بتن ریزی در هوای گرم

هوای گرم به دمای زیاد هوا همراه یا بدون باد و رطوبت کم اطلاق می شود. این عوا مل باعث تبخیر سریع آب، افزایش سرعت آب گیری سیمان، کاهش کارایی بتن تازه و تسریع گیرش آن می شوند که می تواند موجب کاهش مقاومت نهایی بتن گردند. هوای گرم همچنین باعث ایجاد مشکلاتی در بتن ریزی و متراکم کردن بتن و تشدید جمع شدگی خمیری می‌شود و موجب ترک در بتن جوان می گردد.

یکی از عوامل تخریب بتن در فلات مرکزی ایران بتن ریزی در هوای گرم می باشد. در محیط‌های گرم دمای بتون زیاد بوده و این مسأله موجب تبخیر سریع آب، گیرش زود رس و کاهش کارایی بتن می شود .برای رسیدن به بتن مناسب و با مشخصات مکانیکی مورد نیاز باید شرایط ویژه ای رعایت شود .

کلیات:

به طورکلی عواملی نظیر هوای گرم، وزش باد و رطوبت، روی ساختن، ریختن و عمل آوردن بتن اثر می گذارند. برای دستیابی به نتیجه مطلوب، باید دمای محیط، دمای مصالح و بتن، و اوضاع جوی، سرعت و جهش وزش باد، رطوبت نسبی محیط و سایر اطلاعات را به طور روزانه، ثبت و در کارگاه جمع‌آوری نماید. هوای گرم آثاری به شرح زیر بر روی بتن خواهد داشت:

1- افزایش میزان آب مورد نیاز

2-کاهش اسلامپ

3-زیاد شدن سرعت سخت شدن بتن

4-افزایش احتمال ترک‌های خمیری در بتن

5- بروز اشکال در کنترل میزان هوای بتن

6- کاهش دوام بتن در صورت عدم رعایت ملاحظات فنی

7- عدم امکان دستیابی به سطوح یکنواخت

مصالح بکار رفته

الف) سنگدانه:

هر چند تأثیر سنگدانه چندان جدی نیست اما بویژه برای ایجاد دوام در بتن در مناطق گرم بویژه مرطوب، لازم است سنگدانه‌ها از جذب آب کمی برخوردار باشند. ظرفیت جذب آب سنگدانه درشت در آبا به 5/2 و برای سنگدانه ریز به 3 درصد محدود شده است در حالیکه در بسیاری از آئین نامه‌ها چنین محدودیتی دیده نمی شود.

سنگدانه‌ها باید در برابر قلیایی‌ها از واکنش زائی برخوردار نباشند لذا از این بابت باید مورد آزمایش قرار گیرند. همچنین در مناطق خورنده باید یون کلر آنها از حدود مجاز کمتر باشد.

ب) آب:

آب مصرفی بتن نباید گرم باشد. گرم بودن آب علاوه بر بالا بردن درجه حرارت مخلوط بتن، باعث بالا رفتن مصرف آب می شود که این امر نهایتاً موجب کاهش مقاومت خواهد شد. با اضافه شدن هر ١٠ درجه به حرارت آب، میزان اسلامپ ٢٠ تا ٢5 میلیمتر کاهش می یابد و از این رو آب مصرفی باید کاملاً خنک بوده و در صورت لزوم توسط یخ خنک شود.

ج) سیمان:

یکی از نکات بسیار مهم در هوای گرم، دمای سیمان به هنگام اختلاط است. بالا بودن دمای سیمان، دمای بتن را افزایش می‌دهد که این امر موجب تسریع عمل آبگیری، سخت شدن فوری، بالا رفتن نیاز به آب و نهایتاً آثار نامطلوب بر روی مقاومت و جمع شدگی خمیری بتن خواهد شد. بنابراین تحت هیچ شرایطی نباید درجه حرارت سیمان هنگام اختلاط از ٧٧ درجه سانتیگراد تجاوز نماید، در هوای گرم باید از مصرف سیمان‌های گرم، نوع ٣ و مشابه آن خودداری شود.

د) مواد افزودنی بتن:

مصرف مواد افزودنی در هوای گرم باید بر اساس توصیه های کارخانه سازنده و تأییدات دستگاه نظارت صورت گیرد. بدون رعایت تأیید قبلی دستگاه نظارت، پیمانکار به هیچ وجه حق اضافه نمودن این مواد را به بتن نخواهد داشت، استفاده از مواد افزودنی کندگیر کننده و یا کاهش دهنده آب با اجازه قبلی دستگاه نظارت بلامانع است.

به علاوه رعایت نکات زیر هنگام بتن ریزی در هوای گرم الزامیست:

1- هنگام بتن ریزی دمای هیچ قسمت از بتن نباید از ٣٠ درجه سلسیوس تجاور نماید.

2- دمای محیط هنگام بتن ریزی نباید از ٣٨ درجه سلسیوس بیشتر باشد. برای دست یافتن به بتنی خوب و پایا توصیه می‌شود عملیات بتن ریزی در دمای بین ٢4 تا ٣٨ درجه سلسیوس انجام شود.

3- مصالح بتن خصوصاً مصالح سنگی نباید زیر تابش مستقیم آفتاب قرار گیرد.

4- وسایل، لوازم و تجهیزات تهیه، حمل و ساختن بتن نظیر مخلوط کن‌ها، پمپ‌ها، تراک میکسرها، باید حتی الامکان سفید رنگ بوده و در جای خنک، نگهداری و نصب شوند و در صورت امکان با پوشش مناسب از تابش مستقیم آفتاب مصون باشند.

5- فاصله زمانی بین ساختن و ریختن بتن در قالب به حداقل ممکن کاهش یابد.

6- آبپاشی قالب‌ها، آرماتورها و بستر محل بتن ر یزی، با آب خنک، همزمان و قبل از بتن ریزی صورت پذیرد.

7- محل بتن ریزی در حین اجرا از تابش مستقیم آفتاب مصون نگهداشته شود.

8- در فصل تابستان و روزهای گرم خصوصاً در مناطق جنوبی ا یران توصیه می شود بتن ریزی در اواسط روز قطع و برنامه بتن ریزی برای اوایل صبح و عصر، تنظیم و اجرا شود.
تاثیر محیط گرم روی بتن:

هم بتن تازه و هم بتن سخت شده در محیط‌های اقلیمی گرم و در درجه حرارت زیاد بخشی از عملکرد مطلوب و پایائی خود را از دست می دهند. نیاز به آب بیشتر، گیرش سریع و کاهش اسلامپ و کارائی، افزایش امکان ترک خوردگی خمیری، تبخیر سریع آب سطحی بتن و تغییر در مشخصات مکانیکی این بخش و نیاز به عمل آوری سریع از مشکلات بتن تازه در اقلیم گرم است. این مشکلات با افزایش نفوذ پذیری که خود منجر به کاهش مقاومت ذاتی بتن در مقابله با خرابی‌های دیگر می شود از تاثیرات محیط گرم روی بتن سخت شده می‌باشد. علت تغییرات در بتن سخت شده به طور عمده ناشی از اجبار به مصرف آب بیشتر در طرح اختلاط است.

بزرگترین مشکل اقلیم گرم روی بتن، گیرش سریع و کاهش کارائی بتن تازه می باشد که برای جبران آن تولید کنندگان آب مصرفی طرح اختلاط افزایش می‌دهند. با افزایش آب مصرفی مقاومت کاهش و نفوذ پذیری افزایش می یابد و در صورتیکه عوامل مخرب دیگر مثل یون‌های مضرر هم در محیط وجود داشته باشد و به سرعت عمر مفید و پایائی بتن کاهش خواهد یافت.

در محیط‌های گرم و مرطوب به علت نفوذ رطوبت در بتن سخت شده خرابی های بتن افزایش می یابد البته به جز ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی. به هر حال در محیط های گرم و خشک نیز امکان رطوبت در پاره ای از کاربردها به طور محسوس وجود دارد مثل سازه های آبی بتنی، پی‌ها که در خاک مدفون ھستند و به احتمال کاربرد زمین‌های اطراف آب و رطوبت به خاک تزریق خواهد شد.

مشکلات بتن ریزی در مناطق گرمسیر به صورت خلاصه عبارتند از:

• نیاز به آب بیشتر در طرح اختلاط

• افزایش سرعت گیرش سیمان

• کاهش اسلامپ و کارآئی بتن تازه به علت گیرش زودرس

• ایجاد ترک‌های جمع شدگی خمیری

• مقاومت فشاری نهایی کمتر (گر چه مقاومت فشاری اولیه افزایش می یابد)

• افزایش نفوذ پذیری و کاهش محسوس پایائی بتن
• ظاهر نامطلوب سطح بتن

• کاهش زمان اجرائی جهت حمل و ریختن بتن و ویبره زدن (در پاره ای از موارد این زمان به 20 دقیقه کاهش می‌یابد)

تمهیدات بتن ریزی در مناطق گرمسیری:

در صورتیکه دمای بتن در لحظه بتن ریزی از 32 درجه بیشتر باشد باید بتن ریزی را متوقف کرد یا شرایط ویژه ای را جهت کنترل دمای بتن به کار برد. به هر حال در روزهای گرم سال در مناطق گرمسیر موارد زیر باید مورد توجه قرار گیرد:

• دمای سیمان در هنگام اختلاط باید کمتر از 50 درجه باشد نگهداری سیمان در محل‌های سایه و خنک و با استفاده از سیلو مناسب با رنگ آمیزی مناسب می تواند در پائین نگه‌داشتن دمای سیمان به کار رود.

• میزان مصرف سیمان نباید از 350 کیلوگرم بر متر مکعب کمتر باشد تا بتوان کاراوی و مقاومت لازم را بدست آورد در ضمن نباید از 450 کیلوگرم بر متر مکعب بتن بیشتر باشد چون گرمای آزاد شده ناشی از فعل و انفعالات سیمان منجر به دمای زیاد بتن تازه خواهد شد.

• به کار گیری سیمان کند گیر (در حد تیپ دو) بکارگیری سیمان پوزولانی به خصوص استفاده از میکروسیلیس یا به کارگیری مواد افزودنی که موجب کاهش دمای گیرش شود توصیه می شود.

• شن و ماسه باید در محل خنک و سایه (زیر سایه بان) نگهداری شوند. در صورت لزوم سنگدانه‌ها با آبپاشی خنک شوند.

• بکارگیری دانه‌های گرد گوشه (رودخانه‌ای) به علت ایجاد کارائی بیشتر مناسب تر است.

• دانه بندی شن و ماسه باید حتماً در محدوده استاندارد باشد و اگر در حد میانی استاندارد باشد که منجر به تولید بتن متراکم شود بهتر است.

• بکار گیری شن درشت منجر به نفوذ پذیری بیشتر می شود بنابراین به کارگیری شن ریزتر در طرح اختلاط توصیه می‌شود.

• حتی المکان باید آب خنک استفاده شود بکارگیری عایق حرارتی برای لوله‌ها و مخازن آب توصیه‌ها می شود. در صورت ناتوانی در کنترل بتن می توان از خرده یخ برای خنک کردن آب استفاده نمود.

• به هیچ وجه نباید برای کنترل اسلامپ و کارائی از آب بیشتر از حد تعیین شده در طرح اختلاط استفاده نمود. میلگرد در شرایط محیطی فوق العاده شدید باید باید گالوانیزه با آغشته به اپوکسی باشند (در مناطق گرم و خشک بکارگیری این روش‌ها ضروری نمی باشند)

• بکارگیری پوشش بتنی در اطراف میلگردها جهت تأمین پایائی ضروری می باشد باید از بکارگیری مقاطع نازک بتنی با درصد زیاد میلگرد خودداری شود.

