انواع بتن
بتن های سبک
معرفی بتن های سبک
به طور کلی و براساس یک تعریف عمومی ، بتن های سبک دارای وزنی کمتر از 1840 کیلو گرم برمتر مکعب مي باشند . بتن های معمولی ( سنگین ) عموما وزنی بالاتر از 2400 کیلوگرم درهرمترمکعب دارند . بتن های سبک متعارف عموما کمتر از 1000 کیلوگرم در هر متر مکعب وزن دارند یعنی سبک تر از آب هستند و برروی آن شناور باقی می مانند .
تولید و کاربرد بتن های سبک از اوایل قرن بیستم در دنیا آغاز شده است و عمده کاربرد آن در دنیا درصنعت ساختمان می باشد. مصارف صنعتی همانند عایق ها و آجرهای نسوز و پروفیل های خاص صنعتی نیز برای آنها گزارش شده است . به به به طور کلی بتن های سبک به دلیل استفاده از مواد متخلخل و یا بواسطه ایجاد تخلخل در بافت بتن توليد مي گردند و در تعاریف کلاسیک به سه دسته کلی تقسیم بندی می شوند :
●بتن های دانه سبک : دراین گروه از بتن ها از مواد اولیه سبک معدنی(همانند پومیس –پومیت و ورمیکولیت و ....) و غیر معدنی ( انواع EPSو پلی استایرن ) ویا صنعتی (. همانند رس و شیل منبسط شده و پرلیت فراوری شده) به عنوان جایگزین مصالح سنگی دربتن استفاده می شود.
این گروه از بتن های سبک دارای طرح اختلاط متفاوت با بتن های معمول هستند و احیانا نیاز به افزودنی های خاصی در طرح اختلاط وجود دارد . سیمان در این نوع بتن نقش سیمان وبتن های معمولی را داشته و به عنوان چسب به کار می رود .
●بتن های متخلخل ( هوادار ) : ازمواد اولیه سبک استفاده نمی شود و تمام مواد اولیه دارای وزن معمولی هستند . ولی فرایند تولید به گونه ای است که یک عامل ایجاد حباب هوا به میزان ناچیز به مخلوطی از مواد اضافه می شود و در حین فرایند تخلخل در بافت جامد بتن جاگیر می شود
عامل تخلخل ساز می تواند به صورت فیزیکی عمل نموده که دراین حالت گروه بتن های کفی یا فوم بتن ایجاد می شوند که عمل آوری آنها در محیط معمولی یا حداکثر در گرمخانه انجام می شود و از مواد اولیه در ابعاد بتن های معمول استفاده می کنند .
درحالت دوم ایجاد تخلخل ناشی از واکنش شیمیایی یک عامل حباب ساز مانند پودر آلومینیم در یک محیط دوغابی است. مواد اولیه دراین گروه از بتن های متخلخل به طور کامل پودر میشوند چرا که همه واکنش شیمیایی پودرآلومینیوم باید در شرایط سوسپانسیون و دوغابی و بعد از سفت شدن اولیه و برش عمل آوری كيك ها در محیط های ایزوله ای تحت عنوان اتو کلاو تحت فشار صورت می گیرد . این گروه از بتن های متخلخل پسوند اتو کلاو شده رانیز به خود می گیرند . و به طور خلاصه بتن متخلخل اتوکلاو شده نام می گیرند .
ازنظر تکنولوژی ساخت بالاترین سطح تکنولوژی در بتن های سبک مربوط به این نوع بتن هاست
●زیرگروه سوم بتن های سبک ،بتن های بدون ریزدانه می باشند که داری کمترین کاربرد در صنایع ساختمان هستند . چون دراثر حذف ریزدانه در طرح اختلاط بتن هرچند که سبکی نسبی حاصل می شود ولی مقاومت ناچیز و بی دوام و خوردگی و موک د ربافت بتن حادث می شود . این گروه از بتن های بیشتر در صنایعی همچون آب و فاضلاب و ساخت مقاطع مدولار بتنی سبک کاربرد دارند.
ویژگی های بتن های سبک
سبکی وزن باعث اقتصادی شدن ساختمان به جهت کم شدن مصرف مصالح سازه ای همانند تیرآهن و بتن سنگین در اسکلت ساختمان می شود
پایین بودن ضریب انتقال حرارت باعث کم شدن حجم تاسیسات و کم شدن مصرف سوخت در ساختمان می شود
سبکی وزن کلی ساختمان باعث کم شدن ریسک خرابی ساختمان در اثر امواج زلزله می شود چرا که کمانش سازه ای دراثرارتعاشات در بارهای جانبی با وزن ساختمان نسبت مستقیم دارند . همچنین در اثر تخریب احتمالی ساختمان و کم شدن وزن آوارفروریخته باعث کم شدن تلفات میشود
هزینه اجرا ( بنایی ) ساختمان به دلیل بزرگی و سبکی ابعاد بلوکها 3/1 تا 4/1 کاهش می یابد
هزینه مصرف مواد اولیه در ملات اتصال دهنده ردیف بلوکها و ملات پلاستر اولیه و نهایی دیوارها کاهش می یابد
عموما به دلیل داشتن بافت متخلخل و توپر کارهایی مانند اره کردن ، میخ کوبی ، شیارزنی در آنها به راحتی انجام می شود
مقاومت در برابر آتش ، یخ زدگی ، دیرپایی ، عایق صدایی بتن های سبک در بین مصالح ساختمانی منحصربه فرد است
________________________________________
بتن سبک هوادار
در راستاي پيشرفتهاي صورت گرفته در جهان ، مهندسان بخش مسكن تحقيقات جدي و مستمري انجام داده و مي دهند تا بتوانند مسكن با عمر مفيد زياد (چند قرن) ، استحكام بالا در مقابل بلاياي طبيعي (زلزله ، آتش سوزي و ...) ، همچنين با توجه به پايان رسيدن عصرانرژي ارزان ، حداقل انرژي در ساختمان مصرف گردد و داراي هزينه كمتري نسبت به ساير مصالح رايج باشد كه اين ايده ها با شناسايي بتن سبك هوادار (foam concrete) تحقق يافت.
