علل موثر بر دوام يا خرابي بتن جداول

علل موثر بر دوام يا خرابي بتن جداول

همه عوامل زير از يك درجه اهميت برخوردار نيستند و سعي نمي شود در بخش هاي مختلف، ترتيب اهميت عوامل حفظ شود. عوامل موثر را مي توان در سه بخش اجزاء مصرفي، نسبت هاي اختلاط و نحوه ساخت و اجرا        تقسيم بندي نمود.

2-1- عوامل وابسته به اجزاء مصرفي

اجزاء مصرفي بتن عبارتند از سيمان، سنگدانه، آب، افزودني و الياف

2-1-1- سيمان

          نحوه تأثير عامل كيفيت سيمان در خرابي هاي مختلف يكسان نيست. به هر حال با نظر گرفتن بسياري از عوامل خرابي اصلي جداول بتني، سيمان هاي أميخته مي تواند از اولويت بيشتري برخوردار باشند.

          سيمان هاي پرتلند پوزولاني معمولي و ويژه، سيمان هاي پرتلند سرباره اي بسيار مناسب هستند اما مقاومت اوليه كمتري داشته و عمل آوري بيشتري را مي طلبند. دليل اين امر ايجاد ژل در طول زمان مي باشد و به ويژه در سيمان هاي حاوي پوزولان، بلورهاي درشت آهك به تدريج مصرف مي شود و در مجموع نفوذپذيري و فضاي خالي كم مي گردد.

          سيمان هايي با C3A نه چندان زياد مثلاً كمتر از 8 درصد و داراي C3S كمتر از 50 درصد مي تواند سيمان پرتلند را در مجموع مطلوب تر نمايد. سيمان هاي نوع 2 كارخانه هاي ايران معمولاً داراي چنين ويژگي هايي مي باشد. مواردي همچون مقاومت مكانيكي خمير سيمان، ريزي سيمان، انبساط و ساير موارد تأثير قابل ملاحظه اي در عمل ندارند. در مواردي كه واكنش زايي سنگدانه ها با قليايي ها را داريم محدود كردن معادل قليايي سيمان به 6/0 درصد كاملاً موثر است. بكارگيري سيمان فاسد كه مدت زيادي از انبار كردن آن در شرايط نامطلوب گذشته باشد و كلوخه نيز شده باشد مي تواند به كاهش مقاومت و دوام آن منجر شود. لذا توجه به انبار كردن سيمان ضروري است.

 

2-1-2- سنگدانه

          تأثير سنگدانه در دوام بتن سال ها مورد بحث قرار گرفته است اما از پيچيدگي زيادي برخوردار مي باشد. نوع و جنس سنگدانه، كيفيت سنگدانه از نظر دوام در برابر عوامل جوي، ظرفيت جذب آب سنگدانه، بافت سطحي، شكل سنگدانه، حداكثر اندازه سنگدانه، بافت دانه بندي، مواد ريزدانه و مواد آلي و تا حدودي كلوخه هاي پودر شونده و     زغال سنگ به همراه ميزان املاح موجود در دوام موثرند.

  • نوع و جنس سنگدانه

معمولاً در آيين نامه به جنس سنگدانه (منشأ و نحوه پيدايش، كاني هاي موجود) نمي پردازند مگر اين كه در واكنش زايي با قليايي ها موثر باشد. سنگدانه هايي كه طبق استانداردها و آيين نامه ها و ضوابط موجود قابل مصرف باشند، هرچند از كيفيت يكساني در برابر خرابي هاي مختلف مانند يخبندان و آتش و غيره برخوردار نيستند، اما چندان مورد بررسي قرار نمي گيرند.

به هر حال كنترل سنگدانه ها از نظر واكنش زايي بايد با آزمايش هاي پيش بيني شده و سنگ نگاري صورت گيرد.    

  • كيفيت سنگدانه از نظر دوام در برابر عوامل جوي

سنگدانه ريز و درشت در آزمايش افت وزني در برابر سولفات منيزيم و يا سديم مورد آزمايش قرار مي گيرد و در صورت تأييد قابل مصرف است؛ اما هنوز نمي توان با قاطعيت گفت كه اين آزمايش از اعتبار زيادي برخوردار مي باشد. به هر حال سوابق سنگدانه ها در برابر يخبندان به ويژه وقتي در بتن بوده است بايد مورد بررسي قرار گيرد. بهتر است سنگدانه موجود در بتن مورد آزمايش قرار گيرد نه جدا از بتن.

  • ظرفيت جذب آب سنگدانه ها

هر چند ممكن است تحقيقاتي اثر ظرفيت جذب آب سنگدانه ريز و درشت را بر دوام بتن در برابر عوامل خرابي مختلف مورد بررسي قرار داده باشد؛ اما هنوز حداكثر مجاز ظرفيت جذب آب در آيين نامه ها و استانداردهاي اروپايي و امريكايي منظور نشده است. آبا در برخي شرايط محيطي و اجرايي حداكثر 5/2 درصد را براي شن و 3 درصد را براي ماسه منظور كرده است كه رعايت آن ضرري ندارد.

به كمك سنگدانه هايي با جذب آب زياد، بتن هايي بادوام در برابر عوامل جوي و يخبندان ساخته اند كه نسبت آب به سيمان آن ها كم بوده است.

سنگدانه هايي با جذب آب خيلي كم (مثلاً كمتر از 1 درصد) نيز ممكن است چندان مطلوب نباشد.

  • بافت سطحي

تأثير بافت سطحي بر كيفيت مقاومتي و دوام بتن به اثبات رسيده است. هر چه سطح سنگدانه ها زبرتر باشد (به ويژه درشت دانه ها) اتصال خمير سيمان به سنگدانه بهتر است و نفوذپذيري كمتر مي باشد. متأسفانه تا كنون نوع بافت سطحي به صورت كمي بيان نشده و آزمايش استاندارد و معمول براي آن وجود ندارد. بنابر اين معياري براي قبول يا رد در استانداردها و آيين نامه ها مطرح نشده است.

 

 

  • شكل سنگدانه

سنگدانه ها به دو شكل حجيم و غير حجيم وجود دارد. شكل هاي غير حجيم (پولكي، سوزني و كشيده) مطلوب نيستند و علاوه بر كاهش مقاومت و كارآيي، دوام را نيز كم مي كنند. در آبا پولكي بودن و سوزني بودن سنگدانه هاي درشت تر از 35/6 ميلي متر محدود شده است و براي ماسه هنوز روش آزمايشي وجود ندارد. به هر حال در مسئله مقاومت و دوام اهميت پولكي بودن و كشيده بودن ذرات درشت بيشتر است.

در اشكال حجيم، طيف شكل سنگدانه ها از حالت كاملاً گردگوشه تا كاملاً تيزگوشه تغيير مي كند. هرچند در هيچ استاندارد و آيين نامه اي محدوديتي براي گردگوشه گي و تيز گوشه گي سنگدانه بتن معمولي وجود ندارد اما تحقيقات نشان مي دهد به ازاء نسبت آب به سيمان يكسان، شن شكسته و تيز گوشه از نظر مقاومت و دوام بهتر از شن گردگوشه غلتيده است.

