آیین نامه پایایی بتن

آیین نامه پایایی بتن
3649

آیین نامه پایایی بتن- با گسترش فعاليتهاي عمراني در نوار ساحلي جنوب و سرمايه‌گذاريهاي كلاني كه در اين زمينه به منظور ايجاد قطبهاي صنعتي و مناطق آزاد صورت گرفته است و توجه ويژه به اين منطقه بعنوان منطقه‌اي براي ترانزيت كالا و با توجه به ويژگيهاي آب و هوايي آن، احداث انواع سازه‌هاي بتني با كاربري‌هاي متنوع در اين ناحيه گسترش فراواني پيدا كرده است و كليه پيمانكاران، سازندگان و مشاوران

 

 

 

آیین نامه پایایی بتن

پيشگفتار

  

  با گسترش فعاليتهاي عمراني در نوار ساحلي جنوب و سرمايه‌گذاريهاي كلاني كه در اين زمينه به منظور ايجاد قطبهاي صنعتي و مناطق آزاد صورت گرفته است و توجه ويژه به اين منطقه بعنوان  منطقه‌اي براي ترانزيت كالا و با توجه به ويژگيهاي آب و هوايي آن، احداث انواع سازه‌هاي بتني با كاربري‌هاي متنوع در اين ناحيه گسترش فراواني پيدا كرده است و كليه پيمانكاران، سازندگان و مشاوران با در نظر داشتن اين پيش فرض كلي كه دوام بتن بسيار زياد بوده است، بسرعت و بدون نظارت و آگاهي كافي شروع به ساخت سازه‌هاي بتني در اين مناطق نمودند.

مطالعات انجام شده توسط تيمهاي كارشناسي  نشان مي‌دهد كه از سال  1980 تاكنون، كيفيت سازه‌هاي بتني و عمر مفيد آنها در مناطق عربي حاشيه خليج‌فارس كاملاً افزايش يافته است. اين پيشرفت احتمالاً  با پيش‌‌بيني اطلاعات و راهنماييهاي جامع در خصوص نيازها و روشهاي مورد لزوم در انتخاب مصالح مناسب و روش‌هاي طراحي و اجرا شكل گرفته است. متأسفانه طي همين مدت، مشاهدات و گزارشها نشان مي‌دهد كه در ناحيه جنوبي كشور ما، هنوز سازه‌هايي با كيفيت اجراي ضعيف و عدم دقت در مراحل انتخاب مصالح و روشهاي ساخت و بدون توجه به شرايط آب و هوايي منطقه احداث مي شود و اين عوامل باعث تخريب بسياري از سازه‌ها، حتي قبل از زمان بهره‌برداري شده است، به گونه‌اي كه، ساليانه سرمايه‌هاي هنگفتي در اين منطقه بر اثر ساخت و ساز نامناسب به هدر مي رود . از طرف ديگر، شرايط خاص آب و هوايي منطقه (دما و رطوبت زياد) باعث مي شود كه كارآيي عوامل اجرا و نظارت كاسته شده و توجه لازم براي ساخت بتن با كيفيت مطلوب كاهش يابد. همچنين آلودگي مصالح منطقه با مواد مضر و زيان آور براي بتن، خود عامل مهم ديگري در خرابي سازه‌هاي بتني اين منطقه مي باشد. از طرف ديگر، بررسي‌هاي جامع به منظور تعيين علت انواع خرابيهاي سازه هاي بتني در منطقه و نيز گزارشهاي عملكرد انواع سازه‌ها با انتخاب انواع مواد و مصالح متفاوت صورت نگرفته است تا از نتايج آن به صورت مستند بتوان استفاده نمود.

مسلماً  آنچه حايز اهميت است، تهيه دستورالعمل و توصيه‌نامه‌اي به منظور ساخت بتن با دوام بيشتر در اين نواحي است كه احتياج به يك برنامه تحقيقاتي كلي و دراز‌مدت و همه‌جانبه دارد. بدين منظور از سال 1368  تاكنون طي يك برنامه مطالعاتي جامع، پروژه‌هاي متعددي با عنوان اصلي دوام بتن در شرايط محيطي جنوب انجام شده است كه نتايج آن مي‌تواند در تهيه دستورالعمل ساخت بتن با دوام بيشتر مورد استفاده قرار گيرد. در همين راستا آيين‌نامه‌ها ودستورالعمل‌هاي ساخت بتن در كشورهايي كه داراي شرايط آب و هوايي مشابه خليج‌فارس هستند، مورد مطالعه قرار گرفت و مقالات متعددي در همين زمينه بررسي گرديد. توصيه‌هاي كلي دوام بتن نيز در آئين‌نامه‌‌هاي معتبر بررسي شد.

  با جمع‌بندي و هماهنگي و مقايسه نتايج پروژه‌هاي انجام گرفته و دستورالعمل‌هاي ساير كشورها در اين زمينه (ساخت بتن با دوام بيشتر در شرايط آب و هوايي گرم و مرطوب و محيط خورنده) و همچنين مطالب تدوين شده در آيين‌نامه بتن ايران، آيين‌نامه‌اي براي پايايي بتن در سواحل جنوبي كشور تهيه گرديده است.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل اول:

 

 

 

 

 

مسائل و دستورالعمل‌هاي بتن‌ريزي در هواي گرم

 با توجه به شرايط محيطي منطقه

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مقدمه

 

     از ديدگاه مسائل و مشكلات اجراي ساخت سازه‌هاي بتني، هواي گرم تركيبي از دماي زياد  هوا و بتن، رطوبت نسبي كم و سرعت زياد باد است كه بر كيفيت بتن تازه و سخت شده اثر نامطلوب دارد. عوامل محيطي در طول مدت سال و بسته به شرايط جغرافيايي و منطقه تغيير مي كند. درصورتي كه در هنگام ساخت بتن، شرايط بتن‌‌ريزي در هواي گرم (بر اساس عوامل محيطي مانند دما، باد و رطوبت) محرز گرديده باشد، تمهيدات ذكر شده دراين توصيه نامه مي‌تواند در پايداري خواص بتن تازه و سخت شده و نيز بهبود كيفيت مراحل ساخت كمك نمايد. تمهيدات مذكور در هنگامي كه رطوبت نسبي در حد كم و يا دماي هوا در حد زياد است و يا در صورت وجود هر دو عامل الزامي است. اثرات هواي گرم (دماي زياد و رطوبت كم) با افزايش سرعت باد بحراني‌تر مي‌شود . اثرات هواي گرم بر بتن را بطور خلاصه مي‌توان در بندهاي زير ذكر كرد:

1- افزايش سرعت هيدراتاسيون سيمان كه درنتيجه سرعت گيرش افزايش مي‌يابد. افزايش سرعت گيرش، عمليات انتقال، تراكم و پرداخت بتن را با مشكل روبرو مي‌كند. از طرف ديگر، افزايش سرعت گيرش باعث مي‌شود كه محصولات هيدراتاسيون به شكل نامنظم و كاملاً تصادفي شكل بگيرند و اين باعث كاهش مقاومت بتن در دراز مدت خواهد شد.

2- كاهش اسلامپ بتن كه سبب تراكم نامطلوب آن مي‌شود و در نتيجه از مقاومت و دوام بتن كاسته مي‌شود.

3- افزايش تبخير رطوبت از سطح بتن كه منجر به ترك خوردگي ناشي از جمع شدگي خميري مي‌شود.

از طرف ديگر، هنگام انتخاب نوع مصالح و طرح نسبت‌هاي اختلاط بتن و يا در مراحل ساخت و ساز بخصوص دركرانه‌هاي جنوبي كشور، بكارگيري تمهيدات بتن ريزي در هواي گرم كافي نمي‌باشد. زيرا شرايط محيطي مناطق مذكور از نوع گرم و مهاجم و خورنده است. اين محيط براي آسيب رساندن به بتن، بسيار خطرناك محسوب مي‌شود، زيرا محيط آلوده به كلريد است و كلريد از عوامل مؤثر در فرآيند خوردگي مي‌باشد. اثرات محيط گرم و نمكي علاوه بر مسائلي كه در مورد محيط گرم ذكر شد شامل موارد زير نيز هست :

 - احتمال آلوده بودن سنگدانه‌ها به كلريد و سولفات (نمكها)

 - وجود آب زيرزميني و خاك آلوده به نمك

 - وجود يون‌هاي كلريد  در جو

نكات ذكر شده، باعث خواهند شد كه تمهيدات و نكات مورد توجه در ساخت بتن در اين منطقه دو چندان شود. دراين توصيه نامه سعي مي‌شود كه نكات اجرايي و كاربردي براي ساخت بتن با دوام درشرايط گرم و مهاجم منطقه جنوب ارائه گردد.

بايد توجه داشت كه شرايط مناسب محيطي براي بتن ريزي در دماي  بين 20-22 درجه سلسيوس، رطوبت نسبي 50 درصد يا بيشتر و سرعت وزش باد كم حاصل مي‌شود. بر اثر افزايش دما، كاهش رطوبت و افزايش سرعت باد و يا هرگونه تركيبي از اين عوامل، پايايي و دوام بتن كاهش مي‌يابد و لذا اقداماتي به منظور كاهش آثار مخرب اين عوامل ضروري است.

در صورتي كه تركيب آثار درجه حرارت هوا وبتن ، رطوبت نسبي و سرعت باد بر اساس نمودار ( 3-1 ) بيش از 5/0  كيلوگرم بر مترمربع در ساعت باشد، شرايط بتن‌ريزي در هواي گرم محرز شده و پيش‌بيني‌ها و اقداماتي براي جلوگيري از آثار زيانبار اين عوامل در خواص بتن تازه و سخت شده الزامي است. در صورتي كه مقدار تبخير بيش از 1 كيلوگرم بر مترمربع در ساعت باشد، ترك‌خوردگي حتمي است.

 

 

 

طريقه استفاده :

  1. از درجه حرارت هوا به سمت بالا حركت كنيد تا به رطوبت نسبي مورد نظر برسيد.
  2. به سمت راست حركت كنيد تا به درجه حرارت بتن برسيد.
  3. به سمت پايين حركت كنيد تا به سرعت باد برسيد
  4. به سمت چپ حركت كنيد و ميزان تقريبي تبخير را بخوانيد.

نمودار 1-1-   تركيب اثر دماي محيط، دماي  بتن، رطوبت نسبي و سرعت وزش باد بر ميزان تبخير آب از سطح آزاد بتن

به طور كلي شرايط محيطي در مناطق گرمسير كه در روي خواص بتن تازه و سخت شده مؤثر است، عبارتند از:

 

1-1- تابش اشعه خورشيد

عامل اشعه خورشيد به مقدار قابل توجهي بر دماي مصالح انبار شده تأثير دارد. حرارت جذب شده توسط مصالح بر اثر تابش خورشيد در طول روز،  ممكن است در هنگام شب به طور كامل از دست نرود و در نتيجه، دماي مصالح بتدريج به مقداري برسد كه باعث شود دماي بتن از حد قابل قبول تجاوز نمايد. همچنين دستگاه‌هاي توليد، حمل و ريختن بتن با توجه به جنس خود، معمولاً بر اثر تابش خورشيد بسرعت گرم شده و دماي خود را به بتن تازه منتقل مي‌كنند.

دماي بالاي بتن سبب كاهش كارايي، مشكلاتي حين ريختن و تراكم ونيز كاهش مقاومت بتن در دراز مدت و قابليت  بيشتر ترك خوردگي بر اثر جمع‌شدگي مي‌گردد. همچنين دستگاه‌هاي توليد، حمل و ريختن بتن با توجه به جنس خود،  معمولاً بر اثر تابش خورشيد بسرعت گرم مي‌شوند و دماي خود را به بتن تازه منتقل مي‌كنند.

 

1-2- دماي محيط

دماي زياد هوا مي‌تواند آب موجود در بتن را هنگام ساخت، حمل، ريختن و پرداخت تبخير نمايد. تبخير بيش از حد باعث از دست رفتن خواص مطلوب بتن تازه و نيز ترك خوردن سطح بتن بر اثر جمع‌شدگي مي‌گردد. بنابراين، در مناطق گرمسير بايد بتن ريزي در ساعاتي كه هوا خنك است، يعني صبح زود و يا در طول شب انجام شود.

بتن‌ريزي با بتني كه دماي زيادي را داراست، مجاز نيست اين دما براي مناطق جنوبي كشور oC 30 توصيه مي‌شود و بهر حال نبايد در زمان گيرش اوليه از oC 32  تجاوز نمايد. مسلماً دماي بتن در هنگام ريختن در هواي گرم از دماي ساخت بتن بيشتر است و در ساخت بتن رعايت دماي مورد نظر با توجه به تبادل گرمايي در حمل بتن ضروري است. هر چه دماي هوا بيشتر باشد، مسلماً دماي بتن نيز افزايش مي‌يابد، مگر اينكه با تمهيدات خاص، دماي بتن را با كاهش دماي اجزاء آن يا بكارگيري پودر يخ كاهش دهيم. معمولاً اگر دماي هوا از oC 32 تجاوز كند احتمال اينكه دماي بتن در هنگام ريختن از  oC 30  تجاوز نمايد زياد خواهد بود و رعايت تمهيداتي براي كاهش دما ضرورت خواهد داشت. دماي زياد بتن درهنگام ريختن آن هر چند به افزايش مقاومت اوليه آن منجر مي‌شود اما در درازمدت كاهش مقاومتي را در مقايسه با زماني كه بتن خنك در قالب ريخته مي‌شود شاهد خواهيم بود. بويژه اگر قالب و ميلگرد نيز گرم و داغ باشند مشكل تشديد مي‌شود. شكل‌گيري غير‌‌همگن بلورهاي حاصله در خمير سيمان سخت شده به افزايش نفوذپذيري بتن، بويژه در برابر نفوذ يون كلريد منجر مي‌شود و مقاومت الكتريكي بتن كاهش مي‌يابد. اگر اين امر با افزايش دما در هنگام عمل آوري نيز همراه گردد (كه معمولاً در اين مناطق اين همراهي وجود دارد) مشكل موجود دو‌چندان مي‌شود. ايجاد درز سرد از جمله خسارات ديگر بتن‌ريزي با دماي زياد يا در دماي زياد مي‌باشد كه در هر صورت شروع  خوردگي سريعتر ميلگردها را شاهد خواهيم بود.

 در اين مناطق تغييرات دما در شبانه روز و در طول سال نيز بسيار متفاوت است، به گونه‌اي كه طي سردترين ماه سال،‌حداقل دماي هوا در 24 ساعت تقريبا از 10 تا 15 درجه سانتيگراد و طي گرمترين ماه سال، حداكثر دماي هوا تقريباً از 35 تا 45 درجه سانتيگراد متغير است. البته تشعشع مستقيم نور خورشيد دماي موثر در سطح بتن را به حدود 70 تا 75 درجه سانتيگراد افزايش مي‌دهد.

 

1-3- رطوبت هوا

كاهش رطوبت نسبي از  حدود 90 درصد به 50 درصد،  بدون اينكه تغييري در ساير شرايط محيطي و دماي بتن داشته باشد، ميزان تبخير آب از بتن محافظت نشده را تا بيش از 4 برابر افزايش مي‌دهد.  خوشبختانه در بسياري از نواحي حاشيه خليج فارس رطوبت نسبي زياد است . اگر چه دربعضي از مناطق دور از دريا،  نواحي با رطوبت نسبي كم نيز وجود دارد. همچنين وزش باد دركاهش رطوبت نسبي هوا بسيار مؤثر است و معمولاً هنگام وزش باد از رطوبت موجود در هوا بشدت كاسته مي‌شود. لذا در رطوبت نسبي كم (در صورتي كه ميزان تبخير  زياد باشد) بايد بتن ريزي با تدابيري همراه باشد تا از تبخير زودرس آب بتن جلوگيري شود.

رطوبت نسبي هوا نيز در منطقه خليج فارس در ماه‌هاي مختلف سال متغير است. براي مثال، در بندرعباس رطوبت نسبي بين 48 تا 81 درصد تغيير مي‌كند.

 

1-4- وزش باد

وزش باد نيز از مؤثرترين عوامل بر ميزان تبخير آب از بتن تازه و در حال گيرش است. به طور مثال، در هنگامي كه نسيمي با سرعت 15 كيلومتر در ساعت مي‌وزد، ميزان تبخير آب حدود 4 برابر ميزان تبخير در هواي ساكن است و ميزان تبخير هنگامي كه سرعت وزش باد به 40  كيلومتر در ساعت مي‌رسد، 9 برابر  ميزان تبخير در هواي ساكن مي‌گردد.

در مناطق حاشيه خليج‌فارس وزش باد در ماه هاي دي، بهمن، اسفند و فروردين معمولاً شديد‌تر است. همچنين باد نمك‌هاي موجود در اتمسفر را با خود حمل كرده و منبع ديگري را براي آلودگي بتن به يون كلريد تشكيل مي‌دهد. غلظت كلريد موجود دراتمسفر منطقه خليج فارس حدود mg/m3 5 است. چنين مقدار زياد نمك در اتمسفر به دليل وجود يون‌هاي كلريد در آب خليج فارس و راه يافتن به اتمسفر براثر تبخير آب درياست.

 

1-5- دماي هوا در هنگام شب 

درمناطق گرمسير بويژه درنواحي دور از دريا كه رطوبت هوا كمتر است، دماي هوا در هنگام شب اختلاف زيادي با دماي هوا در طول روز دارد. كاهش ناگهاني دما تأثير نامطلوبي برخواص بتن، كه در مراحل اوليه سخت شدن قرار دارد و محافظت كافي از آن به عمل نيامده است، مي‌گذارد. در اين حالت، سطوحي از بتن كه در تماس با هواي آزاد است حرارت خود را از دست مي‌دهد. اما قسمتهاي داخلي به علت هدايت حرارتي كم بتن هنوز داراي دماي بالايي است و اين اختلاف دما باعث ايجاد تنشهاي حرارتي در بتن درحال گيرش شده و تركهاي حرارتي در آن به وجود مي‌آورد.  اين تركها باعث افزايش نفوذپذيري بتن، در برابر عوامل مهاجم و خورنده به داخل آن مي‌گردد.

 

1-6- نمك‌هاي آب دريا

مطالعات و بررسي‌هاي آزمايشگاهي نشان داده است كه املاح موجود در اين آب از اغلب آبهاي جهان بيشتر است. زياد بودن غلظت كلريد در آب خليج فارس باعث تخريب انواع سازه‌هاي ساحلي و دريايي در اين منطقه شده است. مقدار كلريد در آب خليج فارس در حدود PPM22000 و ميزان سولفات در آن حدود PPM 3000 است. چنانچه با آب خليج فارس بتني با نسبت آب به سيمان 5/0 و مقدار سيمان 400 كيلوگرم بر متر مكعب ساخته شود، مقدار كلريد محلول در آب حدود 1/1 درصد  برحسب وزن سيمان و حدود 2/0 درصد برحسب وزن بتن خواهد بود، در حالي كه اگر همين بتن با آب تصفيه شده آشاميدني ساخته شود مقدار كلريد محلول در آب بين 01/0 تا 03/0 درصد وزني بتن خواهد بود. با دانستن اين نكته كه مقدار مجاز كلريد محلول در آب در بتن كمتر از 4/0 درصد وزني سيمان و يا 06/0 درصد وزني بتن است، معلوم خواهد شد كه مقدار آلودگي بتن ساخته شده با آب خليج فارس بسيار شديد است.

در سواحل خليج فارس نيز آبهاي زيرزميني شديداً آلوده به يون كلريد و سولفات هستند. منبع ديگر آلودگي بتن به عناصر كلريد و سولفات از طريق نفوذ مستقيم آب درياست كه در مورد كليه سازه‌هاي قرار گرفته در شرايط جزر و مدي دريا و يا در معرض پاشش آب دريا يا مغروق در دريا ديده مي‌شود.

 

 

با توجه به توضيحاتي كه گذشت، مي‌توان نتيجه گرفت كه شرايط محيطي خليج فارس از ديدگاه پايايي و دوام سازه‌هاي بتني مسلح داراي شرايط بسيار مهاجم و خورنده‌اي است. براي افزايش عمر مفيد سازه‌هاي بتني، در اين منطقه بايستي نكات موثر در جلوگيري از خوردگي و اثر‌گذار در دوام بتن را شناخت و آنها را به كار بست. با توجه به زياد بودن هزينه‌هاي تعمير سازه‌هاي بتني مسلح آسيب ديده مي‌توان در هنگام ساخت با رعايت اين نكات و صرف هزينه‌هاي لازم كه قطعاً‌ بسيار كمتر از هزينه‌هاي تعميرات خواهد بود عمر مفيد سازه‌ها را افزايش داد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل دوم:

 

 

 

 

ويژگيهاي مصالح

 

 

 

 

2-1- سنگدانه

 

2-1-1 - ملاحظات كلي

ويژگي‌ سنگدانه‌ها نقش مهمي در دوام بتن در رويارويي با شرايط مهاجم دارند، زيرا سنگدانه‌ها حدود سه‌چهارم حجم بتن را تشكيل مي‌دهند، بنابراين كيفيت آنها از اهميتي ويژه برخوردار است.

