مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی و قطعات جانبی بتن _ ارائه دهنده خدمات فنی و مهندسی بتن

Produce & Repconsultant, producer of concrete products providing engineering and technical services
منظور از عیار بتن چیست - کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران

منظور از عیار بتن چیست - کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران - نکات اجرایی و نظارتی ساخت و اجرای بتن در کارگاه

منظور از عیار بتن چیست - کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران - نکات اجرایی و نظارتی ساخت و اجرای بتن در کارگاه


امروزه در صنعت ساخت اگر ازبتن به عنوان گسترده‌ترين مصالح ساختماني نام برده شود، گزافه‌گويي نشده است. مصرف اين ماده ساختماني در اكثر ساختمانهاي كشورمان مشاهده مي‌شود. اما برخلاف فولاد كه كنترل كيفيت آن دركارخانه توليد كننده به طور مستمر انجام مي‌گردد، كنترل كيفيت بتن در كارگاهها به طور مستقل صورت مي‌پذيرد. بنابراين كيفيت بتن تابع سطح كنترل در كارگاه‌ها مي‌باشد. اين امر باعث شده است كه در بسياري از كارگاه‌ها به دليل عدم اطلاعات كافي كيفيت بتن در حد انتظار نباشد.

كيفيت بتن بخصوص در كشور ما از اهميت بيشتري برخوردار است زيرا متأسفانه كشور ما داراي اقليمهاي متفاوت و همچنين زلزله‌خيز مي‌باشد. هر چند كنترل كيفيت بتن و اهميت دادن به ساخت مطلوب بتن، هزينه ساخت را افزايش مي‌دهد، امامسلماً از خسارتهاي هنگفت احتمالي و كاهش عمر مفيد سازه‌ها جلوگيري مي‌شود. اين مهم بخصوص در هنگام  وقوع زلزله بسيار حائز اهميت است.

اين دستورالعمل با نگرش بهبود وضعيت ساخت بتن در كارگاه‌هاي كوچك تأليف و تدوين شده است. بر همين اساس بدون كاستن از بار علمي مطالب، براي كارگاههايي كه داراي امكانات محدود مي‌باشند، مفيد است. هر چند اكثر اصول اشاره شده براي كارگاه‌هاي بزرگ نيز قابل استفاده مي‌باشد. از طرف ديگر به دليل روش نگارش با زبان ساده، اين دستورالعمل براي تكنسين‌‌ها و تمام دست اندركاران ساخت مفيد مي‌باشد.

اميد است با اهميت دادن به نكات و مسايل اجرايي ارائه شده در آيين‌نامه‌ها و كتاب حاضر شاهد بهبود كيفيت اجراي بتن در كشور باشيم.


انبار كردن مصالح در كارگاه


روش انبار كردن مصالح، در بهبود كيفيت عملكرد سازه بتن مسلح  تأثير بسزايي مي‌گذارد. حتي اگر تمام مراحل اجرا در حد مطلوب انجام گيرد، در صورت انبار كردن مصالح،  ‌در شرايط نامناسب، مقاومت و دوام بتن مورد نظر حاصل نمي‌گردد. در اين بخش، نحوه صحيح انبار كردن مصالح براي ساخت بتن ارائه شده است.

انبار كردن سيمان

معمولاً  سيمان به دو صورت فله‌اي و پاكتي از طرف كارخانه سازنده به كارگاه تحويل داده مي‌شود.


سيمان فله‌اي : در اين حالت، سيمان بدون بسته‌بندي توسط كاميون‌هاي مخصوص حمل سيمان كه به بونكر موسوم است از كارخانه سيمان به كارگاه منتقل مي‌گردد. براي تخليه سيمان از بونكر، از يك پمپ باد كه بر روي بونكر نصب است، استفاده مي‌شود. پس از توقف بونكر در نزديك سيلو، لوله مخصوص تخليه به لوله بارگيري سيلو متصل مي‌گردد و سپس سيمان با فشار از طريق لوله بالاي سيلو به درون آن مي‌ريزد. سيلو، مخزن فلزي است كه مقطع آن دايره است و قسمت پايين مخزن به شكل مخروط است. شكل 1، نحوه انتقال سيمان فله را نشان مي‌دهد.

تخلیه سیمان به داخل سیلو


براي انبار كردن سيمان فله‌اي موارد زير توصيه مي‌شوند :


 1- سطح داخلي سيلو بايد كاملاً صاف باشد تا تخليه ذرات سيمان به راحتي انجام گردد. شيب قسمت مخروطي سيلو بايد حداقل 50 درجه باشد. به مرور زمان ذرات سيمان به ديواره اطراف سيلو مي‌چسبد كه بهتر


2- سيمان فله را بايد در سيلوهاي فلزي استاندارد انبار كرد. لازم است از انبار كردن سيمان فله‌اي در انبارهاي غير استاندارد و ساخته شده با مصالح بنايي خودداري نمود.


3-انتهاي قيف بايد حدود  5/1  متر از زمين فاصله داشته باشد و قطر آن حدود 20 سانتيمتر باشد.


4- ارتفاع كل سيلو از سطح زمين بايد به 15 متر محدود شود تا بتوان با وسايل موجود آن را پر نمود و فشار وارده بر سيمان‌هاي زيرين افزايش نيابد.


5- در بالاي سيلو بايد يك هواكش كلاهك دار تعبيه شود تا هواي سيلو در هنگام بارگيري تخليه گردد.


6- حداقل ضخامت ورق فولادي سيلو در پايين 5 ميليمتر بوده و مي‌توان بتدريج آن را در بالا به 3 ميليمتر  كاهش داد.


7- براي كنترل ارتفاع سيمان و هواكش، سيلو بايد داراي نردبان فلزي باشد.


8- توصيه مي‌شود سيستم هوادهي براي ايجاد تلاطم در توده تحتاني سيمان جهت جلوگيري از كلوخه شدن زود هنگام آن به كار گرفته شود.


9- سيمان‌هاي مختلف و حتي سيمان‌هايي كه از يك نوع هستند و از دو كارخانه مختلف تهيه شده‌اند، نبايد در يك سيلو نگهداري شوند و براي هر نوع سيمان بايد سيلوي مجزا درنظر گرفته شود.

10- توصيه مي‌شود از انباشتن سيمان‌هاي داغ در سيلو خودداري شود، زيرا باعث كاهش كيفيت آن مي‌گردد.

11- در كارگاه‌هايي كه امكان استفاده از سيلوهاي فلزي وجود ندارد، در صورت رعايت كليه موارد فني و اجرايي مي‌توان از سيلوهاي ديگر استفاده نمود. در اين گونه موارد توجه به نكات زير الزامي است :

·        ارتفاع كف سيلو بايد از تراز زمين‌هاي مجاور خود بيشتر باشد، تا آب به داخل سيلو وارد نشود.

·        كليه سطوح داخلي سيلو بايد در مقابل نفوذ رطوبت عايق گردد.

·        سيلو بايد به گونه‌اي ساخته شود كه امكان باقي مانده سيمان در گوشه و يا زواياي آن وجود نداشته باشد.

·        دريچه‌هاي ورودي و خروجي سيمان بايد به گونه‌اي طراحي شوند، كه هنگام برداشت سيمان، هميشه ابتدا سيمان‌هاي قديمي‌تر خارج گردند.  

·        در قسمت فوقاني سيلو بايد يك دريچه كوچك محافظت شده براي خروج رطوبت و عدم تعريق تعبيه گردد.


سيمان پاكتي (كيسه‌اي) : سيمان پاكتي همان طور كه از نامش پيداست، توسط كارخانه  د‌ر پاكت با وزن معين بسته‌بندي و عرضه مي‌شود. سيمان پرتلند نبايد در تماس با رطوبت انبار گردد، بلكه بايد به صورت خشك نگهداري شود تا از خرابي آن جلوگيري به عمل آيد. سيمان پرتلند به رطوبت حساس است، اما اگر به صورت خشك نگهداري شود، برا ي مدت طولاني‌تر كيفيت خود را حفظ مي‌كند. زمان گيرش سيمان پرتلند كه در تماس با رطوبت انبار شود، نسبت به سيماني كه خشك نگهداري شود، طولاني‌تر بوده و مقاومت كمتري  رانشان مي‌دهد.


در هنگام استفاده از سيمان‌هاي پاكتي موارد زير بايد رعايت شود :

1-در صورت امكان، پاكت‌ها بايد در انبار سرپوشيده و يا زير سايبان نگهداري شوند و در صورت خشك نبودن كف سايبان، بايد پاكت‌ها را بر روي تخته چوبي قرار داد. در كارگاه‌هاي كوچك كه ساخت انبار يا سايبان مقدور نيست، پاكتها را بايد هميشه بر روي سكوهاي چوبي قرار دادو روكشهاي ضد آب بايد تا روي لبه سكوها ادامه يابند تا از نفوذ باران به سيمان و سكو جلوگيري شود. در شكل 3، نحوه صحيح نگهداري پاكت‌هاي سيمان نشان داده شده است.


2- كف انبار بايد بين 80 تا 120 سانتيمتر از سطح زمين بالاتر باشد تا از ورود آب، نشت برف انبار شده در پشت ديوارها و حركت نم رو به بالا، حتي‌الامكان محفاظت گردد، همچنين تخليه آن از تريلي حامل پاكت سيمان ساده‌تر است.


3- سقف و ديوارها بايد حتي‌الامكان آب‌بندي و نم‌بندي باشد. كف انبار بايد با بلوكاژ يا عايق مناسب نم‌بندي گردد.


