آشنایی با بتن ریزی در هوای گرم و سرد

بتن ریزی در هوای گرم و سرد

در این مقاله سعی داریم شما را با بتن ریزی در هوای گرم و سرد آشنا کنیم. با ما همراه باشید.

بتن ریزی در هوای گرما

هوای گرم موجب بروز مشکلاتی در ساخت، انتقال، پخش و عمل آوری بتن می شود و اثر نامطلوبی بر خواص و بهره برداری بتن خواهد داشت. هوای گرم از چهار عامل دمای زیاد هوا، رطوبت نسبی کم، سرعت باد و دمای بتن تشکیل می شود که در کیفیت بتن تازه یا ساخت شده موثر بوده و مشکلاتی را در خواص بتن بوجود می آورد. عواملی نظیر هوای گرم، وزش باد و رطوبت، روی ساختن، ریختن و عمل آوردن بتن اثر می گذارند. هر گاه دمای بتن از ۳۲ درجه سانتیگراد بیشتر باشد هوای گرم محسوب شده و باید برای اجرای کار تمهیدات خاصی اندیشیده شود. برای بتن ریزی در هوای گرم باید دمای محیط، دمای مصالح و بتن، اوضاع جوی، سرعت و جهش وزش باد، رطوبت نسبی محیط و سایر اطلاعات به طور روزانه، ثبت و در کارگاه جمع آوری گردد. بطور کلی بهتر است حتی الامکان از بتن ریزی در شرایط گرم، خودداری گردد. در چنین مواردی بهتر است به جای ساخت بتن و بتن ریزی در اواسط روز، در اوایل صبح و یا شب هنگام، بتن ریزی صورت پذیرد. هوای گرم آثار نامطلوبی را هم در بتن تازه و هم در بتن سخت شده ایجاد می نماید.

آثار نامطلوب هوای گرم در بتن تازه 

آثار نامطلوب هوای گرم در بتن تازه (خمیری) عبارتست از:

1. افزایش سرعت افت اسلامپ

2. تمایل به افزودن آب به مخلوط در کارگاه

3. افزایش سرعت گیرش بتن

4. احتمال افزایش ترک خوردگی پلاستیک

آثار نامطلوب هوای گرم در بتن در حالت سخت شده
 

آثار نامطلوب هوای گرم در بتن در حالت سخت شده عبارتست از:

 

1. در اثر افزایش مقدار آب مخلوط بتن مقاومت بتن کاهش می یابد.

2. احتمال ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی (از نوع خشک شدگی) افزایش می یابد.

3. به دلیل افزایش نسبت آب به سیمان دوام بتن کاهش می یابد.

4. نفوذپذیری بتن افزایش می یابد.

5. افزایش دمای بتن باعث کاهش مقاومت دراز مدت بتن می شود.

6. کاهش پیوستگی بین بتن و میلگرد به وجود می آید.

7. احتمال خوردگی میلگردها بتن در شرایط خورنده (به ویژه در سواحل جنوب کشور) افزایش می یابد.

8. نمای بتن دچار تغییر رنگ شده و ظاهر آن به دلایل مختلف از جمله ایجاد درز سرد، نامطلوب می گردد.

عوامل مهم در تسریع خسارات ناشی از هوای گرم

چه عواملی باعث تسریع خسارات ناشی از هوای گرم می گردند:

1. استفاده از سیمان های زودگیر یا با سرعت هیدراسیون زیاد

2. استفاده از مواد افزودنی شیمیایی زودگیر کننده و یا مواد افزودنی معدنی که در افزایش سرعت هیدراسیون موثر است (نظیر دوده سیلیسی)

3. به کارگیری نسبت های آب به سیمان کم و بتن های پر مقاومت با عیار سیمان زود

4. ساخت قطعات بتن مسلح نازک و پر میلگرد

5. استفاده از سیمان ها و یا مواد افزودنی انبساط زا

 

 
آشنایی با بتن ریزی در هوای سرد 

جمع شدگی خمیری

یکی از مهمترین آثار نامطلوب هوای گرم، احتمال ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی خمیری است. این نوع ترک ها به علت تبخیر سریع آب بتن رخ می دهد. به عبارت دیگر، چنانچه مقدار تبخیر بیشتر از مقدار آب آوری باشد، سبب ترک خوردگی می شود.

عواملی نظیر دمای هوا، رطوبت محیط، سرعت باد و دمای بتن، در مقدار تبخیر آب از سطح بتن اثر گذار هستند. چنانچه مقدار تبخیر آب از سطح بتن بیشتر از ۱ کیلوگرم بر مار مربع در ساعت باشد، احتمال ترک خوردگی بسیار زیاد خواهد بود به هر حال، وقتی مقدار تبخیر از حد ۰/۵ کیلوگرم بر متر مربع بیشتر می شود امکان پدیدار شدن ترک وجود دارد.

برای تخمین مقدار تبخیر زیاد به دانستن رطوبت نسبی محیط، دمای هوا، سرعت باد و دمای بتن است. با استفاده از رطوبت سنج ساده و دماسنج می توان رطوبت و دمای محیط و هم چنین دمای بتن را اندازه گیری کرد. برای تعیین سرعت وزش باد می توان از بروز پدیده های ساده ای همچون حرکت برگها، شاخه ها آن و سایر پدیده هایی که در اطراف مشاهده می شود کمک گرفت و سرعت باد را تختخمین زد.

برای تقسیم بندی براساس مشاهدات ظاهری محیط می توان موارد زیر را ذکر کرد:

سرعت باد تا ۱۰ کیلومتر در ساعت باعث حرکت برگها می شود.

سرعت باد تا ۲۰ کیلومتر در ساعت درختان کوچک را حرکت می دهد.

سرعت باد تا ۳۰ کیلومتر در ساعت سبب حرکت شاخه های بزرگ می شود.

مصالح تشکیل دهنده

1- سنگدانه

باید از گرم شدن سنگدانه ها جلوگیری گردد. بنابراین با انباشتن سنگدانه ها در زیر سایبان یا پوشاندن آنها با برزنت در برابر تابش مستقیم آفتاب، از گرم شدن سنگدانه جلوگیری شود. به هر حال در صورتی که سطح توده سنگدانه گرم شده باشد، می توان با کنار زدن لایه سطحی سنگدانه ها از قسمت های زیرین استفاده نمود.

2- سیمان

یکی از نکات بسیار مهم در هوای گرم، دمای سیمان به هنگام اختلاط است. بالا بودن دمای سیمان، دمای بتن را افزایش می دهد که این امر موجب تسریع عمل آبگیری، سخت شدن فوری، بالا رفتن نیاز به آب و نهایتاً آثار نامطلوب بر روی مقاومت و جمع شدگی خمیری بتن خواهد شد.

بنابراین تحت هیچ شرایطی نباید درجه حرارت سیمان هنگام اختلاط از ۷۷ درجه سانتیگراد تجاوز نماید. در هوای گرم باید از مصرف سیمان های گرم، نوع ۳ و مشابه آن خودداری شود.

سیمان نوع ۲ یا سیمان اصلاح شده در برابر حمله سولفات ها در بتن ریزی های حجیم (جسیم) و بتن ریزی در هوای گرم نیز به مصرف می رسد. توصیه می شود از مصرف سیمان با خاصیت زودگیری خودداری شود. برای مثال، سیمان های بسیار ریز (با سطح ویژه زیاد) خاصیت زودگیری دارند.

نباید از سیمان داغ استفاده شود، زیرا سیمان داغ در هنگام ساخت مخلوط سبب گیرش سریع و کلوخه شدن می گردد. بهتر است دمای سیمان به ۶۰ درجه محدود گردد. به کارگیری رنگ روشن و منعکس کننده نور خورشید برای سیلوها توصیه می شود. استفاده از سیلوهای فلزی دو جدار و یا عایق بندی سیلوها راه حل مناسبی برای پیشگیری از داغ شدن سیمان ها می باشد. نگهداری پاکت های سیمان در انبارهای سرپوشیده نیز توصیه می شود.

3- آب

آب مصرفی بتن نباید گرم باشد. گرم بودن آب علاوه بر بالا بردن درجه حرارت مخلوط بتن، باعث بالا رفتن مصرف آب می شود که این امر نهایتاً موجب کاهش مقاومت خواهد شد. با اضافه شدن هر ۱۰ درجه به حرارت آب، میزان اسلامپ ۲۰ تا ۲۵ میلیمتر کاهش می یابد و از این رو آب مصرفی باید کاملاً خنک بوده و در صورت لزوم توسط یخ خنک شود.

آب اختلاط باید در مخزن هایی واقع در زیرزمین نگهداری شود، اگر امکانات اجازه استفاده از منابع زیرزمینی را نمی دهد، باید منابع با رنگ سفید در مقابل نور خورشید محافظت شوند که برای کاهش دمای آب در منابع زمینی و یا هوایی، توصیه می شود از عایق بندی استفاده گردد.

 

4- مواد افزودنی

 

مواد افزودنی کندگیر کننده برای کاهش تاثیر هوای گرم بر گیرش بتن، گاهی اوقات برای طولانی کردن زمان گیرش در کارهای حجیم مانند سدهای بزرگ بتنی یا پمپ کردن بتن در فواصل زیاد یا حمل بتن آماده در مسافت های دور به کار می روند. چنانچه از فوق روان کننده استفاده می شود، بهتر است این ماده خاصیت زودگیر کننده نداشته باشد.

رعایت نکات زیر هنگام بتن ریزی در هوای گرم 

رعایت نکات زیر هنگام بتن ریزی در هوای گرم الزامیست:

 

1. هنگام بتن ریزی دمای هیچ قسمت از بتن نباید از ۳۰ درجه سلسیوس تجاوز نماید.

2. دمای محیط هنگام بتن ریزی نباید از ۳۸ درجه سلسیوس بیشتر باشد.

برای دست یافتن به بتنی خوب و پایا، عملیات بتن ریزی در دمای بتن بین ۲۴ تا ۳۸ درجه سیلسیوس انجام شود.

3. مصالح بتن خصوصاً مصالح سنگی نباید زیر تابش مستقیم آفتاب قرار گیرد.

4. وسایل، لوازم و تجهیزات تهیه، حمل و ساختن بتن نظیر مخلوط کنها، پمپها، تراک میکسرها، باید حتی الامکان سفید رنگ بوده و در جای خنک، نگهداری و نصب شوند و در صورت امکان با پوشش مناسب از تابش مستقیم آفتاب مصون باشند.

5. فاصله زمانی بین ساختن و ریختن بتن در قالب به حداقل ممکن کاهش یابد.

6. آبپاشی قالبها، آرماتورهای و بستر محل بتن ریزی، با آب خنک، همزمان و قبل از بتن ریزی صورت پذیرد.

7. محل بتن ریزی در حین اجرا از تابش مستقیم آفتاب مصون نگه داشته شود.

8. در فصل تابستان و روزهای گرم خصوصاً در مناطق جنوبی ایران توصیه می شود بتن ریزی در اواسط روز قطع و برنامه ریزی برای اوایل صبح و عصر، تنظیم و اجرا شود.

ساخت بتن

در ساخت بتن باید تمهیدات خاص به کار گرفته شود، تا دمای بتن کاهش یابد. موارد زیر به ساخت بتن با دمای کم موثر هستند:

در هوای گرم و خشک و یا نیمه مرطوب، آب پاشی متناوب بر روی توده سنگدانه ها موثر است، زیرا تبخیر آب از سطح ذرات به خنک شدن سنگدانه ها کمک می کند. به طور مسلم استفاده از آب خنک اثر بیشتری دارد. اما در هنگام استفاده از این سنگدانه ها باید دقت لازم را اعمال نمود چون تغییرات رطوبت سنگدانه ها در مقدار آب مخلوط اثر مهمی دارد و باید رطوبت سنگدانه ها در طرح مخلوط در نظر گرفته شود. مسلماً در شرایطی که هوا مرطوب باشد، آب پاشی بر روی سنگدانه منجر به تبخیر زود هنگام و کاهش دمای سنگدانه نمی گردد و کنترل نسبت آب به سیمان، بتن را دچار مشکلات جدی می کند. همچنین دستیابی به دمای مورد نظر، بتن را با استفاده از آب خنک و یا یخ به دلیل کم شدن آب مصرفی دشوارتر می سازد. قرار دادن سنگدانه های مرطوب در مسیر وزش باد برای افزایش تبخیر و کاهش دمای آن بویژه بر روی تسمه نقاله در مناطق خشک یا نیمه خشک کاملاً موثر است. ریختن آب خنک یا دمیدن هوای خنک بر سطح سنگدانه ها بویژه بر روی تسمه نقاله می تواند در کاهش دمای سنگدانه موثر باشد.

آسانترین روش کاهش دمای بتن، استفاده از آب سرد در ساخت بتن است. از طرف دیگر، دمای ویژه آب ۴/۵ تا ۵ برابر سیمان و سنگدانه است. برای مثال، در هنگام ساخت مخلوط بتن با ۳۳۶ کیلو سیمان، ۱۸۵۰ کیلو مصالح سنگی و ۱۷۰ کیلو آب در متر مکعب، با تغییر دادن ۲ درجه سیلسیوس در دمای آب، سبب تغییر دمای بتن به مقدار ۰/۵ درجه سیلسیوس می شود. به طور کلی برای کاهش دمای بتن، به مقدار C°1 باید از دمای مصالح سنگی در حدود C°2 و آب در حدود C°4 کاسته شود.

استفاده از یخ به عنوان جایگزین قسمتی از آب اختلاط (یا تمام آب اختلاط) در کاهش دمای بتن بسیار موثر است، زیرا وقتی یخ صفر درجه تبدیل به آب می شود، نیاز آن به انرژی حرارتی ۸۰ برابر حرارت مورد نیاز برای تغییر دمای آب به میزان C°1 می باشد. به عبارت دیگر، در هنگام ذوب شدن یخ، مقدار دمایی که جذب یخ می شود بسیار قابل توجه است. برای مثال، اگر نصف آب مخلوط با یخ صفر درجه جایگزین گردد، دمای بتن در هنگام ذوب شدن یخ به مقدار C°11 کاهش می یابد و از طرف دیگر، به کمک آب صفر درجه از دمای بتن در حدود C°4 کاسته می شود. بنابراین مجموع کاهش دمای بتن به طور تقریبی C°15 

می باشد. گاه در زمانی که تقاضای مصرف سیمان بیش از تولید آن می باشد سیمان های داغ به خریدار تحویل می گردد به نحوی که پس از حمل سیمان در هنگام تخلیه در سیلو، بدنه بونکر آنقدر داغ است که دست را می سوزاند. تقارن این ایام با فصول گرم سبب می شود که ساخت بتن با دمای مطلوب با مشکل بیشتری همراه گردد. لازم است از مصرف سیمان داغ تحویلی خودداری شود و با نگهداری سیمان در سیلو و افت دمای آن، ساخت بتن تداوم یابد.

تخمین دمای بتن

رابطه ارائه شده در زیر برای هر دو منظور، یعنی بتن ریزی در هوای گرم و بتن ریزی در هوای سرد کاربرد دارد.

 

 

 

 

نمادهای بکار رفته در این فرمول عبارتند از:

عدد ۰/۲۲ مقدار ظرفیت گرمایی سیمان و سنگدانه ها بر حسب Kcal/kg است و ظرفیت گرمایی آب معادل Kcal/kg1 منظور شده است.

T: دمای نهایی مخلوط بتن تازه بر حسب درجه سیلسیوس 

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 برحسب کیلوگرم و Wws و Wwa وزن ماسه و شن مرطوب بر حسب کیلوگرم است.

چنانچه دمای سن یا ماسخ، زیر صفر باشد، رطوبت مصالح به صورت یخ ظاهر می شود. بنابراین گرمای نهان ذوب یخ برای آب کردن یخ باید به میزان فوق اضافه شود، در این صورت پارامترهای TaWwa و TsWws به ترتیب به فاکتورهای مصالح (80-Ts5/0) Wws ، (80-Ta5/0) Wwa بدل می شوند.

حمل و نقل (انتقال) بتن

در هنگام حمل و نقل بتن باید موارد زیر رعایت شود:

1- در هوای گرم، حمل و انتقال بتن باید سریعاً انجام پذیرد، زیرا تاخیر باعث کاهش اسلامپ و افزایش دمای بتن می گردد.

2- در هوای معمولی حداکثر زمان تخلیه برای کامیون حمل مخلوط (تراک میکسر) ۱/۵ ساعت یا حداکثر تعداد چرخش دیگ آن ۳۰۰ دور می باشد. اما در هنگام حمل بتن در هوای گرم این زمان باید کاهش یابد و حداکثر ۴۵ دقیقه تا ۱ ساعت باشد. به هر حال، چرخش زیاد تراک میکسر موجب تبادل زیاد حرارتی با محیط خواهد شد و به هیچ وجه توصیه نمی شود.

3- تمام ابزار و وسایل حمل بتن، مانند فرغون، قالبها و حتی میلگردها باید خنک شوند.

4- ماله کشی و پرداخت بتن باید بلافاصله پس از بتن ریزی انجام پذیرد.

کنترل دمای بتن پس از بتن ریزی

کنترل دمای بتن پس از بتن ریزی از دو جنبه حائز اهمیت است. همان طور که در بخش جمع شدگی خمیری ذکر گردید، کاهش دمای بتن در کاهش مقدار تبخیر و جلوگیری از ترک خوردگی، بسیار نقش مهمی دارد. از طرف دیگر، کنترل دمای بتن در کسب مقاومت مورد نظر اثر قابل توجهی دارد. در مواردی که بتن با نسبت کم آب به سیمان (کمتر از ۰/۴۵) مصرف می شود و یا از میکروسیلیس مخلوط استفاده می شود، به کار بردن تمهیدات زیر اهمیت بیشتری دارد، زیرا این نوع مخلوط ها مستعد ترک خوردگی بیشتری است.

1- روی سطح میلگرد، قالبها و سطح زمین باید آب پاشی شود (شکل ۲) تا دمای سطوح کاهش یابد، اما نباید بر روی سطوح مذکور، آب اضافی باقی بماند. مسلماً در هوای مرطوب به جهت کاهش تبخیر این عمل اثر مثبت چندانی نخواهد داشت مگر برای آب پاشی از آب خنک استفاده نماییم.

2- در حدود نیم ساعت پس از پرداخت سطح بتن، باید سطح بتن با پوشش نایلون پوشش داده شود. قرار دادن پوشش تا مدت ۴ تا ۵ ساعت ضروری است، اما باید اطمینان حاصل گردد که جریان هوا در زیر پوشش وجود دارد، در غیر این صورت، دمای بتن افزایش می یابد.

3- استفاده از سایبان در بالای سطح بتن در کاهش دمای بتن بسیار موثر است. زیرا از تابش مستقیم آفتاب بر سطح بتن جلوگیری می کند.

4- با ایجاد بادشکن به کمک چتایی یا حصیر می توان سرعت باد را کاهش داد. در هوای گرم و خشک چنانچه این بادشکن مرطوب گردد، دمای محیط را کاهش و رطوبت نسبی را افزایش می دهد، بنابراین پارامترهای مهم تبخیر شامل دمای هوا، رطوبت نسبی و سرعت باد همزمان موجب کاهش تبخیر شده، ضمن آنکه دمای بتن موجود افزایش نمی یابد.

5- بلافاصله پس از سخت شدن باید عمل آوری بتن آغاز گردد. در صورت امکان نباید از روش های عمل آوری عایقی استفاده شود (بویژه در مناطق خشک)، بلکه باید با استفاده از آب، عمل آوری را انجام داد. استفاده از گونی خیس نیز روشی مناسب برای عمل آوری محسوب می سود، اما گونی به طور مداوم باید خیس شود.

6- قال ها (بویژه قالب چوبی) به صورت عایق عمل می کنند و باعث عمل آوری بتن می شوند. در هوای گرم توصیه می شود، قالب ها سریع باز شوند و عمل آوری با آب انجام گیرد. در صورتی که امکان باز کردن کامل قالب ها وجود نداشته باشد، می توان آن را شل کرد و آب را به سطح بتن رساند. همچنین در صورت استفاده از قالب چوبی، می توان با آب پاشی بر روی قالب ها از تبخیر آب بتن جلوگیری نمود.

7- در صورتی که، بر سطح بتن پس از عملیات پرداخت، ترک ناشی از جمع شدگی خمیری بروز کند، 

می توان با تراکم مجدد سطح بتن، ترک ها را حذف کرد. اجرای عملیات تراکم پس از مشاهده ترکها نه تنها باعث حذف ترکها می شود، بلکه سبب افزایش سایشی لایه سطحی بتن می گردد. عملیات تراکم باید قبل از گیرش بتن انجام شود. در غیر این صورت، ساختار بتن تغییر می کند و کیفیت آن کاهش می یابد.

اختلاط مجدد بتن

در هوای گرم، بتن تازه ضمن حمل و قبل از آبگیری و گیرش اولیه، تمایل به سفت شدن دارد. بدین لحاظ تحت کنترل شدید می توان آب مورد نیاز بتن برای افزایش اسلامپ حداکثر به میزان ۲۵ میلیمتر را پس از رسیدن تراک میکسر به محل تخلیه، اضافه نمود. انجام این کار در صورتی مجاز است که نکات زیر مورد توجه قرار گیرند:

1- مقدار نسبت آب به سیمان از حداکثر مجاز تجاوز ننماید.

2- میزان اسلامپ از میزان تعیین شده به هیچ وجه تجاوز ننماید.

3- میزان گردش جام با سرعت هم زدن از مقادیر مجاز تعیین شده، تجاوز ننماید.

4- عمل اختلاط مجدد، حداقل به مدت نصف زمان یا نصف میزان دوره ای با سرعت اختلاط ادامه یابد.

بتن ریزی در هوای سرد

در کارهای بتنی، هوای سرد به شرایطی اطلاق می شود که بیش از سه روز متوالی، متوسط درجه حرارت روزانه از ۵ درجه سیلسیوس کمتر باشد. چنانچه بیش از نیمی از روز دمای محیط بالای ۱۰ درجه سیلسیوس باشد، هوا سرد تلقی نمی شود.

رعایت نکات زیر برای بتن ریزی در هوای سرد الزامی است.

به طور کی، در دمای کم، آهنگ کسب مقاومت بتن کاهش می یابد و در نتیجه بتن تازه باید در مقابل آثار مخرب یخبندان محافظت گردد. در مواردی که بتن در چند ساعت اول، بعد از بتن ریزی و یا قبل از آنکه مقاومت نمونه استوانه ای بتن به ۳/۵ MPaبرسد، در معرض یخبندان قرار گیرد، مقاومت نهایی بتن ممکن است تا ۵۰ درصد کاهش یابد و بتن دچار آسیب دیدگی جدی گردد. اگر بتن در دمپایی کمتر از C°5+ قرار گیرد، فرآیند هیدراتاسیون بسیار کند شده و روند کسب مقاومت بتن عملاً متوقف می گردد.

آب خالص در صفر درجه یخ میزند، اما آب در داخل بتن به علت وجود املاح مختلف، دارای نقطه انجماد کمتری است و زمانی که آب در بتن یخ می زند، حجم آن حدود ۹ درصد بیشتر می گردد. از آنجا که انجماد بتن فرآیند تدریجی است، مقداری آب در منافذ کویین باقی می ماند که به علت افزایش حجم یخ، تحت فشار هیدرولیک قرار می گیرد. این فشار اگر آزاد نگردد، سبب تنش کشش داخلی شده و در نتیجه سبب ترک خوردگی و خرابی بتن می شود. با افزایش تعداد چرخه های یخ زدن و آب شدن، بر شدت خرابی بتن نیز اضافه می گردد.

بتن در اوایل سن خود، نه تنها باید در مقابل یخبندان محافظت گردد، بلکه باید قادر باشد تا در طول عمر مفید خود در مقابل چرخه های یخ زدن و آب شدگی، مقاومت نماید. برای آنکه از یخ زدگی بتن تازه جلوگیری شود، دمای بتن در هنگام ریختن آن باید در حد مناسب و توصیه شده باشد. جدول (۱)، حداقل دمای بتن در هنگام ریختن، عمل آوری و نگهداری آن را نشان می دهد. همان طور که در جدول مشاهده می شود، دمای مناسب بتن با افزایش ضخامت، کاهش می یابد. زیرا با افزایش سطح مقطع بتن، افت حرارت حاصل از هیدراتاسیون کمتر خواهد بود.

 

جدول (۱) دمای توصیه شده بتن در مراحل مختلف ساخت، بتن ریزی و نگهداری

مصالح تشکیل دهنده

 

شرایط اجزای مخلوط بتن، نقش مهمی در دمای آن دارد که این شرایط در این بخش شرح داده است:

1- سنگدانه ها

وقتی که دمای هوا بیشتر از صفر درجه است و در سنگدانه ها، یخ زدگی مشاهده نمی گردد می توان با حرارت دادن آب مخلوط، دمای مورد نظر بتن را به دست آورد. برای دمای هوای کمتر از صفر درجه وقتی که در سنگدانه ها، یخ زدگی مشاهده می شود، ممکن است حرارت دادن به سنگدانه ها لازم باشد.

انتخاب روش مناسب برای حرارت دادن مصالح سنگی، بستگی به امکانات و شرایط اقتصادی دارد. معمولاً از هوای گرم، آب گرم و بخار استفاده می شود. به هر حال، توصیه می گردد که در شرایط هوای سرد به خصوص در طول شب، سنگدانه ها با پوشش مناسب پوشانده شوند، تا ضمن عدم جذب رطوبت، یخ نزنند.

2- سیمان

مقدار و نوع سیمان در سرعت کسب مقاومت بتن اثر دارد. بنابراین، افزایش مقدار سیمان و یا استفاده از سیمان پرتلند نوع ۳ (با مقاومت اولیه زیاد)، مناسب است، اما الزامی نمی باشد، و در صورت امکان لازم است از سرد شدن سیمان در حد مقدور جلوگیری شود.

3- آب مخلوط

به طور کلی، آسانترین و ارزانترین روش افزایش دمای مخلوط بتن، افزایش دمای آب است. دمای آب باید کمتر از C°۶۰ باشد، زیرا سبب گیرش ناگهانی و کلوخه شدن سیمان می گردد و کارایی، مقاومت و دوام بتن را کاهش می دهد. اگر لازم گردد می توان از آب با دمای بیشتر از C°۶۰ استفاده کرد. توصیه می شود که ابتدا با مصالح سنگی مخلوط گردد و سپس سیمان به مخلوط افزوده شود.

4- مواد افزودنی

الف: ماده افزودنی حباب ساز

یکی دیگر از روش های جلوگیری از صدمه خوردن بتن، ناشی از یخ زدن و آب شدگی، استفاده از ماده افزودنی حباب ساز است. این ماده محافظت از بتن را در سن اولیه و همچنین در دوران بهره برداری انجام می دهد. حباب هوا که بر اثر استفاده از ماده افزودنی در بتن ایجاد می گردد با حباب هوای ناخواسته که در نتیجه تراکم نامطلوب بتن به وجود می آید، تفاوت دارد. خصوصیت حبابهای حاصل از ماده افزودنی از دو جنبه با خصوصیات حبابهای ناخواسته، متفاوت است:

حبابهای حاصل از ماده افزودنی بین ۱۰ تا ۱۰۰۰ میکرومتر و قطر حبابهای ناخواسته بیش از ۱۰۰۰ میکرومتر است.

حبابهای ماده افزودنی با یکدیگر ارتباط دارند، در صورتی که حبابهای ناخواسته ممکن است با یکدیگر مربوط باشند.

وجود حبابهای هوا در بتن سبب می گردد تا فضای کافی برای انبساط یخ در بتن ایجاد گردد و در نتیجه از ترک خوردگی و خرابی بتن جلوگیری می شود. ماده افزودنی حباب ساز باعث افزایش کارایی بتن نیز می شود. در نتیجه می توان با ثابت نگه داشتن اسلامپ، مقدار آب مخلوط را کاهش داد.

ب: ماده افزودنی زودگیر کننده

مواد افزودنی زودگیر کننده که به غلط در بازار به مواد ضد یخ بتن یا سیمان نامیده می شود، می تواند سرعت هیدراتاسیون در بتن را افزایش داده و در طول مدت کمتر، مقاومت بیشتری را کسب نماید، به شرط آنکه دمای مناسب (بالاتر از C°5+) فراهم شده باشد. با مصرف این مواد به میزان توصیه شده عملاً تغییر چشمگیری در نقطه انجماد آب حاصل نمی گردد و بتن مصون از یخ زدن نمی باشد. بنابراین نباید تصور کد که مصرف این مواد جایگزین روش توصیه شده برای ساخت بتن و ریختن و عمل آوری آن می گردد.

مخلوط کردن و انتقال بتن

مخلوط کردن بتن، نباید دمای آن کمتر از اعداد جدول ۱ باشد. مسلماً در هنگام اختلاط بتن باتوجه به نوع وسیله حمل، مدت حمل و میزان محموله، اتلاف دما خواهیم داشت. بنابراین در جدول (۱) توصیه شده است که دمای پس از اختلاط تا حدودی بیش از حداقل دمای بتن ریزی باشد. بدیهی است که باید سعی کرد حمل و ریختن بتن تا حد امکان به سرعت انجام گیرد. همچنین در طول حمل بتن با تراک میکسر از چرخشهای بی مورد و زیاد از حد خودداری گردد.

ریختن بتن

مخلوط بتن باید در مدت کوتاه جای دهی گردد، در غیر این صورت، افت دما زیاد خواهد بود. دمای مورد نیاز بتن پس از جای دهی بستگی به حجم آن دارد. توصیه می گردد که در صورت امکان و هنگام بتن ریزی در هوای سرد از لایه های ضخیم تر استفاده شود. تمام وسایل کار، مانند جام ها و فرغونها باید در هنگام عملیات بتن ریزی، در مقابل یخ زدگی محافظت شوند.

حفاظت پس از بتن ریزی

خطر جدی در زمانی رخ می دهد که آب بتن تازه جای دهی شده یخ بزند. در چنین حالتی ممکن است بتن یخ زده با بتنی که گیرش معمولی دارد، اشتباه شده و عمل قالب برداری انجام گردد و در هنگام فرآیند آب شدن، امکان فروپاشی وجود دارد. برای اجتناب از آن، در هیچ مورد نباید دمای بتن در قالب کمتر از C°۵ باشد و تا زمانی که بتن سخت گردد، این دما باید حفظ شود. به طور کلی اگر برای ۴۸ ساعت دمای بتن بیشتر از C°۵ حفظ شود، مقاومت مذکور را کسب می کند. روشهای مختلف محافظت بتن، پس از جای دهی شامل پوشش مناسب یا حرارت دادن در فضای مسدود است. 

اعضای نازک بتن، نیاز به محافظت طولانی تری دارند، اما بتن های حجیم به خصوص در سن اولیه نیاز به محافظت ندارند (به شرطی که دمای هیدراتاسیون جبران کننده دمای بتن باشد). در هنگام هوای سرد باید از عمل آوری با آب اجتناب و به روش عایقی (استفاده از پوشش برای جلوگیری از تبخیر آب) اکتفا کرد. در عمل آوری حرارتی (پروراندن) نباید خشک شدگی موضعی حاصل شود و گازهای حاصل از سوزاندن مواد مختلف در تماس با بتن جوان و نارس قرار گیرد. استفاده از بخار آب در عمل آوری حرارتی امکان رطوبت رسانی را فراهم می آورد.

دمای بتن
کلینیک

1- توصیه می شود هنگام بتن ریزی، دمای هیچ قسمت از بتن تازه از ۱۰ درجه سیلسیوس کمتر نباشد، ولی به هر حال این دما نباید از ۵ درجه سیلسیوس به عنوان حداقل مجاز، کمتر شود.

2- در هوای سرد باید با گرم کردن مواد متشکله بتن، دمای مخلوط را به حد قابل قبول رسانید.

3- برای تهیه بتن در درجه حرارت زیر صفر، ابتدا باید قطعات یخ و مصالح یخ زده را از مصالح سنگی جدا و مصالح سنگی را تا بالای درجه و در صورت لزوم آب را تا ۶۰ درجه سیلسیوس گرم نمود.

4- در صورتی که مصالح سنگی خشک باشد، می توان ماسه را تا ۴۰ درجه سانتیگراد گرم کرد، در این حالت نیز آب نباید از ۶۰ درجه بیشتر گرم شود.

5- هنگامی که گرم کردن مصالح سنگی مشکل بوده و یا عملی نباشد، می توان با استفاده از آب گرم دمای مخلوط بتن را بالا برد.

6- تغییر سریع دمای سطح بتن پس از اتمام دوران حفاظت، باعث ایجاد ترک در سطوح خارجی خواهد شد. لذا باید در طول حداقل ۲۴ ساعت اولیه پس از اتمام دوران نگهداری بتن، تدابیر لازم را اتخاذ گردد.

7- دمای آب مصرفی باید یکنواخت و ثابت باشد تا تغییری در اسلامپ ساخت های مختلف بتن حادث نشود.

8- دمای نهایی مخلوط بتن از رابطه زیر محاسبه می شود: 

نمادهای بکار رفته در این فرمول عبارتند از:

T: دمای نهایی مخلوط بتن تازه بر حسب درجه سیلسیوس

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 Wws و Wwa 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 باید به میزان فوق اضافه شود، در این صورت پارامترهای TaWwو TsWwsبه ترتیب به فاکتورهای مصالح (80-Ts5/0) Wws ، (80-Ta5/0) Wwa بدل می شوند.

9- پیش بینی های 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.

قبل از اجرای بتن ریزی تمامی سطوح در تماس با بتن نظیر سطح قالب، آرماتورهای و کابلهای پیش تنیدگی باید عاری از برف و یخ زدگی بوده و حتی الامکان دارای دمای مخلوط بتن مورد نظر باشند.

از سیمانهای مخصوص زودگیر نظیر سیمان تیپ ۳ استفاده شود.

از پوشینه و قایقهای مناسب استفاده شود.

از طریق بالا بردن دمای محیط بتن ریزی و ایجاد بادشکن، مراقبت های لازم به عمل آید.

فاصله حمل بتن حتی الامکان کوتاه اختیار شود.

 

 
آشنایی با بتن ریزی در هوای گرم

 

برای دریافت اطلاعات بیشتر از مقالات زیر بازدید نمایید:

 

مراحل طرح اختلاط

شناخت افزودنی های شیمیایی بتن

کاهنده های آب و روان کننده های بتن

آشنایی با روش های پیمانه کردن اجزای بتن

روش های پیمانه کردن اجزای بتن

به طور کلی برای ساخت بتن، در کارگاه ها باید از روش وزنی استفاده شود. به عبارت دیگر برای پیمانه کردن اجزای مخلوط باید توسط ترازوی مناسب و یا توسط مخلوط کن های مجهز به دستگاه توزین، مقادیر اجزای بتن وزن شوند.

اما در شرایطی که دسترسی به تجهیزات مورد نیاز برای توزین مصالح امکان پذیر نباشد و یا حجم بتن مورد نیاز کم بوده و سازه جزء سازه های با اهمیت کم محسوب شود می توان از روش حجمی برای اندازه گیری اجزای بتن استفاده نمود. استفاده از روش حجمی در شرایطی مجاز است که:

 

برای بتن های با مقاومت مشخصه مساوی و یا کمتر از MPa 25 (25C).

کنترل کیفیت بتن تازه، براساس اندازه گیری اسلامپ انجام شود.

کنترل کیفیت بتن سخت شده براساس اندازه گیری مقاومت فشاری نمونه های استاندارد اعمال می گردد.

 

روش هایی برای پیمانه کردن اجزای بتن 

 

تجهیزات مورد نیاز برای روش حجمی

برای تبدیل نسبت های وزنی به حجمی باید از یک پیمانه با اندازه مشخص استفاده شود. در انتخاب پیمانه و استفاده از آن باید نکات زیر رعایت گردد:

الف: انتخاب ابعاد این پیمانه اختیاری است، ولی با توجه به حجم یک پاکت سیمان ۵۰ کیلوگرمی که حدوداً ۳۸ تا ۴۲ لیتر است توصیه می شود از یک ظرف با ابعاد ۳۰ در ۳۰ سانتیمتر و ۴۵ سانتیمتر ارتفاع استفاده گردد (شکل ۱). ظرف پیمانه می تواند دارای کف و یابدون کف باشد.

ب: جنس ظرف پیمانه باید از موادی باشد که اولاً آب زیادی جذب نکند و به مرور زمان دچار زنگ زدگی یا پوسیدگی نشود، ثانیاً ابعاد آن بر اثر استفاده تغییر نکند. به هر حال، استفاده از ظرف پیمانه چوبی با رعایت نکات فوق بلامانع است.

پ: نحوه پر کردن مصالح داخل ظرف پیمانه در هر نوبت یکسان باشد. به طور مثال می توان همه پیمانه های مصالح را با استفاده از بیل داخل ظرف ریخت، به گونه ای که بدون اعمال هیچگونه ضربه یا لرزش (تراکم)، مصالح در داخل ظرف پر گردد و سطح آن نیز صاف و با لبه های ظرف تراز شود.

- اثر رطوبت سنگدانه ها در وزن آب مخلوط

معمولاً در هنگام طرح مخلوط بتن، شرایط رطوبت سنگدانه ها به صورت اشباع با سطح خشک SSDدر نظر گرفته می شود و آب به صورت آب موثر یا آب آزاد در محاسبات منظور می گردد. بنابراین در کارگاه، ابتدا باید وضعیت سنگدانه ها از نظر مقدار رطوبت مشخص گردد. به طور کلی شرایط رطوبتی سنگدانه ها به دو حالت زیر است:

الف) مقدار رطوبت موجود سنگدانه کمتر از مقدار SSDاست.

