تجربیات ترمیم بتن در پروژه های سد سازی

گزارش‌ها نشان می‌دهد که در آمریکای شمالی، ژاپن و اروپا، چیزی در حدود دو سومِ زباله‌های ساختمانی از بتن قدیمیمخروب و ضایعات سنگ‌تراشی تشکیل شده است. اگر از این ضایعات و مواد اضافی، به جای سنگدانه در بتن استفاده کنیم، بهره‌وری ناشی از تولید بتن افزایش چشمگیری پیدا می‌کند و زیان بتن برای طبیعت تا حد مطلوبی کاهش می‌یابد.

در کنار این‌ها، ضایعات مربوط به گودبرداری و معدن‌کاری، نیز می‌تواند با اعمال اصلاحات، جای سنگدانه‌ها را در بتنبگیرد. با وجود این که اعمال اصلاحات بر روی این نوع مواد، نیازمند صرف هزینه است؛ اما با توجه به این که در بسیاری از کشورها دفع زباله هزینه‌ی به مراتب بیشتری دارد، می‌توان گفت که این روش حتی اقتصادی و به صرفه نیز هست.

تاثیر بازیافت و استفاده‌ی مجدد از ضایعات آن‌قدر بالاست که در بسیاری از مناطق، مشکلاتت کمبود منابع را حل می‌کند و از هزینه‌های اضافی برای جابه‌جایی سنگدانه‌های تازه جلوگیری می‌نماید. تحقیقات نشان داده که سالانه حدود 1 میلیارد تن ضایعات ساختمانی و سنگ‌تراشی تولید می‌شود و مقدار بسیار ناچیزی از آن بازیافت می‌شود.

هزینه‌ی بالای دفع ضایعات و حفاظت از محیط زیست، بسیاری از کشورهای اروپایی را بر آن داشته تا با مشخص کردن اهدافی کوتاه‌مدت، به سمتی بروند که بین 50 تا 90 درصد ضایعات ساختمانی بازیافت شود.

به این نکته نیز بایستی اشاره کرد که سنگدانه‌ها و مواد بازیافتی، تخلخل بسیار بیشتری نسبت به سنگدانه‌ها طبیعیدارند و برای رسیدن به کارایی مشابه، بایستی آب بیشتری مصرف شود. برای مقابله با این مشکل، از روش‌های مختلفی هم چون ترکیب سنگدانه‌ی طبیعی و بازیافتی، استفاده از خاکستر سرباره و افزودنی‌های کاهنده‌ی آباستفاده می‌شود.

جایگزینی آب برای کاهش زیان بتندر طبیعت

بر طبق آمار سازمان‌ها و موسسات تحقیقاتی، تنها حدود 3 درصد از آب کل کره‌ی زمین شیرین است و بیشتر مقدار این 3 درصد، یا به صورت یخ زده است و یا در اعماق زمین جای دارد.

با پیشرفت صنعت، کشاورزی و نیاز بیشتر به آب آشامیدنی (به خاطر افزایش جمعیت) و از طرف دیگر افزایش آلودگی منابع آبی، آب شیرین در دسترس ما روز به روز، رو به کاهش است. منطقی‌ترین و تنها راه حل پیش روی ما، استفاده‌ی منطقی و بهره‌وری حداکثری از منابع موجود می‌باشد.

برای تولید بتن، آب زیادی مصرف می‌شود. تخمین زده می‌شود که برای تولید هر متر مکعب بتن، 100 لیتر آب مصرف می‌شود. (مجموع آب مخلوط، عمل‌آوری و غیره). سالیانه حدود 1 تریلیون لیتر آب برای تولید بتن استفاده می‌شود که این مقدار می‌تواند با صرفه‌جویی و بهره‌وری بیشتر به نصف کاهش پیدا کند. استفاده از سنگدانه با دانه‌بندی مناسب و استفاده از افزودنی‌های روان‌کننده می‌تواند نیاز به مصرف آب را تا حد بالایی کاهش دهد.

یکی دیگر از راه‌ها، جایگزین کردن استفاده از آب شیرین با پساب صنعتی یا آب شور تصفیه شده می‌باشد. همچنین استفاده از مواد کندگیرکننده به جای آب، مصرف این ماده‌ی حیاتی را نیز کاهش می‌دهد. استفاده از روش‌های مخصوص مانند کشیدن روکش بر روی بتن در هنگام عمل‌آوری (برای جلوگیری از تبخیر) نیز از راه‌های کاهش مصرف آب می‌باشد.

