باب اثر واکنش شیمیایی سیمان و آب جریان سخت شدن ادامه یافته و در نتیجه دانه ها (ماسه و شن) را بصورت تودﮤ سنگ مانندی به یکدیگر می چسباند.
دانه ها به سمت دو گروه ریزدانه که تا ¼ اینچ (6میلیمتر) و درشت دانه که چهر الک شماره 16 (1.18 میلیمتر) تقسیم می شوند.
از بهر داشتن اندازه درخور و نسبت اختلاط شن و سیمان محاسباتی خاص انجام می شود و این نسبت را به عنوان طرح اختلاط می نامند. برای احتساب مقدارمناسب ماء به سیمان w/c تشریح می شود که عموماً بهترین مقدار آن 0.5 است. 0.25 مقدار آب به سمت سیمان صرف روان کنندگی بتن و 0.25 دیگر آن صرف انجام ادا هیدراتاسیون می شود هرچه مقدار آب به سیمان کمتر شود کمتر شود بتن قویتری خواهیم داشت . اما با افت آب از مقدار روانی و کارائی بتن بازهم کاسته خواهد شد . برای اسم مشکل از رقیق کننده ها استفاده می شود و همچنین بهترین حالت افزایش مقاومت بتن را با افزودن میکروسیلیس یا مکمل بتن خواهیم داشت.
آرد خیسانده سیمان عموما حدود 25 تا 40% کل حجم بتن را تشکیل می دهد که جرم مطلق سیمان بین 7 تا 15% و حجم آب از 14 تا 21% است. میزان هوای در بتن تا حدود 8% حجم بتن را ایجاد می دهد این اندازه به درشت ترین دانه بستگی دارد.
برای صلاحدید و اسباب عمل آوردن ( Curing) معین، کیفیت بتن سخت شده به مقدار آب در مقابل با مقدار سمنت بستگی دارد.
تعریف هوای حار :
هوای گرم با ترکیبی از دمای زیاد هوا ، رطوبت نسبی کم ، دمای بالای بتن و سرعت وزش باد بازده باده گردد . بود دمای زیاد بتن و عواملی که باعث تبخیر اکید آب از سطح آن می شود می تواند خسارت بار باشد . حتی باده استطاعت گفت دمای زیاد بتن به تنهایی نیز می تواند به بروز این شرایط کمک زیادی نماید .
معمولا" وقتی دمای بتن از 0c 32 در هنگام بتن ریزی و یا تا زمان گیرش تجاوز نماید شرایط هوای گرم حاصل باده شود .
ابراز شرایط ابداع تبخیر با شدتی بیش از kg/m2 1 در تمام گاهنما از سطح بتن قطعا" مشکل زا
باده باشد . تا توصیه باده گردد شدت تبخیر از سطح بتن کمتر از kg/m2 5/0 در هر ساعت باشد تا خسارت هائی به بتن وارد نشود و پیشه بتن ریزی بهتر انجام گردد .
ج ) استعمال بتن های پر سیمان باب 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 . آشکار است اکثر در شرایط محیطی نا مناسب از نسبت آب به سیمان کم استفاده نمائیم لذا باید سعی شود بتن پر سیمان مصرف ننمائیم .
د ) استفاده از مقاطع بتنی نازک حرف درصد میلگرد بابرکت .
هـ ) بکارگیری وسایل حمل با حجم زیاد که می تواند به سمت ایجاد ترک سرد و عدم پیوستگی
کشیده شود .
و ) تحرک دادن بتن در مسیر افقی الا قائم بصورت طولانی مدت ویژه ای برای بتن های کم اسلامپ ( شوت ، شوت سقوطی یا ترمی )
ز ) استعمال از پمپاژ بتن باب مسیرهای طولانی ، زیرا اصطکاک بتن با لوله باعث ایجاد گرما
می شود و باب شرایط هوای گرم نیز این مسیر طولانی و گرمای لوله می تواند مشکل زا باشد .
ح ) استعمال از تسمه نقاله از بهر حمل بتن بدلیل ایجاد سطح هواخور خیلی زیاد و تبخیر شدید و تبادل گرمائی زیاد با محیط .
ط ) ضرورت اجرا و استمرار کار در شرایط هوایی خیلی گرم بدلائل اقتصادی
ی ) استعمال از سیمانهای انبساطی و یا بری جمع شدگی که می تواند مشکل زا باشد . در این رابطه برخی مواد انبساط زا یا بعضی ملات ها یا بتن ها بسان گروت میتواند عامل ایجاد خسارت بیشتر باشد .
