نحوه ی اجرای کفپوش اپوکسی و پلی یورتان و آنتی استاتیک و مشخصات محصول

 

در این بخش از مصاحبه سعی شده تا با متریال ها و کفپوش های نوین صنعت ساختمان آشنایی بهتری پیدا کنیم ،این مصاحبه با جناب آقای دکتر علیرضا مهتدی پژوهشگر دکتری معماری مدیر تحقیق و توسعه مهندسین مشاور اثر مهرازان پایدار(کلینیک بتن ایران) صورت پذیرفته است و امید است توانسته باشیم توضیحات اساسی را در این گفتمان پاسخ .

باتوجه به تکنیک های نوین ساختمانی و کفپوش های نوین صنعت ساختمان مانند کفپوش های اپوکسی ها و پلی یورتان ها به چه صورتی انجام می گردند و جزئیات بیشتری را برای مخاطبین ما توضیح بفرمایید.

ترکیبات آلیفاتیک ، پیوند های آروماتیک ، خواص مکانیکی بالا ( ضربه پذیری ، مقاومت کششی و فشاری ، مقاومت در برابر سایش) مقاومت شیمیایی خوب در برابر گستره ای از اسید ها و باز های صنعتی و پسماند های نفتی ، انعطاف بالا و خود تراز شوندگی و رنگ پذیری همینطور پایداری و دوام باعث شده تا کفپوش ها و پوشش های پلیمری یک از پر کاربرد ترین مصالح شیمیایی ساختمان باشند.

به عنوان پوشش مواد شیمیایی در تصفیه خانه های صنعتی ، کفپوش دکوراتیو در مجتمع های تجاری و مسکونی و اداری ، پوشش ضد اسید در حوضچه های خنثی سازی تا محوطه های تولید و تزریق اسید ، کفپوش بدون درز سالن های تولیدی بهداشتی و قطعه سازی و آشیانه های هواپیما ، کفپوش ورزشی سالن ها و باشگاه ها طیف وسیعی از این مواد در محیط های صنعتی و همگانی حضور دارند.

این مواد غالبا 2 جزئی و از ترکیب یک رزین و یک هاردنر ( در برخی خانواده های پلیمر مانند ونیل استر ها وجود اسید ، شتابگر و مواد واسطه در هنگام ترکیب اولیه لازم است ) و به صورت درجا ریز بوده و در کسری از ساعت یا دقیقه به استحکام اولیه می رسند.

نسبت ترکیب رزین به هاردنر بتن در کیفیت پیوند های آروماتیک موثر است. افزایش نسبت ترکیب به معنی استفاده از فیلر بیشتر و کاهش خواص مکانیکی و شیمیایی پوشش پلیمری است. برای مطالعه بیشتر به صفحات 10 و 18 کاتالوگ محصولات مراجعه کنید.

برای ترکیب رنگی پوشش های پلیمری ، رنگدانه های سرامیکی به همراه رزین اپوکسی در دستگاه همونایژر مخلوط شده و طیف های گستره ای از رنگ را به وجود می آورند . کد مخصوص هر رنگ «رال رنگ» نامیده شده و در کاتالوگ مخصوصی اراده می شوند. رال رنگ و کد استاندارد رنگ ها را می توانید از سایت WWW.CLINICBETON.IR بیابید.

 

کفپوش و پوشش اپوکسی چیست؟

ترکیب رزین بیسفنول اپوکسی و هاردنر پلی آمید با نسبت ترکیب معین در رنگهای متنوع ، یک کفپوش مناسب برای پارکینگ های عمومی ، سالن های تولید و انبار هاست. این ماده solvent free  ( بدون حلال) و کم فیلر است . کفپوش اپوکسی نسبت به اشعه UV حساس بوده و بهتر است در محیط باز اجرا نگردد.

به عنوان پوشش ، رنگ اپوکسی در برابر اسید های متوسط تا  PH 3 ، مقاوم بوده و نسبت به اسید های قوی تر به تدریج دکلروه و رنگ پریده و ضعیف می گردد.

MTOFLOOR802 یک کفپوش و پوشش اپوکسی با نسبت ترکیب حجمی 1:4 رزین به هاردنر ( وزنی 5 به 1) است که قابلیت اجرا برروی سطوح بتنی و فلزی را داراست. رزین این محصول می تواند از مواد اولیه پتروشیمی های داخلی و فرآوری در راکتور مخصوص تولید گردد اما به دلیل عدم وجود مواد اولیه داخلی و راکتورها و همونایژر های فرآوری محصول در ایران و خاور میانه هاردنر پیشنهادی بود و در این نوع کفپوش مربوط به شرکت شل است.برای پوشش دهی این محصول در هر متر مربع به ضخامت 1 میلیمتر ، 5/1 کیلوگرم از ترکیب رزین به هاردنر لازم است. باید دقت داشت رزین و هاردنر در هنگام ترکیب ، احجام ( یا اوزان ) با ابزار مناسبی( پیاله حجمی یا ترازو) سنجیده شود و بوسیله میکسر برقی بخوبی مخلوط گردد ، در غیر این صورت با مصرف بیش از حد هاردنر ، پوشش اپوکسی خشک و ترد و شکننده شده یا با درصد کمتر آن ، کفپوش اپوکسی فرم آدامسی و ژله ای به خود می گیرد و هرگز خشک نمی شود.

کفپوش اپوکسی MTOFLOOR 802 در مجاورت آب یا روغن لغزنده و سرنده است و بهتر است در چنین محیط هایی به خاطر احتمال صدمه دیدن افراد استفاده نشود.

 

پرایمر اپوکسی و زینچ

MTOFLOOR 800ترکیب رزین اپوکسی و هادنر به همراه حلال که برای نظافت سطوح قبل از اجرای اپوکسی و برای بستن کاپیلارهای آزاد بتن (کاهش درصد جذب مایعات توسط بتن) و افزایش سطح تماس موثر بتن با پوشش پلیمری استفاده می شود. معمولا بین 150 تا 250 گرم در سطح بتنی استفاده می شود.

برای سطوح فلزی پرایمر مناسب قبل از اعمال پوشش اپوکسی زینچ یا موادی بر پایه الکل مورد نیاز است. ضخامت اجرای زینچ بر روی فلز 70 میکرون است .بسته به شرایط پروژه کولتار اپوکسی یا رنگ اپوکسی بر روی فلز ( سطوح اسکلت فلزی سوله ها یا سطح ورق مخازن ) در دو یا چند لایه ، با ضخامتی تا 150 میکرون اجرا می گردد. ابزار اعمال پوشش اپوکسی بر روی فلزات ایرلس و پاششی است.

دستور العمل اجرای کفپوش اپوکسی چگونه است.

برای اجرای کفپوش اپوکسی ( یا هر پوشش پلیمری دیگری مانند کفپوش آنتی استاتیک ، کفپوش پلی یورتان ، پوشش پلی یوریا) بر روی سطوح بتنی باید الزامات زیر مراعات گردد:

• از بتن ریزی سطوح بتنی ، مطابق استاندارد ASTM D4263 باید حداقل 28 روز گذشته باشد. هدف از اعمال این استاندارد خروج آب اشباع در بتن است. کفپوش و رنگ های پلیمری اجازه تبخیر آب موجود در بتن ( این رطوبت می تواند در اثر نشت یا ارتباط با سیال در مخازن نیز باشد ) را نداده و نیروی دراگ حرکت بخار آب ، به مرور روکش اپوکسی را جدا می کند (delamination) . به این رفتار تاول زدن اپوکسی نیز می گویند. برای بررسی رطوبت بتن از ابزار رطوبت سنج یا «تست شبنم» استفاده می شود.
• به دلیل خاصیت خود ترازی کفپوش اپوکسی self-leveling  ، سطح بتن باید تراز باشد ( حداقل اختلاف و نوسان سطح زیر 3 میلیمتر) ، در غیر این صورت امکان پانچ شدن و برش خوردن پوشش یکپارچه و بدون درز به دلیل عدم ضخامت یکنواخت کفپوش اپوکسی وجود دارد.
• ترکیب های آروماتیک بوسیله روغن و مشتقات آن شکسته می شوند. بنابراین پیش از اجرای عملیات کفپوش اپوکسی باید سطح از لکه های روغن ( که معمولا در عمق بتن نفوذ کرده اند) عاری شود.
• اگر سطح سنگ و موزاییک یا سرامیک فرش است ، باید از استقرار و استحکام آنها در جای خود مطمئن بود و موزاییک یا سنگ های لق پیشتر محکم شده باشند.
• محیط کارگاه باید به منظور عدم ورود گرد و غبار به خوبی پوشیده شود.

 

مراحل اجرای کفپوش اپوکسی ( پوشش های پلیمری ) به چه شکل است؟

1-      سطح خشک بتن ( یا موزائیک و سنگ )  با استفاده از دستگاه اسکرابر و ساب بتن حتی امکان صاف شده و ناترازی های جزئی مرتفع می گردد. این کار همچنین به ناخن گیر شدن سطح به وسیله ی خراشهای اعمال شده و در نتیجه افزایش درگیری اپوکسی با سطح موجود کمک می کند. با توجه به الزامات ذکر شده استفاده از دستگاه ساب تر ( سیستم خنک کن صفحه ساب به وسیله آب) مجاز نیست. اگر تجهیزات حساس مانند تابلوهای برق ، دستگاههای تولید ، دستگاه پرس و ... در سالن وجود دارند باید قبل از اجرای عملیات اسکراب و اسکراچ به خوبی پوشیده شوند.

2-      تنظیف محیط و رفع غبار با استفاده از کمپرسورهای باد ، وکیوم به صورت خشک.

3-      اجرای پرایمر اپوکسی MTO FLOOR 800 به میزان 150 تا 250 گرم در هر متر مربع

4-      اجرای لایه ی گروت ریزی زیر سازی( ترکیب کفپوش اپوکسی MTOFLOOR 802 به همراه سیلیس به نحوی که مخلوط با کاردک و در مدت زمان ژل تایم اپوکسی قابل اعمال باشد.) در دولایه. این پوشش وظیفه مقاومت در برابر تنش های مکانیکی ، ضربه و سایش را بر عهده دارد. ضخامت این لایه تا 5/2 میلیمتر است.

5-      تنفس به پوشش اعمال شده تا حداکثر 18 ساعت.

6-      اجرای لایه top coat ، یا لایه نهایی از کفپوش اپوکسی به ضخامت 500 میکرون . این لایه smooth بوده و بیشتر دکوراتیو و به منظور حذف اعوجاحات احتمالی است.

7-      ابزار ها ، رولر ها ، کفش عاج دار و کاردک ها بوسیله تینر شستشو می شوند.

ضخامت متوسط اجرای کفپوش اپوکسی 3 میلیمتر است. و به معنی آن است که تقریبا 5/4 تا 4 کیلوگرم برای هر متر مربع MTOFLOOR 802 مورد نیاز خواهد بود. اما برای پارکینگ های عمومی که خودروی سنگین در آن تردد نمی کند یا انبار هایی که لیفتراک در آن وجود ندارد ، می توان ضخامت کفپوش اپوکسی را برای کاهش هزینه ها به 2 میلیمتر ( 2000 میکرون) تقلیل داد.

لاک اپوکسی

ترکیب pure و خالص رزین اپوکسی و هاردنر پلی آمین با نسبت ترکیب 2:1 را لاک اپوکسی می نامند. به دلیل خالص بودن ، حتی سرامیک های رنگی ( به عنوان فیلر حذف شده است) و ترکیب بی رنگ می باشد. افزایش خواص مکانیکی و شیمیایی باعث می شود تا به عنوان یک مکمل در کفپوش های اپوکسی و بعد از اعمال لایه نهایی اپوکسی به ضخامت های متفاوت ( مثلا 1000 میکرون) اجرا شده و لغزندگی سطح را کاهش دهد . مقاومت در برابر خش و سایش را افزایش داده و نسبت به اسید ها ی صنعتی مقاومت کفپوش را بالا ببرد.

استفاده از این پوشش بر روی بتن نیازمند پرایمر اپوکسی نیست و در برخی پارکینگ ها و انبار ها به عنوان پوشش نتی داست و ضد غبار anti-dust با ضخامت 350 میکرون ( تقریبا 500 گرم در متر مربع ) اجرا می شود.

 

آیا این کفپوش ها در بیمارستان ها یا صنایع دیگر قابل استفاده است؟

کفپوش آنتی استاتیک ( کفپوش کونداکتیو )

اتاق عمل ، سالن های GIS و اتاق های برق ، کنترل روم ها و اتاق های سرور ، انبار ها و سالن تولید قطعات الکتریکی محیط هایی هستند که وجود بار ساکن در آنها ، احتمال جرقه و آتش سوزی و خسارت به همراه دارد . تخلیه بار ساکن و اتصال و grand کف سازه های مذکور با استفاده از کفپوش های آنتی استاتیک ( به صورت پیش ساخته و تایل ، یا پوشش های در جا ریز بدون درز) صورت می گیرد. مجموعه ای از شبکه های رسانا و نوارهای مسی به چاه ارت متصل شده و در ترکیبات رزین کونداکتیو اپوکسی  (یا پلی یورتان ) الیاف فیبر کربن وظیفه ی انتقال بار ساکن را به این شبکه بر عهده دارند.

پرایمر اپوکسی آنتی استاتیک نیز حاوی فیبر کربن است. دستور العمل اجرای کفپوش های در جا ریز اپوکسی مطابق اپوکسی معمولی پیش می رود ، پس از اجرای کفپوش اپوکسی معمولی به ضخامت نهایی 1000 میکرون که با هدف حذف ناصافی صورت می گیرد.، شبکه نوارهای مسی با ضخامت ناچیز به صورت عمومی با ابعاد 1×1 متر اجرا شده و به ارتینگ ساختمان متصل می شوند. پس از آن اجرای پرایمر و کوتینگ نهایی آنتی استاتیک انجام خواهد شد.

تست انتقال بار توسط اهم سنجی که «میگر» نام دارد و پراب هایی با صفحات رسانای مسی به وزن 5 کیلوگرم ( برای فشار بر روی سطح) است انجام می شود. دامنه مقاومت سطح باید عددی مابین 10 به توان 5 تا 10 به توان 11 اهم باشد.

بطور کلی استاندارد ها و الزامات کفپوش های اپوکسی ( پلیمری ) در جدول زیر خلاصه می شود:

ردیف	شماره استاندارد	شرح
1	ASTM F 150-98	مقاومت الکتریکی کفپوش های آنتی استاتیک
2	SSPC.SP13	آماده سازی سطوح بتونی
3	ISO2878	اندازه گیری مقاومت الکتریکی سطح
4	DIN 28052	اجرای کفپوش اپوکسی
5	ASTM D4263	تست رطوبت سطح

این کفپوش ها در باشگاه های ورزشی هم اجرا می شوند ؟

کفپوش پلی یورتان در سالن های ورزشی قابل اجرا هستند به دلیل اینکه نوعی نرم از کفپوش های رزینی به حساب می آیند

مهمترین ویژگی ها و برتری کفپوش های پلی یورتان MTOFLOOR 802-PU نسبت به هم خانواده اپوکسی آن در سه چیز خلاصه می شود:

الف- مقاومت در برابر اشعه UV که باعث می شود در محیط های سر باز و نور مرئی قابل استفاده باشد.

ب- کفپوش پلی یورتان anti-slip  است. و لغزنده نیست ، در نتیجه در محیط هایی که آب و رطوبت وجود دارد مانند سالن های تولید مواد خوراکی ، دارویی و لبنیاتی و بهداشتی و سالن های ورزشی کاربرد دارد.

ج-به دلیل انعطاف بالا به نسبت کفپوش اپوکسی ، و همینطور رده مقاومت در برابر اسید هایی با 2PH ، در محیط های پر تنش صنعتی ، آبگیر ها و حوضچه های خنثی سازی و مخصوصا کارخانجات تولید لبنیات که دو نوبت شستشوی محیط به روش CIP (اسید شویی) دارند ، استفاده می شود.

ترکیب این کفپوش درجا ریز بر پایه رزین های ایزو استات سیانات و هاردنر است. رنگ بندی و نحوه ی اجرای آن نزدیک به اپوکسی است با این تفاوت که در هنگام اجرای کفپوش سالن های ورزشی و پیش از لایه ی گروت ریزی ( ترکیب پلی یورتان و سیلیس ) یک لایه خورده لاستیک ، تقریبا به اندازه ی 1 کیلوگرم در متر مربع ، به عنوان ضربه گیر اجرا می شود. این لایه ضخامت نهایی کفپوش را در حدود 1500 میکرون به نسبت کفپوش های اپوکسی یا کفپوش های پلی یورتان صنعتی افزایش می دهد.

پلی یورتان هم به صورت آنتی استاتیک و کنداکتیو قابل تولید است. لاک پلی یورتان نیز مشابه لاک اپوکسی قابل عرضه می باشد.

پلی یوریا

این پوشش یک پلی یورتان گرم اجراست. خواص تقویت شده در برابر عوامل خورنده ، مواد نفتی و اسید ها و بازها و نیز سرعت عمل کیورینگ این ماده ( در چند ثانیه و کسری از دقیق ) باعث شده تا این پوشش پلی یورتان ، در اورهال ها و تعمیرات کوتاه مدت مورد استفاده قرار گیرد.

اجرای این پوشش پلیمری به صورت پاششی و با استفاده از تجهیزات پیشرفته ای شامل یک راکتور گرم کن و یک پمپ 2 جزئی که مواد اولیه ( رزین و هاردنر ) را در محل نازل ترکیب می کند ، صورت می گیرد. ضخامت بهینه ی اجرای پلی یوریا ( پلی اوره) 2000 میکرون است. به دلیل استفاده از تجهیزات گران قیمت، اجرای این مواد در متراژ پایینتر از 10 هزار متر مقرون به صرفه و اقتصادی نیست.جهت اطلاعات بیشتر در این موضوع می توانید با شرکت مهندسین مشاور مهرازان پایدار با نام نشان تجاری ثبت شده کلینیک بتن ایران با شماره 02145872 واحد مهندسی تماس حاصل نموده و یا جهت اطلاعات بیشتر در این زمینه به وب سایت رسمی شرکت WWW.CLINICBETON.IR مراجعه فرمایید.

 

عیار بتن چیست و بهترین روش برای اخذ آن کدام است؟

در توضیح و معرفی عیار بتن و بهترین روش اخذ آن، باید ابتدا به معرفی بتن بپردازیم. بتن ترکیبی است از ماسه، شن و سیمان که پس از مخلوط شدن با آب در طول چند ساعت شروع به سفت شدن می کند. با تغییر نسبت سنگدانه های ریز (ماسه)، درشت (شن)، سیمان و آب، مقاومت و کارایی بتن تغییر می کند. مقدار آبی که برای مخلوط کردن یک حجم معین بتن به کار می رود با نسبت آب به سیمان w/c تعیین می شود که بر این پایه هر چند نسبت کوچکتر باشد، بتن مقاومت بیشتری خواهد داشت (با فرض اینکه بتن به خوبی متراکم شده باشد.)

 

تقسیم بندی بتن براساس مقاومت مشخصه آن پس از گذشت 28 روز از به عمل آوری بتن (کیورینگ بتن) صورت می گیرد، به عنوان نمونه، بتن مخلوط کلاسC7.5 بتن نسبتاً ضعیفی است که به عنوان بتن پرکننده یا بتن روی بستر خاکی به کار می رود و بتن کلاس C40 مخلوط نسبتاً قوی است که برای کارهای بتن درجا و بتن باربر مناسب می باشد.

منظور از عیار بتن مقدار سیمان مصرفی بر حسب کیلوگرم در واحد حجم بتن می باشد (که واحد حجم بتن در ایران متر مکعب می باشد.) عیار بتن با مقاومت نهایی آن رابطه ی مستقیم دارد. ولی با توجه به فرایند ساخت بتن و واکنش هیدراتاسیون در آن با افزایش بی نهایت سیمان به مقاومت بتن در بی نهایت دست نخواهیم یافت.با توجه به روابط تجربی می توان مقدار سیمان مصرفی برای رسیدن به مقاومت مشخص را تعیین کرد علاوه بر این رایج است که بتن را بر حسب عیار سیمان مصرفی نامگذاری می کنند.

 

بر اساس نوع کار و مقاومت فشاری مورد نیاز جدول عیار بتن انتخاب میشود. به عنوان مثال برای بتن مگر که یک بتن نظافتی به منظور آماده سازی بستر خاکبرداری شده برای آرماتوربندی و صفحه گذاری اجرا می گردد عیار بتن کم و برابر 150Kg/m3 میباشد و برای ملات آجر کاری و بنایی عدد آن 250 و برای بتن معمولی این عدد 350 میباشد. این عدد برای بلوک های بتن سبک (گازی) بسیار کمتر از بلوک های سیمانی است، و ۲۵ کیلوگرم سیمان در هر مترمکعب بنایی با آن به کار می رود. برای دوغاب پشت کار نمای سنگی و کاشی کاری ۴۳۰ کیلوگرم سیمان استفاده می شود.

تاثیر مخرب نوسانات ارز بر کیفیت سازه های بتنی

صنعت ساختمان به شکل کلی و ساخت و ساز ابنیه ی بتنی و به طور مشخص سازه های بتنی صنعتی که به لحاظ حجم و ابعاد، پیچیدگی های طراحی، اجرا و عملکرد و همچنین هزینه ساخت در صنایع مادر و میان دستی بسیار مهم و پر کاربردند، به هنگام ساخت چه به لحاظ تکنیکی و فنی و چه اعتبارات مالی و چه مواد شیمیایی ساختمانی بکار رفته در ترکیبات بتن یا پوشش های محافظ مورد نیاز برای شرایط بهره برداری اعم از ترکیبات و مواد اولیه افزودنی های بتن مانند روان کننده های بتن، آببند کننده های بتن با پوشش های ضد اسید و روکش های پلیمری، نیازمند استفاده از ارزهای خارجی هستند.

در شرایطی که کشور با انواع تحریم های یک جانبه آمریکا دست به گریبان است و دلار و یورو به عنوان ارز مرجع معاملات جهانی شناخته می شود، بی شک تاثیرات نوسان قیمت ارز در بازار داخلی ، یکی از نکات مهم درباره بتن است که اثر مستقیمی بر تامین مواد اولیه، ساخت و عرضه مواد شیمیایی ساختمان و به دنبال آن کیفیت و دوام سازه های بتنی خاص خواهد داشت.

این مقاله که توسط گروه فنی کلینیک بتن ایران (دکتر وحیدرضا مهتدی، دکتر علیرضا مهتدی و مهندس سیامک صالحی پور) تهیه گردیده است، با نگاه به پیشامدهای عدم تصمیم گیری به هنگام در خصوص حل مشکلات پیش آمده، بر اساس انتخاب های موجود، پیشنهاداتی را برای عبور از بحران کاهش کیفیت سازه های بتنی صنعتی ارائه می دهد.

 

یکم- به طور معمول و مشابه هر کسب و کار دیگری, نوسان در بازار ارز چه ناشی از تحریم های اقتصادی باشد چه در اثر رکود و مسائل این چنینی پیشامدهای قابل انتظاری را بر صنعت عمران کشور علی رغم بومی بودن دانش تولید محصولات وابسته به این صنعت، در داخل کشور خواهد گذاشت. لذا ضرورت بررسی این تاثیرات و تلاش برای کاهش آن حیاتی خواهد بود.

دوم- صنعت عمران مصرف کننده حجم زیادی آهن آلات و سیمان به شکل های گوناگون است که بخش زیادی از آن در داخل کشور تولید می شود. تفاوت عرضه ریالی و ارزی این محصولات, بسیاری از تولید کنندگان را وسوسه می کند تا در صورت امکان – و در شرایط فعلی با نگاه به کشورهای همسایه ای که به ندرت با تحریم ها همکاری می کنند یا در شمار کشورهای معاف از تحریم قرار دارند- بازار هدف را تغییر داده و به فکر صادرات باشند. تغییر راهبرد حکومت در شرایط اقتصاد مقاومتی و جنگ اقتصادی در کاهش بودجه های عمرانی و رشد قیمت ها در اثر نگاه سرمایه ای به ساختمان و فقدان مواد اولیه در بازار داخلی, حجم سرمایه گذاری در بخش تولید را کاهش داده و به رکود فراگیر دامن می زند. در ابعاد صنعتی نیز با نبود سرمایه گذار یا ریسک عدم بازگشت سرمایه، واحدهای صنعتی نیز طرح های توسعه میدانی و فرایندی را به کناری می گذارند و این شامل بخشهای مختلف دولتی و خصوصی خواهد بود. اما به هر حال علیرغم کوچک تر شدن صنعت عمران در بخش تعریف پروژه های جدید، خصوصا سازه ها و فازها و سایت های صنعتی مثل کارخانه ها, پتروشیمی ها و پالایشگاه ها, تصفیه خانه ها و سدها و نیروگاه ها, پروژه های نیمه تمام و طرح های استراتژیک در صنایع مادر همچنان فعال خواهند بود.

سوم- پر کاربردترین محصول در سازه های عمرانی بتن است. در دهه های اخیر و در دوران رونق تولید سازه های عمرانی و ساخت سازه های پیچیده در بخش های ساختمانی و صنعتی با تکیه بر دانش روز استفاده از « افزودنی های بتن » و « مواد شیمیایی ساختمان» به نحو موثری بر عملکرد و دوام بتن سازه ها -خصوصا در مناطقی که به دلیل شرایط جغرافیایی و فشار بهره برداری پایایی بتن اهمیت داشته- افزایش یافته است. کارخانجات و کارگاه های تولید و عرضه افزودنی های بتن نیز متناسب با تقاضای بازار بیشتر شده و یا حجم تولیدات خود را افزایش داده اند. بسیاری از این تولیدات نیازمند مواد اولیه وارداتی و همچنین محصولات وابسته به بخش پتروشیمی می باشند. در شرایط تغییرات ناگهانی ارز اما چند رخداد وضعیت معمول را دستخوش تغییر می کند:

 

الف- با کم شدن بودجه های عمرانی و به تبع آن حجم سرمایه گذاری در این بخش و کاهش فراگیر تولید محصول کارخانجات مواد شیمیایی ساختمان که در دوران رونق تولید, سرمایه گذاری کرده و خطوط جدیدی را ایجاد کرده اند می بایست نسبت به این تغییرات با کاهش نیروی انسانی و بالا بردن قیمت ها برای جبران عدم امکان خرید اعتباری مواد اولیه یا بطور کلی نبود آن و پرداخت دیون و تسهیلات بانکی اقدام نمایند. این را هم اضافه کنیم که دولت به صورت دستوری در سال 1398 حداقل دستمزدها را تا 35 درصد افزایش داد که این خود فشار مضاعفی بر کارآفرینان این صنعت وارد نمود.

از طرفی کاهش گردش مالی در این صنعت، اطمینان و اعتبار که میوه ثبات و سود آوری در هر بازاری ست را کاهش داد. به نحوی که تامین مواد اولیه برای محصول نهایی در حال حاضر بیشتر به صورت نقدی امکان پذیر است. ضمنا با توجه به معافیت طولانی مدت محصولات پتروشیمی از تحریم ها ، تا مدت ها تامین مواد اولیه از پتروشیمی های داخل کشور جز با قواعد لابی گری یا خرید به قیمت صادرات امکان نداشت.

