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
ارائه طرح اختلاط بتن براساس مهندسي محيط - ارائه طرح اختلاط بتن با دوام بالا -ارائه طرح اختلاط بتن های خاص - طرح اختلاط بتن خودتراکم، سبک،بتن پلیمری،بتن الیافی،گوگردی ،کسب مقاومت سریع و بتن شاتکریت

ارائه طرح اختلاط بتن براساس مهندسي محيط - ارائه طرح اختلاط بتن با دوام بالا -ارائه طرح اختلاط بتن های خاص - طرح اختلاط بتن خودتراکم، سبک،بتن پلیمری،بتن الیافی،گوگردی ،کسب مقاومت سریع و بتن شاتکریت

 

یکی از اولين و اصولي ترين مباني اجراي  با كيفيت و دوام پايدار در سازه هاي بتني بهره مندي از طرح اختلاط بتن ، منطبق  با شرايط خاص محيط ، مشخصات و كاربري سازه ، مصالح موجود در منطقه و افزودني هاي بتن مناسب مي باشد . اگر دوام بتن را به عنوان تاثير گزارترين فاكتور در پايداري سازه ها بدانيم  ، بي شك درك صحيح و اعمال شرايط ويژه منطقه اي به خصوص لحاظ چگونگي مقابله با عوامل خورنده و مخرب بتن مي تواند تضمين کننده دوام سازه های بتنی در شرایط مختلف محیطی باشد.

 

کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران آمادگی دارد تا در راستای ارائه خدمات مهندسی بتن ، در زمینه ارائه طرح اختلاط بتنهای خاص مانند بتنهای خودتراکم ، بتن سبک ، بتن پلیمری  نماید.، بتن با کسب مقاومت سریع ، بتن پیش آکنده ، بتن گوگردی  ، بتن شاتکریت ، بتن خودتراکم ، بتن الیافی، بتن نفوذ ناپذیر  و ... با کارفرمایان ، پیمانکاران و علاقمندان همکاری نماید.

 

راهنماي تهيه طرح مخلوط بتن و ارائه آن

 

1-    مقدمه: در پروژه‌هاي مختلف نياز به تهيه طرح مخلوط بتن جهت ساخت آن در كارگاه وجود دارد. تهيه طرح مخلوط بتن داراي روش‌هاي مختلفي مي‌باشد كه در دنيا برخي از آنها كاربرد بيشتري دارند. معمولاً براي استفاده از روش خاص طرح مخلوط بتن، اجباري در كار نيست اما ممكن است در پروژه‌اي خاص، مشاور و طراح پروژه توصيه اكيد براي بكارگيري روش معيني داشته باشد. بهرحال طرح مخلوط، يك عمليات فني- محاسباتي هنرمندانه آزمايشگاهي كارگاهي است و تجربه افراد نيز در آن موثر است اما سعي مي‌شود روند مشخصي بكار گرفته شود تا وحدت رويه بوجود آيد. در اين نوشته سعي شده است اين وحدت رويه بوجود آيد.

2-    مراحل كلي: در اكثر روشهاي طرح مخلوط بتن، مراحل مشتركي طي مي‌شود و اختلاف در مراحل تهيه طرح مخلوط بتن محدود مي‌باشد.

مراحل و گامهاي تهيه طرح اختلاط بتن به قرار ذيل است:

الف: جمع‌آوري نيازها و خواسته‌هاي مربوط به بتن مورد نظر بويژه از مشخصات فني خصوصي پروژه

ب: جمع‌آوري اطلاعات و داده‌هاي مربوط به اجزاء بتن از طريق انجام آزمايش در حدي كه در طرح مخلوط كاربرد دارد.

پ: بررسي نتايج مربوط به اجزاء بتن و تصميم‌گيري در مورد بكارگيري آنها در بتن مورد نظر و انطباق نتايج با مشخصات استاندارد يا مشخصات فني خصوصي و عمومي پروژه و يا آئين نامه‌هاي موجود.

ت: تصميم‌گيري در مورد روش محاسبات طرح مخلوط اوليه (روش آمريكايي، روش ملي، ساير روشهاي اروپايي) مگر اينكه در مشخصات فني خصوصي پروژه استفاده از روش خاصي را ملزم كرده باشد.

ث: پيگيري محاسبات طرح مخلوط اوليه بتن طبق يك روش شناخته شده طرح اختلاط با توجه به خواسته‌هاي پروژه و اطلاعات مربوط به اجزاء بتن

ج: ساخت مخلوط آزمون بر اساس نتايج طرح مخلوط اوليه بتن با مصالح مورد نظر و انجام اصلاحات رطوبتي در مورد سنگدانه مرطوب و آب مصرفي مخلوط در آزمايشگاه

چ: انجام آزمايش‌هاي بتن تازه و سخت شده بر روي مخلوط آزمون و مقايسه آن با خواسته‌هاي پروژه از بتن و مقاومت هدف

ح: حك و اصلاح طرح مخلوط اوليه بتن در جهت انطباق با خواسته‌هاي پروژه و دستيابي به طرح مخلوط نهايي در آزمايشگاه

خ: ساخت مخلوط آزمون كارگاهي با وسايل بتن سازي در كارگاه و بكارگيري دقت‌هاي معمول كارگاهي و اصلاحات رطوبتي

د: انجام آزمايشهاي بتن تازه و بتن سخت شده براي مخلوط آزمون كارگاهي و بررسي چشمي و كنترل قابليت پمپ كردن يا پاشيدن بتن و بررسي وضعيت بتن از نظر جداشدگي، آب انداختن و غيره.

ذ: در صورت لزوم انجام حك و اصلاح بر روي طرح مخلوط نهايي آزمايشگاهي در جهت دستيابي به طرح مخلوط نهايي

ر: ارائه طرح مخلوط بتن

اين گامها دقيقاً به ترتيبي كه ذكر شد انجام مي‌گردد و تحت تاثير نوع روش بكارگيري شده قرار نمي‌گيرد. ترتيب اين مراحل نيز تحت هيچ شرايطي دستخوش تغيير واقع نمي‌شود.

3-   جمع‌آوري نيازها و خواسته‌هاي مربوط به بتن:

خواسته‌هاي پروژه در مورد بتن معمولاً در درجه اول از مشخصات فني عمومي و مشخصات فني خصوصي استخراج مي‌شود. در ادامه، روشهاي خاص ساخت، حمل، ريختن و تراكم بتن، خواسته‌هايي را در مورد كيفيت بتن به طرح مخلوط تحميل مي‌كند كه بسيار مهم است. در صورتي كه نتوان با توجه به شرايط و محدوديت‌هاي اجرايي، خواسته‌ها را مشخص نمود لازم است با مذاكره با مسئولين اجرايي و يا مكاتبه با آنها، خواسته‌ها و نيازمنديها را معين و فهرست نمود.

اين خواسته‌ها ممكن است در مورد بتن تازه و يا سخت شده باشد و گاه محدوديتهايي را در مورد اجراي بتن يا اجزاء بتن مطرح نمايد كه در زير بدانها پرداخته مي‌شود.

الف: مقاومت مشخصه بتن در سن مقرر با ذكر شكل و اندازه آزمونه بتني و يا ذكر رده بتن و آئين‌نامه يا مقررات مورد نظر

ب: مقاومت فشاري متوسط لازم براي طرح مخلوط بتن طبق آئين نامه يا مقررات و يا مشخصات فني در صورتي كه انحراف معيار مقاومتي بتن كارگاه مشخص نباشد و يا ارائه نگرديده باشد.

پ: كارايي بتن كه در پاي كار مورد نياز است با ذكر نوع آزمايش كارايي و همچنين كارايي بتن بلافاصله پس از اختلاط آن

ت: بافت دانه‌بندي و وضعيت ظاهري بتن و نماي آن از نظر درشتي و ريزي

ث: ساير ويژگيهاي مورد نظر درباره بتن تازه مانند جداشدگي، آب انداختن، جمع شدگي، زمان گيرش اوليه و نهايي و چگالي

ج: ساير ويژگيهاي مكانيكي مورد نظر درباره بتن سخت شده مانند مدول الاستيسيته، پيوستگي با ميلگرد، خزش، خستگي، مقاومت خمشي، مقاومت كششي، ضريب پواسون و...

چ: ساير ويژگيهاي فيزيكي و دوام در مورد بتن سخت شده مانند چگالي، مقاومت ويژه الكتريكي، جذب آب حجمي، جذب آب موئينه، عمق نفوذ آب تحت فشار، نفوذپذيري در برابر آب، نفوذپذيري در برابر هوا يا اكسيژن، عبور جريان الكتريكي از بتن يا نفوذ سريع يون كلريد بتن، ضريب انتشار يون كلريد، جذب آب سطحي اوليه بتن، مقاومت در برابر چرخه‌هاي يخبندان و آبشدگي، سايش، پوسته شدگي در برابر محلول نمك طعام و...

ح: نحوه ساخت بتن، وسيله حمل و ريختن، وسيله تراكم و ويژگيهاي هر يك در ارتباط با بتن مورد نياز.

خ: ذكر محدوديت‌هاي خاص در ارتباط با اجزاء بتن مانند انواع سيمان مصرفي مجاز، حداكثر اندازه سنگدانه مجاز، نوع سنگدانه مصرفي، انواع افزودنيهاي مجاز، عيار سيمان مجاز (حداقل و حداكثر) و يا ميزان مجاز مواد چسباننده

د: ذكر محدوديت‌هاي خاص در مورد بتن مانند حداكثر نسبت آب به مواد سيماني در مشخصات فني پروژه و يا با توجه به محدوديت‌هاي آئين نامه‌اي در شرايط مختلف

ذ: ذكر شرايط محيطي قرارگيري بتن و رويارويي با مواد زيان آور مانند سولفات موجود در آب زيرزميني و خاك

 

4-   جمع‌آوري اطلاعات و داده‌هاي مربوط به اجزاء مصرفي در بتن و شرايط كارگاهي:

با توجه به نيازها و خواسته‌هاي پروژه و محدوديت‌هاي مورد نياز، لازم است اطلاعات و داده‌هايي در مورد مصالح مصرفي در بتن كه عمدتاً به كمك آزمايش بدست آمده است جمع‌آوري گردد تا در مراحل بعدي مورد استفاده قرار گيرد. اين اطلاعات علاوه بر داده‌هايي است كه جهت كنترل كيفيت و انطباق مصالح با مشخصات فني يا مشخصات استاندارد بكار گرفته مي‌شود. مسلماً مصرف مصالح مورد نظر در بتن بايد مجاز باشد. بديهي است اطلاعات مربوط به ويژگيهاي مصالح براي تشخيص انطباق با استاندارد و مجاز بودن مصرف آنها بايد جمع‌آوري گردد كه در اينجا بدان اشاره نمي‌شود.

4-1- داده‌ها و اطلاعات مربوط به سنگدانه مصرفي:

اطلاعات و داده‌هاي زير در مورد سنگدانه مجاز مصرفي در بتن براي تهيه طرح مخلوط بتن كاربرد دارد. ممكن است برخي از اين ويژگيها در روش خاصي مورد استفاده قرار گيرد و يا مورد نياز نباشد.

الف: دانه بندي سنگدانه‌هاي درشت و ريز مصرفي

ب: حداكثر اندازه اسمي سنگدانه درشت مصرفي طبق تعريف رايج

پ: شكل و درصد شكستگي تقريبي سنگدانه‌هاي مصرفي و تطويل و تورق سنگدانه‌هاي مصرفي

ت: چگالي ذرات اشباع با سطح خشك سنگدانه‌هاي درشت و ريز مصرفي

ث: ظرفيت جذب آب سنگدانه‌هاي درشت و ريز مصرفي

ج: وزن مخصوص توده‌اي مخلوط شن خشك متراكم با ميله

چ: وزن مخصوص توده‌اي غير متراكم شن و ماسه خشك (در صورت پيمانه كردن حجمي سنگدانه)

ح: درصد افزايش حجم ماسه در رطوبت‌هاي مورد نظر (در صورت پيمانه كردن حجمي سنگدانه)

خ: مدول نرمي (ريزي) سنگدانه ريز و احياناً سنگدانه درشت مصرفي

4-2- داده‌ها و اطلاعات مربوط به سيمان مصرفي:

اطلاعات و داده‌هاي زير در مورد سيمان مصرفي در بتن جهت تهيه طرح مخلوط بتن كاربرد دارد. ممكن است برخي از اين ويژگيها در روشهاي خاصي كاربرد نداشته باشد.

الف: نوع سيمان مصرفي

ب: چگالي ذرات سيمان مصرفي

پ: مقاومت فشاري ملات ماسه سيمان استاندارد

ت: وزن مخصوص توده‌اي سيمان فله‌اي (در صورت پيمانه كردن حجمي سيمان)

4-3- داده‌ها و اطلاعات مربوط به افزودني‌هاي مصرفي:

اطلاعات و داده‌هاي زير در مواد افزودني‌هاي مصرفي بتن مي‌توان بكار گرفته شود.

الف: نوع افزودني مصرفي و مواد پايه آن

ب: ذكر اهداف اصلي مصرف افزودني‌ها و ويژگيهاي عمده مواد مورد نظر

پ: چگالي ذرات افزودني پودري يا چگالي مواد مايع

ت: درصد آب موجود در افزودني‌هاي مايع

ث: وزن مخصوص توده‌اي افزودني‌هاي پودري (در صورت پيمانه كردن حجمي)

4-4- اطلاعات مربوط به شرايط ساخت بتن در كارگاه:

در رابطه با محاسبه مقاومت هدف اطلاعات زير مي‌تواند بكار آيد.

الف: انحراف معيار مقاومت فشاري بتن در كارگاه

ب: نحوه اندازه‌گيري اجزاء بتن (حجمي يا وزني) و دقت آن

پ: وسيله ساخت و اختلاط بتن

ت: امكانات آزمايشگاهي و كنترل كيفي بتن و تعيين رطوبت سنگدانه

ث: نيروي انساني متخصص و نظارت بر توليد

5-   بررسي نتايج ويژگيهاي اجزاء بتن و تصميم‌گيري در مورد بكارگيري آنها

اطلاعات و داده‌هاي اجزاء بتن در دو بخش جداگانه كاربرد دارد. برخي اطلاعات و نتايج آزمايشها مي‌تواند براي انطباق اجزاء بتن با مشخصات استاندارد يا مشخصات فني پروژه بكار گرفته شود. برخي از نتايج آزمايشهاي انجام شده بر روي اجزاء بتن، بصورت مستقيم يا غير مستقيم، در طرح اختلاط بتن بكار مي‌آيد. ويژگيهاي مشتركي نيز وجود دارد كه در هر دو بخش كاربرد دارند.

بهرحال پس از بررسي نتايج ويژگيهاي اجزاء بتن مي‌توان تشخيص داد كه مصالح مزبور انطباق با استاندارد يا مشخصات فني پروژه دارد يا خير؟ در صورت تاييد انطباق بايد در مورد امكان مصرف آن در بتن مورد نظر بررسي لازم بعمل آورد. ممكن است مصالحي منطبق با استاندارد يا مشخصات پروژه باشد اما نتواند نيازهاي بتن مورد نظر را تامين نمايد.

6-   محاسبات طرح مخلوط اوليه بتن

بسته به روش انتخابي براي طرح مخلوط بتن، گامهاي محاسبات طرح اختلاط نيز ممكن است تغيير كند اما گامهاي مشتركي در همه روشها وجود دارد.

از آنجا كه نتيجه نهايي طرح مخلوط بتن در همه روشها يكسان است نمي‌توان بكارگيري يك روش را اجباري نمود. مسلماً طرح مخلوط اوليه در روشهاي مختلف يكسان نيست. اما از آنجا كه مخلوط آزمون ساخته مي‌شود و دستيابي به بتن مطلوب منجر به حك و اصلاح در طرح مخلوط اوليه مي‌گردد، نتيجه طرح مخلوط در نهايت نزديك به هم خواهد بود. در يك روش نيز ممكن است تقدم و تاخر گامها امكان پذير باشد. گاه با توجه به مصالح موجود مي‌توان ترتيب برخي مراحل محاسباتي را تغيير داد.

6-1- گامهاي روش طرح مخلوط آمريكايي ACI

گامهاي اين روش در زير تشريح مي‌شود. اين روش داراي محدوديت‌هاي خاصي است كه امكان بكارگيري آن در برخي حالات در ايران وجود ندارد.

الف: تعيين مقاومت فشاري متوسط (هدف) لازم براي طرح مخلوط بتن با توجه به حاشيه امنيت آئين نامه‌اي يا به كمك انحراف معيار موجود يا فرضي

ب: تعيين نسبت آب به سيمان با توجه به مقاومت فشاري هدف و نوع مصالح مصرفي در سن مقرر با توجه به نوع بتن (معمولي يا حبابدار)

پ: مقايسه نسبت آب به سيمان لازم براي تامين مقاومت فشاري با حداكثر نسبت آب به سيمان لازم در جهت دستيابي به دوام مورد نظر با توجه به شرايط محيطي و جوي و رويارويي با مواد زيان آور و نوع مصالح مصرفي و محدوديت آئين نامه‌اي، و بكارگيري از كمترين مقدار بعنوان نسبت آب به سيمان طرح مخلوط اوليه

ت: تعيين مقدار آب آزاد طرح مخلوط اوليه بتن با توجه به كارايي لازم و حداكثر اندازه سنگدانه بتن و شكل سنگدانه‌ها و نوع بتن (معمولي يا حبابدار)

ث: مشخص كردن و فرض درصد هواي موجود در بتن معمولي و حبابدار با توجه به حداكثر اندازه سنگدانه و شرايط محيطي

ج: محاسبه مقدار سيمان طرح مخلوط اوليه بتن با توجه به نسبت آب به سيمان طرح اوليه و مقدار آب آزاد آن و مقايسه آن با حداقل و حداكثر سيمان مجاز و استفاده از آن در صورت عدم وجود مشكل و يا استفاده از حداقل سيمان در صورت كمتر بودن مقدار محاسباتي از حداقل سيمان مجاز و يا استفاده از مقدار سيمان نزديك به حداكثر سيمان مجاز و مصرف روان كننده يا اقدام مناسب ديگر براي كاهش سيمان

چ: محاسبه مقدار مدول ريزي (نرمي) ماسه مصرفي و اطمينان از انطباق دانه‌بندي سنگدانه درشت مصرفي (مخلوط شن) با يكي از دانه‌بندي‌هاي استاندارد شن در ASTM و تعيين سهم هر يك از شن‌ها براي داشتن مخلوط شن استاندارد

ح: تعيين حجم شن مخلوط متراكم با ميله با توجه به حداكثر اندازه شن و مدول نرمي ماسه و كارايي بتن و با عنايت به مورد مصرف و نحوه حمل و ريختن بتن  

خ: محاسبه مقدار شن مخلوط خشك با توجه به حجم شن مزبور و وزن مخصوص توده‌اي شن خشك متراكم با ميله

د: محاسبه مقدار هر شن بصورت خشك به تفكيك با توجه به سهم هر شن در مخلوط

ذ: محاسبه شن‌ها بصورت اشباع با سطح خشك با توجه به وزن خشك آنها و ظرفيت جذب آب هر يك

ر: محاسبه حجم مطلق هر يك از اجزاء بتن با توجه به چگالي ذرات هر يك از آنها

ز: محاسبه حجم مطلق ماسه با توجه به حجم ساير اجزاء و حجم هواي موجود در بتن

ژ: محاسبه وزن ماسه اشباع با سطح خشك با توجه به حجم مطلق ماسه و چگالي ذرات اشباع با سطح خشك آن

س: محاسبه وزن يك متر مكعب بتن متراكم تازه با جمع كردن اوزان اجزاء بتن (سيمان، آب آزاد، شن و ماسه اشباع با سطح خشك و افزودني)

ش: محاسبه وزن خشك ماسه با توجه به ظرفيت جذب آب و مقدار آب موجود در آن

ص: محاسبه مقدار آب كل طرح مخلوط اوليه با جمع كردن آب آزاد و آب موجود در سنگدانه‌هاي اشباع با سطح خشك.

مي‌توان بند ت و ث را قبل از بندهاي الف، ب و پ به انجام رسانيد.

6-2- گامهاي روش ملي طرح مخلوط بتن:

مراحل وگامهاي اين روش در ذيل آورده شده است. اين روش فعلاً براي حداكثر اندازه تا 38 ميليمتر ارائه شده است و قابليت‌هاي ويژه‌اي را در طرح مخلوط بتن‌هاي مختلف بويژه در ايران دارا مي‌باشد.