در مورد سنگدانه هاي ريزتر از 3-5/2 ميلي متر نقش تيزگوشه گي در مقاومت محسوس نيست اما ممكن است به كاهش نفوذپذيري منجر شود ولي معمولاً ماسه شكسته و تيزگوشه به دليل مشكلات حاصله در امر كارآيي و افزايش سيمان مصرفي به ازاء نسبت آب به سيمان و كارآيي يكسان توصيه نمي شود.

  • حداكثر اندازه سنگدانه

امروزه با توجه به تأييد نظريه ناحيه انتقالي (وجه مشترك خمير سيمان و سنگدانه) به نظر مي رسد افزايش حداكثر اندازه سنگدانه موجب افزايش ضخامت اين ناحيه شده و ضعف بيشتري در مرز مشترك سنگدانه و سيمان بوجود مي آيد كه كاهش مقاومت و افزايش نفوذپذيري و در نتيجه كاهش دوام را به همراه مي آورد.   به هر حال به نظر مي رسد محدود كردن حداكثر اندازه سنگدانه به حدود 20 ميلي متر براي بهبود دوام بتن هاي مورد بحث بي تأثير نباشد. كاهش جدا شدگي، آب انداختن و جمع شدگي از مزاياي كاهش حداكثر اندازه است. هر چند براي بتن هاي غير مسلح محدوديت خاصي به جز محدوديت هاي هندسي تعيين نشده است.

افزايش سطح ويژه و سطح تقيد براي خمير سيمان را نيز مي توان عاملي ديگر در بهبود مقاومت و دوام دانست.

 

 

 

 

  • بافت دانه بندي

سال ها تصور مي شد بافت درشت براي بهبود مقاومت مناسب است. امروزه بافت ريزدانه را براي افزايش مقاومت و دوام و كاهش نفوذپذيري توصيه مي كنند. به جز افزايش سطح ويژه و كاهش ضخامت متوسط ناحيه انتقالي، كيفيت نما بهبود يافته و كارآيي ضمن كاهش رواني بهتر مي شود و آب انداختن و جمع شدگي و    جدا شدگي كمتر مي گردد.

  • مواد زيان آور سنگدانه

مواد گذشته از الك شماره 200، كلوخه هاي رسي و دانه هاي پودر شونده سست، مواد آلي و نمك هاي مضر از جمله اين مواد هستند.

همه اين ها بيش از آن كه بر مقاومت موثر باشند، بر دوام تأثير دارند. محدود كردن مواد گذشته از الك شماره 200 در شن و ماسه به ويژه موادي كه به سطح شن ها چسبيده باشند، مهم است. اما بايد دانست بكارگيري آزمايش ارزش ماسه اي براي سنگدانه ريز مي تواند گمراه كننده باشد و امروزه در استانداردها و آيين نامه هاي معتبر، معيار خاصي براي قبول و يا رد ماسه از اين نظر مطرح نشده است. مواد گذشته از الك شماره 200 به ويژه اگر رسي باشند، انبساط و انقباض ناشي از تري و خشكي را افزايش مي دهند. حتي ذرات لاي نيز مي توانند در يخبندان و آبشدگي مضر باشند اما ماسه ريز مشكلي را ندارد.

مواد ريزدانه، ميزان آب لازم براي ايجاد رواني معين را افزايش مي دهند و در صورت عدم كنترل نسبت آب به سيمان به كاهش كيفيت مقاومتي منجر مي شود. در استانداردها و آيين نامه ها محدوديت مواد ريزدانه پيش بيني شده است به ويژه وقتي سنگدانه ها از شكستن حاصل شده باشند، ميزان مواد ريزدانه ماسه حتي تا 16% داده شده است مشروط بر آن كه رس و شيل آن ناچيز باشد.

مواد آلي از نظر دوام مشكل زا هستند و خوشبختانه كمتر در ايران موضوعيت دارد. مصالح مشكوك با آزمايش رنگ سنجي و مقايسه مقاومت 7 روزه ملات حاوي ماسه مشكوك و ملات حاوي ماسه شسته شده با محلول سود سوز آور 3 درصد كنترل مي شود.

نمك هايي همچون سولفات ها در بتن اوليه و سنگدانه بايد كنترل گردد اما براي بتن غير مسلح جداول بتني نمك هاي كلريدي چندان مهم نيستند مگر اين كه با حركت نم و تبخير آن، املاح به سطح رفته و پوسته شدگي ناشي از تبلور نمك ها و افزايش مقدار آن مطرح باشد.

مقادير ذرات سست، كلوخه هاي رسي، ذرات سبك و زغال سنگ بايد كنترل شود زيرا بر مقاومت، دوام و نفوذپذيري، انبساط و انقباض بتن اثر مي گذارد.

2-1-3- آب

          وجود مواد آلي به ويژه چربي ها و مواد قندي، هم چنين سولفات ها مي توانند تأثير بدي را بر دوام باقي گذارند. املاح ديگري نيز وجود دارند كه خطر آفرين هستند اما عملاً در اكثر آب ها وجود ندارند. به هر حال كنترل آب ضروري است.

2-1-4- افزودني ها

          بسته به نوع توليد بتن و اجرا ممكن است از مواد زودگيركننده، كندگيركننده، روان كننده و مواد حبابزا استفاده شود. مواد افزودني پودري معدني مانند انواع پوزولان ها، سرباره و پودر سنگ نيز از جمله اين مواد است. مواد پليمري نيز از جمله مواد افزودني مي باشد.

  • مواد زودگير كننده در كار پيش ساختگي و در هواي سرد بكار مي رود. بايد دانست در بسياري موارد اين مواد مي توانند تا حدودي از مقاومت دراز مدت و دوام كم كنند. لذا بهتر است در شرايط عادي از اين مواد استفاده ننمود.
  • مواد كندگيركننده در شرايطي استفاده مي شود كه بين ساخت و ريختن بتن فاصله زماني زيادي باشد و معمولاً در ساخت جداول بتني اين امر موضوعيت ندارد. براي قطعه پيش ساخته نيز كاربرد اين مواد جذابيت خاصي در بر ندارد ولي مواد كندگيركننده مناسب، اكثراً به افزايش مقاومت دراز مدت و دوام منجر مي شوند.
  • روان كننده ها (كاهنده آب) از نوع معمولي يا قوي در صورتي كه به كاهش آب و نسبت آب به سيمان منجر شود، مي تواند بسيار مفيد باشد. به هر حال اين مواد مي توانند بين 7 تا 35 درصد (بسته به نوع ماده و ميزان مصرف) از آب كم نمايند كه بسيار موثرند و دوام و مقاومت را بالا مي برند. امروزه با كاهش قيمت اين مواد حتي در مواردي كاهش مصرف سيمان را مي توان با ثابت نگهداشتن كارآيي و نسبت آب به سيمان در دستور كار قرار داد بدون اين كه بتن گران تري را توليد كنيم.
  • مواد حبابزا در واقع يكي از مهم ترين و كارآترين مواد افزودني در افزايش دوام و كاهش نفوذپذيري مي باشند و به ويژه در شرايط يخبندان و آبشدگي به شدت دوام را بالا مي برد. ميزان مصرف اين مواد عملاً 05/0 تا 1/0 درصد وزن سيمان است و هزينه ساخت بتن را در هر متر مكعب در حدود 5000-2500 ريال افزايش مي دهد كه كم هزينه ترين افزودني مي باشد. وجود 5 تا 7 درصد حباب هوا در بتن معمولي، مي تواند باعث شود بتن چرخه هاي متعدد يخبندان و آبشدگي را به سلامت پشت سر گذارد و آزمايش ها نشان داده است كه اگر اثر مصرف حبابزا و توليد بتن حبابدار بيشتر از كاهش نسبت آب به سيمان نباشد، كمتر از آن نيست.