ب- با افزایش بهای واحد محصولات شیمیایی ساختمان، آن دسته پیمانکارانی که باید از این مواد مطابق شرایط قراردادشان استفاده می نمودند، ناگزیر به سراغ کمترین قیمت ممکن در بازار خواهند بود. طبیعی است تولیدکنندگان مواد شیمیای ساختمان که طیف وسیعی از افزودنی های پرکاربرد بتن همانند ضدیخ بتن, کیورینگ ها و روغن قالب, پوشش های آببند و مواد ضد اسید, کف سازی صنعتی که شامل کفپوش های پلیمری و سخت کننده های بتن , اسپیسرها , میان بولت ها و واتراستاپ های سازه های بتنی را در شمار محصولاتشان دارند نسبت به طبقه بندی تولیدات از نظر کیفیت و بعضا خارج از استانداردهای ملی و بین المللی برای به دست آوردن شرایط رقابتی در بازار اقدام نمایند.

 

ج- عمومیت یافتن این نگاه شرط لازم استفاده از مواد شیمیایی ساختمان در پروژه های مهم و سایت های صنعتی را که «رسیدن به دوام و پایایی بتن در شرایط خاص کاری و جغرافیایی است» بطور کلی منقضی می کند. نمونه نتایج خسارت بار چنین راهبری در واردات سیمان چینی در پروژه های عمرانی ملی، حد فاصل سال های 84 تا 92 قابل ملاحظه است.

چهارم- با توجه به مواردی که در بالا ذکر گردید سوال اساسی این است که در چنین شرایطی چه می توان کرد؟

راه حل های موجود البته گسترده و متنوع نیستند اما نگارندگان معتقد اند با اصرار به اجرای این سیاست ها میتوان تا حدود زیادی بحران را کنترل کرد و از خسارت بیشتر جلوگیری نمود.

الف- الزام پیمانکاران و البته ایجاد اطمینان از سوی کارفرمایان جهت تامین هزینه مواد شیمیایی ساختمان استاندارد. کارفرمایان باید به هنگام تنظیم پیمان در نظر داشته باشند سازه هایی که قرار است ساخته شود تنها برای مدت تضمین شده توسط پیمانکار احداث نمی شوند و با توجه به مبالغ هنگفت سرمایه گذاری شده و پیش بینی های بازگشت سرمایه, ردیف هزینه ای در نظر گرفته شده برای این دسته از محصولات در هنگام تولید به مراتب کمتر از میزان هزینه در زمان تعمیرات خواهد بود.

ب- قرار دادن شرکت های تولید کننده مواد شیمیایی ساختمان در زمره ی شرکت های دانش بنیان.

با توجه به نیاز واردات مواد اولیه تولیدات شیمیایی ساختمان و ارز بری آن, کاهش هزینه در صورت سرمایه گذاری در بخش تحقیق و توسعه و روزآمد شدن تجهیزات و مطالعات مستمر و مهندسی معکوس و فرمولاسیون و بومی سازی آن امکان پذیر است. در بودجه سال 1399 دولت اهتمام ویژه ای به نقش شرکت های دانش بنیان داشته و ردیف مخصوصی را جهت بهره گیری از تسهیلات این نهاد وابسته به ریاست جمهوری قرار داده است که در صورت تصویب نهایی در مجلس امکان به کارگیری از این ظرفیت برای تولیدکنندگان مواد شیمیایی ساختمان که توسط معاونت علمی و فناوری رئیس جمهور ممیزی گردیده اند، وجود خواهد داشت.

در انتها باید در نظر داشت عبور از شرایط بحرانی جز با همدلی و همکاری در میان ارکان ذینفع امکانپذیر نیست و با توجه به سهم بزرگ عمران در صنایع بالادستی و میان دستی اهتمام و تلاش مجدانه در این عرصه ضرورت عقلی دارد.

 

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

نکات بسیار مهم و کاربردی درمورد بتن که باید از آن آگاه باشید

عیار بتن چیست و بهترین روش برای اخذ آن کدام است؟

 

بتن ترکیبی است از ماسه، شن و سیمان که پس از مخلوط شدن با آب در طول چند ساعت شروع به سفت شدن می کند. با تغییر نسبت سنگدانه های ریز (ماسه)، درشت (شن)، سیمان و آب، مقاومت و کارایی بتن تغییر می کند. مقدار آبی که برای مخلوط کردن یک حجم معین بتن به کار می رود با نسبت آب به سیمان w/c تعیین می شود که بر این پایه هر چند نسبت کوچکتر باشد، بتن مقاومت بیشتری خواهد داشت (با فرض اینکه بتن به خوبی متراکم شده باشد.) 

تقسیم بندی بتن براساس مقاومت مشخصه آن پس از گذشت 28 روز از به عمل آوری بتن (کیورینگ بتن) صورت می گیرد، به عنوان نمونه، بتن مخلوط کلاسC7.5 بتن نسبتاً ضعیفی است که به عنوان بتن پرکننده یا بتن روی بستر خاکی به کار می رود و بتن کلاس C40 مخلوط نسبتاً قوی است که برای کارهای بتن درجا و بتن باربر مناسب می باشد.

 

مقاومت بتن بر چه اساس تعیین می شود؟

 

بتن بر حسب مقاومت فشاری نمونه بعمل آمده پس از 28 روز تیپ بندی می شود. مقاومت بتن معمولاً برحسب kg/cm2 اندازه گیری می شود.

تیپ بندی بتن بر حسب مقاومت فشاری آن بشرح زیر می باشد :

 

بتن های معمولی 

C8/10, C12/15, C16/20, C20/25, C25/30, C28/35, C30/37, C32/40,

C40/50, C50/60, C55/67, C60/75, C70/85, C90/105, C100/115

 

بتن های سبک 

LC8/9, LC12/13, LC16/18, LC20/22, LC25/28, LC30/33, LC35/38,

LC40/44, LC50/55, LC55/60, LC60/66, LC70/77, LC80/88

 

اعداد مقدار مقاومت فشاری بر حسب MPa می باشد. MPa=10.2 kg/cm2)1

برای مثال بتن C25 بتنی است که مقاومت فشاری آن MPa 25 یا kg/cm255است

 

بتنهای ضعیف تر مانند بتن بستر یا بتن مگر در گروه C7.5 با مقاومت فشاری kg/cm2 75 بعد از 28 روز قرار دارد. در بیشتر موارد بتن تیپ C20 برای محوطه سازی کافی و مناسب می باشد. این بتن تقریباً معادل نسبت مخلوط قدیمی 4:2:1 است. در امور مهندسی ساختمان می توان از بتن با مقاومت های بسیار بالا مثلاً تیپ C40 استفاده نمود. در این خصوص می توانید با مشاوران فنی و تخصصی کلینیک بتن ایران در تماس باشید و از قیمت و هزینه انواع بتن مطلع شوید .

 

منظور از عیار بتن چیست ؟

 

منظور از عیار بتن مقدار سیمان مصرفی بر حسب کیلوگرم در واحد حجم بتن می باشد (که واحد حجم بتن در ایران متر مکعب می باشد.) عیار بتن با مقاومت نهایی آن رابطه ی مستقیم دارد. ولی با توجه به فرایند ساخت بتن و واکنش هیدراتاسیون در آن با افزایش بی نهایت سیمان به مقاومت بتن در بی نهایت دست نخواهیم یافت.با توجه به روابط تجربی می توان مقدار سیمان مصرفی برای رسیدن به مقاومت مشخص را تعیین کرد علاوه بر این رایج است که بتن را بر حسب عیار سیمان مصرفی نامگذاری می کنند.

بر اساس نوع کار و مقاومت فشاری مورد نیاز جدول عیار بتن انتخاب میشود. به عنوان مثال برای بتن مگر که یک بتن نظافتی به منظور آماده سازی بستر خاکبرداری شده برای آرماتوربندی و صفحه گذاری اجرا می گردد عیار بتن کم و برابر 150Kg/m3 میباشد و برای ملات آجر کاری و بنایی عدد آن 250 و برای بتن معمولی این عدد 350 میباشد. این عدد برای بلوک های بتن سبک (گازی) بسیار کمتر از بلوک های سیمانی است، و ۲۵ کیلوگرم سیمان در هر مترمکعب بنایی با آن به کار می رود. برای دوغاب پشت کار نمای سنگی و کاشی کاری ۴۳۰ کیلوگرم سیمان استفاده می شود.

 

 

نحوه ی اجرای کفپوش اپوکسی و پلی یورتان و آنتی استاتیک و مشخصات محصول

 

در این بخش از مصاحبه سعی شده تا با متریال ها و کفپوش های نوین صنعت ساختمان آشنایی بهتری پیدا کنیم ،این مصاحبه با جناب آقای دکتر علیرضا مهتدی پژوهشگر دکتری معماری مدیر تحقیق و توسعه مهندسین مشاور اثر مهرازان پایدار(کلینیک بتن ایران) صورت پذیرفته است و امید است توانسته باشیم .

باتوجه به تکنیک های نوین ساختمانی و کفپوش های نوین صنعت ساختمان مانند اپوکسی ها و پلی یورتان ها به چه صورتی انجام می گردند و جزئیات بیشتری را برای مخاطبین ما توضیح بفرمایید. 

ترکیبات آلیفاتیک ، پیوند های آروماتیک ، خواص مکانیکی بالا ( ضربه پذیری ، مقاومت کششی و فشاری ، مقاومت در برابر سایش) مقاومت شیمیایی خوب در برابر گستره ای از اسید ها و باز های صنعتی و پسماند های نفتی ، انعطاف بالا و خود تراز شوندگی و رنگ پذیری همینطور پایداری و دوام باعث شده تا کفپوش ها و پوشش های پلیمری یک از پر کاربرد ترین مصالح شیمیایی ساختمان باشند.

به عنوان پوشش مواد شیمیایی در تصفیه خانه های صنعتی ، کفپوش دکوراتیو در مجتمع های تجاری و مسکونی و اداری ، پوشش ضد اسید در حوضچه های خنثی سازی تا محوطه های تولید و تزریق اسید ، کفپوش بدون درز سالن های تولیدی بهداشتی و قطعه سازی و آشیانه های هواپیما ، کفپوش ورزشی سالن ها و باشگاه ها طیف وسیعی از این مواد در محیط های صنعتی و همگانی حضور دارند.

این مواد غالبا 2 جزئی و از ترکیب یک رزین و یک هاردنر ( در برخی خانواده های پلیمر مانند ونیل استر ها وجود اسید ، شتابگر و مواد واسطه در هنگام ترکیب اولیه لازم است ) و به صورت درجا ریز بوده و در کسری از ساعت یا دقیقه به استحکام اولیه می رسند.

نسبت ترکیب رزین به هاردنر در کیفیت پیوند های آروماتیک موثر است. افزایش نسبت ترکیب به معنی استفاده از فیلر بیشتر و کاهش خواص مکانیکی و شیمیایی پوشش پلیمری است. برای مطالعه بیشتر به صفحات 10 و 18 کاتالوگ محصولات مراجعه کنید.

در نحوه اجرای کفپوش اپوکسی و پلی یورتان، برای ترکیب رنگی پوشش های پلیمری ، رنگدانه های سرامیکی به همراه رزین اپوکسی در دستگاه همونایژر مخلوط شده و طیف های گستره ای از رنگ را به وجود می آورند . کد مخصوص هر رنگ «رال رنگ» نامیده شده و در کاتالوگ مخصوصی اراده می شوند. رال رنگ و کد استاندارد رنگ ها را می توانید از سایتWWW.CLINICBETON.IR بیابید.

 

کفپوش و پوشش اپوکسی چیست؟

 

ترکیب رزین بیسفنول اپوکسی و هاردنر پلی آمید با نسبت ترکیب معین در رنگهای متنوع ، یک کفپوش مناسب برای پارکینگ های عمومی ، سالن های تولید و انبار هاست. این ماده solvent free  ( بدون حلال) و کم فیلر است . کفپوش اپوکسی نسبت به اشعه UV حساس بوده و بهتر است در محیط باز اجرا نگردد.

به عنوان پوشش ، رنگ اپوکسی در برابر اسید های متوسط تا  PH 3 ، مقاوم بوده و نسبت به اسید های قوی تر به تدریج دکلروه و رنگ پریده و ضعیف می گردد.

MTOFLOOR802 یک کفپوش و پوشش اپوکسی با نسبت ترکیب حجمی 1:4 رزین به هاردنر ( وزنی 5 به 1) است که قابلیت اجرا برروی سطوح بتنی و فلزی را داراست. رزین این محصول می تواند از مواد اولیه پتروشیمی های داخلی و فرآوری در راکتور مخصوص تولید گردد اما به دلیل عدم وجود مواد اولیه داخلی و راکتورها و همونایژر های فرآوری محصول در ایران و خاور میانه هاردنر پیشنهادی بود و در این نوع کفپوش مربوط به شرکت شل است.برای پوشش دهی این محصول در هر متر مربع به ضخامت 1 میلیمتر ، 5/1 کیلوگرم از ترکیب رزین به هاردنر لازم است. باید دقت داشت رزین و هاردنر در هنگام ترکیب ، احجام ( یا اوزان ) با ابزار مناسبی( پیاله حجمی یا ترازو) سنجیده شود و بوسیله میکسر برقی بخوبی مخلوط گردد ، در غیر این صورت با مصرف بیش از حد هاردنر ، پوشش اپوکسی خشک و ترد و شکننده شده یا با درصد کمتر آن ، کفپوش اپوکسی فرم آدامسی و ژله ای به خود می گیرد و هرگز خشک نمی شود.

کفپوش اپوکسی MTOFLOOR 802 در مجاورت آب یا روغن لغزنده و سرنده است و بهتر است در چنین محیط هایی به خاطر احتمال صدمه دیدن افراد استفاده نشود.

 

پرایمر اپوکسی و زینچ

 

MTOFLOOR 800ترکیب رزین اپوکسی و هادنر به همراه حلال که برای نظافت سطوح قبل از اجرای اپوکسی و برای بستن کاپیلارهای آزاد بتن (کاهش درصد جذب مایعات توسط بتن) و افزایش سطح تماس موثر بتن با پوشش پلیمری استفاده می شود. معمولا بین 150 تا 250 گرم در سطح بتنی استفاده می شود.

برای سطوح فلزی پرایمر مناسب قبل از اعمال پوشش اپوکسی زینچ یا موادی بر پایه الکل مورد نیاز است. ضخامت اجرای زینچ بر روی فلز 70 میکرون است .بسته به شرایط پروژه کولتار اپوکسی یا رنگ اپوکسی بر روی فلز ( سطوح اسکلت فلزی سوله ها یا سطح ورق مخازن ) در دو یا چند لایه ، با ضخامتی تا 150 میکرون اجرا می گردد. ابزار اعمال پوشش اپوکسی بر روی فلزات ایرلس و پاششی است.

دستور العمل اجرای کفپوش اپوکسی چگونه است.

برای اجرای کفپوش اپوکسی ( یا هر پوشش پلیمری دیگری مانند کفپوش آنتی استاتیک ، کفپوش پلی یورتان ، پوشش پلی یوریا) بر روی سطوح بتنی باید الزامات زیر مراعات گردد:

از بتن ریزی سطوح بتنی ، مطابق استاندارد ASTM D4263 باید حداقل 28 روز گذشته باشد. هدف از اعمال این استاندارد خروج آب اشباع در بتن است. کفپوش و رنگ های پلیمری اجازه تبخیر آب موجود در بتن ( این رطوبت می تواند در اثر نشت یا ارتباط با سیال در مخازن نیز باشد ) را نداده و نیروی دراگ حرکت بخار آب ، به مرور روکش اپوکسی را جدا می کند (delamination) . به این رفتار تاول زدن اپوکسی نیز می گویند. برای بررسی رطوبت بتن از ابزار رطوبت سنج یا «تست شبنم» استفاده می شود.

به دلیل خاصیت خود ترازی کفپوش اپوکسی self-leveling  ، سطح بتن باید تراز باشد ( حداقل اختلاف و نوسان سطح زیر 3 میلیمتر) ، در غیر این صورت امکان پانچ شدن و برش خوردن پوشش یکپارچه و بدون درز به دلیل عدم ضخامت یکنواخت کفپوش اپوکسی وجود دارد.

ترکیب های آروماتیک بوسیله روغن و مشتقات آن شکسته می شوند. بنابراین پیش از اجرای عملیات کفپوش اپوکسی باید سطح از لکه های روغن ( که معمولا در عمق بتن نفوذ کرده اند) عاری شود.

اگر سطح سنگ و موزاییک یا سرامیک فرش است ، باید از استقرار و استحکام آنها در جای خود مطمئن بود و موزاییک یا سنگ های لق پیشتر محکم شده باشند.

محیط کارگاه باید به منظور عدم ورود گرد و غبار به خوبی پوشیده شود.

 

 

مراحل اجرای کفپوش اپوکسی (پوشش های پلیمری) به چه شکل است؟

 

سطح خشک بتن ( یا موزائیک و سنگ )  با استفاده از دستگاه اسکرابر و ساب بتن حتی امکان صاف شده و ناترازی های جزئی مرتفع می گردد. این کار همچنین به ناخن گیر شدن سطح به وسیله ی خراشهای اعمال شده و در نتیجه افزایش درگیری اپوکسی با سطح موجود کمک می کند. با توجه به الزامات ذکر شده استفاده از دستگاه ساب تر ( سیستم خنک کن صفحه ساب به وسیله آب) مجاز نیست. اگر تجهیزات حساس مانند تابلوهای برق ، دستگاههای تولید ، دستگاه پرس و ... در سالن وجود دارند باید قبل از اجرای عملیات اسکراب و اسکراچ به خوبی پوشیده شوند.

تنظیف محیط و رفع غبار با استفاده از کمپرسورهای باد ، وکیوم به صورت خشک.

اجرای پرایمر اپوکسی MTO FLOOR 800 به میزان 150 تا 250 گرم در هر متر مربع

اجرای لایه ی گروت ریزی زیر سازی( ترکیب کفپوش اپوکسی MTOFLOOR 802 به همراه سیلیس به نحوی که مخلوط با کاردک و در مدت زمان ژل تایم اپوکسی قابل اعمال باشد.) در دولایه. این پوشش وظیفه مقاومت در برابر تنش های مکانیکی ، ضربه و سایش را بر عهده دارد. ضخامت این لایه تا 5/2 میلیمتر است.

تنفس به پوشش اعمال شده تا حداکثر 18 ساعت.

اجرای لایه top coat ، یا لایه نهایی از کفپوش اپوکسی به ضخامت 500 میکرون . این لایه smooth بوده و بیشتر دکوراتیو و به منظور حذف اعوجاحات احتمالی است.

ابزار ها ، رولر ها ، کفش عاج دار و کاردک ها بوسیله تینر شستشو می شوند.

ضخامت متوسط اجرای کفپوش اپوکسی 3 میلیمتر است. و به معنی آن است که تقریبا 5/4 تا 4 کیلوگرم برای هر متر مربع MTOFLOOR 802 مورد نیاز خواهد بود. اما برای پارکینگ های عمومی که خودروی سنگین در آن تردد نمی کند یا انبار هایی که لیفتراک در آن وجود ندارد ، می توان ضخامت کفپوش اپوکسی را برای کاهش هزینه ها به 2 میلیمتر ( 2000 میکرون) تقلیل داد.

 

لاک اپوکسی

 

ترکیب pure و خالص رزین اپوکسی و هاردنر پلی آمین با نسبت ترکیب 2:1 را لاک اپوکسی می نامند. به دلیل خالص بودن ، حتی سرامیک های رنگی ( به عنوان فیلر حذف شده است) و ترکیب بی رنگ می باشد. افزایش خواص مکانیکی و شیمیایی باعث می شود تا به عنوان یک مکمل در کفپوش های اپوکسی و بعد از اعمال لایه نهایی اپوکسی به ضخامت های متفاوت ( مثلا 1000 میکرون) اجرا شده و لغزندگی سطح را کاهش دهد . مقاومت در برابر خش و سایش را افزایش داده و نسبت به اسید ها ی صنعتی مقاومت کفپوش را بالا ببرد.

استفاده از این پوشش بر روی بتن نیازمند پرایمر اپوکسی نیست و در برخی پارکینگ ها و انبار ها به عنوان پوشش نتی داست و ضد غبار anti-dust با ضخامت 350 میکرون ( تقریبا 500 گرم در متر مربع ) اجرا می شود.

آیا این کفپوش ها در بیمارستان ها یا صنایع دیگر قابل استفاده است؟

 

کفپوش آنتی استاتیک (کفپوش کونداکتیو)

 

اتاق عمل ، سالن های GIS و اتاق های برق ، کنترل روم ها و اتاق های سرور ، انبار ها و سالن تولید قطعات الکتریکی محیط هایی هستند که وجود بار ساکن در آنها ، احتمال جرقه و آتش سوزی و خسارت به همراه دارد . تخلیه بار ساکن و اتصال و grand کف سازه های مذکور با استفاده از کفپوش های آنتی استاتیک ( به صورت پیش ساخته و تایل ، یا پوشش های در جا ریز بدون درز) صورت می گیرد. مجموعه ای از شبکه های رسانا و نوارهای مسی به چاه ارت متصل شده و در ترکیبات رزین کونداکتیو اپوکسی  (یا پلی یورتان ) الیاف فیبر کربن وظیفه ی انتقال بار ساکن را به این شبکه بر عهده دارند.

پرایمر اپوکسی آنتی استاتیک نیز حاوی فیبر کربن است. دستور العمل اجرای کفپوش های در جا ریز اپوکسی مطابق اپوکسی معمولی پیش می رود ، پس از اجرای اپوکسی معمولی به ضخامت نهایی 1000 میکرون که با هدف حذف ناصافی صورت می گیرد.، شبکه نوارهای مسی با ضخامت ناچیز به صورت عمومی با ابعاد 1×1 متر اجرا شده و به ارتینگ ساختمان متصل می شوند. پس از آن اجرای پرایمر و کوتینگ نهایی آنتی استاتیک انجام خواهد شد.

تست انتقال بار توسط اهم سنجی که «میگر» نام دارد و پراب هایی با صفحات رسانای مسی به وزن 5 کیلوگرم ( برای فشار بر روی سطح) است انجام می شود. دامنه مقاومت سطح باید عددی مابین 10 به توان 5 تا 10 به توان 11 اهم باشد.

بطور کلی استاندارد ها و الزامات کفپوش های اپوکسی ( پلیمری ) در جدول زیر خلاصه می شود:

 

این کفپوش ها در باشگاه های ورزشی هم اجرا می شوند؟

 

کفپوش پلی یورتان در سالن های ورزشی قابل اجرا هستند به دلیل اینکه نوعی نرم از کفپوش های رزینی به حساب می آیند

مهمترین ویژگی ها و برتری کفپوش های پلی یورتان MTOFLOOR 802-PU نسبت به هم خانواده اپوکسی آن در سه چیز خلاصه می شود:

الف- مقاومت در برابر اشعه UV که باعث می شود در محیط های سر باز و نور مرئی قابل استفاده باشد.

ب- کفپوش پلی یورتان anti-slip  است. و لغزنده نیست ، در نتیجه در محیط هایی که آب و رطوبت وجود دارد مانند سالن های تولید مواد خوراکی ، دارویی و لبنیاتی و بهداشتی و سالن های ورزشی کاربرد دارد.

ج- به دلیل انعطاف بالا به نسبت کفپوش اپوکسی ، و همینطور رده مقاومت در برابر اسید هایی با 2PH ، در محیط های پر تنش صنعتی ، آبگیر ها و حوضچه های خنثی سازی و مخصوصا کارخانجات تولید لبنیات که دو نوبت شستشوی محیط به روش CIP (اسید شویی) دارند ، استفاده می شود.

ترکیب این کفپوش درجا ریز بر پایه رزین های ایزو استات سیانات و هاردنر است. رنگ بندی و نحوه ی اجرای آن نزدیک به اپوکسی است با این تفاوت که در هنگام اجرای کفپوش سالن های ورزشی و پیش از لایه ی گروت ریزی ( ترکیب پلی یورتان و سیلیس ) یک لایه خورده لاستیک ، تقریبا به اندازه ی 1 کیلوگرم در متر مربع ، به عنوان ضربه گیر اجرا می شود. این لایه ضخامت نهایی کفپوش را در حدود 1500 میکرون به نسبت کفپوش های اپوکسی یا کفپوش های پلی یورتان صنعتی افزایش می دهد.

پلی یورتان هم به صورت آنتی استاتیک و کنداکتیو قابل تولید است. لاک پلی یورتان نیز مشابه لاک اپوکسی قابل عرضه می باشد.

 

پلی یوریا

 

این پوشش یک پلی یورتان گرم اجراست. خواص تقویت شده در برابر عوامل خورنده ، مواد نفتی و اسید ها و بازها و نیز سرعت عمل کیورینگ این ماده ( در چند ثانیه و کسری از دقیق ) باعث شده تا این پوشش پلی یورتان ، در اورهال ها و تعمیرات کوتاه مدت مورد استفاده قرار گیرد.

اجرای این پوشش پلیمری به صورت پاششی و با استفاده از تجهیزات پیشرفته ای شامل یک راکتور گرم کن و یک پمپ 2 جزئی که مواد اولیه ( رزین و هاردنر ) را در محل نازل ترکیب می کند ، صورت می گیرد. ضخامت بهینه ی اجرای پلی یوریا ( پلی اوره) 2000 میکرون است. به دلیل استفاده از تجهیزات گرانقیمت ، اجرای این مواد در متراژ پایینتر از 10 هزار متر مقرون به صرفه و اقتصادی نیست.جهت اطلاعات بیشتر در این موضوع می توانید با شرکت مهندسین مشاور مهرازان پایدار با نام نشان تجاری ثبت شده کلینیک بتن ایران با شماره 02145872 واحد مهندسی تماس حاصل نموده و یا جهت اطلاعات بیشتر در این زمینه و یا مطالعه راهکارهایی جهت ساخت بهتر بتن، به وب سایت رسمی شرکت WWW.CLINICBETON.IR مراجعه فرمایید.

 

 

افزودنی های پر کاربرد و ویژه بتن

چه موادی می توان به بتن افزود؟

اغلب به جای استفاده از یک سیمان خاص، این امکان وجود دارد که برخی از خواص سیمان های متداول را با ترکیب کردن یک ماده مضاف یا یک ماده افزودنی مناسب تغییر داد. در برخی از موارد، چنین ترکیبی تنها راه رسیدن تاثیر مطلوب است. شمار زیادی از این محصولات اختصاصی در بازار موجود هستند. تاثیر مطلوب این محصولات توسط سازنده آنها مشخص شده است، اما این امکان وجود دارد که برخی از این تاثیرات شناخته نشده باشد و از این رو اتخاذ یک روش احتیاطی از جمله آزمایش های عملکردی عاقلانه است. باید به این نکته توجه داشت که، اصطلاح ماده "مضاف" و "افزودنی" که اغلب به طور مترادف به کار می روند، در اصل با یکدیگر تفاوت دارند، اصطلاح مضاف به ماده ای اشاره می کند که در مرحله ساخت سیمان به سیمان اضافه شده است. در حالی که اصطلاح افزودنی به ماده ای اطلاق می شود که در مرحله اختلاط به بتن اضافه می شود.

