افزودنی های بتن – انواع روان کننده و فوق روان کننده بتن – فوق روان کننده پلی کربوکسیلاتی BASF
لزوم بکارگیری افزودنی های در حاشیه خلیج فارس
ایمان غلامی نیگچه
کارشناس ارشد مهندسی عمران و مدیریت فنی مجموعه کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران
www,clinicbeton.com
عناوین مطالب مطروحه
– مقدمه
– ویژگی های بتن مطلوب در حاشیه خلیج فارس
– نیاز مبرم به تغییر کیفیت بتن آماده معمولی در حاشیه خلیج فارس
– نقش مواد افزودنی در بتن های حاشیه خلیج فارس
– نقش مواد روان کننده و آشنایی گسترده تر با آن ها در بتن های حاشیه خلیج فارس
– نقش مواد دیرگیرکننده در بتن های حاشیه خلیج فارس
– نقش مواد پودری معدنی (پوزولان ها و روباره ها) در بتن حاشیه خلیج فارس
– نقش مواد بازدارنده خوردگی در بتن های حاشیه خلیج فارس
– نقش مواد آب بندکننده و یا دافع آب در بتن های حاشیه خلیج فارس
– نقش مواد حفاظت کننده سطحی در سازه های بتنی حاشیه خلیج فارس
مقدمه
– لزوم مصرف افزودنی برای بهبود کیفیت بتن و بالا بردن مقاومت، دوام و نفوذپذیری
– نیاز به بتن با دوام و نفوذناپذیر در حاشیه خلیج فارس بویژه در مورد بتن مسلح
– وجود مشکل خوردگی میلگردهای بتن در حاشیه خلیج فارس
– عدم امکان ساخت بتن مطلوب بدون مصرف افزودنی های مختلف و ضروری
– وجود مشکلات اجرایی منجمله گرمی هوا
– عدم امکان رفع مشکلات اجرایی بدون مصرف افزودنی های لازم
– امکان افزایش عمر مفید سازه های بتنی با افزودنی ها
– گستردگی استفاده از بتن آماده و مشکلات آن
ویژگی های بتن مطلوب در حاشیه خلیج فارس
ویژگی های بتن مطلوب می تواند مربوط به موارد زیر باشد:
الف: ویژگی های ضابطه ای بتن مسلح (قسمت روی میلگرد)
– کیفیت مصالح سنگی از نظر مکانیکی و وجود مواد زیان آور بویژه یون کلرید
– ویژگی های هندسی و شکلی مصالح سنگی مانند محدودیت حداکثر اندازه اسمی 20 میلیمتر و شکستگی درشت دانه ها
– دانه بندی مصالح سنگی: بافت دانه بندی متوسط تا نسبتا ریز
– کیفیت سیمان: مصرف سیمان هایی با C3A بیشتر از 5 و کمتر از 8 درصد
– کیفیت آب: محدودیت مواد زیان آور بویژه یون کلرید
– نسبت های اختلاط: محدودیت حداکثر نسبت آب به سیمان (45/0 و 4/0)، محدودیت حداقل و حداکثر عیار سیمان (حداقل 350 طبق آبا و 325 تا 375 طبق آیین نامه پایایی)
– کارآیی: نیاز به روانی 75 تا 150 میلیمتر در غالب موارد بجز بتن ترمی یا برخی قطعات پیش ساخته
– نوع و نحوه ریختن و تراکم: بتن ریزی بدون جداشدگی و تراکم مناسب
– نحوه عمل آوری: عمل آوری مناسب و ترجیحا با رطوبت رسانی به مدت کافی
– دما در هنگام ریختن: حداکثر 30 یا 32 درجه
ب: ویژگی های عملکردی بتن مسلح (قسمت روی میلگرد)
– مقاومت فشاری 28 روزه بتن: حداقل رده C35 طبق آبا یا حداقل رده C30 تا C40 در آیین نامه پایایی
– جذب آب نیم ساعته بتن 28 روزه (BS 1881:Part 122): حداکثر 2 تا 3 درصد
– عمق نفوذ آب تحت فشار بتن 28 روزه (EN 12390: Part 8): حداکثر 10 تا 30 میلیمتر
– شاخص عبور جریان الکتریکی در بتن 28 روزه (ASTM C1202): حداکثر 2000 تا 3000 کولمب
– مقاومت ویژه الکتریکی 28 روزه: حداقل 50 تا 100 اهم متر
– ضریب جذب آب مویینه (روش Rilem): حداکثر 7/0 تا 9/0 میلیمتر بر جذر زمان برحسب ساعت
– جذب آب سطحی اولیه (ISAT) (BS 1881:Part 208):
حداکثر 25/0 تا 5/0 میلیمتر بر مترمربع در ثانیه (در 10 دقیقه اول)
حداکثر 15/0 تا 3/0 میلیمتر بر مترمربع در ثانیه (در 30 دقیقه)
حداکثر 1/0 تا 2/0 میلیمتر بر مترمربع در ثانیه (در یک ساعت)
حداکثر 075/0 تا 15/0 میلیمتر بر مترمربع در ثانیه (در 2 ساعت)
– ضریب نفوذ گاز اکسیژن (روش Cembureau): حداکثر 17-10 تا 17-10×5 مترمربع
– ضریب انتشار یون کلرید در بتن: حداکثر 30 تا 150 میلیمتر مربع در سال
– جذب آب نهایی (ASTM C642): حداکثر 4 تا 6 درصد
نیاز مبرم به تغییر کیفیت بتن های آماده معمولی در حاشیه خلیج فارس
با توجه به ویژگی های بتن مطلوب نمی توان از بتن های آماده معمولی در حاشیه خلیج فارس استفاده کرد.
وضعیت فعلی و مطلوب را می توان بصورت زیر مقایسه کرد:
وضعیت فعلی بتن های آماده
– فروش بتن براساس عیار سیمان
– فروش بتن براساس مقاومت های 28 روزه استوانه ای در حد 20 و 25 مگاپاسکال (25 و 30 مکعبی)
– استفاده از سنگدانه با حداکثر اندازه اسمی 25 میلیمتر و دانه بندی متوسط تا درشت
– عدم محدویت نسبت آب به سیمان و نامشخص بودن آن
– عدم توجه به روانی مطلوب و افزودن آب در پای کار به علت کارآیی کم
– حمل در فواصل طولانی در هوای گرم بدون توجه به زمان گیرش اولیه
– عدم وجود محدودیت برای دمای بتن در هنگام ریختن
– عدم کنترل جدی میزان یون کلرید بتن
– عدم توجه به نوع سیمان مصرفی
– عدم توجه به محدودیت های عیار سیمان
– عدم بکارگیری افزودنی های فوق روان کننده، کندگیرکننده و میکروسیلیس و غیره
وضعیت مطلوب بتن های آماده
– فروش بتن براساس رده های مقاومتی 28 روزه استوانه ای 30 تا 40 مگاپاسکال (35 تا 45 مکعبی)
– رعایت حداکثر اندازه اسمی 20 میلیمتر و دانه بندی متوسط تا نسبتا ریز
– استفاده از شن نیمه شکسته یا شکسته و ترجیحا ماسه گردگوشه
– رعایت نسبت آب به سیمان 4/0 یا 45/0
– درنظر گرفتن روانی مطلوب با توجه به نوع قطعه و وسیله بتن ریزی
– رعایت محدودیت های عیار سیمان بویژه حداکثر عیار سیمان
– توجه به فاصله زمانی حمل و استفاده از کندگیرکننده بویژه در هوای گرم
– توجه به حداکثر دمای مجاز در هنگام ریختن بتن و مسلما ساخت بتن خنک در کارخانه
– کنترل مقدار یون کلرید موجود در بتن مسلح
– استفاده از سیمان های مناسب و مجاز برای بتن مسلح
– بکارگیری روان کننده یا فوق روان کننده
– استفاده از دوده سیلیسی و فوق روان کننده
نقش مواد افزودنی در بتن های حاشیه خلیج فارس
– برای دستیابی به بتن مطلوب و اجرای مناسب نیاز به افزودنی های مختلفی احساس می شود.
– برای تامین روانی با وجود کاهش نسبت آب به سیمان نیاز به روان کننده یا فوق روان کننده وجود دارد.
– امروزه مواد روان کننده یا فوق روان کننده معمولا به افزایش مقاومت و دوام بتن منجر می شود.
– برای اجرای بهتر و دیرگرفتن بتن نیاز به مواد کندگیرکننده وجود دارد.
– گاه برای کاهش نفوذ یون کلرید و رطوبت در بتن نیاز به مصرف پوزولان های طبیعی و مصنوعی مناسب یا سرباره ها وجود دارد.
– دوده سیلیسی می تواند به شدت از نفوذ یون کلرید و خوردگی میلگردها بکاهد.