هم اكنون بتن معمولي غالبا با دانسيته 2400kg/m3 توليد مي گردد كه با توجه به وزنش مشكلات فراواني ازجمله اجراي سخت و باخاصيت جذب آب بسيار بالا دائما تاسيسات حرارتي و برودتي ساختمان را در معرض تخريب قرار مي دهد و معايب ديگر ، خوشبختانه در حال حاضر با افزودن هوا به مخلوط ماسه و سيمان ، وزن آن تا اندازه قابل توجهي كاهش مي يابد ، (400 الي 1800 كيلو گرم بر متر مكعب) و بتن سبك هوادار با خصوصيات بارزي توليد مي گردد.
توليد بتن سبك با نوعي مواد افزودني (فوم هوازي پروتئيني) جهت متخلخل نمودن خمير ماسه و سيمان توسط شركت NEOPOR SYSTEM در كشور آلمان با روش بهبود دائم طي مراحل تعاملي مهندسي انجام گرفته است.
بتن سبك در گذشته و در حال حاضر در كشورمان توليد مي شود كه به بتن سبك صنعتي (پوكه صنعتي ، معدني و ...) و بتن سبك گازي معروفند كه هر كدام به نوبه خود ضررهايي براي محيط زيست دارا مي باشند ولي در كشورهاي توسعه يافته اين نوع بتن سبك جاي خود را به بتن سبك هوادار داده است.
اين شركت افتخار دارد كه با استفاده از تكنولوژي روز دنيا و زير نظر مهندسان با تجربه كشورمان جزء اولين شركتهاي توليد كننده اين نوع بتن نقشي در پويايي صنعت ساختمان ايفا كند.
شركت NEOPOR SYSTEM در حال حاضر با بيش از 25 سال سابقه اجرايي در 30 كشور جهان مورد تاييد موسسه استاندارد (( دين آلمان)) مي باشد .
خصوصيات فني:
بتن سبك هوادار را مي توان در دو سطح دانسيته اي توليد كرد :
الف - وزن مخصوص (400 الي 900 كيلو گرم بر متر مكعب) براي ساخت بلوكهاي ساختماني غير باربر و همچنين بلوكهاي تزئيني و پانلها.
ب - وزن مخصوص (1000 الي 1800 كيلو گرم بر متر مكعب) براي قطعات باربر و مسلح.
بتن سبك هوادار در هر دو سطح داراي خصوصيات مشتركي مي باشند كه شماري از آنها بشرح زير مي باشد :
1_ عايق رطوبت2_عايق گرما وسرما3_ عايق صوت4_مقاومت بيشتر در مقابل حريق5_نسبت مقاومت فشاري مناسب به وزن6_كاهش بار مرده در ساختمان7_ مقاوم در مقابل نفوذ آب8_خاصيت خوب جذب و دفع آب9_راحتي در عمل بريدن و ميخ كوبي10_انقباض مطلوب در حين خشك شدن11_ مقاوم در برابر يخ زدگي12_جلوگيري از استهلاك سيستم سرمايش و گرمايش
مزايا:
بتن سبك هوادار داراي مزاياي زيادي مي باشد كه برخي ازآنها به شرح زير مي باشد.
1_ صرفه جويي در هزينه هاي ترانسپورت قطعات پيش ساخته (توليد صنعتي)
2_ صرفه جويي در حمل مصالح (وزن ماسه و ميله گرد)
3_ عمر مفيد بيشتر قالب فلزي (ضريب تكرار بيشتر قالب در سيستم بتن سبک)
4_ حذف دستمزدهاي بنايي (گچ و خاك و حداقل سفيد كاري)
5_ حذف هزينه هاي مصالح (خاك و گچ)
6_ حذف دستمزدهاي اجراي نماكاري (سيمانكاري)
7_حذف هزينه هاي مصالح نماكاري (سيمان و ماسه)
8_حذف هزينه هاي مربوط به ترانسپورت پرت مصالح به خارج از كارگاه
9_صرفه جويي در هزينه هاي مصرف انرژي (نفت ، گاز ، برق ، ...) بدليل تبادل حرارتي و برودتي بهتر ديوار بتن سبك
10_سرعت در اجرا به دليل سيال بودن بتن سبك ، عمل بتن ريزي به مراتب سريعتر از بتن معمولي انجام مي شود و در اين سيستم عمل ويبره حذف مي گردد.
11_صرفه جويي در مصرف ميله گرد ، در اينجا بايد رقم 30% را در هزينه هاي مربوط به وزن ميله گرد منظور نموده (ديوارهاي باربر و پي ها)
12_سهولت عمليات كنده كاري و هزينه هاي مربوط در مقايسه با ديوار آجري
13_سرعت در بازگشت سرمايه و پرداخت كمتر بهره بانكي در مقايسه با سيستم هاي ساخت و ساز سنتي و مشابه آن با بتن سبك
14_سبك سازي ساختمان (پي ، ديوار ، سقف)
15_افزايش قابل توجه عمر مفيد ساختمان (بيش از صد سال)
موارداستفاده
1_ايزولاسيون پشت بام
اين بتن مي تواند بعنوان يك عايق حرارتي براي پشت بامها مورد استفاده قرارگيرد.
