبندگي سنگدانهها به خمير سيمان جلوگيري ميكند.
اگر مصالح سنگي از نوع شكسته باشد، مقداري پودر سنگ در مصالح وجود خواهندداشت كه در صورت كم بودن مقدار آن، چندان مشكل ساز نخواهد بود. حداكثر وزن مجاز مواد ريزدانه در ماسه 3 درصد براي بتن تحت سايش و 5 درصد براي ساير بتنهاست. در مورد ماسه شكسته اگر سنگدانه فقط حاوي پودر سنگ است ميتوان مقادير مجاز را به ترتيب براي بتن تحت سايش و ساير بتنها، 5 و 7 درصد در نظر گرفت. براي تعين مقدار مواد ريزدانه ميتوان از دو روش آزمايشگاهي و كارگاهي استفاده نمود.
تعيين مقدار مواد ريزدانه
الف- روش آزمايشگاهي : در روش آزمايشگاهي كه به ذرات ريز الك نمره 200 (75 ميكرومتر) موسوم است، سنگدانه بر روي الك نمر ه 200 شستشوي ميشود و مقدار ذرات عبور كرده از الك اندازهگيري ميشود، اين ذرات كه از الك عبور كردهاند نشان دهنده مقدار مواد ريزدانه است ، بنابراين :
كه در آن :
A = درصد مواد عبور كرده از الك نمره 200
B = وزن اوليه نمونه خشك شده به گرم
C = وزن خشك نمونه، پس از شستشو به گرم
ب- روش كارگاهي : اين روش كاملاً تقريبي است، اما آن را ميتوان به آساني دركارگاه انجام داد. براي انجام دادن آزمايش، ابتدا محلول آب نمك 1 درصد (2 قاشق چايخوري نمك در يك ليتر آب) به مقدار 50 ميلي ليتر در ظرف استوانهاي شيشهاي به ظرفيت 250 ميلي ليتر ريخته ميشود. بتدريج مقداري ماسه در داخل ظرف ريخته شود تا حجم ماسه به 100 ميلي ليتر برسد. سپس مقدار بيشتري از محلول نمك به داخل ظرف ريخته شود تا حجم كل مواد به 150 ميلي ليتر برسد. ظرف رابايد تكان داد تا ذرات رس چسبيده به سنگدانهها جدا شوند. سپس ظرف را بر روي يك سطح صاف قرار داده و به طور ملايم، بر روي سطح ضربه زده شود تا سطح تراز گردد. بعد از مدت 3 ساعت ، ارتفاع مواد ريزدانه بر روي سطح ماسه اندازهگيري ميشود و مقدار مواد ريزدانه بر حسب درصد ارتفاع مواد ريزدانه بر روي سطح ماسه به ارتفاع كل ماسه محاسبه ميگردد. اگر مقدار مواد ريزدانه كمتر از 10 درصد حجمي باشد، استفاده از آن بلامانع است ، اما در غير اين صورت بايد آزمايش به روش آزمايشگاهي انجام شود. بايد توجه كرد كه روش كارگاهي، مقدار مواد ريزدانه را بر حسب حجم تعيين ميكند و تبديل آن به وزن مشكل است. اما به عنوان راهنماي كلي و تقريبي، براي تبديل حجم به مقدار وزني ، بايد نسبت حجمي را در مورد ماسه گردگوشه به چهار و در مورد ماسه شكسته، به دو تقسيم نمود. شكل 6 ، آزمايش تعيين مواد ريزدانه كارگاهي را نشان ميدهد.
2- آلودگي سنگدانهها به كلريد سبب خوردگي ميلگرد و آلودگي به سولفات سبب ترك خوردگي و انبساط بتن ميگردد. بنابراين بايد قبل از مصرف سنگدانهها، آزمايشهاي مربوط بر روي آنها انجام شود و با مقادير مجاز ذكر شده در آيين نامه بتن ايران (آبا) مقايسه گردند.
3- بعضي از انواع سنگدانهها با قليايي موجود در سيمان واكنش شيميايي انجام مي دهند و درنتيجه بتن، منبسط شده و تخريب ميگردد. تشخيص فعال بودن سنگدانهها فقط با تعيين نوع سنگدانه و يا با مشاهده ظاهري سنگدانه امكان پذير نيست، بلكه بايد آزمايشهايي بر روي سنگدانهها انجام گردد. در صورت عدم وسايل انجام دادن آزمايش، بهترين روش استفاده از سنگدانههايي است كه قبلاُ مورد استفاده ويا آزمايش قرار گرفتهاند. اين روش نتايج نشان ميدهد كه سنگدانههاي معدن مذكور واكنش زا نيست، اما به هر حال بايد از سيمان با قليائي كم استفاده نمود.
انبار كردن سنگدانهها
از آنجاكه سه چهارم حجم بتن را مصالح سنگي تشكيل ميدهد، روش انبار كردن و نگهداري مصالح سنگي اهميت زيادي دارد، يكي از مشكلاتي كه در هنگام انباشتن سنگدانهها در كارگاه مشاهده ميشود، جدا شدن ذرات دانه هاي سنگي است. مصالح سنگي دانهبندي شده ممكن است در هنگام عمليات انباشتن دچار عارضه جداشدگي دانهها شوند. براي كنترل جداشدگي ذرات مصالح سنگي و به طور كلي انبار كردن صحيح سنگدانهها موارد زير بايد رعايت گردد، همچنين شكل 4 ، روشهاي صحيح و نادرست انبار كردن را نشان ميدهد.
در هنگام انبار كردن سنگدانهها موارد زير بايد رعايت گردد :
1- براي اجتناب از جدا شدن ذرات نبايد انباشته سنگدانهها داراي ارتفاع زياد باشد، زيرا دانههاي بزرگتر جدا شده و به پايين انتقال مييابند. بهترين روش براي انباشتن سنگدانه استفاده از كاميون است، به نحوي كه تخليه مصالح در كنار يكديگر انجام پذيرد، تا بدين وسيله، انباشتههاي كوچك در مجاور هم ايجاد گردد. روش ديگر انباشتن سنگدانه، استفاده از كلامشل (چنگك) است كه سنگدانهها را در طبقات با لايههاي مختلف انبار ميكند.
2- عبور كاميون از بالاي انباشته و تخليه سنگدانهها در انتهاي آن مجاز نيست، زيرا سبب جدا شدن دانهها ميگردد. بهتر است لودر از كنار انباشته سنگدانهها و از قسمت بالا به پايين، سنگدانهها را برداشت نمايد و تمام لايههاي افقي به طور همزمان مورد استفاده قرار گيرند. به طور كلي كاميونها و لودرها نبايد بر روي انباشته رفت و آمد نمايند، زيرا نه تنها باعث شكستن سنگدانهها ميشوند، بلكه مواد مضر و آلوده را نيز به آن منتقل ميكنند.
3- سنگدانهها بايد روي سطح زمين سخت و خشك انبار شوند. اگر چنين مكاني در كارگاه وجود ندارد، بهتر است كه سنگدانهها را بر روي سكوي بتني به ضخامت 10 سانتيمتر ريخت.
4- بهترين روش براي اجتناب از تغييرات دانهبندي و جدا شدن دانهها، انبار كردن سنگدانهها در اندازههاي مختلف به طور جداگانه ميباشد. براي آنكه از مخلوط شدن اندازههاي متفاوت سنگدانهها جلوگيري شود، بهتراست در بين آنها ديوار جدا كننده ساخت. شكل 5 ، نحوه صحيح نگهداري سنگدانهها با دانهبندي مختلف را نشان ميدهد.
5- در كارگاهها بايد از انباشتن سنگدانهها به طور مستمر نمونهبرداري شود و آزمايش دانهبندي انجام پذيرد تا از انطباق آنها با دانهبندي مورد نظر اطمينان حاصل گردد. در صورتي كه دانهبندي سنگدانهها با دانهبندي مورد نظر منطبق نباشد بايد نسبت به اصلاح آن اقدام شود.
6- تغيير در مقدار رطوبت سنگدانهها سبب تغيير مقدار كارايي در پيمانههاي مختلف بتن ميگردد. مقدار رطوبت سنگدانهها بايد به طور مستمر مورد آزمايش و اندازهگيري قرار بگيرد و در صورت لزوم نسبت به تغيير مقدار آب مخلوط و همچنين طرح اختلاط اقدام گردد.
انبار كردن ميلگردها
در هنگام انبار كردن ميلگردها بايد موارد زير رعايت گردد :
1- ميلگردها را بايد بر حسب نوع و قطر آنها تفكيك و در كارگاه انبار كرد. در صورت وجود ميلگردهاي هم قطر، اما با مقاومت و مشخصات متفاوت بايد آنها را در محلهاي جداگانه انبار كرد و سطح مقطع آنها با رنگ علامتگذاري شوند (شكل 7).
2- در صورت ترديد در نوع ومقاومت ميلگردها بايد آزمايش كششي بر روي آنها انجام گردد. محل انبار ميلگردها بايد تميز باشد و ميلگردها نبايد با خاك يا ساير مصالح در تماس باشند، زيرا وجود رطوبت در خاك سبب زنگ زدگي ميلگردها ميشود و يا ميلگردها آلوده به خاك شده و از پيوستگي آنها با بتن كاسته ميشود.
3- از ميلگردهايي كه شديدا“ خوردگي دارند و يا خوردگي آنها از نوع حفرهاي است نبايد استفاده گردد. خوردگي يكنواخت به مقدار بسيار كم بدون مانع است، زيرا مقدار كم زنگ سبب افزايش مقاومت چسبندگي شده و امكان تبديل لايه نازك به لايه محافظ يا انفعالي وجود دارد. براي توضيحات بيشتر به فصل كنترل و آماده سازي قبل از بتنريزي (فصل ششم) مراجعه شود.
توزين و پيمانه كردن اجزاي مخلوط
به طور كلي، براي ساخت بتن در كارگاهها بايد از روش وزني استفاده شود. به عبارت ديگر براي پيمانه كردن اجزاي مخلوط بايد توسط ترازوي مناسب و يا توسط مخلوط كنهاي مجهز به دستگاه توزين، مقادير اجزاي بتن وزن شوند.
اما تحت شرايط خاص، ميتوان از روش حجمي براي اندازهگيري اجزاي بتن نيز استفاده نمود. منظور از شرايط خاص، عدم دسترسي به تجهيزات مورد نياز براي توزين مصالح، حجم كم بتن مورد نياز و اهميت كم سازه است. استفاده از روش حجمي وقتي مجاز است كه نكات زير رعايت گردد:
· براي بتنهايي كه مقاومت مشخصه آنها مساوي و يا كمتر از MPa 25 (C25 ) است.
· كنترل كيفيت بتن تازه، بر اساس اندازهگيري اسلامپ انجام شود.
· كنترل كيفيت بتن سخت شده بر اساس اندازهگيري مقاومت فشاري نمونههاي استاندارد اعمال ميگردد.
· تمام دستورالعملهاي ارائه شده در اين فصل، رعايت شود.
قبل از ارائه دستورالعمل براي پيمانه كردن حجمي مصالح، ابتدا توضيح چند مورد به شرح زير ضروري است.
تجهيزات مورد نياز براي روش حجمي
براي تبديل نسبتهاي وزني به حجمي بايد از يك پيمانه با اندازه مشخص استفاده شود. در انتخاب پيمانه و استفاده از آن بايد نكات زير رعايت گردد :
1. انتخاب ابعاد اين پيمانه اختياري است، ولي با توجه به حجم يك پاكت سيمان 50 كيلوگرمي كه حدوداً 38 الي 42 ليتر ميباشد توصيه ميشود از يك ظرف با ابعاد 30×30 سانتيمتر و 45سانتيمتر ارتفاع استفاده گردد (شکل 1). ظرف پيمانه ميتواند داراي كف و يا بدون كف باشد.
2. جنس ظرف پيمانه بايد از موادي باشد كه اولاً آب زيادي جذب نكند و به مرور زمان دچار زنگ زدگي يا پوسيدگي نشود، ثانياً ابعاد آن بر اثر استفاده تغيير نكند. به هر حال، استفاده از ظرف پيمانه چوبي با رعايت نكات فوق بلامانع است.
3. نحوه پر كردن مصالح داخل ظرف پيمانه در هر نوبت يكسان باشد. به طور مثال ميتوان همه پيمانههاي مصالح را با استفاده از بيل داخل ظرف ريخت، به گونهاي كه بدون اعمال هيچگونه ضربه يا لرزش (تراكم) مصالح در داخل ظرف پر گردد و سطح آن نيز صاف و با لبههاي ظرف تراز شود.
اثر رطوبت سنگدانهها در وزن آب مخلوط
معمولاً در هنگام طرح مخلوط بتن، شرايط رطوبت سنگدانهها به صورت اشباع با سطح خشك [1](SSD) در نظر گرفته ميشوند و آب به صورت آب موثر يا آب آزاد در محاسبات منظور ميگردد. بنابراين در كارگاه، ابتدا بايد وضعيت سنگدانهها از نظر مقدار رطوبت مشخص گردد. به طور كلي شرايط رطوبت سنگدانهها به دو حالت زير ميباشد :
· مقدار رطوبت موجود سنگدانه كمتر از مقدار SSD است. در اين صورت بايد به مقدار تفاوت رطوبت SSD سنگدانه از رطوبت موجود آن، به مقدار آب آزاد مخلوط اضافه شود و همين مقدار از وزن سنگدانه كسر گردد. بايد توجه نمود كه مقدار رطوبت مورد نياز براي رسيدن به SSD(جذب آب سنگدانه) قبلاً توسط آزمايشگاه بايد اعلام شده باشد.
· مقدار رطوبت موجود سنگدانه بيشتر از مقدار SSD است. در اين حالت بايد به مقدار تفاوت رطوبت SSD سنگدانه از رطوبت موجود آن، از مقدار آب آزاد مخلوط كسر گردد و همين مقدار به وزن سنگدانه اضافه گردد.
با در نظر گرفتن مطالب فوق، ميتوان براي تعيين مقدار اصلاح آب آزاد مخلوط بتن و سنگدانه، از روابط زير استفاده نمود :
(وزن سنگدانهها در حالت موجود – وزن سنگدانهها در حالت SSD) + آب آزاد = آب مصرفي
(درصد تغييرات رطوبت + 1) × وزن سنگدانه در حالت SSD = وزن سنگدانه در حالت موجود
در رابطه فوق بايد دقت نمود در صورتي كه سنگدانههاي موجود داراي رطوبت كمتري نسبت به حالت SSD باشند، درصد تغييرات رطوبت عددي منفي و در غير اين صورت مثبت ميباشد.
در موارد عدم دسترسي به تجهيزات لازم، و يا امكان كنترل رطوبت واقعي در كارگاه، مي توان با استفاده از جدول 1 به عنوان يك راهنماي تقريبي نسبت به اصلاح مقدار آب و سنگدانه استفاده نمود.
جدول 1 : تغييرات در وزن مصالح و آب با توجه به تغييرات در رطوبت سنگدانهها نسبت به حالت اشباع با سطح خشك
تغييرات وزن سنگدانه (درصد) |
تغييرات آب (درصد) |
تغييرات رطوبتي مصالح نسبت به وضعيت SSD |
نوع مصالح |
(4-2)+ |
(20-10)- |
خيس (سطح سنگدانهها كاملاً خيس بوده و بين ذرات نيز آب وجود دارد) |
ماسه |
(5/2-0) + |
(11-0) – |
مرطوب (سطح نمونهها مرطوب است، اما از سطح آنها آب چكه نميكند) |
|
– |
– |
اشباع با سطح خشك (مغز دانهها از آب اشباع است ولي سطح آنها خشك است) |
|
(5/2-0) – |
(13-0)+ |
خشك شده در محيط (داخل دانهها كمي آب وجود دارد، ولي در هوا خشك شدهاند) |
|
(5-2) – |
(20-13)+ |
خشك آوني (دانهها كاملاً خشك بوده و هيچگونه رطوبتي ندارند) |
|
(5-2) + |
(10-5) – |
خيس (سطح سنگدانهها كاملاً خيس بوده و بين ذرات نيز آب وجود دارد) |
شن |
(5/2-0) + |
(6-0) – |
مرطوب (سطح نمونهها مرطوب است، اما از سطح آنها آب چكه نميكند) |
|
– |
– |
اشباع با سطح خشك (مغز دانهها از آب اشباع است، ولي سطح آنها خشك است) |
|
(2-0) – |
(6-0) + |
خشك شده در محيط (داخل دانهها كمي آب وجود دارد ولي در هوا خشك شدهاند) |
|
(3-2) – |
(10-5) + |
خشك آوني (دانهها كاملاً خشك بوده و هيچگونه رطوبتي ندارند) |
علامت – به معني كاهش وزن آب يا سنگدانه است.
علامت + به معني افزايش وزن آب يا سنگدانه است.
* در انتخاب حد بالايي و يا پاييني محدودههاي پيشنهادي، ميزان درصد جذب آب سنگدانهها موثر ميباشد، بگونهاي كه هر چه جذب آب كمتر باشد، از اعداد كوچكتر ارائه شده در هر محدوده استفاده ميشود و بالعكس.
در كارگاه، براي آنكه مشخص شود كه آيا رطوبت سنگدانه كمتر يا بيشتر از SSD است ميتوان با آزمايش ساده زير وضعيت رطوبتي سنگدانه را تخمين زد.
مقداري از ماسه را برداشته و در مشت فشرده كنيد. حال اگر ماسه از هم جدا شود و به دست نچسبد و به شكل گلوله نيز درنيايد، نشان ميدهد رطوبت موجود كمتر از ظرفيت جذب آب بوده و احتمالاً رطوبت نسبي كم، و حدوداً 2-1 درصد است. در صورتيكه ماسه پس از فشردن در مشت از هم جدا نشود و خيلي كم به دست بچسبد رطوبت آن در حدود ظرفيت جذب آب بوده و بين 4-2 درصد تخمين زده ميشود. اگر ماسه حالت برق زدن و درخشش داشته و دست را خيس كند رطوبت آن زياد بوده و ميتواند بيش از 4 درصد باشد.
اثر رطوبت سنگدانه در حجم آن
معمولاً با تغيير رطوبت سنگدانه، حجم آن نيز تغيير ميكند. هر چه اندازه سنگدانه ريزتر باشد اين پديده شديدتر ميباشد. به عبارت ديگر تغيير رطوبت ماسه اثر قابل توجهاي روي حجم آن خواهد گذاشت. براي مثال مقدار رطوبت 2 تا 5 درصد ميتواند حجم ماسه را بين 10 تا 20 درصد افزايش دهد. چنانچه ماسه ريزتر باشد، افزايش حجم تا 30 درصد نيز ممكن است، مشاهده گردد.
براي مشخص نمودن ميزان افزايش حجم يك ماسه ميتوان از آزمايش ساده اي در محل استفاده نمود.
در اين آزمايش يك لوله آزمايش مدرج شيشهاي به ظرفيت حدود 500 الي 1000 ميلي ليتر انتخاب ميشود. سپس ماسه خشك آوني به داخل آن ريخته شده و سطح نهايي ماسه تعيين و ارتفاع ماسه از كف لوله اندازهگيري ميشود كه بهتر است از دو سوم ارتفاع نهايي درجه بندي شده تجاوز نكند. سپس ماسه خشك را تخليه نموده و يك درصد وزني رطوبت به آن افزوده و خوب مخلوط ميكنيم، اين ماسه را مجدداً در لوله مدرج فوقالذكر ريخته و ارتفاع مربوط را ثبت مينمائيم (bi) . اين عمل را براي درصد رطوبتهاي مختلف انجام ميدهيم و ميتوانيم رابطه رطوبت و افزايش حجم را براي ماسههاي مورد نظر بدست آوريم.
a : ارتفاع اوليه
bi : ارتفاع در رطوبت i
چنانچه وضعيت رطوبت ماسه در كارگاه در طول انجام پروژه تغيير ميكند، بايد با استفاده از آزمايش فوق، رابطه بين تغييرات رطوبت ماسه و افزايش حجم آن رسم گردد. براي مثال به شكل شماره 2 توجه گردد.
دستورالعمل براي پيمانه كردن حجمي مصالح
براي پيمانه كردن مصالح بر حسب حجم بايد مراحل زير اجرا گردد :
1. به منظور اصلاح مقدار سنگدانهها و همچنين آب مصرفي بر اساس تغييرات رطوبت سنگدانهها نسبت به فرضيات طراحي (حالت SSD و يا حالت خشك)، بايد مقدار رطوبت آنها حداقل يك بار در روز و قبل از شروع به ساخت بتن و يا در صورت تغييرات قابل توجه در طي مدت ساخت بتن (مانند ريزش باران، برف و …) تعيين شود. چنانچه امكان آزمايش تعيين مقدار رطوبت در كارگاه موجود نميباشد، ميتوان از توضيحات ارائه شده در بند “ اثر رطوبت سنگدانهها در وزن آب مخلوط “ استفاده نمود.
در ابتدا بايد وزن مخصوص انبوهي (وزن حجمي) اجزاء محاسبه گردد. بنابراين با استفاده از رابطه زير، وزن مخصوص انبوهي محاسبه ميشود :
كه در آن :
D = وزن حجمي انبوهي
A= وزن ظرف پيمانه
B = وزن مصالح و پيمانه
V = حجم پيمانه
منظور از پيمانه همان ظرفي است كه در بند “ تجهيزات مورد نياز“ شرح داده شده است. از آنجايي كه وزن حجمي مصالح با تغيير در ابعاد و شكل پيمانه تغيير مي كند، بايد در تمام طول انجام پروژه (ساخت بتن)، از يك پيمانه معين استفاده نمود.
بايد وزن حجمي هر يك از مصالح ، حداقل 2 بار براي هر پروژه اندازهگيري گردد. چنانچه تغييرات محسوسي در رطوبت سنگدانهها مشاهده شود و يا در نوع مصالح حاصل گردد، اندازهگيري وزن حجمي بايد انجام و اصلاحات لازم اعمال گردد.
3. ر اين مرحله بايد حجم مصالح براي ساخت يك متر مكعب بتن بدست آيد. براي اين منظور با استفاده از رابطه زير حجم هر يك از مصالح (شن، ماسه و سيمان) محاسبه ميگردد :
كه در آن :
V = حجم هر يك از مصالح در حالت موجود
W = وزن اصلاح شده مصالح (طبق بند 2)
D = وزن حجمي مصالح (طبق بند 2)
در صورتي كه تعيين وزن حجمي مصالح در كارگاه، امكان نداشته باشد، بايد اثر رطوبت ماسه در حجم آن طبق بند “ اثر رطوبت سنگدانه در حجم آن “ تعيين گردد.
با استفاده از منحني رابطه تغييرات رطوبت در برابر حجم، ميتوان مقدار حجم ماسه را در رطوبتهاي مختلف تخمين زد. در مورد ديگر مصالح (شن و سيمان) حجم آنها بدون تغيير فرض ميِشود.
4. پس از تعيين حجم هر يك از مصالح طبق بند 3، بر اساس حجم مفيد مخلوطكن، بايد حجم مخلوط بتن و سپس تعداد پيمانه مورد نياز، براي هر يك از مصالح تعيين گردد.
مثال :
مطلوبست با فرض داشتن طرح اختلاط (بر اساس وزن مصالح در حالت SSD)، محاسبه حجم مصالح در يك متر مكعب بتن با مشخصات زير :
مشخصات طرح اختلاط (براي يك متر مكعب)
سيمان (kg/m3) |
شن در حالت SSD (kg/m3) |
ماسه در حالت SSD (kg/m3) |
آب (kg/m3) |
350 |
924 |
900 |
175 |
مشخصات مصالح
مشخصات |
شن در حالت SSD (kg/m3) |
ماسه در حالت SSD (kg/m3) |
آب (kg/m3) |
ظرفيت جذب آب (%) رطوبت موجود در كارگاه (%) وزن مخصوص انبوهي مصالح در حالت SSD (Lit/m3) |
5/2 5/1 62/1 |
2/4 7/2 67/1 |
– – 22/1 |
راه حل :
ابتدا با توجه به اينكه رطوبت مصالح سنگي در كارگاه كمتر از ظرفيت جذب آب حالت SSD ميباشد (بر اساس دادههاي مسأله) وزن مصالح بر اساس حالت موجود اصلاح ميگردد :
×900 = وزن ماسه در حالت موجود
×924 = وزن ماسه در حالت موجود
197.7 kg/m3= (914.8–924) + ( 886.5–900 )+ 175= آب مصرفي
به منظور تبديل وزن مصالح به حجم، در ساخت يك متر مكعب بتن، بايد وزن مخصوص انبوهي شن و ماسه در وضعیت رطوبت موجود مجدداُ محاسبه شود و يا با توجه به روابط بدست آمده اصلاح گردد.
جهت سهولت و با در نظر گرفتن تغييرات بسيار جزئي در وزن مخصوص انبوهي شن (بر اساس تغييرات رطوبت) تنها وزن مخصوص انبوهي ماسه مجدداً محاسبه ميگردد. با فرض وزن مخصوص انبوهي ماسه در رطوبت موجود در كارگاه برابر با 71/1، ادامه مسأله به شكل زير قابل حل ميباشد :
= حجم سيمان ليتر
= حجم شن ليتر
= حجم ماسه ليتر
= حجم آب ليتر
مراحل فوق به صورت خلاصه و گام به گام در جدول 2 زیر ارائه شده است.
همچنین یک نمونه جدول خام تعیین نسبتهای مخلوط نیز در جدول 3 آورده شده است.