الف: تعيين محدوده دانه‌بندي مطلوب با توجه به مورد مصرف، نحوه و حمل و ريختن و كارايي بتن و حداكثر اندازه سنگدانه مصرفي

ب: تعيين سهم حجمي هر يك از سنگدانه‌هاي مصرفي با توجه به محدوده دانه‌بندي مطلوب و دانه‌بندي هر يك از سنگدانه‌ها و محاسبه دانه‌بندي مخلوط سنگدانه بتن

پ: تعيين درصد شكستگي متوسط سنگدانه‌هاي درشت با توجه به سهم هر شن در مجموع مخلوط شن و درصد شكستگي هر كدام

ت: تعيين مقاومت فشاري متوسط (هدف) لازم براي طرح مخلوط بتن با توجه به حاشيه امنيت آئين نامه‌اي و يا به كمك انحراف معيار بدست آمده از رده‌بندي كيفي توليد بتن در كارگاه و يا انحراف معيار مقاومتي موجود كارگاه

ث: تعيين نسبت آب به سيمان با توجه به مقاومت هدف و رده مقاومتي سيمان و درصد شكستگي متوسط سنگدانه درشت در سن مقرر و با توجه به نوع بتن معمولي يا حبابدار

ج: مقايسه نسبت آب به سيمان لازم براي تامين مقاومت فشاري با حداكثر نسبت آب به سيمان لازم در جهت دستيابي به دوام مورد نظر با توجه به شرايط محيطي و جوي و رويارويي با مواد زيان آور و نوع مصالح مصرفي و محدوديت بتن ماسه‌اي و استفاده از كمترين مقدار بعنوان نسبت آب به سيمان طرح مخلوط اوليه

چ: محاسبه مدول ريزي (نرمي) مخلوط سنگدانه بتن با توجه به دانه‌بندي مخلوط سنگدانه

ح: تعيين معادل درصد شكستگي متوسط سنگدانه‌هاي ريز و درشت با توجه به سهم هريك و درصد شكستگي آنها

خ: تعيين مقدار آب آزاد لازم براي دستيابي به كارايي مورد نظر با توجه به مدول ريزي مخلوط سنگدانه و معادل درصد شكستگي متوسط آنها و نوع بتن معمولي يا حبابدار

د: محاسبه مقدار سيمان يا مواد سيماني با توجه به مقدار آب آزاد و نسبت آب به سيمان طرح مخلوط اوليه و مقايسه آن با حداقل و حداكثر سيمان مجاز و استفاده از مقدار محاسبه شده در صورت قرار داشتن در بين دو مقدار حداقل و حداكثر مجاز و يا استفاده از حداقل مجاز سيمان در صورت قرار گرفتن مقدار سيمان در زير حداقل مجاز و يا استفاده از مقدار سيمان نزديك به حداكثر مجاز و بكارگيري روان كننده يا اقدام مناسب ديگر براي كاهش سيمان

ذ: تصحيح مقدار آب آزاد با توجه به ميزان سيمان محاسبه شده و نوع و درصد پوزولان مصرفي يا موجود در سيمان

ر: محاسبه مجدد مقدار سيمان با توجه به مقدار آب تصحيح شده و نسبت آب به سيمان و طي مراحل مقايسه‌اي فوق

ز: مشخص كردن مقدار درصد و حجم هواي غير عمدي بتن معمولي و درصد و حجم هواي موجود يا لازم در بتن حبابدار

ژ: محاسبه مجموع احجام مطلق سيمان، آب و افزودني و حجم هواي بتن

س: محاسبه حجم مطلق مخلوط سنگدانه بتن با توجه به مجموع احجام مطلق ساير اجزاء و حجم هواي بتن

ش: محاسبه حجم هر يك از سنگدانه‌ها با توجه به سهم هريك از آنها

ص: محاسبه وزن اشباع با سطح خشك هريك از سنگدانه‌ها با توجه به حجم هريك و چگالي اشباع با سطح خشك آنها

ض: محاسبه وزن يك متر مكعب بتن متراكم تازه با جمع كردن اوزان اجزاء بتن (سيمان، آب آزاد، شن و ماسه اشباع با سطح خشك و افزودني)

ط: محاسبه اوزان سنگدانه‌هاي خشك با توجه به مقادير اشباع با سطح خشك و ظرفيت جذب آب هريك

ظ: محاسبه مقادير آب موجود در سنگدانه‌هاي اشباع با سطح خشك

ع: محاسبه مقدار آب كل طرح مخلوط اوليه با توجه به جمع كردن مقادير آب آزاد و آب موجود در سنگدانه‌هاي اشباع با سطح خشك

در صورت استفاده از يك شن مي‌توان بندهاي الف، ب و پ را پس از بندهاي ت، ث، ج به انجام رسانيد. همچنين مي‌توان بندهاي چ، ح، خ را قبل از بندهاي ت، ث، ج انجام داد.

7-   ساخت مخلوط آزمون طرح مخلوط اوليه بتن

هيچ تضميني وجود ندارد كه طرح مخلوط بدست آمده بتواند نيازها و خواسته‌ها برآورده كند. زيرا به دليل ملحوظ نكردن بسياري از عوامل، دقت كافي در تعيين مقادير نسبت آب به سيمان، مقدار آب آزاد در نتيجه سيمان و ساير اجزاء وجود ندارد. بنابراين لازم است با ساخت دقيق طرح مخلوط اوليه، بتوان از صحت آن اطمينان حاصل نمود. مخلوطي كه بدين منظور ساخته مي‌شود را مخلوط آزمون يا آزمايشي مي‌نامند. در اين راه، اقدامات مربوط را مي‌توان به صورت زير برشمرد.

الف: فراهم نمودن مقدار كافي از مصالح آزمايش شده مصرفي

ب: تعيين درصد رطوبت هريك از سنگدانه‌ها

پ: محاسبه مقدار سنگدانه مرطوب با توجه به مقدار سنگدانه خشك طرخ مخلوط اوليه و درصد رطوبت موجود در آنها

ت: محاسبه مقدار آب مصرفي براي ساخت بتن با كسر مقدار رطوبت موجود در سنگدانه‌ها از مقدار آب كل طرح مخلوط اوليه

ث: مشخص كردن حجم بتن مخلوط آزمون با توجه به مقادير بتن لازم جهت انجام آزمايشهاي بتن تازه و سخت شده مورد نياز

ج: تعيين مقادير اجزاء بتن مخلوط آزمون با توجه به حجم بتن مخلوط آزمون و مقادير اجزاء بتن در يك مترمكعب بتن تازه متراكم

چ: ساخت مخلوط آزمون با مخلوط كن (ترجيحاً مشابه وسيله ساخت بتن در كارگاه) در آزمايشگاه طبق دستورهاي استاندارد و يا روش مورد نظر

8-   انجام آزمايش بر روي مخلوط آزمون و مقايسه آن با خواسته‌ها

گامهاي اين مرحله به قرار ذيل است.

الف: تهيه آزمونه براي آزمايشهاي بتن تازه و انجام آزمايش بر روي بتن تازه

ب: تهيه آزمونه براي آزمايشهاي بتن سخت شده و انجام آزمايش در موعد مقرر

پ: مقايسه نتايج آزمايش‌هاي بتن تازه مخلوط آزمون با خواسته‌هاي پروژه و طرح مخلوط بتن

ت: مقايسه نتايج آزمايشهاي بتن سخت شده مخلوط آزمون با خواسته‌هاي پروژه و طرح مخلوط بتن بويژه با مقاومت هدف

9-   حك و اصلاح (تصحيح) طرح مخلوط اوليه بتن براي دستيابي به طرح مخلوط نهايي در آزمايشگاه:

اگر نتايج مخلوط آزمون، خواسته‌هاي پروژه را در مورد بتن برآورده نمايد، طرح مخلوط نهايي همان طرح مخلوط اوليه خواهد بود. در غير اينصورت لازم است با تغيير در مقادير اجزاء و نسبت‌هاي آنها سعي نمود به خواسته‌هاي مورد نظر دست يافت. از آنجا كه نتايج آزمايشهاي بتن تازه پس از مدت كوتاهي بدنبال ساخت مخلوط آزمون حاصل مي‌گردد مي‌توان تصحيحات لازم را در زمان كوتاهي اعمال نمود و دوباره مخلوط را ساخت و به مخلوط نهايي (از نظر خواص بتن تازه) دست يافت.

براي اينكه تهيه طرح مخلوط نهايي بدليل طولاني مدت بودن تعيين نتايج بتن سخت شده بطول نينجامد، بهتر است سه طرح مخلوط اوليه با نسبت‌هاي آب به سيمان نزديك به هم (با اختلاف حدود 02/0) تهيه كنيم و سه مخلوط آزمون پس از تصحيحات مربوط به بتن تازه بسازيم تا در سن مقرر (معمولاً 28 روز) يكي از آنها را انتخاب نمائيم. در غير اينصورت اگر يك مخلوط آزمون ساخته شود لازم است پس از سن مقرر، حك و اصلاح لازم را بويژه در مورد نسبت آب به سيمان اعمال نمائيم و دوباره مخلوط آزمون را بسازيم. در اين حالت مخلوط نهايي آزمايشگاهي حاصل مي‌گردد و معمولاً مي‌تواند در كارگاه ساخته شود مگر اينكه در مشخصات پروژه ساخت مخلوط آزمون كارگاهي پيش بيني شده باشد.

10-  ساخت مخلوط آزمون كارگاهي:

از آنجا كه ممكن است امكانات ساخت بتن در كارگاه شرايط ويژه‌اي را دارا باشد يا براي حمل و ريختن بتن از پمپ استفاده گردد و يا نحوه خاصي از حمل و ريختن بكار رود كه به كيفيت بتن حساس باشد و يا بتن پاشي مدنظر باشد، لازم است مخلوط بتن در شرايط واقعي كارگاهي و با وسايل موجود ساخت و حمل، ريختن و تراكم و پرداخت ساخته شود و اجرا گردد تا كيفيت بتن در عمل به آزمايش در آيد و از نظر مقاومتي و خواص بتن سخت شده نيز كنترل گردد.

11-  انجام آزمايشهاي بتن تازه و سخت شده بر روي مخلوط آزمون كارگاهي:

پس از ساخت مخلوط آزمون كارگاهي، انجام آزمايشهاي بتن تازه و سخت شده بايد در دستور كار قرار گيرد. همچنين بويژه لازم است نسبت به بررسي‌هاي نظري در مورد بتن اقدام گردد و قابليت پمپ كردن يا پاشيدن بتن كنترل شود و مقايسه‌اي بين وضعيت موجود با خواسته‌هاي اجرايي صورت پذيرد.

12-  حك و اصلاح طرح مخلوط با توجه به مشاهدات و نتايج كارگاهي:

در صورت وجود مغايرت وضعيت طرح مخلوط بتن با خواسته‌هاي اجرايي، در عمل، لازم است طرح مخلوط به نحوي اصلاح شود كه نتيجه مطلوب عايد گردد و به مخلوط نهايي دست يابيم.

13-  ارائه طرح مخلوط نهايي بتن:

لازم است طرح مخلوط نهايي بتن بصورت زير و بطور كامل ارائه گردد. ارائه مطلوب نتايج طرح مخلوط بتن مرحله مهمي به حساب مي‌آيد.

13-1- ارائه اطلاعات عمومي پروژه و طرح مخلوط بتن

الف: نام پروژه، نام كارفرما، نام مشاور، نام سازنده و محل اجراي پروژه

ب: نام درخواست كننده طرح اختلاط بتن و نام تهيه كننده و ارسال كننده نمونه سنگدانه، سيمان، آب و افزودني

پ: نام سازه و قطعه‌اي كه بتن در آن ريخته مي‌شود.

13-2- ارائه اطلاعات مربوط به بتن و محدوديت‌هاي فني و اجرايي آن

الف: نوع بتن (ساده يا غير مسلح، مسلح، پيش تنيده، پيش ساخته، بتن آماده، سبك، سنگين، معمولي، حبابدار، خود تراكم، پمپي، اليافي، پيش آكنده و...)

ب: مقاومت فشاري مشخصه بتن بهمراه شكل و ابعاد آزمونه و سن مقرر

پ: انحراف معيار بدست آمده يا فرضي يا حاشيه امنيت منظور شده در آئين نامه مربوطه

ت: مقاومت فشاري هدف (ميانگين طرح اختلاط) با ذكر روابط آئين نامه‌اي

ث: كارايي مطلوب درپاي كار و فاصله زماني اختلاط تا آزمايش و كارايي مطلوب بلافاصله پس از اختلاط

ج: درصد هواي بتن غير عمدي فرضي يا عمدي مورد نظر

چ: بافت دانه‌بندي بتن، آب انداختن، جداشدگي، ظاهر و نماي بتن مورد نظر و جمع شدگي

ح: محدوده چگالي بتن متراكم تازه مورد نظر

خ: محدوديت‌هاي مربوط به زمان گيرش بتن

د: محدوديت‌هاي دوام مانند نفوذپذيري، جذب آب حجمي، جذب آب موئينه، عمق نفوذ آب تحت فشار، نفوذپذيري در برابر اكسيژن، عبور جريان الكتريكي از بتن، نفوذ سريع يون كلريد در بتن، ضريب انتشار يون كلريد، جذب آب سطحي اوليه بتن، دوام در برابر چرخه‌هاي يخبندان و آبشدگي، پوسته شدگي در برابر محلول نمك طعام، سايش و غيره بهمراه ذكر استانداردهاي مربوطه

ذ: شرايط محيطي رويارو با بتن و تماس با مواد زيان آور (شرايط اقليمي و جوي، مقدار سولفات و يون كلريد موجود در خاك و آب زيرزميني)

ر: حداقل پوشش بتني روي ميلگرد (در صورت مسلح بودن) با ذكر مرجع

ز: ذكر وسيله ساخت بتن و نوع سنجش مقادير اجزاء بتن و سطح كنترل كيفي و نظارت در ساخت بتن در كارگاه مورد نظر

س: ذكر وسيله يا وسايل حمل و ريختن و تراكم بتن

ش: ذكر ساير ويژگيهاي مكانيكي و فيزيكي بتن سخت شده مانند چگالي، مدول الاستيسيته، ضريب پواسون، مقاومت خمشي، مقاومت كششي، پيوستگي با ميلگرد، خزش، خستگي، رنگ

ص: ذكر محدوديت‌هاي مربوط به سيمان مصرفي مجاز، حداقل و حداكثر مجاز عيار سيمان بهمراه مرجع تعيين آن

ض: ذكر حداكثر اندازه مجاز سنگدانه و نحوه مشخص نمودن آن با ذكر مرجع و احياناً محدوديت‌هاي مربوط به شكل و نوع سنگدانه

ط: ذكر حداكثر مجاز نسبت آب به سيمان و مرجع آن

ظ: ذكر حداقل و حداكثر مجاز درصد حباب هواي عمدي براي دستيابي به دوام مورد نظر بهمراه مرجع آن

13-3- اطلاعات مربوط به سيمان مصرفي:

الف: نام كارخانه توليد كننده سيمان

ب: نوع سيمان مصرفي در طرح و در صورت لزوم ذكر ويژگي‌هاي فيزيكي و مكانيكي و شيميايي آن

پ: چگالي ذرات سيمان مصرفي (بر اساس نتايج آزمايشگاهي يا فرض شده)

ت: مقاومت فشاري ملات ماسه سيمان استاندارد (در صورت نياز)

ث: وزن مخصوص توده‌اي سيمان (در صورت ساخت بتن با پيمانه كردن حجمي)

13-4- اطلاعات مربوط به سنگدانه مصرفي:

الف: ذكر كارگاه توليد كننده سنگدانه‌ها و در صورت امكان نام معدن سنگدانه‌ها به تفكيك

ب: ذكر نوع سنگدانه مصرفي (طبيعي يا مصنوعي، سبك يا معمولي يا سنگين، آلي يا معدني) و در صورت لزوم ذكر منشأ پيدايش آن

پ: ارائه دانه‌بندي سنگدانه‌هاي مصرفي و ذكر مدول نرمي بهمراه حداكثر اندازه آن

ت: ذكر شكل و درصد شكستگي تقريبي سنگدانه‌ها و ضريب تطويل و تورق آنها به تفكيك

ث: ذكر درصد گذشته از الك 75 ميكرون براي سنگدانه‌هاي مختلف

ج: ذكر چگالي ذرات اشباع با سطح خشك و ظرفيت جذب آب سنگدانه‌ها

چ: ارائه نتايج مواد زيان آور سنگدانه‌ها (در صورت نياز)

ح: وزن مخصوص توده‌اي سنگدانه خشك درشت دانه متراكم با ميله بصورت مخلوط شده با درصد معين از هر نوع شن (براي روش ACI)

خ: وزن مخصوص توده‌اي سنگدانه‌هاي ريز و درشت غير متراكم (در صورت ساخت بتن با پيمانه كردن حجمي) و درصد افزايش حجم ماسه در رطوبت‌هاي مختلف در صورت پيمانه كردن حجمي ماسه

13-5- اطلاعات مربوط به آب مصرفي:

الف: محل تامين آب و ذكر قابليت شرب آن

ب: ذكر ويژگيهاي شيميايي آب غير آشاميدني (PH و مواد معلق جامد، مواد جامد محلول در آب، سولفات، كلريد، معادل قليايي)

پ: ذكر ويژگيهاي فيزيكي مكانيكي آب غير آشاميدني (گيرش خمير سيمان، مقاومت فشاري ملات، انبساط خمير سيمان) در صورت نياز

13-6- اطلاعات مربوط به افزودني‌هاي مصرفي و الياف

الف: نام توليد كننده يا فروشنده مواد افزودني مصرفي و الياف

ب: نوع افزودني‌هاي مصرفي (شيميايي يا پودري معدني) بهمراه عملكرد اصلي افزودني و در صورت لزوم مواد اصلي تشكيل دهنده آن

پ: نام تجاري افزودني يا الياف

ت: ذكر مشخصات افزودني و الياف بر اساس اظهارات توليد كننده يا فروشنده

ث: مقادير حداقل و حداكثر ميزان مصرف افزودني و الياف بر اساس نظر توليد كننده

ج: چگالي افزودني‌هاي مصرفي و الياف (تعيين شده در آزمايشگاه يا طبق اظهار توليد كننده)

چ: وزن مخصوص توده‌اي افزودني پودري و الياف 12 (در صورت ساخت بتن با پيمانه حجمي)

13-7- ذكر مقادير و نسبت‌هاي اجزاي طرح مخلوط بتن (اوليه و نهايي)

الف: نسبت آب به سيمان يا مواد سيماني

ب: آب آزاد (وزني يا حجمي)

پ: عيار سيمان (وزني و در صورت نياز حجمي)

ت: عيار مواد افزودني پودري معدني (جايگزين سيمان) بصورت وزني و در صورت نياز حجمي

ث: سنگدانه‌هاي اشباع با سطح خشك به تفكيك به صورت وزني

ج: آب كل بتن (وزني يا حجمي)

چ: سنگدانه‌هاي خشك به تفكيك بصورت حجمي و در صورت نياز به صورت حجمي

ح: مواد افزودني شيميايي (وزني و در صورت نياز حجمي)

خ: وزن مخصوص محاسباتي بتن متراكم تازه

د: سهم هر يك از سنگدانه‌ها در مخلوط سنگدانه و دانه‌بندي مخلوط سنگدانه، درصد شكستگي متوسط مخلوط سنگدانه‌هاي درشت و در صورت بكارگيري روش ملي معادل درصد شكستگي متوسط مخلوط سنگدانه

ذ: مدول ريزي مخلوط سنگدانه‌ها (در صورت بكارگيري روش ملي)

ر: ذكر مقدار الياف بصورت وزني و در صورت نياز حجمي

13-8- ذكر ويژگيهاي بتن تازه و سخت شده مخلوط‌هاي آزمون

الف: اسلامپ يا كارايي حاصله پس از مدت مورد نظر

ب: وزن مخصوص بتن متراكم تازه

پ: درصد هواي بتن بهمراه روش اندازه‌گيري آن

ت: دماي بتن

ث: زمان گيرش بتن (در صورت نياز)

ج: تشريح وضعيت ظاهري بتن مانند آب انداختن، جداشدگي و بافت دانه بندي و غيره

چ: ذكر مقاومت فشاري آزمونه‌هاي بتن در سنين مورد نظر و متوسط آنها با ذكر شكل و اندازه آزمونه‌ها و روش استاندارد بكار رفته

ح: ذكر ساير نتايج آزمايشهاي مقاومتي مانند مقاومت خمشي، كششي، مدول ارتجاعي و... در سنين مورد نظر با ذكر شكل و اندازه آزمونه و روش مورد استفاده (نتيجه هر آزمونه و متوسط آنها) در صورت نياز

خ: ذكر نتايج آزمايشهاي تعيين چگالي، تخلخل، جذب آب حجمي، جذب آب موئينه و ساير آزمايشهاي دوام براي هر آزمونه و متوسط آنها در سنين مقرر بهمراه ذكر شكل و اندازه آزمونه و روش مورد استفاده در صورت نياز 

تاریخچه بتن الیافی


همان طور که می دانیم گسیختگی مواد که به وسیله سیمان تهیه شده ومی شکنند به علت ترد بودن ان می باشد همان طور که قبلا" توضیح داده شد تقویت بتن توسط الیاف کوتاه به صورت تصادفی ونامنظم می شد وباعث تثبیت ترکها واستحکام کششی بتن می شود

.
در دهه ۱۹۵۰برای اولین بار در کشور شوروی وبعد درکشور امریکا در سال۱۹۶۰ تحقیقاتی انجام شده در صورت استفاده از الیاف فولادی در ماتریس شکننده، تمرکز تنش در محل ترکهای بوجود آمده کاهش می یابدبتن الیافی که به نام های زیر در جهان موجود است آرماتورها که معروف به آرماتورهای با الیاف پلاستیکی (FRP ) هستند از الیاف مختلفی چون الیاف شیشه ای (GFRP ) الیاف آرامیدی (Afrp ) والیاف کربنی (CFRP ) در یک رزین چسباننده تشکیل شده انددر دنیا معروف است. این مواد یکی از پر مصرف ترین مواد در مناطق سرد نظیر شمال آمریکا و کانادا و بعضی کشورهای اروپایی است که همراه با آن از سنگدانه های هواساز نیز استفاده میشود.کاربرد صفحات با الیاف کربنی برای این تقویت بیشتر رایج گشته و در چندین پل در ژاپن و در بعضی کشورهای اروپایی از آن استفاده شده استبه خصوص در ژاپن که به علت مقاومت در بتن الیافی در برابر خوردگی در پل و دیوار های نما از این بتن الیافی خیلی استفاده می کنند. همچنین امروزه علم نانو نیز به کمک بتن الیافی و صنعت ساختمان آمده وامروزه استفاده از انواع پلیمر و الیاف در بتن به وسیله علم نانو رونق گرفته است که تاریخ این علم بر میگردد به دوره ۷۰ معرفی شده اند که از فناوری sol-gel جهت انتشار (Disperse ) دادن ذرات نانو کانی درون ماتریس پلیمر استفاده شده است. یکی از شرکت های که در این علم پیشتاز است شرکت تویوتا ژاپن می باشد تکنولوژی نانو فلز آرتوناید که درحال حاضر الیاف تجاری نانو آلومینا را تولید کرده است یکی دیگر از موفقیت کشورهای پیشرفته می باشد که امروزه در این علم به دست آمده امروزه بسیاری از دانشگاه دنیا سعی در استفاده از این دانش در صنعت ساختمان می باشد یکی دیگر از اختراعات در ژاپن جلوگیری از یخ زدگی بتن الیافی به وسیله علم نانو می باشد.