كنترل ميزان درصد حباب در كارگاه، حساسيت حباب هاي ايجاد شده در صورت تغيير بافت دانه بندي و ذرات و مواد ريز و دماي هوا و بتن و برخي معطلي ها و تراكم بيش از حد از مشكلات مصرف اين مواد در كشور ما مي باشد كه به نحوي بايد بر اين مشكلات غلبه كرد و مانند ساير كشورها مصرف آن را رايج نمود.

 

كاهش آب انداختن، كاهش جداشدگين كاهش جمع شدگي و كمك به رواني و كارآيي از جمله مزاياي اين ماده است اما كاهش مقاومت به ازاء نسبت آب به سيمان ثابت از معايب اين افزودني است اما در جداول بتني اين امر نمي تواند مشكلي به حساب آيد. روان كنندگي و كاهندگي آب از جمله خواصي است كه مي تواند        تا حدودي اين عيب را جبران كند. كاهش انبساط مخرب در صورت واكنش زايي سنگدانه ها با قليايي ها و كاهش نفوذ آب هاي حاوي مواد شيميايي مضر و آب هاي اسيدي از جمله مزاياي اين ماده است و هم چنين دامنه انبساط و انقباض بتن در تري و خشكي كم مي شود.

يكي از مزاياي مهم بتن حبابدار آن است كه حركت نم را كنترل مي كند و اين امر به دوام بيشتر كمك شاياني مي كند.

  • مواد ريزدانه پودري معدني شامل پوزولان ها، سرباره ها و مواد پركننده خنثي (پودر سنگ) مي باشد.

پوزولان ها اعم از طبيعي و مصنوعي مي توانند دوام بتن را بهبود بخشد و در شرايط يخبندان و آبشدگي بتن نفوذناپذيرتر و با دوام تري را بوجود آورند. هر چند مصرف دوده سيليسي مزاياي زيادي دارد اما در قطعه بتن غير مسلح جداول توصيه نمي شود زيرا هزينه ها را به شدت بالا مي برد. دوده سيليسي علاوه بر هزينه مصرف آن نياز به مصرف فوق روان كننده دارد كه موجب افزايش جدي هزينه ساخت بتن مي گردد. افزايش دوام در برابر حمله همه انواع سولفات ها با دوده سيليسي هنوز محل ترديد است اما انبساط مخرب ناشي از واكنش زايي برخي سنگدانه ها با قليايي ها را مهار مي كند. آب انداختن را به شدت كم نموده و جداشدگي را كم مي كند اما   جمع شدگي را كاهش نمي دهد و حتي ممكن است آن را افزايش دهد. از آن جا كه خاكستر بادي در ايران نداريم به خواص آن نمي پردازيم. پوزولان هاي طبيعي آماده در ايران نداريم. خاكستر پوسته برنج اگر در ايران به صورت صنعتي توليد شود، بسيار موثر است اما به دوده سيليسي از نظر هزينه شباهت دارد. متاكائولن نيز اگر توليد شود مفيد خواهد بود. در مورد پوزولان هاي طبيعي مي توان مباحث سيمان آميخته پوزولاني را دنبال نمود.

سرباره با درصد زياد (مثلاً 40 تا 60 درصد جايگزيني با سيمان) مي تواند مفيد باشد اما سرباره به عنوان افزودني در ايران قابل تهيه نيست و سرباره موجود در ايران نيز چندان مناسب نمي باشد.

پودر سنگ سيليسي (كوارتزي) و آهكي نرم به عنوان خميري كننده و پركننده بدون اين كه فعاليت پوزولاني و واكنش زا داشته باشد، مي تواند بتن را در برابر برخي شرايط مخرب و مهاجم كمك نمايد اما مشخص نيست آيا دوام در برابر يخبندان را بالا مي برد يا خير. اين مواد ممكن است باعث حركت بيشتر نم و افزايش ارتفاع نم موئينه شود، هر چند آب بندي بهتري را با اين مواد خواهيم داشت.

 

 

 

 

 

  • مواد پليمري مي تواند به كاهش نفوذپذيري منجر شود و حركت نم موئينه را مهار كند اما مصرف آن به دليل گراني در ساخت جداول بتني معمول نيست. اين مواد معمولاً به ميزان 10 درصد وزن سيمان مصرف مي شود و بسيار پر هزينه خواهد بود.

2-1-5- الياف

          در جداول بتني امكان مصرف الياف پلي پروپيليني وجود دارد. هزينه مصرف آن در هر متر مكعب بتن بين 35000-25000 ريال است. مقاومت خمشي و كششي بهبود مي يابد و ممكن است بتوان ترك ها را كنترل نمود و به حداقل رساند و به نوعي دوام بتن را بالا برد زيرا مي تواند جمع شدگي را در بتن عملاً كم كند.

2-2- نسبت هاي اختلاط

نسبت آب به سيمان، عيار سيمان يا نسبت سنگدانه به سيمان از جمله عوامل موثر بر دوام بتن است.

2-2-1- نسبت آب به سيمان

          به جز مصرف مواد حبابزا شايد هيچ عاملي با كاهش نسبت آب به سيمان در افزايش دوام برابري نمي كند. با كاهش نسبت آب به سيمان مجموع فضاي خالي در هر زمان كمتر خواهد بود، نفوذپذيري كم شده و مقاومت و دوام افزايش مي يابد. دوام در برابر عوامل شيميايي مختلف و يخبندان و آبشدگي، واكنش زايي برخي سنگدانه ها با قليايي ها و انواع انبساط و انقباض ها و احتمالاً حركت نم و افزايش ميزان بلور نمك بهبود مي يابد.