علاوه بر این، عوامل حباب زا و هوازایی وجود دارند که هدف اصلی از استفاده آنها محافظت بتن در مقابل خرابی ناشی از تاثیرات مخرب یخ زدن و ذوب شدن است. مواد افزودنی شیمیایی اساساً شامل کاهنده های آب (روان کننده ها)، کندگیر کننده ها و زودگیر کننده های گیرش هستند که مطابق مشخصات فنی ASTMC494-05a، به ترتیب در انواع B, A و C رده بندی شده اند. رده بندی مواد شیمیایی در مشخصات فنی BS 5075-1: 1982، نیز اساساً مشابه مورد فوق است، اما مشخصات فنی BS EN 934-2: 2001، انواع بیشتری از مواد افزودنی را پوشش می دهد. 

1- زودگیر کننده های بتن

زودگیر کننده ها مواد افزودنی هستند که روند سخت شدن یا توسعه مقاومت اولیه بتن را تسریع می کنند. این نوع ماده افزودنی الزاماً تاثیر مشخصی بر زمان گیرش یا (سفت شدن) ندارد. به هر حال، در عمل، مواد افزودنی که طبق مشخصات فنی ASTM C 494-05a و BS 5075-1:1982 در رده نوع A قرار گرفته اند، زمان گیرش را کاهش می دهند. به این نکته باید توجه شود که مواد افزودنی تسریع کننده گیرش (یا تندگیر کننده) نیز وجود دارند که مخصوصاً زمان گیرش را کاهش می دهند. سدیم کربنات (سودای شستشو)، نمونه ای از ماده افزودنی تندگیر کننده است که برای ایجاد گیرش آنی در شاتکریت استفاده می شود. اگر چه این ماده تاثیر نامطلوبی برمقاومت بتن دارد، اما کارهای تعمیرات فوری را امکان پذیر می سازد. سایر نمونه های مواد افزودنی تسریع کننده گیرش عبارت از آلومینیم کلرید، پتاسیم کربنات، سدیم فلوئورید، سدیم آلومینات و نمک های آهن هستند. از هیچ یک از این مواد نباید بدون مطالعه کامل در مورد تمامی پیامدهای آنها استفاده کرد.

اکنون به بررسی تسریع کننده ها باز می گردیم. متداول ترین این مواد، کلسیم کلرید (CaCl2) است که در اصل افزایش مقاومت اولیه بتن را تسریع می کند. در برخی مواقع از این ماده افزودنی در مواردی که بتن ریزی در دماهای پایین {2 تا 4 درجه سلسیوس (35 تا 40 درجه فارنهایت)} انجام می شود یا هنگامی که به کارهای تعمیراتی فوری نیاز است، استفاده می شود. دلیل این امر، افزایش نرخ توسعه حرارت هیدراسیون در ساعت های اولیه پس از اختلاط بتن است. احتمالاً کلسیم کلرید به عنوان یک کاتالیزور در هیدراسیون C3S و C2S عمل می کند یا درجه قلیایی محلول تولید شده از هیدراسیون سیلیکات ها را کاهش می دهد. این ماده، هیدراسیون C3A را تا حدی کاهش داده، اما فرآیند عادی هیدراسیون سیمان را تغییر نمی دهد.

کلسیم کلرید را می توان به سیمان یا پودر زودگیر بتن (نوع III) و همین طور به سیمان پرتلند معمولی (نوع I) اضافه کرد. هرچه نرخ طبیعی سخت شدن سیمان سریعتر باشد، اثر تسریع کننده بیشتر خواهد بود. به هر حال، کلسیم کلرید نباید همراه با سیمان پرآلومین استفاده شود. شکل 1 تاثیر کلسیم کلرید برمقاومت اولیه بتن های ساخته شده از انواع مختلف سیمان را نشان می دهد. باور عمومی بر این است که مقاومت بلند مدت تحت تاثیر این ماده افزودنی قرار نمی گیرد.
مقدار کلسیم اضافه شده به مخلوط باید به دقت کنترل شده باشد. برای محاسبه مقدار کلسیم کلرید مورد نیاز می توان فرض کرد که تاثیر اضافه کردن یک درصد کلسیم کلرید هیدراته نشده، CaCl2، (به عنوان بخشی از جرم سیمان) بر نرخ سخت شدن به اندازه 6 درجه سلسیوس (11 درجه فارنهایت) افزایش درجه حرارت است. در حالت کلی، 1 تا 2 درصد کلسیم کلرید کافی است.

شکل 1 تاثیر CaCl2 برمقاومت بتن های ساخته شده از انواع مختلف سیمان. سیمان پرتلند معمولی (نوع I)، سیمان اصلاح شده (نوع II)، سیمان پرتلند زودگیر (نوع III)، سیمان با حرارت زایی کم (نوع IV) و سیمان ضد سولفات (نوع V).

در صورتی می توان از مقدار بیشتر کلسیم کلرید استفاده کرد که مقدار مصرفی با یک سیمان واقعی آزمایش شود. باید توجه داشت که تاثیر کلسیم کلرید به یک درجه خاص از ترکیبات سیمان بستگی دارد. معمولاً کلسیم کلرید گیرش را تسریع کرده و میزان مصرف زیاد آن می تواند سبب گیرش آنی شود.
توزیع کلسیم کلرید به طور یکنواخت در کل مخلوط حائز اهمیت است. بهتر است، این ماده افزودنی در آّب اختلاط حل شود. تهیه محلول آبی غلیظ با استفاده از پولک های کلسیم کلرید برکلسیم کلرید دانه ای که به آهستگی حل می شود، ارجحیت دارد. پولک ها حاوی H2O2.CaCl2 هستند و 37/1 گرم پولک معادل با یک گرم CaCl2 می باشد. 

مصرف کلسیم کلرید، پایداری سیمان در برابر حمله سولفاتی را خصوصاً در مخلوط های کم عیار کاهش می دهد. در حالی که احتمال واکنش قلیایی در مصالح سنگی افزایش می یابد. سایر تاثیرات نامطلوب اضافه کردن کلسیم کلرید عبارت از افزایش جمع شدگی و خزش و کاهش پایداری بتن حباب هوازایی شده در برابر یخ زدن و ذوب شدن در سنین بعدی است. اثر سودمند مصرف کلسیم کلرید، افزایش پایداری بتن در برابر فرسایش و سایش می باشد.
احتمال خطر خوردگی آرماتورها در اثر کلسیم کلرید مدت هاست که مورد بحث است. مطالعات نشان داده اند، زمانی که کلسیم کلرید به مقدار صحیح استفاده شود، در برخی از حالت های خاص سبب خوردگی می شود، در حالی که در موارد دیگر خوردگی اتفاق نمی افتد. احتمالاً این موضوع را می توان با توزیع غیر یکنواخت یون های کلرید و با مهاجرت یون های کلرید در بتن نفوذناپذیر و ورود رطوبت و اکسیژن به خصوص در شرایط آب و هوایی گرم توجیه کرد.
البته ما در اینجا در مورد کلسیم کلرید بحث می کنیم، در حالی آنچه به خوردگی مربوط است، یون کلرید Cl- می باشد. تمامی منابع یون از جمله سطح مصالح سنگی دریایی باید در نظر گرفته شوند. ممکن است، در یک گرم CaCl2، حدود 56/1 گرم یون کلرید وجود داشته باشد.

زمانی که بتن دائماً خشک است، به طوری که دارای هیچگونه رطوبتی نباشد، خوردگی نمی تواند اتفاق بیفتد، اما تحت سایر شرایط احتمال خوردگی آرماتورها وجود دارد و یک تهدید جدی برای سازه محسوب می شود. از این رو، استاندارد BS 8110-1: 1997، مقدار کل کلرید در بتن سازه ای را محدود کرده است. در ایالات متحده نیز، آیین نامه ACI 318R-05 محدودیت های مشابهی را برای مقدار مطلق کلرید توصیه کرده است. این حدود کم نیز شدیداً مصرف مواد افزودنی با پایه کلریدی را در بتن حاوی فلز تعبیه شده قدغن می کنند. استاندارد BS EN 934-2: 2001، تمامی مواد افزودنی را به داشتن حداکثر کلرید کل 1/0 درصد جرم سیمان ملزم کرده است.

اثر تسریع بدون خطر خوردگی را می توان با استفاده از سیمان های بسیار زودگیر یا مواد افزودنی عاری از کلرید به دست آورد. اغلب مواد افزودنی عاری از کلرید برپایه کلسیم فرمات هستند که اندکی اسیدی بوده و هیدراسیون سیمان را تسریع می کند. در برخی از مواقع کلسیم فرمات را با بازدارنده های خوردگی از قبیل کرومات ها، بنزوات ها و نیترات های محلول مخلوط می کنند. ماده افزودنی حاصل دارای تاثیر تسریع کننده بیشتری در دماهای کمتر از دمای اتاق هستند، اما قابلیت تسریع آن در هر دمایی از کلسیم کلرید کمتر است. تاثیر بلند مدت مواد افزودنی نوع کلسیم فرمات بر سایر خواص بتن هنوز کاملاً ارزیابی نشده است.

2-کندگیر کننده ها

کندگیر کننده ها مواد افزودنی هستند که زمان گیرش بتن که با روش آزمایش نفوذ سوزن ویکات اندازه گیری می شود، را به تاخیر می اندازند. چنین موادی در مشخصات فنی BS EN 934-2: 2001، و ASTM C 494-05a شرح داده شده اند. 
کندگیرکننده ها در بتن ریزی در هوای گرم که زمان گیرش عادی بتن در اثر دمای بالا کاهش می یابد، مفید هستند و از تشکیل درزهای سرد بین بتن ریزی های متوالی جلوگیری می کنند. به طور کلی، کندگیرکننده ها روند سخت شدن بتن را به تاخیر می اندازند. این خاصیت در ایجاد سطوح پرداخت کاری با سنگدانه های نمایان که جنبه معماری دارد، مفید می باشد.

عمل کندگیر شدن بتن با اضافه کردن شکر، مشتقات کربوهیدرات ها، نمک های روی محلول، جوهر بوره محلول و سایر مواد از این دست حاصل می شود. در عمل، بیشتر از کندگیرکننده هایی استفاده می شود که کاهنده آب نیز هستند. کاهنده های آب در بخش بعد توضیح داده می شوند. زمانی که مصرف کندگیرکننده ها به دقت کنترل می شود، اضافه کردن شکر به اندازه حدود 05/0 درصد جرم سیمان باعث تاخیر زمان گیرش به اندازه حدود 4 ساعت می شود. به هر حال، تاثیر واقعی شکر به ترکیبات شیمیایی سیمان بستگی دارد. عملکرد شکر و در واقع عملکرد هر نوع کندگیرکننده دیگری باید با مخلوط های آزمایشی که با مقدار واقعی سیمان مصرفی در اجرا ساخته شده اند، تعیین می شود. مقادیر زیاد شکر به طور مثال 2/0 تا 1 درصد جرم سیمان از گیرش سیمان جلوگیری می کند. این خاصیت شکر در هنگام درست کار نکردن مخلوط کن مفید است.

در صورتی که ماده افزودنی کندگیرکننده با تاخیر به مخلوط اضافه شود، زمان گیرش بتن افزایش می یابد. این تاثیر به خصوص در سیمان هایی با مقدار C3A هیدراته شده و ماده افزودنی را جذب نمی کند و در نتیجه ماده افزودنی برای واکنش با سیلیکات های کلسیم در دسترس قرار می گیرد.
مکانیزم عامل کندگیر کننده هنوز با قطعیت کامل شناخته نشده است. مواد افزودنی رشد بلورها یا نحوه شکل گیری آنها را به نحوی بهبود می دهند که مانع موثرتری برای جلوگیری از هیدراسیون نسبت به زمانی که از ماده افزودنی استفاده نمی شود، ایجاد می کنند. در برخی از موارد، به دلیل واکنش افزودنی های بتن با ماده هیدراته شده از غلظت محلول کاسته می شود، اما در این موارد نیز ترکیب با هویت محصولات هیدراسیون تغییر نمی کنند. همچنین این حالت در مواد افزودنی که هم کندگیرکننده و هم کاهنده آب هستند، نیز وجود دارد.در مقایسه با بتن بدون ماده افزودنی، استفاده از مواد افزودنی کندگیرکننده مقاومت اولیه را کاهش می دهد، اما نرخ کسب مقاومت های بعدی را افزایش می دهد، به طوری که مقاومت های بلند مدت تفاوت زیادی با یکدیگر نخواهند داشت. همچنین کندگیرکننده ها به دلیل افزایش مرحله پلاستیک، تمایل به افزایش جمع شدگی دارند، اما جمع شدگی ناشی از خشک شدن بدون تاثیر باقی خواهد ماند.

3-کاهنده های آب (روان کننده ها)

این مواد افزودنی به سه منظور مورد استفاده قرار می گیرند:

الف) کسب مقاومت بیشتر با کاهش نسبت آب به سیمان در کارایی یکسان با بتن بدون حباب هوا.
ب) کسب کارایی مشابه با کاهش مقدار سیمان به نحوی که حرارت هیدراسیون در بتن ریزی های حجیم کاهش یابد.
ج) افزایش کارایی به نحوی که بتن ریزی در محل های غیرقابل دسترسی به راحتی انجام شود.
مشخصات فنی ASTM C 494-05a، مواد افزودنی را که تنها کاهنده آب هستند، در نوع A رده بندی می کند. اما در صورتی که خواص کاهنده آّب همراه با به تاخیر انداختن گیرش باشد، آنگاه، این ماده افزودنی به عنوان نوع D رده بندی می شود. همچنین مواد افزودنی کاهنده آب و تسریع کننده (نوع E) نیز وجود دارند. ملزومات مشخصات فنی BS EN 934-2: 2001 برای انواع متداول مواد افزودنی در جدول 1 ارائه شده است.

اجزای فعال اصلی مواد افزودنی کاهنده آب، عواملی با سطح فعال هستند که در فصل مشترک دو فاز غیرقابل اختلاط متمرکز می شوند و نیروهای فیزیو – شیمیایی را در این فصل مشترک تغییر می دهند. عوامل فعال سطحی توسط ذرات سیمان جذب می شوند و به آنها بار منفی می دهند. این امر سبب ایجاد نیروی دافعه بین ذرات و در نتیجه ثبات پراکندگی ذرات سیمان می شود. همچنین حباب های هوا نیز دفع شده و نمی توانند به ذرات سیمان متصل شوند. علاوه بر این، بار منفی سبب ایجاد یک غشای جهت دار از مولکول های آب در اطراف هر ذره شده و در نتیجه ذرات را از هم جدا می کند. از این رو ذرات دارای تحرک بیشتری بوده و آب آزاد شده ناشی از اثر مهارکننده سیستم، لخته شده و برای روان سازی مخلوط در دسترس قرار می گیرد، به طوری که کارایی افزایش پیدا می کند.

کاهش آب اختلاط که در اثر مصرف مواد افزودنی محتمل است، بین 5 تا 15 درصد تغییر می کند. در بسیاری از مواقع، بخشی از این کاهش آب مربوط به حباب هوای ایجاد شده در اثر مصرف ماده افزودنی است. کاهش واقعی در میزان آب اختلاط به مقدار سیمان، نوع مصالح سنگی، پوزولان ها و عامل حباب هوازا در صورت وجود، بستگی دارد. بنابراین، ساخت مخلوط های آزمایشی به منظور حصول خواص بهینه و همین طور تشخیص هر نوع اثر جانبی نامطلوب احتمالی از قبیل جداشدگی، آب انداختگی و افت کارایی با زمان (یا افت اسلامپ) ضروری می باشد.
مواد افزودنی کاهنده آب، برخلاف عامل های حباب هوازا، همواره چسبندگی بتن را بهبود نمی دهند. مواد افزودنی از نوع هیدروکسیلیت کربوکسیلیک می توانند آب انداختگی بتن هایی با کارایی بالا را افزایش دهند، اما از طرف دیگر، معمولاً مواد افزودنی از نوع لیگنوسولفونیک اسید چسبندگی بتن را به دلیل حباب هوای تعمدی بهبود می دهند. به هر حال، در برخی از مواقع، استفاده از یک عامل حباب زدا برای اجتناب از ایجاد حباب هوای بیش از حد ضروری است. همچنین باید به این نکته توجه شود که اگرچه گیرش سیمان با مصرف اینگونه مواد افزودنی به تاخیر می افتد، اما نرخ افت کارایی همواره با گذشت زمان کاهش نمی یابد. به طور کلی، کارایی اولیه بالاتر موجب نرخ سریعتر افت کارایی می شود. در صورت مواجهه با این مسئله می توان مقدار مواد افزودنی مصرفی را افزایش داد، به شرطی که بر کندگیری سیمان تاثیر نامطلوبی نداشته باشد.

قابلیت پخش کنندگی مواد افزودنی کاهنده آب منجر به سطح جانبی بزرگ تر سیمان در معرض هیدراسیون می شود و به این دلیل مقاومت اولیه این نوع بتن ها در مقایسه با بتن بدون مواد افزودنی با نسبت آب به سیمان یکسان افزایش می یابد. همچنین ممکن است، مقاومت بلند مدت به دلیل توزیع یکنواخت تر ذرات پراکنده شده سیمان در کل بتن بهبود یابد. در بیان کلی، اینگونه مواد افزودنی در تمامی انواع سیمان موثر هستند، در حالی که تاثیر آنها برمقاومت سیمان های دارای C3A کمتر یا با مقدار قلیایی پایین، بیشتر است. این مواد تاثیر نامطلوبی برسایر خواص بتن ندارند، و زمانی که مواد افزودنی به نحو صحیح مصرف شوند، این امکان وجود دارد که دوام بهبود یابد. همانند سایر مواد افزودنی، استفاده از تجهیزات دقیق توزین ضروری است، زیرا میزان مصرف ماده افزودنی تنها معرف یک بخش از یک درصد جرم سیمان است.

4-فوق روان کننده ها

در ایالات متحده، مواد افزوذنی کاهنده آب جدیدتر و موثرتری نیز تحت عنوان کاهنده آب با محدوده بالا وجود دارد که در استاندارد ASTM به عنوان نوع F نام گذاری شده اند. همچنین مواد افزودنی کاهنده آب با محدوده بالا و کندگیرکننده نیز وجود دارند که در نوع G رده بندی شده اند. 
مصرف این نوع مواد افزودنی معمولاً بیشتر از مصرف مواد افزودنی متداول کاهنده آب است و احتمال اثرات نامطلوب جانبی آنها به طور قابل ملاحظه ای کمتر می باشد. به عنوان مثال، به دلیل اینکه فوق روان کننده بتن نمی توانند کشش سطحی آب را تا حد قابل ملاحظه ای کاهش دهند، مقدار قابل توجهی حباب هوا را وارد بتن نمی کنند.

از فوق روان کننده ها برای تولید بتن روان در محل های بتن ریزی غیرقابل دسترس، دال های کف یا روسازی یا محل هایی که به بتن ریزی بسیار سریع نیاز است، استفاده می شود. استفاده دیگر این مواد، در تولید بتن با مقاومت بسیار بالا و با استفاده از کارایی معمول، اما نسبت آب به سیمان بسیار کم است. این مورد مصرف فوق روان کننده ها در شکل2  نشان داده شده است.
 

شکل 2 رابطه متداول بین میزان پخش شدگی آزمایش میز سیلان و مقدار آب بتن ساخته شده با و بدون فوق روان کننده.

 

فوق روان کننده ها، سولفونات ملامین فرمالدئید تغلیظ شده یا سولفونات نفتالین فرمالدئید تغلیظ شده هستند که مورد دوم، خصوصاً هنگامی که با استفاده از یک کوپلیمر اصلاح شده باشد، بسیار موثر خواهد بود. فوق روان کننده ها از طریق عمل سولفونیک اسید جذب شده بر روی سطح ذرات سیمان که به آنها بار منفی داده و در نتیجه متقابلاً آنها را از یکدیگر دور می کند، سبب پراکنده شدن سیمان می شوند. این مواد کارایی مخلوط های بتنی را در یک نسبت آب به سیمان معین افزایش می دهند. این نوع مواد به طور معمول مقدار اسلامپ مخلوط های بتنی را در یک نسبت آب به سیمان معین افزایش می دهند. این نوع مواد به طور معمول مقدار اسلامپ را از 75 میلیمتر (3 اینچ) به 200 میلیمتر (8 اینچ) افزایش می دهند. این نوع مواد به طور معمول مقدار اسلامپ را از 75 میلیمتر (3 اینچ) به 200 میلیمتر (8 اینچ) افزایش می دهند.

در انگلستان، کارایی بالا را با آزمایش پخش میز سیلان اندازه گیری می کنند و مقدار بین 500 تا 600 میلیمتر برای سیلان متداول است. بتن روان حاصل، چسبنده بوده و به خصوص در صورتی که از مصالح سنگی درشت دانه بسیار تیزگوشه، پولکی یا سوزنی اجتناب شده و مقدار مصالح سنگی ریزدانه 4 تا 5 درصد افزایش یافته باشد، دچار آب انداختگی یا جداشدگی بیش از حد نمی شود. در هنگام طراحی قالب بندی بتن های روان باید به یاد داشت که این نوع بتن ها می توانند فشار هیدرواستاتیکی کامل به قالب ها اعمال کنند.

زمانی که هدف حصول یک بتن با مقاومت بالا در یک کارایی معین است، استفاده از فوق روان کننده می تواند منجر به کاهش آب از 25 تا 35 درصد شود (میزان کاهش آب به وسیله روان کننده های متداول تقریباً نصف این مقدار است). در نتیجه، امکان استفاده از نسبت های آب به سیمان پایین وجود دارد، به طوری که مقاومت های بسیار بالای بتن حاصل شود (شکل 3). مقاومت های 28 روزه تا اندازه MPa100 (psi 15000) را با نسبت آب به سیمان 28/0 می توان به دست آورد. حتی حصول مقاومت های بالاتر نیز با استفاده از عمل آوری با بخار یا اتوکلاو امکان پذیر است. به منظور افزایش مقاومت در سنین بالاتر می توان از فوق روان کننده ها همراه با جایگزینی بخشی از سیمان با خاکستر بادی استفاده کرد.

اثر کارایی بهتر ایجاد شده با فوق روان کننده ها کوتاه مدت است و در تیجه نرخ افت اسلامپ بالایی وجود خواهد داشت. پس از حدود 30 تا 90 دقیقه کارایی به وضعیت عادی خود باز می گردد. به این دلیل، فوق روان کننده باید بلافاصله پیش از بتن ریزی به مخلوط اضافه شود. معمولاً، در شیوه مرسوم، روان کننده حین اختلاط اضافه شده و عمل اختلاط تا مدت کوتاهی پس از آن ادامه پیدا می کند. در مورد بتن آماده، یک مدت 2 دقیقه ای اختلاط مجدد حیاتی می باشد. در حالی که اختلاط مجدد در هنگام افزایش مقدار فوق روان کننده توصیه نمی شود، زیرا احتمال جداشدگی وجود دارد. افزایش مقدار فوق روان کننده کارایی را تا 160 دقیقه بعد از اختلاط حفظ می کند و با خیال راحت می توان از این بتن استفاده کرد.

فوق روان کننده ها تاثیر به سزایی برگیرش بتن ندارند، مگر در مواردی که از سیمان هایی با مقدار بسیار کم C3A استفاده شده باشد، در این صورت ممکن است، تاخیر زیادی درگیرش بتن به وجود آید. سایر خصوصیات بلند مدت بتن نیز به طور محسوسی تحت تاثیر مصرف فوق روان کننده ها وجود ندارند. به هر حال در برخی از مواقع، مصرف فوق روان کننده ها با مواد افزودنی حباب هوازا می تواند مقدار حباب هوای ایجاد شده را کاهش داده و سیستم حفره را تغییر دهد، اما فوق روان کننده های اصلاح شده خاصی وجود دارند که با مواد افزودنی حباب هوازای متداول سازگار هستند. تنها عیب حقیقی فوق روان کننده ها قیمت نسبتاً بالای آنهاست که ناشی از هزینه بالای تولید یک محصول با جرم مولکولی بالا می باشد.

شکل 3 تاثیر اضافه کردن فوق روان کننده برمقاومت اولیه بتن ساخته شده از مقدار سیمان kg/m3370 (lb/yd3 630) و قالب گیری شده در دمای اتاق. تمامی بتن ها دارای کارایی مشابه هستند و از سیمان زودگیر (نوع III) ساخته شده اند.

 

5-میکروسیلیس ها و پرکننده ها

استفاده از پوزولان و سرباره کوره آهن را از آنجا که عمدتاً با کلسیم هیدروکسید، که از هیدراسیون سیلیکات ها در سیمان آزاد می شود، واکنش می دهند؛ می توان به عنوان مواد مضاف یا مواد افزودنی با خواص سیمان شدن نیز در نظر گرفت.

در رده بندی سیمان های پرتلند، به این نکته توجه شده است که پرکننده ها تا یک حداکثر مقدار مشخصی ممکن است در سیمان وجود داشته باشند. یک پرکننده یا ماده مضاف یک مصالح دانه ای ریز آسیاب شده در حد ریزی سیمان پرتلند است که خواص فیزیکی اش به خودی خود تاثیری بر برخی از خواص بتن از قبیل کارایی، چگالی، نفوذپذیری و آب انداختگی مویینه که سبب ترک خوردگی می شود، ندارد. پرکننده ها معمولاض از نظر شیمیایی بی اثر هستند، اما در صورت خواص هیدرولیکی یا مشارکت در واکنش های مضر با محصولات حاصله از واکنش خمیر سیمان هیدراته شده، نیز اثر مضری ندارند.

پرکننده ها می توانند با ایفای نقش به عنوان محل های تبلور، هیدراسیون سیمان پرتلند را افزایش دهند. این تاثیر در بتن حاوی خاکستر بادی و تیتانیم دی اکسید به صورت ذرات کوچک تر از یک میکرون مشاهده شده است. علاوه بر نقش تبلور، CaCO3 در فاز C-S-H نیز مشارکت می کنند که اثر مفیدی بر ساختار خمیر سیمان هیدراته شده دارند.

پرکننده ها می توانند مصالح تولید شده با فرآیندهای طبیعی یا غیرآلی باشند. آنچه در مورد پرکننده ها حیاتی است، یکنواختی خواص و خصوصاً ریزی آنهاست. این مواد نباید مقدار آب مورد نیاز برای اختلاط را افزایش دهند، مگر اینکه همواره با یک ماده افزودنی کاهنده آب مصرف شوند. همچنین نباید تاثیر نامطلوبی برپایداری بتن در برابر هوازدگی یا محافظت در مقابل خوردگی در بتن های مسلح داشته باشند. بدیهی است که این مواد نباید منجر به پسرفت بلند مدت مقاومت بتن شوند، هر چند که چنین مشکلی کمتر به وجود می آید.
باتوجه به اینکه عمل پرکننده ها و ژل میکروسیلیس غالباً فیزیکی است، از نظر فیزیکی با سیمانی که در آن مصرف می شوند، قابل مقایسه هستند. از آنجا که پرکننده نرمتر از کلینکر است، آسیاب کردن بیشتر مواد مرکب الزامی است، به طوری که از حصول ذرات بسیار ریز سیمان که برای مقاومت اولیه ضروری هستند، اطمینان حاصل شود.