تاثیرات یون کلر بر روی بتن

میزان یون ورودی به بتن مستقیماً با میزان شوریِ آب دریا رابطه دارد. همچنین به صورت کلی به میزان آب مورد استفاده نیز بستگی دارد. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که از لحاظ ایجاد مشکل و مخرب بودن، سولفات‌ها در رتبه‌ی اول قرار دارند و بیشترین مشکل را ایجاد می‌کنند. همین موضوع باعث شد تا سیمان‌های مقاوم در برابر حملات سولفاتیتولید شوند. بتن‌هایی که نسبت آب به سیمان در آن‌ها به نسبت کم‌تر است، دارای مقاومت بیشتری در برابر سولفات‌ها می‌باشند.

نمک موجود در آب دریا، مقاومت بتن را بین 10 تا 20 درصد کاهش می‌دهد. بیشتر از کاهش مقاومت، خوردگی فولاد تقویت شده در بتن است که دردسر ساز می‌شود. کلریدها عامل اصلی خوردگی در بتن هستند.

بتنی که در معرض هوا قرار دارد، شانس خوردگی‌اش بیشتر از بتنی است که در آب است. یکی دیگر از تاثیرهای کلریدبر روی بتن فرسایش یا شوره زدن بتن است.

برای مقابله با یون کلرید، توصیه می‌شود تا از سیمانی با مقدار C3A بالا استفاده شود. آلومینیوم جلوی فعالیت کلرید در بتن را می‌گیرد. که در نهایت باعث افزایش عمر فولاد و دوام سازه می‌شود.

دو دلیل اصلی وجود یون کلرید در بتن به شرح زیر می‌باشد:

1. اضافه کردن کلسیم کلرید به بتن به عنوان افزودنی

2. استفاده از آب دریا در مخلوط بتن

اگر در سیمان‌هایی که در برابر سولفات مقاوم نیستند، از CaCl2 استفاده شود؛ این ماده مخرب بودن سولفات‌ها را افزایش می‌دهد. اگر سیمان حاوی مواد ضد سولفاتی و مقاوم در برابر سولفات باشد، چنین مشکلی پیش نمی‌آید. البته آیین‌نامه‌ها استفاده از کلسیم کلرید را در زمانی که از سیمان‌های ضد سولفاتی استفاده شده را توصیه نمی‌کنند.

تاثیر اسیدها و مواد قلیایی در آب بر روی ویژگی‌های بتن

آبی که حاوی پساب صنعتی باشد، برای استفاده در مخلوط بتن مناسب نیست. پساب صنعتی حاوی اسیدها و مواد قلیایی مضر است که بسته به کارخانه، نوعش می‌تواند متفاوت باشد. گفته می‌شود که آب مورد استفاده در بتن، نباید pH کمتر از 6 داشته باشد. با این حال استفاده از عدد pH، روش دقیقی برای کنترل کیفیت آب از نظر اسیدی نیست.

تاثیر جلبک‌های موجود در آب بر روی ویژگی‌های بتن

ممکن است داخل آب مورد استفاده یا سنگدانه‌های مورد استفاده در بتن جلبک وجود داشته باشد. این جلبک‌ها باسیمان ترکیب می‌شوند و باعث کاهش چسبندگی بین چسب سیمان و سنگدانه‌ها می شوند.

همچنین ورود جلبک به مخلوط بتن، باعث افزایش قابل توجه هوای داخل آن می‌شود که نهایتاً موجب کاهش مقاومت بتن می‌گردد.

تاثیر قند بر روی ویژگی‌های بتن

اگر قند موجود در آب، کم‌تر از 0٫5 درصد وزن کل آب باشد، هیچ گونه تاثیر منفی‌ای بر روی سازه‌ی بتنی ندارد. مقدار قند اگر بیشتر شود، باعث ایجاد تاخیر در گیرش بتن و کسب مقاومت اولیه‌ی آن می‌شود. اما مشاهده شده که در روز بیست و هشتم، مقاومت بتن افزایش پیدا می‌کند.