جدول 2- تعيين نسبتهاي مخلوط (یک نمونه مثال حل شده)
مشخصات کلی پروژه |
||||||||||
نام پروژه : مثال |
روش ساخت بتن : روش حجمی / روش وزنی |
|||||||||
مقاومت مشخصه بتن : |
اسلامپ بتن مورد نیاز : |
|||||||||
حجم اسمی مخلوط کن : |
حجم مفید مخلوط کن : |
|||||||||
دادههای اجزاء بتن |
||||||||||
گام |
ویژگی |
شن درشت |
شن ریز |
ماسه |
سیمان |
آب |
مواد افزودنی |
|||
– |
ظرفیت جذب آب (٪) |
5/2 |
– |
2/4 |
|
|
|
|||
1 |
رطوبت موجود کارگاهی (٪) |
5/1 |
– |
7/2 |
|
|
|
|||
2 |
وزن مخصوص انبوهی SSD ( Lit/m3) |
62/1 |
– |
67/1 |
|
|
– |
|||
2 |
وزن مخصوص انبوهی خشک ( Lit/m3) |
– |
– |
– |
22/1 |
1 |
||||
– |
دما (C º) |
|
|
|
|
|
|
|||
مقادیر وزنی اجزاء بتن برای یک متر مکعب |
||||||||||
گام |
مقادیر وزنی |
شن درشت |
شن ریز |
ماسه |
سیمان |
آب |
مواد افزودنی |
|||
– |
وزن در حالت SSD (Kg/m3) |
924 |
– |
900 |
350 |
آزاد: 175 |
– |
|||
– |
وزن در حالت خشک (Kg/m3) |
– |
– |
– |
کل: – |
|||||
3 |
وزن در حالت موجود در کارگاه (Kg/m3) |
915 |
– |
887 |
مصرفی: 198 |
|||||
مقادیر حجمی اجزاء بتن برای یک متر مکعب |
||||||||||
گام |
مقادیر حجمی |
شن درشت |
شن ریز |
ماسه |
سیمان |
آب |
مواد افزودنی |
|||
4 |
حجم در حالت SSD (Lit) |
|
|
|
287 |
آزاد: |
– |
|||
4 |
حجم در حالت خشک (Lit) |
|
|
|
کل: |
|||||
5 |
حجم در حالت موجود در کارگاه (Lit) |
565 |
– |
519 |
مصرفی: 198 |
|||||
تعداد پیمانه اجزاء بتن برای حجم مورد نیاز (حجم مفید مخلوطکن) |
||||||||||
گام |
تعداد پیمانه |
شن درشت |
شن ریز |
ماسه |
سیمان |
آب |
مواد افزودنی |
|||
6 |
تعداد پیمانه در حالت موجود در کارگاه |
|
|
|
|
|
|
|||
مشخصات بتن تازه (ساخته شده) |
||||||||||
مقدار اسلامپ (پس از…..دقیقه) : |
مشاهدات ظاهری : (جداشدگی / آب انداختگی / بافت دانه بندی بتن ) |
|||||||||
نوع اسلامپ : (ریزشی/برشی/معمولی) |
وزن مخصوص بتن : |
دما : |
||||||||
جدول 3 – تعيين نسبتهاي مخلوط
مشخصات کلی پروژه |
||||||||||
نام پروژه : مثال |
روش ساخت بتن : روش حجمی / روش وزنی |
|||||||||
مقاومت مشخصه بتن : |
اسلامپ بتن مورد نیاز : |
|||||||||
حجم اسمی مخلوط کن : |
حجم مفید مخلوط کن : |
|||||||||
دادههای اجزاء بتن |
||||||||||
گام |
ویژگی |
شن درشت |
شن ریز |
ماسه |
سیمان |
آب |
مواد افزودنی |
|||
– |
ظرفیت جذب آب (٪) |
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
رطوبت موجود کارگاهی (٪) |
|
|
|
|
|
|
|||
2 |
وزن مخصوص انبوهی SSD ( Lit/m3) |
|
|
|
|
|
|
|||
2 |
وزن مخصوص انبوهی خشک ( Lit/m3) |
|
|
|
|
|
||||
– |
دما (C º) |
|
|
|
|
|
|
|||
مقادیر وزنی اجزاء بتن برای یک متر مکعب |
||||||||||
گام |
مقادیر وزنی |
شن درشت |
شن ریز |
ماسه |
سیمان |
آب |
مواد افزودنی |
|||
– |
وزن در حالت SSD (Kg/m3) |
|
|
|
|
آزاد: |
|
|||
– |
وزن در حالت خشک (Kg/m3) |
|
|
|
کل: |
|||||
3 |
وزن در حالت موجود در کارگاه (Kg/m3) |
|
|
|
مصرفی: |
|||||
مقادیر حجمی اجزاء بتن برای یک متر مکعب |
||||||||||
گام |
مقادیر حجمی |
شن درشت |
شن ریز |
ماسه |
سیمان |
آب |
مواد افزودنی |
|||
4 |
حجم در حالت SSD (Lit) |
|
|
|
|
آزاد: |
|
|||
4 |
حجم در حالت خشک (Lit) |
|
|
|
کل: |
|||||
5 |
حجم در حالت موجود در کارگاه (Lit) |
|
|
|
مصرفی: |
|||||
تعداد پیمانه اجزاء بتن برای حجم مورد نیاز (حجم مفید مخلوطکن) |
||||||||||
گام |
تعداد پیمانه |
شن درشت |
شن ریز |
ماسه |
سیمان |
آب |
مواد افزودنی |
|||
6 |
تعداد پیمانه در حالت موجود در کارگاه |
|
|
|
|
|
|
|||
مشخصات بتن تازه (ساخته شده) |
||||||||||
مقدار اسلامپ (پس از…..دقیقه) : |
مشاهدات ظاهری : (جداشدگی / آب انداختگی / بافت دانه بندی بتن ) |
|||||||||
نوع اسلامپ : (ریزشی/برشی/معمولی) |
وزن مخصوص بتن : |
دما : |
||||||||
اختلاط بتن
بتن بايد به نحوي مخلوط شود، تا ظاهري يكنواخت داشته باشد و كليه مواد تشكيل دهنده آن به صورت همگن در مخلوطكن پخش شوند. پس از مخلوط كردن بتن، تمام قسمتهاي مخلوط بايد داراي وزن مخصوص، درصد هوا، اسلامپ و مقدار سنگدانه و خمير سيمان يكسان بوده و مخلوط به دست آمده همگن و يكنواخت باشد. مخلوط كردن بتن معمولاً با وسليل مكانيكي انجام ميشود، اما بعضي از مواقع امكان دارد در كارهاي كم اهميت و كوچك، مخلوط كردن بتن به صورت دستي انجام گردد.
اختلاط دستي
هدف از مخلوط نمودن، پوشاندن سطح كليه ذرات سنگدانهها با خمير سيمان همگن ميباشد. در مخلوط كردن، تركيب كليه مواد متشكل بايد به نحوي باشد كه مخلوط حاصل يكنواخت گردد. در مواردي كه امكان ساخت بتن با دستگاه مخلوطكن فراهم نيست و بتن بايد با دست مخلوط شود، به منظور اطمينان از توليد بتن يكنواخت بايد دقت بيشتري گردد. حداكثر حجم بتن براي هر بار ساخت با دست، 300 ليتر ميباشد. براي مخلوط كردن دستي بايد موارد زير رعايت گردد و به شكل 1 نيز مراجعه شود.
عمليات مخلوط كردن بايد بر روي سطح صاف و تميز كه آب را جذب نميكند، انجام شود. توصيه ميشود از يك ورق گالوانيزه استفاده شود.
براي ساخت بتن با دست، بايد سنگدانهها را به صورت لايه يكنواختي بر روي سطح پهن كرد. سپس سيمان را روي سنگدانهها پخش كرد و مواد خشك از يك طرف سطح به طرف ديگر آن زير و رو گردد تا اينكه مخلوط يكنواخت حاصل شود. اين عمل بايد حداقل سه مرتبه تكرار شود. آنگاه آب با استفاده از يك آبفشان تدريجاً اضافه گردد به طوري كه آب يا دوغاب سيمان به طرف خارج مخلوط جريان نيابد. مخلوط بايد سه بار ديگر زيرورو گردد و نوك بيل به صورت مكرر داخل مخلوط شود تا از لحاظ رنگ و رواني يكنواخت گردد. در حين مخلوط كردن نبايد اجازه داد خاك و يا ديگر مواد خارجي در بتن مخلوط گردد.
از آبخوره كردن مصالح اكيداً خودداري شود. توصيه ميشود براي جبران برخي از كاستيها در اختلاط دستي، حدود 5 تا 10 درصد به مقدار سيمان افزوده گردد.
مخلوط كنهاي مكانيكي
امروزه مخلوطكنهاي متنوعي وجود دارد، اما به طور كلي ميتوان آنها را به دو گروه تقسيم كرد :
– مخلوطكن هاي استوانهاي
– مخلوطكنهاي عمودي يا تغاري
مخلوط كن استوانهاي: مخلوطكنهاي با ديگ استوانهاي در ظرفيتهاي از 140 تا 2800 ليتر ساخته ميشوند و توليد آنها بين 4 تا 90 متر مكعب در ساعت است. سرعت دوران ديگ حدود 10 تا 35دور در دقيقه است. ترتيب ريختن مصالح به داخل اين نوع مخلوطكنها بستگي به نوع مخلوط دارد، ولي معمولاً ترتيب ريختن عبارت است از : شن، سيمان، ماسه و آب كه بهتر است ابتدا قسمتي از آب مخلوط به مخلوطكن ريخته شود و سپس در حين اختلاط مصالح، بقيه آب بتدريج به مخلوط افزوده شود. مخلوطكنهاي داراي ديگ استوانهاي به دو نوع ديگ كج شونده و ديگ غير كج شونده تقسيم ميشوند.
در مخلوطكنهاي كج شونده (شکل 2 )، بتن بعد از اتمام اختلاط با كج شدن ديگ تخليه ميشود. تخليه بتن در مخلوطكن كج شونده بسيار سريع بوده و در نتيجه امكان جدا شدن دانهها وجود ندارد، بنابراين، اين نوع مخلوطكن براي بتن با كارايي كم و يا براي بتن با مصالح سنگي درشت مناسب است.
در نوع مخلوطكنهاي غير كج شونده (شکل 3) ، محور ديگ هميشه به صورت افقي است و تخليه با معكوس كردن حركت ديگ انجام ميپذيرد. به دليل آنكه تخليه با سرعت كم انجام ميگيرد، امكان جدا شدن سنگدانهها وجود دارد. بنابراين اگر مخلوط بتن مستعد جداشدگي ذرات ميباشد، نبايد از اين نوع مخلوطكن استفاده شود.
مخلوط كن عمودي : اين نوع مخلوطكن از يك ظرف استوانهاي تشكيل شده است كه درمحور آن تيغهها نصب شده اند. در بعضي از انواع آن، تيغهها و ظرف در جهت عكس يكديگر ميچرخند و در بعضي ديگر، فقط تيغهها چرخش دارند. چرخش تيغهها سبب ميگردد تا اختلاط به نحو مطلوب انجام گيرد و از چسبيدن ملات بر روي ديواره ظرف جلوگيري شود. در هنگام اختلاط، كيفيت مخلوط قابل مشاهده بوده و چنانچه نياز به تنظيم مخلوط باشد، امكان آن وجود خواهد داشت.
اين نوع مخلوطكنها، به خصوص براي بتنهايي با چسبندگي زياد و كارايي كم و همچنين ساخت مقدار كم بتن مناسب است، به همين دليل معمولاً در آزمايشگاه نيز مورد استفاده قرار ميگيرند (شكل 4).
كاميون مخلوط كن (تراك ميكسر)
در برخي از كارخانههاي توليد بتن، از تراك ميكسر هم براي اختلاط بتن و هم براي حمل آن استفاده ميشود. در اين مورد، در فصل پنجم (انتقال بتن) توضيحات بيشتر ارائه شده است.
مدت مخلوط كردن
مدت بهينه مخلوط كردن بستگي به عوامل زير دارد :
· نوع مخلوط كن
· شرايط و وضعيت مخلوطكن(از نظر وضعيت فني و ظاهري)
· سرعت دوران مخلوطكن
· مقدار يا حجم بتن
· نوع مخلوط بتن
· ترتيب و نحوه ريختن مصالح در داخل ديگ مخلوط كن
با در نظر گرفتن تعداد عوامل موثر، بهترين روش براي تعيين مدت مطلوب مخلوطكردن، انجام دادن آزمايش با مخلوطكن و بتن مورد نظر است. معمولاً مخلوطهاي خشك (اسلامپ كم) نياز به مدت اختلاط طولانيتر دارند. درمواردي كه بتن حاوي سنگدانههاي شكسته است نياز به مدت بيشتري نسبت به سنگدانههاي طبيعي (گرد) براي مخلوط كردن دارد. تحقيقات نشان ميدهد كه تعداد چرخش مخلوطكن با سرعت ارائه شده توسط سازنده، مهمتر از زمان مخلوط كردن است و به طور كلي بيش از 20 چرخش براي مخلوط شدن مطلوب بتن، لازم نميباشد. براي انواع مخلوطكن تا m3 1 ظرفيت، كه با سرعت صحيح كار كنند، زمان مورد نياز براي مخلوط كردن كمي بيش از 1 دقيقه است. معمولاً زمان مناسب مخلوط كردن بين 1 تا 5/1 دقيقه است. براي مخلوطكنهايي كه با سرعت زياد كار ميكنند، زمان 30 ثانيه كفايت ميكند. به طور كلي ميتوان از جدول 1، به عنوان راهنماي زمان مخلوط كردن استفاده نمود. زمانهاي ارائه شده در جدول 1 ، پس از آنكه مصالح به غير از آب در مخلوطكن قرار داده شدند، شروع ميگردد.
جدول 1 – مدت مخلوط كردن
زمان مخلوط كردن (دقيقه) |
ظرفيت مخلوط كن (m3) |
5/1 |
2 يا كمتر |
2 |
5/2 |
5/2 |
0/3 |
3 |
0/5 |
به عنوان راهنمايي ميتوان به خاطر سپرد كه براي هرمتر مكعب اضافي، به مدت مخلوط كردن يك چهارم دقيقه افزوده ميشود. براي بتن با مقاومت زياد توصيه ميشودكه مدت مخلوط كردن افزايش يابد. هر چند افزايش مدت، سبب كاهش كارايي مخلوط و گاه ظرفيت توليد بتن ميگردد.
اصول به كار گيري مخلوطكنها
براي آنكه اختلاط بتن تازه به نحو مناسب انجام شود، رعايت نكات زير ضروري است:
1- در مخلوط كنهاي عمودي، بهتر است كه تمام مصالح همزمان در مخلوطكن ريخته شود (قبل از آنكه مخلوطكن شروع به چرخش كند) و از ريختن مصالح پشت سر هم در حين چرخش مخلوطكن اجتناب گردد. ريختن مصالح به طور همزمان موجب ميشود كه مخلوط بتن يكنواخت باشد.
2- عمل مخلوط كردن بايد تا رسيدن به رنگ، ظاهر و رواني يكنواخت مخلوط بتن، ادامه يابد.
3- نبايد مخلوطكن را بيش از ظرفيت بارگيري كرد. مقدار مصالح بيش از حد، سبب ميشود تا مخلوط بتن نامناسب گردد و امكان آسيب رساندن به مخلوطكن نيز وجود دارد.
4- احتمال دارد سنگدانههاي درشت كه در بتن مخلوط شده، به طور يكنواخت پخش نگردد. بنابراين به جاي آنكه مخلوط بتن به صورت بخشهاي كوچك از مخلوطكن تخليه شوند، بهتر است تمام مخلوط بتن يكجا در داخل يك ظرف تخليه گردد.
5- سرعت مخلوطكن بايد بر اساس توصيه كارخانه سازنده تنظيم شود.
6- ممكن است در اولين پيمانه مخلوط بتن، مقداري ملات سيمان در مخلوطكن باقي بماند. بنابراين بهتر است حدود 5 درصد سيمان، آب و ماسه در اولين پيمانه، بيشتر از پيمانههاي بعدي مورد استفاده قرار گيرد.
7- در صورت فرسوده شدن و خراب شدن تيغههاي مخلوطكن، بايد تيغهها تعمير يا جايگزين شوند.
8- پس از اتمام عمليات مخلوط كردن، ديگ مخلوطكن بايد كاملاً شسته و تميز شود.
بررسي وضعيت ظاهري و اندازهگيري رواني
در اين فصل، روش نمونهبرداري براي تعيين كارايي بتن و همچنين نمونهگيري از بتن تازه ارائه شده است.
منظور از بتن تازه، بتني است كه عمل اختلاط اجزاي آن انجام شده ولي گيرش اوليه آن آغاز نشده است. درنمونهبرداري از بتن تازه بايد به موارد زير توجه نمود :
1. جهت نمونهبرداري از مخلوطكنها، بايد ظرف نمونهبرداري يا فرغون را به گونهاي جلو قسمت خروجي مخلوط كن قرار داد كه بتن به راحتي وارد ظرف شده و قسمتي از بتن يا دانههاي آن به خارج ريخته نشود.
2. نمونهبرداري از ماشينهاي حمل (تراك ميكسر) بايد طي 4 مرحله متناوب انجام پذيرد، به گونهاي كه طي هر مرحله تقريباً به ميزان مساوي نمونه برداشته شود (شكل 1) .
3. در نمونهبرداري از كاميونهاي كمپرسي و به طور كلي ماشينها و وسايلي كه قمست بالاي آنها باز است، بايد بر حسب يكي از روشهاي ذكر شده دربندهاي فوق عمل گردد.
4. حجم نمونه بتني تهيه شده بايد حداقل پنج برابر حجم مورد نياز براي آزمونهها باشد، اما در هر صورت نبايد از 25 ليتر (حدوداً نصف يك فرغون) كمتر باشد.
5. در صورتي كه هدف از نمونهبرداري تنها آزمون اسلامپ، تعيين درصد هواي بتن و يا تعيين وزن مخصوص بتن ميباشد ميتوان نمونهبرداري را در يك مرحله و به ميزان كمتر از 25 ليتر انجام داد.
6. نمونه تهيه شده قبل از انجام شدن هر آزموني بايد روي سطحي كه آب جذب نميكند مجدداً مخلوط شده و سپس مورد آزمون قرار گيرد.
7. مدت زمان نمونهبرداري تا زمان قالبگيري نبايد بيش از 15 دقيقه باشد، و در تمام اين مدت بايد بتن در مقابل از دست دادن آب، يا اضافه شدن آب، جداشدگي، وزش باد و يا تابش مستقيم آفتاب و همچنين گرما و سرما محافظت شود.
كارايي بتن تازه
به طور كلي، كارايي مخلوط بتن را ميتوان ميزان سهولت در مخلوط كردن ، جابجايي، ريختن و تراكم بتن در محل نهايي خود، بدون جداشدگي و ايجاد غير يكنواختي بتن دانست. كارايي بتن به عوامل متعددي ارتباط دارد. اما از مهمترين پارامترهاي تأثيرگذار در كارايي بتن را ميتوان ميزان سيمان، دانهبندي و مقدار ماسه و همچنين مقدار آب مخلوط دانست. به طورمعمول افزايش مقدار سيمان، ماسه و آب باعث افزايش كارايي ميگردد. در حالي كه ممكن است در بعضي از موارد، بتن سفتتر شود. بايد توجه داشت كه افزايش مصالح مورد اشاره باعث غير اقتصادي شدن و در برخي موارد، كاهش دوام و عمر مفيد بتن ميشود. لذا در يك طرح مناسب بايد ضمن حصول كارايي مناسب، پارامترهاي مقاومت فشاري، دوام و اقتصاد را نيز تأمين نمود.
جهت اندازهگيري و تعيين همه ابعاد كارايي بتن، تاكنون هيچ روش آزمون مشخصي ابداع نشده است. اما ازآنجا كه مهمترين شاخصهاي كارايي بتن، رواني(شلي و سفتي)، تراكم پذيري، خوشكاري بتن است، ميتوان با آزمونهاي اسلامپ و مالهكشي به وسيله ماله فلزي روي سطح بتن، كارايي انواع بتنها را ارزيابي نمود.
آزمون اسلامپ
اين روش آزمون علي رغم محدوديتها و خطاهاي ذاتي كه دارد، به علت سهولت در اجرا، كم هزينه بودن، سرعت در انجام دادن آزمون، دربسياري از كارگاههاي ساختماني دنيا مورداستفاده قرار ميگيرد. نتايج اين آزمون نشان دهنده ميزان رواني و تغييرات يكنواختي در مخلوطهاي بتني است كه با يك نسبت مشخص از مصالح تهيه ميشوند.
در اين آزمون از يك مخروط ناقص از جنس فلز ضد زنگ به ارتفاع 300 ميليمتر و با قطر پايين 200 و قطر بالاي 100 ميليمتر، يك ميله فولادي به قطر 16 ميليمتر و ارتفاع 600 ميليمتر كه انتهاي يك سر آن گرد شده و همچنين يك صفحه فلزي به ابعاد تقريبي 500×500 ميليمتر استفاده ميشود (شكل 2).
مراحل آزمايش اسلامپ به شرح زير است :
1- قالب اسلامپ (مخروط ناقص) بايد كاملاً تميز و مرطوب شده باشد، اما نبايد خيس باشد.
2- قالب اسلامپ بايد بر روي يك سطح صاف، افقي، غير جاذب آب قرار داده شود، اگر چنين سطحي موجود نيست بايد قالب را روي يك ورق فولادي قرار داد.
3- با گذاشتن دو پا بر روي دو گيره قالب اسلامپ، بايد قالب محكم در محل خود نگه داشته شود (شكل 3).
در فاصله زماني مورد نظر بعد از پايان اختلاط بايد بتن در سه لايه داخل مخروط ريخته شود، بگونهاي كه ارتفاع هر لايه پس از تراكم تقريباً مساوي يك سوم ارتفاع مخروط باشد. هر لايه با استفاده از 25 ضربه ميله تراكم، متراكم ميشود. در لايههاي بعدي بايد ميله تراكم، اندكي در لايه قبلي نفوذ نمايد.
چنانچه پس از متراكم ساختن لايه فوقاني، بتن پايينتر از لبه مخروط بود، مجدداً بايد مقداري بتن روي آن ريخته و سطح آن را با حركت ارهاي و يا غلتشي ميله تراكم و يا ماله صاف نمود (شكل 4 ).
4- سپس در حالي كه مخروط با استفاده از دستگيرههاي موجود، كاملاً با دست نگه داشته شده است، (پس از برداشتن پاها از پاگيرهها) و پس از تميز نمودن اطراف مخروط از اضافه بتن ريخته شده روي سطح، مخروط را به آرامي و بدون هيچ حركت جانبي، چرخشي و يا ضربهاي، به طور عمودي به سمت بالا بكشيد. اين عمل بايد طي مدت 5 تا 10 ثانيه انجام شود (شكل 5).
5- پس از بيرون كشيدن قالب ميتوان آن را به صورت بر عكس بر روي سطح صاف و كنار مخلوط بتن قرار داد (شكل 5). سپس بايد ميله تراكم بر روي قالب قرار داده شود و ارتفاع بين زير ميله و بالاترين نقطه مخروط بتن اندازهگيري شود.
6- چنانچه بلافاصله پس از برداشتن مخروط، بتن در هم فرو ريخته شود (نوع ريزشي) و يا از يك طرف بريزد (نوع برشي) (شكل 6) بايد آزمون را يكبار ديكر تكرار نمود، و در صورتي كه دوباره همان نتيجه حاصل شود ميتوان نتيجه گرفت كه بتن داراي حالت خميري نبوده و يا داراي چسبندگي لازم نيست و بايد يا از روش ديگري براي اندازه گيري كارايي استفاده نمود و يا در طرح اختلاط و يا در ساخت بتن تجديد نظر نمود.
طبقهبندي رواني و ميزان اسلامپ
طبقهبندي رواني بتن بر اساس آزمون اسلامپ (بر اساس استاندارد ملي ايران بشماره 3519)، مطابق جدول 1 ميباشد.
جدول 1 – طبقهبندي رواني بتن بر اساس آزمايش اسالمپ
ميزان اسلامپ (mm) |
طبقهبندي رواني |
10 تا 40 |
S1 |
50 تا 90 |
S2 |
100 تا 150 |
S3 |
بيشتر از 160 |
S4 |
پس از اتمام آزمايش اسلامپ بايد اطلاعات زير ثبت گردد :
· تاريخ آزمايش
· زمان آزمايش د رطول روز
· فاصله زماني اختلاط بتن تا آزمايش
· مقدار اسلامپ به ميليمتر
· نوع اسلامپ (معمولي يا واقعي – برشي – ريزشي)
· محل بتن ريزي و موقعيت قطعه
انتقال بتن، مرحله مهمي در روند اجراي كارهاي بتني محسوب ميگردد. انتقال بتن از مخلوط كن تا محل نهايي بتنريزي، بايد به نحوي انجام شود كه از جدا شدن اجزاي بتن جلوگيري گردد. از طرف ديگر، سرعت انتقال بايد تا حدي باشد كه بتنريزي به صورت متوالي انجام شود و از گرفتن بتن لايه قبلي اجتناب شود، حتي لايه زيرين نبايد به مرز گيرش اوليه نزديك شده باشد. عدم آلودگي به مواد مضر در طول حمل و عدم تبادل شديد حرارتي در اين مدت از اصول مهم مرحله انتقال بتن است.
انتخاب روش يا وسيله انتقال بتن تابع شرايط كارگاه و زمين، حجم كار، ارتفاع بكارگيري و تخليه و فاصله انتقال ميباشد. در اين فصل چند وسيله ساده انتقال بتن شرح داده شده است.
استانبولي و زنبه
براي انتقال بتن، در حجمها و مسافتهاي خيلي كم و يا مكانهايي كه امكان استفاده از فرغون وجود ندارد ميتوان از استانبولي و يا زنبه استفاده كرد.
از استانبولي براي انتقال حدود 25 كيلوگرم (10 ليتر) بتن استفاده ميشود، مسافت بهينه 10 متر و حداكثر مسافت قابل حمل، 25 متر توصيه ميشود.
حداكثر ظرفيت توصيه شده براي حمل با زنبه 60 كيلوگرم (25 ليتر) بتن و طول حمل نيز 25 تا 30 متر ميباشد.
