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