تاثیر آلودگی نفتی بر ویژگی‌های بتن

وجود نفت در آب، معمولاً باعث هیچ گونه تغییری در ویژگی‌های مختلف بتن نمی‌شود. با این حال گفته می‌شود اگر میزان نفت موجود، در حدود 2 درصد وزن کل آب باشد، مقاومت بتن افزایش پیدا می‌کند؛ اگر مقدار از 8 درصد تجاوز کند، اثر سو خواهد داشت.

افزودنی های حجم دهنده بتن

از پودر آلومینیوم و دیگر مواد حجم دهنده به مقدار بسیار کمی در بتن یا دوغاب استفاده می‌شود تا حجم آن پیش از سخت شدن کمی افزایش پیدا کند. از این مواد در شرایطی استفاده می‌شود که بخواهیم فضاهای خاصی را با بتن یادوغاب پوشش دهیم. تاثیر این نوع مواد و میزان افزایش حجم به عوامل مختلفی همچون میزان افزودنی مورد استفاده، مقدار مواد قلیایی در سیمان و چندین متغیر دیگر بستگی دارد. زمانی که میزان افزایش حجم برای ما مهم و حیاتی باشد، بایستی ابتدا با کنترل دقیق مواد مخلوطی و دما، بر روی بتن آزمایش انجام دهیم تا بتوانیم میزان افزایش حجم را پیش بینی کنیم. افزودنی‌های حجم دهنده‌ی بتن باعث کاهش جمع شدگی توسط خشک شدن یا کربنتاسیون بعد از گیرش نمی‌شود.

افزودنی‌های کاهنده‌ی هوا

با اضافه کردن افزودنی‌های کاهنده‌ی هوا به بتن، میزان هوا و حباب‌های موجود در بتن کاهش می‌یابد. از این مواد زمانی استفاده می‌شود که نتوانیم با تغییرات در مواد مورد استفاده در مخلوط و دیگر مواد و افزودنی‌های مورد استفاده، میزان هوازایی بتن را کنترل نماییم. استفاده از این نوع افزودنی‌ها بسیار کمیاب است؛ بنا بر این داده‌های زیادی از آن در دست نیست. به همین دلیل ضروری است که پیش از استفاده در هر پروژه‌ای مورد آزمایش قرار گیرند.

افزودنی‌های ضد جرم و ضد حشره

رشد باکتری و قارچ‌ها در بتن‌های سخت شده، خصوصاً در مناطق مرطوب، از مشکلات معمول است. از این نوع افزودنیبرای مبارزه، کنترل و از بین بردن رشد باکتری‌ها، قارچ‌ها، حشرات و غیره در بتن استفاده می‌شود. موثرترین مواد در راه نیل به این هدف، فنول‌ها، امولوسیون‌های دیلدرین و ترکیبات مس می‌باشد. اثر این نوع مواد معمولاً موقتی است و اگر در حجم زیادی از آن‌ها استفاده شود، می‌تواند باعث کاهش مقاومت فشاری بتن گردد.

افزودنی‌های ضد فرسایش بتن به وسیله آب

این نوع افزودنی‌ها که با نام افزودنی‌های ضد شست‌وشو نیز شناخته می‌شوند، در بتن‌هایی که در مسیر مستقیم جریان آب قرار دارند یا به هر نحوی تحت تاثیر مستقیم آب هستند، استفاده می‌شود تا میزان آسیب دیدگی در آن‌ها به وسیله‌ی آب، به حداقل برسد. این مواد این امکان را به ما می‌دهند که بدون استفاده از لوله‌های ترمیمی، بتوانیم ازبتن در زیر آب نیز استفاده کنیم. این مواد ویسکوزیته‌ی آب در مخلوط بتن را افزایش داده و باعث افزایش خاصیت تیکسوتروپی و همچنین افزایش مقاومت بتن در برابر آب انداختگی می‌شود. این مواد معمولاً حاوی محلول‌های سلولزی پلیمرهای اتر یا اکرلیک در آب است.

مشکلات ناسازگاری افزودنی‌های بتن با هم

بتن تازه می‌تواند با مشکلات متعددی روبه‌رو شود که ناسازگاری مواد افزودنی یکی از آن‌هاست. واکنش‌هایی که بین برخی از افزودنی‌ها رخ می‌دهد باعث کاهش اسلامپ، کاهش حباب‌زایی، تسریع گیرش و مشکلات دیگر در بتن تازهمی‌گردد. هر چند مشکلات در واقع در حالت تازه و پلاستیک، بتن را تحت تاثیر قرار می‌دهد؛ اما مطالعات نشان داده که در طولانی‌مدت هم باعث ایجاد کاستی‌هایی در بتن می‌شود.