– بکارگیری دوده سیلیسی نیازمند بکارگیری فوق روان کننده بیشتری می باشد.
– امروزه در برخی پروژه ها از مواد بازدارنده خورندگی در بتن استفاده می شود.
– نقش برخی مواد آب بندکننده و یا دافع آب در بتن در کاهش خوردگی میلگردها روشن نیست اما بنظر می رسد کاهش نفوذ رطوبت و یون کلرید در بتن در اکثر موارد مثبت باشد.
– برخی مواد هرچند افزودنی محسوب نمی شود اما کمک مهمی را به انجام می رسانند مانند موادی که برای پوشش روی میلگردها و یا پوشش سطحی بتن بکار می روند.
نقش مواد روان کننده در بتن های حاشیه خلیج فارس و آشنایی گسترده تر با آنها
– مواد روان کننده معمولا پیوند اجزای بتن با یکدیگر و سایر اجزا را در بتن تازه کاهش می دهند.
– مواد روان کننده به توزیع سیمان و مواد پودری ریز در بتن کمک می کنند.
– مواد روان کننده موجب روان تر شدن بتن می گردند.
– مواد روان کننده می تواند به کاهش آب بتن منجر شود بدون اینکه روانی افزایش یابد.
– مواد روان کننده می تواند به کاهش نسبت آب به سیمان بتن منجر شود بدون اینکه روانی و عیار سیمان افزایش یابد.
– مواد روان کننده می تواند به افزایش مقاومت و دوام و نفوذناپذیری بتن منجر شود حتی اگر نسبت آب به سیمان کاهش نیابد.
– مواد روان کننده می تواند موجب کاهش مصرف سیمان با حفظ روانی بتن گردد.
– مواد روان کننده می تواند به کاهش جمع شدگی و افزایش مقاومت و دوام و نفوذناپذیری بتن بدلیل کاهش مصرف سیمان با وجود ثابت بودن نسبت آب به سیمان منجر شود.
– مواد روان کننده می تواند در یک زمان به کاهش نسبت آب به سیمان، کاهش عیار سیمان و افزایش روانی منجر گردد و موجب افزایش مقاومت، دوام، نفوذناپذیری و کاهش جمع شدگی شود.
مثال هایی از طرح مخلوط بتن در حاشیه خلیج فارس
مثال1: بکارگیری بتن در یک سازه بسیار نزدیک به ساحل یا در منطقه جزر و مد و یا بالای سطح آب بدون میکروسیلیس
مثال2: بکارگیری بتن در یک سازه بسیار نزدیک به ساحل یا در منطقه جزر و مد و یا بالای سطح آب با میکروسیلیس
مثال3: بکارگیری بتن در یک سازه با فاصله متوسط از ساحل بیرون خاک و یا درون خاک در نزدیکی ساحل و یا درون آب دریا
– در این مثال ها که نسبتا واقعی هستند نشان داده می شود که چگونه نیاز به مصرف مواد افزودنی روان کننده یا فوق روان کننده وجود دارد.
– در این مثال ها سعی شده از آنچه در آیین نامه پایایی بتن ایران آمده است کاملا تبعیت شود.
آشنایی گسترده تر با روان کننده ها
روان کننده های معمولی Placticizers (P) or Water Reducing Agents (WRA)
– روانکنندههای معمولی بیش از نیم قرن سابقه دارند. این مواد معمولاً به صورت لیگنوسولفونات ها در بازار ایران وجود دارد.
– روانکنندههای معمولی باید حداقل 5 درصد از آب بتن را با حداقل میزان مصرف پیشنهادی کاهش دهند.
– روانکنندههای معمولی حداکثر می توانند 12درصد از آب بتن را با حداکثر میزان مصرف پیشنهادی کاهش دهند.
– روانکنندههای معمولی غالبا نقش کندگیرکننده را نیز دارا می باشند.
– روانکنندههای معمولی ممکن است تا حدودی حبابزایی داشته باشند.
– میزان مصرف پیشنهادی روانکنندههای لیگنوسولفوناتی بین 2/0 تا 1درصد وزنی سیمان است.
– غلظت مواد پودری روانکنندههای معمولی باید در حدود 38 تا 42 درصد وزن مایع باشد و در این حالت چگالی آن 17/1 تا 20/1 کیلوگرم بر لیتر است.
– ماده لیگنوسولفوناتی دارای رنگ قهوه ای تیره با بوی تند زننده الکلی می باشد.
– مواد روانکننده معمولی غالبا دارای افت اسلامپ کمی هستند و برای مدت بیشتری می توانند حفظ روانی نمایند.
– قیمت روانکننده معمولی مایع با غلظت معمول امروزه در محدوده 550 تا 650 تومان به ازای هر کیلو می باشد.
– با افزودن برخی افزونه ها به مواد روانکننده معمولی می توان بر حبابزایی، گیرش و حفظ روانی آن تاثیر گذارد.
روانکنندههای قوی یا فوقروانکنندهها
Super Placticizers (SP), High Range Water Reducing Agents (HRWRA)
– فوق روانکنندهها باید دست کم 12 درصد از آب بتن را با حداقل میزان مصرف پیشنهادی کاهش دهند.
– روانکنندههای قوی دارای دسته بندی های مختلفی از نظر نوع مواد متشکله هستند. سابقه برخی از این مواد بیش از روانکنندههای معمولی و سابقه بعضی از آنها کمتر از دو دهه است.
– فرم آلدئید نفتالین سولفوناته فشرده از جمله فوق روانکنندههای قدیمی است که معمولا به نام مواد نفتالینی شناخته می شود.
– فرم آلدئید نفتالین سولفوناته فشرده دارای رنگ قهوه ای تیره است و ذاتا کندگیر می باشد.
– غلظت فرم آلدئید نفتالین سولفوناته فشرده پودری در حدود 33 تا 37 درصد وزن مایع می باشد و در این حالت چگالی آن بین 16/1 تا 18/1 کیلوگرم بر لیتر است.
– میزان مصرف پیشنهادی فوق روانکننده نفتالینی بسته به غلظت آن بین 3/0 تا 5/1 درصد وزن سیمان است.
– حداکثر کاهش آب فوق روانکننده نفتالینی در حدود 22درصد به ازای حداکثر میزان مصرف پیشنهادی می باشد.
– افت روانی فوق روانکننده نفتالینی متوسط می باشد و بهرحال باید مدنظر قرار گیرد.
– قیمت فوق روانکننده نفتالینی با غلظت متعارف و بسته به میزان کندگیری یا حفظ روانی بین 950 تا 1150 تومان به ازای هر کیلو می باشد.
– با افزودن برخی مواد به فوق روانکننده نفتالینی می توان بر زمان گیرش و حفظ روانی آن تاثیر گذاشت.
– فرم آلدئید ملامین سولفوناته فشرده از جمله فوق روان کننده های نسبتا قدیمی هستند که معمولا به نام ملامینی شناخته می شود.
– فرم آلدئید ملامین سولفوناته فشرده پودری دارای رنگ سفید و مایع آن بیرنگ متمایل به شکری است.
– فرم آلدئید ملامین سولفوناته فشرده ذاتا از زودگیری برخوردار است و افت اسلامپ آن زیاد می باشد.
– غلظت مواد پودری ملامینی بین 20 تا 35 درصد وزنی مایع آن می باشد و چگالی آن بین08/1 تا 12/1 می باشد.
– با افزودن مواد کندگیرکننده و برخی افزونه های دیگر می توان زمان گیرش را زیادتر و افت اسلامپ آن را کمتر نمود.
– در مواردی که فاصله زمانی ساخت با حمل بتن زیاد است بهتر است این مواد را مصرف ننمود.
– حداقل درصد کاهش آب این مواد به ازای حداقل میزان مصرف پیشنهادی نباید کمتر از 12درصد باشد.
– حداکثر درصد کاهش آب مواد ملامینی ممکن است به بیش از 25 درصد بالغ شود.
– مواد پودری ملامینی در ایران ساخته می شود و بدین دلیل قیمت واحد آن عملا در حد روان کننده های معمولی است.
– قیمت مواد ملامینی مایع ایرانی بسته به غلظت آن بین 650 تا 800 تومان به ازای هر کیلو می باشد. قیمت نوع خارجی آن در حدود 30 تا 50 درصد بالاتر است.
– میزان مصرف مواد ملامینی مایع بسته به غلظت آن بین 5/0 تا 5/3 درصد می باشد.
– پلیکربوکسیلاتها یا مواد پلی کربوکسیلیک اتری از جمله فوق روان کننده های جدیدتر می باشند.
– مواد پلیکربوکسیلاتی بصورت مایع و به رنگهای طوسی یا زرد کدر به بازار عرضه می شود.