مقدمه

تاکنون مشخص شده است که انواع الیاف ها می توانند ظرفیت کرنش ،مقاومت دربرابر ضربه ،میزان جذب انرژی ،مقاومت سایشی و مقاومت کششی بتن را افزایش دهند. بطور کلی برای کاربرد در سازه الیاف فولادی میتواند نقش مکملی برای میلگرد داشته باشدالیاف فولادی با پخش ترکها مقابله میکنند و مقاومت بتن را در برابر خستگی، ضربه، جمع شدگی وتنشهای حرارتی افزایش داده و بتن در همه مدهای شکست روی خواص مکانیکی بتن تاثیر مثبت میگذارد.از مهمترین متغیرهایی که بر خواص بتن با الیاف فولادی اثر میگذراند میتوان به خواص ماتریس بتن بازدهی الیاف و مقدار الیاف اشاره کرد.تکنولوژی بتن پرمقاومت توسعه ای جدید در صنعت ساخت سازه های بتنی محسوب میشود. در بتن سخت شده مقاومت و دوام دو عامل اصلی بوده وهر چه مقاومت فشاری بتن بیشتر می شود بتن تردتر شده ودر نتیجه مقاومت کششی آن به نسبت افزایش مقاومت فشاری افزایش نمی یابد و نیز از تحمل کرنش پایینتر برخوردار است. بدین دلیل نیاز به استفاده از الیاف در بتن پرمقاومت کاملا مشهود است جهت افزایش مقاومت کششی و جلوگیری از گسترش ترک و بویژه افزایش نرمی از الیاف در بتن استفاده میشود. مقدار افزایش با تغییر این مقاومت ها بستگی به مقاومت بتن بدون الیاف شکل الیاف ودرصد الیاف داردبتن پرمقاومت شامل الیاف فولادی، ترکیبی است از سیمان، مصالح سنگی، آب، فوق روان کننده، دوده سیلیس وهمچنین درصدی از الیاف فولادی که بطور درهم و کاملا اتفاقی ودر جهات مختلف در مخلوط پراکنده شده است. وجود الیاف فولادی مشخصات مکانیکی بتن را نسبت به حالت بهبود می‌بخشد. بتن پرمقاومت یک ماده ترد وشکننده است در حالیکه افزودن الیاف فولادی به بتن پرمقاومت سبب بهبود رفتار ترد بتن وتغییرمد شکست آن می‌گردد. مزایای بتن الیافی در مقایسه با بتن بدون الیاف را می توان بطور خلاصه بشرح ذیل بیان داشت:

.مقاومت د‍ر مقابل تورق وسایش


.مقاومت در مقابل تنش های خستگی


مقاومت عالی در مقابل ضرب

ه
.4 قابلیت کششی وظرفیت زیاد تغییر شکل نسبی


.5 قابلیت باربری بعد از ترک خوردگی


.6 افزایش در میزان جذب انرژی


قابلیت انعطافی که بتن الیافی دارد همانند خواص مواد پلاستیکی باعث می شود که بتن الیافی گسیختگی ناگهانی نداشته باشد. از آنجا که الیاف فولادی در جسم بتن در همه جهات پراکنده می شود در صورت تشکیل یک ترک در جهات مختلف الیاف اتصالاتی را بوجود آورده و از گسترش ترک جلوگیری می نماید. بنابراین رشته های الیاف بطور فعال در محدود کردن عرض ترک وارد عمل شده و با تشکیل ریز ترکهای زیاد قابلیت بهره برداری بتن را افزایش می دهند.
امزوزه کاربرد بتن با نرمی بالاتر که بتواند تغییر شکل های زیاد را بدون شکست تحمل نماید، مورد توجه قرار گرفته است. تحقیقات در خصوص تأمین نرمی لازم در بتن با الیاف های مختلف و حتی حذف آرماتور در حال انجام می باشد. هدف از کاربرد الیاف در بتن افزایش مقاومت کششی، کنترل گسترش ترک ها و افزایش طاقت بتن می باشد تا قطعه بتنی بتواند در مقابل بارهای وارده در یک مقطع ترک خورده تغییر شکل های زیادی را پس از نقطه حداکثر تنش تحمل نماید 
بتن با الیاف مختلف در سال های اخیر در سازه های عمده ای چون رو سازی راهها و فرودگاه ها، پی های عظیم با تغییر شکل های زیاد و به ویژه در پوشش بتنی تونل ها به کار رفته است. در ساخت پوشش تونل ها بتن الیافی با پاشیدن بر جداره شکل می پذیرددر حال حاضر برای حذف ترک ها در پوشش تونل هایی که به صورت چند تکه پیش ساخته اجرا می شود از بتن بدون آرماتور و تنها الیاف استفاده شده و این نوع بتن سبب حذف ترک ها در حین عمل آوری و حمل و نقل قطعات و نصب آنها برای کامل کردن مقطع تونل های مترو شده است .


در نوع بسیار جدید بتن الیافی که می توان با آن به حداکثر نرمی در بتن رسید از روش ریختن دوغاب روی الیاف استفاده می شود . در این روش ابتدا الیاف ریخته شده و سپس فضای بین آنها با ملات دوغابی پر می شود. میزان الیاف در این بتن حدود 10 در صد می باشد که حدود 10برابر میزان الیاف در بتن های الیافی متداول است. با این مصالح لایه های محافظی بدون ترک و تقریبا غیر قابل نفوذ می توان ایجاد نمود. به علت نرمی زیاد این قطعات ظرفیت تغییر شکل پذیری این قطعات به میزان ظرفیت دال های فولادی می رسد مقاومت فشاری این نوع بتن حدود 110-85 مگا پاسکال و مقاومت خمشی حدود 45-35 N/m می باشد. از این قطعات می توان نه تنها به عنوان لایه های محافظ کوچک استفاده نمود بلکه در باندهای فرودگاه در برابر ضربات عملکرد خوبی نشان می دهند. در کارهای تعمیراتی دال ها می توان از آنها به عنوان لایه روی بتن قدیم و بدون درز و در زمان کوتاهی استفاده نمود.



انواع الیاف و الیاف فولادی

 :

انواع الیافی که در بتن استفاده می شود و در اشکال و اندازه های مختلفی تولید می شود عبارتند از الیاف شیشه ای ، الیاف پلاستیکی و الیاف فولادی . پارامتر مناسب که یک رشته از الیاف را تعریف می کند نسبت ظاهری می باشد که نسبت طول الیاف به قطر معادل الیاف است. مقدار نسبت های ظاهری (l/d ) معمولاٌ بین 30 تا 100 است . در این تحقیق الیاف فولادی با نسبت(l/d ) برابر 80 و 100 استفاده گردید.



مکانیزم عملکرد الیاف در بتن:



بطور کلی برای کاربرد در سازه الیاف فولادی می توانند نقش مکملی برای میلگرد داشته باشند.الیاف فولادی با پخش ترکها مقابله می کنند و مقاومت بتن را در برابر خستگی ضربه جمع شدگی وتنشهای حرارتی افزایش می دهند
الیاف فولادی می توانند در همه مدهای شکست روی خواص مکانیکی بتن تاثیر بگذارند‌‌.

مکانیزم تقویت را می توان بصورت زیر توجیه کرد:


تنشها بوسیله برش محیطی ودر صورتیکه رویه الیاف آجدار باشد بوسیله مقاومت چسبندگی (درون سطحی) از ماتریس به الیاف منتقل می شود. بنابراین مادامی که ماتریس بتن ترک نخورده است،تنش کششی بین الیاف و ماتریس تقسیم می شودپس از ایجاد ترک، همه تنش به الیاف انتقال می یابد.


مهمترین متغیرهایی که بر خواص بتن با الیاف فولادی اثر می گذارند عبارتند از:


خواص ماتریس بتن ، بازدهی الیاف و مقدار الیاف . بازدهی الیاف بوسیله مقاومت الیاف در برابر بیرون کشیده شدن از مخلوط کنترل می شود این مقاومت به چسبندگی بین الیاف و ماتریس بستگی دارد .برای الیاف با مقطع ثابت این مقاومت با افزایش طول ،افزایش می یابد .بنابراین هر قدر طول بیشتر باشد اثر آنها در بهبود خواص ماتریس بیشتر خواهد بود چون مقاومت در برابر بیرون کشیده شدن متناسب با سطح مقطع دو جسم می باشد . 
معمولا الیاف با سطح مقطع گرد و قطر کوچک بیشتر از الیاف با سطح مقطع گرد و قطر بزرگتر بازدهی دارند. این امر به این خاطر است که الیاف دسته اول سطح بیشتری در واحد حجم دارا می باشند بنابراین هر چه سطح تماس الیاف بیشتر باشد ( قطر آنها کوچکتر باشد) بازده چسبندگی آنها بیشتر خواهد بود بنابراین روشن می شود که نسبت طول به قطر الیاف باید به اندازه ای بزرگ باشد که در هنگام شکست ماتریس ، الیاف به حداکثر مقاومت کششی خود نزدیک باشند، با این وجود در عمل این کار معمولا ممکن نیست


بسیاری از محققین نشان داده اند در صورتیکه از روشهای عادی اختلاط استفاده شود الیاف با نسبت طول به قطر بیشتر از100 باعث کم شدن کارایی بتن به مقدار قابل ملاحظه ای می شوند و یا بطور ناهمگون در بتن توزیع می گردند

دالها:

بیشترین کاربردهای بتن مسلح به الیاف بویژه الیاف فولادی تاکنون در دالها عرشه پلها , کف سازی فرودگاهها , پارکینگها و محیطهای در معرفی کاویتاسیون و فرسایش بوده است . در پل سازی مهمترین کاربرد ان در سطوحی بوده که در معرض خوردگی و فرسایش قرار دارند .

دالهای روی بستر:

در مورد دالهاى روى بستر , نمونه هایی که خوب بررسی شده باشند اندک هستنداما در جاهایی که دال بتنی مسلح به الیاف فولادی تحت تاشیر عبور و مرور اتوبوسهای سنگین قرار دارد , مشخص شده است که این نوع دال , با ضخامتی در محدود 60 تا 75 درصد دالهاى غیرمسلح عملکردی مشابه آنها دارند با استفاده از این نوع بتن , پوشش باند فرودگاهها را میتوان به نحو قابل ملامحظه اى ( 20 تا 60 درصد) نازکتر از پوششهای بتنی غیر مسلح مشابه اجرا کرد. خستگی خمشی عامل مهمی است که بر عملکرد کفسازى اثر می گذارد , اطلاعات موجود نشان میدهد که الیاف , مقاومت بتن را در برابر خستگی به نحو قابل ملاحظه ای افزایش می دهند .

دالهای سازه ای سقفها:

براى دالهای کوچک , براساس نظریه خط سیلان , یک روش طراحی ارایه شده است که بر نتایج حامل از ازمایش دالهاى دو طرفه بتنى متکى است . ولی برون یابی نتایج کار و اعمال انها بر دالهای بزرگتر , به شدت نهى شده است .

عرشه پلها:

استفاده از نمکهای یخ زدا موجب از بین رفتن عرشه پلها می شود. بتن الیافی گرچه نمی تواند مانع از نفوذ این نمکها شود ولی با محدود نگاه داشتن تعداد و عرض ترکها میتوان از گسترش دامنه این انهدام جلوگیری کرد .

تیرها :

خمش در تیرها

در این زمینه هم براى تیرهایی که تنها به الیاف مسلح شده اند و هم در مورد تیرهایی که از ترکیب الیاف و آرماتور در آنها استفاده شده , فرمولها و معادلاتی ارائه گردیده است . در مورد تیرهای که فقط به الیاف مسلح باشند , معادلات مذکور ارزش عملی چندانی ندارند و تنها در مورد تیرهای کوچک(10×10×35)سانتیمتری و اعضای فرعی سازه ها کاربرد دارند .ولی در زمینه تیرهای مسلح به ترکیب الیاف و آرماتور معادلات , طرح شده با توجه به استفاده از مقاومت کششی افزایش یافته بتن که به کمک آرماتور کششی می آید , قادرند مدل مناسبی از تیر به دست دهند. از جمله این معادلات , روابط پشنهادی است که مشابه معادلات روش طراحی بر اساس مقاومت نهایی ACI است .

ملاحظات مربوط به خستگی خمشی

تحقیقات اخیر نشان می دهد که افزودن الیاف به تیرهای بتنی مسلح به میلگرد عمر خستگی را و تغییر مکانها و عرض ترکها را کاهش می دهد. بر اساس این تحقیقات نتیجه گرفته می شود که اثر مفید الیاف با افزایش میزان میلگردها کاهش می یابد.

اتصالات تیر ستون

مطالعات اخیر روی اتصالات تیر- ستون مقاوم در برابر زلزله با استفاده از الیاف فولادی به جای بخشی از میلگردهای حلقوی , حاکی از بهبود قابل ملاحظه مقاومت , نرمی و جذب انرژی اتصال است .

برش در تیرها

داده های آزمایشگاهی زیادی که در دست هستند نشان میدهند که الیاف اساساً ظرفیت برشی (مقاومت کششی قطری) تیرهای بتنی را افزایش می دهند. به کار بردن الیاف به جای خاموتهای قائم یا میل گردهای خم شده یا برای کمک به آنها مزایای چندی را ایجاد می کند که عبارتند از :

الف - الیاف در حجم بتن به طور یکنواخت توزیع شده و خیلی بیشتر از میلگرد های تقویتی برشی به یکدیگر نزدیک هستند .

ب - مقاومت کششی در نخستین ترک و مقاومت کششی نهایی هر دو توسط الیاف افزایش می یابند .

ج - مقاومت برشی اصطکاکی افزایش می یابد .

با استفاده از الیاف دارای انتهای آجدار می توان از انهدام فاجعه آمیز تیرهای بتنی در اثر کشش قطری جلوگیری کرد. برخی از پژوهشگران تحلیل هایی ارائه داده اند که نشان می دهد الیاف می توانند از لحاظ اقتصادی جایگزین خاموتها شوند الیاف دارای انتهای چین خورده می توانند به افزایشی چشمگیر در مقاومت برشی منجر شود . در برخی آزمایشها این افزایش حتی به 100 درصد بالغ گردیده است .

اخیرا بر اساس نتایج آزمایشگاهی روی 7 تیر دارای الیاف که چهار تیر آن خاموت هم داشته اند معادله زیر جهت برآورد Vcf پیشنهاد شده است .

Vcf=2/3Ft0.25(d/a)

Ft مقاومت کششی بتن است که از نتایج کشش مستقیم استوانه هاى 6×12 اینچی (15×30 سانتیمتری) به دست می اید. .

( d/a )نسبت عمق مؤثر به دهانه برشی است . اثرات انواع مختلف الیاف از طریق پارامتر Ft در معادله بررسی می شود. روش طراحی پیشنهاد شده همان طریق ACI 318 را در مورد محاسبه سهم خاموت در ظرفیت برشی دنبال می کند که به آن نیروی مقاوم بتن نیز که بر اساس تنش برش معادله بالا محاسبه می شود اضافه میگردد .

برش در دالها

مطالعات اخیر نشان داده اند که با افزودن الیاف فولادی قلابدار به ارماتور در دالهای بتنی مسلح ,مقاومت برشی انها بسته به درصد الیاف تا 42 درصد افزایش یابد .

شات کریت

شات کریت (بتن پاششى) دارای الیاف فولادی در ساختن سازه های گنبدی شکل , پوشش دادن , پایداری سنگریزه ها , تعمیر بتن فرسوده و غیره به کار می رود. طرح سازه ها به همان طریق سازه های مرسوم مورت می گیرد , فقط مشخصات بهبود یافته فشاری , برشی و کششی بتن الیافی در محاسبات وارد میشوند .

فرسایش در اثر کاویتاسیون

بتن مسلح به الیاف فولادی براى تعمیر آبروهای خروجی , حوضچه های ارامش سرریزها و قسمتهای دیگر بعضی از سدها به کار رفته است . در هر مورد از زمان تعمیر تاکنون , با وجود ارتفاع زیاد این سدها و شگرف بودن قدرت آب خروجی بتن الیافی به بهترین نحو پایداری کرده است .

کاربردهای دیگر

بتن مسلح به الیاف و بویژه فولادی در بسیاری از جاهای دیگر نیز به کار رفته که روشهای طراحی خاص و روشنی نداشته اند. به طور مثال این موارد شامل : پیاده روها , حفاظت خاکریزها پی ماشین الات , پوشش آدم روها , سدها , پوشش نهرها , تانکهای ذخیره مواد و اعضای پیش ساخته نازک می شودمسلما با گذشت زمان و انجام تحقیقات بیشتر و کاملتر , موارد استفاده از این نوع بتن متنوع تر و کاربرد آن نیز رایج تر خواهد شد .

استفاده و کاربرد بتن الیافی در ایران

بر اساس مطالب یاد شده بتن الیافی با مزایای ویژه خود می تواند کاربردهای وسیعی داشته باشد , لیکن جهت به کار گیری آن در ایران لازم است که دو نکته اساسی در نظر باشد .

نکته اول :

لازم است که حداقل مقاومتی براى بتن در کلیه سازه های بتنی اعمال شود , که این خود در کیفیت بتن بدون واردکردن هیچ گونه الیافی نقش موثر دارد. بدین معنی که باید اول کیفیت بتن بدون الیاف را ارتقا دهیم .

نکته دوم :

نظر به اینکه باید از پدیده «گلوله شدن» در بتن الیافی جلوگیری نمایید , لذا لازم است نحوه صحیح مخلوط کردن الیاف با بتن و همچنین استفاده از روان ساز بتن جهت افزایش کارایى فراهم آورید . لازم است به این صنعت جدید با کاربردهای فراوان , توجه بیشتری معطوف شود و الیاف مختلف اعم از مصنوعی مثل الیاف پلی پروپیلن و فولادی , به شکل مطلوب و با کیفیت مناسب ساخته شوند. سرمایه گذاری جهت ساخت الیاف و اینکه صنعت پتروشیمی به ساخت الیاف پلی پروپیلن و صنعت فولاد به ساخت الیاف فولادی مبادرت ورزند, میتواند راه گشا باشد.

تکنولوژی بتن الیافی نمونه دیگری از کاربرد کامپوزیت ها به عنوان یک فن آوری نوین در صنعت ساخت و ساز می باشد. بدین منظور مطلب حاضر سعی در معرفی این تکنولوژی خواهد داشت.


از جمله مواد جدیدی که جایگاه ویژه ای در ساخت و ساز به خود اختصاص داده، افزودنی‌های بتن و الیاف تقویت کننده می باشد. استفاده از افزودنی های بتن باعث بهبود خواص مطلوب بتن، همچون مقاومت آن می گردد و در بعضی موارد با کاهش وزن بتن، مصالح بسیار سبکی را فرا راه مهندسین بنا قرار می دهد. بدون بهره گیری از این افزودنی ها بنای برج بزرگ میلاد در شهر تهران امکان پذیر نمی بود. الیاف تقویت کننده نیز از دیگر مواد عصر حاضر هستند که کاربرد های فراوانی در قسمت های مختلف ساختمان یافته اند. این الیاف که بیشتر شامل الیاف شیشه، پلی پروپیلن و گاه کربن نیز می شود، در ساخت انواع بتن های الیافی کاربرد فراوان دارد. همچنین از الیاف شیشه می توان در تولید آرماتورهای سبک و بسیار مقاوم در برابر خوردگی بهره برد. این الیاف جایگاه نسبتاً مناسبی در تعمیر بناها و تقویت سازه های صدمه دیده دارند و می توانند مقاومت پیچشی و برشی مناسبی پدید آورند. علاوه بر اینها از ورقه های پارچه‌ای فایبر گلاس نیز در تقویت انواع قطعات ساخته شده از بتن مسلح می توان استفاده نمود.


بتن الیافی در حقیقت نوعی کامپوزیت است که با بکارگیری الیاف تقویت کننده داخل مخلوط بتن، مقاومت فشاری بتن و کششی آن، فوق العاده افزایش می یابد. این ترکیب کامپوزیتی، یکپارچگی و پیوستگی مناسبی داشته و امکان استفاده از بتن به عنوان یک ماده شکل پذیر جهت تولید سطوح مقاوم پرانحنا را فراهم می آوردبتن الیافی از قابلیت جذب انرژی بالایی نیز برخوردار است و تحت اثر بارهای ضربه ای به راحتی ازهم پاشیده نمی شود. شاهد تاریخی این فن آوری، کاربرد کاهگل در بناهای ساختمان است. در واقع بتن الیافی نوع پیشرفته این تکنولوژی می باشد که الیاف طبیعی و مصنوعی جدید، جانشین کاه، و سیمان جانشین گل بکار رفته در کاهگل شده است. امروزه با استفاده از الیاف شیشه، پلی پروپیلن، فولاد و گاهی کربن، تولید انواع بتن های کامپوزیتی در کاربردهای مختلف صنعتی ممکن گردیده و بکارگیری آنها در کشورهای پیشرفته دنیا مورد قبول صنعت ساختمان واقع شده است.



موارد استفاده و محدودیت های کاربرد بتن الیافی



هر فن آوری همواره کاربردها و محدویت های خاص خود را دارد. بتن الیافی خواص مناسبی همچون شکل پذیری بالا، مقاومت بسیار بالا، قابلیت جذب انرژی و پایداری در برابر ترک خوردن را دارا می باشد که متناسب با آنها می توان موارد کاربرد فراوانی برای آن یافت. بطور مثال در ساخت کف سالنهای صنعتی، می توان از این نوع بتن به جای بتن آرماتوری متداول سود جست. این نوع بتن از بهترین مصالح مورد استفاده در ساخت بناهای مقاوم دربرابر ضربه، همچون سازه پناهگاه ها و انبارهای نگهداری مواد منفجره به شمار می رود و بناهای شکل گرفته از بتن، قابلیت فوق العاده ای در جذب انرژی ضربه دارد. همچنین در ساخت باند فرودگاه ها به خوبی می توان از این نوع بتن کمک گرفت. موارد دیگری از بکارگیری این بتن، ساخت قطعات پیش ساخته ساختمانی همچون پانل ها و یا پاشش بتن روی سطح انحنای یک سازه می باشد. علاوه بر موارد یاد شده می توان از مزایایی همچون عایق بودن سازه در باربر صدا و سرعت بالای اجرا نیز بهره مند گردید.
اما از آنجا که نحوه قرار گرفتن الیاف داخل بتن، کاملاً تصادفی می باشد، از این بتن معمولاً نمی توان به نحو مطلوبی در ساخت تیرها و ستونها بهره گرفت و در این نوع سازه ها استفاده از روش سنتی و شبکه بندی فولادی به صرفه تر و مناسب تر می باشد. لازم است به این نکته توجه شود که ناکارآمدی یک تکنولوژی جدید، نباید مانع نادیده گرفتن کاربردهای مناسب و نقاط قوت آن گردد.



