up
Search      menu
عمران :: مقاله بتن PDF
QR code - بتن

بتن

مسائل اجرائي بتن سبکدانه سازهاي

بسياري از اصول اجرائي حاکم بر بتن ريزيهاي معمولي در بتن ريزي با بتن سبکدانه سازه اي کماکان از اهميت برخوردار است . مسلما در بتن هاي غير سازه و سبکدانه بسياري از نکات مورد نظر نميتواند با اهميت تلقي شود و عدم رعايت برخي قواعد تا آنجا که به وزن مخصوص بتن ريخته شده لطمه نزند و آنرا بالا نبرد با اهميت تلقي نميشود.
اصل پيوستگي و تدوام در بتن ريزي ( عدم ايجاد درز سرد ) ، اصل عدم گيرش يا نزديکي به گيرش در بتن قبل از ريختن و تراکم ، اصل عدم جدا شدگي مواد (نا همگني ) بتن ، اصل رعايت دماي مناسب بتن ريزي ، اصل عدم آلودگي بتن به مواد مضر ، اصل رعايت تراکم صحيح ، اصل رعايت پرداخت صحيح سطح بتن ، اصل انتخاب صحيح اسلامپ با توجه به وضعيت قطعه و وسايل تراکمي موجود ، اصل رعايت و بکارگيري نسبت ها و مقادير صحيح مصالح و پرهيز از مصرف مواد نا مناسب ، و در نهايت اصل عمل آوري صحيح و قالب برداري به موقع و با دقت همواره در اين نوع بتن ريزيها مانند بتن هاي معمولي از اهميت برخوردار مي باشد .
● استفاده از مواد مناسب و نسبت هاي صحيح
بکار گيري مواد و مصالح مناسب طبق مشخصات پروژه ، رعايت مصرف سيمان تازه و غير فاسد از نوع مورد نظر و مطابق با استاندارد مورد قبول کاملا مهم مي باشد . توزين يا پيمانه کردن دقيق و صحيح مصالح مصرفي طبق طرح اختلاط ارائه شده از اهميت برخوردار است . بهتر است مصالح سنگي مصرفي به ويژه سبکدانه در شرايطي قرار گيرد که نوسانات رطوبتي اندکي داشته باشد . براي مثال خوبست بدانيم ليکاهاي موجود در ايران ميتواند تا بيش از ۳۰ درصد آب را در خود جذب و نگهداري کند . بنا براين بين سنگدانه کاملا خشک و کاملا اشباع تفاوت فاحشي وجود دارد و ميتواند بر اسلامپ حاصله و نسبت آب به سيمان و در نتيجه به مقاومت و دوام بتن سبکدانه سازه اي اثر چشمگيري باقي گذارد . بهر حال اگر بدانيم مثلا سنگدانه هاي ما حدود ۵ درصد رطوبت دارد ميتوانيم مقدار آب مصرفي را تنظيم نمائيم تا به طرح اختلاط مورد نظر دست يابيم .
بايد دانست مشکل بزرگ توليد بتن سبکدانه همين تغيير رطوبت است و لذا کنترل نسبت آب به سيمان در اين بتن ها مشکل مي باشد و حتي مانند بتن هاي معمولي نيز نميتوان با کنترل اسلامپ به نتيجه مورد نظر رسيد .
● انتخاب اسلامپ صحيح
مانند بتن هاي معمول انتخاب اسلامپ ميتواند مهم باشد . از نظر جدا شدگي ، آب انداختن ، رسيدن به تراکم مورد نظر با توجه به ابعاد قطعه ، طرز قرارگيري ، وضعيت درهمي ميلگردها ، وسايل تراکمي موجود قابل تأمين اين انتخاب کاملا معنا دار و با اهميت است . به دليل سبکي سنگدانه ها بويژه سبکدانه هاي درشت احتمال جدا شدگي در بتن شل افزايش مي يابد . لذا اسلامپ هاي بيش از ده سانتي متر ابدا مطلوب نيست مگر اينکه بتن پر عياري داشته باشيم ، همچنين با وجود موادي مانند ميکرو سيليس ممکنست اين جدا شدگي به حداقل برسد .
بنا براين اگر قرار باشد بتن سبکدانه پمپي با اسلامپ ۱۰ تا ۱۵ سانتي متر را داشته باشيم عيار سيمان بايد از حدود ۴۰۰ کيلو در متر مکعب فراتر رود . در حاليکه اگر اسلامپ کمتر باشد حداقل عيار سيمان در ACI برابرkg m۳ ۳۳۵ مطرح شده است . در حالات عادي اسلامپ هاي ۵ تا ۸ سانتي متر براي بتن سبکدانه غير پمپي و اسلامپ ۷ تا ۱۰ سانتي متر براي بتن سبکدانه پمپي مطلوب تلقي ميشود بدون اينکه اين اعداد جنبه آئين نامه اي داشته باشد .