همچنين اندازه، شكل، بافت سطحي و نوع سنگدانه‌ها عامل مؤثري در وضعيت ناحيه انتقال (وجه مشترك خمير سيمان و سنگدانه) مي‌باشد و اين منطقه اساساً به علت ساختار ضعيفي كه دارد،  بر خواص مكانيكي بتن تأثير مستقيمي دارد. در صورتيكه اندازه سنگدانه‌ها بزرگ باشد، به هنگام جمع‌شدگي در مراحل اوليه گيرش و يا تحت اثر بار، ريزتركهاي ايجاد شده در ناحيه انتقالي براحتي گسترش مي‌يابند و بهم مي‌پيوندند و تركهاي بزرگتري ايجاد مي‌كنند و باعث مي‌شوند تا نفوذ‌پذيري بتن افزايش يابد. همچنين نوع سنگدانه‌ در ميزان پيوستگي خمير سيمان و سنگدانه مؤثر است. مثلاً سنگدانه‌هايي مانند كوارتز و فلدسپات در مقايسه با سنگدانه‌هاي آهكي، پيوستگي ضعيف‌تري با خمير سيمان ايجاد مي‌كنند. همچنين شكل و اندازه سنگدانه‌ها و ميزان آنها در طرح اختلاط در خواص بتن تازه مانند كارايي، جداشدگي ذرات و نيز آب‌لندلختگي مؤثر است.

از طرف ديگر، سنگدانه‌ها مي‌توانند عامل انتقال آلودگي به بتن ‌باشند. اين موضوع در مناطق حاشيه خليج‌فارس و درياي عمان اهميت بيشتري دارد. زيرا اكثر مصالح در اين مناطق آلوده به يونهاي كلريد هستند و حتي در صورتي كه مصالح تميز و عاري از آلودگي باشند، بر اثر انبار كردن در فضاي باز به علت وجود يونهاي كلريد معلق در هوا و يا درتماس با خاك آلوده به سرعت آلوده مي‌گردند.

مشكلات عمده در مورد سنگدانه ها در نواحي جنوب كشور عبارتند از :

  • دانه‌بندي نامناسب
  • مواد ريزدانه (گذشته از الك نمره 200)
  • مقدار بيش از حد مجاز نمك‌هاي زيان‌آور در سنگدانه‌ها
  • جذب آب زياد 
  • ماسه‌هاي دريايي
  • سنگ‌هاي آهكي حاوي مقادير رس بيش از حد مجاز  
  • سنگريزه‌هايي كه بر اثر واكنش هاي شيميايي بهم چسبيده اند
  • سنگدانه‌هاي داراي ميكا يا پيريت آهن

اغلب سنگدانه‌هاي مصرفي در مناطق حاشيه خليج‌فارس از انواع ماسه سنگها ، سنگهاي آهكي و دولوميتي است. به علت تبخير شديد، نمك‌ها در سطح اين سنگها رسوب كرده و لايه‌اي سخت با مقدار زيادي نمك تشكيل مي‌شود. زياد بودن ميزان نمك‌ها در اين مصالح عاملي براي خوردگي فولاد در حمله عوامل خورنده بر بتن است.

در صورت تصميم بر استفاده از اين نوع مصالح در بتن مسلح، بايد به منظور كاهش ميزان املاح، سنگدانه‌ها كاملاً شسته شود و در محلي با زهكش مناسب انبار گردد تا از رسوب مجدد نمك‌ها جلوگيري گردد. شستشو بايد توسط آب شيرين صورت گيرد. همچنين در سازه‌هايي كه در معرض آب دريا هستند، به علت رشد جلبك‌ها و خزه‌ها روي سطح بتن، صدفها و اسفنج‌ها در ميان آنها ساكن مي‌شوند. به علت اينكه اين جانوران از آهك تغذيه مي‌كنند، در صورتي كه از سنگدانه‌هاي آهكي استفاده شده باشد، باعث تشكيل حفره‌هايي در سطح بتن مي‌شود و باعث افزايش سرعت تخريب بتن مي‌گردند.

در مورد ماسه‌هاي طبيعي مورد استفاده در اين منطقه اعم از ماسه‌هاي ساحلي و غير‌ساحلي نيز ميزان نمك زياد است و لزوم شستشوي اين نوع مصالح حتي از شستشوي مصالح درشت هم بيشتر است.

ماسه‌هاي دريايي نيز از بقاياي پوسيده ارگانيسم‌هاي دريايي كه به تازگي از بين رفته‌اند تشكيل مي‌شوند. اين ماسه‌ها معمولاً از مقادير زيادي  صدف تشكيل شده‌اند، كه قابليت كربناتي شدن بسيار بالايي دارند. ماسه‌هاي دريايي علاوه بر اينكه معمولاً آلوده به نمك هستند، حاوي مقادير قابل توجهي ذرات پولكي با فضاي خالي زياد‌ مي‌باشند. درصد بالايي از اين مصالح، صدفها و بقاياي جانوران دريايي هستند كه غالباً تو‌خالي بوده و داراي ساختمان پولكي و مسطح هستند كه در مورد استفاده از آنها بايد دقت شود.

 همچنين به علت هواي گرم و مرطوب در اين مناطق،  سنگدانه‌هاي شامل مقادير زياد ميكا مناسب نمي باشد، زيرا باعث كاهش كيفيت سنگدانه بتن مي‌گردد.

بايد توجه داشت كه سنگدانه‌هاي مصرفي داراي سيليس يا كربنات فعال نباشند. سيليس يا كربنات فعال مي‌تواند با سيمان واكنش قليايي انجام دهد و تركيب شيميايي حاصل از آن باعث انبساط شديد بتن و ترك خوردن آن گردد.

 از مصرف سنگدانه هاي پولكي و طويل و ترد، متورق، مصالح نرم و رسي و متخلخل بايد ممانعت كرد.

 

 

2-1-2 – دستورالعمل‌ها

 

  1. مشخصات سنگدانه‌ها بايد با استانداردهاي مندرج در آبا و استاندارد 302 ايران مطابقت داشته باشد.

 

  1. مشخصات سنگدانه مورد مصرف در بتن بايد مطابق استاندارد دت 201 باشد.

 

  1. سنگدانه‌ها بايد سخت، محكم و با دوام بوده و از هر گونه مواد زيان آور عاري باشد. ويژگيهاي سنگدانه‌هاي مصرفي بايد طبق جدول (2-1) باشد.

 

 

 

جدول 2-1- محدوديت هاي پيشنهادي براي ميزان مواد مضر در سنگدانه‌ها  براي ساخت بتن مسلح در منطقه خليج فارس

 

حداكثر مجاز*

(درصد)

نوع مصالح

روش ازمايش

نوع ماده زيان اور

 

 

1

درشت دانه

روش تر با استفاده از الك شماره 200 (دت 218)

 

مواد ريز رسي و گردوغبار

 

 

3

ريزدانه

 

2

درشت دانه

(دت 221)

كلوخه‌هاي رسي و ذرات سست و نرم

 

3

ريزدانه

 

02/0

درشت دانه

(دت 231)

كلريد Cl-

 

04/0

ريزدانه

 

4/0

درشت دانه

(دت 230)

سولفات SO3--

 

4/0

ريزدانه

                 
 
  • همچنين مقاديرحداكثر كلريد و سولفات محلول در آب در بتن سخت شده 28 روزه (ناشي از كل مواد تشكيل‌دهنده) بايد طبق محدوديت‌هاي ذكر شده در آيين‌نامه آبا باشد.

*   به توضيحات ذيل جداول مربوطه دراستاندارد 302 ايران مراجعه شود.   

 

  1. كنترل دانه بندي شن وماسه و انطباق آن با منحني استاندارد

 

در جدول (2-2 ) محدوديت هاي پيشنهادي براي خواص فيزيكي و مكانيكي سنگدانه هاي مصرفي در ساخت بتن در مناطق حاشيه خليج فارس ارائه شده است.

 

جدول 2-2- محدوديت‌هاي پيشنهادي براي خواص فيزيكي و مكانيكي سنگدانه ها ي مصرفي

محدوديت

ويژگي

ريزدانه

درشت دانه

جدول (3-3) فصل 3

جدول (3-4) فصل 3

دانه بندي (بر اساس استاندارد ايران)

 

كمتر از 3% وزني

 

كمتر از 5/2%وزني

ميزان جذب آب

بر اساس (دت 210 و دت 211)

كمتر از 15%

 

كمتر از 15%

 

افت وزني در 5 سيكل با MgSO4

سلامت مصالح (دت 212)

كمتر از 10%

كمتر از 12%

افت وزني در 5 سيكل با Na2SO4

كمتر از 40%

كمتر از 40%

در حالت عادي بدون سايش و فرسايش

مقاومت در برابر سايش (آزمايش لس‌آنجلس)

 (دت 215)

 

كمتر از 30%

 

كمتر از 30%

در صورتيكه در معرض سايش يا ضربه باشد

 

 

 

  1. به منظورجلوگيري از تابش مستقيم نور خورشيد و افزايش دماي سنگدانه بهتر است مصالح سنگي در مكانهاي سر پوشيده انبار شوند، محل انبار بايد طوري ساخته شود تا مشكلاتي در حمل و جابجايي مصالح به وجود نيايد.

 

  1. استفاده از ماسه‌هاي دريايي در سازه‌هاي بتني مسلح به هيچ وجه توصيه نمي‌شود. در صورت تصميم بر استفاده از اين نوع ماسه‌ها باشد، بايد آنها را كاملاً  شست تا اين اطمينان حاصل شود كه ميزان نمك در آنها به سطح قابل قبول كاهش يافته است. همچنين اثر آنها را در تغييرات خواص بتن به علت پوكي بايد در نظر گرفت.

 

  1. ميزان نمك زياد در ماسه‌ها را نمي‌توان تنها با شستن كاهش داد. به منظور صرفه‌جويي در هزينه آب مي‌توان درابتدا براي شستن گل و لاي و نيز كاهش ميزان درصد نمك سنگدانه از آب دريا استفاده نمود، اما شستشوي نهايي را بايد با آب آشاميدني (شيرين) صورت داد.

 

  1. در صورت زياد بودن دماي سنگدانه مي‌توان با پاشيدن آب، دماي آن را كاهش داد. از آنجا كه پاشيدن آب درصد رطوبت مصالح را تغيير مي‌دهد بايد اين كار را با تأييد مهندس ناظر انجام داد، تا نسبت‌هاي اختلاط بر حسب رطوبت تغيير يافته اصلاح گردد. البته در صورتيكه رطوبت هوا زياد باشد اين روش كارآيي چنداني ندارد. 

 

  1. لازم است تا با ايجاد سايه روي دپوي مصالح از تابش مستقيم نور خورشيد به آنها جلوگيري شود. در صورت عدم امكان بايد مصالح را از زير تل (دپو مصالح) برداشت كرد زيرا به لحاظ عدم تابش نور خورشيد معمولاً خنك‌تر مي‌باشد.

 

  1. سنگدانه ها بايد در برابر وزش باد شديد محافظت گردد.

 

  1. در جابجايي سنگدانه‌هاي دانه‌بندي شده بايد كاملاً مراقب بود تا مصالح دانه‌بندي خود را حفظ كند. توصيه مي‌شود در صورتيكه حداكثر اندازه سنگدانه بيش از 20 ميليمتر باشد، سنگدانه‌ها بصورت تك‌اندازه دپو شود.

 

  1. سنگدانه‌هايي كه در مراحل مختلف به كارگاه حمل مي‌شوند، بايد مرتباً با تواتر مشخص شده مورد آزمايش قرار گرفته و ويژگيهاي آن مطابق با مشخصات باشد.

 

 

2-2 – سيمان

 

2-2-1 - ملاحظات كلي

خمير سيمان يكي از مهمترين بخشهاي ساختار بتن را تشكيل مي‌دهد. خمير سيمان شامل محصولات هيدراتاسيون، ذرات هيدراته نشده و منافذ و آب موجود درمنافذ مي‌باشد. محصولات هيدراتاسيون بر اثر تركيب شدن آب مخلوط با تركيبات سيمان توليد مي‌شوند. عمده محصولات هيدراتاسيون از واكنش C3S و C2S  با آب حاصل مي‌گردد.  اين واكنشها منجر به تشكيل سيليكات كلسيم هيدراته شده (C-S-H)  و هيدروكسيد كلسيم مي‌گردد. واكنش C2S  با آب منجر به شكل گيري  مقدار بيشتري C-S-H  و مقدار كمتري هيدروكسيد كلسيم در مقايسه با واكنش C3S  و آب مي‌گردد. بلورهاي C-S-H  به علت خواص فيزيكي و مكانيكي نقش مؤثرتري در مقاومت و دوام بتن ايفا مي‌كند. لذا اهميت C2S  نسبت به C3S  در افزايش مقاومت درازمدت بيشتر است. اگر چه به دليل سرعت زياد واكنش C3S  نسبت به C2S ،  مقاومت درسنين اوليه تابع C3S  است. از طرف ديگر، وجود هيدروكسيد كلسيم سبب كاهش مقاومت بتن در برابر آسيب پذيري بتن ناشي از تهاجم سولفات‌هاست و لذا سيمان با مقدار بيشتر C2S  در مقايسه با سيمان با مقدار بيشتر C3S  از دوام بيشتري برخوردار است.

همچنين ميزان C3A  در سيمان نقش مهمي در عدم نفوذ كلريد در بتن دارد. C3A با كلريد موجود دربتن تركيب شده و به شكل كلرور آلومينات كلسيم در مي‌آيد. كلريد پيوند يافته در فرآيند خوردگي نقشي ندارد،  بلكه يونهاي كلريد آزاد هستند كه باعث توسعه خوردگي مي شوند،  لذا با افزايش مقدار C3A درسيمان به ظرفيت سيمان براي پيوند با كلريد افزوده مي شود. از طرف ديگر، وجود C3A در سيمان، آسيب ديدگي بتن در برابر سولفاتها را افزايش مي‌دهد. سولفاتها با هيدروآلومينات كلسيم كه ناشي از هيدراتاسيون C3A  است واكنش مي‌دهند و تركيبات سست انبساط‌زا توليد مي‌كنند. لذا انتخاب نوع سيمان بسته به شرايط محيط مهاجم عامل اساسي در دوام بتن است. در نواحي خليج فارس، آب زيرزميني و خاك، آلوده به كلريد و سولفات هستند،  اما دربخش روسازه (بالاي تراز زمين) تهاجم كلر شديد مي‌باشد.  لذا در قسمتهاي زيرسازه (در تماس با خاك و آب زيرزميني) استفاده از سيمان هاي نوع 2 با ميزان C3A  كنترل شده مناسب است. اما در قسمت هاي روسازه مي‌توان از سيمانهاي با مقادير بالاتر C3A (مانند سيمان نوع 1) نيز استفاده كرد. در جدول2-3 مشخصات سيمان‌هاي پرتلند طبق استاندارد ايران ارائه شده است.

همچنين، استفاده از مواد جايگزين سيمان به منظور بالا بردن دوام سازه هاي بتني بخصوص درمناطق گرم و خورنده بسيار متداول شده است .

جايگزين‌هاي سيمان به دو گروه عمده تقسيم مي‌شوند :

1- مواد پوزولاني مانند تراس (پوزولان طبيعي) يا دوده سيليسي (پوزولان مصنوعي)

2- مواد سيماني مانند روباره

بعضي از آثار پوزولانها بر روي خواص بتن به شرح زير است :

1- افزودن پوزولان به بتن باعث تبديل منافذ بزرگ به كوچك شده و در نتيجه از نفوذپذيري بتن كاسته مي‌شود. علت اين فرآيند تبديل هيدروكسيد كلسيم با منافذ بزرگ به ژل C-S-H  با منافذ كوچكتر است.

2- فعاليت پوزولاني سبب مي‌شود كه هيدروكسيد كلسيم موجود در خمير سيمان مصرف شده و در نتيجه از مقدار آهك كه عامل مهمي در آسيب‌ديدگي ناشي از تهاجم سولفاتها محسوب مي‌شود، كاسته شود. البته اين مواد تا حدي باعث كاهش قلياييت خمير سيمان مي‌شوند.

3- پوزولان، منطقه انتقالي بتن (وجه مشترك سنگدانه و خمير) را با تبديل آهك به C-S-H  تقويت كرده و در نتيجه باعث بهبود خواص بتن مي‌گردد.

 

  • روباره [2]

روباره محصول فرعي كوره بلند آهنگدازي مي‌باشد. استفاده از روباره در مخلوط منجر به ايجاد ساختاري با حفره‌هاي ريزتر و تغييرات ريزساختار در فصل مشترك سنگدانه و سيمان مي‌شود كه در مجموع باعث كاهش نفوذپذيري مي‌گردد. همچنين بعلت ظرفيت پيوندي اين ماده سرعت نفوذپذيري يون كلريد در بتن كاهش مي‌يابد. تحقيقات بسيار متعددي در مورد عملكرد اين نوع ماده در بتن انجام شده است كه در اكثر آنها بهبود دوام بتن به اثبات رسيده است. گرچه گاه نتايج متناقضي نيز گزارش شده است.

در صورت تصميم بر استفاده از روباره توليد داخل بايد از استاندارد بودن آن كاملاُ اطمينان داشت.  به غير از نتايج چند مورد طرح تحقيقاتي در مورد خواص روباره توليدي در ايران، مشاهدات كافي از عملكرد اين نوع ماده در مناطق خورنده وجود ندارد.

 

  • دوده سيليسي (ميكروسيليس)[3]

     دوده سيليسي ناشي از بازيافت غبار در كارخانه هاي توليد آلياژ فروسيليس است. دوده سيليسي عمدتاً از ذرات سيليس بي‌شكل و بسيار ريز تشكيل شده است و مقدار سيليس فعال آن بايد حداقل 85  درصد  باشد. استفاده از دوده سيليسي در بسياري از پروژه‌هاي عمراني در منطقه جنوب كشور رايج گرديده است. در ذيل به بعضي از آثار اين  ماده بر خواص بتن تازه و سخت شده اشاره مي‌شود:

  1. خواص  بتن تازه با دوده سيليسي

جايگزين نمودن دوده‌سيليسي بجاي سيمان باعث افزايش سرعت هيدراتاسيون مي‌گردد و بعلت ريزي زياد اين ماده مخلوط چسبنده شده و براي رواني مناسب احتياج به آب بيشتري خواهد داشت. به علت تأثير نامطلوب افزايش نسبت آب به سيمان بر روي دوام بتن معمولاً لازم است تا رواني چنين مخلوط‌هايي با استفاده از روان‌كننده و يا فوق‌روان‌كننده افزايش داده شود. همچنين جايگزين كردن مقداري از اين ماده به جاي سيمان باعث كاهش تمايل به آب انداختن و جداشدگي مخلوط مي‌گردد. مخلوط بتن تازه كه هنوز گيرش كامل نيافته ، مستعد ترك‌خوردگي سطحي ناشي از انقباض خميري بتن است. اين پديده در شرايط هواي گرم ، هنگامي كه ميزان تبخير از سطح بتن بيش از مقدار آب انتقال يافته از داخل بتن به سطح آن باشد ، حادتر است. لذا از آنجاييكه در بتن با دوده سيليسي پديده آب انداختن بسيار كم است ، گزارشهاي زيادي از حساسيت اين نوع بتن به ترك خوردگي ناشي از انقباض خميري وجود دارد. لذا در مورد اين نوع بتن پس از ريختن و متراكم كردن آن ، بايد بلافاصله از تبخير آب از سطح بتن جلوگيري نمود.

 

  1. اثر دوده سيليسي بر دوام بتن

استفاده از دوده سيليسي در بتن منجر به ايجاد ساختاري با حفره‌هاي ريزتر مي‌گردد كه باعث كاهش نفوذپذيري مي‌شود. از طرف ديگر، حذف پديده آب افتادگي باعث پيوستگي بهتر در ناحيه انتقال خمير سيمان  و سنگدانه مي‌شود و در نتيجه افزايش مقاومت بتن را به دنبال دارد. علاوه بر اين، جايگزين نمودن مقداري از اين ماده به جاي سيمان بعلت افزايش مقاومت الكتريكي بتن باعث كاهش نفوذپذيري در مقابل نفوذ يون كلريد مي‌گردد. بايد توجه كرد كه استفاده از اين ماده در محيط‌هاي در معرض سولفات ‌منيزيم عملكرد مطلوبي ندارد.