مسلما" باید حرف ار شرایطی بر خلاف شرایط فوق ایجاد شود مسلما" در کاهش خسارات نقش خواهد داشت . اما بر ایجاد اسباب هوای گرم تأثیری ندارد .
مختلف و سنگدانه های موجود و پوزولانهای مصرفی یکسان و بهاندازه 0.22 نمی باشد . بویژه در سنگدانه ها و پوزولانها ممکنست ابن ظرفیت گرمائی از 0.19 تا 0.24 تغییر نماید و حتی از این محدوده نیز بیرون باشد . ظرفیت گرمائی آب و رطوبت حاضر در سنگدانه kcal/kg 1 فرض شده است . i w جرم یخ مصرفی ، i t دمای یخ مصرفی ، 0.5 ظرفیت گرمائی بارد و 80 برابر گرمای نهان حل یخ بر حسب kcal/kg می باشد .
مثال 1 : الگو اختلاط پایین برای بتن سازی به میزان m3 1 داده شده است . حرف توجه به اطلاعات موجود دمای اعتدال ساخت بتن را محاسبه کنید . سمنت 400 کیلو ، رمل خشک 1000 کیلو ،
آب کل 220 کیلو ، دمای سیمان 0c 35 ، دمای شن 0c 40 و رطوبت آن 6/0 درصد ، دمای رمل 0 c 30 و رطوبت ثانیه 5/4 درصد ، دمای آب 0 c 25 می باشد .
مثال 2 : اگر بخواهیم دمای بتن به سمت 28 برسد ماء باید تا چند درجه خنک شود .
مانند 3 : ار بخواهیم با آب 0 c 25 و یخ 0c 4- به سمت این حرارت دست یابیم ، چند کیلو یخ لازم است ؟
مثال 4 : ار بدون بارد کردن آب یا مصرف یخ بخواهیم به این دما برسیم دمای شن باید به چند درجه سیلیوس برسد ؟
• اثرات هوای گرم بر خواص بتن :
همانطور که قبلا" اشاره شد هوای گرم بر روی بتن تازه پیچیده شده اثراتی را حرف جای می گذارد که نامطلوب است . باب این قسمت بطور مشروح به سمت برخی از این اثرات و خواص بتن در هوای گرم اشاره می شود .
الف ) افزایش ماء مورد نیاز در طرح مخلوط :
بسته به سمت شرایط آتمسفر و میزان تبخیر ممکنست تا 25 کیلو ( لیتر ) آب اختلاط مورد نیاز افزایش یابد ( نسبت به حالت بدون تبخیر ) – تقریبا" هر افزایش 5 درجه سانتی گراد به حدود 3 لیتر آب نیاز دارد . وجود آب بیشتر ، جمع شدگی را ازدیاد می دهد و آرزو به ترک خوردگی بیشتر می شود .
ب ) آهنگ سقوط اسلامپ :
مسلما" باب شرایط هوای گرم ، گرمای بدون تبخیر و یا با بخار کردن می توان تأثیر مهمی بر افت اسلامپ و آهنگ آن داشته باشد . میتوان گفت تقریبا" به ازاء 0c 40 افزایش دما ( 10 تا 0c 50 ) سقوط اسلامپ حدود 8 سانت را شاهد خواهیم بود ( تمام 0 c 10 حدود 2 سانت ) . مسلما" آهنگ افت اسلامپ ایضاً باب هوای گرم بسیار زیاد می شود تا حدی که مزاحم کار اجرائی خواهد شد و غالبا" برای مقابله با آن به افزایش آب متوسل می شوند که کار صحیحی نیست.
ج ) افزایش اراده سفت شدن بتن و کاهش زمان تصرف :
در یک هوای معتدل و درخور امکانپذیر است زمان گیرش اولیه بتن بسته به نوع سیمان و نسبت های اختلاط بین ؟ حرف 3 ساعت تغییر کند . با افزایش حرارت این دوران کاهش می یابد و ممکنست در دمای بتن بالاتر از 0 c 30 و دمای محیط افزون از 0 c 35 این زمان تا به کمتر از نصف یا ترم کاهش یابد . مسلما" این قضا مشکلات اجرائی را افزایش می دهد . در حمل انحصار زمانی بوجود
می آورد و در ریختن و انباشتگی باید تعجیل قابل توجهی داشته باشیم تا قبل از گیرش لایه زیرین بتوانیم لایه روئی را ریخته و متراکم کنیم . پرداخت روی ابهامآمیز می گردد و بتن زود سفت
می شود . در اغلب موارد باب چنین شرایطی درز سرد ایجاد می گردد . درز سرد باب آینده باده تواند محل عبور آب و سایر مواد مزاحم شیمیائی باشد .