4- انبار داراي حداقل تعداد درب و پنجره باشد و ارتفاع انبار حتي‌الامكان كم و به 40/2  متر محدود شود.


5- پاكت‌هاي سيمان بايد با فاصله از ديوار چيده‌  ‌شوند تا رطوبت ديوار را جذب نكنند. فاصله حدود 20 سانتيمتر مناسب است.


6- فاصله بين پاكت‌ها بستگي به رطوبت هوا دارد. اگر سيمان در نواحي خشك  انبار مي‌شود مي‌توان بين پاكت‌ها چند سانتيمتر فاصله گذاشت تا جريان هوا بين پاكت‌ها باعث خشك شدن شود. در مناطق مرطوب، بايد پاكت‌ها را بهم چسباند  تا رطوبت كمتري به آنها برسد.


7- ارتفاع و تعداد پاكت‌هايي  كه رويهم چيده مي‌شود، عملاً تابع شرايط محيطي، نوع سيمان و مدت انبار كردن مي‌باشد. فشار وارده به پاكت‌هاي سيمان يكي از عواملي است كه در كلوخه شدن سيمان موثر است. توصيه مي‌شود كه در مناطق خشك، حداكثر 12 پاكت رويهم چيده شود و در مناطق مرطوب تعداد پاكت‌هاي رويهم حداكثر به 8 رديف محدود گردد.


شرايط سيمان قبل از مصرف : سيماني كه به مدت طولاني انبار شود ممكن است به صورت كلوخه‌هاي فشرده  درآيد. اين گونه كلوخه‌هاي سيمان را مي‌توان با غلتاندن پاكتها روي كف خرد كرد. به هر حال سيمان بايد در  زمان مصرف به صورت پودر فاقد كلوخه باشد. در صورتي كه كلوخه‌ها به سهولت خرد نشوند، بايد سيمان را قبل از مصرف مورد آزمايشهاي استاندارد قرار داد. قابل ذكر است، خرد كردن كلوخه‌ها باعث رفع فساد سيمان نمي‌گردد و تنها موجب بهبود نسبي كيفيت بتن ساخته شده مي‌شود. به هر صورت، هر گاه كيفيت سيمان مشكوك باشد بايد نسبت به آزمايش  مقاومت فشاري ملات ماسه سيمان استاندارد يا آزمايش افت وزني ناشي از سرخ شدن مبادرت نمود. به طور كلي انبار كردن سيمان به مدت طولاني در كاهش مقاومت و دوام بتن نقش بسزايي دارد.

كنترل سنگدانه‌ها قبل از انبار كردن

بدليل اينكه احتمال دارد كيفيت سنگدانه‌هاي خريداري شده در مدت زمان اجراي يك پروژه تغييراتي داشته باشد، بايد قبل از انبار كردن سنگدانه به نكات زير توجه شود:


1- مواد ريزدانه  در بسياري از معادن شن و ماسه مشاهده مي‌شود. آلودگي سنگدانه‌ها به اين عناصر سبب كاهش كارايي، افزايش جمع شدگي و كاهش مقاومت بتن مي‌گردد. در بعضي از موارد كه مقدار رس زياد است، امكان تخريب بتن وجود دارد، زيرا براثر تر و خشك شدن بتن، رس دچار تورم و جمع‌شدگي مي‌شود. چنانچه رس و شيل به سنگدانه‌ها چسبيده باشد، خطر بيشتري براي بتن دارند، زيرا از چسبندگي سنگدانه‌ها به  خمير سيمان جلوگيري مي‌كند.

اگر مصالح سنگي از نوع شكسته باشد، مقداري پودر سنگ در مصالح وجود خواهندداشت كه در صورت كم بودن مقدار آن، چندان مشكل ساز نخواهد بود. حداكثر وزن مجاز مواد ريزدانه  در ماسه  3 درصد براي بتن تحت سايش و  5  درصد براي ساير بتن‌هاست. در مورد ماسه شكسته اگر سنگدانه فقط حاوي پودر سنگ است مي‌توان مقادير مجاز را به ترتيب براي بتن تحت سايش و ساير بتن‌ها، 5 و 7 درصد در نظر گرفت. براي تعين مقدار مواد ريزدانه مي‌توان از دو روش آزمايشگاهي و كارگاهي استفاده نمود.

تعيين مقدار مواد ريزدانه


الف- روش آزمايشگاهي : در روش آزمايشگاهي كه به ذرات ريز الك نمره 200 (75 ميكرومتر) موسوم است، سنگدانه بر روي الك نمر ه 200 شستشوي مي‌شود و مقدار ذرات عبور كرده از الك اندازه‌گيري مي‌شود، اين ذرات كه از الك عبور كرده‌اند نشان دهنده مقدار مواد ريزدانه است ، بنابراين :

كه در آن :

A = درصد مواد عبور كرده از الك نمره 200

B = وزن اوليه نمونه خشك شده به گرم

C = وزن خشك نمونه، پس از شستشو به گرم

ب- روش كارگاهي : اين روش كاملاً تقريبي است، اما آن را مي‌توان به آساني  دركارگاه انجام داد. براي انجام  دادن آزمايش، ابتدا محلول آب نمك 1 درصد  (2 قاشق چايخوري نمك در يك ليتر آب)   به مقدار 50 ميلي ليتر در ظرف استوانه‌اي شيشه‌اي به ظرفيت 250‌ ميلي ليتر ريخته مي‌شود. بتدريج مقداري ماسه در داخل ظرف ريخته شود تا حجم ماسه به 100  ميلي ليتر برسد. سپس مقدار بيشتري از محلول نمك به داخل ظرف ريخته شود تا حجم كل مواد به 150 ميلي ليتر برسد. ظرف رابايد تكان داد تا ذرات رس چسبيده به سنگدانه‌ها جدا شوند. سپس ظرف را بر روي يك سطح صاف قرار داده و به طور ملايم، بر روي سطح ضربه زده شود تا سطح تراز گردد. بعد از مدت 3 ساعت ، ارتفاع مواد ريزدانه بر روي سطح ماسه اندازه‌گيري مي‌شود و مقدار مواد ريزدانه بر حسب درصد ارتفاع مواد ريزدانه بر روي  سطح ماسه  به ارتفاع  كل ماسه محاسبه  مي‌گردد. اگر مقدار  مواد ريزدانه كمتر از 10 درصد حجمي باشد، استفاده از آن بلامانع است ، اما در غير اين صورت بايد آزمايش به روش آزمايشگاهي انجام شود. بايد توجه كرد كه روش كارگاهي، مقدار مواد ريزدانه  را بر حسب حجم تعيين مي‌كند و تبديل آن به وزن مشكل است. اما به عنوان راهنماي كلي و تقريبي، براي تبديل حجم به مقدار وزني ،  بايد نسبت حجمي  را  در مورد ماسه  گردگوشه  به چهار و  در مورد ماسه شكسته، به دو تقسيم نمود.  شكل 6 ، آزمايش تعيين  مواد ريزدانه  كارگاهي را نشان مي‌دهد.

2- آلودگي سنگدانه‌ها به كلريد سبب خوردگي ميلگرد و آلودگي به سولفات سبب ترك خوردگي و انبساط بتن مي‌گردد. بنابراين بايد قبل از مصرف سنگدانه‌ها، آزمايشهاي مربوط بر روي آنها انجام شود و با مقادير مجاز ذكر شده در آيين نامه بتن ايران (آبا) مقايسه گردند.


3- بعضي از انواع سنگدانه‌ها با قليايي موجود در سيمان واكنش شيميايي انجام مي دهند و درنتيجه بتن، منبسط شده و تخريب مي‌گردد. تشخيص فعال بودن سنگدانه‌ها فقط با تعيين نوع سنگدانه و يا با مشاهده ظاهري سنگدانه امكان پذير نيست، بلكه بايد آزمايش‌هايي بر روي سنگدانه‌ها انجام گردد. در صورت عدم وسايل انجام دادن آزمايش، بهترين روش استفاده از سنگدانه‌هايي است كه قبلاُ مورد استفاده ويا آزمايش قرار گرفته‌اند. اين روش نتايج نشان مي‌دهد كه سنگدانه‌هاي معدن مذكور واكنش زا نيست، اما به هر حال بايد از سيمان با قليائي كم استفاده نمود.

انبار كردن سنگدانه‌ها

از آنجاكه سه  چهارم حجم بتن را مصالح سنگي تشكيل مي‌دهد، روش انبار كردن و نگهداري مصالح سنگي اهميت زيادي دارد، يكي از مشكلاتي كه در هنگام  انباشتن سنگدانه‌ها در كارگاه مشاهده مي‌شود، جدا شدن ذرات دانه هاي سنگي است. مصالح سنگي دانه‌بندي شده ممكن است در هنگام عمليات انباشتن دچار عارضه جداشدگي دانه‌ها شوند. براي كنترل جداشدگي ذرات مصالح سنگي و به طور كلي انبار كردن صحيح سنگدانه‌ها موارد زير بايد رعايت گردد، همچنين شكل  4 ، روشهاي صحيح و نادرست انبار كردن را نشان مي‌دهد.