در تحقيقات صورت گرفته ، مقدار جايگزيني 6 - 8  درصد اين ماده به جاي سيمان نتايج مطلوبي داشته است. نكته بسيار مهمي كه در مورد استفاده از اين ماده وجود دارد، اين است كه، قبل از استفاده بايد كاملاً به صورت دوغاب درآيد. دوغاب بايد كاملاً روان و عاري از ذرات بهم چسبيده دوده سيليسي باشد. بدين منظور لازم است كه از بهم‌زن مكانيكي با دور تند استفاده نمود. چسبيدن اين مواد به يكديگر با توجه به ريزي بسيار زيادي كه دارد، به عنوان سيليس فعال در واكنش با قلياييها عمل كرده و باعث خرابي ناشي از واكنش سيليسي قليايي مي‌گردد.

 

  • پوزولان‌هاي طبيعي

     پوزولانهاي طبيعي در حقيقت پوكه سنگها و خاكسترهاي غير كريستالي باقيمانده از فعاليت هاي آتشفشاني است. ذخاير بزرگي از پوزولانهاي طبيعي در نقاط مختلف كشور وجود دارد كه از جمله آنها مي‌توان تراس جاجرود، پوكه سنگ هراز (دماوند)، پوكه سنگ سهند و پوكه سنگ تفتان را نام برد . طي تحقيقات صورت گرفته بر روي پوزولانهاي طبيعي ايران، مشاهدات زير صورت گرفته است.

1- افزايش مقاومت در دراز مدت

2- عملكرد مناسب دربرابر تهاجم يون كلريد و سولفات

3- كاهش تخلخل و نفوذپذيري در صورت انتخاب نسبت كم آب به سيمان با كاهش ميزان آب و استفاده از روان‌كننده‌ها

در صورت انطباق ويژگي‌هاي اين ماده با مشخصات استاندارد، جايگزيني 15 تا 40 درصد بجاي سيمان مقدار مناسبي است.  

  •  خاكستر بادي [4]

     خاكستر بادي ماده‌اي است كه از سوختن زغال‌سنگ حاصل مي‌گردد و توسط فيلترهاي مخصوص، به صورت غبار جمع‌آوري مي‌شود. حدود 85  درصد ذرات اين ماده از اكسيدهاي سيليسيم، آلومينيم، آهن، كلسيم و منيزيم تشكيل مي‌شود. آثار مطلوب اين ماده در بهبود خواص بتن تازه و سخت شده باعث مصرف روزافزون آن در دنيا شده است.

مصرف اين ماده باعث افزايش كارايي بتن تازه مي‌گردد. همچنين افزايش دماي اوليه بتن به ميزان قابل توجهي كاهش مي‌يابد. لذا مصرف آن در بتن ريزيهاي حجيم رايج است. همچنين عملكرد اين ماده در افزايش دوام بتن درمقابل محيط‌هاي مهاجم اثبات شده است. نفوذپذيري كمتر، عملكرد مناسب در برابر پديده كربناتاسيون، مقاومت در برابر سولفات و كلريد و نيز كنترل واكنش قليايي سنگدانه‌ها از مزاياي استفاده از اين ماده به جاي سيمان است. گر چه تمام مزاياي ذكر شده تحت تأثير انتخاب مناسب نسبت آب به سيمان، عمل آوري كافي، كيفيت مطلوب خاكستر بادي و ميزان مناسب جايگزين اين ماده به جاي سيمان است. در صورت انطباق مشخصات اين ماده با الزامات استاندارد مقدار جايگزيني 20 تا 50 درصد انتخاب مناسبي است، گرچه در بعضي موارد جايگزيني با مقادير بيشتر نيز بكار ميرود.

در كشور ما نيز با توجه به وجود معادن زغال سنگ پتانسيل خوبي براي توليد اين ماده وجود دارد و در آينده نزديك كاربرد خواهد داشت.

امروزه استفاده از انواع سيمانهاي آميخته و مواد جايگزين سيمان در بهبود ويژگيهاي مربوط به دوام بتن با تحقيقات و مطالعات متعددي كه در سطح جهان و در مراكز علمي و تحقيقاتي و دانشگاهي معتبر صورت گرفته است، تا حدي روشن گشته است.

در جدول (2-4) مشخصات لازم براي دوده سيليسي ارائه شده است. همچنين خواص فيزيكي و شيميايي سيمانهاي روباره‌اي و پوزولاني طبق استاندارد ايران در جداول‌‌ (2-5 ) و (2-6) آمده است.

 

 

 

2-2-2- دستورالعمل‌‌هاي كلي

 

  1. لازم است، آزمايشهاي لازم روي سيمانهاي مصرفي به منظور تعيين ويژگيهاي شيميايي و فيزيكي آنها قبل از استفاده و تطابق آنها با ضوابط استاندارد صورت بگيرد.

 

  1. سيمان نبايد بعد از 4 ماه از تاريخ توليد در كارخانه مصرف گردد. همچنين طول دوره مجاز براي انبار كردن سيمان 2 ماه مي‌باشد. در طول دوره مجاز نيز تنها در صورتي كه آزمايشهاي لازم روي آن انجام گيرد و مشخصات آن با ويژگيهاي استاندارد مطابقت داشته باشد، قابل استفاده است. شرايط انبار كردن سيمان بايد مطابق با الزامات استاندارد ايران باشد.

 

  1. به علت شرايط آب و هوايي گرم و مرطوب حاشيه خليج فارس، سيمان بسرعت فاسد و كلوخه شده و خواص خود را از دست مي دهد بدين منظور لازم است كه انبار سيمان داراي سيستم خنك‌كننده بصورت خشك باشد.

 

  1. درصورت تصميم و تشخيص براي استفاده از هر نوع پوزولان بخصوص پوزولانهاي توليدي در ايران بايد آثار و خواص آن بر روي بتن در آزمايشگاه مورد بررسي و ارزيابي قرار گيرد تا عملكرد آن تأييد شود يا عملكرد مطلوب آنها در سازه، در درازمدت، بايد به اثبات رسيده باشد. 

 

  1.  سيمانهاي پاكتي بايد در انبار سرپوشيده كه كف و ديوارهاي آن داراي عايق رطوبتي است، نگهداري شود. كيسه‌ها بهتر است روي تخته‌هاي چوبي كه از زمين مقداري فاصله دارند چيده شوند. كيسه‌ها به صورت چسبيده بهم انبار گردد و با ديوار در تماس نباشند. ارتفاع چيدن كيسه‌ها رويهم نبايد بيش از 2/1 متر باشد . همچنين بايد روي آنها با نايلون و پوشش‌هاي ضد رطوبت پوشانده شود.

 

  1. در صورتي كه دماي سيمان بيشتر از  oC 60  باشد، ممكن است مشكلاتي در كيفيت بتن به وجود آيد . بنابراين دماي سيمان هنگام مصرف نبايد بيش از  oC 60 باشد.  لذا انبار سيمان بايد مسقف باشد تا از تابش مستقيم نور خورشيد محافظت شده باشد. در صورت استفاده از سيلوهاي فلزي بهتر است اين سيلوها داراي سايبان باشند و با رنگ روشن پوشش داده شوند.

 

  1. اگر در آزمايش واكنش قليايي سنگدانه‌هاي مصرفي، مستعد بودن آنها به واكنش‌زايي تأييد شود، مقدار قليايي معادل نهايي سيمان (Na2O+0.658 K2O) نبايد از 6/0  درصد تجاوز كند.

 

2-2-3 - توصيه هاي خاص

 

  1. استفاده از سيمانهاي زود سخت شونده تنها در موارد خاص و تحت نظر مهندسان و تأييد آنان مجاز است.

 

  1. از مصرف سيمان ضد سولفات براي بتن مسلح در محيط‌هاي رويارو با يون كلريد اجتناب گردد. در مناطقي كه عوامل خورنده املاح سولفاتي و كلريدي هستند استفاده از سيمان نوع 2 با C3A بين 5 تا 8 درصد توصيه مي‌گردد.

 

  1. در صورت تصميم بر استفاده از دوده سيليسي، ميزان 6-8  درصد وزني جايگزين سيمان به همراه سيمان نوع 2  به عنوان محدوده پيشنهادي پس از تأييد نتايج آزمايشهاي لازم توصيه مي شود.

 

  1. دوده سيليسي مورد استفاده بايد طبق ويژگيهاي استاندارد باشد. براي توزيع همگن مخلوط، توصيه‌ مي‌شود دوده سيليسي را قبل از اضافه نمودن توسط مقداري از آب لازم و يا با مقداري روان‌كننده يا  فوق‌روان‌كننده در طرح به صورت دوغاب درآورد و سپس به مخلوط اضافه نمود.

 

  1. در صورتيكه كنترل مقدار آب و كاهش مقداري از آب كه براي دوغاب كردن دوده‌سيليسي بكار رفته، از كل مقدار آب لازم در طرح، امكان نداشت، بهتر است دوده‌سيليسي را با مقداري از روان‌كننده و يا فوق‌روان‌كننده مصرفي بصورت دوغاب درآورد و بقيه افزودني را هنگام ساخت مخلوط به آن اضافه نمود.

 

  1. استفاده از سيمانهاي آميخته با دوده‌ سيليسي (توليدي در كارخانه)‌ به علت مشكلات كمتر در اجرا و در مخلوط كردن توصيه مي‌شود.

 

  1. استفاده از سيمانهاي پرتلند روباره‌اي (در صورتي كه طبق ويژگيهاي استاندارد باشد) به همراه  5 درصد دوده‌ سيليسي نيز از لحاظ كاهش ميزان نفوذپذيري و كنترل واكنش قليايي سيليسي نتايج خوبي داشته است.

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول 2-3- سيمان‌هاي پرتلند طبق استاندارد ايران

 

ويژگيهاي شيميايي استاندارد 389 ايران

آزمايشهاي شيميايي

نوع 5

نوع 4

نوع 3

نوع 2

* نوع 1

حدود تعيين شده

-

-

-

-/20

حداقل (%)

SiO2

-

-

-

-/6

-

 

 

 

حداكثر (%)

Al2O3

-

5/6

-

-/6

-

حداكثر (%)

Fe2O3

-/5

-/5

-/5

-/5

-/5

حداكثر (%)

MgO

-

-

-

-

-

 

CaO

 

 

 

 

 

حداكثر (%)

SO3

30/2

30/2

5/3

-/3

-/3

 

C3A < 8

-

-

5/4

-

5/3

 

C3A > 8

-/3

5/2

-/3

-/3

-/3

حداكثر (%)

كسر وزن بر اثر سرخ شدن

75/0

75/0

75/0

75/0

75/0

حداكثر (%)

باقي‌مانده نامحلول

-

-/35

-

-

-

حداكثر (%)

C3S

-

-/40

-

-

-

حداقل (%)

C2S

-/5

-/7

-/15

-/8

-

حداكثر (%)

C3A

 

 

 

 

 

 

2C3A C4AF + يا

-/25

-

-

-

-

حداكثر (%)

C2F C4AF +

-

-

-

-

-

(%)

آهك آزاد

6/0

6/0

6/0

6/0

6/0

حداكثر (%)

Na2O + 0.658 K2O

 

* براي هر سه رده 325-1 ، 425-1 و 525-1

 

ويژگيهاي فيزيكي استاندارد 389 ايران

آزمايشهاي فيزيكي

نوع 5

نوع 4

نوع 3

نوع 2

نوع

525-1

نوع

425-1

نوع

325-1

حدود

2800

2800

2800

2800

2800

2800

2800

حداقل

سطح مخصوص(بلين)cm2/gr

80/0

80/0

80/0

80/0

80/0

80/0

80/0

حداكثر (%)

انبساط در آزمايش اتوكلاو

 

 

 

 

 

 

 

 

زمان گيرش به وسيله سوزن ويكات

45

45

45

45

45

45

45

حداقل

ابتدايي          دقيقه

6

6

6

6

6

6

6

حداكثر

انتهايي         ساعت

 

 

 

 

 

 

 

 

مقاومت فشاري   kg/cm2

-

-

125

-

-

-

-

حداقل

يك روزه

85

-

240

100

-

-

120

حداقل

3 روزه

150

70

-

175

-

-

200

حداقل

7 روزه

270

180

-

315

525

425

325

حداقل

28 روزه

 

 

 

 

 

 

 

 

هيدراتاسيون Cal/gr   

-

60

-

70

-

-

-

حداكثر

7 روزه

-

70

-

-

-

-

-

حداكثر

28 روزه

 

 

 

جدول 2-4-  خواص شيميايي لازم براي دوده سيليسي

تركيبات  %

SiO2

Al2O3

CaO

MgO

Fe2O3

SO3

S

Na2O

K2O

كاهش وزن

در اثر خشك شدن

دوده سيليسي

90

1

1

5/0

5/1

-

2/0

3/0

5/0

1

 

 

 

 

 

 

جدول 2-5- ويژگي‌هاي سيمان پرتلند پوزولاني طبق استاندارد ايران (شماره 3432)

                                نوع

 

ويژگي

سيمان پرتلند پوزولاني

(پ پ)

سيمان پرتلند پوزولاني ويژه

(پ پ و)

روش آزمايش

مقدار  پوزولان (درصد وزني)

15          5

40          15

 

MgO  (حداكثر درصد وزني)

6

6

دت 1692

SO3  (حداكثر درصد وزني)

4

4

دت 1692

افت حرارتي (حداكثر درصد وزني)

5

5

دت 1692

يون كلريد    Cl-

1/0

1/0

ASTM C-114

نرمي حداقل (cm2/gr)  (بلين)

3000

3200

دت 390

انبساط با آزمايش اتوكلاو(حداكثر درصد)

8/0

8/0

دت 391

انقباض با آزمايش اتوكلاو(حداكثر درصد)

2/0

2/0

دت 391

زمان گيرش

اوليه (حداقل به دقيقه)

نهايي(حداكثر به ساعت)

60

7

60

7

دت 392

دت 393

حداقل مقاومت فشاري (kg/cm2)

3 روزه

7 روزه

28 روزه

100

175

300

-

150

275

دت 393

 

 

 

* چنانچه توليد كننده بنا به درخواست خريدار ملزم به اعلام نتايج تركيبات شيميايي سيمان پرتلند پوزولاني باشد، رواداري تركيبات شيميايي بايد مطابق جدول زير باشد.

 

تركيبات شيميايي

CaO

Al2O3

SiO2

رواداري قابل قبول

3% ±

2% ±

3% ±

 

 

 

 

جدول 2-6- ويژگي‌هاي سيمان سرباره‌اي طبق استاندارد ايران (شماره 3517)

 

                                  نوع

 

ويژگي

سيمان پرتلند سرباره‌اي

(پ س)

سيمان پرتلند سرباره‌اي

 ضد سولفاتي

(پ س 5)

سيمان سرباره‌اي

(س)

روش آزمايش

مقدار وزني سرباره (درصد)

حداكثر درصد SO3--

حداكثر درصد S--

باقيمانده نامحلول (حداكثر درصد)

افت حرارتي (حداكثر درصد)

قليايي هاي قابل حل در آب (حداكثر درصد)

25 <

3

3

1

3

-

70         25

3

2

1

3

-

70 >

4

2

1

4

03/0

 

 

 

دت 1692

نرمي حداقل (cm2/gr)

2800

2800

2800

دت 390

انبساط با آزمايش اتوكلاو(حداكثر درصد)

5/0

5/0

5/0

دت 391

انقباض با آزمايش اتوكلاو(حداكثر درصد)

2/0

2/0

2/0

دت 391

زمان گيرش

اوليه (حداقل به دقيقه)

نهايي (حداكثر به ساعت)

45

7

45

7

45

7

دت 392

حداقل مقاومت فشاري (kg/cm2)

3 روزه

7 روزه

28 روزه

120

200

320

100

180

300

-

100

220

دت 393

حداكثر حرارت هيدراتاسيون

 (cal/gr)

 

7 روزه

28 روزه

 

70

80

70

80

70

80

دت 394

 

 

 

* چنانچه توليد كننده بنا به درخواست خريدار ملزم به اعلام نتايج تركيبات شيميايي سيمان سرباره‌اي باشد، رواداري تركيبات شيميايي بايد مطابق جدول زير باشد.

 

تركيبات شيميايي

CaO

Al2O3

SiO2

رواداري قابل قبول

3% ±

2% ±

3% ±

 

 

 

 

 

2-3 – آب

 

2-3-1- ملاحظات كلي

 

آب نقش اصلي در عمل هيدراتاسيون سيمان دارد. لذا استفاده از آب مناسب در بتن الزامي است. استفاده از آب نامناسب در ساخت بتن به طور خلاصه مشكلات زير را به همراه دارد :

الف) باعث مي‌شود تا زمان گيرش سيمان و روند كسب مقاومت بتن دچار اختلال شود.

ب) باعث افت مقاومت نهايي بتن مي‌شود (گاهي مقدار اين افت تا بيش از 40 درصد نيز مي‌رسد).

ج) باعث تسريع در خوردگي آرماتورها و آسيب ديدن پوشش بتني روي آرماتور مي‌گردد.

د) سطح بتن‌هايي كه به عنوان نما قرار مي‌گيرد لكه دار مي‌شود.

به طور كلي آب  قابل آشاميدن كه فاقد مزه و بوي مشخص باشد را مي‌توان به عنوان آب مناسب  در ساختن بتن به كار برد.

 

2-3-2 – دستورالعمل‌هاي كلي

 

  1. آبي كه براي ساخت بتن استفاده مي‌شود بايد تميز و عاري از مواد زيان آور نظير روغنها، اسيدها، بازها، نمكها و مواد آلي و قندي باشد. به طور كلي مصرف آب آشاميدني براي ساخت و عمل‌آوري بتن مناسب است.

 

  1. به علت درصد بالاي املاح سولفات و كلريد در آب خليج فارس و درياي عمان، اين آب به هيچ وجه مناسب براي ساخت بتن مسلح نمي باشد. مقدار بالاي يون كلريد و سولفات در آب باعث از بين رفتن پوشش بتني، خوردگي و زنگ زدگي و افزايش حجم ميلگردها و در نتيجه ترك خوردن و ريزش پوشش مي‌گردد.

 

  1. در خصوص ساخت بتن غير مسلح با آبهاي مذكور در صورت عدم تأثير منفي در زمان گيرش بتن و ويژگيهاي بتن مي توان با تأييد مهندس ناظر و تحت نظر او اقدام كرد.

 

  1. آب مصرفي بايد داراي pH  بين 5  تا  5/8  باشد.

 

مناسب بودن آب مصرفي از نظر املاح مجاز بويژه كلريد و سولفات محلول در آن، مقادير مجاز املاح و ساير مواد در آب در جدول 2-7  آمده است.

 

جدول 2-7 حداكثر مقادير مجاز مواد زيان آور درآب مصرفي بتن

نوع ماده زيان آور

شرح

روش آزمايش

حداكثر غلظت مجاز (ppm)

ذرات جامد معلق

-بتن‌آرمه در شرايط محيطي شديد و بتن‌ پيش‌تنيده

- بتن‌آرمه در شرايط محيطي ملايم و بتن بدون آرماتور

دت 305

1000

2000

مواد محلول

-بتن آرمه در شرايط محيطي شديد و بتن پيش تنيده

- بتن آرمه در شرايط محيطي ملايم

- بتن بدون آرماتور و بدون اقلام فلزي

دت 305

1000

2000

35،000

كلريد (Cl- (

-بتن آرمه در شرايط محيطي شديد و بتن پيش تنيده و بتن عرشه پلها

- ساير موارد بتن آرمه، در شرايط مرطوب، يا داراي مواد آلومينيمي يا فلزات غير مشابه، يا داراي قالبهاي گالوانيزه دايمي

- بتن بدون آرماتور و بدون اقلام فلزي مدفون

دت 306

500

 

 

 

 

1000

10،000

سولفات

(SO4-- (

-بتن آرمه , بتن پيش تنيده

- بتن بدون آرماتور و بدون اقلام فلزي مدفون

دت 307

1000

3000

قلياييها

(Na2O + 0.658K2O)

دت 304

600

 

 

 

 

  1. در صورت ذخيره آب در مخازن يا تانكرها، اين مخازن بايد كاملاً تميز بوده و توسط رنگ روشن پوشانده شود. در صورت امكان از تابش مستقيم نور خورشيد به آن جلوگيري كرد.

 

 

2-4 – افزودنيهاي شيميايي

 

2-4-1 - ملاحظات كلي

امروزه استفاده از انواع افزودنيهاي شيميايي در ساخت بتن اين امكان را مهيا نموده است تا خواص موردنظر بتن تازه يا سخت‌شده را به راحتي بتوان تامين كرد.

افزودنيهاي شيميايي مورد استفاده بايد طبق استانداردهاي ذكر شده در آبا ، ASTM ، EN و يا BS  باشد. افزودنيها را مي‌توان در 5 گروه اصلي زير تقسيم بندي نمود.

 

  1. گروه اول : روان كننده‌ها و فوق روان كننده‌ها (كاهنده‌هاي آب)

 

موادي هستند كه اگر به بتن اضافه شوند، بدون اينكه نيازي به افزايش آب باشد، باعث مي‌شود كارايي بتن تازه افزايش يابد. همچنين با استفاده از آنها مي‌توان با حفظ كارآيي، نسبت آب به سيمان و مقدار سيمان مصرفي را كاهش داد و يا با يك مقدار مناسب بصورت بهينه به هر سه اين خواص دست يافت.