 

 

 

          راه حل كاهش نسبت آب به سيمان معمولاً با كاهش مقدار آب يا افزايش سيمان همراه است. كاهش مقدار آب با ثابت نگهداشتن سيمان راه حل موثرتري است. در صورت كاهش رواني با مصرف روان كننده ها مي توان به نتيجه رسيد. هر چند افزايش حداكثر اندازه سنگدانه، درشت كردن بافت دانه بندي و گردگوشه گي در مصالح منجر به كاهش آب  مي شود اما معمولاً به دلايل گفته شده بكارگرفته نمي شود (به جز مصرف ماسه گردگوشه).

          كاهش رواني بتن وسايل تراكمي خاص را مي طلبد و امروزه اين وسايل بكار گرفته مي شود. مصرف روان كننده ها نيز حائز اهميت است و قبلاً تشريح شد. در روش بتن مكيده سعي مي شود بتني با نسبت آب به سيمان بيشتر را در قالب ريخته و سپس آب آن تا حدودي مكيده شود تا نسبت آب به سيمان كم گردد و تعارض كارآيي و كاهش آب از بين برود.

          روش استفاده از بتن با سنگدانه پيش آكنده نيز براي كاهش آب مصرفي و سيمان وجود دارد كه سابقه بكارگيري در ساخت چنين قطعاتي ندارد.

          كنترل نسبت آب به سيمان در كارگاه هاي ما با كنترل اسلامپ و كارآيي صورت مي گيرد اما اگر بتن سفت داشته باشيم لازم است از V-B استفاده شود.

 

 

 

 

تأثير نسبت آب به سيمان بر مقاومت در برابر يخ زدن و آب شدن بتني كه به مدت 14 روز به صورت مرطوب عمل آمده و سپس به مدت 76 روز در رطوبت نسبي 50 درصد نگهداري شده است

          افزايش سيمان با ثابت نگهداشتن آب به كاهش نسبت آب به سيمان منجر مي شود اما علاوه بر غير اقتصادي بودن، مشكلاتي را از نظر دوام بوجود مي آورد. افزايش جمع شدگي و ترك هاي موئينه از جمله اين مشكلات است زيرا افزايش خمير سيمان را خواهيم داشت.

          كاهش نسبت آب به سيمان تا كمتر از 32/0 دوام در برابر يخبندان را به شدت بالا مي برد. به هر حال نسبت آب به سيمان كمتر از 45/0 براي جداول مورد نياز است. حتي با مصرف حبابزا ممكن است بتوان نسبت آب به سيمان را به 50/0 رسانيد.

2-2-2- عيار سيمان يا نسبت سنگدانه به سيمان

          تجربه نشان داده است كه با افزايش عيار سيمان يا كاهش نسبت سنگدانه به سيمان كيفيت مقاومتي و دوام دچار مشكل مي گردد. هر چه سنگدانه بيشتر و خمير سيمان كمتر شود ثبات حجمي بتن تأمين مي شود و نفوذپذيري نيز كم   مي شود زيرا ميزان خلل و فرج در مجموع كاهش مي يابد.

          به همين دليل كاهش آب و كاهش سيمان در كنار هم از مطلوبيت زيادي برخوردار است كه با كاهش كارآيي يا مصرف روان كننده ها حاصل مي گردد.

         به هر حال حداقل مصرف سيمان نيز براي ايجاد لايه چسباننده سنگدانه ها توصيه مي شود.

2-3- نحوه ساخت و اجرا

عواملي همچون جداشدگي، آب انداختن، گيرش، دماي بتن، شرايط محيطي، تراكم، پرداخت و عمل آوري  مي تواند در دوام بتن به شدت موثر باشد كه بدان مي پردازيم.

با مصرف مصالح مناسب و نسبت هاي مطلوب ممكن است بتن ساخته شده بدي را داشته باشيم و بايد به اجرا توجه كرد.

2-3-1- جداشدگي

عامل بسياري از اشكالات در بتن ريزي هايي كه در ايران وجود دارد، جداشدگي است. جداشدگي از انبار كردن سنگدانه ها شروع مي شود و در طول عمليات اجرايي همچون تخليه مخلوط كن، حمل، ريختن در قطعه، جايدهي و تراكم حاصل مي شود.

افزايش نفوذپذيري در مناطق كم ملات و كم شيره و منطقه پر ملات و پر شيره امري طبيعي است.

با كاهش استعداد جداشدگي در بتن و رعايت اصول صحيح حمل و ريختن و جايدهي مي توان جداشدگي را به حداقل رسانيد. با كاهش اسلامپ، كاهش حداكثر اندازه سنگدانه، ريز بافت كردن دانه بندي، مصرف سنگدانه تيز گوشه، مصرف سنگدانه زبرو كاهش نسبت آب به سيمان مي توان جداشدگي را كم كرد. بكارگيري افزودني هاي معدني و حبابزا مي تواند جداشدگي را كم كند. هر چند افزايش سيمان جداشدگي را كم مي كند اما به دليل افزايش جمع شدگي و ايجاد هزينه بيشتر امري مطلوب محسوب نمي شود.

2-3-2- آب انداختن

آب انداختن في نفسه امري نامطلوب نيست و به خود نگهداري از بتن منجر مي شود اما در صورت عدم توجه به روش صحيح پرداخت سطح بتن مي تواند مشكل زا باشد. در جداول بتني معمولاً اين امر مشكل جدي بوجود نمي آورد.

به هر حال با كاهش استعداد آب انداختن بتن مي توان به نتيجه رسيد ولي كم كردن شديد آب انداختن ممكن است در شرايطي كه هوا گرم و خشك است و باد مي وزد، ترك هاي سطحي را افزايش دهد.

2-3-3-گيرش

در صورتي كه بتن به زمان گيرش اوليه برسد، كار كردن با آن، كيفيت مقاومتي و دوام را پايين مي آورد. خوشبختانه در ساخت جداول بتني اين مشكل وجود ندارد.

2-3-4- دماي بتن

          دماي بتن در هنگام ريختن در قطعه هر چه كمتر باشد (به شرط كمتر نبودن از °C5+) كيفيت مقاومتي دراز مدت و دوام بهبود مي يابد. به هر حال افزايش دماي بتن از مرز  °C30 يا  °C32 مي تواند به كيفيت مقاومتي دراز مدت و دوام لطمه بزند هر چند مقاومت كوتاه مدت سريعاً افزايش مي يابد. بنابر اين در شرايط هواي گرم بايد به اين امر توجه نمود.

2-3-5- شرايط محيطي

         وجود عواملي همچون گرماي شديد محيط، تابش آفتابـ،، خشكي هوا و وزش باد شرايط نامساعدي را بوجود مي آورد كه لازم است دستورالعمل هاي بتن ريزي در هواي گرم رعايت شود. در هواي سرد و يخبندان نيز بايد نكات مربوط به بتن ريزي در اين شرايط را مد نظر قرار داد و با حفاظت از بتن، شرايطط عمل آوري مساعد را فراهم نمود.