بهترین راه مقابله با این نوع مشکل، آزمایش و تجربه‌گرایی است. بتن و مواد مورد استفاده باید پیش از بتن‌ریزیاصلی، در شرایط محیطی مشابه مورد آزمایش قرار گیرند و نتایج ثبت شوند. در صورت وجود مشکل، ماده‌ای که مشکل را ایجاد کرده بایستی پیدا شود و به جای آن یا مواد دیگری که با آن‌ها سازگاری ندارد، از مواد جایگزین استفاده شود.

شرکت فنی مهندسی کلینیک بتن ایران، با سال‌ها تجربه در زمینه‌ی افزودنی‌های بتن، بهترین مواد و خدمات را در این زمینه به مشتریان ارائه می‌کند.

مروری بر استاندارد های افزودنی های بتن

کلینیک بتن ایران :: مقالات علمی بتن

هدف از تدوین این استاندارد مشخصات مصالح...

بتن _ مواد افزودنی شیمیایی ـ روش آزمون سمت اول: بتن و ملات شاهد

1 هدف و دامنه کاربرد

هدف از تدوین این استاندارد مشخصات مصالح، روش ترکیب و اختلاط برای تولید بتن و ملات شاهد جهت آزمون‌های بررسی تاثیر و سازگاری مواد افزودنی مطابق بخش اول میباشد.

2 مراجع الزامی:

مدارک الزامی زیر حاوی مقرراتی است که در متن این استاندارد به آنها ارجاع داده شده است. بدین ترتیب آن مقررات جزئی از این استاندارد محسوب می‌شود. در مورد مراجع دارای تاریخ چاپ و یا تجدیدنظر، اصلاحیه‌ها و تجدیدنظرهای بعدی این مدارک مورد نظر نیست. معهذا بهتر است کاربران ذینفع این استاندارد، امکان کاربرد آخرین اصلاحیه‌ها و تجدیدنظرهای مدارک الزامی زیر را مورد بررسی قرار دهند. در مورد مراجع بدون تاریخ چاپ و یا تجدیدنظر آخرین چاپ و یا تجدید‌نظر آن مدارک الزامی ارجاع داده شده مورد نظر است استفاده از مراجع زیر برای کاربر این استاندارد الزامی است:

2-1) استاندارد ملی ایران به شماره 3203 سال 1371  بتن تازه ـ آزمایش روانی (اسلامپ)

2-2) بتن -  مواد افزودنی شیمیایی ـ ویژگیها

(قسمت اول:تعاریف، الزامات، انطباق، بسته‌بندی ‌وعرضه)

2-3) استاندارد ملی ایران به شماره 1692  سیمان: اندازه گیری عناصراصلی سیمان پرتلند

2-4) استاندارد ملی ایران به شماره 1693 سال 1357  سیمان: اندازه گیری عناصر فرعی سیمان پرتلند

2-5) استاندارد ملی ایران به شماره 1695 سال 1381   سیمان: اندازه گیری اکسید سدیم و اکسید پتاسیم

2-6) استاندارد ملی ایران به شماره 393 سال 1370  سیمان: روش آزمون تاب فشاری و خمش ملات خمیری

2-7) استاندارد ملی ایران به شماره390 سال 1370   سیمان پرتلند: تعیین نرمی

2-8) استاندارد ملی ایران به شماره 391 سال 1370   سیمان پرتلند- تعیین انبساط

2-9) استاندارد ملی ایران به شماره 389 سال 1378  سیمان پرتلند – ویژگیها

2-10) BsEN 480-1:1998Admixtures for  concrete,mortar and  grout-testmethods

Part 1,Reference  concrete  and  reference  mortar  for  testing.

2-11) EN 480-4:1996 Admixtures for concrete, mortar and grout- part4, Determination of bleeding of concrete.

2-12) EN 196-1, Method of testing cement-Part 1: Determination of strength.

2-13) EN 196-2,Methods  of  testing  cement-Part 2:Chemical  analysis of  cement.

2-14) EN 413-2: Masonry cement – Part 2: Test merhods.