در هنگام انبار كردن سنگدانه‌ها موارد زير بايد رعايت گردد : 


1- براي اجتناب از جدا شدن ذرات نبايد انباشته سنگدانه‌ها داراي ارتفاع زياد باشد، زيرا دانه‌هاي بزرگتر جدا شده و به پايين  انتقال مي‌يابند. بهترين روش براي انباشتن سنگدانه استفاده از كاميون است، به نحوي كه تخليه مصالح در كنار يكديگر انجام پذيرد، تا بدين وسيله، انباشته‌هاي كوچك در مجاور هم ايجاد گردد. روش ديگر انباشتن سنگدانه، استفاده از كلامشل (چنگك) است كه سنگدانه‌ها را در طبقات با لايه‌هاي مختلف انبار مي‌كند.


2- عبور كاميون از بالاي انباشته و تخليه سنگدانه‌ها در انتهاي آن مجاز نيست، زيرا سبب جدا شدن دانه‌ها مي‌گردد. بهتر است لودر از كنار انباشته سنگدانه‌ها و از قسمت بالا به پايين، سنگدانه‌ها را برداشت نمايد و تمام لايه‌هاي افقي به طور همزمان مورد استفاده قرار گيرند. به طور كلي كاميونها و لودرها نبايد بر روي انباشته  رفت و آمد نمايند، زيرا نه تنها باعث شكستن سنگدانه‌ها مي‌شوند، بلكه مواد مضر و آلوده را نيز به آن  منتقل مي‌كنند.


3- سنگدانه‌ها بايد  روي سطح زمين سخت و خشك انبار شوند. اگر چنين مكاني در كارگاه وجود ندارد، بهتر است كه سنگدانه‌ها را بر روي سكوي بتني به ضخامت 10 سانتيمتر ريخت.


4- بهترين روش براي اجتناب از تغييرات دانه‌بندي و جدا شدن دانه‌ها، انبار كردن سنگدانه‌ها در اندازه‌هاي مختلف به طور جداگانه مي‌باشد. براي آنكه از مخلوط شدن اندازه‌هاي متفاوت سنگدانه‌ها جلوگيري شود، بهتراست در بين آنها ديوار جدا كننده ساخت.  شكل 5 ، نحوه صحيح نگهداري سنگدانه‌ها با دانه‌بندي مختلف را نشان مي‌دهد. 


5- در كارگاه‌ها بايد از انباشتن  سنگدانه‌ها به طور مستمر نمونه‌برداري شود و آزمايش دانه‌بندي انجام پذيرد تا از انطباق آنها با دانه‌بندي مورد نظر اطمينان حاصل گردد. در صورتي كه دانه‌بندي سنگدانه‌ها با دانه‌بندي مورد نظر منطبق نباشد بايد نسبت به اصلاح آن اقدام شود.

6- تغيير در مقدار رطوبت سنگدانه‌ها سبب تغيير مقدار كارايي در پيمانه‌هاي مختلف بتن مي‌گردد. مقدار رطوبت سنگدانه‌ها بايد به طور مستمر مورد آزمايش و اندازه‌گيري قرار بگيرد و در صورت لزوم نسبت به تغيير مقدار آب مخلوط و همچنين طرح اختلاط اقدام گردد.

انبار كردن ميلگردها

در هنگام انبار كردن ميلگردها بايد موارد زير رعايت گردد :


1- ميلگردها را بايد بر حسب نوع و قطر آنها تفكيك و در كارگاه انبار كرد. در صورت وجود ميلگردهاي هم قطر، اما با مقاومت و مشخصات متفاوت بايد آنها را در محل‌هاي جداگانه انبار كرد و سطح مقطع آنها با رنگ علامتگذاري شوند (شكل 7).


2- در صورت ترديد در نوع ومقاومت ميلگردها بايد آزمايش كششي بر روي آنها انجام گردد. محل انبار ميلگردها بايد تميز باشد و ميلگردها نبايد با خاك يا ساير مصالح در تماس باشند، زيرا وجود رطوبت در خاك سبب زنگ زدگي ميلگردها مي‌شود و يا ميلگردها آلوده به خاك شده و از پيوستگي آنها با بتن كاسته مي‌شود.


3- از ميلگردهايي كه شديدا“ خوردگي دارند و يا خوردگي آنها از نوع حفره‌اي است نبايد استفاده گردد. خوردگي يكنواخت به مقدار بسيار كم بدون مانع است، زيرا مقدار كم زنگ سبب افزايش مقاومت چسبندگي شده و امكان تبديل لايه نازك به لايه محافظ يا انفعالي وجود دارد. براي توضيحات بيشتر به فصل كنترل و آماده سازي قبل از بتن‌ريزي (فصل ششم) مراجعه شود.


توزين و پيمانه كردن اجزاي مخلوط


به طور كلي، براي ساخت بتن در كارگاه‌ها بايد از روش وزني استفاده شود. به عبارت ديگر براي پيمانه كردن اجزاي مخلوط  بايد توسط ترازوي مناسب و يا توسط مخلوط كن‌هاي مجهز به دستگاه توزين، مقادير اجزاي بتن وزن شوند.

اما تحت شرايط خاص، مي‌توان از روش حجمي  براي اندازه‌گيري اجزاي بتن نيز استفاده نمود. منظور از شرايط خاص، عدم دسترسي به تجهيزات مورد نياز براي توزين مصالح، حجم كم بتن مورد نياز و اهميت كم سازه است. استفاده از روش حجمي وقتي مجاز است كه نكات زير رعايت گردد:

·        براي بتن‌هايي كه مقاومت مشخصه آنها مساوي و يا كمتر از MPa  25  (C25 )  است.

·        كنترل كيفيت بتن تازه، بر اساس اندازه‌گيري اسلامپ انجام شود.

·        كنترل كيفيت بتن سخت شده بر اساس اندازه‌گيري مقاومت فشاري نمونه‌هاي استاندارد اعمال مي‌گردد.

·        تمام دستورالعمل‌هاي ارائه شده در اين فصل، رعايت شود.


قبل از ارائه دستورالعمل  براي پيمانه كردن حجمي مصالح، ابتدا توضيح چند مورد به شرح زير ضروري است.

تجهيزات مورد نياز براي روش حجمي

براي تبديل نسبت‌هاي وزني به حجمي بايد از يك پيمانه با اندازه مشخص استفاده شود. در انتخاب پيمانه و استفاده از آن بايد نكات زير رعايت گردد :


1.     انتخاب ابعاد اين پيمانه اختياري است، ولي با توجه به حجم يك پاكت سيمان 50 كيلوگرمي كه حدوداً 38  الي 42 ليتر مي‌باشد توصيه مي‌شود از يك ظرف با ابعاد 30×30  سانتيمتر و  45سانتيمتر ارتفاع استفاده گردد (شکل 1). ظرف پيمانه مي‌تواند داراي كف و يا بدون كف باشد.


2.     جنس ظرف پيمانه بايد از موادي باشد كه اولاً آب زيادي جذب نكند و به مرور زمان دچار زنگ زدگي يا پوسيدگي نشود، ثانياً ابعاد آن بر اثر استفاده تغيير نكند. به هر حال، استفاده از ظرف پيمانه چوبي با رعايت نكات فوق بلامانع است. 


3.     نحوه پر كردن مصالح داخل ظرف پيمانه در هر نوبت يكسان باشد. به طور مثال مي‌توان همه پيمانه‌هاي مصالح را با استفاده از بيل داخل ظرف ريخت، به گونه‌اي كه بدون اعمال هيچگونه ضربه يا  لرزش (تراكم) مصالح در داخل ظرف پر گردد و سطح آن نيز صاف و با لبه‌هاي ظرف تراز شود.

اثر رطوبت سنگدانه‌ها در وزن آب مخلوط

معمولاً در هنگام طرح مخلوط بتن، شرايط رطوبت سنگدانه‌‌ها به صورت اشباع  با سطح  خشك  [1](SSD) در نظر گرفته مي‌شوند و آب به صورت آب موثر  يا آب آزاد در محاسبات منظور مي‌گردد. بنابراين در كارگاه، ابتدا بايد وضعيت سنگدانه‌‌ها از نظر مقدار رطوبت مشخص گردد. به طور كلي شرايط رطوبت سنگدانه‌ها به دو حالت زير مي‌باشد :


·        مقدار رطوبت موجود سنگدانه كمتر از مقدار SSD است. در اين صورت بايد به مقدار تفاوت رطوبت   SSD سنگدانه از رطوبت موجود آن، به مقدار آب آزاد مخلوط اضافه شود و همين مقدار از وزن سنگدانه كسر گردد. بايد توجه نمود كه مقدار رطوبت مورد نياز براي رسيدن به  SSD(جذب آب سنگدانه) قبلاً توسط  آزمايشگاه بايد اعلام شده باشد.


·        مقدار رطوبت موجود سنگدانه بيشتر از مقدار SSD  است. در اين حالت بايد به مقدار تفاوت رطوبت SSD سنگدانه از رطوبت موجود آن، از مقدار آب آزاد مخلوط كسر گردد و همين مقدار به وزن سنگدانه اضافه گردد.

با در نظر گرفتن مطالب فوق، مي‌توان براي تعيين مقدار اصلاح آب آزاد مخلوط بتن و سنگدانه، از روابط زير استفاده نمود :  

                 (وزن سنگدانه‌ها در حالت موجود – وزن سنگدانه‌ها در حالت  SSD) + آب آزاد = آب مصرفي

              (درصد تغييرات رطوبت + 1) × وزن سنگدانه در حالت   SSD = وزن سنگدانه در حالت موجود

در رابطه فوق بايد دقت نمود در صورتي كه سنگدانه‌هاي موجود داراي رطوبت كمتري نسبت به حالت SSD باشند، درصد  تغييرات رطوبت عددي منفي و در غير اين صورت مثبت مي‌باشد. 