چرخ دستي يا فرغون
توصيه ميشود، در كارگاههاي كوچك كه حجم ساخت بتن از 450 ليتر در هر نوبت تجاوز نميكند، از فرغون استفاده شود. در هنگام استفاده از فرغون بايد موارد زير را رعايت كرد :
1. حجم جابجائي با فرغون حدود 50 الي 60 ليتر بتن است كه حدود 125 تا 150 كيلوگرم وزن دارد.
2. حداكثر مسافت مجاز براي انتقال بتن به وسيله فرغون 100 متر است. ولي توصيه ميشود مسافت حمل به 50 تا 60 متر محدود گردد.
3. معمولاً در هنگام حركت فرغون، اجزاي مخلوط بتن تمايل به جدا شدن دارند، بنابراين سطح عبور فرغون بايد كاملاً مسطح و هموار باشد (شكل 1). به كارگيري از تختهالوار و يا بويژه نيمرخهاي ناوداني فولادي براي اين منظور توصيه ميشود، كه ميتواند به افزايش سرعت نيز منجر گردد.
4. در پيمانه اول، بخشي از سيمان، آب و ماسه بر سطح فرغون ميچسبند ، بنابراين در پيمانه اول بايد حدود 5 درصد به سيمان، آب و ماسه اضافه گردد.
5. نبايد از مخلوطكن ، به طور مستقيم بخشي از مخلوط به فرغون منتقل شود ، زيرا اين عمل باعث جداشدگي در مخلوط بتن ميشود. بنابراين ابتدا بايد تمام مخلوط از مخلوطكن خارج گردد و در يك ظرف و يا بر روي سكوي تميز تخليه گردد. سپس از آن ظرف ، مقدار مورد نياز از مخلوط را با فرغون حمل كرد.
6. قبل از استفاده از فرغون بايد آن را كاملاً تميز نمود. همچنين در پايان كار روزانه تميز كردن فرغون ضروري است.
دامپر (فرغون موتوري)
در كارگاههايي با وسعت نسبتاً وسيع و داراي سطح هموار ميتوان از دامپر استفاده نمود (شکل 2). حداكثر طول حمل با اين وسيله 300 متر و طول حمل بهينه 100 متر است با استفاده از دامپر ميتوان در حدود 250 تا 750 كيلوگرم (حدود 100 تا 300 ليتر) بتن را حمل كرد. بايد توجه نمود، مسير حمل بايد كاملاً هموار بوده و در هنگام انتقال بايد با حداقل سرعت حركت نمود، در غير اين صورت امكان جداشدگي وجود دارد.
دلو يا جام
براي انتقال بتن به وسيله دلوها يا جامها نياز به بالا برنده و يا جرثقيل است. معمولاً دلوها داراي ظرفيت بين 100 تا 1000 ليتر هستند ، اما حجم جامها بيشتر است كه براي پروژههاي بزرگ استفاده ميشود. در هنگام استفاده از دلو يا جام تمهيدات زير بايد رعايت گردد:
1- دريچه بازشو دلو و جام بايد به نحوي طراحي شده باشد كه به راحتي اجازه خروج مخلوط بتن را بدهد. همچنين بايد شيب ظرف در حد زياد باشد تا امكان باقي ماندن بتن در ظرف وجود نداشته باشد ( شكل 3). دريچه بازشو بايد داراي ضامن باشد تا در طول انتقال بر اثر برخورد با موانع، ناگهان باز نشود.
2- در پيمانه اول، بخشي از سيمان، آب و ماسه بر سطح دلو يا جام ميچسبد. بنابراين در پيمانه اول، بايد حدود 5 درصد به سيمان، آب و ماسه اضافه گردد.
3- بعد از اتمام كار، جام و دلو ، بايد كاملاً شسته و تميز شوند.
ناوه (سطح شيبدار يا شوت)
ناوه يا ناوداني وسيلهاي ساده، ارزان و سريع براي انتقال بتن به نقاط پايينتر و در ارتفاع كمتر ميباشد (شکل 4). توجه به موارد زير در هنگام استفاده از ناوه ضروري است:
1- ناوه طولاني باعث جداشدگي اجزا و خشكشدن مخلوط بتن ميگردد ، بنابراين بايد از ناوه كوتاه استفاده كرد. به عنوان راهنمايي، در صورت استفاده از يك ناوه، چنانچه بتن دچار جداشدگي گرديد بايد در نوع وسيله و يا طول آن تجديد نظر نمود.
2- شكل مقطع ناوه ترجيحاً دايرهاي و يا نيم دايره باشد و از به كار بردن مقاطع مستطيل با گوشههاي تيز (به علت باقي ماندن بتن و افزايش اصطكاك – اثر جدار-) خودداري گردد.
3- قطر ناوه بايد حداقل 8 برابر حداكثر اندازه سنگدانه باشد.
4- شيب ناوه بايد حداكثر به، 2 به 3 و يا حداقل 3 به 2 محدود شود.
5- براي آنكه مخلوط درون ناوه مجدداً مخلوط گردد ، بهتر است كه در انتهاي ناوه از يك ناوداني و يا قيف هادي عبور كند. اين عمل همچنين باعث ميشود كه از جداشدگي اجزاي بتن جلوگيري شود، بويژه اگر سرعت بتن روي ناوه زياد باشد.
6- مخلوط بتن بايد داراي كارايي كافي و چسبنده باشد تا به راحتي درون ناوه حركت كند. به عنوان راهنمايي بايد از بتنهايي با اسلامپ 5 تا 10 سانتيمتر استفاده نمود، به هرحال ساير عوامل، مانند عيار سيمان، دانهبندي، شكل و بافت سنگدانهها و نسبت آب به سيمان در اين مسئله موثرند.
شوت سقوطي
شوت سقوطي داراي سطح مقطع دايرهاي است و قطر آن در بالا حداقل 8 برابر حداكثر اندازه سنگدانه و در پايين حداقل 6 برابر حداكثر اندازه سنگدانه است (شکل 5). شوت سقوطي مي تواند از نوع صلب يا انعطافپذير باشد. بهتر است از لولههاي پارچهاي يا پلاستيكي باز شونده استفاده
كاميون مخلوطكن (تراك ميكسر)
تراك ميكسر وسيلهاي براي حمل بتن آماده است. كارخانههاي بتن آماده معمولاً به دو گروه تقسيم ميشوند. برخي كارخانهها فقط عمليات پيمانه كردن را انجام ميدهند، و برخي ديگر از كارخانهها غير از عمليات پيمانه كردن، عمل مخلوط كردن را نيز انجام ميدهند. به عبارت ديگر، در كارخانه، مصالح پيمانه شده و مقادير معين مصالح بتن به درون كاميون مخلوطكن ريخته ميشود، اما عمل اختلاط در حين حمل، قبل از تخليه بتن در ديگ كاميون مخلوطكن صورت ميگيرد و آب مخلوط در حين حمل و يا در محل كارگاه به مخلوط خشك اضافه ميگردد. بر همين اساس به اين روش، پيمانه خشك نيز گفته ميشود. اما در گروه دوم كارخانهها، بتن آماده شده، به درون ديگ كاميون مخلوطكن ريخته ميشود. شكل 6 جزئيات كاميون مخلوطكن را نشان ميدهد.
ديگ كاميون مخلوطكن داراي دو سرعت دوران كند و تند ميباشد. دور كند يا سرعت بهم زدن2 تا 5 دور در دقيقه و دور تند يا سرعت اختلاط 7 تا 13 دور در دقيقه است. در هنگام استفاده از كاميون مخلوطكن، موارد زير بايد رعايت گردد :
1- از زماني كه آب به مخلوط خشك بتن افزوده ميشود تعداد دوران 70 تا 100 دور با سرعت تند براي اختلاط اوليه كافي است. اگر بتن آماده در داخل ديگ حمل شود و بخواهيم در هنگام تخليه همگني را مجدداً به دست آوريم، كافي است 30 تا 40 دور با سرعت كند بتن را بهم زنيم. حداكثر تعداد دوران ديگ به 300 دور (شامل دور كند و تند)، محدود ميگردد، به اين ترتيب، مدت حمل در شرايط عادي (به غير از بتن ريزي در هواي گرم و سرد) از زمان بارگيري تا تخليه ، به 1 تا 5/1 ساعت محدود ميشود. اما از 300 دور چرخش ديگ فقط حداكثر 100 دور بايد سرعت مخلوط كردن و بقيه بايد با سرعت بهم زدن باشد، زيرا زمان طولاني حمل و يا تعداد چرخش زياد ديگ باعث كاهش اسلامپ، سايش سنگدانهها و بدنه ديگ و همچنين كاهش مقاومت و دوام بتن ميگردد.
2- درمواردي كه مدت انتقال بتن طولاني است و يا احتمال وجود ترافيك سنگين وجود دارد، بهتر است از روش مخلوط خشك استفاده شود و آب مخلوط در كارگاه به ساير مصالح اضافه گردد. هر چند در اين حالت، كنترل دقيق مقدار آب با اشكال رو به رو ميگردد و نياز به نظارت دقيق است تا آب مخلوط به مقدار تعيين شده افزوده شود.
3- استفاده از كاميون مخلوط كن براي بتنهاي زير توصيه نميشود:
· بتن با اسلامپ كمتر از 40 ميليمتر
· بتن با حداكثر اندازه سنگدانه بيش از 50 ميليمتر
· بتن با نسبت آب به سيمان كمتر از 4/0 ( بدون استفاده از مواد افزودني روان كننده و يا فوقروانكننده)
· در روش پيمانه خشك نبايد از ميكروسيليس به صورت پودر استفاده گردد، زيرا توزيع ذرات ميكروسيليس در مخلوط به صورت يكنواخت انجام نميشود.
4- اگر از كاميون مخلوط كن براي اختلاط اوليه ( پيمانه خشك) استفاده شود، حجم بتن ساخته شده در آن بايد به دو سوم ظرفيت اسمي ديگ محدود گردد. به عنوان مثال، با كاميون مخلوط كن با ظرفيت اسمي 6 متر مكعب ميتوان 4 متر مكعب بتن به روش پيمانه خشك را، مخلوط كرد.
كنترلها و آماده سازي قبل از بتن ريزي
قبل از آنكه عمليات بتنريزي انجام شود، بايد محل بتنريزي كنترل گردد. مواردي كه در زير شرح داده شده، ضوابط كنترل و آماده سازي است كه قبل از عمليات بتنريزي بايد مورد توجه مهندس ناظر قرار بگيرد. به عبارت ديگر، چنانچه مهندس ناظر اشكالي در هر يك از موارد زير مشاهده كند، بايد از ريختن بتن جلوگيري نمايد و نسبت به رفع مشكل مربوط اقدام گردد :
1- اگر بتنريزي بر روي زمين انجام ميشود، سطح زمين بايد عاري از هر گونه مواد زايد، تميز و متراكم باشد. بايد بسته به شرايط رطوبت محيط و زمين، از ساعتها قبل بر روي زمين آب پاشي شود تا رطوبت زمين در حالت اشباع با سطح خشك بوده، ولي عاري از آب اضافي باشد.
2- ابعاد قالبها بايد مطابق با نقشههاي اجرايي باشد و اندازه داخلي قالبها در حد رواداريهاي مجاز باشد.
3 – قالبها بايد در محل خود كاملاً محكم نصب شده باشند. بنابراين با اعمال ضربه و نيرو به قالبها هيچگونه لغزشي نبايد در قالبها مشاهده گردد. به عبارت ديگر، از مهار بودن قالبها اطمينان حاصل شود.
4- داخل قالبها بايد كاملاً تميز و عاري از هر گونه مواد زايد باشد. وجود مواد زايد مانند خرده چوب، آب، برف، يخ، گل و لاي و شاخه و برگ درختان سبب كيفيت نامطلوب بتن ميگردد. بنابراين قبل از بتن ريزي در صورت وجود هر نوع ذرات و مواد زيان آور در قالب، بايد به روش دستي و يا با استفاده از هواي فشرده، درون قالبها تميز گردد. لازم است قالب ستون، ديوار و حتي تيرها داراي دريچه نظافت (تخليه) باشد تا عمل تميز كردن قالب به راحتي انجام گردد.
5- براي آنكه از چسبندگي بتن به قالب جلوگيري گردد و همچنين آب بتن توسط قالب چوبي جذب نگردد، بايد سطوح قالب روغنكاري شود. روغن مصرفي بايد از نوع مناسب باشد. مقدار روغنكاري بايد در حدي باشد كه از چكه كردن آن جلوگيري شود و نه آنقدر مقدار روغن كم باشد كه تمام سطوح قالب بطور يكنواخت آغشته نشود.
6 – قبل از بتن ريزي، وضعيت ميلگرد از نظر خوردگي بايد بررسي شود. اگر بر سطح ميلگرد زنگ كم مشاهده گردد ( زنگ با ناخن و يا گوني زبر از بين برود) و آج آن صدمه نديده باشد، استفاده از آن ميلگرد بدون مانع است. حتي اين مقدار زنگ باعث افزايش مقاومت پيوستگي ميشود. اما اگر مقدار زنگ روي ميلگردها زياد است، بايد با ابزار مناسب نسبت به زدودن زنگ اقدام شود. روش مناسب زدودن زنگ، ماسه پاشي است، اما فرچه يا سنباده و يا برس مناسب نيست، زيرا فقط سبب صيقلي شدن زنگ ميگردد. مقدار زياد زنگ نه تنها فرآيند خوردگي را تشديد ميكند، بلكه سبب كاهش مقاومت پيوستگي بين ميلگرد و بتن ميگردد. در صورتي كه خوردگي سبب آسيب ديدگي آج ميلگرد و يا سبب ايجاد حفره در ميلگرد شده باشد، بايد از به كار بردن آن ميلگرد اجتناب گردد.
7 – ممكن است روي سطح ميلگرد، قشري از ملات حاصل از بتن ريزي قبلي مشاهده شود. چنانچه فاصله زماني بتنريزي قبلي و بعدي فقط چند ساعت باشد، نياز به پاك كردن ملات از سطح ميلگردها نيست، در غير اين صورت بايد آن قشر ملات پاك شود.
8 – ميلگردها بايد توسط فاصلهدهندههاي پلاستيكي (لقمه ) در موقعيت خود تثبيت شده باشند تا هنگام بتنريزي، ميلگردها حركت نكنند. در صورتي كه امكان دسترس به فاصلهدهندههاي پلاستيكي وجود ندارد ميتوان از قطعات پيش ساخته ملات يا بتن با ضخامت مورد نظر، استفاده گردد. موقعيت و فواصل ميلگردها بايد مطابق با نقشههاي اجرايي و در حد رواداريهاي مجاز باشد. همچنين ضخامت پوشش بتني بر روي ميلگردها بايد كنترل گردد، زيرا رعايت نكردن ضخامت مورد نظر و يا كم بودن ضخامت پوشش، سبب كاهش دوام سازه ميشود.
9- لقمههاي ساخته شده از ملات و يا بتن بايد داراي ضوابط زير باشد:
· نسبت آب به سيمان آن مساوي و يا كمتر از بتن اصلي باشد.
· حداكثر اندازه سنگدانه كوچكتر يا مساوي يك سوم ضخامت لقمه (پوشش بتني روي ميلگرد) باشد.
· بتن يا ملات مورد نظر بايد همچون بتنهاي معمول به خوبي مخلوط ، ريخته، متراكم و عمل آوري شود، زيرا بايد عملكردي مشابه بتن اصلي (بويژه از نظر دوام) داشته باشد.
· در صورتي كه در لقمهها از مفتولهاي فولادي ميلگردگذاري استفاده ميشود بايد ضوابط حداقل پوشش بتني روي ميلگردها رعايت گردد.
10- در صورتي كه فاصله زماني بين بتنريزي جديد و لايه قبلي طولاني باشد، براي اجتناب از بروز درز سرد بايد به چند مورد توجه شود. درز سرد به معني اين است كه پيوستگي مطلوب بين لايه قبلي بتن و لايه جديد بتن وجود نداشته باشد.
به منظور جلوگيري از بروز درز سرد بايد از ضخامت لايههاي بتن ريزي كاسته شود، از سيمانهاي كندگير و يا مواد ديرگير كننده استفاده شود. همچنين ميتوان با خنك كردن بتن، زمان گيرش را افزايش داد تا احتمال ايجاد درز سرد كم شود. يكي از راههاي ايجاد درز سرد بويژه در شالودهها يا ديوارها، كاهش فاصله درزهاي اجرايي (ساخت) است. اين كاهش بايد با تأييد طراح و دستگاه نظارت انجام گيرد كه مستلزم رعايت ضوابط مربوط است.
در صورت بروز درز سرد بايد سطح لايه قبلي بتن با وسيلهاي مناسب زبر گردد. اگر آخرين لايه بتنريزي با توجه و آگاهي توقف بتنريزي در روز انجام ميشود، عمليات زبر كردن سطح بسيار آسان خواهد بود، زيرا به راحتي ميتوان روي سطح بتن تازه، ايجاد شيار كرد. اما اگر بتن سخت شده باشد، بايد زبر كردن سطح بتن توسط ابزاري مانند تيشه انجام شود. از طرف ديگر بايد شرايط رطوبت لايه قبلي در حالت اشباع با سطح خشك باشد. براي رساندن شرايط رطوبت به اين حالت، بايد بسته به شرايط رطوبت محيط و شرايط رطوبت بتن قديم، از چند ساعت قبل از بتنريزي، نسبت به آب پاشي بتن قبلي اقدام كرد. اما در زمان بتنريزي لايه جديد، سطح بتن قديم بايد عاري از آب اضافي باشد. همچنين روي سطح بتن قديم بايد كاملاً تميز و پاك باشد. چنانچه سنگدانههايي سست بر روي سطح بتن قديم مشاهده ميشود بايد از بتن قديم جدا شوند.
همچنين توصيه ميشود به منظور ايجاد پيوستگي بيشتر بين بتن قديم و جديد، اولين پيمانه بتن جديد كه روي بتن قديم قرار مي گيرد، حتيالامكان ريزدانهتر، داراي عيار سيمان و اسلامپ بيشتري باشد ولي نبايد تغيير زيادي در مشخصات بتن از نظر مقاومت و دوام ايجاد شود.
11- در هواي سرد، سطح زمين ويا سطح بتن قديم و يا قالبي كه قرار است روي آن بتنريزي شود، نبايد يخ زده باشد. در صورت مشاهده يخ ، بايد ابتدا نسبت به برطرف كردن يخ زدگي با وسايل مناسب اقدام گردد.
12- تمام وسايل و ابزار بتنريزي، مانند فرغون و ويبره (لرزاننده) به صورت تميز و آماده بكار در محل مستقر شده باشند.
عمليات بتنريزي
در اين فصل، مراحل بتنريزي به ترتيب ارائه شده است. بايد توجه داشت كه اين مراحل نقش مهمي در كسب مقاومت بتن دارد و حتي در صورت انتخاب مصالح مناسب و در صورتي كه مراحل اجرايي به طور مطلوب انجام نگردد، خواص و دوام مورد نظر حاصل نميگردد.
تمهيدات كلي در بتنريزي
عمل بتنريزي و تراكم بتن، معمولاً توأم و وابسته بوده و اغلب همزمان انجام ميشود. اجراي صحيح اين عمليات براي حصول اطمينان از مقاومت و دوام سازه بسيار حايز اهميت است. در هنگام بتنريزي، رعايت موارد كلي زير ضروري است :
1. بتن بايد تا حد امكان نزديك به محل نهايي مورد نظر ريخته شود و نبايد به مقدار زياد در يك نقطه انباشته گردد و سپس به نقاط ديگر منتقل شود. در غیر اینصورت امکان جداشدگی در اجزاي بتن ميباشد و كيفيت مطلوب، حاصل نميگردد. رعايت اصول و نكات كلي انتقال بتن نيز الزامي است.
2. بتن بايد در لايههاي افقي با ضخامتهاي مساوي ريخته شود و هر لايه بايد به طور مطلوب متراكم گردد و سپس لايه بعدي ريخته شود. تا آنجا كه عملي باشد، هرلايه بايد به صورت كامل و بدون وقفه اجرا گردد. ضخامت لايهها تابع اندازه و شكل قالب، رواني بتن، فاصله ميلگردها و روش تراكم ميباشد. هر چند حداكثر ضخامت لايه بتن به 6/0 متر و حداقل آن به 15/0 متر و يا سه برابر حداكثر اندازه سنگدانه ( هر كدام بزرگتر باشد) محدود ميگردد، معمولاً دراعضاي بتن مسلح ضخامت 2/0 تا 4/0 متر پيشنهاد ميگردد.
3. بتنريزي بايد به طور مستمر انجام شود و لايه جديد قبل از سخت شدن لايه قبلي ريخته شود تا پيوستگي بين لايهها تأمين شود و از بروز صفحات ضعيف كه درز سرد ناميده ميشود، اجتناب گردد (براي اطلاعات بيشتر به فصل ششم مراجعه شود).
4. بتن بايد تمام زواياي قالب و اطراف ميلگردها را كاملاً پر كند.
بتنريزي دالها
بتنريزي دالها نياز به تمهيدات خاص به شرح زير دارد :
1. درصورتي كه سطح دال وسيع است، ابتدا بايد راههاي دسترس عبور فرغون يا وسايل حمل بتن و افراد را ايجاد نمود. بدين منظور ميتوان با استفاده از تختههاي محكم مسير عبور را برقرار كرد. شكل 1 ، روش انتقال بتن با استفاده از راههاي دسترس را نشان ميدهد.
2. بتن بايد در نزديكترين محل نهايي خود ريخته شود، زيرا جابجايي بتن در قالب باعث جداشدگي ذرات ميشود (شكل 2). در صورت نياز به جابجايي، بايد توده بتن به صورت يكجا حركت داده شود. براي اين كار ميتوان از يك وسيله پارويي شكل استفاده نمود و بتن را بصورت تودهاي حركت داد. از پرتاب كردن بتن با وسايلي مانند بيل از نقطهاي به نقطه ديگر اكيداً خودداري گردد.
همچنين بايد سعي شود در ريختن بتن با جام تا حد امكان آن را به قالب و يا سطح بتنريزي نزديك كرد تا موجب جداشدگي و يا اعمال ضربه به قالب و ميلگردها نشود (شکل 3 در فصل پنجم).
3. بتنريزي بايد در جلو لايه قبلي بتن انجام شود و نبايد در انتهاي لايه قبلي بتنريزي شود. روش صحيح و ناصحيح عمليات درشكل 3 نشان داده شده است. در روش صحيح، بتن درون فرغون در جلو بتن قبلي ريخته ميشود، اما در روش ناصحيح با گذاشتن يك سكو بر روي بتن قبلي، بتن جديد ريخته شده است. اين عمل باعث جداشدگي اجزاي بتن ميگردد.
4. بتنريزي روي سطوح شيبءدار، از پائين شيب شروع ميشود و به تدريج به سمت بالا رفته و خاتمه
مي يابد. لازم است براي اين نوع بتنريزي، از بتني با رواني يا اسلامپ كم (حدود 50 ميليمتر) استفاده گردد. همچنين كاهش سرعت بتنريزي نيز ميتواند در اين خصوص موثر باشد. در شكل 4 اين عمليات بصورت صحيح و ناصحيح نشان داده شده است.
بتنريزي ستونها و ديوارها
تجربه نشان ميدهد كه در هنگام بتنريزي از ارتفاع بيش از 2 متر، چنانچه تمهيدات خاص اعمال نگردد، كيفيت بتن نامطلوب خواهد بود. هر چند، آيين نامههاي معتبر محدوديت خاصي را براي اين منظور ارائه ننمودهاند. بتنريزي در ارتفاع زياد سبب ميشود كه بتن با قالب و ميلگردها برخورد كند و دچار ضربه ناگهاني شود و در نتيجه جداشدگي اجزا در بتن رخ ميدهد. معمولاً در كشور ما آثار جداشدگي در قسمت پايين ستونها و ديوارها (حدود 5/0 تا 1 متري) مشاهده ميگردد كه تصور اكثر دست اندركاران آن است كه، به علت عدم تراكم كافي بتن كرمو و فاقد ريزدانه و ملات شده است، در حالي كه عمدتاً جداشدگي و تراكم بيش از حد موجب بروز اين عارضه (پديده) ميشود. بنابراين اجراي موارد زير در بتنريزي از ارتفاع ضروري است :
1. درمواردي كه تراكم ميلگرد در ستون و يا ديوار درحد كم باشد و سطح مقطع قالب فضاي كافي را ايجاد كند ميتوان از لولههاي آويز ، ناودان و يا قيف هادي براي بتنريزي استفاده كرد. ناودان شامل يك لوله ويك قيف بالاي آن ميباشد. لوله ناودان درداخل قالب گذاشته ميشود و بتنريزي به صورت تدريجي اما پيوسته انجام ميگردد. با ريختن بتن، بتدريج لوله ناودان به طرف بالا هدايت ميشود. اين عمل باعث ميشود كه از عارضه جداشدگي ذرات بتن جلوگيري گردد.
2. قطر لولهها بايد حداقل 8 برابر اندازه بزرگترين سنگدانه باشد، اما در قسمت پايين (بعد از 2 يا 3 متر ارتفاع) قطر لوله را ميتوان كاهش داد و 6 برابر اندازه بزرگترين سنگدانه در نظر گرفت. لولهها ميتوانند به صورت پلاستيكي و يا پارچهاي باشند كه در صورت وجود بتن، قطر مورد نظر را ميتوان بدست آورد. اين لولهها نسبت به لولههاي صلب (انعطاف ناپذير) ارجحيت دارند. عمليات صحيح و ناصحيح بتنريزي در ارتفاع، در شكل 5 نشان داده شده است.