مواد ریزدانه بی اثر دیگری نیز وجود دارند که به مخلوط اضافه می شوند. از جمله این مواد می توان آهک هیدراته شده یا گرد مصالح سنگی با وزن معمولی را نام برد. بدیهی است که مواد خنثی در کسب مقاومت بتن مشارکت نمی کنند و معمولاً برای افزایش کارایی دوغاب ها یا ملات های بنایی به کار می روند. همچنین رنگدانه ها را نیز می توان در گروه مواد افزودنی یا مواد مضاف رده بندی کرد.
از طرف دیگر، پودر یا آلومینیم در حضور قلیایی ها یا کلسیم هیدروکسید هیدروژن آزاد می کنند. از این فرآیند در ساخت بتن گازی یا بتن هوادهی شده که خصوصاً برای مواردی که به عایق بندی حرارتی نیاز است، استفاده می شود. چنین موادی تحت عنوان مواد افزودنی کف ساز نامیده می شوند. از جمله این مواد هیدروژن پروکسید است که حباب های اکسیژن را تولید می کند. این حباب ها در مخلوط ماسه سیمان جای گرفته و بتن اسفنجی را تولید می کنند.

6-چسب های بتن

این نوع مواد افزودنی امولسیون های پلیمری (لاتکس ها) هستند که چسبندگی بتن تازه به بتن سخت شده را بهبود می دهند و بنابراین به خصوص در کارهای تعمیراتی مناسب هستند. امولسیون یک سوسپانسیون کلوئیدی پلیمر در آب می باشد. هنگامی که این امولسیون همراه با بتن به کار می رود، یک بتن اصلاح شده با لاتکس (LMC) بتن سیمان پرتلندی پلیمری به دست می آید. اگرچه لاتکس های پلیمری یا چسب بتن گران هستند، اما مقاومت کششی و خمشی و همچنین دوام و خواص پیوستگی را بهبود می دهند.

7-مواد افزودنی آب بندی بتن

بتن به دلیل کشش سطحی موجود در منافذ مویینه خمیر سیمان سخت شده آب جذب می کند. جذب آب را می توان با مکش مویینه متوقف کرد. همچنین می توان با کمک مواد آب بند بتن از این نفوذپذیری جلوگیری کرد. عملکرد این نوع مواد افزودنی تا حد زیادی به اینکه فشار اعمال آب پایین باشد، مانند حالت باران (بدون وزش باد) یا بالا آمدن آب در منافذ مویینه و یا فشار هیدرو استاتیکی که در سازه های نگهداری آب اعمال می شود، وابسته است.
مواد افزودنی ضدآب کننده می توانند به چندین روش عمل کنند، اما تاثیر آنها عمدتاً آب گریز ساختن بتن می باشد. در این صورت آب در اثر افزایش زاویه تماس بین جداره های مویینه و آب، دفع می شود. نمونه هایی از این مواد افزودنی سیتریک اسید و برخی از روغن های گیاهی و حیوانی هستند.

باید بین مواد افزودنی ضدآب کننده با مواد افزودنی دفع کننده آب با پایه رزین های سلیسی که در سطح بتن به کار می روند، تفاوت قائل شد. غشاهای ضدآب کننده عبارت از روکش های قیری با پایه امولسیونی هستند که یک لایه بسیار نازک محکم با خواص الاستیک را ایجاد می کنند.
برخی از ارگانیسم ها از قبیل باکتری ها، قارچ ها یا حشرات می توانند با خوردگی فولاد یا لکه دار کردن سطح، تاثیر نامطلوبی بر بتن به جای بگذارند. باتوجه به اینکه ماهیت زبر بتن پناهگاه خوبی برای باکتری هاست، تمیز کردن سطح غیرموثر بوده و ضروری است که از برخی از مواد افزودنی که سم چنین ارگانیسمی هایی هستند، در مخلوط استفاده شود. این مواد افزودنی شامل ضدباکتری ها، ضدقارچ ها، و حشره کش ها هستند.

مقاومت بتن چیست و به چه عواملی بستگی دارد

مقاومت بتن چیست

معمولاً، مقاومت به عنوان مهم ترین خاصیت بتن در نظر گرفته می شود. اگرچه ممکن است، در برخی از حالت های اجرایی، سایر مشخصات بتن از قبیل دوام، نفوذناپذیری و پایداری حجمی اهمیت بیشتری داشته باشند. با وجود این، مقاومت معمولاً یک تصویر کلی از کیفیت بتن ارائه می دهد. دلیل این امر ارتباط مستقیم مقاومت با ساختار خمیر سیمان است.

مشخص شده است که مقاومت و همین طور دوام و تغییرات حجم بتن سخت شده تا آن اندازه که به ساختار فیزیکی محصولات هیدراسیون سیمان و نسبت های حجمی نسبی آنها بستگی دارد به ترکیبات شیمیایی وابسته نیست. در این بین، حضور شکاف های مویی، ناپیوستگی و منافذ خالی اهمیت ویژه ای دارند و درک تاثیر آنها برمقاومت مستلزم ملاحظه مکانیک های شکست بتن تحت تنش است. به هر حال، از آنجا که دانش ما درخصوص این راهکار بنیادی ناقص است، لازم است که مقاومت را به پارامترهای قابل اندازه گیری در ساختار خمیر سیمان هیدارته شده نسبت دهیم. در این خصوص، تخلخل یعنی حجم نسبی حفره ها یا فضاهای خالی در خمیر سیمان به عنوان یک عامل اصلی مشاهده شده است. حفره ها و فضاهای خالی را می توان به عنوان منشاء ضعف در نظر گرفت. سایر منابع ضعف برخاسته از مصالح سنگی هستند که علاوه براینکه خود حاوی ترک می باشند، سبب ریز ترک خوردگی در منطقه حدفاصل با خمیر سیمان نیز می شوند. متاسفانه، از آنجا که تعیین تخلخل خمیر سیمان هیدارته شده و ریز ترک خوردگی مشکل است، متوسل شدن به مطالعه تجربی عوامل موثر برمقاومت بتن الزامی است. در حقیقت، مشاهده شده که عامل اصلی نسبت آب به سیمان است و سایر خواص مخلوط از اهمیت ثانویه برخوردارند.

1- معیار عملی مقاومت

درحالی که مقاومت بتن یک خاصیت ذاتی این ماده است، در عمل تابعی از سیستم تنش است که به ماده وارد می شود. در حالت ایده آل باید این امکان وجود داشته باشد که تمامی معیارهای شکست تحت تمامی تنش های ممکن را بتوان با ترکیب یک پارامتر تنش مجزا از قبیل مقاومت در تنش تک محوری بیان کرد. اگر چه تلاش های زیادی برای بسط روابط تجربی معیار شکست که در طراحی سازه ای مفید باشد، انجام شده است، اما هنوز چنین راه حلی پیدا نشده است.

همان طور که قبلاً ذکر شد، نمی توان عوامل گوناگون موثر برمقاومت بتن از قبیل نسبت های اختلاط را به صورت یک معادله مقاومتی بیان کرد. به هر حال، همه ما مجموعه ای از مشاهدات در سطوح مهندسی و تجربی را در اختیار داریم و باید از این روش در مباحث عوامل موثر اصلی برمقاومت بتن استفاده کنیم.

مهم ترین عامل عملی نسبت آب به سیمان است که پارامتر متضمن آن، تعداد و اندازه حفره های موجود در خمیر سیمان سخت شده می باشددر حقیقت، همانگونه که در بخش بعد توضیح داده خواهد شد، عمدتاً نسبت آب به سیمان یک مخلوط، میزان تخلخل خمیر سیمان سخت شده را تعیین می کند.

2- تخلخل

خمیز تازه سیمان، یک شبکه پلاستیکی از ذرات سیمان در آب است که در زمان گیرش حجم ظاهری یا ناخالص آن تقریباً ثابت باقی می ماند. خمیر سیمان شامل هیدرات های ترکیبات مختلف سیمان و Ca(OH)2 است و حجم خالص در دسترس محصلات هیدراسیون این ترکیبات متشکل از مجموع حجم مطلق سیمان خشک و حجم آب اختلاط می باشد (با این فرض که مسئله آب انداختگی و تبخیر آب وجود ندارد). آب اختلاط در نتیجه هیدراسیون به سه شکل: آب ترکیب شده، آب ژل و آب مویینه در می آید.

شکل1 نسبت های حجمی اجزای تشکیل دهنده خمیر سیمان قبل و حین هیدراسیون را نشان می دهد. سیمان هیدراته شده یا ژل سیمان شامل محصولات جامد هیدراسیون به اضافه آب است. این آب به صورت فیزیکی یا به صورت جذب شده بر روی سطح جانبی هیدرات ها وجود دارد و به آن، آب ژل می گویند. آب ژل در بین محصولات جامد هیدراسیون و در بین منافذی که به آنها منافذ ژل گفته می شود، قرار می گیرد. این حفره ها بسیار کوچک هستند [به قطر حدود 2 نانومتر (9-10 × 80 اینچ)] . بررسی ها نشان داده اند که حجم آب ژل 28 درصد ژل سیمان است.

علاوه بر آب ژل، آب دیگری نیز وجود دارد که به طور شیمیایی یا فیزیکی با محصولات هیدراسیون ترکیب شده و بنابراین بسیار پایدار است. مقدار آب ترکیب شده را می توان به عنوان مقدار آب غیرقابل تبخیر تعیین کرد. این آب در سیمان کاملاً هیدراته شده حدود 22 درصد از جرم سیمان خشک را به خود اختصاص می دهد.

محصولات جامد هیدراسیون، حجمی کمتر از مجموع حجم مطلق سیمان خشک اولیه (که هیدراته شده است) و آب ترکیب شده را اشغال می کند؛ لذا فضاهای خالی در حجم ناخالص خمیر باقی می ماند. این فضای باقی مانده، در سیمان های کاملاً هیدراته شده، بدون آب اضافی، بیشتر از آب مورد نیاز برای هیدراسیون، حدود 5/18 درصد حجم اولیه سیمان خشک است. این فضای خالی به صورت حفره ها و منافذ مویینه در می آید که ممکن است، بسته به مقدار آب اختلاط اولیه و همچنین بسته به آب اضافی که طی هیدراسیون وارد می شود، پر از آب یا خالی باشند. منافذ مویینه بسیار بزرگ تر از حفره های ژل هستند.
[ به قطر حدود 1 میکرومتر (1-10 × 40 اینچ)] . 

 

 

شکل 1 نمایش دیاگرامی نسبت های حجمی: (الف) پیش از هیدراسیون (درجه هیدراسیون، 0=h ) و 
(ب) طی هیدراسیون (درجه هیدراسیون، h) 

 

در صورتی که آب اختلاط بیش از آب مورد نیاز برای هیدراسیون کامل باشد، حجم لوله های مویینه بیش از 5/18 درصدی است که در بالا ذکر شد. این لوله ها پر از آب هستند. می توان ترکیبات حجمی خمیر سیمان را در مراحل مختلف هیدراسیون تخمین زد. شکل 2، تاثیر نسبت آب به سیمان برمقادیر حاصله را نشان می دهد. یک خصلت جالب شکل 2 این است که در آن یک نسبت آب به سیمان حداقل وجود دارد که برای حصول هیدراسیون کامل (حدود 36/0 جرمی) ضروری است. زیرا در مقادیر کمتر از این مقدار، فضای کافی برای تجمع تمامی محصولات هیدراسیون ناکافی وجود نخواهد داشت. این وضعیت در خمیر سیمان عمل آوری شده با آب به وجود می آید، یعنی زمانی که یک منبع خارجی آب وجود دارد و آب می تواند پس از هیدراسیون به درون منافذ مویینه خالی راه یابد. برعکس، زمانی که مخلوط اولیه آب بندی می شود یعنی به آب خارجی دسترسی ندارد، بیشترین حداقل نسبت آب به سیمان برای هیدراسیون کامل ضروری است. زیرا هیدراسیون تنها زمانی می تواند پیشروی کند که برای اطمینان از رطوبت نسبی داخلی بالا، منافذ مویینه حاوی آب کافی باشد و مقدارش تنها به آب مورد نیاز برای واکنش های شیمیایی محدود نگردد.

                                                                    آب مویینه (Vcw)

                                                                    محصولات هیدراسیون (Vp+Vgw)

                                                                    سیمان هیدراته نشده (Vuc)

شکل 2 ترکیبات خمیر سیمان در مراحل مختلف هیدراسیون. درصدهای نشان داده شده تنها برای خمیرهایی با فضای پر از آب برای جای دادن محصولات هیدراسیون در درجه هیدراسیون نشان داده شده به کار می روند.  

حجم کل منافذ مویینه یا حفره ها، یک عامل بنیادی در تعیین خواص بتن سخت شده است. معمول است که حجم منافذ مویینه را به عنوان بخشی از حجم کل خمیر سیمان هیدراته شده به حساب آورند. تخلخل به نسبت آب به سیمان و درجه هیدراسیون بستگی دارد. عبارت W/C ، عامل اصلی تاثیرگذار بر تخلخل است. مقدار تخلخل به گونه ای است که برای محدوده معمول نسبت های آب به سیمان، خمیر سیمان تنها حدود نیمی از مواد جامد را به خود اختصاص می دهد. به عنوان مثال، در نسبت آب به سیمان 6/0، حجم کل منافذ مویینه بسته به درجه هیدراسیون بین 47 تا 60 درصد حجم کل خمیر سیمان است. اکنون، رابطه بین نسبت آب به سیمان و تخلخل خمیر سیمان سخت شده واضح است. یک رابطه متناظر بین تخلخل و مقاومت وجود دارد که مستقل از پر یا خالی بودن منافذ مویینه از آب است. شکل 3، رابطه بین تخلخل و مقاومت را برای خمیرهای سیمان نشان می دهد که در آن مقاومت های بسیار بالا به وسیله فشار بالا به دست می آیند، به طوری که تراکم خوبی در نسبت های آب به سیمان پایین حاصل می شود. لازم به ذکر است که رابطه بین مقاومت و تخلخل منحصر به بتن نیست و در فلزات و برخی دیگر از مصالح نیز قابل کاربرد است.

شکل 3 رابطه بین مقاومت فشاری و لگاریتم تخلخل خمیر سیمان متراکم شده در شرایط مختلف فشار و دمای بالا.

 

بحث در این مورد این نکته را روشن می کند که تخلخل یک عامل موثر اصلی در مقاومت است. به هر حال، نه تنها حجم کل فضاهای خالی بلکه سایر خصلت های این فضاها حائز اهمیت می باشند. البته تعیین کمیت آنها دشوار است. 

3-توزیع اندازه حفره 

همانگونه که بیان شد، منافذ مویینه بزرگ تر از حفره های ژل می باشند، البته در حقیقت، یک محدوده کلی برای اندازه فضاهای خالی موجود در بتن سخت شده وجود دارد. خمیر سیمان زمانی که تنها بخشی از آن هیدراته شده است، حاوی یک سیستم منافذ مویینه غیرمتصل است. منافذ مویینه اگرچه نفوذپذیری بتن را افزایش می دهند، اما تاثیر چندانی در مقاومت های پایین ندارند و در واقع تاثیر اصلی آنها در پدیده یخ زدن و ذوب شدن و همچنین حملات شیمیایی است که البته این امر به نسبت آب به سیمان نیز بستگی دارد.

جدول 1 مدت زمان عمل آوری لازم برای رسیدن به درجه هیدراسیون که در آن سیستم حفره های مویینه قطعه بندی می شود.

نسبت آب به سیمان	درجه هیدراسیون، درصد	دوره عمل آوری لازم
40/0 45/0 50/0 60/0 70/0 بیش از 70/0	60 60 70 92 100 100	3 روز 7 روز 14 روز 6 ماه 1 سال غیر ممکن

 

با پیشرفت هیدراسیون، ژل سیمانی حاصل شده برخی از منافذ مویینه را مسدود کرده و با قطعه بندی سیستم منافذ مویینه به چند قطعه کوچک تر، از بروز این مشکلات جلوگیری می کنند. در این حالت ارتباط منافذ مویینه با حفره های بسیار کوچکتر ژل که نفوذناپذیر هستند، قطع خواهد شد. در جدول 1 حداقل زمان عمل آوری لازم برای قطعه بندی سیستم منافذ مویینه ارائه شده است. به هرحال باید خاطر نشان کرد که هرچه سیمان ریزتر باشد، زمان عمل آوری به ازای یک درجه هیدراسیون معین در یک نسبت آب به سیمان مشخص کوتاه تر است. همچنین جدول 1 نشان می دهد که برای حصول بتن بادوام، برای مخلوط های با نسبت آب به سیمان کمتر، زمان های عمل آوری کوتاه تری لازم است که البته این مخلوط ها به دلیل تخلخل کمتر دارای مقاومت بیشتری هستند. 

4-عوامل موثر در مقاومت بتن

اگرچه تخلخل عامل اصلی تاثیرگذار برمقاومت بتن می باشد، اما اندازه گیری آن با استفاده از روش های مهندسی دشوار است. حتی محاسبه تخلخل نیز به این دلیل که درجه هیدراسیون به راحتی تعیین نمی شود (البته با این فرض که نسبت آب به سیمان مشخص است)، دشوار است. به طور مشابه، تاثیر مصالح سنگی بر روی ریز ترک خوردگی نیز به راحتی معین نمی شود. به این دلایل در عمل، عوامل موثر در مقاومت بتن عبارت از نسبت آب به سیمان، درجه تراکم، سن و دما هستند. به هر حال، عوامل دیگری نیز از قبیل نسبت مصالح سنگی به سیمان، کیفیت مصالح سنگی (دانه بندی، بافت سطحی، شکل، مقاومت و سفتی)، حداکثر اندازه سنگدانه، و منطقه گذار وجود دارند که برمقاومت تاثیر می گذارند. به این عوامل در مواردی که از مصالح سنگی با حداکثر اندازه سنگدانه تا 40 میلیمتر (1 اینچ) استفاده می شود، به عنوان عوامل درجه دو نگاه می شود.

5-نسبت آب به سیمان، درجه تراکم و سن بتن

در ساخت و سازه های معمولی، امکان خارج کردن تمام حباب هوا از بتن حتی در بتن کاملاً متراکم نشده وجود ندارد و همواره مقدار حباب هوای محبوس شده در بتن وجود دارد. جدول 2، مقادیر متداول مقدار حباب هوای محبوس شده به ازای مصالح سنگی با اندازه های مختلف را نشان می دهد. مقاومت بتن با فرض تراکم کامل بتن در یک سن معین و دمای معمولی با نسبت آب به سیمان نسبت عکس دارد. به این رابطه، قانون آبرام گفته می شود. شکل 4 این قانون را شرح داده و همچنین تاثیر تراکم نسبی بر روی مقاومت را نشان می دهد.

قانون آبرام، حالت خاصی از یک قانون کلی "فرت" می باشد که به صورت فرمول تجربی زیر ارائه می شود:

                                   

که fc  مقاومت بتن و Vc ، Vm و a به ترتیب حجم مطلق سیمان، آب و حباب هوای محبوس شده و K ، یک مقدار ثابت است.

جدول 2 مقدار حباب هوای محبوس شده مناسب به ازای مصالح سنگی با اندازه های مختلف طبق استاندارد ACI 211.1-91(تایید مجدد 2002).

حداکثر اندازه اسمی سنگدانه			حباب هوای محبوس شده، درصد
mm		in
10 5/12 20 25 40 50 70 150		1 1 2 3 6	3 5/2 2 5/1 1 5/0 3/0 2/0

یادآوری می شود که در یک درجه هیدراسیون معین، نسبت آب به سیمان تعیین کننده تخلخل خمیر سیمان است. بنابراین، در معادله ، تاثیر حجم کل فضای خالی یعنی منافذ ژل، منافذ مویینه و حباب هوای محبوس شده برمقاومت در نظر گرفته می شود. به طور کلی با بالا رفتن سن بتن، درجه هیدراسیون افزایش یافته و به تبعیت از آن مقاومت نیز زیاد می شود. این تاثیر برای بتن های ساخته شده از سیمان پرتلند معمولی (نوع I ) در شکل 5 نشان داده شده است. باید به این نکته تاکید کرد که مقاومت به نسبت آب به سیمان موثر که براساس آب اختلاط منهای آب جذب شده توسط مصالح سنگی محاسبه می شود، بستگی دارد. به عبارت دیگر، فرض می شود مصالح سنگی مقداری از آب را در زمان اختلاط برای رسیدن به شرایط اشباع با سطح خشک جذب می کنند. 

شکل 4رابطه ی بین مقاومت و نسبت آب به سیمان در بتن

 

شکل 5 تاثیر سن برمقاومت فشاری بتن با سیمان پرتلند معمولی (نوع I) و نسبت های مختلف آب به سیمان.

 

شکل 6 تاثیر نسبت مصالح سنگی به سیمان بر مقاومت بتن.

 

6- نسبت مصالح سنگی به سیمان

مشخص شد که به ازای یک نسبت آب به سیمان ثابت، یک مخلوط با عیار پایین تر، مقاومت بالاتری را نتیجه می دهد. تاثیر نسبت مصالح سنگی به سیمان برمقاومت بتن در شکل 6 نشان داده شده است. دلیل اصلی این تاثیر در حجم کل فضای خالی بتن نهفته است. با استناد به محاسبات مربوط به تخلخل کل خمیر سیمان هیدراته شده، بدیهی است، در صورتی که خمیر حجم کمتری از بتن را به خود اختصاص دهد (به طور مثال در حالت مخلوط ها با عیار کمتر)، آنگاه تخلخل کل بتن کمتر و در نتیجه مقاومت بالاتر خواهد بود. استدلال فوق، وجود هرگونه حفره در مصالح را نادیده گرفته است، مصالح سنگی معمولی کمترین میزان حفره را دارند.

7- خواص مصالح سنگی

همان گونه که قبلاً بیان شد، تاثیر خواص مصالح سنگی برمقاومت در درجه دوم اهمیت قرار دارد. در اینجا تنها تاثیر شکل مصالح سنگی بررسی می شود. تنش که در آن ترک خوردگی قابل ملاحظه ای شروع می شود، تحت تاثیر شکل مصالح سنگی قرار دارد. در صورتی که سایر شرایط یکسان باشند، شن گردگوشه نسبت به مصالح سنگی شکسته خشن و تیزگوشه منجر به ایجاد ترک در تنش های کمتر می شود. این اثر که در کشش و فشار مشابه است، ناشی از پیوستگی بهتر و ریزترک خوردگی کمتر با مصالح سنگی شکسته تیزگوشه می باشد. در حقیقت، اثر شکل مصالح سنگی در آزمایش مدول گسیختگی آشکارتر از آزمایش کشش و فشار تک محوری است. دلیل این امر احتمالاً حضور گرادیان تنش است که گسترش ترک خوردگی منجر به شکست نهایی را به تاخیر می اندازد. از این رو، بتن حاوی مصالح سنگی تیزگوشه مقاومت خمشی بالاتری نسبت به بتن حاوی مصالح سنگی گردگوشه دارند. این امر در مخلوط هایی با نسبت آب به سیمان کم پر رنگتر است. به هر حال، در مخلوط های با کارایی یکسان، مصالح سنگی گردگوشه به آب کمتری نسبت به مصالح سنگی تیزگوشه نیاز دارند و بنابراین، مقاومت خمشی هر دو بتن یکسان است. 

8- منطقه گذار (ناحیه انتقال)

حدفاصل بین مصالح سنگی و خمیر سیمان منطقه گذار نامیده می شود که نسبت خمیر سیمان و از آن بیشتر نسبت به مصالح سنگی دارای تخلخل بیشتر و در نتیجه مقاومت کمتر است. در این منطقه، سطح مصالح با لایه نازکی از Ca (OH)2 ، سپس با لایه نازک C- S- H و آنگاه با لایه های ضخیم تر از مصالح مشابه اما بدون سیمان هیدراته شده پوشیده شده اند. مقاومت منطقه گذار می تواند با گذشت زمان و در اثر واکنش های ثانویه بین Ca (OH)2 و پوزولان، به عنوان مثال دوده سیلیس که دارای ذرات ریزتر از سیمان است، افزایش یابد. مصالح سنگی سنگ آهکی و همچنین مصالح سنگی سبک که دارای سطح متخلخل می باشند، یک منطقه گذار چگال را تولید می کنند. 

افزایش مقاومت بتن با عمل آوری

برای دستیابی به بتنی با کیفیت خوب باید عملیات بتن ریزی مخلوط مناسب همراه با عمل آوری در یک محیط مناسب طی مراحل اولیه سخت شدن دنبال شود. به روش های مورد استفاده برای پیشروی هیدراسیون سیمان عمل آوری گفته می شود و از این رو، روش های عمل آوری برای افزایش مقاومت بتن، دما و انتقال رطوبتی از داخل به خارج بتن را کنترل می کنند. مورد آخر نه تنها برمقاومت بلکه بر دوام بتن نیز تاثیر می گذارد. در این فصل به روش های مختلف عمل آوری در دماهای عادی و بالا می پردازیم. عمل آوری در دمای بالا موجب افزایش نرخ واکنش های شیمیایی هیدراسیون و کسب مقاومت می وشود. به هر حال، باید به این نکته توجه شود که استفاده از دمای بالا در سنین اولیه می تواند تاثیر نامطلوبی برمقاومت های بعدی بتن داشته باشد. در نتیجه، تاثیر دما باید به دقت مورد بررسی قرار گیرد.

1- عمل آوری عادی

هدف از عمل آوری در دمای عادی، حفظ بتن در حالت اشباع یا تا حد ممکن نزدیک به حالت اشباع تا زمانی است که فضاهای پر از آب موجود در خمیر سیمان تازه تا حد مطلوب با فرآورده های هیدراسیون سیمان اشغال شوند. در مورد بتن کارگاهی، تقریباً همواره فرآیند عمل آوری فعال پیش از آنکه فرآیند هیدراسیون به حداکثر مقدار ممکن خود برسد، متوقف می شود. تاثیر عمل آوری مرطوب برمقاومت را می توان از شکل 1 اندازه گیری کرد. مقاومت های کششی و فشاری به یک شکل، تحت تاثیر قرار می گیرند. عدم موفقیت در کسب مقاومت در نتیجه مقاومت ناکافی، یا به عبارتی اثر افت آب ناشی از تبخیر در مولفه های باریکتر و مخلوط های با عیار بیشتر مشهودتر می باشد، اما در بتن های ساخته شده با مصالح سنگی سبک کمتر دیده می شود. تاثیر شرایط عمل آوری بر مقاومت در بتن های دارای حباب هوا کمتر از بتن های بدون حباب هوا می باشد.

لزوم عمل آوری برخاسته از این حقیقت است که هیدراسیون سیمان تنها در منافذ مویینه پر از آب اتفاق می افتد. به این دلیل باید از افت آب از منافذ مویینه جلوگیری کرد. علاوه بر این، افت درونی آب به دلیل خود خشک شوندگی نیز با آب خارجی جبران می شود. به عبارت دیگر آب باید از یک منشاء خارجی به داخل بتن راه یابد. خشک شوندگی در بتن آب بندی شده زمانی اتفاق می افتد که نسبت آب به سیمان کمتر از حدود 5/0 باشد، زیرا رطوبت نسبی داخل در منافذ مویینه از حداقل مقدار لازم برای وقوع هیدراسیون یعنی 80 درصد کمتر می شود.