در موارد عدم دسترسي به تجهيزات لازم، و يا امكان كنترل رطوبت واقعي در كارگاه، مي توان با استفاده از جدول 1 به عنوان يك راهنماي تقريبي نسبت به اصلاح مقدار آب و سنگدانه استفاده نمود.


جدول 1 : تغييرات در وزن مصالح و آب با توجه به تغييرات در رطوبت سنگدانه‌ها نسبت به حالت اشباع با سطح خشك

تغييرات وزن سنگدانه (درصد)

تغييرات آب

(درصد)

تغييرات رطوبتي مصالح نسبت به وضعيت SSD

نوع مصالح

(4-2)+

(20-10)-

خيس (سطح سنگدانه‌ها كاملاً خيس بوده و بين ذرات نيز آب وجود دارد)

ماسه

(5/2-0) +

(11-0) -

مرطوب (سطح نمونه‌ها مرطوب است، اما از سطح آنها آب چكه نمي‌كند)

-

-

اشباع با سطح خشك (مغز دانه‌ها از آب اشباع است ولي سطح آنها خشك است) 

(5/2-0) -

(13-0)+

خشك شده در محيط (داخل دانه‌ها كمي آب وجود دارد، ولي در هوا خشك شده‌اند)

(5-2) -

(20-13)+

خشك آوني (دانه‌ها كاملاً خشك بوده و هيچگونه رطوبتي ندارند) 

(5-2) +

(10-5) -

خيس (سطح سنگدانه‌ها كاملاً خيس بوده و بين ذرات نيز آب وجود دارد)

شن

(5/2-0) +

(6-0) -

مرطوب (سطح نمونه‌ها مرطوب است، اما از سطح آنها آب چكه نمي‌كند)

-

-

اشباع با سطح خشك (مغز دانه‌ها از آب اشباع است، ولي سطح آنها خشك است) 

(2-0) -

(6-0) +

خشك شده در محيط (داخل دانه‌ها كمي آب وجود دارد ولي در هوا خشك شده‌اند)

(3-2) -

(10-5) +

خشك آوني (دانه‌ها كاملاً خشك بوده و هيچگونه رطوبتي ندارند) 


علامت به معني كاهش وزن آب يا سنگدانه است.

علامت + به معني افزايش وزن آب يا سنگدانه است.

* در انتخاب حد بالايي و يا پاييني محدوده‌هاي پيشنهادي، ميزان درصد جذب آب سنگدانه‌ها موثر مي‌باشد، بگونه‌اي كه هر چه جذب آب كمتر باشد، از اعداد كوچكتر ارائه شده در هر محدوده استفاده مي‌شود و بالعكس.

در كارگاه، براي آنكه مشخص شود كه آيا رطوبت سنگدانه كمتر يا بيشتر از SSD است مي‌توان با آزمايش ساده زير وضعيت رطوبتي سنگدانه را تخمين زد.

مقداري از ماسه را برداشته و در مشت فشرده كنيد. حال اگر ماسه از هم جدا شود و به دست نچسبد و به شكل گلوله نيز درنيايد، نشان مي‌دهد رطوبت موجود كمتر از ظرفيت جذب آب بوده و احتمالاً رطوبت نسبي كم، و حدوداً  2-1  درصد است. در صورتيكه ماسه پس از فشردن در مشت از هم جدا نشود و خيلي كم به دست بچسبد رطوبت  آن در حدود ظرفيت جذب آب بوده و بين  4-2  درصد تخمين زده مي‌شود. اگر ماسه حالت برق زدن و درخشش داشته و دست را خيس كند رطوبت آن زياد بوده و مي‌تواند بيش از 4 درصد باشد.

اثر رطوبت سنگدانه در حجم آن

معمولاً با تغيير رطوبت سنگدانه، حجم آن نيز تغيير مي‌كند. هر چه اندازه سنگدانه ريزتر باشد اين پديده شديدتر مي‌باشد. به عبارت ديگر تغيير رطوبت ماسه اثر قابل توجه‌اي روي حجم آن خواهد گذاشت. براي مثال مقدار رطوبت 2 تا 5 درصد مي‌تواند حجم ماسه را بين 10 تا 20 درصد افزايش دهد. چنانچه ماسه ريزتر باشد، افزايش حجم تا 30 درصد نيز ممكن است، مشاهده گردد.  

براي مشخص نمودن ميزان افزايش حجم يك ماسه مي‌توان از آزمايش ساده ا‌ي در محل استفاده نمود.

در اين آزمايش يك لوله آزمايش مدرج شيشه‌اي به ظرفيت حدود 500 الي 1000  ميلي ليتر انتخاب مي‌شود. سپس ماسه خشك آوني به داخل آن ريخته شده و سطح نهايي ماسه تعيين و ارتفاع ماسه از كف لوله اندازه‌گيري مي‌شود كه بهتر است از دو سوم ارتفاع نهايي درجه بندي شده تجاوز نكند. سپس ماسه خشك را تخليه نموده و يك درصد وزني رطوبت به آن افزوده و خوب مخلوط مي‌كنيم، اين ماسه را مجدداً در لوله مدرج فوق‌الذكر ريخته و ارتفاع مربوط را ثبت مي‌نمائيم (bi) . اين عمل را براي درصد رطوبت‌هاي مختلف انجام مي‌دهيم و مي‌توانيم رابطه رطوبت و افزايش حجم را براي ماسه‌هاي مورد نظر بدست آوريم.


a : ارتفاع اوليه

bi : ارتفاع در رطوبت i

چنانچه وضعيت رطوبت ماسه در كارگاه در طول انجام پروژه تغيير مي‌كند، بايد با استفاده از آزمايش فوق، رابطه بين تغييرات رطوبت ماسه و افزايش حجم آن رسم گردد. براي مثال به شكل شماره 2 توجه گردد.

دستورالعمل براي پيمانه كردن حجمي مصالح

براي پيمانه كردن مصالح بر حسب حجم بايد مراحل زير اجرا گردد :


1.     به منظور اصلاح مقدار سنگدانه‌ها  و همچنين آب مصرفي بر اساس تغييرات رطوبت سنگدانه‌ها نسبت به فرضيات طراحي (حالت SSD و يا حالت خشك)، بايد مقدار رطوبت آنها حداقل يك بار در روز و قبل از شروع به ساخت بتن و يا در صورت تغييرات قابل توجه در طي مدت ساخت بتن  (مانند ريزش باران، برف و ...) تعيين شود. چنانچه امكان آزمايش تعيين مقدار رطوبت در كارگاه موجود نمي‌باشد، مي‌توان از توضيحات ارائه شده در بند “  اثر رطوبت سنگدانه‌ها در وزن آب مخلوط “  استفاده نمود.


در ابتدا بايد وزن مخصوص انبوهي (وزن حجمي) اجزاء محاسبه گردد. بنابراين با استفاده از رابطه زير، وزن مخصوص انبوهي محاسبه مي‌شود : 


كه در آن :

 D = وزن حجمي انبوهي

A= وزن ظرف پيمانه

B = وزن مصالح و پيمانه

V = حجم پيمانه


منظور از پيمانه همان ظرفي است كه در بند “ تجهيزات مورد نياز“  شرح داده شده است. از آنجايي كه وزن حجمي مصالح با تغيير در ابعاد و شكل پيمانه تغيير مي كند، بايد در تمام طول انجام پروژه  (ساخت بتن)، از يك پيمانه معين استفاده نمود. 

بايد وزن حجمي هر يك از مصالح ، حداقل 2 بار براي هر پروژه اندازه‌گيري گردد. چنانچه تغييرات محسوسي در رطوبت سنگدانه‌ها مشاهده شود و يا در نوع مصالح حاصل گردد، اندازه‌گيري وزن حجمي بايد انجام و اصلاحات لازم اعمال گردد.


3.     ر اين مرحله بايد حجم مصالح براي ساخت يك متر مكعب بتن بدست آيد. براي اين منظور با استفاده  از رابطه زير حجم هر يك از مصالح  (شن، ماسه و سيمان) محاسبه مي‌گردد :

كه در آن :

 V = حجم هر يك از مصالح در حالت موجود 

W = وزن اصلاح شده مصالح (طبق بند 2)

D = وزن حجمي مصالح (طبق بند 2) 


در صورتي كه تعيين وزن حجمي مصالح در كارگاه، امكان نداشته باشد، بايد اثر رطوبت ماسه در حجم آن طبق بند “ اثر رطوبت سنگدانه در حجم آن “ تعيين گردد.

با استفاده از منحني رابطه تغييرات رطوبت در برابر حجم، مي‌توان مقدار حجم ماسه را در  رطوبت‌هاي مختلف تخمين زد. در مورد ديگر مصالح (شن و سيمان) حجم آنها بدون تغيير فرض ميِ‌شود.


4.     پس از تعيين حجم هر يك از مصالح طبق بند 3، بر اساس حجم مفيد مخلوط‌كن، بايد حجم مخلوط بتن و سپس تعداد پيمانه مورد نياز، براي هر يك از مصالح تعيين گردد.