3. در مواردي كه ستون يا ديوار داراي ميلگرد در حد زياد و متراكم است، امكان دارد كه استفاده از لولههاي ناودان براي ريختن بتن عملي نباشد. بنابراين ميتوان با تعبيه دريچه يا باز شو در قالب، بتنريزي را انجام داد. ميتوان فواصل دريچهها را حدود 5/1 متر تا 2 متر در نظر گرفت. از طرف ديگر، به كارگيري دريچه، امكان رؤيت بتن در قالب را فراهم ميكند و كنترل لرزاننده دستي نيز بهتر انجام ميشود. در شكل 6 ، روش ايجاد دريچه را نشان ميدهد. در اين روش، بتن تا تراز پايين دريچه تحتاني ريخته و متراكم ميشود، سپس اين دريچه بسته و از دريچه تراز بالايي بتن ريزي ادامه مييابد.
متراكم كردن بتن
پس از جاگذاري بتن، بايد حبابهاي هواي ناخواسته با عمل تراكم حذف و يا كم گردد تا حداكثر چگالي در بتن حاصل شود. مقدار هواي محبوس بستگي به كارايي بتن دارد. بتن با كارايي كم، هواي حبس شده بيشتري دارد، به همين دليل براي بتن با اسلامپ كم، نياز به تراكم بيشتري احساس ميشود. وجود حبابهاي هوا باعث كاهش مقاومت بتن، افزايش نفوذپذيري بتن وكاهش مقاومت پيوستگي بين ميلگرد و بتن ميشود
براي تراكم بتن ميتوان از دو روش زير استفاده نمود :
· تراكم دستي
· تراكم مكانيكي
موثرترين روش تراكم بتن با كارايي متوسط (اسلامپ ردههاي S2 , S3) استفاده از لرزاننده يا ويبراتور است، زيرا بتنهاي خيلي سفت به فشار و بتنهاي شل به لرزش حساس هستند. عمل لرزاننده كاهش دادن اصطكاك داخلي بين سنگدانههاست تا آنها به يكديگر نزديك شده و حبابهاي هوا به سطح برسند. در ابتداي عمل تراكم، سنگدانههاي درشت از لرزاننده دور ميشوند، زيرا جرم سنگدانههاي درشت بيشتر از سنگدانههاي ريز است. پس از برخورد سنگدانههاي درشت، ملات شروع به جاري شدن بين سنگدانهها ميكند.
تراكم دستي
در كارهاي كوچك و محدود كه امكان استفاده از لرزانندهها و وسايل مكانيكي وجود ندارد ميتوان براي تراكم بتن از وسائل دستي به شرح زير استفاده كرد :
1. در مخلوطهاي خميري و روان (با اسلامپ بيش از 50 ميليمتر ، رده S2 به بالا)، ميتوان با اجازه دستگاه نظارت از ميله فولادي (تخماق) يا وسائل مشابه براي تراكم بتن استفاده نمود. ميله بايستي به اندازه كافي وارد بتن شود تا بتواند به راحتي به انتهاي قالب يا انتهاي لايه مربوط به همان بتنريزي برسد، ضخامت ميله بايستي چنان انتخاب شود كه به راحتي از بين ميلگردها عبور نمايد.
2. با عملياتي شبيه بيلزني ميتوان ظاهر سطوح بتني قالب گيري شده را بهتر كرد (شكل 2). يك وسيله بيل مانند بايد مكرراً به درون بتن و در مجاورت قالب فرو برده و بيرون آورده شود. اين عمل درشت دانههاي بزرگتر را وادار ميسازد تا از قالب رانده شود و حبابهاي هواي محبوس بتوانند بالا بيايند. در اين خصوص بايد دقت كرد تا به وضعيت ميلگردها و قالبها آسيبي نرسد. در اين حالت، ضخامت بتن حدود 3/0 متر توصيه ميشود.
3. در مخلوطهاي سفت (اسلامپ كمتر از 50 ميليمتر، رده S1 ( ميتوان از تخماق سر پهن با مقطع دايره و يا مربع استفاده نمود. در اين حالت، ضخامت هر لايه به 15/0 تا 2/0 متر محدود ميشود.
4. براي تراكم بتن دالهايي با ضخامت كمتر از 15/0 متر ميتوان از ماله چوبي و اعمال ضربه به سطح بتن استفاده نمود.
تراكم مكانيكي (لرزاننده ها)
متراكم كردن بتن، با وسايل مكانيكي مناسبترين روش براي تراكم بتن است. معمولترين نوع وسايل مكانيكي، ويبراتور يا لرزاننده داخلي (خرطومي) است. هر چند در مواردي كه تراكم ميلگرد زياد است ميتوان از لرزانندههاي قالب نيز استفاده نمود.
لرزاننده خرطومي از يك محرك انعطاف پذير (در درون پوشش) كه سبب چرخش ميله مركزي ميشود، تشكيل شده است (شكل 3). بر اثر چرخش ميله مركزي، يك قطعه فلزي كه به ميله متصل است به پوشش فلزي ضربه ميزند كه سبب لرزاندن آن ميگردد. لرزانندهها بر اساس قطر آن طبقهبندي ميشوند، قطر لرزاننده تا حد 15 سانتيمتر موجود است، اما معمولاً در كارگاههاي ساختماني، قطر 5/2 تا 5/7 سانتيمتر به كار گرفته ميشود.
در هنگام استفاده از لرزاننده خرطومي بايد موارد زير رعايت گردد :
1. براي اجتناب از حبس هوا، لايه بتن بايد دارای ضخامت کم و نازك باشد، ولي در هر صورت لايه نبايد كمتر از 150 ميليمتر يا سه برابر حداكثر اندازه سنگدانه بتن باشد. معمولاً حداكثر ضخامت لايه 500 تا 600 ميليمتر است.
2. معمولاً زمان كافي براي اعمال لرزش با لرزاننده خرطومي بين 5 تا 15 ثانيه است. اما مدت زمان دقيق بايد بر اساس ظاهر شدن شيره بتن بر سطح و تغيير صداي لرزاننده تعيين شود. اگر زمان لرزاندن كم باشد سنگدانهها حركت ميكنند، اما ملات فرصت كافي براي جاري شدن ندارد و بتن متخلخل ميشود. اگر زمان لرزاندن زياد باشد، مقدار زيادي شيره بتن به سطح آمده كه باعث جداشدگي در بتن و ايجاد ترك و كاهش مقاومت سطح بتن و كرمو شدن قسمتهاي زيرين بتن ميشود.
3. براي حذف مؤثر هوا، ويبراتور بايد سريعاً به داخل بتن وارد گردد و با حركت ملايم بالا-پايين به آهستگي ويبراتور خارج شود. نفوذ سريع ويبراتور سبب ميشود تا بتن به طرف بالا و خارج حركت كرده و هوا خارج ميگردد. در زماني كه ويبراتور به آهستگي خارج ميشود، هواي بالاي ويبراتور به طرف بالا رانده ميشود و از طرف ديگر، باعث جاري شدن ملات به صورت يكنواخت ميشود. ضمناً در بتنهاي سفت جاي ميله ويبراتور به اين ترتيب پر ميشود.
4. لرزاننده بايد به صورت عمودي و در فواصل يكنواخت به داخل بتن فرو برده شود و از خواباندن لرزاننده به صورت كاملاً مايل يا افقي پرهيز گردد، مکر برای دالها با ضخامت بیش از 1/0 متر و قطر خرطومی مناسب.. فواصل مورد نظر بر اساس شعاع عمل لرزاننده تعيين ميشود. از طرف ديگر، شعاعهاي عمل بايد تا چند سانتيمتر يكديگر را پوشش دهند. معمولاً اين فاصله 5/1 برابر شعاع عمل لرزاننده توصيه ميشود. اين فاصله براي لرزانندههاي تا قطر 75 ميليمتر بين 150 تا 500 ميليمتر است و به قطر لرزاننده و نوع بتن مورد استفاده بستگي دارد (شكل 4 و 5). محدوده شعاع عمل لرزاننده در جدول 1 مشاهده ميشود.
5 . هنگامي كه لايه قبلي بتن، حالت خميري دارد و هنوز به مرز گيرش اوليه آن نزديك نشده است، لرزاننده بايد به مقدار 50 تا 100 ميليمتر به داخل لايه قبلي نفوذ كند (شكل 5 و 6).
6 . لرزاننده نبايد با سطح قالب و ميلگرد تماس داشته باشد، زيرا ممكن است باعث صدمه زدن به سطح قالب شود و يا سبب لرزش ميلگردها در بتن قبلي كه در حال گيرش ميباشند، گرديده و موجب كاهش پيوستگي بتن و ميلگرد شود. همچنين لرزش قالب در قسمتهايي كه بتن آن در حال گيرش مي باشد ميتواند به نماي قسمت سطحي آسيب رساند.
7. لرزاننده نبايد براي حركت جانبي و هل دادن بتن استفاده گردد، زيرا سبب جداشدگي اجزاي مخلوط بتن ميشود. براي صاف و تراز كردن سطح بتن ميتوان لرزاننده را به وسط توده بتن داخل كرده تا بتن هموار گردد و از هر گونه حركت جانبي اجتناب شود. در صورتي كه ضروري باشد تا با ويبراتور جابجايي انجام شود، در شكل 7 نحوه صحيح نشان داده شده است.
8-به عنوان يك قانون كلي، هر چه سنگدانهها بزرگتر باشند و كارايي (اسلامپ) كمتر باشد، نياز به ويبراتوري با قطر بزرگ احساس ميشود. معمولاً قطر 5/2 سانتيمتر براي مقاطع پر ميلگرد و كوچك استفاده ميشود. در چنين مواردي، دامنه نوسان ويبراتور كم بوده و قدرت تراكم نسبتاً كاهش مييابد. در جدول 1، اطلاعات كلي مربوط به بازده و كاربرد انواع لرزانندههاي داخلي داده شده است. مقادير جدول تقريبي است. لازم است قطر و قدرت لرزاننده با توجه به كارايي بتن، حداكثر اندازه سنگدانهها و ابعاد قالب و حجم بتني كه در هر نوبت ريخته ميشود، انتخاب گردد.
جدول 1- اطلاعات مربوط به بازده و كاربرد انواع لرزانندههاي داخلي
گروه |
قطر لرزاننده (سانتيمتر) |
بسامد (دور در دقيقه) |
دامنه نوسان (سانتيمتر) |
شعاع عمل (سانتيمتر) |
حجم بتنريزي به ازاء هر لرزاننده |
كاربرد |
1 |
4-2 |
9000تا15000 |
08/0-4/0 |
15-8 |
4-8/0 |
براي بتن هاي خميري و روان و دراعضاي نازك و اعضاي پيشتنيده و نمونههاي آزمايشگاهي |
2 |
6-3 |
8500تا12500 |
10/0-05/0 |
25-13 |
8-3/2 |
بتن خميري براي ديوارهاي نازك،تيرها،شمعهاي پيشساخته، ستونها و دالهاي ناك |
3 |
9-5 |
8000تا12000 |
13/0-06/0 |
36-18 |
15-6/4 |
براي بتن نسبتاً خميري (كمتر از 8 سانت اسلامپ)،در اعضاي عمومي، مانند ديوارها،ستون،تيرهاودالهاي ضخيم |
4 |
15-8 |
7000تا10500 |
15/0-08/0 |
51-30 |
31-11 |
براي بتنريزي حجيم و اعضاي سازهاي با اسلامپ 0 تا 50 سانتيمتر كه كمتر از 3 متر مكعب بتن در هر نوبت ريخته ميشود |
5 |
18-13 |
5500تا8500 |
20/0-10/0 |
61-40 |
38-19 |
براي بتنريزي حجيم، مانند سدها،ديوارهاي ضخيم و ستونهاي پلها كه د ر هر نوبت بيش از 3 مترمكعب ريخته ميشود |
تراكم مجدد
معمولاً تراكم مجدد 1 تا 2 ساعت پس از تراكم اوليه و قبل از اينكه بتن به مرز گيرش اوليه نزديك شود، انجام ميگردد. اين عمل براي بهبود تراكم، پيوستگي بتن و ميلگرد، كاهش ترك خوردگي و منافذ ناشي از جمعشدگي و آبآوري بويژه در مورد بتنهايي با اسلامپ بيش از 75 ميليمتر مفيد است. بنابراين تراكم مجدد براي توليد بتن با كيفيت بهتر، مورد استفاده قرار ميگيرد. اما اگر با تأخير زياد و در حين گيرش اوليه انجام شود، سبب صدمه زدن به بتن و كاهش مقاومت ميشود. به هر حال تأخير در تراكم مجدد به دماي بتن و محيط مجاور و نوع سيمان و بتن بستگي دارد. لرزش مجدد براي بتنهايي با اسلامپ كمتر از 50 ميليمتر (رده S1 ( كه به خوبي متراكم شده است توصيه نميشود و ممكن است آثار زيانباري داشته باشد.
پرداخت سطح بتن
معمولاً پرداخت سطح بتن، بلافاصله پس از اتمام بتنريزي و تراكم بتن انجام ميشود. روش پرداخت اثر مهمي در مقاومت فشاري، نفوذپذيري و مقاومت سايشي لايه سطحي بتن دارد. مراحل پرداخت سطح به شرح زير است :
· شمشه يا تراز كردن
· تخته ماله كشي با تخته ماله دستي بلند و كوتاه
· ماله كشي
· پرداخت نهايي
هدف و نحوه صحيح مراحل مختلف پرداخت در اين بخش شرح داده شده است :
شمشه يا تراز كردن
شمشه كاري روندي براي حذف بتن اضافي و تراز كردن سطح بتن در ارتفاع يا تراز مورد نظر است. اين عمل بايد بلافاصله پس از بتنريزي و تراكم انجام پذيرد. وسيلهاي كه براي شمشهگيري استفاده ميشود، شمشه يا شابلون ساخته شده از چوب، آلومينيوم يا آلياژ منيزيم است. در هنگام شمشه كاري، شمشه بر روي سطح بتن بايد به صورت ارهاي حركت داده شود و درهر حركت، مسافت كوتاهي به طرف جلو منتقل گردد. بنابراين بتن اضافي (بالاتر از سطح تراز) در جلو شمشه جمع شده و سپس قسمتهايي كه پايينتر از سطح تراز است توسط بتن جمعآوري شده، در جلو شمشه پرشده و سطح بتن تراز ميگردد(شكل 1).
در هنگام حركت شمشه به طرف جلو بايد مقدار مسافت طي شده بسياركوتاه باشد تا شمشه سبب آسيبديدگي سطح بتن نگردد. در بعضي موارد، شمشه مجهز به ويبره است و عمل تراز كردن همزمان با تراكم بتن (فقط براي دالهاي كف) انجام ميشود (شكل 2).
تخته ماله كشي با تخته ماله دسته بلند و كوتاه
تخته ماله دسته بلند است، قطعهاي مستطيلي شكل به عرض تقريبي 200 ميليمتر عرض و به طول 1 تا 5/1 متر كه دستهاي به طول 1 تا 5 متر به آن متصل است. منظور از عمل تخته مالهكشي با تخته ماله دسته كوتاه، مانند تخته ماله دسته بلند است و فقط دسته آن كوتاهتر ميباشد. بنابراين معمولاً فقط يكي از آنها در عمليات پرداخت استفاده ميشود. اگر سطح بتن بزرگ بوده، ولي تمام سطح بتن در دسترس نباشد، تخته ماله دسته بلند مناسبتر است و درغير اين صورت تخته ماله دسته كوتاه در سطوح محدود و كوچك كاربرد بهتري دارد. بايد توجه داشت كه دسته بلند تخته ماله ازدقت كار ميكاهدو فقط در سطحهاي وسيع به ناچار به كار ميرود. معمولاً تخته ماله دسته كوتاه 70 تا 100 ميليمتر عرض و 150 تا 200 ميليمتر طول دارد و دستهاي كوتاه بر روي آن نصب شده است.
معمولاً جنس تخته ماله از چوب، آلياژ آلومينيوم و يا منيزيم است. براي بتن معمولي نوع چوبي بهتر است زيرا چوب، ملات (خمير سيمان و ماسه) را بر سطح حركت داده و در نتيجه سطح بتن به صورت باز باقي مانده و آب آوري شدت نمييابد. درمواردي كه بتن از نوع سبك است و يا چسبنده باشد، بايد از تخته ماله از نوع آلياژ منيزيم استفاده گردد. تخته ماله منيزيمي فقط خمير سيمان وماسه بسيار ريز موجود در سطح را حركت ميدهد و انرژي كمتري صرف مالهكشي ميشود و همچنين سطح بتن گسيخته نميگردد. هنگامي كه براي بتن با وزن مخصوص (چگالي) معمولي از تخته ماله منيزيمي استفاده ميشود بهتر است كه اولين مالهكشي با ماله چوبي باشد تا سطح نيمه بسته بتن باز گردد، زيرا تخته ماله منيزيمي سطح بتن را مسدود ميكند
(شكل 3).
عمل تخته ماله كشي بايد بلافاصله پس از شمشه كردن صورت گيرد و قبل از آنكه آب آوري در سطح بتن مشاهده گردد، بايد به اتمام برسد. به طور كلي عمل پرداخت كه در هنگام آب آوري انجام ميپذيرد سبب جدا شدن لايه سطحي بتن ميگردد و اين نكته بايد به عنوان يك اصل در عمليات پرداخت سطح بتن مورد توجه قرار گيرد. تخته مالهكشي به دلايل زير استفاده ميشود :
· حذف لبههاي باقي مانده از عمل شمشه كاري
· پر كردن منافذ
مالهكشي
پس از تعبيه درزها، سطح بتن بايد مالهكشي شود، مالهكشي به علل زير انجام ميگيرد :
– فرو بردن سنگدانههاي درشت به درون بتن
– حذف ناهمواريها ومنافذ باقي ماتده و ايجاد يك سطح كاملاً هموار
– تراكم سطح بتن
ماله به صورت نوع دستي و مكانيكي موجود است. ماله دستي از جنس چوبي، آلومينيومي و منيزيمي است. ماله آلومينيومي و منيزيمي راحتتر در سطح بتن حركت ميكنند، در اين صورت از مقدار انرژي مورد نياز كاسته ميشود. براي مالهكشي بتن حباب دار (به علت استفاده از ماده افزودني حباب ساز) استفاده از ماله فلزي ضروري است زيرا ماله چوبي بر سطح بتن چسبيده و سبب خرابي سطح ميگردد.
عرض ماله دستي بايد به صورت كاملاً افقي (بدون ايجاد زاويه) بر روي سطح بتن قرار داده شود و آن را به صورت ارهاي و قوسي حركت داده تا منافذ پر شده و سطح بتن كاملاً هموار گردد. مالهكشي سبب ميشود تا سطح بتن هموار شده (ولي صاف نميشود) و مقاومت مناسبي در مقابل ليز خوردن به وجود آيد و معمولاً به عنوان پرداخت نهايي تلقي ميگردد. ماله كشي با دستگاه مكانيكي نيز امكانپذير است. دستگاه مالهكشي شامل يك محور عمودي است كه به آن چند پره به شكل ماله متصل است و حركت دوراني پرهها سبب هموار شدن سطح بتن ميگردد .
پرداخت نهايي
بعد از عمل مالهكشي ميتوان با وسيله پرداخت نهايي، سطح بتن را كاملاُ صاف نمود. مرحله پرداخت نهايي بلافاصله بعد از مالهكشي و با وسيله دستي يا ماشين انجام ميپذيرد. وسيله دستي كه براي پرداخت نهايي استفاده ميشود(شکل 5)، يك صفحه فولادي پهن به ابعاد 100×400 ميليمتر است. استفاده از صفحه فولادي با ابعاد كوچكتر براي مرتبه دوم و يا سوم پرداخت نهايي اشكالي ندارد. در بعضي موارد (مانند دالها)، پرداخت نهايي با دستگاه مكانيكي انجام ميشود. اين دستگاه مشابه ماله دستي است، تنها تفاوت آن، ابعاد كوچكتر پرهها و امكان تغيير و فشار بر روي آنهاست. در مرحله اول پرداخت، پرهها به صورت مستقيم و در مراحل بعدي، به زاويه پرهها
بايد توجه داشت با پرداخت نهايي از مقاومت لغزش سطح بتن كاسته ميشود، اما مقاومت سايش سطح افزايش مييابد. بنابراين اگر مقاومت سايشي بتن در حد نسبتاً زياد ضروري است بايد حداقل يكبار نسبت به پرداخت نهايي اقدام گردد و باافزايش تعداد عمل پرداخت نهايي، مقاومت سايش افزايش مييابد. اما اگر مقاومت لغزشي اهميت بيشتري دارد، بايد مرحله پرداخت نهايي حذف گردد.
توقف در عمليات پرداخت
هر گاه آب حاصل از آب آوري بر سطح بتن مشاهد گرديد، بايد عمليات پرداخت متوقف گردد تا آب از سطح بتن تبخير شود. معمولاً آب حاصل از آب انداختن پس از مالهكشي با تخته ماله دسته بلند و كوتاه مشاهده ميشود. اما به هر حال هنگامي كه آب انداختن در بتن رخ دهد بايد عمليات به صورت موقت متوقف شود. ادامه عمليات پرداخت كه معمولاً مرحله مالهكشي است بايد با يك آزمايش ساده انجام گردد. اين آزمايش بر اين اساس است كه فشار پا بر روي بتن بايد حداكثر 5 ميليمتر اثر بگذارد. اين حالت نشان ميدهد كه سطح بتن آماده مالهكشي ميباشد.
اگر شرايط رطوبت و دماي محيط به صورتي است كه امكان تبخير آب حاصل از آب انداختن در مدت كوتاه وجود ندارد، ميتوان با يك تمهيد ساده نسبت به رفع آب سطح بتن اقدام نمود. با گذاشتن يك لايه گوني بر سطح بتن و ريختن گرد سيمان بر روي سطح پارچه چتايي، سريعاً آب سطح جذب و حذف ميگردد. اما بايد توجه داشت كه به هيچوجه نبايد گرد سيمان بر روي سطح بتن به صورت مستقيم ريخته شود، زيرا باعث تضعيف بيشتر لايه سطحي بتن ميگردد.
بنابراين بايد توجه داشت كه در صورت مشاهده آب انداختن، اگر عمليات پرداخت انجام شود، يك لايه سست از خمير سيمان بر سطح بتن تشكيل ميشود كه سبب كاهش شديد مقاومت سايشي بتن و دوام سطحي ميگردد.
درز انقباض (جمع شدگي)
معمولاً بتن، تحت جمعشدگي خميري و خشك شدگي قرار ميگيرد و چنانچه جمعشدگي تحت قيد قرار بگيرد، بتن احتمالاً ترك ميخورد. براي جلوگيري از بروز تركها در سطح بتن، درزهاي انقباض تعبيه ميشود. در مواردي كه ميلگرد به اندازه كافي در عضو بتني در نظر گرفته شده باشد تا تنشهاي جمعشدگي را تحمل كند، نياز به درز انقباض نيست. در چنين مواردي، ميلگرد از تشكيل تركهاي قابل رؤيت جلوگيري ميكند.
منظور از ايجاد درزهاي انقباض (كنترل يا جمعشدگي)، تعيين محلهايي از قبل پيش بيني شده براي بروز تركها ميباشد. به عبارت ديگر چنانچه درزهاي انقباض در عضو بتني ايجاد نگردد و يا در فواصل نادرست اجراشوند، تركها در محلهاي نامشخص به وجود ميآيند. با ايجاد درزهاي انقباض، يك منطقه ضعيف ايجاد ميگردد كه تركهاي جمعشدگي در همان محلها شكل ميگيرند.
در اين فصل، توصيههايي براي ايجاد درزهاي انقباض دردالهاي كف ارائه شده است. براي ساخت درزهاي انقباض موارد زير بايد رعايت شوند :
1. براي ساخت درزهاي انقباض ميتوان از وسيله دستي لبهزن استفاده نمود. اره ماشيني، وسيله ديگري براي ساخت درزهاي انقباضي است، ولي عمل برش هنگامي بايد آغاز گردد كه بتن سخت شده باشد، در غير اين صورت باعث جابجايي سنگدانهها ميگردد(شکل 1).
ايجاد درزهاي انقباض در بتن تازه نيز با استفاده از نوارهاي پلاستيكي، فلزي و چوبي امكانپذير است. براي نصب نوارها، يك شيار به وسيله ماله و يا شيارزن در بتن تازه ايجاد كرده و سپس نوارها در آن شيار گذاشته ميشود. پس از اتمام عمليات ايجاد درزها، بايد با استفاده از ماده درزگير، نسبت به پر كردن درزها اقدام نمود(شکل 2). با پر كردن درزها، از لبههاي درز محافظت شده و عبور ترافيك (آمد و شد) بدون اشكال انجام ميگردد.
2. فاصله درزهاي انقباض معمولاً بين 24 تا 36 برابر ضخامت دال است. براي تعيين فاصله تقريبي درزها به جدول 1 مراجعه شود. فاصله درزهاي انقباض به اسلامپ، حداكثر اندازه دانهبندي و شكل و بافت سطحي سنگدانهها، نسبت آب به سيمان، عيار و نوع سيمان بستگي دارد و بهتر است فواصل درزها را به مراتب كمتر از جدول زير در نظر گرفت.
جدول 1 : حداكثر فاصله درزهاي انقباضي
اسلامپ كمتر از 100 mm فواصل درزها (متر) |
اسلامپ 100 تا 150 ميليمتر- فواصل درزها (متر)* |
ضخامت دال (mm) |
|
حداكثر اندازه سنگدانه بيش از mm 20 |
حداكثر اندازه سنگدانه mm 20 |
||
60/3 |
4/2 |
0/3 |
100 |
50/4 |
0/3 |
90/3 |
125 |
40/5 |
60/3 |
50/4 |
150 |
30/6 |
20/4 |
40/5 |
175 |
20/7 |
80/4 |
00/6 |
200 |
10/8 |
40/5 |
90/6 |
225 |
0/9 |
00/6 |
50/7 |
250 |
شايان ذكر است ، مقادير اسلامپ ذكر شده براي بتن بدون استفاده از مواد افزودني روان كننده يا فوق روان كننده است و چنانچه از بتن با مواد افزودني استفاده گردد، اسلامپ قبل از استفاده از مواد افزودني مي باشد.