توجیه اقتصادی بتن الیافی



باید اعتراف کرد که استفاده از بتن الیافی در همه موارد از بتن سنتی به صرفه تر نمی باشد. اما بر اساس برآورد هایی که توسط بعضی از متخصصین کشور انجام گرفته است، در جاهایی که سرعـــت اجرای بالا مدنظر است و یا نیاز به پاشــــش بتن (شات کریت) روی سطوح ویژه ای است، استفاده از این نوع بتن توصیه می گردد.



پیوست :
آیا استفاده از تکنولوژی بتن الیافی در صنعت ساختمان اقتصادی است(دیدگاه دکتر علیرضا خالو(
تکنولوژی "بتن­ الیافی" نمونه دیگری از کاربرد کامپوزیت‌ها به‌عنوان یک فناوری نوین در صنعت عمران و ساخت‌وساز می‌باشد. در گفتگویی با دکتر علیرضا خالو عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی شریف به بررسی این تکنولوژی پرداخته شده است:


سوال: با تشکر از فرصتی که در اختیار ما گذاشتید، به‌نظر شما تکنولوژی­های نوینی که توجه به آنها، نیاز حیاتی صنعت ساختمان کشور محسوب می­گردد، کدام‌ها هستند؟



دکتر علیرضا خالو: محورهای سه گانه زیر را می­توان به عنوان مهمترین فناوری­هایی که لازم است مورد توجه دست‌اندرکاران صنعت ساختمان کشور واقع شود، برشمرد:


الف) روش­های سبک­سازی بنا:


کشور ما و بالاخص پایتخت بزرگ آن در منطقه­ای زلزله‌خیز قرار داردهمانطور که می­دانید میزان خسارات و خرابی­های وارد بر یک بنا در اثر تکان­های زلزله، با وزن آن بنا رابطه مستقیم دارد. هر چه بنا سنگین­تر ساخته شود، در برابر خطر ویرانی زلزله آسیب­ پذیرتر خواهد بود. بنابراین هر اندازه که با بهره­ گیری از فناوری‌های نوین وزن یک ساختمان را کاهش دهیم، سازه در برابر ویرانی ایمن‌تر خواهد بود. به طور مثال می­توان ازپانل­های ساندویچی و یا قطعات سبک پیش‌ساخته در ساخت بنا کمک گرفت. در یک ساختمان، اعضایی مانند دیوارهای تیغه ای‌ شکل نازک وجود دارد که وظیفه آنها تنها جدا کردن فضای اتاق­ها از همدیگر است و مسئله مقاومت و تحمل بار در مورد آنها، در درجه بعدی اهمیت قرار دارد. در ساخت این گونه اعضا میتوان به جای استفاده از مصالح سنگین سنتی، از مصالح سبک جدید همچون سفال یا بتنهای سبک کمک گرفت و یا قطعات سبک پیش‌ساخته را به کار گرفت.

ب) روش­های تولید سریع و اصولی بنا:


امروزه استفاده از سازه­های پیش‌ساخته یکی ازسریع­ترین و اصولی­ترین روش‌های ساخت بنا و پاسخگویی به نیاز بالای افراد جامعه به انبوه‌سازی مسکن می­باشد. از انجا که حجم اصلی بنا به شکل قطعات از پیش‌ساخته‌شده در محیط مناسب کارخانه و با استانداردهای صنعت ساختمان تولید می­شود، بنای نهایی از کیفیت و یکپارچگی بالایی برخوردار است. از سویی به‌علت سبکی خاص بنا، ساختار سازه­ای ویژه آنها و اتصال مناسب اجزای سازه، ساختمان می­تواند شکل خود را در تکان‌های بسیار شدید نیز تا حد زیادی حفظ نمایداستفاده از این تکنولوژی سال‌ها است که در بسیاری از کشورهای پیشرفته دنیا مورد توجه صنعت عمران واقع شده است و از مهمترین روش‌های انبوه‌سازی مسکن به شمار می­ آیداما متأسفانه در کشور ما چنان که باید از این فناوری استقبال نشده است و لازم است تا مورد توجه مسئولین، سیاستگذاران و صنعتگران قرار گیرد.



ج) بهره­­ گیری از مواد جدید


از جمله مواد جدیدی که جایگاه ویژه‌ای در ساخت‌وساز بنا به خود اختصاص داده‌اند، افزودنیهای بتن و الیاف تقویت‌کننده را می­توان نام برداستفاده از افزودنی­های بتن باعث بهبود خواص مطلوب بتن همچون مقاومت می­گردد و در بعضی موارد با کاهش وزن بتن، مصالح بسیار سبکی را فرا روی مهندسین سازنده بنا قرار می­دهد. بدون بهره­ گیری از این افزودنی­ها بنای برج بزرگ میلاد در شهر تهران امکان‌پذیر نبود.


الیاف تقویت‌کننده نیز از دیگر مواد عصر حاضر هستند که کاربردهای فراوانی در قسمت‌های مختلف ساختمان یافته­اند. این الیاف که بیشتر شامل الیاف شیشه، پلی‌پروپیلن و گاه کربن نیز می­شود، در ساخت انواع بتن‌های الیافی کاربرد فراوان دارند. همچنین از الیاف شیشه در تولید آرماتورهای سبک و بسیار مقاوم در برابر خوردگی نیز بهره­ می­گیرند. این الیاف، جایگاه نسبتاً مناسبی در تعمیر بناها و تقویت سازه­های صدمه­دیده دارند و می­توانند مقاومت پیچشی و برشی مناسبی را پدید آورند. علاوه بر اینها از ورقه­ های پارچه فایبرگلاس در تقویت انواع قطعات ساخته­شده از بتن مسلح می­توان استفاده نمود
سوال: در مورد تکنولوژی "بتن الیافی" که اشاره کردید توضیح بیشتری بدهید؟


دکتر خالو:بتن الیافی در حقیقت نوعی کامپوزیت است که با به کارگیری الیاف تقویت­کننده داخل مخلوط بتن، مقاومت کششی و فشاری آن، فوق‌العاده افزایش می­یابد. این ترکیب کامپوزیتی، یکپارچگی و پیوستگی مناسبی داشته و امکان استفاده از بتن به عنوان یک ماده شکل ­پذیر جهت تولید سطوح مقاوم پرانحنا را فراهم می­ آورد. بتن الیافی از قابلیت جذب انرژی بالایی نیز برخوردار است و تحت اثر بارهای ضربه­ ای به راحتی از هم پاشیده نمی­شود. شاهد تاریخی این فناوری، کاربرد کاهگل در بنای ساختمان است. در واقع بتن الیافی نوع پیشرفتة این تکنولوژی می‌باشد که الیاف طبیعی و مصنوعی جدید، جانشین کاه و سیمان جانشین گل به کار رفته در ترکیب کاهگل شده‌اند

.


امروزه با استفاده از انواع الیاف شیشه، پلی‌پروپیلن، فولاد و بعضاً کربن، تولید انواع بتن­های کامپوزیتی در کاربردهای مختلف صنعتی ممکن گردیده و به‌کارگیری آنها درکشورهای پیشرفتة دنیا مورد قبول بخش ساختمان و عمران واقع شده است.

سوال: موارد استفاده و محدودیت­های کاربری این نوع ترکیب کامپوزیتی کدام‌ها هستند؟



دکتر خالو:هر فناوری همواره کاربردها و محدودیت­های خاص خود را دارد.بتن الیافی خواص مناسبی همچون شکل‌پذیری بالا، مقاومت فوق‌العاده، قابلیت جذب انرژی و پایداری در برابر ترک خوردن را دارا می­باشد که متناسب با آنها می­توان موارد کاربرد فراوانی برای آن یافت. به طور مثال در ساخت کف سالن‌های صنعتی، می­توان از این نوع بتن به جای بتن آرماتوری متداول سود جست این نوع بتن از بهترین مصالح مورد استفاده در ساخت بناهای مقاوم‌به‌ضربه، همچون سازه پناهگاه­ها و انبارهای نگهداری مواد منفجره به شمار می­رود و بنای شکل گرفته از بتن، قابلیت فوق­العاده­ای در جذب انرژی ضربه دارد. همچنین در ساخت باند فرودگاه­ها به خوبی می­توان از این نوع بتن کمک گرفت. موارد دیگری از به کارگیری این بتن، ساخت قطعات پیش ساخته ساختمانی همچون پانل­های سایبان و یا پاشش بتن روی سطوح انحنا‌دار همچون تونل­ها می­باشد. به‌کارگیری این بتن در بنای یک سازه علاوه بر موارد یاد شده از مزایایی همچون عایق بودن سازه در برابر صدا و سرعت بالای اجرا نیز برخوردار است.



اما از آنجا که نحوه قرار گرفتن الیاف داخل بتن کاملاً تصادفی می­باشد، از این بتن معمولاً نمیتوان به نحو مطلوبی در ساخت تیرها و ستون‌ها بهره گرفت و در این نوع سازه­ ها استفاده از روش سنتی و شبکه­ بندی فولادی به‌صرفه­ تر و مناسب­تر می­باشد. لازم است به این نکته توجه شود که ناکارآمدی یک تکنولوژی جدید در نقاط ضعف خود نباید مانع دیده شدن کاربردهای مناسب آن در نقاط قوت آن و عدم توجه به آن گردد.

 

 

راهنماي اختلاط و جايدهي بتن گوگردي در ساخت و اجرا

 

 

فصل 1- تاريخچه

1-1- مقدمه

            بتن گوگردي مصالح نسبتاً جديدي است، گرچه ظاهر آن در نهايت شبيه بتن معمولي مي‌باشد اما ساخت، حمل، كاربرد و آزمايش آن متفاوت است. هدف اين راهنما آشنائي مهندسين، پيمانكاران، سازندگان و مصرف كنندگان اين بتن، كاربردها و كمك براي انتخاب مصالح، نسبت‌هاي اختلاط و خواص آن جهت استفاده بهينه بتن گوگردي است. بتن گوگردي مصالحي ترموپلاستيك است كه با اختلاط سيمانهاي گوگردي بصورت گرم با سنگدانه‌هاي معدني ساخته مي‌شود. بتن گوگردي سريعاً دراثر خنك شدن سخت مي‌شود و كسب مقاومت مي‌كند. اگر سنگدانه‌هاي مقاوم در برابر اسيدها و نمكها بكار رود بتن گوگردي پر مقاومت و بادوام مي‌تواند توليد ‌شود و در مواردي كه ساير بتن‌ها سريعاً از بين مي‌روند بخوبي مصرف گردد. بتن گوگردي در محيط هاي قليائي و اكسيد كننده‌ها پايدار نيست اما در محيط‌هاي اسيدي و نمكها عملكرد عالي دارد.

            بتن‌هاي گوگردي اوليه كه با گوگردهاي اصلاح نشده ساخته مي‌شوند از نظر دوام مشكل داشتند. حتي وقتي از مصالح مقاوم و بادوام براي توليد اين بتن استفاده مي‌شد، اين بتن‌ها در زمان نسبتاً كوتاهي از بين مي‌رفت و خراب مي گشت. بهرحال با مصرف سيمانهاي گوگردي اصلاح شده دوام بتن‌هاي گوگردي افزايش يافت و كاربرد آن را بعنوان مصالح ساختماني امكان پذير نمود. در اين حالت اين نوع بتن برخي خواص منحصر بفرد را به اثبات رسانده است كه عبارتند از:

            الف – مقاومت زياد و مقاومت در برابر خستگي

            ب – مقاومت عالي در برابر بيشتر اسيدها و نمكهاي آنها

            ج – گيرش فوق‌العاده سريع و كسب مقاومت زود هنگام

            يكي از بيشترين كاربردهاي بتن گوگردي، استفاده آن بعنوان كف هاي صنعتي است كه در برابر مواد شديداً خورنده قرار مي‌گيرند.

1-2- تحقيقات اوليه

            مصرف گوگرد بعنوان عامل مذاب چسباننده به دوران ما قبل تاريخ بر مي‌گردد. در قرن 17 ميلادي از گوگرد براي اتصال فلزات در سنگ استفاده مي‌شد و هنوز درامريكاي لاتين استفاده‌هاي مشابه صورت مي گيرد. پس از جنگ جهاني اول (1919) تقاضاي گوگرد به ايجاد گنبدهاي بزرگ گوگرد در نزديك Matagorda تگزاس انجاميد. اين امر توليد گوگرد را درايالات متحده دوچندان نمود و به توليد مازاد منجر گرديد.

            Bacom و Davis در 1921 گزارشي را در رابطه با مصارف گوگرد در مصالح ساختماني و مصرف اين ماده زائد و اضافي ارائه دادند. آنها بسياري از افزودني هاي (افزونه) پيشنهادي را براي اصلاح خواص گوگرد براي مصارف خاص آزمايش نمودند و دريافتند كه اغلب آنها نامناسب مي‌باشند. آنها متوجه شدند كه مخلوط 60 درصد ماسه و 40 درصد گوگرد، مصالحي مقاوم در برابر اسيد و با مقاومت عالي را بوجود مي‌آورد.

            Kabbe در 1924 خواص ضد اسيدي مصالح ساخته شده از گوگرد و كك را گزارش نمود.

            Duecker در 1934 دريافت كه مخلوط 60 درصد ماسه و 40 درصد گوگرد در چرخه‌هاي حرارتي افزايش حجم توأم با كاهش مقاومت خمشي را بوجود مي‌آورد. وي قادر بود هر دو خاصيت افزايش حجم و كاهش مقاومت ناشي از چرخه هاي حرارتي را با استفاده از اصلاح گوگرد با يك پلي سولفايد اولفين كاهش دهد. مصرف افزونه هاي مختلف براي پايداري كردن هرچه بيشتر باعث شد تا بكارگيري بتن گوگردي در صنعت بيشتر شده و تحقيقات بيشتري براي بهبود محصولات گوگردي بعنوان ملاتها و پركننده هاي مقاوم در برابر اسيد به انجام رسد.

            Mckinney در 1940 روشهاي آزمايش براي مصالح گوگردي را مطرح نمود كه در انستيتو Mellon موفقيت آميز شناخته شد. بيشتر اين روشها در ASTM بعنوان آزمايش و مشخصات ملاتهاي گوگردي ضد اسيد مورد اقتباس قرار گرفتند.

            پيشرفتهائي در امكان اصلاح گوگرد و توليد محصولات با دوام‌تر، علاقه به تحقيقات را در فعاليت‌هاي تجاري بيشتر نمود. تحقيقات به دو دسته تقسيم شد كه شامل بتن گوگردي و بتن گوگردي تزريقي بود. اين گزارش عمدتاً برروي استفاده از بتن گوگردي متمركز مي‌شود زيرا بتن گوگردي تزريقي هنوز به مصارف گسترده و در مقياس بزرگ و واقعي دست نيافته است.

 

1-3- تحقيقات اخير در باره بتن گوگردي

            پيشرفت‌هاي عمده در توسعه و كاربرد بتن گوگردي در دهه اخير (دهه 80) حاصل شد. تحقيقات حول اين مسئله بنا شد كه بتن گوگردي مصالح ساختماني ماندگار و بادوام باشد و سيمانهاي گوگردي بهبود يافته و طرح اختلاط بهتر براي توليد محصولات يكنواخت با روش عادي ساخته شود.

            در اواخر دهه 60، Daleو Ludwig روي ساختار سيستم گوگرد – سنگدانه كاركردند و به لزوم استفاده از سنگدانه خوب دانه‌بندي شده براي دستيابي به مقاومت بهينه اشاره نمودند.

            اين تحقيقات بوسيله Crow و Bates دنبال شد و بتن گوگردي بازالتي پر مقاومت مورد بررسي قرار گرفت. اداره معادن وزارت كشور ايالات متحده وانستيتو گوگرد يك برنامه همكاري را در سال 1971 براي تحقيق و توسعه در زمينه مصارف جديد گوگرد شروع نمودند. تقريباً در همين زمان، مركز فن آوري انرژي و مواد معدني كانادا ( CANMET) و انجمن تحقيقات ملي (NCR) كانادا برنامه تحقيقات خاصي را درارتباط با بتن گوگردي شروع كردند. اين كار با تحقيقات انجام شده در دانشگاه Calgaryدر آلبرتا Alberta كانادا دنبال شد.

            در 1973، انستيتو كاربرد گوگرد كانادا (SUDIC) با دولت فدرال كانادا و دولت محلي آلبرتا و توليد كنندگان گوگرد كانادا بطور مشترك سعي نمودند بازارهاي جديد مصرف بري گوگردهاي مازاد كانادا بوجود آمدند. در 1978 ، CANMET و SUDIC يك كنفرانس بين‌المللي را تدارك ديدند، در مورد مصرف گوگرد در ساخت و اجراء تبادل نظر گردد. همچنين دراين ايام، تعدادي محقق شامل McBee، Sullivan ، Malhotra ، Vroom، Yuan، Loov و همكاران ، Gregor و Hackl ، Diehl ، Lee و ديگران مقالات و گزارشهائي را با عناوين و اهداف و منظورهاي گوناگون در مورد گوگرد و بتن گوگردي منتشر نمودند. همه اين فعاليت ها به افزايش آگاهي در ارتباط با استعداد مصرف گوگرد بعنوان مصالح ساختماني منجر گرديد.

            با عنايت به اينكه بتن گوگردي با استفاده از گوگرد اصلاح نشده و اختلاط گرم با سنگدانه تهيه مي‌شد، دوام محصول توليدي يك مشكل محسوب مي گرديد. بتن گوگردي اصلاح نشده، وقتي در معرض يخ بندان و آبشدگي ، شرايط مرطوب يا غوطه‌وري در آب قرار مي‌گرفت خراب مي‌شد. هدف تحقيقات، تبين دلائلي خرابي اين بتن‌هاي گوگردي و راهكارهاي جلوگيري از اين خرابي ها بود.

            وقتي سنگدانه و گوگرد اصلاح نشده گرم مخلوط شده در قالب ريخته و سرد مي‌شود تا محصولات بتن گوگردي حاصل گردد، چسب گوگردي بهنگام سردشدن و فاصله گرفتن از حالت مايع، در ابتدا بعنوان گوگرد منوكلينيك (SB) در  oc 114 تبلور مي‌يابد و با كاهش حجم 7 درصدي همراه مي گردد. با ادامه سرد شدن تا دماي كمتر از oc 96 ، SB به گوگرد ارتورومبيك( ) تبديل مي‌شود كه شكل پايدار گوگرد دردماهاي محيط مجاور است. اين تبديل سريع انجام مي‌شود و بطور كلي در كمتر از 24 ساعت بوقوع مي‌پيوندد. از آنجا كه شكل  متراكم‌تر و توپرتر از   مي‌باشد، تنش زيادي در آن بواسطه جمع‌شدگي گوگرد جامد ايجاد مي‌شود. بنابراين چسبنده گوگردي تحت تنش قرار مي‌گيرد مي‌تواند خراب شود. انبساط منشور ملات گوگرد و ماسه مثالي از خرابي يك محصول گوگردي بدليل آزاد شدن تنش بوسيله چرخه حرارتي است كه توسط Duecker مشاهده شده بود. لازم بود يك راه حل و وسيله اقتصادي براي اصلاح گوگرد براي توليد بتن گوگردي با دوام خوب مشخص گردد. در حاليكه افزونه‌هاي پلي سولفيد اوليفيني در اين رابطه مفيد قلمداد شد، قيمت و هزينه آن مانعي در راه توليد بتن گوگردي در كارهاي اجرائي در مقياس واقعي بزرگ ايجاد مي‌نمود.

            در 1973 اقدامي توسط Vroom با كمك و همكاري انجمن ملي و تحقيقات كانادا و Ortega از دانشگاه Mc Gill در Montreal كانادا صورت گرفت. در اين رابطه گوگرد بوسيله واكنش با پليمرهاي هيدروكربن اوليفيني، اصلاح شد. همچنين روشن شد كه يك واكنش مشابه، گوگرد محلول در پليمر بدست مي دهد. بتن گوگردي حاصله در ابتدا در Calgary واقع در Alberta و در سال 1975 براي مصارف تجاري توليد شد. اصلاح گوگرد با واكنش با دي سيكلوپنتادين (DCPD) بوسيله بسياري از محققين مورد بررسي قرار گرفت. اما كاربرد آن در مصارف تجاري صنعتي محدود بود، زيرا واكنش بتن گوگرد و DCPD بصورت اكسوترميك (exothermic) مي‌باشد و نياز به كنترل نزديك و زياد دارد. همچنين سيمان گوگردي اصلاح شده با DCPD هنگاميكه در معرض دماي زياد (بيشتر از oc 140 ) قرار مي‌گيرد ناپايدار مي‌شود بطوريكه وقتي با سنگدانه داغ مخلوط مي گردد ممكن است واكنش ناپايدار كننده‌اي را براي محصول گوگردي بوجود آورد و  به تبديل شود. MCBee و Sullivan اين مسئله را از طريق فرآيندي براي تهيه سيمان گوگردي اصلاح شده حل نمودند كه در آن  به همان شكل پايدار بماند و در هنگام اختلاط به دماي موجود حساس نباشد. اينكار، واكنش كنترل شده سيكلوپنتادين (CPD) را بوجود آورد.