ب) مقدار رطوبت موجود سنگدانه بیشتر از مقدار SSDاست.

با در نظر گرفتن مطالب فوق می توان برای تعیین مقدار املاح آب آزاد مخلوط بتن و سنگدانه، از روابط زیر استفاده نمود:

(وزن سنگدانه در حالت موجود - وزن سنگدانه در حالت SSD + آب آزاد) = آب مصرفی

(درصد تغییرات رطوبت + ۱) × وزن سنگدانه در حالت SSD = وزن سنگدانه در حالت موجود

در رابطه فوق باید دقت نمود در صورتی که سنگدانه های موجود دارای رطوبت کمتری نسبت به 

حالت SSD باشد، درصد تغییرات رطوبت عددی منفی و در غیر این صورت مثبت است.

در موارد عدم دسترس به تجهیزات لازم، و یا امکان کنترل رطوبت واقعی در کارگاه می توان با استفاده از جدول (۱)، به عنوان یک راهنمای تقریبی نسبت به اصلاح مقدار آب و سنگدانه استفاده نمود.

برای مشخص کردن مقدار رطوبت سنگدانه در کارگاه، می توان از روش زیر استفاده نمود.

مقداری از ماسه را برداشته و در مشت فشرده کنید. حال اگر ماسه از هم جدا شود و به دست نچسبد و به شکل گلوله نیز در نیاید، نشان می دهد که رطوبت موجود کمتر از ظرفیت جذب آب بوده و احتمالاً رطوبت نسبی کم، و حدوداً 2-1 درصد است. در صورتی که ماسه پس از فشردن در مشت از هم جدا نشود و خیلی کم به دست بچسبد رطوبت آن در حدود ظرفیت جذب آب بوده و بین 4-2 درصد تخمین زده می شود.

اگر ماسه حالت برق زدن و درخشش داشته و دست را خیس کند رطوبت آن زیاد بوده و می تواند بیش از ۴ درصد باشد.

 

 

                                                                          جدول (۱) تغییرات در وزن مصالح و آب 

اختلاط بتن

بتن باید به نحوی مخلوط شود، تا ظاهری یکنواخت داشته باشد و کلیه مواد تشکیل دهنده آن به صورت همگن در مخلوط کن پخش شود. پس از مخلوط کردن بتن، تمام قسمت های مخلوط باید دارای وزن مخصوص، درصد هوا، اسلامپ، سنگدانه و خمیر سیمان یکسان بوده و مخلوط به دست آمده همگن و یکنواخت باشد. مخلوط کردن بتن، معمولاً با وسایل مکانیکی انجام می شود، اما بعضی از مواقع امکان دارد در کارهای کم اهمیت و کوچک، مخلوط کردن بتن به صورت دستی انجام گردد.

اختلاط دستی

هدف از مخلوط نمودن پوشاندن سطح کلیه ذرات سنگدانه ها با خمیر سیمان همگن است. در مخلوط کردن، ترکیب کلیه مواد متشکل باید به نحوی باشد که مخلوط حاصل یکنواخت گردد. در مواردی که امکان ساخت بتن با دستگاه مخلوط کن فراهم نیست و بتن باید با دست مخلوط شود، به منظور اطمینان از تولید بتن یکنواخت باید دقت بیشتری گردد. حداکثر حجم بتن برای هر بار ساخت با دست، ۳۰۰ لیتر است. برای مخلوط کردن دستی باید موارد زیر رعایت گردد. عملیات مخلوط کردن باید بر روی سطح صاف و تمیز که آب را جذب نمی کند، انجام شود. بهتر است از یک ورق گالوانیزه استفاده شود.

برای ساخت بتن با دست، ابتدا باید سنگدانه ها را به صورت لایه یکنواختی بر روی سطح پهن کرد. سپس سیمان را روی سنگدانه ها پخش کرد و مواد خشک از یک طرف سطح به طرف دیگر آن زیر و رو گردد تا اینکه مخلوط یکنواخت حاصل شود. این عمل باید حداقل سه مرتبه تکرار شود. آنگاه آب با استفاده از یک آبفشان تدریجاً اضافه گردد به طوری که آب یا دوغاب سیمان به طرف خارج مخلوط جریان نیابد. مخلوط باید سه بار دیگر زیرورو گردد و نوک بیل به صورت مکرر داخل مخلوط شود تا از لحاظ رنگ و روانی یکنواخت گردد. در حین مخلوط کردن نباید اجازه داد خاک و یا دیگر مواد خارجی در بتن مخلوط گردد. از آبغوره کردن مصالح اکیداً خودداری شود. برای جبران برخی از کاستی ها در اختلاط دستی، حدود ۵ تا ۱۰ درصد به مقدار سیمان افزوده می شود.

مخلوط کن های مکانیکی

امروزه، مخلوط کن های متنوعی وجود دارد، اما به طور کلی می توان آنها را به دو گروه تقسیم کرد: 

1. مخلوط کن های استوانه ای

2. مخلوط کن های عمودی یا تغاری

1- مخلوط کن استوانه ای

مخلوط کن های با دیگ استوانه ای در ظرفیت های از ۱۴۰ تا ۲۸۰۰ لیتر ساخته می شود و تولید آنها بین ۴ تا ۹۰ متر مکعب در ساعت است. سرعت دوران دیگ حدود ۱۰ تا ۳۵ دور در دقیقه است. 

ترتیب ریختن مصالح به داخل این نوع مخلوط کن ها بستگی به نوع مخلوط دارد، ولی معمولاً ترتیب ریختن عبارت است از: شن، سیمان، ماسه و آب که بهتر است ابتدا قسمتی از آب مخلوط به مخلوط کن ریخته شود و سپس در حین اختلاط مصالح، بقیه آب بتدریج به مخلوط افزوده شود.

مخلوط کن های دارای دیگ استوانه ای به دو نوع دیگ کج شونده و دیگ غیر کج شونده تقسیم می شود. در مخلوط کن های کج شونده (شکل ۳ و ۴)، بتن بعد از اتمام اختلاط با کج شدن دیگ تخلیه می شود.

تخلیه بتن در مخلوط کن کج شونده بسیار سریع بوده و در نتیجه امکان جدا شدن دانه ها وجود ندارد، این نوع مخلوط کن برای بتن با کارایی کم و یا برای بتن با مصالح سنگی درشت، مناسب است.

در مخلوط کن های غیر کج شونده)، محور دیگ همیشه به صورت افقی است و تخلیه با معکوس کردن حرکت دیگ انجام می پذیرد. به دلیل آنکه تخلیه با سرعت کم انجام می گیرد، امکان جدا شدن سنگدانه ها وجود دارد. بنابراین اگر مخلوط بتن مستعد جداشدگی ذرات باشد، نباید از این نوع مخلوط کن استفاده شود.

مخلوط کن عمودی

این نوع مخلوط کن از یک ظرف استوانه ای تشکیل شده، که در محور آن، تیغه ها نصب شده است. در بعضی از انواع آن، تیغه ها و ظرف در جهت عکس یکدیگر می چرخند و در بعضی دیگر، فقط تیغه ها چرخش دارند. چرخش تیغه ها سبب می گردد تا اختلاط به نحو مطلوب انجام گیرد و از چسبیدن ملات بر روی دیواره ظرف جلوگیری شود.

در هنگام اختلاط، کیفیت مخلوط قابل مشاهده بوده و چنانچه نیاز به تنظیم مخلوط باشد، امکان آن وجود خواهد داشت. این نوع مخلوط کن ها، به خصوص برای بتن هایی با چسبندگی زیاد و کارایی کم و همچنین ساخت مقدار کم بتن مناسب است، به همین دلیل معمولاً در آزمایشگاه نیز مورد استفاده قرار می گیرد. شکل (۶)

دستگاه های تولید بتن (بچینگ)

تولید بتن با کمیت و کیفیت مورد نظر پروژه های عمرانی از اهمیت ویژه ای دارد. به همین دلیل بچینگ ها برای تهیه و تولید بتن مطابق با خواسته های مورد نظر به وجود آمده اند و امروزه در طیف گسترده ای از خصوصیات و احجام به کار گرفته می شوند. به طور کلی بچینگ عبارتست از مجموعه تجهیزاتی که برای تهیه بتن طبق طرح اختلاط مورد نیاز و نیز تحویل آن به تجهیزات حمل، به کار گرفته می شود. اجزاء مختلف بچینگ عبارتست از:

1. سیلوهای سیمان

2. مخازن نگهداری سنگدانه ها و آب

3. سیستمهای انتقال مصالح (نظیر تسمه نقاله)

4. تجهیزات توزین و پیمانه کردن اجزا

5. تجهیزات کنترل

6. بنا به مورد اجزای دیگری از قبیل دیگ آب گرم و تجهیزات فرمایشی مانند یخ سازها.

امروزه بچینگها در ظرفیت های مختلف تولید می شوند که ظرفیت تولید بتن در بچینگ معمولاً با میزان تولید متر مکعب در ساعت بیان نی شود. به طور معمول بچینگ ها در ظرفیت های ۴۵، ۶۰، ۷۵، ۹۰، ۱۲۰، ۱۵۰، ۱۸۰ و حتی ۴۰۰ متر مکعب در ساعت تولید می شوند.

البته ظرفیتهای بالاتر را می توان به صورت سفارشی تهیه نمود.

 

بچینگها براساس معیارهای مختلف به انواع گوناگونی تقسیم می شوند:

 

از دیدگاه جریان مواد در آنها و نحوه چینش فیزیکی ادوات: افقی (و یا بالاور) و عمودی (ثقلی)

از دیدگاه روش تولید: اختلاط مرکزی (اختلاط تر) و اختلاط در حین حمل (اختلاط خشک)

از دیدگاه کاربرد نهایی محصول به ایستگاه های بتن حجیم، بتن روسازی، بتن معمولی (بتن آماده) فرآورده های بتنی و نهایتاً به سه نوع ثابت، قابل حمل و متحرک تقسیم می شوند.

در اشکال (۷، ۸ و ۹) چند نمونه از انواع بچینگ ها را مشاهده می نمایید.

حمل بتن

انتقال بتن، مرحله مهمی در روند اجرای کارهای بتنی محسوب می گردد. انتقال بتن از مخلوط کن تا محل نهایی بتن ریزی، باید به نحوی انجام شود که از جدا شدن اجزای بتن جلوگیری گردد. از طرف دیگر، سرعت انتقال باید تا حدی باشد که بتن ریزی به صورت متوالی انجام شود و از گرفتن بتن لایه قبلی اجتناب شود، حتی لایه زیرین نباید به مرز گیرش اولیه نزدیک شده باشد. عدم آلودگی به مواد مضر در طول حمل و عدم تبادل شدید حرارتی در این مدت، از اصول مهم مرحله انتقال بتن است. انتخاب روش یا وسیله انتقال بتن تابع شرایط کارگاه و زمین، حجم کار، ارتفاع به کارگیری و تخلیه و فاصله انتقال می باشد.

7 استانبولی

برای انتقال بتن، در حجم ها و مسافت های خیلی کم و یا مکان هایی که امکان استفاده از فرغون وجود ندارد می توان از استانبولی و یا زنبه استفاده کرد. از استانبولی برای انتقال حدود ۲۵ کیلوگرم (۱۰ لیتر) بتن استفاده می شود، مسافت بهینه ۱۰ متر و حداکثر مسافت قابل حمل، ۲۵ متر توصیه می شود. حداکثر ظرفیت برای حمل بتن با زنبه ۶۰ کیلوگرم (۲۵ لیتر)، طول حمل نیز ۲۵ تا ۳۰ متر است.

چرخ دستی یا فرغون

در کارگاه های کوچک که حجم ساخت بتن از ۴۵۰ لیتر در هر نوبت تجاوز نمی کند، می توان برای حمل بتن از فرغون استفاده نمود. در هنگام استفاده از فرغون باید به موارد زیر توجه نمود:

الف) حجم جابجایی با فرغون حدود ۵۰ تا ۶۰ لیتر بتن است که حدود ۱۲۵ تا ۱۵۰ کیلوگرم وزن دارد.

ب) مسافت مجاز برای انتقال بتن به وسیله فرغون بین ۵۰ تا حداکثر ۱۰۰ متر است.

پ) سطح عبور فرغون باید کاملاً مسطح و هموار باشد تا از جدا شدن اجزای مخلوط بتن در هنگام حرکت فرغون جلوگیری شود). برای این منظور می توان از تخته الوار و یا بویژه نیمرخ های ناودانی فولادی استفاده نمود.

ت) به دلیل اینکه در پیمانه اول، بخشی از سیمان، آب و ماسه بر کف و دیواره های فرغون می چسبد، باید حدود ۵ درصد به سیمان، آب و ماسه در پیمانه اول اضافه شود.

دامپر (فرغون موتوری)

در کارگاه هایی با وسعت نسبتاً وسیع و دارای سطح هموار می توان از دامپر استفاده نمود. حداکثر طول حمل با این وسیله ۳۰۰ متر و طول حمل بهینه ۱۰۰ متر است. با استفاده از دامپر می توان در حدود 

۲۵۰ تا ۷۵۰ کیلوگرم (حدود ۱۰۰ تا ۳۰۰ لیتر) بتن را حمل کرد.

باید توجه نمود، مسیر حمل باید کاملاً هموار بوده و در هنگام انتقال باید با حداقل سرعت حرکت نمود، در غیر این صورت امکان جداشدگی وجود دارد. 

ناوه (شوت یا سطح شیبدار)

تاوه یا ناودانی وسیله ای ساده، ارزان و سریع برای انتقال بتن به نقاط پایین تر و در ارتفاع کمتر می باشد (شکل ۱۳). توجه به موارد زیر در هنگام استفاده از ناوه ضروری است:

الف) ناوه طولانی باعث جداشدگی اجزا و خشک شدن مخلوط بتن می گردد، بنابراین باید از ناوه کوتاه استفاده کرد.

ب) شکل مقطع ناوه ترجیحاً دایره ای و یا نیم دایره باشد و از به کار بردن مقاطع مستطیل با گوشه های تیز (به علت باقی ماندن بتن و افزایش اصطکاک - اثر جدار) خودداری گردد.

پ) قطر ماده باید حداقل ۸ برابر حداکثر اندازه سنگدانه باشد.

ت) شیب ناوه باید حداکثر به، ۲ به ۳ و یا حداقل ۳ به ۲ محدود شود.

ث) برای آنکه مخلوط درون ناوه مجدداً مخلوط گردد، بهتر است که در انتهای ناوه، یک ناودانی و یا قیف هادی به کار برده شود. این عمل همچنین باعث می شود که از جداشدگی اجزای بتن جلوگیری شود، بویژه اگر سرعت بتن روی ناوه زیاد شود.

ج) مخلوط بتن باید دارای کارایی کافی و چسبنده باسد تا به راحتی درون ناوه حرکت کند. به عنوان راهنمایی باید از بتن هایی با اسلامپ ۵ تا ۱۰ سانتیمتر استفاده نمود، به هر حال سایر عوامل، مانند عیار سیمان، دانه بندی، شکل و بافت سنگدانه ها و نسبت آب به سیمان در این مسئله موثرند.

شوط سقوطی

شوت سقوطی دارای سطح مقطع دایره ای است و قطر آن در بالا حداقل ۸ برابر حداکثر اندازه سنگدانه و در پایین حداقل ۶ برابر حداکثر اندازه سنگدانه است. شوت سقوطی می تواند از نوع صلب یا انعطاف پذیر باشد. بهتر است از لوله های پارچه ای یا پلاستیکی باز شونده استفاده گردد.

ترکیب ناوه و شوت سقوطی

تراک میکسر

از تراک میکسر برای حمل بتن استفاده می شود. این دستگاه امکان مخلوط نمودن مداوم بتن در زمان حمل (با گردش مخزن حمل بتن) آن را داراست.

به همین خاطر کارایی فراوانی در بتن ریزی های مختلف وجود دارد. این دستگاه قادر به حمل ۶ متر مکعب بتن بوده و در فصول گرم به منظور جلوگیری از بالا رفتن دمای بتن تازه حتی الامکان سعی می شود رنگ مخزن روشن انتخاب شده و بوسیله گونی اطراف مخزن پوشانده شود.

در پروژه های بزرگ و حجیم که دمای بتن از اهمیت بالایی برخوردار است در طول زمان حمل، مدام گونی های پیچیده شده به دور مخزن مرطوب نگه داشته می شوند. مخزن حمل بتن (درام) در حین حمل بار با سرعتی حدود ۵ دور در دقیقه می چرخد و پیش از تخلیه جهت اطمینان از همگن بودن بتن با سرعتی حدود ۲۰ دور در دقیقه چرخانده شده و سپس بتن تخلیه می گردد. انجام بازدید های دوره ای از درام بمنظور کنترل سرعت، صحت و سلامت پره های همین و عدم وجود بتن سخت شده الزامی است.

سرعت چرخش

معمولاً مخازن تراک میکسرها دارای دو سرعت چرخش متفاوت هستند. سرعت اختلاط که سریعتر از سرعت هم زدن است، در هنگام ریختن مواد و مصالح بتن تازه درون مخزن صورت می پذیرد و هدف از آن انجام اختلاط کامل اجزای بتن است. سرعت دوم که بسیار کمتر از سرعت اختلاط است، برای انتقال بتن کاربرد دارد و هدف از آن جلوگیری از گیرش بتن تا رسیدن به محل مصرف است.

به منظور اختلاط کامل سرعت چرخش در حین اختلاط باید بین ۱۰ تا ۱۴ دور در دقیقه و سرعت هنگام هم زدن بین ۳ تا ۵ دور در دقیقه باشد. البته سرعت چرخش در حین تخلیه یا بارگیری معمولاً برای کنترل بهتر مصالح، بیشتر خواهد بود. بتن باید پس از آنکه همه مصالح در داخل میکسر ریخته شدند، حدود ۷۰ تا ۱۰۰ بار با سرعت اختلاط چرخانده شود.

آب اختلاط باید قبل از آغاز اختلاط در میکسر باشد. اگر هرگونه آب بعد از اختلاط بتن اضافه شود، میکسر باید حداقل ۳۰ چرخش اضافه با سرعت اختلاط انجام دهد. هر چرخش اضافی میکسر باید در سرعت همزدن انجام شود. البته کل تعداد چرخشهای اختلاط نباید از ۲۵۰ مرتبه بیشتر شود.

زمان اختلاط

یکی از مهمترین فاکتورها در زمان اختلاط، نوع و ترتیب اضافه شدن مصالح است. بدین ترتیب که اگر مصالح بطور خشک، مخلوط شده و وارد میکسر شوند، زمان اختلاط به طور قابل ملاحظه ای کاهش 

می یابد. بتن در تراک میکسرها به زمان اختلاطی حدود ۸ تا ۱۵ دقیقه نیاز دارد. باید دقت شود که از اختلاط بیش از حد باید پرهیز شود. چون باعث افزایش ترکها و دمای مخلوط بتن و خارج شدن هوای مفید موجود در مخلوط بتن می گردد. در مشخصات ساخت بتن تعداد دوره ای لازم برای مخلوط شدن کامل و نیز سرعت دوران مخلوط کردن و هم زدن باید داده شود.

بدنه داخلی مخزن میکسر

سطوح داخلی تراک میکسرها باید بسیار صاف و صیقلی باشد تا چسبندگی بین بتن و دیواره را به حداقل رساند. در غیر اینصورت در مدت زمان کوتاهی بدنه میکسر کارایی خود را از دست داده و نیاز به ترمیم و بازسازی خواهد داشت. معمولاً روکشی بسیار صیقلی روی فولاد مورد استفاده برای بدنه میکسر کشیده می شود. هندسه دوار و سیلندری میکسرها، باعث تسریع در عملیات بارگیری و تخلیه و نیز بهینه شدن اختلاط و حداکثر شدن ظرفیت میکسر خواهد شد که البته نتیجه عملی آن اقتصادی تر شدن کل عملیات می باشد.

بدنه داخلی مخزن مخلوط کننده دوار (میکسر) و به خصوص دهانه تغذیه میکسر و شوت خروجی آن در معرض سایش و خوردگی بسیار می باشند. بنابراین جنس فولاد آنها باید از نوع مرغوب و با مقاومت بالا در مقابل سایش باشد. در غیر اینصورت آسیب های جدی در مدت زمان کم به این قطعات وارد خواهد آمد. البته ضخامت این ورقه های فلزی باید به دقت و با توجه به الگوی سایش، تعیین شود تا از اضافه وزن بی فایده جلوگیری گردد.

تیغه های چرخشی در سیلندر بطور پیوسته جوش خورده اند و همچنین در تمام سطوح در مقابل سایش حفاظت شده اند. عایق کاری و صیقلی کردن برای این مقاطع بغلت پتانسیل بالا برای چسبیدن به بتن به طور جدی انجام می شود. دهانه تغذیه و شوت خروجی نیز باید با صفحات مقاوم در برابر سایش مجهز شوند.

در این ماشین ها طراحی مخزن باید به شکلی انجام پذیرد که سبب پایین افتادن مرکز ثقل برای افزایش امنیت در هنگام حرکت در جاده ها به هنگام حرکت در سرعتهای بالا گردد.

باکت

باکت ها وسایلای هستند که برای جابجایی بتن در ارتفاع از آنها استفاده می شود و در احجام ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ لیتر موجود می باشند که پروژه های از حجم جامهای بیشتر استفاده می شود.

باکت ها حسب استفاده جهت حمل بتن های با روانی بالا یا پایین تقسیم بندی می شوند. راکتهای حمل بتن با روانی بالا سبکتر از نوع دیگر بوده و مقدار بازشدگی دهانه خروجی آنها م می باشد. بعبارت دیگر دهانه خروجی باکت که توسط دریچه های باکت مسدود می شود کوچکتر می باشد. باکت های حمل بتن با روانی پایین بسیار سنگین تر از مشابه خود جهت حمل بتن با روانی بالا هستند این باکت ها بنا به ملاحظات ۳۰۴ ACIباید دارای شرایط ذیل باشند:

1. شیب جانبی قیف تحتانی نسبت به افق حداقل ۶۰ درجه

2. حداقل باز شدگی دهانه خروجی باکت باید پنج برابر بزرگترین اندازه سنگدانه بتن باشد.

۳. دهانه خروجی باید حداقل ۱/۳ دهانه داخلی باکت باشد.

بازشوی دهانه خروجی برخی باکت ها جهت باز کردن راحت تر به سیستم هیدرولیک مجهز هستند. در برخی مدل ها نیز جهت تخلیه راحت تر بتن یک عدد کی برا بدنه روی بدنه باکت نصب می نمایند. در برخی پروژه های بزرگ حجمی از باکت هایی استفاده می شود که مسیر خروجی آن به یک لوله انعطاف پذیر (لوله خرطومی) پمپ بتن مجهز هستند. مسیر خروجی بوسیله دریچه ای تیغه ای کنترل می شود.

در هنگام تخلیه با ضربه زدن به تیغه گیوتینی قسمت سوراخدار آن در مقابل دهانه خروجی لوله انعطاف پذیر قرار می گیرد. جهت توقف باید با ضربه ای مجدد قسمت توپر تیغه روبروی دهانه لوله قرار گیرد.

پمپ بتن

استفاده از پمپ های بتن روش بسیار مناسبی برای بتن ریزی در فضاهای محدود مانند تونلها و یا خارج از دسترس مانند بتن ریزی در ارتفاع نظیر ساختمان های مرتفع محسوب می شود. برای این منظور بتن باید از کارایی و روانی بالا با اسلامپ ۷۵ (مقدار توصیه شده) تا ۱۲۵ میلیمتر برخوردار باشد.

در این ارتباط معمولاً استفاده از مواد افزودنی کندگیر کننده برای به تاخیر انداختن زمان گیرش بتن توصیه می شود. ضمناً برای جلوگیری از جدا شدن آب مخلوط در اثر فشار و در نتیجه انسداد خط لوله انتقال بتن، دانه بندی سنگدانه ها حائز اهمیت است. بتنی که با پمپ ریخته می شود مشکلی به نام تفکیک دانه بندی نخواهد داشت، زیرا پمپ توانایی جابجایی بتنی را که دچار جداشدگی شده ندارد. ضمناً باید از به کار بردن آن بیش از اندازه در مخلوط و همچنین سنگدانه های درشت با لبه های تیز نیز اجتناب کرد. پمپهای بتن برای انتقال سنگدانه های تا اندازه ۳۸ میلیمتر طراحی می شوند، اگر چه حداکثر اندازه سنگدانه توصیه شده تا ۲۵ میلیمتر در عمل محدود می شود. با این همه پمپ هایی نیز ساخته می شوند که توانایی انتقال سنگدانه تا ۷۵ میلیمتر را نیز داشته باشند.

1- پمپ کامیونی تیرک (بوم) دار

در این دسته از پمپ ها یک پمپ بتن بر روی شاسی کامیون که ممکن است به دلیل تحمل وزن دارای محورهای بیشتری از کامیون های معمول باشد، نصب می گردد. به همین دلیل اصطلاحاً به آنها پمپ هوایی نیز گفته می شود. همچنین به منظور انتقال بتن تا محل مصرف از بازوهای تاشو که تعداد آنها بین ۳ تا ۴ بازو متغیر است، بهره گرفته می شود. این بازوها به کمک جک هیدرولیک باز شده و در راستاها و زوایای مختلف قرار می گیرند. به موازات هر بازو لوله انتقال بتن با اتصالهای انعطاف پذیر شده که می تواند بتن را به محل مصرف انتقال دهد.

معمولاً این کامیونها مجهز به جکهای کناری تعادل Outrigger هستند، زیرا در اثر باز شدن بازوها ممکن است کامیون از حالت تعادل خارج شده و واژگون گردد. در صورتی که قابلیت مانور بابا و شعاع چرخش حداقل مورد نیاز باشد، از کامیونهایی با دو محور جلو و سه محور عقب استفاده می شود. این دستگاه ها به گونه ای طراحی شده اند که تیرک (بوم) آنها می تواند به ورودی های خیلی باریک ساختمانها یا در 

کارگاه های سازه های فولادی دسترسی داشته باشد. انتقال بتن و بتن ریزی می تواند در هر دو راستای افقی و قائم انجام شود. معمولاً این دستگاه ها توانایی بتن ریزی در سطوح بالاتر و پایین تر از تراز قرار گیری مدائن را تواماً دارا می باشد. این پمپ ها معمولاً تا راندمان اسمی (تئوری) ۱۶۰ متر مکعب در ساعت و با فشار بتن ۹۶ بار موجود هستند و تا قطر سنگدانه ۶۴ میلیمتر را انتقال می دهند، ولی در عمل پمپهای مرسوم راندمان ۷۰ مترمکعب در ساعت با تحمل فشار ۷۰ بار داشته و تا قطر ۲۵ میلیمتر را می توانند انتقال دهند.

2. تراک میکسر پمپ بتن

معمولاً این دستگاه ها در مواردی که حجم کمتر بتن ریزی یا جابجایی زیاد در محل بتن ریزی بزم است، اقتصادی تر می باشند. این ماشین ها نیز عموماً با تیرک (بوم) هیدرولیکی همانطور که در شکل دیده می شود، تجهیز شده اند که سوار بر تراک میکسرهای استاندارد می باشد. چرخش میکسر از طریق موتور محرک ماشین و یا با توجه به اینکه بتن تولید شده توسط میکسر باید درجا استفاده شده و پمپ شود باید در چگونگی چرخش آن دقت لازم شود و انحنای درونی آن مناسب باشد تا بتن مناسبی به پمپ تحویل داده شود. در حال حاضر به دلیل اشکالات بهره برداری از این دستگاه استفاده چندانی به عمل نمی آید.

3. پمپ بتن قابل حمل

این پمپ ها قدرت بیشتری نسبت به انواع دیگر پمپ های بتن معرفی شده تاکنون دارند. مورد استفاده این نوع پمپ ها در کارگاه هایی که حجم بتن ریزی زیاد دارند یا در برج هایی که نیاز به بتن ریزی در ارتفاع بالا دارند (ارتفاع تا ۴۸۰ متر اسمی ولی در عمل و متداول ۲۰۰ ) و یا در پروژه هایی مثل تونلهای و پلهای طولانی (تا ۲۰۰۰ متر طول) می باشد. این پمپها با لوله های به قطر ۱۲۵ میلیمتر می توانند بتن های با سنگدانه های به قطر حداکثر ۶۳ میلیمتر را پمپ کنند. این پمپها یا بر روی شاسی کامیونی نصب می شوند یا در مواردی به صورت خودکششی تولید می گردند، ولی در اغلب موارد باید توسط کشنده دیگری یدک کشیده می شوند که اصطلاحاً پمپ زمینی نامیده می شوند. توان این پمپها عموماً از دیزل تامین شده و در موارد معدودی دارای موتور برقی نیز مشاهده می شود.

 

پیمانه کردن اجزای بتن 

 

برای کسب اطلاعات بیشتر از صفحات زیر بازدید نمایید:

 

مراحل طرح اختلاط

طرح اختلاط بتن

مشخصات افزودنی ها و مواد شیمیایی بتن

منظور از پخش و تراکم بتن چیست؟

پخش و تراکم بتن

پس از جاگذاری بتن، باید حباب های هوای ناخواسته با عمل تراکم حذف و یا کم گردد تا حداکثر چگالی در بتن حاصل شود. مقدار هوای محبوس بستگی به کارایی بتن دارد. بتن با کارایی کم، هوای حبس شده بیشتری دارد، به همین دلیل برای بتن با اسلامپ کم، نیاز به تراکم بیشتری احساس می شود. وجود حباب های هوا باعث کاهش مقاومت بتن، افزایش نفوذ پذیری بتن و کاهش مقاومت پیوستگی بین میلگرد و بتن می شود.برای تراکم بتن می توان از دو روش زیر استفاده نمود:

1. تراکم دستی

2. تراکم مکانیکی

موثرترین روش تراکم بتن با کارایی متوسط (اسلامپ رده های S3یا S2 ) استفاده از لرزاننده ویبراتور است، زیرا بتن های خیلی سفت به فشار و بتن های شل به لرزش حساس هستند. عمل لرزاننده باعث کاهش اصطکاک داخلی بین سنگدانه ها می شود تا آنها به یکدیگر نزدیک شده و حباب های هوا به سطح برسند. در ابتدای عمل تراکم، سنگدانه های درشت از لرزاننده دور می شوند، زیرا جرم سنگدانه های درشت بیشتر از سنگدانه های ریز است. پس از برخورد سنگدانه های درشت، ملات شروع به جاری شدن بین سنگدانه ها می کند.

1. تراکم دستی

در کارهای کوچک و محدود که امکان استفاده از لرزاننده ها و وسایل مکانیکی وجود ندارد می توان برای تراکم بتن از وسایل دستی به شرح زیر استفاده کرد:

الف) در مخلوط های خمیری و روان با اسلامپ بیش از ۵۰ میلیمتر (رده S2 به بالا)، می توان از میله فولادی (تخماق، کوبه) یا وسایل مشابه برای تراکم بتن استفاده نمود. میله بایستی به اندازه کافی وارد بتن شود تا بتواند به راحتی به انتهای قالب یا انتهای لایه مربوط به همان بتن ریزی برسد، ضخامت میله بایستی چنان انتخاب شود که به راحتی از بین میلگردها عبور نماید.

ب) با عملیاتی شبیه بیل زنی می توان ظاهر سطوح بتنی قالب گیری شده را بهتر کرد.

یک وسیله بیل مانند باید مکرراً به درون بتن و در مجاورت قالب فرو برده و بیرون آورده شود. این عمل، درشت دانه های بزرگتر را وادار می سازد تا از قالب رانده شود و حبابهای هوای محبوس بتواند بالا بیاید. در این خصوص باید دقت کرد تا به وصعیت میلگردها و قالب ها آسیبی نرسد. در این حالت، ضخامت بتن حدود ۰/۳ متر توصیه می شود.

پ) در مخلوط های سفت (اسلامپ کمتر از ۵۰ میلیمتر، رده S1) می توان از تخماق سر پهن با مقطع دایره و یا مربع استفاده نمود. در این حالت، ضخامت هر لایه به ۰/۱۵ تا ۰/۲ متر محدود می شود.

ت) برای تراکم بتن دالهایی با ضخامت کمتر از ۰/۱۵ متر می توان از ماله چوبی و اعمال ضربه به سطح بتن استفاده نمود.

2. تراکم مکانیکی بتن

با وسایل مکانیکی، مناسب ترین روش برای تراکم بتن است. معمول ترین نوع وسایل مکانیکی، ویبراتور یا لرزاننده داخلی (خرطومی) است. هر چند، در مواردی که تراکم میلگرد زیاد است. می توان از لرزاننده های قالب نیز استفاده نمود.

لرزاننده خرطومی از یک محرک انعطاف پذیر (در درون پوشش) که سبب چرخش میله مرکزی می شود، تشکیل شده است. بر اثر چرخش میله مرکزی، یک قطعه فلزی که به میله متصل است به پوشش فلزی ضربه می زند که سبب لرزاندن آن می گردد. لرزاننده ها براساس قطر آن، طبقه بدی می شوند، لرزاننده هایی با قطر ۱۵ سانتیمتر موجود است، اما معمولاً در کارگاه های ساختمانی، قطر ۲/۵ تا ۷/۵ به کار گرفته می شود.

در صورت استفاده از بتن با روانی بالا از ویبراتورهای دستی در سایت های ۱ تا ۴ اینچ استفاده می شود. این ویبراتورها با هوای فشرده عمل می نماید. در بتن های با روانی پایین امکان استفاده از ویبراتور های دستی و ویبراتورکیس وجود دارد. در صورتی که ابعاد پروژه به اندازه کافی بزرگ باشد که بتوان از تجهیزات مکانیکی استفاده نمود، از ویبراتورکیس استفاده می شود. این دستگاه عبارت است از شش عدد ویبراتور با قطر ۱۵۰ میلیمتر که بر روی یک باکس (کیس) نصب بوده و بوسیله فشار روغن موتور وسیله مکانیکی که بر روی آن نصب می گردند، عمل می نمایند. برای استفاده از این سیستم می توان از یک بیل مکانیکی کمک گرفت. بدین صورت که با باز نمودن باکت بیل مکانیکی، کیس ویبراتور روی بازوی بیل مونتاژ شده و سیستم تامین فشار روغن ویبراتورها به سیستم هیدرولیک بیل متصل می گردد.

هر یک از ویبراتورها تشکیل شده از یک عضو لرزاننده که پوشش فلزی قرار گرفته و یک پمپ هیدرولیک که منحصراً برای لرزاندن این عضو طراحی شده است. سر ویبراتور بوسیله قسمت فلزی که مقاومت بالایی داشته همینطور فاقد قدرت جذب است پوشانده شده و لوله ای فلزی به قسمت لرزاننده متصل و این لوله فلزی به وسیله شیلنگ انعطاف پذیری که محافظ لوله های روغن تغذیه کننده قسمت لرزاننده است به باکس (کیس) متصل می گردد.

ضخامت لایه های بتن ریزی نباید از طول ویبراتور بیشتر باشد. ویبراتورها حتی الامکان باید بصورت قائم و سریع وارد بتن شده و به میزان ۱۰ تا ۱۵ سانتیمتر در لایه قبل فرو روند. این عمل بین ۵ تا ۱۵ ثانیه با حرکات متناوب رو به بالا و پایین ویبراتور باعث ایجاد اتصال مناسب دو لایه خواهد گردد. پس از آن ویبراتور خیلی آرام باید از بتن خارج شود. فواصل بین نقاط فرو بردن ویبراتور براساس شعاع عملکرد آن تعیین می گردد و بندی انتخاب می شود که عملکرد ویبراتور روی هم، همپوشانی داشته باشند. بطور معمول این فواصل باید حدود ۱/۵ برابر شعاع عملکرد ویبراتور باشد.

این فاصله برای لرزاننده های تا قطر ۷۵ میلی متر بین ۱۵۰ تا ۵۰۰ میلیمتر است و به قطر لرزاننده و نوع بتن مورد استفاده بستگی دارد:

روش غلط: نقاط فرو بردن مرکز به مرکز با فاصله زیاد باعث جا ماندن نقاط متراکم نشده می گردد.

روش درست: تداخل محدوده عمل هر یک از اجزاء تراکم بیشتری را تضمین می کند.

 

چگونگی پخش و تراکم بتن 

 

تعیین فواصل نفوذ ویبراتور

از ویبراتور نباید جهت جابه جا کردن بتن استفاده شود. بنابراین لازم است بتن دقیقاً در محلی که قرار بر پخش آن است ریخته شود تا از نیاز به جابجایی آن جلوگیری شود.

هنگامی که لایه قبلی بتن، حالت خمیری دارد و هنوز به مرز گیرش اولیه آن نزدیک نشده است، لرزاننده باید به مقدار ۵۰ تا ۱۰۰ میلی متر به داخل لایه قبلی نفوذ کند. 

لرزاننده نباید با سطح قالب و میلگرد تماس داشته باشد، زیرا ممکن است باعث صدمه زدن به سطح قالب شود و یا سبب لرزش میلگردها در بتن قبلی که در حال گیرش می باشند، گردیده و موجب کاهش پیوستگی بتن و میلگرد شود. همچنین لرزش قالب در قسمت هایی که بتن آن در حال گیرش است می تواند به نمای قسمت سطحی آسیب برساند.

لرزاننده نباید برای حرکت جانبی و هل دادن بتن استفاده گردد، زیرا سبب جداشدگی اجزای مخلوط بتن می شود. برای صاف و تراز کردن سطح بتن می توان لرزاننده را به وسط توده بتن داخل کرده تا بتن هموار گردد و از هرگونه حرکت جانبی اجتناب شود.