2-3-6- تراكم

         وقتي تراكم مناسبي نداشته باشيم، مقاومت و دوام به شدت افت مي كند و احتمالاً نماي نامناسبي نيز خواهيم داشت. مسلماً بتن شل زودتر متراكم مي شود. براي بتن هاي سفت و كم آب و داراي نسبت آب به سيمان كم به ويژه وقتي از روان كننده استفاده نمي شود لازم است انرژي تراكمي و روش ها و وسايل تراكمي مناسبي بكار رود.

         بتن هاي خيلي سفت به فشار حساس ترند تا لرزش. در حالي كه بتن هاي شل با لرزش بهتر متراكم مي شوند.  بتن هاي سفتي كه عملاً در ساخت جداول بتني بكار مي رود بايد با فشار توأم با لرزش متراكم شوند.

2-3-7- پرداخت

         وقتي پرداخت سطحي بهتري داشته باشيم، نفوذ كمتري خواهيم داشت. نماي بهتر و پرداخت مناسب تر احتياج به دقت بيشتر دارد و پرداخت سطح بايد با توجه به مسئله آب انداختن و پس از تبخير يا زدودن آب روزده انجام پذيرد. در روش سنتي ساخت جداول، اين امر اهميت دارد هر چند پشت جدول در معرض آب انداختن قرار دارد.

2-3-8- عمل آوري (نگهداري)

         آخرين عمليات ساخت قطعه بتني قبل از انبار كردن و حمل آن، عمل آوري است كه شامل سه بخش محافظت، مراقبت، عمل آوري رطوبتي) و پروراندن (عمل آوري حرارتي) مي باشد. كم توجهي به اين بخش در كشور ما سابقه ديرينه دارد و بسياري از كاستي هايي كه در كيفيت بتن ها ديده مي شود مربوط به اين بخش است.

         بهترين عمل آوري رطوبتي، غرقاب كردن بتن هايي است كه گيرش خود را انجام داده است. رطوبت دهي مرتب مستقيم و سپس رطوبت رساني غير مستقيم با لايه هاي جاذب و جلوگيري از تبخير و در آخرين مرتبه شيوه جلوگيري از تبخير (به تنهايي) است. در اين شيوه از نايلون يا مواد عمل آوري استفاده مي شود. افزايش طول مدت عمل آوري رطوبتي به افزايش كيفيت مقاومتي و دوام جداول بتني منجر مي شود. هر چند در بسياري از مناطق و شرايط ممكن است حداقل زمان 3 تا 6 روز در آيين نامه بتن ايران لازم باشد اما افزايش آن تا حدود 7 روز مطلوب است و اگر از سيمان هاي آميخته يا افزودني كندگير و معدني استفاده شود، افزايش زمان عمل آوري توصيه مي گردد. به ويژه در     بتن هايي با نسبت آب به سيمان كمتر از 42/0 آبرساني به بتن در روزهاي اول توصيه مي شود. با افزايش دماي عمل آوري در كسب مقاومت تسريع گشته و طول عمل آوري كوتاه تر مي شود. اما بايد دانست امروزه معتقدند كه با بالا بردن دماي عمل آوري (به ميزان بيشتر از  °C60) از دوام بتن كاسته مي گردد. در برخي سيمان هايي كه سنگ گچ مصرفي SO3 زياد باشد محدوديت دمايي بيشتري را داريم. در حالي كه اگر از سيمان هاي آميخته استفاده شود حتي افزايش دماي تا بيش از  °C90 را مجاز دانسته اند. بخاردهي شيوه مناسبي است كه گرما و رطوبت را به همراه دارد اما عمل بخاردهي بايد پس از گيرش اوليه بتن انجام شود.

         آهنگ افزايش دماي بتن در عمل آوري حرارتي نبايد از  °C20 در هر ساعت تجاوز كند و بهتر است آهنگ كاهش دماي بتن در پايان عمل آوري از  °C15 در هر ساعت بيشتر نگردد زيرا به افزايش ترك خوردگي و نفوذپذيري و كاهش دوام منجر مي شود و بر مقاومت نيز تأثير  منفي باقي مي گذارد. روش هاي گرمايشي مختلف و عايق سازي حرارتي در عمل آوري حرارتي بكار گرفته مي شود كه بهترين آن ها بخاردهي است.

 

دلايل و علت هاي خرابي جداول بتني

دلايل و علت هاي خرابي جداول بتني

علل خرابي جداول بتني را مي توان عمدتاً در ذيل مشاهده كرد.

الف) تري و خشكي مكرر و پي در پي

ب) يخبندان و آبشدگي مكرر و پي در پي

ج) انبساط و انقباض هاي حرارتي پي در پي و قرار گيري در دماهاي خيلي زياد مانند آتش

د) حركت نم و افزايش ميزان بلورهاي بر جامانده و ايجاد تنش هاي بسيار زياد ـ حركت آب و خروج آهك

ه) نفوذ نمك هاي زيان آور و حملات شيميايي آن ها به ويژه سولفات ها و انبساط مخرب

و) نفوذ آب هاي اسيدي مربوط به بارندگي يا فاضلاب هاي سطحي و صنعتي و شهري

ز) انبساط ناشي از واكنش برخي سنگدانه ها با قليايي هاي موجود در بتن

ح) ساير عوامل مانند ضربه، سايش و يا تركيب عوامل فوق

          مسلماً حداقل يكي از اين عوامل در شهرهاي ايران وجود دارد و گاه در طول بهره برداري از اين جداول چند عامل در زمان هاي مختلف موجب خرابي مي شوند و يا حتي همزمان به كمك هم به خرابي منجر مي گردند.

          استعداد خرابي را بايد در كيفيت بتن جستجو نمود چون نمي توان عامل را حذف كرد، بنابر اين بايد استعداد خرابي را در بتن به حداقل رسانيد. به عبارتي بايد جدول بتني با دوام توليد نمود و براي دستيابي به اين هدف، شناخت عوامل موثر بر دوام، ضروري است. البته شناخت نمي تواند به تنهايي كافي باشد و لازم است در اجرا از اين شناخت بهره گرفت و عوامل موثر بر افزايش دوام را در نظر داشت و برخي از آن ها را عملاً بكار برد.

 

موارد کاربرد افزودنیهای کاهنده آب (روان کننده) بتن

موارد کاربرد افزودنیهای کاهنده آب (روان کننده) : امروزه کاربردهای متعددی برای این مواد با قدرت کاهندگی متفاوت وجود دارد که به برخی از آنها اشاره می شود :

4-1- ریختن بتن در قطعات نازک و پر میلگرد با ساخت بتن روان تر

4-2- بتن ریزی با لوله ترمی termie و بتن ریزی زیر آب

4-3- بتن ریزی با پمپ و لوله با ایجاد بتن روان تر و کارآتر

4-4- ایجاد نماهای بهتر با ساخت و ریختن بتن روان تر

4-5- ساخت بتنهای خود تراکم یا خود تراز    Self-compacting or self-levelling con     

4-6-ساخت بتن پر مقاومت (با مقاومت زیاد)High strength con(HSC)    

4-7- ساخت بتن توانمند (با عملکرد بالا)High performance con(HPC)        

4-8- سخت بتن آب بند Water – Proofing con.                         