2-15) EN V197-1, Cement-composition,specification  and  conformity  criteria-Part 1:common  cement.

2-16) EN 12358: Tesing concrete- Determination of consistency – Flow table test.

3  مصالح

3-1  سیمان : سیمان مصرفی باید سیمان پرتلند مطابق با جدول 1 با C3A بین 7 تا 11 درصد وزنی و سطح ویژه 28000 تا 4000 باشد. برای بررسی اثر مواد افزودنی روی گیرش در حداکثر میزان مصرف توصیه شده در قسمت اول استاندارد، بند 3 جدول 1، می‌توان سه نوع سیمان آمیخته دیگر مطابق بند 3-1-1را انتخاب کرد.

یادآوری: در صورت عدم دستیابی به سیمان فوق، می توان از سیمان پرتلند استاندارد ایران استفاده کرد. بدیهی است ویژگیها باید براساس استاندارد ایران کنترل شود. 

 آزمایشهای شیمیایی و فیزیکی سیمان مطابق  EN196 یا استانداردهای ایران مطابق بند 2-10 تا 2-15 مراجع الزامی می‌باشد.

3-1-1 انواع سیمان

-  سیمان پرتلند

-سیمان پرتلند مخلوط: شامل:سیمان های پرتلند (سرباره ای،میکروسیلیسی،سیمان پرتلند پوزولانی ،خاکستر بادی وآهکی).

- سیمان سرباره ای

- سیمان پوزولانی

الزامات فیزیکی و مکانیکی سیمان مصرفی در جدول 1 ارائه گردیده است.

جدول 1- ویژگیها فیزیکی و مکانیکی سیمان

انبساط

(میلی‌متر)

 
زمان گیرش اولیه (دقیقه)

 
مقاومت فشاری (میلیمتر مربع/نیوتن)
28 روزه
2 روزه
کوچکتر‌یامساوی10
بزرگتریامساوی60
بزرگتریامساوی 5/42 و کوچکتریا مساوی ‌5/62
بزرگتریا‌مساوی10
3-2 سنگدانه

3-2-1 سنگدانه برای بتن : سنگدانه مورد مصرف باید سنگدانه متداول با وزن معمولی (غیر مصنوعی) و جذب آب پایین (کمتر از 2% ) و خشک شده در گرمخانه باشد. دانه‌بندی باید در محدوده تعیین شده در جدول 2 باشد.

 یادآوری 1- محدوده تعیین شده در جدول 2 برای هر دو نوع سنگدانه شکسته و غیر شکسته استفاده میشود.

یادآوری 2- انحراف میزان عبوری از هر الک برای هر دو مخلوط (کنترل و آزمایشی) نباید از 2% ± وزنی بیشتر شود.

جدول2- محدوده دانه‌بندی سنگدانه مورد مصرف در بتن شاهد

درصد عبوری از الک (وزنی)
اندازه الک (میلیمتر)
100
5/37
93 تا 98
25
84 تا 97
19
70 تا 85
5/12
61 تا 77
5/9
44 تا 54
75/4
32 تا 43
36/2
23 تا 33
18/1
13 تا 24
6/0
6 تا 12
3/0
3 تا 5
15/0
3-3 سنگدانه برای ملات شاهد- ماسه مصرفی، ماسه استاندارد طبیعی (غیر مصنوعی) سیلیسی ترجیحاً گردگوشه با مقدار سیلیس حداقل 98 درصد باشد.

دانه‌بندی ماسه باید در محدوده تعیین شده در جدول 3 باشد.

جدول 3- محدوده دانه‌بندی سنگدانه مورد مصرف در ملات شاهد

درصد عبوری از الک (وزنی)
اندازه الک (میلیمتر)
100
36/2
88 تا 98
60/1
72 تا 82
18/1
37 تا 48
6/0
20 تا 30
3/0
8 تا 18
15/0
0 تا 2
075/0
الک کردن ماسه تا زمانی که میزان ماسه عبوری از هر الک کمتر از g/min 5/0 برسد باید ادامه یابد. میزان رطوبت ماسه باید کمتر از 2% وزنی باشد. اندازه‌گیری میزان رطوبت بعد از 2 ساعت خشک شدن ماسه در خشک‌کن با دمای c ْ105 تا cْ 110 باید انجام گیرد.