2_ايزولاسيون كف ساختمان
اين بتن مي تواند بعنوان يك عايق رطوبتي و حرارتي براي كفها مورد استفاده قرار گيرد ، بطوريكه هر 5 سانتي متر بتن سبك هوادار معادل يك لايه قير اندود عمل مي كند .
3_ساختمان سازي
ساختمانهاي پيش ساخته و قالب درجا بعنوان پارتيشن بندي در انواع سازه (انواع بلوكهاي ساختماني)
4_ژئوتكنيك
اين بتن با توجه به سيال بودنش داخل تمامي حفره ها نفوذ كرده و تمام روزنه ها را پر مي كند و در مقابل براحتي مي توان از آن حفره برداري نمود.
5_محوطه سازي (با قطعات پيش ساخته يا بتن درجا)
اين بتن با توجه به خصوصياتش از جمله مقاومت در برابر يخ زدگي و عدم جذب رطوبت بسيار پوشش
مناسبي براي سطح جاده ها و فرودگاهها و پياده روها مي باشد.
فوم بن
________________________________________
فوم بن
مهندسین و معماران سازنده ساختمان در دنیا با استفاده از بتن سبک در قسمت های مختلف بنا با سبک کردن وزن ساختمان به طور مستقیم ( به لحاظ سبکی ویژه این نوع بتن ) و صرفه جویی در مصرف انرژی بطور غیر مستقیم ( به لحاظ عایق بودن این نوع بتن در مقابل سرما و گرما و در نتیجه کاهش میزان مواد سوختی ) , از لحاظ اقتصادی امروزه گام های بلند و مهمی برداشته اند .خانم مهندس آزاده شفاعی د ر مقاله ای به معرفی فوم بتن ( بتن کفی ) و ذکر خواص ویژه آن پرداخته اند. ایشان در این مقاله می نویسد: فوم بتن مصالحی است جدید که برای مصارف مختلف در ساختمان بکار می رود.باید اشاره کرد خواص فیزیکی منحصر به فرد این محصول ، آن را بتنی سبک و عایق با مقاومت لازم و کیفیت مطلوب می نماید . این محصول از ترکیب سیمان , ماسه بادی (ماسه نرم ) , آب و فوم ( ماده شیمیائی تولید کننده کف ) تشکیل می شود . ماده کف زا در ضمن اختلاط با آب در دستگاه مخصوص , با سرعت زیادی , حباب های هوا را تولید و تثبیت نموده و کف حاصل که کاملا پایدار می باشد در ضمن اختلاط با ملات سیمان و ماسه بادی در دستگاه مخلوط کن ویژه , خمیری روان تشگیل می دهد که به صورت درجا با در قالب های فلزی یا پلاستیکی قابل استفاده می باشد .لازم به ذکر است این خمیر پس از خشک شدن با توجه به درصد سیمان و ماسه بادی دارای وزن فضایی از 300 الی 1600 کیلو گرم در متر مربع خواهد بود .
گفتنی است ویژگی های عمده فوم بتن را می توان به صورت زیر دسته بندی کرد::
۱-عامل اقتصادی : سبکی وزن با مقاومت مطلوب فوم بتن یا توجه به نوع کاربرد آن , بطور کلی به لحاظ اقتصادی مخارج ساختمان را میزان قابل ملاحظه ای کاهش می دهد
۲- سهولت در حمل و نقل و نصب قطعات پیش ساخته : حمل و نقل قطعات پیش ساخته : حمل و نقل قطعات پیش ساخته با فوم بتن هزینه کمتری را نسبت به قطعات بتنی دربرداشته و نصب قطعات بعلت سبکی آنها . بسیار آسان می باشد
۳- خواص فوق العاده عایق بودن در مقابل گرما , سرما و صدا : فوم بتن به علت پائین بودن وزن مخصوص آن یک عایق موثر در مقابل گرما , سرما و صداست . ضریب انتقال حرارتی فوم بتن بین65 0/0 تا (435/0 k cal / m2 hc می باشد ( ضریب هدایت حرارتی یتن معمولی بین 3/1 تا 7/1 واحد
۴- خصوصیات عالی در مقابل یخ زدگی و فرسایش ناشی از آن و مقاومت در برابر نفوذ رطوبت و آب : نظر به اینکه فوم بتن در قشرهای سطحی دارای تخلخل فراوان می باشد در نتیجه شکاف های موئین و و درزهای کمتری در سطح ایجاد می شود و اگر پوشش فوم بتن با ضخامت کافی مورد استفاده قرار گیرد در مقابل خطر نفوذ باران و رطوبت مقاومت مطلوبی خواهد داشت .
۵- مقاومت فوق العاده در مقابل آتش : مقاومت فوم بتن در مقابل آتش فوق العاده می باشد .
۶- قابل برش بودن : به دلیل قابل برش بودن با اره نجاری و میخ پذیر بودن آن . کارهای سیم کشی و نصب لوازم
برقی و تاسیسات خیلی سریع و به راحتی قابل عمل خواهد بود .
شایان ذکر است از کاربرد فوم بتن در ساختمان می توا د به موارئد زیر اشاره کرد:
۱- شیب بندی پشت بام . ۲- کف بندی طبقات . ۳- بلوک های غیر بار بر سبک . ۴- پانل های جدا کننده یکپارچه و نرده های حصاری جهت محوطه و کاربری در موارد خاص
لیکا چیست؟
یکی از روش های تهیه دانه های سبک استفاده از کوره گردان است .وقتی برخی از انواع رس با دانه هایی به ریزی صفر تا دو میکرون در دمای بالاتر از 1000 درجه سانتیگراد در این کوره ها حرارت می بینند ،گازهای ایجاد شده در داخل آنها منبسط می شوند و هزاران سلول هوای ریز تشکیل می دهند .با سرد شدن مواد ،این سلول ها باقی می مانند و سطح آن ها سخت می شود .