روان‌كننده‌ها از متداولترين افزودنيهاي مورد مصرف در ساخت بتن در نواحي جنوب كشور است. اين مواد معمولاً بر پايه شيميايي ليگنوسولفوناتها هستند كه باعث عملكرد روان كننده مي‌شوند و در صورتي كه با كربوهيدراتها نيز فرآوري شوند، خاصيت كندگير كنندگي و گاهي حباب زا بودن را نيز فراهم مي‌كنند.

بسته به مشخصات اين نوع افزودنيها كاهش حدود 5 تا 15 درصد در مقدار آب را بر اثر مصرف آنها مي‌توان انتظار داشت.

مصرف فوق‌روان‌كننده‌ها نيز در منطقه حاشيه خليج فارس رواج زيادي پيدا كرده است. اين مواد نسبت به روان‌كننده‌ها عملكرد اوليه و قدرت روان‌كنندگي بهتري دارند و كارايي ايجاد شده را براي مدت بيشتري حفظ مي‌كنند هرچند برخي از انواع آنها افت شديد كارآيي را بصورت ناگهاني بدنبال خواهند داشت. اين مواد نيز بر پايه مواد آلي، ملامين، نفتالين، پلي‌كربوكسيليك يا ليگنوسولفوناتهاي تصفيه شده در تركيب با كربوهيدراتها يا آكريلاتها ساخته مي شوند.

 

  1. گروه دوم : كندگير‌كننده‌ها (ديرگير‌كننده‌ها)

 

اين مواد درصورتي كه به بتن اضافه شوند، زمان گيرش بتن را به تأخير مي‌اندازند. از اين مواد در بتن‌ريزيهاي حجيم و براي جلوگيري از تنشهاي حرارتي استفاده مي‌شود. پايه اين مواد معمولاً كربوهيدراتها، ليگنوسولفونات‌ها و يا برخي از مواد معدني هستند. در مناطق گرم و خشك استفاده از ديرگيركننده‌ها به مقدار زياد  به علت طولاني شدن مرحله خميري بتن تازه، ممكن است موجب افزايش انقباض خميري بتن و در نتيجه ترك خوردگي ناشي از آن شود. در مناطق جنوبي كشور با توجه به ميزان رطوبت زياد، تبخير كمتر بوده و مواد ديرگير‌كننده مي‌تواند به منظور تأخير در گيرش بويژه در زمان حمل و ريختن استفاده شود.

 

  1. گروه سوم : زودگيركننده‌‌ها (تسريع‌كننده‌ها)

 

اين نوع مواد افزودني باعث مي‌شود تا سخت‌شدن بتن با سرعت بيشتري صورت گيرد. موادي مانند كلريد كلسيم، كلريد سديم، كلريد ‌باريم و كلريد آلومينيم داراي  خاصيت تسريع كنندگي هستند. به علت تأثير سوء كلريد‌ها روي خوردگي آرماتورها و نيز كاهش مقاومت بتن در برابر حمله سولفاتها استفاده از آنها محدود شده است. به طور كلي در سازه‌هاي آبي و سازه‌هاي  پيش‌تنيده، استفاده از زودگيركننده‌ها با پايه كلريدي مجاز نمي‌باشد. در منطقه حاشيه خليج‌فارس نيز در كليه سازه‌ها استفاده از زودگيركننده‌هاي كلريدي مجاز نمي‌باشد. مواد  تسريع كننده با پايه كربناتي، بي‌كربناتي و فلوئورها  نيز وجود دارد.

 

  1. گروه چهارم : موادافزودني حباب‌زا

 

اين مواد باعث مي‌شود تا حبابهاي بسيار ريز هوا (كمتر از 05/0 ميليمتر) در بتن ايجاد گردد. كاربرد عمده اين مواد در مناطق سرد و داراي يخبندان است. زيرا در اين مناطق آبي كه داخل بتن نفوذ مي‌كند، بر اثر يخ زدن و افزايش حجم به ساختار بتن به علت وجود حبابها آسيب نمي‌رساند. همچنين اين مواد مقاومت بتن را در برابر تروخشك شدن‌هاي متوالي افزايش مي‌دهد، زيرا بتني كه مرتباً در معرض شرايط تروخشك قرار دارد، ميزان انبساط آن دائم در حال تغيير است و وجود اين حبابها باعث مي‌شود كه كاهش و افزايش حجم متوالي در بتن باعث ترك خوردن بتن نشود. استفاده از اين مواد با ثابت بودن نسبت آب به سيمان مقاومت بتن را تا حدي كاهش مي‌دهد اما رواني و كارايي و آب‌انداختگي بتن را بهبود مي‌بخشد و آب‌بندي و نم‌بندي بهتري ايجاد مي‌كنند. بايد توجه كرد كه كنترل مقدار حباب و اندازه آنها در شرايط هواي گرم با مشكلات زيادي همراه است.

 

  1. گروه پنجم : افزودنيهاي بازدارنده خوردگي

 

استفاده از مواد بازدارنده خوردگي نيز به تازگي در ساخت سازه‌هاي بتني مسلح در منطقه حاشيه خليج‌فارس رواج پيدا كرده است. اين مواد در دو نوع اصلي توليد مي شود. بازدارنده‌هاي آندي كه معمولاً بر پايه نيتريت كلسيم ساخته مي شوند و مدت زيادي از توليد و استفاده آنها در دنيا مي‌گذرد و نيز بازدارنده‌‌هاي آندي-كاتدي كه جديدتر است بر پايه مشتقات آمين ساخته مي شود. برخي از اين افزودنيها داراي خاصيت كاهش نفوذپذيري بتن نيز هستند. تحقيقات زيادي در مورد عملكرد اين مواد صورت گرفته است و دربسياري از موارد تأثير مثبت آنها در حفاظت در برابر خوردگي نيز به اثبات رسيده است گر چه دربعضي موارد  نيز، نتايج چندان مطلوب نبوده است.

تحقيقات نشان مي‌دهد كه عملكرد نيتريت كلسيم در كاهش شدت خوردگي در شرايط شبيه سازي شده خليج‌فارس مانند شرايط اقليمي معمولي (دما و رطوبت معمولي) نبوده است و چندان شدت خوردگي را كاهش نمي‌دهد. لذا شرايط محيطي بر روي عملكرد اين مواد بسيار اثر‌گذار است.

همچنين تحقيقات نشان مي‌دهد كه استفاده از اين مواد بخصوص در مواردي كه از مواد مكمل سيمان (مواد مضاف معدني) نيز استفاده مي‌شود، خواص و تأثيرات آنها را تا حد زيادي كاهش مي‌دهد. لذا بايد قبل از تصميم در مورد استفاده از اين مواد از آثار اندركنش اين مواد بر روي خواص نهايي بتن آگاه بود.

با توجه به گستردگي انواع اين افزودنيها و تركيبات خاص و متفاوت هر يك و آثار مخصوص منحصر بفرد آنها، پرداختن به ميزان تأثير هر يك بر كليه ويژگيهاي بتن غير ممكن است. لذا در اين قسمت تنها به  دستورالعمل‌هاي كلي در مورد مصرف اين مواد اشاره مي شود.

 

 

2-4-2- دستورالعمل‌هاي كلي

 

  1. افزودنيهاي مورد مصرف بايد داراي اطلاعات كامل مشخصات شيميايي و فيزيكي بوده و آثار مصرف آن بر روي بتن تازه و سخت شده توسط سازنده ذكر گردد.

 

  1. بايد اطلاعات كافي به شرح زير از طرف سازنده مواد افزودني به مصرف كننده ارائه گردد :

- نام و علامت سازنده

- رنگ و يكنواختي 

- محدوده مقدار مجاز مصرف

- پايه شيميايي ماده و تركيبات مؤثر

- چگالي نسبي و مقدار pH و مقدار قلياييت معادل

- تأييديه عدم وجود كلريد در ماده و يا ذكر مقدار كلريد

- شرايط نگهداري ماده شامل دما و مدت انبار‌كردن

- مدارك مبني بر اثر ماده درخواص بتن مانند كارايي، مقاومت، زمان گيرش و ساير خواص مورد نياز دستگاه نظارت

 

  1. اكيداً توصيه مي گردد به منظور تعيين دقيق ميزان مصرف اين مواد، بعد از اينكه در آزمايشگاه مقدار مناسب افزودني براي رسيدن به خواص مطلوب بدست آمد، مخلوط‌هاي آزمايشي با مصالح مورد مصرف در محل كارگاه و در شرايط محيطي واقعي ساخته شود و ويژگيهاي بتن تازه ساخته شده اعم از ميزان كارايي، زمان شروع و خاتمه گيرش اندازه گيري گردد.

 

  1. بايد توجه داشت كه اثر اين مواد روي ويژگيهاي بتن تازه، با توجه به تغييرات دماي محيط، كاملاً متفاوت است  و لذا لازم است درمواقعي كه تغييرات دما كاملاً محسوس مي‌باشد، ميزان مصرف آنها و تغييرات در ميزان مصرف كنترل گردد. به طور مثال، ميزان به تعويق افتادن زمان گيرش بر اثر استفاده از مواد دير‌گير‌كننده در دماي بالاتر كاهش مي‌يابد و نيز اثر مواد حباب‌زا با افزايش دما كاهش پيدا مي‌كند. همچنين، در مورد بعضي مواد روان‌كننده اثر روان كنندگي طي زمان با افزايش  دما كاهش مي يابد.

 

  1. بايد به اين نكته توجه داشت كه افزايش مقدار ناچيزي از افزودني‌ها (بيش از مقدار لازم)، داراي آثار منفي همچون آب انداختن بتن تازه، جدا شدن دانه ها و در نتيجه افت كيفيت بتن مي گردد كه لزوم تعيين دقيق ميزان مصرف اين مواد را بيشتر روشن مي كند.

 

  1. در بعضي از افزودني‌ها خاصيت حباب‌زايي وجود دارد كه در صورت مصرف بيش از حد آنها باعث كاهش مقاومت بتن به مقدار قابل ملاحظه‌اي مي‌گردد.

 

  1. استفاده از ديرگيركننده‌ها به ميزان بيش از حد لازم، باعث تأخير بيش از حد در گيرش و جداشدگي مي‌شود.

 

  1. استفاده از ماده افزودني ديرگيركننده در هواي گرم و خشك نياز به تدابير خاصي دارد، زيرا احتمال افزايش جمع‌شدگي خميري وجود دارد. استفاده از مواد افزودني كاهنده آب (روان‌كننده و فوق‌‌روان كننده) با خاصيت كندگير‌كنندگي در صورتي كه تأثير نامطلوبي بر جمع‌شدگي بتن نداشته باشد، بلامانع است.

 

  1. مصرف روان كننده‌ها و فوق‌روان‌كننده‌ها به ميزان لازم، امكان كاهش نسبت آب به سيمان را فراهم كرده كه در نتيجه آن بهبود مقاومتي ايجاد مي گردد و از طرف ديگر، قابليت كار با بتن را افزايش داده و ريختن و متراكم كردن بتن داخل قالب راحت‌تر صورت مي گيرد.

 

  1. برخي از فوق‌روان‌كننده‌ها باعث افت شديد رواني مخلوط بتن بعد از زمان مشخصي مي‌شوند كه هنگام انتخاب آنها بايد به اين موضوع توجه داشت.

 

  1. بار ديگر ذكر مي گردد كه مصرف اين مواد بايد به دقت صورت گيرد. در صورتي كه اين مواد به اندازه دقيق مصرف شود، احتمال تأمين خواص مورد نظر را افزايش مي‌دهد، اما مصرف بيش از حد مجاز آن ولو به ميزان ناچيز آثار منفي احتمالاً زيانباري بر جاي مي‌گذارد.

 

  1. حتي‌الامكان از دستگاه‌هاي خودكار براي اندازه‌گيري ميزان مواد افزودني و اضافه نمودن آن به بتن استفاده شود.

 

  1. فوق‌روان‌كننده‌هايي كه باعث افت اسلامپ مي‌شوند، در مرحله نهايي و قبل از ريختن بتن به آن اضافه شود.

 

  1. در صورت استفاده توأم از مواد افزودني با خواص متفاوت بايد قبلاً از اثر اندركنش آنها آگاه بود.

 

 

 

2-5 - ميلگردها

 

2-5-1- ملاحظات كلي

 

يكي از معمولترين علل تخريب سازه‌هاي بتن مسلح، خوردگي ميلگرد است. خوردگي ميلگردهاي داخل بتن به علت نفوذ اكسيژن، آب، دي اكسيد كربن، كلريدها و ديگر نمكها مي‌باشد. از طرف ديگر، چنانچه سطح ميلگردها داراي زنگ‌زدگي باشد، ميزان پيوستگي آنها با بتن كاهش مي‌يابد. اگر چه يك لايه زنگ‌زدگي سطحي تا حدودي مي‌تواند باعث پيوستگي بهتر ميلگردها با بتن شود. ولي به علت اينكه تشخيص اين مقدار زنگ‌زدگي ميلگرد در كارگاه شايد ميسر نباشد و نيز به علت شرايط آب و هوايي مهاجم درمنطقه، بهتر است كه ميلگردها داراي زنگ‌زدگي نباشند.

در مناطق گرم و مرطوب، تميز بودن آرماتورها و عاري بودن آنها از هر‌گونه مواد مضر و زيان آوري هنگام بتن‌ريزي ضروري است.  لذا بايد فولاد قبل از مصرف و هنگام نگهداري در معرض عوامل مهاجم و خورنده واقع نشود.

همچنين ميلگردهاي با مقاومت زياد و بويژه سرد نورد شده از حساسيت بيشتري در برابر خوردگي و زنگ‌زدگي برخوردارند. حتي بخشهايي از ميلگردهاي معمولي نيز كه خم شده‌اند، زودتر از ساير بخشهاي صاف و خم نشده زنگ‌زده مي‌شوند. بنابراين در صورتيكه نياز به بكارگيري ميلگردهايي از نوع بالاتر از 400 ‌S  وجود دارد، بويژه در صورتيكه سرد نورد شده و يا بصورت سرد پيچانده و اصلاح شده باشد، توصيه مي‌شود از پوشش بتني مناسب و يا پوشش‌هاي اپوكسي يا اپوكسي‌هاي غني‌شده با روي استفاده شود تا شروع خوردگي تسريع و آهنگ خوردگي تشديد نگردد.

به غير از ميلگردهاي معمولي،  گاهي از انواع ميلگردهاي ضدزنگ ، گالوانيزه ، داراي پوشش اپوكسي و ... در منطقه حاشيه خليج‌فارس به منظور دوام مطلوبتر استفاده مي‌شود كه البته استفاده از آنها بدون توجه به ويژگيهايي كه دارا مي‌باشند ممكن است باعث مشكلاتي شود. در ذيل به بعضي از ويژگيهاي آنها اشاره مي‌شود.

ميلگردهاي فولادي گالوانيزه شده گاهي در بعضي از پروژه‌هاي عمراني در منطقه (بخصوص در كشورهاي عربي) مورد استفاده قرار گرفته است. اين نوع ميلگردها معمولاً توسط فلز روي (Zn) پوشانده مي‌شوند. نتايج آزمايشگاهي، عملكرد مطلوب آنها را در برابر پديده كربناتاسيون نشان مي‌دهد، اما عملكرد چندان مطلوبي از اين ميلگردها در دراز‌مدت در محيط هاي كلريدي ديده نشده است.

جديداً در بعضي از پروژه ها از ميلگردهاي داراي پوشش اپوكسي نيز استفاده گرديده است. اين نوع ميلگردها داراي عملكرد خوبي در برابر تهاجم كلريدها هستند. به دليل شكننده بودن پوشش آنها، اين نوع ميلگردها نسبت به ميلگردهاي معمولي احتياج به مراقبت بيشتري دارند. حمل و نقل و جابجايي اين ميلگردها بايد با استفاده از برزنت و اتصال به طناب در چند نقطه و بدون اينكه خم شدگي قابل توجهي در آنها صورت گيرد، انجام  شود و از زنجير يا طناب سيمي براي بلند كردن آنها استفاده نشود. در بعضي از تحقيقات انجام گرفته اشكالات استفاده از اپوكسي براي پوشش ميلگردها گاه با بكارگيري اپوكسي‌هاي غني شده با روي مرتفع مي‌گردد. امروزه برخي از اين پوشش‌ها بكار مي‌رود كه ايجاد خراش و يا از بين رفتن بخش جزئي از آن از روي ميلگرد مشكلي را بوجود نمي‌آورد و وجود روي در اين پوشش‌ها از مناطق كوچك فولاد سخت و بدون پوشش در برابر خوردگي محافظت مي‌كند و به خوردگي موضعي و نقطه‌اي نمي‌انجامد، البته نتايج اين تحقيقات هنوز نيازمند بررسي‌هاي جامعتري مي‌باشد.  

ميلگردهاي ضد زنگ نيز گزينه ديگري براي سازه‌هاي در معرض حملات كلريد در مناطق خورنده حاشيه خليج‌فارس  است كه البته بايد هزينه استفاده از آنها را درپروژه در نظر داشت.

از ميلگردهاي غير آهني از جمله ميلگردهاي ساخته شده از الياف شيشه، الياف كربن و الياف آراميد كه در محيط‌هاي خورنده كلريدي عملكرد مطلوبي دارند، نيز بايد نام برد. البته نتايج آزمايشگاهي بلند‌مدت در مورد استفاده از آنها وجود ندارد و استاندارد مدون نيز در مورد آنها تهيه نشده است. تاكنون درسطح بسيار محدودي از آنها استفاده شده است و هزينه نسبتاً زيادي نيز دارند. انتظار مي رود در آينده‌اي نزديك با كامل تر شدن نتايج آزمايشگاهي در مورد خواص و عملكرد آنها استفاده از آنها گسترش  يابد.    

 

2-5-2- دستورالعمل‌ها

 

  1. قبل از استفاده از ميلگرد ضروري است آزمايشهايي نظير اندازه گيري مقاومت كششي، مقاومت گسيختگي و ميزان ازدياد طول در هنگام گسيختگي روي آنها انجام شده باشد و قبل از اطمينان از استاندارد بودن آنها از به كار بردن آن جلوگيري نمود.

 

  1. ميلگردها بايد در محلي انبار شوند كه از تماس مستقيم با مواد خورنده و زيان آور با آن جلوگيري گردد. از افزايش دماي ميلگردهاي داخل قالب‌ها در اثر تابش مستقيم نور خورشيد قبل از بتن‌ريزي جلوگيري شود و بايد قبل از بتن‌ريزي توسط آب‌پاشي دماي آنها كاهش يابد.

 

  1. ميلگردها بايد در محلي انبار شوند كه در معرض مستقيم رطوبت نباشند. همچنين ميلگردها بايد در برابر وزش باد  محافظت گردند.

 

  1. اكيداً توصيه مي‌شود كه ميلگردها بر روي خاك قرار نگيرند. در غير اينصورت در تماس با خاك و نيز موادي كه داراي املاح خورنده است، آلوده شده و استفاده از ميلگردهاي آلوده باعث جذب رطوبت توسط املاح روي آن شده و خوردگي را در بتن موجب مي شود.

 

  1.   ميلگردها بايد طوري انبار شوند كه حداقل 15 سانتيمتر از سطح زمين فاصله داشته باشند.
  1.   ميلگردها را بايد بر حسب نوع و قطر آنها تفكيك و انبار نمود. در صورت وجود ميلگردهايي با قطرهاي مشابه اما با مقاومت و مشخصات مكانيكي متفاوت، بايد آنها را در محل‌هاي جداگانه و با علامتگذاري انبار كرد.

 

 

  1. ميلگردهاي آلوده به خاك، املاح و مواد زيان آور كه از راه تماس با زمين و يا به علل ديگر دچار آلودگي شده‌اند، بايد قبل از مصرف كاملاً تميز شده و زنگ آن زدوده شود. اين ميلگردها تنها در صورتي قابل استفاده هستند كه خواص فيزيكي، مكانيكي و شيميايي آن تغيير نكرده و طبق ويژگيهاي استاندارد باشد.

 

  1. نكته بسيار مهمي كه معمولاً به آن توجهي نمي شود، ويژگيهاي سيم آرماتوربندي است. سيم آرماتوربندي بايد كاملاً تميز، عاري از زنگ‌زدگي و داراي ويژگيهاي استاندارد باشد.  قطر سيمهاي آرماتوربندي بايد در حدود 6/1  ميليمتر باشد. هنگام بتن ريزي بايد دقت شود تا ميزان پوشش در نظر گرفته شده روي ميلگردها تأمين گردد و انتهاي سيمها داخل پوشش قرار نگيرد.

 

  1. هنگام بتن‌ريزي ممكن است روي سطح ميلگردها، قشري از ملات حاصل از بتن‌ريزي قبلي وجود داشته باشد. چنانچه فاصله زماني بين بتن‌ريزي قبلي و بعدي حداكثر تا 3-2  ساعت باشد، نياز به پاك كردن قشر ملات از سطح ميلگرد نمي‌باشد. اما در غير اينصورت بايد قشر ملات سخت شده از روي سطح ميلگردها زدوده شود.