• بکار گیری قالب چوبی به علت کوچکی ضریب انتقال حرارت نسب به قالب های فلزی مرجع است.

• قالب ها باید حتماً آب بندی باشند تا شیره و آب از دسترس بتن خارج نشود.

• بتن ریزی در ساعات خنک و سایه روز انجام شود.

• حتماً از تبخیر آب سطحی بتن جلوگیری به خصوص در مقابل وزش باد و تشعشع خورشید با بکارگیری روکش‌هایی روی سطحی جلوگیری کرد.

• تراکم بتن حتی الامکان باید به صورت کامل انجام شود تا پایائی بتن را بتوان تضمین نمود.

• عمل آوری بتن باید بطور کامل و در اولین فرصت ممکن انجام شود و به نحوی که آب سطحی بتن از دست نرود.

روش‌های عمل آوری بتن( کیورینگ بتن) عبارتند از:

جاری نمودن آب مناسب روی بتن (توجه به تبادل حرارتی و از دست رفتن حرارت بتن لازم است). آب پاشی به طور مدوام و با آب مناسب البته توصیه می شود به خصوص دفعات اولیه آب دارای حرارت نزدیک بتن تازه باشد تا امکان تباد حرارتی از بین ببرد. حتی اگر قرار است آب روی سطح بتن گرفته شود باید چند ساعت اولیه با آب گرم روی سطح بتن آب پاشی نمود و سپس اقدام به این کار کرد.

به کارگیری روکش مرطوب نظیر گونی، نمد، حصیر،کاه، ماسه تمیز و خاک اره. به کار گیری روکش غیر قابل نفوذ شامل کاغذ نفوذناپذیر، نایلون،مواد کیورینگ بتن.

حداقل زمان عمل آوری در مناطق گرمسیری 7 روز می باشد ولی برای سیمان‌های تیپ 2 و 5 سیمان‌های پوزولانی 14 روز است.

• بکار گیری گوش‌های پخ شده در قطعات جهت جلوگیری از تبخیر سریع از این نواحی.

تکنیک های جلوگیری از ازدیاد درجه حرارت بتن در هوای گرم:

انبار کردن مصالح سنگی

اقدامات انجام شده در جهت محدود کردن درجه حرارت دانه‌های سنگی انبار شده بیشترین تأثیر در به حداقل رساندن درجه حرارت بتن تازه را به وجود می آورد. به نظر می رسد سایه انداختن و آب پاشی توده دانه‌های سنگی انبار شده در اغلب اوقات صرفاً بخاطرحجم مصالح غیر عملی باشد. مع‌هذا مشکلات را ممکن است در بسیاری از مواردبتوان با محدود کردن مقادیر سنگی به ابعاد عملی کاهش داد. به این معنی که مقادیر به اندازه مصرف در بتن ریزی روز بعد مورد نیاز است می توان در زیر سایه قرار داد و خنک کرد.

اختلاط و حمل

حتی در شرایط مطلوب، نباید تأخیری بی مورد بین ساختن بتن و جادادن آن وجود داشته باشد. در هوای خشک، به حداقل رساندن تأخیرات مهمترین اقدام می باشد. از آنجائیکه در اثر درجه حرارت های زیاد ترکیب دو عامل تبخیر آب و سفت شدگی باعث تسریع در کاهش قابلیت کاربرد بتن می شود و چون هیچ کدام از این عوامل را نمی توان متوقف کرد، لذا بهترین و تنها راه مبارزه با آنها، جادادن بتن بلافاصله پس از اختلاط است.

اگر اجازه دهیم کاهش قابلیت کاربرد رخ دهد، به ندرت ممکن است کار خوبی بدون آثار نامطلوب داشته باشیم. برای مثال بتنی که مدت طولانی در یک مخلوط کن با دیگ دوار رها شده باشد، محتمل است به همان اندازه که از منبع خارجی نظیر تابش خورشید گرما می گیرد، از اصطحکاک داخلی نیز حرارت جذب کند. به همچنین آب خود را بر اثر تبخیر از دست بدهد. گر چه هر گونه کاهش قابلیت کاربرد را ممکن است با افزودن آب بیشتر قبل از خالی کردن آن از دستگاه تصحیح کرد، ولی افزایش نسبت آب به سیمان ممکن است آثار غیر قابل قبولی بر روی انقباض ناشی از خشک شدن، مقاومت فشاری، مقاومت در مقابل سایش و دوام ایجاد کند. همچنین اگر به منظور بازیابی کاهش قابلیت کاربرد که بر اثر سفت شدگی حین حمل ایجاد شده، چنانچه سعی شود بتن با آب اضافی در محل جادادن دوباره خمیر گردد، خواص مذکور ممکن است به طریق مشابه فوق آسیب ببیند.

جادادن و پرداخت سطوح بتنی

وجود شرایط خشک کننده، احتیاج عادی به جادادن سریع و متراکم کردن مؤثر (ویبره) را تاکید می نماید. همواره خارج کردن هوای محبوس از یک توده بتنی جا داده شده مشکل می باشد مطلوب آنست که بتن چنان جا داده شود که در آخرین مرحله جا گرفتن در قالب سریعاً ویبره شود. در شرایط خشک کننده که بتن سریعتر از معمول تمایل به سفت شدگی دارد، توجه به این موضوع مهمتر است. به محض متراکم شدن بتن در محل خود، تبخیر آب فقط از سطح آزاد آن صورت می گیرد. لذا در صورت عدم تدابیر مناسب، وجود شرایط خشک کننده ممکن است میزان تبخیر را به حدی زیاد کند که آب موجود در عمق بیشتر در داخل بتن، نتواند به سرعت کافی به سطح بتن نقل مکان نموده و بنابر این کاهش آب به اندازه زیاد صورت گیرد. در این شرایط سطح بتن منقبض شده و چون بتن خمیری نمی تواند در مقابل تنش مقاومت نماید، لذا ترک ها، بلافاصله پس از جادادن بتن می‌توانند تشکیل شوند.

هر چند این ترک ها ندرتاً در بتن مسلح از اهمیت سازه ای برخوردار هستند اما این ترک ها گاهی به عمق نفوذ کرده و در اینصورت ممکن است در محل مجاورت با آرماتورها، باعث خوردگی آنها و نهایتاً ضعف پنهانی سازه شود. لذا توصیه اکید می شود پس از جادادن بتن فوراً تدابیری اتخاذ شود که تبخیر به صورت مثبتی کاهش داده شود. روش‌های پیشنهاد شده عبارتند از ایجاد بادشکن های موقت در سمت وزش باد- آب فشانی ریزمه مانندی جهت بالا بردن میزان رطوبت هوایی که در تماس با بتن است – پیش بینی روکش‌هایی که می توانند فوراً پس از جادادن بتن نصب شوند.

عمل آوردن (مراقبت)

هدف‌های عمل آوردن اینست که آب در میان بتن محبوس شود که بتواند با سیمان ترکیب گردیده و بتن را در درجه حرارتی نگه دارد که عمل ترکیب به میزان قابل قبولی پیشرفت نماید. پوشش سطح بتن با ورقه های نفوذ ناپذیر نظیر پولی تن که ترجیحاً برای انعکاس تابش خورشید، رنگی آن توصیه شده است چنانچه به درستی مورد استفاده واقع شود می تواند مانع مؤثری در مقابل تبخیر باشد. بهتر است در همان حال که تکمیل بتن پیشرفت می کند، ورقه های مذکور نصب شود به طوری که هم سطح بتن تازه خراب نگردد و هم لبه‌های پوشش طوری محکم شود که از وزش باد زیر آنها جلوگیری به عمل آید.

چنانچه باد زیر ورقه ها بوزد، تبخیر افزایش یافته و موضوع عمل آمدن به مخاطره خواهد افتاد. در اینصورت یک ورقه شل ممکن است از نبودنش باعث ایجاد ترک خوردگی خمیری شود.

بعضی روش‌های عمل آوردن مانند آب گرفتن، پوشش با ماسه نم دار یا خاک اره نمدار با گونی خیس بهتر است تا موقعی که سطح بتن به اندازه کافی سخت نشده و استحکام کافی در مقابل آسیب پیدا نکرده است بکار نروند در صورت کاربرد آنها، مراقبت دائمی برای محافظت در مقابل خشک شدن لایه های محافظت فرضی و جلوگیری از بی فایده شدن آنها لازم است. چنانچه لایه های ماسه، خاک اره و گونی خشک شوند، نبودنشان بهتر از وجودشان می باشد زیرا در این حالت مانند فتیله ای رطوبت را از بتن کشیده و تبخیر آن را در هوا تسریع می کند .

در صورت کاربرد آب، درجه حرارت آن باید نظر درجه حرارت خود بتن باشد و باید از یک آب فشان با سوراخ ریز نظیر مه خارج شود.

مه مصنوعی که بدین شکل ایجاد می شود ممکن است به علت وزش باد از بتن دور شود. لذا لازم است بادشکن های موقت در جهت وزش باد به سمت سطح بتنی که باید عمل آید، تعبیه شود. در اکثر موارد، منطقی ترین راه برای رسیدن به نتیجه مطلوب، به حداقل رساندن ضریب زاویه منحنی افزایش درجه حرارت است تا کوشش برای کنترل سطح درجه حرارت بدین معنی که افت حرارت از قسمت خارجی توده بتن باید محدود شود. به قسمتی که حرارتی که از سیمان آزاد می شود، قادر باشد درجه حرارت تمام توده بتنی که در حال عمل آمدن است بصورت یکنواختی بالا ببرد. بدیهی است بتنی که بدین طریق به عمل آمده است نیز باید حتی الامکان بصورت یکنواختی سرد شود. در غیر اینصورت، در حالی که قسمت خارجی بتن خیلی سریعتر از داخل آن سرد می شود، تنش کشش ممکن است توسعه یابد. در صورت امکان ساده ترین روش عملی اینست که قالب عایق شده یا چوبی به کار برده شود و نه تنها تا هنگامی که بتن در حین سخت شدن و گرم آن است بلید بار شد بلکه تا هنگامی که درجه حرارت آن به حد محیط اطرافش تنزل پیدا کند، لازم است قالب در محل خود بماند .

اثرات نامطلوب شرایط هوای گرم بر بتن سخت شده عبارتند از:

الف) کاهش مقاومت بتن بدلیل مصرف بیشتر آب در میان مدت و دراز مدت

ب) کاهش مقاومت بتن بدلیل دمای بالای آن در هنگام بتن ریزی و پس از آن در میان مدت و دراز مدت علیرغم افزایش مقاومت زود هنگام بتن (بویژه در رزوهای اول- ١ تا ٧ روز)

ج) افزایش تمایل به جمع شدگی ناشی از خشک شدن و ایجاد ترک‌های حرارتی

د) کاهش دوام بتن در برابر شرایط محیطی نامناسب در حین بهره برداری مانند یخ زدن و آب شدگی مکرر، سایش و فرسایش تری و خشکی مکرر بتن، حمله سولفات‌ها و حمله یون کلر محیط بدلیل افزایش نفوذپذیری بتن در اثر ایجاد کریستال‌های درشت و کاهش مقاومت الکتریکی بتن که نقش مهمی در افزایش نفوذپذیری در برابر یون کلر و سایر عوامل مزاحم شیمیائی دارد. همچنین کاهش دوام به دلیل ترک خوردگی البته این موارد با استفاده از افزودنی های بتن، ، مواد آب بندی بتن در زمان بتن ریزی قابل حل است.