تغييرات اسلامپ در طول اجراء در بتن سبکدانه بسيار جدي است . در بتن هاي معمولي نيز اين پديده به چشم ميخورد بويژه وقتي سنگدانه هاي درشت خيلي خشک باشند ممکن است حتي در طول ۱۵ دقيقه پس از ساخت شاهد افت جدي در اسلامپ باشيم . در بتن سبکدانه اين امر به شدت وجود دارد . فرض کنيد اگر در طول ۱۵ تا ۳۰ دقيقه جذب آب سبکدانه ۵ تا ۱۰ درصد فرض شود و فقط سبکدانه درشت به ميزان ۳۰۰ کيلو داشته باشيم ۱۵ تا ۳۰ کيلو آب را جذب مي کند که کاهش اسلامپ ۶ تا ۱۵ سانتي متر را ميتوان شاهد بود . اگر قرار باشد طول مدت حمل و ريختن و تراکم زياد باشد کاملا دچار مشکل ميشويم . همچنين در بتن هاي پمپي ، اين کاهش و افت در اسلامپ مسئله ساز است . بنا براين سعي ميشود که چنين پروژه هائي حتي الامکان از ۲۴ ساعت قبل از ساخت بتن ، سبکدانه ها را خيس کرد (Presoaking ) تا آب قابل ملاحظه اي را جذب نمايد و پس از اختلاط بتن شاهد افت اسلامپ زيادي نباشيم . اين خيس کردن ممکن است حتي از سه روز قبل شروع شود ادامه يابد . خيس کردن سنگدانه ممکنست با آب پاشي تحت فشار و بصورت باراني باشد و يا از سيستم خلاء براي نفوذ سريعتر آب به داخل سبکدانه استفاده شود که در ايران روش ساده اول معمولتر و عملي تر مي باشد . ريختن آب و سبکدانه در مخلوط کن و اضافه کردن سيمان و غيره پس از مدتي تأخير ميتواند به افت اسلامپ کمتر منجر شود .
ميزان جذب آب سبکدانه ها علاوه بر زمان تابع ميزان آب موجود در آن ( رطوبت اوليه ) نيز مي باشد که پيش بيني جذب آب را در مدت معين دشوار مي کند مگراينکه قبلا آزمايشهائي را با رطوبت اوليه موجود انجام داده باشيم .
اسلامپ هاي کمتر از ۵ سانتي متري نيز کار تراکم را با مشکل مواجه مي سازد و فضاي خالي زيادي را در بتن بهمراه دارد . بسياري از تحقيقات نشان داده اند مقاومت و دوام بتن هاي سبکدانه که با سبکدانه خشک ساخته شده اند بهتر از وقتي است که از سبکدانه قبلا خيس شده يا اشباع شده استفاده گشته است .
● اصل رعايت دماي مناسب
حداقل و حداکثر دماي مجاز و مطلوب در أئين نامه ها مشخص شده است . رعايت اين امر براي بتن سبک سازه اي و با دوام بشدت ضروري است و از اين نظر تفاوتي با بتن معمولي وجود ندارد . حداقل دماي مجاز ۵+ درجه سانتي گراد و حداقل دماي مطلوب ۱۰+ درجه سانتي گراد است . حداکثر دماي مجاز معمولا ۳۲-۳۰ درجه سانتي گراد تا هنگام گيرش مي باشد و بهتر است از اين حد فاصله معقولي را داشته باشيم . در هواي سرد و گرم که بتن با دماي مناسب توليد مي شود نبايد در حين اجرا آنقدر تأخير و معطلي بوجود آورد که با تبادل گرمائي ، دماي مطلوب از دست برود .
● اصل همگني ( عدم جداشدگي )
اصول جداشدگي و عوامل مؤثر بر آن براي بتن سبکدانه همچون بتن معمولي است ، اما براي بتن سبکدانه يک عامل ديگر يعني اختلاف در چگالي ذرات و خمير سيمان يا ملات ميتواند به جداشدگي منجر گردد . عوامل جداشدگي ميتوانند داخلي باشند که صرفا استعداد جداشدگي را بوجود مي آورند و يا عامل خارجي باشند که مربوط به اجرا هستند و استعداد را شکوفا مي کنند . از عوامل داخلي بالا رفتن حداکثر اندازه سبکدانه مي باشد که معمولا باعث جداشدگي ميگردد و بهتر است حداکثر اندازه سبکدانه براي بتن سازه اي به ۲۰ ميلي متر محدود شود و توصيه مي گردد تا از حداکثر اندازه ۱۵ – ۱۲ر ميلي متر استفاده شود . جالب است بدانيم معمولا با افزايش حداکثر اندازه ، چگالي حجمي خشک ذرات سبکدانه درشت کاهش مي يابد و از اين نظر نيز امکان جداشدگي را قوت مي بخشد .