 

  1. خم انتهاي ميلگردها بايد به سمت داخل بتن باشد، طوريكه داخل منطقه پوشش قرار نگيرد.

 

  1. ميلگرد‌هاي انتظار بايد حتي‌الامكان طوري خم شوند تا مجدداً نياز به بازكردن خم آنها وجود نداشته باشد.

 

 

2-6 – فاصله‌نگهدار‌ها (لقمه‌ها)

 

2-6-1- ملاحظات كلي

 

فاصله‌نگهدار‌ها براي تنظيم و حفظ فاصله ميلگردها تا سطح قالب يا بتن در حين نصب و بتن‌ريزي و تراكم تا زمانيكه امكان جابجايي آن در داخل بتن وجود داشته باشد، بكار مي‌رود. در واقع بخشي از سطح بتن عملاً توسط فاصله‌نگهدار (لقمه) اشغال مي‌شود و بنابراين كيفيت آن مانند بتن در قسمت سطحي بعنوان پوشش روي ميلگرد حائز اهميت است. هماهنگي و شباهت عملكرد آن بويژه در برابر تغيير رطوبت و تغيير دما با بتن اصلي مي‌تواند كمك مؤثري در بالا رفتن دوام بتن و سازه بتني باشد. همچنين تردد افراد و حركت وسايل بر روي ميلگردها درهنگام بتن‌ريزي مي‌تواند به ايجاد ترك در محاذات ميلگردها بيانجامد و فاصله‌نگهدار‌هاي متصل به ميلگردها و مقاوم در برابر نيروهاي وارده باعث كاهش اين لرزشها و تغيير شكل ميلگردها مي‌گردد، بشرط آنكه اين فاصله‌نگهدار‌ها در فواصل مناسب نصب شود.

 

 

2-6-2– دستورالعمل‌ها

 

  1. فاصله‌نگهدار‌ها بايد محكم و با دوام باشند بطوري كه باعث خوردگي و نيز از بين رفتن پوشش بتني نگردند.

 

  1. فاصله‌نگهدار‌ها بايد قبل و بعد از بتن ريزي زير بارهاي وارده تغيير شكل ندهند.

 

  1. فاصله‌نگهدار‌ها بايد طوري انتخاب شوند تا پيوستگي بتن را حفظ نمايند.

 

  1. فاصله‌نگهدار‌ها و ميلگردها بايد كاملاً در موقعيت خود تثبيت شده باشند و بتن ريزي سبب حركت آنها نگردد.

 

  1. فاصله‌نگهدار‌هايي كه در محل كارگاه ساخته مي شوند (توسط سيمان و سنگدانه هاي مناسب) بايد با دوام و بدون تخلخل بوده و مقاومت آن در حدود مقاومت بتن احاطه كننده اطراف باشد. اين نوع فاصله‌نگهدارها پس از ساخت بايد طبق ضوابط آيين‌نامه آبا عمل آوري شوند. نسبت آب به سيمان مخلوط مورد استفاده در ساخت فاصله‌نگهدارها نبايد بيشتر از مخلوط بتن باشد. ميزان جذب آب اين فاصله‌نگهدار‌ها بايد پس از 30 دقيقه كمتر از 5/3  درصد  وزني آنها باشد.

 

  1. معمولاً در هنگام ساخت فاصله‌نگهدار‌ها با مخلوط سيمان و سنگدانه مناسب، حداكثر اندازه سنگدانه بايد به مراتب كوچكتر از ضخامت پوشش روي ميلگردها باشد و توصيه مي‌شود به يك سوم ضخامت پوشش محدود گردد. در اين حالت براي دستيابي به نسبت آب به سيمان مورد نظر در بتن اصلي ميزان مصرف سيمان و آب براي تأمين رواني مناسب افزايش مي‌يابد. بكارگيري روان‌‌كننده در ساخت اين بتن يا ملات براي پرهيز از افزايش آب و سيمان توصيه مي شود.

 

  1. در ساخت فاصله‌نگهدار‌ها گاه براي بستن لقمه به ميلگرد از سيم آرماتوربندي استفاده مي‌شود. بايد توجه داشت فاصله سر سيم در لقمه تاسطح قالب (بتن) از ميزان حداكثر پوشش مجاز تجاوز نكند.

 

  1. فاصله‌نگهدار‌هاي پلاستيكي و يا ساخته شده از مواد ديگر، بايد طوري انتخاب شوند تا باعث نفوذ مواد مضر به داخل بتن نگردند. در مورد عملكرد فاصله‌اندازهاي پلاستيكي بعلت تفاوت زياد ضريب انبساط حرارتي آن با بتن ترديد وجود دارد.

 

  1. فواصل فاصله‌نگهدار‌ها از هم بايد طوري باشد تا با كارايي بتن هماهنگ بوده به طوري كه بتن اطراف آنها را كاملاً فرا گيرد و پيوستگي بتن از بين نرود.

 

  1. در كارگاه‌هاي كوچك و براي كارهاي كم‌اهميت، گاهي به جاي فاصله‌نگهدار‌ها از تكه‌سنگهاي برش‌خورده استفاده مي گردد كه اين روش توصيه نمي‌گردد، زيرا در اثر تفاوت خواص و بافت اين سنگ‌ها با سنگدانه‌هاي مورد استفاده در بتن، امكان نفوذ از اين نقاط وجود دارد.

2-7-  قالبها

 

2-7-1- ملاحظات كلي

 

كيفيت سطحي بتن در رويارويي با شرايط محيط‌هاي خورنده اهميت زيادي دارد. تميزي و همواري سطح قالب مي‌تواند كيفيت بهتري را بوجود آورد. هر چند جنس قالب بخودي خود در اين شرايط تعيين‌كننده نيست، اما معمولاً درهواي گرم استفاده از قالب چوبي توصيه مي‌شود. بهرحال در صورتيكه استفاده از قالب فلزي در دستور كار باشد، لازمست قالب‌ها خنك شود. آب‌پاشي با آب خنك به سطح داخلي يا حتي خارجي قالب فلزي باعث كاهش دماي آن مي‌گردد. قالب داغ كيفيت بتن مجاور را كاهش مي‌دهد و بر نماي آن نيز اثر بدي باقي مي‌گذارد و ممكن است باعث تغيير رنگ شود كه نشانة مطلوبي محسوب نمي‌شود. مسلماً قالب فلزي نماي بهتر و صاف‌تري را بوجود مي‌آورد، اما به دليل عدم جذب آب ممكن است مك‌هاي سطحي (surface air voids)  كوچك يا بزرگ را بر جاي ‌گذارد كه نمي‌تواند به پايايي بتن كمك نمايد و چه بسا مشكلاتي را در پايايي بوجود آورد. استفاده از روغن‌هاي مخصوص قالب (مواد رهاساز مناسب) با لزجت كم و صلبيت مناسب قالب، كاهش اين حفرات سطحي را باعث مي‌گردد.

 

2-7-2 – دستورالعمل‌هاي كلي

 

  1. قالبها بايد كاملاً محكم بوده و بخوبي مهاربندي شده باشند. تعبيه پشت‌بندها و تقويت‌كننده‌هاي طولي و عرضي به منظور افزايش پايداري و استقامت قالب و داربست ضروري است.

 

  1.  قالب‌ها بايد طوري بهم جفت شوند تا از خارج شدن شيره بتن از درز آنها جلوگيري گردد.

 

  1. در مورد قالبهاي فلزي بايد به تغييرات دما و اختلاف زياد دما در سطح داخلي قالب و بتن ريخته شده توجه داشت. لازم است اين‌گونه قالب ها را در جاهاي مناسب و در زير سايه انبار كرد تا از تابش مستقيم نور خورشيد محافظت گردند تا دماي آنها بالا نرود، در اينصورت بايد توسط آب‌پاشي دماي آنها كاهش يابد.  همچنين پس از بتن‌ريزي نيز بايد سطوح خارجي قالب فلزي از تابش مستقيم نور خورشيد محافظت شود. همچنين بهتر است تا سطوح خارجي قالب‌ها را با رنگ سفيد رنگ‌آميزي نمود.

 

  1. استفاده از قالب‌هاي چوبي ساخته شده با تخته چندلا نسبت به قالبهاي فلزي ارجحيت دارد. در مورد اين قالبها بايد به ميزان جذب آب آنها توجه شود. لازم است اين قالبها قبل از بتن ريزي كاملاً چرب و روغنكاري شده باشند. در صورتي كه مدت زيادي از روغنكاري قالبها گذشته باشد، ممكن است گردوغبار زيادي به خود جذب كرده باشند كه لازم است تميز گردند.

 

  1. روغن مصرفي بايد باعث تغيير كيفيت سطح بتن نشود.

روغنكاري قالب  براي جلوگيري از اشكالات زير انجام مي‌شود :

1- هنگامي كه هوا  بين سطح بتن و قالب محبوس مي‌شود، حفره‌هاي كوچك در سطح تماس در بتن به وجود مي‌آيد.

2- در صورت جذب نامنظم آب بتن توسط قالب، بر سطح بتن رنگ غير يكنواخت پديد مي‌آيد.

3- در هنگام قالب برداري، جدا شدن قالب از سطح بتن به سختي انجام مي‌پذيرد و امكان صدمه خوردن سطح بتن وجود دارد.

 

  1. سطوح قالب بايد بطور يكنواخت و كامل روغنكاري شود، البته نه آنقدر كه از سطوح قالب چكه كند. روغن مصرفي بهتر است داراي ويسكوزيته پايين باشد.

 

  1. در مورد قالب بندي و قالب برداري به آبا مراجعه شود.

   

  1. باز كردن قالبها با توجه به زمان لازم براي عمل آوري بتن صورت گيرد. لذا لازم است قالبها تا حد امكان سريع‌تر و بدون اينكه خسارتي به بتن وارد آيد شل گردند و سپس آب در سطوح نمايان بالايي ريخته شده تا از سطوح جانبي بتن به پايين سرازير گردد. بويژه در ديوار يا ستون لازم است رطوبت مورد نياز را از فاصله قالب و بتن (با آزاد كردن قالب) به بتن رسانيد تا كيفيت سطحي بتن آسيب نبيند.

 

  1.  در صورت استفاده از قالب هاي فلزي توصيه مي‌شود تا در حداقل زمان ممكن باز شوند و عمل‌آوري مرطوب در مورد قطعه اجرا شده ادامه يابد.

 

  1. قالبهاي چوبي نمي توانند از تبخير آب جلوگيري كنند و در صورت استفاده از اين نوع قالب ها بايد آنها را با پوشش مناسب و مرطوب حفاظت كرد.

 

  1. داخل قالبها قبل از بتن‌ريزي بايد كاملاً تميز و عاري از هرگونه مواد زائد باشد. وجود مواد زائد مانند دانه‌هاي سنگي، ضايعات ميلگرد، سيم و ميخ قالب بندي و تكه‌هاي چوب باعث اثرات نامطلوب بر روي بتن خواهد شد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل سوم:

 

 

 

 

 

 

 

نسبتهاي مخلوط بتن با دوام

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مقدمه

 

   بتن از مصالح متخلخل و نفوذپذير محسوب مي‌شود. نفوذپذيري بتن در مقاومت آن  در برابر تهاجم عناصر مخرب مانندCl-,SO3--,CO2  و ... اثر مي‌گذارد. نفوذپذيري بتن تحت تأثير ماهيت منافذ از نظر اندازه و ارتباط بين منافذ است. با افزايش اندازه منافذ و ارتباط بيشتر منافذ، به نفوذپذيري بتن افزوده مي‌شود. منافذ مويينه و منافذ هواي ناخواسته (تا حدود 3 ميليمتر) اثر چشمگيري در نفوذپذيري بتن دارند.

مهمترين عوامل اثرگذار در نفوذپذيري بتن، نسبت آب به سيمان، مقدار سيمان و دانه بندي مصالح سنگي است. البته نوع سيمان، ميزان تراكم و نحوه آن و نيز عمل‌آوري از عوامل اثرگذار در نفوذپذيري بتن مي‌باشند كه درقسمت هاي مربوط در مورد آنها مطالبي آورده شده است.

 

3-1- نسبت آب به سيمان

       بتني كه داراي مقاومت كافي باشد و به نحو صحيح ساخته، ريخته و عمل‌آوري شده باشد، در شرايط معمولي دوام كافي خواهد داشت. اما در صورتي كه به لحاظ شرايط محيطي، دوام بتن اهميت زيادي پيدا مي‌كند، نسبت آب به سيمان يكي از عوامل تأثيرگذار در دوام خواهد بود. نسبت آب به سيمان، تعيين كننده نفوذپذيري بتن است و همان‌طوري كه قبلاً ذكر شد، نفوذپذيري نقش اصلي و تأثير قابل ملاحظه‌اي در برابر حمله مواد مهاجم به عهده دارد.

به طور خلاصه برخي مزاياي ناشي از كاهش مقدار آب در بتن و در نتيجه كاهش نسبت آب به سيمان، به شرح زير است :

الف) بهبود خواص مكانيكي بتن

ب) كاهش نفوذپذيري بتن

ج) افزايش دوام بتن در برابر تهاجم عوامل خورنده محيطي

د) چسبندگي مطلوبتر بين بتن و ميلگرد

ه) كاهش اثر تغييرات حجمي بر اثر تروخشك شدن

لذا هر قدر كه آب كمتري در اختلاط بتن طرح شود ، كيفيت بتن بهتر خواهد شد، به شرطي كه بتوان آن را به‌ طور صحيح متراكم نمود. زيرا  هر چه ميزان آب كمتر باشد مخلوط ناكاراتري به دست خواهد آمد كه براي جا دادن آن درون قالب و بين ميلگرد به انرژي تراكمي و ارتعاشي بيشتري نياز است.

در مناطق گرمسير با افزايش دماي بتن، سرعت افت اسلامپ افزايش مي‌يابد و براي جبران اين افت، به دليل عدم آگاهي در مورد اثرات نامطلوب افزايش نسبت آب به سيمان روي خواص بتن در كارگاه، آب بيشتري به مخلوط اضافه مي‌كنند. افزودن آب روي خواص بتن اثر نامطلوب دارد. كاهش مقاومت، افزايش نفوذپذيري، افزايش تمايل به جمع‌شدگي خميري در بتن تازه و جمع‌شدگي ناشي از خشك شدن در بتن سخت‌شده و ترك خوردن بتن بر اثر آن و عملكرد نامطلوب در برابر حمله مواد مهاجم از جمله اين آثار است.

بنابراين نسبت آب به سيمان براي بتن ريزي درمناطق گرم و خورنده بايد كاملاً محدود و تحت كنترل باشد. از طرف ديگر، نسبت كم آب به سيمان و بتن با كارايي كم، باعث مشكلات اجرايي بتن‌ريزي در اين مناطق است.  بنابراين در اين مناطق بايد با  تدابير خاص مثلاً استفاده از روان‌كننده‌ها و  فوق‌روان‌كننده‌ها براي  حصول كارايي و رواني اقدام نمود.                    

بنابراين در مواردي كه بتن، در معرض تهاجم عوامل خورنده است، بايد نسبت آب به سيمان را به كمترين حد ممكن رساند، به نحوي كه بتوان بيشترين تراكم را بدست آورد.

 

3-2- مقدار سيمان

    شرايط محيطي خورنده در مناطق حاشيه خليج فارس ايجاب مي‌كند كه غير از محدوديت در نسبت آب به سيمان، حداقل مقدار سيمان نيز محدود گردد. مقدار مناسب سيمان در بتن با نسبت كم آب به سيمان باعث مي‌شود تا غلظت خميرسيمان بيشتر گردد و فضاي كمتري براي آب موجود باشد و در نتيجة نزديك شدن ذرات سيمان به يكديگر، پس از هيدراتاسيون، منافذ ريزتري در بتن ايجاد گردد كه بر اثر ادامه واكنش هيدراتاسيون اين منافذ ريز هم مسدود مي‌گردد. از طرف ديگر، مقدار مناسب سيمان در مخلوط سبب تراكم بهتر و عدم جداشدگي دانه‌ها مي‌شود و نفوذپذيري كاهش مي‌يابد.

گر چه بايد در نظر داشت كه نبايد مقدار سيمان آنقدر زياد باشد كه باعث جمع‌شدگي در مقاطع نازك و تنش‌هاي حرارتي در مقاطع ضخيم بشود. مقدار زياد سيمان با وجود نسبت آب به سيمان ثابت موجب افزايش مقدار آب و حجم خمير سيمان در بتن مي‌شود و بدليل جمع‌شدگي بيشتر و افزايش حجم حفرات مويينه در واحد حجم بتن، نفوذپذيري افزايش مي‌يابد و از دوام و مقاومت آن مي‌كاهد.

 

3-3- مصالح سنگي

    خصوصيات فيزيكي سنگدانه‌ها مانند حداكثر اندازه و شكل سنگدانه‌ها نقش مهمي در ميزان نفوذپذيري بتن دارد. سنگدانه‌ها در مقابل جمع‌شدگي خمير سيمان قيد ايجاد مي‌كنند و در نتيجه در وجه مشترك خمير سيمان و سنگدانه‌ها (فاز انتقالي) تركهاي ميكروسكوپي به وجود مي‌آيد. هر چه اندازه سنگدانه‌ها افزايش يابد،  ترك‌هاي بزرگتري ايجاد مي‌گردد،  زيرا قيد بيشتري در مقابل جمع شدگي به وجود مي‌آيد. با ثابت بودن نسبت آب به سيمان، افزايش نسبت سنگدانه به سيمان تأثير زيادي در افزايش دوام بتن دارد. همچنين نسبت ريزدانه به كل سنگدانه‌ها بر كارايي، تراكم، آب‌انداختگي و جداشدگي ذرات بتن تأثير بسيار زيادي دارد. درصورتي كه مقدار ماسه در حد مناسب نباشد، كارايي بتن كاهش مي‌يابد. مقدار ماسه بيش از حد بهينه، نياز به آب يا سيمان بيشتري دارد تا كارايي لازم به دست آيد و مقدار ماسه كمتر از مقدار بهينه، باعث جداشدگي دانه‌ها مي‌گردد. بنابراين تعيين نسبت صحيح ماسه و شن در طرح اختلاط براي كاهش نفوذپذيري بسيار با اهميت است. همچنين وجود رس و مواد گذشته از الك شماره 200  تأثير بسزايي در ميزان كارايي، جمع شدگي و دوام بتن دارد و ضمناً مي‌تواند اثرات نامطلوبي نيز بر مقاومت داشته باشد. لذا مقادير اين مواد نيز بايد محدود به مقادير مجاز در آيين نامه‌ها باشد. 

 

ارائه يك نسبت مخلوط كلي و عمومي براي انواع سازه‌هاي بتني، در شرايط مختلف محيطي در منطقه خليج فارس شايد غير‌ممكن باشد. به دليل اينكه خواص بتن تازه و سخت شده متأثر از عوامل متعددي است كه گاه كنترل بعضي از آنها غير ممكن مي‌نمايد و نيز بسته به نوع كاربري سازه و ميزان باربري مورد نظر در طراحي، پارامترهاي زيادي را مي‌توان تغيير داد تا به خواص معين و مطلوب رسيد.  لذا ارائه يك نسبت اختلاط عمومي شايد دور از ذهن باشد. از طرف ديگر، ارائه نسبت اختلاط مناسب براي انواع سازه‌ها و بخصوص با در نظر داشتن دوام بتن در شرايط خورنده، نيازمند تحقيقات جامع و مشاهدات كافي است كه متأسفانه در كشور ما چنين رويكردي وجود ندارد.  البته از مدتي قبل توسط مركز تحقيقات ساختمان و مسكن، مطالعاتي به منظور ارائه طرح اختلاط بتن با دوام در شرايط محيطي خليج فارس آغاز شده و هنوز ادامه دارد.  بر اساس نتايج اين تحقيقات و مقايسه آن با محدوديت‌هاي طرح اختلاط بتن در شرايط گرم و خورنده در آيين‌نامه‌هاي معتبر ديگر با شرايط محيطي مشابه منطقه خليج فارس، در جدول        (3-2‌)  يكسري از محدوديت‌ها در انتخاب مقدار سيمان و نسبت آب به سيمان و ميزان پوشش بتن با توجه به شرايط محيطي كه سازه در معرض آن قرار مي‌گيرد(جدول 3-1) ، ارائه شده است.  مقادير اين جدول بر اساس دانه‌بندي با حداكثر اندازه 25-20 ميليمتر ارائه شده است. دانه بندي با حداكثر اندازه  20  ميليمتر در بتن‌هاي مسلح معمولي در اين مناطق انتخاب مناسبي است. البته آيين‌نامه آبا استفاده از سنگدانه با حداكثر اندازه 38 ميليمتر را در بتن مسلح مجاز دانسته است. همچنين براساس جدول (3-3 ) و (3-4) ،  محدوده دانه‌بندي درشت دانه و ريزدانه بر اساس استاندارد ملي ايران پيشنهاد گرديده ‌است. بايد توجه داشت كه نوع دانه‌بندي و ميزان ريزدانه و درشت دانه، اثر زيادي در خواص فيزيكي و مكانيكي بتن دارد و لذا بسته به مشخصات طراحي مي‌تواند تغيير نمايد. حتي نوع سنگدانه‌ها نيز بر خواص بتن تازه و سخت شده مؤثر است. لذا ارائه يك محدوده خاص در ميزان ريزدانه و درشت دانه و با توجه به نوع دانه‌بندي كاربردي نخواهد بود و طراح بايد با توجه به خواص سنگدانه‌ها و نيز محدوديت هاي طراحي و روشهاي مناسب طرح اختلاط و بر اساس مخلوط‌هاي آزمايشي، محدوده دانه‌بندي و ميزان سنگدانه‌ها را معين كند.