مثال‌ :

  مطلوبست با فرض داشتن طرح اختلاط (بر اساس وزن مصالح در حالت  SSD)، محاسبه حجم مصالح در يك متر مكعب بتن با مشخصات زير :

مشخصات طرح اختلاط (براي يك  متر مكعب)

سيمان

(kg/m3)

شن در حالت

SSD

(kg/m3)

ماسه در حالت

SSD

(kg/m3)

آب

(kg/m3)

350

924

900

175



مشخصات مصالح

مشخصات

شن در حالت

SSD

(kg/m3)

ماسه در حالت

SSD

(kg/m3)

آب

(kg/m3)

ظرفيت جذب آب (%)

رطوبت موجود در كارگاه (%)

وزن مخصوص انبوهي مصالح در حالت  SSD (Lit/m3)

5/2

5/1

62/1

2/4

7/2

67/1

-

-

22/1



راه حل :

ابتدا با توجه به اينكه رطوبت  مصالح سنگي در كارگاه كمتر از ظرفيت جذب آب حالت  SSD   مي‌باشد (بر اساس داده‌هاي مسأله) وزن مصالح بر اساس حالت موجود اصلاح مي‌گردد :


    ×900 = وزن ماسه در حالت موجود


   ×924   = وزن ماسه در حالت موجود


 197.7 kg/m3= (914.8-924) + ( 886.5-900 )+ 175= آب مصرفي


به منظور تبديل وزن مصالح به حجم، در ساخت يك  متر مكعب بتن، بايد وزن مخصوص انبوهي شن و ماسه در وضعیت رطوبت موجود مجدداُ  محاسبه شود و يا با توجه به روابط بدست آمده اصلاح گردد.

جهت سهولت و با در نظر گرفتن تغييرات بسيار جزئي در وزن مخصوص انبوهي شن (بر اساس تغييرات رطوبت) تنها وزن مخصوص انبوهي ماسه مجدداً محاسبه مي‌گردد. با فرض وزن مخصوص انبوهي ماسه در رطوبت موجود در كارگاه برابر با 71/1، ادامه مسأله به شكل زير قابل حل مي‌‌باشد :


= حجم سيمان  ليتر

= حجم شن  ليتر  

= حجم ماسه  ليتر

= حجم آب  ليتر

مراحل فوق به صورت خلاصه و گام به گام در جدول 2 زیر ارائه شده است.


همچنین یک نمونه جدول خام تعیین نسبت‌های مخلوط نیز در جدول 3 آورده شده است.


جدول 2- تعيين نسبت‌هاي مخلوط (یک نمونه مثال حل شده)

مشخصات کلی پروژه

نام پروژه : مثال

روش ساخت بتن : روش حجمی / روش وزنی

مقاومت مشخصه بتن :

اسلامپ بتن مورد نیاز :

حجم اسمی مخلوط کن :

حجم مفید مخلوط کن :

داده‌های اجزاء بتن

گام

ویژگی

شن درشت

شن ریز

ماسه

سیمان

آب

مواد افزودنی

-

ظرفیت جذب آب (٪)

5/2

-

2/4




1

رطوبت موجود کارگاهی (٪)

5/1

-

7/2




2

وزن مخصوص انبوهی SSD ( Lit/m3)

62/1

-

67/1



-

2

وزن مخصوص انبوهی خشک ( Lit/m3)

-

-

-

22/1

1

-

دما (C º)







مقادیر وزنی اجزاء بتن برای یک متر مکعب

گام

مقادیر وزنی

شن درشت

شن ریز

ماسه

سیمان

آب

مواد افزودنی

-

وزن در حالت SSD (Kg/m3)

924

-

900

350

آزاد: 175

-

-

وزن در حالت خشک (Kg/m3)

-

-

-

کل: -

3

وزن در حالت موجود در کارگاه (Kg/m3)

915

-

887

مصرفی: 198

مقادیر حجمی اجزاء بتن برای یک متر مکعب

گام

مقادیر حجمی

شن درشت

شن ریز

ماسه

سیمان

آب

مواد افزودنی

4

حجم در حالت SSD (Lit)




287

آزاد:

-

4

حجم در حالت خشک (Lit)




کل:

5

حجم در حالت موجود در کارگاه (Lit)

565

-

519

مصرفی: 198

تعداد پیمانه اجزاء بتن برای حجم مورد نیاز (حجم مفید مخلوط‌کن)

گام

تعداد پیمانه

شن درشت

شن ریز

ماسه

سیمان

آب

مواد افزودنی

6

تعداد پیمانه در حالت موجود در کارگاه







مشخصات بتن تازه (ساخته شده)

مقدار اسلامپ (پس از.....دقیقه) :

مشاهدات ظاهری : (جداشدگی / آب انداختگی / بافت دانه بندی بتن )

نوع اسلامپ : (ریزشی/برشی/معمولی)

وزن مخصوص بتن :

دما :















جدول 3 -  تعيين نسبت‌هاي مخلوط

مشخصات کلی پروژه

نام پروژه : مثال

روش ساخت بتن : روش حجمی / روش وزنی

مقاومت مشخصه بتن :

اسلامپ بتن مورد نیاز :

حجم اسمی مخلوط کن :

حجم مفید مخلوط کن :

داده‌های اجزاء بتن

گام

ویژگی

شن درشت

شن ریز

ماسه

سیمان

آب

مواد افزودنی

-

ظرفیت جذب آب (٪)







1

رطوبت موجود کارگاهی (٪)







2

وزن مخصوص انبوهی SSD ( Lit/m3)







2

وزن مخصوص انبوهی خشک ( Lit/m3)






-

دما (C º)







مقادیر وزنی اجزاء بتن برای یک متر مکعب

گام

مقادیر وزنی

شن درشت

شن ریز

ماسه

سیمان

آب

مواد افزودنی

-

وزن در حالت SSD (Kg/m3)





آزاد:


-

وزن در حالت خشک (Kg/m3)




کل:

3

وزن در حالت موجود در کارگاه (Kg/m3)




مصرفی:

مقادیر حجمی اجزاء بتن برای یک متر مکعب

گام

مقادیر حجمی

شن درشت

شن ریز

ماسه

سیمان

آب

مواد افزودنی

4

حجم در حالت SSD (Lit)





آزاد:


4

حجم در حالت خشک (Lit)




کل:

5

حجم در حالت موجود در کارگاه (Lit)




مصرفی:

تعداد پیمانه اجزاء بتن برای حجم مورد نیاز (حجم مفید مخلوط‌کن)

گام

تعداد پیمانه

شن درشت

شن ریز

ماسه

سیمان

آب

مواد افزودنی

6

تعداد پیمانه در حالت موجود در کارگاه







مشخصات بتن تازه (ساخته شده)

مقدار اسلامپ (پس از.....دقیقه) :

مشاهدات ظاهری : (جداشدگی / آب انداختگی / بافت دانه بندی بتن )

نوع اسلامپ : (ریزشی/برشی/معمولی)

وزن مخصوص بتن :

دما :
















اختلاط بتن


بتن بايد به نحوي مخلوط شود، تا ظاهري يكنواخت داشته باشد و كليه مواد تشكيل دهنده آن به صورت همگن در مخلوط‌كن پخش شوند. پس از مخلوط كردن بتن، تمام قسمت‌هاي مخلوط بايد داراي وزن مخصوص، درصد هوا، اسلامپ و مقدار سنگدانه و خمير سيمان يكسان بوده و مخلوط به دست آمده همگن و يكنواخت باشد. مخلوط كردن بتن معمولاً با وسليل مكانيكي انجام مي‌شود، اما بعضي از مواقع امكان دارد در كارهاي كم اهميت و كوچك، مخلوط كردن بتن به صورت دستي انجام گردد.

اختلاط دستي

هدف از مخلوط نمودن، پوشاندن سطح كليه ذرات سنگدانه‌ها با خمير سيمان همگن مي‌باشد. در مخلوط كردن، تركيب كليه مواد متشكل بايد به نحوي باشد كه مخلوط حاصل يكنواخت گردد. در مواردي كه امكان ساخت بتن با دستگاه مخلوط‌كن فراهم نيست و بتن بايد با دست مخلوط شود، به منظور اطمينان از توليد بتن يكنواخت بايد دقت بيشتري گردد. حداكثر حجم بتن براي هر بار ساخت با دست، 300 ليتر مي‌باشد. براي مخلوط كردن دستي بايد موارد زير رعايت گردد و به شكل 1  نيز مراجعه شود.

عمليات مخلوط كردن بايد بر روي سطح صاف و تميز كه آب را جذب نمي‌كند، انجام شود. توصيه مي‌شود از يك ورق گالوانيزه استفاده شود.


براي ساخت بتن با دست، بايد سنگدانه‌ها را به صورت لايه يكنواختي بر روي سطح پهن كرد. سپس سيمان را روي سنگدانه‌ها پخش ‌كرد و مواد خشك از يك طرف سطح به طرف ديگر آن زير و رو گردد تا اينكه مخلوط يكنواخت حاصل شود. اين عمل بايد حداقل سه مرتبه تكرار شود. آنگاه آب با استفاده از يك آبفشان تدريجاً اضافه گردد به طوري كه آب يا دوغاب سيمان به طرف خارج مخلوط جريان نيابد. مخلوط بايد سه بار ديگر زيرورو گردد و نوك بيل به صورت مكرر داخل مخلوط شود تا از لحاظ رنگ و رواني يكنواخت گردد. در حين مخلوط كردن نبايد اجازه داد خاك و يا ديگر مواد خارجي در بتن مخلوط گردد.


از آبخوره كردن مصالح  اكيداً  خودداري شود. توصيه مي‌شود براي جبران برخي از كاستي‌ها در اختلاط دستي، حدود 5 تا 10 درصد به مقدار سيمان افزوده گردد.