 ساخت بتنهای با دوام در برابر یخ بندان و آب شدگی

4-10- ساخت بتنهای با دوام در برابر سولفاتها و سایر مواد شیمیایی

4-11- ساخت بتنهای مناسب مناطق خورنده برای کاهش نفوذ یون کلر در بتن و حفظ میلگردها

4-12- ساخت بتن حجیم و بدنه سدها  Mass con.        

 4-13- ساخت قطعات پیش ساخته و پیش تنیده

4-14- ساخت نتنهای حاوی دوده سلیسی

4-15- ساخت بتنها و ملاتهای تعمیری و ترمیمی

4-16- پر کردن زیر صفحه کف ستون با ملات یا بتن روان

4-17- ساخت ملاتهای روان برای تزریق در توده سنگدانه درشت و تولید بتن با سنگدانه پیش آکنده

Pre Placed Aggregate con. Or Injected.Agg.con.                               

4-18- تزریق دوغاب و ملات به داخل درزها و حفرات سنگ و خاک و پشت قطعات بتنی تونلها

 

تاثیر نسبت آب به سیمان و عیار سیمان بر کیفیت بتن

تاثیر W/C و عیار سیمان بر کیفیت بتن : همانگونه که در بالا عنوان شد کاهش نسبت آب به سیمان در افزایش مقاومتهای بتن (فشاری،خمشی،کششی،برشی،سایشی) ، ویژگیهای مکانیکی (مدول ارتجاعی ، ضریب پواسون و ...) و پایایی آن به ویژه در کاهش نفوذپذیری در برابر آب ، نمکهای زیان آور و کلریدها موثر است . دوام بتن را در برابر تری و خشکی پی در پی ، یخبندان و آب شدگی پی در پی و موارد مشابه بهبود می بخشد و عامل مهمی است که همه خواص بتن را بهتر می کند .

آنچه معمولا" برای برخی از مهندسین و دست اندرکاران روشن نیست ، تاثیر عیار سیمان در کیفیت بتن است . امروزه دانشمندان عرصه بتن ، اعتقاد راسخ دارند که به ازاء نسبت آب به سیمان یکسان و ثابت معمولا" با کاهش عیار سیمان مقاومت و دوام بتن افزایش می یابد و نفوذپذیری آن کم می شود .

اگر فرض کنیم در نسبت آب به سیمان ثابت ، درصد فضای خالی در خمیر سیمان ثابت باشد بنابراین با افزایش خمیر سیمان با توجه به افزایش سیمان و آب ، حجم کل فضای خالی در بتن افزایش می یابد که به نوبه خود به افزایش نفوذپذیری و کاهش دوام منجر می شود .

خمیر سیمان در مرحله گیرش و سخت شدن دچار جمع شدگی خمیری(خودزا و تبخیر و کاهش آب ) می شود در حالیکه سنگدانه حجم ثابتی را دارد بنابراین در حد فاصل خمیر سیمان و سنگدانه ها ، ترکهای مویینه پدید می آید و حتی این ترکها در خمیر سیمان نیز ایجاد می شود .هر قدر خمیر سیمان بیشتر شود و نقش پر کنندگی آن بیشتر گردد ، احتمال ایجاد ترکهای مویینه بیشتر می شود . بنابراین افزایش عیار سیمان بر مقاومت و دوام، تاثیر منفی باقی می گذارد و نفوذپذیری نیز زیاد می شود . مسلما" با افزایش خمیر سیمان ، حجم سنگدانه مصرفی به عنوان قید خمیر سیمان کم می گردد . پس به دلایل فوق، افزایش عیار سیمان با W/C ثابت به کاهش کیفیت بتن منجر می شود .

این تصور که همواره با افزایش عیار سیمان شاهد افزایش مقاومت و دوام و کاهش نفوذپذیری خواهیم بود کاملا" غلط است . مسلما" اگر با فرض ثابت بودن آب ، عیار سیمان را افزایش دهیم ، با کاهش W/C روبرو خواهیم شد و افزایش در مقاومت و دوام را شاهد خواهیم بود که نتیجه کاهش W/C می باشد نه عیار سیمان . اگر با حفظ W/C بخواهیم کارآیی را زیاد نماییم ، آب و سیمان باید به همراه هم بیشتر شود که افزایش حجم خمیر سیمان را در پی دارد . بنابراین در برخی منابع تاثیر افزایش روانی را کاهش مقاومت و دوام دانسته اند که همان مفهوم فوق را با عباراتی دیگر در بر دارد .

کاهش عیار سیمان به کاهش جمع شدگی بتن منجر می شود و همچنین کاهش خزش را نیز در پی دارد که در قطعات پیش تنیده اهمیت ویژه خواهد داشت . افزایش عیار سیمان معمولا" تردی بیشتری به بتن می دهد.

کاهش عیار سیمان معمولا" برای کنترل گرمازایی و سرعت گرمازایی بتن از ضروریات مهم به حساب می آید و یک نیاز جدی در بتن حجیم و ساخت بدنه سدهای بتنی و شالوده های بزرگ است .

 

راهنمای طرح اختلاط 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.

  1. 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

 

  1. 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

  1. 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.

  1. 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.

  1. 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

  1. 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

  1. 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.

  1. 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.

  1. 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.

  1. 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.

  1. 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

 

کنترل کیفیت ماسه ( ریزدانه ) مصرفی در بتن

مواد زيان آور سنگدانه بتن

نمك هاي معدني

مواد آلي

ذرات سست و ناسالم

مواد واكنش زا با قليايي ها

مواد ريزدانه

 

نمك هاي معدني

تعيين آن به كمك روش هاي شيميايي به ويژه سولفات و كلريد در شن و ماسه

 

مواد آلي

تعيين آن به كمك آزمايش رنگ سنجي براي ماسه و سپس آزمايش مقايسه مقاومت ملات براي ماسه و گاه تعيين افت وزني با كمك آب اكسيژنه براي شن و ماسه

 

مواد سست و ذرات ناسالم

آزمايش هاي تعيين كلوخه رسي و ذرات پودر شونده، ذرات سبك، زغال سنگ و ليگنت براي شن و ماسه

تعيين ذراتي مانند پوسته صدف در شن و ماسه

 

تعيين واكنش زايي با قليايي ها

تعيين ذرات پولكي و كشيده براي شن

تعيين ميزان ميكا

آزمايش هاي شيميايي و فيزيكي بر روي سنگدانه ريز و درشت

آزمايش هاي انبساط ملات يا بتن در شرايط مختلف

مواد ريزدانه به ويژه رس

تعيين درصد گذرنده از الك 75 يا 63 ميكرون براي شن و ماسه به روش تر

آزمايش معادل ماسه براي ماسه (به صورت نسبت حجمي)