د ) ترک خوردگی خمیر بتن قید :
این سنخ آذری خوردگی معمولا" در محیط های گرم و خشک حاصل می گردد . بدیهی است ار بتن در محیط حار و مرطوب قرار گیرد بعلت تبخیر کم از سطح بتن ، جمع شدگی چندانی ایجاد نخواهد شد . باب تری های بیش از 80 درصد عملا" مشکل ترک خوردگی بتن تازه را نخواهیم اشت . وقتی بخار کردن از kg/m2/hr 1 تجاوز نماید ، وضعیت بحرانی و بحرانی است و عملا" باید بتن ریزی اسم گردد و یا تمهیدات خاصی تدارک دیده شود . وقتی آذری خوردگی بیشتری اتفاق می افتد که تأخیر در تصرف و سفت شدن بتن ، مصرف سیمانهای دیرگیر ، مصرف بیش از حد کندگیر کننده ، خاکستر بادی بعنوان جایگزین سیمان و یا بتن خنک داشته باشیم . استعمال موادی که ماء انداختن را کم می کند میتواند به خشکی سطح و ترک خوردگی منجر شود . از تمام این مواد
می توان از میکروسیلیس نام برودت .
از آشکار جا به جا کردن ترکهای خمیری مشکل است ولی می توان با ماله کشی مجدد توأم با فشار ترکها را تا حدودی از بین برد .
ـ ) اثرات نامطلوب حرف ابرام :
مسلما" بتنی که حار ریخته و نگهداری شود در سنین اولیه ابرام قابل توجهی کسب می کند اما بطور کلی در سن 28 روز به بعد مقاومت کمتری نسبت به بتن ریخته شده با دمای کم
خواهد داشت . باب چهره 2 و 3 میتوانید تأثیر دمای ریختن را بر مقاومت های اولیه و دراز مدت ببینید . بویژه اگر بتن حایز مواد پوزولانی و کندگیر نباشند ، آسیب بیشتری می بینند . اگر ترک بتن را ایضاً در تماشا بگیریم از نظر سازه ای آسیب جدی خواهد بود .
گاه دیده می شود که در روزهای گرم انتساب مقاومت 28 روزه به سمت 7 روزه به مقادیری کمتر از 3/1 و حتی تا 1/1 می رسد . در شرایط خاص بعضی آزمونه های 28 روزه مقاومتی کمتر از آزمونه های 7 روزه را آرم می دهند که بسیار تعجب برانگیز است . بلد این قضا استفاده از بتن گرم در
شکل های گرم و داغ می باشد که گاه در زیر برافروختگی آفتاب نیز چند ساعتی نگهداری می شوند . با استفاده از سیمانهای خرد 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 باده شود .
نحوه پدیدآوری بتن به زبان ساده:
اجزاء بتن
( Concrete Constituents )
اجزاء تشکیل دهنده بتن عبارتند از : سیمان، آب، دانه های سنگ و باب مواردی مادهها افزودنی. الحال ذکر
مطالبی قید باب مورد اجزاء تشکیل دهنده آن بی معنا نیست.
سیمان
مقدار سیمان و نوع سیمان مصرفی باب بتن بستگی به سمت کاربرد بتن دارد. طرحریزی بتن، تعیین و محاسبه نسبت آمیزش سیمان، آب، دانه های سنگ ( شن و ماسه ) برای موارد کاربرد مختلف، از جمله تخصص های بارز و پیچیده مهند سین راه و ساختمان می باشد.
مواد افزودنی
هر نوع موادی، سوا از آب، دانه های صفت و سیمان ( منجمله سیمان های مخلوط دارای مواد افزاینده ) که به هر یک از اجزاء تشکیل دهنده بتن یا به مخلوط آنها اضافه می گردد، به نام مواد افزودنی موسوم است.
بلد افزودن اینگونه مادهها به سیمان یا بتن، ایجاد برخی خواص ویژه در بتن به منظور پاسخگویی به برخی نیازهای کاربردی بتن می باشد. از جمله اصلی ترین این مواد افزودنی عبارتنداز، مواد سرعت زا ( تسریع کننده ) گیرش، کند کننده گیرش بتن، ترکیبات ضد یخ، مواد هوازا، مواد مولد گاز، مادهها مقابله کننده با واکنش قلیایی ها با دانه های سنگ، مواد واتر پروف و مواد رنگی.
باب اثر واکنش شیمیایی سیمان و آب جریان سخت شدن ادامه یافته و در نتیجه دانه ها (ماسه و شن) را بصورت تودﮤ سنگ مانندی به یکدیگر می چسباند.