 مخلوط ‌كن‌هاي مكانيكي

 امروزه  مخلوطكن‌هاي متنوعي وجود دارد، اما به طور كلي مي‌توان آنها را به دو گروه تقسيم كرد :

- مخلوط‌كن ‌هاي استوانه‌اي

- مخلوط‌كن‌هاي عمودي يا تغاري


مخلوط ‌كن استوانه‌اي: مخلوط‌كن‌هاي با ديگ استوانه‌اي در ظرفيت‌هاي از 140 تا 2800 ليتر ساخته مي‌شوند و توليد آنها بين 4 تا 90 متر مكعب در ساعت است. سرعت دوران ديگ حدود 10 تا 35دور در دقيقه است. ترتيب ريختن مصالح به داخل اين نوع مخلوط‌كن‌ها بستگي به نوع مخلوط دارد، ولي معمولاً ترتيب ريختن عبارت است از : شن، سيمان، ماسه و آب كه بهتر است ابتدا قسمتي از آب مخلوط به مخلوط‌كن ريخته شود و سپس در حين اختلاط مصالح، بقيه آب بتدريج به مخلوط افزوده شود.  مخلوط‌كن‌هاي داراي ديگ استوانه‌اي به دو نوع ديگ كج شونده و ديگ غير كج شونده تقسيم مي‌شوند.

در مخلوط‌كن‌هاي كج شونده (شکل 2 )، بتن بعد از اتمام اختلاط با كج شدن ديگ تخليه مي‌شود. تخليه بتن در مخلوط‌كن كج شونده بسيار سريع بوده و در نتيجه امكان جدا شدن دانه‌ها وجود ندارد، بنابراين، اين نوع مخلوط‌كن براي بتن با كارايي كم و يا براي بتن با مصالح سنگي درشت مناسب است.

در نوع مخلوط‌كن‌هاي غير كج شونده (شکل 3) ، محور ديگ هميشه به صورت افقي است و تخليه با معكوس كردن حركت ديگ انجام مي‌پذيرد. به دليل آنكه تخليه با سرعت كم انجام مي‌گيرد، امكان جدا شدن سنگدانه‌ها وجود دارد. بنابراين اگر مخلوط بتن مستعد جداشدگي ذرات مي‌باشد، نبايد از اين نوع مخلوط‌كن استفاده شود.

 مخلوط كن عمودي : اين نوع مخلوط‌كن‌ از يك ظرف استوانه‌اي تشكيل شده است كه درمحور آن تيغه‌ها نصب شده اند. در بعضي از انواع آن، تيغه‌ها و ظرف در جهت عكس يكديگر مي‌چرخند و در بعضي ديگر، فقط تيغه‌ها چرخش دارند. چرخش تيغه‌ها سبب مي‌گردد تا اختلاط به نحو مطلوب انجام گيرد و از چسبيدن ملات بر روي ديواره ظرف جلوگيري شود. در هنگام اختلاط، كيفيت مخلوط قابل مشاهده بوده و چنانچه نياز به تنظيم مخلوط باشد، امكان آن وجود خواهد داشت.

اين نوع مخلوط‌كن‌ها، به خصوص براي بتن‌هايي با چسبندگي زياد و كارايي كم و همچنين ساخت مقدار كم بتن مناسب است، به همين دليل معمولاً در آزمايشگاه نيز مورد استفاده قرار مي‌گيرند (شكل 4).














كاميون مخلوط كن (تراك ميكسر)

در برخي از كارخانه‌هاي توليد بتن، از تراك ميكسر هم براي اختلاط بتن و هم براي حمل آن استفاده مي‌شود. در اين مورد، در فصل پنجم (انتقال بتن) توضيحات بيشتر ارائه شده است.

مدت مخلوط كردن

 مدت بهينه مخلوط كردن بستگي به عوامل زير دارد :

·        نوع مخلوط كن

·        شرايط و وضعيت مخلوط‌كن(از نظر وضعيت فني و ظاهري)

·        سرعت دوران مخلوط‌كن

·        مقدار يا حجم بتن

·        نوع مخلوط بتن

·        ترتيب و نحوه ريختن مصالح در داخل ديگ مخلوط كن


با در نظر گرفتن تعداد عوامل موثر، بهترين روش براي تعيين مدت مطلوب مخلوط‌كردن، انجام دادن آزمايش با مخلوط‌كن و بتن مورد نظر است. معمولاً مخلوط‌هاي خشك (اسلامپ كم) نياز به مدت اختلاط طولاني‌تر دارند. درمواردي كه بتن حاوي سنگدانه‌هاي شكسته است نياز به مدت بيشتري نسبت به سنگدانه‌هاي طبيعي (گرد) براي مخلوط كردن دارد. تحقيقات نشان مي‌دهد كه تعداد چرخش مخلوط‌كن با سرعت ارائه شده توسط سازنده، مهمتر از زمان مخلوط كردن است و به طور كلي بيش از 20 چرخش براي مخلوط شدن مطلوب بتن، لازم نمي‌باشد. براي انواع مخلوط‌كن تا m3 1 ظرفيت، كه با سرعت صحيح كار ‌كنند، زمان مورد نياز براي مخلوط كردن كمي بيش از 1 دقيقه است. معمولاً زمان مناسب مخلوط كردن بين 1 تا 5/1  دقيقه است. براي مخلوط‌كن‌هايي كه با سرعت زياد كار مي‌كنند، زمان 30  ثانيه كفايت مي‌كند. به طور كلي مي‌توان از جدول 1، به عنوان راهنماي زمان مخلوط كردن استفاده نمود. زمانهاي ارائه شده در جدول 1 ، پس از آنكه مصالح به غير از آب در مخلوط‌كن قرار داده شدند، شروع مي‌گردد.

جدول 1 -  مدت مخلوط كردن

زمان مخلوط كردن (دقيقه)

ظرفيت مخلوط كن  (m3)

5/1

2 يا كمتر

2

5/2

5/2

0/3

3

0/5



 به عنوان راهنمايي مي‌توان به خاطر سپرد كه براي هرمتر مكعب اضافي، به مدت مخلوط كردن يك چهارم دقيقه افزوده مي‌‌شود. براي بتن با مقاومت زياد توصيه مي‌شودكه مدت مخلوط كردن افزايش يابد. هر چند افزايش مدت، سبب كاهش كارايي مخلوط و گاه ظرفيت توليد بتن مي‌گردد.

اصول به كار گيري  مخلوط‌كن‌ها

براي آنكه اختلاط بتن تازه به نحو مناسب انجام شود، رعايت نكات زير ضروري است:


1- در مخلوط كن‌هاي عمودي، بهتر است كه تمام مصالح همزمان در مخلوط‌كن ريخته شود (قبل از آنكه مخلوط‌كن شروع به چرخش كند) و از ريختن مصالح پشت سر هم در حين چرخش مخلوط‌كن اجتناب گردد. ريختن مصالح به طور همزمان موجب مي‌شود كه مخلوط بتن يكنواخت باشد.


2- عمل مخلوط كردن بايد تا رسيدن به رنگ، ظاهر و رواني يكنواخت مخلوط بتن، ادامه يابد.


3- نبايد مخلوط‌كن را بيش از ظرفيت بارگيري كرد. مقدار مصالح بيش از حد، سبب مي‌شود تا مخلوط بتن نامناسب گردد و امكان آسيب رساندن به  مخلوط‌كن نيز وجود دارد.


4- احتمال دارد سنگدانه‌هاي درشت كه در بتن مخلوط شده، به طور يكنواخت پخش نگردد. بنابراين به جاي آنكه مخلوط بتن به صورت بخش‌هاي كوچك از مخلوط‌كن تخليه شوند، بهتر است تمام مخلوط‌ بتن يكجا در داخل يك ظرف تخليه گردد.


5- سرعت مخلوط‌كن بايد بر اساس توصيه كارخانه سازنده تنظيم شود.


6- ممكن است در اولين پيمانه مخلوط بتن، مقداري ملات سيمان در مخلوط‌كن باقي بماند. بنابراين بهتر است حدود 5 درصد سيمان، آب و ماسه در اولين پيمانه، بيشتر از پيمانه‌هاي بعدي مورد استفاده قرار گيرد.


7- در صورت فرسوده شدن و خراب شدن تيغه‌هاي مخلوط‌كن، بايد  تيغه‌ها تعمير يا جايگزين شوند.


8- پس از اتمام عمليات مخلوط كردن، ديگ مخلوط‌كن بايد كاملاً  شسته و تميز شود. 




بررسي وضعيت ظاهري و اندازه‌گيري رواني


در اين فصل، روش نمونه‌برداري براي تعيين كارايي بتن و همچنين نمونه‌گيري از بتن تازه ارائه شده است. 

منظور از بتن تازه، بتني است كه عمل اختلاط اجزاي آن انجام شده ولي گيرش اوليه آن آغاز نشده است. درنمونه‌برداري از بتن تازه بايد به موارد زير توجه نمود :


1.     جهت نمونه‌برداري از مخلوط‌كن‌ها، بايد ظرف نمونه‌برداري يا فرغون را به گونه‌اي جلو قسمت خروجي مخلوط كن قرار داد كه بتن به راحتي وارد ظرف شده و قسمتي از بتن يا دانه‌هاي  آن به خارج ريخته نشود.


2.     نمونه‌برداري از ماشين‌هاي حمل (تراك ميكسر) بايد طي 4 مرحله متناوب انجام پذيرد، به گونه‌اي كه طي هر مرحله ‌تقريباً به ميزان مساوي نمونه برداشته شود (شكل 1) .