مهمترین ویژگی های لیکا عبارتند از :
وزن کم ،عایق حرارت ،عایق صوت ، باز دارنده نفوذ رطوبت، مقامت در برابر یخ زدگی ،تراکم ناپذیری تحت فشار ثابت و دائمی ،فساد ناپذیری ،مقاومت در برابر آتش و PH نزدیک به نرمال .وزن کم این دانه ها و در نتیجه هزینه حمل پایین آن باعث شده است تا از لیکا در پر کردن فضاهای خالی استفاده شود .در کاربرد های خاص نظیر زیرسازی ساختمان و تسطیح و شیب بندی بام ،خواص عایق حرارتی و دوام لیکا مشخصات فنی مناسبی برای آن فراهم می کند .در راهسازی نیز از تراکم ناپذیری لیکا برای کنترل نشست پلاستیک بستر های سست استفاده می شود .همچنین جذب آب مناسب ،تخلخل و دوام لیکا آن را برای کشاورزی بدون خاک مناسب ساخته است . همین خواص باعث شده است تا در تصفیه فاضلاب های خانگی از فيلـتر های ساخته شده از لیکا استفاده شود.
ویژگی های بتن لیکا
خواص لیکا باعث شده است تا در بتن سبک لیکا کاربردهای فراوانی داشته باشد . مهمترین ویژگی های بتن لیکا عبارتند از ،وزن کم ،سهولت حمل و نقل ،بهره وری بالا هنگام اجرا ،سطح مناسب برای اندود کاری ،مقاومت و باربری در شرایط خاص ،عایق حرارت ،مقاومت در برابر آتش ،عایق صدا مقاومت در برابر یخ زدگی ،بازدارندگی در برابر نفوذ رطوبت و دوام در برابر مواد آهکی .متناسب با وزن و مقاومت مورد نظر از بتن سبک لیکا به عنوان پر کننده ،عایق و یا باربر استفاده می شود . بتن لیکا می تواند درجا ریخته شود و یا به صورت بلوک ،اجزای ساختمانی و سایر قطعات پیش ساخته به کار رود . در هر مورد متناسب با کاربرد و روش اجرا از دانه بندی های مناسب لیکا استفاده می شود .بتن های پرکننده و عایق اغلب در پی سازی و زیر سازی ساختمان ،شیب بندی کف و بام ،بلوک ها یا اجزای دیوارهای جداکننده و محیطی غیر باربر به کار می روند .در حالی که از بتن های سبک سازه ای – که البته عایق نیز خواهند بود – در ساخت اجزای مقاوم نظیر بلوک های باربر ،پانل های دیواری و سقفی مسلح و نیز اسکلت بتن مسلح ساختمان ها استفاده می شود .قابل توجه است که به دلیل الزامات مقاومت و دانه بندی ،تنها با استفاده از دانه های لیکا می توان در ایران بتن سبک سازه ای ساخت.
بتن اساسا از دو قسمت دانه های سنگی (Aggregates) و خمیر سیمان (Concrete) تشکیل شده است. خمیر سیمان که در واقع مخلوطی از سیمان پرتلند و آب میباشد.
- در اثر واکنش شیمیایی سیمان و آب روند سخت شدن ادامه یافته و در نتیجه دانهها (ماسه و شن) را بصورت تودﮤ سنگ مانندی به یکدیگر میچسباند.
- دانهها به دو گروه ریزدانه که تا ¼ اینچ (6میلیمتر) و درشت دانه که روی الک شماره 16 (1.18 میلیمتر) تقسیم میشوند.
- خمیر سیمان عموما حدود 25 تا 40% کل حجم بتن را تشکیل میدهد که حجم مطلق سیمان بین 7 تا 15% و حجم آب از 14 تا 21% است. مقدار هوای در بتن تا حدود 8% حجم بتن را تشکیل میدهد این اندازه به درشت ترین دانه بستگی دارد.
- برای مصالح و شرایط عمل آوردن (Curing) معین، کیفیت بتن سخت شده به مقدار آب در مقابل با مقدار سیمان بستگی دارد.
مزایای کاهش مقدار آب
1. افزایش مقاومت فشاری و مقاومت خمشی
2. افزایش قابلیت آب بندی (Water Tightness)
3. کاهش جذب آب (Absorption)
4. افزایش مقاومت نسبت به عوامل جوی
5. پیوستگی بهتر بین لایه های متوالی
6. چسبندگی بهتر میان میلگرد و بتن
7. کاهش تغییرات حجمی در اثر تر و خشک شدن
انواع سیمان پرتلند
- نوع 1 : برای استفاده عمومی ومناسب برای همه کارها
- نوع 2 : زمانی که احتیاطات علیه حمله سولفات ها مهم باشد
- نوع 3 : با مقاومت زودرس که مقاومت های بالا را در مدت کوتاهی می دهد
- نوع 4 : با حرارت هیدراسیون کم در جائی که میزان و حرارت تولید شده باید حداقل باشد
- نوع 5 : در بتن هائی که در معرض شدید سولفاتها قرار دارن (ضد سولفات)
- سیمان حباب زا (نوع A1، A2، A3) در برابر یخ زدن و آب شدن و همچنین پیوسته شدگی حاصل از اثرات مواد شیمیائی برای از بین بردن یخ جاده ها مقاومت بهبود یافته ای دارند.