            پژوهشگران ديگر روشهائي را براي اصلاح گوگرد جهت ساخت بتن گوگردي گزارش نموده‌اند. اين افراد عبارتند از : Leutner و Diehl با استفاده از DCPD ، Gillott و همكاران با استفاده از افزونه‌هاي Polyol و نفت خام ، Schneider و Simic با استفاده از DCPC يا يك گليكول، Woo با استفاده از اسيد فسفريك براي بهبود مقاومت در برابر يخبندان و آبشدگي و Nimer و Campbell با استفاده از ارگانوسيلان ( Organosilane) براي بهبود پايداري در برابر آب همچنين Gregor و Hackl كارهاي آزمايشگاهي را براي محصولات بتن گوگردي اصلاح شده با DCPD گزارش نمودند، Bright و همكاران كارهائي برروي سيستمهاي گوگردي اصلاح شده انجام دادند و Bordoli و Pierce برروي پايداري گوگرد اصلاح شده با DCPD كار نمودند.

            از 1976 محصولات تجاري و كاربرد بتن گوگردي مقاوم در برابر مواد خورنده بطور روزافزون بكار گرفته شد. بتن گوگردي بصورت پيش ساخته و درجا در كارهاي صنعتي بكار رفت در حاليكه بتن معمولي قبلاً در اين پروژه خراب شده بود و خوردگي در برابر اسيد و نمكها را تحمل ننموده بود. مصرف اين بتن‌ها عمدتاً در كف و دالهاي روي زمين، جدول، ديوار و زهكش ترانشه، چاله‌هاي فاضلاب، مخازن، محفظه‌هاي الكتروليت، پمپ خانه، پايه‌ها، شالوده ها و لوله‌ها و اندود روكش بود. موارد مندرج در اين گزارش نتيجه كاربرد اين نوع بتن در كارهاي صنعتي و تجاري و تجارت حاصله است.

 

1-4- مزايا و نكات مربوط به بتن گوگردي

            مزيت عمده بتن گوگردي، كاربرد آن بعنوان ماده با دوام ساختماني و جايگزين بتن معمولي در نقاطي است كه اسيد و نمك در محيط مجاور آن مي‌تواند باعث خرابي آن شود.

            چندين مزيت در بكارگيري بتن گوگردي براي عمليات اجرائي در محيط هاي خورنده اسيدي وجود دارد. اولين آنها عمر زياد اين نوع بتن‌ها نسبت به بتن معمولي در اين شرايط است. مزاياي ديگر بتن گوگردي، زمان سريع گيرش و كسب سريع مقاومت در سنين اوليه است. از آنجا كه در كمتراز يك روز به درصد قابل توجهي از مقاومت نهائي دست مي‌يابيم، مي توان قالب ها را سريعاً برداشت و بدون زمان عمل‌آوري طولاني از اين نوع بتن بهره‌برداري نمود. بطور كلي بتن گوگردي ويژگيهاي مفيد زير را داراست:

1-   مقاومت‌هاي كششي، فشاري و خمشي و عمرخستگي بتن گوگردي بيشتراز بتن معمولي است شكل 1-4 رابطه مقاومت فشاري اين دو نوع بتن را در مقايسه با هم نشان مي دهد. سيمان پرتلند معمولي (نوع I ) به ميزان  kg/m3 350 و سنگدانه با حداكثر اندازه 38 ميلي‌متر در بتن معمولي بكار رفته است.

2-     بتن گوگردي مقاومت عالي در برابر حمله بسياري از اسيدها و نمكها و برخي محلولهاي خيلي غليظ از خود نشان مي دهد.

3-     بتن گوگردي سريعاً مي‌گيرد و به 70 تا 80 درصد مقاومت فشاري نهائي در مدت 24 ساعت مي‌رسد.

4-     بتن گوگردي را مي‌توان در تمام طول سال در سرماي شديد زير صفر ريخت.

5-     نفوذپذيري بتن گوگردي در برابر آب بسيار كم است.

جابجائي اختلاط و استفاده از بتن گوگردي بايد، احتياط رعايت نكات ايمني انجام گيرد. اين گزارش جنبه كلي دارد و نمي‌تواند همه نكات و ملاحظات ايمني را شامل مي‌شود. محدوده دماي اختلاط 127 تا oc 141 مي‌باشد تا گازهاي مضر به حداقل برسد. تهويه كافي بهنگام اجرا و ملاحظات معمول و استاندارد براي حمل و نقل مواد داغ مايع مد نظر قرار گيرد(لباس و دستكش محافظ كامل، محافظ چشم و كلاه ايمني). اين ملاحظات ايمني توسط « انجمن ملي ايمني (NSC) » تدوين شده است. اگر دماي محيط از نقطه ذوب سيمان و بتن گوگردي بالاتر رود، بتن دچار كاهش شديد مقاومت شده و نرم و شل مي گردد.

 

فصل دوم  راهنماي مصرف كننده بتن گوگردي در ساخت و اجرا

 

 

2-1- سنگدانه‌ها و گوگرد اصلاح شده

2-1-1- سيمان گوگردي اصلاح شده

                        از سال هاي دهه 1930 به اين فكر افتادند تا پايائي و دوام گوگرد را در بتن افزايش و انبساط و انقباض را در اثر تغييرات دما كاهش دهند. سيمان‌هاي گوگردي اصلاح شدند تا پايداري و دوام را بهبود بخشد. چند روش جهت اين هدف بكار گرفته شد. دو روش امروزه در امريكاي شمالي براي توليد سيمانهاي گوگردي بكار مي‌رود كه نامهاي تجاري خاصي را داراست. روش اول بر پايه واكنش پليمري گوگرد با يك اصلاح كننده شامل قسمتهاي مساوي از سيكلو پنتادين اوليگومر و دي سيكلوپنتادين استوار است ( cyclopentodiene oligomer و dicyclopentodiene ) تركيب و خواص سيمان گوگردي اصلاح شده روش اول به شرح زير است:

            گوگرد، درصد وزني 0/1 ± 0/95 درصد

            كربن ، درصد وزني 5/0 ± 0/5 درصد

            هيدروژن درصد وزني 05/0 ± 5/0 درصد

            چگالي در oc 25   02/0± 90/1

            لزجت در oc 135  100-25 سانتي پواز

 

                        در روش دوم گوگرد اصلاح شده تغليظ شده با تركيب و اختلاط گوگرد و پليمرهاي هيدروكربن اوليفيني مانند Escopol بدست مي‌آيد. اين ماده غليظ سپس در محل با گوگرد خالص به نسبت 1 به 10 وزني مخلوط مي‌شود. بتن حاصله از بكارگيري گوگرد اصلاح شده بدست آمده از روش دوم شامل تركيب تقريبي زير مي‌باشد:

                        گوگرد

                        درصد وزني 80

                        كربن، درصد وزني 18

                        هيدروژن، درصد وزني 2

                        هر دو روش گوگرد اصلاح شده‌اي با طول عمر نگهداري خيلي زياد را در حالت جامد بدست مي‌دهند. اگر اين مواد درحالت مذاب نگهداري شوند، هر دو نوع گوگرد اصلاح شده (‌دو نوع اصلاح كننده )، واكنش را ادامه داده و بتن هائي نامرغوب را بوجود مي‌آورند.

            در اين حالت مصرف كننده بايد توصيه هاي محدوده زماني نگهداري ماده مذاب در حالت مايع را براي گوگرد اصلاح شده رعايت نمايد. روشهاي آزمايش براي سيمانهاي گوگردي اصلاح شده در زير از نظر مي گذرد.

1-     گوگرد و كربن با احتراق سيمان گوگردي توسط يك آناليز در كربن / گوگرد تعيين مي‌شود.

2-     چگالي سيمان گوگردي طبق ASTM D70 در دماي oc 25 انجام مي گردد.

3-   لزجت ماده سيمان گوگردي مذاب در دماي oc 135 با استفاده از يك لزجت سنج
 ( ويسكومتر) نوع دوكي شكل چرخان (Rotating Spindle-type Viscometer) مجهز به محفظه‌اي كه با برق گرم شده و كنترل دما ( ترموستات) داشته باشد اندازه‌گيري مي‌شود.

 

2-1-2- سنگدانه ها

            انتخاب كيفيت سنگدانه مناسب براي هر كاربرد در ساخت بتن گوگردي ضروري است. سنگدانه‌ها بايد با مشخصات ASTM C33 از نظر دوام، تميزي و ميزان مواد زيان آور سازگار باشند. سنگدانه ها بايد در برابر حملات شيميائي مورد نظر در محيط بهره‌برداري مقاومباشند. مثلاً سنگدانه هاي كوارتزي براي محيط‌هاي اسيدي و نمكي مناسب هستند در حاليكه سنگدانه هاي آهكي فقط براي محيط‌هاي حاوي املاح كاربرد دارند و در محيط اسيدي دوام ندارند.

            سنگدانه‌هاي شكسته ( تيزگوشه) نسبت به سنگدانه گردگوشه بدليل افزايش مقاومت بتن گوگردي ارجحيت دارند. سنگدانه‌ها بايد ويژگيهاي زير را برآورده نمايند.

2-1-2-1- دانه‌بندي سنگدانه

            سنگدانه هاي دانه‌بندي شده بايد در ساخت بتن گوگردي بكار رود تا مصرف سيمان گوگردي (چسباننده) را به حداقل رساند. سه بخش اندازه اي از سنگدانه معمولاً براي توليد بتن توپرومتراكم بكار مي‌رود كه عبارتند از :

            الف – سنگدانه درشت ( شن )

            ب – سنگدانه ريز ( ماسه )

            ج – پركننده معدني (‌ريزتراز 75% ميلي متر)

            دانه‌بندي بايد حداقل حفرات و فضاي خالي را در سنگدانه‌هاي معدني بدست دهد (VMA) . جدول 2-1-2-1 طبق ASTM D3515  ارائه شود و بعنوان يك راهنما براي دستيابي به حداقل خطرات در مخلوط مي‌تواند بكار رود.

 

2-1-2-2- مقاومت در برابر خوردگي

            سنگدانه‌هاي بتن گوگردي در محيط‌هاي اسيدي نبايد هيچ گونه جوشش و تركيبي را در برابر اسيد با غلظت مورد نظر در دماي خاص محيط نشان دهد. سنگدانه هاي بكار رفته در چنين محيطي نبايد كاهش وزني بيش از 2 درصد را در برابر اسيد با غلظت مورد نظر دردماي oc  3 ± 60 در طي 24 ساعت از خود نشان دهد.

            سنگدانه‌ بتن گوگردي در محيط نمكي نبايد واكنش و يا تجزيه شدگي را طي 24 در محلول مورد نظر و در دماي oc 30 ± 60 به نمايش گذارد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شكل 1-4- مقاومت فشاري استوانه اي بتن گوگردي و معمولي درارتباط با عمر نمونه

 

جدول 2-1-2-1  محدوده دانه‌بندي توپو و متراكم سنگدانه (طبق ASTM D3515 )

حداكثراندازه ( م.م)

 

اندازه الك (م.م)

25

19

5/12

5/9

5/37

100

 

 

 

25

100-90

100

 

 

19

 

100-90

100

 

5/12

80-56

 

100-90

100

5/9

 

80-56

 

100-90

75/4

59-29

65-35

74-44

85-55

38/2

45-19

49-23

58-25

67-32

3/0

17-5

19-5

21-5

23-7

75%

7-1

8-2

10-2

10-2

 

7- الف

2-1-2-3- جذب آب سنگدانه

            سنگدانه هاي متخلخل و پوك نبايد بكار رود. سنگدانه بايد كاملاً نفوذناپذير و مقاوم در برابر تنش‌هاي يخ بندان و آبشدگي باشد. حداكثر جذب آب سنگدانه درشت بايد كمتر از 1 درصد و براي سنگدانه ريز كمتر از 2 درصد باشد ( آزمايش بايد طبق ASTM C127 و ASTM C128  انجام گيرد).

 

2-2- آماده سازي مخلوط و آزمايش

2-2-1- آماده سازي مخلوط

            توليد بتن گوگردي بادوام و مقاوم در برابر خوردگي نياز به كنترل كيفي همه اجزاء و مصالح مورد استفاده دارد. روشهاي ساخت مناسب نيز براي اختلاط و اجرا ( ريختن ) در محل لازمست. پيمانكار بايد قادر باشد نسبت‌ها و مقادير هر يك از اجزاء مخلوط را دقيقاً كنترل و گزارش نمايد.

 

2-2-1-1- خواص

            جدول 2-2-1-1 خواص بتن مورد نظر را يك روز پس از خنك شدن بدست مي‌دهد.

 

جدول 2-2-1-1-  خواص بتن گوگردي پس از يك روز خنك شدن

 

 

 

 

ويژگي

 

 

 

 

حداقل مقاومت فشاري

حداقل مقاومت خمشي

حداقل مقاومت كششي شكافتي

حداكثر جذب آب يكروزه در آب

حفرات موجود

حداكثر ضريب انبساط حرارتي

مدول الاستيسته E

حداقل دوام در برابر يخ بندان و آبشدگي (كاهش مدول الاستيسته ديناميكي پس از 300 چرخه طبق ASTM C666-A

واحد

MPa

MPa

MPa

%

%

برايoc 1

GPa

%

مقدار

6/27

2/5

1/4

1/0

8-4

6- 10×15

6/27-7/20

60

 

* نحوه آزمايش در بخش 2-2-3-6 ارائه شده است.

 

2-2-2- نسبت‌هاي اختلاط

2-2-2-1- كليات

            نسبت‌هاي مخلوط، مقادير اجزاء بتن گوگردي شامل سنگدانه درشت، سنگدانه ريز، پركننده‌هاي معدني و سيمان گوگردي لازم براي دستيابي به كيفيت مطلوب و بالا مي‌باشد. در اين راهنما، واژه طرح مخلوط براي تعيين مخلوط بهينه با توجه به ملاحظات و روش هاي ارائه شده مي‌باشد و نبايد با طراحي سازه‌اي اشتباه گرفته شود.

            طرح مخلوط بتن گوگردي با بتن معمولي كاملاً متفاوت است. دانه‌بندي مخلوط سنگدانه بايد طبق ASTM D3515 باشد كه بتن كارآتري را در مقايسه با ويژگيهاي ASTMC33 براي دانه‌بندي هر يك از سنگدانه‌ها بوجود مي‌آورد.

            بهرحال مانند بتن معمولي و بتن قيري، طرح مخلوط بهينه بتن گوگردي با عنايت به خواص مورد نظر و كاربرد ويژه آن بدست مي‌آيد. طرحهاي مخلوطي كه دراينجا مورد توجه قرار مي‌گيرد براي بتن‌هاي گوگردي است كه در ساخت كف‌ها، شالوده‌ها، كف پوش ها، مخازن فاضلاب، ديواره‌ها و محفظه الكتروليت جهت استفاده در محيط هاي اسيدي و نمكي بكار مي‌رود.

            روش كار طرح مخلوط بتن گوگردي با عنايت به نكات و خصوصيات زير انجام مي‌شود.

1-     مقاومت در برابر حمله بيشتر اسيدها و يا محلولهاي نمكهاي مختلف

2-     حداقل جذب آب

3-     مقاومت مكانيكي بيش از بتن معمولي و يا معادل آن

4-     سياليت كافي براي ايجاد كارآئي خوب

5-     حداقل رساندن جمع شدگي در هنگام سخت شدن (انجماد )

 

2-2-2-2- سيمان گوگردي مورد نياز

            مقدار سيمان گوگردي بايد چنان تعيين شود كه تعادلي مطلوب بين خواص مكانيكي، چگالي زياد، جذب آب كم و كارآئي خوب حاصل گردد. جدول 2-2-2-2- الف محدوده مقادير سيمان گوگردي را براي حداكثر اندازه سنگدانه با دانه‌بندي متراكم و توپر نشان مي دهد. مخلوط بايد چنان طرح شود كه جذب آب بتن كمتر از 1/0 درصد وزن آن باشد.

 

جدول 2-2-2-2-الف -  محدوده ميزان سيمان مورد نياز در بتن گوگردي

حداكثر اندازه (م.م)

25

19

5/12

5/9

* 35/6

* 75/4

درصد وزني سيمان گوگردي

15-12

16-13

17-14

19-16

20-17

22-19

 

*           اين مقادير در جدول اصلي نبوده است و مترجم آنرا اضافه نموده است.

 

جدول 2-2-2-ب شامل اطلاعات تشريحي در مورد خواص حاصله مخلوطهائي از بتن گوگردي است كه با سنگدانه كوارتزي با دانه‌بندي توپر و متراكم و حداكثر اندازه 5/9 ميلي‌متر و مقادير متفاوت سيمان گوگردي ساخته شده است. با بكارگيري سنگدانه توپر و متراكم از نظر دانه بندي و سيمان گوگردي اصلاح شده، محدوده سيمان گوگردي با توجه به نوع، اندازه و دانه‌بندي سنگدانه تعيين مي گردد. جداول 2-2-2-2-الف و 2-2-2-2-ب مي تواند براي انتخاب مقادير تقريبي حدود سيمان گوگردي در طرح مخلوط بكار رود. مقادير و نسبت هاي واقعي طرح مخلوط ممكن است تا حد كمي بيرون از اين محدوده واقع شود.

 

2-2-2-3- حفرات

            به دودليل، حفرات بتن گوگردي مهم هستند. اول اينكه محلي براي آزاد كردن تنش ها مي‌باشد و دوام مصالح را بهبود مي‌بخشد و دوم آنكه وجود حفرات هوا باعث مي‌شود ميزان سيمان گوگردي مصرفي كاهش يابد وعمدتاً بعنوان چسب سطح سنگدانه ها را بپوشاند و نقش پركننده ايفاد نكند و در نتيجه جمع شدگي ناشي از سردشدن چسب سيماني را كاهش دهد. حفرات حاصله در هنگام اختلاط بصورت مجزا و نا پيوسته هستند و درزير ميكروسكپ نيز اين ناپيوستگي مشاهده مي‌شود. در نتيجه اين حفرات باعث افزايش جذب آب بتن گوگردي نمي‌شوند. بطور كلي بين 4 تا 8 درصد حباب حبس شده در هنگام اختلاط بتن گوگردي بوجود مي‌آيد.

جدول 2-2-2-2-ب اطلاعات طرح مخلوط بتن گوگردي با استفاده از سنگدانه كوارتزي كوچكتر از 5/9
                           ميلي‌متر و با دانه‌بندي توپر

درصد وزني سنگدانه

90

5/87

85

5/82

80

درصد وزني سيمان گوگردي

10

5/12

15

5/17

20

چگالي بتن گوگردي

209/2

297/2

370/2

372/2

365/2

حفرات و درصد حجمي هواي بتن

7/13

7/9

2/6

5/5

1/5

مقاومت فشاري * بتن MPa

4/20

1/42

8/50

4/51

0/45

درصد وزني جذب آب بتن

06/1

54/0

07/0

02/0

01/0

كارآئي بتن گوگردي

نسبتاً خشك

نسبتاً خشك

سفت

سيال

سوپ مانند

 

*مقاومت فشاري مربوط به نمونه‌هاي استوانه‌اي است.

** براي هر طرح مخلوط با توجه به نوع سنگدانه، حداكثر اندازه و دانه‌بندي موجود بايد اين مقادير بدست آيد و اين اطلاعات بعنوان راهنما منظور گردد.

 

2-2-3- آزمايش خواص بتن گوگردي

2-2-3-1- آماده سازي نمونه

      نمونه‌هاي آزمايشي بتن گوگردي بايد با اختلاط مواد در دماي 132 تا oc 141 تهيه و در قالب‌هاي استاندارد ASTM طبق مشخصات قالب‌هاي فولادي  ASTMC31 ريخته شود. قالب ها مي‌تواند تا دماي تقريبي oc 138 قبل از ريختن بتن گوگردي در آن داغ شود. مواد ريخته شده در قالب بايستي با ميله 16 ميلي متري داغ شده كه سرآن گرد شده است متراكم گردد. نمونه‌ها در وضعيت قائم قرار گرفته تا سرد شود و به دماي اتاق برسد و سپس از قالب درآيد. قبل از آزمايش، نمونه ها بمدت يك روز در دماي اتاق نگهداري و خنك مي‌شود.

 

 

 

2-2-3-2- مقاومت فشاري

      تعيين مقاومت فشاري بتن طبق ASTM C39 يا ASTM C109 بايد انجام شود. آزمونه‌ها نبايد زودتر از 24 ساعت پس از قالب گيري مورد آزمايش قرار گيرد. در موارد خاص وقتي مقاومت زود هنگام مورد نظر است مي‌توان آزمونه‌ها را در زمان كوتاهتري ( مثلاً چند ساعته ) تحت فشار قرارداد.

      بتن گوگردي در حدود 70 درصد مقاومت نهائي خود را ظرف چند ساعت پس از سرد شدن بدست مي‌آورد و حدود 75 تا 85 درصد مقاومت نهائي را پس از 24 ساعت در دماي oc 20 كسب مي‌نمايد. مقاومت نهائي بتن گوگردي معمولاً پس از 180 روز در دماي oc 20 اندازه‌گيري مي‌شود. آهنگ رشد مقاومت به دماي محيط و بتن در هنگام نگهداري بستگي دارد. در دماي بالاتر رشد مقاومت آهسته‌تر و در دماي كم سريعتر مي‌باشد. در بتن‌هاي حجيم بتن گوگردي به آرامي خنك مي‌شود و بدين دليل مقاومت آن به كندي بالا مي‌رود. اما در نهايت به همان مقاومت نهائي خود مي‌رسد. اين عوامل بايد در نظر گرفته شود و مشخص شود آزمونه ها در چه سني مورد آزمايش قرار گيرند.

 

2-2-3-3- مقاومت خمشي

      مقاومت خمشي بتن گوگردي طبق ASTMC78 انجام مي‌گيرد.

 

2-2-3-4- مقاومت كششي شكافتي (برزيلي)

      اين آزمايش نيز بايد طبق ASTMC496 صورت گيرد.

 

2-2-3-5- حفرات

      ميزان حفرات به دو روش زير تعيين مي‌شود:

1-     با تعيين چگالي بتن گوگردي طبق ASTMC642 مي‌توان بصورت محاسباتي درصد هوا (حفرات) را با عنايت به اندازه‌گيري چگالي حاصله و چگالي محاسباتي مخلوط سنگدانه و سيمان گوگردي بدست آورد. تميز بين حفرات مجزا و بهم پيوسته بايد طبق ASTMC642 انجام مي‌شود.