3. براي انتقال بهتر بار درمحل درزهاي انقباض ميتوان از ميلگرد (داول) در وسط ضخامت دال استفاده نمود. مشخصات ميلگرد در جدول 2 ارائه شده است. در هنگام تعبيه بايد دقت نمود تا ميلگرد به بتن پيوستگي نداشته باشد.
جدول 2 : فواصل ميلگردها در درزها
فواصل ميلگرد (mm) |
طول ميلگرد (mm) |
قطر ميلگرد (mm) |
ضخامت دال (mm) |
300 |
400 |
20 |
150-120 |
300 |
460 |
25 |
200-180 |
300 |
460 |
35 |
280-230 |
شكل 3، درز انقباض با استفاده از ميلگرد براي انتقال بار را نشان ميدهد.
شكل 3- درز انقباض با استفاده از ميلگرد
4. براي تراكم سطح كوچك دالها ميتوان از دستگاه ويبره استفاده كرد، اما براي سطوح وسيع توصيه ميشود كه با استفاده از يك تير فولادي كه بر روي آن ويبره متصل است، عمليات تراكم اجرا گردد.
5. يك روش مناسب براي ساخت دال، به روش نواري موسوم است (شكل 4). بر اساس اين روش ابتدا عرض دال به چند نوار طولي تقسيم ميگردد و قالبها نصب ميگردند. سپس بتن به صورت نوارهاي يك در ميان ريخته ميشود. پس از بتنريزي سري اول نوارهاي طولي، قالبها باز ميشوند و خود نوارهايي كه بتنريزي شدهاند به صورت قالب براي نوارهاي ديگر مورد استفاده قرار ميگيرند. درزهاي انقباض در حد فاصل نوارها اجرا ميگردد.
6. توصيه ميشود هنگامي كه بتن تازه است، درز انقباض (براي جمعشدگي خميري) اجرا گردد، زيرا اگر بتن سخت شود، بايد از وسايلي مانند اره برقي براي ايجاد درز استفاده كرد. بر همين اساس در زماني كه بتن تازه است با گذاشتن يك نوار چوبي يا فلزي در محل مورد نظر ميتوان درز را ايجاد كرد. ايجاد درز در بتن سخت شده براي كنترل جمعشدگي ناشي از خشك شدن به كار ميآيد.
7. براي اجراي عمليات پرداخت سطح بتن دال به فصل پرداخت مراجعه شود.
8. محل درزها بايد با يك تركيب مناسب پر شوند تا به دال از نظر نفوذ مواد زيانآور، خسارت وارد نگردد. اين تركيب ميتواند ملات سيمان با ماسه سيليسي و با نسبت كم آب به سيمان باشد (در صورتي كه صرفاً درز انقباضي براي جمعشدگي خميري داشته باشيم اين نوع ماده پركننده ميتواند به كار رود).
درز ساخت (اجرايي)
در بعضي از موارد امكان بتنريزي يك عضو سازهاي در يك نوبت وجود ندارد. همچنين طبق توصيه آيين نامهها گاه لازم است بين اجراي اعضاي قائم و افقي فاصله زماني رعايت گردد. در چنين مواردي از درز ساخت استفاده ميشود. به عبارت ديگر درز ساخت، سطح بتن سخت شده است كه در تماس با بتن تازه قرار ميگيرد.
آمادهسازي درز ساخت
در محل درز ساخت بين بتن قديم و بتن تازه بايد پيوستگي ايجاد نمود. رعايت مواردي به شرح زير باعث افزايش مقاومت پيوستگي بين بتن قديم و بتن تازه ميشود :
1. تمام مواد زايد، گردوخاك و روغن بايد از سطح بتن قديم پاك گردد. براي پاك كردن سطح ميتوان از برس، هواي فشرده و يا آب با فشار زياد استفاده كرد و در صورتي كه آلوده به مواد روغني باشد بايد با استفاده از حلال مناسب پاك گردد. احتمال دارد كه به دليل آب انداختگي بتن، يك لايه ضعيف از خمير سيمان در سطح بتن قديم مشاهده گردد كه جدا كردن اين لايه با ابزار ذكر شده ضروري است.
2. سطح بتن قديم بايد زبر و ناهموار گردد. روش موثر براي زبر كردن سطح بتن، استفاده از برس زدن است كه 2 تا 4 ساعت پس از اتمام تراكم بايد انجام شود. وقتي نوك سنگدانههاي درشت بيرون از سطح بتن قرار ميگيرند نشان دهنده زبري مناسب است. اگرعمليات زبر كردن به روز بعد از بتنريزي موكول شود، نياز به كار زياد خواهد داشت، بنابراين بهتر است زبر كردن در روز بتنريزي و در ساعات اوليه گيرش انجام شود.
3. بعد از آماده سازي سطح بتن قديم و چند ساعت قبل ار بتنريزي، بايد سطوح درزهاي اجرايي با آب كاملاً اشباع شوند، اما بايد صبر كرد تا آب اضافي روي سطح خشك شود و يا با استفاده از هواي فشرده، آب اضافي را از سطح زدود.
موقعيت درز ساخت
درز ساخت در تيرها بهتر است در محلي كه كمترين تنشها و بويژه نيروهاي برشي وجود دارد، ايجاد شود. بنابراين در تيرهاي يكسره، درز بايد در محل انتقال تيرها و ستونها تعبيه گردد. در دالهاي سقف، درز ساخت بايد در خطوط مركزي تيرها ايجاد شود. بايد نوع و محل درزهاي اجرايي در نقشهها ذكر گردد و يا در كارگاه به وسيله دستگاه نظارت تعيين شود. در هر صورت نبايد موقعيت درز به محل يا زماني دلخواه از قبيل پايان روز كار موكول شود.
شكل درزهاي اجرايي با توجه به موقعيت آنها بايد توسط مهندس محاسب و يا ناظر مشخص گردد. به طور كلي امتداد درز اجرايي بايد عمود بر امتداد تنشهاي عضو باشد. براي ايجاد درز در تيرها بايد از قالب موقت مخصوص استفاده نمود. در تيرهاي عميق يا شالودهها ميتوان از درز به شكل پلكاني يا داراي كليد برشي (كاو و زبانه) بهره گرفت.
ظاهر درز ساخت
درز ساخت افقي در ديوارهايي كه در معرض ديد هستند بايد ظاهر مناسب داشه باشد. به عبارت ديگر، درزهاي افقي در ديوارها بايد كاملاً مستقيم و افقي باشد. براي آنكه درز ساخت كاملاً افقي و مستقيم باشد ميتوان با نصب يك نوار چوبي يا فلزي بر ديواره قالب يك شكاف در محل درز ايجاد كرد. اين شكاف هم در يك خط بودن درز كمك ميكند و هم ظاهري مناسب به وجود ميآورد. بتن تا حد وسط نوار جاگذاري ميشود (شكل 1).
پس از آنكه بتن سخت شد، قالب و نوار چوبي را ميتوان برداشت و براي ادامه بتنريزي، قالب را در ارتفاع بالاتر نصب كرد و بتنريزي را انجام داد. در صورت ايجاد چنين شكافهايي بايد توجه داشت كه ضخامت پوشش بتني بر روي ميلگرد در حد مورد نظر، رعايت گردد. شكل 2، نماي ديوار را پس از اجراي درز ساخت با استفاده از نوار فلزي نشان ميدهد. به جاي قالب موقت ميتوان از توري با چشمههاي ريز يا از رابيتس استفاده كرد كه بايد به وسيله يك شبكه ميلگرد در محل مورد نظر نگهداري شوند. در اين صورت بايد از ريختن بتن شل در پشت قالب موقت و لرزاندن طولاني بتن مجاور آن خودداري كرد. رابيتس در توده بتن باقي ميماند يا در صورت لزوم به موقع كنده ميشود، ولي توري بايد در ساعات اوليه پس از گرفتن بتن كنده شود تا سطح حاصل بتواند پيوستگي خوبي با بتن بعدي داشته باشد. در صورتي كه از رابيتس باقي مانده در توده بتن به عنوان قالب موقت استفاده شود، بايد بلافاصله پس از گرفتن بتن، دوغابي را كه از سوراخهاي رابيتس گذشته و در پاي آن جمع شده است كند و آثار آن را كاملاً تميز نمود.
در هنگام ايجاد درز ساخت، رعايت موارد زير ضروري است :
1. شرايط رطوبت بتن قديم در مقاومت پيوستگي اثر مهمي دارد. شرايط رطوبت بتن قديم بايد در حالت اشباع با سطح خشك باشد. به عبارت ديگر، درون بتن بايد مرطوب، اما سطح آن خشك باشد. براي رساندن بتن قديم به اين حالت، بسته به شرايط دما و رطوبت محيط، بايد از چند ساعت تا دو روز قبل از بتنريزي جديد، بر روي سطح بتن قديم آبپاشي گردد. اما در هنگام بتنريزي جديد، بايد سطح بتن قديم عاري از آب اضافي باشد.
2. در صورتي كه نياز به پيوستگي بيشتر بين سطوح محل درز باشد ميتوان از ميلگرد آجدار (داول) استفاده كرد. معمولاً اين روش براي دالهاي كف مناسب است به خصوص در مواردي كه دال بار زيادي را تحمل ميكند، مانند كف سالنهاي صنعتي و يا محوطهاي كه محل آمدوشد ترافيك است. در جدول 1، مشخصات ميلگرد آجدار را براي تعبيه در درز ساخت نشان ميدهد.
جدول 1: مشخصات و فواصل ميلگرد اتصال (داول) در درز ساخت
فاصله ميلگرد (mm) |
طول ميلگرد (mm) |
قطر ميلگرد آجدار (mm) |
ضخامت دال(mm) |
750 |
750 |
12 |
200-120 |
750 |
750 |
16 |
320-230 |
3. براي نصب ميلگردها، ابتدا بايد در قالب حفرههايي با فواصل مورد نظر ايجاد كرد و سپس ميلگردها در داخل حفرهها جاسازي شود به صورتي كه نصف طول ميلگردها درطرفين قالب قرار بگيرد. سپس بتنريزي انجام ميگردد. به اين صورت در زمان قالب برداري، نصف طول ميلگردها خارج از بتن ساخته شده قرار مي گيرند.
عملآوري بتن
عمل آوري روندي است كه جهت حفظ رطوبت و حرارت بتن در مدت زمان معين بلافاصله پس از جاگذاري و پرداخت بتن انجام ميگردد. عملآوردن در خصوصيات بتن سخت شده مانند: مقاومت فشاري، دوام، مقاومت سايشي و مقاومت در مقابل يخبندان تأثير قابل ملاحظهاي دارد. عملآوري به سه شكل : محافظت، مراقبت (عملآوري ) و پروراندن (عملآوري حرارتي) براي بتن ريخته شده درقالب ضروري است.
هنگامي كه سيمان پرتلند با آب مخلوط ميشود، فعل و انفعال شيميايي كه به آن هيدراتاسيون ميگويند، آغاز ميگردد. پيشرفت و وسعت اين واكنش شيميايي در دوام، مقاومت و وزن مخصوص بتن اثر ميگذارد. معمولاً مقدار آب موجود در مخلوطهاي بتن، بيش از آب مورد نياز براي تكميل هيدراتاسيون است، اما به هر حال كاهش آب به علت تبخير، باعث تأخير و يا توقف فرآيند هيدراتاسيون ميگردد.
در چند روز اول، پس از جاگذاري بتن و در درجه حرارت مناسب، هيدراتاسيون نسبتاً سريع است. بنابراين حفظ آب بتن، درطول اين زمان بسيار با اهميت است. هنگامي كه عملآوردن متوقف شود، كسب مقاومت بتن براي مدت كوتاهي ادامه مييابد، ولي پس از آنكه درجه اشباع حفرههاي موئينه داخل بتن به 80 درصد ميرسد، كسب مقاومت بتن متوقف ميگردد.
روشهاي مختلف عملآوري رطوبتي (مراقبت) به شرح زير است :
– عملآوري با آب
– عملآوري عايقي
در اين بخش روشهاي عملآوري شرح داده شده است.
عملآوري با آب
روشي است كه سبب افزايش رطوبت بتن ميگردد و همچنين از افت رطوبت بتن جلوگيري ميكند. آب مصرفي بايد داراي مواد زايد و مضر در حد مجاز استاندارد و آييننامههاي موجود باشد تا در كيفيت بتن اثر نامطلوب باقي نگذارد. همچنين استفاده از آب بسيار سرد و يا گرم ، كه سبب شوك حرارتي در بتن شده و سطح بتن ترك ميخورد بايد اجتناب نمود. روشهاي مختلف عملآوري با آب به شرح زير است :
ايجاد حوضچه و غوطهورسازي: ايجاد حوضچه براي سطوح افقي مانند دالها مناسب است. در پيرامون دال، لبههايي ساخته ميشود و در درون اين حوضچه آب قرار ميگيرد. آب درون حوضچه نبايد بيش از oC12 سردتر از بتن باشد. همچنين مي توان (قطعات پيش ساخته) را درون آب غوطهور كرد، كه در اين حالت، ضوابط دماي آب بايد رعايت شود.
افشاندن آب : در دماي بيش از oC 5+ روش افشاندن آب براي عمل آوردن بتن بسيار مناسب است. روند افشاندن آب بايد پيوسته باشد، در صورتي كه افشاندن با وقفه انجام پذيرد، باعث تروخشك شدن ميگردد و در نتيجه عارضه پوسته شدن در سطح بتن بروز ميكند. آب افشاني معمول در برخي از كارگاههاي كشور ما، علاوه بر ايجاد تر و خشك شدن، باعث شوك حرارتي نيز ميگردد، زيرا با خشك شدن سطح در زير آفتاب دماي سطح بتن بالا رفته و با پاشيدن آب خنك، مشكل ترك خوردگي وجود خواهد داشت.
پوششهاي خيس : در صورتي كه نتوان به طور مداوم با افشاندن آب، سطح بتن را مرطوب نگه داشت، استفاده از پوششهاي جاذب آب از قبيل چتايي، گوني، گليم و حصير براي عمل آوردن بتن توصيه ميشود. چتايي نو بايد قبل از مصرف كاملاً شسته شود تا مواد قابل حل آن پاك شده و قابليت جذب آن بيشتر گردد. همچنين در صورت استفاده از گوني، كه قبلاً حاوي مواد شيميايي يا شكر و غيره بوده ، لازم است قبل از مصرف، گوني كاملاً شسته شود، زيرا برخي از مواد شيميايي ميتوانند همراه آب عملآوري، در بتن جوان نفوذ نموده و ضمن اختلال در گيرش بتن ، مقاومت و دوام آن را كاهش دهند. با افزايش وزن چتايي يا ساير پوششهاي جاذب، امكان نگهداري آب توسط آن بيشتر ميشود و نياز به مرطوب كردن متوالي آن كمتر ميگردد. در غير اين صورت بهتر است از دو لايه چتايي استفاده شود. چنانچه ورق پلاستيك بر روي چتايي قرار داده شود، از تبخير آب چتايي جلوگيري ميگردد كه مشابه عمل آوري عايقي خواهد بود. اين نوع پوششها بايد به نحوي روي سطح بتن قرار گيرند كه لبه آنها حدود 100 ميليمتر روي هم قرار داده شوند، و بلافاصله پس از آنكه بتن به اندازه كافي سخت شد، بر روي سطح قرار داده شوند. اگر زماني كه بتن در حالت خميري است، پوشش روي آن قرار داده شود، سطح بتن آسيب ميبيند. پوشش بايد تمام سطح بتن را بپوشاند و به طور مداوم خيس نگاه داشته شود.
براي مقاطع كوچك بتن، عمل آوردن بتن با استفاده از خاك، ماسه، خاك اره، كاه و پوشال خيس مناسب است. ضخامت اين نوع پوششها بايد حداقل 50 ميليمتر باشد و تمام سطح بتن پوشانده شود و به طور مداوم خيس نگاه داشته شود. ميتوان از پوشال خيس براي عملآوردن استفاده نمود. ضخامت لايه كاه ، 100 ميليمتر و پوشال بايد حداقل 150 ميليمتر باشد و در صورت وزش باد با شبكه سيمي و يا چتايي روي آنها پوشانده شود تا وزش باد سبب حركت كاه و يا پوشال نگردد. به طور كلي اين نوع پوششها ممكن است باعث تغيير رنگ سطح بتن شوند و در همه موارد، مانند سطوح قائم امكان به كار گيري از آنها وجود ندارد. شكل 1، روش عملآوري با پارچه چتايي را نشان ميدهد.
توصيه ميشود پس از اتمام مدت عملآوري رطوبتي، اجازه دهيم پوشش موجود خشك و سپس از روي سطح بتن برداشته شود تا مشكل ايجاد نگردد. اين عمل براي مناطقي كه باد خيز هستند ضرورت دارد.
عملآوري عايقي
جلوگيري از تبخير آب، روش ديگري جهت عملآوردن بتن است و از آن جهت مزيت دارد كه نياز به خيس كردن مداوم پوشش نميباشد. اين روش براي مناطقي كه امكان فراهم كردن آب مناسب جهت عملآوري با مشكلاتي همراه است قابل به كارگيري خواهد بود. مصالح و روشهاي مختلف جلوگيري از تبخير آب از سطح بتن به شرح زير است :
ورق پلاستيك يا نايلون : ورق پلاستيك وزن بسيار سبك دارد و در رنگهاي مختلف، مانند سفيد و سياه موجود است. رنگ سفيد براي هواي گرم مناسب است، زيرا نور را منعكس ميكند و رنگ سياه براي هواي سرد مطلوب ميباشد، زيرا نور را جذب ميكند. ورق پلاستيك معمولاً از نوع پلي اتيلن است. ورق پلاستيك بايد كاملاً سطح بتن را بپوشاند و لبه بالاي آن حدود 100 ميليمتر روي هم قرار گيرد و قطعات چوب بر روي آن قرار داده شود تا ورق كاملاً در تماس با سطح بتن باشد، و وزش باد سبب بلند كردن و حركت آن نگردد. احتمال دارد كه ورق پلاستيك باعث تغيير رنگ و ظاهر سطح بتن گردد، به خصوص اگر ورق چروكيده باشد، در اين صورت اگر يكنواختي رنگ و ظاهر سطح بتن اهميت دارد، بايد از روشهاي ديگري استفاده كرد. تعريق و چكه كردن آب ناشي از تبخير سطح بتن ميتواند به ظاهر بتن آسيب رساند.
بنابراين توصيه ميشود، در چنين شرايطي نايلون و يا پوشش دقيقاً بر سطح بتن قرار داده شود و يا از روشهاي ديگري استفاده شود. مشكل استفاده از ورق نايلون، پاره و يا سوراخ شدن آن در كارگاه ميباشد كه امكان تعمير آن وجود ندارد و در صورت عدم توجه به وجود سوراخ يا پارگي مشكلاتي براي عملآوري، به وجود ميآورد.جهت محكم كردن ورقها در اطراف تيرها و ستونها، بايد از طناب يا نوار استفاده گردد. شكل 2، استفاده از ورق پلاستيك و شکل 3 عملآوري با استفاده از پوششهای مرکب (مواد عایق، ترکیبی از پلاستیک و چتایی) را نشان ميدهند.
تركيبات عملآوري
تركيبات عملآوري به صورت مايع است كه بر روي سطح بتن پاشيده يا ماليده ميشود و با ايجاد يك غشاء از تبخير آب بتن جلوگيري ميكند. اين محلولها از اختلاط رزينهاي مصنوعي و طبيعي با حلال تشكيل شدهاند. پس از اعمال تركيبات عملآوري بر سطح بتن، حلال تبخير شده و رزين بر سطح باقي ميماند. غشاي رزين براي مدت حدود يك تا چهار هفته باقي مانده و بر اثر هوازدگي و نور آفتاب، ترد و شكننده ميگردد و از سطح بتن جدا ميشود.
معمولاً در اين نوع تركيبات از رنگدانههاي مختلف، مانند ذرات آلومينيوم بهره گرفته ميشود. استفاده از رنگدانهها در تركيبات به دو دليل انجام ميپذيرد. رنگدانههاي خاص سبب انعكاس نور شده و در نتيجه دماي بتن شديداً افزايش نمييابد و همچنين سبب رؤيت تركيب بر روي سطح بتن ميشود و بنابراين امكان ارزيابي كفايت و يكنواختي تركيب در سطح بتن فراهم ميگردد. براي حصول اطمينان از پيوستگي غشاي عملآوري، بهتراست آن را در دو لايه عمود بر يكديگر اعمال نمود. اگرفقط يك لايه اعمال شود، بايد از يكنواختي و پوشش غشاء اطمينان حاصل گردد.
تركيبات عملآوري بايد بر روي سطح بتن مرطوب اعمال و از پاشيدن يا اعمال آن بر سطح خشك بتن اجتناب گردد. تركيبات عملآوري از تبخير آب بتن جلوگيري كرده و در نتيجه سطح بتن خنك نميشود. بنابراين توصيه ميشود، در مناطقي كه تابش شديد آفتاب وجود دارد، بر روي سطح بتن، سايبان ايجاد گردد. در صورتي كه از تركيبات عملآوري غير محلول در آب استفاده ميشود لازم است اين تركيبات پس از تبخير آب رو زده، به كار روند.
اگر قرار است كه بر روي سطح بتن، يك لايه ديگر بتن ريخته شود، يا كاشي و موزائيك بر روي سطح بتن نصب گردد، بهتر است كه از تركيبات عملآورنده استفاده نشود، زيرا اين تركيبات پيوستگي را كاهش ميدهند. هر چند بعضي از انواع تركيبات، پيوستگي را كاهش نميدهند و يا امكان پاك كردن غشاء وجود دارد. همچنين در برخي از منابع و مخازن نگهداري مواد بهداشتي، غذايي و آب بايد قبل از بهره برداري اين مواد كاملاً تميز گردند.
در مواردي كه دوام بتن در برابر عوامل مضر و يا خوردگي ميلگردها حايز اهميت است و يا هنگامي كه نسبت آب به سيمان پايين است، بهتر است از روشهاي عملآوري با آب (ايجاد حوضچه، غوطه وري ، افشاندن آب و پوششهاي خيس) استفاده كرد، و در صورت اضطرار از عملآوري عايقي بهره بگيريم. شكل 4، روش عملآوري با ماده شيميايي عملآوري را نشان ميدهد.
عمل آوردن بتن به وسيله قالبها
قالبها خود محافظ مناسبي هستند و از خروج آب از بتن جلوگيري مي كنند. البته در چنين مواردي، سطح افقي بتن بايد مرطوب نگاه داشته شود. قالبهاي چوبي بايد با آب افشاني مرطوب شوند، به خصوص در هواي گرم و خشك اين عمل حايز اهميت است. اگرمرطوب نگاه داشتن قالبهاي چوبي امكان پذير نيست، بايد بلافاصله قالببرداري شده و روش ديگري جهت عمل آوردن بتن به كار گرفته شود. در صورتي كه امكان برداشتن سريع قالبها بويژه در سطوح و يا ديوار و يا تيرها وجود ندارد، توصيه ميشود با شل كردن قالبها، امكان عمل آوري با ريختن آب در درزهاي موجود فراهم شود. شکل 5 یک نمونه از قالبهای مخصوص، که از مواد مختلف تشکیل شده است را نشان میدهد.
عملآوري حفاظتي (محافظت)
لازم است در طول عملآوري بتن جوان و پس از ريختن بتن، از بتن به خوبي محافظت شود تا آسيب نبيند. بارش باران و تگرگ، لرزشهاي شديد ماشين آلات ثابت و متحرك موجود، يخبندان، اعمال ضربه به قالب ميتواند به بتن جوان و نارس آسيب رساند و به ظاهر بتن و مقاومت و دوام آن لطمه بزند.
عملآوري حرارتي (پروراندن)
براي افزايش مقاومت بتن در روزهاي اول و محفاظت آن، در هواي سرد و جلوگيري از يخ زدن آن ميتوان دماي بتن داخل قطعه را بالا برد. بهترين روش براي اين كار، به كارگيري بخار آب ميباشد و دماي محيط و بتن بهتر است از حدود oC 65 بيشتر نشود و عمل بخاردهي پس از گيرش بتن آغاز گردد. روشهاي حرارت رساني خشك با سوزاندن مواد سوختي، نيروي برق و غيره، امكان پذير است(شکل 6). ولي به طور كلي بايد نكات زير در آن رعايت شود تا مقاومت و دوام مورد نظر حاصل گردد:
1. قبل از گيرش بتن گرمادهي انجام نشود.
2. گازهاي ناشي از سوختن در مجاورت بتن تازه و يا جوان قرار نگيرد.
3. خشك شدگي در قطعه بتني به وجود نيايد و گرمارساني به صورت يكنواخت و غير متمركز انجام گردد.
4. افزايش دماي بتن، در هر ساعت به oC 20 و كاهش آن نيز در هر ساعت به oC 20 محدود شود و از بروز شوك حرارتي به بتن جلوگيري گردد. در قطعات حجيم كاهش دماي بتن در هر ساعت به oC 10 محدود ميشود.
5. حداكثر دماي بتن به oC 65 محدود شود.
6. با ايجاد عايق حرارتي در سطح بتن ميتوان از افت دماي بتن جلوگيري نمود و حتي دماي آن را افزايش داد. قالب چوبي، پشم شيشه، و عايقهاي پلي يورتان و يونوليت، كاه و پوشال و غيره به ضخامت كافي ميتواند عمل عايقبندي را به انجام برساند. بايد از به كار بردن مواد عايق يا گرمازا در سطح بتن كه داراي مواد مضر باشد، جلوگيري نمود.
مدت زمان مراقبت (عمل آوري)
مدت مراقبت به عواملي نظير نوع سيمان، مقاومت مورد نظر، نسبت سطوح نمايان به حجم، شرايط آب و هوايي به هنگام ساختن با نسبت آب به سيمان و ريختن بتن بستگي دارد.