– مواد پلیکربوکسیلاتی معمولا بصورت خنثی می باشند و می توان آنرا زودگیر یا کندگیرتر نمود.
– مواد پلیکربوکسیلاتی معمولا از افت اسلامپ متوسطی برخوردار است که می توان مدت حفظ اسلامپ را افزایش داد.
– حداقل درصد کاهش آب این مواد به ازای حداقل میزان مصرف پیشنهادی نباید کمتر از 12 درصد باشد.
– حداکثر درصد کاهش آب این مواد به ازای حداکثر میزان مصرف پیشنهادی به حدود 35 درصد می رسد.
– میزان مصرف این مواد بین 3/0 تا 5/1 درصد پیشنهاد می شود.
– قیمت پلی کربوکسیلات ها بسته به نوع و غلظت آن بین 2500 تا 3200 تومان به ازای هرکیلو می باشد.
– چگالی پلی کربوکسیلات ها بین 05/1 تا 1/1 کیلوگرم بر لیتر می باشد.
– آکریلات ها از جمله فوق روان کننده های جدید هستند که کمتر در ایران مصرف می شود.
– آکریلات ها بصورت مایع شیری رنگ هستند.
نقش مواد دیرگیرکننده (Retarders) در بتن های حاشیه خلیج فارس
– این مواد مجازند زمان گیرش بتن را به میزان حداکثر 4ساعت به تاخیر اندازند.
– این مواد می توانند موجب حفظ اسلامپ در طول حمل و عملیات بتن ریزی شوند.
– این مواد می توانند سرعت هیدراسیون را در ابتدای کار کاهش و سرعت گرمازایی را کم کنند و به بتن ریزی های حجیم تا حدی کمک نمایند تا دمای مغز بتن آرام تر بالا رود و فرصت تبادل بیشتری بوجود آید و تنش های حرارتی کمتر گردد.
– وقتی فاصله زمانی حمل و مدت بتن ریزی یک محموله بطول میانجامد بهتر است از مواد دیرگیرکننده استفاده کرد.
– در صورتی که در مناطق گرم و خشک، بتن ریخته شده با تاخیر در گیرش مواجه شود احتمال ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی خمیری بدلیل تبخیر افزایش می یابد.
– مواد دیرگیرکننده موجود در بازار ایران عمدتا از نوع لیگنوسولفونات ها یا گلوکونات ها و یا فسفات کلسیم می باشد که گلوکونات ها عملکرد بهتری دارند.
نقش مواد پودری معدنی (پوزولان ها و روباره ها) در بتن حاشیه خلیج فارس
پوزولان ها
– پوزولان ها با آهک هیدراته (هیدروکسید کلسیم) ترکیب می شوند و ماده پرکننده و چسباننده بوجود می آورند که نفوذپذیری را کم کرده و pH خمیر سیمان را نیز کاهش می دهند. اغلب پوزولان ها دوام در برابر سولفات ها را بهبود می بخشند.
– پوزولان ها به صورت های طبیعی (خام یا کلسینه) و یا مصنوعی هستند.
– پوزولان های طبیعی ایران عمدتا بصورت توف ها یا خاکسترهای آتشفشانی در تولید سیمان بکار می روند و کمتر بصورت افزودنی در بتن استفاده می شود. سیمان های پرتلند پوزولانی ایران حاوی حداکثر 15 درصد از این نوع پوزولان ها می باشند.
– وجود حداکثر 15 درصد پوزولان طبیعی در سیمان آمیخته، تاثیر کمی بر کیفیت مقاومتی و دوامی بتن در دراز مدت دارد.
– مصرف پوزولان های طبیعی می تواند مصرف آب بتن را بیشتر کند که تاثیر منفی بر مقاومت و دوام را می تواند به همراه داشته باشد.
– مصرف پوزولان های طبیعی می تواند افت اسلامپ بیشتری را بوجود آورد که مثبت تلقی نمی شود.
– افزایش پوزولان طبیعی (بیش از 15 درصد) بر مقاومت های کوتاه مدت و میان مدت تاثیر منفی می گذارد اما ممکن است برای دراز مدت مطلوب باشد.
– مصرف پوزولان طبیعی بیش از 30 یا 35 درصد ممکن است مفید نباشد و آهکی برای ترکیب یافت نشود و مقاومت های دراز مدت نیز افت کند.
– مهمترین پوزولان های مصنوعی مصرفی در ایران، دوده سیلیسی و خاکستر بادی هستند.
– دوده سیلیسی در سه کارخانه در ایران تولید می شود اما خاکستر بادی مصرفی از خارج وارد می گردد و بیشترین مصرف آنها در حاشیه خلیج فارس می باشد.
– دوده سیلیسی عمدتا مربوط به غبار کارخانه های فروآلیاژ یا فروسیلیس است که ذرات بسیار ریز تقریبا کروی شکل دارد و از نوع سیلیس آمورف (غیر بلوری) است.
– درصورت پودر کردن سنگ های سیلیسی بصورت خیلی ریز و میکرونیزه، میکروسیلیس حاصل نمی شود و فروش این مواد بعنوان میکروسیلیس یک نوع کلاهبرداری رایج تلقی می شود.
– ذرات میکروسیلیس معمولا در محدوده 05/0 تا 2/0 میکرون می باشد و سطح ویژه آن بین 13 تا 30 مترمربع در هر گرم می باشد (ریزی سیمان 3/0 مترمربع در هر گرم).
– واکنش دوده سیلیسی با آهک خمیر سیمان سریع تر از سایر پوزولان های طبیعی و مصنوعی است. بنابراین دیرگیری در بتن حاوی دوده سیلیسی عملا دیده نمی شود.
– بتن حاوی دوده سیلیسی چسبنده تر، چسبناک تر و آب انداختن و جداشدگی کمتر می گردد.
– امکان ترک خوردگی ناشی از تبخیر در بتن میکروسیلیس دار بیشتر می شود و نیاز به حفاظت رطوبتی بیشتری دارد.
– مقاومت های کوتاه مدت و میان مدت بتن میکروسیلیس دار بیشتر می شود اما تاثیر آن در دراز مدت روشن نیست.
– نفوذپذیری بتن میکروسیلیس دار کمتر می شود و مقاومت الکتریکی ویژه بتن بیشتر می گردد و یون کلرید کمتر نفوذ می کند.
– دوام بتن میکروسیلیس دار در برابر برخی سولفات ها محل تامل و اختلاف است.
– وجود میکروسیلیس، مصرف آب بتن را بشدت بالا می برد.
– امکان بکارگیری میکروسیلیس بدون فوق روان کننده امکان پذیر نیست.
– مصرف میکروسیلیس پودری در اختلاط بتن در بسیاری از موارد نتیجه مثبتی را ببار نمی آورد.
– بهتر است دوغاب یا ژل میکروسیلیس را در ساخت بتن بکار برد.
– بکارگیری 6 تا 8 درصد دوده سیلیسی (جایگزین سیمان) در بتن توصیه می شود.
– مصرف کمتر از 5 درصد دوده سیلیسی نتیجه مثبتی ببار نمی آورد و مصرف بیش از 10درصد از نظر فنی و اقتصادی توصیه نمی گردد.
– میکروسیلیس برای جلوگیری یا کنترل انبساط ناشی از واکنش قلیایی با سنگدانه های واکنش زا مفید است.
– میکروسیلیسی که بخوبی در بتن پخش نشده و بصورت کلوخه در آید می تواند در اثر واکنش با قلیاییها انبساط مخرب بوجود آورد.
– میکروسیلیس کار پمپاژ را مشکل می کند و موجب سایش وسائل و تجهیزات می گردد.
– برخی معتقدند که غبار میکروسیلیس در کارگاه می تواند بر سلامتی افراد تاثیر منفی گذارد.
– قیمت هر کیلو میکروسیلیس در ایران حدود 300 تومان می باشد (بدون هزینه بسته بندی و حمل)
– خاکستر بادی، خاکستر سیلیسی آمورف کوره ذغال سنگ است که کروی شکل بنظر می رسد و از دهانه دودکش کوره خارج می شود.
– اندازه ذرات خاکستر بادی بین 10 تا 40 میکرون است که انواع ریزتر نیز دارد.
– سطح ویژه خاکستر بادی معمولی بین 4/0 تا 7/0 مترمربع در هر گرم است که در انواع ریز ممکنست به شدت افزایش یابد.
– در سایر کشورهایی که نیروگاه زغال سنگی دارند، خاکستر بادی قابل توجهی حاصل می گردد و در ساخت سیمان آمیخته و یا بصورت افزودنی بکار می رود.
– مصرف خاکستر بادی موجب دیرگیری بتن، کاهش مقاومت اولیه، کاهش سرعت گرمازایی، کاهش نفوذپذیری و افزایش دوام در محیط های سولفاتی و حاوی کلرید می گردد و انبساط مخرب مربوط به واکنش سنگدانه و قلیایی ها را کنترل می کند و مقاومت دراز مدت را بالا می برد.