به عنوان یک قانون کلی، هر چه سنگدانه ها بزرگتر باشند و کارایی (اسلامپ) کمتر باشد، نیاز به ویبراتوری با قطر بزرگ احساس می شود. معمولاً قطر ۲/۵ سانتیمتر برای مقاطع پر میلگرد و کوچک استفاده می شود. در چنین مواردی، دامنه نوسان ویبراتور کم بوده و قدرت تراکم نسبتاً کاهش می یابد. در جدول (۱)، اطلاعات کلی مربوط به بازده و کاربرد انواع لرزاننده های داخلی داده شده است. مقادیر جدول تقریبی است. لازم است قطر و قدرت لرزاننده با توجه به کارایی بتن، حداکثر اندازه سنگدانه ها و ابعاد قالب و حجم بتنی که در هر نوبت ریخته می شود، انتخاب گردد.

 

جدول (۱) انواع لرزاننده ها برای کاربردهای مختلف

 

گروه 

قطر لرزاننده (سانتیمتر) 

بسامد (دور در دقیقه) 

دامنه نوسان (سانتیمتر) 

شعاع عمل (سانتیمتر) 

حجم بتن ریزی به ازای هر لرزاننده 

کاربرد 

 

1 

4-2 

9000 تا 15000 

08/0-4/0 

15-8 

4-8/0 

برای بتن های خمیری و روان و در اعضای نازک و اعضای پیش تنیده و نمونه های آزمایشگاهی 

 

2

3-6

8500 تا 12500 

10/0-05/0 

25-13 

8-3/2 

بتن خمیری برای دیوارهای نازک، تیرها، شمع های پیش ساخته، ستونها و دالهای نازک 

 

3

5-9

8000 تا 12000 

13/0-06/0 

36/18 

15-6/4 

برای بتن نسبتاً خمیری (کمتر از 8 سانت اسلامپ)، در اعضای عمومی، مانند دیوارها، ستون، تیرها و دالهای ضخیم 

 

4

8-15

7000 تا 10500 

15/0-08/0 

51/30 

31-11 

برای بتن ریزی حجیم و اعضای سازه ای با اسلامپ 0 تا 5 سانتیمتر که کمتر از 3 متر مکعب بتن در هر نوبت ریخته می شود 

 

5

13-18

5500 تا 8500 

20/0-10/0 

61-40 

38-19 

برای بتن ریزی حجیم، مانند سدها، دیوارهای ضخیم و ستون های پلها که در هر نوبت بیش از 3 متر مکعب ریخته می شود 

 

در هنگام عملیات تراکم مخصوصاً در بتن های با روانی بالا باید توجه شود که حتماً بتن ریزی باید در لایه های افقی انجام گرفته، سپس متراکم شود. در صورتی که بتن بصورت شیبدار ریخته شده باشد در هنگام کبیره زدن بتن به سمت پایین حرکت کرده و امکان متراکم کردن کامل آن وجود ندارد. بهتر است با جابجا تخلیه کردن باکت بتن یا جابجا نمودن لوله پمپ بتن سعی شود تا بتن ریزی بصورت افقی انجام گیرد. در صورتی که علیرغم تمامی مساعی این مهم میسر نشود می توان با وارد کردن سریع کی برا داخل بتن (بمدت کوتاه) در ابتدا سطح آن را تقریباً مسطح و افقی نموده سپس عملیات تراکم انجام گیرد. اجرای هر لایه جدید بتن تنها در صورتی مجاز خواهد بود که لایه قبلی به طور کامل و کافی متراکم شده و بتن لایه قبل حالت پلاستیک داشته باشد. عملیات تراکم بتن باید تا زمان تخلیه کامل حباب های هوا و آب اضافی داخل بتن و نیز پر شدن تمامی حرفات داخلی ادامه یابد. در صورتی که بدلیل تردد پرسنل یا تجهیزات روی بتن تازه متراکم شده، شکل و تراکم بتن، از بین برود لازم است تا با کبیره کردن مجدد این مشکل مرتفع گردد. اصولاً دوباره کی برا نمودن بتن، سبب خواهد شد تا با خارج شدن حباب های هوا یا آب، اتصال مناسب تری بین بتن و قطعات مدفونی مثل آرماتور و واتراستاپ شکل گیرد. تجربه نشان داده است کیفیت بتن هایی که دوباره کی برا می شوند (با تاخیر و فاصله زمانی مناسب بین دو مرحله ویبره) به مراتب بهتر از کیفیت بتن های یکبار ویبره شده می باشد.

در هنگام متراکم کردن بتن باید توجه شود که از برخورد ویبراتور به قالب یا قطعات مدفون که باعث خارج شدن آنها از موقعیت خود یا تخریب آنها می گردد، خودداری گردد. در هنگام انجام عملیات تراکم با ویبراتور های دستی، سرپرست تیم بتن ریزی با هدایت کارگران باید فعالیت آنها را زیر نظر داشته و از انجام کامل عملیات تراکم اطمینان یابد.

در این راستا لازم است تا وارد کردن ویبراتور در بتن براساس الگوی مناسب و با لحاظ همپوشانی شعاع عملکرد ویبراتورها با یکدیگر صورت پذیرد. در هنگام ویبره زدن بتن باید توجه شود محدوده ای از بتن که قصد ویبره کردن آنرا داریم باید حتماً بوسیله چیزی (مثل قالب یا بتن) محدود شده باشد در غیر اینصورت هنگام ویبره کردن بتن از محلی که محدودیتی بر حرکت آن وجود دارد بصورت شیب به سمت پایین جریان یافته امکان متراکم کردن صحیح بتن وجود نخواهد داشت.

ویبراتور های مورد استفاده در بتن ریزی های سازه های مسلح یا بعبارت دیگر بتن های ریزدانه با روانی بالا، بین ۱ تا ۴ اینچ قطر داشته و با هوای فشرده عمل می نمایند. بسته به حجم بتن و میزان روانی آن قطر مناسب ویبراتور انتخاب می گردد. بندی که در اثر عملکرد آن، نه جدایی در سنگدانه های بتن رخ داده و نه آنکه ویبراتور بکار گرفته شده قدرت لرزاندن بتن را نداشته باشد. ویبراتور های فوق الذکر بوسیله شیلنگ انعطاف پذیر به شیلنگ های تامین کننده هوای فشرده متصل می گردد.

شیلنگ انعطاف پذیر این امکان را فراهم می سازد که بتوان از ارتفاع بالاتر از تراز بتن ریزی ویبراتور را وارد بتن نموده و ضمناً بتوان براحتی آن را در اطراف قطعات مدفون حرکت داد. همینطور در هنگام بتن ریزی در محدوده ای که بدلیل وجود قطعات مدفون مثل آرماتور امکان دسترسی به تمامی نقاط برای وارد کردن قائم ویبراتور در بتن وجود ندارد بوسیله این شیلنگ انعطاف پذیر، ویبراتور به سمت مورد نظر فرستاده می شود. از طرف دیگر این شیلنگ محل عبور و قرارگیری پاره ای قطعات ویبراتورها نیز می باشد.

معمولاً تراکم مجدد ۱ تا ۲ ساعت پس از تراکم اولیه و قبل از اینکه بتن به مرز گیرش اولیه نزدیک شود، انجام می گردد. این عمل برای بهبود تراکم، پیوستگی بتن و میلگرد، کاهش ترک خوردگی و منافذ ناشی از جمع شدگی و آب آوری بویژه در مورد بتن هایی با اسلامپ بیش از ۷۵ میلیمتر مفید است. بنابراین، تراکم مجدد برای تولید بتن با کیفیت بهتر، مورد استفاده قرار می گیرد. اما اگر با تاخیر زیاد و در حین گیرش اولیه انجام شود، سبب صدمه زدن به بتن و کاهش مقاومت نی شود. به هر حال تاخیر در تراکم مجدد به دمای بتن و محیط مجاور و نوع سیمان و بتن بستگی دارد.

پرداخت سطح بتن

معمولاً پرداخت سطح بتن، بلافاصله پس از اتمام بتن ریزی و تراکم بتن انجام می شود. روش پرداخت، اثر مهمی در مقاومت فشاری، نفوذ پذیری و مقاومت سایشی لایه سطحی بتن دارد. مراحل پرداخت سطح به شرح زیر است:

1. شمشه یا تراز کردن

2. تخته ماله کشی با تخته ماله دستی بلند و کوتاه

3. ماله کشی

4. پرداخت نهایی

هدف و نحوه صحیح مراحل مختلف پرداخت در این بخش شرح داده شده است:

شمشه یا تراز کردن

شمشه کاری روندی برای حذف بتن اضافی و تراز کردن سطح بتن در ارتفاع یا تراز مورد نظر است. این عمل باید بلافاصله پس از بتن ریزی و تراکم انجام پذیرد. وسیله ای که برای شمشه گیری استفاده می شود شمشه یا شارلوت ساخته شده از چوب، آلومینیوم یا آلیاژ منیزیم است. در هنگام شمشه کاری، شمشه بر روی سطح بتن باید به صورت اره ای حرکت داده شود و در هر حرکت، مسافت کوتاهی به طرف جلو منتقل گردد.

بنابراین، بتن اضافی (بالاتر از سطح تراز) در جلو شمشه جمع شده و سپس قسمت هایی که پایین تراز سطح تراز است توسط بتن جمع آوری شده در جلو شمشه پر شده و سطح بتن تراز می گردد. در هنگام حرکت شمشه به طرف جلو باید مقدار مسافت طی شده بسیار کوتاه باشد تا شمشه سبب آسیب دیدگی سطح بتن نگردد.

در بعضی موارد، شمشه مجهز به ویبره است و عمل تراز کردن همزمان (با تراکم بتن) فقط برای دال هایی کف انجام می شود. 

تخته ماله کشی با تخته ماله دسته بلند و کوتاه

تخته ماله دسته بلند قطعه ای مستطیلی شکل به عرض تقریبی ۲۰۰ میلیمتر و به طول ۱ تا ۱/۵ متر که دسته ای به طول ۱ تا ۵ متر به آن متصل است. منظور از عمل تخته ماله کشی با تخته ماله دسته کوتاه، مانند تخته ماله دسته بلند است و فقط دسته آن کوتاهتر می باشد.

استفاده از شمشه های دارای ویبره برای تراز کردن و متراکم نمودن سطح، به صورت همزمان بنابراین معمولاً فقط یکی از آنها در عملیات پرداخت به کار گرفته می شود. اگر سطح بتن بزرگ بوده، ولی تمام سطح بتن در دسترس نباشد، تخته ماله دسته بلند مناسب تر است و بالعکس تخته ماله دسته کوتاه در سطوح محدود و کوچک کاربرد بهتری دارد. باید توجه داشت که دسته بلند تخته ماله از دقت کار می کاهد و فقط در سطح های وسیع به ناچار به کار می رود. معمولاً تخته ماله دسته کوتاه ۷۰ تا ۱۰۰ میلیمتر عرض و ۱۵۰ تا ۲۰۰ میلیمتر طول دارد و دسته ای کوتاه بر روی آن نصب شده است. معمولاً جنس تخته ماله از چوب، آلیاژ آلومینیوم و یا منیزیم است. برای بتن معمولی نوع چوبی بهتر است زیرا چوب، ملات (خمیر سیمان و ماسه) را بر سطح حرکت داده و در نتیجه سطح بتن به صورت باز باقی مانده و آب آوری شدت نمی یابد.

در مواردی که بتن از نوع سبک است و یا چسبنده باشد، باید از تخته ماله از نوع آلیاژ منیزیم استفاده گردد. تخته ماله منیزیمی فقط خمیر سیمان و ماسه بسیار ریز موجود در سطح را حرکت می دهد و انرژی کمتری صرف ماله کشی می شود و همچنین سطح بتن گسیخته نمی گردد. هنگامی که برای بتن با وزن مخصوص (چگالی) معمولی از تخته ماله منیزیمی استفاده می شود بهتر است که اولین ماله کشی با ماله چوبی باشد تا سطح نیمه بسته بتن باز گردد، زیرا تخته ماله منیزیمی سطح بتن را مسدود می کند.

ماله کشی

پس از تعبیه درزها، سطح بتن باید ماله کشی شود، ماله کشی به علل زیر انجام می گیرد:

1. فرو بردن سنگدانه های درشت به درون بتن

2. حذف ناهمواری ها و منافذ باقی مانده و ایجاد یک سطح کاملاً هموار

تراکم سطح بتن

ماله به صورت نوع دستی و مکانیکی موجود است. ماله دستی از جنس چوبی، آلومینیومی و منیزیمی است. ماله آلومینیومی و منیزیمی راحت تر در سطح بتن حرکت می کنند، در این صورت، از مقدار انرژی مورد نیاز کاسته می شود. برای ماله کشی بتن حباب دار (به علت استفاده از ماده افزودنی حباب ساز) استفاده از ماله فلزی ضروری است، زیرا ماله چوبی بر سطح بتن چسبیده و سبب خرابی سطح می گردد.

عرض ماله دستی باید به صورت کاملاً افقی (بدون ایجاد زویه) بر روی سطح بتن قرار داره ود و آن را به صورت اره ای و قوسی حرکت داده تا منافذ پر شده و سطح بتن کاملاً هموار گردد. ماله کشی سبب می شود تا سطح بتن هموار شده (ولی صاف نمی شود) و مقاومت مناسبی در مقابل لیز خوردن به وجود آید و معمولا به عنوان پرداخت نهایی تلقی می گرد. ماله کشی با دستگاه مکانیکی نیز امکان پذیر است. دستگاه ماله کشی شامل یک محور عمودی است که به آن چند پره به شکل ماله متصل است و حرکت دورانی پره ها سبب هموار شدن سطح بتن می گردد.

پرداخت نهایی

بعد از عمل ماله کشی می توان با ابزارهای دستی یا مکانیکی مخصوص پرداخت نهایی، سطح بتن را کاملاً صاف نمود. مرحله نهایی بلافاصله بعد از ماله کشی و با ابزار دستی یا ماشین انجام می پذیرد. ابزار دستی که برای پرداخت نهایی استفاده می شود (شکل ۳۵)، یک صفحه فولادی پهن به ابعاد ۱۰۰ × ۴۰۰ میلیمتر است.

استفاده از صفحه فولادی با ابعاد کوچکتر برای مرتبه دوم و یا سوم پرداخت نهایی اشکال ندارد. در بعضی موارد (مانند دالها)، پرداخت نهایی با دستگاه مکانیکی انجام می شود. این دستگاه مشابه ماله دستی است، تنها تفاوت آن، ابعاد کوچکتر پره ها و امکان تغییر و فشار بر روی آنهاست. در مرحله اول پرداخت، پره ها به صورت مستقیم و در مراحل بعدی، به زاویه پره ها افزوده می شود.

باید توجه داشت با پرداخت نهایی، از مقاومت لغزش سطح بتن کاسته می شود، اما مقاومت سایش سطح افزایش می یابد. بنابراین اگر مقاومت سایشی بتن در حد نسبتاً زیاد ضروری است باید حداقل یکبار نسبت به پرداخت نهایی اقدام گردد و با افزایش تعداد عمل پرداخت نهایی، مقاومت سایش افزایش می یابد. اما اگر مقاومت لغزش اهمیت بیشتری دارد، باید مرحله پرداخت نهایی حذف گردد.

عمل آوری بتن 

عمل آوری روندی است که جهت حفظ رطوبت و حرارت بتن در مدت زمان معین بلافاصله پس از جاگذاری و پرداخت بتن انجام می گردد. عمل آوردن در خصوصیات بتن سخت شده، مانند مقاومت فشاری، دوام، مقاومت سایشی و مقاومت در مقابل یخبندان تاثیر قابل ملاحظه ای دارد. عمل آوری بتن به سه شکل محافظت، مراقبت (عمل آوری) و پروراندن (عمل آوری حرارتی) برای بتن ریخته شده در قالب ضروری است.

هنگامی که سیمان پرتلند با آب مخلوط می شود، فعل و انفعال شیمیایی که به آن هیدراتاسیون می گویند، آغاز می گردد. پیشرفت و وسعت این واکنش شیمیایی در دوام، مقاومت و وزن مخصوص بتن اثر می گذارد. معمولاُ مقدار آب موجود در مخلوط های بتن، بیش از آب مورد نیاز برای تکمیل هیدراتاسیون است، اما به هر حال کاهش آب به علت تبخیر، باعث تاخیر و یا توقف فرآیند هیدراتاسیون می گردد.

در چند روز اول، پس تز جاگذاری بتن، در درجه حرارت مناسب، هیدراتاسیون نسبتاً سریع است. بنابراین حفظ آب بتن، در طول این زمان بسیار با اهمیت است. هنگامی که عمل آوردن متوقف شود، کسب مقاومت بتن برای مدت کوتاهی ادامه می یابد، ولی پس از آنکه درجه اشباع حفره های مویینه داخل بتن به ۸۰ درصد می رسد، کسب مقاومت بتن متوقف می گردد.

روشهای مختلف عمل آوری رطوبتی (مراقبت) به شرح زیر است:

1. عمل آوری با آب

2. عمل آوری عایقی 

عمل آوری با آب

روشی است که سبب افزایش رطوبت بتن می گردد و همچنین از افت رطوبت بتن جلوگیری می کند. آب مصرفی باید دارای مواد زائد و مضر در حد مجاز استاندارد و آیین نامه های موجود باشد تا در کیفیت بتن اثر نامطلوبی باقی نگذارد. همچنین نباید از آب سرد و یا گرم، که سبب شوک حرارتی در بتن شده و موجب ترک خوردگی سطح بتن می شود، استفاده نمود. روش های مختلف عمل آوری با آب به شرح زیر است:

ایجاد حوضچه و غوطه ور سازی

ایجاد حوضچه برای سطوح افقی، مانند دالها مناسب است. در پیرامون دال، لبه هایی ساخته می شود و در درون این حوضچه آب قرار می گیرد. آب درون حوضچه نباید بیش از C° ۱۲ سردتر از بتن باشد. همچنین می توان (قطعات پیش ساخته) را از درون آب غوطه ور کرد، که در این حالت، ضوابط دمای آب باید رعایت شود.

افشاندن آب

در دمای بیش از C°12+ روش افشاندن آب برای عمل آوردن بتن بسیار مناسب است. روند افشاندن آب باید پیوسته باشد، در صورتی که افشاندن با وقفه انجام پذیرد، باعث تر و خشک شدن می گردد و در نتیجه عارضه پوسته شدن در سطح بتن بروز می کند. آب فشانی معمول در برخی از کارگاه های کشور ما، علاوه بر ایجاد تر و خشک شدن، باعث شوک حرارتی نیز می گردد، زیرا با خشک شدن سطح در زیر آفتاب، دمای سطح بتن بالا رفته و با پاشیدن آب خنک، مشکل ترک خوردگی وجود خواهد داشت.

پوشش های خیس

در صورتی که نتوان به طور مداوم با افشاندن آب، سطح بتن را مرطوب نگه داشت، استفاده از پوشش های جذب آب از قبیل چتایی، گونی، گلیم و حصیر برای عمل آوردن بتن توصیه می شود.

چتایی نو باید قبل از مصرف کاملاً شسته شود تا مواد قابل حل آن پاک شده و قابلیت جذب آن بیشتر گردد. همچنین در صورت استفاده از گونی، که قبلاً حاوی مواد شیمیایی یا شکر و غیره بوده، لازم است قبل از نصرف، گونی کاملاً شسته شود، زیرا برخی از مواد شیمیایی می توانند همراه آب عمل آوری، در بتن جوان نفوذ نموده و ضمن اختلال در گیرش بتن، مقاومت و دوام آن را کاهش دهند. با افزایش وزن چتایی یا سایر پوششهای جاذب، امکان نگهداری آب توسط آن بیشتر می شود و نیاز به مرطوب کردن متوالی آن کمتر 

می گردد. در غیر این صورت، بهتر است از دو لایه چایی استفاده شود. چنانچه ورق پلاستیک بر روی چتایی قرار داده شود، از تبخیر آب چتایی جلوگیری می گردد که مشابه عمل آوری عایقی خواهد بود. این نوع پوشش ها باید به نحوی روی سطح بتن قرار گیرند که لبه آنها حدود ۱۰۰ میلیمتر روی هم قرار داده شوند، و بلافاصله پس از آنکه بتن به اندازه کافی سخت شد، بر روی سطح قرار داده شوند. اگر زمانی که بتن در حالت خمیری است، پوشش روی آن قرار داده شود، سطح بتن آسیب می بیند. پوشش باید تمام سطح بتن را بپوشاند و به طور مداوم خیس نگاه داشته شود.

برای مقاطع کوچک بتن، عمل آوردن بتن با استفاده از خاک، ماسه، خاک اره، کاه و پوشال خیس مناسب است. ضخامت این نوع پوشش ها باید حداقل ۵۰ میلیمتر باشد و تمام سطح بتن پوشانده شود و به طور مداوم خیس نگاه داشته شود. ضخامت لایه کاه، ۱۰۰ میلیمتر و پوشال باید حداقل ۱۵۰ میلیمتر باشد و در صورت وزش باد با شبکه سیمی و یا چتایی روی آنها پوشانده شود تا وزش باد سبب پراکنده شدن کاه و یا پوشال نگردد. به طور کلی این نوع پوشش ها ممکن است باعث تغییر رنگ سطح بتن شوند و در همه موارد، مانند سطوح قائم امکان به کار گیری از آنها وجود ندارد. ، روش عمل آوری با پارچه چتایی را نشان می دهد.

توصیه می شود، پس از اتمام مدت عمل آوری رطوبتی، اجازه دهیم پوشش موجود خشک و سپس از روی سطح بتن برداشته شود تا مشکل ایجاد نگردد. این عمل برای مناطقی که باد خیز هستند ضرورت دارد.

عمل آوری عایقی

جلوگیری از تبخیر آب، روش دیگری جهت عمل آوردن بتن است و به این دلیل مزیت دارد که نیاز به خیس کردن مداوم پوشش ندارد. این روش برای مناطقی که امکان فراهم کردن آب مناسب جهت عمل آوری با مشکلاتی همراه است قابل به کارگیری خواهد بود. مصالح و روش های مختلف جلوگیری از تبخیر آب از سطح بتن به شرح زیر است:

ورق پلاستیک یا نایلون

ورق پلاستیک، وزن بسیار سبکی دارد و در رنگ های مختلف، مانند سفید و سیاه موجود است. رنگ سفید برای هوای گرم مناسب است، زیرا نور را منعکس می کند و رنگ سیاه برای هوای سرد مطلوب است، زیرا نور را جذب می کند. ورق پلاستیک معمولاً از نوع پلی اتیلن است. ورق پلاستیک باید کاملاً سطح بتن را بپوشاند و لبه بالای آن حدود ۱۰۰ میلیمتر روی هم قرار گیرد و قطعات چوب بر روی آن قرار داده شود تا ورق کاملاً در تماس با سطح بتن باشد، و وزش باد سبب بلند کردن و حرکت آن نگردد. احتمال دارد که ورق پلاستیک باعث تغییر رنگ و ظاهر سطح بتن گردد به خصوص اگر ورق چروکیده باشد. در این صورت اگر یکنواختی رنگ و ظاهر سطح بتن اهمیت دارد، باید از روش های دیگری استفاده کرد. تعریق و چکه کردن آب ناشی از تبخیر سطح بتن می تواند به ظاهر بتن آسیب رساند.

بنابراین بهتر است، در چنین شرایطی نایلون و یا پوشش دقیقاً بر سطح بتن قرار داده شود و یا از روش های دیگری استفاده شود. مشکل استفاده از ورق نایلون پاره و یا سوراخ شدن آن در کارگاه این است کخ امکان تعمیر آن وجود ندارد و در صورت عدم توجه به وجود سوراخ یا پارگی مشکلاتی برای عمل آوری، به وجود می آورند. برای محکم کردن ورق ها در اطراف تیرها و ستون ها، باید از طناب یا نوار استفاده گردد. شکل (۲)، استفاده از ورق پلاستیک شکل (۳)، عمل آوری با استفاده از پوشش های مرکب (مواد عایق، ترکیبی از پلاستیک و چتایی) را نشان می دهند.

ترکیبات عمل آوری

ترکیبات عمل آوری به صورت مایع است که بر روی سطح بتن پاشیده یا مالیده می شود و یا ایجاد یک غشاء از تبخیر آب بتن جلوگیری می کند. این محلول ها از اختلاط رزین های مصنوعی و طبیعی با حلال تشکیل شده است. پس از اعمال ترکیبات عمل آوری بر سطح بتن، حلال تبخیر شده و رزین بر سطح باقی می ماند. غشای رزین برای مدت محدود یک تا چهار هفته باقی مانده و بر اثر هوازدگی و نور آفتاب، ترد و شکننده می گردد و از سطح بتن جدا می شود. معمولاً در این نوع ترکیبات از رنگدانه های مختلف، مانند ذرات آلومینیوم بهره گرفته نی شود. استفاده از رنگدانه ها در ترکیبات به دو دلیل انجام می پذیرد.

رنگدانه های خاص سبب انعکاس نور شده و در نتیجه دمای بتن شدیداً افزایش نمی یابد و همچنین سبب رویت ترکیب بر روی سطح بتن می شود و بنابراین امکان ارزیابی کفایت و یکنواختی ترکیب در سطح بتن فراهم می گردد. برای حصول اطمینان از پیوستگی غشای عمل آوری، بهتر است آن را در دو لایه عمود بر یکدیگر اعمال نمود. اگر فقط یک لایه اعمال شود، باید از یکنواختی و پوشش غشاء اطمینان حاصل گردد.

ترکیبات عمل آوری باید بر روی سطح بتن مرطوب اعمال و از پاشیدن یا اعمال آن بر سطح خشک بتن اجتناب گردد. ترکیبات عمل آوری از تبخیر آب بتن جلوگیری کرده و در نتیجه سطح بتن خنک نمی شود. بنابراین در مناطقی که تابش شدید آفتاب وجود دارد، باید بر روی سطح بتن، سایبان ایجاد گردد. در صورتی که از ترکیبات عمل آوری غیر محلول در آب استفاده می شود، لازم است این ترکیبات پس از تبخیر آب رو زده، به کار روند.

اگر قرار است که بر روی سطح بتن، یک لایه دیگر بتن ریخته شود، یا کاشی و موزائیک بر روی سطح بتن نصب گردد، بهتر است که از ترکیبات عمل آورنده استفاده نشود، زیرا این ترکیبات پیوستگی را کاهش 

می دهند. هر چند بعضی از انواع ترکیبات، پیوستگی را کاهش نمی دهند و یا امکان پاک کردن غشاء وجود دارد. همچنین در برخی از منابع و مخازن نگهداری مواد بهداشتی، غذایی و آب باید قبل از بهره برداری این مواد کاملاً تمیز گردند.

در مواردی که دوام بتن در برابر عوامل مضر و یا خوردگی میلگردها حائز اهمیت است و یا هنگامی که نسبت آب به سیمان پایین است، بهتر است از روش های عمل آوری با آب (ایجاد حوضچه، غوطه وری، افشاندن آب و پوشش های خیس) استفاده کرد، و در صورت اضطرار از عمل آوری عایقی بهره بگیریم. شکل (۴)، روش عمل آوری با ماده شیمیایی عمل آوری را نشان می دهد.

عمل آوردن بتن به وسیله قالب ها

قالب ها خود محافظ مناسبی هستند و از خروج آب از بتن جلوگیری می کنند. البته در چنین مواردی، سطح افقی بتن باید مرطوب نگاه داشته شود. قالب های چوبی باید با آب افشانی مرطوب شوند، به خصوص در هوای گرم و خشک این عمل حائز اهمیت است. اگر مرطوب نگاه داشتن قالب های چوبی امکان پذیر نیست، باید بلافاصله قالب برداری شده و روش دیگری جهت عمل آوردن بتن به کار گرفته شود.

در صورتی که امکان برداشتن سریع قالب ها بویژه در سطوح و یا دیوار و یا تیرها وجود ندارد، توصیه می شود با شل کردن قابها، امکان عمل آوری با ریختن آب در درزهای موجود فراهم شود. شکل (۵)، یک نمونه از قالب های مخصوص را که از مواد مختلف تشکیل شده است نشان می دهد.

عمل آوری حفاظتی (محافظت)

لازم است در طول عمل آوری بتن جوان و پس از ریختن بتن، از بتن به خوبی محافظت شود تا آسیب نبیند. بارش باران و تگرگ، لرزش های شدید ماشین آلات ثابت و متحرک موجود، یخبندان، اعمال ضربه به قالب می تواند به بتن جوان و نارس آسیب برساند و به ظاهر بتن و مقاومت و دوام آن لطمه بزند.

عمل آوری حرارتی (پروراندن)

برای افزایش مقاومت بتن در روزهای اول و محافظت آن، در هوای سرد و جلوگیری از یخ زدن آن می توان دمای بتن داخل قطعه را بالا برد. بهترین روش برای این کار، به کار گیری بخار آب است. دمای محیط و بتن بهتر است از حدود C° ۶۵ بیشتر نشود و عمل بخاردهی پس از گیرش بتن آغاز گردد. روشهای حرارت رسانی خشک با سوزاندن مواد سوختی، نیروی برق و غیره، امکان پذیر است. 

ولی به طور کلی باید نکات زیر در آن رعایت شود تا مقاومت و دوام مورد نظر حاصل گردد:

الف) قبل از گیرش بتن گرمادهی انجام نشود.

ب) گازهای ناشی از سوختن در مجاورت بتن تازه و یا جوان قرار نگیرد.

پ) خشک شدگی در قطعه بتنی به وجود نیاید و گرمازایی به صورت یکنواخت و غیر متمرکز انجام گردد.

ت) افزایش دمای بتن، در هر ساعت به C° ۲۰ و کاهش آن نیز در هر ساعت به C° ۲۰ محدود شود و از بروز شوک حرارتی به بتن جلوگیری گردد. در قطعات حجیم کاهش دمای بتن در هر ساعت به C° ۱۰ محدود می شود.

ج) حداکثر دمای بتن به C° ۶۵ محدود شود.

چ) با ایجاد عایق حرارتی در سطح بتن می توان از افت دمای آن جلوگیری نمود و حتی دمای آن را افزایش داد. قالب چوبی، پشم شیشه، و عایق های پلی یارتان و یونولیت، کاه و پوشال و غیره به ضخامت کافی 

می تواند عمل عایق بندی را به انجام برساند. باید از به کار بردن مواد عایق یا گرمازا در سطح بتن که دارای مواد مضر باشد، جلوگیری نمود.

مدت زمان مراقبت (عمل آوری)

مدت مراقبت به عواملی نظیر نوع سیمان، مقاومت مورد نظر، نسبت سطوح نمایان به حجم، شرایط آب و هوایی در هنگام ساختن با نسبت آب به سیمان و ریختن بتن بستگی دارد.

مدت زمان عمل آوری بتن در هر پروژه به دلیل شرایط مختلف، متفاوت است. در صورتی که، زمان خاصی برای عمل آوری پیش بینی نشده باشد، حداقل زمان عمل آوردن بتن از مندرجات جدول (۱) محاسبه 

می شود. با توجه به شرایطی که ممکن است در کارگاه های کوچک حاکم باشد و عمل آوری مطابق 

روش های ارائه شده، کاملاً صحیح انجام نگردد و یا در مناطقی که مسائل دوام و خوردگی میلگردها حائز اهمیت است توصیه می شود، زمان عمل آوری بیش از حداقل ارقام موجود در جدول اختیار گردد.

 

جدول (۱) حداقل زمان عمل آوری بتن

 

 

شرایط مندرج در این ستون به شرح زیر تعریف می شود:

 

خوب: محیط مرطوب و محافظت شده (رطوبت نسبی بیشتر از ۸۰ درصد و محافظت شده در برابر تشعشع خورشید و باد)

ضعیف: محیط خشک و محافظت نشده (رطوبت نسبی کمتر از ۵۰ درصد و محافظت نشده در برابر تشعشع خورشید و باد)

متوسط: شرایطی بین دو حد خوب و ضعیف

** مفاهیم روند افزایش مقاومت بتن؛ سریع: بتن دارای سیمان های زودگیر(مانند پرتلند نوع ۳) افزودنی های زودگیر کننده نسبت آب به سیمان، بسیار کم و عیار سیمان زیاد است، متوسط: نوع ۱ و ۲ و پرتلند پوزولانی، کند: نوع ۵ پوزولانی ویژه.

 

 
عمل آوری بتن

 

 

شما می توانید برای کسب اطلاعات بیشتر از صفحات زیر بازدید نمایید:

 

مراحل طرح اختلاط

شناخت افزودنی های شیمیایی بتن

رفتار بتن در برابر آتش

تست ها و آزمایش های غیر مخرب بتن

آزمایش های غیر مخرب بتن بر روی سازه های بتنی به مانند التراسونیک ،اسکن بتن و هافسل از جمله آزمایش هایی هستند که جهت تعیین شناسنامه سازه و بررسی آن بر روی سازه انجام می گیرند.

 

در زیر توضیحاتی در مورد این نوع آزمایش ها شرح داده شده است.

تصاویر در این مقاله آزمایش های مذکور را نشان می دهند.

 

تست ها و آزمایش های غیر مخرب بتن

تست التراسونیک به روی بتن چگونه است

تست التراسونیک یا تست سرعت پالس های التراسونیک یک از انواع آزمایش های غیر مخرب برای سنجش میزان همگنی و مقاومت بتن می باشد. با انجام آزمایش التراسونیک ما می توانیم ضمن ارزیابی کیفی مقاومت بتن، به کیفیت دانه بندی در بتن در قسمت های مختلف و همچنین منحنی دانه بندی بتن دست پیدا کنیم. این آزمایش هم چنین نشان می دهد که آیا ناپیوستگی هایی مانند ترک و غیره در بتن وجود دارد یا خیر. در صورت وجود ناپیوستگی و ترک در بتن، به وسیله‌ ی این آزمایش می توانیم عمق ترک های موجود را تخمین بزنیم. 

✔ اهداف تست التراسونیک بر روی بتن کدام است

۱. ارزیابی کیفی مقاومت بتن، دانه ‌بندی بتن در قسمت‌های مختلف سازه و به دست آمدن منحنی دانه‌ بندی.

۲. پیدا کردن هر گونه ناپیوستگی در مقاطع مانند ترک، لایه لایه شدن بتن و غیره.

۳. مشخص کردن عمق ترک‌ های سطح بتن.

تست التراسونیک بر روی بتن با هدف اندازه ‌گیری مدت زمان عبور یک پالس التراسونیک با فرکانس ۵۰ تا ۵۴ هرتز می ‌باشد که توسط یک فرستنده تولید و به داخل بتن فرستاده می‌شود. این پالس از سوی دیگر توسط گیرنده ‌ای مشابه دریافت می‌شود. بدین ترتیب زمان عبور این پالس به دست می‌آید و با استفاده از میزان طول می‌ توان سرعت آن را به دست آورد. (سرعت برابر است با فاصله تقسیم بر زمان).

سرعت پالس التراسونیک به چگالی و ویژگی ‌های الاستیک ماده ‌ای که آزمایش بر روی آن صورت می ‌گیرد بستگی دارد. هر چه سرعت پالس بیشتر باشد، به آن معنی است که مدول الاستیسیته‌ ی بتن، چگالی و مقاومت آن بیشتر و بالاتر است.

 

تست سرعت پالس های التراسونیک

✔ نحوه انجام تست التراسونیک

نحوه انجام تست التراسونیک به این شکل است که یک پالس التراسونیک یا فراصوت با فرکانسی در حدود ۵۰ هرتز توسط یک فرستنده تولید می شود و به داخل بتن ارسال می گردد. در سوی دیگر بتن نیز گیرنده‌ای وجود دارد که وظیفه‌ی دریافت این پالس ها را بر عهده دارد. زمان عبور پالس از مقطع محاسبه می شود و با داشتن طول سرعت پالس محاسبه می گردد. سرعت پالس التراسونیک به عوامل مختلفی از جمله چگالی و ویژگی های الاستیک ماده (بتن) بستگی دارد. سرعت پالس با مدول الاستیسیته‌ ی بتن، چگالی و مقاومت آن نسبت مستقیم دارد و هر چه سرعت بیشتر باشد، این متغیرها دارای مقدار بیشتری خواهند بود. با وجود این که میان سرعت پالس و مقاومت بتن یک رابطه‌ی مستقیم وجود دارد، اما تا کنون هیچ رابطه‌ی فرمولی و عددی بین این دو به دست نیامده و ارتباط عددی ای بین آنها وجود ندارد.

