■ سیمان .. بتن ... سنگدانه ها! بخش عمران

انتخاب سیمان مناسب:

عواملی که بر دوام طولانی مدت بتن تأثیر می گذارند، نسبت آب به سیمان پائین، تراکم کامل، مراقبت و عمل آوری صحیح است.لذا برای هر ترکیب و دانه بندی و ویژگی سنگدانه های، سیمان باید در حد کافی باشد تا کارایی مناسب با یک نسبت آب به سیمان بدست آید به نحوی که بتوان بتن ساخته شده را با وسایل موجود در کارگاه بطور کامل متراکم نمود. نوع سیمان به کار رفته تاثیر مستقیمی بر دوام بتن در مرحله بهره برداری دارد.ضروری است تا درباره انتخاب نوع سیمان دقت های لازم به کار رود.برای انتخاب نوع سیمان باید موارد زیر را در نظر گرفت:
1-مقدار سولفاتهای موجود در خاک و آب محل
2- مقدار یون کلر آزاد موجود در خاک، آب و یا هوای محل
3-سرعت گیرش اولیه بتن با توجه به وضعیت جوی
4- سرعت سخت شوندگی با توجه به فرصت قالب برداری
5- کنترل حرارت ناشی از هیدراسیون سیمان در سازه های حجیم و بتن ریزی های با ابعاد بزرگ
6- مقدار قلیایی مجاز موجود در سیمان، چنانچه سنگدانه های مصرفی استعداد واکنش های قلیایی دارند و یا گزارش مشکوکی درباره سنگدانه های مصرفی وجود دارد.البته میزان قلیایی ها در روند کسب مقاومت بتن نیز موثرند. قلیایی ها روند کسب مقاوت اولیه را افزایش می دهند و زمان گیرش را کم می کنند.البته در برخی منابع آمده است که هرچه مقدار قلیایی های موجود سیمان بیشترباشد به همان نسبت کسب مقاومت پس از عمر 28 روزه کمتر خواهد بود.


یادآوری می شود که خمیر تازه سیمان پرتلند درجه قلیایی خیلی زیادی دارد و در نتیجه به هنگام برخوردبا پوست بدن انسان سوختگی سطحی و ناراحتی پوستی ایجاد می کند و می تواند در صورت برخورد با چشم ، ناراحتی چشمی نیز به همراه داشته باشد.سرعت گیرش و سخت شدن بتن( یعنی کسب مقاوت) کاملا مستقل از یکدیگر هستند.البته زمان گیرش سیمان زود سخت شونده با زمان گیرش سیمان پرتلند معمولی متفاوت است، هرچند در محدودیت های تعیین شده در استانداردها تفاوتی با یکدیگر ندارند.


اهمیت نسبت آب به سیمان(W/C):

مهمترین عامل موثر در کیفیت بن از نظر مقاومت ودوام؛ نسبت آب به سیمان است.هرچه نسبت آب به سیمان بتن کمتر باشد بتن با کیفیت تولید خواهد شد. نکته مهم شرایطی است که امکان کنترل نسبت آب به سیمان را فراهم می کند. کارخانجات بتن آماده باید دارای امکاناتی باشند که این فرصت را فراهم کند تا نسبت آب به سیمان بتن در زمان ساخت در حد مجاز محدود بماند.از طرفی شرایط محیطی مرحله بهره برداری نیز، الزاماتی را برای محدودیت نسبت آب به سیمان ایجاب میکند
الزامات مربوط به شرایط محیطی مرحله بهره برداری
کنترل نسبت آب به سیمان بتن نیاز به امکان محاسبه دائمی میزان آب همراه سنگدانه ها)رطوبت آزاد( دارد. چون در استانداردها، هیچگونه محدودیتی برای رواداری آب همراه سنگدانه های تولیدی در کارگاههای تولید شن و ماسه تعیین نشده است، از طرفی میزان رطوبت موجود درسنگدانه ها در کلیه مراحل تولید، حمل و انبارش در پشت دپوی مصالح تا مرحله ساخت بتن دائماً در حال تغییر است؛ به همین خاطر لازمه رعایت دقیق نسبت آب به سیمان، داشتن ابزارهایی برای سنجش میزان رطوبت هر یک از مصالح سنگ قبل از ورود به بچینگ است. خطوط تولید مدرن و پیشرفته بتن آماده این قابلیت را دارند که میزان رطوبت سنگدانه ها را در مرحله قبل از توزین و ورود به دیگ مخلوط کن محاسبه نمایند.