تعيين ميزان مواد ريزتر از 20 ميكرون ماسه با محلول هگزا متا فسفات سديم و پي پت آندرسون

تعيين درصد حجمي مواد ريزدانه ماسه با محلول آب نمك 1 درصد به صورت كارگاهي

آزمايش متيلن بلو

 

تعيين درصد گذرنده از الك 75 يا 63 ميكرون

تعيين درصد گذرنده از الك 75 يا 63 ميكرون طبق ASTM C117 و BS 812  براي شن و ماسه

تعيين درصد گذرنده از الك 63 ميكرون طبق استاندارد EN

مزايا

            دقت خوب و تكرار پذيري مناسب

            انجام آزمايش بر روي سنگدانه درشت و ريز

بكار رفتن نتايج در استانداردها و آيين نامه هاي رد يا قبول سنگدانه بتن

معايب

            طولاني بودن زمان دستيابي به نتيجه

            مشكلات آزمايش براي انجام كاملاً استاندارد

عدم تفكيك خواص مواد ريزدانه تر از 75 يا 63 ميكرون

 

تعيين مواد ريزتر از 20 ميكرون در ماسه طبق BS 812 part 103-2

افزودن محلول هگزامتافسفات به ماسه در بالن درب دار

چرخاندن بالن به صورت افقي با سرعت 80 درور در دقيقه به مدت 15 دقيقه

سنجيدن مقدار مواد معلق ريزدانه به كمك پي پت آندرسون

محاسبه و تعيين مواد ريزتر از 20 ميكرون در ماسه

مزايا

تعيين ميزان مواد زير 20 ميكرون و احتمالاً زيان آور

معايب

            طولاني بودن آزمايش

            رايج نبودن

صرفاً بكارگيري براي ماسه

عدم تفكيك رس و لاي

تعيين مواد ريزدانه با محلول آب نمك

ريختن آب نمك 1 درصد به ميزان 50 ميلي ليتر در يك ظرف استوانه اي شيشه اي يا طلقي 250 ميلي ليتر

افزودن تدريجي ماسه تا حجم 100 ميلي ليتر به محلول و رساندن به حجم 150 ميلي ليتر با افزودن محلول

تكان دادن استوانه و قرار دادن روي سطح صاف و ضربه زدن براي تراز كردن

قرائت چشمي سطح ماسه و ارتفاع مواد ريزدانه روي آن

تقسيم ارتفاع مواد ريزدانه به ماسه  (تعيين درصد حجمي مواد ريزدانه)

تبديل تقريبي درصد حجمي مواد ريزدانه به درصد وزني (تقسيم ب 4 و 2 براي ماسه گردگوشه و شكسته)

مزايا

            انجام سريع آزمايش و كارگاهي بودن آن

            داشتن ضابطه 10 درصد حجمي براي مناسب بودن ماسه

تبديل تقريبي به درصد وزني

معايب

            تقريبي بودن شديد قرائت ها

            عدم انجام آزمايش براي شن

عدم تفكيك خواص مواد ريزدانه

 

آزمايش متيلن بلو

انجام آزمايش طبق EN 933-9

 

آزمايش معادل (ارزش) ماسه هم ارز SE

انجام آزمايش طبق ASTM D2419 يا AASHTO T176 و EN 933-8

گذرانيدن ماسه از الك 75/4 ميلي متر

ريختن محلول رقيق استوك تا ارتفاع 4 اينچي درون استوانه مدرج

اضافه كردن آزمونه ماسه آماده شده درون استوانه

ماندن 10 دقيقه اي ماسه و خيس خوردن درون محلول

به هم زدن استوانه به صورت افقي براي 45 ثانيه تا 100 حركت با وسيله مكانيكي يا 90 حركت در مدت 30 ثانيه با دست با جا به جابجايي حدود 9 اينچي

اضافه كردن محلول رقيق استوك به صورت شست و شوي مواد و رساندن ارتفاع آن به 15 اينچ

بي حركت ماندن استوانه به مدت 20 دقيقه

قرائت سطح نهايي مواد جامد (قرائت رس) با چشم

قرائت سطح ماسه با ميله نشانه دار و وزنه (قرائت ماسه)

تقسيم قرائت ماسه به قرائت رس و ارائه نتايج

مزايا

            سريع و كارگاهي بودن آزمايش

            وجود ضابطه در گذشته در برخي كشورها براي ماسه بتن و وجود ضابطه براي خاك

نمايش مناسب تر مواد ريزدانه از نظر نوع آن

معايب

            تقريبي بودن اندازه گيري ها و تأثير شديد آزمايش كننده بر نتيجه

انحراف معيار يك آزمايش گر در يك آزمايشگاه 5/1 براي نتيجه بالاي 80 و 9/2 براي زير 80 و خطاي مجاز بين 2/4 تا 2/8  براي يك آزمايشگر روي يك ماسه

انحراف 2/4 و 8 براي نتيجه بالاي 80 و زير آن در دو آزمايشگاه و خطاي مجاز 5/12 و 6/22  براي يك ماسه

عدم تطابق آزمايش با تعريف مواد زيان آور

ضابطه رد يا قبول سنگدانه جهان

ASTM C33 : صرفاً گذشته از الك 75 ميكرون براي شن و ماسه و ذكر نكات خاص براي نوع مصرف سنگدانه و روش توليد آن

BS 882 : صرفاً گذشته از الك 75 ميكرون براي شن و ماسه و ذكر نكات خاص براي نوع مصرف و روش توليد سنگدانه

DIN 4226 : صرفاً گذشته از الك 63 ميكرون براي شن و ماسه و ذكر نكات خاص براي نوع مصرف و روش توليد سنگدانه

EN 12620-196 : صرفاً گذشته از الك 63 ميكرون براي شن و ماسه با توجه به نوع  روش توليد سنگدانه و ارجاع به آزمايش SE و متيلن بلو در موارد مشكوك

EN 12620-196

 

ضابطه رد يا قبول سنگدانه در ايران

استاندارد 302 ايران: صرفاً گذشته از الك 75 ميكرون براي شن و ماسه و ذكر نكات خاص براي نوع مصرف و روش توليد سنگدانه (مشابه ASTM)

آيين نامه بتن ايران (تجديد نظر اول): گذشته از الك 75 ميكرون براي شن و ماسه و ذكر نكات خاص براي نوع مصرف و نوع توليد سنگدانه و اضافه كردن محدوديت حداقل SE

نشريه 55 سازمان مديريت و برنامه ريزي(تجديد نظر اول): آزمايش آب نمك

گذشته از الك 75 ميكرون با توجه به نوع مصرف (در مورد ماسه شكسته يك ضابطه خاص) و عدم وجود ضابطه كافي در جدول مواد زيان آور و بدون محدوديت SE مانند متن اوليه آبا