توصيه مي‌شود در طرح اختلاط بتن، بافت دانه‌بندي مخلوط درشت نباشد تا جداشدگي و آب‌انداختگي و جمع‌شدگي كاهش يابد.

 

 

 

جدول 3-1-  دسته بندي شرايط محيطي كه سازه در معرض آن قرار دارد .

شرايط

دسته بندي

طبقه‌بندي

سازه‌هاي روزميني كه در معرض خطر نفود يون كلريد بر اثر وزش بادهاي داراي يونهاي نمك نيستند.

سازه‌هاي روزميني درنواحي نزديك به ساحل و در معرض وزش بادهاي حاوي يونهاي كلريد.

قسمتهايي از سازه كه در تماس با خاك است و بالاي ناحيه مويينگي خاك واقع شده است (به علت فشار كم آب يا وجود سيستم زهكشي، خطر نفوذ شديد آب از سطح به داخل بتن وجود ندارد) و يا قسمت‌هايي كه دائماُ در زير آب دريا واقع‌اند.

قسمتهايي از سازه كه درتماس با خاك مهاجم است و در زير سطح آب زيرزميني واقع شده است (آب براحتي مي‌تواند از سطح به داخل نفوذ پيدا كند).

سازه‌هاي دريايي (داراي قسمتهايي در ناحيه جزرومدي و ناحيه پاشش)

سازه‌هاي نگهدارنده‌هاي آب و تصفيه‌خانه فاضلاب

A

B

C

 

 

D

 

E

F

متوسط

شديد

شديد

 

 

فوق‌العاده شديد

 

فوق‌العاده شديد

فوق‌العاده شديد  ‌‌

 
  • طبقه‌بندي بر اساس آبا با در نظر گرفتن شرايط منطقه تقسيم‌بندي شده است.

 

جدول 3-2 - حداقل مقدار سيمان، نوع سيمان، نسبت آب به سيمان و حداقل ميزان پوشش با توجه به دسته‌بندي شرايط محيطي

حداقل رده بتن

حداقل ميزان پوشش روي ميلگرد (mm)

حداكثر نسبت آب به مواد سيماني

حداقل مقدار مواد سيماني

(kg/m3)

نوع سيمان انتخابي

شرايط

شالوده‌ها

ديوارها و پوسته‌ها

دال

تير و ستون

30C

 

 

30C

 

 

35C

 

 

35C

 

 

40C

 

-

 

 

-

 

 

60

 

 

90

 

 

90

25

 

 

30

 

 

30

 

 

55

 

 

55

30

 

 

35

 

 

35

 

 

60

 

 

60

45

 

 

50

 

 

50

 

 

75

 

 

75

 

5/0

 

 

45/0

 

 

45/0

 

 

4/0

 

 

4/0

 

300

 

 

325

 

 

350

 

 

350

 

 

375

سيمان پرتلند نوع (1) و (2) و يا به همراه مواد جايگزين سيمان*

 

سيمان پرتلند نوع (1) و (2) و يا به همراه مواد جايگزين سيمان

 

سيمان پرتلند نوع (1) و (2) و يا به همراه مواد جايگزين سيمان

 

سيمان پرتلند نوع (2) به همراه  مواد جايگزين سيمان

 

سيمان پرتلند نوع (2) به همراه  مواد جايگزين سيمان

A

 

 

B

 

 

C

 

 

D

 

 

EوF

 

 *مواد جايگزين سيمان شامل دوده سيليس، روباره، خاكستر بادي و پوزولانهاي طبيعي يا مصنوعي هستند كه بايد مشخصات آنها و عملكرد آنها قبل از مصرف تأييد شده باشد.

  • در صورتي كه حفاظت هاي سطحي اعمال شود، از مقادير ذكر شده مي‌توان تا mm 20  كاهش داد.
  • اگر ردة بتن به اندازة 5 مگاپاسكال بالاتر از حداقل رده باشد، مي‌توان 5 ميليمتر از مقدار پوشش كاهش داد. مشروط بر اينكه اندازة پوشش ميلگرد از 25 ميليمتر در محيط متوسط، 35 ميليمتر در محيط شديد و 50 ميليمتر در محيط فوق‌العاده شديد كمتر نشود.
  •   براي ميلگرد با قطر بيش از 36 ميليمتر مقادير پوشش بايد 10 ميليمتر اضافه شود.
  • در صورت مصرف حباب‌زا مي‌توان حداقل رده بتن را 5 مگاپاسكال كاهش داد.

 

 

  1. حداكثر مقدار مواد سيماني به 425 كيلوگرم در متر مكعب محدود مي‌گردد. در صورت لزوم استفاده از مواد سيماني به مقدار بيش از حداكثر مقدار مجاز بايد اقدامهاي لازم به منظور جلوگيري از ترك خوردن ناشي از خشك شدن و جمع‌شدگي حرارتي در قطعات ضخيم اعمال گردد و كيفيت كار توسط مهندس ناظر تأييد گردد.

 

 

جدول 3-3 - الزامات اجباري دانه بندي سنگدانه ريز براي بتن

اندازه الك به ميليمتر (نمره الك)

درصد وزني عبور كرده

5/9 (8/3 اينچ)

100

75/4 (نمره 4)

100-89

36/2 (نمره 8)

100-60

18/1 (نمره 16)

90-30

6/0 (نمره 30)

54-15

3/0 (نمره 50)

40-5

15/0 (نمره 100)

15-0

 

 

جدول 3-4 محدوده دانه بندي سنگدانه درشت  (درصد رد شده) براي ساخت بتن مسلح معمولي سازه اي در منطقه

درشت دانه

اندازه الك به ميليمتر

(نمره الك)

 

حداكثر اندازه دانه

mm 10

mm 15

mm 20

mm 40

 

 

 

100

50 (2 اينچ)

 

 

100

100-85

5/37 (5/1 اينچ)

 

100

100-85

25-0

19 (75/0 اينچ)

100

100-85

 

 

5/12 (5/0 اينچ)

100-85

25-0

25-0

5-0

5/9 (8/3 اينچ)

25-0

10-0

5-0

 

75/4 (الك نمره 4)

5-0

 

 

 

36/2 (الك نمره 8)

*                             جدول فوق بر اساس الزامات ذكر شده در استاندارد ملي ايران تنظيم شده است.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل چهارم:  

 

 

 

 

 

 

 

اجراي بتن

( ساخت، حمل، ريختن، تراكم،  پرداخت و عمل‌آوري بتن )

 

 

 

 

4-1- ساخت بتن

 

4-1-1- ملاحظات كلي

 

   ساخت بتن شامل مراحل توزين و پيمانه كردن و همچنين اختلاط اجزاء آن مي‌باشد. رعايت نسبت‌ها و مقادير اجزاء بتن (طرح مخلوط بتن) با توجه به رواداري‌هاي مورد نظر در آبا ضرورت دارد. مهمترين نكته در اختلاط، همگني بتن و رسيدن آب به سطح دانه‌هاي سيمان و مصالح مي‌باشد و استفاده از اختلاط دستي در شرايط محيطي مورد نظر ابداً جايز نمي‌باشد. حفظ همگني در تمام مراحل تخليه مخلو‌ط‌كن، حمل، ريختن و تراكم بتن از مهمترين اصول اجراي بتن است. ايجاد همگني، تأمين دماي مناسب و در حد مجاز پس از اتمام اختلاط، عدم آلودگي به مواد خارجي و دستيابي به حجم بتن مورد نياز در زمان تعيين شده از جمله نكاتي است كه در انتخاب و بكارگيري مصالح با دماي مناسب و حجم يا نوع مخلوط‌كن بايد بدان توجه نمود.

 

4-1-2- دستورالعمل‌ها

 

  1. به منظور ساخت بتن با كيفيت مطلوب بايد همه مصالح به صورت همگن پخش شوند. مشخصات بتن تازه بايد مطابق با آزمايشهاي تعيين يكنواختي اختلاط (دت 501 و دت 517) باشد.

 

  1. اختلاط بتن بايد مطابق با موارد ذكر شده در فصل هفتم آبا اجرا گردد.  

 

  1. ساخت بتن بايد به صورتي انجام گيرد كه كليه سنگدانه‌ها و سيمان به طور يكنواخت با هم مخلوط شوند. ناظر كارگاه بايد دقت كند و مطمئن شود كه توزيع دانه‌ها در همه قسمت‌هاي بتن، يكنواخت است. اين اطمينان معمولاً به صورت چشمي و با تجربه و بررسي در‌جا امكان پذير است.

 

  1. اختلاط بتن بايد تا زماني كه توزيع يكنواختي از مصالح ايجاد گردد ادامه يابد و قبل از پر كردن مجدد مخلوط‌كن بايد آن را كاملاً تخليه نمود.

 

  1. لازم است در اختلاط اجزاي بتن از مخلوط‌كن و يا كارخانه بتن آماده استفاده شود.

 

  1. مخلوط كن بايد با سرعت توصيه شده از طرف كارخانه سازنده آن چرخانده شود.

 

  1. عمل اختلاط بايد حداقل 5/1  دقيقه پس از ريختن كليه مواد به داخل مخلوط كن ادامه يابد، مگر آنكه توسط ناظر كارگاه قبلاً بر اساس آزمايشهاي مربوطه براي ساخت بتن با مشخصات خاص، زمان كوتاهتري در نظر گرفته شده باشد.

 

  1. بايد از زمانهاي اختلاط بيش از حد طولاني اجتناب نمود تا باعث افزايش دماي بتن نگردد و از سايش سنگدانه‌ها جلوگيري شود.

 

  1.    بكارگيري كاميون مخلوط‌كن با رعايت اصول حاكم بر آن جهت اختلاط اوليه بتن مانعي ندارد و به چرخش 70 تا 100 دور با دور تند (7 تا 13 دور در دقيقه) نيازمند است مشروط بر اينكه :

-  حجم بتن ساخته شده از دو سوم حجم اسمي ديگ اختلاط تجاوز نكند.

- حداكثر اندازه سنگدانه‌ها از 50 ميليمتر بيشتر نباشد.

  • ديگ و پره‌هاي متصل به آن بصورت صحيح و طبق استانداردهاي معتبر ساخته شده باشد.
  • اسلامپ بتن كمتر از 5 سانتيمتر و چسبندگي بتن خيلي زياد نباشد.
  • دوده سيليسي بصورت گرد خشك، بخشي از مصالح بكار رفته نباشد (بكارگيري دوغاب دوده‌سيليسي در اين حالت توصيه مي‌شود).

 

 

  1. پس از ساخت مخلوط، بايد تعدادي نمونه از قسمت‌هاي مختلف مخلوط گرفته شود. اين نمونه‌هاي گرفته شده از قسمت‌هاي مختلف براي يك نوبت ساخت بتن، الزاماً بايد از نظر اختلاف وزن مخصوص، مقدار هوا، اسلامپ و مقدار دانه‌هاي درشت در محدوده رواداري‌هاي مجاز طبق آيين‌نامه آبا باشد.

 

  1. توصيه مي‌شود كه بتن‌ريزي هنگام نيمه‌شب يا صبح زود كه دماي محيط و مصالح به حداقل مي‌رسد، انجام شود.

 

  1. در صورت لزوم كاهش ميزان دماي آب، توسط اضافه كردن يخ، مقدار يخ مصرفي و كنترل ميزان آب لازم همراه آن، بايد تحت نظر مهندس ناظر و تأييد او انجام گيرد.

 

  1. در يك مخلوط‌كن تميز، هنگام ساخت اولين مخلوط‌، مقداري از سيمان و ماسه به ديواره‌ها و تيغه‌هاي مخلوط‌كن مي‌چسبد و معمولاً اولين مخلوط، زبرتر و داراي سيمان و ريزدانه كمتري نسبت به مخلوط‌هاي بعدي است. لذا بهتر است در ساخت اولين مخلوط مقداري از درشت‌دانه كاهش يابد و يا به مقادير سيمان، آب و ماسه مقدار كمي اضافه شود.

 

  1. بهتر اين است كه ابتدا درشت دانه و مقداري از آب داخل مخلوط كن ريخته شود و سپس سيمان و بعد از آن ريزدانه و بقيه آب اضافه گردد.

 

  1. در فواصل زماني مناسب بايد سرعت مخلوط‌كن با مقادير ذكر شده در كاتالوگ دستگاه تطبيق داده شود.
  1. استفاده از مخلوط‌كن‌هايي كه جام آنها هنگام تخليه كج مي‌‌شود و مخلوط را به سرعت تخليه مي‌كند، براي مخلوط‌هاي با كارايي كم و مصالح سنگي درشت كه امكان جداشدن دانه‌ها وجود دارد، مناسب است.

 

  1. براي مخلوط‌هاي مستعد جداشدگي دانه‌ها، استفاده از مخلوط‌كن‌هايي كه تخليه مخلوط با سرعت كم (تخليه با معكوس كردن حركت جام انجام ميشود) صورت مي‌گيرد، مناسب نمي‌باشد.

 

  1. در هنگام ساخت مخلوط‌هاي بتني با سنگدانه درشت، امكان اختلاط غيريكنواخت وجود دارد. در اين صورت بايد به نحو مناسبي،  مخلوط را قبل از ريختن داخل قالب  كاملاً يكنواخت مخلوط كرد. در اين حالت بهتر است تا مخلوط را يكجا از مخلوط‌كن تخليه نمود.

 

  1. رواداري نسبت آب به سيمان 02/0 ± و رواداري اسلامپ 30% اسلامپ متوسط طرح توصيه مي‌شود.

 

 

 

4-2 - حمل بتن

 

4-2-1- ملاحظات كلي

 

   در مرحله حمل بتن، عدم جداشدگي، عدم آلودگي به مواد زيا‌ن آور ، عدم تغيير شديد دما و كارآيي بتن از مهمترين اصول است. بديهي است انتخاب نوع وسيله حمل با توجه به شرايط حاكم بر پروژه و محيط كارگاه، دسترسي به وسايل مورد نظر و اقتصادي بودن يا مقرون به صرفه بودن آن صورت مي‌گيرد و بايد حجم بتن مورد نظر را در مدت زمان پيش‌بيني شده منتقل نمايد و انواع وسايل حمل با رعايت نكات مطروحه مي‌تواند بكار گرفته شود، هر چند برخي وسايل حمل ممكن است از مزيت‌هايي نسبت به ساير وسايل برخوردار باشند. تسريع در حمل بتن همواره مي‌تواند مفيد باشد و پوشاندن سطح بتن در طول حمل براي كاهش تبخير توصيه مي‌شود. مسلماً سرعت حمل بتن و حجم آن بايد به نحوي باشد تا از بروز درز سرد در بين لايه‌هاي بتن ريخته شده جلوگيري نمايد.

 

4-2-2- دستورالعمل‌ها

 

  1. در مرحله انتقال بتن با هر وسيله‌اي كه صورت مي‌گيرد از جمله فرغون، جام، دمپر، تسمه نقاله، پمپاژ، كاميون حمل بتن و كاميون مخلوط‌كن بايد زمان انتقال از محل ساخت به محل بتن ريزي به حداقل ممكن برسد تا از افت زياد اسلامپ و افزايش دماي بتن جلوگيري گردد.

 

  1. انتقال بتن بايد مطابق با موارد ذكر شده در فصل هفتم آبا اجرا گردد.

 

  1. هنگامي كه از كاميون مخلوط‌كن براي حمل بتن استفاده مي‌شود، در صورت طولاني بودن مسير انتقال، پيشنهاد مي‌گردد تا امكاناتي فراهم شود تا آب مخلوط درمحل كارگاه (محل بتن ريزي) به مخلوط بتن افزوده شود.

 

  1. در صورت حمل بتن با كاميونهاي مخلوط‌كن در شرايط اقليمي معمولي، حداكثر مدت زمان انتقال بتن آماده تا محل بتن‌ريزي بعد از اضافه نمودن آب به مخلوط،  5/1 ساعت (با حداكثر سرعت 6 دور در دقيقه براي مخلوط‌كن) مي‌باشد. در شرايط اقليمي گرم، زمان انتقال حداكثر 30 تا 45 دقيقه ( با حداكثر سرعت 3تا 4 دور در دقيقه براي مخلوط‌كن) توصيه مي‌شود. اين زمان حمل براي مسيرهاي صاف و هموار مي‌باشد. بهر حال فاصلة زماني حمل بايد به مراتب كمتر از زمان گيرش اوليه بتن باشد. 

 

  1. وسايل انتقال بتن از مخلوط‌كن به محل نهايي بتن‌ريزي بايد به گونه‌اي امكان رساندن بتن به محل بتن‌ريزي را مهيا سازند كه مواد تشكيل‌دهنده جدا نشود و نيز از ايجاد وقفه‌هايي كه سبب از دست رفتن حالت خميري بتن بين بتن‌ريزي‌هاي متوالي مي شود، جلوگيري نمايد.

 

  1. هر مرحله از جابجا نمودن و انتقال بتن به كنترل دقيق نياز دارد تا يكنواختي موجود در يك نوبت ساخت بتن و همچنين يكنواختي بين نوبت‌هاي متوالي حفظ شود. جلوگيري از جدا شدن مصالح درشت‌دانه از ملات و آلودگي بتن الزامي است.

 

  1. در صورتي كه از پمپ بتن و لوله براي انتقال استفاده مي‌شود، بايد كاملاً توجه داشت كه جنس لوله‌ها و اتصالات طوري نباشد تا با مواد سيمان واكنش داده و باعث تغيير مشخصات و خواص بتن گردد (مثلاً اگر لوله ها از جنس آلومينيوم باشد، بر اثر واكنش شيميايي بين آهك آزاد سيمان و آلومينيومي كه از سطح داخلي لوله خورده شده، گاز هيدروژن توليد مي شود و باعث افت كيفيت بتن مي گردد).

 

  1. در صورتي كه بتن ريزي با پمپ انجام مي شود، بتن‌ريزي را در دورترين نقطه از پمپ شروع كرده و سپس به طرف عقب حركت داده شود و بتدريج با جدا كردن قسمت هايي از لوله از طول آن كاسته گردد.

 

qدر مورد مسائل مربوط به حمل و ريختن بتن با پمپ به نكات مربوط در آبا مراجعه شود (حداكثر اندازه سنگدانه تيز گوشه يك سوم قطر داخلي لوله و گرد گوشه 4/0 قطر داخلي لوله- اسلامپ توصيه شده براي مناطق مورد نظر 5/7 تا 15 سانتيمتر- بكارگيري اسلامپ بيشتر در صورت اطمينان از عدم جداشدگي و آب‌انداختن بويژه به كمك مواد اصلاح‌كننده لزجت يا مواد پودري ريز مانند دوده سيليسي- خنك كردن جداره خارجي لوله پمپ با پاشيدن آب خنك و يا استفاده از گوني خيس مشروط بر اينكه رطوبت محيط زياد نباشد و آب بتواند با آهنگ مناسبي تبخير شود).

 

  1. پرهيز از بكارگيري پمپ در هواي گرم بويژه در مسيرهاي طولاني‌تر از 100 متر بخاطر افزايش دماي بتن در اثر اصطكاك با جداره لوله و گيرش زودهنگام لايه مرزي بتن و لوله توصيه مي‌شود. جهت رفع مشكلات فوق و براي كاهش اصطكاك استفاده از سنگدانه‌هاي گردگوشه‌تر، بويژه در مورد ماسه، كارآيي بيشتر با چسبندگي مناسب و متوسط، مصرف عيار سيمان بيش از 300 كيلوگرم و كمتر از 425 كيلوگرم در هر متر‌مكعب بتن، كاهش مصرف سيمان در صورت بكارگيري دوده سيليسي تا حد 375 كيلوگرم در هر‌ مترمكعب بتن، محدود كردن دوده سيليسي به ميزان 5/7 درصد وزن سيمان، بكارگيري بافت ريز در مخلوط سنگدانه و پرهيز از ريزي بسيار زياد در مخلوط با افزايش شديد ماسه، بكارگيري روان‌كننده‌ يا فوق‌روان‌كننده مناسب براي ايجاد رواني مطلوب ضمن حفظ همگني.