سیمان پرتلند سفید تفاوت بنیادی آن در رنگ می باشد
اختلاط
ترتیب 5 مادﮤ متشکله بتن در مخلوط کن نقش مهمی را در یکنواختی بتن خواهد داشت.
کنترل ترک
دو عامل اصلی برای ترک در بتن عبارتند از :
1. تنش بر اثر بارهای وارده (Control joints)
2. تنش بر اثر آب رفتگی در حین خشک شدن یا تغییرات دما (Restraint)
شیوه جلوگیری
1. درزهای کنترل مؤثرترین شیوه جلوگیری از ترک های غیر قابل رؤیت به شمار می آیند (Isolation Joints)
2. درزهای جداکننده دال را از قسمتهای دیگر سازه جدا می کنند و اجازه حرکت افقی و عمودی را در دال می دهد (Footings)
3. درزهای اجرائی جائی که کار بتن ریزی روزانه پایان می یابد، ایجاد می شوند; و مناطقی را که در دفعات مختلف بتن ریزی می شوند از یکدیگر جدا می سازند.
-
مواد افزودنی بتن (Admixtures)
1. مواد افزودنی حباب زا (Air-entraining )
2. مواد افزودنی کاهنده آب (Water Reducing)
3. مواد افزودنی کندگیرکننده (Retarding)
4. مواد افزودنی تسریع کننده (Accelerating)
5. پوزولانها
6. مواد کارائی ساز شامل روان سازهای اعلا (Super Plasticizers)
7. مواد متفرقه مانند مواد پیوند ساز، ضد رطوبت، کاهنده نفوظ پذیری، دوغاب ساز و گاز ساز
بتن ریزی و پرداخت
- تدارکات پیش از بتن ریزی
شامل متراکم کردن، درست شکل دادن، مرطوب نمودن سطح زمین ، بستن قالبها،قرار دادن آرماتورها و سایر اقلام کار گذاشته شده بطور محکم در محلهای خود.
قالبها باید بطور دقیق قرار داده شوند وخود یا آستر آنها با مصالحی ساخته شده باشد که سرانجام نمای مطلوبی را به سطح بتن سخت شده ارائه کنند.قالبهای چوبی باید قبل از بتن ریزی مرطوب شوند در غیر اینصورت آب بتن را جذب کرده و متورم می شوددر استفاده از قالبهای چوبی باید از بکار بردن میخهای خیلی بزرگ یا به تعداد خیلی زیاد اجتناب ورزید تا برداشتن قالبها آسان شود و آسیب پذیری کاهش یابد.و برای سهولت در برداشتن قالبها باید آنها را با یک ماده رها ساز مانند روغن یا لاک آغشته کرد.
هنگامی که بتن ریخته می شود،میلگردهای فولادی باید تمیز بوده وعاری از زنگ یا لایه اکسیده باشد. میلگردهای فولادی و سایر اقلام کار گذاشته که آغشته به ملات باشند، نیازی به .پاک کردن ندارند به شرطی که عملیات بتن ریزی در عرض چند ساعت پایان پذیرد.
ریختن بتن
بتن باید بطور پیوسته تا حد امکان در نزدیکی محل نهای خود ریخته شود.در اجرا دالها ، بتن ریزی باید در امتداد پیرامون انتهای دال آغاز شو د و هر پیمانه روی بتن ریخته شده قبلی تخلیه شود. عموما بتن در لایههای افقی با ضخامت یکنواخت ریخته شود وهر لایه باید قبل از ریختن لایه بعدی بطور کامل تراکم یابد. میزان بتن ریزی باید به اندازه کافی سریع بوده تا هنگام ریختن لایه جدید روی لایه قبلی ،آن لایه در حالت خمیری باشد . این امر باعث جلوگیری از خطوط جریان، درزها و سطوح سفحات ضعیف می شود که هنگام ریختن بتن تازه روی بتن سخت شده روی میدهد.
پیمانه های نخستین در هر مرحله بتن ریزی در دیواره ها و تیرهای اصلی باید در دو انتهای عضو ریخته شوند و سپس بتن ریزی های بعدی به سوی قسمت مرکزی پیش روند. در تمام حالات باید از جمع شدن آب در انتهاها، در گوشه ها جلوگیری شود.
-ارتفاع سقوط آزاد بتن نیازی به محدود شدن ندارد مگر اینکه جدائی درشت دانه ها رخ دهد که در آن صورت بتن از طریق بازشوهای پهلوئی موسوم به پنجره، که در اطراف قالبهای بلند و باریک وجود دارند، ریخته می شوند. در خارج بازشوها باید از یک مخزن قیفی شکل جمع شونده استفاده شود تا بتن امکان یابد آرام تر از کنا بازشو جریان یافته و تمایل به جدائی دانه ها کاهش یابد.
قبل از اینکه سطح بتن سخت شود بتن ریزی باید دوباره از سر گرفته شود تا بدینوسیله از ایجاد اتصال سرد جلوگیری به عمل آید.
متراکم کردن بتن
متراکم کردن عبارتست از نزذدیک ساختن ذرات جامد در بتن تازه به گونه ای که ریختن آن در قالبها و دور اقلام کار گذاشته شده و آرماتورها انجام گیرد و نیز محفظه های سنگی و هوای محبوس که بصورت حفره های هوائی اتفاقی یا تصادفی در بتن موجود است از بین برود.