مدت زمان عمل آوري مطابق با شرايط خصوصي پيمان و نظر مشاور و دستگاه است. در صورتي كه زمان خاصي براي عملآوري پيش بيني نشده باشد، حداقل زمان عمل آوردن بتن از مندرجات جدول 1، محاسبه ميشود. با توجه به شرايطي كه ممكن است در كارگاههاي كوچك حاكم باشد و عملآوري مطابق روشهاي ارائه شده، كاملاً صحيح انجام نگردد و يادر مناطقي كه مسايل دوام و خوردگي ميلگردها حايز اهميت است توصيه ميشود، زمان عمل آوري بيش از حداقل ارقام موجود در جدول اختيار گردد.
جدول 1 : حداقل زمان عملآوري بتن
زمان عملآوري |
روند افزايش مقاومت بتن ** |
||||||
سريع |
متوسط |
كند |
|||||
دماي متوسط سطح بتن (هواي مجاور) 0C |
10-5 |
بالاتر از10 |
10- 5 |
بالاتراز 10 |
10- 5 |
بالاتراز 10 |
|
شرايط محيطي |
ضعيف |
4 |
3 |
8 |
6 |
10 |
8 |
متوسط |
4 |
3 |
6 |
4 |
8 |
5 |
|
خوب |
4 |
2 |
3 |
3 |
3 |
3 |
شرايط محيطي مندرج در اين ستون به شرح زير تعريف ميشود :
خوب : محيط مرطوب و محافظت شده (رطوبت نسبي بيشتر از 80 درصد و محافظت شده در برابر خورشيد و باد).
ضعيف : محيط خشك و محافظت نشده (رطوبت نسبي كمتر از 50 درصد و محافظت نشده در برابر خورشيد و باد).
متوسط : شرايطي بين دو حد خوب و ضعيف.
** مفاهیم ر وند افزايش مقاومت بتن؛ سريع : بتن داراي سيمانهاي زودگير (مانند پرتلند نوع 3 ) افزودنيهاي زودگير كننده، نسبت آب به سيمان بسيار كم و عيار سيمان زياد است، متوسط: نوع 1 و 2 پرتلند پوزولاني، كند : نوع 5 و پوزولاني ويژه
بتنريزي در هواي سرد
با كاهش دماي بتن، از ميزان سخت شدن و كسب مقاومت بتن كاسته ميشود و در دماي زير نقطه انجماد روند شيميايي سخت شدن بتن متوقف ميگردد. وقتي كه دماي محيط به كمتر از o C 5 ميرسد، نبايد بتن ريزي بدون اعمال تمهيدات ذكر شده در اين فصل، انجام پذيرد.
به طور كلي، در دماي كم، آهنگ كسب مقاومت بتن كاهش مييابد و در نتيجه بتن تازه بايد در مقابل آثار مخرب يخبندان محافظت گردد. در مواردي كه بتن در چند ساعت اول بعد از بتنريزي و يا قبل از آنكه مقاومت نمونه استوانهاي بتن به MPa 5/3 برسد، و در معرض يخبندان قرار گيرد، مقاومت نهايي بتن ممكن است تا 50 درصد كاهش يابد و بتن دچار آسيب ديدگي جدي گردد. اگر بتن در دمايي كمتر از oC 5+ قرار گيرد، فرآيند هيدراتاسيون بسيار كند شده و روند كسب مقاومت بتن عملاً متوقف ميگردد.
آب خالص در صفر درجه يخ ميزند، اما آب در داخل بتن به علت وجود املاح مختلف، داراي نقطه انجماد كمتري است و زماني كه آب در بتن يخ ميزند، حجم آن حدود 9 درصد بيشتر ميگردد. از آنجايي كه انجماد بتن فرآيند تدريجي است، مقداري آب در منافذ مويين باقي ميماند كه به علت افزايش حجم يخ، تحت فشار هيدروليك قرار ميگيرد. اين فشار اگر آزاد نگردد، سبب تنش كشش داخلي شده و در نتيجه سبب ترك خوردگي و خرابي بتن ميشود. با افزايش تعداد چرخههاي يخ زدن و آب شدن، بر شدت خرابي بتن نيز اضافه ميگردد.
در صورتي كه شرايط هواي سرد طبق تعريف آيين نامه “ آبا “ در كارگاه حاكم گردد، عمليات ساخت و ريختن بتن، بايد متوقف گردد مگر اينكه تمهيدات لازم انجام گردد. مهمترين نكته براي بتنريزي در هواي سرد، ريختن و عملآوري بتن در دماي بيش از oC 5 (معمولاً بيش از oC 10) به صورت كافي و عدم ايجاد شوكهاي حرارتي است.
دماي بتن در هواي سرد
نه تنها بتن دراوايل سن بايد درمقابل يخبندان محفاظت گردد، بلكه بتن بايد قادر باشد تا طول عمر مفيد خود در مقابل چرخههاي يخبندان و آب شدگي، مقاومت نمايد. براي آنكه از يخ زدگي بتن تازه جلوگيري شود، دماي بتن د رهنگام ريختن آن در حد مناسب، و توصيه شده باشد. جدول 1 حداقل دماي بتن در هنگام ريختن، عملآوري و نگهداري آن را نشان ميدهد. همانطور كه در جدول مشاهده ميشود، دماي مناسب بتن با افزايش ضخامت ، كاهش مييابد. زيرا با افزايش سطح مقطع بتن، افت حرارت حاصل از هيدراتاسيون كمتر خواهد بود.
اجزاي مخلوط بتن و شرايط آن
شرايط اجزاي مخلوط بتن، نقش مهمي در دماي بتن دارند كه اين شرايط در اين بخش شرح داده
شده اند :
سيمان : مقدار و نوع سيمان در سرعت كسب مقاومت بتن اثر دارد. بنابراين افزايش مقدار سيمان و يا استفاده از سيمان پرتلند نوع 3 (با مقاومت اوليه زياد) ، مناسب است، اما الزامي نميباشد، و درصورت امكان لازم است از سرد شدن سيمان در حد مقدور جلوگيري شود. به هر حال حرارت دادن به سيمان توصيه نميشود.
جدول 1 : دماي توصيه شده * بتن در مراحل مختلف ساخت، بتنريزي و نگهداري
حداقل ابعاد مقطع |
دماي هوا C º |
|||
بالاي mm 1800 |
mm1800-900 |
900-300 mm |
كمتر از mm 300 |
|
حداقل دماي بتن درهنگام ريختن و نگهداري C º (1) |
كمتر از 5 |
|||
5 |
7 |
10 |
13 |
|
حداقل دماي بتن در هنگام اختلاط (2و3) |
بالاي 1- 1- تا 18- كمتر از 18- |
|||
7 10 13 |
10 13 16 |
13 16 18 |
16 18 21 |
*) حداقل دماي مجاز بتن در هنگام ريختن و عمل آوري نبايد از C º 5+ كمتر باشد.
1) حداكثر دماي بتن در هنگام ريختن نبايد بيش از C º 11 بالاتر از اعداد مندرج در جدول باشد.
2) حداكثر دماي بتن پس از اختلاط نبايد بيش از C º 8 بالاتر از اعداد مندرج در جدول باشد.
3) اعداد ارائه شده در اين قسمت با فرض حمل بتن به مدت يكساعت در تراك ميكسر چرخان بوده و براي مدت زمان حمل كمتر يا بيشتر ميتوان اعدا فوق را به تناسب تغيير داد، اما توصيه ميشود دماي اختلاط از مقادير حداقل دماي بتن در هنگام ريختن كمتر نباشد.
سنگدانهها : وقتي كه دماي هوا بيشتر از صفر درجه است و درسنگدانهها، يخزدگي مشاهده نميگردد ميتوان با حرارت دادن آب مخلوط، دماي مورد نظر بتن را به دست آورد. براي دماي هواي كمتر از صفر درجه وقتي كه د رسنگدانهها، يخزدگي مشاهده ميشود، ممكن است حرارت دادن به سنگدانهها لازم باشد.
انتخاب روش مناسب براي حرارت دادن مصالح سنگي بستگي به امكانات و شرايط اقتصادي دارد. معمولاً از هواي گرم، آب گرم و بخار استفاده ميشود. به هر حال توصيه ميگردد در شرايط هواي سرد به خصوص در طول شب، سنگدانهها با پوشش مناسب پوشانده شوند، تا ضمن عدم جذب رطوبت ، يخ نزنند.
آب مخلوط : به طور كلي، آسانترين و ارزانترين روش افزايش دماي مخلوط بتن، افزايش دماي آب است. دماي آب بايد كمتر از C º 60 باشد، زيرا سبب گيرش ناگهاني و كلوخه شدن سيمان ميگردد و كارايي، مقاومت و دوام بتن را كاهش ميدهد. اگر لازم گردد از آب با دماي بيشتر از C º 60 استفاده گردد. توصيه ميشود كه در ابتدا آب با مصالح سنگي مخلوط گردد و سپس سيمان به مخلوط افزوده شود.
گرم كردن آب مخلوط به گرم كردن سنگدانه ترجيح داده ميشود، گرم كردن آب آسانتر از مصالح ديگر است و از طرف ديگر، آب داراي گرماي ويژه حدود 5/4 ، تا پنج برابر گرماي ويژه سيمان و سنگدانه است. زيرا گرماي ويژه آب Kcal/kg 1 است، در حالي كه ميانگين دماي ويژه سيمان و سنگدانه 22/0 Kcal/kg است. در دماي زير يخزدگي، ضروري است كه غير از گرم كردن آب، سنگدانه به خصوص ماسه گرم گردد. اما در دماي بالاي يخ زدگي، فقط گرم كردن آب كفايت ميكند.
تعيين دماي بتن
براي تعيين دماي مخلوط بتن ميتوان مستقيماً از حرارت سنج جيوهاي يا هر وسيله مناسب ديگر استفاده كرد. همچنين ميتوان با استفاده از رابطه زير مقدار دماي بتن را (بدون يخ) محاسبه نمود. از فرمول ذكر شده ميتوان به طريق ديگري استفاده كرد. به اين صورت كه ميتوان مقادير مختلف دماي اجزاي مخلوط به خصوص آب را در فرمول تقريبي زير جايگزين نمود تا مقدار مورد نظر بتن به دست آيد. بر اساس نتيجه به دست آمده، مشخص ميگردد كه دماي هر كدام از اجزاي مخلوط چه مقدار باشد.
كه در آن ta, tc, Tc و tw به ترتيب، دماي بتن، سيمان، سنگدانهها و آب است. A ، نسبت سنگدانه به سيمان و W نسبت به سيمان است. براي مثال، مخلوط بتن با سيمان به سنگدانه 1 به 6 (وزني) و نسبت آب به سيمان 6/0 و دماي سيمان سنگدانهها به مقدار C º 2 و دماي آب C º 50، دماي بتن برابر است با :
همان طور كه ذكر شد، آب قادر است پنج برابر سيمان و سنگدانهها، گرما را نگهداري كند و بنابراين آسانترين روش براي افزايش دماي بتن، گرم كردن آب است. همان طور كه در مثال مشاهده ميشود، آب با دماي C º 50، دماي بتن را به C º 16 ميرساند، حتي اگر دماي اوليه سيمان و سنگدانهها C º 2 باشد.
ماده افزودني حباب ساز
يكي ديگر از روشهاي جلوگيري از صدمه خوردن بتن ناشي از يخبندان و آب شدگي، استفاده از ماده افزودني حباب ساز است. اين ماده محفاظت از بتن را در سن اوليه و همچنين در دوران بهرهبرداري انجام ميدهد. حباب هوا كه بر اثر استفاده از ماده افزودني در بتن ايجاد ميگردد با حباب هواي ناخواسته كه در نتيجه تراكم نامطلوب بتن به وجود ميآيد، تفاوت دارد. خصوصيت حبابهاي حاصل از ماده افزودني از دو جنبه با خصوصيات حبابهاي ناخواسته، متفاوت است :
– حبابهاي حاصل از ماده افزودني بين 10 تا 1000 ميكرومتر و قطر حبابهاي ناخواسته بيش از 1000 ميكرومتر است.
– حبابهاي ماده افزودني به يكديگر ارتباط ندارند، در صورتي كه حبابهاي ناخواسته ممكن است به يكديگر مربوط باشند.
– وجود حبابهاي هوا در بتن سبب ميگردد تا فضاي كافي براي انبساط يخ در بتن ايجاد گردد و درنتيجه از ترك خوردگي وخرابي بتن جلوگيري ميشود. ماده افزودني حباب ساز باعث افزايش كارايي بتن نيز ميشود. در نتيجه ميتوان با ثابت نگه داشتن اسلامپ، مقدار آب مخلوط را كاهش داد.
ماده افزودني زودگير كننده
مواد افزودني زود گير كننده كه به غلط در بازار به مواد ضد يخ بتن يا سيمان ناميده ميشود، ميتواند سرعت هيدراتاسيون در بتن را افزايش داده و در طول مدت كمتر، مقاومت بيشتري راكسب نمايد، به شرط آنكه دماي مناسب (بالاتر از C º 5+) فراهم شده باشد. با مصرف اين مواد به ميزان توصيه شده عملاً تغيير چشمگيري در نقطه انجماد آب حاصل نميگردد و بتن مصون از يخ زدن نميباشد. بنابراين نبايد تصور كرد كه مصرف اين مواد جايگزين روش توصيه شده براي ساخت بتن و ريختن و عمل آوري آن ميگردد. همچنين بايد متذكر شد كه مصرف مواد افزودني زودگير كننده مانند مصرف سيمان پرتلند نوع 3 و مصرف سيمان بيشتر (kg/m3 50) كاملاً اختياري ميباشد و بدين ترتيب زمان عمل آوري براي جلوگيري از خسارت ناشي از يخبندان زود هنگام و دستيابي به مقاومت بيشتر در مدت كوتاهتر كاملاً مفيد است. مسلماً بايد از موادي استفاده نمود كه منطبق با استانداردهاي معتبر بوده، و در مقاومتهاي دراز مدت و دوام بتن اثر نامطلوب بيش از حد مجاز باقي نگذارد، بنابراين قبل از مصرف هر نوع ماده افزودني بايد از عملكرد مناسب آن (با آزمايش) اطمينان حاصل نمود.
مخلوط كردن وانتقال بتن
پس از مخلوط كردن بتن، نبايد دماي آن كمتر از اعداد جدول 1 باشد. مسلماً در هنگام اختلاط بتن با توجه به نوع وسيله حمل ، مدت حمل و ميزان محموله، اتلاف دما خواهيم داشت. بنابراين در جدول 1، توصيه شده است كه دماي پس از اختلاط تا حدودي بيش از حداقل دماي بتن ريزي باشد. بديهي است كه بايد سعي شود حمل و ريختن بتن تا حد امكان به سرعت انجام گيرد. همچنين در طول حمل بتن با تراك ميكسر از چرخشهاي بي مورد و زياد از حد خودداري گردد.
بتنريزي
مخلوط بتن بايد در مدت كوتاه جايدهي گردد، در غير اين صورت افت دما زياد خواهد بود. دماي مورد نياز بتن پس از جايدهي بستگي به حجم آن دارد. توصيه ميگردد كه در صورت امكان در بتنريزي هواي سرد از لايههاي ضخيم تر در هنگام بتن ريزي استفاده شود.
وسايل كار
تمام وسايل كار، مانند جامها و فرغونها بايد در هنگام عمليات بتنريزي، در مقابل يخزدگي محفاظت شوند.
محفاظت پس از بتن ريزي
خطر جدي در زماني رخ ميدهد كه آب بتن تازه جايدهي شده يخ بزند. در چنين حالتي ممكن است بتن يخ زده با بتني كه گيرش معمولي دارد، اشتباه شده و عمل قالب برداري انجام گردد و در هنگام فرآيند آب شدن، امكان فروپاشي وجود دارد. براي اجتناب از آن، در هيچ مورد نبايد دماي بتن در قالب كمتر از C º 5 باشد و تا زماني كه بتن سخت گردد، اين دما بايد حفظ شود. تحقيقات نشان ميدهد كه وقتي مقاومت نمونه استوانهاي به MPa 5 ميرسد، مقاومت لازم در مقابل آسيب ديدگي ناشي از يخ زدن را كسب كرده است. به طور كلي اگر براي 48 ساعت دماي بتن بيشتر از C º 5 حفظ شود، مقاومت مذكور را كسب ميكند. روشهاي مختلف محافظت بتن پس از جايدهي شامل پوشش مناسب يا حرارت دادن در فضاي مسدود است. اعضاي نازك بتن نياز به محفاظت طولاني مدت تري دارند، اما بتنهاي حجيم به خصوص در سن اوليه نياز به محفاظت ندارند (به شرطي كه دماي هيدراتاسيون جبران كننده دماي بتن باشد). درهنگام هواي سرد بايد از عملآوري با آب اجتناب و به روش عايقي (استفاده از پوشش براي جلوگيري از تبخير آب) اكتفا كرد. درعملآوري حرارتي (پروراندن) نبايد خشكشدگي موضعي حاصل شود و گازهاي حاصل از سوزاندن مواد مختلف در تماس با بتن جوان و نارس قرار گيرد. استفاده از بخار آب در عملآوري حرارتي امكان رطوبت رساني را فراهم ميآورد.
بتن ريزي در هواي گرم
هواي گرم سبب مشكلات در توليد، جايدهي و عملآوري بتن شده و اثر نامطلوب در خواص و بهرهبرداري بتن دارد. هواي گرم عبارت است از تركيبي از هر چهار عامل، دماي زياد هوا، رطوبت نسبي كم، سرعت باد و دماي بتن كه در كيفيت بتن تازه يا سخت شده اثر ميگذارد و سبب بروز خواص نامطلوب در بتن ميشود.
به طور كلي اگر دماي بتن بيشتر از C º 32 باشد، هواي گرم محسوب ميگردد و بايد از تمهيدات ارائه شده در اين فصل استفاده شود. در شرايط هواي گرم، لازم است از بتنريزي خودداري گردد. در چنين مواردي بهتر است به جاي ساخت بتن و بتنريزي در اواسط روز، در اوايل صبح و يا در شب هنگام ، بتنريزي انجام گردد.
هواي گرم آثار نامطلوب در بتن تازه و سخت شده دارد و چنانچه تمهيدات خاص اعمال نگردد، كيفيت مورد نظر بتن حاصل نميشود. آثار نامطلوب هواي گرم در بتن تازه (خميري) به شرح زير است :
1. افزايش سرعت افت اسلامپ كه متعاقب آن، تمايل به افزودن آب به مخلوط در كارگاه نيز افزايش مييابد.
2. افزايش سرعت گيرش بتن و درنتيجه، مشكلاتي مثل انتقال، پرداخت و عملآوري بتن پيش ميآيد و امكان به وجود آمدن درز سرد افزايش مييابد.
3. احتمال ترك خوردگي پلاستيك افزايش مييابد.
4. كنترل حباب هواي ايجاد شده (توسط مواد حباب زا) در بتن تازه مشكل ميگردد.
آثار نامطلوب هواي گرم در بتن درحالت سخت شده، شامل موارد زير است :
1. افزايش مقدار آب مخلوط بتن سبب كاهش مقاومت بتن ميگردد.
2. افزايش دماي بتن باعث كاهش مقاومت درازمدت بتن ميشود. به طور كلي هواي گرم سبب افزايش مقاومت فشاري زود هنگام بتن ميگردد، اما مقاومت نهايي كمتر از مقاوم بودن بتن در شرايط معمولي خواهد بود.
3. احتمال ترك خوردگي ناشي از جمع شدگي (از نوع خشك شدگي) افزايش مييابد.
4. به دليل افزايش نسبت آب به سيمان (به دليل تمايل افزودن آب مخلوط) دوام بتن كاهش مييابد.
5. نفوذپذيري بتن به دليل رشد سريع بلورهاي حاصل افزايش مييابد.
6. كاهش پيوستگي بين بتن و ميلگرد به وجود ميآيد.
7. احتمال خوردگي ميلگردهاي بتن در شرايط خورنده (به ويژه سواحل جنوبي كشور) افزايش مييابد.
8. نماي بتن دچار تغيير رنگ شده و ظاهر آن به دلايل مختلف از جمله ايجاد درز سرد، نامطلوب ميگردد.
عوامل مؤثر در تشديد خسارات ناشي از هواي گرم :
– استفاده از سيمانهاي زودگير يا با سرعت هيدراسيون زياد
– استفاده از مواد افزودني شيميايي زودگيركننده و يا مواد افزودني معدني كه در افزايش سرعت هيدراسيون موثر است (نظير دوده سيليسي)
– به كارگيري نسبتهاي آب به سيمان كم و بتنهاي پر مقاومت با عيار سيمان زياد
– ساخت قطعات بتن مسلح نازك و پر ميلگرد
– استفاده از سيمانها و يا مواد افزودني انبساط زا
بنابراين مشاهد ه ميشود كه كار اجرايي با بتنهاي با دوام كه در آنها نسبت آب به سيمان تا حد 4/0 پايين ميآيد، و طبيعتاً عيار سيمان افزايش پيدا ميكند و در مناطق جنوبي كشور تبعاتي را به بار ميآورد كه نياز به رعايت شرايط بتن ريزي در هواي گرم را دو چندان ميكند. براي كاهش عيار سيمان در اين شرايط نياز به استفاده از مواد روان كننده به خوبي احساس ميشود.
جمع شدگي خميري
يكي از مهمترين آثار نامطلوب هواي گرم، احتمال ترك خوردگي ناشي از جمع شدگي خميري است. اين نوع تركها به علت تبخير سريع آب بتن رخ ميدهد. به عبارت ديگر، چنانچه مقدار تبخير بيشتر از مقدار آبآوري باشد، سبب ترك خوردگي ميشود. چهار عامل: دماي هوا، رطوبت محيط، سرعت باد و دماي بتن، در مقدار تبخير آب از سطح بتن اثر دارند. چنانچه مقدار تبخير آب از سطح بتن بيشتر از kg/m2 1 در ساعت باشد، احتمال ترك خوردگي بسيار زياد ميباشد، لازم است تمهيدات اين فصل دقيقاً اجرا گردد. اما به هر حال وقتي مقدار تبخير از حد kg/m2 5/0 درساعت بيشتر ميشود، توصيه ميشود تمهيدات ارائه شده در اين فصل به كار گرفته شود.
براي تخمين مقدار تبخير ميتوان از نمودار شكل 1، استفاده كرد. همان طور كه از شكل مشاهده ميشود نياز به دانستن رطوبت نسبي محيط، دماي هوا، سرعت باد و دماي بتن است. با استفاده از رطوبت سنج ساده و دماسنج ميتوان رطوبت و دماي محيط و هم چنين دماي بتن را اندازهگيري كرد. براي تعيين سرعت وزش باد ميتوان از بروز پديدههاي سادهاي همچون حركت برگها، شاخهها و درختان و ساير پديدههايي كه دراطراف مشاهده ميشود كمك گرفت و سرعت باد را تخمين زد. براي تقسيمبندي بر اساس مشاهدات ظاهري محيط ميتوان موارد زير را ذكر كرد :
سرعت باد تا km/h 10 (كيلومتر در ساعت) باعث حركت برگها ميشود.
سرعت باد تا km/h 20 (كيلومتر در ساعت) درختان كوچك را حركت ميدهد.
سرعت باد تا km/h 30 (كيلومتر در ساعت) سبب حركت شاخههاي بزرگ ميشود.
براي چگونگي استفاده از نمودار شكل 1، به مثال زير مراجعه شود :
فرض ميگردد كه دماي محيط C º 35 باشد، يك خط عمودي ترسيم ميگردد تا رطوبت نسبي محيط را كه 50 درصد است ، قطع كند. سپس يك خط افقي ترسيم ميشود تا دماي بتن را كه در اين مثال، C º 30 است قطع كند. فرض ميگردد كه سرعت باد km/h 15 باشد، بنابراين يك خط عمودي كشيده ميشود تا اين مقدار سرعت باد را قطع كند. در آخرين مرحله از نقطه نهايي يك خط افقي كشيده ميشود تا مقدار شدت تبخير در محور عمودي مشخص گردد. در اين مثال، مقدار شدت تبخير نزديك به kg/m2/h 1، است، بنابراين بايد حتماً از تمهيدات اين فصل براي كاهش مقدار تبخير استفاده گردد. در غير اين صورت احتمال ترك خوردگي سطح بتن ، زياد خواهد بود.
همان گونه كه مشاهده شد، تبخير از سطح بتن و دماي بتن در بتن ريزي حايز اهميت است. لذا كاهش دماي بتن در هنگام بتنريزي تا مرحله گيرش و كاهش شدت تبخير ميتواند از ايجاد خسارات مختلف كه در فوق ذكر شد، جلوگيري نمايد.
مصالح مصرفي
تمهيداتي به شرح زير در هواي گرم در مورد مصالح مصرفي بايد به كار گرفته شود :
1. بايد از گرم شدن سنگدانهها جلوگيري گردد. بنابراين با انباشتن سنگدانهها در زير سايبان يا پوشاندن آنها با برزنت در برابر تابش مستقيم آفتاب، از گرم شدن سنگدانه جلوگيري شود. به هر حال در صورتي كه سطح توده سنگدانه گرم شده باشد، ميتوان با كنار زدن لايه سطحي سنگدانهها از قسمتهاي زيرين استفاده نمود.
2. آب اختلاط بايد در مخزنهايي واقع در زيرزمين نگهداري شود، اگر امكانات، اجازه استفاده از منابع زيرزميني را نميدهد، بايد منابع با رنگ سفيد در مقابل نور خورشيد محفاظت شوند. براي كاهش دماي آب در منابع زميني و يا هوايي، توصيه ميشود از عايق بندي استفاده گردد.
3. نبايد از سيمان داغ استفاده شود، زيرا سيمان داغ درهنگام ساخت مخلوط سبب گيرش سريع و كلوخه شدن ميگردد. توصيه ميشود دماي سيمان به 60 درجه محدود گردد. به كارگيري رنگ روشن و منعكس كننده نور خورشيد براي سيلوها توصيه ميشود. استفاده از سيلوهاي فلزي دو جدار و يا عايق بندي سيلوها راه حل مناسبي براي پيشگيري از داغ شدن سيمانها مي باشد. نگهداري پاكتهاي سيمان در انبارهاي سرپوشيده نيز توصيه ميشود.