هـ) ایجاد خوردگی سریعتر میلگردها بدلیل افزایش نفوذپذیری بتن و یا ایجاد درزهای سرد

و) کاهش یکنواختی سطح بتن و نا زیبائی سطح بتن نمایان بویژه در مجاورت قالب، تغییر رنگ بتن بدلیل تفاوت در آهنگ آبگیری، منظره بدلیل درز سرد.

عوامل تشدید کننده خسارات در هوای گرم:

برخی عوامل می توانند در هوای گرم خسارت‌ها را تشدید نمایند. هر چند این عوامل مستقیماً در ایجاد شرایط هوای گرم بی تأثیر است اما در این شرایط می تواند باعث بحرانی تر شدن اثرات زیانبار گردد. این عوامل عبارتند از:

الف) مصرف سیمان‌هایی با ریزی زیاد که موجب افزایش سرعت آبگیری سیمان و ایجاد گرمازائی بیشتر در زمان کوتاه می گردد.

ب) مصرف سیمان‌های زودگیر (مقاومت اولیه زیاد) مانند نوع ٣ و حتی استفاده از سیمان‌های نوع ١ بویژه با وجود افزودنی‌های تسریع کننده (زودگیر کننده) که میتواند زمان گرایش را کوتاه نماید و سرعت آبگیری و گرمازائی را بیشتر کند.

ج) مصرف بتن های پر سیمان در رابطه با بتن های پر مقاومت و با نسبت آب به سیمان کم که سرعت آبگیری را بیشتر می کند و زمان گرایش را کوتاه و گرمازائی و سرعت آنرا افزایش می دهد. بدیهی است اغلب در شرایط محیطی نامناسب از نسبت آب به سیمان کم استفاده نمائیم لذا باید سعی شود بتن پر سیمان مصرف ننمائیم.

د) استفاده از مقاطع بتنی نازک با درصد میلگرد زیاد.

هـ) بکارگیری وسایل حمل با حجم زیاد که می تواند به ایجاد درز سرد و عدم پیوستگی منجر شود.

و) حرکت دادن بتن در مسیر افقی یا قائم بصورت طولانی مدت ویژه ای برای بتن های کم اسلامپ

ز) استفاده از پمپاژ بتن در مسیرهای طولانی، زیرا اصطکاک بتن با لوله باعث ایجاد گرما می شود و در شرایط هوای گرم نیز این مسیر طولانی و گرمای لوله می تواند مشکل زا باشد.

ح) استفاده از تسمه نقاله برای حمل بتن بدلیل ایجاد سطح هواخور خیلی زیاد و تبخیر شدید و تبادل گرمائی زیاد با محیط.

ط) ضرورت انجام و تداوم کار در شرایط هوایی خیلی گرم بدلائل اقتصادی

ی) استفاده از سیمان‌های انبساطی و یا بدون جمع شدگی که می تواند مشکل زا باشد. در این رابطه برخی مواد انبساط زا یا برخی ملات ها یا بتن ها مانند گروت میتواند عامل ایجاد خسارت بیشتر باشد. مسلماً باید گفت اگر شرایطی بر خلاف شرایط فوق ایجاد شود مسلماً درکاهش خسارات نقش خواهد داشت. اما بر ایجاد شرایط هوای گرم تأثیری ندارد.

عوامل ایجاد کننده شرایط نامناسب محیطی و هوای گرم:

همانگونه که گفته شد مصرف اجزاء بتن با دمای زیاد می تواند بتن با دمای بالاتر از حد مجاز را بوجود آورد.

همچنین بروز شرایط خاصی در محیط اطراف بتن ریزی می تواند به تبخیر شدید منجر گردد که خسارت زا می‌باشد.

در زیر به هر کدام از این موارد می پردازیم و نحوه پیش بینی چنین شرایطی را مطرح می نمائیم:

الف) شدت تبخیر از واحد سطح:

میزان تبخیر از سطح بتن تابع عوامل مختلفی است که از جمله می توان به دمای هوا، دمای بتن، رطوبت نسبی هوا، سرعت وزش باد، تابش آفتاب و حتی رنگ بتن و فشار هوا (ارتفاع از سطح دریا) اشاره نمود.

ب) دمای تعادل بتن ساخته شده:

قبل از خسارت بتن میتوان دمای آنرا با محاسبه حدس زد. مسلماً در مراحل انتقال و ریختن بتن بعلت تبادل با محیط مجاور، دمای بتن ممکن است تغییر نماید. بدین منظور باید برای ساخت بتن دمای کمتر از 30 درجه سانتی گراد را در نظر گرفت تا در یک حمل معقول و منطقی با زمان کمتر از تجاوز ننماید. مسلماً اگر وسیله حمل پمپ و لوله یا تسمه نقاله و یا نیم ساعت، دمای بتن از 32 درجه سانتی گراد تراک میکسر در حال چرخش و تا حدود کمتر از در نظر گرفت. دمای تعادل ساخت بتن باشد باید دمای ساخت را بمراتب کمتر از 28 درجه سانتی گراد بلافاصله پس از اختلاط را می توان از رابطه زیر بدست آورد.

اثرات هوای گرم بر خواص بتن:

همانطور که قبلاً اشاره شد هوای گرم بر روی بتن تازه سخت شده اثراتی را بر جای می گذارد که نامطلوب است. در این قسمت بطور مشروح به برخی از این اثرات و خواص بتن در هوای گرم اشاره می‌شود.

الف) افزایش آب مورد نیاز در طرح مخلوط:

بسته به شرایط هوا و میزان تبخیر ممکن است تا ٢5 کیلو (لیتر) آب اختلاط مورد نیاز افزایش یابد (نسبت به حالت بدون تبخیر) تقریباً هر افزایش 5 درجه سانتی گراد به حدود ٣ لیتر آب نیاز دارد وجود آب بیشتر، جمع شدگی را افزایش می‌دهد و میل به ترک خوردگی بیشتر می شود.

ب) آهنگ افت اسلامپ:

مسلماً در شرایط هوای گرم، گرمای بدون تبخیر و یا با تبخیر می توان تأثیر مهمی بر افت اسلامپ و آهنگ آن داشته باشد. میتوان گفت تقریباً به ازاء 40 درجه سانتی گراد افزایش دما (10 تا 50 درجه سانتی‌گراد) افت اسلامپ حدود ٨ سانتیمتر را شاهد خواهیم بود (هر 10 درجه سانتی‌گراد حدود 2 سانتیمتر) مسلماً آهنگ افت اسلامپ نیز در هوای گرم بسیار زیاد می‌شود تا حدی که مزاحم کار اجرائی خواهد شد و غالباً برای مقابله با آن به افزایش آب متوسل می شوند که کار صحیحی نیست.

ج) افزایش آهنگ سفت شدن بتن و کاهش زمان گیرش:

در یک هوای معتدل و مناسب ممکن است زمان گیرش اولیه بتن بسته به نوع سیمان و نسبت های اختلاط تا ٣ ساعت تغییر کند. با افزایش دما این زمان کاهش می یابد و ممکن است در دمای بتن بالاتر از این زمان حتی به کمتر از نصف یا ثلث کاهش یابد. مسلماً این امر ٣٠ درجه سانتی گراد و دمای محیط بیش از 35 درجه سانتی گراد مشکلات اجرائی را افزایش می دهد. در حمل محدودیت زمانی بوجود می آورد و در ریختن و تراکم باید سرعت قابل توجهی داشته باشیم تا قبل از گیرش لایه زیرین بتوانیم لایه روئی را ریخته و متراکم کنیم. پرداخت سطح مشکل می گردد و بتن زود سفت می‌شود. در اکثر موارد در چنین شرایطی درز سرد ایجاد می گردد. درز سرد در آینده می تواند محل عبور آب و سایر مواد مزاحم شیمیائی باشد.

د) ترک خوردگی خمیر بتن تازه:

این نوع ترک خوردگی معمولاً در محیط های گرم و خشک حاصل می گردد. بدیهی است اگر بتن در محیط گرم و مرطوب قرار گیرد بعلت تبخیر کم از سطح بتن، جمع شدگی چندانی ایجاد نخواهد شد. در رطوبت های بیش از ٨٠ درصد عملاً مشکل ترک خوردگی بتن تازه را نخواهیم داشت.

وقتی تبخیر از 1 kg/m2/hr تجاوز نماید، وضعیت حاد و بحرانی است و عملاً باید بتن ریزی متوقف گردد و یا تمهیدات خاصی تدارک دیده شود. وقتی ترک خوردگی بیشتری اتفاق می افتد که تأخیر در گیرش و سفت شدن بتن، مصرف سیمان‌های دیرگیر، مصرف بیش از حد کندگیر کننده، خاکستر بادی بعنوان جایگزین سیمان و یا بتن خنک داشته باشیم. مصرف موادی که آب انداختن را کم می کند میتواند به خشکی سطح و ترک خوردگی منجر شود. از جمله این مواد می‌توان از میکروسیلیس نام برد. از بین بردن ترک‌های خمیری مشکل است ولی می توان با ماله کشی مجدد توأم با فشار ترک‌ها را تا حدودی از بین برد.

هـ) اثرات نامطلوب بر مقاومت:

مسلماً بتنی که گرم ریخته و نگهداری شود در سنین اولیه مقاومت قابل توجهی کسب می کند اما بطور کلی در سن ٢٨ روز به بعد مقاومت کمتری نسبت به بتن ریخته شده با دمای کم خواهد داشت. بویژه اگر بتن حاوی مواد پوزولانی و کندگیر نباشند، آسیب بیشتری می بینند. اگر ترک بتن را نیز در نظر بگیریم از نظر سازه ای آسیب جدی خواهد بود. گاه دیده می شود که در روزهای گرم نسبت مقاومت 28 روزه به 7 روزه به مقادیری کمتر از 3/1 و حتی تا 1/1 می رسد در شرایط خاص برخی آزمایش‌های 28 روزه مقاومتی کمتر از آزمایش‌های 7 روزه را نشان می دهند که بسیار تعجب برانگیز است. دلیل این امر استفاده از بتن گرم در قالب های گرم و داغ می باشد که گاه در زیر تابش آفتاب نیز چند ساعتی نگهداری می شوند. با استفاده از سیمان‌های ریز و زودگیر کننده، سیمان زیاد یا w/c کم این مشکل بیشتر می گردد.

برای اختصار و با توجه به ذکر اثرات نامطلوب در ابتدای این نوشتار از بیان مشروح سایر اثرات خودداری می شود.

راهکارهای بتن ریزی مطلوب در شرایط نامساعد گرم:

قاعدتاً این راهکارها را میتوان به چند دسته تقسیم کرد:

الف) انتخاب مصالح مناسب برای هوای گرم خشک یا گرم مرطوب و نسبت های مطلوب

ب) روش‌های مناسب انبار کردن مصالح برای گرم و داغ شدن (پیشگیری از گرم شدن)

ج) خنک سازی مصالح و بتن و بتن خنک ساختن (کاهش دمای بتن)

د) تمهیدات حفظ خنکی بتن در طول عملیات حمل و ریختن و جلوگیری از افزایش دمای بتن

هـ) نکات مربوط به ریختن، تراکم و پرداخت سطح، نگهداری و عمل آوری بتن و کنترل تبخیر در ادامه به هر کدام از راه حل‌های اجرائی به اختصار می پردازیم.