تراکم بوسیله دست یا توسط روشهای مکانیکی صورت می گیرد. روش انتخاب شده بستگی به روانی مخلوط و شرایط بتن ریزی مانند، پیچیدگی قالب بندی و مقدار آرماتورها دارد. مخلوط های خمیری و روان را می توان بطور دستی با کوبیدن بتن با یک میله فولادی یا یک وسیله فولادی دیگر متراکم ساخت.
تراکم مکانیکی مناسب، بتن ریزی مخلوطهای سفت با نسبتهای آب به سیمان پایین و بتن های خوب حاوی درشت دانه های زیاد را امکان پذیر می سازد.
برداشتن قالبها( باز کردن آنها)
قالبها راتا مادامی که بتن به اندازه کافی مقاومت پیدا نکرده تا بتواند به طور رضایت بخشی تنشهای ناشی از بار مرده و نیز هر گونه بار اجرایی((construction load وارده را تحمل کند،نباید برداشته شود.بتن باید به اندازه کافی سخت شده باشد به نحوی که وقتی دقت معقولی در باز کردن قالبها انجام شود هیجگونه آسیبی به به سطوح نرسد.به طور کلی برداشتن قالبهای مقاطع نسبتا ضخیم را می توان 12 تا 24 ساعت پس از بتن ریزی برداشت.در اغلب شرایط ، برای زمان برداشتن قالبها بهتر است که متکی به مقاومتی از بتن بوده که بوسیله آزمایش تعیین می شود .
میله نوک تیز یا سایر ابزار فلزی را نباید جهت شل کردن قالبها میان بتن و قالب به زور گذاشته شود.اگر لازم باشد جدا کردن قالب از بتن با استفاده از گوه (wedge(انجام گیرد، فقط باید با گوه های چوبی بکار روند.
برداشتن قالبها باید از قسمتهای ساده آغاز شده وسپس به سوی قسمتهای پیش آمده پیشروی شود.این امر فشار وارد به گوشه های پیش آمده را کاهش می دهد.
لکه گیری، پاک کردن،وپرداختن سطوح قالب گیری شده
پس از برداشتن قالبها تمام برجستگیها،خطوط نشت،و پیش آمدگیهای کوچک باید به وسیله قلم زنی (chipping( از بین برده شود.سطح بتن سپس باید سابیده یا مالیده شود. هر گونه باید پر شود.سطوح کرمو باید مرمت شده و تمام لکه ها باید پاک شوند . با دقت در عملیات اجرای قالب بندی و بتن ریزی ، تمامی این عملیات به حداقل می رسد.
بتن کرمو و دیگر بتن های معیوب باید کنده شوند تا مصالح خوب و سالم پدید آید.
اگر بتن معیوبی مجاور محل لکه گیری شده باقی بماتد ،ممکن است رطوبت به درون خلل و فرج راه یابد و به مرور زمان عوامل جوی موجب کنده شدن بتن مرمت شده شود. لبه ها باید به طور مستقیم و عمود بر سطح ، بریده یا قلم زنی شوند ،یسا مقدار کمی تو بریدگی داده شوند تا زبانکی را در کنار جای لکه گیری شده فراهم سازد.
پیش از اعمال بتن لکه گیری ، بتن اطراف باید برای چندین ساعت خیس نگه داشته شود.تمام سطوحی که بتن جدید به آنها پیوند داده می شوند،باید بوسیله برس دوغاب زده شوند.
تکه های کم عمق را با ملات سفت مشابه آنچه کهدر بتن بکار می رود ،می توان پر کرد.لکه گیری باید لایه به لایه انجام شود. به گونه ای که ضخامت هر لایه بیشتر از13 میلی متر نبوده و نیز هر لایه به صورت مضر س پرداخت شود تا پیوند آن به لایه بعدی بهتر صورت گیرد. لایه نهایی را با استفاده از تخته ماله به نحوی پرداخت کرد که با بتن اطرهف خود همگون باشد
عمل آوردن تکه های لکه گیری شده
پس از لکه گیری، عمل آوردن باید تا جایی که ممکن است زودتر آغاز شودتا از خشک شدن زود هنگام جلوگیری شود . کرباس تر،ماسه خیس، نایلون را می توان به کا برد.
عمل آوردن و حفاظت
عمل آوردن بتن تاثیر قوی روی خواص بتن سخت شده مانند دوام، مقاومت، آب بندی، مقاومت سایشی، ثبات حجمیو مقاومت در برابر یخ زدن وآب شدن دارد.
تمامی سازه های بتنی تازه ریخته شده، باید از خشک شدن سریع، از تغییرات شدید دما، و از آسیبهای ناشی از کارهای ساختمانی و عبور و مرور بعدی محفوظ بمانند.
عمل آوردن تا حد امکان باید بلافاصله پس از پایان کار بتنی آغاز شود.
عمل آوردن به دلایل زیر ضروری است :
نگهداری بتن تحت دمای ثابت و جلو گیری از افت رطوبت برای مدت زمانی که برای هیدراسیون مطلوب سیمان ونیز برای کسب مقاومت بتن لازم است.
بتن ریزی در هوای گرم
هوای گرم می تواند اشکالاتی زیر را در بتن تازه ایجاد کند :
- افزایش نیاز به آب
- افت سریع تر و شدیدتر اسلامپ
- افزایش سرعت گیرش
- افزایش امکان ترک های پلاستیک
- اشکالات در کنترل مقدار حبابهای هوا
- نیاز شدید به عمل آوردن سریع
علیرغم اینکه مدت نسبتا" زیادی از پیرایش بتن نمی گذرد ( حدود ۱۲۵ سال ) شناخت علل فساد در پروسه تحقیقات میدانی و جلوگیری از بروز آن ، مقاومت زیاد ، استحکام و شکل پذیری بتن استفاده از این ماتریال را با استقبال روز افزونی مواجه ساخته است
مقاله ی حاضر بر اساس تحقیقات میدانی انجام شده در زمینه ی شناخت علل فساد بتن در استان هرمزگان تهیه گردیده است .