4 بتن شاهد- برای بررسی عملکرد ماده افزودنی، مقایسه بتن شاهد و بتن حاوی افزودنی، با یک نوع سنگدانه و یک نسبت آب به سیمان باید ساخته شوند. الزامات بتن شاهد مطابق جدول4 می‌باشد.بتن تازه باید کاملاً متراکم شود و میزان هوا در آن از 2% تجاوز نکند.

جدول 4- الزامات بتن شاهد  

روانی (2)

(mm)
اسلامپ (2)

(mm)
مقدار سیمان (4)

(kg/m3)
نوع ماده افزودنی مورد آزمایش
بتن شاهد
 

20± 400
 

10± 70
 

5± 350
کاهنده آب/ روان کننده
 

I
فوق کاهنده آب/ فوق روان کننده
کندگیر کننده
تسریع کننده زمان سخت شدگی
تندگیر کننده
کاهنده جذب آب
20± 450
20± 120
5± 300
نگهدارنده آب (3)
II
10± 350
10± 50
5± 350
حباب هواساز
III
20± 350
10± 30
5± 350
فوق کاهنده آب/ فوق روان کننده
IV
(1)وقتی آزمایش ها در نسبت برابر آب به سیمان انجام می گیرد الزامات روانی فقط برای مخلوط کنترل بکار می‌رود.

(2) یکی از این دو آزمایش می‌تواند انتخاب شود. آزمایش اسلامپ مطابق با بند 2-8 مراجع الزامی و آزمایش روانی مطابق با بند 2-7 مراجع الزامی  انجام گردد.

(3) مقدار آب مطابق استاندارد EN 480-4 ثبت گردد.

(4) فقط برای مخلوط کنترل میباشد: ممکن است مقدار سیمان در مخلوط آزمایشی به دلیل اثرات مواد افزودنی کاهنده آب یا حباب هواساز تغییر ‌کند.

 
4-1 مراحل ساخت بتن شاهد

4- 1- 1 نسبت‌های اختلاط

مقدار سیمان باید مطابق جدول 4  باشد.

سنگدانه باید خشک شده در خشک‌کن باشد در غیر اینصورت باید رطوبت اندازه‌گیری شده و وزنها تصحیح شود.مخلوط آزمایشی نیز باید با همین سنگدانه‌ها ساخته شود و نسبت سیمان هم به اندازه مخلوط کنترل باشد، اما مقدار آب به گونه‌ای تنظیم شود تا اسلامپ یا روانی مطابق جدول 4 باشد. مقدار آب بر اساس مقدار رطوبت سنگدانه و آب اختلاط و مقدار آب مواد افزودنی محاسبه می‌شود.در صورتی که مواد افزودنی روان کننده یا فوق روان کننده و یامواد افزودنی کاهنده جذب آب در نسبت آب به سیمان برابر در بتن استفاده شوند مقدار آب کاهش نمی‌یابد.

4- 1- 2 روش اختلاط

برای اختلاط مصالح باید موارد زیر رعایت شود و اختلاط مطابق با دستور زیر انجام گردد:

- قبل از اختلاط‌ دمای مصالح باید cْ 2 ± 20 باشد([1]). بلافاصله بعد از اختلاط دمای بتن تازه

 cْ 2 ± 20 باشد.(1)

- تیغه مخلوط کن باید نیروی لازم برای مخلوط کردن مصالح از ظرفیت حداقل 50درصد تا حداکثر 90درصد مخلوط کن را داشته باشد.

- ظرف مخلوط کن با پارچه خیس مرطوب شود.

ابتدا تمام سنگدانه و نیمی از آب اختلاط در مخلوط‌کن ریخته ‌شود. پس از 2 دقیقه اختلاط و 2 دقیقه انتظار برای جذب آب، (ضمن پوشش دستگاه مخلوط‌کن برای جلوگیری از تبخیر آب)، سیمان در فاصله زمانی 30 ثانیه و بقیه آب اختلاط نیز در طی 30 ثانیه بعدی افزوده ‌گردد و سپس بتن به مدت 2 دقیقه دیگر مخلوط ‌شود.