روش‌های پیشگیرانه برای جلوگیری از گرم شدن مصالح در انبار:

هر چقدر بتوانیم جلوی گرم یا داغ شدن مصالح بتن را بگیریم، کار خنک ساختن بتن ساده تر می شود. به هرحال بهتر است دمای سیمان از 60 درجه سانتی گراد تجاوز نکند (آبا حد مجاز را 75 درجه سانتی گراد ذکر کرده است) سنگدانه‌ها با توجه به وزن قابل توجه‌شان بهتر است دمائی کمتر از 40 درجه سانتی گراد را داشته باشند. آب نیز باید در حد امکان خنک نگهداشته شود. لذا توصیه می شود آب در محلی نگهداری شود که زود گرم نشود. مخازن فلزی هوایی بدون عایق بندی ابداً توصیه نمیشود. از مصرف سیمان‌های گرم که از کارخانه حمل و تخلیه می شود باید پرهیز کرد و آنرا در سیلو نگه داشت تا خنک گردد.

سیلوی سیمان دارای رنگ روشن باشد. در برخی مناطق دنیا از سیلوی دو جداره استفاده می شود که ممکن است آب خنک در آن در جریان باشد. عایق بندی سیلوی سیمان نیز یک راه حل می باشد. سنگدانه‌ها را نیز بهتر است از تابش آفتاب دور داشت. سر پوشیده کردن دپوی سنگدانه‌ها یک روش معمول است که ممکن است برای ایران راه حل گران قیمتی باشد. ایجاد پوشش مانند برزنت و غیره می تواند راه حل ساده تری تلقی گردد.

خنک سازی مصالح و ساخت بتن خنک (کاهش دمای بتن):

استفاده از بتن‌ها دمای کم یکی از راه حل‌های اساسی برای بتن ریزی مطلوب است. رساندن دمای بتن به زیر 30 درجه سانتی‌گراد میتواند به تولید بتن سخت شده مقاوم و با دوام منجر گردد و ضمناً میزان تبخیر از سطح بتن را کاھش دهد. باید گفت تبخیر عوامل متعددی دارد ولی دمای بتن در این رابطه بسیار مهم است. برای ایجاد بتن خنک، غالباً اجزاء بتن را خنک می کنیم و یا از یخ برای ایجاد خنکی مخلوط بتن استفاده می نمائیم. بکارگیری ازت مایع نیز ممکن می باشد. اما در مورد بتن ریزی در هوای گرم در کارهای عادی عملاً بکار نمی رود.

اجزاء بتن شامل: آب، سیمان، سنگدانه می تواند خنک شود. آب را با وسایل تبرید و یا یخ می توان خنک نمود. سنگدانه‌ها را می توان با آب پاشی و ایجاد شرایط مساعد برای تبخیر می توان به مقدار قابل توجهی خنک نمود (بویژه در هوای خشک) در خنک سازی سنگدانه می توان از آب خنک و هوای خنک نیز استفاده نمود.

یخ عامل مهمی در کاهش دمای بتن می باشد زیرا گرمای نهان ذوب یخ میتواند دمای بتن را به مقدار قابل توجهی پائین آورد. به هرحال خرده یخ یا پرید یخ می تواند صرفاً بعنوان جایگزین بخشی از آب یا همه آن بکار رود تا تغییری در نسبت آب به سیمان حاصل نشود و در انتهای اختلاط نباید یخ در بتن تازه مشاهده گردد.

خنک کردن سیمان راه حلی است که کمتر بکار گرفته می شود. اینکار به دلایل خاص نیاز دارد تا سیمان در معرض آب خنک یا هوای مرطوب قرار نگیرد. استفاده از دیگ اختلاطی که دارای رنگ روشن می باشد و یا آب خنک شده و یا در سایه است توصیه می گردد.

تمهیدات مربوط به حفظ خنکی بتن در طول عملیات بتن ریزی:

در زمان حمل، ریختن و تراکم بتن حفظ خنکی آن ضروری است. بدیهی است دمای بتن در اثر تبادل گرما با هوای گرم مجاور افزایش می یابد. هدف ما کاهش این افزایش دما می باشد.

استفاده از وسایل حمل مناسب و سر بسته که رنگ روشن دارد یا با آب خنک می شود یکی از راه حل‌های مناسب می‌باشد. بکارگیری وسایلی مانند پمپ و لوله می تواند باعث افزایش دما شود و برای کنترل این افزایش دما، لازم است لوله پمپ خنک گردد. می توان دور لوله ها را گونی خیس قرار داد و گه‌گاه روی آن آب پاشید.

تسمه نقاله برای هوای گرم وسیله مناسبی نیست و در صورت لزوم می توان روی آن را پوشاند. تراک میکسر در طول حمل نباید بی جهت بچرخد زیرا این امر موجب افزایش دما خواهد شد بویژه اگر حجم بتن در مقایسه با حجم دیگ کم باشد. استفاده از سایبان روی دیگ تراک و داشتن رنگ روشن توصیه می‌شود.

نکات مربوط به ریختن، تراکم، پرداخت سطح، نگهداری و عمل آوری بتن و کنترل تبخیر:

برای جلوگیری از تبخیر زیاد از سطح بتن می توان توسط بادشکن، سرعت باد را کم نمود. بویژه اگر بتوان از بادشکن‌های جاذب آب استفاده نمود و آنها را خیس کرد، رطوبت محیط افزایش می یابد و تبخیر کم می‌شود و همچنین محیط خنک می گردد. استفاده از سایبان در بالای محل بتن ریز (در صورت امکان) باعث کنترل تابش آفتاب و کاهش تبخیر می‌گردد و ضمناً از افزایش دمای بتن جلوگیری می شود.

می توان از دستگاه‌های مه فشان و ایجاد کننده غبار آب در محل بتن ریزی استفاده کرد تا ضمن خنک شدن محیط رطوبت نسبی بالا رود و تابش آفتاب کم گردد. این کار در مواردی که باد می وزد مؤثر نیست.

قالب و میلگردها باید قبلاً خنک شود و آبا حداکثر دمای 50 درجه سانتی گراد را برای آنها پیش بینی کرده است. با آب پاشی بر روی قالب (بویژه فلزی) و میلگردها می توان آنها را خنک نمود ولی آب اضافی باید از سطح قالب و میلگرد زدوده شود (با هوای تحت فشار یا اجازه دادن برای تبخیر) برنامه ریزی کار بتن ریزی به نحوی که در زمان خنکی هوا انجام شود. مسلماً در این حالت اصولاً ممکن است شرایط هوای گرم موجود نباشد و بحث های مطروحه بی مورد تلقی گردد.

تأمین حجم لازم بتن و استفاده از وسایلی که بتواند این حجم بتن را ساخته یا حمل کند و بریزد و متراکم نماید امری ضروری است وگرنه بتن در اثر معطلی گرم شده و زمان گیرش آن فرا می رسد و یا لایه‌های زیرین خود را می گیرد و درز سرد ایجاد می شود.

برای حفظ خنکی بتن در لایه های بتن ریزی، بهتر است از لایه های ضخیم تر استفاده شود که این امر حجم بتن سازی و بتن رسانی و بتن ریزی بیشتری را در واحد زمان طلب می کند. استفاده از وسایل مناسب به نحوی که معطلی های بی جهت بوجود نیاید. مثلاً باکت خیلی کوچک بکار نرود تا تراک میکسر مدت زیادی معطل بماند و یا تراک میکسر کمتر بارگیری شود تا بتن بمدت قابل توجهی در آن بچرخد و نماند.

تراکم مجدد بتن در هوای گرم توصیه می شود (قبل از گیرش). این امر ترک‌ها را کم می کند. استفاده از ماله برای بهم آوردن ترک‌ها توصیه می گردد (ماله کش با تأخیر و مجدد) در هوای گرم و خشک اغلب سرعت تبخیر بیش از سرعت رو زدن آب است و سطح بتن خشک می شود. لذا ضمن رعایت نکاتی که قبلاً مطرح شد لازم است در اسرع وقت سطح بتن محافظت شده و مرطوب گردد . استفاده از گونی خیس در این موارد توصیه می شود. در غیر این صورت استفاده از پوشش های خاص مانند نایلون یا ترکیبات عمل آوری بتن می تواند مصرف شود. بدیهی است در شرایط هوای گرم و خشک توجه ویژه ای باید به عمل آوری رطوبتی معطوف گردد.

پرداخت سطح بتن در هوای گرم با مشکل همراه است و معمولاً باید زودتر از سایر شرایط پرداخت را انجام داد اما نباید باعث جمع شدن آب در زیر لایه فوقانی گردد.

توصیه ها:

1. تنظیم زمان بتن ریزی در هنگام خنک بودن هوا

2. استفاده از سیمان‌های مناسب با حرارت زایی کم (تیپ 4)

3. استفاده از سیمان پوزولانی یا روباره ای و کلاً استفاده از طرح اختلاطی که از مصرف سیمان زیاد پرهیز گردد.

4. پایین نگه داشتن دمای سیمان با نگهداری در سیلوهای عایق بندی شده یا رنگ آمیزی شده به رنگ سفید

5. کاھش دمای سنگ دانه ها با انبار کردن آنها در سایه یا آب پاشی یا دمیدن هوای سرد به آنها.

6. خنک کردن آب مصرفی و یا جایگزینی بخشی از آن با یخ خرد شده یا یخ پو لکی .

7. میلگردها، اجزا ی تو کار و قالب ها در دمای بیش از 5٠ در جه سانتی گراد قبل از بتن ریزی آب پاشی و آب اضافی کاملاً جمع آوری شود.

8. به منظورجلوگیری از ایجاد ترک و جلوگیری از کاهش رطوبت و افزایش دمای بتن پس از بتن ریزی دو عمل زیر را بایستی انجام داد:

الف) حفظ بتن از جریان باد و تابش آفتاب به وسیله باد شکن و سایبان

ب) جلوگیری از تبخیر آب بتن به وسیله آب پاشی بتن و هوای مجاور آن

مدت عمل آوری بتن به هیچ وجه از ٧ روز کمتر نباشد.

بتن ریزی در مناطق ساحلی خلیج فارس و دریای عمان

در مناطق ساحلی خلیج فارس و دریای عمان ضمن رعایت ضوابط بتن‌ریزی در هوای گرم موارد زیر نیز باید مراعات شود:

• مصالح مناسب به شرح فوق انتخاب و نسبتهای اختلاط چنان تعیین گردند که از مصرف سیمان زیاد احتراز شده و نسبت آب به سیمان و نفوذپذیری کاهش یابد.

• از سیمان مناسب با گرمازایی کم، سیمان پرتلند نوع 2 و یا نوع 1 با پوزولان و یا سیمانهای پرتلند آمیخته پوزولانی یا روباره‌ای و یا سایر سیمانهای پوزولانی استفاده شود. مقدار پوزولان بستگی به نوع آن و موقعیت محیطی سازه دارد.

• مقدار کلریدهای آب مصرفی باید کمتر از 500 قسمت در میلیون باشد.

• استفاده از آب نمکدار بویژه آب دریا برای شستشوی سنگدانه‌ها، تهیه و عمل آوردن بتن مجاز نمی‌باشد.

• حداکثر نسبت آب به مواد سیمانی (سیمان به علاوه مواد پوزولانی و یا روباره‌ای) 4/0 باشد.

• حداکثر جذب آب سنگدانه‌های مصرفی در بتن، برای سنگدانه‌های درشت به 5/2 درصد و برای سنگدانه‌های ریز به 3 درصد محدود می‌شود.

• برای کاهش نفوذپذیری بتن، مخلوط بتن تازه باید از تراکم کافی برخوردار باشد و برای تأمین این منظور از افزودنیهای کاهنده قوی آب استفاده می‌شود.

• نحوه نگهداری و انبار کردن میلگردها باید به صورتی باشد که از آلوده شدن آنها به مواد زیان‌آور جلوگیری شود.