باید بر این نکته تاکید شود که الزاماً نباید برای افزایش رضایت بخش مقاومت تمامی دانه های سیمان هیدراته شوند، و در عمل نیز این اتفاق به ندرت پیش می آید. به هر حال، در صورتی که عمل آوری تا زمانی که منافذ مویینه موجود در خمیر سیمان هیدراته شده قطعه بندی شود ادامه یابد، آنگاه بتن نفوذناپذیر شده (و همین طور دارای مقاومت کافی بوده) که این خصلت برای دوام بتن حیاتی است.

شکل 1 تاثیر عمل آوری مرطوب بر بتن ساخته شده با نسبت آب به سیمان 50/0.

 

برای رسیدن به این شرایط باید از تبخیر آب از سطح بتن جلوگیری شود. تبخیر در مراحل اولیه پس از بتن ریزی به دما و رطوبت نسبی هوای اطراف و سرعت باد که بر تغییر هوا برسطح بتن تاثیر می گذارد، بستگی دارد. همانگونه که بیان شد، باید از نرخ های تبخیر بیشتر از 5/0 کیلوگرم بر مترمربع در ساعت (1/0 پوند بر فوت مربع در ساعت) اجتناب شود.

2- روش های عمل آوری

در اینجا تنها کلیاتی در مورد ابزارهای مختلف عمل آوری به عنوان روشی که به طور بسیار گسترده بسته به شرایط کارگاه و اندازه، شکل و موقعیت بتن مورد نظر استفاده می شود، بحث خواهد شد.

روغن کاری یا مرطوب کردن قالب ها پیش از قالب گیری می تواند به عمل آوری اعضای بتنی با نسبت سطح به حجم کم کمک کند. می توان قالب ها را برای مدتی باز نکرده و در صورتی که جنس قالب مناسب باشد، آنها را طی سخت شدن بتن، مرطوب نگه داشت. در صورتی که قالب ها در سنین اولیه باز شده باشد، باید بتن را آب پاشی کرده و در یک ورقه پلی اتیلن یا سایر پوشش های مناسب پیچاند.

سطوح افقی بزرگ بتنی از قبیل دال های روسازی بزرگراه ها، مشکلات جدی تری را نشان می دهند. برای جلوگیری از ترک خوردگی سطحی و کم عمق در سطحی که در حال خشک شدن است باید از افت آب حتی پیش از گیرش، جلوگیری کرد. از آنجا که در این لحظه بتن از نظر مکانیکی ضعیف می باشد، الزامی است که پوشش بر روی سطح آن آویزان شود. این نوع محافظت، تنها در شرایط آب و هوایی خشک الزامی است، اما در جلوگیری کردن از ریزش باران برسطح بتن تازه نیز می تواند مفید باشد.

به محض اینکه بتن گیرش می یابد، می توان شرایط عمل آوری مرطوب بتن را با حفظ تماس آب با بتن فراهم کرد. این کار را می توان با آب پاشی یا غرقاب سازی (حوضچه سازی) و یا با پوشاندن بتن با ماسه، خاک، خاک اره یا پوشال مرطوب انجام داد. از پارچه های کتانی یا کرباسی که به طور متناوب مرطوب می شوند، نیز می توان استفاده کرد. همچنین می توان یک پوشش جاذب آب را بر روی بتن قرار دارد و جریان آب را بر روی آن باز کرد. طبیعتاً تامین پیوسته آب موثرتر از تامین دوره ای آن است. شکل 2، افزایش مقاومت استوانه ای بتنی که سطح فوقاتی آنها طی 24 ساعت اول غرقاب سازی شده است، را با استوانه های پوشانده شده با کرباس مرطوب مقایسه می کند. این اختلاف در نسبت های آب به سیمان پایین که خشک شوندگی هم به طور سریع اتفاق می افتد، بیشترین مقدار خود را دارد.

شکل 2 تاثیر شرایط عمل آوری برمقاومت استوانه های آزمایشی.

 

یک روش دیگر برای عمل آوری، آب بندی سطح بتن به وسیله یک غشای قابل نفوذ یا کاغذ ضدآب تقویت شده و یا ورقه های پلاستیکی است. یک غشا به شرط اینکه سوراخ نشده و آسیب ندیده باشد، به نحو موثری از تبخیر آب از سطح بتن جلوگیری می کند، اما از نفوذ آب از یک منشاء خارجی برای جبران مقدار افت آب ناشی از خشک شدگی نیز ممانعت می کند. این غشا از ترکیبات آب بندی مایع تشکیل می شود. ترکیبات آب بندی مایع را پس از اینکه اثر آب آزاد از سطح بتن ناپدید شد و پیش از اینکه آب موجود در منافذ بتن به اندازه ای خشک شود که امکان جذب این ترکیبات وجود داشته باشد، با استفاده از ابزار دستی مانند قلم مو و یا با پاشیدن بر روی سطح بتن پخش می کنند. ممکن است، این غشا شفاف و به رنگ سفید یا سیاه باشد. ترکیبات تیره رنگ دارای این خاصیت هستند که بر روی بتن سایه می اندازند و ترکیبات با رنگ روشن منجر به جذب گرمای کمتر از خورشید شده و در نتیجه دمای بتن کمتر افزایش پیدا می کند. مشاهدات مختلف در مورد مقاومت نمونه های مختلف بتن نشان داده اند که تاثیر غشاهای سفید و ورقه های نیمه شفاف سفید پلی اتیلن مشابه است. در ایالات متحده، مشخصات فنی ASTM C 309-06، ترکیبات عمل آوری غشایی و مشخصات فنی ASTM C 171-03، مواد ورقه ای، کاغذ تقویت شده و پلاستیک مخصوص عمل آوری را توصیف کرده اند. آزمایش های سودمندی و تاثیر مواد عمل آوری در روش استاندارد ASTM C 156-05 شرح داده شده اند. مشخصات فنی عملیات راهسازی و پل سازی،BS 8110-1: 1997، سودمندی عمل آوری 90 درصد را برای هر نوع غشای عمل آوری الزامی می داند. کارایی عمل آوری با مقایسه افت رطوبت از نمونه آب بندی شده با افت آب از نمونه آب بندی نشده که تحت شرایط توصیف شده ساخته و عمل آوری شده اند، ارزیابی می شود.

غشاهای آب بندی به استثنای زمانی که از بتن با نسبت آب به سیمان بالا استفاده می شود، درجه و نرخ هیدراسیون را در مقایسه عمل آوری مرطوب موثر کاهش می دهند. به هر حال، در اغلب موارد، عمل آوری مرطوب تنها به صورت دوره ای و غیر پیوسته انجام می شود، به طوری که در عمل ممکن است، آب بندی منجر به نتایج بهتری نسبت به سایر روش ها گردد. کاغذهای تقویت شده که یک مرتبه برداشته می شوند، مداخله ای در چسبندگی لایه بعدی بتن ایجاد نمی کنند، اما اثر غشاها در این مورد باید در هر حالت بررسی شود. ورقه های پلاستیکی به دلیل تجمع غیریکنواخت آب در زیر ورقه ها می توانند سبب تغییر رنگ یا لکه دار شدن سطح بتن شوند. برای جلوگیری از این وضعیت و همچنین جلوگیری از افت آب باید این ورقه ها به طور محکم بر روی سطح بتن کشیده شوند.

بدیهی است که نمی توان به سادگی برای دوره عمل آوری نسخه پیچید، اما در صورتی که دما بیش از 10 درجه سلسیوس (50 درجه فارنهایت) باشد، آیین نامه ACI 308.R-01، حداقل دوره های عمل آوری: 3 روزه را برای سیمان پرتلند زودگیر (نوع III)، 7 روزه را برای سیمان پرتلند معمولی (نوع I)، و 14 روزه را برای سیمان با حرارت زایی پایین (نوع IV) مشخص کرده است. به هر حال، دما نیز بر طول دوره زمانی عمل آوری تاثیر می گذارد. استاندارد BS 8110-1: 1997 حداقل دوره های عمل آوری برای سیمان ها و شرایط عمل آوری مختلف را مطابق با جدول 1 مشخص کرده است. احتیاط های ویژه در دماهای کمتر از 5 درجه سلسیوس (41 درجه فارنهایت) ضروری هستند. همچنین استاندارد
  ACI 308-01، اطلاعات وسیعی را در مورد عمل آوری ارائه می دهد. زمان باز کردن قالب ها در گزارش 67 انجمن اطلاعات و تحقیقات ساخت و سازهای صنعتی (CIRIA) ارائه شده است. این گزارش در سال 1997 در انگلستان منتشر شده است.

جدول 1 حداقل دوره محافظت لازم (روز) برای سیمان ها و شرایط عمل آوری مختلف، مطابق با BS8110-1: 1997.

شرایط عمل آوری	نوع سیمان	حداقل دوره عمل آوری و نگهداری (روز) برای دمای متوسط سطحی بتن
		بین 5 تا °C10 (41 تا °F50)	هر دمایی، °t، بین 5 تا °C10 (41 تا °F50)
خوب: مرطوب و محافظت شده (رطوبت نسبی ˂ 80 درصد، محافظت شده از باد و خورشید)	همه نوع	بدون هیچ الزام خاص
متوسط: بین خوب و ضعیف	پرتلند رده 5/42 یا 5/52 و پرتلند ضدسولفات رده 5/42	4	(10+ t)/60
	تمامی انواع به استثنای سیمان های فوق	6	(10+ t)/80
ضعیف: خشک یا محافظت نشده (رطوبت نسبی ˃ 50 درصد، محافظت نشده از باد و خورشید)	پرتلند رده 5/42 یا 5/52 و پرتلند ضدسولفات رده 5/42	6	(10+ t)/80
	تمامی انواه به استثنای سیمان های فوق	10	(10+ t)/140

* t = دما (°C) در فرمول برای محاسبه حداقل دوره نگهداری برحسب روز.

بتن با مقاومت بالا باید در سنین اولیه عمل آوری شود، در غیر این صورت ممکن است، هیدراسیون جزئی ارتباط بین منافذ را قطع کرده و آب نتواند در عمل آوری مجدد به قسمت های داخلی بتن راه یابد و در نتیجه هیدراسیون بیشترب اتفاق نخواهد افتاد. به هر حال، همواره در مخلوط های با نسبت آب به سیمان بالا، حجم زیادی از منافذ پوسته باقی خواهند ماند، به طوری که بتوان عمل آوری را بعداً به طور موثری از سر گرفت. با این وجود، توصیه می شود که عمل آوری در اولین فرصت ممکن شروع می شود، زیرا در عمل ممکن است، خشک شدن اولیه منجر به جمع شدگی و ترک خوردگی شود.

3- تاثیر دما

به طور کلی، هر چه دمای بتن در زمان بتن ریزی بالاتر باشد، نرخ اولیه کسب مقاومت بیشتر بوده، اما مقاومت بلند مدت کمتر خواهد بود. به همین دلیل کاهش دمای بتن تازه در زمان بتن ریزی در اقلیم های گرمسیری حائز اهمیت است. این موضوع را اینگونه می توان توضیح داد که هیدراسون سریع اولیه سبب توزیع غیریکنواخت ژل سیمانی با یک ساختار فیزیکی ضعیف می شود که احتمالاً متخلخل تر از ساختار ژل سیمانی توسعه یافته در دمای معمولی است. همچنین در دماهای اولیه بالا، فرصت کافی برای محصولات هیدراسیون وجود نخواهد داشت تا از سطح دانه های سیمان پراکنده شده و به طور یکنواخت در فضاهای خالی جای گیرند. نتیجه این وضعیت، تمرکز محصولات هیدراسیون در مجاورت دانه های سیمان در حال هیدراته شدن است که در آن هیدراسیون بعدی سیمان و در نتیجه کسب مقاومت بلندمدت به تاخیر
می افتد.

تاثیر دمای عمل آوری برمقاومت در شکل 3 شرح داده شده است که به طور واضح کسب مقاومت اولیه بالاتر و مقاومت 28 روزه کمتر را با گذشت زمان نشان می دهد. باید به این نکته توجه شود که دما برای آزمایش های گزارش شده در این شکل تا زمان آزمایش و همچنین طی آن ثابت نگه داشته شده است. به هر حال، زمانی که بتن طی بازه زمانی 2 ساعته پیش از آزمایش تا 20 درجه سلسیوس (68درجه فارنهایت) سرد شود، تنها دماهای بالای 65 درجه سلسیوس (150 درجه فارنهایت) تاثیر مخرب دارند (شکل 4). از این رو، چنین به نظر می رسد که دما در لحظه آزمایش نیز بر مقاومت بتن تاثیر می گذارد.

نتایج شکل های 3 و 4 برای خمیر خالص سیمان پرتلند معمولی (نوع I) می باشد که البته شبیه به تاثیر دما برمقاومت بتن هستند. شکل 5 نشان می دهد که دمای بالاتر، مقاومت بیشتری را طی روز اول ایجاد می کند، اما این شرایط برای سنین 3 تا 28 روزه به طور اساسی تغییر می کند. در هر سن معین یک دمای بهینه وجود دارد که یک مقاومت حداکثر را تولید می کند. این دمای بهینه با افزایش دوره عمل آوری کاهش می یابد. دمای بهینه برای ایجاد حداکثر مقاومت 28 روزه در سیمان پرتلند معمولی (نوع I) یا سیمان پرتلند اصلاح شده (نوع II)، حدود 13 درجه سلسیوس (55 درجه فارنهایت) است. دمای بهینه متناظر برای سیمان پرتلند زودگیر کمتر می باشد. لازم به یادآوری است که حتی الامکان هیدراسیون در بتن هایی که در 4 درجه سلسیوس (40 درجه فارنهایت) قالب گیری شده و در دمایی کمتر از نقطه انجماد آب نگهداری شده اند، نیز وجود دارد (شکل 5.10). علاوه بر این، زمانی که همین بتن در کمتر از 28 روز در 23 درجه سلسیوس (73 درجه فارنهایت) نگهداری می شود، مقاومت سه ماهه اش بیش از بتن مشابهی است که به طور پیوسته در دمای 23 درجه سلسیوس (73 درجه فارنهایت) نگهداری شده است،

شکل 3 رابطه بین مقاومت فشاری و زمان عمل آوری خمیر سیمان خالص در دماهای مختلف عمل آوری. دمای نمونه ها تا زمان آزمایش و همچنین حین آزمایش ثابت نگه داشته شده است.

 

شکل 4 رابطه بین مقاومت فشاری و زمان عمل آوری خمیر سیمان خالص در دماهای مختلف عمل آوری. دمای نمونه ها با یک نرخ ثابت در بازه زمانی 2 ساعته پیش از آزمایش به 20 درجه سلسیوس (68 درجه فارنهایت) رسانده شده است.

[نسبت آب به سیمان = 14/0، سیمان پرتلند معمولی (نوع I)].

 

آنچه تا اینجا بیان شد، مربوط به بتن های ساخته شده در آزمایشگاه بود. به نظر می رسد که رفتار بتن ساخته شده در یک کارگاه مقیم در اقلیم گرمسیری نمی تواند مشابه با موارد فوق باشد. در این خصوص چند عامل موثر دیگر نیز از جمله رطوبت محیطی، تابش مستقیم خورشید، سرعت باد و روش عمل آوری وجود دارند. همچنین باید به یاد داشت که کیفیت بتن به دمای آن بستگی دارد و مستقل از دمای محیط اطراف آن می باشد، به طوری که اندازه عضو نیز یک عامل تاثیرگذار بر حرارت هیدراسیون سیمان می باشد. علاوه بر این، عمل آوری به روش غرقاب سازی در هنگام وزش باد منجر به افت گرما در اثر تبخیر می شود، به نحوی که دمای بتن کاهش می یابد ودر نتیجه مقاومت بتن بیشتر از زمانی خواهد بود که از ترکیبات آب بندی استفاده شده است. همچنین تبخیر بلافاصله پس از قالب گیری در کسب مقاومت مخلوط های با نسبت آب به سیمان بالا مفید است، زیرا آب در حالی از بتن خارج می شود که منافذ مویینه در حال بسته شدن هستند و در نتیجه نسبت آب به سیمان موثر و تخلخل بتن کاهش می یابد. به هر حال، در صورتی که تبخیر منجر به خشک شدن سطح بتن شود، ممکن است، جمع شدگی پلاستیک و ترک خوردگی را به بار آورد.

به هر حال، به بیان کلی می توان انتظار داشت که بتن ساخته شده و قالب گیری شده در فصل تابستان دارای مقاومت کمتری نسبت به مخلوط مشابه قالب گیری شده در زمستان باشد.

 

شکل 5 تاثیر دما برمقاومت بتن قالب گیری و عمل آوری شده در دمای نشان داده شده.

*بتن در دمای 4 درجه سلسیوس (39 درجه فارنهایت) قالب گیری و از سن یک روزه در دمای 4- درجه سلسیوس (25 درجه فارنهایت) عمل آوری شده است.

4- نقش بلوغ بتن

در بخش قبل، اثر سودمند دما را برکسب مقاومت بتن ملاحظه کردیم، همچنین به لزوم یک دوره عمل آوری ابتدایی در دمای عادی نیز اشاره شد. شکل 6 برخی از این داده های متداول را نشان می دهد.

تاثیر دما، تجمعی می باشد و می تواند به صورت حاصل ضرب دما در مدت زمانی که این دما وجود داشته است، بیان کرد. این امر تحت عنوان بلوغ شناخته می شود.

شکل 6 تاثیر دمای عمل آوری برمقاومت بتن عمل آوری شده در 10 درجه سلسیوس (50 درجه فارنهایت)
برای 24 ساعت اول پیش از نگهداری در دماهای نشان داده شده.

 

 

شکل 7 مقاومت فشاری به عنوان تابعی از بلوغ برای داده های شکل 6.10.

 

از این رو، واحدهای بلوغ عبارت از درجه سلسیوس روز (درجه فارنهایت روز) یا درجه سلسیوس ساعت (یا درجه فارنهایت ساعت) هستند. شکل 7، همان داده های شکل 6 را نشان می دهند. با این تفاوت که مقاومت به صورت تابعی از بلوغ بیان شده است. در صورتی که داده های بلوغ بر روی مقیاس لگاریتمی رسم شوند، رابطه دوره عمل آوری ابتدایی تقریباً به صورت خطی خواهد بود (شکل 8).

قانون "بلوغ" را می توان به طور خاص در تخمین مقاومت بتن به کار برد. بر هر حال، رابطه بین مقاومت و بلوغ به مقدار واقعی سیمان مصرفی، نسبت آب به سیمان و نوع افت آبی که طی عمل آوری اتفاق می افتد، بستگی دارد. علاوه بر این، تاثیر مضر دماهای اولیه بالا، قانون بلوغ را ناکارآمد می سازد. به این دلیل، راهکار بلوغ کاربرد گسترده ای ندارد و تنها در سیستم های بتن ریزی دقیق و برنامه ریزی شده مفید می باشد.

شکل 8 مقاومت فشاری به عنوان تابع لگاریتمی از بلوغ برای داده های شکل 6.10.

5- عمل آوری با بخار

از آنجا که افزایش در دمای عمل آوری بتن نرخ کسب مقاومت را افزایش می دهد، می توان کسب مقاومت بتن را به وسیله عمل آوری با بخار تسریع کرد. در ظرایطی که بتن در بخار تحت فشار جو یعنی زمانی که دمای بخار کمتر از 100 درجه سلسیوس (212 درجه فارنهایت) است، قرار می گیرد، رطوبت به حدی است که می توان این روش را حالت خاصی از عمل آوری مرطوب دانست که تحت عنوان عمل آوری با بخار آب شناخته می شود. عمل آوری با بخار پرفشار که به عنوان اتوکلاو معروف است، و توضیح آن خارج از هدف این کتاب می باشد.

هدف اصلی از عمل آوری با بخار حصول مقاومت اولیه کافی است، به طوری که بتوان محصولات بتنی را بلافاصله پس از قالب گیری جابه جا کرد و یا اینکه قالب ها را سریع تر باز کرد و یا اینکه تجهیزات پیش تنیدگی را زودتر از حالت عمل آوری مرطوب معمولی برچید. همچنین در این روش به فضای کمتری برای نگهداری بتن نیاز است که همگی این موارد یک مزیت اقتصادی به شمار می روند.

این روش عمدتاً باتوجه به ماهیت عملیات مقتضی در عمل آوری با بخار، در محصولات پیش ساخته کاربرد دارد. معمولاً، عمل آوری با بخار در تونل ها یا محفظه های ویژه انجام می شود که اعضای بتنی به وسیله تسمه نقاله به درون آن حمل می شوند. یک روش دیگر، استفاده از جعبه های قابل حمل و پوشش های پلاستیکی است که می توانند بر روی اعضای پیش ساخته قرار گیرند و بخار به وسیله اتصالات انعطاف پذیر به درون آنها راه یابد.

البته به دلیل تاثیر نامطلوب دما طی مراحل اولیه سخت شدن برمقاومت های بعدی (شکل 9) نباید افزایش سریع دما مجاز شمرده شود. این تاثیر نامطلوب در نسبت آب به سیمان بالاتر مخلوط مشهودتر است و همچنین در سیمان زودگیر (نوع III) مشخصتر از سیمان پرتلند معمولی (نوع I) می باشد. تاخیر در انجام عمل آوری با بخار باتوجه به مقاومت بعدی بتن یک مزیت محسوب می شود. به طوری که هر چه دما بیشتر باشد، به تاخیر بیشتری نیاز است. در این حالت رابطه مقاومت – بلوغ برقرار است. به هر حال، در برخی از موارد ممکن است که مقاومت بعدی از اهمیت کمتری نسبت به ملزومات اولیه برخوردار باشد.

شکل 9 مقاومت بتن عمل آوری شده در دماهای مختلف

(نسبت آب به سیمان = 50/0، عمل آوری با بخار بلافاصله پس از قالب گیری اعمال شده است.)

 

اگرچه دوره های اجرایی عمل آوری براساس تعادل بین ملزومات مقاومت اولیه و مقاومت بلندمدت انتخاب می شود، اما مدت زمان موجود (به طور مثال مدت دوره های کاری) نیز بر این امر تاثیر می گذارد. ملاحظات اقتصادی تعیین کننده این مطلب خواهند بود که آیا دوره عمل آوری باید متناسب با یک مخلوط بتنی معین باشد یا اینکه مخلوط باید متناسب با دوره معمول عمل آوری با بخار انتخاب شود. هر چند که جزئیات یک دوره عمل آوری بهینه به نوع محصول بتنی مورد نظر بستگی دارد، اما با این حال یک دوره متداول عمل آوری در شکل 10 نشان داده شده است. پس از یک دوره تاخیر (عمل آوری مرطوب معمولی) 3 تا 5 ساعته، دما با نرخ 22 تا 23 درجه سلسیوس (40 تا 60 درجه فارنهایت) برساعت تا حداکثر 66 تا 82 درجه سلسیوس (150 تا 180 درجه فارنهایت) بالا می رود. این دما حفظ شده و احتمالاً این دوره با دوره خیس کردن" بتن ادامه می یابد که در آن بتن پیش از آنکه با یک نرخ متوسط سرد شود، بدون اضافه شدن هیچ حرارتی در دما و رطوبت موجود باقی می ماند. کل مدت دوره عمل آوری (بدون دوره تاخیر) ترجیحاً نباید بیش از 18 ساعت باشد. بتن ساخته شده با مصالح سنگی می تواند بین 82 تا 88 درجه سلسیوس (180 تا 190 درجه فارنهایت) گرما ببیند، اما دوره عمل آوری این نوع بتن نیز تفاوت چندانی با دوره عمل آوری بتن ساخته شده با مصالح سنگی معمولی ندارد.

دماهای ذکر شده مربوط به بخار بوده و الزاماً نباید بتن نیز دارای همین دما باشد. دمای قطعات بتنی طی یک یا دو ساعت اول پس از قرارگیری در محفظه عمل آوری کمتر از دمای هوا بوده، اما بعداً دمای بتن در اثر حرارت هیدراسیون سیمان از دمای هوا بیشتر خواهد شد. در صورتی که جریان بخار به داخل محفظه بسیار زود قطع شود و یک دوره عمل آوری طولانی فراهم شود، می توان حداکثر بهره را از بخار نگهداری شده در محفظه برد. نرخ آهسته گرم شدن و سرد شدن از این مطلوب است که گرادیان های دمایی بالا در بتن سبب تنش های داخلی شده و احتمالاً منجر به ترک خوردگی در اثر تغییر ناگهانی دما می شود. این بدین معنی است که اگر دوره تاخیر کاهش یابد، آنگاه باید نرخ گرم شدن آسته تری اعمال شود و این امر نه تنها به دلیل تغییر ناگهانی دما، بلکه به خاطر حصول اطمینان از مقاومت کافی بلندمدت می باشد.

هرگز نباید از عمل آوری با بخار برای سیمان پرآلومین استفاده کرد، زیرا شرایط گرم و مرطوب تاثیر مخربی برمقاومت این نوع سیمان دارد.

خواص و ویژگی های گوشت و فرآورده های گوسفندی

گوشت قرمز در کشور ایران جزو گوشت های پر مصرف می باشد. این گوشت طبق نوع دام، دارای انواع مختلفی مثل گوشت گاو، گوشت گوسفند، گوشت گاو و گوساله و گوشت شتر است. اما چون گوشت گوسفند دارای ویژگی موافق ترین مزاج است و دارای هضم بسیار خوبی نسبت به دیگر گوشت های دامی است، از محبوبیت بیشتری در میان مردم ایران برخوردار است. گوشت گوسفند دارای طعم دلچسب و بافت بسیار نرمی می باشد. تعداد زیادی از خانواده ها عقیده دارند که ارزش تغذیه ای و مزایای گوشت گوسفند در مقایسه با گوشت گاو و گوساله بیشتر است. بسیاری از خورشت های سنتی ایرانی با استفاده از گوشت گوسفند پخته می شوند. پرورش گوسفند در مناطق مختلف ایران صورت می گیرد و معمولا در هر منطقه ای یک نژاد پرورش می دهند.

استان کرمانشاه و توسعه دامپروری

 

از جمله مناطق ایران که دارای موقعیت جغرافیایی بسیار خوب برای دامپروری و پرورش گوشت است، استان کرمانشاه می باشد. عشایر این استان دارای مراتع بسیار خوبی هستند که این مراتع سبب توسعه دامپروری شده اند. طبق آماری که به دست آمده است، دام این استان دارای جمعیتی حدود 4.100.000 واحد می باشد. در میان این جمعیت دامی گوسفند و بره دارای بیشترین سهم است و تعداد آنها 2.169.000 راس است. استان کرمانشاه با داشتن آب و خاک مستعد و وجود شرایط اقلیمی بسیار خوب در زمینه دامپروری و توسعه دامپروری شرایط بسیار خوبی دارد و این استان با داشتن کارخانه هایی که خوراک دام تولید می کنند، برای صادرات در زمینه دامپروری می تواند بسیار موفق عمل کند. ۳۵ درصد از دام سبکی که به خارج از کشور صادرات می شود، مربوط به استان کرمانشاه است. این صادرات از طریق پرورش گوسفند نژاد سنجابی انجام می شود. از جمله بهترین گوشت هایی که در ایران تولید می شود، مربوط به گوسفند نژاد سنجابی است. برای اطلاع از قیمت روز گوسفند و بره زنده و انواع نژاد های ایرانی می توانید به وب سایت ما نیز سربزنید.