 

مدول الاستیسیته‌ی بتن

تاثیر عوامل مختلف بر نتایج آزمایش التراسونیک

سرعت ثبت شده‌ی پالس در عبور از بتن می تواند به عواملی همچون طول مسیر، ابعاد نمونه آزمایشی، مسلح بودن یا نبودن بتن و میزان رطوبت موجود در بتن بستگی داشته باشد. شکل نمونه‌ی آزمایشی معمولاً تاثیری روی سرعت پالس ندارد، مگر این که ابعاد نمونه از طول موج پالس های ارسالی کمتر باشد. مثلاً برای عبور یک فرکانس ۵۰ هرتزی، ابعاد نمونه‌ی آزمایشی نباید از ۸۰ میلیمتر کمتر باشند. سرعت عبور پالس ها از فلزات بسیار بالاست. به همین خاطر در بتن هایی که از میلگرد استفاده می کنند و اصطلاحا مسلح شده‌اند، سرعت بالای پالس می تواند مربوط به همین موضوع باشد. رطوبت یکی از شرایط محیطی است که به صورت مستقیم بر روی نتایج تست التراسونیک بتن تاثیر دارد. رابطه‌ی آن هم با سرعت پالس مستقیم است به این معنی که هر چه رطوبت بیشتر باشد، سرعت پالس نیز به همان نسبت بیشتر خواهد بود. بنابراین در هنگام انجام تست التراسونیک، رطوبت باید از عواملی باشد که مورد اندازه گیری قرار می گیرد و در نتایج آزمایش لحاظ می شود. همچنین در نحوه‌ی کیورینگ بتن نیز این موضوع باید حتما در نظر گرفته شود، چرا که در همین مرحله مشخص می شود که رطوبت بتن چه مقداری خواهد بود. دمای محیط نیز یکی از عوامل تأثیر گذار بر نتایج تست التراسونیک است و با سرعت پالس عبوری رابطه‌ی عکس دارد. یعنی هر چه دمای بتن و محیط بتن پایین تر باشد، سرعت پالس افزایش پیدا خواهد کرد. دلیل آن هم این است که با کاهش دما، اندازه‌ی فضاهای خالی موجود در بتن کاهش می یابد. فضاهای خالی از عواملی هستند که باعث کاهش سرعت پالس می شوند و هر چه اندازه شان بیشتر باشد، کاهش سرعت بیشتر خواهد بود. بنابراین با کوچک تر شدن این فضاها، میزان کاهش سرعت در آن ها کم می شود و در نتیجه با پایین آمدن دمای بتن، سرعت پالس عبوری از آن افزایش پیدا می کند.

 

نحوه‌ ی کیورینگ بتن 

رطوبت: رطوبت بر روی تست التراسونیک بسیار موثر است و رابطه‌ی آن با سرعت پالس مستقیم است. یعنی هر چه میزان رطوبت بتن بیشتر باشد، سرعت پالس بیشتر خواهد بود. این مورد حتما باید در آزمایش التراسونیک مورد بررسی قرار بگیرد و در محاسبات لحاظ شود، در غیر این صورت نتایج آزمایش کاملا اشتباه از آب در خواهند آمد. مهم‌ترین عاملی که در رطوبت بتن تاثیر گذار است، نحوه‌ی کیورینگ آن است.

دما: دمای محیط بتن و دمای خود بتن با سرعت پالس در بتن رابطه‌ی معکوس دارد. هر چه دمای بتن پایین‌تر برود، هوای موجود در بتن و همچنین آب موجود در بتن متخلخل کمتر می ‌شود و در نتیجه عوامل کاهش سرعت پالس کمتر می‌شود. البته شیب رابطه‌ ی بین این دو کمیت ثابت نیست و در دماهای مختلف تغییر می‌ کند.

تاثیر طول و شکل مسیر: برای بتن‌هایی که ناهمگون هستند و این ناهمگونی عمدا در آن ایجاد شده، بایستی برای رسیدن به نتایج دقیق‌تر، طول مسیر بلندتری را انتخاب کرد. معمولا این موضوع در فیلد مشکلی ایجاد نمی‌کند، چرا که عموما و خود به خود طول مسیرها بلند است. اما در آزمایشگاه و در تست بر روی نمونه‌های آزمایشی، به دلیل اندازه‌ی کوچک نمونه‌ها، نتایج دستخوش تغییر می‌شوند.

به طور عمومی می‌توان گفت که شکل و اندازه‌ی تیر بتنی و یا نمونه‌ی آزمایشی بر روی سرعت پالس ارسالی تاثیری ندارد، مگر آن که اندازه و ابعاد بتن از حداقل اندازه (۸۰ میلیمتر برای فرکانس ۵۰ هرتز) کم‌تر باشد.

از جمله آزمایش های غیرمخرب بتن، هافسل (نیم پیل) می باشد. می دانیم یک جریان الکتریکی در بتن مسلح و جود دارد. پس باید بتوان آن را اندازه گیری نمود. اگر یک سر سیم را به میلگرد وصل کنیم و سر دیگر سیم را به کمک یک الکترود به سطح بتن مرطوب بچسبانیم و در این فاصله ولت متری را قرار دهیم اختلاف پتانسیل را بر صفحه دستگاه مشاهده می نماییم که در حدود چند ده تا چند صد میلی ولت است. بسته به نوع الکترود مصرفی ولتاژ قرایت شده متفاوت خواهد بود و قابل تبدیل به یکدیگر می باشند. آزمایش هافسل دارای دستورالعمل استاندارد برای کارگاه می باشد اما دستور استاندارد آزمایشگاهی ندارد. در کارگاه ASTM الکترود مس-سولفات را توصیه کرده است و در آزمایشگاه معمولا از الکترود کالومل اشباع استفاده می شود. باید دانست که این آزمایش فقط اختلاف پتانسیل موجود را به دست می دهد که پتانسیل خوردگی نام دارد و به هیچ وجه آهنگ خوردگی یا میزان خوردگی میلگرد را به نمایش می گذارد. این آزمایش با ارائه پتانسل خوردگی، به طراحان و کارشناسان فرآیند طرح و اجرای ترمیم و بازسازی سازه های بتنی امکان تصمیم گری برای عملیات های انجامی را می دهد.

 

اجرای ترمیم و بازسازی سازه های بتنی

درز انقباض (جمع شدگی) بتن چیست؟

1- درز انقباض 

درزهای انقباض برای حرکت یک دال یا دیوار در صفحه خودش، تعبیه می شوند و موجب می شوند که ترک های جمع شدگی ناشی از خشک شدن و ترک های جمع شدگی حرارتی در محل های از پیش تعیین شده ای پدید آیند. درزهای انقباض (که گاهی به آن ها درزهای کنترل نیز می گویند) باید چنان اجرا شوند که انتقال بارهای عمود بر صفحه دال یا دیوار را میسر کنند. اگر از درزهای انقباض استفاده نشود یا چنانچه فاصله آنها در دالهای روی زمین یا در دیواره های با آرماتور بندی سبک بسیار زیاد باشد، وقتی جمع شدگی ناشی از خشک شدن یا حرارت باعث به وجود آمدن کشش بزرگتری نسبت به مقاومت کششی بتن شود، ترک های تصادفی بروز خواهد کرد. در ساختمان های با پلان منظمی که نسبت طول به عرض ساختمان از ۳ بیشتر است باید با ایجاد درز انقطاع آن را به مستطیل هایی تبدیل کرد که نسبت طول به عرض آن ها از ۳ بیشتر نباشد.

معمولا بتن، تحت جمع شدگی خمیری و خشک شدگی قرار می گیرد و چنانچه جمع شدگی تحت قید قرار بگیرد، بتن احتمالا ترک می خورد. برای جلوگیری از بروز ترکها در سطح بتن، درزهای انقباض تعبیه 

می شود. در مواردی که میلگرد به اندازه کافی در عضو بتنی در نظر گرفته شده باشد تا تنش های جمع شدگی را تحمل کند، نیاز به درز انقباض بتن نیست. در چنین مواردی، میلگرد از تشکیل ترک های قابل رویت جلوگیری می کند. منظور از ایجاد درزهای انقباض(کنترل یا جمع شدگی)، تعیین محل هایی از قبل پیش بینی شده برای بروز ترکه است. به عبارت دیگر، چنانچه درزهای انقباض در عضو بتنی ایجاد نگردد و یا در فواصل نادرست اجرا شود، ترک ها در محل های نامشخص به وجود می آیند.

با ایجاد درزهای انقباض، یک منطقه ضعیف ایجاد می گردد که ترک های جمع شدگی در همان محلات شکل می گیرند.

 

آشنایی با درز انقباض (جمع شدگی) 

 

ساخت درزهای انقباض دال های کف

برای ساخت درزهای انقباض دال های کف موارد زیر باید رعایت شوند:

 

الف) برای ساخت درزهای انقباض می توان از وسیله دستی لبه زن استفاده نمود. آره ماشینی، وسیله دیگری برای ساخت درزهای انقباضی است، ولی عمل برش هنگامی باید آغاز گردد که بتن سخت شده باشد، در غیر این صورت، باعث جابجایی سنگدانه ها می گردد. 

ایجاد درزهای انقباض در بتن تازه نیز با استفاده از نوارهای پلاستیکی، فلزی و چوبی امکان پذیر است. برای نصب نوارها، یک شیار به وسیله ماله و یا شیارزن در بتن تازه ایجاد کرده و سپس نوارها در آن شیار گذاشته می شود. پس از اتمام عملیات ایجاد درزها، باید با استفاده از ماده درزگیر، نسبت به پرداخت کردن درزها اقدام نمود. با پر کردن درزها، از لبه های درز محافظت شده و عبور ترافیک (آمد و شد) بدون اشکال انجام می گردد.

ب) فاصله درزهای انقباض معمولاً بین ۲۴ تا ۳۶ برابر ضخامت دال است. برای تعیین فاصله تقریبی درزها به جدول (۱) مراجعه شود. فاصله درزهای انقباض به اسلامپ، حداکثر اندازه سنگدانه شکل و بافت سطحی سنگدانه ها، نسبت آب به سیمان، عیار و نوع سیمان بستگی دارد و بهتر است فواصل درزها را به مراتب کمتر از جدول زیر در نظر گرفت.

جدول (۱) حداکثر فاصله درزهای انقباضی 

ضخامت دال (mm) 

اسلامپ 100 تا 150 میلیمتر- فواصل درزها (متر)* 

اسلامپ 100 تا 150 میلیمتر- فواصل درزها (متر) 

اسلامپ کمتر از 100 mm فواصل درزها (متر) 

حداکثر اندازه سنگدانه mm20

حداکثر اندازه سنگدانه بیش از mm20 

 

 

100

0/3 

4/2 

60/3 

 

125

90/3 

0/3 

50/4 

 

150

50/4 

60/3 

40/5 

 

175

40/5 

20/4 

30/6 

 

200

00/6 

80/4 

20/7 

 

225

90/6 

40/5 

10/8 

 

250

50/7 

00/6 

0/9 

 

شایان ذکر است، مقادیر اسلامپ ذکر شده برای بتن بدون استفاده از مواد افزودنی روان کننده یا فوق روان کننده است و چنانچه از بتن با مواد افزودنی استفاده گردد، اسلامپ قبل از استفاده از مواد افزودنی بتن است.

پ) برای انتقال بهتر نیرو در محل درزهای انقباض می توان از میلگرد (داول) در وسط ضخامت دال استفاده نمود. مشخصات میلگرد در جدول (۲)، ارائه شده است. در هنگام تعبیه باید دقت نمود تا میلگرد به بتن پیوستگی نداشته باشد.

 

جدول (۲) فواصل میلگردها در درزهای 

 

فواصل میلگرد (mm) 

طول میلگرد (mm) 

قطر میلگرد (mm) 

ضخامت دال (mm) 

 

300

400

20

150-120 

 

300

460

25

200-180 

 

300

460

35

280-230 

 

ت) برای تراکم سطح دال های کوچک می توان از دستگاه ویبره استفاده کرد، اما برای سطوح وسیع توصیه می شود که با استفاده از یک تی فولادی که بر روی آن ویبره متصل است، عملیات تراکم اجرا گردد.

ث) یک دوش مناسب برای ساخت دال، به روش نداری موسوم است. براساس این روش، ابتدا عرض دال به چند نوار طولی تقسیم می گردد و قالبها نصب می گردند. سپس بتن به صورت نوارهای یک در میان ریخته می شود. پس از بتن ریزی سری اول نوارهای طولی، قالب ها باز می شوند و خود نوارهایی که بتن ریزی شده اند به صورت قالب برای نوارهای دیگر مورد استفاده قرار می گیرند. درزهای انقباض در حد فاصل نوارها اجرا می گردد.

ج) توصیه می شود هنگامی که بتن تازه است، درز انقباض (برای جمع شدگی خمیری) اجرا گردد، زیرا اگر بتن سخت شود باید از وسایلی مانند اره برقی برای ایجاد درز استفاده کرد. بر همین اساس در زمانی که بتن تازه است با گذاشتن یک نوار چوبی یا فلزی در محل مورد نظر می توان درز را ایجاد کرد. ایجاد درز در بتن سخت شده برای کنترل جمع شدگی ناشی از خشک شدن به کار می آید.

چ) برای اجرای عملیات پرداخت سطح بتن دال به فصل پرداخت مراجعه شود.

ح) محل درزها باید با یک ترکیب مناسب پر شود تا به دال از نظر نفوذ مواد زیان آور، خسارت وارد نگردد. این ترکیب می تواند ملات سیمان با ماسه سیلیسی و با نسبت کم آب به سیمان باشد (در صورتی که صرفا درز انقباضی برای جمع شدگی خمیری داشته باشیم این نوع ماده پرکننده می تواند به کار رود).

2- درز ساخت (اجرایی)

در بعضی از موارد امکان بتن ریزی یک عضو سازه ای در یک نوبت وجود ندارد. همچنین طبق توصیه آیین نامه ها، گاه لازم است بین اجرای اعضای قائم و افقی فاصله زمانی رعایت گردد. در چنین مواردی از درزهای ساخت استفاده می شود. به عبارت دیگر، درز ساخت، سطح بتن سخت شده ای است که در تماس با بتن تازه قرار می گیرد.

آماده سازی درز ساخت

در محل درز ساخت بین بتن قدیم و بتن تازه باید پیوستگی ایجاد نمود. رعایت مواردی به شرح زیر باعث افزایش مقاومت پیوستگی بین بتن قدیم و بتن تازه می شود:

الف) تمام مواد زاید، گرد و خاک و روغن باید از سطح بتن قدیم پاک گردد. برای پاک کردن سطح می توان از برس، هوای فشرده و یا آب با فشار زیاد استفاده کرد و در صورتی که آلوده به مواد روغنی باشد باید با استفاده از حلال مناسب پاک گردد. احتمال دارد که به دلیل آب انداختگی بتن، یک لایه ضعیف از خمیر سیمان در سطح بتن قدیم مشاهده گردد که جدا کردن این لایه با ابزار ذکر شده ضروری است.

ب) سطح بتن قدیم باید زبر و ناهموار گردد. روش موثر برای زبر کردن بتن، استفاده از برس زدن است که 

۲ تا ۴ ساعت پس از اتمام تراکم باید انجام شود. وقتی نوک سنگدانه های درشت بیرون از سطح بتن قرار می گیرند نشان دهنده ببری مناسب است. اگر عملیات زبر کردن به روز بعد از بتن ریزی موکول شود، نیاز به کار زیاد خواهد داشت، بنابراین بهتر است زبر کردن در روز بتن ریزی و در ساعات اولیه گیرش انجام شود.

پ) بعد از آماده سازی سطح بتن قدیم و چند ساعت قبل از بتن ریزی، باید سطوح درزهای اجرایی با آب کاملا اشباع شوند، اما باید صبر کرد تا آب اضافی روی سطح خشک شود و یا با استفاده از هوای فشرده، آب اضافی را از سطح زدود.

موفقیت درز ساخت

درز ساخت در تیرها بهتر است در محلی که کمترین تنشها و به ویژه نیروهای برشی وجود دارد، ایجاد شود. بنابراین در تیرهای یکسره، درز باید در محل انتقال تیرها و ستون ها تعبیه گردد. در دال های سقف، درز ساخت باید در خطوط مرکزی تیرها ایجاد شود. باید نوع و محل درزهای اجرایی در نقشه ها ذکر گردد. در هر صورت نباید موقعیت درز به محل یا زمانی دلخواه از قبیل پایان روز کار موکول شود. شکل درزهای اجرایی با توجه به موقعیت آن ها باید توسط مهندس مناسب و یا ناظر مشخص گردد. به طور کلی امتداد درز اجرایی باید عمود بر امتداد تنش های عضو باشد. برای ایجاد درز در تیرها باید از قالب موقت مخصوص استفاده نمود. در تیرهای عمیق یا شالوده ها می تواند از درزهای به شکل پلکانی یا دارای کلید برشی (کاملا و زبانه) بهره گرفت.

3- ظاهر درز ساخت

درز ساخت افقی در دیوارهایی که در معرض دید هستند باید ظاهر مناسب داشته باشد. به عبارت دیگر، درزهای افقی در دیوارها باید کاملا مستقیم و افقی باشند. برای آنکه درز ساخت کاملا افقی و مستقیم باشد می توان با نصب یک مواد چوبی یا فلزی بر دیواره قالب یک شکاف در محل درز ایجاد کرد. این شکاف، هم به در یک خط بودن درز کمک می کند و هم ظاهری مناسب به وجود می آورد. بتن تا حد وسط نوار جاگذاری می شود. 

پس از آنکه بتن سخت شد، قالب و نوار چوبی را می توان برداشت و برای ادامه بتن ریزی، قالب را در ارتفاع بالاتر نصب کرد و بتن ریزی را انجام داد. در صورت ایجاد چنین شکاف هایی باید توجه داشت که ضخامت پوشش بتنی بر روی میلگرد در حد مورد نظر باید رعایت گردد.

به جای قالب موقت می توان از توری با چشمه های ریز یا از رابیتس استفاده کرد که باید به وسیله یک شبکه میلگرد در محل مورد نظر نگهداری شود. در این صورت باید از ریختن بتن شل در پشت قالب موقت و لرزاندن طولانی بتن مجاور آن خودداری گردد. رابیتس در توده بتن باقی می ماند یا در صورت لزوم به موقع کنده می شود، ولی توری باید در ساعات اولیه پس از گرفتن بتن کنده شود تا سطح حاصل بتواند پیوستگی خوبی با بتن بعدی داشته باشد.

در صورتی که از رابیتس باقی مانده در توده بتن به عنوان قالب موقت استفاده شود، باید بلافاصله پس از گرفتن بتن، دوغاب را که از سوراخ های رابیتس گذشته و در پای آن جمع شده است کند و آثار آن را کاملاً تمیز نمود.

نکات مهم در هنگام ایجاد درز ساخت 

در هنگام ایجاد درز ساخت، رعایت موارد زیر ضروری است:

الف) شرایط رطوبت بتن قدیم در مقاومت پیوستگی اثر مهمی دارد. شرایط رطوبت بتن قدیم باید در حالت اشباع با سطح خشک باشد. به عبارت دیگر، درون بتن باید مرطوب، اما سطح آن خشک باشد. برای رساندن بتن قدیم به این حالت، بسته به شرایط دما و رطوبت محیط، باید از چند ساعت تا دو روز قبل از بتن ریزی جدید، بر روی سطح بتن قدیم آب پاشی گردد. اما در هنگام بتن ریزی جدید، باید سطح بتن قدیم عاری از آب اضافی باشد.

ب) در صورتی که نیاز به پیوستگی بیشتر بین سطوح محل درز باشد می توان از میلگرد آبدار(داول) استفاده کرد. معمولا این روش برای دال های کف مناسب است به خصوص در مواردی که دال بار زیادی را تحمل می کند، مانند کف سالن های صنعتی و یا محوطه ای که محل آمدوشد ترافیک است. در جدول (۳)، مشخصات میلگرد آجدار را برای تعبیه در درز ساخت نشان می دهد.

 

جدول (۳) مشخصات و فواصل میلگرد اتصال (داول) در درز ساخت 

 

ضخامت دال mm 

قطر میلگرد آجدار (mm)

طول میلگرد (mm) 

فاصله میلگرد (mm) 

 

200-120 

12

750

750

 

230-320 

16

750

750

 

پ) برای نصب میلگردها، ابتدا باید در قالب حفره هایی با فواصل مورد نظر ایجاد کرد و سپس میلگردها در داخل حفره ها جاسازی شود به صورتی که نصف طول میلگردها در طرفین قالب قرار بگیرد و سپس بتن ریزی انجام می گردد. به این صورت، در زمان قالب برداری، نصف طول میلگردها خارج از بتن ساخته شده قرار می گیرند.

در درزهای اجرایی باید سطح بتن را تمیز گرد و دوغاب خشک شده را از روی آن زدود.

درزهای اجرایی را باید در مقاطعی پیش بینی کرد که در آن ها تلاش ها به ویژه نیروهای برشی کمترین مقدار را دارند. در صورت لزوم برای امثال نیروهای برشی و سایر تلاش ها، در محل درزهای اجرایی باید پیش بینی های لازم به عمل آید.

برای تامین پیوستگی بتن در محل درزهای اجرایی باید سطح بتن قبلی را خشن ساخت و سپس لایه بعد را ریخت.

باید تمامی سطوح درزهای اجرایی را قبل از بتن ریزی جدید به صورت اشباع با سطح خشک در آورد.

درزهای اجرایی نباید بدون شکل باشند بلکه باید امتدادی عمود بر امتداد تنش های عمود بر سطح داشته باشند. از ایجاد درزهای بزرگ اجرایی باید خودداری کرد و درزهای لازم به صورت پلکانی یا سطوح شکسته در نظر گرفت.

ایجاد درزهای اجرایی قائم باید با قالب های مناسب انجام شود.

ایجاد درزهای اجرایی کف ها باید در ثلث میانی دهانه دال ها و تیرهای اصلی و فرعی قرار گیرند.

در تیرهای اصلی فاصله هر درز اجرایی تا تیر فرعی متقاطع با آنها نباید از دو برابر عرض تیر فرعی کمتر باشند.

تیرها یا دال های متکی بر ستون ها یا دیوار ها را تا زمانی که این اعضای قائم حالت خمیری دارند، نباید بتن ریزی کرد.

بتن تیرها و سر ستون ها را باید حتی المقدور به صورت یکپارچه با بتن دال ریخت.

در محل درز اعضای بتنی باید کلیه میلگردها قطع شوند و آرماتورهای با قلاب ۹۰ درجه قرار داده شود.

فضای خالی بین درزها باید با یونولیت یا سایر مصالح مصالح پر شود.

در محل هایی که خطر نفوذ آب وجود دارد بهتر است در محل درزهای از واتراستاپ استفاده شود.

 

کاربرد درزهای ساخت (درزهای اجرایی)

بررسی بتن حجیم، تعاریف و دستور العمل ها

سازه های بتنی حجیم

هر حجمی از بتن (معمولا با ابعاد بزرگ) که نیازمند تدابیری ویژه برای کاهش ترک خوردگی ناشی از گرمای آبگیری (هیدراتاسیون) سیمان باشد، بتن حجیم نامیده می شود.

واکنش میان سیمان و آب، توام با تولید گرما می باشد و سبب افزایش قابل ملاحظه دمای درون قطعات بزرگ بتنی می شود. اگر این گرما نتواند به سرعت تخلیه شود، تغییر حجم ناشی از افزایش و کاهش دمای سازه، ممکن است تنش ها و کنش های قابل ملاحظه ای ایجاد نماید که ترک خوردگی بتن را به دنبال خواهد داشت.

تدابیر لازم برای کنترل دمای بتن ممکن است قبل، همراه و یا بعد از بتن ریزی اعمال شوند. اندازه بزرگترین دانه سنگی بتن های حجیم معمولا بزرگتر از بتن های متداول است و دانه بندی سنگدانه ها باید با دقت بیشتری کنترل شود تا با حداقل سیمان ممکن (یا به کمک پوزولانی ها)، طرح اختلاط مناسب تهیه گردد. هدف از طراحی بتن حجیم برآوردن الزامات مورد نیاز همراه با تولید کمترین گرمای ممکن و در نظر داشتن صرفه اقتصادی است. معمولا پایایی، مسائل حرارت و اقتصاد مهمترین عوامل در طراحی سازه های بتنی حجیم هستند و عامل مقاومت اغلب در درجه دوم اهمیت قرار دارد. در طراحی مخلوط های بتنی حجیم با کیفیت (مقاومت و پایایی) مطلوب، باید کمترین مقدار سیمان به مصرف برسد، تا ترک خوردگی حرارتی کاهش یابد.

 

مصالح بتن حجیم

 

1- سنگدانه

سنگدانه های مصرفی در بتن حجیم باید از نزدیک ترین و مناسب ترین منابع قرضه موجود در اطراف ساختمان تامین شوند. منابع قرضه مورد تایید می توانند شامل سنگدانه های طبیعی موجود در آبرفت های کنار رودخانه ها، تراس های آبرفتی مرتفع تر، معادل سنگ کوهی یا مخلوطی از آنها باشند.

در بتن هی حجیم به منظور کاهش مشکلات ناشی از گرمای آبگیری باید با توجه به سایر الزامات طرح از بزرگترین اندازه ممکن سنگدانه استفاده شود، ولی استفاده از سنگدانه های درشت سبب افزایش پدیده جداشدگی در بتن می گردد، که این پدیده باید به کمک طراحی مخلوط هایی با دانه بندی مناسب و با اعمال الزامات اجرایی آیین نامه کنترل شود. طبقه بندی سنگدانه های مصرفی در بتن حجیم با بزرگترین اندازه اسمی ۱۵۰ میلی متر براساس پنج محدوده زیر توصیه می شود:

 

ماسه ۰ تا ۵ میلیمتر

شن ۵ تا ۲۰ میلیمتر

شن ۲۰ تا ۴۰ میلیمتر

شن ۴۰ تا ۷۵ میلیمتر

شن ۷۵ تا ۱۵۰ میلیمتر

 

هر یک از محدوده های فوق می تواند براساس نیاز طرح به دو محدوده کوچکتر تقسیم شود. استفاده از سنگدانه های بزرگتر از ۱۵۰ میلی متر در بتن های حجیم با این شرط امکان پذیر است که بتوان نشان داد در کیفیت بتن، استهلاک دستگاه ها و روش اجرا اثر منفی نداشته و موجب کاهش هزینه ها خواهد شد. بزرگترین اندازه دانه سنگی مورد استفاده در بتن حجیم با توجه به محدودیت های طرح و صرفه اقتصادی تعیین می شود.

 

بتن ریزی حجیم در هوای گرم 

 

دانه بندی

 

شن و ماسه باید بطور جداگانه انباشته شده و توزیع دانه بندی هر یک باید با حدود مندرج در جداول (۱) و (۲) منطبق باشد. از آنجا که تغییر دانه بندی ماسه (هرچند در محدوده مجاز) پی آمدهای منفی در کارآیی مخلوط بتن خواهد داشت، بنابراین سازندگان باید تدابیری اتخاذ نماید تا دانه بندی ماسه مصرفی و میزان رطوبت آن تا حد امکان در طول زنگ اجرا یکنواخت باقی بماند.

دانه بندی ماسه باید طوری کنترل گردد که مدول نرمی ۹ نمونه از ۱۰ نمونه متوالی اخذ شده بیش از ۰/۲ با میانگین مدول نرمی ۱۰ نمونه اختلاف نداشته باشد و بهتر است رطوبت ماسه به کمتر از ۵% تقلیل یابد.

در بتن های حجیم که قطر بزرگترین سنگدانه مصرفی در آن ها بیش از ۴۰ میلیمتر است و به ویژه بتن هایی که با استفاده از سنگدانه های شکسته حاصل از معدن سنگ تهیه می شوند، چون میزان سنگدانه های درشت نسبت به بتن های معمولی زیادتر و میزان سیمان و ماسه مصرفی کمتر است، بتن ظاهری خشن داشته و چسبندگی و قوام آن کم می شود. در این حالت توصیه می شود از طریق ساخت طرح های اختلاط آزمایشی، این کمبود با مصرف میزان مناسبی پودر سنگ، حاصل از فرآیند تولید سنگدانه، یا دیگر مواد افزودنی های معدنی مجاز جبران شود.

 

 

جدول (۱) حدود دانه بندی محدوده های سنگدانه های درشت (شن)

 

 

*براساس نیاز کارگاه و با نظر دستگاه نظارت می توان محدوده ۵-۲۰ را به دو بخش ۵-۱۰ و ۱۰-۲۰ تقسیم نمود.

قبل از سفارش تجهیزات و سیستم تولید شن و ماسه، اطلاعات زیر باید برای بررسی شود.

1- نمودار مسیر تولید سنگدانه ها.

2- نقشه موقعیت دستگاه ها (سرندها، نقاله ها، سنگ شکن، ماسه شوی و...) و مشخص نمودن محل انباشت سنگدانه ها.

3- شرح و مشخصات تجهیزات مختلف سیستم بطور جداگانه مانند: نوع، اندازه، ظرفیت و قدرت.

4- نحوه کنترل و جمع آوری گرد و غبار و هرز آب های حاصل از شستشوی مصالح.

 

سیمان

 

عامل چسباننده سنگدانه ها در بتن (خمیر سیمان) نقش مهمی در عملکرد سازه بتنی حجیم ایفا می کند. واکنش های آبگیری در بتن های حجیم باید آهسته تر از بتن های معمولی صورت گیرد تا گرمای حاصل از این واکنش ها سبب افزایش بیش از حدود مجاز دمای سازه نشود.

در بتن های حجیم یکی از چند گونه سیمان پرتلند نوع ۴،۲ یا ۵ و یا انواع بخصوصی از سیمان های آمیخته پرتلند پوزولانی و روباره ای استفاده می شود.

سیمان نوع دو: با گرمای آبگیری متوسط، در صورتی برای استفاده در بتن ریزی های حجیم مناسب است که مجموع سه کلسیم سیلیکات و سه کلسیم آلومینات (C3S+C3A) آن کمتر از 58% یا گرمای آبگیری 7 روزه آن کمتر از 70 کالری بر گرم باشد.

سیمان نوع چهار: با گرمای آبگیری کم برای سازه های بتنی حجیم که در آنها الزامات حرارتی تعیین کننده می باشد، مناسب است. گرمای آبگیری ۷ روزه این سیمان به ۶۰ کالی بر گرم محدود شده است.

سیمان نوع پنج (مقاوم در برابر سولفات ها): به دلیل روند حرارت زایی متوسط در بتن ریزی های حجیم نیز کاربرد دارد. میزان سه کلسیم آلومینات در این سیمان به ۵ درصد محدود شده است. به همین دلیل زمانی که میزان سولفات در آب یا خاک مجاور سازه از حدود مجاز جدول (۲) تجاوز نماید، باید از سیمان نوع پنج استفاده شود. در سازه های بتن آرمه حجیم که در معرض خطر حمله توام یون های کلرید و سولفات (مانند ماطق حاشیه خلیج فارس و دریای عمان) قرار دارد، نباد از سیمان نوع پنج استفاده شود.

 

جدول (۲) سیمان های قابل مصرف در بتن برای مقابله با درجات مختلف حمله سولفات ها

 

شدت حمله سولفات ها

سولفات های محلول در آب برحسب So4 در خاک (%)

مقدار سولفات موجود در آب برحسب So4 (ppm) 

نوع مواد سیمانی لازم 

حداکثر نسبت وزنی آب به سیمان 

 

ملایم

صفر تا 1/0 

صفر تا 150

-

-

 

متوسط

1/0 تا 2/0

150 تا 1500

پرتلند نوع 2 یا هم ارز آن

50/0

 

شدید 

2/0 تا 2 

1500 تا 10000

پرتلند نوع 5 یا هم ارز آن 

45/0

 

خیلی شدید

بالاتر از 2 

بالاتر از 10000

پرتلند نوع 5+ پوزولان یا سرباره

40/0

 

 

زمانی که کلریدها یا یون های مخربی نظیر آن علاوه بر یون سولفات وجود داشته باشد، برای جلوگیری از خوردگی آرماتورها، باید نسبت آب به سیمان را کاهش داده و سیمان نوع دو مصرف نمود. سیمان پرتلند نوع یک نباید به تنهایی در بتن های حجیم مصرف شوند، مگر آنکه نشان داده شود به همراه پوزولان ها، روباره ها یا دیگر مواد افزودنی معدنی کلیه شرایط موجود برای بتن های حجیم را برآورده می کند. مصرف سیمان نوع ۳ در بتن های حجیم مجاز نیست.

 

کنترل کیفیت کارگاهی سیمان های پرتلند

 

الف: در صورتی که ابعاد یا حساسیت پروژه ایاب نماید، کنترل کیفیت ویژه سیمان می تواند در محل کارخانه و همزمان با فرآیند تولید صورت گیرد. در این صورت سیلوهای ویژه از طرف کارخانه برای پروژه تخصیص داده می شود و فط سیمان های مورد تایید، اجازه انباشت در این سیلوها دارند. سیمانی که از سیلوهای تایید شده به کارگاه ارسال می شود، بدون نیاز به کنترل دوباره در کار مصرف خواهند شد ولی 

می توان به صورت اتفاقی نمونه هایی از سیمان مصرفی در کارگاه را به آزمایشگاه مرکزی طرف قرارداد کارفرما ارسال نمود تا ضمن ثبت مستندات، از کیفیت سیمان ارسال شده به کارگاه اطمینان حاصل شود.

ب: در صورتی که استقرار عوامل کنترل کیفی کارگاه در کارخانه تولید سیمان مقدور نباشد، قبل از آغاز عملیات بتن ریزی، باید آزمایشگاه مجهز به وسایل انجام آزمایش های فیزیکی سیمان مطابق جدول (۳) در کارگاه مستقر گردد.

 

پ: قبل از استفاده از سیمان در عملیات اجرایی باید مطابق آزمایش نمونه گیری از سیمان، دت ۱۰۶، از هر۵۰۰ تن سیمان ورودی به کارگاه نمونه برداری شده و به کمک آزمایش های فوق کیفیت آن مورد ارزیابی قرار گیرد. نتایج آزمایش های فوق، ملاک قبول یا رد محموله های سیمان خواهد بود.

ت: قبل از استقرار آزمایشگاه محلی در کارگاه، کنترل کیفیت سیمان های مصرفی در کارگاه براساس ارزیابی نتایج آزمایش های فیزیکی و شیمیایی که توسط کارخانه تولید کننده یا آزمایشگاه مورد تایید، انجام 

می شود، صورت می گیرد.

همچنین بعد از استقرار آزمایشگاه محلی در کارگاه، به علت محدودیت امکانات و تخصصی بودن ماهیت آزمایش های شیمیایی و بعضی آزمایش های فیزیکی هر ۳ ماه یکبار یا به صورت ادواری یا موردی از سیمان نمونه گیری شده و به آزمایشگاه بتن مرکزی ظرف قرارداد ارسال می شود.

 

سیمان های آمیخته

 

الف: سیمان های پرتلند آمیخته مخلوطی از سیمان پرتلند و درصدی مواد مضاف معدنی هستند که از آسیاب کردن همزمان و یا مخلوط کردن پودر این دو تولید می شوند. مواد مضاف که در تولید این 

سیمان ها به کار گرفته می شوند شامل پوزولانی های طبیعی، پوزولانی های مصنوعی شامل خاکسترهای صنعتی، خاکستر بادی، روباره های کوره آهن گدازی و غیره می باشند.

 

انواع سیمان های آمیخته ای 

 

انواع سیمان های آمیخته ای که در اجرای سازه های بتنی حجیم کاربرد دارند، مطابق استاندارد ASTM C 595 به قرار زیر می باشند:

 

سیمان پرتلند دوباره ای نوع IS (۲۵ الی ۷۰ درصد روباره)

سیمان پرتلند-پوزولانی نوع IP (۱۵الی ۴۰ درصد پوزولان)

 

آب

 

آبی که برای اختلاط، عمل آوری بتن و شستن مصلح سنگی بتن بکار می رود باید تازه، تمیز و عاری از فضولات ناشی از فاضلاب های شهری و صنعتی، روغن، اسید، نمک، مواد قلیایی و آلی و دیگر مواد زیان آور باشد. در مواقع سیلابی و گل آلود بودن آب رودخانه ها باید با اعمال تدابیری مانند استفاده از حوضچه های ته نشینی، مواد معلق در آب تا میزان قابل قبول کاهش یابد.

 

مواد افزودنی

 

علت مصرف مواد افزودنی در بتن های حجیم می تواند یک یا ترکیبی از موارد زیر باشد:

 

برای کاهش مصرف سیمان و در نتیجه کاهش حرارت آبگیری.

برای کاهش نرخ گیرش سیمان و در نتیجه امکان اجرای بلوکهای بزرگتر در یک نوبت بتن ریزی.

برای کمک به اجرای کار در شرایط جوی نامطلوب و بهبود کارآیی بتن.

برای افزایش کیفیت و کاهش هزینه اجرای کار.

برای افزایش پایایی در برابر دوره های مکرر یخ زدن و آب شدن و نیز بهبود کارآیی

 

3- کیفیت و طرح اختلاط بتن؛ پایایی بتن

 

پایایی عبارتست از کارآیی و قابلیت مقاومت بتن در برابر هوازدگی، حمله عوامل شیمیایی، سایش و فرسایش، یا فرآیندهای مخرب دیگر. برای ایجاد و حفظ پایایی مطلوب در بتن حجیم، روش ها و راه حل های متفاوتی وجود دارد.

در سازه های بتن حجیم مخلوط بتن باید به گونه ای طراحی و اجرا شود که ضمن کسب مقاومت فشاری لازم در سن مورد نظر، کیفیت اولیه سازه در خلال دوره بهره برداری مفید به گونه ای تنزل نیابد که عملیات ترمیم و بازسازی پر هزینه ای را به دنبال داشته باشد. با این حال با توجه به هزینه بر بودن ساخت سازه های بتنی حجیم نظیر سدها و ابنیه وابسته به آنها در مقایسه با دیگر سازه های بتنی متعارف باید در نظر داشت برای افزایش عمر مفید سازه های بتنی ممکن است اعمال تمامی ملاحظات پایایی برای تمام سازه ها مورد نیاز نباشد. به همین دلیل در تعیین و اعمال الزامات پایایی برای سازه های مختلف بتنی حجیم باید اهمیت، دوره، تواتر بهره برداری و شرایط اقلیمی منطقه طرح مدنظر قرار گیرد. به طور کلی برای اقتصادی تر نمودن اجرای این گونه سازه ها ابتدا باید طبقه بندی آنها از حیث اهمیت در کل پروژه صورت گیرد.