در صورتی که ماده افزودنی پودری باشد باید به مصالح خشک بتن اضافه شود مگر تولید کننده روش دیگری را مشخص کرده باشد.آزمایش کارآیی تا حدود 5 دقیقه بعد از کامل شدن عمل اختلاط باید انجام شود.اگر کارآیی خارج از محدوده جدول 4 بود، (بجز مخلوط‌های آزمایشی با نسبت آب به سیمان برابر)، مخلوط مردود میباشد وباید مراحل اختلاط با مقدار آب اصلاح شده تکرار شود.اندازه‌گیری مقدار هوا و ساخت نمونه‌ها تا 30 دقیقه بعد از اختلاط باید انجام شود.

5  ملات شاهد

5-1  مراحل ساخت ملات شاهد

5-1-1  نسبت های اختلاط

نسبت های اختلاط باید بصورت، یک قسمت وزنی سیمان، سه قسمت وزنی ماسه استاندارد مطابق بند 3-3 ، یک دوم قسمت وزنی آب باشد. میزان آب مخلوط آزمایشی باید به گونه ای تنظیم شود که روانی آن برابر روانی مخلوط کنترل باشد، بجز زمانی که ماده افزودنی کاهنده جذب آب با نسبت آب به سیمان برابر مورد آزمایش قرار گرفته است.

5-1-2 روش اختلاط

الزامات و درجه حرارت باید مطابق بند 4-1-2 باشد.

ابتدا ماسه و سیمان به مدت30 ثانیه با سرعت پایین، مطابق جدول 5، مخلوط شوند. در30 ثانیه بعدی همه آب ( باضافه ماده افزودنی در مخلوط آزمایشی ) اضافه شوند. در صورتی که ماده افزودنی پودری و غیر قابل حل باشد به مصالح خشک اضافه گردند مگرتولید کننده روش دیگری را مشخص کرده باشد.عمل اختلاط به مدت60 ثانیه باسرعت پایین ادامه یابد، سپس عمل اختلاط متوقف شود و مصالح مخلوط نشده از لبه‌های تیغه و ته ظرف جدا شوند این عمل باید در مدت30 ثانیه انجام شود. دوباره مخلوط کن روشن شود و اختلاط به مدت60 ثانیه با سرعت بالا، مطابق جدول 5 ، ادامه یابد. اختلاط باید در3 دقیقه و 30 ثانیه تکمیل شود.

جدول 5- سرعت تیغه مخلوط کن

انتقالی

دقیقه/دور
چرخشی

دقیقه/دور
 
5  ±62
5 ±140
سرعت پایین
10  ±125
10 ±285
سرعت بالا
اندازه گیری روانی ملات مطابق بند 2-5 مراجع الزامی بصورت میز روانی یا کارآیی تا حدود 5 دقیقه بعد از پایان اختلاط انجام گردد.اگر روانی مخلوط آزمایشی ( بجز در مخلوط هایی که نسبت آب به سیمان یکسان در نظر گرفته شده است ) بیش از 5% با مخلوط کنترل تفاوت داشت ، مخلوط مردود میباشد و باید با اصلاح میزان آب مخلوط تکرار گردد.

اگر روانی توسط آزمون کارآیی اندازه گیری شود، در صورتی که مخلوط آزمایشی ویژگیهای زیر را بطورکامل برآورده نکند مردود میباشد.

 s 10               s  1 ± = t

s  30 ≤ تا 10 =       s  2 ± = t

 S 30                08/0 ± = t

= کارآیی مخلوط کنترل

 t= کارآیی مخلوط آزمایشی

6 گزارش آزمون

گزارش آزمون باید حاوی اطلاعات زیر در مورد بتن شاهد و یا ملات شاهد باشد.

6-1  برای بتن آزمایشی و کنترل:

6-1-1  سنگدانه

·منبع
·شکسته یا غیر شکسته
        ·نوع

        ·دانه بندی

6-1-2 سیمان

·نام کارخانه تولید کننده
·نتایج تجزیه شیمیایی
·مقدار C3A
·سطح ویژه
·نتایج روانی
·نتایج میزان هوا
·دمای بتن تازه
6-2 برای ملات آزمایشی و کنترل:

· نوع سیمان
·نام کارخانه تولید کننده
·انواع سیمان مصرفی
·رده مقاومت
·نتایج روانی
·دمای ملات تازه
 