فساد پذیری سازه های بتونی که کاهش دوام سازه یی را به همراه دارد ، اسبابنگرانی سازه های مهمی چون مجتمع بندری شهید رجائی ، سد میناب ، خط انتقال آب میناب – بندر عباس و دهها پروژه ی دیگر را فراهم ساخته است .
شناخت علل فساد بتن درپروسه ی تحقیقات میدانی و جلوگیری از بروز آن در قالب طرح مدیریت حفاظت بتن ، جمعبندی و ارائه گردیده است . لذا لازم است که قبل از ورود به بحث اصلی به تبییناصطلاحات ویژه ای بپردازیم که کرارا" از آن استفاده خواهد شد .
امروزه با عاریهگرفتن اصطلاح خوردگی از بخش متالوژی عنوان ؛ خوردگی بتن ؛ ابداع شده است . در حالیکه واژه خوردگی تعریف روشنی از چگونگی بروز فعل و انفعالاتی که تخریب زودرس بتن رابهمراه دارد به دست نمی دهد .
ازدیاد حجم فولاد درون سازه بتونی بر اثر واکنشهای شیمیایی / الکتروشیمیایی ، سبب افزایش فشار درون بتن گردیده که نهایتا“ فرایندتخریب بتن را بهمراه دارد . در این مقطع ترمیم بتن مطلقا“ امکان پذیر نبوده و یاانجام آن با هزینه های گزافی همراه است .
شباهت این فرایند در بتن با بیماریمهلک سرطان عنوان سرطان بتن ( Concrete Cancer ) را مطرح نموده است . اما از آنجاکه فرایند تخریب بتن های غیر مسلح به گونه دیگری است ، واژه فساد بتن را برایتبیین امری که تخریب بتونهای مسلح و غیر مسلح را بهمراه دارد مناسب تر یافته ایم
1- مدیریت حفاظت بتن
مدیریت حفاظت بتن در بر گیرنده تمامی موارد فنی واجرائی در حد جزئیات است که طرح ، اجرا و بهره برداری از سازه های بتنی را در بر میگیرد.
کشاورزان با استفاده از واژگان کاشت ، داشت و برداشت تعریف جامعی را درامر کشاورزی ارائه نموده اند . چنانچه ما نیز چنین تعریفی را برای امور عمرانی کشورداشته باشیم از به هدر رفتن میلیاردها ریال سرمایه های ملی جلوگیری کرده ایم .
1 – 1 - اجزای تشکیل دهنده مدیریت حفاظت بتن
می توان اجزای تشکیل دهنده مدیریتحفاظت بتن را به طریق زیر فهرست بندی کرد:
الف – تأمین سرمایه
ب- تأمنیندانش فنی و نیروی انسانی متخصص
پ- شناخت مصالح و مواد اولیه
ج- شناخت عوامل فساد بتن
چ – شناخت اقلیم و عوامل محیطی
ح- تهیه مصالح و مواد مناسب ونگهداری آنها در شرایط خوب و استاندارد
د- تحقیقات : تحقیقات خود شامل دوجزء است که بهینه سازی و جایگزینی مواد جدید مقاوم در برابر عوامل فساد بتن و پیداکردن روشهای جدید مبارزه با فساد بتن را شامل می شود.
ر- طرح اختلاط بتن
ل- تولید، اجرا و عمل آوری
ن- نگهداری
مدیریت حفاظت بتن با هدف تقلیلضایعات و جلوگیری از بروز واکنشهای منفی درون سازه های بتونی دستورالعمل هایی را دربر دارد که می توان نوعا“ آن را به سازه های دیگر اعم از فلزی ، خاکی و ........ تعمیم داد .
الف – تأمین سرمایه
تأمین سرمایه کافی به منظور انجام دقیقامر طراحی و اجرا و بهره برداری از سازه در اولویت قرار دارد . عدم امکان تأمینبخشی از سرمایه یعنی عدمن تحقق بخشی از اهداف پروژه .
ب- تأمین دانش فنی ونیروی انسانی متخصص
تأمین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص به عنوان دو بخشی کهبطور متقابل یکدیگر را پوشش منی دهند مطرح است و عدم تأمین و یا حذف بخشی از آنسلامت سازه ای را زیر سؤال خواهد برد .
پ- شناخت مصالح و مواد اولیه
شناختمصالح و مواد اولیه مصرفی در بتن تعاریف و استانداردهای خاص خود را دارند و با درنظر گرفتن این استانداردها بایستی نسبت به تهیه و بکارگیری آن در امر احداث سازههای بتنی اقدام نمود . نادیده گرفتن و قصور در اجرای استانداردها و دستورالعمل هایفنی یعنی به خطر انداختن استحکام ، دوام و بقای سازه ای .
ج- شناخت عوامل فسادبتن
شناخت عوامل فساد بتن که تا کنون شناسائی و طبقه بندی گردیده اند عبارتنداز
1- نمکها ؛ ۲- اسیدها ؛ ۳- گازهایی نظیر گاز کربنیک ؛ ۴- پوشش نا کافی بتنبر روی فولاد ؛ ۵- کیفیت پایین عمل آوری بتن ؛ ۶- بار اضافی ؛ ۷- آب و رطوبت ؛ ۸- فرآیند یخبندان ؛ ۹- خوردگی میکروبی ( SRB ) ؛ ۱۰- باکتری های اکسید کننده گوگرد .