– مصرف 15 تا 25 درصد خاکستر بادی جایگزین سیمان در بتن در حاشیه خلیج فارس توصیه می شود اما مصرف بیشتر از 30 درصد نمی تواند کمکی به بالا بردن هرچه بیشتر کیفیت بتن نماید.
– مصرف خاکستر بادی ممکن است به کاهش آب مصرفی بتن نیز منجر گردد.
– پمپ کردن بتن حاوی خاکستر بادی بخوبی انجام می شود و سایش وسائل و تجهیزات مشاهده نشده است.
– قیمت هر کیلو خاکستر بادی معمولی در مبدا 30 تا 60 تومان و در حاشیه خلیج فارس 80 تا 120 تومان می باشد. خاکستر بادی خیلی ریز کیلویی 100 تا 120 تومان در مبدا و در جنوب ایران 200 تا 250 تومان تمام می شود.
روباره ها (سرباره ها)
– سرباره های اغلب کوره های ذوب فلزات می تواند به عنوان ماده سیمانی جایگزین سیمان بکار رود. معمول ترین سرباره مصرفی، سرباره کوره بلند ذوب آهن است که در ایران نیز تولید می شود.
– در ایران از سرباره برای ساخت سیمان آمیخته سرباره ای استفاده می شود و کمتر به عنوان افزودنی بکار می رود.
– روباره ها به عنوان ماده سیمانی در محیط قلیایی (آهک دار) مانند سیمان با آب ترکیب می شود و ماده پرکننده و چسباننده ایجاد می کند ولی آهک را مصرف نمی کند.
– روباره ها بر خلاف پوزولان ها، PH و قلیائیت محیط را پایین نمی آورد. به هر حال سرباره باید آمورف باشد و زود سرد شود.
– بهتر است مصرف روباره ها به عنوان افزودنی جایگزین سیمان بیش تر از 25 درصد وزن مواد چسبناننده باشد و می تواند بیش از 50 درصد نیز بکار رود.
– ایجاد کندگیری در بتن، کاهش جزیی مقاومت های اولیه و بهبود مقاومت های دراز مدت، کاهش گرمازایی و سرعت گرمازایی، کاهش نفوذپذیری و افزایش دوام در محیط های سولفاتی و کلریدی و کاهش انبساط مخرب مربوط به واکنش سنگدانه و قلیایی از جمله خواص سرباره در بتن است.
– سرباره با ریزی 4/0 تا 7/0 مترمربع در هر گرم بکار می رود و اندازه ذرات آن تا حدودی ریز تر از سیمان است.
– در محیط خلیج فارس وجود سرباره ها در بتن مفید بوده است و خوردگی میلگردها را کم کرده است.
– مصرف آب در بتن حاوی سرباره چندان دستخوش تغییر نمی گردد.
– بکارگیری سرباره ها به همراه پوزولان ها نیز تاثیر مثبتی را در این مناطق نشان داده است.
نقش مواد بازدارنده خوردگی میلگردها در بتن های حاشیه خلیج فارس
Corrosion Inhibitators, Anti-Corrosion Agents
– در طول 30 سال اخیر سعی شده است از مواد افزودنی در بتن به عنوان بازدارنده خوردگی میلگردها استفاده شود.
– مواد بازدارنده خوردگی به صورت های مختلف عمل می کند. انواع مهم آن بر دو قسم است. نوع آندی و همچنین نوع آندی – کاتدی.
– مواد آندی عمدتاً به صورت نیتریت کلسیم است که در بسیاری از نقاط دنیا بکار گرفته شده است و نشان داده اند که تاثیر مثبتی را در جلوگیری از خوردگی داشته اند.
– تحقیقاتی که در محیط خلیج فارس انجام شده، نشان داده است نیتریت کلسیم تاثیر چندان مثبتی را نداشته است.
– محلول نیتریت کلسیم با چگالی 24/1 کیلوگرم در لیتر به میزان 10 – 15 کیلوگرم در مترمکعب بتن بکار می رود ( 3 تا 5/3 درصد وزن سیمان).
– نیتریت کلسیم خاصیت زودگیری دارد و افت اسلامپ را به شدت زیاد می کند و باید به این نکته توجه داشت.
– ممکن است مصرف نیتریت کلسیم به همراه مواد پودری معدنی از خواص مثبت آن بکاهد.
– مواد بازدارنده آندی – کاتدی در حدود 15 سال سابقه مصرف دارد و جدید تلقی می شود.
– مواد بازدارنده آندی – کاتدی موجود در ایران بر پایه مشتقات آمین (استرآمین ها) می باشد.
– هنوز از تاثیر دراز مدت این مواد اطلاع کافی در دست نیست و تحقیقات خاصی در ایران در این باره انجام نشده است.
– برخی مواد بازدارنده خوردگی ممکن است نفوذپذیری را کاهش دهند اما سازوکار عملکرد آن ها بر پایه کاهش نفوذپذیری استوار نیست و الکتروشیمیایی است.
نقش حفاظت سطحی بتن در حاشیه خلیج فارس
– کیفیت سطحی بتن در مسائل دوام به ویژه در مورد نفوذ یون کلرید و رطوبت و اکسیژن و در نتیجه خوردگی اهمیت زیادی دارد.
– انواع حفاظت سطحی از دیدگاه های مختلف وجود دارد. از یک دیدگاه می توان آن را به چهار نوع تقسیم کرد.
- اندودهای سطحی Renderings
- پوشش ها و درزگیرها Coating and Sealers
- پرکننده های منافذ Pore Blockers
- نفوذگرها Penetrants
– انتخاب نوع حفاظت و پوشش سطح بتن به عوامل متعددی بستگی دارد که در زیر می آید.
- پایداری در برابر نفوذ آب، دی اکسید کربن، یون کلرید، بخار آب و پرتو ماوراء بنفش
- پایداری در برابر عوامل شیمیایی، سایش و اتصال به بتن
- سهولت اجرا، ظاهر مناسب و قابلیت پل زدن روی ترک ها
– در موفقیت هر نوع حفاظت و پوشش عوامل زیر دخیل هستند.
- انتخاب صحیح نوع حفاظت با توجه شرایط محیطی حاکم و دوام مورد نظر
- شرایط بتن پایه (سن، رطوبت، دما و کیفیت سطح و کیفیت بتن)
- دقت در اجرا و شرایط لازم در اعمال هر نوع پوشش
- دما و رطوبت و شرایط هوا در هنگام اعمال پوشش
– اندودهای سطحی به صورت یک لایه نسبتاً ضخیم ملات سیمانی اعمال می شود و روی سطح بتن پایه معمولاً به کمک ماله مناسب کشیده می شود.ملات سیمانی ممکن است فاقد مواد پلیمری باشد اما در اکثر موارد با یک ماده پلیمری (لاتکس) اصلاح می گردد.
– وجود مواد پلیمری در اندودهای سیمانی برای اتصال بهتر به بتن پایه و هم چنین کاهش نفوذپذیری آن می باشد.
– سطح زیرین برای اندودکاری باید تمیز و زبر و اشباع گردد و سپس اندود اصلی اجرا شود. به هر حال این نوع حفاظت، افزایش ضخامت پوشش بتنی هم به حساب می آید.اتصال و پیوستگی اندود با سطح زیرین با آزمایش Pull–off قابل کنترل است و مقدار مجاز آن را مشخصات فنی مشخص می کند.
– پوشش ها و درزگیرها شامل موادی برای پر کردن حفرات سطحی و نفوذ در آن ها و آماده سازی سطح کار می باشد و سپس پوشش نازک سطحی اعمال می گردد.
– سطح کار باید تمیز و عاری از چربی باشد. در اکثر موارد بتن پایه به صورت خشک بوده یا رطوبت آن از حد معینی کمتر باشد.
– شرایط محیطی مناسب یعنی رطوبت کمتر از 90 درصد و دمای 10 تا 30 درجه سانتی گراد است.
– لایه پوشش اصلی دو یا چند دست اعمال می شود و ممکن است نفوذ کمی هم داشته باشد.
– ضخامت پوشش نهایی معمولاً بین 100 تا 300 میکرون است.
– پوشش اصلی همانند یک رنگ عمل می کند و جلوی نفوذ را می گیرد (Barriers). اکثر اوقات این مواد عمدتاً از چسب ها تهیه می شود.