بالا رفتن اسلامپ به افزايش استعداد جداشدگي منجر مي شود . کاهش ميزان عيار سيمان و مواد سيماني و چسباننده ميتواند بشدت باعث افزايش استعداد جداشدگي گردد . اختلاف وزن مخصوص ( چگالي ) ذرات سبکدانه با خمير سيمان و يا اختلاف چگالي ذرات ريزدانه و درشت دانه به بالا رفتن استعداد جداشدگي منجر مي گردد . بالا رفتن نسبت آب به سيمان به افزايش پتانسيل جداشدگي مي انجامد . درشت تر شدن بافت دانه بندي سنگدانه ها معمولا امکان جداشدگي را افزايش مي دهد . وجود مواد ريز دانه و چسباننده مانند پوزولان و ميکروسيليس و سرباره ها مي تواند باعث کاهش استعداد جداشدگي بتن سبکدانه گردد ، همچنين بکارگيري مواد حبابزا و ايجاد حباب هوا ميتواند جداشدگي و آب انداختن را کاهش دهد ضمن اينکه رواني و کارآئي مورد نظر تأمين ميگردد .
از عوامل خارجي مي توان حمل نامناسب ، ريختن غلط ، استفاده از شوت هاي طولاني و يا شيب نامطلوب ، برخورد بتن با قالب و ميلگردها ، ريختن بتن از ارتفاع زياد بدون لوله و قيف هادي و يا بدون پمپ معمولا به جداشدگي منجر ميشود . بخاطر حساسيت جداشدگي در اين بتن ها بايد دقت بيشتري را اعمال نمود . بايد دانست نتيجه جداشدگي در بتن سبکدانه نيز از نظر مقاومتي و دوام بمراتب حادتر و مضرتر از بتن معمولي است .
● اصل عدم آلودگي بتن به مواد مضر
در طول حمل و ريختن و تراکم نبايد مواد مضر اعم از مواد ريزدانه رسي ( گل و لاي ) ، مواد شيميايي شامل چربي ها و مواد قندي يا انواع مختلف نمکها و آب شور و غيره با بتن مخلوط شود . مخلوط شدن موادي همچون گچ نيز توجيه ندارد . بهرحال در اين رابطه هيچ تفاوتي بين بتن معمولي و سبکدانه سازه اي وجود ندارد .
● اصل عدم کارکردن با بتن در مرحله گيرش
اگر عمليات بتن ريزي با بتني که در مرحله گيرش است انجام گيرد مقاومت و دوام آن بشدت کاهش مي يابد و نفوذپذيري آن زياد ميشود . از اين نظر بتن مانند ملات گچ زنده است که اگر آن را مرتبا بهم بزنيم و ورز دهيم تبديل به ملات گچ کشته ميشود که بشدت کم مقاومت و کم دوام است ، هرچند گيرش آن به تأخير مي افتد و يا اصلا خود را نمي گيرد و صرفا خشک مي شود . بهرحال نبايد بتن را در هنگامي که در شرف گيرش است مخلوط نمود و يا ريخت و متراکم کرد . از اين نظر بين بتن سبکدانه و بتن معمولي اختلافي احساس نمي گردد .
مسلما در هواي گرم و يا بتن با دماي زياد ، گيرش زودتر حاصل ميشود . زمان گيرش تابع نوع سيمان ( جنس و ريزي ) ، نسبت آب به سيمان و وجود مواد افزودني مي باشد . براي افزايش زمان گيرش و ايجاد مهلت براي عمليات اجرائي مي توان از بتن خنک ، کار در هنگام خنکي هوا يا شب ، سيمانهاي کندگير کننده استفاده نمود .
● اصل پيوستگي و تداوم بتن ريزي ( عدم ايجاد درز سرد در بين لايه ها )
اگر در هنگام بتن ريزي به هر علت ، لايه زيرين قبل از ريختن و تراکم لايه روئي گيرش خود را انجام داده باشد درز سرد Cold Joint بوجود مي آيد . در اين رابطه فرقي بين بتن سبکدانه و معمولي وجود ندارد . بايد با تجهيز مناسب کارگاه ، افزايش توان توليد و حمل در ريختن و تراکم بتن ، افزايش زمان گيرش بتن و يا ايجاد درزهاي اجرائي مناسب و کاهش سطح بتن ريزي و يا کاهش ضخامت لايه ها امکان ايجاد درز سرد را به حداقل رساند .