 

 

 

 

خواص بی نظیر گوشت گوسفند در طب سنتی و طب نوین

در نهایت باید بدانید که گوشت گوسفند سالم خواص زیادی دارد، آسان هضم می شود و از نظر غذایی بسیار ارزشمند است. گوشت گوسفند تازه و با کیفیت خون ساز و تقویت کننده است و برای افراد دارای کمبود وزن و لاغر بسیار عالی است. کسانی که کمبود ویتامین دارند، با مصرف گوشت گوسفند می توانند نیاز خود به تمامی انواع ویتامین ها را تامین و برطرف سازند.

گوشت گوسفند آهن بسیار زیادی دارد و همچنین این گوشت حاوی موادی مانند منگنز، مس و سلنیم می باشد. گوشت گوسفند دارای مقادیر زیادی روی و ویتامین B12 است. اما باید بدانید بسیار چرب و افزاینده کلسترول و  همچنین افزایش دهنده تری‌گلیسیرید خون است، بنابراین بیماران دیابتی و دارای ناراحتی های قلبی و همین طور افرادی دارای چربی خون بالا، سعی کنند این نوع گوشت را از رژیم غذایی‌ خود حذف یا کم کنند. گوشت گوسفند دارای مقدار زیادی امگا 3 است. به گفته دانشمندان امگا 3 برای بیماران مبتلا به میگرن مفید است و از فشارهای روانی، افسردگی و اضطراب جلوگیری می کند.

 

امروزه با توجه به مزایای عرضه گوسفنده و دام زنده می توانید از مراکز معتبر و بهداشتی به صورت اینترنتی نسبت به خرید گوسفند اقدام کنید و گوشت مصرفی خودتان را تهیه کنید.

 

 

فواید مصرف مغز گوسفندی

در کشورهای مختلف با توجه به ادیان متفاوت، نوع کشتار دام متفاوت می باشد برای مثال در برخی از کشورها با زدن تیر بر سر دام، آن را می کشند که در این صورت به دلیل تخریب بافت های مغزی، به عنوان خوراک قابل استفاده نخواهد بود. اما در کشور ما به دلیل نوع ذبحی که مرسوم است، می توان از مغز گوسفندی خوراک های متفاوتی از جمله ساندویچ مغز و یا خوراک تهیه نمود. همیشه زمانی که صحبت از فواید و مضرات مصرف مغز گوسفندی می شود، افراد بسیاری معتقدند که عوارض آن بیشتر خواهد بود. مغز، سرشار از پروتئین و چربی می باشد که برای رشد و تغذیه نوجوانان و کودکان می تواند بسیار مفید باشد. البته فراموش نکنید که در بازه زمانی های کوتاه مدت آن را مصرف نکنید. 

مزایای مصرف روغن زرد گوسفندی

روغن زرد گوسفندی نیز یکی از انواع روغن حیوانی است که از شیر گوسفند تهیه می گردد. در ادامه به خواص آن اشاره خواهیم کرد. مضرات روغن حیوانی گوسفندی نسبت به فواید آن کمتر می باشد.

طعم بی نظیر و عطر فوق العاده یکی از ویژگی های اصلی این روغن است که باعث خوش طعم شدن غذای شما خواهد شد و می توانید از آن برای سرخ کردن استفاده کنید. روغن زرد گوسفندی به آسانی فاسد نخواهد شد و نیازی به قرار دادن در یخچال نیست.

وجود ویتامین های A و E از ویژگی های منحصر به فرد این روغن می باشد، برای پاکسازی روده ها مفید است و به سوزندان چربی ها کمک می نماید. روغن زرد گوسفندی همچنین سبب کاهش کلسترول بد و افزایش کلسترول خوب می گردد. گوارش و هضم غذا را آسان می کند. کاهش غلظت خون و استخوانسازی نیز از دیگر خواص روغن حیوانی گوسفندی است.

مقابله با کم خونی از فواید زبان گوسفند و گوساله

 

مقابله با کم خونی یکی دیگر از فواید زبان گوسفند و گوساله می باشد. درصد بالایی از بانوان ایرانی در سنین جوانی و حتی در سنین بالاتر مبتلا به کم خونی هستند که می توان ریشه آن را در عدم مصرف غذاهای مقوی دانست. مقابله با کم خونی با خوردن زبان گوسفند و گوساله امکان پذیر است و لازم نیست برای درمان آن سراغ مکمل هایی بروید که ممکن است در آینده عوارض جانبی بر روی بدن شما داشته باشند. وجود آهن و ویتامین های گروه ب سبب شده است که با خوردن آن سطح هموگلوبین در خون افزایش پیدا کند. افزایش سطح هموگلوبین خون، باعث افزایش اکسیژن رسانی مغز به سایر نقاط بدن می شود و بدن توان کافی برای انجام کارها را خواهد داشت. علاوه بر درمان کم خونی، ویتامین ب 12 موجود در زبان گوسفند و گوساله باعث بهبود عملکرد دستگاه عصبی می شود. هیچ موارد منعی برای مصرف زبان گوسفند و گوساله برای زنان باردار گزارش نشده است. بنابراین زنان باردار که در خطر ابتلا به کم خونی هستند می توانند با مصرف این ماده غذایی خوشمزه به سلامت خود و جنین کمک کنند.با فروش و خرید گوسفنده زنده  می توانید از تمام قسمت های خوراکی گوسفند بهره ببرید و همچنین غذایی لذیذ را با استفاده از زبان گوسفندی داشته باشید.

 

مشخصات مواد تشکیل دهنده، تولید و انطباق بتن (بخش دوم)

6- الزامات بتن برای مواد تشکیل دهنده تولید و انطباق بتن

6-1- الزامات برای ترکیب بتن

6-1-1- کلیات

ترکیب بتن و مواد تشکیل دهنده باید به گونه ای انتخاب شود که الزامات مشخص شده برای بتن تازه و بتن سخت شده شامل قوام (روانی)، چگالی، مقاومت، دوام، حفاظت از میلگرد جای گذاری در برابر خوردگی، در نظر داشتن فرآیند تولید و روش مورد نظر برای اجرای کارهای بتنی را برآورده کند؛
در صورتی که ویژگی های با جزئیات بیان نشده باشند، تولید کننده باید از میان مواد تشکیل دهنده انواع و گونه هایی را انتخاب کند که برای شرایط محیطی مشخص شده به طور مناسب تعیین شده اند. طرح اختلاط بتن باید به نحوی باشد که جداشدگی و آب انداختگی بتن تازه به حداقل برسد.

6-1-2- واکنش قلیایی – سنگدانه

با استفاده از روش های مشخص شده در مقررات ملی یا مشخصات فنی پروژه، باید از واکنش زیان آور قلیایی سنگدانه اجتناب شود. واکنش قلیایی – سنگدانه مطابق با استاندارد بند 2-8 اندازه گیری می شود.

6-1-3- استفاده از مکمل ها

مقادیر مکمل های نوع یک و نوع دو به کار برده شده در بتن باید با آزمون های اولیه برآورده شود.
اثر استفاده از مقادیر زیاد مکمل ها بر روی سایر خصوصیات بتن علاوه بر مقاومت، باید در نظر گرفته شود.
برای مخلوط بتن طراحی شده، استفاده از مکمل ها باید با الزامات مشخص شده مشخصات فنی پروژه انطباق داشته باشد.
مکمل های نوع دو طبق بند 5-3 ممکن است هنگام محاسبه ی مقدار سیمان و نسبت آن به سیمان مطابق مفهوم مقدار K محاسبه شود.
یادآوری- راهنمای اطلاعاتی در مورد مفهوم مقدار k در پیوست ج ارائه گردیده است. 

6-1-4- مقدار کلرید

مقدار کلرید قابل حل در آب در بتن سخت شده نباید بیش از مقدار مشخص شده در مشخصات فنی پروژه یا جدول 2 باشد.
جدول 2- حداکثر مجاز یون کلرید بتن سخت شده از نظر خوردگی

کلسیم کلرید و افزودنی های بر پایه کلرید نباید به بتن حاوی میلگرد فولادی، میلگرد فولادی پیش تنیده یا فلزهای دیگر جاسازی شده اضافه شود.
روش تعیین مقدار کلرید مواد تشکیل دهنده در جدول 3 مشخص شده است.

جدول 3- روش تعیین مقدار کلرید مواد تشکیل دهنده بتن

 

برای تعیین مقدار کلرید به یکی از دو صورت زیر می توان عمل کرد:
الف- یون کلرید قابل حل در آب و قابل حل در اسید موجود در بتن سخت شده طبق استانداردهای بندهای 2- 34 و 2- 32 اندازه گیری شود.
ب- تعیین یون کلرید از طریق جمع کلرید موجود در مواد تشکیل دهنده با استفاده از یک روش زیر یا هر دوی آنها انجام شود که در این حالت معیار پذیرش ستون آخر جدول 2 خواهد بود.
پ- محاسبه بر مبنای بیشترین مقدار مجاز کلرید ماده تشکیل دهنده که در استاندارد آن ماده درج شده و یا توسط تولید کننده ی آن ماده تصریح شده است.
ت- محاسبه ی ماهانه بر مبنای مجموع مقدار کلرید مواد تشکیل دهنده که از طریق محاسبه ی میانگین مجموع 225 بار اندازه گیری مقدار کلرید به علاوه ی 64/1 برابر انحراف معیار محاسبه شده برای هر ماده ی تشکیل دهنده به دست می آید.
یادآوری- روش اخیر به طور خاص در مورد سنگدانه های حاصل از لایروبی دریا و برای حالت هایی که در آنها مقدار حداکثر در استاندارد اعلام نشده و یا در مجمع دیگری نیز مشخص نشده است قابلیت کاربرد دارد.

6-2- الزامات بتن تازه

6-2-1- قوام (روانی)

وقتی که اندازه گیری طبق جدول 4 انجام می شود، قوام (روانی) بتن در مورد بتن آماده در هنگام تحویل یا در مورد سایر بتن ها قبل از استفاده باید مطابق با بازه ی داده شده در بند 9-3 باشد.

جدول 4- روش اندازه گیری قوام (روانی)

 

اگر بتن توسط یک کامیون مخلوط کن یا تجهیزات همزن تحویل می شود، قوام (روانی) بتن می تواند از نمونه ی خارج شده از مخلوط کن یا بلافاصله قبل از جای دهی با استفاده از یک نمونه گیری موضعی اندازه گیری شود. نمونه ی موضعی باید بعد از تخلیه ی حدود 1/0 مترمکعب و طبق استاندارد بند 2-13 برداشته شود.
اگر طبق استاندارد ملی یا مقررات یا آیین نامه های ملی یا مشخصات پروژه، اضافه کردن آب یا افزودنی های در کارگاه، به منظور رساندن قوام (روانی) به مقدار مشخص شده مجاز باشد، باید مطابق با یک روش مستند انجام شود و نیز مقادیر مجاز قوام (روانی) مطابق با مشخصات فنی پروژه بوده باشد و نیز اضافه کردن افزودنی در ترکیب بتن در مشخصات فنی پروژه منظور شده باشد.
افزایش هر مقدار افزودنی یا آب به دیگ کامیون مخلوط کن، باید در کارت اطلاعات پیمانه یا بارنامه ثبت شود. در مورد اختلاط مجدد به بند الف-5 مراجعه کنید.
مسئولیت افزودن آب یا افزودنی به بتن در کارگاه متوجه شخصی است که جواز این عمل را صادر کرده است، شرایط سازمان یا فرد مسئول در آیین نامه ها یا مقررات ملی مشخص می شود.

6-2-2- مقدار سیمان و نسبت آب به سیمان در تولید بتن

وقتی که مقدار سیمان، آب یا مکمل تعیین شده است، مقدار مکمل یا آب اضافه شده باید به صورت ثبت شده توسط ثبت کننده پیمانه در حین خروج ثبت شود یا زمانی که ابزاری برای ثبت کردن وجود ندارد، نسبت های اختلاط به کار رفته ثبت می شود.
نسبت آب به سیمان بتن باید بر مبنای مقدار سیمان تعیین شده و مقدار آب موثر محاسبه شود؛ به بند 5-6 برای افزودنی های مایع مراجعه کنید. ظرفیت جذب آب سنگدانه های معمولی و سنگدانه های سنگین باید مطابق با استانداردهای ملی بندهای 2-14 و 2-15 محاسبه شود.
جذب آب سبک دانه های درشت در بتن تازه باید مطابق با روش ارائه شده در استاندارد ملی مربوط یا استاندارد معتبر محاسبه شود. برای تعیین ظرفیت جذب آب سبکدانه ی ریز، روش آزمون و معیارها باید مشخص و توسط تولید کننده اعلام شود.
وقتی که تعیین مقدار سیمان، مقدار مکمل یا نسبت آب به سیمان بتن تازه از طریق تجزیه ضرورت دارد، روش آزمون طبق استانداردهای ملی بندهای 2-16 و 2-17 بوده و رواداری ها باید با توافق بین نویسنده ی مشخصات و تولید کننده تعیین شود.
مقدار سیمان و نسبت آب به سیمان باید در محدوده ی داده شد در بند 9-3 باشد.

6-2-3- مقدار هوا

مقدار هوای بتن باید مطابق با استاندارد بند 2-18 برای بتن معمولی و بتن سنگین اندازه گیری شود. برای بتن سبک، مقدار هوای بتن باید مطابق با استاندارد بند 2-19 اندازه گیری شود. مقدار هوا باید در محدوده ی داده شده در بند 9-3 باشد.

6-2-4- دمای بتن

اندازه گیری دمای بتن تازه باید مطابق با استاندارد بند 2-20 انجام شود.
وقتی که اندازه گیری مطابق با روش بالا انجام می شود، دمای بتن تازه در زمان تحویل نباید کمتر از  5 درجه سلسیوس یا هر مقدار تعیین شده ی بیشتر از 5 درجه سلسیوس باشد. همچنین دمای بتن نباید از 32 درجه سلسیوس یا پیشینه ی مشخص شده ی کمتر از 32 درجه سلسیوس بیشتر باشد.

6-2-5- وزن مخصوص

اندازه گیری وزن مخصوص بتن تازه باید مطابق با استاندارد بند 2-21 انجام شود. وزن مخصوص اندازه گیری شده هنگام تحویل نباید بیش از 25 کیلوگرم بر مترمکعب با وزن مخصوص تعیین شده در برگه تحویل یا قرارداد تفاوت داشت باشد.

6-3- الزامات بتن سخت شده 

6-3-1- مقاومت فشاری 

وقتی که آزمون مقاومت فشاری بر روی آزمونه های استوانه ای با ارتفاع دو برابر قطر انجام شود، باید به صورت fc,cyl وقتی که آزمونه های مکعبی مورد استفاده قرار گیرد، باید به صورت fc ,cube بیان شود. آزمون مقاومت فشاری مطابق با استاندارد بند 2-22 باید انجام شود. قطر استوانه یا طول ضلع مکعب باید حداقل سه برابر بزرگترین اندازه سنگدانه باشد.
قبل از تحویل بتن، تولید کننده باید شکل آزمونه و نیز ابعاد آزمونه ی مورد استفاده را اعلام کند.
مقاومت فشاری 28 روزه باید تعیین شود، مگر آنکه ترتیب دیگری مشخص شده باشد.
یادآوری- در موارد خاص، مشخص کردن مقاومت فشاری در سنین بیشتر یا کمتر از 28 روز (مانند قطعات سازه ای حجیم) یا بعد از نگهداری تحت شرایط خاص نظیر عملیات حرارتی، ممکن است ضروری باشد.
مقاومت مشخصه ی بتن باید برابر یا بزرگتر از حداقل مقاومت فشاری مشخصه برای رده ی مقاومت فشاری داده شده در جدول 5 یا جدول 6 باشد. برای رده های مقاومت میانی که در این جداول مشخص نشده است، حداقل مقاومت مشخصه باید برمبنای درون یابی به دست آید.
اگر بتن مطابق با معیارهای انطباق مقاومت فشاری درج شده در بند 9 باشد، فرض برآورده کردن حداقل مقاومت مشخصه امکان پذیر است. برای دریافت اطلاعات بیشتر از این مقاله می توانید به ادامه مطلب از مشخصات مواد تشکیل دهنده، تولید و انطباق بتن مراجعه کنید.

مشخصات مواد تشکیل دهنده، تولید و انطباق بتن (بخش اول)

1- هدف و دامنه کاربرد مواد تشکیل دهنده بتن

هدف از تدوین این استاندارد ارائه ی مشخصات مواد تشکیل دهنده بتن، تولید بتن و انطباق آن با سامانه ی بتن است. این استاندارد برای بتن مورد مصرف در سازه های درجا ریختنی، سازه های پیش ساخته و فرآورده های پیش ساخته ساختمانی و سازه های عمرانی کاربرد دارد. بتن می تواند مخلوط شده در کارگاه یا بتن آماده یا بتن مخلوط شده در کارخانه برای تولید فرآورده های بتنی پیش ساخته باشد. این استاندارد برای بتن متراکم شده با درصد هوای غیرعمدی قابل قبول به جز حباب هوای عمدی و نیز بتن با وزن معمولی، سنگین و سبک کاربرد دارد. 

 

موارد منع کاربرد استاندارد الزامات بهداشتی

- بتن با اندازه سنگدانه حداکثر تا 75/4 میلی متر؛
- بتن هوادار (گازی)؛
- بتن اسفنجی (کفی)؛
- بتن با ساختار باز (بتن بدون سنگدانه ریز، بتن متخلخل)؛
- بتن با چگالی کمتر از 800 کیلومتر بر مترمکعب؛
- بتن دیرگداز.
این استاندارد الزامات بهداشتی و ایمنی برای حفاظت کارگران در حین تولید و انتقال بتن را در برنمی گیرد.

2- مراجع الزامی در مواد تشکیل دهنده تولید و انطباق بتن

مدارک الزامی زیر حاوی مقرراتی است که در متن این استاندارد ملی ایران به آنها ارجاع داده شده است.
در صورتی که به مدرکی با ذکر تاریخ انتشار ارجاع داده شده باشد اصلاحیه ها و تجدید نظرهای بعدی آن مورد نظر نیست. در مورد مدارکی که بدون ذکر تاریخ انتشار به آنها ارجاع داده شده است، همواره آخرین تجدیدنظر و اصلاحیه های بعدی آنها مورد نظر است.
استفاده از مرجع زیر برای این استاندارد اجباری است:
2-1- استاندارد ملی ایران شماره 302: سنگدانه های بتنی- ویژگی ها
2-2- استاندارد ملی ایران شماره 4977: روش آزمون دانه بندی سنگدانه های ریز و درشت توسط الک
2-3- استاندارد ملی ایران شماره 4985: ویژگی های سنگدانه سبک برای بتن سازه ای 
2-4- استاندارد ملی ایران شماره 5904: آب – تعیین میزان مواد جامد
2-5- استاندارد ملی ایران شماره 2350: آب و فاضلاب – روش اندازه گیری یون کلرور
2-6- استاندارد ملی ایران شماره 2353: آب و فاضلاب – روش اندازه گیری یون سولفات
2-7- استاندارد ملی ایران شماره 2930: بتن – مواد افزودنی شیمیایی – ویژگی ها
2-8- استاندارد ملی ایران شماره 8753: سنگدانه – قابلیت واکنش سنگدانه ها با قلیایی ها به روش ملات منشوری تسریع شده – روش آزمون
2-9- استاندارد ملی ایران شماره 7147: سنگدانه – تعیین نمکهای کلریدی محلول در آب روش آزمون
2-10- استاندارد ملی ایران شماره 10- 8117: افزودنی های بتن، ملات و دوغاب – قسمت دهم: تعیین مقدار کلرید – روش آزمون
2-11- استاندارد ملی ایران شماره 2-3203: بتن تازه – قسمت دوم – تعیین روانی به روش اسلامپ – روش آزمون
2-12- استاندارد ملی ایران شماره 11270: بتن – اندازه گیری جریان اسلامپ بتن خود تراکم 

روش آزمون مواد تشکیل دهنده تولید و انطباق بتن

2-13- استاندارد ملی ایران شماره 3201: بتن – روش نمونه برداری از بتن تازه
2-14- استاندارد ملی ایران شماره 4980: روش آزمون تعیین وزن مخصوص انبوهی و جذب آب 
سنگدانه های ریز 
2-15- استاندارد ملی ایران شماره 4982: روش آزمون تعیین وزن مخصوص انبوهی و جذب آب 
سنگدانه های درشت
2-16- استاندارد ملی ایران شماره 6041: بتن آماده – روش آزمون برای تعیین مقدار آب
2-17- استاندارد ملی ایران شماره 6042: بتن آماده – روش آزمون برای تعیین مقدار سیمان مخلوط
2-18- استاندارد ملی ایران شماره 3520: بتن تازه – تعیین مقدار هوای موجود
2-19- استاندارد ملی ایران شماره 3823: روش آزمون تعیین اندازه گیری مقدار هوای موجود در بتن تازه (روش حجمی)
2-20- استاندارد ملی ایران شماره 11268: بتن – تعیین دمای بتن حاوی سیمان هیدرولیکی تازه مخلوط شده – روش آزمون
2-21- استاندارد ملی ایران شماره 6- 3203: بتن تازه – قسمت ششم – اندازه گیری وزن مخصوص
2-22- استاندارد ملی ایران شماره 3206: تعیین مقاومت فشاری آزمونه های بتن 
2-23- استاندارد ملی ایران شماره 6047: بتن – تعیین مقاومت کششی دو نیم نمودن آزمونه های 
استوانه ای – روش آزمون
2-24- استاندارد ملی ایران شماره 7516: بتن سخت شده – تعیین چگالی – روش آزمون
2-25- استاندارد ملی ایران ایزو شماره 9001: سیستم مدیریت کیفیت – الزامات
2-26- استاندارد ملی ایران شماره 9602: بتن آماده – فهرست بازرسی و کنترل ماشین آلات تحویل 
بتن آماده
2-27- استاندارد ملی ایران شماره 9601: بتن آماده – فهرست بازرسی و کنترل کیفیت تجهیزات تولید بتن آماده 
2-28- استاندارد ملی ایران شماره 4983: روش تعیین رطوبت کل سنگدانه ها
2-29- استاندارد ملی ایران شماره 8-8117: افزودنی های بتن، ملات و دوغاب – قسمت هشتم: تعیین مقدار مواد خشک – روش آزمون
2-30- استاندارد ملی ایران شماره 898: تعیین وزن مخصوص (دانسیته مایعات) در 20 درجه سلسیوس
2-31- استاندارد ملی ایران شماره: بتن – قسمت اول: راهنمای نگارش مشخصات فنی
2-32- نشریه شماره 467 سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور: دستورالعمل تجزیه های آزمایشگاهی نمونه
2-33- استاندارد ملی ایران شماره 8946: بتن – اندازه گیری کلرید محلول در اسید در ملات و بتن 
سخت شده – روش آزمون
2-34- استاندارد ملی ایران شماره 8947: بتن – اندازه گیری کلرید محلول در اسید در ملات و بتن 
سخت شده – روش آزمون
35-2- ISO 1920-2, Testing of concrete – Part 2: Properties of fresh concrete
36-2- ISO 1920-5, Properties of hardned concrete other than strength

3- اصطلاحات و تعاریف مشخصات مواد تشکیل دهنده تولید و انطباق بتن

در این استاندارد، علاوه بر اصطلاحات و تعاریف تعیین شده در استاندارد بند 2-31، اصطلاحات و تعاریف زیر نیز به کار می رود:
3-1- تجهیزات درن
وسایلی که معمولاً بر روی یک وسیله ی نقلیه (کامیون) که قابلیت نگهداری بتن تازه را به صورت همگن در حین حمل و نقل دارد نصب می شود.
3-2- سنگدانه های مخلوط (در هم)
سنگدانه ای که از بدو تولید در برگیرنده ی مخلوطی از سنگدانه های درشت و ریز است.
3-3- گروه بتنی
گروهی از ترکیبات بتنی که از نظر مشخصات مناسب معین و مستند، دارای ارتباطی قابل اطمینان هستند.
3-4- واحد حجم بتن
مقداری از بتن تازه که پس از قالب گیری و تراکم، حجم یک مترمکعب را اشغال می کند.
3-5- بتن پر مقاومت
بتن با رده مقاومت فشاری مشخصه بالاتر از  40C برای بتن معمولی و بتن سنگین سنگین و بالاتر از 35LC برای بتن سبک
3-6- آزمون اولیه 
آزمون یا آزمون هایی که باید قبل از شروع تولید نهایی به منظور بررسی چگونگی یک بتن یا گروه بتنی جدید برای برآورده کردن تمامی الزامات مشخص ده در بتن تازه و سخت شده انجام شود.
3-7- تجهیزات غیر هم زن (بدون هم زن)
تجهیزات به کار رفته برای نقل و انتقال بتن بدون هم زن ذکر شده در بند 3-1، مثل کامیون 3 یا جام بتن.
3-8- روز تولید (برای آزمون مقاومت)
روزی که 20 متر مکعب بتن یا بیشتر تولید می شود یا، مجموع روزهایی که به میزان 20 متر مکعب بتن تولید شده است.
یادآوری- زمانی که یک روز تولید شمرده می شود، در یک روز جدید و برای هر موقعیتی، به صورت متوالی، شمارش جدید شروع می شود.
3-9- هفته تولید
هفت روز تقویمی متوالی در برگیرنده ی حداقل 5 روز تولید یا ملات لازم برای تکمیل 5 روز تولید، هر کدام بیشتر باشد.
3-10- کامیون مخلوط کن
مخلوط کن بتن نصب شده بر روی یک کامیون، که قادر به مخلوط کردن و تحویل بتن همگن باشد.
3-11- مشخصات پروژه 
مدارکی که برای هر پروژه شامل الزامات قابل کاربرد در آن پروژه و تمام اطلاعات و الزامات ضروری جهت انجام کارها و اسناد، نقشه ها و غیره می باشد.
یادآوری- مشخصات بتن که توسط نویسنده ی مشخصات تدوین می شود (استاندارد بند 2-31 را ببینید)، شامل همه ی الزامات مرتبط با بتن که در مدرک مشخصات پروژه داده شده اند می باشد.