کاهنده های آب بتن با رنج متوسط

افزودنی‌های کاهنده‌ی آب با رنج متوسط اولین بار در سال 1984 میلادی معرفی شدند. این افزودنی‌ها کاهش چشمگیری در آب بتن ایجاد می‌کنند. آن‌ها بین 6 تا 12 درصد از آب بتن‌های با اسلامپ بین 125 تا 200 میلی‌متر را کاهش می‌دهند، بدون این که مانند کاهنده‌های معمولی در زمان گیرش بتن تاخیری ایجاد نمایند. کاهنده‌های معمولی آب برای اسلامپ‌های بین 100 تا 125 میلی‌متر مناسب هستند.  افزودنی‌های کاهنده‌ی آب با رنج متوسط برای کاهش چسبناکی و افزایش قابلیت پمپاژ، روانی و کارایی در بتن‌های حاوی دوده‌ی سیلیس و دیگر مواد سیمانی به کار می‌رود. همچنین برخی از این نوع مواد قابلیت هوازایی نیز دارند و در بتن‌های با اسلامپ پایین استفاده می‌شوند.

کاهنده‌های آب با رنج بالا

افزودنی‌های کاهنده‌ی آب با رنج بالا شامل نوع F (کاهنده‌ی آب) و نوع G (کاهنده‌ی آب و ایجاد تاخیر در گیرش بتن) است. این مواد می‌توانند آب مورد نیاز، مقدار سیمان و نسبت آب به سیمان را کاهش دهند و بتنی با مقاومت بالا و کارایی متوسط تولید کنند. با استفاده از این نوع افزودنی‌های کاهنده‌ی آب، آب حدود 12 تا 30 درصد کاهش پیدا می‌کند. با استفاده از این نوع مواد می‌توان بتن‌هایی با مقاومت 70 مگاپاسکال، مقاومت اولیه‌ی بالا، مقاوم در برابر یون‌های کلرید و چندین و چند مزیت دیگر که به خاطر نسبت آب به سیمان پایین به دست می‌آید، تولید کرد.

کاهنده‌های آب با رنج بالا در مقایسه با کاهنده‌های معمولی، در تولید بتن با کارایی بیشتر، به صرفه تر هستند ایجاد کاهش چشمگیر در آب انداختگی، باعث تسهیل در امر گیرش و سخت شدن بتن در سطوحی که تبخیر آن بالاست، می‌شود. برخی از این نوع مواد، باعث کاهش جدی اسلامپ نیز می‌شوند. همچنین تاخیر در گیرش بتن نیز به وسیله‌ی این مواد ممکن است، اما از طرف دیگر اگر عمل‌آوری مناسب بر روی آن صورت نگیرد، بتن دچار جمع شدگی پلاستیک و در نهایت ترک خوردگی می‌گردد.

نمودار مقایسه‌ای مقاومت‌های انواع بتن با گذشت زمان. نمودار C نشانگر بتن معمولی است. بقیه‌ی آن‌ها (N و M و X) بتن‌هایی هستند که از انواع افزودنی‌های کاهنده‌های آب با رنج بالا در آن‌ها استفاده شده است.

مقایسه کاهش اسلامپ در بتن‌های مختلف. . نمودار C نشانگر بتن معمولی است. بقیه‌ی آن‌ها (N و M و X و B) بتن‌هایی هستند که از انواع افزودنی‌های کاهنده‌های آب با رنج بالا در آن‌ها استفاده شده است.

بتن‌هایی که در آن از افزودنی‌های کاهنده‌ی آب با رنج بالا استفاده شده است، فضای خالی بیشتری نسبت به بتن‌های با افزودنی‌های کاهنده‌ی رنج متوسط دارند. به طور عمومی این موضوع باعث پایین آمدن مقاومت بتن در برابر چرخه‌ی انجماد و ذوب آب می‌شود؛ اما آزمایش‌ها نشان می‌دهد که بتن‌هایی که با استفاده از کاهنده‌های رنج بالای آب بهاسلامپ متوسط می‌رسند، در برابر چرخه‌ی انجماد و ذوب آب نیز دوام بالایی دارند. این موضوع احتمالاً به دلیل نسبت آب به سیمان پایین در این نوع بتن‌ها رخ می‌دهد.

از همین مواد می‌توان برای روان کردن بتن استفاده کرد. در این صورت به آن‌ها افزودنی‌های روان‌کننده یافوق‌روان‌کننده گفته می‌شود.