● تراکم صحيح بتن سبکدانه
از آنجا که بتن هاي سبکدانه بشدت در معرض جدا شدگي هستند ، تراکم با قدرت زياد و يا مدت بيش از حد مشکلات جدي را بوجود مي آورد . به محض اينکه احساس مي نمائيم که شيره يا سنگدانه ها شروع به روزدن مي نمايند بايد تراکم را قطع کرد . لرزش ، بيش از فشار و ضربه ميتواند موجب جدا شدگي گردد.
به هر حال بايد کاملا هواي بتن خارج و فضاي خالي به حداقل برسد تا مقاومت و دوام کافي ايجاد گردد.
● پرداخت سطح بتن سبکدانه
آب انداختن بتن همواره مشکل بزرگي در پرداخت نهائي سطح بتن مي باشد و اين امر اختصاص به بتن سبکدانه ندارد . خوشبختانه به دليل جذب آب تدريجي توسط سبکدانه ها ، آب انداختن ميتواند به کمترين مقدار برسد اما اگر سبکدانه ها قبل از اختلاط کاملا اشباع شده باشد امکان آب انداختن بيشتر مي گردد . کم بودن عيار سيمان و مواد چسباننده سيماني ، فقدان مواد ريزدانه ، عدم وجود حباب هوا در بتن ، درشتي بافت دانه بندي ، افزايش حداکثر اندازه سبکدانه ، گردگوشه گي سنگدانه ها و بافت صاف سطح سنگدانه ، بالا بودن اسلامپ ، زيادي نسبت آب به سيمان و ... ميتواند موجب افزايش آب انداختن شود .
وقتي بتن آب مي اندازد بايد اجازه داد آب تبخير گردد و اگر تبخير به سرعت ميسر نمي گردد يا نگران گيرش هستيم بايد سعي کنيم آب روزده را با وسيله مناسبي ( گوني يا اسفنج ) از سطح پاک نمائيم و سپس سطح را با ماله چوبي و بدنبال آن با ماله فلزي يا لاستيکي صاف کنيم .
عدم رعايت اين نکات موجب افزايش نسبت آب به سيمان در سطح و کاهش مقاومت و دوام و افزايش نفوذپذيري بتن سطحي مي گردد .
● عمل آوري بتن و سبکدانه
هر چند عمل آوري رطوبتي و حرارتي بتن سبکدانه با بتن معمولي تفاوت چنداني ندارد اما اعتقاد بر اين است که سبکدانه ها بعلت پوکي و تخلخل و جذب آب ميتوانند در صورت فقدان عمل آوري رطوبتي از ناحيه اجرا کنندگان ، بخشي از آب خود را در اختيار خمير سيمان قرار دهند و توقف شديدي در هيدراسيون سيمان رخ ندهد . اين امر را عمل آوري داخلي بتن سبکدانه مي گويند .
● کنترل کيفي بتن سبکدانه
کنترل کيفي بتن سبکدانه شامل بتن تازه و سخت شده است . کنترل رواني ، وزن مخصوص و هواي بتن از مهمترين کنترلهاي بتن تازه است . استفاده از آزمايش اسلامپ ، ميز آلماني ( رواني ) و درجه تراکم براي اين بتن ها پيش بيني شده است . وزن مخصوص بتن تازه سبکدانه متراکم معمولا کنترل مي شود و در آئين نامه هاي مختلف اختلاف ۲ تا ۳ درصد مجاز شمرده ميشود ( نسبت به طرح اختلاط ) . هواي بتن را براي بتن سبکدانه نميتوان بکمک روش فشاري بدست آورد و حتما بايد از روش حجمي بهره گرفت . براي بتن سبکدانه سخت شده ، وزن مخصوص ، مقاومت فشاري ، کششي خمشي و نفوذپذيري ، جذب آب ، جذب موئينه و آزمايشهاي دوام در برابر خوردگي قابل کنترل است .
وزن مخصوص بتن سخت شده سبکدانه بصورت اشباع و خشک اندازه گيري ميشود و گاه بجاي خشک کردن از جمع زدن مقادير اجزاء در هر متر مکعب و افزودن مقداري رطوبت ثابت به آن ، وزن مخصوص بتن سخت شده را بدست مي آورند .