2-   با برش زني و تعيين هوا بصورت ميكروسكپي طبق ASTM C457 و با استفاده از روش پيمايش خطي Rosiwal مي توان درصد هوا را بدست آورد.

 

2-2-3-6- جذب آب

            بتن گوگردي ابتدا بصورت خشك اوليه وزن مي‌شود و سپس به مدت 24 ساعت در آب oc 20 غوطه‌ور مي‌شود. سپس اطراف آن با پارچه‌ جاذب خشك مي‌شود و مجدداً توزين مي گردد. درصد جذب آب طبق رابطه زير محاسبه مي‌شود:

                                                                                                

A درصد وزني جذب آب ، B وزن نمونه خشك و C وزن نمونه اشباع با سطح خشك پس از غوطه‌وري مي‌باشد. آزمونه هاي استوانه اي 152× 76 ميلي‌متر در اين آزمايش بكار مي‌رود.

 

2-2-3-7- ضريب انبساط حرارتي

            ضريب انبساط حرارتي خطي بتن گوگردي به كمك آزمونه هاي منشوري 25×13×13 ميلي‌متري كه از پريدن نمونه استوانه اي 152×76 ميلي متري حاصل مي‌گردد تعيين مي‌شود. انبساط در محدوده دماي 25 تا oc 100 اندازه‌گيري مي گردد كه با آهنگ ثابت به ميزان oc  1/0 ± 3 در هر دقيقه بالا مي‌رود. در اين حالت حداكثر اندازه سنگدانه به 5/9 ميلي متر محدود مي‌شود.

 

2-2-3-8- دوام در برابر يخ بندان و آبشدگي

            اندازه‌گيري دوام در برابر يخ بندان و آبشدگي طبق روش A دستورالعمل ASTMC666 با عنوان « يخ بندان و آبشدگي سريع در آب » برروي منشورهاي بتني 356×76×76 ميلي‌متري انجام مي‌شود. آزمايش تعيين مدول ارتجاعي ديناميكي نيز طبق ASTM C215 به انجام مي‌رسد.

 

2-2-3-9- مدول ارتجاعي

            مدول ارتجاعي طبق ASTM C469 و برروي استوانه 152×76 ميلي متري انجام مي گردد.

 

2-2-3-10- دانه‌بندي سنگدانه بتن

            نمونه استوانه اي بتن گوگردي به قطر 76 و ارتفاع 152 ميلي متري در كوره سوزانده مي‌شود تا مواد سيماني آن بسوزد. دماي احتراق اوليه oc 150 مي‌باشد. باقيمانده مواد سيماني سوخته شده در كوره با دماي oc 440 به وزن ثابت مي‌رسد. پس از سردكردن و رسيدن به دماي اتاق، دانه‌بندي سنگدانه ها طبق ASTM C136 انجام مي‌شود.

            همچنين در اين حالت با توزين نمونه اوليه و تعيين ميزان كاهش وزن آن پس از سوختن مواد سيماني در كوره به دماي oc 440 مقدار تقريبي سيمان گوگردي موجود در بتن بدست مي‌آيد. درصد وزن گوگرد در بتن را بدين ترتيب بدست مي‌آوريم .

 

2-2-3-11- تورم رس در بتن گوگردي

            رس متورم شونده در بتن گوگردي نبايد وجود داشته باشد، زيرا اين رس‌ها در اثر جذب رطوبت باد كرده و موجب خرابي بتن مي گردند. آزمايش مؤثر در اين رابطه آن است كه نمونه 25×152×152 ميلي‌متري بتن گوگردي در آب غوطه مي‌شود. نمونه ابتدا وزن شده و سپس در آب قرار مي گيرد و پس از در آوردن از آب اطراف آن خشك شده و سپس توزين مي گردد. سپس نمونه در آب داغ oc 82 و دست كم بمدت 24 ساعت قرار مي گيرد. پس از خاتمه كار نمونه از آب بيرون آورده و سطح آن خشك مي گردد و مجدداً وزن مي‌شود. اينكار مجدداً هر روز انجام مي گردد تا خرابي مشاهده شود. اولين علامت ايجاد خرابي معمولاً دستيابي به افزايش وزن 1 درصد يا بيشتر است . اين خرابي در صورت وجود متورم شونده پس از روز دوم تا چهارم حاصل مي‌شود. پس از اين افزايش وزن بروي آثار طبله كردن، ريختن، تركهاي موئي و افزايش شديد وزني در حدود 3 تا 5 درصد مشاهده مي گردد. اگر مقدار رس متورم شونده زياد باشد، ترك آنقدر شديد مي‌شود كه ممكن است نتوان نمونه را از آب داغ خارج نمود.

 

2-3- آماده سازي محل ريختن بتن گوگردي

            مهم‌ترين مسئله خشكي محل بتن ريزي برروي سطح زمين (زيراساس) مي‌باشد. وقتي زيراساس نسبتاً عادي از آب است يك لايه 5 تا 10 سانتي متري از ماسه خشك بايد بكار رود تا به سطح مورد نظر برسيم وقتي رطوبت موجود است يك ورق نازك نايلوني به ضخامت 15/0 تا 2/0 ميلي متر يا يك لايه ضد اب و بخار بايد روي ماسه يا خاك قرار گيرد تا از رسيدن بخار به بتن گوگردي در هنگام ريختن جلوگيري نمايد. سطح بتن ريزي بايد بخوبي متراكم و محكم شده باشد. اگر بتن گوگردي روي سطح بتن معمولي موجود ريخته شود، سطح زيرين بايد سالم و خشك باشد و ذرات سست و خرد شده بايد در ابتدا جدا و برداشته شود. در اين حالت نيز اگر بتن زيرين مرطوب باشد مي توان از يك غشاء محافظ رطوبت استفاده نمود.

 

2-4- ساخت ، حمل ، ريختن و پرداخت

2-4-1- وسايل لازم

            بتن گوگردي با اختلاط سنگدانه گرم شده ( 177 تا oc 204) و سيمان گوگردي اصلاح شده و پودرهاي معدني ( با دماي معمولي) و تا دستيابي به مخلوط يكنواخت و همگن ادامه مي‌يابد و حاصل مي گردد. دراين مدت و تا هنگام ريختن دماي آن بايد بين 132 تا oc 141 باشد. سنگدانه داغ شده سيمان گوگردي را ذوب مي كند و پركننده‌هاي ريز معدني را گرم مي نمايد.

            حداقل و حداكثر دماي بتن گوگردي 120 و oc 150 است زيرا سيمان گوگردي اصلاح شده در دماي oc 120 ذوب مي‌شود و دردماي بيش از oc 150 سريعاً لزجت آن افزايش مي‌يابد و مخلوط ناكارآ حاصل مي‌گردد. بدين دلايل دماي 132 تا oc 141 بعنوان محدوده دماي بهينه توصيه شده است تا فرصت كافي براي حمل، ريختن و پرداخت بتن گوگردي قبل از سخت شدن فراهم آيد.

            وسايل و روشهاي ساخت بتن معمولي و بتن قيري در ساخت، حمل، ريختن و پرداخت بتن گوگردي نيز بكار مي‌رود. اين وسايل براي ريختن بتن گوگردي در كارگاه شامل موارد زير است:

1-     وسايل خشك كننده سنگدانه و گرم كننده آن

2-     قيف يا باسكول توزين براي سنجش مقادير و نسبت هاي مواد

3-     وسايل اختلاط و حمل

4-     وسايل دستي ريختن و پرداخت بتن

 

2-4-2- وسايل خشك كننده و گرم كننده سنگدانه

            يك وسيله مؤثر براي خشك كردن و داغ نمودن سنگدانه‌ها، كوره‌هاي استوانه‌اي چرخان ( مثل وسايل ساخت بتن قيري ) مي‌باشد. بويژه تراك ميكسرهاي گرم كن دار مي‌تواند با تغييراتي براي تهيه و حمل بتن گوگردي بكار گرفته شود.

            شن و ماسه جداگانه در سيلوها ( كندوها) ريخته شده و بصورت سرد مقدار و نسبت آنها تنظيم مي‌شود و سپس داخل كوره چرخان ريخته و مخلوط مي‌شود و در اين اثنا حرارت مي خورد كه اين گرما توسط يك مشغل گازوئيلي يا پروپاني توليد شده و باعث خشك و داغ شدن سنگدانه‌ها مي‌گردد و به حدي بالاتراز دماي ذوب سيمان گوگردي مي‌رسد. در اين حالت در خروجي گازها ريزدانه ها جمع‌آوري شده و مجدداً مخلوط مي گردد. خروجي گاز و بخار ناشي از سوختن مواد سوختي و تبخير رطوبت و غبار حاصله از ضروريات است. پس از تخليه سنگدانه‌هاي داغ از طريق جام يا تسمه زنجيري فولادي، به درون مخلوط كن و وسيله حمل ريخته مي‌شود. گاه در اين مرحله سنگدانه داغ توزين مي‌شود و اين امر براي دقت بيشتر صورت مي گيرد. چند كنترل كيفي در مرحله ساخت و اختلاط بتن گوگردي بايد انجام گردد:

1-     حفاظت محل انبار مصالح براي جلوگيري از آلودگي به مواد مضر

2-   كنترل و تأييد مصالح در محل انبار از نظر دانه‌بندي، رطوبت، جذب آب، مقاومت در برابراسيدو حضور رس هاي متورم شونده

3-     كاليبره وسايل توزين مصالح

4-     نمونه گيري از بتن گوگردي حاصله جهت انجام آزمايشهاي مقاومت فشاري، جذب آب، دانشيته و غيره

سنگدانه‌ها بايد آنقدر داغ شوند كه مخلوط نهائي بتن گوگردي دماي 132 تا oc 141 را دارا شود. بطور كلي وقتي سيمان پودري جامد بكار مي‌رود دماي سنگدانه بايد 177 تا oc 204 باشد تا دماي مورد نظر در مخلوط حاصل گردد.

 

2-4-3- وسيله اختلاط و حمل

            نيازهاي ملزومات اختلاط و حمل با خواص منحصر بفرد و ترموپلاستيك بتن گوگردي بشرح زير در ارتباط است.

1-     بتن گوگردي بايد به صورت مذاب در محدوده باريكي از دما باقي بماند.

2-   مخلوط بتن گوگردي بايد بخوبي درهم شود به نحوي كه سيمان گوگردي مذاب بقدر كافي روي سطح سنگدانه هاي ريز و درشت و پر كننده‌ها را بپوشاند و بايد حداقل جدا شدگي را دارا باشد.

ملاحظات ويژه‌اي بايد بصورت اقلام زير براي داشتن كنترل كيفي خوب در نظر گرفته شود.

الف ) مصالح بايد در موارد زير توزين گردد:

1-     شن و ماسه داغ شده

2-     سيمان گوگردي اصلاح شده و يا گوگرد و ماده غليظ اصلاح كننده

3-     پركننده ريز معدني، خاكستر بادي ( نوع F )، گرد سيليس (افزودن پركننده‌ها پس از گوگرد، از بروز مشكل غبار و گلوله شدن يا كلوخه شدن پركننده‌ها جلوگيري مي نمايد) .

4-     الياف ( در صورت نياز به مصرف )

 

ب ) دماي مخوط دائماً بايد اندازه‌گيري و مشخص گردد تا از كاهش يا افزايش بي مورد دما جلوگيري شود. با اين عمل و تنظيم مشعل ( از نظر تغذيه سوخت ) مي‌توان دما را در محدوده باريكي نگهداشت تا در هنگام ريختن از مشكلات ناشي از كاهش يا افزايش دما در امان باشيم .

ج ) بتن گوگردي ظاهري سفت و خشك را در دماي بالاتر از oc 149 از خود بروز مي‌دهد و پيمانكار نبايد تلاش كند گوگرد اضافي به داخل ديگ مخلوط كن يا حمل بريزد. در چنين موردي دما بايد كنترل و كاهش يابد و اينكار در اسرع وقت با مشخص شدن اضافه دما انجام گيرد. در اين حالت چنانچه ميزان سيمان گوگردي اضافه شده در ابتدا صحيح باشد بتن گوگردي با كاهش دما و رسيدن به دماي مناسب، سياليت و كارآئي بيشتري را بدست خواهد آورد.

2-4-4- قالب بندي و مسلح نمودن

            هر دو نوع قالب چوبي و فلزي مي‌تواند بكار رود. سطح قالب بايد با مواد نفتي اصلاح شده آغشته گردد. اين عمل براي سطوح قائم و ديواره ها لازمست اما براي قالب دال ضرورت ندارد. وقتي از قالب فولادي در سطح بزرگ استفاده مي‌شود بايد آنرا گرم نمود تا از ايجاد يك پوسته سطحي سيمان گوگردي بدليل گيرش ناگهاني آن در سطح قالب جلوگيري نمود.

            بتن گوگردي را مي‌توان با ميلگردهاي فولادي درجه 60  (ASTM A616,617,706) و يا ميلگردهائي با پوشش اپوكسي ( ASTM A775) مسلح نمود و ميلگرد با گوگرد اصلاح شده واكنش نمي دهد. همچنين مي‌توان از الياف شيشه‌اي جهت مسلح نمودن استفاده نمود. جزئيات ميلگرد گذاري با بتن معمولي يكسان است. فاصله بين قالب و ميلگردهاي فولادي بايد كمي افزايش يابد تا از بروز مشكل در هنگام ريختن و انجماد بتن گوگردي در اين محل جلوگيري شود. راه حل ديگر بجاي افزايش فاصله قالب و ميلگرد، گرم نمودن قالب و ميلگردها با وسايل گرمايشي غير مستقيم مانند اشعه مادون قرمز قبل از ريختن بتن گوگردي در قالب است .

            الياف شيشه بعنوان عامل كنترل كننده تركهاي ناشي از جمع شدگي و بهبود خواص شكل‌پذيري و مقاومت در برابر ضربه در رابطه با كاربردهاي كارگاهي بسيار مؤثر بوده است. استفاده از الياف شيشه‌اي 13 تا 38 ميلي متري به مقدار تقريبي 9 تا 12 كيلوگرم در هر مترمكعب بتن گوگردي توصيه شده است. اطلاعات بيشتر را بايد از نشريه شماره 8965 گزارش تحقيقات در بررسيهاي اداره معادن وزارت كشور ايالات متحده بدست آورد.

 

2-4-5- ريختن جايدهي و پرداخت

2-4-5-1- كليات

            نكات كليدي در ريختن و پرداخت موفقيت آميز بتن گوگردي داشتن دماي 132 تا oc 141 در لحظه ريختن و سرعت در ريختن و جايدهي و پرداخت بتن مي‌باشد.

            فرعون و دمپر مي‌تواند براي حمل بتن گوگردي داغ و ريختن در داخل قالب بكار رود. هر چند عايق بندي اين وسايل ممكن مي‌باشد اما ضروري نيست. اين وسايل بايد تا حدي پر شود كه خطري را براي كارگران در هنگام حمل نداشته باشد و سريعاً تخليه گردد. بتن گوگردي بايد تا حد امكان به سرعت ريخته شود به نحوي كه تراكم و پرداخت آن در حاليكه هنوز داغ است امكان پذير گردد.

 

2-4-5-2- اجراء كف

            تراكم و ضربه زدن و پرداخت بتن گوگردي مي‌تواند با وسايل دستي و مشابه بتن معمولي انجام شود. مسلماً امكانات و وسايل و افراد بايد بقدر كافي تأمين شود تا بتوان دال كف را با ضخامت مورد نظر به نحوي ريخت تا سرد نگردد. حداكثر ضخامت دال معمولاً به قدرت اجرائي افراد وسايل براي ريختن و پرداخت بتن در حاليكه داغ است محدود مي‌شود. مي‌توان دال را با يك شمشه و ماله ساده بصورت دستي متراكم نمود و اينكار را با زدن ضربه انجام داد. در مورد دالها استفاده از ويبراتورهاي خرطومي معمولاً ضرورت ندارد اما ماله لرزنده مي‌تواند در دستيابي به سطح صاف موثر است .

            وقتي دال را با زدن ضربه توسط ماله متراكم مي نمائيم با توجه به دماي محيط مجاور فرصت كمي ( در حدود چند دقيقه ) براي اينكار وجود دارد. وقتي دال را با ضخامت 5 سانتي‌متر مي‌ريزيم بين 2 تا 10 دقيقه براي پرداخت سطح فرصت داريم وگرنه سطح آن شروع به سخت شدن مي‌كند. در دالي به ضخامت 10 تا 20 سانتي متر زماني در حدد 5 تا20 دقيقه بصورت فرصت كاري وجود دارد. كشيدن ماله در سطح در يكنوبت وقتي بتن هنوز بصورت سيال و مذاب است كافي مي‌باشد. از ماله‌هاي چوبي و فلزي مرغوب مي توان به اين منظور استفاده نمود. اگر سطح شروع به سرد و سخت شدن نمايد در حين ماله كشي بريده بريده مي‌شود و پرداخت بدي حاصل مي گردد. در اينصورت مي توان با يك مشعل گاري كوچك مي‌توان سطح را گرم نمود و بصورت مذاب درآورد و مجدداً آنرا پرداخت نمود.

            وقتي سطح بتن گوگردي را با ماله صاف مي‌كنيم، لايه‌اي از سيمان گوگردي و مواد ريز به سطح ماله مي‌چسبد و سخت مي گردد. پرداخت كننده سطح بايد در كنار خود سطلي از آب داشته باشد و ماله را سريعاً در آب خنك فروبرد تا موجب گيرش سريع سيمان گوگردي چسبيده به سطح شود سپس ماله را محكم به سطح سخت مي‌زنيم تا گوگرد و ملات ترد آن خرد و جدا شود.

            اگر بتن گوگردي سهواً در جائي ريخت كه ريختن آن در آن لازم نبوده است نبايد اصرار داشت تا با سرعت آنرا از سطح مزبور جدا كرده و برداريم زيرا لايه نازكي از آن باقي خواهد ماند بلكه لازمست اجازه دهيم بتن در محل مزبور كاملاً سرد و سخت گردد سپس با يك ميله يا ديلم يا بيل به آن ضربه مي‌زنيم تا خرد شده و جدا گردد در اين حالت اثر آن ناخوشايند نيست. سطح نهائي تمام شده و پرداخت شده با ماله دراين نوع بتن ها براي بيشتر كارها مناسب است. سطح دال بتن گوگردي سخت شده، توپر قابل شستشو و مقاوم در برابر سايش مي‌باشد.

 

2-4-5-3- ساخت ديوار

            به دلائل مختلفي كه ذكر شد در ساخت ديوار بايد به نكاتي توجه نمود. گرم كردن قالب و ميگردها با وسايل گرمايشي مناسب بويژه لامپهاي مادون قرمز قبل از ريختن بتن براي جلوگيري از سرد شدن و گيرش ناگهاني ضروري است. عايق بندي ديواره قالب براي جلوگيري از اتلاف سريع دما مي‌تواند مؤثر باشد و اجازه كار طولاني مدت و بيشتري را به ما بدهد.

            چرب كردن سطوح قالب با موادي مناسب و برپايه مواد نفتي ضرورت دارد تا قالب ها به آساني جدا و آزاد گردد. استفاده از ويبراتور خرطومي ضعيف و به مدت كم مي‌تواند مفيد باشد اما افزايش زياد مي‌تواند به جداشدگي بيانجامد.

            لرزاننده‌هاي خارجي و متصل شونده به قالب بصورت مؤثري براي تراكم ديوار بكار رفته است.

 

2-4-5-4- بتن ريزي سطوح و زمينهاي شيبدار

            بتن ريزي روي سطوح شيبدار با محدوديت جدي روبرو مي‌باشد. تجربيات اخير نشان مي‌دهد كه مي‌توان روي سطوحي با شيب 1/2 تا 5/6 درصد را با بتن گوگردي حاوي سنگدانه هاي تيزگوشه و كنترل ويژگي هاي زير بتن‌ريزي نمود.

1-   اگر بتن گوگردي داراي پودر سيليس بعنوان پركننده باشد مي‌توان آنرا روي سطوحي با شيب بيشتر ريخت در حاليكه با استفاده از خاكستر بادي نمي توان اينكار را بخوبي انجام داد. مخلوطهاي حاوي گرد سيليس معمولاً خميري و سفت تر بوده و از سياليت و رواني كمتري برخوردار است.

2-     مشكل روان شدگي و سياليت زياد را مي توان با كاهش ميزان مصرف سيمان گوگردي در مخلوط كنترل نمود.

3-     احتمالاً با كنترل دما نيز مي‌توان به رواني كمتر دست يافت تا بتوان سطح شيبدار را بتن ريزي نمود.

 

2-4-6- تعمير سطوح آسيب ديده

            اگر سطح بتن خوب پرداخت نشده باشد و يا بدلايلي سطح آن آسيب ديده باشد مي‌توان با حرارت دادن اين سطوح مجدداً آنرا پرداخت نمود و سطح مناسبي را بدست آورد. با استفاده از حرارت دهي غير مستقيم مانند لامپهاي مادون قرمز مي‌توان اينكار را بخوبي انجام داد اما بايد در اينكار تسريع بعمل آورد. توصيه مي‌شود از وسايل حرارتي مستقيم و متمركز استفاده نگردد، زيرا حرارت مستقيم و متمركز بر سطح بتن گوگردي سرد و سخت مي‌تواند به بروز ترك بويژه در مقاطع نازك منجر شود.

            مي‌توان حفرات ، فرورفتگي ها و بريدگي ها  و سوراخهاي موجود در سطح بتن را با استفاده از بتن گوگردي ريخته شده و يا حرارت دهي مجدد سطح مزبور اصلاح و پرداخت شود.

 

2-5- درزها و درزگيرها

            درزها براي كنترل ترك خوردگي (‌جمع شدگي ) و انبساط و انقباض حرارتي و اجرائي لازمست موقعيت درزها بايد با ملاحظه نوع كار و ساير ملاحظات مشخص گردد. معمولاً عرض يك قطعه به حدود 2/2 تا7/3 متر بدليل محدوديت در پرداخت محدود مي‌شود.

            فاصله تركهاي جمع‌شدگي معمولاً بر حدود 35 برابر ضخامت دال محدود مي‌شود. تركهاي انقباضي (جمع‌شدگي ) معمولاً 6 تا 9 ميلي متر عرض را دارا مي‌باشد و عمق آن 20 تا 25 درصد ضخامت دال است ( حداقل عمق ) .