4. چنانچه از فوق روان كننده استفاده ميشود، توصيه ميگردد اين ماده خاصيت زودگير كننده نداشته باشد.
5- توصيه ميشود از مصرف سيمان با خاصيت زودگيري خودداري شود. براي مثال، سيمانهاي بسيار ريز (با سطح ويژه زياد) خاصيت زودگيري دارند.
ساخت بتن
در ساخت بتن بايد تمهيدات خاص به كار گرفته شود، تا دماي بتن كاهش يابد. موارد زير به ساخت بتن با دماي كم كمك ميكنند :
1. در هواي گرم و خشك و يا نيمه مرطوب، آب پاشي متناوب بر روي توده سنگدانهها مؤثر است، زيرا تبخير آب از سطح ذرات به خنك شدن سنگدانهها كمك ميكند. به طور مسلم استفاده از آب خنك اثر بيشتري دارد. اما در هنگام استفاده از اين سنگدانهها بايد دقت لازم را اعمال نمود چون تغييرات رطوبت سنگدانهها درمقدار آب مخلوط اثر مهمي دارد و بايد رطوبت سنگدانهها در طرح مخلوط در نظر گرفته شود. مسلماً در شرايطي كه هوا مرطوب باشد، آب پاشي بر روي سنگدانه منجر به تبخير زود هنگام و كاهش دماي سنگدانه نميگردد و كنترل نسبت آب به سيمان بتن را دچار مشكلات جدي ميكند. همچنين دستيابي به دماي مورد نظر بتن را با استفاده از آب خنك و يا يخ به دليل كم شدن آب مصرفي دشوارتر ميسازد. قرار دادن سنگدانههاي مرطوب در مسير وزش باد براي افزايش تبخير وكاهش دماي آن بويژه بر روي تسمه نقاله در مناطق خشك يا نيمه خشك كاملاً مؤثر است. ريختن آب خنك يا دميدن هواي خنك بر سطح سنگدانهها بويژه بر روي تسمه نقاله ميتواند در كاهش دماي سنگدانه موثر باشد.
2. آسانترين روش كاهش دماي بتن، استفاده از آب سرد در ساخت بتن ميباشد. از طرف ديگر، دماي ويژه آب 5/4 تا 5 برابر سيمان و سنگدانه است. براي مثال، در هنگام ساخت مخلوط بتن با 336 كيلو سيمان، 1850 كيلو مصالح سنگي و 170 كيلو آب در متر مكعب، با تغيير دادن 2 درجه سيلسيوس در دماي آب، سبب تغيير دماي بتن به مقدار 5/0 درجه سيلسيوس ميشود.
به طور كلي، براي كاهش دماي بتن به مقدار C º 1 ، بايد از دماي مصالح سنگي در حدود C º 2 و آب در حدود C º 4 كاسته شود.
3. استفاده از يخ به عنوان جايگزين قسمتي از آب اختلاط (يا تمام آب اختلاط) دركاهش دماي بتن بسيار موثر است، زيرا وقتي يخ صفر درجه تبديل به آب ميشود، نياز آن به انرژي حرارتي 80 برابر حرارت مورد نياز براي تغيير دماي آب به ميزان C º 1 ميباشد. به عبارت ديگر، در هنگام ذوب شدن يخ، مقدار دمايي كه جذب يخ ميشود بسيار قابل توجه است. براي مثال، اگرنصف آب مخلوط با يخ صفر درجه جايگزين گردد، دماي بتن در هنگام ذوب شدن يخ به مقدار C º 11 كاهش مييابد و از طرف ديگر، به كمك آب صفر درجه از دماي بتن در حدود C º 4 كاسته ميشود. بنابراين مجموع كاهش دماي بتن به طور تقريبي C º 15 ميباشد. گاه در زماني كه تقاضاي مصرف سيمان بيش از توليد آن ميباشد سيمانهاي داغ به خريدار تحويل ميگردد به نحوي كه پس از حمل سيمان در هنگام تخليه درسيلو، بدنه بونكر آنقدر داغ است كه دست را ميسوزاند. تقارن اين ايام با فصول گرم سبب ميشود كه ساخت بتن با دماي مطلوب با مشكل بيشتري همراه گردد. لازم است از مصرف سيمان داغ تحويلي خودداري شود و با نگهداري سيمان در سيلو و افت دماي آن، ساخت بتن تداوم يابد.
تخمين دماي بتن
براي تخمين دماي بتن ميتوان از رابطه ارائه شده در فصل ” بتن ريزي در هواي سرد ” استفاده نمود. همچنين رابطه ارائه شده در زير براي هر دو منظور، يعني ” بتنريزي در هواي گرم ” و ” بتنريزي در هواي سرد” كاربرد دارد.
در اين رابطه Wt, Ws, Wg, Wm, S, G, C به ترتيب، وزن سيمان، شن خشك، ماسه خشك، آب مصرفي، آب موجود در شن، آب موجود درماسه، و آب كل بتن بر حسب كيلوگرم است. همچنين tw, ts, tg, و tm به تريتب، دماي بتن مخلوط شده، دماي سيمان، دماي شن، دماي ماسه و دماي آب مصرفي است. عدد 22/0 مقدار ظرفيت گرمايي سيمان و سنگدانهها بر حسب Kcal/kg است و ظرفيت گرمايي آب معادل Kcal/kg 1 منظور شده است.
آب كل بتن برابر مجموع آب مصرفي و آب موجود در شن وماسه مصرفي است.
Wt = Wm + Wg + Ws
در صورت استفاده از يخ در مخلوط، به جاي عبارت Wm.tw مجموع عبارت
(80-ti 5/0)Wi +(Wm-Wi) tw جايگزين ميگردد، كه در آن WI وزن يخ بر حسب kg و ti دماي يخ ميباشد.
دراين بخش، چند مثال ارائه شده است كه روشهاي به كار بردن رابطهها را نشان ميدهند :
مثال 1- براي ساخت يك متر مكعب بتن، 400 كيلو سيمان، 800 كيلو شن خشك، 1000 كيلو ماسه خشك و 220 كيلو آب كل كار ميرود. دماي سيمان C º 35 ، دماي شن C º 40، دماي ماسه C º 30 و دماي آب C º 25 ميباشد. درصد رطوبت كارگاهي شن 6/0 درصد و براي ماسه 5/4 درصد به دست آمده است. مطلوب است دماي تعادل بتن مخلوط شده؟
آب موجود در شن = WG
آب موجود در ماسه = WS
kg 170 = 50-220 = Wm = آب مصرف
kg 50 = آب موجود در سنگدانهها
مثال 2 : اگر بخواهيم دماي تعادل بتن مخلوط شده به oC 28 برسد، آب بايد تا چه حد خنك گردد.؟
قابل ذكر است كه رساندن آب oC 25 به oC 5/8 با مقدار زيادي يخ انجام ميشود.
Tw = 5/8 oC
مثال 3- اگر بخواهيم با آب oC 25 و يخ oC 4- به دماي مخلوط oC 28 دست يابيم، چند كيلو يخ لازم است ؟
kg 5/26 Wi=
مصرف مقدار كمي از يخ، oC 4 دماي بتن را كاهش داده است
مثال 4 – اگر بخواهيم بدون خنك كردن آب يا مصرف يخ به دماي oC 28 برسيم، دماي شن بايد به چند درجه سانتيگراد كاهش يابد.؟
tc = 24.5 oC
حمل و نقل (انتقال) بتن
در هنگام حمل و نقل بتن بايد موارد زير رعايت شود :
1. در هواي گرم، حمل و انتقال بتن بايد سريعاً انجام پذيرد، زيرا تأخير باعث كاهش اسلامپ و افزايش دماي بتن ميگردد.
2. در هواي معمولي حداكثر زمان تخليه براي كاميون حمل مخلوط (تراك ميكسر) 5/1 ساعت يا حداكثر تعداد چرخش ديگ آن 300 دور ميباشد. اما در هنگام حمل بتن در هواي گرم اين زمان بايد كاهش يابد و حداكثر 45 دقيقه تا 1 ساعت باشد. به هر حال چرخش زياد تراك ميكسر موجب تبادل زياد حرارتي با محيط خواهد شد و به هيچ وجه توصيه نميشود.
3. تمام ابزار و وسايل حمل بتن، مانند فرغون، قالبها و حتي ميلگردها بايد خنك شوند.
كنترل دماي بتن پس از بتنريزي
كنترل دماي بتن پس از بتنريزي از دو جنبه حايز اهميت است. همان طور كه در بخش جمعشدگي خميري ذكر گرديد، كاهش دماي بتن در كاهش مقدار تبخير و جلوگيري از تركخوردگي، بسيار نقش مهمي دارد. از طرف ديگر، كنترل دماي بتن در كسب مقاومت مورد نظر اثر قابل توجهاي دارد. در مواردي كه بتن با نسبت كم آب به سيمان (كمتر از 45/0) مصرف ميشود و يا ازميكروسيليس در مخلوط استفاده ميشود، به كار بردن تمهيدات زير اهميت بيشتري دارد، زيرا اين نوع مخلوطها مستعد ترك خوردگي بيشتري است. بنابراين تمهيدات زير بايد اعمال شود:
1. روي سطح ميلگرد، قالبها و سطح زمين بايد آب پاشي شود(شکل 2) تا دماي سطوح كاهش يابد، اما نبايد بر روي سطوح مذكور، آب اضافي باقي بماند. مسلماً در هواي مرطوب به جهت كاهش تبخير اين عمل اثر مثبت چنداني نخواهد داشت مگر براي آبپاشي از آب خنك استفاده نماييم.
2. در حدود نيم ساعت پس از پرداخت سطح بتن، بايد سطح بتن با پوشش نايلون پوشش داده شود. قرار دادن پوشش تا مدت 4 تا 5 ساعت ضروري است، اما بايد اطمينان حاصل گردد كه جريان هوا در زير پوشش وجود دارد، در غير اين صورت دماي بتن افزايش مييابد.
3. استفاده از سايبان در بالاي سطح بتن در كاهش دماي بتن بسيار مؤثر است. زيرا از تابش مستقيم آفتاب بر سطح بتن جلوگيري ميكند.
4. با ايجاد بادشكن به كمك چتايي يا حصير ميتوان سرعت باد را كاهش داد. در هواي گرم و خشك چنانچه اين بادشكن مرطوب گردد، دماي محيط را كاهش و رطوبت نسبي را افزايش ميدهد، بنابراين پارامترهاي مهم تبخير شامل دماي هوا، رطوبت نسبي و سرعت باد همزمان موجب كاهش تبخير شده، ضمن آنكه دماي بتن موجودافزايش نمييابد.
5. بلافاصله پس از سخت شدن بايد عملآوري آغاز گردد. در صورت امكان نبايد از روشهاي عملآوري عايقي استفاده شود (بويژه در مناطق خشك)، بلكه بايد با استفاده از آب، عملآوري را انجام داد. استفاده از گوني خيس نيز روشي مناسب براي عملآوري محسوب ميشود، اما گوني به طور مداوم بايد خيس شود.
6. قالبها (بويژه قالب چوبي) به صورت عايق عمل ميكنند و باعث عملآوري بتن ميشوند. در هواي گرم توصيه ميشود، قالبها سريع باز شوند و عملآوري با آب انجام گيرد. در صورتي كه امكان باز كردن كامل قالبها وجود نداشته باشد، ميتوان آن را شل كرد و آب را به سطح بتن رساند. همچنين در صورت استفاده از قالب چوبي، ميتوان با آب پاشي بر روي قالبها از تبخير آب بتن جلوگيري نمود.
7. در صورتي كه، بر سطح بتن پس از عمليات پرداخت، ترك بروز كند كه ناشي از جمعشدگي خميري باشد، ميتوان با تراكم مجدد سطح بتن، تركها را حذف كرد. اجراي عمليات تراكم پس از مشاهده تركها نه تنها باعث حذف تركها ميشود، بلكه سبب افزايش مقاومت سايشي لايه سطحي بتن ميگردد. عمليات تراكم بايد قبل از گيرش بتن انجام شود. در غير اين صورت، ساختار بتن تغيير ميكند و كيفيت آن كاهش مييابد.
قالب بندي
براي احداث يك سازه بتن مسلح، بايد بتن تازه در قالبهايي ريخته شود، تا پس از پر كردن تمام حجم قالبها و سفت شدن، به شكل لازم درآيد. از مهمترين گامها در احداث سازههاي بتني، نحوه قالببندي است. به همين دليل بايد مجري و پيمانكار سازههاي بتني كاملاً در جريان امور مربوط به قالببندي، از وسايل گرفته، تا مشخصات و رواداريهاي ابعاد و روشهاي اجرا قرار داشته باشند.
پس از استقرار قالبها در محل مربوط، بايد آنها را مورد بازرسي قرار داد و درزهايي كه احتمالاً باعث بيرون زدن شيره بتن خواهند شد، پر شوند.
پايداري از مهمترين خصوصياتي است كه بايد درقالببندي رعايت شود. كافي نبودن مهاربندي پايههاي اطمينان و يا مهاربندي افقي سكوها، عدم تنظيم تراز بتنريزي كه منجر به پر شدن يك قسمت از قالب و خالي ماندن قسمت ديگر ميشود، تكيهگاه نامناسب زير پايههاي اطمينان، عدم به كارگيري كارگران ماهر، خوب نبستن قطعات قالب به يكديگر، درنظر نگرفتن بارهاي زنده و مرده وارد به قالبها و لغزش لايه خاك مجاور قالب ميتواند باعث خرابي قالبها گردد.
شرايط قالببندي
– قالبها بايدبه نحوي ساخته و نصب شوند تا شكل، اندازه، وضعيت و نماي بتن مورد نظر حاصل گردد.
– قالبها بايد به اندازه كافي محكم باشند تا فشار يا وزن بتن تازه و ديگر بارها را تحمل كنند، بدون آنكه دچار تابيدگي، نشت شيره، گسيختگي يا به مخاطره انداختن كارگران شوند.
– قالبها بايد طوري طراحي و ساخته شوند كه به آساني و با سرعت، قابل نصب و باز كردن باشند، تا از اتلاف وقت و پول جلوگيري شود.
– قالبها بايد حتيالامكان با وسايل و امكانات موجود قابل حمل و جابجايي باشند.
– قالبها بايد درزبندي شده باشند، تا از نشت شيره بتن جلوگيري شود.
مصالح مورد استفاده در ساخت قالب
قالب اجزاي بتني را ميتوان از مصالح مختلفي تهيه نمود. ويژگيهاي تعدادي از آنها به شرح زير است:
قالب آجري : اين نوع قالب براي شالوده ها وديوارهاي حايل مجاور خاك مورد استفاده قرار ميگيرد. براي اجرا بسته به ارتفاع بتن در قالب و نيز نيروهاي وارده، يك ديوار به ضخامت 10 يا 20 سانتيمتري احداث ميشود. براي جلوگيري از كرمو شدن بتن و مكيده شدن آب آن توسط آجر قبل از بتنريزي بايد يك لايه ورق نايلوني روي سطح ديوار نصب كرد، در صورتي كه امكان انجام دادن اين كار نباشد، بايد سطح آجرها را كاملاً آب پاشي نمود. همچنين بايد دقت نمود تا آب در قالبها جمع نشود.
قالب چوبي : چوب و تخته چند لا براي تمام كارهاي قالببندي از درست كردن قاب قالب تا ديواره آن وپايههاي اطمينان مورد استفاده قرار ميگيرد. براي درست كردن قالب از چهار تراش قطعات الوار، تخته و تخته چند لا استفاده ميشود.
قالبها بايد به اندازهاي ساخته شوند كه حمل آنها با وسايل موجود در كارگاه و نيروي انساني امكانپذير باشد. در هنگام ساخت، نصب و بتنريزي نياز به دقت زيادي وجود دارد تا به سطوح نرم و لبهها آسيب نرسد. به خصوص دقت بيشتري براي قالب برداري و انبار كردن قالبها لازم است.
قالب فولادي : در مواردي كه حجم كار زياد و تنوع سطوح و ابعاد كم باشد، استفاده از قالبهاي فولادي كاملاً به صرفه خواهد بود. بهاي اوليه اين قالبها نسبتاً زياد است ولي عمر زياد آنها اين مسئله را توجيه مينمايد. قالبهاي فولادي به دليل مقاوم بودن و امكان استفاده از اتصالات خاص ميتوانند به سهولت و با سرعت زياد باز و بسته شوند. در هواي سرد و گرم، اين قالبها حتيالمقدور بايد عايقبندي شده و از تغييرات حرارتي در آنها جلوگيري شود.
قالب برداري
1. قالب بايد موقعي برداشته شود كه بتن بتواند نيروي وارده را تحمل كند و تغيير شكلهاي آن از تغيير شكلهاي پيش بيني شده تجاوز نكند.
2. پايهها و قالبهاي باربر نبايد قبل از آنكه اعضاء و قطعات بتني مقاومت كافي را براي تحمل وزن خود و بارهاي وارده كسب كند، برچيده شوند.
3. عمليات قالببرداري و برچيدن پايهها بايد گام به گام و بدون اعمال نيرو و ضربه طوري باشد كه اعضا و قطعات بتني تحت اثر بارهاي ناگهاني قرار نگيرند، بتن صدمه نبيند و ايمني و قابليت بهرهبرداري مخدوش نشود.
4. در صورتي كه قالببرداري قبل از پايان دوره مراقبت انجام پذيرد، بايد تدابيري براي مراقبت بتن پس از قالببرداري به كار برده شود.
5. پايههاي اطمينان را نبايد قبل از آنكه اعضا و قطعات بتني توان كافي براي تحمل وزن خود و بارهاي وارد را كسب كنند، جمع كرد. شمع برداري بايد به ترتيبي باشد كه از ايجاد ضربه، برون محوري و برون مركزيهاي پيش بيني نشده در قطعات جلوگيري شود.
زمان قالببرداري
در صورتي كه زمان قالببرداري در طرح، تعيين و تصريح نشده باشد زمانهاي ارائه شده در جدول 1 را ميتوان به عنوان حداقل زمان لازم براي برچيدن قالبها و پايهها ملاك قرار داد.
جدول 1: راهنماي زمان قالببرداري
دماي مجاور سطح بتن (درجه سيلسيوس) |
نوع قالب بندي |
|
|||
0 |
8 |
16 |
24 و بيشتر |
||
30 |
18 |
12 |
9 |
قالب قائم (ستون) ساعت |
|
30 |
18 |
12 |
9 |
قالب زيرين، شبانهروز، پايههاي اطمينان، شبانهروز |
دالها |
25 26 |
15 21 |
10 14 |
7 10 |
قالب زيرين، شبانهروز، پايههاي اطمينان، شبانهروز |
تيرها |
توضيحات :
– زمانهاي داده شده در صورتي معتبرند كه شرايط زير برقرار باشد.
– بتن با سيمان پرتلند نوع 1 (معمولي) تهيه شده باشد. در صورت استفاده از سيمان پرتلند نوع 2 يا پنج و يا آميخته، اين زمانها افزايش مييابد. به كارگيري افزودنيهاي كند گير كننده نيز همين نقش را دارند و مسلماً در صورت استفاده از سيمانهاي زودگير يا مصرف مواد افزودني زود گير كننده ميتوان اين زمانها را كاهش داد.
– در صورتي كه در ضمن سخت شدن بتن، دماي محيط به كمتر از صفر درجه سيلسيوس تنزل كند، زمانهاي داده شده را بايد به تناسب و حداقل به اندازه مدت يخبندان افزايش داد.
در صورتي كه قطعه و يا سازه از اهميت خاصي برخوردار باشد، ميتوان با تهيه نمونههاي آگاهي و شكستن آنها در زمان مورد نظر، مقاومت فشاري بتن داخل قالب را به صورت تقريبي به دست آورد. اگر 70 درصد مقاومت مشخصه 28 روزه حاصل شده باشد، ميتوان قالبهاي زيرين را باز نمود، اما باز كردن پايههاي اطمينان مستلزم دستيابي به مقاومت مشخصه 28 روزه ميباشد.
در كارگاههاي كوچك ميتوان از گازوئيل و يا روغن سوخته به عنوان ماده رهاساز استفاده نمود. ولي استفاده از گازوئيل ارجحيت دارد. بويژه استفاده از مواد رهاساز با لزجت كمتر در قالبهاي فلزي باعث كاهش حفرههاي مجود در سطح ميگردد.
پاشنه (رامكا)
براي سهولت عمل قالب بندي و تنظيم پاي قالب، غالباً از رامكا استفاده ميگردد. رامكا ميتواند بتني و يا فولادي باشد. در مناطق خورنده جنوب كشور و يا سازههاي رويارو با آب و يون كلريد استفاده از رامكاي فولادي مجاز نمي باشد. در استفاده از رامكاي بتني بايد به نكات زير توجه شود :
رامكا يك قسمت محدود از بتن سازه است. برخورد با رامكا بايد مانند ساير بتنها بوده و در اختلاط يا ريختن و تراكم و عمل آوري دقتهاي لازم به كار گرفته شود.
رامكاي بتني بايد با بتن زيرين به صورت يكپارچه ريخته شود. وجود دو درز اجرايي در فاصله بسيار نزديك به هم (10 تا 20 سانتيمتر) ابداً مجاز نيست بويژه آنكه در مناطق زلزله خيز واقع باشيم.
در ساخت رامكا بايد قالبها با دقت در محل مورد نظر تنظيم و تثبيت گردند بويژه اگر بخواهيم رامكاي بتني به صورت پيوسته با بتن زيرين باشد، ميتوان قالبها را از ابتدا در محل مورد نظر قرار داد و يا بلافاصله پس از بتنريزي قسمت زيرين اقدام به نصب قالبها نمود و بتن رامكا را اجرا نمود.
ميلگردگذاري
نوع و مشخصات ميلگردهاي مصرفي در بتن
ميلگردهاي مصرفي بايد تميز بوده و عاري از هر گونه آلودگي نظير چربيها، دوغاب سيمان سخت شده، گرد و خاك، زنگ، ضد زنگ، قير و مواد كند گير كننده و يا مواد زائد ديگر باشد. ميلگردها قبل از مصرف بايد كاملاً پاكيزه باشند تا اثري در پيوستگي بتن و ميلگردها نداشته باشد. مقطع ميلگرد مصرفي نبايد به علت زنگزدگي تضعيف شده باشد. استفاده از ميلگردهاي زنگ زده به شرطي مجاز است كه اولاً زنگزدگي قبلاً ً كاملاً پاك شود، ثانياً قطر ميلگرد پس از زدودن زنگ اندازهگيري و حداكثر كاهشي به اندازه رواداريهاي مجاز داشته باشد.
در صورتي كه زنگزدگي به صورت ناچيز باشد و بتوان با ناخن يا كشيدن گوني به سطح ميلگرد آن را پاك نمود، نياز به زنگزدايي نميباشد. تمامي ميلگردهاي مصرفي در بتن (باستثناي خاموتها) بايد از نوع ميلگرد آجدار باشند. قطر اسمي ميلگرد ساده قطري است كه در برگ شناسايي آن ذكر ميشود و معادل قطر دايرهاي است كه مساحت آن برابر مساحت مقطع عرضي ميلگرد باشد. در مورد ميلگرد آجدار، قطر اسمي معادل قطر اسمي ميلگرد صاف هم وزن آن اختيار ميشود.
حمل و انبار كردن ميلگردها
ميلگردها به صورت كلاف، شاخه، شبكه جوش شده يا بافته شده در كارخانه، تحويل ميشوند. ميلگردهاي مصرفي در بتن بايد بدون خمشدگي تحويل كارگاه شوند، معمولاً ميلگردهاي به قطر 8 ميليمتر و كمتر ميتواند به صورت كلاف تحويل شوند. مصرف ميلگردها با قطرهاي بالاتر از 10 ميليمتر به صورت كلاف مجاز نيست. باز كردن كلاف با وسيله مناسب و با تأييد دستگاه نظارت در كارگاه انجام ميگيرد.
در تمام مدت حمل، تخليه، نگهداري و كارگذاري ميلگردها بايد آنها را در مقابل هر گونه زنگزدگي و يا ديگر آسيبهاي فيزيكي و شيميايي محافظت نمود. ميلگردها نبايد در تماس با خاك يا مصالحي باشند كه رطوبت را در خود نگه ميدارد و عموماً نبايد ميلگردها براي مدت طولاني در معرض باران و برف و هواي مرطوب قرار گيرند، بدين منظور توصيه ميشود در زير كلافها و يا بنديلهاي ميلگرد، خركهاي چوبي قرار داده شود.
گاه براي محفاظت ميلگردها از پوششهاي نايلوني استفاده ميشود كه ميتواند به زنگ زدگي بيشتر منجر شود، لذا توصيه مي شود براي پوشش ميلگردها از پوششهايي نظير برزنت استفاده شود.
در فاصله زماني ورود ميلگردها به كارگاه تا قرار گرفتن آنها در سازه، ضوابط زير در مورد جابجايي و انبار كردن آنها بايد رعايت شود :
1. بايد از هر نوع صدمه مكانيكي يا تغيير شكلهاي زياد در ميلگردها نظير لهشدگي، ضربه حاصل از سقوط از ارتفاع و نظاير اينها جلوگيري شود.
2. بايد از گسيختگي جوشها درشبكههاي جوش شده جلوگيري شود.
3. نشانههاي مشخص كننده نوع ميلگرد نبايد از بين بروند.
4. ميلگردها نبايد در معرض هيج نوع آلودگي با اثر زيانآور بر چسبندگي آنها از قبيل گل، روغن و ساير پوششهاي غير فلزي قرار گيرند.
بريدن و خم كردن ميلگردها
بريدن و خم كردن ميلگردها بايد مطابق نقشهها و مشخصات اجرايي در كارگاه انجام شود.