– انواع معروف پوشش های سطحی عبارتند از
- اپوکسی ها (محلول در آب یا غیر محلول در آب)
- پلی استرها
- اکریلیک ها
- پلی اورتان ها
- بوتادین ها
- قیر و قطران
– اپوکسی ها به صورت تک جزئی و دو جزئی هستند. چسبندگی خوبی با بتن دارند. مقاومت سایشی خوبی دارند و نفوذ را مهار می کنند. اختلاف ضریب انبساط با بتن و پایایی کم در برابر نور ماوراء بنفش خورشید از جمله مشکلات آن ها است. سطح زیر کار نیز باید به خوبی تمیز و خشک شده باشد و گرد و خاک نداشته باشد.
– مواد اکریلیکی به صورت لاتکس به همراه رنگدانه ها بکار می روند و در مقابل نفوذ مواد پایداری خوبی را دارند (به ویژه دی اکسید کربن).
– پلی استرها غالباً پیوستگی خوبی دارند و در برابر اسیدها پایداری بیشتری از خود نشان می دهند.
– پلی اورتان ها معمولاً به صورت دو جزئی هستند. در برابر اسیدها و سایش بهتر از اپوکسی ها می باشند اما در برابر محیط قلیایی ضعیف تر از اپوکسی ها هستند. بنابر این باید بین این پوشش و بتن یک پوشش مقاومت در برابر قلیایی ها اعمال گردد. پایایی آن ها در برابر نور ماوراء بنفش کم است و به خوبی به سطح بتن نمی چسبد و به واسطه نیاز دارد.
– قیرهای نفتی و قطران زغال سنگ از پست ترین پوشش ها هستند. در برابر نور ماوراء بنفش و تابش آفتاب پایایی ندارند و ترک می خورند و اجازه نشت می دهند. قطران در برابر نفوذ آب بهتر از قیر عمل می کند. این مواد ظاهر نامناسبی دارند و در زیر سطح زمین استفاده می شود.
– پرکننده های منافذ، موادی است که بر سطح بتن اعمال می شود و به داخل منافذ و حفرات ریز بتن و خمیر سیمان نفوذ می کند و آن را پر می نماید و یا در این مرحله با اجزاء خمیر سیمان (مانند آهک) واکنش می دهد و ماده غیر محلول و چسبنده و پرکننده تولید می کند. این مواد در یک یا دو دست اعمال می شود و لازم نیست سطح بتن خشک شود و شاید مرطوب بودن آن ارجح باشد. موادی همچون سیلیکات سدیم یا سیلیکو فلوریت به صورت یک شیره محلول در آب گرم به سطح پاشیده یا مالیده می شود. به هر حال سطح باید تمیز و عاری از چربی و گرد و خاک باشد.
– نفوذگرها موادی هستند که به صورت مایع با لزجت کم به سطح بتن پاشیده یا مالیده می شوند و به درون منافذ و حفرات ریز نفوذ می نمایند اما آن را پر نمی کنند بلکه با تعویض جهت کشش سطحی حفرات موئینه، رطوبت را از درون به بیرون رانده و رطوبت و گازهای زیان آور نمی تواند به درون راه یابد (مانند شیر یک طرفه). این مواد را مواد قابل تنفس (Breathable) می نامند. از معروف ترین این مواد سیلان ها و سیلوکسان ها هستند.
– نفوذگرهای قابل تنفس را پس از یک ماه و سپری شدن دوران عمل آوری روی سطح بتن اعمال می کنند.
– نفوذگرها برای مقابله مداوم در برابر آب چندان مناسب نیستند بنابر این بهتر است آن ها را بر روی سطوحی اعمال کرد که مرتباً در برابر آب قرار نداشته باشند اما اگر گهگاه رویارو با بارندگی یا پاشش آب یا نم باشد، مشکلی ندارد.
– مواد سیلان و سیلوکسان معمولاً به صورت آستر و با رویه اکریلیک یا رویه پلی اورتان عملکرد بسیار مناسبی را در برابر نفوذ یون کلرید نشان داده است.
– در صورتی که بتن پایه دارای نسبت آب به سیمان زیاد باشد، تجربیات نشان داده است که پوشش ها و نفوذگرها و سایر حفاظت ها تأثیر کمتری را از خود به جا می گذارند.
بتن ريزی در هوای سرد و يخبندان
مقدمه
چنانچه هوا سرد و دمای بتن کم شود ، سرعت واکنش سيمان با آب کند می گردد و زمان گيرش طولانی می شود و در نتيجه مقاومت چندانی در ساعا ت و روزها ی اوليه حاصل نمی گردد. زمان قالب برداری طولانی خواهد شد و ممکن است در طول اين مدت به واسطه لرزش و ضربه آسيبی به بتن وارد گردد. چنانچه در هنگام گيرش و يا پس از آن ، رمانی که مقاومت بتن چندان زياد نيست يخبندان در بتن حاصل شود ، بتن به واسطه انبساط ناشی از يخ زدن آب در حفرات ، در اثر تنشهای کششی حاصله ، ترک می خورد و از بين می رود در اين دستور العمل سعی می شود تا از بروز اين خسارت ها جلوگيری بعمل آيد.
شرايط حصول هوای سرد (تعريف )
طبق تعريف جديد آيين نامه بتن ايران ، هوای سرد درحالی حاصل می گردد که در سه روز متوالی شرايط زير برقرار باشد:
الف : دمای متوسط هوا در شبانه رو زکنتر از 5+ باشد ( دمای متوسط روزانه ، ميانگين حداکثر و حداقل دمای هوا در شبانه روز است و مای هوا با دماسنج حداقل و حداکثر که در حعبه چوبی استاندارد قرار دارد اندازه گيری می شود )
ب : دمای هوا برای بيش از نصف شبانه روز از C 0 10 بيشتر نباشد.
در تعريف قبلی آبا هوای سرد و قتی حاصل می گشت که دمای هوا در هنگام بتن ريزی کمتر از C 0 2 بوده و يا زمين کارگاه در هنگام بتن ريزی يخ زده باشد. بهتر است حتی الامکان از تعريف قديمی نيز استفاده شود و لازم است بدون رعايت تدابير خاص در اين شرايط از بتن ريزی خودداری گردد تاخساراتی به بتن وارد نيايد.
تدابير خاص الزامی در هوای سرد
قالب و ميلگردها نبايد يخ زده باشد و از ريختن بتن بر روی زمين يخ زده بايد خودداری شود.
تدابير احتياطی هوای سرد
با رعايت تدابير الزامی برای اطمينان از عدم بروز مشکل بهتر است تدابير احتياطی زير مد نظر
قرار گيرد :
الف : حداقل دمای بتن در هنگام ريختن و عمل آوریC 0 10 + باشى ( بويژه براي قطعات تا حداقل بعد كمتر از 90 سانتي متر )
ب : عمل آوري تا رسيدن به 70 درصد مقاومت مشخصه بتن ادامه يابد.
ج : دمای ساخت ، بالاتر از دمای بتن ريزی باشد. اين مقدار طبق دستورالعمل بايد محاسبه شود.
د : اسلامپ بتن تا حد امکان ، کمتر اختيار شود ، هر چند آئين نامه بتن ايران آن را به
50 ميلی متر محدود کرده است اما با توجه به شرايط اجرايی هر پروژه ممکن است مقادير بالاتر نيز در صورت توجه به تدابير الزامی و احتياطی ، مشکلی را بوجود نياورد.
هـ : بهتر است نسبت آب به سيمان از 5/0 تجاوز نکند. بهرحال علی رغم ذکر اين محدوديت در آئين نامه بتن ايران ، نمی توان آن را اجباری تلقی کرد.
و : دمای بتن در هنگام ريختن نبايد بيش از C 0 10 بالاتر از حداقل توصيه شده باشد.
ز : دمای بتن در هنگام ساخت ( اختلاط ) نبايد بيش از C 0 10 بالاتر از حداقل دمای محاسباتی ساخت بتن باشد.
ح : حمل و ريختن بتن بايد حتی الامکان در اسرع وقت انجام شود و در طول حمل از افت شديد دما جلوگيری گردد.
ط : نبايد پس از خاتمه عمل آوری اجازه داد تا بتن سريعا” سرد شود و شوک حرارتی به آن وارد گردد.
ی : نبايد برای شروع عمل آوری ، دمای بتن سريع بالا رود و شوک حرارتی به آن وارد گردد
ک : استفاده از سيمانهايی که با سرعت واکنش بيشتر توصيه می شود و مصرف سيمانهای آميخته مطلوب نيست.
ل : مصرف مواد افزودنی زود گير کننده ( ضد يخ ) اختياری بوده و در شرايطی که بخواهيم طول مدت عمل آوری را کم نموده و احتمال خسارت را بشدت پائين آوريم ، می توانيم از اين مواد استفاده نماييم به شرطی که اين مواد استاندارد بوده و برای دوام بتن و ميلگرد ضرری نداشته باشد.