            اگر درز اجرائي (ساخت ) در پايان عمليات اجرائي ريختن بتن بكار رود گذاشتن كليه برشي مفيد است اما ضروري نيست درزهاي انبساط معمولاً 10 تا13 ميلي مترعرض دارند تا بتوانند از بروز تنش‌هاي حرارتي در دالها جلوگيري كنند.

            حداكثر فاصله درزهاي انبساط به حدود 18 متري براي مخلوطهاي عادي محدود مي‌شود. اگر مقادير سيمان گوگردي بيش از 18 درصد وزن بتن باشد حداكثر فاصله درزها بايد كاهش يابد. از مواد قيري اشباع شده از الياف كه منطبق با ASTM D 1751 مي‌توان بصورت رضايت بخش استفاده نمود. درزگير انعطاف پذير سازگار با شرايط محيطي طبق ACIS04 ( راهنماي مصرف درزگيرها براي سازه‌هاي بتني ) مي تواند بكار رود اما عمق ماده درزگير در درز نبايد از عرض آن بيشتر شود. در زيراين مواد بايد از پركننده‌هائي استفاده كرد كه مصرف اين ماده در عمق محدود شود (‌فوم‌هاي پلي اتيلن) و ماده درزگير از زير درز نريزد.

 

 

بتن مكيده ( بتن با اعمال خلأ )

Vacuum  Processed  Concrete

 

 

            1- مقدمه و تعاريف

                        همواره كاهش نسبت آب به سيمان به كاهش كارآئي منجر مي شود . سعي وافري بكار رفته است تا براي ايجاد بتن هاي مقاوم تر و با دوام تر بتوان بتن كارآتري را مصرف نمود . امروزه استفاده از    روان كننده ها باعث شده است تا بتن كارآتر شده و كار كردن با آن( ريختن و تراكم ) ساده ترگردد .

            بتن مكيده تنها بتني است كه ابتدا با نسبت آب به سيمان بيشتر آن را در قطعه مي ريزيم و سپس نسبت آب به سيمان آن را با اعمال خلأ و مكيدن آب كم مي كنيم . اين عمل بلافاصله پس از ريختن و تراكم بتن انجام مي شود تا آب اضافي از مجموعه لوله هاي به هم پيوسته پر آب ( بتن اشباع ) توسط مكش ناشي از اعمال خلأ در سطح بتن از قسمتهاي بالائي و تا حدودي قسمتهاي مياني آن خارج گردد . ضمنا مقداري از حبابهاي هواي بتن نيز بدين ترتيب خارج شده و بتن توپرتر مي شود .

 

            2- كاربردها و محدوديت ها

                        با توجه به اصول كلي اين بتن ريزي  و فلسفه بكارگيري آن كاربردها و محدوديت هاي آن ارائه مي شود .

            2-1- كاربردها

                                    بتني كه مكش بر سطح آن اعمال مي شود بخشي از آب خود را از دست داده و علاوه بر سفت تر شدن سريع ، داراي W/C كمتري مي گردد و بويژه سطح آن از مقاومت و دوام بيشتري در برابر عوامل خارجي و محيطي برخوردار مي شود . بنابر اين كاربردهاي زير را مي توان براي آن نام برد . همچنين بايد گفت حفرات سطحي ( مك ) قطعات با اين شيوه حذف خواهد شد .

            2-1-1- اين شيوه در كارخانجات قطعات پيش ساخته بتني براي استفاده بيشتر از قالبها و با دفعات متعددتري در طول روز بكار مي رود به نحوي كه حتي توانسته اند ظرف 30 دقيقه با اين روش قالب يك ستون 4 متري را بردارند . اين امر به اقتصادي تر شدن كار پيش ساخته منجر مي شود زيرا هر چه بتن در قالب بماند هزينه ها براي كارخانه قطعات پيش ساخته بيشتر مي گردد .

            2-1-2- در كليه دالهاي بتني بويژه در راهسازي مي توان اين شيوه را براي بهبود كيفي سطح بتن بكار گرفت .

            2-1-3- در بتن سرريزها و كانالها و لوله هاي آب بر مي توان از اين شيوه استفاده نمود . در اينگونه موارد مقاومت كل قطعه چندان مهم نيست بلكه مقاومت و دوام سطحي در برابر سايش و قلوه كن شدن ناشي از خلأزايي ( Cavitation ) از اهميت زيادي بر خوردار مي باشد .

            2-1-4- اتصال خوب روكش بتني تعميري در رويه راه يا سرريزها و.... با اين شيوه بهتر تأمين        مي گردد .

            2-2- محدوديت ها

                                    هر روشي داراي محدوديت هائي است كه بايد آن را شناخت . اين روش نيز از محدوديت هائي برخوردار است كه با آن آشنا مي شويم .

            2-2-1- استفاده از اين روش مستلزم داشتن وسايل اعمال خلأ و مكشي مي باشد كه تأمين آن گران بوده و از تعمير و نگهداري پر هزينه اي برخوردار است . لذا اين روش در كشورهائي پر طرفدارتر است كه با اين وسايل سروكار بيشتري دارند . كشورهاي اسكانديناوي ( بويژه سوئد ) به دليل تبحر و تجربه در ساخت پمپ و كمپرسورهاي هوا و خلأ كاربرد اين شيوه بتن ريزي را معمول نموده اند  در حاليكه در ايالات متحده امريكا كمتر مورد استقبال قرار گرفته است .

            2-2-2- عمل مكش و كاهش آب به طور نامحدودي انجام نمي شود و معمولا حدي براي كاهش W/C وجود دارد كه به طور كلي يك محدوديت محسوب مي شود .

            2-2-3- همه بتن ها به يك ميزان در اين روش از بهببود برخوردار نميشوند . همچنين وجود برخي مواد پوزولاني و ريز باعث مي شود نتوان به خوبي از اين روش استفاده كرد .

            2-2-4- همه قسمتهاي بتن به يك اندازه بهبود نمي يابند ( هم از نظر مقاومتي و هم از نقطه نظر دوام ) زيرا W/C در همه قسمتها به يك ميزان كم نمي شود . قسمتهاي فوقاني با بخش هاي مياني و تحتاني يك قطعه ( مانند دال ) كاملا متفاوت خواهد بود .

            البته در اين مورد نوع كاربرد ها ممكن است به نحوي باشد كه اين اختلاف كيفيت در قطعه نامطلوب نبوده بلكه خواسته ما نيز همين باشد .

            2-2-5- صرف وقت براي اعمال مكش در قسمت هاي مختلف سطح قطعه از جمله محدوديت هاي مهم مي باشد . در هواي معتدل يا گرم مسئله گيرش بتن بايد به ما اجازه چنين كاري را بدهد زيرا هر چه به زمان گيرش اوليه بتن نزديك مي شويم كار خروج آب با مشكل بيشتري همراه مي گردد .

 

            3- وسايل مورد نياز

                                    در اين روش ما به وسايل زير نياز داريم .

            3-1- پمپ مكش ( خلأ )

                                    يك پمپ خلأ براي اينكه فشاري در حدود 40 تا60 سانتيمتر جيوه داشته باشيم ، لازم است . انتخاب پمپ به محيط فرش خلأ ما بستگي دارد و بايد با اين محاسبات ، پمپ از نظر قدرت و تخليه هوا مشخص گردد . مسلما پمپ ها ممكن است برقي باشند ، بنابر اين تأمين برق ضروري است . اما ممكن است پمپ و كمپرسور با موتور ديزل كار كند .

            با توجه به مصرف بيش از يك فرش خلأ در پروژه هاي با سطح زياد لازم است پمپ يا پمپ هاي متناسب بكار رود .

           

 

            3-2- فرش خلأ ( Vacuum  Mat ) :

                                    براي اعمال خلأ به يك وسيله براي اينكه از سطح بتن هوا و سپس آب تخليه گردد ، احتياج داريم كه بدان فرش خلأ مي گوئيم . اين فرش مربعي يا مستطيلي و با مساحت معمول   1.2  -1 مترمربع است ( طول و عرض حدود 0.9 تا 1.2 است ) . اين وسيله از يك دوره ( قاب ) تشكيل شده كه پارچه يا نمد مخصوص به آن متصل شده است ( مثل يك تابلوي نقاشي ) . اين پارچه يا نمد مخصوص ريز ، به يك توري سيمي ريز متصل است و توري سيمي به يك خرپاي نازك فلزي ( Joist ) وصل مي باشد . همچنين يك پوشش فلزي يا چوبي در بالا داريم كه لوله اي از ميان آن هوا را خارج     مي كند و در انتهاي آن شير فلكه اي قرار دارد . معمولا محيط اين فرش در محاسبات مهم است و لذا آن را زياد بزرگ نمي گيرند تا پمپ بزرگ و گران نشود ( سطح اهميتي ندارد ) . شكل اين فرش خلأ در آخر اين بخش مشاهده مي شود . در كارخانه قطعات پيش ساخته اين فرش به عنوان قالب هم بكار مي رود .

            گاه به جاي استفاده از تخته چند لا در بالاي فرش خلأ ، از يك ورق فولادي انعطاف پذير ( بويژه سطوح داراي انحنا ) استفاده مي گردد . دور ه فرش خلأ داراي يك لاستيك براي هوابندي است و با اعمال فشار روي سطح بتن هوابندي خوبي خواهيم داشت .

            3-3- وسايل ارتباطي مانند لوله هاي صلب و انعطاف پذير ( شيلنگ مخصوص ) به همراه لوازم اتصال مانند بست ها ، آچارهاي مخصوص و ساير لوازم مورد نياز از جمله وسايلي است كه بكار مي رود . با توجه به اينكه به ويژه در كارگاهها لازم است فرش خلأ از تحرك پذيري خوبي برخوردار باشد لذا از شيلنگهاي مخصوص به شدت استفاده مي شود .

 

           

 

 

            4- بتن و مصالح مصرفي :

                        هر روش بتن ريزي نياز به بتن هائي دارد كه با آن روش ، بهتر تناسب دارند در زير به اين موارد  مي پردازيم .

            4-1- كارآئي بتن براي كاربرد اين روش بايد نسبتا زياد باشد . اسلامپ بتن هاي مربوطه معمولا از 5 سانتيمتر بيشتر است زيرا اصولا در اين روش مي خواهيم بتن ريزي سهل و ساده اي را داشته باشيم و به مسئله تراكم چندان بهائي ندهيم و گرنه مي توانستيم از يك بتن سفت با W/C كم استفاده كنيم و آن را با دقت و با وسايل مناسبي متراكم نمائيم .

            4-2- از نظر حداكثر اندازه و بافت دانه بندي بايد گفت بتن هاي با حداكثر اندازه بيشتر و بافت دانه بندي درشت تر بهتر آب خود را پس مي دهند . به هرحال ضوابط ديگر حاكم بر طراحي بتن نيز در اين رابطه تعيين كننده است .

            4-3- بتن هائي با شن و ماسه غلتيده و گردگوشه آب خود را بهتر پس مي دهند و از اين نظر مطلوب تر هستند . به هرحال بهتر است حداقل ، ماسه اين بتن ها گرد گوشه باشد .

            4-4- هر چه بتن پر سيمان تر و داراي مواد ريزدانه تر مانند پوزولانها ، پودر سنگ و گل و لاي بيشتر باشد ، كار خروج آب مشكل تر مي گردد . در واقع هر چه سطح ويژه بتن بيشتر شود آب كمتر پس مي دهد و آن را بيشتر در سطح خود نگه مي دارد .

            4-5- مصرف روان كننده هائي كه لزجت آب را نيز كم كنند مناسب است .

            4-6- براي اينكه بتوانيم در مدت زمان قابل قبولي اين عمل مكش را در تمام سطح بتن ( به ويژه دالهاي بزرگ ) انجام دهيم ، نياز به يك كندگير كننده هم داريم . لذا بهتر است از يك كندگير كننده روان ساز ( روان كننده كندگير ) مثل ليگنوسولفوناتها استفاده نمائيم .

            4-7- استفاده از مواد حبابزا و بتن حبابدار توصيه نمي شود زيرا اين حبابها در اثر مكش خارج  مي شوند و خروج آب را نيز دشوار مي كنند . اصولا بكارگيري هر ماده در بتن كه بتواند خارج شود و يا از خروج آب جلوگيري كند ، توجيه ندارد .

            5- شيوه كار :

                        گفته شد اين شيوه بتن ريزي راه حل تضاد بين ايجاد كارآئي و كاهش W/C را در اجرا ، به نمايش مي گذارد كه در زير بدان مي پردازيم .

            5-1- ابتدا بتن نسبتا شل يا شل خود را در محل مي ريزيم و پس از تراكم و تراز كردن آن با شمشه بدون اينكه آن را ماله كشي كنيم ، در اسرع وقت آماده اعمال خلأ مي شويم . اين كار بايد قبل از سفت تر شدن بتن صورت گيرد .

            5-2- فرش خلأ را بر روي بتن قرار مي دهيم و پس از اتصال به پمپ ، آن را روشن نموده تا مكش اعمال شود و آب بتن خارج گردد . اين عمل معمولا 10 تا 20 دقيقه ادامه مي يابد .

            5-3- پس از پايان كار در يك قسمت ، فرش خلأ را به قسمتهاي مجاور منتقل نموده و عمليات را عينا ادامه مي دهيم . مسلما در صورت وجود فرش خلأ به تعداد زيادتر ، مي توان از آنها استفاده نمود . فرشهاي متعدد باعث تسريع كار شده و از سفت شدن بتن نيز جلوگيري مي شود .

            5-4- بعد از اعمال مكش در هر قسمت ، مي توان آن را با ماله چوبي و سپس فلزي صاف نمود .

            5-5- مكش معمولا تا عمق 15 سانتيمتري مؤثر است و مي تواند آب را تا حدود 20 درصد خارج نمايد . اين خروج آب ممكن است به نشست بتن تا حدود 3 درصد ضخامت منجر شود .

            بديهي است در ابتدا آب بيشتر خارج شده و به تدريج خروج آب از بتن كم مي شود . همچنين  مي توان گفت توزيع ميزان خروج آب در ضخامت قطعه يكسان نيست . افزايش زمان نيز نمي تواند تأثير چنداني بر افزايش خروج آب و بالاتر بردن كيفيت بتن داشته باشد ( به ويژه بيش از 25 تا 30 دقيقه ) .

 

 

 

 

            6- نكات و عوامل مؤثر بر كيفيت كار:

                        در استفاده از اين شيوه بتن ريزي ، بايد گفت برخي نكات و عوامل را بايد ازنظر دور نداشت تا با ديد بهتري كار را به انجام رسانيد .

            6-1- با خارج كردن آب قبل از گيرش اوليه بتن ، نسبت آب به سيمان كاهش مي يابد و در صورت ايجاد تراكم مطلوب و عدم ايجاد فضاي خالي كيفيت بتن از نظر مقاومتي و دوام افزايش مي يابد . مقداري از آب عملا بين حفرات سنگدانه ها و ميلگردهاي كلفت باقي مي ماند و نتيجه مورد انتظار عايد نمي گردد .

            6-2- عليرغم كاهش نسبت آب به سيمان بايد گفت مقاومت و دوام حاصله كمتر از مقاومت و دوام بتني است كه در ابتدا با نسبت آب به سيمان مشابه ريخته شده باشد اما بهرحال بيشتر از حالتي است كه بدون استفاده از اين روش آب بتن خارج گردد . شايد ايجاد برخي حفرات بعد از خروج آب و عدم امكان براي تراكم مجدد دليلي بر اين موضوع باشد . در جدول زير مثالهائي از اين مسئله ديده مي شود . بايد گفت اين جدول براي يك سري بتن هاي خاص تنظيم شده و در هر مورد و با استفاده از طرحهاي اختلاط متفاوت با مصالح ديگر جوابهاي ديگري ممكن است بدست آيد . در يك بتن ، مقاومت 3 روزه               6 مگاپاسكالي با اين شيوه به 12 مگاپاسكال رسيده است .

 

W/C

قبل از اعمال خلأ

W/C

بعد از اعمال خلأ

مقاومت Mpa

 قبل از اعمال خلأ

مقاومت Mpa

 بعد از اعمال خلأ

0.74

0.68

17.5

23

0.71

0.59

15.0

22.5

0.65

0.57

20.5

27

0.6

0.55

29.5

33

 

 

            6-3- مقدار خلأ اعمال شده معمولا در حدود 40 تا 60 سانتيمتر جيوه ( فشار اتمسفر 76 سانتيمتر جيوه در حالت عادي و كنار دريا ) مي باشد . افزايش خلأ ممكن است به خروج و حركت ذرات ريز منجر شود . بنابر اين براي هر بتني با طرحهاي اختلاط متفاوت فشار خلأ خاصي بكار مي رود . بديهي است خلأ بيشتر موجب خروج آب بيشتر ( استعداد خروج آب بيشتر ) مي شود .

            6-4- افزايش سطح ويژه ذرات بتن شامل كاهش حداكثر اندازه ، ريزبافت شدن ، وجود ذرات ريز زياد مانند سيمان ( بويژه سيمان ريز دانه تر و حاوي سرباره و پوزولانهاي خيلي ريز ) و پوزولانها و سرباره ها بويژه ميكرو سيليس ، همچنين پودر سنگ و گل و لاي بيشتر مي تواند كار خروج آب را مشكل كند و خلأ بيشتر و زمان بيشتر براي اين كار لازم است مشروط بر اينكه اين امر شدني باشد .

            6-5- زمان اعمال خلأ نيز يك عامل در جهت افزايش كيفيت كار محسوب مي شود . زمان اعمال خلأ 10 دقيقه تا 30 دقيقه مي باشد كه زمان بيش از 30 دقيقه عملا در مقايسه با هزينه ، اثر چندان را نشان نمي دهد . زمانهاي مطلوب و بهينه 15 تا 25 دقيقه است . مسلما در ابتدا آب بيشتري خارج شده و سپس بتدريج آب خروجي كمتر مي گردد .

            6-6- ايجاد يك فضاي خالي بعد از اعمال مكش بويژه در بتن هاي سفت تر باعث مي شود تا افزايش مقاومت و دوام چندان چشمگير نباشد . لذا به نظر مي رسد ايجاد تراكم و لرزش حين مكش يا بعد از آن بتواند كيفيت كار را به مراتب بهتر كند . تحقيقات و آزمايشهاي گوناگون اين امر را تأييد نموده و همچنين نشان داده است كه لرزش در حين مكش مقدار آب خروجي را تا دو برابر افزايش داده است . لذا دو عامل باعث افزايش كيفيت شده است : يكي كاهش بيشتر آب و ديگري كاهش فضاي خالي ناشي از خروج آب .

            يكي از محققين به نام Garnett در سال 1959 نشان داده كه يك نتيجه بسيار خوب ضمن 20 دقيقه اعمال خلأ وقتي حاصل شده است كه بين زمانهاي 4 تا 8 دقيقه و مجددا بين 14 تا 18 دقيقه لرزش اعمال نموده ايم . اين محقق علاوه بر نمايش صحت نظريه فوق ، نشان مي دهد كه دامنه تحقيقات در برخي كشورها بر روي اين نوع بتن تا چه حد پيشرفته و گسترده شده است .

            6-7- ميزان خروج آب از عمق 15 تا 30 ساتيمتري را در يك مكش معمولي تا 20 درصد ذكر نموده اند و در عمقهاي كمتر خروج آب تا بيش از 30 درصد مي رسد . فشار مكش ، نوع بتن و مصالح آن و ميزان كارآئي و آب اوليه در ساخت بتن در اين زمينه مؤثر مي باشد . ضخامت قطعه نيز بي تأثير نيست و بايدگفت در نزديكي سطح ، آب بيشتري خارج مي شود و كيفيت قسمتهاي سطحي بمراتب بهتر از بخشهاي عميق تر خواهد شد . به هرحال عمق مؤثر را 15 سانتيمتر در نظر مي گيرند و براي قطعات ضخيم پيش ساخته مكش از دو طرف بايد اعمال شود .

            6-8- به طور مثال از يك پمپ خلأ ( مكش ) 22 متر مكعبي در دقيقه ( 800 فوت مكعب در دقيقه ) واقع در فاصله 400 متري از قالب ها با مكش متوسط 50 سانتيمتر جيوه را در سطح 110 متر مربعي ( 1200 فوت مربع ) استفاده نموده اند . همچنين از يك پمپ خلأ 30 متر مكعب در دقيقه براي اعمال خلأ 38 سانتيمتر جيوه در سطح 37 متر مربعي استفاده گرديده و موفقيت آميز بوده است . به هرحال اين پمپها بزرگ بوده و در كارهاي كوچكتر پمپهاي خاص نياز نيست .

            6-9- مسلما گذشت زمان كار خروج آب را مشكل مي كند . ضمنا با خروج آبهاي اوليه بتن  سفت تر شده و عمل خارج كردن آب با مشكل بيشتري همراه مي گردد لذا تسريع در كار همواره بر كيفيت تأثير مثبتي دارد .

 

 

 

 

 

 

 

 

            7- كنترل كيفي بتن :

                                    در هر روش بتن ريزي كنترلهاي كيفي خاصي ممكن است معمول باشد . در اين روش نيز به مقتضاي شكل كار ، كنترلهاي زير بايد اعمال شود .

            7-1- كنترل بتن تازه معمولا با كنترل كارآئي ( اسلامپ ) همراه است . هرچند بايد با كنترل اسلامپ به طرز غير مستقيم به صحت ساخت و درستي نسبت آب به سيمان دست يافت اما اين بتن بعدا دستخوش تغييراتي مي شود . لذا بايد با داشتن طرح اختلاط مشخص و كنترل اين طرح در آزمايشگاه و تحت شرايط مكش ، زمان و ميزان فشار را كنترل نمود و به نسبت آب به سيمان مورد نظر دست يافت و سپس در كارگاه نيز اين اطلاعات را بكار گرفت . به هرحال كارآئي بتن پس از اعمال مكش قابل كنترل نيست مگر اينكه ما بخشي از بتن ريخته شده را پس از اعمال خلأ مجددا برداشته و اسلامپ آن را كنترل كنيم ( در اكثر موارد اين اسلامپ ممكن است بسيار كم يا صفر باشد ) .