• مصرف میلگردهای آلوده به مواد یا املاح زیان‌آور(مانند کلرید سولفات) و میلگردهایی که تا حد پوسته شدن زنگ زده باشند، مجاز نیست.

• سیمهایی که برای بستن یا نگهداری آرماتورها در محل، به کار می‌روند باید به طرف داخل قالب خم شوند تا از میزان پوشش بتن روی آرماتور کاسته نشود.

منبع:

مرجع تخصصی عمران سازگانان

نویسنده : کلینیک  بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

بتن سبک هوادار

در راستای پیشرفتهای صورت گرفته در جهان، مهندسان بخش مسکن تحقیقات جدی و مستمری انجام داده و می دهند تا بتوانند مسکن با عمر مفید زیاد (چند قرن)،استحکام بالا در مقابل بلایای طبیعی (زلزله، آتش سوزی و ...)، همچنین با توجه به پایان رسیدن عصرانرژی ارزان، حداقل انرژی در ساختمان مصرف گردد و دارای هزینه کمتری نسبت به سایر مصالح رایج باشد که این ایده ها با شناسایی بتن سبک هوادار (foam concrete) تحقق یافت. هم اکنون بتون معمولی غالبا با دانسیته 2400kg/m3 تولید می گردد که با توجه به وزنش مشکلات فراوانی ازجمله اجرای سخت و باخاصیت جذب آب بسیار بالا دائما تاسیسات حرارتی و برودتی ساختمان را در معرض تخریب قرار می دهد و معایب دیگر، خوشبختانه در حال حاضر با افزودن هوا به مخلوط ماسه و سیمان، وزن آن تا اندازه قابل توجهی کاهش می یابد، (400 الی 1800 کیلو گرم بر متر مکعب) و بتن سبک هوادار با خصوصیات بارزی تولید می گردد.

تولید بتن سبک با نوعی مواد افزودنی (فوم هوازی پروتئینی) جهت متخلخل نمودن خمیر ماسه و سیمان توسط شرکت FOPOR SYSTEM در کشور آلمان با روش بهبود دائم طی مراحل تعاملی مهندسی انجام گرفته است.

بتن سبک در گذشته و در حال حاضر در کشورمان تولید می شود که به بتن سبک صنعتی (پوکه صنعتی، معدنی و ...) و بتن سبک که به نوبه خود ضررهایی برای محیط زیست دارا می باشند ولی در کشورهای توسعه یافته این نوع بتن سبک هوادار داده است.

شرکت FOPOR SYSTEM در حال حاضر با بیش از 25 سال سابقه اجرایی در 30 کشور جهان مورد تایید موسسه استاندارد (( دین آلمان)) می باشد و از این منظر نیز با چند شرکت داخلی در حال انجام پژوهش هایی در این زمینه می باشد.

خصوصیات فنی:

بتن سبک هوادار را می توان در دو سطح دانسیته ای تولید کرد :

الف - وزن مخصوص (400 الی 900 کیلو گرم بر متر مکعب) برای ساخت بلوکهای ساختمانی غیرباربر و همچنین بلوکهای تزئینی و پانلها.
ب - وزن مخصوص (1000 الی 1800 کیلو گرم بر متر مکعب) برای قطعات باربر و مسلح.

بتن سبک هوادار در هر دو سطح دارای خصوصیات مشترکی می باشند که شماری از آنها بشرح زیر می باشد :

1-عایق رطوبت

2-عایق گرما وسرما

3- عایق صوت

4-مقاومت بیشتر در مقابل حریق

5-نسبت مقاومت فشاری مناسب به وزن

6-کاهش بار مرده در ساختمان

7- مقاوم در مقابل نفوذ آب

8-خاصیت خوب جذب و دفع آب
9-راحتی در عمل بریدن و میخ کوبی

10-انقباض مطلوب در حین خشک شدن

11- مقاوم در برابر یخ زدگی بتن

12-جلوگیری از استهلاک سیستم سرمایش و گرمایش گازی معروفند جای خود را به بتن سب

مزایا:

بتن سبک هوادار دارای مزایای زیادی می باشد که برخی از آنها به شرح زیر می باشد.

1-صرفه جویی در هزینه های ترانسپورت قطعات پیش ساخته بتنی(تولید صنعتی)

2-صرفه جویی در حمل مصالح (وزن ماسه و میله گرد)

3-عمر مفید بیشتر قالب فلزی (ضریب تکرار بیشتر قالب در سیستم بتن سبک)

4-حذف دستمزدهای بنایی (گچ و خاک و حداقل سفید کاری)

5-حذف هزینه های مصالح (خاک و گچ)

6-حذف دستمزدهای اجرای نماکاری (سیمانکاری)

7-حذف هزینه های مصالح نماکاری (سیمان و ماسه)

8-حذف هزینه های مربوط به ترانسپورت پرت مصالح به خارج از کارگاه

9-صرفه جویی در هزینه های مصرف انرژی (نفت، گاز، برق، ...) بدلیل تبادل حرارتی و برودتی بهتر دیوار بتن سبک

10-سرعت در اجرا به دلیل سیال بودن بتن سبک، عمل بتن ریزی به مراتب سریعتر از بتن معمولی انجام می شود و در

این سیستم عمل ویبره حذف می گردد.

11-صرفه جویی در مصرف میله گرد، در اینجا باید رقم 30% را در هزینه های مربوط به وزن میله گرد منظور نموده (دیوارهای باربر و پی ها)

12-سهولت عملیات کنده کاری و هزینه های مربوط در مقایسه با دیوار آجری

13-سرعت در بازگشت سرمایه و پرداخت کمتر بهره بانکی در مقایسه با سیستم های ساخت و ساز سنتی و مشابه آن با

بتن سبک

سبک سازی ساختمان (پی، دیوار، سقف)، افزایش قابل توجه عمر مفید ساختمان (بیش از صد سال)

موارد استفاده

1-ایزولاسیون پشت بام

این بتن می تواند بعنوان یک عایق حرارتی برای پشت بامها مورد استفاده قرارگیرد.

2-ایزولاسیون کف ساختمان به مانند Topseal

این بتن می تواند بعنوان یک عایق رطوبتی و حرارتی برای کفها مورد استفاده قرار گیرد، بطوریکه هر 5 سانتی متر بتن سبک هوادار معادل یک لایه قیر اندود عمل می کند .

یا به عنوان مثال پوشش Topseal می تواند از عایق های نسل جدید باشد،سرد اجرا و بالایه ای کمتر از 1 میلیمتر.

3-ساختمان سازی

ساختمانهای پیش ساخته و قالب درجا بعنوان پارتیشن بندی در انواع سازه (انواع بلوکهای ساختمانی)

4-ژئوتکنیک

این بتن با توجه به سیال بودنش داخل تمامی حفره ها نفوذ کرده و تمام روزنه ها را پر می کند و در مقابل براحتی می توان از آن حفره برداری نمود.

5-محوطه سازی (با قطعات پیش ساخته یا بتن درجا)
این بتن با توجه به خصوصیاتش از جمله مقاومت در برابر یخ زدگی و عدم جذب رطوبت بسیار پوشش مناسبی برای سطح جاده ها و فرودگاهها و پیاده روها می باشد.

6- حصار کشی

از این بتن می توان هر قطعه ای (هر اندازه و هر شکل) برای دیوار محوطه تهیه و نصب نمود .

7-بلوکهای تزئینی و متفرقه

از این بتن می توان هر نوع قطعه بتنی را تهیه نمود، بر این اساس از آن می توان برای ساخت گلدان، نیمکت پارک، سنگ فرش پیاده رو،آبراه باران و ... استفاده نمود.

8- مجسمه سازی

بخاطر سیال بودن بتن و در نهایت سبک بودن آن می توان هر نوع مجسمه ای را تولید کرد.

تمام موارد بالا را میتوان همراه با سلیقه های مختلف بصورت رنگی تولید نمود.

نویسنده : کلینیک بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

بتن سبک و اثر میکروسیلیس ها در افزایش مقاومت آن

تولید سیمان که ماده اصلی چسبندگی در بتن است در سال 1756 میلادی در کشور انگلستان توسط «John smeaton » که مسئولیت ساخت پایه برج دریایی«Eddystone » را بر عهده داشت آغاز شد و درنهایت سیمان پرتلند در سال 1824 میلادی در جزیره ای به همین نام در انگلستان توسط «Joseph Aspdin » به ثبت رسید.

مردم کشور ما نیز از سال 1312 با احداث کارخانه سیمان ری با مصرف سیمان آشنا شدند و با پیشرفت صنایع کشور ، امروزه در حدود 26 الی 30 میلیون تن سیمان در سال تولید می گردد . با آگاهی مهندسان از نحوه استفاده سیمان در کارهای عمرانی ، این ماده جایگاه خودش را در کشورمان پیدا کرد .

یکی از روشهای ساختمان سازی که امروزه در جهان به سرعت توسعه می یابد ساختمانهای بتنی است . بعد از انقلاب اسلامی به علت کمبود تیر آهن در نتیجه تحریمها و نیز گسترش ساخت و سازهای عمرانی در کشور ، کاربرد بتن بسیار رشد نمود . علاوه بر این موضوع ساختمانهای بتنی نسبت به ساختمانهای فولادی دارای مزایایی از قبیل مقاومت بیشتر در مقابل آتش سوزی و عوامل جوی ( خورندگی ) آسان بودن امکان تهیه بتن به علت فراوانی مواد متشکله بتون و عایق بودن در مقابل حرارت و صوت می باشند که توسعه روز افزون این نوع ساختمانها را فراهم می سازد .

یکی از معایب مهم ساختمانهای بتنی وزن بسیار زیاد ساختمان می باشد که با میزان تخریب ساختمان در اثر زلزله نسبت مستقیم دارد . اگر بتوانیم تیغه های جدا کننده و پانل ها را از بتن سبک بسازیم وزن ساختمان و در نتیجه آن تخریب ساختمان توسط زلزله مقدار زیادی کاهش می یابد . ولی کم بودن مقاومت بتن سبک عامل مهمی در محدود نمودن دامنه کاربرد این نوع بتن و بهره گیری از امتیازات آن بوده است . استفاده از میکروسیلیس در ساخت بتن سبک سبب شده است که مقاومت بتن سبک بالا رود و این محدودیت کاهش یابد . در این تحقیق ضمن توضیحاتی در مورد بتن و تاثیر آب بر روی مقاومت بتن ، بیشتر در باره بتن سبک و روشهای افزایش مقاومت آن با استفاده از میکروسیلس ، خواص مکانیکی و همچنین موارد کاربرد آن بحث می شود .

1-سیمان

- سیمان تولید شده در کشور ما با سیمان تولید شده در کشورهای صنعتی متفاوت است که لازم است تفاوت آن تا حد ممکن بررسی شود .

- طبقه بندی سیمانها شناسایی شود .

- عدم تنوع در کیفیت سیمان نشانه ضعفهایی از سیستم ساخت و ساز می باشد .

- عدم استفاده از سیمان با کیفیت بالا از عوامل اولیه عمر کوتاه ساختمان در بحث مصالح می باشد .

2- شن و ماسه

- معیارها و آئین نامه های تولید کلان شن و ماسه بررسی شود .

- تولید کلان شن و ماسه در کشور ما از نظر معیار و رعایت آئین نامه های تولید بررسی شود .

- معایب شن و ماسه تولیدی در کشور در حد کلان بدلائل زیر آنرا در درجه دوم و یا سوم کیفیت قرار می دهد .

الف : وجود گرد و غبار

ب : عدم شستشو

ج : دانه بندی نا صحیح

د : استفاده از شن و ماسه رودخانه ای بجای شن و ماسه شکسته .