م : مصرف مواد افزودنی حباب زا معمولا” در اين بتن ها توصيه می شود. اين مواد معمولا” طول مدت محافظت از بتن را برای جلوگيری از وارد شدن خسارت در اثر يخبندان کاهش می دهند و برای شرايط بهره برداری در محيط سرد و يخبندان مناسب است.
ن : بهتر است از يخ زدن سنگدانه ها برای تأمين شرايط مورد نظر جلوگيری گردد و ساخت بتن در دمای مطلوب ، آسان تر خواهد بود.
س : استفاده از مواد روان کننده برای کاهش آب و نسبت آب به سيمان و به حداقل رساندن آب انداختن توصيه می شود ، هرچند می توان از افزايش عيار سيمان نيز استفاده نمود. مصرف اضافی سيمان می تواند طول مدت حفاظت را برای جلوگيری از وارد شدن خسارت ناشی از يخ بندان کاهش دهد ( مانند بند ک ، ل ، م ).
نکات اجرايی برای اعمال تدابير الزامی و احتياطی
با انداختن نايلون يا برزنت بر روی سنگدانه ها به ويژه در هنگام شب و بارندگی از خيس شدن
آن ها جلوگيری گردد. اگر می توان لحاف پشم شيشه تهيه نمود که رويه آن ضد نفوذ آب باشد بسيار مطلوب است زيرا می توان دمای کسب شده از تابش آفتاب يا بالا رفتن دما در طول روز را تا حدودی در طول شب حفظ نمود.
– در صورتی که بنا به هر دليلی بخش های فوقانی توده سنگدانه يخ زده باشد ، لازم است لايه رويی کنار زده شود. اين کار دو حسن در بر دارد. اولا” مصالح يخ زده وارد ديگ اختلاط نمی گردد ، ثانيا” جلوی دريچه تخليه مصالح به باکت انتقال سنگدانه به ديگ اختلاط را مسدود نمی کند.
وجود سنگدانه يخ زده باعث می شود دمای مخلوط بتن به شدت افت کند و تأمين دمای مناسب بتن را با مشکل مواجه نمايد. لذا توصيه می شود به هر ترتيب سعی شود از مصرف سنگدانه يخ زده پرهيز گردد.
- با گرم کردن آب و رسيدن به دمای مورد نظر معمولا” می توان دمای مطلوب بتن را
بدست آورد مشروط بر اينکه سنگدانه يخ زده مصرف نگردد. - بهتر است دمای آب از C 0 60 تجاوز نکند. در صورت نياز به دمای بالاتر برای دستيابی به دمای مطلوب در بتن ، می توان آب را تا C 0 90 گرم نمود ، در اين حالت بايد ابتدا آب را با سنگدانه مخلوط نمود و سپس سيمان را اضافه کرد. به هر حال نبايد سيمان را با آب داغ مواجه ساخت زيرا سيمان دچار گيرش آنی و کلوخه شدن می گردد و کيفيت مقاومتی و دوام بتن آسيب می بيند.
- برای پرهيز از کاهش دمای بتن ، بهتر است طول مدت اختلاط پس از ريختن آخرين جزء از بتن از 2 دقيقه تجاوز نکند. بديهی است حداقل زمان اختلاط ، حصول يکنواختی در بتن تأمين می کند.
- بهتر است تراک ميکسر بيش از 5/3 متر مکعب و کمتر از 5/2 متر مکعب بارگيری نکند. بايد در طول حمل تراک ميکسر از چرخاندن ديگ بتن خودداری نمود و صرفا” در حد اختلاط مجدد و دستيابی به يکنواختی ، ديگ تراک ميکسر چرخانده شود.
- سعی گردد از معطلی های مختلف در طول حمل با برنامه ريزی صحيح خودداری شود تا از اتلاف دمای مطلوب بتن جلوگيری شود.
- حمل با پمپ بواسطه اصطکاک موجود معمولا” موجب کاهش دمای بتن نمی گردد و در هوای سرد حمل با پمپ مطلوب تلقی می شود.
- در ريختن بتن بايد تسريع بعمل آيد. اگر ريختن بتن در لايه های مختلف صورت
می گيرد بهتر است حتی الامکان ضخامت لايه ها را زياد گرفت. توصيه می شود لايه های 40 تا 50 سانتی متری بکار گرفته شود. - بلافاصله پس از ريختن بايد سعی شود دمای محيط را در حداقل مورد نياز تأمين نمود. استفاده از عايق بندی ( بويژه برای قطعات حجيم و نيمه حجيم ) می تواند گرمای ناشی از ترکيب سيمان با آب را حفظ کند و دمای بتن را بالا برده يا دست کم در حد مطلوب نگاه دارد.
- استفاده از عايق پشم شيشه ، يونوليت ، کاه و پوشال ، ماسه يا خاک و غيره می تواند گرمای ناشی از واکنش های سيمان را تا حد زيادی حفظ کند.
- استفاده از پوشش برزنتی و بکارگيری يک يا چند بخاری ( ترجيحا” بخاری برقی )
می تواند به حفظ يا بالا بردن دما کمک نمايد. - در صورت استفاده از بخاری هايی که يک ماده سوختنی را می سوزاند بايد دود و گازهای ناشی از سوختن ، در تماس با بتن جوان قرار نگيرد.
- چنانچه از يک وسيله گرمايش استفاده می شود بايد دقت کرد که بتن خشک نگردد و در صورت حصول اطمينان از عدم يخ زدن بتن لازم است بتن را مرطوب نمود.
- بهترين وسيله برای ايجاد دمای مناسب ، استغاده از بخار آب می باشد. توصيه می شود دمای محيط نگهداری از C 0 55 و دمای بخار آب از C 0 65 تجاوز نکند.
- می توان از لامپ های مادون قرمز برای ايجاد گرما با کارآيی خوب استفاده نمود.
- بهترين مصالح برای قالب بندی چوب می باشد ، به هر حال جنس قالب بر اساس امکانات پروژه انتخاب می گردد.
- افت دما در طول حمل با رابطه زير محاسبه می گردد :
افت دما در طول زمان حمل و معطلی های موجود يعنی D ساعت می باشد.
دمای در هنگام ريختن و دمای هوا است.
k ضريبی است که به نوع وسيله حمل بستگی دارد. برای وسيله حمل سربسته چرخان 1/0 ، برای وسيله روباز غير چرخان 17/0 و برای وسيله چرخان ( مانند تراک ميکسر ) ضريب 24/0 بکار
می رود.
بنابراين حداقل دمای ساخت بتن برابر است با :
لذا توصيه می شود دمای ساخت بتن بيش از باشد.
- دمای بتن در هنگام اختلاط از رابطه زير می تواند محاسبه شود ( به شرط يخ زده نبودن سنگدانه ها ) :
به ترتيب دمای سيمان ، شن ، ماسه و آب مصرفی می باشد. ( سانتی گراد )
به ترتيب وزن سيمان ، شن خشک ، ماسه خشک ، آب مصرفی برای اختلاط ، آب موجود در شن ، آب موجود در ماسه و آب کل بتن خواهند بود ( کيلوگرم ). معمولا” با توجه به ( دمای ساخت بتن ) و اطلاعات موجود ، دمای آب مصرفی برای ساخت بتن بدست می آيد.
- وجود رطوبت در سنگدانه ها ، به دليل کاهش آب ساخت ، ضرورت افزايش دما را برای دستيابی به دمای مطلوب در بتن باعث می شود.
- در صورت وجود يخ در سنگدانه ها به جای دمای سنگدانه ها به جای دمای سنگدانه ها به صورت مضرب وزن آب موجود در سنگدانه ها ، عبارت يا بکار می رود. بديهی است در اين حالت لازم است دمای آب مصرفی به شدت بالا رود تا دمای مطلوب بتن حاصل شود و معولا” به آب بيش از C 0 60 نياز خواهد بود ، لذا بهتر است از مصرف شن و ماسه يخ زده خودداری نمود.
- برای کنترل بتن و اجزای آن می توان از يک دماسنج معمولی يا دماسنج مخصوص بتن استفاده نمود و لازم است پس از ساخت و پس از ريختن بتن دمای بتن را ثبت نمود.
- برای کنترل کفايت عمل آوری می توان نمونه هايی را در شرايط قطعه عمل آوری نمود و در زمان مورد نظر آن را مورد آزمايش مقاومت فشاری قرار داد. اين نمونه ها بعنوان
نمونه های آگاهی يا عمل آمده در کارگاه شناخته می شود.
- برای اينکه بتن در اولين نوبت يخبندان آسيب نبيند لازم است مقاومت نمونه آگاهی به Mpa 5 ( استوانه ای ) برسد. مسلما” برای قالب برداری اين مقاومت برای قالب زيرين قطعات خمشی بايد به 70 درصد مقاومت مشخصه برسد و برای پايه های اطمينان لازم است مقاومت نمونه آگاهی به مقاومت مشخصه نايل گردد.