براي تعيين مقاومت فشاري و ساير پارامتر ها تفاوت چنداني بين بتن سبکدانه و معمولي وجود ندارد و شباهت جدي و کامل بين آنها وجود دارد . بهرحال ممکنست در مواردي نتايج حاصله در مقايسه با بتن هاي معمولي گمراه کننده باشد . مثلا اگر جذب آب بتن سبکدانه را بصورت درصد وزني گزارش کنيم و آنرا با جذب آب بتن معمولي مقايسه نمائيم دچار اشتباه ميشويم و لذا توصيه ميشود جذب آب بتن بصورت درصد حجمي گزارش گردد .
بتن فاقد ريزدانه ( Concrete finez – No )
اگر سنگدانه هاي درشت تک اندازه را با سيمان و آب مخلوط کنيم و در قالب بدون تراکم بريزيم بتن فاقد ريزدانه و متخلخل بدست مي آيد که از وزن مخصوص کمتري نسبت به بتن معمولي برخوردار خواهد بود . اگر چگالي سنگدانه ها در حدود معمولي باشد وزن مخصوص بتن فاقد ريزدانه حدود ۱۶۰۰ تا kg m۳ ۲۰۰۰ بدست مي آيد اما اگر از سبکدانه درشت استفاده نمائيم ممکنست وزن مخصوص بتن حاصله از kg m۳ ۱۰۰۰ کمتر شود ( حتي تا حدود kg m۳ ۶۵۰ ) . بهرحال در هر مورد بتن مورد نظر سبک يا نيمه سبک تلقي مي شود اما اگر سنگدانه معمولي استفاده شود نميتوان آنرا بتن سبکدانه دانست .
مسلما اگر سنگدانه تک اندازه بکار نرود و حاوي ذرات ريز تا درشت باشد وزن مخصوص بتن حاصل نيز زياد خواهد شد . سنگدانه درشت مصرفي بايد ۲۰-۱۰ ميلي متر باشد و ۵ درصد ذرات درشتر و ۱۰ درصد ذرات ريزتر در اين نوع سنگدانه تک اندازه (Singl Size) مجاز است اما بهرحال نبايد ذرات ريزتر از ۵ ميلي متر در آن مشاهده گردد . سنگدانه درشت بهتر است پولکي و کشيده و يا بسيار تيزگوشه نباشد . سنگدانه هاي گرد گوشه يا نيمه شکسته براي توليد اين بتن ارجح است .
ساختار بتن فاقد ريزدانه داراي تخلخل ظاهري است و حفرات موجود در بتن با چشم براحتي ديده مي شود که در اين مجموعه خمير سيمان بايد صرفا تا حد امکان سنگدانه ها را بهم چسباند و از پر کردن فضاها با خمير سيمان پرهيز شود زيرا وزن مخصوص بالا خواهد رفت . وجود خمير سيمان با ضخامت حدود ۱ ميلي متر بر روي سنگدانه ها کاملا مناسب است .
اگر سنگدانه معمولي بکار رود معمولا مقدار شن اشباع تک اندازه بين ۱۴۰۰ تا ۱۷۵۰ کيلوگرم مي باشد . حجم اشغالي ذرات شن در حدود ۵۵۰ تا ۷۰۰ ليتر در هر متر مکعب است . وزن سيمان مصرفي بين ۷۵ تا ۱۵۰ کيلو در متر مکعب يا بيشتر است که حجم آن حدود ۲۵ تا ۵۰ ليتر مي باشد . معمولا نسبت آب به سيمان مصرفي ۴ ۰ تا ۵ ۰ مي باشد که افزايش آن مي تواند به شلي خمير سيمان و رواني آن منجر شود که موجب جداشدگي و پرشدن خلل و فرج مي گردد و بتن مورد نظر حاصل نمي شود . با کاهش نسبت آب به سيمان چسبندگي لازم بوجود نمي آيد و از نظر اجرائي دچار مشکل مي شويم . نسبت وزني سيمان به سنگدانه تا مي باشد . همانطور که از محاسبات فوق بر مي آيد فضاي خالي اين بتن ( پوکي ) بين ۲۵ تا ۴۰ درصد مي باشد و ابعاد اين فضاها نيز بزرگ است درصد جذب آب بصورت وزني حدود ۱۵ تا ۲۵ درصد است . طبيعتا با افزايش مقدار سيمان و آب و يا مصرف شن با دانه بندي پيوسته ( Graded Size ) وزن مخصوص بتن بيشتر خواهد شد . توصيه مي شود شن ها قبل از مصرف خيس و اشباع گردند .
طرح اختلاط اين بتن ها بصورت آزمون و خطا خواهد بود و بشدت تابع شرايط ساخت بتن مي باشد . بتن فاقد ريزدانه معمولا بدون تراکم توليد مي شود و اگر مرتعش يا متراکم شود بسيار جزئي خواهد بود زيرا خمير سيمان ميل به پر کردن فضاي خالي بين سنگدانه ها را خواهد داشت و چسبندگي سنگدانه به يکديگر به حداقل خواهد رسيد .