بريدن ميلگردها بايد حتيالامكان با وسائل مكانيكي صورت گيرد (بويژه براي فولادهاي با مقاومت بيشتر و اصلاح سرد شده به روش پيچاندن). خم كردن ميلگرد بايد به روش سرد انجام شود. استفاده از حرارت (بيش از oC 100) براي خم كردن ميلگرد مجاز نيست. خم كردن ميلگردهاي داخل بتن نظير ميلگردهاي انتظار يا باز كردن ميلگردهاي خم شده مجاز نيست مگر با اجازه دستگاه نظارت و پيش بيني در طرح . همچنين رعايت نكات زير الزامي است :
1. حداقل قطر فلكه خم كن متناسب با نوع فولاد است و اين حداقل بايد با اعداد مندرج در جدول 1، مطابقت نمايد.
جدول 1: حداقل قطر خم براي ميلگردهاي مختلف
S-500(A- IV) S-400(A- III) |
S-300 (A-II) S-350 |
S-220 (1) (A-I) |
نوع ميلگرد |
D قطر ميلگرد (mm) |
|||
d 6 |
D 5 |
d 5 |
D كوچكتر از 28 |
d 8 |
d 6 |
d 5 |
34 28 |
d 10 |
d 10 |
d 7 |
55 36 |
طبقهبندي A-I و نظير آن مربوط به كشور روسيه بوده و در برخي از كارخانههاي ايران مورد استفاده قرار مي گيرد.
شكل 1، تجهيزات خم كردن ميلگرد را به صورت دستي نشان ميدهد.
2. سرعت خم كردن متناسب با نوع فولاد و دماي محيط انتخاب ميشود. در هواي سرد و هنگام استفاده از ميلگردهاي با مقاومت بالاتر و قطر بيشتر، بايد از سرعت خم كردن كاسته شود، زيرا در موارد فوق ميلگردها شكل پذيري خود را تا حدودي از دست ميدهند.
3. دردماي كمتر از 5- درجه سيلسيوس خم كردن ميلگردها مجاز نيست.
4. قطر داخلي خم براي خاموت (ميلگردهاي عرضي) با قطر بيش از 16 ميليمتر بر اساس جدول 1 بوده و براي خاموت با قطر 16 ميليمتر و كمتر، حداقل قطر خم براي ميلگردهاي مختلف در جدول به ترتيب d 5/2 و d 4 خواهد بود.
5. در مواردي كه خم كردن ميلگردها به وسيله دست انجام ميگيرد، ميز مناسبي براي خم كردن بايد انتخاب نمود تا در هنگام خم كردن ميلگرد را به شكل مطلوب نگاه دارد، تا ميلگرد خم شده مسطح باشد. بديهي است كه در خم كاري ميلگردها با دست نميتوان به خوبي محدوديت قطر خم و سرعت خمكاري را رعايت نمود. همچنين قطر خم درقسمتهاي مختلف يكسان نخواهد بود، بويژه اگر در هواي سرد خم كاري انجام ميشود و يا از ميلگردهاي پر مقاومت و ترد يا قطر زياد استفاده شود لازم است از دستگاههاي خم كن مكانيكي بهره گرفته شود.
6. چنانچه شكل خم ميلگرد پيچيده باشد، قبل از خم كردن، شكل آن به اندازه واقعي رسم ميگردد تا براي كنترل مورد استفاده قرار گيرد.
7. قبل از برش و خم كردن اندازه قطر ميلگرد بايد كنترل گردد، زيرا هميشه نميتوان تنها به اتكاي قضاوت چشمي قطر ميلگردها را تشخيص داد. به همين دليل در آيين نامه بتن ايران استفاده از قطرهاي مرجح توصيه شده است تا تشخيص آنها از يكديگر با سهولت بيشتر انجام شود. انبار كردن ميلگردها از يك قطر و يك نوع به صورت جداگانه در كارگاه لازم است، حتي گاه توصيه ميشود، ميلگردهاي كارخانههاي مختلف قبل از كنترل كيفيت در محلهاي متفاوتي انبار شوند (قرنطينه ميلگردها).
جاگذاري و بستن ميلگرد
هنگام نصب، ميلگردها بايد عاري از هر گونه آلودگي نظير زنگ زدگي، گل، چربي، رنگ و ذرات خارجي كه مانع چسبندگي بين بتن و ميلگردها ميگردد، باشند. كليه آلودگيها بايد قبل از نصب و كارگذاري زدوده شود و تا شروع مرحله بتنريزي از آلودگيها محفوظ بماند. ميلگردها با توجه به قطر، طول و شكل بايستي در محلهاي تعيين شده به نحوي مستحكم و ثابت شوند كه هنگام بتنريزي هيچگونه تغييرو جابجايي در آنها صورت نگيرد. به منظور كنترل و تضمين پوشش بتن، با تأييد دستگاه نظارت ميتوان از قطعات بتني (لقمهها) يا خركهاي فلزي و پلاستيكي با ابعاد موردنظر به تعداد لازم استفاده نمود. در صورتي كه در محيطهاي خورنده هستيم استفاده از خرك فولادي كه در سطح بتن قرار گيرد مجاز نيست. لقمههاي بتني به ضخامت مورد نظر بايد با بتن يا ملات و با نسبت آب به سيمان مساوي يا كمتر از بتن اصلي ساخته شود. بتن يا ملات آن بايد به خوبي متراكم و عملآوري شود. استفاده از چوب، آجر و مصالح كم دوام توصيه نميشود.
در روش معمول براي بستن ميلگردهاي اصلي به تنگها و خاموتها از مفتولهاي سيمي گالوانيزه به قطر 1 تا 5/1 ميليمتر استفاده ميشود. استفاده از جوشكاري براي بستن ميلگردهاي متقاطع، مگر براي فولادهاي جوش پذير و با تأييد دستگاه نظارت مجاز نميباشد.
در مهارهايي كه انتهاي آنها خم شده است بايد خم آنها به طرف پايين يا داخل باشد به نحوي كه قلاب آنها در منطقه پوشش بتني قرار نگيرد، در غير اين صورت امكان زنگ زدگي و نمايان شدن آنها از سطح بتن وجود خواهد داشت. در مورد بستن ميلگردها با مفتول (سيم) ميلگردبندي در مناطق خورنده، سر سيم نبايد در پوشش بتني روي ميلگرد واقع شود، زيرا ضخامت پوشش را كاهش ميدهد.
وصله كردن ميلگرد
بايد سعي شود حتي الامكان در طراحي و هنگام اجرا به گونهاي عمل گردد تا ميلگردهاي مصرفي در يك عضو به صورت يكپارچه باشند. تمام جزئيات اتصال ميلگردها بايد در نقشههاي اجرايي منعكس گردد و تعداد اتصالات به حداقل ممكن كاهش يابد. در صورتي كه وجود وصله اجتنابناپذير باشد، اين اتصالات بايد در مقطعي قرار داده شوند كه نيروها و تنشهاي وارده بر ميلگردها حداقل باشند، و از تمركز تمامي وصلهها در يك مقطع نيز خودداري شود.
وصله كردن ميلگردها بايد به روشهاي پوششي، اتكايي، مكانيكي جوشي و يا وصلههاي مركب مطابق آئين نامه بتن ايران و زير نظر دستگاه نظارت انجام شود.
طول وصله براي ميلگردهاي صاف دو برابر طول وصله مشابه در ميلگردهاي آجدار ميباشد. در صورتي كه محل وصلهها در نقشههاي اجرايي و دستورالعملهاي بعدي دستگاه نظارت منعكس نباشد رعايت نكات زير الزامي است :
1- در قطعات تحت خمش، خمش توأم با فشار (نظير تيرها يا تير-ستونها) نبايد بيش از نصف ميلگردها در يك مقطع وصله شوند.
2-در صورت وجود كشش يا كشش ناشي از خمش، حداكثر يك سوم ميلگردها در يك مقطع را ميتوان به وسيله پوشش وصله نمود.
3- وصله كردن ميلگردهاي تحتاني قطعات خمشي دروسط دهانه يا نزديك به آن و يا ميلگردهاي بالايي قطعه خمشي روي تكيه گاه يا نزديك آن مجاز نيست.
4- به طور كلي هر وصله بايد به اندازه 40 برابر قطر ميلگرد با وصله مجاور فاصله داشته و در يك مقطع قرار نگيرد.
كنترل كيفي بتن تازه و سخت شده
بتن نيز مانند هر محصول ديگر بايد مورد بررسي قرار بگيرد. قبل از توليد بتن، كنترل اجزاي آن حايز اهميت است و در حين توليد و پس از آن نيز بايد اين كنترلها ادامه يابد. كنترلها در دو مرحله بر روي بتن خميري (بتن تازه) بتن سخت شده كه از بتن خميري و تازه نمونهگيري شده است، انجام ميشود.
كنترل كيفي بتن تازه و ضوابط پذيرش آن
– بتن تازه معمولاً از نظر انطباق با طرح اختلاط (رواني، نسبت آب به سيمان، مقدار و دانهبندي سنگدانه، درصد حباب هواي بتن، عيار سيمان، وزن مخصوص) و يا يكنواختي پس از اختلاط و حمل مورد بررسي و كنترل قرار ميگيرد و بايد با توجه به ضوابط پذيرش، مورد قبول يا رد قرار گيرد.
– براي كنترل كيفي بتن تازه، علاوه بر بررسي چشمي و نظري آن در طول ساخت و كنترل نظري يكنواختي، رواني و دانهبندي، آن لازم است هر روز حداقل يك بار و يا در صورت بروز تغييراتي كه به صورت نظري مشهود ميباشد به دفعات متعدد طبق دستورالعملهاي استاندارد از بتن نمونهبرداري كرد.
– يكي از مهمترين كنترلهاي بتن تازه، كنترل كارايي و رواني آن ميباشد. رواني بتن معمولاً با آزمايش اسلامپ مورد بررسي قرار ميگيرد. اين كار، در هنگام تهيه نمونههاي بتن سخت شده و يا به دفعات ميتواند انجام شود.
– رواني بتن بايد با رواني مندرج درطرح مخلوط بتن مقايسه گردد. معمولاً در طرحهاي مخلوط بتن، مقدار رواني قيد ميشود. لازم است در هر طرح مخلوط، متوسط اسلامپ بتن و يا حداكثر مجاز آن قيد شود. مسلماً ميزان اسلامپ بايد به همراه فاصله زماني از اختلاط ارائه گردد، زيرا اسلامپ بتن بشدت تابع زمان است.
– اگر حداكثر اسلامپ مشخص شده باشد، اسلامپ بتن ساخته شده در كارگاه و يا بتن آماده نبايد در فاصله زماني مورد نظر بيشتر از آن باشد. ضمناً لازم است اسلامپ بتن فاصله زيادي با حداكثر اسلامپ مجاز نداشته باشد، زيرا كار كردن با بتن دشوار خواهدشد. توصيه ميشود حداقل اسلامپ بيش از 50 درصد، كمتر از حداكثر اسلامپ مجاز نباشد.
– اگر متوسط اسلامپ داده شده باشد، بهتر است اسلامپ بتن ساخته شده در كارگاه و يا بتن آماده در فاصله زماني مورد نظر بيش از يك-سوم كمتر يا بيشتر نباشد.
– رواني واسلامپ بتن در صورت به كارگيري مقادير صحيح اجزاي بتن (به جز آب) نميتواند نشانه صحت مقدار آب مصرفي در بتن باشد و بنوعي نشانه استفاده از نسبت آب به سيمان موردنظر در طرح مخلوط خواهد بود. بنابراين كنترل رواني و اسلامپ، كنترل كيفي زودهنگام و پيشگيرانه بتن سخت شده از نظر مقاومتي و دوام نيز هست.
– كنترل مستقيم نسبت آب به سيمان با تعيين مقدار آب آزاد و عيار سيمان بتن ساخته شده امكان پذير است اين آزمايشها به ندرت انجام ميگيرد و فاقد دقت لازم است.
– براي تنظيم مقدار رواني و اسلامپ و در نتيجه نسبت آب به سيمان لازم است رطوبت سنگدانهها در كارگاه مشخص گردد و مقدار آن از آب كل طرح مخلوط كسر شود تا مقدار آب مصرفي به دست آيد. بديهي است كه آب موجود درسنگدانهها بايد به وزن سنگدانههاي خشك اضافه گردد.
– براي تعيين درصد رطوبت هر يك از سنگدانهها بويژه ريزدانه ميتوان از روشهاي سريع رطوبت سنجي استفاده نمود و مقادير اجزاي مصرفي براي ساخت بتن را محاسبه نمود (بر اساس طرح مخلوط ارائه شده به كارگاه).
– درصد حباب هواي بتن، طبق دستورالعملهاي استاندارد تعيين ميگردد و تغييرات مجاز آن 5/1 ± درصد متوسط مقدار حباب هواي طرح اختلاط خواهد بود.
– وزن مخصوص بتن تازه متراكم طبق دستورالعملهاي استاندارد به كمك پيمانه مخصوص به دست ميآيد و تغييرات مجاز آن 3 ± درصد وزن مخصوص بتن طرح اختلاط ميباشد.
– در آزمايش تعيين عيار سيمان و آب بتن تازه كه با تجزيه بتن انجام ميشود مقدار سنگدانه و دانهبندي آنها قابل تعيين است كه به ندرت به كار گرفته ميشود.
– يكنواختي بتن در هنگام اختلاط يا پس از حمل ميتواند كنترل گردد. اگر پس از كنترلهاي چشمي، شكي دراين مورد وجود داشته باشد ميتوان پس از تخليه 15 درصد از بتن، يك نمونه و پس از تخليه 85 درصد از بتن با فاصله كمتر از 15 دقيقه، نمونه ديگري از بتن تازه تهيه نمود و پس از آزمايشهاي اسلامپ، وزن مخصوص، دانهبندي سنگدانهها و درصد حباب هواي بتن و همچنين مقاومت فشاري بتن سخت شده مربوط ميتوان با توجه به ضوابط پذيرش مندرج در جدول 1، از يكنواختي بتن اطمينان حاصل نمود.
كنترل كيفي بتن سخت شده و ضوابط پذيرش آن
معمولاً بتن سخت شده از نظر مقاومتي مورد آزمايش قرار ميگيرد و مقاومت فشاري نمونههاي عمل آمده در شرايط استاندارد آزمايشگاهي با مقاومت مشخصه بتن پروژه مورد نظر مقايسه ميشود و درباره آن اظهار نظر ميگردد. بديهي است كه براي انجام دادن اين كار، لازم است ضوابطي براي نمونهگيري، آزمايش و در نهايت پذيرش بتنها ارئه شود.
جدول 1 : الزامات مربوط به يكنواختي بتن
حداكثر اختلاف مجاز نتايج آزمايشهاي دو نمونه بتن |
نوع آزمايش |
Kg/m3 16 1% mm 25 mm 35 6% 5/7% |
وزن مخصوص بتن تازه و متراكم درصد هواي بتن براي اسلامپ كمتر از mm 100 براي اسلامپ بيشتر از mm 100 درصد مانده روي الك نمره 4 مقاومت فشاري 7 روزه |
ضوابط نمونهگيري
نحوه نمونهگيري، دفعات (تواتر) نمونهگيري، تعداد آزمونههاي هر نمونهگيري بايد مشخص شود.
نحوه نمونهگيري : بايد سعي شود نمونهگيري به صورت تصادفي انجام گردد. نمونهگيري بايد در طول مدت توليد و مصرف بتن، به نحو يكنواختي توزيع گردد و معمولاً نبايد اين كار را به زمان معين و يا شكل و حالت خاصي از بتن محول نمود. در صورت عدم رعايت اين نكات مباني آماري ضوابط پذيرش مخدوش ميشود و قضاوت ميسر نيست. نمونه را بايد از محل نهايي مصرف (ريختن بتن در قطعه) برداشت. بنابراين، نمونهگيري در هنگام تخليه بتونير يا دستگاه بتنساز مركزي صحيح نيست مگر اينكه فاصله زماني ريختن بتن و اختلاط آن بسيار كم باشد. مسلماً قبل از ريختن بتن درقالب بايد نمونهگيري را به انجام رسانيد.
تعداد آزمونهها
براي هر بار نمونهگيري و به ازاي هر سن آزمايش، تهيه حداقل دو آزمونه (قالب) لازم است. اگر بخواهيم در سن ديگري بجز 28 روز، مقاومت فشاري آزمونهها را تعيين كنيم، لازم است تعداد آزمونهها را به تناسب افزايش داد.
تواتر نمونهبرداري (دفعات نمونهگيري)
– در هر روز و براي هر نوع بتن حداقل يك نمونه لازم است.
– حداقل 6 نوبت نمونهبرداري از يك سازه (براي يك رده بتن) الزامي است.
– درصورتي كه حجم هر نوبت اختلاط بتن بيشتر از يك متر مكعب باشد براي دال و ديوار از هر 30 متر مكعب بتن يا هر 150 متر مربع سطح، يك نمونه ضروري است. براي تير و كلاف (در صورت ريختن قطعات به صورت جدا از هم) به ازاي هر 100 متر طول، تهيه يك نمونه الزامي است. همچنين براي ستونها به ازاء هر 50 متر طول يك نوبت نمونهبرداري لازم است.
– اگر حجم هراختلاط كمتر از يك متر مكعب باشد ميتوان مقادير فوق را به همان نسبت كاهش داد. بدين ترتيب، تعدا دنوبت نمونهگيري افزايش خواهد يافت. توصيه ميشود در صورتي كه عدم يكنواختي در طول مدت ساخت بتن احساس ميشود دستگاه نظارت از اين اختيار استفاده نمايد.
– اگر حجم هر نوبت اختلاط بيش از 3 متر مكعب باشد ميتوان مقادير فوق را سه برابر نمود و بدين ترتيب تعداد نوبتهاي نمونهبرداري از بتن كاهش خواهد يافت.
– اگر حجم بتن براي يك رده در يك كارگاه كمتر از 30 متر مكعب باشد با تشخيص دستگاه نظارت مبني بر رضايت بخش بودن كيفيت بتن ميتوان از نمونهبرداري و آزمايش مقاومت بتن صرف نظر نمود. مسلماً دستگاه نظارت بايد شواهد وقرائني دال بر رضايت بخش بودن بتن در دست داشته باشد. سابقه توليد كننده يا فروشنده بتن ويا سوابق ساخت بتن با طرح مخلوط ونسبتهاي مشابه و مصالح يكسان ميتواند از جمله شواهد و قرائن باشد. در اين صورت مسئوليت عدم نمونهبرداري به عهده دستگاه نظارت خواهد بود.
– نتيجه مقاومت هر نوبت نمونهگيري از ميانگين گيري نتايج دو آزمونه به دست ميآيد.
ضوابط پذيرش بتن نمونههاي آزمايشي (عمل آمده در آزمايشگاه)
براي اينكه بتن را منطبق بر رده مورد نظر و قابل قبول تلقي نماييم لازم است يكي از شرايط زير برقرار باشد.
الف : هر سه نتيجه نمونههاي متوالي مساوي يا بيشتر از مقاومت مشخصه باشد.
ب : ميانگين نتايج مقاومت فشاري هر سه نمونه متوالي حداقل MPa 5/1 بيشتر از مقاومت مشخصه باشد. همچنين مقاومت هر يك از سه نمونه متوالي بيشتر از MPa 4 كمتر از مقاومت مشخصه نباشد.
بتن، وقتي غيرقابل قبول است كه متوسط هر سه تتيجه متوالي مقاومتي، كمتر از مقاومت مشخصه باشد و مقاومت هر يك از سه نتيجه متوالي بيشتر ازMpa 4، كمتر از مقاومت مشخصه باشد. در اين حالت، بتن كم مقاومت تلقي ميشود و نيازمند بررسيهاي بيشتر است. براي اين كنترلها لازم است نتايج آزمايشهاي مقاومتي نمونهها (ميانگين دو آزمونه) با توجه به زمان ساخت بتنها به ترتيب نوشته شود و طبق بند فوق عمل گردد.
اگر بتن قابل قبول نباشد و همچنين قابل قبول نيز بشمار نيايد ميتوان به تشخيص طراح و بدون بررسي بيشتر بتن را از نظر سازهاي قابل قبول تلقي نمود.
در بررسي انطباق بتن، بر رده موردنطر نبايد از نتيجه هيچكدام از آزمونهها صرف نظر نمود مگر اينكه با دلايل كافي ثابت شود خطاي عمدهاي در تهيه نمونه، قالب گيري، عملآوري، حمل و آزمايش روي داده باشد. بنابراين در صورت اثبات اين امر ميتوان نتيجه يك آزمونه يا نمونه را حذف كرد و ناديده گرفت.
توصيه ميشود همواره يك يا دو آزمونه اضافي تهيه شود تا در صورت بروز اشكال در يك آزمونه و يا وجود اختلاف فاحش بين دو آزمونه، نتيجه آزمونه سوم به دست آيد و نتيجهاي كه بيش از 5 درصد با متوسط نتيجه سه آزمونه اختلاف داشته باشد حذف گردد و مجدداً ميانگين گيري انجام شود.
در صورتي كه بتن كم مقاومت تلقي شود لازم است با روش محاسباتي (تحليلي) يا مغزهگيري و يا بارگذاري استاتيكي خمشي سازه و يا اقدامات مقتضي ديگر، از قابل قبول بودن بتن از نظر سازهاي و يا دارا بودن ظرفيت باربري سازه يا قطعه اطمينان حاصل نمود.
براي اين منظور بايد به بند 6-6 و 19-3 آيين نامه بتن ايران مراجعه نمود.
اگر بجاي تهيه آزمونههاي استوانهاي استاندارد، اقدام به تهيه آزمونه مكعبي به ابعاد 150 ميليمتر تهيه نماييم، و يا از استوانههاي به قطر 100 ميليمتر و ارتفاع 200 ميليمتر استفاده كنيم ميتوان نتيجه را به نتيجه مقاومت استوانه استاندارد تبديل نمود.
بدين منظور كافي است مقاومت استوانهاي كوچك را بر 02/1 تقسيم نماييم و براي نمونه مكعبي از جدول 2 استفاده كنيم.
جدول 2 : تبديل مقاومت فشاري نمونه استوانه اي استاندارد به نمونه مكعبي 150 ميليمتر
55 |
50 |
45 |
40 |
35 |
30 |
كمتر از 25 |
مقاومت فشاري مكعبي Mpa |
50 |
45 |
40 |
35 |
30 |
25 |
تبديل با صريب 8/0 |
مقاومت فشاري نمونههاي استوانهاي استاندارد |
91/0 |
9/0 |
888/0 |
875/0 |
857/0 |
833/0 |
8/0 |
ضريب تبديل |
مقاومت نمونه مكعبي 150 ميليمتر و 200 ميليمتر طبق آئين نامه بتن ايران يكسان منظور ميشود.
– در صورتي كه مقاومت نمونهها در كارگاه مقاومت مشخصه را ارضاء ننمايد بايد در طرح مخلوط بتن تجديد نظر نمود. همچنين اگر مكرراً مقاومت نمونهها در كارگاه به مقدار قابل توجهي بيش از مقاومت مشخصه باشد مي توان در طرح مخلوط تعديل كرد.
منابع
1- قدوسي، پ، “روشهاي اجراي ساختمان“، جزوه درسي، مركز انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران، تهران، 1380 .
2-Illingworth, J.R., “Construction Methods and Planning” , second edition, E&FN Spon, 2000.
3-Mindess, S., and Young, J.F., “Concrete” Prentice-Hall, 1981.
4-Neville, A.M. and Brooks, J.J., “Concrete Technology”, New York, Longman Scientific and Technical, 1987.
5-American Concrete Institute, ACI Manual of Concrete Practice, ACI, Vol., 1,2,3,4 and 5, 2000.
6-American Concrete Institute, ACI Manual of Concrete Practice, ACI,
Committee 305R, “ Hot Weather Concreting “ Vol.,2000.
7-American Concrete Institute, ACI Manual of Concrete Practice, ACI,
Committee 306R, “ Cold Weather Concreting requirement“ Vol.,2000.
8 – قدوسي، پ، گنجيان، الف، پرهيزكار، ط، رمضانيانپور، ع، الف، “ فنآوري بتن در شرايط محيطي خليج فارس، جلد 1، آسيب شناسي بتن و ارزيابي آن “، مركز تحقيقات ساختمان و مسكن، نشريه شماره ك 283، 1378.
9 – قدوسي، پ، پرهيزكار، ط، رمضانيانپور، ع، الف، مظفري، ن، “ فنآوري بتن در شرايط محيطي خليج فارس، جلد 2، روشها و توصيهها براي افزايش عمر مفيد سازههاي بتني “، مركز تحقيقات ساختمان و مسكن، نشريه شماره ك 370، 1383.
10- رمضانيانپور، ع.ا، قدوسي،پ، و هوشدار تهراني، م.ح.، “ بتن واجراي آن“ مركز تحقيقات ساختمان ومسكن ، 1382.
11- آييننامه بتن ايران (آبا) تجديد نظر اول، ويرايش دوم، سازمان مديريت و برنامهريزي كشور، دفتر امور فني و تدوين معيارها، نشريه شماره 120.
12- طسوجي، محمد ابراهيم، “طرح و كنترل مخلوطهاي بتني“ محمد ابراهيم طسوجي، تهران، 1366.
13 – قاليبافيان، مهدي، “ اجراي ساختمانهاي بتن آرمه “ انتشارات دهخدا، تهران، 1368.
14 – نويل، آ.ام. ، ترجمه فاميلي، هرمز، بتن شناسي، جهاد دانشگاهي دانشگاه علم و صنعت ايران، تهران، 1368.
15- وادال، جوزف جي، ترجمه : رمضانيانپور، ع، ا، طاحوني، ش، پيدايش، م، “ دستنامه اجراي بتن “ ، علم و ادب، تهران، 1380.
16 – ا، ام، نويل، جي، جي، بروكس، ترجمه : رمضانيانپور، ع، ا، شاه نظري، م، “ تكنولوژي بتن “، دانشگاه علم و صنعت، تهران.