 

 

4-3- ريختن بتن

 

4-3-1- ملاحظات كلي

  در مرحله بتن‌ريزي نيز عدم جداشدگي، عدم آلودگي به مواد زيان‌آور و تسريع در كار از اهميت زيادي بر خوردار است. عدم ايجاد درز سرد نيز در ريختن بتن يك اصل مهم تلقي مي‌‌شود.

همچنين هنگام ريختن بتن، هر عملي كه به جداشدگي بيانجامد قطعاً مردود است، هر چند در آيين‌نامه‌ها و دستورالعمل‌هاي معتبر در مورد آنها بحثي به ميان نيامده باشد. ويژگي‌هاي بتن مي‌تواند استعداد جداشدگي را باعث شود، اما در طول حمل و ريختن و تراكم، اين استعداد بالقوه با انجام برخي كارهاي نادرست بصورت بالفعل درمي‌آيد. بنابراين بايد توجه داشت توصيه‌هايي مانند ارتفاع شره كردن (سرازير شدن) بتن بصورت آزاد ممكن است در عمل كاملاً صحيح از آب درنيايد و نظارت مستمر را در حين ريختن مي‌طلبد. مسلماً برخورد بتن با قالب يا ميلگردها و يا افزايش ارتفاع سقوط آزاد بتن احتمال جداشدگي را افزايش مي‌دهد و ترجيحاً بايد در اين موارد با حساسيت بيشتري عمل نمود.

 

4-3-2- دستورالعمل‌ها

 

  1. مهمترين مسئله در هنگام ريختن بتن، امكان جدا شدن دانه‌ها مي‌باشد. ناظر بايد كاملاً مراقب باشد تا هنگام ريختن بتن، از عواملي كه سبب جدا شدن دانه‌ها مي‌شود، احتراز نمايند.

 

  1. بتن‌ريزي بايد مطابق با موارد ذكر شده در فصل هفتم آبا اجرا گردد.

 

  1. بتن بايد حتي‌الامكان در محل نهايي خود ريخته شود تا از جدا شدن اجزاي تشكيل دهنده آن بر اثر جابجايي مجدد جلوگيري شود.

 

  1. سرعت بتن‌ريزي بايد به گونه‌اي باشد كه بتن، همواره حالت خميري خود را حفظ كرده و بتواند به سهولت به داخل فضاي بين ميلگردها جريان يابد.

 

  1. بتني كه پس از گيرش اوليه دوباره مخلوط شده است نبايد به كار برود. بتني كه مجدداً آب بدان اضافه شده تا روان شود (در صورت عدم گيرش اوليه)، ميتواند با تأييد مهندس ناظر استفاده شود. در صورت افت اسلامپ، نبايد به بتن آب افزوده شود. در صورت نياز به افزايش اسلامپ ميتوان با تأييد مهندس ناظر، خمير سيمان (آب و سيمان) را افزايش داد.

 

  1. توصيه مي‌شود كه فاصله قرارگيري محلي كه بتن ريخته مي‌شود با محل سرازير شدن بتن، حتي‌المقدور كم بوده و از 200  سانتيمتر تجاوز نكند
  1. اگر بتن‌ريزي بر روي سطح زمين انجام مي‌شود، سطح زمين بايد عاري از هر گونه مواد زائد باشد. همچنين در اين حالت رطوبت سطح زمين بايد بصورت اشباع با سطح خشك باشد.

 

 

  1. در بتن‌ريزيهايي كه در ارتفاع انجام مي گيرد مانند ستونها، بايد از شوت سقوطي يا لوله‌ هادي استفاده شود.

 

  1. در بتن‌ريزيهايي نظير بتن‌ريزي ستون كه امكان عبور دادن لوله پمپ به داخل قالب و تنظيم ارتفاع مناسب بتن‌ ريزي ميسر نباشد بهتر است كه در قالب و در فواصل مناسب (تا 5/1 متري) دريچه‌هايي را تعبيه نموده و بتن‌ريزي را از طريق اين دريچه‌ها انجام داد.

 

  1. ضخامت لايه‌هاي بتن‌ريزي نبايد كمتر از  150  ميليمتر (به استثناي دالها) و بيشتر از  600   ميليمتر باشد.

 

  1. در صورتيكه بين بتن‌ريزي جديد و قبلي، فاصله زماني طولاني وجود دارد، بايد حتماً محل درز اجرايي را پيش‌بيني نمود. در اين حالت هنگام بتن‌ريزي جديد بايد سطح لايه قبلي كاملاًُ زبر و كاملاً اشباع باشد.

 

 در اين هنگام بايد به نكات زير توجه نمود :

 

  • توصيه مي‌شود در صورت پيش‌بيني محل درز اجرايي، هنگام ريختن آخرين لايه بتن‌ريزي، براي زبر‌كردن سطح بعد از  2 تا 4  ساعت بعد از عمل تراكم، توسط برس اقدام كرد. زبركردن سطح لايه قديمي بعد از مرحله سخت‌شدن، مشكل و هزينه‌بر است.

 

  • سطح لايه بتن‌ريزي قديم به هنگام بتن‌ريزي بايد كاملاً اشباع با سطح خشك باشد.

 

  • در صورتيكه روي سطح لايه بتن قديم، يك لايه ضعيف خمير سيمان به سبب آب‌انداختگي ايجاد  شده باشد، بايد حتماً قبل از بتن‌ريزي اين لايه جدا شود. همچنين در صورتيكه روي سطح قبلي سنگدانه‌هاي لق وجود دارد، حتماً بايد از بتن قديمي جدا شوند.

 

  1. هنگام بتن‌ريزي دركفها، نبايد بتن را به صورت توده بزرگي خالي كرد و سپس با حركت افقي آن را جابجا كرده و قالب را پر كرد، زيرا اين كار سبب جدايي دانه‌ها مي‌شود.

 

  1. بتن‌ريزي در كفها و دال‌ها بايد به گونه‌اي انجام شود كه بتن ريخته شده تحت تراكم وسيله تخليه بتن (مانند فرغون) و يا عوامل كارگاهي قرار نگيرد، زيرا اين امر  سبب آب‌انداختن بتن مي شود. لذا بايد راههاي دسترسي به محل تخليه، بدون اينكه به شبكه آرماتورها نيز فشار وارد شود، از قبل ايجاد نمود.

 

  1. توصيه مي‌شود بتن‌ر‌يزي سطوح شيبدار از پايين به طرف بالا انجام شود تا وزن بتن بالايي به تراكم بتن پايين كمك كند. در اين حالت بايد بتن‌ريزي با سرعت كمتري انجام شود تا بتن قسمت پايين سفت شده باشد.

 

  1. هنگام بروز وقفه قابل ملاحظه بين عمليات بتن‌ريزي و پرداخت، بتن بايد با پوششهاي موقتي مانند نايلون محافظت شود.

 

  1. توصيه كلي اين است كه هميشه گروه بتن‌ريزي منتظر بتن باشد تا اينكه بتن منتظر گروه بتن‌ريزي، لذا بايد برنامه‌ريزي ساخت و حمل و ريختن بتن بر اساس اين توصيه صورت گيرد.

 

  1. هنگام بتن‌ريزي، نبايد دماي بتن بيشتر از 30 درجه سانتيگراد باشد. در غير اين صورت بايد با خنك كردن مصالح بويژه آب يا استفاده از يخ بعنوان جايگزين بخشي از آب مصرفي ، دماي بتن را كاهش داد.

 

  1. قبل از ريختن بتن جديد روي بتن سخت شده قبلي ، بايد لايه ضعيف سطح بتن قبلي زدوده شود و سطح لايه بتن زبر گردد و شرايط رطوبتي سطح بتن قديمي بصورت اشباع با سطح خشك باشد.

 

  1. تخليه بدون كنترل ممكن است باعث مشكلاتي شود، زيرا تخليه سريع باعث جابجايي ميلگرد مي‌شود و بتن‌ريزي در مقاطع كوچك نيز با مشكل مواجه مي‌گردد.

 

  1. در دالها، تخليه سريع باعث ناهموار شدن سطح مي گردد و بهتر است براي پخش يكنواخت از تعداد كارگر بيشتر و با سرعت مناسب استفاده كرد.

 

  1. در مخلوطهاي بتني داراي دوده سيليسي يا روباره، در صورتي كه هنگام بتن‌ريزي از پمپ بتن استفاده مي‌شود، بايد با استفاده از موادروان‌كننده و يا فوق‌روان‌كننده اسلامپ را افزايش داد. در غير اين صورت چسبندگي اين مخلوطها باعث مشكلاتي در حين پمپ كردن خواهد شد.

 

  1. نكته قابل توجه اين است كه ميزان اسلامپ در مرحله نهايي ريختن بتن بايد در مد نظر باشد و معمولاً بسته به فاصله بين محل بتن‌سازي و بتن‌ريزي، اسلامپ تا حدود  20‌  درصد افت خواهد نمود و لذا ميزان اين افت را بايد درطراحي مخلوط در نظر گرفت. اخيراً افزودنيهاي جديدي ساخته شده كه مي‌توانند كارآيي ايجاد شده را براي مدت طولاني‌تر نيز حفظ ‌كنند. در صورت تصميم بر استفاده از آنها بايد از كاركرد اين گونه افزودنيها مطمئن بود.

 

  1. در صورتي كه ارتفاع بتن‌ريزي را به عللي مانند مشكلات اجرايي نتوان كاهش داد، مي‌توان با تغيير در طرح اختلاط و استفاده از افزودنيهاي معدني، مانند روباره و دوده‌سيليسي، جداشدگي و آب انداختگي بر اثر ريختن بتن از ارتفاع زياد را كاهش داد.  همچنين افزايش جزئي در مقدار ماسه و كاهش حداكثر اندازه سنگدانه در طرح اختلاط مي‌تواند باعث كنترل جداشدگي و آب‌انداختگي گردد.

 

 

4-4- تراكم بتن

 

4-4-1- ملاحظات كلي

تراكم مطلوب بتن، نقش مؤثري دركاهش منافذ هوا در داخل بتن دارد. در هنگام ساخت بتن و مخلوط كردن و ريختن آن، مقداري هوا در بتن باقي مي‌ماند. در صورتي كه تراكم به خوبي صورت گيرد، اكثر اين منافذي كه هوا داخل آن وجود دارد،  پر شده و هوا از بتن خارج مي‌گردد.

همچنين با توجه به اينكه درطرح اختلاط بتن در مناطق گرم و خورنده، نسبت آب به سيمان در حد پايين انتخاب مي‌شود، لذا متراكم كردن بتن به دليل كارايي كم مخلوط بتن مشكلتر است و دقت بيشتري را مي‌طلبد. در اين نوع بتن‌ها در صورتي كه تراكم مطلوب نباشد، ممكن است نفوذپذيري بتن حتي از بتني كه داراي نسبت آب به سيمان بالاتري است، اما تراكم آن بخوبي صورت گرفته، بيشتر باشد.

4-4-2- دستورالعمل‌ها

 

  1. با توجه به توصيه استفاده از نسبت كم آب به سيمان، بايد در متراكم نمودن بتن، بخصوص در گوشه قالب‌ها و اطراف ميلگرد‌ها و نيز جاهايي كه قالب با ازدياد ميلگرد روبروست دقت كافي نمود تا بتن به خوبي متراكم شود.

 

  1. لرزاندن مجدد بتن ريخته شده و متراكم شده، در صورتي كه بتن گيرش پيدا كرده است، مجاز نيست.

 

  1. هنگام استفاده از لرزاننده‌هاي خرطومي، اجازه دهيد تا قسمت لرزاننده تحت وزن خودش سريعاً به طرف لايه‌هاي پاييني برسد. براي حذف مؤثر هوا، لرزاننده بايد سريعاً داخل بتن وارد گردد و با حركت ملايم بالا و پايين به آهستگي خارج گردد. 

     

  1. زمان دقيق لرزاندن بر حسب نوع بتن و ظاهر شدن خمير سيمان بر سطح بتن تعيين مي‌شود. زمان نفوذ لرزاننده معمولاً بين 5 تا 15 ثانيه مي‌باشد. اگر زمان لرزش كم باشد، سنگدانه‌ها به سمت بالا حركت مي‌كنند، اما ملات فرصت كافي براي جاري شدن ندارد، لذا بتن متخلخل مي شود. اگر زمان لرزاندن زياد باشد، مقدار زيادي شيره بتن به سطح آمده و جداشدگي اتفاق مي‌افتد.

 

  1. لرزاننده بايد بصورت عمودي و در فواصل يكنواخت به داخل بتن فرو برده شود. فواصل بايد براساس شعاع عمل لرزاننده و همپوشاني سطح عمل تعيين شود. اما بطور معمول  اين فاصله حدود  450  تا حداكثر  750  ميليمتر است.

 

 

  1. بايد به اين نكته توجه داشت كه بتن با نسبت زياد آب به سيمان و با تراكم خوب در مقايسه با بتن با نسبت كم آب به سيمان، و با تراكم ناكافي بسيار بهتر عمل مي كند، لذا پس از حمل و ريختن بتن بايد در تراكم مناسب بتن كاملاً دقت داشت.

 

  1. در سطوح بزرگ، مانند دالها استفاده از لرزاننده‌هاي سطحي كه بر روي سطوح بتن حركت مي‌كنند و يا استفاده از شمشمه مجهز به لرزاننده كه همزمان عمل تراكم و تراز كردن را انجام مي دهد، بسيار مناسب‌اند.

 

  1. لرزاندن بتن در اطراف قالب درناحيه پوشش بسيار با اهميت است. در اين حالت بهتر است از لرزاننده‌هاي خرطومي با حداكثر قطر 25 ميليمتراستفاده شود، گرچه بايد دقت نمود تا لرزاننده با بدنه قالب تماس پيدا نكند .

 

  1. لرزاندن مجدد حداكثر بعد از 2 ساعت از بتن‌ريزي، در صورتي كه  لايه‌هاي بتن‌ريزي داراي عمق زيادي باشند، براي جلوگيري و از بين بردن تركهاي پلاستيك، و در صورتيكه بتن هنوز گيرش پيدا نكرده، مجاز است. اين روش تنها قبل از گيرش اوليه بتن مجاز است و با توجه به سرعت گيرش بالا در هواي گرم بايد به آن توجه كرد. اين روش بخصوص در بتن‌هايي كه داراي مقاديري روباره يا پوزولان هستند و زمان گيرش اوليه بيشتري دارند قابل استفاده است. همچنين ضربه‌زدن توسط ماله به سطح بتن نيز روش مناسبي است.  

 

 

4-5- پرداخت سطح بتن

 

4-5-1- ملاحظات كلي

 

پس از اتمام بتن‌ريزي و تراكم بتن ، عمليات پرداخت سطح بتن آغاز مي‌گردد. پرداخت سطح بتن معمولاً شامل مراحل زير است :

الف)  شمشه يا تراز كردن   ب)  ماله كشي با ماله دسته بلند و كوتاه    ج)  تعبيه درزها    د) ماله كشي مجدد   ه)  پرداخت نهايي .

شمشه‌كاري به منظور حذف بتن  اضافي و تراز كردن سطح بتن به ارتفاع مورد نظر انجام مي‌گيرد. عمل ماله‌كشي بايد بلافاصله پس از شمشه‌كردن صورت گيرد و قبل از آنكه آب‌انداختگي در سطح بتن مشاهده گردد بايد به اتمام برسد. براي بتن هاي معمولي استفاده از ماله‌هاي چوبي مناسبتر است، زيرا چوب ملات سيمان را بر روي سطح حركت داده و در نتيجه آب‌انداختگي شدت نمي‌يابد.

گاهي اوقات عمليات پرداخت پس از ماله‌كشي به اتمام مي‌رسد. ولي در بعضي موارد، عمليات تعبيه درزها و ماله‌كشي مجدد نيز صورت مي‌گيرد. در صورت وقفه در عمليات پرداخت ، ممكن است در سطح بتن آب‌انداختگي به وجود آيد. در اين هنگام زمان مناسب براي ادامه عمليات پرداخت پس از تبخير آب حاصل از آب‌آوري است.  براساسACI  هنگامي كه فشار پا بر روي بتن فقط 5 ميليمتر اثر مي‌گذارد، زمان مناسب براي ادامه عمليات پرداخت است.       

بهرحال پرداخت سطح بتن نبايد در زمان آب‌انداختن انجام شود، زيرا سبب ضعيف شدن لايه سطحي بتن شده و مقاومت سايشي و دوام بتن كاهش مي‌يابد. بنابراين عمليات پرداخت سطح بتن، در هنگام مشاهده آب‌انداختگي  بايد متوقف گردد و ترجيحاً پس از اتمام آب‌انداختگي و از بين رفتن لايه آب تشكيل شده بر سطح بتن آغاز شود.

 

4-5-2- دستورالعمل‌ها

 

  1. عمليات شمشه‌گيري سطح بتن بايد قبل از شروع آب انداختن بتن و عمليات ماله‌كشي پس از اتمام آب‌انداختن انجام شود. لازم است از پرداخت سطح بتن در هنگام آب انداختن بتن اجتناب گردد.

 

  1. توصيه مي‌شود براي افزايش مقاومت سايشي سطح بتن، عمليات پرداخت با ماله فولادي مناسب انجام گردد.

 

  1. نبايد براي حذف آب ناشي از آب انداختن، پودر سيمان بر روي سطح ريخته شود. بلكه مي‌توان با استفاده از گوني چتايي و گذاشتن آن بر روي سطح بتن نسبت به حذف آب از سطح بتن اقدام نمود. همچنين مي توان با استفاده از اسفنج و يا پمپ با فيلتر مخصوص، آب سطح بتن را حذف كرد.

 

  1. چنانچه پس از عمليات پرداخت در سطح بتن، تركهاي ناشي از جمع شدگي پلاستيك مشاهده شود، مي‌توان با ويبره كردن مجدد نسبت به حذف ترك‌ها اقدام نمود. اما عمليات ويبره مجدد نبايد بيشتر از  2  ساعت پس از ريختن بتن باشد.

 

  1. براي جلوگيري از ترك‌خوردگي ناشي از جمع‌شدگي خميري، مي‌توان روشهاي مرطوب كردن سنگدانه‌ها، استفاده از آب سرد شده در ساخت بتن و مهمتر از آن محافظت از سطح بتن در برابر وزش باد و نيز تراكم مجدد بتن قبل از گيرش نهايي  را بكار برد.

 

  1. در صورت استفاده از دوده‌سيليسي در طرح اختلاط به علت جذب آب بالايي كه دارد، آب انداختگي در آن كمتر است و احتمالاً سرعت تبخير از سرعت آب انداختن بالاتر خواهد بود، لذا جمع شدگي بيشتر و با سرعت بيشتري رخ مي‌دهد. در اين حالت، محافظت از سطح بتن براي جلوگيري از تبخير بلافاصله بعد از جايگذاري بتن بايد آغاز شود. در مورد انواع ديگر سيمان‌ها، محافظت از سطح بتن حداكثر تا 30  دقيقه بعد از بتن‌ريزي بايد آغاز گردد.

 

4-6- عمل آوري

 

4-6-1- ملاحظات كلي

 

پس از ريختن بتن، آب مخلوط بر اثر تبخير از سطح كاهش مي‌يابد.  وقتي رطوبت نسبي در بتن كمتر از 80  درصد گردد، هيدراتاسيون سيمان بسيار كند و تقريباً متوقف مي‌شود و كسب مقاومت ادامه نمي‌يابد. لذا عمل‌آوري بتن به منظور رسيدن به ويژگيهاي مورد نظر بتن سخت شده بسيار مؤثر است و اين امر در مواردي كه نسبت آب به سيمان كم است و يا شرايط اقليمي بسيار گرم است و روند كسب مقاومت بسيار سريع است و يا هنگامي كه در طرح اختلاط از انواع مواد مكمل سيمان (روباره يا پوزولانها) استفاده مي‌شود اهميت بيشتري مي‌يابد.

براي حصول اطمينان از شرايط لازم براي حداكثر فرآيند هيدراتاسيون، حفظ يا افزايش رطوبت موجود در بتن بسيار ضروري است. لذا محافظت و عمل‌آوري بتن بايد بلافاصله بعد از تراكم و پرداخت شروع شود.

 

روشهاي معمول كه براي عمل‌آوري بتن مورد استفاده قرار مي‌گيرند به دو گروه تقسيم مي شوند :

 

1- عمل آوري با آب 

در اين روش، رطوبت همواره به بتن اعمال شده و از افت رطوبت نيز جلوگيري مي‌شود. براي اعمال آب به سطح بتن، از ايجاد حوضچه يا افشاندن و يا از پوششهاي اشباع از آب استفاده مي‌شود. ايجاد حوضچه عبارت است از ريختن آب بر روي سطح افقي به نحوي كه تا مدت مورد نظر، يك لايه از آب روي سطح باقي بماند. در مواردي كه آب مناسب به اندازه كافي در دسترس است مي توان از روش افشاندن آب روي سطوح افقي و قائم استفاده كرد. پوششهاي جاذب و نگهدارنده رطوبت، معمولترين روش عمل آوري با آب است. در عمل‌آوري  مرطوب در صورتي كه به خوبي اعمال شود، رطوبت نسبي بتن همواره در حدود 100  درصد باقي مي‌ماند و هيدراتاسيون به خوبي صورت مي‌گيرد. در اين روش آب مورد مصرف در عمل‌آوري نبايد بيش از 11 درجه‌سانتيگراد با دماي سطح بتن اختلاف داشته باشد.