بتن اساسا از دو قسمت دانه­هاي سنگي (Aggregates) و خمير سيمان (Concrete) تشکيل شده است. خمير سيمان که در واقع مخلوطي از سيمان پرتلند و آب مي­باشد. - در ...

بتن اساسا از دو قسمت دانه ­هاي سنگي (Aggregates) و خمير سيمان (Concrete) تشکيل شده است. خمير سيمان که در واقع مخلوطي از سيمان پرتلند و آب مي­باشد. - د ...

مباني بتن بتن اساسا از دو قسمت دانه­هاي سنگي (Aggregates) و خمير سيمان (Concrete) تشکيل شده است. خمير سيمان که در واقع مخلوطي از سيمان پرتلند و آب مي­ ...

علل مختلفي که باعث فرسودگي و تخريب سازه هاي بتني مي شوند - علائم هشدار دهنده که کار مرمت را الزامي مي دارند. ۱) علل فرسودگي و تخريب سازه هاي بتني (CAU ...

● انتخاب سيمان استفاده از سيمانهاي با حرارت هيدراتاسيون کم، ممکن است تا حدودي سبب تخفيف اشکالات مربوط به ازدياد درجه حرارت بتن شود. ولي بايد درنظر داش ...

خوردگي يکي از مؤثرترين فاکتورها در تعيين عمر اقتصادي براي ساختمانها مي باشد. خوردگي نتيجه يک سري فعل و انفعالات شيميايي در بتن و آرماتور ها مي باشد. د ...

علل مختلفي که باعث فرسودگي و تخريب سازه هاي بتني مي شوند - علائم هشدار دهنده که کار مرمت را الزامي مي دارند. ۱) علل فرسودگي و تخريب سازه هاي بتني (CAU ...

دانلود نسخه PDF - بتن