عواملی کاهش پایایی بتن

این عوامل عبارتند از:

1- یخ زدن و آب شدن

وجود رطوبت و آب از عوامل تعیین کننده در تخریب بتن در اثر یخبندان های متناوب محسوب می شوند. به همین دلیل تا حد امکان باید از طریق بکشی و انتخاب جزئیات اجرای مناسب یا دیگر تدابیر لازم، آب و رطوبت را از سازه بتنی در معرض یخبندان دور نموده و یا مقدار آن را به حداقل ممکن کاهش دهد. بتن مرطوب که در معرض دوره های متناوب یخ زدن و آب شدن قرار دارد، در صورت دارا بودن کیفیت نامطلوب دچار آسیب خواهد شد. برای اینکه بتوان با آثار یخبندان های متناوب مقابله نمود ضروری است نکات زیر رعایت شود:

الف: ایجاد حباب های هوا به میزان لازم در بتن

ب: استفاده از مصالح مرغوب در ساخت بتن

پ: پایین آوردن نسبت آب به سیمان تا زمانی که موجب اختلال در عملیات پیش سرایش بتن نگردد.

ت: استفاده از روش های مناسب و صحیح در تهیه، انتقال، اجرا، عمل آوری و محافظت بتن

2- عوامل شیمیایی خورنده

یکی از عوامل مهمی که تاثیر بسزایی در افزایش پایایی بتن در برابر عوامل شیمیایی خورنده اسیدی دارد، افزایش میزان سیمان و کاهش نسبت آب به سیمان می باشد. اما با توجه به ابعاد قابل ملاحظه سازه های بتنی حجیم نظیر سدها، افزایش میزان سیمان مصرفی به دلیل خطر بروز ترک های حرارتی توصیه نمی شود. از عوامل شیمیایی مهم خورنده در سازه های بتنی حجیم می توان به املاح کلریدها، سولفات ها، سولفیت ها و کربنات ها اشاره نمود.

 

جدول (۴) عوامل موثر در حمله شیمیایی زیان آور بر بتن

 

عوامل بازدارنده یا کند کننده حمله

عوامل تسریع کننده یا تشدید کننده حمله 

 

1- بتن متراکم بر اثر:

- طرح اختلاط مناسب

- کاهش میزان آب اختلاط

- افزایش میزان مواد سیمانی

- هوازایی

- تراکم کافی

- عمل آوری مناسب

1- تخلخل زیاد به علت:

- جذب آب زیاد

- نفوذپذیری

- وجود حفره ها 

 

2- گاهش تنش کششی در بتن از طریق:

- آرماتورگذاری با قطر کافی و استقرار آن در محل صحیح

- کاربرد پوزولان ها (برای کنترل افزایش دما)

- در نظر گرفتن درزهای انقباض کافی

2- ترک ها و گسستگی ها به علت:

- تمرکز تنش ها

- شوک حرارتی (ناشی از تماس با سرمای ناگهانی 

 

3- در طراحی سازه اهداف زیر مد نظر قرار گیرد:

- برای به حداقل رسانیدن مناطق اغتشاش (Turbulance)

- در نظر گرفتن لایه محافظ برای کاهش نفوذ آب حاوی املاح زیان آور

3- نفوذ مایعات به علت:

- جریان مایع

- ذخیره سازی

- فشار هیدرواستاتیک

3- سایش و فرسایش

در بعضی موارد سطوح بت های حجیم سازه های هیدرولیکی مانند سرریزها و حوضچه های آرامش در سدها تحت فرآیند سایش، فرسایش و خلاء زایی قرار می گیرند که باید با تدابیر مناسب از آن جلوگیری نمود. در سازه های آبی دانه های شن و ماسه موجود در آب جاری ممکن است موجب فرسایش سطوح شود. استفاده از بتن مرغوب و با کیفیت می تواند پایایی مناسب را برای مقابله با این عوامل بوجود آورد.

4- خوردگی فولاد و سایر اقلام مدفون در بتن

بطور معمول بتن می تواند انواع فولاد و سایر اقلام مدفون در خود را به علت ایجاد محیط قلیایی با pH بالا در خمیر سیمان در برابر خوردگی محافظت نماید. کارآیی این حفاظ به میزان پوشش بتنی روی فولادها، کیفیت بتن جزئیات اجرایی و میزان ستون های کلرید مجاور سطح فولاد در مواد متشکله بتن یا شرایط محیطی اطراف بتن بستگی دارد.

در بتن آرمه حجیم، به منظور حفاظت آرماتورهای در برابر خوردگی، حداکثر یون کلرید قابل حل در آب در بتن سخت شده ۲۸ روزه، (ناشی از مواد تشکیل دهنده بتن یعنی آب، سنگدانه ها و مواد افزودنی) نباید از مقادیر حداکثر مجاز قید شده در جدول (۵) تجاوز نماید.

همچنین مقدار کلرید موجود در بتن آرمه در هر صورت نباید از ۰/۶ کیلوگرم در هر مترمکعب بتن بیشتر شود.

جدول (۵) حداکثر مجاز یون کلرید از نظر خوردگی

 

نوع قطعه بتنی 

حداکثر کلرید قابل حل در آب در بتن، درصد نسبت به وزن سیمان 

 

بتن پیش تنیده 

06/0 

 

بتن آرمه ای که در زمان بهره برداری در معرض رطوبت و کلریدها قرار گیرد 

15/0 

 

بتن آرمه ای که در زمان بهره برداری در حالت خشک باشد یا از رطوبت محافظت شود

00/1 

 

سایر سازه های بتن آرمه

30/0 

 

در اثر خوردگی آرماتور ممکن است پکیدن و قلوه کن شدن سطوح بتنی روی دهد. این موضوع بخصوص در عرشه پل ها در مناطق سردسیر، در صورت استفاده از مواد شیمیایی یخ زدا، و در سازه های بتنی در مناطق گرمسیر و مرطوب می تواند مشکلاتی را به بار آورد.

5- واکنش قلیایی سنگدانه ها

واکنش قلیایی در بتن عبارت است از واکنش کانی های مستعد موجود در سنگدانه های مصرفی با املاح قلیایی آزاد موجود در بتن در محیط با رطوبت کافی. منابع تامین مواد قلیایی شمل دو منبع درونی و بیرونی می باشند. منبع درونی می تواند شامل کلیه مصالح تشکیل دهنده بتن از جمله سنگدانه ها، سیمان، آب و مواد افزودنی معدنی و شیمیایی باشد. آب یا مایعات حاوی املاح قلیایی در صورتی که زمینه نفوذ آنها به داخل بتن فراهم گردد، خود می توانند منبع بیرونی تامین قلیایی ها در بتن تلقی شوند. این واکنش ها می توانند سب انبساط مخرب، ترک خوردگی و خرابی بتن گردند. واکنش های قلیایی شناخته شده در بتن شامل نوع سیلیسی و کربنات می باشند.

برای شروع و ادامه پدیده واکنش قلیایی باید سه شرط زیر برقرار باشد:

الف: وجود سنگدانه ها به میزان قلیای کافی (منبع اصلی تامین قلیایی ها در بتن اکسیدهای سدیم و پتاسیم موجود در سیمان است.)

ج: دسترسی به رطوبت کافی

عواملی که موجب افزایش پایایی بتن در شرایط مختلف می شوند عبارتند از:

1- استفاده از مواد حباب ساز

مواد حباب ساز بطور معمول در بتن حجیم به منظور افزایش مقاومت در برابر یخبندان، افزایش کارآیی بتن تازه، افزایش حجم خمیره بتن، کاهش آب مخلوط بتن و در نهایت کاهش نسبت آب به سیمان مورد استفاده قرار می گیرد. میزان مجاز هوا در بتن حجیم بشرح جدول (۶) می باشد.

 

جدول (۶) مقدار کل حباب هوا برای بتن مقاوم در برابر یخبندان

 

حداکثر قطر سنگدانه (میلیمتر) 

شرایط محیطی ملایم 

شرایط محیطی شدید 

 

10

7-5 

8-7 

 

10

6-4 

7-5 

 

40

5-4 

6-5 

 

75

(4-3)* 

(5-4)* 

 

150

(4-2)* 

(5-3)* 

 

 

*برای تعیین درصد هوای این بتن ها، ابتدا باید سنگدانه های بزرگتر از ۴۰ میلی متر توسط سرند از بتن جدا شده و پس از اندازه گیری هوای مخلوط باقی مانده، درصد هوای کل را با توجه به حجم سنگدانه های درشت جدا شده محاسبه نمود.

برای افزایش پایایی بتن در برابر دوره های یخ زدن و آب شدن در زمان اجرا باید نکات زیر در نظر گرفته شوند:

 

بهره گیری از مصالح مرغوب، اعمال نسبت آب به سیمان مناسب و مصرف مواد حباب ساز.

تراکم کافی بتن ضمن پرهیز از جداشدگی سنگدانه ها و آب انداختن سطحی بتن.

پرداخت کافی و بهینه سطوح بتنی.

انتخاب و اجرای روش مناسب عمل آوری به منظور کامل شدن فرآیند آبگیری سیمان و در نهایت کاهش نفوذ پذیری بتن.

به کار بستن تدابیر لازم در بتن ریزی های حجیم به منظور رها سازی تدریجی گرمای آبگیری سیمان.

2- محدودیت نسبت آب به سیمان

نسبت آب به سیمان بتن های حجمی که در تماس با عوامل محیطی قرار دارند نباید از مقادیر درج شده در جدول (۷) بیشتر شود.

نسبتهای آب به سیمان تمامی بتن های حجمی که بصورت متناوب یا دائم در تماس با آب دریا قرار 

می گیرند باید به میزان ۰/۰۵ از مقادیری که در جدول (۷) نشان داده شده کمتر در نظر گرفته شوند. در هر حال نسبت آب به سیمان نباید از ۰/۴۵ شود.

نسبت های اختلال بتن باید با توجه به کارایی مناسب و میزان هوای تعیین شده طراحی شوند. برای اینکه اثر نوسانات ناشی از پیمانه گیری مصالح در دستگاه بتن ساز در مقاومت فشاری بتن حجیم در نظر گرفته شود، لازم است به میزان ۰/۰۲ از نسبت آب به سیمان قید شده در جدول (۷) کاسته شود.

 

جدول (۷) حداکثر نست آب به سیمان مجاز برای بتن های حجیم

 

محل سازه و شرایط استقرار 

شرایط آب و هوایی شدید تا متوسط 

شرایط آب و هوایی ملایم 

 

در محل تراز آب سازه های هیدرولیکی یا بندری (نظیر اسکله ها) که بروز وضعیت اشباع به صورت متناوب میسر باشد. 

50/0 

55/0 

 

بتن هسته یا بدنه سدها یا سایر سازه های وزنی که در آن بهره گیری از دو رده بتن جداگانه مورد نظر باشد.

70/0 

70/0 

 

سازه های روباز معمولی 

50/0 

55/0 

 

غرقاب شدن دائم در آب 

58/0 

58/0 

 

بتن ریزی در آب 

45/0 

45/0 

 

تماس مستقیم با آبها زیرزمینی حاوی مقادیر زیاد املاح سولفات یا مایعات خورنده دیگر نظیر آب شور و یا آب دریا 

45/0 

45/0 

 

بتن در معرض تماس با جریان سریع آب (بیش از 12 متر در ثانیه) در سازه هایی نظیر سرریزها و حوضچه های آرامش 

45/0 

45/0 

4- محیط های سولفاتی 

زمانی که سازه بتنی حجیم در معرض آب زیرزمینی یا خاک دارای سولفات های سدیم، پتاسیم یا منیزیم باشد، بتن تحت تاثیر قرار گرفته و به تدریج خرابی در آن گسترش می یابد.

برای حفاظت بتن حجم در برابر حمله و لفت ها رعایت موارد زیر توصیه می شوند:

 

استفاده از سیمان مناسب (سیمان نوع ۵، د صورتی که یون کلرید به طور هم زمان وجود نداشته باشد، یا معادل آن از نوع سیمان های آمیخته)

 

کاهش نسبت آب به سیمان

استفاده از پوزولان مناسب به میزان موثر (حداقل ۲۰ درصد وزن سیمان)

طرح اختلاط مناسب و تراکم کافی بتن در حین بتن ریزی

ایجاد حباب های هوا در بتن برای کاهش نسبت آب به سیمان (کاهش نفوذپذیری)

عمل آوری مناسب و کافی

در جدول (۲) نوع سیمان و نسبت آب به سیمان مناسب برای بتن های در معرض حمله سولفات ها نشان داده شده است. بعَی پوزولان ها و روباره هایی که کیفیت فیزیکی و شیمیایی آن با انجام آزمایش های آزمایشگاهی مورد تایید قرار گرفته اند می توانند پایایی بتن های ساخته شده با سیمان پرتلند نوع ۱ و ۲ را در برابر حمله سولفات ها بهبود بخشند.

5- تدابیر ویژه برای محیط های خورنده

برای جلوگیری از خوردگی آرماتورها و سایر اقلام مدفون در بتن باید نکات زیر رعایت شوند:

الف: ساخت بتن با نفوذپذیری کم

بتن با نفوذ پذیری کم از نفوذ آب و سایر یون های مهاجم جلوگیری نموده و به همین دلیل دارای خاصیت هدایت الکتریکی کمتری است. بتی با ای ویژگی در مقابل جذب املاح و اثر آنها بر اقلام مدفون در بتن مقاومت کافی داشته و مانع نفوذ اکسیژن می شود. استفاده از دوده سیلیسی یا پوزولانهای مناسب دیگر، رعایت نسبتهای اختلاط مناسب، اجرا و عمل آوری صحح، نفوذ پذیری بتن را تا حد زیادی کاهش می دهد.

در این شرایط عمل آوری بتن باید به صورت شبانه روزی و بلافاصله پس از پایان عملیات بتن ریزی و پرداخت سطوح آغاز شده و حداقل تا ۷ روز ادامه یابد. در مورد بتن های حاوی دوده سیلیسی و سایر پوزولان ها مدت عمل آوری باید تا ۱۴ روز تداوم یابد.

ب: پوشش مناسب روی فولاد

در سازه های بتن آرمه حجیم که در معرض محیط های خورنده یا شرایط محیطی شدید، بسیار شدید و فوق‌العاده شدید، مطابق تعریف آیین نامه بتن ایران، قرار می گیرند حداقل پوشش روی آرماتور به ترتیب ۶۰، ۷۵ و ۹۰ میلیمتر در نظر گرفته می شود.

پ: زهکشی مناسب

در مناطقی که سازه در تماس با عوامل خورنده می باشد، به ویژه در مناطق سردسیر، جزئیات زهکشی باید به دقت طراحی و اجرا شود.

ت: محدود کردن مقدار یون های کلرید در هر یک از مواد تشکیل دهنده بتن

ث: دقت در مورد اقلامی که از بتن بیرون می زنند.

در محیط های خورنده در صورتی که اقلام مدفون در بتن، نظیر میل مهارها، بید از بتن بیرون بزنند، لازم است دقت ویژه ای نسبت به انتخاب مصالح مصرفی، نوع محیط خورنده، اجتناب از تماس این نوع اقلام با فلزات غیرمشابه در درون بتن، اجرای دقیق بتن در اطراف قطعه مورد بی و اجتناب از ایجاد روزانه برای نفوذ عوامل خورنده به بخش های داخلی بتن، مبذول شود.

ج: استفاده از سیستم های محافظ 

به علت هزینه قابل ملاحظه تعمیر رالی های ناشی از خوردگی در سازه های بتنی حجیم استفاده از 

سیستم های محافظ می تواند مورد نظر قرار گیرد. این سیستم ها می تواند شامل پوشش متراکم بتن، پوشش اپوکسی و غشاهای ویژه مقاوم در برابر نفوذ آب شوند.

6- تدابیر ویژه برای کاهش سایش و فرسایش در بتن

مقاومت فشاری مهمترین عامل کنترل کننده مقاومت سایشی بتن است، بنابراین اولین گام، انتخاب مقاومت فشاری مناسب است. بهبود روشهای تراکم، پرداخت سطوح و عمل آوری بتن نیز در افزایش مقاومت سایشی بتن موثرند. برای دستیابی به این ویژگی باید توصیه های زیر را مدنظر قرار داد:

 

پرهیز از جداشدگی دانه ها حین بتن ریزی

اجتناب از آب انداختن سطوح بتن

انتخاب زمان صحیح برای پرداخت سطوح بتن

افزایش نسبت سنگدانه به سیمان در مخلوط بتن

به حداقل رساندن نسبت آب به سیمان بتن های مجاور سطوح

پرهیز از افزودن آب به سطوح بتنی برای سهولت پرداخت

انجام ماله کشی سطوح پس از حذف آبهای اضافی سطوح

اجرای روش های صحیح تراکم و عمل آوری بتن

کاربرد سنگدانه های با سختی زیاد، مصرف سیمان به میزان کافی و استفاده از پوزولان هایی مانند دوده سیلیسی می تواند باعث افزایش مقاومت بتن در برابر سایش و فرسایش گرد در بعضی از سازه های انتقال آب سدها نظیر سرریزها، بتن به دو بخش مغازه و رویه تفکیک می گردد. الزامات فیزیکی و مقاومت زیاد در برابر عوامل سایش تنها در خصوص بتن رویه که در زمان تخلیه سیلاب در تماس مستقیم با اینگونه عوامل می باشند، اعمال خواهد شد.

کنترل دما و ملاحظات حرارت بتن حجیم

قبل از آنکه ملاحظات حرارتی بتن هنگام اجرا مد نظر قرار گیرد، طراحی سازه های بتن حجیم باید 

بگونه ای صورت گرفته باشد که احتمال بروز ترک های حرارتی به حداقل ممکن برسد.

برای جلوگیری از ترک خوردگی حرارتی که یکپارچگی سازه های بتن حجیم را با خطر مواجه خواهند ساخت، لازم است اقداماتی صورت گیرد. روش های متعارف برای کنترل دمای بتن حجیم عبارتند از روش پیش سرمایش و روش پس سرمایش.

1- پیش سرمایش

پیش سرمایش به روشی اطلاق می شود که در آن با کاستن دمای اجزای متشکله بتن شامل آب و سنگدانه مصرفی دمای بتن تازه کاهش می یابد.

روش مورد استفاده برای کاهش دمای بتن ریزی برحسب میزان سرمایش مورد نیاز به شرایط محیطی و تجهیزات و ماشین آلات اجرایی پیمانکار بستگی دارد. روش های متداول پیش سرمایش بتن به ترتیب افزایش هزینه به شرح جدول (۸) می باشد.

بطور کل ترک خوردگی در سازه های حجیم مطلوب نمی باشد زیرا به آب بندی، تنش های داخلی، دوام و نمای ظاهری بتن تاثیر می گذارد. ترک ها زمانی بروز نمایند که تنش های کششی از مقاومت کششی بتن فراتر رود. تنش های کششی می تواند در اثر اعمال بارهای خارجی باشد ولی در اغلب اوقات این تنش ها بدلیل محدودیت و قیدهای موجود در مقابل تغییرات حجم بتن حاصل می گردد. بزرگترین مقدار تغییرات حجم در بتن حجیم، بدلیل تغییر در دمای بتن حاصل می گردد. با بهره گیری از روش های اجرایی مناسب و تمهیدات لازم در زمان اجرا می توان تمایل به ترک خوردگی بتن را در اثر تغییرات موجود در دمای بتن و اختلاف دمای بین بتن و محیط را، تا حدود قابل قبولی کاهش داد.

همانطوری که ذکر شد ترک های حرارتی زمانی رخ می دهند که تنش های کششی ناشی از افت دمای بتن و وجود قیدها و محدودیت های مقابل تغییر حجم ناشی از این افت دما، از مقاومت کششی بتن بیشتر شود. قیدها و محدودیت های موجود در مقابل تتغییر حجم می توانند داخلی یا خارجی باشند. در شرایط آب و هوای گرم رعایت کردن نکات زیر در جلوگیری از بروز ترک در بتن ضروری است:

سایه انداختن روی سنگدانه ها

خنک کردن سنگدانه ها با اسپری کردن آب روی آنها

سنگدانه های خنک شده نباید از مسیر انتقال به واحد بتن ساز در خود واحد بتن ساز در معرض هوای گرمتر از ۲۰ درجه سانتیگراد قرار گیرد.

جایگزین نمودن قسمتی یا تمامی آب اختلاط با قطعات خرد شده یخ

تزریق نیتروژن مایع

خنک کردن آب اختلاط به روش تبرید

سایه انداختن بر تجهیزات پیمانه کردن، اختلاط و حمل و نقل و رنگ کردن لوله ها، مخزن های ذخیره و تانکهای آب با رنگ سفید

به حداقل رساندن زمان اختلاط و زمان انتقال بتن به محل بتن ریزی

محافظت بتن تازه اجرا شه از معرض شرایط هوای گرم و یا خشک

بکارگیری عمل آوری مرطوب پیوسته بجای عمل آوری غشایی

استفاده از قالب های فلزی

اسپری نمودن آب سرد ب روی قالبها آرماتورها

انجام عملیات بتن ریزی در شب

در سازه های بتنی حجیم احتمال ترک خوردن بتن، ناشی از تنش های حرارتی همواره وجود دارد. یکی از بهترین روش های جلوگیری از بروز چنین ترک هایی، کنترل دمای بتن تازه و کاهش آن تا حد ممکن 

می باشد. هر چه قدر دمای بتن نازه کم باشد، حداکثر دمای بتن طی دوره گیرش و طی روزهای نخستین عمر بتن، که تحت اثر فعل و انفعالات شیمیایی حاصل می گردد کمتر شده و در نتیجه مرادیان حرارتی نیز کاهش یافته و خطر ترک خوردن بتن (بدلیل تنش های حرارتی موجود) کاهش می یابد. بعبارت دیگر دمای بتن تازه باید بنحوی تعیین شود که تغییر شکل های کششی ناشی از تغییرات دمای بتن (از دمای اولیه تا دمای نهایی) از حد تحمل بتن بیشتر نشود. پیش خنک سازی اثری مطلوب بر روی کارایی بتن دارد.

یکی از روش های موثر در کنترل دمای بتن تازه، پیش سیمایش بوده که مقدار و میزان آن بسته به شرایط آب و هوایی و نیز مشخصات فنی طرح متغیر می باشد. روش های مورد استفاده از پیش سرمایش، بسته به دمای بتن تازه مورد نیاز در طرح، ممکن است از چند فعالیت ساده یا ترکیبی از چند فعالیت پیچیده شکل گیرد.

 

جدول (۸) روش های پیش سرمایش

 

 

روش های پیش سرمایش بتن

میزان تقریبی کاهش دما (درجه سانتیگراد) 

 

آب پاشی دپوهای بتن 

3

 

سرد کردن آب مصرفی در بتن 

2

 

جایگزینی 80 درصد از آب مخلوط بتن با یخ 

7

 

سرد کردن شن به وسیله مکش تا دمای 2 یا 3 درجه سانتیگراد 

17

 

سرد کردن شن تا دمای 4 درجه سانتیگراد به وسیله هوای خنک 

14

 

سرد کردن شن از طریق غرقاب کردن تا دمای 4 درجه سانتیگراد 

17

 

خنک کردن ماسه به وسیله مکش تا دمای 1 درجه سانتیگراد 

7

 

خنک کردن مستقیم سیمان تا دمای 27 درجه سانتیگراد 

2

 

پیش سرمایش یکی از موثرترین روش ها برای کاهش دمای بتن ریزی و در نهایت جلوگیری یا به حداقل رساندن خطر بروز ترک های حرارتی محسوب می شود. به طور کلی هر چه دمای بتن به هنگام تبدیل از حالت خمیری به حالت سخت شده کمتر باشد، گرایش بتن نسبت به ترک خوردن کمتر خواهد بود. میزان سرمایش مورد نیاز برای هر سازه حجیم باید با توجه به شرایط محیطی، نوع مخلوط بتن و مصالح تشکیل دهنده آن محاسبه و اجرا گردد.

 

مصالح

 

برای پیش سرمایش بتن تازه باید مواد تشکیل دهنده آن را سرد نمود. آب مصرفی در بتن بسته به طرح اختلاط مورد نظر و شرایط اقلیمی منطقه طرح می تواند به سه صورت آب سرد، یخ و یا مخلوطی از این دو تامین و پیمانه ود. آب موجود در شن و ماسه نه تنها در محاسبات طرح اختلاط بلکه برای کنترل دمای بتن حجیم نیز باید در نظر گرفته شود.

برای جلوگیری از افزایش دمای سنگدانه های مصرفی، باید در محل های انباشت آها سایبان نصب نمود. ماسه را می توان در ماسه شورها و یا جا کننده هایی شست یا جدا کرد که آب آنها سرد شده است. 

روش های سرد کردن شن شامل پاشیدن آب سرد بر روی محل های انباشت شن، افشاندن آب سرد بر روی تسمه های کم سرعت انتقال شن، غرقاب کردن شن در مخازن حاوی آب سرد، دمیدن هوای سرد به درون مخازن سنگدانه های دستگاه بتن ساز و یا ایجاد سرمایش تبخیر شن از طریق ایجاد خلاء می باشد. سرمایش سیمان تا پایین تر از نقطه شبنم مجاز نمی باشد.

2- پس سرمایش

پس سرمایش بتن حجیم در سدهای قوسی در وهله اول جهت کاهش دمای بتن تا دمای مورد نیاز جهت تزریقات درزهای انقراضی انجام می گیرد. در ضمن این رویه، سبب کاهش دمای حداکثر بتن

(Peak Temperature) می شود. در تعریف، خنک سازی بتن، بلافاصله پس از شروع عملیات بتن ریزی، را با استفاده از گردش آب در لوله های فلزی قرار داده شده در کف هر لیف (در سدهای بتنی)، پس سرمایش یا سرمایش مصنوعی گویند. گرمای هیدراتاسیون (ناشی از فعل و انفعالات گیرش سیمان در بتن) بوسیله آب در حال گردش جذب و دفع می گردد. این عمل ضمن کاهش دمای بتن سبب کاهش گرادیان حرارتی بین هسته بتن و محیط شده و در عمل مهمترین عامل ترک خوردگی بتن را خنثی می نماید. به عنان نمونه در مشخصات فنی بتن ریزی طرح سد کارون ۳ موارد زیر برای سیستم پس سرمایش تعریف شده بود:

حرارت هیدراتاسیون بتن سد قوسی و تراست بلوک ها باید با پس خنک سازی در حد قابل قبول نگه داشته شود.

پیمانکار موظف است تجهیزات خنک سازی را با ظرفیتی بیش از میزان تئوریک پیش بینی شده فراهم نماید.

پیمانکار موظف است حداقل ۴ ماه قبل از اولین بتن ریزی سد قوسی، توصیف جامعی از طراحی سیستم پس خنک سازی، نصب و فعالیت های لازم شامل رفتارسنجی دما، ظرفیت پیش بینی شده و مدت خنک سازی، جزئیات مصالح و جانمایی لوله های پخش و لوله های قائم شبکه خنکسازی را به دستگاه نظارت ارائه نماید.

در طراحی ظرفیت سیستم خنک سازی باید دمای بتن در زمان بتن ریزی، گرمای هیدراتاسیون بتن، دمای متوسط بتن، دمای متوسط روزانه، تشعشع خورشیدی، دمای مخزن، دمای آب خنک سازی و تغییرات فصلی عوامل فوق در نظر گرفته شود.

اختلاف دمای بین بتن و آب خنکسازی نباید بیشتر از ۴۰ درجه سانتیگراد باشد.

شبکه های خنک سازی می تواند فولادی، آلومینیومی یا پلاستیکی (P.V.C) باشد و باید تحمل کلیه بارهایی را که ممکن است در مدت زمان بتن ریزی بر آنها وارد شود داشته باشد. در صورتی که از لوله های آلومینیومی استفاده شود، برای جلوگیری از واکنش های گالوانیک باید محل برخورد لوله ها با فولاد موجود در بتن یا با مواد غیر مشابه دیگر کاملاً عایق بندی شود.

هر یک از شبکه های خنکسازی باید به لوله های عمودی ورودی و بازگشتی متصل باشد. لوله های عمودی باید در بالای سطح هر لیفت بتن به اندازه کافی امتداد داشته باشند که بتوان لوله های بعدی را به آنها متصل نمود. لوله های عمودی باید در محل گالری های سد به گونه ای به کلاهک های پخش متصل شوند که بتوان هر یک از آنها را به طور مجزا مسدود نمود. کلاهک های اصلی باید از عایق بندی حرارتی کافی برخوردار باشند. کلیه کلاهک ها و شیرها باید به وضوح برچسب گذاری شوند.

کلیه اتصالات مدفون در بتن باید آب بند باشند. قبل از بتن ریزی، نشت هر بخش از سیستم خنک سازی باید تحت حداکثر فشار پیش بینی شده آزمایش شود.

سیستم خنک سازی باید بگونه ای طراحی شود که آب درون شبکه ها قابل بازیابی باشد.

آب خنک کننده باید فیلتر شده و ذرات معلق آن گرفته شود تا احتمال گرفتگی در زانویی ها، قسمت های تنگ مجاری، یا شیرها کاهش یابد.

خنک سازی باید پیش از بتن ریزی، شروع شده و تا دستیابی به درجه حرارت خواسته شده ادامه یابد. برای اینکه قسمت های مختلف لایه بتن به طور یکنواخت خنک شوند، باید جت جریان آب در شبکه هی خنک کننده، بین شبکه ها به طور یک در میان متفاوت باشد.

پیمانکار موظف است جزئیات خنک سازی هر یک از لایه های بتن را رفتارسنجی و ثبت نماید و این سوابق را به طور هفتگی به دستگاه نظارت ارائه نماید.

پس سرمایش برای کاهش دمای اوج بتن (که در روزهای اولیه پس از بتن ریزی حادث می شود) و همچنین فراهم آوردن زمینه کاهش تدریجی و یکنواخت دما در توده بتن سدهای بتنی - قوسی تا حدی که درزها را بتوان تزریق نمود، استفاده می شود.

پس سرمایش با گذراندن مایعی نظیر آب از داخل لوله هایی که در هر نوبت بتن ریزی تشبیه می شوند، صورت می گیرد. تا زمانی که دمای اوج بتن در محدوده‌های های خنک کننده حادث نشده است، لزومی به محدود ساختن نرخسرمایش نمی باشد.

پس از آنکه نقط اوج دمای بتن حادث گردید، پس سرمایش باید تا زمان وقوع یکی از سه حالت زیر ادامه یابد:

نرخ سرمایش بتن به حداکثر میزانی که بتواند بدون ترک خوردن قابل تحمل باشد، برسد.

دمای بتن به میزان ۱۷ درجه سانتیگراد از دمای نقطه اوج اولیه کاهش یابد.

بتن تا دمای پایدار نهایی یا دمای تعیین شده توسط طراح خنک شده باشد.

نرخ سرمایش بتن (برحسب درجه سانتیگراد در روز) باید بتدریج با افزایش سن کاهش یابد چون مدول الاستیسیته بتن با گذشت زمان افزایش خواهد یافت.

الف: لوله گذاری ها و وسایل سرد سازی و پمپ آب

جنس، اندازه، شکل و فاصله لوله ها از یکدیگر، آرایش و چیدمان کلی لوله گذاری ها، نوع و ظرفیت وسایل سرمایش و پمپ آب مورد نیاز در عملیات پس سرمایش بتن حجیم باید الزامات مشخصات فنی را برآورده نماید.

ب: نرخ سردسازی 

در مدت حرارت زایی و افزایش دمای سریع اولیه، سرمایش باید با حداکثر ظرفیت ادامه یابد. پس از اینکه بتن ب نقطه اوج دمای خود رسید، سرمایش باید تا حداکثر دو هفته با نرخ مقرر ادامه یابد. در این شرایط افت دمای بتن نباید از ۰/۶ درجه سانتیگراد در رز تجاوز نماید. اگر میزان افت دما از میزان یاد شده تجاوز نماید، آنگاه عملیات پس سرمایش باید تا زمانیکه دمای بتن بار دیگر افزایش یابد، متوقف شود. در شرایطی که دمای بتن از میزان اوج اولیه خود فراتر رفته و پیش بینی شود که این افزایش به حدود غیر قابل قبولی برسد، عملیات پس سرمایش باید دوباره آغاز شود.

ب: کنترل حرارت

با نصب دماسنج مناسب در نقاط معینی در داخل بتن حجیم نظیر محل های نزدیک به لوله های پس سرمایش باید تاریخچه ای از آمار سرمایش بتن تهیه و نگهداری شد. با نصب اینگونه دماسنج ها در نقاطی از بتن که بتوانند دمای میانگین بتن را نشان دهند، باید کلیه تغییرات حرارتی در بتن ثبت شود. با اندازه گیری دمای آب در آغاز و پایان دوره پس سرمایش وضعیت تبرید بتن باید بطور مستمر تحت کنترل قرار گیرد.

ت: سرد سازی سطوح

نرخ تبرید سطحی بتن نباید به اندازه ای باشد که زمینه ی ترک خوردگی بتن را فراهم آورده و در نهایت باعث گسترش آن بداخل بتن حجیم گردد.

ث: پوشش سطح

میزان محافظت سطوح از تبادل حرارتی ا محیط، متناسب با ابعاد سازه، نوع و مقدار سیمان، پوزولان ها و مواد افزودنی، نسبت آب به سیمان، نسبت سنگدانه به سیمان، سرعت کاهش یا افزایش دمای محیط، میانگین دمای محیط، وضعیت بارندگی و غیره تغییر می کند. میزان این محافظت باید توسط پیمانکار بصورت راهکار پیشنهادی ارائه و به تصویب دستگاه آنرا برس. با این حال افت دمای کلی در خلال ۳ ماه اولیه سرمایش بتن نباید از ۱۲ درجه سانتیگراد فراتر رود.

4- اجرای بتن حجیم

تجهیزات و وسایل مورد نیاز در زمینه تجهیزات مورد نیاز جهت انتقال، بتن ریزی، پخش و تراکم بتن حجیم باید موارد زیر مورد توجه قرار گیرد:

الف: در انتخابات تجهیزات انتقال، ریختن، پخش و تراکم بتن باید به برنامه زمان بندی پروژه و کمترین و بیشترین احجام هر نوبت بتن ریزی توجه شود.

ب: نوع تجهیزات با توجه به قطر بزرگترین دانه سنگی مورد مصرف انتخاب می شوند. به عنوان مثال 

کامیون های مخلوط کن برای حمل بتن های دارای سنگدانه های بزرگتر از ۴۰ میلیمتر مناسب نیستند. 

پ: به دلیل کارایی کم و استفاده از سنگدانه های بزرگ در بتن های حجیم، سنگدانه ها تمایل زیادی به جذابش دارند. به همین منظور برای جلوگیری از این امر باید تدابیر لازم در هنگام انتقال، ریختن، پخش و تراکم بتن در نظر گرفته شود، مانند تنظیم ارتفاعی که بتن از آن تخلیه می شود و همچنین تخلیه بتن در محل نهایی آن.

ت: در صورتی که از وسایل انتقال روباز (مانند کامیون) استفاده می شود باید شرایط لازم برای جلوگیری از تابش مستقیم آفتاب و یا ریزش باران روی بتن تازه ایجاد شود.

ث: در صورتی که نرخ بتن ریزی زیاد باشد استفاده از ماشین آلات مناسب پخش و تراکم منظم بتن الزامی است. استفاده از بولدوزر، لودر برای پخش و با نصب چند لرزاننده روی بازوی بیل مکانیکی برای تراکم بتن از جمله این راهکارهاست. 

ح: معمولاً کنترل دمای سازه های بتنی بزرگ مانند سدهای بتنی نیازمند پس سرمایش بتن می باشد.

آماده سازی مل اقلام مدفون

قبل از ریختن بتن باید دقت شود که تمامی اقلام مدفون (مانند لوله های پس سرمایش و وسایل تزریقات احتمالی) بصورت ایمن در حل های خود تثبیت شده اند. اقلام مدفون باید عاری از هرگونه آلاینده مانند روغن، گرد و غبار و غیره باشند. همچنین لازم است در مورد آب بندی سیستم های مدفون دقت شود.

بتن ریزی روی بستر خاکی

بستر خاکی باید تمیز، عاری از کلوخه، یخ و سایر آلاینده ها، آب جاری و ساکن باشد. قبل از بتن ریزی بستر خاکی باید بصورت رضایت بخشی طبق مشخصات فنی متراکم گردد.

بتن ریزی روی بستر سنگی

سطوح سنگی، بتنی و غیره که بتن ریزی روی آنها صورت می گیرد باید قبل از انجام بتن ریزی عاری از هرگونه مواد خارجی مانند روغن، آب ساکن یا جاری، گل، اندود زاید، نخاله ها و ذرات ریز دیگر باشد. قبل از انجام عملیات بتن ریزی تمامی سطوح مورد نظر باید از طریق شستن با جت آب با فشار زیاد و یا با روش رضایت بخش دیگر کاملاً تمیز گردد.

تمام بستر سنگی باید بطور پیوسته و به مدت ۲۴ ساعت قبل از بتن ریزی مرطوب نگه داشته شود. سطح کار باید قبل از بتن ریزی با ملات ماسه سیمانی به ضخامت ۳۰ میلیمتر و از مصالحی که بتن اصلی از آن ساخته می شود پوشانده شود. نسبت آسه به سیمان و آب به سیمان باید تقریباً مشابه با بتن اصلی باشد. بتن ریزی باید قبل از گیرش اولیه ملات شروع شود.

آماده سازی درزهای اجرایی

بطور کلی بهتر است سطوح دارای شیب ملایم باشند تا امکان زهکشی آب وجود داشته باشد. این عمل همچنین تمیز گردن سطوح را ساده تر می نماید. عملیات تمیز کاری نهایی سطوح باید در نزدیکترین زمان قبل از شروع بتن ریزی نوبت بعد صورت گیرد. دوغاب زدایی سطوح بتنی به نحوی که موجب کنده شدن سنگدانه ها شود عملی غیر ضروری است. عمق زدودن دوغاب سیمان از سطوح بتن ریزی قبلی به ۳ میلیمتر محدود می شود. به این منظور می توان از روش های مشروح زیر استفاده نمود.