- هر چه دمای عمل آوری زياد شود طول مدت عمل آوری کاهش می يابد.
- مصرف مواد زود گير کننده ( ضد يخ ) يا استفاده از سيمان اضافی يا مواد حباب زا
می تواند طول مدت عمل آوری را کاهش دهد و حتی آن را به نصف برساند. - بايد توجه کرد مصرف مواد زود گير کننده ( ضد يخ ) نمی تواند دليلی بر عدم رعايت ضوابط بتن ريزی در هوای سرد باشد. مصرف اين مواد معمولا” نقطه يخبندان را بطور قابل ملاحظه ای کاهش نمی دهد و بتن با وجود اين مواد براحتی يخ می زند.
- برای مصرف زودگيرکننده بايد در طرح اختلاط پيش بينی مصرف به عمل آيد و نبايد آنرا بدون ساخت مخلوط آزمايشی بکار برد.
جداول و روابط
برای اطلاع بيشتر دست اندرکاران ، در زير جداول توصيه شده ACI برای بتن ريزی در هوای سرد ارائه می گردد.
جدول 1- دمای توصيه شده برای بتن ريزی در هوای سرد بر حسب درجه سانتی گراد
|
حداقل بعد قطعه Cm |
تا 30 |
90-30 |
180-90 |
بيش از 180 |
||
|
حداقل دمای بتن در هنگام ريختن و عمل آوری |
|
13 |
10 |
7 |
5 |
|
|
تا1- |
16 |
13 |
10 |
7 |
||
|
حداقل دمای * ساخت بتن در دمای هوای |
1- تا 18- |
18 |
16 |
13 |
10 |
|
|
کمتر از 18- |
21 |
18 |
16 |
13 |
||
|
حداکثر افت تدريجی دما در 24 ساعت پس از حفاظت |
|
28 |
22 |
17 |
11 |
|
*حداقل دمای ساخت با فرض طول حمل و معطلی يک ساعته با وسيله حمل چرخان توصيه شده است.
جدول 2- حداقل زمان لازم حفاظت برای جلوگيری از خسارت ناشی از يخبندان زود هنگام بتن معمولی
با فرض عمل آوری در دمای جدول شماره *1
|
نوع مصالح و سيمان |
سيمان نوع 1 يا 2 |
سيمان نوع 3 ، زودگيرکننده يا ضد يخ 600 کيلوگرم سيمان اضافی در هر متر مکعب بتن |
|
بتن بطور جدی در معرض يخبندان نيست |
4 |
2 |
|
بتن در معرض يخبندان است |
6 |
4 |
جدول 3- مدت زمان توصيه شده برای دستيابی به بخشی از مقاومت 28 روزه عمل آمده در آزمايشگاه
|
دمای عمل آوری |
10 درجه سانتی گراد |
21 درجه سانتی گراد |
||||
|
نوع سيمان* |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
|
50 % |
6 |
9 |
3 |
4 |
6 |
3 |
|
75 % |
11 |
14 |
5 |
8 |
10 |
4 |
|
85 % |
21 |
28 |
16 |
16 |
18 |
12 |
|
95 % |
29 |
35 |
26 |
23 |
24 |
20 |
*در صورتيکه دمای نگهداری و عمل آوری با اعداد جدول متفاوت باشد مدت عمل آوری تغيير خواهد کرد.
** در صورت استفاده از سيمان پرتلند پوزولانی يا سرباره ای آن را مانند نوع 2 در نظر بگيريد و در صورت مصرف نوع 5 مدت عمل آوری برای درصد مقاومت های کم تا 50 در صد و برای درصد مقاومت های بيشتر تا 10 درصد افزايش می يابد. سيمان پرتلند پوزولانی ويژه و پرتلند سرباره ای ويژه مانند سيمان نوع 5 می باشد.
برای محاسبه مدت عمل آوری با توجه به تغيير دمای مندرج در جدول 2 و 3 می توان از فرمول Saul استفاده نمود. اين رابطه بر اساس بر روابط بلوغ يا رد شدن بتن استوار است.
و بترتيب مدت زمان عمل آوری در دمای t1 و t2 می باشد بنابراين با مجهول بودن يکی از چهار پارامتر در رابطه فوق ، می توان آن را بدست آورد.
مشخصات فنی عمومی راه نشریه 101 و آیین نامه بتن ایران نشریه 120
4-6-3- بتن ريزي در هواي سرد
4-6-3-1- کلیات
هواي سرد به وضعيتي اطلاق مي گردد كه براي سه روز متوالي شرايط زير برقرار باشد:
الف: دماي متوسط هوا در شبانه روز كمتر از ٥ درجه سلسيوس (سانتيگراد) باشد (دماي متوسط روزانه ميانگين حداكثر و حداقل دماي هوا در فاصله زماني نيمه شب تا نيمه روز است.
ب: دماي هوا براي بيشتر از نصف روز از ١٠ درجه سلسيوس (سانتيگراد) زيادتر نباشد.
4-6-3-2- تدابير احتياطي
الف: براي بتن ريزي در هواي سرد بايد دقت لازم در انتخاب مصالح مصرفي، طرح اختلاط بتن، شرايط اختلاط، حمل، ريختن و عمل آوردن بتن صورت گيرد تا اطمينان حاصل شود كه بتن تازه ريخته شده دچار يخزدگي نگردد و بتن سخت شده نيز داراي كيفيت لازم باشد.
ب: دماي بتن در طول مدت بتن ريزي و عمل آوردن بايد ثبت گردد تا اطمينان حاصل شود كه محدوده توصيه شده در اين فصل حفظ شده باشد.
پ: دماي بتن بايد حداقل دو بار در شبانه روز در نقاط مختلف سازه ثبت گردد تا از وضعيت نگهداري بتن اطمينان كافي حاصل شود.
ت: گوشه ها و لبه هاي بتن در مقابل يخ زدن آسي ب پذيرند، بنابراين دماي اين نقاط بايد با دقت كنترل شود.
4-6-3-3- مصالح مصرفي
الف: مي توان از سيمان زودگير (پرتلند نوع ٣) به جاي سيمان معمولي براي اطمينان از سرعت بيشتر كسب مقاومت بتن استفاده نمود.
ب: استفاده از سيمان روباره اي و سيمانهاي آميخته در بتن ريزي در هواي سرد توصيه نمي گردد.
پ: مي توان از آب گرم براي رساندن بتن به دماي مطلوب استفاده نمود. در اين حالت بايد از تماس مستقيم آب گرم و سيمان جلوگيري شود و اين موضوع در نحوه ريختن مصالح به مخلوط كن با افزودن آب گرم به مصالح سرد و سپس اضافه كردن سيمان مراعات گردد.
ت: سنگدانه ها نبايد آغشته به يخ و برف باشند. معمولا ماسه از شن مرطوب تر و احتمال وجو د يخ در آن بيشتر است. بنابراين اغلب گرم كردن ماسه ضرورت پيدا نمي كند.
ث: حداكثر جذب آب سنگدانه هاي مصرفي در بتن، براي سنگدانه هاي درشت به 5/2 درصد و برای سنگدانه هاي ريز به ٣ درصد محدود مي شود.
ج: استفاده از مواد حباب زا و ساخت بتن با حباب هوا براي بتن ه ايي كه در معرض رطوبت و يخ زدن و آب شدنهاي متوالي قرار مي گيرند، الزامي است.
چ: مي توان از مواد زودگير كننده يا ضديخ بتن نيز در مواردي كه خطر يخزدگي وجود دارد، مشروط بر آن كه با ضوابط استاندارد مطابقت داشته باشد، استفاده نمود.
4-6-3-4- الزامات طرح اختلاط بتن
الف: نسبت آب به سيمان بايد با توجه به روند كسب مقاومت بتن در دماي محيط انتخاب گردد. اين نسبت نباید از 5/0 بيشتر باشد، و قبل از شروع بتن ريزي تدابير لازم براي روند كسب مقاومت بتن صورت گيرد.
ب: براي كاهش ميزان آب قابل يخ زدن در بتن و همچنين كاهش ميزان آب ان داختن بتن تازه بايد مقدار آب اختلاط حداقل ممكن باشد. بنابراين براي تأمين كارايي لازم مي توان از مواد افزودني خميري كننده و روان كننده استفاده نمود.
پ: در صورتي كه از مواد افزودني روان كننده استفاده نمي شود اسلامپ بتن نبايد بيشتر از ٥٠ ميليمتر انتخاب گردد.
ت: درصد حباب هواي مورد نياز در طرح اختلاط بايد مطابق جدول ٤-14 انتخاب شود.