چ – شناخت اقلیم و عوامل محیطی
بحث کلرورها و سولفاتها در سطح کشور همراهسایر عوامل فساد بتن را تحت الشعاع قرار داده و عوامل دیگری که به فساد منجر می شودمورد غفلت قرار گرفته است ( نمونه حاضر آن سازه های بتونی گوناگون در سطح تهرانبزرگ ) و اگر به بند “ ج “ که گاز کربنیک را به عنوان یکی از عوامل فساد بتن مطرحساخته است نظری بیندازیم دیگر هیچگاه سازه بتونی اکسپوز را در سطح شهری که مالامالاز گازهای مونو و دی اکسید کربن است احداث نخواهیم کرد .
بررسی های علمی نشانمی دهد که گاز کربنیک موجود در هوا سبب کربناتیزه شدن بتن و کاهش مقاومت آن می گردد . به طوری که یک عامل نفوذی بعمق۲۰ میلی متر می تواند تا میزان ۳۵ نیوتن بر میلیمتر مربع مقاومت بتن را طی ۳۰ سال کاهش دهد .
نمک آب دریاهای آزاد آب خلیج فارسکه البته میزان این املاح در نواحلی ساحلی بهعلت تبخیر بیشتر دو چندان می گردد و این ارقام بیانگر آن است که حاشیه خلیج فارسسازه بتونی ما به طور همزمان مورد هجوم دو عامل مخرب سولفات و کلر قرار می گیرد .
ح- تهیه مصالح و مواد مناسب و نگهداری آنها در شرایط خوب واستاندارد
آئین نامه های مجاز بتن در کشورهای مختلف و از جمله آئین نامه بتنایران تهیه مصالح مرغوب و انبار نمودن آن در شرایط مطلوب را توصیه نموده است . تحقیقدر امر فساد بتن در مجتمع بندری شهید رجایی بندر عباس نشان داد که هیچ یک از مصالحمصرفی در بتن برابر توصیه های آئین نامه ای تهیه و مصرف نگردیده است .
تهیه ودپوی شن و ماسه در محیط باز و در مجاورت ماسه های روان آغشته به یون کلر و سولفات ،نشستن شبنم حاوی کلروسولفات و انبار نمودن پاکتهای سیمان تا ۱۷ کیسه بر روی هم ، ( استاندارد ۷ کیسه ) استفاده از آب حاصله از دستگاههای آب شیرین کن با خاصیت قلیلییبسیار بالا ، استفاده از بتن خشک ، عدم اجرای بتن با چگالی مناسب از بارزترین عللفساد بتن در مجتمع بندری شهید رجائی بندر عباس بوده اند . تهیه مصالح مرغوب از مسافتهای دوررا نباید به دلیل افزایش هزینه به تهیه مصالح نا مرغوب از مسافت نزدیکترجیح داد .
د- تحقیقات
چون عمدتا“ تحقیقات میدانی انجام شده در حاشیهخلیج فارس صورت گرفته است و مضافا“ این که این خلیج به علت عمق کم و گستردگی زیاد وعدم سیرکولاسیون کافی آب به علت عرض کم دهانه آن و همچنین تجربه زیاد ، بصورتاکوسیستم خاصی عمل می کند علاوه بر میزان بسیار زیاد املاح در میلی لیتر دمای ۳۴-۳۳درجه شرایطی استثنایی را پدید آورده که طرح اختلاط بتن ویژه ای را طلب می نماید وتا کنون متأسفانه هیچ یک از آئین نامه های داخلی و خارجی بتن به آن نپرداخته اند . تحقیقات در شرایط آزمایشگاهی در بر گیرنده پاسخ های صحیح و دقیق نبوده است و ضرورتدارد کهخ این تحقیقات را به سمت و سوی تحقیقات محیطی بسط داد . بدیهی است که امرتحقیقات باید در دو زمینه بهسازی و جایگزینی مواد جدید و مقاوم در برابر عوامل فسادبتن و از سویی پیدا کردن روشهای جدید مبارزه با فساد بتن از سوی دیگر انجام گیرد .
ر – طرح اختلاط بتن
طرح صحیح صورت مسأله بر اساس شناخت دقیق اقلیم ، مکان ،مکصالح و نوع سازه ، امکان تهیه طرح مطلوب بتن را بدست می دهد . طرح اختلاط بتن بهمانند هر گونه طراحی دیگر بایستی به صورت موردی و منفرد انجام گیرد و از استفادهعمومی طرح اختلاط واحد بتن اکیدا“ اجتناب شود . اختلاط بتن بایستی با درصد و طیفمناسبی از عناصر ریزدانه و درشت دانه انجام گیرد و حذف بخشی از این موارد به مخاطرهانداختن سازه بتونی ، محسوب می شود .
ل – تولید، اجرا و عمل آوری
اجرا وعمل آوری بتن از مهمترین مباحث مربوط به بتن می باشد که مکمل طرح اختلاط بتن بوده واجرای صحیح و دقیق آن امکان اتصال بتن با چگالی زیاد را بدست می دهد که به علتفشردگی زیاد اجزای بتن راه نفوذ عوامل را به درون بتن سد نموده و استحکام و دوامسازه ای را تضمین می نماید .
ن- نگهداری
نگهداری سازه های بتنی از مهمترینبحثهای مدیریت حفاظت بتن می باشد که بکارگیری آن در تمامی دوران بهره برداری توصیهگشته و امروزه در تمامی کشورهای پیشرفته به طور جدی مورد توجه قرار گرفته است.
وبلاگی برای دانلود جزوات, کتب ,مقالات, پروژه ها, نرم افزارها و...تخصصی عمران