4- نشانه ها و واژه های اختصاری در تولید و انطباق بتن

در این استاندارد علاوه بر نشانه ها و واژه های اختصاری تعیین شده در قسمت اول این استاندارد، نشانه ها و واژه های اختصاری زیر نیز به کار می رود:
Fck,cyl مقاومت فشاری مشخصه ی استوانه ای بتن برحسب نیوتن بر میلی متر مربع؛
Fc,cyl مقاومت فشاری استوانه ای بتن برحسب نیوتن بر میلی متر مربع؛
Fck,cube مقاومت فشاری مشخصه ی مکعبی بتن بر حسب نیوتن بر میلی متر مربع؛
Fc,cube مقاومت فشاری مکعبی بتن بر حسب نیوتن بر میلی متر مربع؛
Fcm مقاومت فشاری متوسط بتن بر حسب نیوتن بر میلی متر مربع؛
ftsm میانگین کششی شکافتی بتن بر حسب نیوتن بر میلی متر مربع؛
ftsk مقاومت مشخصه ی شکافتی بتن برحسب نیوتن بر میلی متر مربع؛
ϭ برآورد انحراف معیار یک مجموعه؛
Sn انحراف معیار n نتیجه ی آزمون متوالی؛
Rw/c نسبت وزنی آب به سیمان؛
(c, ka) مواد سیمانی موثر یا معادل که برابر با مجموع سیمان به علاوه ی ضرایبی از هر نوع مواد مکمل است؛
(RW/c,ka) نسبت وزنی آب به مواد سیمانی موثر.

 

5- الزامات برای مواد تشکیل دهنده تولید و انطباق بتن

5-1- استاندارد های کلی در استفاده از مواد تشکیل دهنده بتن
برای استفاده از مواد تشکیل دهنده و انطباق بتن که مطابق با استانداردهای ملی هستند، الزامات مندرج در استانداردهای ملی مربوط اعمال می شود. برای موادی که هنوز استاندارد ملی ندارند، استانداردهای معتبر جهانی، منطقه ای به کار می روند.
اجزای بتن نباید آنقدر مواد زیان آور داشته باشند که بر مقاومت، قوام (روانی)، زمان گیرش و دوام بتن اثر داشته باشد، یا باعث خوردگی میلگردها و اقلام فلزی مدفون در بتن شود.
مواد تشکیل دهنده ای که با استانداردهای جهانی بیان شده در این استاندارد منطبق هستند باید فاقد عناصر مضر به حدی باشد که برای دوام بتن زیان آور یا سبب خوردگی میلگردها شود، به شرط آنکه بتن ساخته شده با این مواد با سایر محدودیت های مشخص شده (برای مثال رعایت بیشترین مقدار کلرید یا سولفات) منطبق باشد.
فقط از مواد تشکیل دهنده مناسب برای کاربرد مشخص شده باید برای ساخت بتن منطبق با این استاندارد استفاده شود.
یادآوری- وقتی که یک ماده ی تشکیل دهنده ای به طور کلی مناسب تشخیص داده شود، این امر مناسب بودن آن ماده را در هر شرایط و برای هر مخلوط بتن نشان نمی دهد.
وقتی که در مشخصات فنی انواع و رده های مواد تشکیل دهنده با جزئیات لازم قید نشده باشد، تولید کننده باید فقط مواد تشکیل دهنده ای را به کار برد که الزامات مشخص شده را برآورده کند.
5-2- سیمان مورد نیاز در تولید بتن
سیمان ها باید منطبق با استانداردهای ملی مربوط باشد.
سیمان ها می توانند بر مبنای مقاومت فشاری 28 روزه ی ملات استاندارد (برای مثال MPa5/52,MPa5/42, MPa5/32) یا برمبنای زمان سخت شدن یا برمبنای عملکرد مشخص شوند.
5-3- مکمل های مورد نیاز در تولید بتن
مکمل ها به دو دسته ی کلی زیر تقسیم بندی می شوند:
5-3-1- مکمل های نوع یک
- پر کنند ها- مطابق با استانداردهای مربوط؛
- رنگدانه ها- مطابق با استانداردهای مربوط.
5-3-2- مکمل های نوع دو
شامل انواع زیر می باشند:
- خاکستر بادی – مطابق با استانداردهای مربوط؛
- دوده ی سیلیسی – مطابق با استانداردهای مربوط؛
- سرباره ی کوره بلند آهن گدازی ریز آسیاب شده (GGBS) – مطابق با استانداردهای مربوط؛
- انواع پوزولان ها و سرباره ها – مطابق با استانداردهای مربوط.
5-4- سنگدانه مورد نیاز برای مواد تشکیل دهنده و انطباق بتن
سنگدانه ها باید با استاندارد ملی بند 2-1 مطابق باشند.
بزرگترین اندازه ی سنگدانه نباید از مقدار مشخص شده بیشتر باشد.
یادآوری- برای روش دانه بندی سنگدانه به استاندارد ملی بند 2-2 مراجعه کنید. در اغلب استانداردها اجازه داده شده است درصد کمی باقی مانده بر روی بالاترین الک دانه بندی وجود داشته باشد.
سبکدانه ها باید با استاندارد ملی ایران به شماره 2-3 و الزامات زیر انطباق داشته باشند:
الف) مقدار سولفات محلول در اسید نباید بیش از 1/0 درصد وزنی باشد.
ب) برای سبکدانه ی خاکستر کف کوره یا کلینکر، افت جرم در اثر حرارت نباید بیش از 10 درصد جرمی باشد.
هنگامی که مقاومت در برابر یخ زدن و آب شدن سبکدانه مشخص شده باشد، تولید کننده باید اطلاعاتی را در مورد مناسب بودن سبکدانه ی مصرفی در برابر یخ زدن و آب شدن را تهیه کرده و در اختیار داشته باشد.
یادآوری- اگر سنگدانه در بتنی مشابه بتن مورد نظر یا ضعیفتر به کار رفته باشد و در محیطی مشابه محیط موردنظر یا شدیدتر از آن حداقل به مدت ده سال عملکردی موفقیت آمیز داشته باشد از نظر مقاومت در برابر یخ زدن و آب شدن قابل قبول تلقی می شود. روش جایگزین برای تعیین مقاومت در برابر یخ شدن و آب شدن، آزمون یخ زدن و آب شدن بتن در برابر آب یا محلول آب نمک است، در صورت استفاده از این روش باید روش آزمون و معیار انطباق مشخص شود.
5-4-1- سنگدانه مخلوط در تولید بتن
باید سنگدانه مخلوط فقط در بتن با رده های مقاومتی 12 C یا کمتر به کار برده شود.
5-4-2- سنگدانه بازیابی در تولید بتن
سنگدانه ای که از آب شستشو و یا بتن تازه بازیابی می شود و می تواند به عنوان سنگدانه بتن به کار رود.
سنگدانه ی بازیابی تفکیک نشده نباید بیش از 5% کل سنگدانه ها باشد، مگر آنکه در مقررات یا آیین نامه های ملی مقدار دیگری مشخص شده باشد. وقتی که مقادیر سنگدانه ی بازیابی شده بیش از 5% کل سنگدانه ها باشد، این سنگدانه ها باید از جنسی مشابه با سنگدانه اصلی باشد و باید به صورت سنگدانه های ریز و درشت تفکیک شود و یا ویژگی های سنگدانه (استاندارد ملی بند 2-1) انطباق داشته باشد.
5-5- میزان آب مورد نیاز برای ساخت و عمل آوری بتن
5-5-1- آب مصرفی برای ساخت و عمل آوری بتن باید تمیز و صاف باشد. باید از مصرف آب حاوی مقادیر زیاد از هر نوع ماده از قبیل روغن ها، اسیدها، قلیایی ها، املاح، مواد قندی، و مواد آلی که قادر به صدمه زدن به بتن یا میلگرد باشد، خودداری کرد. مواد زیان آور در آب مصرفی در بتن نباید از مقادیر حداکثر مجاز داده شده در جدول 1 تجاوز کند و روش آزمایشگاه بتن برای هر نوع ماده زیان آور باید مطابق همین جدول باشد.

 

5-6- افزودنی های مجاز در مواد تشکیل دهنده، تولید و انطباق بتن

ویژگی های کلی افزودنی ها باید با استانداردهای مربوط مطابق باشد. مواد افزودنی شیمیایی مورد مصرف در بتن باید با استاندارد بند 2-7 مطابقت داشته باشد.
مقدار کل هر یک از افزودنی های مصرفی، نباید از مقدار سفارش شده توسط تولید کننده ی افزودنی بیشتر شود.
توصیه می شود در صورت مصرف افزودنی به میزان کمتر از 2/0 درصد جرم سیمان، افزودنی مورد نظر در بخشی از آب اختلاط اضافه و مخلوط شود.
در صورت مصرف افزودنی به میزان کمتر از 2/0 درصد جرم سیمان، تولید کننده بتن ممکن است روش پخش افزودنی های بتن را انتخاب کند.
اگر مقدار کل افزودنی مایع مصرفی بیش از 3 لیتر در هر مترمکعب بتن باشد، مقدار آب موجود در افزودنی مایع باید هنگام محاسبه ی نسبت آب به سیمان در نظر گرفته شود.
وقتی که بیش از یک نوع افزودنی به کار می رود، سازگاری افزودنی ها باید در آزمون های اولیه بررسی شود.

مبانی طرح اختلاط بتن

مقدمه

طرح مخلوط بتن، روند تعیین نسبت اجزاء بتن است به نحوی که بتن تا حد امکان مقرون به صرفه شود و الزامات مورد نیاز شامل خواص فیزیکی، مکانیکی و دوام را برآورده نماید. روش طرح مخلوط بتن باعث ایجاد یک زبان مشترک برای دست اندر کاران این صنعت خواهد شد. طرح مخلوط به مفهوم فرآیندی است که طی آن ترکیب مناسب اجزای بتن، طبق مشخصات فنی داده شده، تعیین می گردد. سازوکار طرح مخلوط پیچیده است، زیرا با تغییر دادن یک متغیر ممکن است خواص بتن به صورت متضاد تحت تاثیر قرار گیرد. بنابراین، طرح مخلوط، هنر متعادل کردن این اثرهای متضاد است. البته، در طرح مخلوط ممکن است معیارای دیگری مانند کاهش جکع شدگی، خزش و غیره در نظر گرفته شود. در ادامه، روش های طرح مخلوط ملی ایران، انگلیسی (BS)، آلمانی و نیز آمریکایی (ACI) به صورت راهنمای گام به گام معرفی شده اند. مبانی روش طرح مخلوط ایران برگرفته از روش آلمانی است. در روش ارائه شده به عنوان روش ملی طرح مخلوط بتن، تطابق با استاندارد سنگدانه های بتن (استاندارد ملی ایران به شماره 302) و همچنین آیین نامه بتن ایران و ویژگی های سیمان پرتلند (استاندارد ملی ایران به شماره 389) در نظر گرفته شده است. این روش برای طرح مخلوط بتن های ویژه مانند بتن های حجیم، بتن های سبک، بتن های سنگین و غیره مستقیماً قابل کاربرد نمی باشد بلکه نیاز به اعمال تمهیدات خاص و ایجاد تغییرات می باشد.

در هر کدام از روش ها، جهت طرح مخلوط بتن می توان از نرم افزارهای ارائه شده نیز استفاده نمود. به عنوان مثال، نرم افزار طرح مخلوط بتن طبق روش ملی ایران، نسبت های مخلوط بتن را براساس روش ملی طرح مخلوط بتن ارائه می دهد.

مبانی تعیین نسبت های اختلاط بتن

طرح مخلوط بتن عبارتست از: فرایند انتخاب اجزای مناسب بتن، تعیین مقادیر نسبی، به گونه ای که طرح اقتصادی باشد، الزامات مورد نیاز از جمله مقاومت، دوام، روانی و غیره را برآورد نماید. شایان ذکر است که نسبت های حاصل از تمامی روش ها تنها جنبه راهنمایی دارند. به منظور تعیین نسبت های اختلاط در هر پروژه، باید در کارگاه، مخلوط های آزمایشی ساخته و مورد بررسی قرار گیرند تا اینکه طرح نهایی حاصل شود.

پارامترهای موثر در طرح مخلوط:

• کارائی و روانی مناسب (1- کارائی، 2- روانی)
• دوام (1- نوع سیمان، 2- نوع سنگدانه، 3- حداقل و حداکثر سیمان، 4- حداکثر نسبت آب به سیمان، 5- استفاده از مواد افزودنی)
• مقاومت (1- مقاومت مشخصه، 2- انحراف معیار، 3- کنترل کیفیت)
• سنگدانه ها (1- ایجاد ساختار بتن، 2- کاهش فضای خالی)
• نسبت آب به مواد سیمانی
• سیمان (1- نوع سیمان، 2- ترکیب شیمیایی، 3- نرمی) 

تعیین نسبت های اختلاط مواد تشکیل دهنده بتن باید با شرایط زیر مطابقت داشته باشد:

الف- کارایی و روانی بتن به اندازه کافی باشد تا بتن بتواند به سهولت در قالب ها ریخته شود و به خوبی میلگردها را در برگیرد بدون اینکه جدایی دانه ها یا آب انداختن زیاد روی دهد. جدول 2-1 حدود روانی بتن را برای مصارف مختلف نشان می دهد. در مواردی که از فوق روان کننده های بتن استفاده می شود می توان بتن های سفت و یا با حالت خمیری را به بتن روان تبدیل کرد. لازم به ذکر است که، نسبت های اختلاط مواد تشکیل دهنده بتن براساس تجارب کارگاهی و استفاده از مخلوط های آزمایشی با مصالح مصرفی کارگاه تعیین می شوند.

جدول 1 حدود روانی بتن در مصارف مختلف

 

طبقه بندی روانی	اسلامپ میلیمتر	کاربرد مناسب بتن
خیلی کم (سفت)	25-0	رویه بتنی که به وسیله غلتک لرزنده می شود. بتن های در حد کارایی زیادتر این گروه را در بعضی موارد می توان با ماشین های دستی نیز متراکم نمود.
کم (خمیری)	50-25	رویه بتنی که با غلتکهای دستی و یا شمشه های فلزی دارای یبراتور لرزاننده می شود. بتن های در حد کارایی زیادتر این گروه را در مواردی که مواد سنگی گردگوشه و یا نامنظم مصرف شوند می توان برای ساختن رویه بتنی با دست نیز متراکم نمود. پی های با بتن انبوهی بدون لرزاندن و یا قطعات بتن مسلح با فولاد کم و یا لرزاندن خفیف.
متوسط (شل)	100-50	در حد کارایی کمتر این گروه دالهای مسلحی که با بتن حاوی سنگ شکسته ساته می شوند و با دست متراکم می گردند. بتن مسلح معمولی که با دست متراکم می شود و یا قطعاتی که فولاد زیاد دارند و لرزنده می شود.
زیاد (روان)	175-100	برای قطعاتی که آرماتور زیاد نزدیک به هم دارند و معمولاً برای لرزاندن مناسب نمی باشد.

 

مقاومت فشاری مشخصه بتن، مقاومتی است که حداکثر 5 درصد کلیه مقاومت های اندازه گیری شده برای رده بتن مورد نظر ممکن است کمتر از آن باشد. رده بندی بتن براساس مقاومت مشخصه آن به این ترتیب است:

C6, C8, C10, C16, C20, C25, C30, C40, C50 …… C120 

اعداد بعد از C بیانگر مقاومت فشاری مشخصه بتن برحسب نیوتن بر میلیمتر مربع می باشند. بتن های  رده C16 و بالاتر در بتن آرمه به کار می روند و استفاده از بتن رده C12 در بتن آرمه تنها با داشتن توجیه کافی و با رعایت شرایط لازم مجاز است.

روش های تعیین نسبت های اختلاط

الف- برای بتن های رده C20 و پایین تر می توان نسبت های اختلاط را براساس تجارب قبلی و بدون مطالعه آزمایشگاهی تعیین کرد.

ب- برای بتن های رده C30 و بالاتر، تعیین نسبت های بهینه اختلاط باید از طریق مطالعات آزمایشگاهی و با در نظر گرفتن ضوابط طراحی براساس دوام صورت گیرد. این مطالعات ممکن است قبل از شروع عملیات اجرایی به وسیله طراحی انجام پذیرد و نتیجه به دست آمده به عنوان نسبت های اختلاط مقرر در دفترچه مشخصات فنی خصوصی درج شود، یا به وسیله مجری به انجام رسد و نتیجه به دست آمده به عنوان “نسبت های اختلاط تعیین شده” به کار رود.

جدول 2 مقادیر تقریبی اختلاط بتن در رده های مقاومتی

ردیف	طبقه یا نوع بتن	اختلاط تقریبی بتن	مقدار مصالح برای مترمکعب بتن			اسلامپ بتن cm	مقدار آب برای مترمکعب بتن (لیتر)
سیمان Kg	ماسه Kg	شن Kg
1	400	5/2- 5/1	450	47/0	78/0	10- 5	170- 150
2	350	3-2	400	53/0	78/0	10- 5	160- 140
3	300	5/3- 5/2	350	53/0	83/0	10- 5	150- 130
4	250	5-2	300	53/0	88/0	5- 5/2	145- 130
5	200	7-4	250	53/0	93/0	5- 5/2	145- 125
6	150	6-4	200	53/0	97/0	5- 5/2	140- 125
7	100	13- 5/6	150	53/0	05/1	5- 5/2	140- 120

تدوین مدارک مربوط به مقاومت فشاری متوسط

مجموعه مدارکی که نشان می دهند نسبت های پیشنهادی اختلاط، مقاومت فشاری متوسطی، حداقل معادل مقاومت فشاری متوسط لازم را تامین می کند، می تواند مشتمل بر پرونده ای از آزمایش های مقاومت در شرایط کارگاهی یا چند پرونده از آزمایش های مقاومت یا مخلوط های آزمایشی آزمایشگاهی باشد.

الف: پرونده آزمایش های مقاومت باید معرف مصالح و شرایط مورد استفاده در عمل باشد. تییرات در مصالح و نسبت های اختلاط نباید محدودیتی بیشتر از حدود تعیین شده در طرح مورد نظر داشته باشد. به منظور تدوین مدارکی که نشان دهد مخلوط بتن مقاومت متوسط لازم را خواهد داشت، می توان پرونده ای مشتمل بر حداقل 10 آزمایش متوالی یا 30 آزمایش متفرق را به کار برد مشروط بر آنکه این پرونده آزمایش های انجام شده در مدت حداقل 45 روز را در برگیرد. نسبت های لازم برای اختلاط بتن را می توان براساس درونیابی خطی بین مقاومت ها و نسبت های اختلاط ذکر شده در حداقل 2 پرونده آزمایش، مطابق سایر ضوابط این بند به دست آورد.

ب: در صورتی که در کارگاه پرونده های قابل قبول از نتایج آزمایش ها موجود نباشد می توان نسبت های اختلاط را براساس مخلوط های آزمایشی آزمایشگاهی و با مراعات شرایط زیر تعیین کرد:

• اختلاط مصالح باید همان باشد که در طرح مورد نظر به کار خواهد رفت.
• مخلوط های آزمایشی آزمایشگاهی با نسبت های اختلاط و روانی لازم برای کار مورد نظر باید حداقل به سه نسبت مختلف آب به سیمان یا سه مقدار سیمان ساخته شوند، طوری که محدوده ای از مقاومت های فشاری متوسط لازم را در برگیرند.
• مخلوط های آزمایشی آزمایشگاهی باید طوری طراحی شوند که اختلاف اسلامپ آنها با مقدار حداکثر مجاز اسلامپ در محدوده 2 آنها با مقدار حداکثر مجاز اسلامپ در محدوده 2± میلیمتر باشد و برای بتن حباب دار، اختلاف مقدار هوا با هوای حداکثر مجاز در محدوده 5/0± درصد باشد.
• برای هر نسبت آب به سیمان یا هر مقدار سیمان باید حداقل سه آزمونه، ساخته و عمل آورده شوند. آزمونه ها باید در سن 28 روز یا هر سن دیگری که در طرح برای تعیین مقاومت مشخصه بتن مقرر شده آزمایش شوند.
• بعد از حصول نتایج آزمایش های فشاری آزمونه ها باید نموداری رسم کرد که رابطه بین نسبت آب به سیمان با مقاومت فشاری در زمان آزایش را نشان دهد.
• حداکثر نسبت آب به سیمان یا حداقل مقدار سیمان برای بتن مورد استفاده در طرح، باید نظیر قسمتی از نمودار باشد که براساس آن مقاومت فشاری متوسط تامین شود.

انواع روش های متداول طرح اختلاط

با بکارگیری نسبت های صحیح آب، سیمان، شن و ماسه در ساخت بتن، اهداف زیر را دنبال می کنیم:

• رسیدن به مقاومت کافی
• تامین دوام کافی
• رسیدن به اسلامپ مورد نظر

در کارگاه هایی که حجم بتن ریزی بالاست، طرح اختلاط براساس آزمایشگاه بتن تعیین می گردد. البته به شرطی که در مدت استفاده از طرح اختلاط محل تهیه مصالح از بیل شن و ماسه تغییر نکند. علاوه بر روش ملی طرح مخلوط، روش وزنی حجمی (ACI-211-89)، طرح اختلاط به روش آیین نامه BS و نیز روش آلمانی از رایج ترین روش های طرح اختلاط می باشند.

مسائل حرارتی در بتن ریزی

موضوع بتن ریزی در دماهای متفاوت

در بتن ریزی در آب و هوای گرم مسائل خاصی وجود دارند. این مسائل ناشی از دمای بالاتر بتن و در بیشتر موارد، ناشی از نرخ بالاتر تبخیر آب از سطح مخلوط تازه هستند. این مشکلات در بتن ریزی حجیم یا با جرم زیاد با ترک خوردگی های احتمالی ناشی از افزایش دما و افت بعدی ناشی از حرارت هیدراسیون سیمان و تغییر حجم های ناشی از مهارشدگی همراه خواهند بود. از طرف دیگر، در زمان بتن ریزی در هوای سرد نیز احتیاط هایی برای اجتناب از تاثیرات مخرب خرابی یخ بندان در بتن تازه یا در سنین اولیه ضروری است. در این شرایط باید گام های مناسبی در اختلاط، ریختن و عمل آوری بتن برداشته شود.

1- مسائل بتن در آب و هوای گرم

دمای بالاتر بتن تازه نسبت به حالت معمول منجر به هیدراسیون سریعتر سیمان و همچنین تسریع گیرش و مقاومت کوتاه مدت کمتر بتن سخت شده می شود (شکل 1). دلیل این امر، تشکیل ساختار غیریکنواخت ژل می باشد. علاوه بر این، در صورتی که دمای بالا همراه با رطوبت نسبی پایین هوا باشد، مقداری از آب اختلاط سریعاً تبخیر شده و موجب افت بیشتر کارایی، جمع شدگی پلاستیک بیشتر و ترک های سطحی می شود. همچنین دمای بالای بتن تازه در بتن ریزی های حجیم تعیین کننده می باشد، زیرا افزایش سریع دمای هیدراسیون سیمان می تواند سبب گسترش اختلاف های دمایی بیشتری بین بخش های مختلف بتن شود. همچنین سرد شدن متعاقب بتن سبب ایجاد تنش های کششی می شود که ممکن است، موجب ترک خوردگی بتنشوند.

یک مشکل دیگر، ایجاد حباب هوا در بتن است که در دماهای بالا سخت تر ایجاد می شوند، البته این مشکل را می توان به راحتی با مصرف بیشتر ماده افزودنی حباب هوازا حل کرد. مسئله دیگر این است که در صورتی که بتن نسبتاً سرد در اثر دمای بالاتر محیط منبسط شود، آنگاه فضاهای خالی بتن منبسط شده و مقاومت بتن کاهش می یابد. به طور مثال این مورد در قطعات افقی موجود در قالب های فولادی که امکان انبساط در آنها وجود ندارد، اتفاق می افتد. این مسئله در قطعات قائم وجود ندارد.

عمل آوری در دماهای بالا و در هوای خشک، مشکلات بیشتری را به بار می آورد، زیرا آب عمل آوری سریعاً تبخیر شده و در نتیجه هیدراسیون با سرعت کمتری انجام می شود. یکی از نتایج این عمل، افزایش ناکافی مقاومت و وقوع سریع جمع شدگی ناشی از خشک شدن است. مورد دوم احتمالاً سبب ایجاد تنش های کششی بزرگی می شود که برای ترک خوردگی بتن سخت شده کافی خواهند بود. چنین نتیجه می شود که جلوگیری از تبخیر از سطح بتن حیاتی است.

شکل 1 تاثیر دما طی 28 روز اول برمقاومت بتن (نسبت آب به سیمان برابر با 41/0، مقدار حباب هوا برابر با 5/4 درصد و سیمان مصرفی سیمان پرتلند معمولی (نوع I) می باشد.)

 

2- بتن ریزی در آب و هوای گرم

در اولین قدم، دمای بتن در کارگاه یا در لحظه تحویل باید پایین نگه داشته شود. ترجیحاً دمای بتن نباید بیشتر از 16 درجه سلسیوس (60 درجه فارنهایت) و حداکثر باید 32 درجه سلسیوس (90 درجه فارنهایت) باشد.دمای واقعی بتن تا حدی بیشتر از دمای به دست آمده از عبارت بالاست که دلیل آن کار مکانیکی انجام شده در هنگام اختلاط و افزایش اولیه حرارت هیدراسیون سیمان می باشد. معمولاً، عبارت فوق، به استثنای این مورد، به اندازه کافی دقیق است.از آنجا که اغلب کنترل های معینی بر دمای برخی از اجزای تشکیل دهنده بتن وجود دارد، بررسی تاثیر نسبی تغییر دمای آنها مفید است.

به عنوان مثال، در یک نسبت آب به سیمان 5/0 و نسبت مصالح سنگی به سیمان 6/5، می توان با کاهش دمای سیمان تا 9 درجه سلسیوس (9 درجه فارنهایت)، یا دمای آب تا 6/3 درجه سلسیوس (6/3 درجه فارنهایت) یا دمای مصالح سنگی تا 6/1 درجه سلسیوس (6/1 درجه فارنهایت)، دمای بتن تازه را تا 1 درجه سلسیوس (یا 1 درجه فارنهایت) کاهش داد. بنابراین، می توان مشاهده کرد که به دلیل مقدار کمتر سیمان در مخلوط، دمای سیمان نسبت به سایر اجزای تشکیل دهنده بتن به اندازه بیشتری کاهش پیدا کند. علاوه بر این خنک کردن آب به مراتب راحت تر از خنک کردن سیمان و مصالح سنگی است.

علاوه بر این، این امکان وجود دارد که از یخ به عنوان بخشی از آب اختلاط استفاده کنیم. حتی این کار موثرتر است، زیرا برای تامین گرمای یخ حرارت بیشتری را از سایر اجزای تشکیل دهنده بتن جذب می کند. هنگام استفاده از یخ به دقت ویژه ای نیاز می باشد، زیرا الزامی است که تمام یخ پیش از تکمیل اختلاط به طور کامل ذوب شود.

 

اگر چه تاثیر سرد کردن مصالح سنگی کمتر از سرد کردن آب است، اما می توان با دپو کردن مصالح سنگی در سایه و به دور از پرتو مستقیم خورشید و با آب پاشی کنترل شده دپو به نحوی که گرما با تبخیر آب از بین رود، به سادگی و با هزینه پایین دمای بتن را به طور قابل قبولی کاهش داد. از روش های دیگر مورد استفاده می توان به پوشاندن لوله های آب، رنگ کردن تمامی لوله ها و مخازن روباز با رنگ سفید، آب پاشی قالب ها پیش از اقدام به بتن ریزی، و اقدام به بتن ریزی در عصر را نام برد.