 

جت آب و هوا

 

جت آب و هوا باید در زمان مناسب (معمولاً بین ۴ تا ۱۲ ساعت بعد از بتن ریزی) انجام پذیرد. این زمان با توجه به زمان گیرش سیمان و استفاده از مواد افزودنی دیرگیر کننده تعدیل می گردد. این روش فقط در درزهای افقی قابل انجام است. فشار هوا باید بین ۶۲۰ تا ۷۶۰ کیلو پاسکال و فشار آب باید فقط به اندازه ای باشد که آب را تا نازل حمل کند.

 

جت آب با فشار زیاد

 

آب با فشار زیاد (حداقل ۲۱ مگا پاسکال) می تواند برای تمیز کردن سطوح استفاده شود. اعمال فشار آب باید تا زمانی به تاخیر افتد که بتن به اندازه کافی سخت شده باشد و فقط ملات و دوغاب خشک شده و نه سنگدانه های درشت کنده شوند.

 

درزهای اجرایی در بتن غلتکی

 

اگر در زمان پخش بتن غلتکی، بتن نوبت قبل هنوز به گیرش اولیه نرسیده باشد، پس از تمیز کاری سطوح با جاروب یا هوای فشرده و بدون انجام تدابیر اضافی دیگر عملیات بتن ریزی با سرعت ادامه می یابد. ولی زمانی که بتن ریزی در نوبت های متوالی با فواصل زمانی بیش از زمان های جدول زیر انجام شود، تمیز کاری با جت آب و اجرای لایه ملات پر سیمان بین دو نوبت بتن ریزی لازم می گردد. مقادیر جدول زیر بر حسب شرایط کار می تواند تغییر یابد.

 

دمای متوسط محیط (سانتیگراد) 

زمان بین دو نوبت بتن ریزی متوالی (ساعت) 

 

کمتر از 15

بین 15 تا 20

بین 20 تا 25

بین 25 تا 30

بیش از 30

10

8

6

5

4

 

در هر حال سطوح نوبت های بتن ریزی باید تا اجرای نوبت بعدی مرطوب نگه داشته شوند تا چسبندگی مطلوبی میان نوبت های بتن ریزی ایجاد شود. در صورت سخت شدن بتن، برای آنکه بتن نوبت بعدی به نوتقبلی به خوبی متصل گردد، اجرای لایه نازک ملات ماسه - سیمان یا بتن نرمه با عیار حداقل 

۳۵۰ کیلوگرم سیمان در هر متر مکعب ملات و به ضخامت ۲۰ الی ۳۰ میلیمتر روی سطح بتن سخت شده ضروری است در موقع پخش بتن غلتکی بر روی ملات بستر نباید بیش از ۳۰ دقیقه از پخش ملات مذکور گذشته باشد.

سطوح واریز

وقتی به دلایل اجرایی بتن ریزی نمی تواند بطور پیوسته انجام شود و بناچار عملیات مدتی قطع می گردد، بین قسمت قدیم و جدید سطحی پدید می آید که آن را سطح واریز می نامند. باید سعی نمود که این سطوح در محل هایی قرار گیرند که تحت تنشهای پایین تری بوده و تا حد امکان بر روزهایی که به دلایل دیگر تعبیه می شوند منطبق گردد در سازه هایی که در آب غوطه ور می باشند این سطوح باید تا حد امکان در خارج از منطقه تغییرات سطح آب قرار گیرد. در صورتی که قرار باشد روی بتن حجیم با سطح شیب دار بتن مرحله دوم ریخته شود، باید دقت گردد که بتن در محل سطوح واریز بصورت پلکانی اجرا شود. ایجاد سطوح واریز قائم به وسیله قالب موقت عملی می شود.

باید دقت نمود بتن در محل سطوح واریز به اندازه کافی آب بند شود تا میلگردهاست فولادی در معرض خطر زنگ زدگی قرار نگیرند. برای ایجاد چسبندگی بهتر بتن قدیم به بتن جدید باید شیره خشک شده روی بتن قدیم بطور کامل زدوده شود و سطوح بتن قدیم کاملا مرطوب و در صورت لزوم از یک لایه بتن نرمه با عیار حداقل ۳۵۰ کیلوگرم در متر مکعب بتن به ضخامت ۲۰ الی ۳۰ میلیمتر استفاده شود.

 

 

وزن مخصوص بتن سبک سازه ای

 

 

شما می توانید برای دریافت اطلاعات بیشتر از دیگر مقالات ما بازدید نمایید:

 

درز انقباض (جمع شدگی) بتن چیست؟

منظور از پخش و تراکم بتن چیست؟

آشنایی با روش های پیمانه کردن اجزای بتن

افزودنی های شیمیایی پرکاربرد در صنعت بتن

یک افزودنی ماده ای است فراتر از آب، سنگدانه ها، مواد سیمانی و تقویت کننده های فیبری که به منظور اصلاح ویژگی های تازه مخلوط، سخت شدگی و نیز گیرش بتن، به عنوان جزئی از مواد تشکیل دهنده بتن مورد استفاده قرار می گیرد که قبل از ترکیب شدن و یا بعد از آن به پیمانه (بچینگ) اضافه می شوند، تعدادی افزودنی های شیمیایی وجود دارند که اغلب آنها در SCC مورد استفاده قرار می گیرند.

 

علت استفاده

نوع افزودنی

کاهش میزان آب به منظور ایجاد ویسکوزیته کافی، تنظیم مقدار جهت افزایش یا کاهش جریان اسلامپ   افزایش ویسکوزیته به منظور ارتقاء و پایداری مخلوط و کاهش آب دهی   تامین و حفظ جریان اسلامپ / قابلیت کارایی بدون ایجاد کندسازی   افزایش زود هنگام پیشرفت مقاومت فشاری، تسهیل گیرش نرمال در دمای سرد   کاهش سرعت جذب آب سیمان جهت تاخیر در گیرش در دمای گرم، افزایش زمان قابلیت کارایی   افزایش دوام در مقابل یخ زدگی / ذوب شدگی و افزایش میزان خمیر مخلوط جهت ارتقاء جریان و پایداری

کاهش دهنده آب طیف بالا (HRWR)     افزایش اصلاح کننده ویسکوزیته (VMA)   افزودنی حفظ قابلیت کارایی   افزودنی کاتالیزور     افزودنی کنترل جذب آب و کندگیر     افزودنی هوا زا

برای مثال می توان از کاهش دهنده آب طیف بالا (HRWR) و یا از افزودنی اصلاح ویسکوزیته به ترتیب جهت کاهش جریان اسلامپ و افزایش پایداری مخلوط استفاده کرد. این یکی از ویژگی های کلی مواد شیمیایی است که آن را به صورت ابزاری قدرتمند در آورده است. هیچ گاه نباید از افزایش آب برای افزایش جریان اسلامپ استفاده کرد، به لحاظ تئوریک یک HRWR را برای افزایش سیالیت مخلوط و بدون نیاز به هیچ تنظیم کننده دیگری، می توان به کار برد.

 

فناوری پلی کربوکسیلات اتر

 

سابقاً توانایی ساختار مولکول های پاشنده و پراکنده سازها محدود شده بود، اما معرفی پاشنده های PCE، آن را تغییر داد. درحالی که پاشنده های قبلی عمدتاً تولیدات جانبی دیگر صنایع بودند، اکنون برای مولکول های مختلفی این امکان وجود دارد که تنها با هدف پخش سیمان پرتلند توسعه یابند. PCEها پلیمرهای شانه ای هستند. یعنی اینگونه توصیف شده اند که دارای یک ستون اصلی (شبیه ستون فقرات) و نیز زنجیرهایی که در یک طرف این ستون آویزانند و این مولکول ها در طول ستون اصلی، در محل اتصال، بار منفی می گیرند (شکل 1).

HRWRها با پایه PCE، دانه های سیمان را از طریق دو مکانیزم مکمل پراکنده می سازند. دفع الکترواستاتیکی و جلوگیری از تجمع.

دفع الکترواستاتیکی فرآیندی است که از طریق آن، در محل اتصال و در امتداد ستون اصلی، مولکول های پراکنده ساز (که عامل بار منفی می باشند) دانه های سیمان را جذب می کنند و به دلیل وجود همین بار روی سطح، دانه های سیمان یکدیگر را دفع می کنند و اکثر پراکنده سازها از این ترکیب عملکردی برخوردارند (شکل2).

PCEها همچنین دانه های سیمان پرتلند را از طریق ممانعت از تجمع نیز پخش می کنند که بیشتر یک فرآیند فیزیکی است. زنجیرهای جانبی معلق، از ذرات سیمان جدا می شوند و این عمل مانع از باز انباشتگی ذرات سیمان می شود (شکل 3).

 

شکل 1 ساختار PCE پلیمر شانه عمومی

رابطه ساختار / عملکرد PCE

توانایی در کنترل ساختار PCE، این اجازه را به یک شیمی دان می دهد تا پراکنده سازهای مختلفی را طراحی کند. مانند پاشنده (پراکنده سازی) ای که کاهش دهنده فوق العاده آب است و یا پاشنده ای که سطح بالای کار آمدی را در مدت زمان طولانی تری حفظ می کند.

شکل 2 دفع الکترواستاتیکی دانه های سیمان توسط مولکول های پراکنده ساز

شکل3 ممانعت فضایی دانه های سیمان پخش کننده

حفظ کار آمدی

حفظ کارایی برای مخلوط SCC مهم و حیاتی است و بدون آن SCC مزایای خود را از دست می دهد.

شکل4 واکنش مقدارهای سه PCE برپایه HRWRها

 

PCE 3	PCE 2	PCE 1	HRWR
676	559	780	مقدار مصرف (ml/100 kg)
429	429	434	سیمان (kg/m3)
961	961	973	سنگدانه درشت (kg/m3)
853	853	865	سنگدانه ریز (kg/m3)
177	177	180	آب (kg/m3)
5/1	3/1	3/1	هوا %
100/0	100/0	200/0	بازده (g)
600/4	400/5	600/3	ویسکوزیته (چسبانیدگی)
660	660	660	رکود جریان (mm)
6/10	8/2	7/11	عامل تفکیک %
0	06/0	28/1	Bleed (%)
2/2	5/3	8/1	T50
5/1	1	2	VSI

جدول 2 تاثیر PCE بر ویسکوزیته و استقامت

 

PCE 2	PCE 1	HRWE
585	520	مقدار مصرف
339	340	سیمان نوع I (KG/M3)
60	60	خاکستر بادی کلاس F (kg/m3)
1070	1076	سنگدانه درشت (kg/m3)
822	827	سنگدانه ریز (kg/m3)
160	160	آب (kg/m3)
		رکود جریان (mm)
660	675	اولیه (ابتدایی)
660	535	30 دقیقه اولیه
660	420	55 دقیقه اولیه
580	335	80 دقیقه اولیه
		هوا %
4/1	9/0	اولیه (ابتدایی)
6/1	7/1	80 دقیقه اولیه

جدول 3 مقایسه حفظ کارایی بین دو PCE مختلف مبتنی بر HRWE ها

افزودنی های نگه دارنده قابلیت کارآمدی

همه افزودنی ها محدودیتی در زمان دارند که در طول این مدت، ویزگی های تازه و اصلی خود را حفظ می کنند. خارج از این محدوده زمانی، یک مخلوط SCC به یک مخلوط اسلامپ معمولی برای تراکم انرژی، کاهش خواهد یافت. اهمیت حفظ قابلیت کارآمدی مناسب برای SCC نباید دست کم گرفته شود بلکه باید برای آن برنامه ریزی کرد، بطور مثال یک تولید کننده پیش ساخته ممکن است زمان کمتری را برای انتقال و تکمیل بتن ریزی نسبت به پروژه ریخت درجا داشته باشد. معادله ساده ای که در زیر آمده است می تواند به تعیین مقدار حفظ قابلیت کارآمدی مورد نیاز کمک کند.

افزودنی های حباب زا و دیگر افزودنی ها

هوادهی در SCC امکان پذیر بوده و یک رویداد روزمره در بخش هایی از آمریکای شمالی می باشد. از آنجایی که میزان درصد هوای مورد نیاز در مخلوط ها متفاوت است، هوادهی افزودنی های بتن نیز باید دارای مقدار متفاوتی باشد. مشابه بتن معمولی هوازایی (حباب زایی) نیز تحت تاثیر تعدادی از فاکتورها می باشد، از قبیل اختلاط مخلوط (نسبت بندی)، درجه بندی سنگدانه های ریز، نوع مخلوط کن و کارایی مخلوط و همچنین وجود افزودنی های دیگر و نیز HRWR، هوازایی به ویژه در مورد SCC تحت تاثیر پایداری مخلوط است. هر چه پایداری مخلوط کمتر شود هوادهی به مخلوط سخت تر خواهد شد. زمانی که مخلوط نیاز به هوادهی دارد، تولید کننده بتن SCC باید پایداری مخلوط را ارزیابی کند، در عین حال که هوا باعث افزایش حجم خمیر می شود، پایداری مخلوط SCC نیز می تواند افزایش یابد. افزودنی های دیگری که می توانند بطور مداوم در تولید مخلوط های SCC به کار روند شامل کاهش دهنده های نرمال و متوسط آب علاوه بر افزودنی های ضدخوردگی افزودنی های رنگ مایع و غیره می باشند. اغلب افزودنی هایی که در تولید بتن معمولی استفاده می شود در SCC هم کاربرد دارد. همیشه توصیه های تولید کننده را برای ترکیب کردن مواد افزودنی چندگانه در مخلوط بتن، به کار گیرید. افزودنی های شیمیایی برای تولید مخلوط های SCC با کیفیت خوب مورد نیاز است. افزودنی های HRWR ضروری می باشند درحالی که دیگر افزودنی ها مانند VMAها و مخلوط های حفظ کارآمدی، معمولاً استفاده می شوند.

ترکیبات بتن خود تراکم و تعیین نسبت آنها

فرآیند ترکیب مواد خام برای ایجاد یک ترکیب SCC و فرآیند به کار رفته برای تعیین نسبت مربوط به بتن معمولی تفاوت زیادی با یکدیگر ندارند. روش حجم مطلق، برای تضمین حد تسلیم واقعی یک مکعب سنج یا یارد مکعب بتن بکار می رود. اگر چه فرآیند کلی مشابه می باشد، اما مفاهیمی وجود دارند که با جریان و پایداری بتن ارتباط دارند.

یک ترکیب بتن باید انتظارات عملکرد اکثر افراد یا گروه ها را در مدت زمان ماندگاری تامین کند، از تولید کننده بتن، پیمانکار و مجریان بتن ریزی تا مالک یا نماینده ایشان که هر یک از این گروه ها از نگرشی خاص نسبت به ویزگی های مهم مخلوط برخوردارند. طراحی مخلوط درست شامل ایجاد تعادل بین صرفه جویی، قابلیت کار، ویزگی های سخت شدگی و سهولت در باز تولید همین عملکرد، از یک بچینگ به بچینگ دیگر می باشد. هر یک از گروه های مذکور از SCC چه انتظاری دارند؟

 

• تولید کننده بتن: تمایل تولید کننده بتن توسعه یک مخلوط بتن است که نیازهای عملکرد مشتری را تامین می کند و به راحتی و با صرف تلاش و هزینه منطقی باز تولید شود.
• پیمانکار بتن: یک پیمانکار (یا تیم بتن ریزی در یک کارخانه تولید بتن پیش ساخته) مخلوط بتنی را می خواهند که به راحتی جایگیری شده و بدون تاخیر در زمان گیرش پرداخت شود ضمن اینکه به ویزگی های سخت شدگی لازم دست یابد (مطابق آنچه توسط مهندس طراحی شده است). پیمانکاری که ترکیب بتنی یکنواخت با ویزگی های تازگی و سخت شدگی می خواهد، باید هزینه منطقی آن را پرداخت نماید.
• مهندسین طراح یا مشاورین، مالک یا نماینده مالک، خواهان ترکیب بتنی هستند که دارای ویژگی های سخت شدگی نهایی و ضروری برای ساخت و ساز است، از جمله زیبایی شناسی و ظاهر سطح تا عمر طولانی را برای سازه تامین کند. این تعادل نیازها و خواسته های چندگانه اساس تعیین نسبت ترکیب برای انواع بتن از جمله SCC می باشد. برای توسعه ترکیباتی که تمام این نیازها را تامین می کند، یک فهم دقیق تر از واکنش ذرات تشکیل دهنده مخلوط ضروری است.
• ترکیب بتن: جدا کردن آن و قرار دادن هر کدام از آنها بر روی یکدیگر.

 

ویژگی های سخت شدگی برای تمام ترکیبات بتنی اهمیت خاصی دارد. SCC نسبت بندی می شود تا بتن ریزی و مقاومت را تسهیل بخشد، اما ویژگی تازه باید در مرحله دوم ویژگی هایی از قبیل مقاومت تراکمی، افت انقباض، خزش تراکمی، مدول الاستیسیته و سایر موارد قرار داشته باشد. متخصص بتن باید در مرحله اول به بازنگری ویژگی های سخت شدگی مورد نیاز برای پروژه بپردازد و تعیین کند که آیا آنها محدودیت هایی را بر انواع یا مقادیر مصالح به کار رفته در ترکیب SCC اعمال می کنند. ویژگی های سخت شدگی ممکن است بر نسبت آب به سیمان، محتویات آب، حجم مصالح دانه درشت، جمع خمیر و ترکیب پودر سیمانی و دیگر فاکتورها تاثیر بگذارند. در تعیین نسبت برای ویژگی های SCC باید این محدودیت ها را مدنظر قرار دهیم.

مواد تشکیل دهنده که برای نسبت ترکیبات SCC به کار می روند، غالباً همان موادی هستند که برای ترکیبات بتن معمولی به کار می روند: سیمان پرتلند، مصالح دانه ریز، مصالح دانه درشت، آب، ترکیبات شیمیایی، مصالح سیمانی مکمل و سایر موارد. یک تفاوت کاربرد پودرهای غیرسیمانی دانه ریز برای افزایش محتویات خمیری در SCC، همانند بتن معمولی می باشد. SCC می تواند از طریق بلوک هایی از خمیر و ملات ارزیابی گردد که در ذیل آن را تعریف می کنیم:

 

• خمیر + هوا = سیمان + سایر پودرها (شامل ممصالح دانه ریز از کل مصالح) + آب و هوا
• ملات = خمیر + مصالح دانه ریز
• بتن = ملات + مصالح دانه درشت

 

دیدگاه معتبر دیگر بررسی بتن به عنوان ترکیبی از فاز سیالیت (خمیر) و فاز جامد (مصالح دانه ریز و درشت) است. در بعضی از جنبه ها، بتن مترادف یا مشابه بدن انسان است، مصالح جامد از اسکلت و خمیر همانند عضله عمل می نماید. روشی که در آن عضله و اسکلت توام با هم عمل می کنند، تعیین کننده نقطه قوت و تحرک بدن است و مشابه آن، ترکیب خمیر و مصالح دانه درشت با هم تعیین کننده تحرک بتن و به ویژه مخلوط بتن SCC است.

در این فصل، نسبت SCC از نقطه نظر خمیر و مصالح بررسی (مصالح دانه ریز و درشت که ترکیب شده اند) و بر تاثیر ویزگی تازه آنها تمرکز خواهد شد.

 

بررسی مصالح

زمان تعیین نسبت بندی یک مخلوط SCC، اطلاعات ذیل در مورد سنگدانه ها به کار می رود.

سنگدانه با ماکزیمم اندازه (MSA)

این ویژگی بر پتانسیل سنگدانه ها، توانایی عبور و قدرتمندی مخلوط تاثیر می گذارد. سنگدانه های بزرگتر دارای یک پتانسیل تفکیک بالاتر بوده و سنگدانه های کوچکتر قدرت ترکیب SCC را فزایش خواهند داد. زمان بحث و بررسی MSA و قابلیت عبور، تمایز بین عبارات «اندازه ماکزیمم» و «اندازه نرمال ماکزیمم» مناسب است. چرا که آنها گاهی به جای یکدیگر مورد استفاده قرار می گیرند. ترمینولوژی بتن ACI آنها را به صورت ذیل تعریف می کند:

• اندازه ماکزیمم: در مشخصه های مربوط به سنگدانه ها و شرح آنها، کوچکترین شکاف الک که باید از میان آن کل مقادیر سنگدانه ها عبور کنند.
• اندازه ماکزیمم نرمال: در مشخصه های مربوط به سنگدانه ها و شرح آنها، کوچکترین شکاف الک که باید از میان آن کل مقادیر سنگدانه هایی که امکان عبور پیدا می کنند، یعنی درصد کمی از نمونه ها ممکن است در این الک باقی بمانند.

برای نمونه، در یک درجه یا گرید ASTM C 33#57 ، ماکزیمم اندازه 5/37 میلی متر بوده و ماکزیمم اندازه اسمی 25 میلی متر است. زمان انتخاب اندازه سنگدانه ها برای یک ترکیب بتن اسلامپ رایج، ACI 211 عنوان می کند که بزرگترین اندازه ممکن باید به کار رود چرا که منجر به کاهش نیاز کاربر بتن به خمیر می شود. این در دو روش اتفاق می افتد: توزیع اندازه ذرات را گسترده تر می کند و این امکان را می دهد که بسته بندی ذرات متراکم تر شوند (با فرض یک سنگدانه با درجه بندی خوب) و مساحت سطح را کاهش می دهد.

ACI211 همچنین محدودیت های ذیل را در مورد اندازه ماکزیمم اسمی ارائه می دهد.

• S 1/5 باریک ترین اندازه بین کناره های قالب
• S 1/3 عمق دال ها
• S 3/4 مینیمم فضای مشخص بین میله های تقویت جداگانه، دسته میله ها یا کابل های پیش تنیده.

وزن مخصوص

همانند تعیین نسبت در بتن معمولی، وزن مخصوص برای تبدیل جرم به حجم مطلق به کار می رود.

فضای خالی میان سنگدانه های ترکیبی

ارزیابی سنگدانه های محلی موجود به تعیین نسبت واقعی سنگدانه های ریز و درشت کمک می کند ولی جرم به کار رفته در یک ترکیب را تعیین نمی کند، اما غالباً نسبت واقعی سنگدانه ها تعیین می شود. زمانی که سنگدانه ها با یکدیگر ترکیب می شوند، ترکیب سنگدانه ها با یک حجم معین از فضای خالی بین ذرات ایجاد می شود. نسبت ترجیحی، نسبتی است که از کمترین حجم فضای خالی برخوردار باشد، چرا که این حجم خالی باید با خمیر گران قیمت تر پر گردد. فضای خالی ترکیبی به مفهوم تراکم در بسته بندی است. هر چقدر که توزیع اندازه ذره بیشتر باشد، سیستم به صورت متراکم تر بسته بندی می شود. انتخاب MSA نیز بر حجم فضای خالی تاثیر می گذارد. نسبت سنگدانه های موجود برای به حداقل رساندن فضای خالی می تواند از طریق انتخاب نسبتی سازی شود که با یک منحنی درجه بندی ایده آل بیشترین تناسب را دارد از قبیل مواردی که توسط فولر و تامسون و دیگران طراحی شدند.

شکل ذره و زاویه دار بودن ذرات

سنگدانه های گرد و هم اندازه از تراکم بسته بندی بالاتری نسبت به سنگدانه های گوشه دار و نامنظم برخوردارند. این اطلاعات نیز یک مسیر نسبی برای تعیین نسبت بندی ارائه می کند. هنگام نسبت بندی سنگدانه هایی که تخت و طویل می باشند، خمیر نسبتاً بیشتری برای دستیابی به جریان (به نسبت زمان استفاده از سنگدانه هایی با ابعاد برابر) مورد نیاز است. مشخصاً سنگدانه هایی با اشکال گوشه دار نیازمند خمیری بیشتر از سنگدانه های گرد است. ذرات هم اندازه و گرد نیز باعث ارتقاء و افزایش جابجایی و تحرک بهتر می شود.

تعیین درجه توزیع اندازه ذرات

درجه بندی کلی یک اسکلت سنگدانه ای نشانگر مساحت کل سنگدانه ها می باشد. با توجه به اینکه مساحت نسبتاض بالاتر و یا کمتر است شاخصی برای نسبت های اولیه و نیز تنظیمات آزمایشی ارائه می کند. برای ایجاد پایداری، آگاهی از میزان سنگدانه های عبوری از الک های 300 و 75 میکرومتر می تواند بر نسبت های سیمان یا سایر پودرهای موجود در این ترکیب تاثیر بگذارد.

بررسی بخش خمیر / سیال

خمیر برای عملکرد SCC حیاتی است، بدون خمیر کافی و مناسب ترکیب SCC مطلوب نخواهد بود (صرف نظر از اینکه چگونه سنگدانه ها درجه بندی شده و یا گرد و تمیز می باشند). هنگام نسبت بندی SCC، دو موضوع اصلی در خصوص خمیر مطرح است:

• اندازه: حجم خمیر مورد استفاده چقدر است؟
• رئولوژی خمیر چیست، چگونه مصالح جامد بدون ایجاد تفکیک و یا انسداد درون آن به راحتی حرکت می کنند؟

تصویر 8-2 به نمایش موضوعات متعدد برای کنترل خمیر (از حجم تا رئولوژی ترکیب) می پردازد.

تصویر1 آیتم هایی که در تعیین نسبت بخش خمیری / سیالیت در مخلوط SCC باید مورد توجه قرار گیرد

حجم خمیر

 

تئوری خمیر اضافی نشان می دهد که برای تقویت جریان بتن، نه تنها باید فضاهای خالی بین ذرات جامد و سطوحی پوشیده شده پر شوند، بلکه یک خمیر اضافی دیگر نیز لازم است تا ذرات جامد را از یکدیگر جدا کند.

با یک ترکیب خمیر ثابت، زمانی که حجم خمیر و ضخامت لایه های خمیر در اطراف ذرات افزایش یابد احتمال برخورد سنگدانه ها کاهش می یابد، در نتیجه جریان اسلامپ افزایش یافته و ویسکوزیته ترکیب کاهش می یابد.

حجم خمیر یکی از مهمترین عوامل کنترل در تعیین نسبت ترکیب SCC می باشد. این در حقیقت ساده این است، هر چقدر که حجم خمیر بالاتر باشد، به احتمال بیشتر بتن خمیر را حرکت می دهد (و شانس کمتر برای انسداد و تفکیک وجود دارد) چالش واقعی، ایجاد تعادل میان توسعه و ویژگی های تازه و الزامات ویژگی سخت شوندگی می باشد.

 

رئولوژی خمیر

 

کنترل رئولوژی خمیر پیچیده تر از کنترل حجم خمیر است. ابزارهای متعدد در کنترل رئولوژی خمیر مانند آب، کاهش دهنده آب با طیف بالا (HRWRs)، ویسکوزیتی اصلاح مواد افزودنی (VMAs)، سیمان، مواد سیمانی مکمل (SCMs) و سایر پودرهای ریز که در اختیار متخصص می باشد. تمام متخصصین بتن از نسبت آب به سیمان و نسبت مواد سیمانی با آب آگاهی دارند که هر کدام از طریق جرم محاسبه شده و برای کنترل ویژگی هایی از قبیل مقاومت فشاری و پایداری مورد استفاده قرار می گیرند. اکثر متخصصین بتنی می دانند که با فرض برابری تمام موارد دیگر زمانی که نسبت آب به سیمان کاهش می یابد، بتن چسبنده شده و یا ویسکوزیته آن بالا می رود. اکثر پودرهای به کار رفته برای تعیین نسبت SCC از وزن مخصوص متفاوت برخوردارند که همین امر محاسبه کل جرم را برای مقایسه ترکیبات و کنترل رئولوژی پندان اثربخش نمی داند. نسبتی که برای کنترل رئولوژی خمیر مفید است نسبت آب به پودر به لحاظ حجم (wv/pv) است. روش تعیین نسبت اصلی که توسط او کامورا طراحی شده است یک نسبت WV/pv بین 9/0 و 0/1 را پیشنهاد می کند که با نسبت آب به سیمان بین 29/0 و 32/0 مشابه است و صرفاً سیمان پرتلند در آن استفاده می شود.

براساس تجربه عملی این ترکیبات نسبتاً چسبنده بوده به این معنی که ویسکوزیته آنها بسیار بالا می باشد.

ترکیبات شیمیایی از قبیل HRWRs و VMAs برای کنترل رئولوژی خمیر و در نتیجه رئولوژی بتن، بدون نیاز به تنظیم نسبت های ترکیب، مورد استفاده قرار می گیرند. برای مثال، HRWRs برای افزایش سیالیت بدون افزودن آب به کار می روند که می توانند ویسکوزیته را کاهش دهند. VAMs برای افزایش ویسکوزیته به کار می رود درحالی که نه آب را کاهش داده و نه پودر را افزایش می دهد.

علاوه بر تنظیم میزان آب یا پودر و در نتیجه با دستکاری نسبت wv/pv یا به کار بردن افزودنی ها، ترکیب پودر می تواند برای نفوذ و تاثیر بر رئولوزی خمیر تقسیم شود.

 

ترکیب پودر

 

ترکیب پودر بر روی تمام بخش های ترکیب SCC تاثیر می گذارند، از ویژگی های تازه، رئولوژی، سفتی یا گیرش تا ویژگی های سخت شدگی، همچنین کارآمدی و مقدار مورد نیاز HRWR و انتخاب ترکیب مناسب پودر نیازمند دانش و شناخت مصالح محلی و سپس تصمیم گیری در مورد نسبت ترکیب آن مصالح است. انتخاب پودر و نسبت های آنها از طریق تاثیر آنها بر عملکرد، قابلیت دسترسی آنها، هزینه و توانایی کارخانجات تولیدی برای جابجایی پودرهای چندگانه تعیین می شود.

نقطه شروع برای ترکیب، پودر سیمان پرتلند است. سیمان زمانی انتخاب می شود که تعیین نسبت SCC دارای تاثیر بیشتری بر رئولوژی خمیر است، چرا که سیمان می تواند نیاز به آب داشته و واکنش به شیمی HRWR در آن وجود دارد. برای مثال اگر یک ترکیب ابتدا با یک سیمان خاص و یک سیمان جدید با یک میزان آب مورد نیاز کمتر، نسبت بندی شود و سپس با مواد اصلی جایگزین شود، این فرصت وجود دارد که یا میزان آب یا مقدار HRWR تغییر کند. با این وجود این تغییر می تواند منجر به تغییر رئولوژی خمیر گردد، به خصوص اگر میزان آب کاهش یافته باشد. به خاطر قابلیت تغییر در ویزگی درون پودرها و نیز بین انواع متفاوت پودرها، هیچ توصیف واحدی نمی تواند بیان کننده تاثیر یک پودر بر ویژگی SCC تازه باشد. اگر یک پودر برای جایگزینی سیمان به کار رود، تاثیر آن همیشه متناسب با ویزگی های آن ترکیب سیمان ویژه است. وقتی که ویزگی های سیمان تغییر می کند میزان نسبی تاثیر دیگر پودرها نیز تغییر می کند. بنابراین وقتی که یک پودر جدید در نظر گرفته می شود باید مورد آزمایش قرار گیرد. گزینش خمیر مناسب و ترکیب پودر می تواند عمیق ترین بخش تعیین نسبت یک ترکیب SCC باشد (باتوجه به آزمون موجود و این فرضیه که تولید کننده پودرهای متعدد را در اختیار دارد).

 

روش های تعیین نسبت SCC

بیش از پانزده روش تعیین نسبت ترکیب SCC در سراسر دنیا طراحی شده اند. از این تعداد تنها دو روش شامل مقاومت تراکمی (به عنوان بخشی از معیارهای موجود) می شود در حالی که اکثر روش ها برای دستیابی به ویژگی های SCC تازه به تعیین نسبت می پردازد. تکنیک هایی که بر ویژگی های تازه تمرکز دارند به دو گروه مهم تقسیم بندی می شوند:

1. آنهایی که براساس میزان محاسبه از طریق آزمون و نیز ارزیابی مواد خام مورد استفاده، به دست می آیند.
2. آنهایی که مبتنی بر انتخاب مصالح، پودر و مقادیر آب از یک سری جداول کلی هستند. با وجود این فرآیند، تمام روش ها نیازمند آزمون نسبت های انتخاب شده هستند. هیچ روشی وجود ندارد که ترکیب مطلوب را صرفاً از طریق بررسی ویزگی های مصالح ارائه کند. با این وجود متدولوژی ها، تعداد آزمایش های ضروری را کاهش می دهند. هدف درک و شناخت منطق موجود در تعیین نسبت ترکیبات SCC می باشد.

روش طراحی ترکیب منطقی

در روش طراحی ترکیب منطقی که توسط او کامورا و اوزاوا ارائه شده است 4 مرحله ذیل ارائه می شود:

1. میزان سنگدانه های درشت که در 50% حجم جامد تثبیت می شود.
2. میزان سنگدانه های ریز در 40% حجم ملات ثابت است.
3. نسبت wv/pv بین 9/0 و 0/1 قرار دارد (بسته به ویژگی های پودر).
4. مقدار روانسازها و نسبت wv/pv نهایی به گونه ای تعیین می شود که قابلیت خود تراکمی را ایجاد می کند.

روش CBI

در روش CBI که توسط بیلبرگ و دیگران ارائه شده است، سه مرحله ذیل مدنظر قرار می گیرند:

1. مینیمم حجم خمیر را مطابق با ویژگی های سنگدانه ای، معیارهای ویژگی سخت شدگی، معیارهای توانایی عبور (بیان دقیق جزئیات سازه ای) محاسبه کنید. محاسبات مربوط به تعیین میزان سنگدانه درشت براساس رابطه بین MSA و کوچکترین شکاف که از طریق آن بتن باید جریان یابد انجام می شود. یک متدولوژی جهت دستیابی به میزان حجم خمیر مورد نیاز، از طریق بررسی اطلاعات فوق و نیز فضای خالی بین اسکلت سنگدانه ها ارائه شده است.
2. ویژگی های بتن سخت شده و تازه را آزمون نموده و آن را کنترل کنید.

روش ICAR

این روش از سوی مرکز بین المللی تحقیقات مصالح طرح شده و شامل سه مرحله زیر می باشد:

1. سنگدانه ها و MSA به کار رفته را انتخاب کنید و آنها را برای تراکم، بسته بندی، شکل و براساس گوشه دار بودن، ارزیابی کنید و میزان فضای خالی برای انتخاب ترکیبات مختلف را تعیین کنید.
2. تعیین حجم مناسب خمیر برای پر کردن مطلوب و قابلیت عبور براساس میزان فضای خالی، ارزیابی شکل و گوشه دار بودن از مرحله 1 و ضروریات قدرتمندی.
3. تعیین ترکیبات خمیر براساس الزامات ویژگی تازه و سخت شدگی

روش ACI 237

ACI 237R-07 دستورالعمل های ذیل را برای تعیین نسبت ترکیبات SCC ارائه می کند که یکی از ویژگی های بتن scc به شمار می رود. (تعدادی از جداول حاوی این مراحل هستند، اما در اینجا ارائه نمی شوند):

1. تعیین الزامات جریان اسلامپ مناسب براساس کاربرد
2. تعیین ماکزیمم اندازه مناسب سنگدانه های درشت و میزان سنگدانه های درشت براساس الزامات توانایی عبور این روش میزان سنگدانه های درشت با 50% حجم مطلق ترکیب را پیشنهاد می کند. این براساس طراحی یک ترکیب منطقی است که قبلاً اشاره شد.
3. برآورد میزان سیمان / پودر مورد نیاز براساس الزام جریان اسلامپ
4. محاسبه حجم ملات و خمیر
5. انتخاب افزودنی های مناسب برای استفاده
6. بسته بندی مخلوط های آزمایشی
7. آزمون ترکیبات مربوط به ویژگی های مورد نیاز سخت شدگی و ویژگی تازه
8. براساس نتایج، نسبت ها را تنظیم کنید، مجدداً بسته بندی کرده و آزمون را انجام دهید.

باید با هر روش مربوط به تعیین نسبت SCC، به ویژگی های سخت شدگی توجه و دستورالعمل هایی را برای دستیابی به ویژگی های تازه مورد نیاز ارائه داد. در بعضی از موارد، توانایی عبور اهمیت دارد و از این رو انتخاب اندازه سنگدانه های درشت و حجم آنها اولین اولویت خواهد بود. اگر توانایی عبور اهمیت نداشته باشد، سایر الزامات عملکرد از قبیل اهمیت پرداخت سطحی ممکن است بر فرآیند غالب شوند و این الزامات باید از ابتدا مشخص باشند.

اندازه ماکزیمم سنگدانه ها را انتخاب کنید

این مورد اساساً درصدد تضمین میزان قابلیت عبور کافی می باشد، گرچه سنگدانه های بزرگتر دارای یک گرایش بیشتر برای تفکیک یا تجزیه هستند. این گزینه می تواند اساس تجربه قبلی با اجزاء بتن ریزی شده، صورت گیرد، اگر چنین تجربه ای وجود نداشته بادشد، پیشنهادات ACI در ذیل برای ماکزیمم اندازه اسمی محدودیت ها، می توانند به کار گرفته شوند:

• برای قالب ها، S 1/5 باریک ترین بعد بین اضلاع
• برای دال ها، S 1/3 عمق
• برای میلگردهای تقویت مجزا، دسته میلگردها، یا کابل های پیش تنیده، S 1/4 مینیمم فضای مشخص بین آنها.