3.     در نمونه‌برداري از كاميون‌هاي كمپرسي و به طور كلي ماشين‌ها و وسايلي كه قمست بالاي آنها باز است، بايد بر حسب يكي از روشهاي ذكر شده دربندهاي فوق عمل گردد.   


4.     حجم نمونه بتني تهيه شده بايد حداقل پنج برابر حجم مورد نياز براي آزمونه‌ها باشد، اما در هر صورت نبايد از 25 ليتر (حدوداً نصف يك فرغون) كمتر باشد.


5.     در صورتي كه هدف از نمونه‌برداري تنها آزمون اسلامپ، تعيين درصد هواي بتن و يا تعيين وزن مخصوص بتن مي‌باشد مي‌توان نمونه‌برداري  را در يك مرحله و به ميزان كمتر از 25 ليتر انجام داد.


6.     نمونه تهيه شده قبل از انجام شدن هر آزموني بايد روي سطحي كه آب جذب نمي‌كند مجدداً مخلوط شده و سپس مورد آزمون قرار گيرد.


7.     مدت زمان نمونه‌برداري تا زمان قالب‌گيري نبايد بيش از 15 دقيقه باشد، و در تمام اين مدت بايد بتن در مقابل از دست دادن آب، يا اضافه شدن آب، جداشدگي، وزش باد و يا تابش مستقيم آفتاب و همچنين گرما و سرما محافظت شود.

كارايي بتن تازه

به طور كلي، كارايي مخلوط بتن را مي‌توان ميزان سهولت در مخلوط كردن ، جابجايي، ريختن و تراكم  بتن در محل نهايي خود، بدون جداشدگي و ايجاد غير يكنواختي بتن دانست. كارايي بتن  به عوامل متعددي ارتباط دارد. اما از مهمترين پارامترهاي تأثيرگذار در كارايي بتن را مي‌توان ميزان سيمان، دانه‌بندي و مقدار ماسه و همچنين مقدار آب مخلوط دانست. به طورمعمول افزايش مقدار سيمان، ماسه و آب باعث افزايش كارايي مي‌گردد. در حالي كه ممكن است در بعضي از موارد، بتن سفت‌تر شود. بايد توجه داشت كه افزايش مصالح مورد اشاره باعث غير اقتصادي شدن و در برخي موارد، كاهش دوام و عمر مفيد بتن مي‌شود. لذا در يك طرح مناسب بايد ضمن حصول كارايي مناسب، پارامترهاي مقاومت فشاري، دوام و اقتصاد را نيز تأمين نمود.

جهت اندازه‌گيري و تعيين همه ابعاد كارايي بتن، تاكنون هيچ روش آزمون مشخصي ابداع نشده است. اما از‌آنجا كه مهمترين شاخص‌هاي كارايي بتن، رواني(شلي و سفتي)، تراكم پذيري، خوشكاري  بتن است، مي‌توان با آزمونهاي اسلامپ و ماله‌كشي به وسيله ماله فلزي روي سطح بتن، كارايي انواع بتن‌ها را ارزيابي نمود.

آزمون اسلامپ

اين روش آزمون علي رغم محدوديت‌ها و خطاهاي ذاتي كه دارد، به علت سهولت در اجرا، كم هزينه بودن، سرعت در انجام دادن آزمون، دربسياري از كارگاه‌هاي ساختماني دنيا مورداستفاده قرار مي‌گيرد. نتايج اين آزمون نشان دهنده ميزان رواني و تغييرات يكنواختي در مخلوط‌هاي بتني است كه با يك نسبت مشخص از مصالح تهيه مي‌شوند.

در اين آزمون از يك مخروط ناقص از جنس فلز ضد زنگ به ارتفاع 300 ميليمتر و با قطر پايين 200 و قطر بالاي 100  ميليمتر، يك ميله فولادي به قطر 16 ميليمتر و ارتفاع 600 ميليمتر كه انتهاي يك سر آن گرد شده و همچنين يك صفحه فلزي به ابعاد تقريبي 500×500  ميليمتر استفاده مي‌شود (شكل 2).

مراحل آزمايش اسلامپ به شرح زير است :


1- قالب اسلامپ (مخروط ناقص) بايد كاملاً تميز و مرطوب شده باشد، اما نبايد خيس باشد.


2- قالب اسلامپ  بايد بر روي يك سطح صاف، افقي، غير جاذب آب قرار داده شود، اگر چنين سطحي موجود نيست بايد قالب را روي يك ورق فولادي قرار داد.


3- با گذاشتن دو پا بر روي دو گيره قالب اسلامپ، بايد قالب محكم در محل خود نگه داشته شود (شكل 3).

در فاصله زماني مورد نظر بعد از پايان اختلاط بايد بتن در سه لايه داخل مخروط ريخته ‌شود، بگونه‌اي كه ارتفاع هر لايه پس از تراكم تقريباً مساوي يك سوم ارتفاع مخروط باشد. هر لايه با استفاده از 25 ضربه ميله تراكم، متراكم مي‌شود. در لايه‌هاي بعدي بايد ميله تراكم، اندكي در لايه قبلي نفوذ نمايد.

چنانچه پس از متراكم ساختن لايه فوقاني، بتن پايين‌تر از لبه مخروط بود، مجدداً بايد مقداري بتن روي آن ‌ريخته و سطح آن را با حركت اره‌اي و يا غلتشي ميله تراكم و يا ماله صاف نمود (شكل 4 ).


4- سپس در حالي كه مخروط با استفاده از دستگيره‌هاي موجود، كاملاً با دست نگه داشته شده است، (پس از برداشتن پاها از پاگيره‌ها) و پس از تميز نمودن اطراف مخروط از اضافه بتن ريخته شده روي سطح، مخروط را به آرامي و بدون هيچ حركت جانبي، چرخشي و يا ضربه‌اي، به طور عمودي به سمت بالا بكشيد. اين عمل بايد طي مدت 5 تا 10 ثانيه انجام شود (شكل 5).


5- پس از بيرون كشيدن قالب مي‌توان آن را به صورت بر عكس بر روي سطح صاف و كنار مخلوط بتن قرار داد (شكل 5). سپس بايد ميله تراكم بر روي قالب قرار داده شود و ارتفاع بين زير ميله و بالاترين نقطه مخروط بتن اندازه‌گيري شود.

6- چنانچه بلافاصله پس از برداشتن مخروط، بتن در هم فرو ريخته ‌شود (نوع ريزشي) و يا از يك طرف بريزد (نوع برشي) (شكل 6) بايد آزمون را يكبار ديكر تكرار نمود، و در صورتي كه دوباره همان نتيجه حاصل شود مي‌توان نتيجه گرفت كه بتن داراي حالت خميري نبوده و يا داراي چسبندگي لازم نيست و بايد يا از روش ديگري براي اندازه گيري كارايي استفاده نمود و يا در طرح اختلاط و يا در ساخت بتن تجديد نظر نمود.

طبقه‌بندي رواني و ميزان اسلامپ

طبقه‌بندي رواني بتن بر اساس آزمون اسلامپ (بر اساس استاندارد ملي ايران بشماره  3519)،  مطابق جدول 1  مي‌باشد.

جدول 1 -  طبقه‌بندي رواني بتن بر اساس آزمايش اسالمپ

ميزان اسلامپ (mm)

طبقه‌بندي رواني

10 تا 40

S1

50 تا 90

S2

100 تا 150

S3

بيشتر از 160

S4



پس از اتمام آزمايش اسلامپ بايد اطلاعات زير ثبت گردد :


·        تاريخ آزمايش

·        زمان آزمايش د رطول روز

·        فاصله زماني اختلاط بتن تا آزمايش

·        مقدار اسلامپ به ميليمتر

·        نوع اسلامپ (معمولي يا واقعي - برشي - ريزشي)

·        محل بتن ريزي و موقعيت قطعه


انتقال بتن، مرحله مهمي در روند اجراي كارهاي بتني محسوب مي‌گردد. انتقال بتن از مخلوط كن تا محل نهايي بتن‌ريزي، بايد به نحوي انجام شود كه از جدا شدن اجزاي بتن جلوگيري گردد. از طرف ديگر، سرعت انتقال بايد تا حدي باشد كه بتن‌ريزي به صورت متوالي انجام شود و از گرفتن بتن لايه قبلي اجتناب شود، حتي لايه زيرين نبايد به مرز گيرش اوليه نزديك شده باشد. عدم آلودگي  به مواد مضر در طول حمل و عدم تبادل شديد حرارتي در اين مدت از اصول مهم مرحله انتقال بتن است.

انتخاب روش يا وسيله انتقال بتن تابع شرايط كارگاه و زمين، حجم كار، ارتفاع بكارگيري و تخليه و فاصله انتقال مي‌باشد. در اين فصل چند وسيله ساده انتقال بتن شرح داده شده است.

استانبولي و زنبه

براي انتقال بتن، در حجم‌ها و مسافت‌هاي خيلي كم و يا مكان‌هايي كه امكان استفاده از فرغون وجود ندارد مي‌توان از استانبولي و يا زنبه استفاده كرد.

 از استانبولي براي انتقال حدود 25 كيلوگرم (10 ليتر) بتن استفاده مي‌شود، مسافت بهينه 10 متر و حداكثر مسافت قابل حمل، 25 متر توصيه مي‌شود.