- استفاده از شن و ماسه درجه 2 و یا 3 از عوامل ثانوی عمر کوتاه ساختمان در بحث مصالح می باشد .

افزایش مقاومت بتن مد نظر تمام دست اندرکاران صنعت تولید بتن می باشد .

ساختار بتن :

- بتن دارای چهار رکن اصلی می باشد که به صورت مناسبی مخلوط شده اند ، این چهار رکن عبارتند از :

الف : شن

ب : ماسه

ج : سیمان

د : آب

- در برخی شرایط برای رسیدن به هدفی خاص مواد مضاف به آن اضافه می شود که جزﺀ ارکان اصلی بتن به شمار نمی آید .

- توده اصلی بتن مصالح سنگی درشت و ریز ( شن و ماسه ) می باشد .

- فعل و انفعال شیمیایی بین سیمان و آب موجب می شود شیرابه ای بوجود آید و اطراف مصالح سنگی را بپوشاند و مصالح سنگی را بصورت یکپارچه بهم بچسباند .

- استفاده از آب برای ایجاد واکنش شیمیایی بتن است .

- برای ایجاد کار پذیری لازم بتن مقداری آب اضافی استفاده می شود تا بتن با پر کردن کامل زوایای قالب بتواند دور کلیه میلگرد های مسلح کننده را بگیرد .

- جایگاه استفاده آب در بتن به لحاظ انجام عمل هیدراتاسیون دارای حساسیت بسیار زیادی است .

ویژگیهای آب مصرفی بتن :

- آب های مناسب برای ساختن بتن

1- آب باران

2-آب چاه

4- آب برکه

5-آب رودخانه در صورتی که به پسابهای شیمیایی کارخانجات آلوده نباشد و غیره …

بطور کلی آبی که برای نوشیدن مناسب باشد برای بتن نیز مناسب است باستثناﺀ مواردی که متعاقبا توضیح داده خواهد شد .

- آبهای نا مناسب برای ساختن بتن

1- آبهای دارای کلر ( موجب زنگ زدگی آرماتور می شود)

2- آبهایی که بیش از حد به روغن و چربی آلوده می باشند .

3- وجود باقیمانده نباتات در آب .

4- آب گل آلود ( موجب پایین آوردن مقاومت بتن می شود )

5- آب باتلاقها و مردابها

6- آبهای دارای رنگ تیره و بدبو

7- آبهای گازدار مانند2 co و…

8- آبهای دارای گچ و سولفات و یا کلرید موجب اثر گذاری نا مطلوب روی بتن می شوند .

نکته : 1- آبی که مثلا شکر در آن حل شده است برای نوشیدن مناسب است ولی برای ساخت بتن مناسب نیست .

نکته : 2- مزه بو و یا منبع تهیه آب نباید به تنهایی دلیل رد استفاده از آب باشد .

نکته : 3- ناخالصیهای موجود در آب چنانچه از حد معین بیشتر گردد ممکن است بشدت روی زمان گرفتن بتن ، مقاومت بتن ، پایداری حجمی آن ، اثر بگذارد و موجب زنگ زدگی فولاد شود .

نکته : 4- استفاده از آب مغناطیسی بعنوان یکی از چهار رکن اصلی مخلوط بتن می تواند بعنوان تاثیرگذار بر روی پارامترهای مقاومت بتن انتخاب گردد .

تمایز بتن از نظر چگالی :

الف : بتن معمولی : چگالی بتن معمولی در دامنه باریک 2200 تا 2600 kg/m3 قرار دارد زیرا اکثر سنگها در وزن مخصوص تفاوت اندکی دارند ( ادامه این مبحث از بحث ما خارج است)

ب : بتن سنگین : از این بتنها در ساختمان محافظهای بیولوژیکی بیشتر استفاده می شود مانند ساختار ، آکتورهای هسته ای و پناهگاههای ضد هسته ای که مورد بحث ما نمی باشد که چگالی آن معمولا بیشتر از 2200 تا 2600 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد .

ج : بتن سبک : مصرف بتن سبک اصولا تابعی از ملاحظات اقتصادی است ضمن اینکه استفاده از این بتن بعنوان مصالح ساختمانی دارای اهمیت بسیار زیادی است این بتن دارای چگالی کمتر از 2200 تا 2600 کیلوگرم در متر مکعب می باشد . بدلیل اینکه دارای چگالی کمتر از بتن سنگین است دارای امتیاز قابل توجهی از نظر ایجاد بار وارده بر سازه می باشد چگالی بتن سبک تقریبا بین 300 و 1850 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد یکی از امتیازات مهم امکان استفاده از مقاطع کوچکتر و کاهش مربوطه در اندازه پی ها می باشد ضمن اینکه قالبها فشار کمتری را از حالت بتن معمولی تحمل می کنند و همچنین در کاهش جابجایی کل وزن مصالح بدلیل افزایش تولید جایگاه ویژه ای دارد .

روش های کلی تولید بتن سبک :

- روش اول : از مصالح متخلخل سبک با وزن مخصوص ظاهری کم بجای سنگدانه معمولی که تقریبا دارای چگالی 6/2 می باشد استفاده می کنند .

- روش دوم : بتن سبک تولید شده در این روش بر اساس ایجاد منافذ متعدد در داخل بتن یا ملات می باشد که این منافذ باید به وضوح از منافذ بسیار ریز بتن با حباب هوا متمایز باشد که بنام بتن اسفنجی ، بتن منفذ دار و یا بتن گازی یا بتن هوادار می شناسند .

- روش سوم : در این روش تولید ، سنگدانه ها ی ریز از مخلوط بتن حذف می شوند . بطوریکه منافذ متعددی بین ذرات بوجود می آید و عموما از سنگدانه های درشت با وزن معمولی استفاده می شود . این نوع بتن را بتن بدون سنگدانه ریز می نامند .

نکته : کاهش در وزن مخصوص در هر حالت به واسطه و جود منافذ یا در مصالح یا در ملات و یا در فضای بین ذرات درشت موجب کاهش مقاومت بتن می شود .

طبقه بندی بتن های سبک بر حسب نوع کاربرد آنها :

- بتن سبک بار بر ساختمان

- بتن مصرفی در دیوارهای غیر بار بر

- بتن عایق حرارتی

نکته 1- طبقه بندی بتن سبک بار بر طبق حداقل مقاومت فشاری انجام می گیرد .

مثال : طبق استاندارد 77 – 330 ASTM C در بتن سبک ---- مقاومت فشاری بر مبنای نمونه های استوانه ای استاندارد از شده پس از 28 روز نباید کمتر از Mpa 17 باشد . و وزن مخصوص آن نباید از 1850 کیلوگرم بر متر مکعب تجاوز نماید که معمولا بین 1400 او 1800 کیلوگرم بر متر مکعب است .

نکته : 2- بتن مخصوص عایق کاری معمولا دارای وزن مخصوص کمتر از 800 کیلوگرم بر متر مکعب و مقاومت بین 7/0 و Mpa 7 می باشد .

انواع سبک دانه هایی که به عنوان مصالح در ساختار بتن سبک استفاده می شود :

الف - سبک دانه های طبیعی : مانند دیاتومه ها ، سنگ پا ، پوکه سنگ ، خاکستر ، توف که بجز دیاتومه ها بقیه آنها منشاﺀ آتشفشانی دارند .

نکته :1- این نوع سبک دانه ها معمولا بدلیل اینکه فقط در بعضی از جاها یافت می شوند به میزان زیاد مصرف نمی شوند ، معمولا از ایتالیا و آلمان اینگونه مصالح صادر می شود .

نکته : 2- از انواعی پوکه معدنی سنگی که ساختمان داخلی آن ضعیف نباشد بتن رضایت بخشی با وزن مخصوص 700 تا 1400 کیلو گرم بر متر مکعب تولید می شود که خاصیت عایق بودن آن خوب می باشد اما جذب آب و جمع شدگی آن زیاد است . سنگ پا نیز دارای خاصیت مشابه است .

ب - سبک دانه های مصنوعی : این سبک دانه ها به چهار گروه تقسیم می شوند .

- گروه اول : که با حرارت دادن و منبسط شدن خاک رس ، سنگ رسی ، سنگ لوح ، سنگ رسی دیاتومه ای ، پرلیت ، اسیدین، ورمیکولیت بدست می آیند .

- گروه دوم : از سرد نمودن و منبسط شدن دوباره کوره آهن گدازی به طریقی مخصوص بدست می آید .

- گروه سوم : جوشهای صنعتی ( سبکدانه های کلینکری) می باشند .

- گروه چهارم : مخلوطی از خاک رس با زباله خانگی و لجن فاضلاب پردازش شده را می توان به صورت گندوله در آورد تا با پختن در کوره تبدیل به سبک دانه شود ولی این روش هنوز به صورت تولید منظم در نیامده است .

:

الزامات سبکدانه ها بتن سازه ای :

الزامات سبکدانه ها در آیین نامه های ASTM C330-89 ( مشخصات سبکدانه ها برای بتن سازه ای در آمریکا ) و BS 3797:1990 (مشخصات سبکدانه ها برای قطعات بنایی و بتن سازه ای در بریتانیا ) داده شده اند . در استاندارد بریتانیایی مشخصات واحدهای بنایی نیز مورد بحث قرار گرفته است . این آیین نامه ها محدودیتهایی برای افت حرارتی ( 5% درASTM و4% در BS)و همچنین در BS برای مقدار سولفات 1% 3 so (به صورت جرمی ) را مشخص نموده اند . برخی الزامات دانه بندی این آیین نامه ها در جداول 2 ، 3 و 4 نشان داده شده اند .

ذکر این نکات برای فهم بهتر این جداول مفید است :

1- آیین نامه BS 1047:7983 مشخصات دوباره در هوای سرد شده ، که منبسط نشده است را در بر می گیرد .

2- سبکدانه های به کار رفته در بتن سازه ای ، صرفنظر از منشأ آنها تولیداتی مصنوعی می باشند و در نتیجه معمولا یکنواخت تر از سبکدانه طبیعی می باشند . بنابراین سبکدانه را می توان برای تولید بتن سازه ای با کیفیت ثابت مورد استفاده قرار داد .

نکته : سبکدانه ها دارای خصوصیت ویژه ای هستند که سنگدانه های معمولی فاقد آن می باشند و در رابطه با انتخاب نسبتهای مخلوط و خواص مربوط به بتن حاصل دارای اهمیت ویژه ای می باشند .این ویژگی عبارتست از توانایی سبکدانه ها در جذب مقادیر زیاد آب و همچنین امکان نفوذ مقداری از خمیر تازه سیمان به درون منافذ باز ( سطحی ) ذرات سبکدانه (مخصوصا ذرات درشت تر ) در نتیجه این جذب آب توسط سبکدانه ، وزن مخصوص آنها زیادتر از وزن مخصوص ذراتی می شود که در گرمچال خشک شده اند .

روشهای افزایش مقاومت بتن سبک :

کم بودن مقاومت بتن سبک عامل مهمی در محدود نمودن دامنه کاربرد این نوع بتن و بهره گیری از امتیازات آن بوده است برای بدست آوردن بتن سبک با مقاومت زیاد روشهای زیادی مورد توجه قرار گرفته است .