درخصوص انتخاب نسبت های اختلاط مناسب برای کاهش تاثیر دمای بالای هوا، مقدار سیمان باید تا حد امکان کم باشد، به طوری که کل حرارت هیدراسیون پایین باشد. برای اجتناب از مشکلات کارایی، نوع و دانه بندی مصالح سنگی باید به گونه ای انتخاب شود که از نرخ های بالا جذب آب اجتناب شده و مخلوط به اندازه کافی چسبنده باشد. همچنین وجود ناخالصی هایی از قبیل سولفات ها نه تنها همواره نامطلوب است، بلکه در این مورد خاص نیز می تواند سبب گیرش آنی یا کاذب شوند.

برای کاهش افت کارایی و همچنین افزایش زمان گیرش می توان از یک ماده افزودنی کندگیرکننده استفاده کرد. مزیت این ماده افزودنی جلوگیری از تشکیل درزهای سرد در لایه های بتن ریزی متوالی می باشد. ممکن است، برای برخی کاربردهای ویژه مقدار مصرف بالای این ماده افزودنی الزامی باشد و از سوی متخصصان مواد افزودنی توصیه شود.

 

 

تبخیر آب از مخلوط پس از بتن ریزی اجتناب ناپذیر است. اجتناب نرخ های تبخیر از kg/m2 25/0 (lb/ft2 05/0) برساعت از سطوح روباز بتنی برای حصول اطمینان از عمل آوری مناسب و جلوگیری از جمع شدگی پلاستیک الزامی است. نرخ تبخیر به دماهای هوا، دمای بتن، رطوبت نسبی هوا و سرعت باد بستگی داشته و مقدار آن را می توان از شکل 2 تخمین زد. بتن باید از نور خورشید محافظت شود، در غیر این صورت، اگر شب سردی فرا رسد، احتمال ترک خوردگی حرارتی در اثر مهار انقباض ناشی از سرد شدن و نه الزاماً از گرمای هوا وجود خواهد داشت. وسعت ترک خوردگی با اختلاف دمای بین بتن و هوای اطراف آن رابطه مستقیم دارد.

در آب و هوای خشک، خیس کردن بتن و فراهم آوردن شرایط تبخیر به خنک شدن و همین طور عمل آوری موثر بتن منجر می شود. سایر روش های عمل آوری تاثیر کمتری خواهند داشت. در صورت استفاده از غشاها یا ورقه های پلاستیکی باید رنگ آنها سفید باشد به طوری که پرتو خورشید را بازتاب دهند. سطوح بتنی بزرگ روباز از قبیل بزرگراه ها یا باندهای پرواز در برابر این نوع مشکلات حرارتی آسیب پذیری بیشتری دارند و بتن ریزی و عمل آوری چنین بتن هایی باید با دقت برنامه ریزی و اجرا شود.

 

 

 

شکل 2 تاثیر دمای هوا و بتن، رطوبت نسبی و سرعت باد بر نرخ تبخیر رطوبت سحطی از بتن

(براساس آیین نامه ACI 305.R-99).

 

3- بتن های حجیم

هنگام بتن ریزی حجم های زیاد بتن ساده (غیر مسلح) به عنوان مثال در سدهای وزنی، احتمال ترک خوردگی حرارتی به دلیل مهار انقباض هنگام کاهش دما از دمای نقطه اوج که ناشی از حرارت هیدراسیون سیمان است، وجود دارد. چنین ترک خوردگی ممکن است، چندین هفته گسترش یابد. جدا از این موضوع، خطر ترک خوردگی حرارتی در سنین اولیه بتن در مقاطع نازکتر نیز وجود دارد، مگر اینکه این مقاطع به طور مناسب آرماتورگذاری شوند.

 

ترک خوردگی حرارتی باید به وضوح از ترک خوردگی پلاستیک که در سطح یا در نزدیکی سطح بتن و در هنگامی که بتن هنوز حالت پلاستیک دارد و تبخیر سریع آب از آن اتفاق می افتد، تشخیص داده شود. همچنین این نکته را می توان اضافه کرد که خشک شدن می تواند سبب ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی شود که معمولاً کمی دیرتر از ترک خوردگی حرارتی به وجود می آیند.

زمانی که یک جرم بتنی در تماس با جو قرار دارد، به این دلیل که داخل آن داغ و سطح خارجی آن در حال انتقال حرارت به محیط است، دچار گرادیان حرارتی می شود. بنابراین در قسمت داخلی بتن که در برابر انبساط حرارتی کاملاً مقید شده است، تنش فشاری ایجاد می شود که باتنش کششی خارجی موازنه می شود.

 

اگر چه هر دو نوع تنش در اثر خزش جزئی آزاد می شوند، اما تنش کششی ممکن است به اندازه کافی برای ایجاد ترک خوردگی سطحی بزرگ باشد. مادامی که بتن شروع به سرد شدن و انقباض می کند، تنش کششی در قسمت خارجی بتن آزاد شده و هر نوع ترک سطحی بسته می شود و علاوه بر این، اینگونه ترک ها معمولاً بی ضرر هستند. از آنجا که انقباض قسمت های داخلی بیشتر از انقباض قسمت های خارجی است، کرنش در قسمت های داخلی مهار شده و برای موازنه با تنش فشاری موجود در قسمت های خارجی، در قسمت داخلی بتن تنش کششی ایجاد می شود. به دلیل بلوغ بیشتر بتن در فاز سرد شدن، کرنش آزاد شده توسط خزش در این فاز کمتر از فاز گرم شدن است. بنابراین، ممکن است، تنش کششی ایجاد شده در اثر مهار داخلی در فاز سرد شدن برای ایجاد ترک خوردگی در داخل بتن به اندازه کافی بزرگ باشد. از این رو، به منظور اجتناب از ترک خوردگی الزامی است که اختلاف یا گرادیان دما در بتن محدود شود.

از طرف دیگر، زمانی که کل حجم بتن در برابر هوای خازج یا زمین عایق می شود، به گونه ای که دما در کل جرم بتن یکنواخت باشد، ترک خوردگی تنها در صورتی اتفاق خواهد افتاد که انقباض کل یا بخش خارجی بتن طی دوره سرد شدن مهار شود. به نوع مهارشدگی، مهار خارجی می گویند و برای اجتناب از ترک خوردگی ناشی از آن الزامی است که اختلاف بین دمای نقطه اوج بتن و دمای محیط و یا مهارشدگی به حداقل ممکن برسد. اختلاف قابل قبول بین دمای نقطه اوج بتن و دمای نهایی محیط باید در هنگام استفاده از مصالح سنگی شن فلینت به حدود 20 درجه سلسیوس (36 درجه فارنهایت)، هنگام استفاده از مصالح سنگی سنگ آهکی خاص به حدود 40 درجه سلسیوس (72 درجه فارنهایت) محدود گردد. اما هنگام استفاده از برخی از مصالح سنگی سبک دانه می تواند تا 130 درجه سلسیوس (234 درجه فارنهایت) نیز برسد.

برای به حداقل رساندن اختلاف یا گرادیان دما می توان از چندین روش به شرح زیر استفاده کرد:

 

الف) اجزای تشکیل دهنده مخلوط را با استفاده از هر یک از روش های ذکر شده سرد کرد، به طوری که دمای بتن تازه تا حدود 7 درجه سلسیوس (45 درجه فارنهایت) کاهش یابد. با این روش اختلاف بین دمای نقطه اوج و دمای محیط در فاز سرد شدن کاهش خواهد یافت.

ب) سطح بتن را تنها در مقاطع نازکتر از حدود 500 میلیمتر (یا 20 اینچ) با استفاده از قالب هایی که عایق بندی کمی دارند، مانند قالب های فولادی سرد کرد. در این مورد، سرد کردن سطح بتن، افزایش دمای قسمت مرکزی بتن را بدون اینکه موجب گرادیان های دمایی مضر و در نتیجه ایجاد مهار داخلی شود، کاهش می دهد.

ج) کل سطح بتن (شامل سطح فوقانی) در مقاطع بزگ تر از 500 میلیمتر (یا 20 اینچ) را با استفاده از یک ماده مناسب برای قالب بندی بتن از محیط اطراف مجزا ساخت، به طوری که گرادیان های حرارتی به حداقل مقدار خود برسد. در این حالت بتن به شرط عدم وجود مهار خارجی آزادانه منبسط و منقبض می شود.

د) اجزای تشکیل دهنده بتن به دقت انتخاب شود.

انتخاب اجزای تشکیل دهنده بتن علاوه بر دما به عوامل موثر بر ترک خوردگی نیز بستگی دارد. انتخاب مصالح سنگی مناسب می تواند به کاهش ضریب انبساط حرارتی بتن و افزایش ظرفیت کرنش کششی آن کمک کند. به عنوان مثال، بتن ساخته شده از مصالح سنگی تیزگوشه دارای ظرفیت کرنش کششی بیشتری نسبت به بتن ساخته شده از مصالح سنگی گردگوشه است. به طور مشابه، مصالح سنگی سبک ظرفیت کرنش کششی بیشتری را نسبت به مصالح سنگی با وزن معمولی نتیجه می دهند. البته این مزیت تا حدی با لزوم مقدار سیمان بیشتر در بتن ساخته شده با مصالح سنگی سبک با مقاومت و کارایی مشابه جبران می شود.

 

به طور کلی، استفاده از سیمان با حرارت زایی پایین، جایگزین کردن پوزولان، مصرف مقدار سیمان کمتر و استفاده از مواد افزودنی کاهنده آب در کاهش دمای نقطه اوج مفید هستند. انتخاب نوع سیمان براساس مشخصات تولید حرارت که برافزایش دما تاثیر می گذارد، یعنی نرخی که در آن حرارت تولید می شود و همچنین حرارت کل، صورت می گیرد. البته هرچه مقدار سیمان در واحد حجم بتن بیشتر باشد، میزان حرارت کل بیشتر خواهد بود. در مقاطع کوچک، نرخ افزایش حرارت باتوجه به میزان حرارت تولید شده اهمیت قابل توجهی پیدا می کند، زیرا حرارت به آهستگی پخش می شود، درحالی که در مقاطع حجیم افزایش حرارت به دلیل خود عایق بندی، بیشتر به حرارت کل تولید شده بستگی دارد.

 

بنابراین می توان مشاهده نمود که افزایش حرارت به یک سری از عوامل از قبیل نوع و مقدار سیمان (یا به بیان دقیقتر به نوع و مقدار تمامی مواد سیمانی)، اندازه مقطع، مشخصات عایق بندی قالب و دمای بتن ریزی بستگی دارد. باتوجه به مورد آخر می توان به این نکته اشاره کرد که دمای بالاتر در زمان بتن ریزی موجب هیدراسیون سریعتر سیمان و افزایش دمای بیشتر می شود.

در عمل، مخلوطی از سیمان پرتلند ضدسولفات (نوع V) و سرباره آسیاب شده کوره آهن گدازی کمترین افزایش دما را ایجاد می کنند. بهترین ترکیب بعدی، مخلوط سیمان پرتلند معمولی (نوع I) و سرباره و پس از آن جایگزین کردن سیمان پرتلند با خاکستر بادی (PFA) است. در مقاطع بتنی حجیم، مقدار مواد سیمانی یعنی سیمان به اضافه سرباره یا خاکستر بادی، بیش از آنکه براساس مقاومت فشاری مشخصه 28 روزه، که نیازی نیست بیش از MPa 14 (psi 2000) باشد، انتخاب شود؛ تحت تاثیر ملزومات نفوذناپذیری و دوام (حداکثر نسبت آب به سیمان) قرار دارد. به هر حال، در بتن سازه ای مسلح ممکن است، مقاومت اولیه بالاتر یک معیار بحرانی به حساب آید، به طوری که ممکن است، از سیمان پرتلند معمولی (نوع I) تنها و در مقادیر بالا استفاده شود. بنابراین پذیرفتن روش های جایگزین دیگر برای به حداقل رساندن اثرات موثر افزایش دما الزامی است.

 

قبلاً به اختلاف دماهای قابل قبول اشاره کردیم. اگر چه اختلاف دما در یک حالت معین با علم به مشخصات دمایی بتن و عایق گرمایی آن قابل محاسبه است، اما در عمل، دما باید در نقطه های مختلف با یک ترموکوپل اندازه گیری شود. آنگاه این امکان وجود خواهد داشت که عایق بندی بتن به نحوی اصلاح شود که اختلاف های دمایی محدود شوند. عایق بندی باید با افت حرارت به وسیله تبخیر و همین طور انتقال و تابش کنترل شود. در ابتدای کار باید از یک غشای پلاستیکی یا ترکیبات عمل آوری استفاده کرد، درحالی که یک تخته صاف، بتن را در مقابل سایر حالت های افت حرارت عایق خواهد کرد. لحاف های با روکش پلاستیکی در تمامی موارد مفید هستند.

زمان باز کردن قالب از نقطه نظر به حداقل رساندن اختلاف های دمایی حائز اهمیت می باشد. باز کردن زودهنگام قالب در مقاطع نازک، کمتر از 500 میلیمتر (200)، امکان سرد شدن سریعتر را به سطح بتن می دهد. به هرحال، عایق بندی در مقاطع حجیم منفرد باید تا هنگامی که کل مقطع به اندازه کافی خنک شد، در جای خود باقی بماند، به طوری که هنگام باز شدن قالب به طور کامل، افت دمای سطحی بیش از مقدار ارائه شده به عنوان مثال 10 درجه سلسیوس (18 درجه فارنهایت) برای بتن ساخته شده با مصالح سنگی شن فلینت نباشد. دلیل مقدار کمتر برای اختلاف دماهای قابل قبول این است که هنگامی که عایق بندی برداشته می شود، خنک شدن سریعتر اتفاق می افتد، طوری که خزش نمی تواند به افزایش ظرفیت کرنش کششی بتن کمک کند. به این دلیل ممکن است، قالب بندی و عایق بندی مقاطع بزرگ تا دو هفته پیش از اینکه بتن تا حد دمای مطمئن سرد شود، در جای خود باقی بماند. به هر حال، این روش در صورتی که مقطع در معرض مهار خارجی قرار بگیرد، از ترک خوردگی جلوگیری نمی کند و باید سایر روش های چاره ساز دیگر نیز مورد بررسی قرار گیرند. این روش ها شامل توالی ساخت و فراهم نمودن درزهای حرکتی هستند.

4- بتن ریزی در آب و هوای سرد

مشکلات بتن ریزی در آب و هوای سرد برخاسته از عمل یخ بندان بر بتن تازه است. اگر بتنی که هنوز گیرش نیافته است، یخ بزند، آب اختلاط به یخ تبدیل شده و حجم کلی بتن افزایش می یابد. ازآنجا که در شرایط موجود آبی برای واکنش های شیمیایی وجود ندارد، گیرش و سخت شدن بتن به تاخیر می افتد و در نتیجه مقداری از خمیر سیمان در اثر تشکیل یخ گسیخته می شود. زمانی که این یخ در سنین بعدی ذوب می شود، بتن در شرایط منبسط شده، گیرش یافته و سخت خواهد شد، به طوری که بتن حاوی حجم بالایی از منافذ خواهد بود و در نتیجه مقاومت آن کاهش خواهد یافت.

 

امکان ویبره کردن مجدد بتن در لحظه ذوب شدن یخ و در نتیجه تراکم مجدد آن وجود دارد، اما به طور کلی، چنین روشی به دلیل اینکه تعیین دقیق زمان شروع گیرش در بتن مشکل است، توصیه نمی شود.

در صورتی که ذوب شدن یخ بعد از گیرش بتن و پیش از اینکه مقاومت بتن به حد قابل قبولی برسد، اتفاق بیفتد، انبساط همراه با تشکیل یخ سبب گسیختگی و افت غیرقابل بازگشت مقاومت می شود. به هر حال، در صورتی که بتن بتواند پیش از یخ زدن به یک مقاومت کافی برسد، می تواند در برابر فشارهای داخلی تولید شده به وسیله تشکیل یخ حاصل از آب اختلاط باقی مانده، مقاومت کند. در این مرحله مقدار یخ تشکیل شده، کم است، زیرا مقداری از آب اختلاط بتن در فرآیند هیدراسیون سیمان ترکیب شده و مقداری نیز در حفره های ژلی کوچک قرار گرفته که قادر به یخ زدن نیستند. متاسفانه تعیین سنی که درآن بتن به اندازه کافی برای پایداری در برابر یخ زدن مقاوم است، ساده نیست. البته تعدادی داده های سرانگشتی موجود هستند. به طور کلی، هیدراسیون پیشرفته سیمان و مقاومت های بیشتر بتن آسیب پذیری در برابر عمل یخ بندان را کاهش می دهند.

 

علاوه براینکه بتن باید در سنین اولیه در برابر عمل یخ بندان محافظت شود، همچنین باید در زمان خدمت دهی در برابر چرخه های بعدی یخ زدن و ذوب شدن، در صورت وقوع، پایدار است. در اینجا، تنها به جلوگیری از یخ زدن بتن تازه و محافظت آن طی هیدراسیون اولیه می پردازیم. برای حصول این امر باید اطمینان حاصل کرد که دمای بتن ریزی به اندازه کافی برای جلوگیری از یخ زدن آب اختلاط بالا بوده و بتن از نظر دمایی برای مدت زمان کافی تا رسیدن به مقاومت مناسب محافظت شده است. جدول 1.9 دماهای حداقل توصیه شده برای بتن ریزی را به ازای دماهای مختلف هوا و اندازه های متفاوت مقطع در زمان بتن ریزی در آب و هوای سرد ارائه می دهد. می توان مشاهده کرد که دماهای قابل قبول حداقل برای بتن به عنوان دماهای بتن ریزی و نگهداری برای مقاطع بزرگ تر به دلیل افت حرارتی کمتر، پایین تر خواهد بود. از همان جدول می توان متوجه شد، هنگامی که دمای هوا زیر 5 درجه سلسیوس (40 درجه فارنهایت) است، بتن باید به دلیل افت های حرارتی که طی حمل و بتن ریزی اتفاق می افتد، در دماهای بالاتر مخلوط شود. علاوه بر این، باید اطمینان حاصل کرد که بتن تازه در برابر سطح یخ زده ریخته نشده باشد. علاوه بر این برای اجتناب از احتمال ترک خوردگی حرارتی در 24 ساعت اول پس از اتمام دوره محافظت و هنگامی که بتن تا دمای محیط اطراف سرد می شود نباید حداکثر افت مجاز دما طی این 24 ساعت از مقادیر ارائه شده در جدول 1 بیشتر باشد.

جدول 1.9 دماهای توصیه شده بتن برای بتن ریزی در آب و هوای سرد.

دمای هوا	حداقل ابعاد مقطع
	کوچکتر از mm 300 (in 12)	300 تا mm 900 (12 تا in 36)	900 تا mm 1800 (36 تا in 72)	بالاتر از mm 1800 (in 72)
	حداقل دمای بتن هنگام ریختن و نگهداری
	(°F 55) °C 10	(°F 50) °C 10	(°F 45) °C 7	(°F 55) °C 13
	حداقل دمای بتن هنگام اختلاط برای دمای هوا
بالای (°F 30) °C 1- 18- تا (0 تا °F30) °C 1- زیر (°F 0) °C 18-	(°F 60) °C 16 (°F 65) °C 18 (°F 70) °C 21	(°F 55) °C 13 (°F 60) °C 16 (°F 65) °C 18	(°F 50) °C 10 (°F 55) °C 13 (°F 60) °C 16	(°F 45) °C 7 (°F 50) °C 10 (°F 55) °C 13
	حداکثر افت دمای مجاز در 24 ساعت اول پس از پایان محافظت
	°C 28 (°F 50)	°C 22 (°F 40)	°C 17 (°F 30)	°C 11 (°F 20)

 

جدول 2 زمان های محافظت توصیه شده برای بتن ریزی در آب و هوای سرد (با استفاده از بتن هوازایی شده).

نوع سیمان، ماده افزودنی، مقدار سیمان	زمان نگهداری متناسب با سطح اطمینان مقاومت (روز) برای گروه خدمت دهی
	بدون بار، در معرض شرایط محیطی	بدون بار، در معرض شرایط محیطی	با بار جزئی، در معرض شرایط محیطی	با بار کامل، در معرض شرایط محیطی
سیمان معمولی (نوع I)، اصلاح شده (نوع II)   سیمان تندگیر (نوع III) یا تسریع کننده یا kg/m360 (lb/yd3 100) سیمان اضافی	2     1	3     2	6     4	جدول 3.9 را ببینید     جدول 3.9 را ببینید

 

 

ممکن است به این نکته توجه شود که بتن ساخته شده از مصالح سنگی سبک حرارت بیشتری را نگه می دارند، به طوری که می توان از دماهای حداقل کمتری در زمان بتن ریزی یا نگهداری بتن بهره برد.

مدت زمان محافظت پیوسته برای بتن حباب هوازایی شده ساخته شده با مصالح سنگی سبک که در دماهای توصیه شده در جدول 1 بتن ریزی و نگهداری شده اند، در جدول 2 نشان داده شده است. البته باید در جاهایی که احتمال وقوع یخ زدن و ذوب شدن در دوره خدمت دهی بتن وجود دارد، از بتن هوازایی شده استفاده شود، اما در صورتی که الزاماً باید در ساخت از بتن بدون حباب هوا استفاده کرد، زمان های محافظت نشان داده شده در جدول 2 باید حداقل دو برابر شوند، زیرا چنین بتنی، به خصوص در وضعیت اشباع، بیشتر در برابر صدمه یخ بندان آسیب پذیر است. دوره های زمانی محافظت نشان داده شده در جدول 2 به نوع و مقدار سیمان، استفاده یا عدم استفاده از تسریع کننده و شرایط خدمت دهی بستگی دارد. زمان های محافظت باید این اطمینان را ایجاد کنند که از صدمه یخ بندان در سنین اولیه و مسائل دوامی در سنین بعدی اجتناب خواهد شد.

 

 

دوره های زمانی برای مواردی که نسبت بالایی از مقاومت طراحی بتن سازه ای باید پیش از قالب برداری و شمع گذاری ایمن کسب شود، در جدول 3 ارائه شده است. این مقادیر به طور متداول برای مقاومت 28 روزه 21 تا MPa 34 (3000 تا psi 5000) ارائه شده اند. مقادیر متناظر برای دوره های محافظت در سایر شرایط خدمت دهی و انواع دیگر باید از رابطه مقاومت از پیش تعیین شده – بلوغ بتن استنباط شود.

از جدول های 2 و 3 چنین به نظر می رسد که برای حصول نرخ های بالای گسترش حرارت (و در نتیجه افزایش دمای اولیه) باید از سیمان پرتلند زودگیرکننده بتن (نوع III) یا ماده افزودنی تندگیرکننده و ترجیحاً از یک مخلوط پرعیار دارای نسبت آب به سیمان کم استفاده شود.

قبلاً به حداقل دمای لازم بتن در زمان بتن ریزی اساره شد. هدف رسیدن به دمایی بین 7 تا 21 درجه سلسیوس (45 تا 70 درجه فارنهایت) می باشد. تجاوز از دمای بالا می تواند منجر به تاثیر نامطلوب برمقاومت بلند مدت گردد. دمای بتن در زمان بتن ریزی تابعی از دمای اجزای تشکیل دهنده مخلوط است و می توان آن را با معادله 1 محاسبه کرد. در صورت لزوم می توان اجزای تشکیل دهنده بتن را گرم کرد.

 

جدول 3 زمان های محافظت توصیه شده برای بتن بارگذاری شده امل در آب و هوای سرد.

نوع سیمان	دوره نگهداری (روز)
	درصد مقاومت 28 روزه
	50	65	85	95
سیمان پرتلند معمولی (نوع I) سیمان پرتلند اصلاح شده (نوع II) سیمان پرتلند تندگیر (نوع III)	برای دمای بتن (°F 50) °C 10
	6 9 3	11 14 5	21 28 16	29 35 26
	برای دمای بتن (°F 70) °C 21
سیمان پرتلند معمولی (نوع I) سیمان پرتلند اصلاح شده (نوع II) سیمان پرتلند تندگیر (نوع III)	4 6 3	8 10 4	16 18 12	23 24 20

 

از مطالب ذکر شده در بخش بتن ریزی در آب و هوای گرم چنین برداشت می شود که گرم کردن آب ساده تر و موثرتر می باشد، اما تجاوز از دمای 60 تا 80 درجه سلسیوس (140 تا 180 درجه فارنهایت) از آنجا که ممکن است، منجر به گیرش آنی سیمان شود، نامطلوب خواهد بود. این موضوع ناشی از اختلاف دمای بین آب و سیمان است. همچنین جلوگیری از تماس مستقیم سیمان با آب داغ از آنجا که می تواند منجر به انباشتگی سیمان (گلوله های سیمان) شود، حائز اهمیت است و به این دلیل ترتیب ریختن مواد به درون مخلوط کن باید دارای نظم مناسبی باشد.

در صورتی که گرم کردن آب، دمای بتن را به اندازه کافی بالا نبرد، می توان مصالح سنگی را به طور غیرمستقیم یعنی با جریان بخار درون لوله های مارپیچ تا حدود 52 درجه سلسیوس (125 درجه فارنهایت) گرم کرد. گرم کردن مستقیم با بخار می تواند منجر به افزایش قابل توجه مقدار رطوبت مصالح سنگی شود. زمانی که دمای مصالح سنگی کمتر از صفر درجه سلسیوس (18 درجه فارنهایت) است، رطوبت جذب شده در حالت منجمد قرار دارد. بنابراین، نه تنها فرآیند گرم کردن مستلزم افزایش دمای یخ از دمای مصالح سنگی Ta به صفر درجه سلسیوس (18 درجه فارنهایت) می باشد، بلکه مستلزم تغییر حالت یخ به آب (گرمای نهان ذوب) نیز می باشد.

 

پس از بتن ریزی می توان دمای کافی برای بتن را از طریق عایق بندی بتن از جو و در صورت لزوم، با ساخت یک فضای بسته در اطراف سازه به شرط اینکه منبع حرارت درون فضای بسته باشد، تامین کرد. نحوه گرمادهی باید به گونه ای باشد که بتن سریعاً خشک نشده و دمای بخشی از آن، بیش از حد بالا نرود. همچنین منجر به غلظت بالای گاز CO2 (که می تواند سبب کربناسیون شود) در جو نشود. به دلایل ذکر شده، احتمالاً جریان بخار بهترین منبع گرما می باشد. در برخی مواقع از قالب های فولادی پوشش دار با آب داغ استفاده می شود.

دمای بتن در سازه های مهم باید به طور منظم تحت نظر باشد. در تصمیم گیری در مورد محل قرارگیری ئماسنج ها یا ترموکوپل ها باید یادآوری شود که گوشه ها و ضلع های مقاطع بتنی نسبت به عمل یخ بندان آسیب پذیر هستند. نظارت بر دمای بتن این امکان رافراهم می سازد که بتوان عایق بندی یا گرمادهی به بتن را باتوجه به شرایط محیطی از قبیل وزش بادی که دمای هوا را به طور ناگهانی کاهش می دهد و یکی از شرایط پیشروی عمل یخ بندان است، تنظیم نمود. از طرف دیگر، برف به عنوان یک عایق عمل کرده و در نتیجه یک محافظت طبیعی را به وجود می آورد.