حداكثر ظرفيت توصيه شده براي حمل با زنبه 60 كيلوگرم (25 ليتر) بتن و طول حمل نيز 25 تا 30 متر مي‌باشد.

چرخ دستي يا فرغون

توصيه مي‌شود، در كارگاه‌هاي كوچك كه حجم ساخت بتن از 450  ليتر در هر نوبت تجاوز نمي‌كند، از فرغون استفاده شود. در هنگام استفاده از فرغون بايد موارد زير را رعايت كرد :


1.     حجم جابجائي با فرغون حدود 50  الي 60 ليتر بتن است كه حدود 125 تا 150 كيلوگرم وزن دارد.


2.     حداكثر مسافت مجاز براي انتقال بتن به وسيله فرغون 100 متر است. ولي توصيه مي‌شود مسافت حمل به 50 تا 60 متر محدود گردد.


3.     معمولاً در هنگام حركت فرغون، اجزاي مخلوط بتن تمايل به جدا شدن دارند، بنابراين سطح عبور فرغون بايد كاملاً مسطح و هموار باشد (شكل 1). به كارگيري از تخته‌الوار و يا بويژه نيمرخ‌هاي ناوداني فولادي براي اين منظور توصيه مي‌شود، كه مي‌تواند به افزايش سرعت نيز منجر گردد.

4.     در پيمانه اول، بخشي از سيمان، آب و ماسه بر سطح فرغون مي‌چسبند ، بنابراين در پيمانه اول بايد حدود 5 درصد به سيمان، آب و ماسه اضافه گردد.


5.     نبايد از مخلوط‌كن ، به طور مستقيم بخشي از مخلوط به فرغون منتقل شود ، زيرا اين عمل باعث جداشدگي در مخلوط بتن مي‌شود. بنابراين ابتدا بايد تمام مخلوط از مخلوط‌كن خارج گردد و در يك ظرف و يا بر روي سكوي تميز تخليه گردد. سپس از آن ظرف ، مقدار مورد نياز از مخلوط را با فرغون حمل كرد.


6.     قبل از استفاده از فرغون بايد آن را كاملاً تميز نمود. همچنين در پايان كار روزانه تميز كردن فرغون ضروري است.

دامپر (فرغون موتوري)

در كارگاه‌هايي با وسعت نسبتاً وسيع و داراي سطح هموار مي‌توان از دامپر استفاده نمود (شکل 2). حداكثر طول حمل با اين وسيله 300 متر و طول حمل بهينه 100 متر است با استفاده از دامپر مي‌توان در حدود 250 تا 750 كيلوگرم (حدود 100 تا 300 ليتر) بتن را حمل كرد. بايد توجه نمود، مسير حمل بايد كاملاً هموار بوده و در هنگام انتقال بايد با حداقل سرعت حركت نمود، در غير اين صورت امكان جداشدگي وجود دارد.

دلو يا جام

براي انتقال بتن به وسيله دلوها يا جام‌ها نياز به بالا برنده و يا جرثقيل است. معمولاً دلوها داراي ظرفيت بين 100 تا 1000 ليتر هستند ، اما حجم جام‌ها بيشتر است كه براي پروژه‌هاي بزرگ استفاده مي‌شود. در هنگام استفاده از دلو يا جام تمهيدات زير بايد رعايت گردد:


1- دريچه بازشو دلو و جام بايد به نحوي طراحي شده باشد كه به راحتي اجازه خروج مخلوط بتن را بدهد. همچنين بايد شيب ظرف در حد زياد باشد تا امكان باقي ماندن بتن در ظرف وجود نداشته باشد ( شكل 3). دريچه بازشو بايد داراي ضامن باشد تا در طول انتقال بر اثر برخورد با موانع، ناگهان باز نشود.

2- در پيمانه اول، بخشي از سيمان، آب و ماسه بر سطح دلو يا جام مي‌چسبد. بنابراين در پيمانه اول، بايد حدود 5  درصد به سيمان، آب و ماسه اضافه گردد.


3- بعد از اتمام  كار، جام و دلو ، بايد كاملاً شسته و تميز شوند.

ناوه (سطح شيبدار يا شوت)

ناوه يا ناوداني وسيله‌اي‌ ساده‌، ارزان و سريع براي انتقال بتن به نقاط پايين‌تر و در ارتفاع كمتر مي‌باشد (شکل 4). توجه به موارد زير در هنگام استفاده از ناوه ضروري است:


1- ناوه طولاني باعث جداشدگي اجزا و خشك‌شدن مخلوط بتن مي‌گردد ، بنابراين بايد از ناوه كوتاه استفاده كرد. به عنوان راهنمايي، در صورت استفاده از يك ناوه، چنانچه بتن دچار جداشدگي گرديد بايد در نوع وسيله و يا طول آن تجديد نظر نمود.


2- شكل مقطع ناوه ترجيحاً دايره‌اي و يا نيم دايره باشد و از به كار بردن مقاطع مستطيل با گوشه‌هاي تيز (به علت باقي ماندن بتن و افزايش اصطكاك اثر جدار-) خودداري گردد.


3- قطر ناوه بايد حداقل 8 برابر حداكثر اندازه سنگدانه باشد.


4- شيب ناوه بايد حداكثر به، 2 به 3 و يا حداقل 3 به 2 محدود شود.


5- براي آنكه مخلوط درون ناوه مجدداً مخلوط گردد ، بهتر است كه در انتهاي ناوه از يك ناوداني و يا قيف هادي عبور كند. اين عمل همچنين باعث مي‌شود كه از جداشدگي اجزاي بتن جلوگيري شود، بويژه اگر سرعت بتن روي ناوه زياد باشد.


6- مخلوط بتن بايد داراي كارايي كافي و چسبنده باشد تا به راحتي درون ناوه حركت كند. به عنوان راهنمايي بايد از بتن‌هايي با اسلامپ 5 تا 10 سانتيمتر استفاده نمود، به هرحال ساير عوامل، مانند عيار سيمان، دانه‌بندي‌، شكل و بافت سنگدانه‌ها و نسبت آب به سيمان در اين مسئله  موثرند.

شوت سقوطي

شوت سقوطي داراي سطح مقطع دايره‌اي است و قطر آن در بالا حداقل 8 برابر حداكثر اندازه سنگدانه و در پايين حداقل 6 برابر حداكثر اندازه سنگدانه است (شکل 5). شوت سقوطي مي تواند از نوع صلب يا انعطاف‌پذير باشد. بهتر است از لوله‌هاي پارچه‌اي يا پلاستيكي باز شونده استفاده

كاميون مخلوط‌كن (تراك ميكسر)

تراك ميكسر وسيله‌اي براي حمل بتن آماده است. كارخانه‌هاي بتن آماده معمولاً به دو گروه تقسيم مي‌شوند. برخي كارخانه‌ها فقط عمليات پيمانه‌ كردن را انجام مي‌دهند، و برخي ديگر از كارخانه‌ها غير از عمليات پيمانه كردن، عمل مخلوط كردن را نيز انجام مي‌دهند. به عبارت ديگر، در كارخانه‌، مصالح پيمانه شده و مقادير معين مصالح بتن به درون كاميون مخلوط‌كن ريخته مي‌شود، اما عمل اختلاط در حين حمل، قبل از تخليه بتن در ديگ كاميون مخلوط‌كن صورت مي‌گيرد و آب مخلوط در حين حمل و يا در محل كارگاه به مخلوط خشك اضافه مي‌گردد. بر همين اساس به اين روش، پيمانه خشك نيز گفته مي‌شود. اما در گروه دوم كارخانه‌ها، بتن آماده شده، به درون ديگ كاميون مخلوط‌كن ريخته مي‌شود. شكل 6  جزئيات كاميون مخلوط‌كن را نشان مي‌‌دهد.

ديگ كاميون مخلوط‌كن داراي دو سرعت دوران كند و تند مي‌باشد. دور كند يا سرعت بهم زدن2 تا 5 دور در دقيقه و دور تند يا سرعت اختلاط 7 تا 13 دور در دقيقه است. در هنگام استفاده از كاميون مخلوط‌كن، موارد زير بايد رعايت گردد :





1- از زماني كه آب به مخلوط خشك بتن افزوده مي‌شود تعداد دوران 70 تا 100 دور با سرعت تند براي اختلاط اوليه كافي است. اگر بتن آماده در داخل ديگ حمل شود و بخواهيم در هنگام تخليه همگني را مجدداً به دست آوريم، كافي است 30 تا 40 دور با سرعت كند بتن را بهم زنيم. حداكثر تعداد دوران ديگ به 300 دور (شامل دور كند و تند)، محدود مي‌گردد، به اين ترتيب، مدت حمل در شرايط عادي (به غير از بتن ريزي در هواي گرم و سرد) از زمان بارگيري تا تخليه ، به 1 تا 5/1 ساعت محدود مي‌شود. اما از 300 دور چرخش ديگ فقط حداكثر 100 دور بايد سرعت مخلوط كردن و بقيه بايد با سرعت بهم زدن باشد، زيرا زمان طولاني حمل و يا تعداد چرخش زياد ديگ باعث كاهش اسلامپ، سايش سنگدانه‌ها و بدنه ديگ و همچنين كاهش مقاومت و دوام بتن مي‌گردد.


2- درمواردي كه مدت انتقال بتن طولاني است و يا احتمال وجود ترافيك سنگين وجود دارد، بهتر است از روش مخلوط خشك استفاده شود و آب مخلوط در كارگاه به ساير مصالح اضافه گ