فرصت کاری بتن:

فرصت کاری بتن از زمان اضافه شدن آب اختلاط بتن آغاز و تا زمانی که بسته به محل مصرف قابل جای دادن در قالب ها و محل نهایی خود است ادامه می یابد.زمان گیرش سیمان با دستگاهی بنام «ویکات» اندازه گیری می شود.استانداردهای ملی ایران برای اغلب سیمان ها حداقل زمان گیرش ابتدایی به روش ویکات را 45 دقیقه تعیین کرده اند، اما کارخانجات سیمان برای پاسخ گویی به فواصل حمل و ترافیک سنگین شهرهای بزرگ، گیرش ابتدایی سیمان های خود را بین 120 تا 180 دقیقه تنظیم کرده اند. رعایت حداقل و حداکثر دمای توصیه شده و مجاز نیز در فرصت کاری بتن موثر است. حداکثر دمای بتن در هنگام بتن ریزی 32 درجه و حداقل آن بسته بهابعاد قطعه بتنی بین 5 تا 13 درجه است.البته دمای بتن به هنگام ساخت در تابستان باید به مراتب کمتر از 32 درجه و در زمستان به مراتب یبیشتر از حداقل دمای مجاز باشد.در استاندارد ملی ایران با عنوان « بتن آماده – ویژگی ها» نیز این فرصت پیش بینی و تصریح شده است که بعد از تنظیم آب اولیه و حتی سپری شدن بیش از 5/1 ساعت، اگر بتن دارای اسلامپی بود که امکان تخلیه وجود داشت این بتن قابل مصرف است. در موارد خاصیکه نیاز به افزایش فرصت کاری باشد. می توان با مواد افزودنی کندگیر کننده زمان گیرش را تا چند ساعت به تأخیر انداخت و در صورت نیاز به کاهش رمان گیرش در حد کمتر از 15 دقیقه ( مانند پاشیدن بتن) می توان با مواد افزودنی زودگیر به این گیرش رسید.


نکاتی در مورد اسلامپ بتن:

کارایی و روانی بتن تازه باید به اندازه کافی باشد تا بتواند به آسانی در قالب ها ریخته شود وبدون اینکه جدائی دانه ها یا آب انداختن زیاد روی دهد اطراف همه میلگردها را پر کند.آزمایش اسلامپ بخاطر سادگی، در کارگاهها ملاک روانی و کارایی قرار گرفته است.با توجه به نوع و محل بتن ریزی، انتخاب روانی بتن بر حسب اسلامپ بر اساس جدول شماره 8 پیشنهاد می شود.لازم است تا بر اساس محل بتن ریزی و ویژگی های محل مصرف نسبت به انتخاب اسلامپ بتن اقدام کرد.مناسب ترین بتن برای ابنیه فنی و ساختمان های بتن آرمه ، بتن های روان اسن که با استفاده از افزودنی های روانساز ضمن حفظ کیفیت بتن در مرحله ساخت ، اشکالات احتمالی تراکم بتن در مرحله بتن ریزی را نیز جبران می کند.نتایج بررسی ها توسط مرکز تحقیقات پارس لانه نشان می دهد اغلب پروژه ها با مشکل جای دادن ومتراکم نمودن بتن در داخل قالب و لابلای میلگردها مواجه هستند. با طراحی سازه بر اساس ویرایش سوم آئین نامه2800 زلزله ، تراکم میلگرد ها نسبتاً زیاد شده اس . این موضوع باعث می شود که عوامل بتن ریزی برای جای دادن بتن و تراکم آن در سازه بخصوص محل اتصال تیر و ستون ها با مشکل جدی مواجه شوند.
راه حل های این مشکل بدین شرح پیش بینی شده است:در طرح مخلوط بتن؛ کاهش اندازه بزرگترین شن از 25 میلیمر به 19 میلیمتر مناسب است.همچنین دقت در انتخاب سنگدانه های ریزو درشت وترکیب آنها نیز موثر خواهد بود، بهتر است در کنا رعایت استاندارد ملی ایران به شماره 302 ، فیلر و گردسنگ هم مصرف کرد. بهسازی شکل و بافت سنگدانه ها نیز کارساز است.افزایش اسلامپ بتن از حدود 80 میلی متر به 180 میلی متر مطلوب است و از آنجاییکه اضافه کردن آب و کیفیت بتن و مقاومت آن را کاهش می دهد کاربرد ماده افزودنی فوق روانساز توصیه می شود. به همین منظور بهتر است بتن با اسلامپ 80 میلی متر به محل پروژه ارسال شود در محل مصرف و ماده افزودنی مناسب به بتن اضافه شود. 5 دقیقه قبل از تخلیه برای رسیدن اسلامپ بتن به حد مطلوب (150 تا 180 میلی متر)، به میزان لازم ماده فوق روانساز به بتن اضافه شود و 70 تا 100 دور با دور تند مخلوط و سپس به مصرف برسد.البته توجه به راهنمای مصرف ارائه شده از سوی شرکت های تولید مواد افزودنی نیز ضروری است
با مصرف فوق روانساز پنج مزیت مهم بدست می آید:
1- حفظ و ارتقاء کیفیت بتن
2- سهولت کار برای عوامل اجرایی بمنظور بتن ریزی آسان
3- جای گیری خوب بتن در لابلای میلگرد ها و تراکم مناسب و رفع کرموشدگی بتن 4- افزایش سرعت پمپاژ و اجرای کار
5- افزایش انسجام و یکپار 5- افزایش انسجام و یکپارچگی اعضاء سازه و عملکرد قابل قبول در زمان زلزله و افزایش دوام بتن در بلند مدت.


تأثیر دانه بندی و اندازه سنگدانه در ویژگی های بتن:

سنگدانه ها شامل انواع ماسه، شن ریز و شن درشت، حدود 65 تا 75 درصد حجم بتن را تشکیل می دهند بنابراین انتخاب نوع و مقدار مناسب و دانه بندی آنها از اهمیت ویژه ای برخوردار است.بسیاری از خواص بتن نظیر مقاومت،کارایی، آب انداختن ، جمع شدگی و دوام تحت تأثیر مشخصه های سنگدانه قرار دارند. در یک نسبت آب به سیمان ثابت افزایش میزان و اندازه مصالح درشت دانه باعث افزایش اسلامپ بتن می شود. اما محدودیت حداکثر اندازه مصالح سنگی درشت دانه، تابعی از ضخامت محل بتن ریزی، فاصله بین آرماتورها و وسائل مورد استفاده برای ساخت و اجرای بتن از قبیل پمپ و لرزاننده است . برابر آئین نامه های بتن بزرگترین اندازه سنگدانه های درشت در بتن نباید از هیچ یک از مقادیر زیر بزرگتر باشد:
الف) 20% کوچکترین بعد داخلی قالب بتن
ب) 33% ضخامت دال بتنی
ج) 75% حداقل فاصله آزاد بین میلگرد ها
د)75 % ضخامت پوشش بتن روی میلگردها
همچنین بکاربردن سنگدانه های درشت تر از 38 میلی متر در بتن آرمه توصیه نمی شود.کارخانجات بتن آماده باید نسبت به سنگدانه های مصرفی خود شناخت کافی داشته باشند و در صورت درخواست مستندات کافی درمورد انجام آزمایش های لازم درباره خواص سنگدانه ها به خریداران بتن آماده ارائه کنند.همچنین حفظ ویژگی های سنگدانه ، بخصوص دانه بندی آنها در مراحل حمل و نقل، انباشتن و تولید بتن حائز اهمیت است. کارخانجات بتن آماده باید تضمین کافی برای اینکه سنگدانه های مصرفی در مراحل انباشتن و مصرف دچار تغییر مشخصات نمی شود ارائه نمایند.


منبع: www.parslaneh.com