 

2- عمل‌آوري توسط عايق 

در اين روش، از افت رطوبت بتن جلوگيري مي‌شود. معمولاً از ورقهاي پلاستيك و يا مواد شيميايي غشايي مي‌توان براي جلوگيري از كاهش رطوبت بتن استفاده كرد. مواد شيميايي غشايي به صورت محلول يا امولسيون از رزينها ساخته و روي سطح اعمال مي‌شوند كه پس از تبخير حلال يك لايه تقريباً غيرقابل نفوذ روي سطح باقي مي‌ماند و بتن را در برابر افت رطوبت عايق مي كند. در عمل‌آوري با عايق، سيمان آب  لازم را براي هيدراتاسيون توسط كشش سطحي از منافذ مويينه تأمين مي‌كند و رطوبت نسبي بتن كاهش مي‌يابد و پس از مدتي سرعت هيدراتاسيون بسيار كاهش مي‌يابد و در صورتي كه درجه اشباع داخل بتن كمتر از 80 درصد شود هيدراتاسيون كند مي‌شود و جمع‌شدگي افزايش مي‌يابد.

 

تحقيقات نشان داده است كه در منطقه جنوب كشور، عمل آوري مرطوب بسيار مؤثرتر از عمل‌آوري توسط عايق است. اين موضوع بخصوص در مواردي كه از دوده‌سيليسي استفاده شود، تأثير بيشتري دارد. همچنين عمل‌آوري توسط عايق باعث اختلال تبادل حرارتي مي‌شود و دماي بتن بالا رفته و محصولات هيدراتاسيون به صورت غير يكنواخت شكل مي‌گيرد و باعث ايجاد نواحي ضعيف در بتن مي‌شود، اما در عمل‌آوري مرطوب امكان تبادل حرارتي وجود دارد.

 

4-6-2- دستورالعمل‌ها

 

  1. كليات عمل‌آوري بتن بايد مطابق موارد ذكر شده در فصل هفتم آبا باشد.

 

  1. روش عمل‌آوري مرطوب با توجه به مزاياي آن در منطقه توصيه مي‌شود.

 

  1. لازم است بلافاصله بعد از پرداخت بتن براي جلوگيري از ايجاد تركهاي پلاستيك نگهداري و عمل‌آوري بتن آغاز شود.

 

  1. متداولترين و ارزانترين شيوه عمل‌آوري مرطوب، پوشاندن بتن با گوني و برزنت است كه همواره توسط آب‌پاشي در فواصل زماني مناسب بايد سطح آن مرطوب نگه داشته شود. عمل‌آوري به مدت حداقل 7 روز بايد ادامه يابد.

 

  1.  گوني‌ها اعم از اينكه نو يا مستعمل باشند، بايد قبل از مصرف توسط آب بخوبي شسته شود.

 

  1. به هيچ وجه نبايد اجازه خشك شدن گوني داده شود،  بلكه گوني همواره بايد خيس نگه داشته شود. با استفاده از نايلون يا ورق پلاستيك بر روي گوني مي‌توان از تبخير سريع آب گوني جلوگيري كرد. فقط بايد دقت نمود كه هوا در حد فاصل پوشش نايلوني و گوني‌ها در جريان نباشد.

 

  1. توصيه مي شود از چند لايه گوني بر روي هم به منظور عمل‌آوري استفاده شود تا ديرتر خشك شوند.

 

  1. بايد دقت شود كه درز بين گوني‌ها، كاملاً همپوشاني داشته باشند و درز بين گوني‌ها باز و در معرض هوا نماند.

 

  1. در زمانهايي كه وزش باد شديد است ، لازم است تا گونيها در طول مدت عمل‌آوري به طور مرتب خيس شوند (چندين بار در طول روز و دوبار در هنگام شب). همچنين با گذاشتن جسم سنگين در منطقه همپوشاني بايد دقت كرد تا گوني‌ها از جاي خود بلند نشوند.

 

  1. آب مصرفي عمل‌آوري بايد تميز و عاري از آلودگي هاي شيميايي باشد و بهتر است از آب آشاميدني براي اين منظور استفاده شود.

 

  1. آب مصرفي عمل‌آوري  بايد داراي درجه حرارت محيط باشد و از ريختن آب سرد روي بتن به علت ايجاد شوك حرارتي خودداري شود. اختلاف درجه حرارت آب و بتن نبايد بيش از 11 درجه سانتيگراد باشد.

 

  1. در محيط‌هايي كه احتمال نفوذ يون كلريد و سولفات وجود دارد ، عمل‌آوري بايد به مدت 14 روز ادامه يابد. اين مورد در هنگام استفاده از انواع سيمان هاي پوزولاني اكيداً توصيه مي‌شود.

 

  1. در محيط‌هايي كه احتمال نفوذ يون كلريد و سولفات وجود دارد و امكان عمل‌آوري به مدت 14 روز ميسر نيست، پس از حداقل 7 روز عمل‌آوري با آب مي‌توان از مواد امولسيوني بر روي سطح بتن استفاده كرد.

 

  1. در صورت دستيابي به 70 درصد مقاومت مشخصه 28 روزه مي‌توان عمل‌آوري را خاتمه داد. براي اين منظور لازم است از نمونه‌هاي آگاهي كه در شرايط عمل‌آوري واقعي قطعه نگهداري مي‌شود، استفاده نمود.

 

  1. در صورتي كه ميلگردهاي انتظار از سطح  بتن بيرون آمده باشد، بايد سطح بتن محصور شده بين ميلگردها را نيز به هر طريق مرطوب نگه داشت. استفاده از گوني‌هاي مرطوب و جا دادن آنها بين ميلگردها روي سطح بتن در اين حالت توصيه مي‌شود.

 

  1. زمان مناسب براي پوشاندن قطعات براي سطوح عمودي، پس از قالب‌ برداري و براي سطوح افقي، مانند دالها و تيرها، بلافاصله پس از اينكه بتن به اندازه كافي سخت شد، مي‌باشد. البته در مورد ستونها و قطعات عمودي بايد تا وقتي كه قالبها برداشته نشده، قسمت باز آن مانند سر ستون با پوشش مرطوب پوشانده شود.

 

  1. با توجه به اينكه عملكرد مناسب انواع سيمان هاي آميخته استاندارد در شرايط مهاجم، در اكثر تحقيقاتي كه صورت گرفته تاييد شده است، در صورت تصميم بر استفاده از اين مواد در طرح و براي شرايط محيطي متفاوت از لحاظ نفوذ املاح شيميايي توصيه مي شود كه عمل‌آوري حداقل به مدت 14 روز ادامه يابد.

 

  1. در مورد عمل‌آوري در دماي زياد (با بخار) براي قطعات پيش‌ساخته ، توصيه مي‌شود دماي بتن از 60 درجه‌سانتيگراد بيشتر نشود و درصورتيكه SO3 موجود در سيمان بيش از 2 درصد باشد، بهتر است دماي بتن را به 50 درجه‌سانتيگراد محدود نمود. در مورد سيمان هاي حاوي پوزولان يا سرباره زياد ممكن است بتوان دماي عمل‌آوري را افزايش داد.

 

  1. توصيه مي‌شود آهنگ افزايش دماي بتن هنگام گرم كردن از 20 درجه‌سانتيگراد در هر ساعت بيشتر نشود و در هنگام خنك‌كردن آهنگ كاهش دما براي قطعات نازك كمتر از 20 درجه‌سانتيگراد بر ساعت و براي قطعات حجيم كمتر از 10 درجه‌سانتيگراد بر ساعت باشد. همچنين براي قطعات حجيم اختلاف دماي سطح و مغز بتن از 20 درجه‌سانتيگراد تجاوز نكند.

 

 

4-7- علل و مرمت عيوب ايجاد شده در هنگام اجرا و ساخت

 

در اين قسمت، بر روي نقايص و خرابيهايي كه در مراحل ساخت و يا بعد از آن در يك سازه به علت عدم دقت در مراحل كار و عدم پيش‌بيني‌هاي لازم بروز مي‌كند به طور خلاصه‌ اشاره مي شود.

اشكالاتي مانند درزهاي سرد و تركهاي ناشي از جمع‌شدگي پلاستيك در اين منطقه به علت دماي زياد هوا و بر اثر وزش باد معمولترند. همچنين پوشش كم روي ميلگرد و نيز عدم تراكم مطلوب بتن مي‌تواند سبب نفوذ سريعتر رطوبت، اكسيژن و نمكها به داخل بتن شده و خوردگي ميلگردها را در كوتاه مدت فراهم نمايد.

 

 

 

 

 

4-7-1-  انواع ترك‌‌هاي غير سازه‌‌اي

 

تركها و الگوي آنها  مي‌تواند مشخصات متفاوت آنها را بسته به مكانيزم شكل‌گيري ارائه دهد. انواع مختلف تركها در زمانهاي مختلفي از عمر بتن ظاهر مي‌شوند و شكل و الگوي اين تركها و به خصوص زمان اولين پيدايش در تشخيص علت بروز آنها بسيار اهميت دارد. اطلاعات نسبتاً جامعي در ACI224.1R  در زمينه حالتهاي عمومي تركها و راهكارهايي براي جلوگيري از آنها ارائه شده است. اين اطلاعات در جدول (4-1 )   فهرست بندي شده اند. سريعترين تركها از لحاظ زمان پيدايش عبارت از تركهاي ناشي از جمع‌‌شدگي پلاستيك و نيز تركهاي ناشي از نشست خميري بتن است كه معمولاً بعد از چند ساعت از زمان ريختن و جا دادن بتن، ظاهر مي‌شوند.

 

جدول 4-1-  انواع ترك خوردگيهاي غير سازه‌اي بتن و زمان بروز آنها

نوع ترك

زمان پيدايش

  • حركت و تكان‌خوردن ميلگردها
  • ترك خوردگي ناشي از نشست خميري بتن
  • ترك خوردگي ناشي از جمع  شدگي پلاستيك
  • تركهاي ناشي از انقباض حرارتي در كوتاه مدت
  • تركهاي ناشي از جمع شدگي در اثر خشك شدن در دراز مدت 
  • ساعات اوليه
  • بين  10 دقيقه تا 3 ساعت بعد از ريختن
  • بين  30 دقيقه تا 6 ساعت بعد از جاي دادن بتن
  • 1 روز تا 2 يا 3 هفته بعد از بتن ريزي
  • بين چند هفته تا چند ماه بعد از بتن ريزي
 

 

 

  •  تركهاي ناشي از جمع‌شدگي پلاستيك

 

 در هنگام ريختن بتن، به علت اينكه هنوز خاصيت خميري دارد، آب در آن به راحتي حركت مي‌كند. لذا مواد سنگين تمايل به ته‌نشيني دارند و لذا آب بيشتري نسبت به حالت يكنواخت بر روي مخلوط باقي مي‌ماند. در دماي هواي بالا و بخصوص هنگام وزش باد، تبخير شديدي از سطح بتن صورت مي‌گيرد. بر اثر اين تبخير لايه سطحي خشك شده و حجم آن كمتر مي‌شود. اين تغيير حجم در لايه سطحي باعث ايجاد تنش‌هاي كششي و گسترش آن در لايه سطحي شده و در حالتي كه بتن هنوز حالت خميري و مقاومت خيلي كمي دارد، باعث ترك‌خوردگي مي‌گردد. درصورتي كه سرعت تبخير بيش از 1 كيلوگرم بر مترمربع در ساعت باشد، احتمال ترك‌خوردگي كاملاً وجود دارد.

 اين نوع تركها بين 1 تا 2 ميليمتر عرض و 300  تا  500 ميليمتر طول و 2  تا 50 ميليمتر عمق دارند.  معمولاً الگوي شكل گيري آنها تصادفي است ولي گاهي ممكن است جهت آنها در جهتي كه بتن پرداخت شده است، تغيير كند.

تشكيل اين نوع تركها در بتن، درحالي كه هنوز خاصيت خميري دارد، از ميان خمير خواهد بود. اين نوع تركها هم در سازه‌هاي بتني مسلح و هم در سازه‌هاي بتني غير مسلح ايجاد مي‌گردد.

 

 

  • تركهاي ناشي از نشست خميري بتن

 

نوع ديگري از ترك خوردگي وجود دارد كه ناشي از حركت ذرات سنگدانه به سمت پايين و بالا آمدن ذرات سيمان به بالا و جايگزين شدن آن با سنگدانه‌ها در سطح است. حركت رو به بالاي آب مي‌تواند باعث ترك‌خوردگي ناشي از نشست خميري بتن شود. ته نشيني  و حركت مواد با وزن مخصوص بيشتر به سمت پايين با قيد شبكه ميلگردها و يا قالبها ممانعت مي‌گردد. بتن خميري مي‌تواند با تشكيل قوسهايي روي هر ميلگرد سطح را با كشش همراه كند. تركهايي مي‌تواند در ارتباط با فضاهاي خالي و حفره‌هاي زير ميلگرد نيز تشكيل شود. هنگامي كه ميلگردها با فاصله كمي نسبت بهم قرار مي‌گيرند، كل بتن روي آنها به صورت قوس در‌آمده و بتن زير نشست مي‌كند. اين حالت مي‌تواند سبب ايجاد جدايي و گسستگي زير ميلگردها گردد.

الگوي اين ترك‌خوردگي معمولاً بستگي به  مانعي كه در برابر حركت رو به پايين و ته نشست مواد ايجاد مي‌شود، دارد. معمولترين قيد و مانع توسط لايه‌هاي فوقاني شبكه ميلگردها در دالها ايجاد مي‌شود. تركهاي ايجاد شده و گسترش يافته در سطوح فوقاني ظاهر شده و معمولاً در امتداد ميلگردها ادامه مي‌يابند و گاه تشكيل خطوط موازي با هم در راستاي ميلگردها مي‌دهند. البته گاهي تركهاي كوچكي نيز در جهت مخالف بوجود مي‌آيد. تركهاي ناشي از نشست خميري معمولاً از سطح بتن تا ميلگردها ادامه دارند و معمولاً حدود 1 ميليمتر عرض دارند و گاهي مي‌توانند عريض‌تر هم باشند. 

براي جلوگيري از اين ترك‌خوردگي، استفاده از دوده‌سيليسي براي چسبندگي بيشتر مخلوط و نيز طرح مناسب دانه‌بندي، اختلاط و تراكم مجدد بتن، بعد از جايگذاري آن و قبل از گيرش نهايي بتن متداول است.           

 

 

  •  ترك ‌خوردگي ناشي از انقباض حرارتي

 

عمل هيدراتاسيون بين آب و سيمان يك واكنش گرما‌زا مي‌باشد، بدين معني كه توليد حرارت مي‌كند. ميزان حرارت توليد شده خصوصاً بستگي به نوع سيمان دارد. همچنين ميزان حرارت بستگي به شرايط محيطي و نيز شكل هندسي اعضا و ابعاد آن، حتي نوع قالبها دارد. دماي بالاي محيط، سرعت واكنش را افزايش مي‌دهد. دالها كه داراي سطح تماس زيادي با محيط هستند تبادل گرمايي بيشتري نسبت به عضوهاي كوچكتر دارند. اجزايي كه داراي ابعاد بزرگتري هستند گرماي بيشتري نسبت به مقاطع كوچكتر در آنها حبس مي‌گردد، در حالي كه مقاطع كوچكتر براي از دست دادن گرما آمادگي بيشتري دارند.

همچنين قالبهاي چوبي در هنگام تبادل گرمايي با محيط، خاصيت عايق‌بندي حرارتي بيشتري نسبت به قالبهاي فولادي دارند، لذا ميزان بيشينه دما در قالبهاي چوبي بالاتر مي‌باشد.

به هر حال، وقتي كه بتن  بر اثر هيدراتاسيون گرم مي‌شود، شروع به انبساط مي‌كند. اگر هرگونه مقاومتي در برابر اين انبساط صورت گيرد (براي مثال، از طرف قسمتهاي ريخته شده قبلي) تنش‌هاي فشاري توليد مي‌شود. بعد از رسيدن به دماي بيشينه، بتن شروع به سرد شدن مي‌كند و حجمش كاهش مي‌يابد. مقاومت در برابر اين جمع‌شدگي باعث ايجاد تنش‌هاي كششي مي‌شود. در اين مرحله كه معمولاً چند روز بعد از ريختن بتن آغاز مي‌شود، بتن مقاومت كمي داشته و هنوز آمادگي تحمل اين تنشهاي كششي را ندارد و لذا احتمال ترك‌خوردن در اثر جمع‌شدگي وجود دارد.

از انواع تركهاي حرارتي ميتوان به تركهايي اشاره كرد كه در ديوارها و روي پي‌هاي نواري كه از زمان ريختن آنها چند روز مي‌گذرد، به وجود مي‌آيد. در اين حالت، تركهاي عمودي از پايه ديوارها در وسط ديوار شروع مي‌شود و از مقطع آن مي‌گذرند و در كناره ديوار داراي يك زاويه  45  درجه مي‌شوند. عرض شكاف و عمق آن بستگي به ميزان ميلگردها دارد و معمولاً در روشهاي طراحي كنترل حداقل ميلگرد به منظور كنترل اين تركها صورت مي‌گيرد.

 

 

  •  تركهاي ناشي از جمع‌شدگي بر اثر خشك شدن در دراز مدت

 

معمولاً مقدار آب موجود در مخلوط بتن، بيشتر از آنچه كه براي عمل هيدراتاسيون لازم است، مي‌باشد. اگر بتن در شرايطي قرار گيرد كه رطوبت نسبي محيط كم باشد، رطوبت بتن از طريق سطح كاهش مي‌يابد.

از دست رفتن رطوبت موجب كاهش حجم شده كه به انقباض ناشي از خشك شدن تعبير مي‌گردد. اگر عمل انقباض و جمع شدن با قيد خارجي يا داخلي روبرو شود، تنشهاي كششي ايجاد شده، باعث ترك خوردن بتن خواهد شد. اجزاي نازك و داراي سطوح بزرگ، مانند دال‌ها مستعد اين نوع ترك‌خوردگي هستند. زمان پيدايش اين ترك‌خوردگي بستگي به ميزان خشك‌شدن كه آن را هم شرايط محيط تعيين مي‌كند، دارد. ولي معمولاً چندين ماه پس از ريختن بتن به وقوع مي‌پيوندد و اين  ترك خوردگي در سطح بتن ظاهر مي‌شود، زيرا خشك شدن از لايه سطحي صورت مي‌گيرد.

خشك شدن لايه سطحي و كاهش حجم آن و مقاومت در برابر تغيير حجم توسط لايه‌هاي زيرين باعث ترك خوردن در لايه سطحي در دالها با سطوح بزرگ مي‌شود. معمولاً در گوشه دالها اولين ترك ها ظاهر مي‌شود، زيرا از 3 طرف خشك شدن صورت ميِ‌گيرد. الگوي مشخصي از تركهاي ناشي از جمع‌شدگي بر اثر خشك شدن وجود ندارد. عرض اين تركها نيز بستگي به ميزان خشك شدن بتن، هندسه عضو و نيز فاصله بين قيدهاي  خارجي دارد. براي مثال، در دالهايي كه بر روي زمين قرار مي‌گيرند و يك بعد آن از بعد ديگر بزرگتر است، تركها در قسمت مياني و به موازات بعد كوچكتر شكل مي‌گيرند و تركهايي نيز به طور مورب در گوشه‌ها ايجاد مي‌شود. همچنين در دالهاي يك طرفه يا دو طرفه نيز اين وضعيت ايجاد مي‌شود. تركهايي در گوشه‌ قسمت‌هاي خالي دال كه مثلاً براي پله‌ها در نظر گرفته شده  نيز به وجود مي‌آيند.

 

4-7-2- معايب در سطوح بر اثر اجرا

 به طور كلي، سطوح بتني نمايان مي‌تواند ترك‌خوردگي‌ها و عيب‌هاي ناشي از مشكلات اجرايي را نشان دهند. گاهي ممكن است بعضي از اين مشكلات بسيار به نظر رسد، اما در روند كلي و مسائل مربوط به دوام اثر چنداني نداشته باشند. گاهي نيز اين ترك ها و عيبها در عين اينكه محدود هستند و به سختي به چشم مي‌آيند قابليت زيادي براي تخريب سازه در برابر مسائل مربوط به دوام دارا هستند.

در جدول ( 4-2) تعدادي از اين عيوب و علل  احتمالي آنها ذكر شده است.