نکته : عامل موثر و مشترک در کلیه این پژوهشها مصرف میکروسیلیس در بتن می باشد . در اینجا اجمالا به چند روش اشاره می گردد :

1- تحقیقات مشترک V.Novokshchenov و W.Whitcomb جهت افزایش مقاومت بتن سبک و بهبود دیگر خواص آن با استفاده از سبکدانه های سیلیسی منبسط شده ، به اعتقاد آنان مقاومت بتن سبک تابعی از مقاومت سبکدانه ها و ملات است که این رابطه به صورت ذیل ارائه گردید .

fc = fm (vm)+fa (1-vm)

fc = مقاومت بتن fa = مقاومت سبکدانه

fm = مقاومت ملات vm = حجم نسبی ملات

بدین ترتیب مشاهده می شود که می توان با افزایش مقاومت سبکدانه و مقاومت و حجم ملات مقاومت بتن سبک را افزایش داد.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

بتن و انواع آن

بتن به انگلیسی: (Concrete)‏ در مفهوم وسیع به هر ماده یا ترکیبی که از یک ماده چسبنده با خاصیت سیمانی شدن تشکیل شده باشد گفته می‌شود. این ماده چسبنده عموما حاصل فعل و انفعال سیمانهای هیدرولیکی و آب می‌باشد. حتیامروزه چنین تعریفی از بتن شامل طیف وسیعی از محصولات می‌شود. بتن ممکن است از انواع مختلف سیمان ونیز پوزولان‌ها، سرباره کوره‌ها، مواد مضاف، گوگرد، مواد افزودنی بتن، پلیمرهای بتن، الیاف بتن و غیره تهیه شود. همجنین در نحوه ساخت آن ممکن است حرارت، بخار آب، اتوکلاو، خلا، فشارهای هیدرولیکی و متراکم کننده‌های مختلف استفاده شود.با توجه به گسترش و پیشرفت علم و پیدایش تکنولوژی های فراوان در قرن اخیر، شناخت بتن و خواص آن نیز توسعه قابل ملاحظه ای داشته است، به نحوی که امروزه شاهد کاربرد انواع مختلف بتن با مصالح مختلف هستیم که هر یک خواص و کاربری مخصوص به خود را داراست. در حال حاضر انواع مختلفی از سیمانها که شامل پوزولانها ، سولفورها ، پلیمرها ، الیافهای مختلف و افزودنیهای متفاوتی هستند ، تولید می شوند . همچنین می توان خاطر نشان کرد که تولید انواع بتن با استفاده از حرارت ، بخار، اتوکلاوم ، تخلیه هوا ، فشار هیدرولیکی ویبره و قالب انجام می گیرد. بتن به طور کلی محصولی است که از اختلاط آب با سیمان آبی و سنگدانه های مختلف در اثر واکنش آب با سیمان در شرایط محیطی خاصی به حاصل می شود و دارای ویژگیهای خاص است. بتون اینک با گذشت بیش از 170 سال از پیدایش سیمان پرتلند به صورت کنونی توسط یک بنّای لیدزی ، دستخوش تحولات و پیشرفتهای شگرفی شده است.در دسترس بودن مصالح آن ، دوام نسبتاً زیاد و نیاز به ساخت و سازهای فراوان سازه های بتنی چون ساختمان ها ، سازه ها ، سد ها ، پل ها، تونل ها و راه ها ، این ماده را بسیار پر مصرف نموده است. اینک حدود سه تا چهار دهه است که کاربرد این ماده در شرایط خاص مورد استقبال کاربران آن قرار گرفته است. امروزه با پیشرفت علم و تکنولوژی مشخص شده است که صرف توجه به مقاوت به عنوان یک معیار برای طرح بتن برای محیطهای مختلف و کاربردهای مختلف نمی تواند جوابگوی مشکلاتی باشد که در درازمدت در سازه های بتنی ایجاد می گردد. چند سالی است که مسأله دوام بتن در محیط های مختلف مورد توجه قرار گرفته است.مشاهده خرابی هایی با عوامل فیزیکی و شیمیایی در بتن ها در اکثر نقاط جهان و با شدتی بیشتر در کشور های در حال توسعه، افکار و اذهان را به سمتطرح بتن هایی با ویژگی خاص و با دوام لازم سوق داده است. در این راستا در پاره ای از کشورها دستورالعمل ها و استانداردهایی نیز برای طرح بتن با عملکرد بالا تهیه شده و طراحان و مجریان در بعضی از این کشورهای پیشرفته ملزم به رعایت این دستورالعمل ها گشته اند.

مواد تشکیل دهنده بتن

سنگدانه‌ها در بتن تقریبا سه چهارم حجم آنرا تشکیل می‌دهند و ملات سیمان و آب یک چهارم

سیمان (Cement)

نوشتار اصلی: سیمان

آب (Water)

کیفیت آب در بتن از آن جهت حائز اهمیت است که ناخالصی‌های موجود در آن ممکن است در گیرش سیمان اثر گذاشته و اختلالاتی به وجود اورند. همچنین آب نامناسب ممکن است روی مقاومت بتن اثر نامطلوب گذاشته و سبب بروز لکه‌هایی در سطح بتن و حتی زنگ زدن آرماتور بشود. در اکثر اختلاط‌ها آب مناسب برای بتن آبی است که برای نوشیدن مناسب باشد. مواد جامد چنین آبی به ندرت بیش از 2000 قسمت در میلیون ppm خواهد بود به طور معمول کمتر از 1000 ppm می‌باشد. این مقدار به ازای نسبت آب به سیمان 0٫5 معادل 0٫05 وزن سیمان می‌باشد. معیار قابل آشامیدن بودن آب برای اختلاط مطلق نیست و ممکن است یک آب اشامیدنی به جهت داشتن درصد بالایی از یونهای سدیم و پتاسیم که خطر واکنش قلیایی دانه‌های سنگی را به همراه دارد، برای بتن سازی مناسب نباشد. به عنوان یک قاعده کلی هر آبی که ph (درجه اسیدیته) آن بین 6 الی 8 بوده و طعم شوری نداشته باشد می‌تواند برای بتن مصرف شود. رنگ تیره و بو لزوما وجود مواد مضر در آب را به اثبات نمی‌رساند.

مقدار آب مصرفی

مقدار آب مصرفی در داخل بتن بسیار با اهمیت است. به منظور تکمیل فرایند واکنش سیمان با آب مقدار مشخصی آب مورد نیاز است. در صورتی که این مقدار کمتر از آن حد باشد قسمتی از سیمان برای واکنش آب کافی دریافت نمی‌کند و واکنش نداده باقی می‌ماند. در صورتی که بیش از مقدار مورد نیاز آب به مخلوط بتن اضافه شود پس از تکمیل واکنش، مقداری آب به صورت آزاد در داخل بتن باقی می‌ماند که پس از سخت شدن بتن باعث پوکی آن و نتیجتا کاهش مقاومت خواهد شد. به همین دلیل دقت در مصرف نکردن آب زیاد در داخل بتن به منظور حصول مقاومت بالا ضروری است.

مقدار آب لازم برای تکمیل واکنش به صورت پارامتر نسبت آب به سیمان تعریف می‌شود. این نسبت برای سیمان پرتلند معمولی حدود 25 درصد است. با این مقدار آب بتن فاقد کارایی لازم خواهد بود و معمولاً نسبت آب به سیمان مورد استفاده در کارگاههای ساختمانی بیش از این مقدار است. در تعیین نسبت اختلاط بتن پارامتری لحاظ می‌شود که مقدار رطوبت سنگدانه‌ها را نیز قبل از افزودن آب به بتن لحاظ می‌کند که در تعیین مقدار آب مورد نیاز حائز اهمیت است. این رطوبت اضافی (یا کمبود رطوبت) مقدار رطوبت مازاد(کمبود رطوبت) سنگدانه‌ها از حالت اشباع با سطح خشک SSD یا(Saturated Surface Dry)است.

عمل آوری بتن (کیورینگ بتن)

با ادامه یافتن Hydration مقاومت بتن افزایش می‌یابد و این واکنش عامل افزایش مقاومت بتن یا همان گیرش سیمان است. برای عمل آوری یا ادامه یافتن فرآیندHydration باید رطوبت نسبی حداقل 80 درصد باشد. در صورتی که رطوبت کمتر از این مقدار شود عمل آوری متوقف شده و درصورتی رطوبت تسبی به بالای 80 درصد بازگردد فرآیند هیدراسیون یا Hydration دوباره شروع خواهد شد. به دلیل تبخیر قسمتی از آب مورد نیاز قبل از تکمیل واکنش بین آب و سیمان (که چندین روز طول می‌کشد) قسمتی از سیمان موجود در مخلوط بتن واکنش نداده باقی می‌ماند. پس از بتن ریزی باید بلافاصله توجه لازم به فرایند عمل آوری معطوف گردد. عمل آوری عبارت است از حفظ رطوبت بتن تا زمانی که واکنش بین سیمان و آب تکمیل شود. این عمل می‌تواند به وسیله عایقکاری موقت، پاشش آب یا تولید بخار صورت گیرد. از دیدگاه عملی، حفظ رطوبت بتن برای 7 روز توصیه می‌شود. در شرایطی که این کار ممکن نباشد حداقل زمان عمل آوری بتن نباید کمتر از 2 روز باشد.

سنگدانه‌ها (Aggregates)

سنگدانه‌ها در بتن تقریبا سه چهارم حجم آنرا تشکیل می‌دهند از اینرو کیفیت آنها از اهمیت خاصی برخوردار است. در حقیقت خواص فیزیکی، حرارتی و پاره‌ای از اوقات شیمیایی آنها در عملکرد بتن تاثیر می‌گذارد. دانه‌های سنگی طبیعی معمولاً بوسیله هوازدگی و فرسایش و یا به طور مصنوعی باخرد کردن سنگ‌های مادر تشکیل می‌شوند.

اندازه دانه‌های سنگی

بتن عموما از سنگدانه‌هایی به اندازه‌های مختلف که حداکثر قطرآن بین 10 میلیمتر و50 میلیمتر می‌باشد ساخته می‌شود. به طور متوسط از سنگدانه‌هایی با قطر 20 میلیمتر استفاده می‌شود. توزیع اندازه ذرات به نام «دانه بندی سنگدانه» مرسوم است. به طور کلی دانه‌های با قطر بیشتر از چهار یا پنج میلیمتر به نام شن و کوچکتر از آن به نام ماسه نامگذاری شده‌اند که این حد فاصل توسط الک 4.75 میلیمتری یا نمره چهار مشخص می‌گردد. حد پایین ماسه عموما 0٫07 میلیمتر یا کمی کمتر می‌باشد. مواد با قطر بین 0٫06 میلیمتر و 0٫02 میلیمتر به نام لای(سیلت)و مواد ریزتر رس نامگذاری شده‌اند. گل ماده نرمی است که شامل مقادیر نسبتا مساوی ماسه و لای و رس می‌باشد.

کانیهای مهم

کانیهای مهم و متداول سنگدانه‌ها در زمینه استفاده در بتن عبارتند از: کانی‌های سیلیسی (کوارتز، اوپال، کلسه دون، تریمیت، کریستوبالیت) فلدسپاتها، کانیهای میکا، کانیهای کربناتی، کانیهای سولفاتی، کانیهای سولفور آهن، کانیهای فرومنیزیم، کانیهای اکسیدآهن، زئولیت‌ها و کانیهای رس.

طبقه بندی براساس شکل ظاهری

در استاندارد ASTM سنگها از لحاظ شکل ظاهری به پنج گروه تقسیم شده‌اند:کاملا گردگوشه، گردگوشه، نسبتا گردگوشه، نسبتا تیزگوشه و تیزگوشه.

در استاندارد BS این نامگذاری به صورت:گردگوشه، بی شکل-بی نظم، پولکی، تیزگوشه، طویل، پولکی طویل می‌باشد.