نشريه 101 سازمان مديريت و برنامه ريزي: گذشته از الك 75 ميكرون براي شن و ماسه و ذكر نكات خاص براي نوع مصرف و نوع توليد سنگدانه (مانند ASTM قديم)

اضافه كردن محدوديت حداقل SE

 

بحث و نتيجه گيري

عدم وجود ضابطه SE در استانداردهاي معتبر جهان

لزوم حذف ضابطه SE در آبا و نشريه 101 ايران و يا انعطاف پذير كردن آن براي سنگدانه هاي شكسته يا ساير موارد

نياز به ايجاد آزمايش خاص براي محدود كردن مواد ريزدانه خميري (رس و شيل) به ويژه در مواردي كه نياز به افزايش محدوديت مواد ريزدانه در سنگدانه هاي درشت وجود دارد

 

 

دوام سازه های بتنی

دوام سازه های بتنی

دوام یا پایایی بتن متناظر با سن یا عمر خدمت رسانی آن در شرایط محیطی مشخص به شمار می آید. بدیهی است با تغییر شرایط محیطی حاکم بر بتن، مفهوم دوام بتن تغییر می کند.

طبق تعریف ACI 201، دوام بتن حاوی سیمان پرتلند به توانایی آن برای مقابله با عوامل هوازدگی، تهاجم شیمیایی، سایش و یا هر فرآیندی که به آسیب دیدگی می انجامد، گفته می شود. بنابراین، بتن پایا بتنی است که تا حدود زیادی شکل اولیه و کیفیت و قابلیت خدمت رسانی خود را در شرایط محیطی حاکم حفظ نماید.

اکنون لزوم منظور نمودن مشخصات دوامی مصالح مصرفی در سازه ها همانند مشخصات مکانیکی پذیرفته شده است که همراه آن هزینه نیز منظور می گردد.

افزایش فزاینده هزینه های تعمیر و بازسازی سازه های آسیب دیده ناشی از تخریب مصالح مصرفی، بخش قابل توجهی از هزینه ساخت سازه ها را به خود اختصاص می دهد.

برآورد می گردد در کشورهای پیشرفته صنعتی بیش از 40 درصد کل منابع پولی صنعت ساختمان در بخش تعمیر و نگهداری سازه های موجود، و کمتر از 60 درصد آن برای ایجاد سازه های جدید خرج می گردد.

این موارد ما را بر آن می دارد که موضوع دوام مصالح مصرفی بویژه بتن را جدی بگیریم. علاوه بر هزینه، موضوع حفظ محیط زیست و آلودگی هوا و خاک و آب کره زمین و حفظ منابع خدادادی طبیعی این کره خاکی، ما را مجبور به با دوام تر ساختن بتن می نماید.

سازه هایی همچون رویه های بتنی راه، فرودگاه و پارکینگ ها، بتن های سیلوهای غلات و سیمان و سایر مصالح معدنی، پلهای راه و راه آهن، باراندازها و اسکله های بتنی و پلهای ارتباطی آن، مخازن آب یا نفت و گاز مایع و غیره، جداول بتنی و قطعات نیوجرسی، قطعات پیش ساخته ای همانند تراورس و لوله های بتنی آب و فاضلاب، سازه های بتنی فراساحلی، سدهای بتنی و سرریزها، پوشش بتنی پیش ساخته و درجا برای تونل های راه و راه آهن و انتقال آب، سازه های بتنی تصفیه خانه های آب و فاضلاب، سازه های بتنی راکتورهای اتمی و تاسیسات وابسته به آن، کانالهای انتقال آب و آبروهای بتنی، دودکش ها و برج های مخابراتی بتنی، ساختمانها و بناهای مسکونی، تجاری، اداری و آموزشی، فرهنگی و ورزشی، نیروگاه های آبی، گازی و حرارتی، برجهای خنک کن باز و بسته نیروگاه های حرارتی، سازه های مرتبط با صنایع مختلف مانند سیمان، نفت و گاز، فولاد، شیشه و صنایع مختلف کشاورزی و غذایی، ساخت قطعات پیش ساخته غیرمسلح یا مسلح برای حفاظت از موج شکن ها و تاسیسات بندری و غیره از جمله مواردی است که مصرف بتن با دوام و قطعات بتنی با عمر زیاد را می طلبد.

هرچند از دیرباز مسئله دوام مصالح ساختمانی اهمیت داشته است اما بعد از جنگ جهانی دوم و بویژه از دهه 70میلادی به موضوع دوام بتن بیش از پیش پرداخته شده است و مرتبا بر اهمیت آن افزوده می شود.

گستره دوام بتن به مراتب وسیع تر از موضوع مقاومت آن می باشد. تعیین مقاومت بتن به ویژه مقاومت فشاری آن امری است که طی سالیان گذشته به مدت بیش از 100سال به انجام رسیده است و به نظر می رسد حاوی نکات پیچیده ای نباشد، هرچند دارای جزئیات خاصی است و به هرحال در سن خاصی در کوتاه ترین زمان ممکن اندازه گیری می شود. اما در مورد دوام پیچیدگی بیشتری بدلیل ساز و کارهای متفاوت و آزمایش های گوناگون وجود دارد.

 

معایب و مشکلات بتن ریزی در هوای گرم

اثر خسارت بار شرايط هواي گرم

اين اثرات را مي توان به دو بخش بتن تازه و سخت شده تقسيم نمود. مسلما" براي داشتن بتن سخت شده مناسب بايد از مرحله بتن تازه به سلامت عبور كنيم لذا از اين نظر كيفيت بتن تازه از اهميت زيادي برخوردار مي باشد. اثرات نا مطلوب هواي گرم بر بتن تازه خميري عبارتست از :

الف) افزايش آب مورد نياز در طرح مخلوط

ب) افزايش آهنگ افت اسلامپ و تمايل دست اندركاران به افزودن آب به بتن در كارگاه به دليل افزايش تبخير و افزايش سرعت آبگيري سيمان و از دست دادن خواص خميري در زمان كوتاه تر

ج) افزايش زمان آهنگ سفت شدن بتن و كاهش زمان گيرش به نحوي كه بر عمليات ريختن، تراكم، پرداخت سطح و نگهداري و عمل آوري بتن اثر منفي مي گذارد و امكان ايجاد درز سرد را افزايش مي دهد. اين امر پيوستگي را در بتن ريزي مختل مي كند كه نياز به آن جزء اصول بتن ريزي صحيح است.

د) افزايش امكان ترك خوردگي خميري بتن تازه به دليل تبخير زياد و جمع شدگي بيش از حد در اثر تبخير

ه) افزايش بروز مشكل در کنترل مقدار حباب هواي بتن حبابدار در بتن تازه به نحوي كه عملا" حباب هاي هوا بزرگ شده و با مي تركند و تأثير مثبت آن ها در بتن سخت شده از بين مي رود.

 

        صفحه: 1 از  84