دانه ها به سمت دو گروه ریزدانه که تا ¼ اینچ (6میلیمتر) و درشت دانه که چهر الک شماره 16 (1.18 میلیمتر) تقسیم می شوند.
از بهر داشتن اندازه درخور و نسبت اختلاط شن و سیمان محاسباتی خاص انجام می شود و این نسبت را به عنوان طرح اختلاط می نامند. برای احتساب مقدارمناسب ماء به سیمان w/c تشریح می شود که عموماً بهترین مقدار آن 0.5 است. 0.25 مقدار آب به سمت سیمان صرف روان کنندگی بتن و 0.25 دیگر آن صرف انجام ادا هیدراتاسیون می شود هرچه مقدار آب به سیمان کمتر شود کمتر شود بتن قویتری خواهیم داشت . اما با افت آب از مقدار روانی و کارائی بتن بازهم کاسته خواهد شد . برای اسم مشکل از رقیق کننده ها استفاده می شود و همچنین بهترین حالت افزایش مقاومت بتن را با افزودن میکروسیلیس یا مکمل بتن خواهیم داشت.
آرد خیسانده سیمان عموما حدود 25 تا 40% کل حجم بتن را تشکیل می دهد که جرم مطلق سیمان بین 7 تا 15% و حجم آب از 14 تا 21% است. میزان هوای در بتن تا حدود 8% حجم بتن را ایجاد می دهد این اندازه به درشت ترین دانه بستگی دارد.
برای صلاحدید و اسباب عمل آوردن ( Curing) معین، کیفیت بتن سخت شده به مقدار آب در مقابل با مقدار سمنت بستگی دارد.
تعریف هوای حار :
هوای گرم با ترکیبی از دمای زیاد هوا ، رطوبت نسبی کم ، دمای بالای بتن و سرعت وزش باد بازده باده گردد . بود دمای زیاد بتن و عواملی که باعث تبخیر اکید آب از سطح آن می شود می تواند خسارت بار باشد . حتی باده استطاعت گفت دمای زیاد بتن به تنهایی نیز می تواند به بروز این شرایط کمک زیادی نماید .
معمولا" وقتی دمای بتن از 0c 32 در هنگام بتن ریزی و یا تا زمان گیرش تجاوز نماید شرایط هوای گرم حاصل باده شود .
ابراز شرایط ابداع تبخیر با شدتی بیش از kg/m2 1 در تمام گاهنما از سطح بتن قطعا" مشکل زا
باده باشد . تا توصیه باده گردد شدت تبخیر از سطح بتن کمتر از kg/m2 5/0 در هر ساعت باشد تا خسارت هائی به بتن وارد نشود و پیشه بتن ریزی بهتر انجام گردد .
ج ) استعمال بتن های پر سیمان باب 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 . آشکار است اکثر در شرایط محیطی نا مناسب از نسبت آب به سیمان کم استفاده نمائیم لذا باید سعی شود بتن پر سیمان مصرف ننمائیم .
د ) استفاده از مقاطع بتنی نازک حرف درصد میلگرد بابرکت .
هـ ) بکارگیری وسایل حمل با حجم زیاد که می تواند به سمت ایجاد ترک سرد و عدم پیوستگی
کشیده شود .
و ) تحرک دادن بتن در مسیر افقی الا قائم بصورت طولانی مدت ویژه ای برای بتن های کم اسلامپ ( شوت ، شوت سقوطی یا ترمی )
ز ) استعمال از پمپاژ بتن باب مسیرهای طولانی ، زیرا اصطکاک بتن با لوله باعث ایجاد گرما
می شود و باب شرایط هوای گرم نیز این مسیر طولانی و گرمای لوله می تواند مشکل زا باشد .
ح ) استعمال از تسمه نقاله از بهر حمل بتن بدلیل ایجاد سطح هواخور خیلی زیاد و تبخیر شدید و تبادل گرمائی زیاد با محیط .
ط ) ضرورت اجرا و استمرار کار در شرایط هوایی خیلی گرم بدلائل اقتصادی
ی ) استعمال از سیمانهای انبساطی و یا بری جمع شدگی که می تواند مشکل زا باشد . در این رابطه برخی مواد انبساط زا یا بعضی ملات ها یا بتن ها بسان گروت میتواند عامل ایجاد خسارت بیشتر باشد .
مسلما" باید حرف ار شرایطی بر خلاف شرایط فوق ایجاد شود مسلما" در کاهش خسارات نقش خواهد داشت . اما بر ایجاد اسباب هوای گرم تأثیری ندارد .