افزودنی‌ها (Admixtures)

معمولا به جای استفاده از یک سیمان بخصوص، این امکان وجود دارد که بعضی از خواص سیمانهای معمولی مورد استفاده را به وسیله ترکیب کردن ان با یک افزودنی تغییر داد. قابل توجه اینکه نباید عبارات "مواد ترکیبی" و "مواد افزودنی" با معانی مترادف به کار روند، زیرا مواد ترکیبی موادی هستند که در مرحله تولید به سیمان اضافه می‌شوند در حالی که مواد افزودنی در مرحله مخلوط کردن به بتن اضافه می‌شوند. افزودنی‌های شیمیایی اساسا عبارتند از:تقلیل دهنده‌های آب، کندگیر کننده‌ها و تسریع کننده‌های گیرش که در ایین نامه ASTM به ترتیب تحت عنوان‌های تیپ‌های C،B،A طبقه بندی شده‌اند. دسته بندی افزودنی‌ها در استاندارد BS نیز مشابه می‌باشد. در ضمن افزودنی‌های دیگری نیز وجود دارند که هدف اصلی از کاربرد آنها محافظت بتن از اثرات زیان آور یخ زدگی و ذوب یخ است.

تسریع کننده‌های بتن

افزودنی‌هایی هستند که سخت شدگی بتن را تسریع می‌کنند و مقاومت اولیه بتن را بالا می‌برند. چند نمونه از تسریع کننده‌ها عبارتند از: کربنات سدیم، کلرورآلومینیوم، کربنات پتاسیم، فلوئورور سدیم، آلومینات سدیم، نمک‌های آهن و کلرور کلسیم.

کندگیر کننده‌های بتن

افزودنی‌هایی هستند که زمان گیرش بتن را به تاخیر می‌اندازند. این مواد در هوای خیلی گرم که زمان گیرش معمولی بتن کوتاه می‌شود و همچنین برای جلوگیری از ایجاد ترک‌های ناشی از گیرش در بتن ریزی‌های متوالی مفید می‌باشند. به عنوان چند نمونه از کندگیر کننده‌ها می‌توان از شکر، مشتقات هیدروکربنی، نمک‌های محلول روی و براتهای محلول نام برد.[11]. به عنوان مثال اگر با یک کنترل دقیق 0٫05 وزن سیمان شکر به بتن اضافه کنیم، حدود چهار ساعت گیرش آنرا به تاخیر می‌اندازد. مصرف 0٫2 تا یک درصد وزن سیمان از گیرش سیمان جلوگیری به عمل می‌اورد.

تقلیل دهنده‌های آب(روان کننده‌ها)

این افزودنی‌ها به سه منظور به کار می‌روند:

1-رسیدن به مقاومتی بالاتر به وسیله کاهش نسبت آب به سیمان

2-رسیدن به کارایی مشخص با کاهش مقدار سیمان مصرفی و نتیجتا کاهش حرارت هیدراتاسیون در توده بتن.

3-سادگی بتن ریزی به وسیله افزایش کارایی در قالبهایی با آرماتور انبوه و موقعیت‌های غیرقابل دسترسی

برای مشاهده تقلیل دهنده‌های آب ها با توضیحات و نمودار‌های کارایی و با جزئیات کامل اینجا را مشاهده فرمایید.

افزودنی‌های تقلیل دهنده آب تحت عنوان تیپ A دسته بندی می‌شوند؛ لیکن اگر افزودنی‌ها همزمان با کاهش نیاز به آب باعث تاخیر در گیرش نیز بشوند تحت عنوان تیپ D طبقه بندی می‌شوند. اگر این روان کننده‌ها باعث تسریع در گیرش شوند تیپE نامیده می‌شوند.

فوق روان کننده‌های بتن

این مواد از قویترین انواع تقلیل دهنده‌های آب هستند که در آمریکا به عنوان روان کننده قوی و درASTM به عنوان تیپ F نام گذاری شده‌اند. افزودنی‌هایی نیز هستند که در ضمن تقلیل شدید آب باعث مقداری تاخیر در گیرش نیز می‌شوند و به عنوان تیپ G طبقه بندی شده‌اند. دو نمونه از روان کننده‌های قوی: ملامین فرمالدئید سولفاته شده تغلیظ شده و یا [[نفتالین فرمالدئید سولفاته شده تغلیظ شده]] می‌باشند. اساسا استفاده از اسیدهای سولفاته شده باعث تسریع عمل پراکنش می‌شود. چون در سطح ذرات سیمان جذب شده و به آنها بار منفی می‌دهند واین باعث دفع ذرات از یکدیگر می‌شود. این فرایند کارایی را در یک نسبت آب به سیمان مشخص افزایش می‌دهد.

مطلب:بتن تکنولوژی

نویسنده : کلینیک بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

بتون هبلکس چیست؟

بتن سبک یا بتن متخلخل در سال 1924 میلادی توسط یک آرشیتکت سوئدی اختراع گردید . هم اکنون در اروپا بتن سبک تحت نامهای (Ytong) و یا ( Hebelex ) عرضه می شود . ساخت این محصول با استفاده از تکنولوژی پیشرفته از طریق اختلاط و پخت مواد اولیه : ماسه سیلیسی، آهک ، سیمان ، پودر آلومینیوم و آب انجام می گیرد . عمده خواص بتن سبک ( هبلکس ) عبارتست از:

وزن مخصوص : هر متر مکعب حدود 600 کیلوگرم .

• مقاومت فشاری : 30 تا 35 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع با امکان افزایش آن بر حساب نیاز مصرف کننده .

کار کردن با بتن سبک ( هبلکس ) بسیار آسان است، مثلاً به راحتی می توان آن را ارّه نموده یا میخ در آن کوبید و یا جای پریز یا کانال عبور سیم برق و لوله آب را در آن به وجود آورد. علاوه بر این بتن سبک در مقابل آتش بسیار مقاوم است و کلیه شرایط سلامت محیط زیست را دارا می باشد.

با توجه به آیین نامه جدید محاسبه ایمنی ساختمان ها در برابر زلزله ، بکارگیری مصالح سبک وزن راه حل مناسب و با صرفه در جهت افزایش ایمنی ساختمان می باشد وبلوک های بتن سبک ( هبلکس ) تأمین کننده این مزیت فنّی است. یک متر مکعب بلوک هبلکس حدود 600 کیلوگرم وزن دارد که برابر 866 عدد آجر به وزن 1750 کیلوگرم می باشد ، به عبارت دیگر یک عدد بلوک 20×25×60 هبلکس مطابق با 46 عدد آجر است، در حالیکه وزن آن برابر وزن 10 عدد آجر بوده و یک کارگر به راحتی می تواند آنرا حمل نماید و سریعاً نیز نصب می گردد .

در ضمن ملات مصرفی برابر 25% ملات مورد نیاز برای اجرای همان دیوار با آجر بوده و به درصد سیمان کمتری نیز دز ملات نیاز دارد. به عنوان مثال چنانچه برای اجرای یک دیوار با آجر به یکصد کیلوگرم سیمان نیاز باشد همان دیوار در صورت استفاده از بلوک های هبلکس 15 کیلوگرم سیمان مصرف می کند.

همچنین بارگیری و حمل بلوک های هبلکس که در قالب های 15/3 متر مکعبی بسته بندی می شوند با استفاده از جرثقیل فکی و تریلی کفی به راحتی و اقتصادی تر انجام میگیرد. یک تریلی 9 پالت بزرگ برابر 35/28 متر مکعب را حمل می نماید.

هبلکس = عایق گرما، سرما، صدا و مقاوم در برابر زلزله و ...

هبلکس = صرفه جویی در آهن یا آرماتور، زمان اجرا، ملات مصرفی، دستمزد و ...

هبلکس = چسبندگی قابل توجه با ملات سیمان و ماسه و گچ و خاک به موجب گواهی وزارت مسکن و شهر سازی .

مزایای فنّی :

سبکی وزن ، عایق در برابر حرارت، عایق دز برابر برودت، عایق در برابر صدا، استحکام و پایداری در مقابل زلزله، آتش سوزی و بسیاری مزایای دیگر از محاسن بلوک های هبلکس نسبت به سایر مصالح قدیمی نظیر آجر های معمولی و آجر های سفال می باشد.

مزایای اجرائی :

با توجه به ابعاد و سبکی و راحتی نصب بلوک های هبلکس در همه ضخامت ها، سرعت اجرای بتون هبلکس نسبت به سایر مصالح به 3 برابر بالغ می گردد.

مزایای اقتصادی :

پروژه های ساختمانی با استفاده از بلوک های هبلکس با در نظر گرفتن سرعت اجرا، به دستمزد کمتری احتیاج دارد و همچنین استفاده از هبلکس به سبب مصرف ملات کمتر و نیز کاهش بارهای وارده به سازه به دلیل وزن کم دیوار ها که موجب کاهش ابعاد سازه می شود، صرفه جویی قابل ملاحظه ای را در هزینه مصالح مصرفی موجب می گردد.

به علاوه در مقایسه میان مصالح سنتی و هبلکس اقلام زیر نیز ارقام توجه ای را تشکیل می دهند :

سرعت زیاد آجر چینی با هبلکس، سرعت زیاد کارهای تأسیساتی، کاهش مقاطع ساختمانی به هنگام محاسبه و صرفه جویی قابل ملاحظه در سازه های فلزی و بتنی. به علاوه استفاده از هبلکس موجب صرفه جویی چشمگیری در انرژی برای سرمایش و گرمایش ساختمان بعد از احداث می شود. همچنین ضایعات هبلکس کلّا به عنوان پوکه مورد استفاده قرار می گیرد در حالیکه ضایعات زیاد آجر عملاً بلا استفاده می ماند.

دستورات العمل اجرایی :

1- کادر اجرایی :

کارکردن با هبلکس نیاز به تخصص خاصی ندارد با توجّه به ابعاد و سهولت کار با هبلکس، سرعت اجرا نیز نسبت به آجر نیز نسبت به آجر سفال تا دو الی سه برابر افزایش می یابد .

2-ملات مورد نیاز :

همان ماسه و سیمان می باشد و با توجه اینکه بلوک های هبلکس یک نوع بتن سبک می باشد و هم گونی کاملی با ملات ماسه سیمان دارد می توان نسبت ترکیب را به پنج یا شش به یک تبدیل و در مصرف سیمان صرفه جویی بیشتری نمود، در مواردی که تیغه بندی های مورد اجرا با آب و رطوبت سر کاری نداشته باشند ( مثل دیوار اتاق خواب، کار، ...) می توان از ملات گچ و خاک ( به لحاظ صرفه جویی اقتصادی ) نیز استفاده نمود.

3-جذب آب :

با توجه به ابعاد و متخلخل بودن بلوک های هبلکس، نم و رطوبت توسط این بلوک ها منتقل نمی شود . در عین این که این بلوک ها نم و رطوبت را نسبت به مصالح مشابه جذب می کند، لذا در زمان استفاده از این بلوک باید نکات زیر را رعایت نمود :

اولاً : قبل از اجرا بلوک ها باید کاملاً خیس نمود.

ثانیاً : ملات مصرفی را نیز باید با رقّت بیشتری تهیه نمود.

ثالثاً : بعد از اجرا در صورت امکان به دیوارها آب داده شود.

4-اندود گچ و خاک :

با توجّه به سطح صاف و صیقلی هبلکس نسبت به سایر مصالح در صورت اجرای صحیح دیوار ها به اندودی بیش از 1 الی 2 سانتیمتر نیاز نخواهد بود ( یعنی در هر طرف نیم الی یک سانتیمتر.)

5-از نظر نصب تأسیسات و روکار :

مانند سایر مصالح می باشد

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))