برای تضمین قابلیت عبور، مولف پیشنهاد می کند که چنانچه هیچ تجربه قبلی وجود نداشته باشد و قابلیت عبور یک ویزگی عملکردی مهم تلقی شود، این تا سطح 1/2 مینیمم فاصله آزاد کاهش می یابد، و باید شامل فاصله آزاد بین آرماتور و اطراف قالب ها گردد.

انتخاب ترکیب

نسبت مناسب سنگدانه باعث به حداقل رسانی فضای خالی اسکلت سنگدانه های ترکیبی می شود. این ترکیب می تواند از طریق اندازه گیری فضای خالی سنگدانه های ترکیبی یا تناسب کل درجه بندی ترکیبی با یک منحنی درجه بندی ایده آل از قبیل قدرت منحنی 45/0، منحنی بولومی یا سایر منحنی ها تعیین شود. الزامات توانایی عبور نیز بر ترکیب سنگدانه های کار رفته تاثیر بگذارد. روش CBI حاوی یک معادله برای محاسبه محتوای سنگدانه های درشت براساس اندازه سنگدانه ها می باشد.

انتخاب یک میزان سنگدانه های درشت

در این روش ممکن است زمانی در اولویت باشد که ویژگی های سخت شدگی معین از قبیل مدول الاستیسیته مورد توجه قرار گیرد. جدول 1 زیر به نمایش حجم مصالح دانه درشت براساس اندازه سنگدانه (حاصل از آنالیز دومونی) می پردازد. یک محدوده کامل از حجم مصالح دانه درشت عملاً مورد استفاده قرار گرفته اند. حجم سنگدانه ها بیشتر است و این محدوده برای MSA بزرگتر است.

محدوده %	حد فاصل %	میانگین %	میلی متر
9/34- 3/28	9/30	0/31	˂ 20
3/42- 28	7/31	3/32	= ˃ 20

جدول 1 حجم مصالح دانه درشت در هر مترمکعب در برابر MSA

تعیین کمیت خمیر مورد نیاز

میزان فضای خالی اسکلت سنگدانه ها، مساحت، شکل ذره سنگدانه و هدف جریان اسلامپ تماماً بر حجم مورد نیاز خمیر تاثیر می گذارند. جدول 2 به ارائه اطلاعات از آنالیزهای مطالعه موردی توسط مولف و نیز دومونی می پردازد که شامل حجم خمیر محاسبه شده از آنالیز توسط مولف می باشد. در بعضی موارد فاقد محتویات هوا و بعضی اوقات شامل محتویات هوا بوده است. در این موارد مولف یک محتوی هوای ایجاد شده 2 درصد را در نظر می گیرد.

در مقایسه میان خمیر دارای هوا و بدون هوا، حجم خمیر دارای هوا ماکزیمم مقادیر موجود به میزان قابل توجهی افزایش نمی یابد. با این وجود مینیمم مقادیر تا حد 6 درصد افزایش یافته و کل محدوده را از 8 تا 12 درصد کاهش می دهد.

همان طور که قبلاً بررسی نمودیم، حجم خمیر مورد نیاز با برخی عوامل در نوسان خواهد بود، از جمله فضای خالی سنگدانه ها. فضای خالی در اثر تراکم بسته بندی ایجاد می شود که تحت تاثیر از ماکزیمم اندازه سنگدانه ها می باشد. در آنالیز مطالعه موردی دومونی، محتویان خمیر میانی بالاتر برای ترکیباتی که از سنگدانه های ماکزیمم دانه درشت با سایز کوچک تری استفاده می کنند نیز مشاهده شده است. نیاز به مصرف خمیر نیز تحت تاثیر شکل ذره قرار دارد. در همان آنالیز ضرورت مصرف بالاتر خمیر با سنگدانه های خرد شده مشاهده شد. این نتایج غیر منتظره بود و مثال دیگری از نحوه تشابه قوانین حساب سرانگشتی برای ویژگی های ترکیب SCC با قوانین سرانگشتی بتن معمولی ارائه شده است.

به محض افزایش جریان اسلامپ، کاربرد محتویات بالاتر خمیر توصیه می شود: ACI 237 این روند را از طریق میزان پودر بالاتر برای اهداف جریان اسلامپ بالاتر پیشنهاد می کند. اگر ترکیب SCC با خمیر ناکافی نسبت بندی شود گرایش متخصص به سمت افزایش در HRWR خواهد بود. با این وجود، این می تواند خمیر را پراکنده نموده و منجر به آب دهی و ناپایداری گردد.

محدوده %	حد فاصل %	حد وسط %
43- 35	38	39	Author's with air
41- 29	34	35	Author's with air
42- 30	35	35	Domone's

جدول 2 به داده های حجم خمیر براساس آنالیز مطالعه موردی

انتخاب محتویات آب به عنوان اول در تجزیه و تحلیل مطالعات موردی دامنه محتویات آب از 148 تا 200 کیلوگرم در هر متر مکعب و میانگین 174 کیلوگرم در هر متر مکعب می باشد. به عنوان یک جزء اولیه خمیر، محتوی آب دارای تاثیر چشمگیری بر خمیر و در نتیجه بر ویسکوزیته بتن می باشد. ویسکوزیته یک مخلوط SCC می تواند بر مزایای حاصل در یک پروژه مشخص تاثیر بگذارد. پس در بعضی از موارد، محتوی آب می تواند برای دستیابی به یک ویسکوزیته و در نتیجه تاثیر گذاری بر مزایای مطلوب و معین انتخاب شود. برای اجزاء مسلح فشرده نیاز به میزان آب کمتر است. این منطقی است، زیرا ویسکوزیته خمیر برای اجتناب از انسداد سنگدانه های درشت اهمیت دارد. ضمناً این امکان وجود دارد که این روند تحت تاثیر الزامات مقاومت تراکمی پروژه قرار داشته باشد. زمانی که پرداخت سطحی اهمیت داشته باشد، محتوی آب به سمت بخش انتهای فوقانی این محدوده متمایل می شود که در این زمان کاهش ویسکوزیته خمیر (برای دستیابی به سطح یکنواخت، حباب سطحی) کاملاً منطقی است. زمانی که دسترسی محدود و لزوم کاربرد اشکال پیچیده اهمیت داشته باشند، محتویات آب به صورت یکنواخت توزیع می شوند.

انتخاب نسبت W/C و محتویات هوا، براساس مقاومت فشاری و الزامات قابلیت پایداری

در اکثر موارد، مقاومت فشاری یک ترکیب SCC بالاتر از مقاومت یک ترکیب اسلامپ معمولی با همان نسبت آب به سیمان می باشد با این وجود، نقطه شروع می تواند براساس تجربه قبلی با مصالح موجود انتخاب شود.

تعیین ترکیب پودر نهایی و کنترل نسبت wv/pv را براساس الزام عملکرد ویسکوزیته و سیالیت

به صورت فرضی، حجم خمیر، محتوی آب و ماکزیمم نسبت آب به سیمان مورد نیاز برای پروژه از قبل تعیین شده اند. از این اطلاعات، حجم آب، و سیمان می توانند تعیین شوند. اگر سایر پودرها در دسترس باشند، این مصالح باید در مقادیر مورد نیاز برای دستیابی به حجم خمیر نهایی افزوده گردد. اگر پودر دیگری در دسترس نباشد، باید محتویات سیمان و آب افزایش یابد (با همان نسبت). برای رسیدن به حجم خمیر مطلوب، ویسکوزیته یک ترکیب بتن می تواند از طریق تنظیم حجم یا ویسکوزیته خمیر تغییر یابد.. حجم خمیر پایین تر دارای نسبت های بالاتر wv/pu می باشد (به صورت فرضی در تلاش برای حفظ یک ویسکوزیته منطقی ترکیب بتن) در تلاش برای حفظ ویسکوزیته پایین تر ترکیب، در صورت امکان به منظور کنترل هزینه ها روش ترجیحی افزایش نسبت wv/pv به جای حجم کل خمیر توصیه می شود، اما بایستی در برابر الزامات ویژگی سخت شدگی متعادل گردد.

تعیین نسبت ترکیبات SCC تفاوت زیادی با تعیین نسبت ترکیبات اسلامپ معمولی ندارد. در اکثر موارد اساسی، این خمیر (شامل هوا) مخلوط است که جریان و ویزگی پایداری مخلوط را کنترل می کند. خمیر همچنین تاثیر سنگینی بر ویزگی های سخت شدگی و هزینه مخلوط دارد. در کنترل خمیر، حجم و یا ترکیب خمیر باید اطلاح گردد، بهینه سازی اسکلت سنگدانه ها (از شکل ذرات گرفته تا توزیع اندازه ذرات و چگالی بسته بندی) به حفظ مقادیر محتویات خمیر و کاهش نسبی هزینه ها کمک خواهد کرد.

تعداد متعددی از رویه های نسبت بندی SCC طراحی شده و دستورالعمل خوبی برای انتخاب نسبت های اولیه ارائه کرده اند.

همانند تمام روش های نسبت بندی مخلوط، خواه برای بتن اسلامپ معمولی یا برای SCC، آزمون و ارزیابی نسبت های انتخاب شده ضروری می باشد. لذا در صورت لزوم، تنظیم در نسبت ها باید به منظور دستیابی به عملکرد نهایی مطلوب، انجام شود.

جهت اطلاعات تکمیلی درباره محصولات و هرآنچه درمورد بتن لازم دارید که بدانید، می توانید به وبسایت www.clinicbeton.ir مراجعه نمایید.

شناسایی مخلوط و عوامل مرتبط با آن

زمانی که مجموعه ای از اهداف عملکرد و نسبت های مخلوط بر روی کاغذ آورده می شود، مرحله بعدی شناسایی مخلوط جهت تامین عملکرد موفق در طول فرآیند تولید است. دستورالعمل های موقتی مطرح شده از سوی انستیتو بتن پیش تنیده / پیش ساخته سه مرحله در فرآیند شناسایی مخلوط را معرفی می کند. نخست بچینگ های (Batch) کوچک کنترل شده در آزمایشگاه مورد آزمون قرار می گیرند، دوم مخلوط انتخاب شده در تولید، آزمایش می شود که شامل کاربرد بچینگ، مخلوط و تجهیزات بتن ریزی می شود و در نهایت یک طرح کنترل تضمین کیفیت برای ویزگی های سخت شدگی و تازه، ایجاد می شود.

شناسایی آزمایشگاهی

همیشه تعداد معینی از آزمایش ها به دنبال توسعه یک ترکیب جدید هستند، در فرآیند شناسایی، ویژگی های سخت شدگی و تازه مهم، آزمایش می شوند. جهت تضمین بالاترین سطح کنترل، توصیه می شود در صورت امکان بچینگ های آزمایشگاهی کوچک در ابتدا مورد استفاده قرار گیرد. در این روش تاثیرات تنظیمات کنترل شده و خاص آموخته می شوند. زمان اجرای آزمایش های لابراتوری بتن، رویه های خوب و تمام استانداردهای مناسب، مانند آنچه که در ASTM وجود دارد، باید مدنظر قرار گیرند.

تصویر 1 فاز یک فرآیند شناسایی مخلوط

تصویر 1 به نمایش فلوچارت (نمودار جریان) برای بخش اول فرآیند شناسایی می پردازد. مخلوط ایجاد شده برای ویژگی های تازه هدف آزمایش می شود. اگر این ویژگی ها به دست نیایند، تنظیماتی در نسبت های مخلوط بتن اعمال می شوند. اگر اهداف تازه به دست آیند، سپس آزمون مقاومت مخلوط و ویژگی های سخت شدگی انجام می شود. این روند ادامه می یابد تا این که به ویزگی های سخت شدگی و تازه مناسب دست یابیم.

آزمون نسبت های اولیه

برنامه آزمون آزمایشگاهی اولیه به موقعیت وابسته بوده و می تواند به صورت محدود و گسترده باشد. در اکثر موارد، متخصصین بتن تنها به قصد تولید مخلوط که مورد استفاده قرار می گیرد به این مرحله نزدیک می شوند که گاهی منتهی به یک باریک بینی و نگرش محدود به این فرآیند می شود و در نهایت منجر به آزمایش تنها یک مخلوط خواهد شد، تنظیمات صورت می گیرد و مخلوط مجدداً آزمایش می شود. این متدولوژی اشتباه نیست اما نه کارآمد بوده و نه منجر به شناخت و یادگیری تنظیمات چندگانه و فعل و انفعالات آنها می شود. طرح آزمایشی کارآمد به خودی خود یک نظم و انضباط خاص داشته و کتاب های متعددی می توانند به بیان این موضوع بپردازند. آزمایشات طراحی شده آماری می تواند به صورت همزمان یک مخلوط بتن SCC خاص را ارائه نموده و فعل و انفعالات بین متغیرهای نسبت بندی مخلوط را شفاف کند. خلق یک مخلوط و شناخت فعل و انفعالات برای دوره بلند مدت و کوتاه مدت اهمیت دارد. نتایج موجود در زمان صرف شده برای رفع عیب در مراحل بعدی مطرح می شود. اگر متخصص دارای مهارت طراحی آزمایشی نباشد، بسته های نرم افزاری بازاری موجود یا خدمات موجود از طریق عرضه کنندگان اطلاعات می توانند به توسعه یا طراحی یک آزمایش SCC (در صورت مطلوب بودن) کمک کنند.

آزمون آزمایشگاهی، تفسیر نتایج و تنظیم نسبت های اختلاط

آزمون و ارائه داده ها اغلب بخش آسان فعالیت ما را شکل می دهد. بخش اصلی این فرآیند تفسیر داده ها و ایجاد تنظیمات می باشد. زمانی که تنظیم نسبت های مخلوط SCC مطرح می شود، یک ارزیابی کیفی از مخلوط، اغلب به اندازه هر ارزیابی آزمون دیگری اهمیت دارد. این به خصوص در مورد ناپایداری و تفکیک مصداق دارد. زیر مجموعه های ذیل دستورالعمل مهمی را برای تنظیم نسبت ها ارائه داده تا قابلیت پر کردن و سیالیت، توانایی عبور، پایداری و مقاومت براساس آزمون آزمایشگاهی را بهبود بخشند. لازم به ذکر است که در بعضی موارد تنظیمات نسبت بندی ممکن است بر بیش از یک ویزگی تاثیر بگذارند.

سیالیت / قابلیت پر کردن

در کل این ویژگی از طریق آزمون جریان اسلامپ اندازه گیری می شود.

• اگر جریان اسلامپ بسیار بالا باشد باید مقدار آب را کاهش دهید، اگر مقدار آب کاهش یابد، پس حجم خمیر و نسبت آب به پودر از لحاظ حجمی (wv/pv) کاهش می یابد که هر دوی آنها ویسکوزیته ترکیب را افزایش می دهد و این نیز نیازمند افزایش میزان سنگدانه ها برای جبران حجم آب از دست رفته است. کاهش در حجم خمیر می تواند تاثیر منفی بر قابلیت عبور داشته باشد.
• مقدار کاهش دهنده میزان آب با طیف بالا (HRWR) را کاهش دهید. این از مزیت کاهش سیالیت برخوردار است، زیرا به یک تنظیم تعادل ساز حجم در نسبت های مخلوط نیاز ندارد.
• برای کمک به تصمیم گیری در مورد انتخاب نوع مرحله، باید توجه داشت که آیا این ترکیب علایم تجزیه و ناپایداری را نشان می دهد یا خیر. اگر ترکیب علایم ناپایداری در این جریان، اسلامپ بالا را نشان ندهد، نشانه خوبی بوده و مقدار HRWR باید کاهش یابد. مجموعه زیر در مورد تنظیم و اصلاح پایداری و مقاومت در برابر تفکیک به بحث و بررسی این نکته می پردازد که چگونه می توان سطح جریان اسلامپ را بررسی نمود، چنانچه مخلوط علایم ناپایداری را نشان می دهد.
• اگر جریان اسلامپ بسیار پایین باشد باید میزان آب را افزایش دهید تا جایی که نسبت آب به سیمان فراتر از محدوده مشخص افزایش نیابد. افزایش میزان آب باعث افزایش حجم خمیر و نسبت (wv/pv) می شود. بدینوسیله هم ویسکوزیته مخلوط و هم سیالیت افزایش می یابد. این نوع تنظیم باید در مراحل کوچک اعمال گردد طوری که موجب ناپایداری مخلوط نشود.

افزایش مقدار HRWR: در صورتی که جریان اسلامپ به صورت نظام مند با افزایش مقدار HRWR و بدون تفکیک افزایش یابد، نسبت های مخلوط به صورت منطقی متعادل می شود. اگر در طول فرآیند، جریان اسلامپ افزایش نیابد، می تواند ناشی از یک یا چند مورد زیر باشد:

• ترکیب دارای یک حجم خمیر ناکافی می باشد.
• سیمان به کار رفته به سرعت سفت می شود.
• نسبت آب به سیمان آنقدر پایین است که مقدار اشباع پراکنده، افزایش یافته است. بنابراین اگر این مورد اتفاق بیافتد، تنظیم نسبت مخلوط ممکن است ضروری باشد.

افزایش کل حجم خمیر: اگر حجم خمیر بسیار پایین باشد و HRWR را اضافه نماییم، می تواند به صورت نظام مند باعث تفکیک شود که از طریق آب دهی و بی رنگ شدن سطح بتن قابل تشخیص است. زمانی که حجم خمیر ناکافی باشد، از طریق وجود غلظت در سنگدانه ها در مرکز لایه ای جریان اسلامپ (در انجام آزمون جریان اسلامپ) مشخص می شود.

توانایی عبور

 

ASTM C 1621 به ارزیابی توانایی عبور SCC از طریق تعیین تفاوت بی جریان اسلامپ با حلقه و یا بدون حلقه J می پردازد. بعضی از استانداردهای اروپایی تفاوت ارتفاع لایه ای درون حلقه در برابر بیرون حلقه را اندازه گیری می کنند.

این تفاوت یا اختلاف ارتفاع ارزیابی می کند که آیا اتصال معنادار سنگدانه ای وجود دارد یا خیر و آیا در داخل حلقه ساخته می شود؟ با استفاده از متدولوژی پیشنهادی از سوی ASTM C 1621، اگر توانایی عبور کافی نباشد با توجه به این که جریان اسلامپ بدون حلقه 50 میلی متر یا بیشتر (2 اینچ) است، بیشتر از جریان اسلامپ حلقه J، باید مجدداً ارزیابی در خصوص چگونگی انسداد سنگدانه ها صورت گیرد.

 

پایداری و مقاومت در برابر تجزیه

موارد ذیل مربوط به مراحل تنظیم پایداری براساس آزمون آب دهی و آزمون تفکیک ستون ارائه شده است:

• بررسی انباشته شدن آب تراوش شده به میزان بسیار بالا

  افزودن یا افزایش مقدار VMA

  کاهش نسبت wv/pv از طریق کاهش آب یا افزایش پودر

  در صورتی که حجم خمیر نسبتاً پایین باشد، باید میزان خمیر را افزایش داد. به خاطر داشته باشید که بطور کلی، حجم خمیر در ابتدای دستیابی به ویژگی های تازه مخلوط SCC متغیر است.

  افزایش میزان سنگدانه های ریز بطوری که میزان اضافه سنگدانه های ریز محسوس باشد (mµ 300 ˂) 

• اگر آب دهی اضافی به صورت شیمیایی از طریق مقدار HRWR صورت گیرد، لازم است میزان HRWR را پایین آورده و حجم خمیر را افزایش دهید. 

• نشست بیش از حد سنگدانه های درشت

  در صورت امکان براساس الزامات کاربردی، جریان اسلامپ را با کاهش مقدار HRWR کم کنید.

  ویسکوزیته مخلوط را با کاهش wv/pv یا افزایش مقدار VMA، افزایش دهید.

  چنانچه همراه با آب دهی شیمیایی باشد، پس حجم خمیر را افزایش دهید.

  در صورت امکان، ماکزیمم اندازه سنگدانه ها را کاهش دهید، توجه داشته باشید که اگر این تنظیم صورت گیرد، ممکن است افزایش در حجم خمیر الزامی باشد.

آزمون قدرتمندی

 

زمانی که یک مخلوط یا مجموعه ای از مخلوط ها حاوی ویژگی های سخت شدگی و تازه مناسب، ساخته شده باشند، باید قدرتمندی این مخلوط ها مشخص شود. قدرتمندی مخلوط SCC به معنی عدم حساسیت این مخلوط در مقابل نوسان سیالیت، بچینگ درست و یا ویژگی های مواد خام از قبیل میزان رطوبت و توزیع اندازه ذرات می باشد که می تواند منجر به تغییراتی در ویژگی تازگی ترکیب SCC گردد. یک ترکیب قوی ترکیبی است که می تواند به راحتی تولید شود و پیوسته به ویژگی مورد نظر (به لحاظ تازگی) بدون حضور مستمر تولید کننده یا پیمانکار در محل پروژه دست یابد.

بدین ترتیب مشخص شد که با هر افزایش سطح جریان اسلامپ، ترکیبات به تغییرات حساس بوده و مقاومت بتن کاهش می یابد. هدف در آزمون قدرتمندی، یافتن نقطه ای است که در آن یک مخلوط برای مدت طولانی عملکرد قابل قبول را برحسب پایداری و سیالیت و توانایی عبور به نمایش نمی گذارد. بنابراین باید این مرحله را با هدف خرد کردن ترکیب شروع کرد، طوری که بدانیم تا چه حد می تواند در مقابل فشار پایداری خود را حفظ کند.

اولین مرحله در آزمون قدرتمندی، تعیین رابطه بین سیالیت و پایداری برای مصالح و ویژگی های انتخاب شده است. هدف این آزمون، اشاره به سطح ناپایداری مخلوط است. طرح زیر به ارائه مراحل پیشنهادی برای ارزیابی این رابطه می پردازد. جریان اسلامپ می تواند بنابر صلاحدید متخصص تنظیم شود. به خاطر این که رابطه بین جریان اسلامپ و سایر داده های آزمون همیشه خطی نیست، مینیمم سه سطح جریان اسلامپ توصیه می شود. هر مخلوط ترسیم شده از نسبت های برابر (هنگام تنظیم مقدار HRWR) استفاده می کند.

 

ترکیبات:

1. تنظیم مقدار HRWR برای دستیابی به جریان اسلامپ 500 تا 550 میلی متر
2. تنظیم مقدار HRWR برای دستیابی به جریان اسلامپ 600 تا 650 میلی متر 
3. تنظیم مقدار HRWR برای دستیابی به جریان اسلامپ 700 تا 750 میلی متر

آزمون ها:

 

جریان اسلامپ                            زمان T50

تفکیک ستون                             آب دهی

شاخص پایداری چشمی (VSI)        میزان آب

 

 

توانایی عبور از حلقه J، این آزمون صرفاً زمانی ضروری است که توانایی عبور یک ویژگی ضروری باشد.

زمان تکمیل این آزمون، تعدادی از طرح های اسکاتر (در نمایش رابطه بین جریان اسلامپ، T50 و سایر داده های آزمون) می توانند جهت استفاده ترسیم شوند. مانند آنچه که در تصویر  2نشان داده شده است، هر نقطه از داده ها می تواند با نتیجه آزمون (که شامل هر آزمون دیگری مانند درصد تفکیک ستون، VSI، جریان حلقه J با سایر موارد می باشد) علامت گذاری شود. این تصور به ترسیم داده های فرضی برای زمان T50 در برابر جریان اسلامپ و درصد تفکیک ستون برای مجموعه ترکیبات فوق می پردازد.

 

تصویر 2 طرح داده ای برای آزمون قدرتمندی

 

در این مثال متخصص می تواند رابطه T50 جریان اسلامپ و محدوده های کنترل کیفیت را براساس محدوده تفکیک مشخص شده معرفی کند، اگر محدوده تفکیک 10 یا 15 درصد باشد، پارامترهای متفاوت برای دو آزمون دیگر در نظر گرفته می شود.

جنبه دیگر قدرتمندی، واکنش یک مخلوط به خطاهای بچینگ است. این بخش از طریق ایجاد تغییرات هدفمند در اوزان پیمانه یک ترکیب مشخص و نیز اندازه گیری واکنش، ارزیابی می شود. ASTM C 94 شاخص استاندارد بتن آماده است که می تواند برای اعمال تغییرات مناسب در وزن بچینگ ها استفاده شود. این استاندارد دستورالعمل مربوط به دقت بچینگ مصالح برای کارخانجات و تولید بتن آماده را ارائه می دهد. برای مثال، بخش 9 از ASTM C 94 اصول زیر در خصوص بچینگ دقیق با اندازه نرمال هر پیمانه را ارائه می کند: پودرها (ترکیبات سیمان و مواد معدنی) ±1% مصالح ±2% و کل آب ±3% بالا و پایین کردن پودر و یا محتویات آب می تواند تاثیر قابل توجهی را بر سیالیت و پایداری مخلوط داشته باشد. با هدف یافتن نقطه شکست یک مخلوط توصیه شده که قدرتمندی در نقاطی بیرون از این محدوده دقت ارزیابی شود. حداقل توصیه مولف، کاهش بیشتر در نقطه مینیمم پودر (%2- بیشتر از %1) همچنین افزایش ماکزیمم نقاط آب (%6+ بیشتر از %3+) می باشد. نتایج آزمون براساس این محدوده های افزایش یافته، کاملاً فضای عملکرد قدرتمندی را مشخص کرده و شناخت بیشتر محدوده های ترکیب، مدنظر قرار می گیرد. جدول1 به ارائه گروهی از نسبت ها و مینیمم و ماکزیمم محدوده های هر ماده (مصالح) می پردازد.

کنترل رطوبت آزاد سنگدانه ها اغلب به عنوان یکی از حوزه های اساسی و مهم برای کنترل در طی تولید SCC مطرح بوده است. آب پیش بینی نشده می تواند در سطح قابل توجهی برای تمامی این ویژگی های SCC تازه تاثیر بگذارد.

 

حداکثر (kg)	حداقل (kg)	حداکثر	حداقل	مثال تناسب (kg/m3)
455	441	+1%	-2%	450	ترکیب آب معدن و سیمان
867	833	+%2	-2%	850	سنگدانه درشت
816	784	+%2	-2%	800	سنگدانه ریز
196	179	+%6	-3%	185	آب

جدول 1 مینیمم مصالح نمونه و ماکزیمم محدوده آزمون قدرتمندی

 

بنابراین برخورداری از درک روشن در رابطه با قدرتمندی آب مخلوط برای تولید کننده بتن اهمیت فراوانی دارد. جدول 2 به نمایش طرح آزمون قدرتمندی نمونه جهت ارزیابی کاهش پودر و کاهش و افزایش آب می پردازد. میزان تنظیم در بخش های سایه دار ارائه می شوند. در این برنامه تمام آزمون های ویژگی تازه و استاندارد اجرا شده و قدرتمندی مخلوط اندازه گیری می شود. کل مقادیر افزودنی ها براساس ترکیب مرجع (به جز HRWR) ثابت هستند که برای دستیابی به جریان اسلامپ هدف تنظیم می شوند. یک مخلوط در صورتی قدرتمند است که تغییرات وزن بچینگ منجر به تغییرات کوچک اما قابل قبول در عملکرد (اندازه گیری شده از طریق روش های آزمون انتخاب شده) شود.

با این وجود، متدولوزی فوق صرفاً تاثیر یک فاکتور را در یک زمان نشان می دهد. باید پذیرفت که تولید بتن واقعی دینامیک تر از این تولید است. در طول تولید یک بچینگ واحد بتن، این امکان وجود دارد که میزان توزین شده بیش از یک ماده می تواند باعث نوسان بالاتر یا پایین تری از نسبت های هدف شود، درحالی که هنوز درون بازه های بچینگ مشخص شده قرار دارد. این امکان وجود دارد که به ارزیابی و مدل سازی این حالت پیچیده تر بپردازیم.

 

water robustness (%6+)	water robustness (%3+)	water robustness (%3-)	پودر خوب عملکرد (%2-)	پودر خوب عملکرد (%1-)	مثال تناسب
450	450	450	441	446	450	مقاومت بالا
850	850	850	850	850	850	پرداخت سطح
800	800	800	800	800	800	ساختار پیچیده
196	191	179	185	185	185	دسترسی محدود

جدول 2 برنامه آزمون نمونه برای ارزیابی قدرتمندی براساس دقت بچینگ

 

چنانچه این روند انجام شود، باید یک طرح آزمایشی بهتر و مجموعه ای از ابزارهای تجزیه و تحلیل را به کار برد. در مطالعات قبلی، این نوع تجزیه و تحلیل قدرتمندی جایی اجرا شد که مصالح چندگانه به صورت همزمان با هم تفاوت هایی داشته اند. با نسبت مصالح و ترکیبات مورد استفاده، نوسانات موجود در وزن های ماسه و سنگدانه های درشت، تاثیر کمی بر عملکرد SCC داشته اند. بیشترین تاثیر، زمانی رخ داد که وزن آب و کل وزن پودر تفاوت داشتند. بنابراین لازم است اینها به دقت و از نزدیک نظارت شوند. بعلاوه اگر این فاکتورها به صورت همزمان تغییر کنند، نوسانات عملکرد متفاوت می شوند.

برای مثال اگر مقدار آب کمتر از میزان هدف بچینگ باشد و کل پودر بیشتر، ویسکوزیته مخلوط می تواند به صورت چشمگیری افزایش یابد. از سوی دیگر اگر آب بیشتر از میزان هدف و کل پودر، کمتر از آن باشد، یک ظرفیت بالا برای ناپایداری مخلوط و تفکیک ایجاد می شود. همچنین دامنه تغییرات وزن بچینگ ها نیز بستگی به این دارد که اهداف نسبت مخلوط اولیه کجا تعیین می شوند. اگر محتوی آب مورد نظر بسیار پایین باشد پس در اولین حالت فوق الذکر تغییر ویسکوزیته ممکن است بسیار زیاد باشد.

قدرتمندی کلی اساساً با سیالیت، تفکیک و معیار آب دهی مرتبط است. با این وجود در بعضی از شرایط، ارزیابی قدرتمندی توانایی عبور از طریق افزایش وزن بچینگ سنگدانه های درشت تا حد ماکزیمم (نشان داده شده در جدول 1) مناسب و به جا است، اما در حد مینیمم، محدوده پودر و آب باید آزمایش شود. آزمون محدوده های سنگدانه ها مفید است اما این کار به صلاحدید متخصص موکول شده است. اگر احراز شود که قدرتمندی یک ترکیب ناکافی است، می توان موارد زیر را انجام داد:

 

• در صورت امکان؛ کاهش سطح هدف جریان اسلامپ
• افزایش حجم خمیر
• افزایش مقدار VMA. گزارش های متعدد نشان داده که افزودن VMA به ترکیب SCC باعث تقویت قدرتمندی مخلوط می شود،.
• کاهش ماکزیمم اندازه سنگدانه ها
• افزایش تراکم خمیر

زمانی که یک ترکیب مناسب ایجاد می شود، مرحله بعدی تولید ترکیب از طریق کارخانه تولید بتن است و در صورت امکان استفاده از روش ها و اشکال پیشنهادی برای پروژه صورت می گیرد.

آزمایش و ارزیابی تولید

 

زمانی که یک ترکیب SCC برای رسیدن به ویژگی های مورد نظر (سخت شدگی و تازه) ارائه می شود. آزمایش بتن ریزی با آزمایش مدل توصیه می شود. اگر چه این آزمون ها دیگر در آزمایشگاه ها انجام 

نمی شود، این مرحله هنوز بخشی از فرآیند توسعه بتن است. و با حوزه گسترده تری از آزمون به ارزیابی مخلوط از تولید تا تحویل و بتن ریزی می پردازد.

در حال حاضر تمرکز بر روی ویژگی های ترکیب SCC است، اما باید مفاهیم زیر مورد بررسی قرار گیرند:

 

• بچینگ و ترکیب در یک مقیاس تولید

  بچینگ و ذخیره سازی مصالح خام

  کنترل رطوبت

  ترکیب بتن

  - نوع و اندازه میکسر

  - ترتیب بچینگ مواد

  - زمان ترکیب

• تحویل

  تجهیزات تحویل

  زمان تحویل

• بتن ریزی

  تجهیزات

  تکنیک ها

  مسیر بتن ریزی

  میزان بتن ریزی

  زمان

  زمان پرداخت (در صورتی که قابل اجرا باشد)

• پرسنل

  آموزش

  بچینگ و ترکیب

  بتن ریزی

 

علاوه بر آزمون توانایی فرد برای تولید، تحویل و یا بتن ریزی، مزایای واقعی SCC در برابر بتن معمولی را می توان در این زمان ارزیابی کرد. زمان مورد نیاز برای بچینگ، ترکیب، بتن ریزی و پرداخت تماماً می تواند اندازه گیری شود. زمانی که الزامات منابع انسانی برای بتن ریزی و پرداخت محسوس می باشد، سایر مزایا از قبیل زیبایی شناسی مطلوب که منجر به کاهش وصله کاری و مصالح می شود می تواند تعیین گردد. بنابر توصیه مولف، تولید کننده یا پیمانکار، آنالیز مزایا را در طول مرحله مدل آزمایشی (آزمایش ماکت برابر) اجرا کند و سپس به بررسی مجدد آن در طی تولید واقعی بپردازد تا تعیین کند که آیا بازدهی وجود داشته و میزان آن چقدر بوده است.

باید تفکر دقیق و توجهات بیشتری در مورد فرآیند مدل آزمایشی اعمال گردد. پیش از آزمایش، جلسه ای با مسئولان کنترل کیفیت، تولید و بتن ریزی سازماندهی شود. هر عملکرد باید از وظایف ارزیابی خاص جهت اجرا برخوردار باشد و وردی حاصل از تمام طرفین بررسی گردد. فرآیند عملیات از آزمون آزمایشگاهی تا محیط تولید باید طی شود و مسئولان بتن ریزی وحدت نظر ایجاد کنند. اگر یک کارگر بتن ریزی اطلاعات کافی در این زمینه نداشته باشد و آموزش حداقلی در بتن ریزی با SCC را کسب نکرده باشند، چگونه می توان تعیین کرد که آیا یک پرداخت سطح غیرقابل قبول ناشی از ترکیب ضعیف، تکنیک بتن ریزی ضعیف یا هر دو بوده است؟ متخصص باید در موقعیتی قرار داشته باشد که به وضوح متغیرها را برای پاسخ به این سوال تفکیک کند.

شناسایی یک ترکیب SCC شامل تست آزمایشگاهی ویزگی های سخت شدگی و ، آزمون قدرتمندی و آزمایش های مدل آزمایش تولید یا آزمایش بتن ریزی می گردد. این فرآیند ارتباطی میان تئوری و عمل بوده و یک متخصص می تواند مطالب بیشتری در رابطه با ترکیبات SCC و کاربرد آن بیاموزد. ساماندهی زمان سرمایه گذاری منابع تا جایی افزایش می یابد که متخصص به ساخت مدل های آزمایشی و تست بتن ریزی می پردازد زیرا در حال حاضر حجم بتن و تعداد افراد دخیل رو به افزایش است. همان طور که در اکثر فعالیت ها می بینیم، موفقیت فرآیند شناسایی به سرمایه گذاری های زمانی و آماده سازی قبل از اجرا بستگی دارد.

 

جهت اطلاعات بیشتر در زمینه تولید و فروش بتن و محصولات مرتبط و همچنین اطلاع از قیمت روز بتن می توانید با شرکت مهندسین مشاور مهرازان پایدار با نام نشان تجاری ثبت شده کلینیک بتن ایران با شماره 02145872 واحد مهندسی تماس حاصل نموده و یا جهت اطلاعات بیشتر در این زمینه به وب سایت رسمی شرکت WWW.CLINICBETON.IR مراجعه فرمایید.

بچینگ یا ترکیب بتن چیست و چگونه انجام می شود؟

SCC یکپارچه، زمانی حاصل خواهد شد که ذخیره سازی خوب، انباردای و بچینگ مواد بطور دقیق انجام شده است. عرضه کافی و پیوسته مواد خام ضروری برای تکمیل یک پروژه اهمیت بسیاری دارد. تغییر متوسط عرضه مواد خام یک پروژه ممکن است منتهی به عملکرد ناپیوسته ترکیب شود. برای مثال تغییر منبع خاکستر بادی می تواند منجر به تغییر هوای وارد شده به مخلوط و یا تغییر در لزوم مقدار افزودنی و نیز تغییر سیالیت یک ترکیب SCC مشخص، گردد. ذخیره سازی مواد خام باید طبق دستورالعمل های دقیق صورت گیرد، از قبیل مواردی که در ACI 30E یا سایر دستورالعمل های کاربردی و معادل ثبت شده اند. باید این اطمینان را ایجاد کرد که کل مواد پودری خشک و دارای جریان آزاد باشند تا امکان بچینگ درست و کارآمد فراهم گردد. توزیع مستمر اندازه ذرات مصالح برای تولید ویژگی های بتن SCC پیوسته (مستحکم) اهمیت دارد. مصالح باید به گونه ای ذخیره سازی شوند که مانع تفکیک شده و میزان رطوبت را پیوسته حفظ کنند. ذرات ریزتر در مصالح نشست می کنند، مخصوصاً در طول حمل و نقل باید مراقبت کافی در طول تخلیه مصالح صورت گیرد و ذخیره سازی سنگدانه ها به صورت لایه بندی باشد نه به صورت توده انباشته شده. یک روش برای کاهش جدا شدگی سنگدانه، تفکیک آن به چندین اندازه قابل کنترل تر از ماکزیمم تا مینیمم به نسبت سایز کمتر از 4 می باشد (برای سنگدانه های 25 میلی متر و کوچکتر). این تکنیک امکان انعطاف پذیری بیشتری در تنظیم ترکیب سنگدانه ها به منظور حفظ ثبات دانه بندی را فراهم می سازد. بنابراین تعداد بیشتری از محل های نگهداری و انبارها برای ذخیره سازی سنگدانه ها و توزیع آنها مورد نیاز است و این عملاً برای همه مکان ها، امکان پذیر نمی باشد.