4-6-3-5- حداقل دماي بتن
الف: حداقل دماي مجاز بتن هنگام اختلاط، ريختن و نگهداري و نيز حداكثر مجاز افت تدريجي دما در ٢٤ ساعت اوليه پس از خاتمه از حفاظت بتن مطابق جدول ٤-24 است.
ب: دماي بتن هنگام اختلاط نبايد بيش از ٨ درجه سلسيوس (سانتيگراد) زيادتر از مقادير جدول ٤-24 باشد زيرا موجب اتلاف انرژي بيشتر، افت شديد اسلامپ و در نهايت كاهش كيفيت بتن مي گردد.
پ: دماي بتن هنگام ريختن نبايد بيش از ١١ درجه سلسيوس (سانتيگراد) زيادتر از مقادير جدول باشد، در غير اين صورت موجب كاهش كيفيت بتن مي گردد.
4-6-3-6- نكات مربوط به حمل و ريختن بتن
الف: حمل و ريختن بتن بايد به نحوي باشد كه بتن تازه، دماي خود را از دست ندهد. بتن بايد تا حد امكان در وسايل سربسته و عايق بندي شده حمل گردد.
ب: قبل از بتن ريزي بايد ميلگ ردها، قالب، سطح بتن سخت شده قبلي و زمين از هر نوع يخزدگي زدوده شود.
4-24- دماي بتن بر حسب درجه سلسيوس (سانتيگراد) در مراحل مختلف كار باتوجه به دماي محيط و اندازه اعضا و قطعات
|
ردیف |
شرح |
دمای محیط |
ابعاد اعضا و قطعات (میلیمتر) |
|||
|
کمتر از 300 |
300 تا 900 |
900 تا 1800 |
بیش از 1800 |
|||
|
1 |
حداقل دمای بتن هنگام اختلاط |
بیش از 1- |
16 |
13 |
10 |
7 |
|
2 |
18- تا 1- |
18 |
16 |
13 |
10 |
|
|
3 |
کمتر از 18-* |
21 |
18 |
16 |
13 |
|
|
4 |
حداقل دمای بتن هنگام ریختن و نگهداری |
به هر میزان |
13 |
10 |
7 |
5 |
|
5 |
حداكثر مجاز افت تدريجي دماي بتن در ٢٤ ساعت اوليه پس از خاتمه حفاظت از بتن |
به هر میزان |
28 |
22 |
17 |
11 |
*چنانچه تدابيري ويژه براي اختلاط و بتن ريزي فراهم نگردد، ريختن بتن در دماي 20- درجه سلسيوس (سانتيگراد) و كمتر از آن ممنوع است.
4-6-3-7- عمل آوردن بتن تازه
الف: عمل آوردن بتن تازه بايد حداقل ٢٤ ساعت و تا رسيدن بتن به مقاومت ٥ مگاپاسكال ادامه يابد.
ب: براي عمل آوردن بتن تازه و محافظت آن از يخ زدن مي توان از روشهاي زير استفاده نمود:
١– با استفاده از پوششهاي عايق
٢– با استفاده از گرم كردن بتن و محيط اطراف
٣– ساير روشها به تأييد دستگاه نظارت
پ: بتن تازه بايد در مقابل وزش باد، به ويژه پس از برداشتن پوششها محافظت گردد. بايد توجه داشت كه از تبخير زياد آب و كربناتي شدن سطوح بتن در اثر احتراق مواد سوختي براي گرم كردن آن جلوگيري شود.
4-6-3-8- محافظت بتن سخت شده
لازم است كه از يخزدگي بتن اشباع شده اي كه مقاومت آن به ٢٤ مگاپاسكال نرسيده باشد، جلوگيري به عمل آيد. بايد از روشهاي استاندارد و با تهيه نمونه هاي كارگاهي براي تشخيص رسيدن بتن به مقاومت كافي استفاده نمود. مي توان با روشهاي غير مخرب استاندارد شده نيز مقاومت فشاري بتن را تخمين زد.
مشخصات فنی عمومی کارهای ساختمانی نشریه 55
5-7-9-2- بتن ریزی در هوای سرد
الف: کلیات
در کارهای بتنی، هوای سرد به شرایطی اطلاق می شود که بیش از سه روز متوالی ، متوسط درجه حرارت روزانه از 5 درجه سلسیوس کمتر باشد. چنانچه بیش از نیمی از روز دمای محیط بالای 10 درجه سلسیوس باشد ، هوا سرد تلقی نمی شود. پیمانکار باید تدابیر لازم را برای حفاظت بتن در مراحل مختلف ساخت، حمل و ریختن اتخاذ نماید. پیمانکار موظف است برای جلوگیری از وقفه در عملیات بتن ریزی قبلاً برنامه اجرای کار را به تصویب دستگاه نظارت برساند. رعایت نکات زیر برای بتن ریزی در هوای سرد الزامی است.
ب: دما
توصیه می شود هنگام بتن ریزی ، دمای هیچ قسمت از بتن تازه از 10 درجه سلسیوس کمتر نباشد، ولی به هر حال این دما نباید از 5 درجه سلسیوس به عنوان حداقل مجاز، کمتر شود.
پ: در هوای سرد باید با گرم کردن مواد متشکله بتن، دمای مخلوط را به حد قابل قبول رسانید.
ت: برای تهیه بتن در درجه حرارت زیر صفر ، ابتدا باید ق طعات یخ و مصالح یخ زده را از مصالح سنگی جدا و مصالح سنگی را تا بالای 15 درجه و در صورت لزوم آب را تا 60 درجه سلسیوس گرم نمود.در صورتی که مصالح سنگی خشک باشد ، می توان ماسه را تا 40 درجه سانتیگراد گرم کرد، در این حالت نیز آب نباید از 60 درجه بیشتر گرم شود.
ث: هنگامی که گرم کردن مصالح سنگی مشکل بوده و یا عملی نباشد ، می توان با تأیید دستگاه نظارت ضمن استفاده از آب گرم دمای مخلوط بتن را بالا برد.
ج: تغییر سریع دمای سطح بتن پس از اتمام دوران حفاظت، باعث ایجاد ترک در سطوح خارجی خواهد شد. لذا پیمانکار باید در طول حداقل 24 ساعت اولیه پس از اتمام دوران نگهداری بتن، تدابیر لازم را اتخاذ نماید.
چ: دمای آب مصرفی باید یکنواخت و ثابت باشد تا تغییری در اسلامپ ساختهای مختلف بتن حادث نشود.
ح: دمای نهایی مخلوط بتن از رابطه زیر محاسبه می شود:
در رابطه فوق:
T دمای نهایی مخلوط بتن بر حسب درجه سلسیوس
Tw,Ta,Ts,Tc به ترتیب دمای سیمان، ماسه، شن و آب
Ww,Wa,Ws,Wc به ترتیب وزن سیمان، ماسه، شن خشک و آب بر حسب کیلوگرم
و Wwa و Wws وزن ماسه و شن مرطوب بر حسب کیلوگرم است. چنانچه دمای شن یا ماسه، زیر صفر باشد، رطوبت مصالح به صورت یخ ظاهر می شود. بنابراین گرمای نهان ذوب یخ برای آب کردن یخ به مصالح، باید به میزان فوق اضافه شود ، در این صورت پارامترهای TsWws و TaWwa به ترتیب به فاکتورهای Wws(0.5Ts-80) وWwa(0.5Ta-80) بدل می شوند.
خ: پیش بینیهای لازم، قبل و حین اجرای بتن ریزی، در هوای سرد به شرح زیر است:
شن، ماسه و آب مصرفی باید عاری از برف، یخ و مصالح یخ زده باشند.
در صورت نیاز و قبل از بتن ریزی ، مصالح سنگی و آب بر اساس دستورالعم لهای این بخش گرم شوند.
قبل از اجرای بتن ریزی تمامی سطوح در تماس با بتن نظیر سطح قالب، آرم اتورها و کابلهای پیش تنیدگی باید عاری از برف و یخزدگی بوده و حتی الامکان دارای دمای مخلوط بتن مورد نظر باشند.
استفاده از مواد افزودنی باید با توجه به نکات مندرج در این دستورالعمل صورت پذیرد. در هوای سرد توصیه می شود از بتن با حباب هوا استفاده شود.
از سیمانهای مخصوص زودگیر نظیر سیمان تیپ 3 استفاده شود.
از پوشینه و عایقهای مناسب به شرح مندرجات بند 5-8-4 استفاده شود.
از طریق بالا بردن دمای محیط بتن ریزی و ایجاد بادشکن، مراقبتهای لازم به عمل آید.
فاصله حمل بتن حتی الامکان کوتاه اختیار شود.
چنانچه امکان افت سریع دما هنگام ساختن و ریختن بتن به دمای پایین تر از حد مجاز وجود داشته باشد، دستگاه نظارت می تواند دستور توقف بتن ریزی را صادر نماید.