            7-2- كنترل كيفي بتن مي تواند  قبل از ريختن  با تهيه  قالب نمونه انجام شود و چندان با ارزش نيست و صرفا مقاومت بتن قبل از اعمال خلأ را بدست مي دهد مگر اينكه روي بتن ريخته شده در يك قالب يا پانل مخصوص ، خلأ را اعمال و از آن مغزه گيري نمائيم و يا بتوان خلأ را دقيقا روي قالب مخصوص اعمال نمود . همچنين مي توان از بتن ريخته شده در قطعه پس از اعمال خلأ و تراكم در سن مقرر مغزه گيري نمود .

            7-3- در اكثر موارد مسئله مقاومت در اين قطعات از اهميت كمتري برخوردار است و لازم است آزمايشهاي سايش و ... را روي سطح آن انجام داد .

 

 

 

 

 

            8 - شكل يك فرش خلأ :

 

 

 

 

            9- منابع و مراجع :

 

1- ACI  Manual  of  Practice         ACI  302

2- Properties  of  Concrete             Neville

3- Concrete  Manual                     USBR - USDI

 

4- اجراي ساختمانهاي بتن آرمه                مهدي قاليبافيان - كاميار سلطاني عربشاهي      

 

 

 

 

 

 

 

 

مشخصات و راهنماي

 بتن خودتراكم (خودتراز)

Self-Compacting Concrete

مشخصات و راهنمايي بتن خود تراكم ( خود تراز )  Con  Self Compacting or Self - Leveling

 

1- مقدمه :

 مهمترين توسعه انقلابي در ساخت و اجراي بتن در چند دهه اخير ، استفاده از بتن هاي خود تراكم  ( خود تراز ) scc ميباشد . در ابتدا عمداً به عدم نياز به مهارت نيروي انساني و مزاياي اقتصادي آن توجه ميگرديد كه ميتوان اين مزايا را بصورت زير فهرست نمود .

 

- اجراي سريعتر

- كاهش نيروي انساني لازم

- پرداخت بهتر سطوح بتني

- جايدهي آسانتر

- محيط كار ايمنتر

- كاهش سر و صدا در غياب لرزش

- آزادي عمل بيشتر در طراحي

- امكان بكارگيري مقاطع نازكتر

- دوام بيشتر

 

اين بتن ابتدا در ژاپن معمول شد و سپس در اروپا بكار گرفته شد . ساخت بتن خود تراكم با بكارگيري فوق روان كننده در بتن امكان پذير گرديد . اين بتنها هم در كارگاه و هم در ساخت قطعات پيش ساخته بكار رفت . بكارگيري اين بتن در كارهاي اجرائي با تحقيقات بيشتر در زمينه ويژگيهاي فيزيكي و مكانيكي همراه شد كه در نتيجه آن محدوده وسيعي از دانش در اين زمينه ايجاد گرديد كه نتايج آن در اين راهنما آمده است اين متن در سال 2002 تهيه شده است اين مشخصات و راهنماي بتن خود تراكم محصول كار EFNARC ميباشد كه در سال 1989 پايه گذاري شده و در واقع يك تشكيلات اروپائي است كه در بريتانيا واقع ميباشد و زير نظر كميته اروپائي بتن CEB , FIB (FTP سابق ) به فعاليت ميپردازد و نتايج كار آن در آينده زمينه ساز استانداردها و آئين نامه هاي اروپائي است .

European Federation & National Trade Associations ...

اين مؤسسه در زمينه بتن پاشي ، كار در تونلهاي داراي خاك نرم و بتن خود تراكم و همچنين تعمير و حفاظت بتن و ساخت كفهاي بتني و مصنوعي فعاليت نموده است و آدرسهاي پستي و پستي الكترونيك و اينترنتي مؤسسه در ذيل آمده است .

 

EFNARCt , Association , House , qq west street , farnhom , surrey Guq TEN

Tel : 00441252739147                fax : 00441252739140     v.k.                       

( پست الكترونيكي مربوط به دبير مؤسسه ميباشد )

در زمينه scc اين مؤسسه از كارهاي انجام شده دانشگاه paisley استفاده نموده است .

 

 

2- محدوده دامنه كاربرد :

 مشخصات اين مؤسسه ، نيازهاي خاص بتن خود تراكم را در زمينه مصالح ، نسبت ها و طرح اختلاط و كاربرد آن ارائه و تعريف ميكند . پيوستهاي موجود ، اطلاعات ارزشمندي را براي طراحان ، سازندگان و بكارگيرندگان آن و همچنين موسسات كارفرمائي و كنترل و آزمايش فراهم مينمايد .

 

 

3- استانداردهاي مرجع :

-1 EN197                          سيمان و تركيبات ، ويژگيها ، معيارهاي قبول و يكنواختي

-1 EN206                          بتن ، مشخصات ، عملكرد ، توليد و يكنواختي

EN450                             خاكستر بادي بتن ، تعاريف ، الزامات و كنترل كيفي

EN934 -2                          افزودنيهاي بتن ، تعاريف و الزامات

EN1008                            آب اختلاط بتن

EN1509001                       الزامات سيستمهاي مديريت كيفيت

EN12350 -1                      آزمايش بتن تازه – نمونه گيري

EN12350 -2                       آزمايش بتن تازه – آزمايش اسلامپ

EN12620                          سنگدانه‌هاي بتن

EN12878                          رنگدانه براي مصالح ساختماني حاوي سيمان

EN13263                          دوده سيلسي بتن – تعاريف و الزامات

 

 

4- تعاريف :

 در اين نوشته ، تعاريف زير بكارگرفته شده است .

 

4-1- مواد كمكي اضافي ( Addition) :

 مواد ريز دانه غير آلي ( معدني ) است كه در بتن براي بهبود خواص آن و دستيابي به خواص ويژه بكار ميرود و چسباندگي از خود بروز ميدهد . اين مواد به دو دسته تقسيم ميشود

-         مواد نسبتاً خنثي و كم اثر ( نوع 1)

-         مواد پوزولاني و هيدروليكي ( نوع 2 )

 

 

4-2- افزودني (Admixture ) :

موادي كه بهنگام اختلاط به مقدار كم به بتن يا اجزاء آن افزوده ميشود تا خواص بتن تازه يا سخت شده را تغيير دهد و اصلاح كند . اين مواد معمولاً درصد كمي از وزن سيمان است .

 

4-3- مواد چسباننده (Binder) :

تركيب سيمان پرتلند و مواد كمك سيماني هيدروليكي يا پوزلاني را مواد چسباننده مينامند .

 

4-4- قابليت رواني محدود شده :

 همان مفهوم قابليت عبور را دارد           Confined Flowability          Passing Ability

 

4-5- قابليت پر كردن ( قابليت رواني محدود نشده ) :

 نشانه قابليت بتن براي جريان يافتن و پر كردن كامل همه فضاي موجود در قالب را تحت وزن خود ، قابليت پر كردن مينامند . Filling Ability

 

4-6- مواد ريز دانه (Fines ) :

 معمولاً همان پودر سنگ ميباشد .

 

4-7- ملات (Mortar ) :

 بخشي از بتن كه شامل خمير (دو غاب ) مواد چسباننده و مواد ريز دانه سنگدانه هاي ريزتر از 4ميليمتر ميباشد .

 

4-8- خمير (Paste ):

 بخشي از بتن شامل پودر ( مواد ريز دانه ) ، آب و هوا ميباشد .

 

4-9- قابليت عبور ( قابليت رواني محدود شده ) :                                 passing ability

قدرت عبور ( جريان ) بتن خود تراكم از يك سوراخ مانند فضاي بين ميلگردها بدون جدا شدگي و انسداد را قابليت عبور يا قابليت رواني محدود شده مينامند .

 

4-10- پودر ( مواد ريزدانه ) powder or fines :

 مواد ريزتر از 125/0 ميليمتر را مواد پودري يا ريز دانه گويند اين مواد ميتوانند شامل بخشي از ماسه هاي ريز نيز باشد .

4-11- بتن خود تراكم (scc ) :

 بتني كه قادر است تحت وزنش روان شده و جريان يابد و قالب را كاملاً پر نمايد ، حتي اگر ميلگرد متراكم و انبوهي وجود داشته باشد و تياز به لرزش ندارد و در اين رابطه همگني خود را حفظ ميكند . 

 

4-12- مقاومت در برابر جدا شدگي ( پايداري ): (stabilitySegregation Resistarce

قابليت بتن خود تراكم براي اينكه در هنگام حمل و ريختن ، مخلوط همگن خود را از دست ندهد .

 

4-13- پايداري (stability ) :

 همان مقاومت در برابر جدا شدگي است .

 

4-14- قابليت جريان غير محدود :

 همان قابليت پر كردن ميباشد .

 

4-15- كارآرائي (Workability ) :

 معياري براي سهولت ريختن و تراكم بتن تازه است اين يك تركيب پيچيده از مفاهيم سياليت ، چسبندگي ، قابليت حمل ، قابليت تراكم (تراكم پذيري ) و چسبناكي ميباشد . ( چسبندگي امري دروني و چسبناكي موضوعي خارجي يا بروني است . (چسبندگي همان Cohesiveness و چسبناكي همان Sticness است .)

 

 

5- الزامات و نيازمنديهاي اجزاء متشكله بتن خود تراكم

 

5-1- كليات :

الزامات اجزاء متشكله بتن خودتراكم بطور كلي مانند الزامات بتن معمولي مندرج در EN206 است . مواد بايد براي مصرف در بتن مناسب بوده و داراي مواد مضره بيش از حد مجاز نباشد تا كيفيت و يا دوام بتن آسيب نبيند و باعث خوردگي ميلگردها نگردد .

 

5-2- سيمان :

 بطور كلي سيمان مناسب منطبق بر مشخصات EN197-1 ميباشد

 

5-3- سنگدانه ها :

سنگدانه ها بايد منطبق بر EN12620 باشد . حداكثر اندازه سنگدانه به كاربرد مورد نظر بستگي دارد و معمولاً به 20 ميليمتر محدود ميشود .

ذرات ريزتر از 125/0 ميليمتر جزو مقدار پودر ( مواد ريز دانه ) محسوب ميگردد . رطوبت سنگدانه بايد دقيقاً اندازه گيري و محاسبه شود و در ساخت بتن منظور گردد تا بتن خود تراكم از كيفيت و نسبت آب به سيمان ثابت برخوردار شود ( به بخش 8 توليد و ريختن مراجعه نماييد . )

 

5-4- آب اختلاط :

 آب اختلاط بايد مناسب و قابل شرب باشد و براي آبهاي تصفيه شده از پسابها بايد طبق EN1008 عمل نمود .

 

5-5- افزودنيها :

 افزودنيهاي مصرفي بايد منطبق بر  EN934 -2:2000شامل پيوست Aباشد . فوق روان كننده ها (روان كننده هاي ممتاز ) جزو ضروري بتن خود تراكم است تا كارآرائي لازم ايجاد گردد . انواع ديگر افزودني ممكنست بكار رود مثلاً مانند مواد اصلاح كننده لزحت Viscosity modifying Agent (vma) براي ايجاد پايداري و عدم جداشدگي يا ماده حبابزا Air Entraining Agent ( AEA) براي بهبود مقاومت در برابر يخبندان و آبشدگي و كندگير كننده براي ايجاد تأخير در گيرش و غيره. VMA در EN934 داراي مشخصات نيست اما بايد منطبق بر الزامات كلي مندرج در جدول 1 اين استاندار باشد عملكرد اين ماده بايد توسط توليد كننده و يا فروشنده مشخص گردد و منطبق بر آن باشد .

5-6- مواد كمكي اضافي ( شامل پر كنندههاي معدني و رنگدانه ها )

 مناسب بودن مواد نوع 1 ( نيمه خنثي ) طبق EN12620 براي مواد سنگدانه پركننده و EN12878 براي رنگدانه ها مشخص ميگردد . مناسب بودن مواد نوع 2 ( پوزلاني يا هيدروليكي ) بايد طبق EN450 براي خاكستر بادي و qr EN13263 براي دوده سيليسي و BS6699 براي سرباره آسياب شده ذوب آهن كنترل شود . بخاطر نيازهاي رئولوژيكي خاص بتن خود تراكم ، مواد كمكي اضافي خنثي يا فعال معمولاً براي بهبود و حفظ كارآرائي بكار ميرود همچنين عيار سيمان بايد با اين مواد تنظيم گردد تا گرمازائي بتن كاهش يابد . مواد كمكي اضافي نوع 2 ( فعال ) بطور مؤثر براي بهبود عملكرد دراز مدت بتن نيز بكار ميرود .

انواع مواد كمكي اضافي عبارتند از :

-         پودرسنگ : پودر سنگ آهك ، دولوميت يا گرانيت ميتواند براي افزايش مقادير پودر بكار رود بخش ريزتر از 125/0 ميليمتر ميتواند مفيدتر باشد . دقت شود تادولوميت ها از خاصيت واكنش زائي با قليائيها برخوردار نباشد زيرا واكنش قليائي – كربناتي ميتواند مضر باشد .

-         خاكستر بادي (Fly Ash ) : خاكستر بادي ماده اي غير آلي و ريز با خاصيت پوزولاني است كه ميتواند براي بهبود خواص بتن خود تراكم به مخلوط اضافه شود . بهر حال ثبات اندازه اي ( ابعادي ) ممكنست تحت تأثير قرارگيرد و بايد كنترل شود .

-         دوده سيليسي ( ميكرو سيليس ) Silica Fume : دوده سيليسي خواص رئولوژيكي و مكانيكي و شيمائي را بشدت بهبود ميبخشد . هم دوام بتن را بالا ميبرد ( بويژه در برابر خوردگي ميلگرد ها )

-         سرباره آسياب شده : سرباره ريز آسياب شده غالباً يك ماده چسباننده هيدروليكي تلقي ميشود كه همچنين ميتواند خواص رئولوژيكي بتن خودتراكم رابهبود بخشد .

-         پودر شيشه آسياب شده : اين ماده بعنوان پر كنندهاند آسياب كردن شيشه هاي بازيافتي بدست مي آيد .     و ذرات اين پودر بايد كمتر از1/0 ميليمتر و سطح ويژه آن بايد بيش از cm2/gr 2500باشد . ذرات بزرگتر ممكنست موجب بروز واكنش قليائي سيليسي گردد .

-         رنگدانه ها : رنگدانه بايد براي مصرف در بتن خود تراكم طبق مشخصات EN12878 باشد .

 

5-7-الياف :

الياف بايد طبق استاندارد ( در حال تهيه ) EN باشد . معمولاً الياف مصرفي از نوع فولادي يا پليمري ميباشد . الياف براي افزايش كيفيت بتن بكار ميرود . الياف فولادي معمولاً براي بهبود خواص مكانيكي بتن مانند مقاومت خمشي و طاقت يا چقريگي (Toughness ) بكار ميرود الياف پليمر مكنست براي كاهش جداشدگي و جمع‌شدگي و جمع‌شدگي خميري يا افزايش مقاومت در برابر آتش سوزي بكار ميرود . سهولت اختلاط و جايدهي طبق روش مورد نظر بايد با آزمايش كارگاهي مورد بررسي و تأئيد نظارت قرار گيرد زيرا ممكنست در اين رابطه مشكلاتي را بوجود آورد ( بويژه در مورد الياف فولادي اين امر از اهميت برخوردار ميباشد )

 

 

6-الزامات و نيازمنديهاي بتن خودتراكم :

6-1- محدوده كاربرد :

 بتن خود تراكم ميتواند در قطعات پيش ساخته يا در جا بكار رود . اين بتن ميتواند بصورت بتن آماده يا ساخته شده در كارگاه باشد و بتن آماده بوسيله تراك ميكيسر در كارگاه تحويل ميگردد اين بتن ميتواند به كمك پمپ يا وسيله ديگر در سازههاي افقي و قائم بكار رود . در طراحي مخلوط ، اندازه و شكل سازه ، اندازه و تراكم و انبوهي ميلگردها و پوشش بتني روي آن بايد در نظر گرفته شود . همه اينها برروي طرح اختلاط بتن خود تراكم و مشخصات خاص آن اثر ميگذارد . بخاطر خصوصيات رواني و جريان بتن خود تراكم نميتوان آنرا با سقوط آزاد در قالب ريخت مگر اينكه از طريق يك لوله ريخته شود .

بتن خود تراكم اين امكان را فراهم نموده است تا سازههاي بتني را با كيفيتي ايجاد نمائيم كه امكان توليد آن با بتن معمولي وجود نداشته است .

 

6-2- الزامات و نيازمنديها :

 بتن خود تراكم بايد به نحوي طراحي شود تا الزامات EN206 را برآورده سازد . اين الزامات شامل وزن مخصوص ، رشد مقاومت ، مقاومت نهائي و دوام ميباشد . بدليل مصرف پودر زياد ، بتن خود تراكم خواص جمع شدگي خميري را خزشي بيش از بتن معمول را از خود نشان ميدهد . اين موارد بايد در هنگام طراحي و تعيين مشخصات بتن خود تراكم در نظر گرفته شود . دانش امروزي در مورد اين خواص محدود است و نياز به تحقيقات بيشتري در اين رابطه احساس ميگردد . در شروع نگهداري و عمل آوري از بتن خود تراكم بايد دقت بيشتري را ملحوظ داشت و عمليات را سريعتر آغاز نمود . كار آئي بتن خود تراكم از بيشترين كارآئي مندرج در EN206 بيشتر و بالاتر است و ميتوانند با خواص زير مشخص گردد .

-         قابليت پر كردن ( قابليت جريان رواني غير محدود )

-         قابليت عبور ( قابليت جريان يا رواني محدود شده )

-         مقاومت در برابر جداشدگي ( پايداري )

بتني را ميتوان خود تراكم تلقي نمود كه الزامات مربوط به اين سه خاصيت را برآورده سازد .

 

6-3- روشهاي آزمايش كارآئي :

آزمايشهاي مختلف متعددي ابداع شده تا خصوصيات رواني بتن خودتراكم را مشخص نمايد . تا كنون هيچ آزمايش واحد يا تركيبي نتوانسته است مورد تأئيد گسترده جهاني قرار گيرد و هر يك هواداران خاص خود را دارا هستند . همچنين هيچ آزمايشي ابداع نشده كه بتواند همه ابعاد و مفاهيم كارآئي را به نمايش گذارد و معمولاً اينكار با بيش از يك آزمايش انجام ميگردد .

روشهاي آزمايش براي مشخص نمودن ابعاد مختلف كارآئي در جدول 1و2 ارائه شده است شرح آزمايش در پيوست وجود دارد .

 

جدول 1- فهرست آزمايشهاي خواص كارآئي بتن خودتراكم

رديف

نام آزمايش كارآئي

خاصيت و ويژگي مورد آزمايش

1

اسلامپ فلو با مخروط آبرام

قابليت پر كردن

2

T50cm اسلامپ فلو

قابليت پر كردن

3

حلقه J

قابليت عبور

4

قيفV

قابليت پر كردن

5

قيف V در T5MIN

پايداري در برابر جداشدگي

6

جعبه L

قابليت عبور

7

جعبه U

قابليت عبور

8

جعبه پر كردن

قابليت عبور

9

پايداري شبكه GTM

پايداري در برابر جداشدگي

10

روزنه سنجي Orimet

قابليت پر كردن

 

 

براي طرح اختلاط اوليه بتن خود تراكم هر سه نوع جنبه كارآئي بايد مورد ارزيابي قرار گيرد تا مطمئن شويم كه همه اهداف مورد نظر بر آورده شده اند . يك آزمايش بزرگ مقياس ( واقعي ) بايد انجام گيرد تا مشخصات بتن خودتراكم طرح منتخب براي كاربرد خاص تأئيد گردد .

براي كنترل كيفي كارگاهي ، دو نوع آزمايش معمولاً براي كنترل توليد كافي است . تركيب هاي معمول عبارتند از آزمايشهاي اسلامپ فلو ( جريان اسلامپ ) و قيف v يا جريان اسلامپ و حلقه J . حتي اگر فرد مجربي اين آزمايشها را انجام دهد ، يك آزمايش نيز ميتواند كافي باشد .

 

جدول 2- خواص كارآئي بتن خودتراكم و روش آزمايش مورد نظر

خاصيت

روش آزمايش

آزمايشگاهي ( طرح مخلوط )

روش آزمايش كارگاهي

( كنترل كيفي )

اصلاح آزمايش با توجه به حداكثر اندازه سنگدانه

قابليت پر كردن

1-جريان اسلامپ

2-T5ocجريان اسلامپ

3-قيف V

4-سنجش روزنه orimet

جريان اسلامپ T5O جريان اسلامپ قيف V سنجش روزنه Orimet

نياز ندارد

حداكثر 20 ميليمتر

قابليت عبور

5- جعبه L

6- جعبه U

7- جعبه پر كردن

حلقه J

سوراخهاي مختلف در جعبه L و جعبه U و حلقه J

پايداري جدا شدگي

8- پايداري شبكه GTM

9- قيفV در T5min

پايداري شبكه GTM

قيفVدر T5min

نياز ندارد

 

 

6-4- معيار كارآئي براي بتن تازه خود تراكم :

 الزامات مربوط به اين نوع بتن بايد در زمان جايدهي بر آورده شوند . بنابراين تغييرات محتمل در كارآرائي به هنگام حمل بايد در زمان توليد مد نظر قرار گيرد . ملاكها و معيارهاي قبول بتن خودتراكم از نظر كارآئي در جدول 3 آماده است و براي حداكثر اندازه سنگدانه كمتر از 20 ميليمتر معتبر ميباشد .

 

جدول 3 – معيارهاي قبول بتن خودتراكم از نظر كارآئي

رديف

روش آزمايش

واحد

محدوده مقادير قابل قبول

حداقل

حداكثر

1

جريان اسلامپ با مخروط آبرام

ميليمتر

650

800

2

T50cm جريان اسلامپ

ثانيه

2

5

3

حلقه J

ميليمتر

0

10

4

قيف V

ثانيه

6

12

5

افزايش زمان ، قيف V در T5min

ثانيه