انبارهای نگهداری سنگدانه ها و سیلوهای پودر باید تا حد ممکن پر شوند. پر کردن این انبارها (در شب قبل) به سنگدانه ها این امکان را می دهد که به شرایط رطوبتی پایدار دست یابند. با این وجود باید احتیاط کرد، اگر سنگدانه هایی با رطوبت زیاد در انبارها (در شب قبل) ذخیره شوند، رطوبت کافی در سطح کم شده و محتوی رطوبت سنگدانه های کف محفظه افزایش می یابد که ممکن است منجر به نوساناتی در عملکرد ترکیبات SCC در چند روز آتی شود. در بعضی از موارد، توصیه می شود در صورتی که سطح رطوبت بالا باشد اولین بخش سنگدانه ها در نوبت صبح برداشته شود.

 

کنترل رطوبت سنگدانه ها

 

یکی از رایج ترین دغدغه ها در طول تولید میدانی SCC، کنترل کافی رطوبت آزاد سنگدانه ها و پودرها در بتن می باشد. رطوبت اضافی و کنترل نشده باعث افزایش نسبت WV/PV، کاهش ویسکوزیته پلاستیک مخلوط و به صورت بالقوه موجب سیالیت بیشتر، ناپایداری، تفکیک و آب دهی می شود. رطوبت سنگدانه های ریز به میزان 6 تا 8 درصد پایدار شده است و این میزان برابر است با 50 تا 70 کیلوگرم در مترمکعب آب منتقل شده توسط سنگدانه های ریز در مخلوطی که از 850 کیلوگرم در مترمکعب ماسه استفاده می کنند. بنابراین برخورداری از دانش روزانه صحیح در مورد میزان رطوبت بسیار حائز اهمیت است.

در حال حاضر روش های متعدد و تجهیزات گوناگونی وجود دارند که برای کنترل میزان رطوبت مورد استفاده قرار می گیرند و می توانند به صورت دستی یا اتوماتیک طبقه بندی شود. روش های دستی شامل روش های آزمون استاندارد از قبیل ASTM C 56، روش آزمون برای کل میزان رطوبت قابل تبخیر سنگدانه ها از طریق خشک کردن، ASTM C 70، روش آزمون استاندارد برای رطوبت سطح در سنگدانه های ریز می باشد. این روش ها نیازمند یک تلاش تکنیکی جهت انجام آزمون و محاسبه میزان رطوبت مصالح می باشد.

آنها زمانی می توانند مورد استفاده قرار گیرند که تولید بتن SCC تحت مراقبت و نظارت کافی بر هر بچینگ انجام گیرد.

مشکل این است که با این روشها، رطوبت در یک نقطه از زمان واحد اندازه گیری می شود و تقریباً نسبت های یکسانی در آزمون ها ارائه می شود.

اگر ظرفیت موجود در میزان رطوبت متفاوت باشد مانند زمانی که بوران یا آب و هوای بسیار خشک حاکم است، باید یک صورتجلسه آزمون دقیق (که شامل آزمون مکرر رطوبت و بتن می باشد) جهت ایجاد عملکرد پایدار اجرا شود. بعضی از ولید کنندگان به ذخیره سازی سنگدانه ها در مکان های سرپوشیده مبادرت می ورزند تا بتوانند تاثیر تغییرات آب و هوا را به حداقل برسانند.

روش های تعیین رطوبت اتوماتیک شامل استفاده از رطوبت سنج در انبارهای سنگدانه و نیز در مخزن ترکیب می باشد. رطوبت سنج انبارهای سنگدانه عموماً طوری پیکربندی می شود که بازخورد سیستم بچینگ را به دنبال دارد. (به صورت اتوماتیک آب اضافه شده به بچینگ را برای جبران رطوبت سنگدانه ها تنظیم می کند). مطابق با تحقیقات صورت گرفته، رطوبت سنج ها به صورت منطقی برای سنگدانه های ریز مناسب می باشند نه برای سنگدانه های درشت. دستورالعمل های موقتی PCI بیان می کند که رطوبت سنج قادر است تا تغییرات 5 درصد را در میزان رطوبت در هر دو سنگدانه های ریز و درشت مشخص کنند.

ACI 304 عنوان می کند که دستگاه رطوبت سنج باید در نمونه های خشک کنندگی کوره ای به صورت ماهیانه مجدداً تنظیم شوند (و یا زمانی که اسلامپ بتن تولید شده پیوسته نباشد). مطالعات موجود نشان داده اند که این فرآیند تنظیم باید با دقت بیشتر انجام شود، به خصوص در مورد نمونه ای که از خشک کننده های کوره ای گرفته می شوند. این نمونه باید از نزدیکترین فاصله به رطوبت سنج برداشته شود. استفاده از یک رطوبت سنج دقیق که به درستی تنظیم شده باشد موجب تنظیم زمان واقعی در طی بچینگ و فرآیند ترکیب بوده و نیز موجب تولید یکنواخت و منسجم می گردد. اخیراً در یک بررسی ارزیابی کیفیت مجمع NRMC در ایالات متحده از تولید کنندگان درخواست نمود که تعداد دفعات استفاده از رطوبت سنج سنگدانه ای و نیز تعداد دفعات تنظیم رطوبت سنج خود را اعلام کنند.

زمانی که بحث تنظیم رطوبت مطرح شد 89 درصد اظهار نمودند که حداقل روزی یک بار رطوبت را کنترل می کنند یا از رطوبت سنج استفاده می کنند. 29 درصد عنوان نمودند که آنها این فعالیت را به صورت هفتگی انجام داده، 29 درصد ماهیانه و 21 درصد هر سه ماه یک بار، درحالی که 14 درصد عنوان نمودند این کار را سالیانه یا بیشتر انجام می دهند.

رطوبت سنج ها می توانند در محفظه ترکیب بتن نصب شوند. این رطوبت سنج ها میزان رطوبت ترکیب بتن را تعیین می کنند، زمانی که تمام یا کل مواد بسته بندی شده باشند و امکان افزایش آب در پایاین دوره فراهم شود. آنها می توانند در یک میکسر (بطور ثابت یا به عنوان یک رطوبت سنج چرخان متصل به بازوهای ترکیب) قرار بگیرند. مطالعه ای در مورد رطوبت سنج در میکسر منتشر شده که شامل یک آزمایش با دو میزان مشخص آب اندازه گیری شده، می باشد.

با توجه به موقعیت رطوبت سنج (ثابت یا چرخان)، نتیجه آزمایش، سطوح مختلف تکرارپذیری و خطا را در محاسبه میزان آب نشان می دهد. این ارزیابی با رطوبت سنج چرخان دقیق تر است.

در طول بچینگ، کل آب اندازه گیری شده با افزودن مواد یا مصالح تغییر می کند. به علاوه همگن سازی مخلوط نیز تغییر خواهد کرد. ارزیابی دقیق رطوبت با رطوبت سنج میکسر می تواند تا زمان 30 الی 45 ثانیه بعد از دسته بندی تمام مصالح جهت آمادگی برای پایدار سازی انجام شود. توصیه شده است که تولید کننده، این زمان پایدار سازی را با نماینده فنی شرکت (در امر محاسبه رطوبت) مورد بررسی قرار دهد. فقدان زمان مجاز پایدار سازی می تواند منتهی به عدم انطباق یا پیوستگی در ویزگی های تازه شود.

 

ترکیب SCC

 

توالی و ترتیب فرآیند ترکیب بر پیوستگی تولید SCC تاثیر می گذارد، علاوه بر ترکیب بچینگ، MNL 116 عنوان می کند که زمان مورد نیاز ترکیب برای بتن به فاکتورهای متعددی بستگی دارد، از جمله اندازه بچینگ، کارآیی بچینگ، اندازه و درجه بندی مصالح، نوع میکسر، شرایط ترکیب تیغه ها و کارآمدی ترکیب خود میکسر. زمان ترکیب، زمان مورد نیاز برای رسیدن به ترتیب همگن بعد از افزودن تمام مصالح به میکسر است.

ترتیب و سرعتی که به وسیله آن مصالح به میکسر افزوده می شوند می تواند بر زمان ترکیب مورد نیاز تاثیر بگذارد. از آنجایی که ترکیبات SCC شامل مصالح نسبتاً ریز بیشتری هستند، ترتیب گذاری پودرها اهمیت ویزه ای دارد. اگر مصالح ریز نخست به مخزن میکسر اضافه شوند، هد پکینگ (HP) ممکن است اتفاق بیفتد. HP موقعیتی است که یک بسته توده فشرده از ذرات ریز به سر میکسر می چسبند و با بتن ترکیب نمی شوند و منجر به ایجاد ویژگی های ناپایداری خواهد شد. برای اجتناب از HP در یک میکسر درام، ACI 304 پیشنهاد افزایش 10 درصدی سنگدانه های درشت و آب را می دهد. اگر پودرهای ریز به آب اضافه شوند (قبل از افزودن سنگدانه ها) ممکن است گلوله ای شدن رخ دهد و این گلوله های پودر / سیمان نمی توانند خرد شوند و ترکیب آنها به صورت کامل انجام نمی گیرد. ترتیب بچینگ براساس میکسر و الزامات کارآمدی تولید در کارخانه متفاوت است. در بعضی از نمونه ها قبل از افزودن آب، مصالح خشک ترکیب می شوند، با این وجود نوعی ترتیب بچینگ مورد استفاده جهت به حداقل رسانی گلوله ای شدن در پودرهای بالاتر و نیز ترکیباتی با آب کمتر در یک میکسر درام در ذیل آمده است:

 

1. سنگدانه درشت و %50˃ آب ترکیب
2. پودرهای سیمان و سایر پودرهایی که به آرامی افزوده می شوند
3. سنگدانه های ریز
4. آب طبیعی

 

زمان بندی افزایش افزودنی ها می تواند بر ویژگی های SCC از قبیل سطح جریان اسلامپ یا پمپ پذیری بتن، حفظ کارایی و تولید محتویات هوا تاثیر گذارد. باید دستورالعمل تولید کننده مخلوط برای افزودنی های به کار رفته را به اجرا در آورد.

SCC می تواند در تمام انواع میکسرها ترکیب شود اما مخلوط سازی ناکافی بتن خود متراکم می تواند تاثیر منفی بر روی مقاومت فشاری و جریان اسلامپ داشته باشد. به خاطر تفاوت موجود در عملیات مخلوط سازی در میکسر، زمان ترکیب مورد نیاز برای دستیابی به ویژگی های SCC پیوسته متفاوت است.

 

 ACI 304 به ترسیم انواع میکسر در ادامه می پردازد:

• میکسرهای بشکه ای: به شکلی است که پره های داخلی به داخل درام متصل است. عملیات مخلوط سازی در اینجا یک عمل خمشی بتن به داخل خودش می باشد و این میکسرها می توانند بخشی از یک میکسر اصلی بوده یا بار یک کامیون شوند. سرعت ترکیب در مقایسه با سایر انواع میکسرها پایین است. اینها از حداقل کارایی برخوردار می باشند یعنی اینکه زمان ترکیب برای رسیدن به ویژگی همگن SCC طولانی تر است. اگر SCC از طریق میکسر درام ترکیب شده یا توزیع شوند، کل آب شستشو باید از درام خارج شود (قبل از بچینگ مصالح). کنترل آب شستشو در درام های کامیون، یک مولفه کلیدی برای تولید مستمر SCC است.

  تولید کننده باید از هر نوع تفاوت بین کامیون ها آگاهی داشته باشد، از قبیل تیغه های خورده شده که می تواند بر عملیات ترکیب و در نتیجه بر زمان مورد نیاز ترکیب مصالح تاثیر منفی بگذارد. استفاده از کامیون هایی با کارآمدی ترکیب متفاوت در تولید SCC در یک پروژه ممکن است منجر به ایجاد ناهماهنگی در ویژگی های ارزیابی شده، گردد.

  توصیه می شود که تولید کننده یک مجموعه کنترل شده کامیون ها را برای یک پروژه SCC مشخص انتخاب کند.

• میکسرهای میله عمودی: این میکسرها می توانند میکسرهای سیاره ای با چندین بازوی ترکیب چرخان باشند که متصل به یک میله چرخشی مرکزی می باشند. و نمونه دیگر میکسرهای پن چرخان 

  می باشند.

• میکسرهای پاگمیل: این میکسرها دارای یک محفظه ثابت با یک میله افقی هستند. تیغه های ترکیب ساز به میله ها متصل می شوند که می توانند از ترکیبات متفاوتی برخوردار باشند، مانند تیغه های چرخشی / نواری، سرعت ترکیب کند بوده و ممکن است نیازمند زمان ترکیب مشابه با میکسر درام باشد.

  میکسر دیگر که در ACI 304 شفاف سازی نشده است، میکسر دو میله ای است. اینها میکسرهای بسیار کارآمد و پرسرعت بوده که اساساً در کارخانه های پیش ساخته استفاده می شود. زمان ترکیب در مقایسه با سایر انواع میکسرها پایین تر خواهد بود. آنها SCC را بسیار خوب و مطلوب ترکیب می کنند.

• میکسرهای ولومتریک یا میکسرهای حجمی: این میکسرها واحدهای کاملی هستند که سنگدانه ها، سیمان، آب و ترکیبات موجود در یک خودرو را حمل می کنند. آنها در کل برای پروژه های با حجم کوچکتر استفاده می شوند. ترکیب در یک میکسر نوع پیچی رخ می دهد و SCC به صورت موفق در این میکسرها تولید می شوند (. باید ترکیب موجود قبلاً آزمایش شود، اما زمان ترکیب لزوماً قابل تنظیم نیست.

 

نسبت حجم مخلوط به ظرفیت میکسر بر ویژگی های تازه SCC و یا زمان ترکیب مورد نیاز برای دستیابی به ویژگی ها یمطلوب تاثیر می گذارد. این تاثیر برای میکسرهایی با کارایی کمتر از قبیل میکسرهای درام در نظر گرفته شده است و اندازه بچینگ جهت ظرفیت کامل افزایش می یابد. اگر بچینگ ها با اندازه های متفاوت و یا SCC مشابه تولید شوند باید به این تفاوت ها توجه نمود و فرآیند ترکیب را نیز تنظیم کرد. اکثر تولید کنندگان بتن از یک ظرفیت برآورد شده برای تجهیزات خویش برخوردارند و توصیه های آنها باید مدنظر قرار گیرد.

نوع ترکیب SCC که برای بچینگ استفاده می شود بر زمان مورد نیاز ترکیب تاثیر می گذارد. ترکیباتی با ویسکوزیته پلاستیکی (خمیری) بالاتر نیازمند یک مخلوط سازی ملات طولانی تر است. در یک مطالعه و تحقیق منتشر شده، داده ها بیانگر عملکرد بالا و خود متراکمی بتن بوده و این نشان دهنده ی زمان پایدار سازی (زمان ترکیب مورد نیاز برای دستیابی به خواندن آمپر سنج میکسر پایدار می باشد) به عنوان تابعی از نسبت آب به سیمان (W/C) با دو محتویات سیمان متفاوت و دو مقدار HRWR است. این تحقیق نشان داد که ترکیباتی با نسبت بالاتر W/C نیازمند زمان ترکیب کوتاه تری در مقایسه با ترکیباتی با W/C پایین تر می باشند. به وسیله استفاده از گراف ارائه شده در مرجع 13، نویسنده کل محتویات آب در هر مترمکعب را برآورد نموده و آن را در برابر زمان پایدار سازی به تصویر کشیده است.. یک تولید کننده بتن که به طراحی یا تولید ترکیبات SCC متعدد می پردازد، می داند که یک ترکیب SCC با محتوی آب کمتر، نیازمند مخلوط سازی بیشتری برای تولید ویژگی های پایداری است. در شرایط برابر، آب بیشتر در هر حجم واحد بتن موجب تسهیل در فرآیند ترکیب می شود.

 

رهاسازی مخلوط جهت استفاده

 

زمانی که تمام مصالح بچینگ شده و مخلوط می شوند، باید این ارزیابی صورت گیرد که آیا ترکیب SCC، آماده رها سازی است. اکثر شرکت های تولیدی مانند کارخانه های پیش ساخته، فرآیند بچینگ و ترکیب را از موقعیت مرکزی نظارت می کنند. این فرآیند شامل ترتیب گذاری مصالح و میزان افزایش مصالح بوده که از این محل کنترل می شود.

به علاوه زمانی که تمام مواد با مصالح اضافه کردن اپراتور بچینگ در بعضی از موارد به نظارت مصرف برق میکسر و یا زمان واقعی یا نسبت W/C در محفظه ترکیب خواهد پرداخت. مصرف برق میکسر ممکن است با آمپرسنج نمایش داده شود، مانند موردی که در تصویر 10-12 نشان داده شده است یا گاهی اوقات در صفحه کامپیوتر نشان داده می شود. باید بعد از بچینگ مواد، به آمپرسنج فرصت داد تا تثبیت شود، سپس اقدام به خواندن آن نمود. زمان تثبیت، مشابه با رطوبت سنج محفظه ای است. یک مطالعه نشان داده که این زمان ها ممکن است بسیار مشابه بوده و می تواند برای تعیین زمان ترکیب مورد نیاز در یک میکسر و یا مجموعه ای از نسبت های مخلوط مورد استفاده قرار گیرد. پرسنل بچینگ به نظارات بر خواندن آمپرسنج خوااهند پرداخت و زمانی که به میزان مصرف مورد نظر رسیدند و عقربه تثبیت شد، بچینگ ها برای استفاده آزاد می شوند. ارقام بالاتر آمپرسنج بیانگر این هستند که میکسر سخت تر کار کرده تا بتن را مخلوط کند. این به صورت سنتی حاصل یک اسلامپ پایین تر و بتن سفت تر می باشد.

در سایر موقعیت ها، فشارسنج ها که جهت سنجش اسلامپ شناخته شده اند بر روی کامیون های بتن آماده نصب شده است کنتورهای اسلامپ سنج به نظارت بر فشار هیدرولیک ضروری جهت برگرداندن میکسر می پردازد. نتایج حاصل از این سیستم می تواند تحت تاثیر تعدادی از متغیرها قرار گیرد (جدا از ویژگی های بتن از قبیل اندازه بچینگ، سرعت ترکیب و شرایط تیغه میکسر).

آیا در استفاده از آمپرسنج یا فشارسنج اصول اساسی مشابه بکار می رود؟ یک کنتور، از مصرف انرژی یا خواندن فشار به عنوان یک شاخص مقاومت مخلوط بتن استفاده می کند، این مفهوم مشابه با روش عملکرد رئومتر بتن است. مطالعات قبلی بیانگر تشابه عملکرد رئومتر بتن و اسلامپ سنج بوده اند. درحالی که سایر مطالعات معادله هایی را پیشنهاد داده اند که با آن پایداری رئولوژیکی حاصل از مصرف انرژی میکسر پن را پیش بینی می کند.

در اینجا هدف پیش بینی رئولوزی از مصرف انرژی در تجهیزات ترکیب نیست، بلکه هدف درک مفیدتر استفاده از این تجهیزات جهت کنترل تولید SCC است. برای فهم بهتر مفهوم داده ها، در مورد این تجهیزات یک مرور کلی از ارزیابی رئولوژیکی بتن ضروری است.

ثابت های رئولوژیکی از تنش تسلیم و ویسکوزیته قبلاً در فصل سه مورد بحث و بررسی قرار گرفت. برای تعیین آن پارامترها در یک ترکیب بتن، یک رئومتر بتن مورد نیاز است، یکی از آنها رئومتر IBB است. عملکرد آن به صورت اندازه گیری یک میزان گشتاور به عنوان یک ایمپلر چرخشی H شکل (در یک حرکت سیاره ای) است که در میان آن یک نمونه بتن با سرعت های معین، می چرخد. 

بیشتر میکسرهای مرکزی صرفاً قادر به ترکیب نمودن هستند، از این رو مصرف برق را در یک سرعت واحد اندازه گیری می کنند. بنابراین نمی توان در این نقطه زمانی، محور ترسیم کرده و نتیجه گیری خطی کرد. اما برای کامیون های میکسر بتن که مجهز به اسلامپ سنج هستند می توان سرعت را تغییر داده و نمودار سرعت ترکیب را در مقابل فشار هیدرولیک ترسیم نموده. تعیین نسبت ترکیبات بتن خود تراکم بسیار مهم است.

با این وجود اکثر تولید کنندگان، خواه در بچینگ مرکزی یا در یک کامیون از خواندن فشار/ سرعت واحد برای نظارت جریان اسلامپ استفاده می کنند. در انجام این امر، تولید کننده باید به خاطر داشته باشد که خواندن اسلامپ سنج یا آمپرسنج تحت تاثیر هر دو تنش تسلیم (جریان اسلامپ یا اسلامپ) و ویسکوزیته (چسبندگی) ترکیب قرار دارد. تصویر زیر نشان دهنده این است که ترکیبات A، B و C آزمون شده و مصرف برق یا گشتاور آنها در یک سرعت واحد اندازه گیری شده است. از این نقطه سرعت واحد یک خط نقطه دار عمودی به خطوط متقاطع A، B و C کشیده شده است. این نقطه تقاطع، به یک گشتاور واحد آمپر یا مقدار فشار بر روی محور Y مرتبط است. این چیزی است که زمان خواندن مصرف برق نقطه واحد در یک میکسر بتنی رخ می دهد. در این مثال، به درستی تفاوت جریان اسلامپ بتن ترکیبات A و B پیش بینی می شود، زیرا ویسکوزیته های آنها مشابه هستند. اما در ترکیبات B و C به علت تفاوت در ویسکوزیته، میزان اسلامپ و یا جریان اسلامپ را نمی توان پیش بینی کرد. در این مورد خواندن گشتاور، آمپر یا فشار برای مخلوط B بیشتر از مخلوط C است. اما به لحاظ نظری این دو ترکیب باید دارای جریان های اسلامپ مشابه باشند (همان طور که از طریق مقادیر تنش/ محور Y برابر بیان شد). تفاوت در ارزیابی نقطه واحد به علت ویسکوزیته بالاتر ترکیب B است و این اساساً بیانگر این است که تکنیک کاربرد خواندن مصرف برق/ سرعت واحد می تواند شاخص تغییر تنش تسلیم باشد، در صورتی که ویسکوزیته ثابت باشد یا در موردی که ویسکوزیته تغییر کند، تنش تسلیم باید ثابت باشد. در هر صورت نباید هر دو همزمان اتفاق بیفتند.

 

 

در این سیستم، تنظیماتی در افزودنی های معین و بدون ایجاد تغییر نسبت های مخلوط انجام گرفته است. این تغییرات موجب افزایش ویسکوزیته مخلوط شده، درحالی که یک اسلامپ مشابه حفظ شده است.

اپراتور بچینگ، در قبال تغییرات رئولوژیکی موجود در ترکیب قبل از اعمال تغییرات در فرآیند تولید، آموزش ندیده است. وی نیازمند مطالعه خاص آمپرسنج (قبل از تخلیه دستی) می باشد. با افزایش ویسکوزیته ترکیب (ترکیب 2 در برابر ترکیب 1)، خواندن آمپرسنج در حال حاضر بالاتر از مورد پیش بینی شده را نشان می دهد زیرا ترکیب 1 زودتر به مخلوط HRWR اضافه شده بود، وی این فرض را مطرح نمود که میزان رطوبت نادرست بوده و تصمیم گرفت تا آب را برای کاهش عدد آمپرسنج اضافه کند.

زمانی که آب به یک ترکیب بتن افزوده می شود، تنش تسلیم و ویسکوزیته کاهش می یابند. زمانی که آب برای کاهش عدد آمپرسنج تا سطح ترکیب اصلی 1 افزوده می شود، تنش تسلیم پایین تر (ترکیب 3) به دست می آید. این مورد در محل بتن ریزی زمانی که مخلوط هایی با اسلامپ بالاتر از میزان تولرانس ماکزیمم وارد می شوند، کاملاً مورد تایید قرار گرفته است. علاوه بر این، مقاومت های تراکمی پایین تر از میزان پیش بینی شده (ناشی از آب اضافه شده) بوده است.

بنابراین اگر تغییرات در یک ترکیب بتن صورت گیرد، تاثیرات ممکن بر بچینگ و فرآیند ترکیب باید پیش بینی شده و انتقال یابد. این در مورد SCC از اهمیت زیادی برخوردار است، به خصوص اگر انواع متفاوت مخلوط SCC تولید شوند یا اگر مخلوط شامل افزودنی های اصلاح ویسکوزیته (VMAs) یا سایر افزودنی ها باشد که می تواند بر ویسکوزیته تاثیر بگذارد. آمپرسنج یا اسلامپ سنج باید با جریان اسلامپ و زمان T50 هر مخلوط SCC که تولید می شوند تنظیم شود.

 

اصلاح رویکرد

 

زمانی که بحث تولید پیوسته SCC مطرح است و یا زمانی که هر مخلوط بتنی را بررسی می کنید، باید یک حوزه توسعه کنترل بچینگ و فرآیند مخلوط مدنظر قرار گیرد. توسعه می تواند به شکل آموزش اپراتور بچینگ باشد همچنین می تواند به شکل توسعه تجهیزات و رویه های نظارت باشد. کلید کشف یک فرآیند بچینگ صنعتی موثر، انتخاب شاخص های اصلی مناسب در عملکرد و کیفیت می باشد. صنایع پیشرفته از قبیل شیمیایی به صراحت اهداف خود را مشخص نموده و به نظارت انواع متغیرها در طول تولید می پردازند تا از کیفیت نهایی اطمینان حاصل کنند.

برای نمونه در طول تولید پلیمرهای معین، زمانی که مواد خام درون رآکتور وارد می شوند، تولید کننده ممکن است دما، PH، ترکیب، فشارهای پمپ چرخشی و سایر متغیرها را نظارت کند تا اطمینان یابد که واکنش شیمیایی در مقادیر درست صورت گرفته و به پارامترهای صحیح دست یابد. با این وجود در تولید بتن اکثر تولید کنندگان از شاخص اصلی کیفیت تولید در ترکیب برخوردار نیستند، آنهایی که از اسلامپ سنج یا آمپرسنج و یا رطوبت سنج داخلی استفاده می کنند و تولید کننده صرفاً یکی از آنها را مورد استفاده قرار می دهد.

علاوه بر نظارت بر مصرف برق میکسر و نسبت W/C بچینگ در طی تولید بتن، این امکان وجود دارد که به نظارت بر زمان بررسی پایدارسازی بتن پرداخته و از آن به عنوان شاخص کیفیت بچینگ استفاده کند.

همان طور که در تصویر 10-10 اشاره شده است، زمان تثبیت برای یک ترکیب مشخص (با اندازه معین بچینگ، نوع و اندازه میکسر) تحت تاثیر محتوای آب آن مخلوط قرار دارد. هر میزان که آب در بچینگ ها بیشتر باشد، قرائت زمان پایدارسازی کوتاه تر است. بنابراین به صورت تئوریکی، تولید کنندگان بدون رطوبت سنج محفظه ای م یتوانند از این به عنوان یک تکنیک نظارت بر تولید، جهت تایید کلی میزان مناسب آب استفاده کنند.

نظارت بر متغیر های چندگانه در طول تولید، گزینه ای برای توسعه بیشتر استمرار تولید SCC است. مولف از هیچ نرم افزار تولید بتنی که زمان بتنی که زمان تثبیت را نظارت کند (که به جهت کنترل تولید استفاده شود) آگاهی ندارد.

بنابراین در این زمان باید دو ارزیابی برای مصرف قدرت میکسر و نسبت  W/C بچینگ وجود باشد، اگر یک کارخانه تولید بتن بتواند به صورت اتوماتیک هر دوی اینها را نظارت کند، آنها می توانند بصورت توام برای کنترل تولید بیشتر استفاده شوند. یک ماتریس زمانی می تواند ایجاد شود که بررسی مصرف برق در محور X ترسیم می شود و بررسی نسبت W/C بر روی محور Y (تصویرزیر). نقاط مرکزی که از طریق خطوط توپر نشان داده می شوند (از هر دو محور) نتایج بررسی ها برای ترکیب تولید شده هستند و خطوط نقطه دار زنجیره ای که از طریق تجربه و عمل تعیین می شوند متغیرهای قابل قبول می باشند. این ماتریس مجموعه ای از نسبت های ترکیب را در بردارد که به صورت منظم تولید شده اند و هیچ تغییری در مواد خام رخ نداده است.

چهارگوش چپ پایینی18 به عنوان حوزه ای تعریف شده است که مصرف برق پایین تر از میزان مصرف هدف است (توام با آب که کمتر از میزان هدف در نظر گرفته شده است). این نشان می دهد که این ترکیب دارای آب کمی بود، اما به راحتی ترکیب می شود. همان طور که بحث و بررسی ها نشان داد آب کمتر، سطح جریان اسلامپ را پایین آورده و ویسکوزیته یک ترکیب را افزایش می دهد و منجر به مصرف برق بالاتری خواهد شد. بنابراین در این موارد، کنترل کیفیت برای بررسی و تعیین علت این اختلاف ضروری می باشد. بدین صورت چهار گوش بالا سمت راست مصرف محدوده ای است که رطوبت با نسبت W/C بالاتر از حد معمول است، اما مصرف برق نیز بالا است. بطور کلی در شرایط مساوی آب بیشتر منجر به سیالیت بالاتر و ویسکوزیته پایین تر می شود که مصرف برق بیشتر را در پی دارد.

بررسی های ماتریس در این دو چهار گوش بیانگر مشکلات جدی تر تولید می باشد که باید مورد بررسی قرار گیرند.

 

سیالیت پایین یا ویسکوزیته خیلی بالا زمانی که میزان آب بالا باشد- مشکل در تجهیزات طراحی مواد یا بچینگ می باشد.	کاهش آب و افزایش HRWR	سیالیت بسیار بالا ویسکوزیته بسیار پایین می باشد تنظیم با کاهش آب
ماکزیمم نسبت آب به سیمان
افزایش HRWR		کاهش HRWR
سیالیت بسیار پایین ویسکوزیته بسیار بالا زمانی که میزان آب پایین باشد تنظیم با آب ذخیره	کاهش HRWR و افزایش آب	زمانی که میزان آب پایین باشد سیالیت بسیار بالا ویسکوزیته بسیار پایین می باشد مشکل در تجهیزات طراحی مواد یا بچینگ می باشد

رطوبت اتوماسیون به نسبت W/C و ماتریس مصرف برق

 

مطالعه ماتریس در چهارگوش های بالا به سمت چپ و یا پایین به سمت راست 18 معرف نواحی ای می باشد که تنظیمات آب می تواند اعمال گردد. در قسمت بالا به سمت چپ، قرائت رطوبت بسیار بالا است و مصرف برق پایین است که نشان می دهد آب باید در ترتیب بچینگ های بعدی کاهش یابد. در قسمت پایین به سمت راست، کل رطوبت ترکیب پایین بوده و مصرف برق بالا است. بدین معنی است که باید آب تمیز افزوده شود. در مواردی که خواندن رطوبت در حد هدف است اما خواندن مصرف برق بالاتر یا پایین تر است. مقدار HRWR می تواند تنظیم شود تا جریان اسلامپ کاهش یا افزایش یابد و به سمت مرکز ماتریس حرکت کند. با این وجود اگر خواندن مصرف برق در حد هدف باشد، اما خواندن رطوبت بالاتر یا پایین تر از میزان هدف باشد، می توان تنظیم اولیه برای آب و HRWR به منظور حرکت به سمت مرکز ماتریس را اعمال نمود، با این وجود نتایج در این حوزه ها می تواند معرف یک ماده بالقوه، تجهیزات یا موضوع بچینگ باشد که باید مورد بررسی قرار گیرد. اگر این رابطه مورد استفاده قرار گیرد لازم است برای هر ترکیب SCC و هر کارخانه اعمال شود. در حال حاضر مولف حداقل یک کارخانه کنترل بچینگ بتن را می شناسد که می تواند بر مصرف برق و نسبت W/C در روی همان صفحه نظارت داشته باشد و نه در مورد یک ماتریس که قبلاً ذکر شد. مولف تولید کننده ای را نمی شناسد که مشخصاً به زمان تثبیت نظارت کند و از آن به عنوان یک شاخص اصلی کیفیت بچینگ استفاده کند.

گزارش شده ابزار دیگری که برای نظارت بر بچینگ ها مورد استفاده قرار می گیرد برای اندازه گیری ویژگی های رئولوژیکی مخلوط در نظر گرفته شده و در ابعاد تجاری موجود است. این ابزار شامل یک پروب متصل به یک بازو و در داخل میکسر بوده که مقاومت ترکیب بتن تا حرکت و جابجایی پروب از طریق آن (در طول ترکیب) را اندازه گیری می کند. این اطلاعات به داده های رئولوژیکی (که در نرم افزارهای تخصصی مورد استفاده قرار می گیرد) تبدیل می شود. در حال حاضر این پروب صرفاً برای تولیدکنندگان بتن پیش ساخته بازاریابی می شود (به خاطر انواع میکسر به کار رفته در این صنعت در برابر میکسرهای درام در بتن آمده استفاده می شود). اگر چه براساس اطلاعات نویسنده تعداد محدودی از این پروب ها در کارخانه های پیش ساخته در آمریکای شمالی نصب شده اند. اما هنوز توسعه تجهیزات نیازمند توسعه بیشتر تکنولوژی SCC می باشد.

 

سایر ملاحظات

 

مخلوط ها با ویسکوزیته بسیار بالا به زمان ترکیب طولانی تری نیاز دارند و می توانند یک تنش نسبتاً بالاتری را بر روی میکسر اعمال کنند. ACI 304 عنوان می کند که میکسر باید برای شروع و خاتمه تحت شرایط بار کامل طراحی شود و اکثر میکسرها می توانند این کار را انجام دهند. با این وجود یک گزارش عنوان نموده که ترکیباتی با wv/pv بسیار پایین باعث لغزش دستگاه های سنگ شکن در طول تولید شده و میکسرها را از کار می اندازد. در این صورت کاهش اندازه بچینگ باعث کاهش مصرف برق میکسر می شود.

ترکیب سریع تر باعث ایجاد مخلوط بهتر و یا زمان ترکیب کوتاه تر نمی شود. مثالی از این مورد در حوزه بتن با عملکرد بالا (HPC) ارائه شده است. بتن با عملکرد بالا در عرشه های پل در ایالات متحده استفاده می شود و اغلب با استفاده از فوم سیلیکا و یک نسبت W/C پایین نسبت بندی می شود. برای این سیستم ها، بتن در کامیون های میکسر به محل پروژه منتقل می شود. این ترکیبات می توانند کاملاً ویسکوز باشند و در طول ترکیب، ممکن است به دیواره های میکسر درام بچسبند. در یک دستورالعمل مربوط به HPC که توسط FHA منتشر گردیده است توصیه می شود که برای HPC ترکیبی کامیون، سرعت ترکیب درام کاهش یابد (به خاطر ماهیت چسبندگی مخلوط) و اندازه بچینگ تا 70 درصد ظرفیت کاهش یافته تا کارایی مخلوط افزایش پیدا کند. سرعت پایین تر ترکیب، امکان ایجاد جریان آرام ویسکوزیتی مخلوط و کارایی بهتر ترکیب را فراهم می سازد و دیگر مخلوط به راحتی به دیواره درام 

نمی چسبد و همین روش می تواند برای مخلوط با ویکوزیته بالا در مقابل مخلوط با ویسکوزیته پایین به کار رود.

انتقال مواد از آزمایشگاه های کنترل شده و کوچک برای تولید SCC با استفاده از تجهیزات صنعتی یک مرحله مهم در توسعه هر برنامه SCC است. فرآیند انتقال کامل باید همه چیز را مدنظر قرار دهد، از جمله ذخیره سازی و نگهداری مواد، تجهیزات بچینگ، دقت و صحت تجهیزات ترکیب و در نهایت برای پروتکل در زمینه خارج شدن بچینگ ها، ارائه یک دستورالعمل گام به گام برای ترکیب نمودن هر نوع SCC جهت استفاده در انواع ذخیره سازی، بچینگ و تجهیزات ترکیب امکان پذیر نمی باشد.

متخصص باید در صدد درک علت کاربرد تجهیزات و امکانات خویش باشد و اینکه چگونه یک مخلوط SCC خاص ممکن است در طول فرآیند واکنش نشان دهد. هدف یک انتقال کنترل شده دقیق، در نهایت، توانایی جهت تولید SCC خوب و پایدار با مداخله کمتر نیروی انسانی در طول فرآیند و یا بعد از آن در حوزه رفع عیوب می باشد. بچینگ مستمر و فرآیند ترکیب یک مولفه کلیدی برای تولید SCC با کیفیت است. خطاها و انحراف های حاصل از این فرآیند باید ثبت شده و هنگام عیب یابی عملکرد ترکیب مبادله شود. یک فرآیند باید ارتباطی صریح و روشن به عنوان بخشی از برنامه کنترل کیفیت ارائه نماید.

 

جهت اطلاعات بیشتر در زمینه تولید و فروش بتن و محصولات مرتبط و همچنین اطلاع از قیمت روز بتن می توانید با شرکت مهندسین مشاور مهرازان پایدار با نام نشان تجاری ثبت شده کلینیک بتن ایران با شماره 02145872 واحد مهندسی تماس حاصل نموده و یا جهت اطلاعات بیشتر در این زمینه به وب سایت رسمی شرکت WWW.CLINICBETON.IRمراجعه فرمایید.