مختلف و سنگدانه های موجود و پوزولانهای مصرفی یکسان و بهاندازه 0.22 نمی باشد . بویژه در سنگدانه ها و پوزولانها ممکنست ابن ظرفیت گرمائی از 0.19 تا 0.24 تغییر نماید و حتی از این محدوده نیز بیرون باشد . ظرفیت گرمائی آب و رطوبت حاضر در سنگدانه kcal/kg 1 فرض شده است . i w جرم یخ مصرفی ، i t دمای یخ مصرفی ، 0.5 ظرفیت گرمائی بارد و 80 برابر گرمای نهان حل یخ بر حسب kcal/kg می باشد .
مثال 1 : الگو اختلاط پایین برای بتن سازی به میزان m3 1 داده شده است . حرف توجه به اطلاعات موجود دمای اعتدال ساخت بتن را محاسبه کنید . سمنت 400 کیلو ، رمل خشک 1000 کیلو ،
آب کل 220 کیلو ، دمای سیمان 0c 35 ، دمای شن 0c 40 و رطوبت آن 6/0 درصد ، دمای رمل 0 c 30 و رطوبت ثانیه 5/4 درصد ، دمای آب 0 c 25 می باشد .
مثال 2 : اگر بخواهیم دمای بتن به سمت 28 برسد ماء باید تا چند درجه خنک شود .
مانند 3 : ار بخواهیم با آب 0 c 25 و یخ 0c 4- به سمت این حرارت دست یابیم ، چند کیلو یخ لازم است ؟
مثال 4 : ار بدون بارد کردن آب یا مصرف یخ بخواهیم به این دما برسیم دمای شن باید به چند درجه سیلیوس برسد ؟
• اثرات هوای گرم بر خواص بتن :
همانطور که قبلا" اشاره شد هوای گرم بر روی بتن تازه پیچیده شده اثراتی را حرف جای می گذارد که نامطلوب است . باب این قسمت بطور مشروح به سمت برخی از این اثرات و خواص بتن در هوای گرم اشاره می شود .
الف ) افزایش ماء مورد نیاز در طرح مخلوط :
بسته به سمت شرایط آتمسفر و میزان تبخیر ممکنست تا 25 کیلو ( لیتر ) آب اختلاط مورد نیاز افزایش یابد ( نسبت به حالت بدون تبخیر ) – تقریبا" هر افزایش 5 درجه سانتی گراد به حدود 3 لیتر آب نیاز دارد . وجود آب بیشتر ، جمع شدگی را ازدیاد می دهد و آرزو به ترک خوردگی بیشتر می شود .
ب ) آهنگ سقوط اسلامپ :
مسلما" باب شرایط هوای گرم ، گرمای بدون تبخیر و یا با بخار کردن می توان تأثیر مهمی بر افت اسلامپ و آهنگ آن داشته باشد . میتوان گفت تقریبا" به ازاء 0c 40 افزایش دما ( 10 تا 0c 50 ) سقوط اسلامپ حدود 8 سانت را شاهد خواهیم بود ( تمام 0 c 10 حدود 2 سانت ) . مسلما" آهنگ افت اسلامپ ایضاً باب هوای گرم بسیار زیاد می شود تا حدی که مزاحم کار اجرائی خواهد شد و غالبا" برای مقابله با آن به افزایش آب متوسل می شوند که کار صحیحی نیست.
ج ) افزایش اراده سفت شدن بتن و کاهش زمان تصرف :
در یک هوای معتدل و درخور امکانپذیر است زمان گیرش اولیه بتن بسته به نوع سیمان و نسبت های اختلاط بین ؟ حرف 3 ساعت تغییر کند . با افزایش حرارت این دوران کاهش می یابد و ممکنست در دمای بتن بالاتر از 0 c 30 و دمای محیط افزون از 0 c 35 این زمان تا به کمتر از نصف یا ترم کاهش یابد . مسلما" این قضا مشکلات اجرائی را افزایش می دهد . در حمل انحصار زمانی بوجود
می آورد و در ریختن و انباشتگی باید تعجیل قابل توجهی داشته باشیم تا قبل از گیرش لایه زیرین بتوانیم لایه روئی را ریخته و متراکم کنیم . پرداخت روی ابهامآمیز می گردد و بتن زود سفت
می شود . در اغلب موارد باب چنین شرایطی درز سرد ایجاد می گردد . درز سرد باب آینده باده تواند محل عبور آب و سایر مواد مزاحم شیمیائی باشد .
د ) ترک خوردگی خمیر بتن قید :
این سنخ آذری خوردگی معمولا" در محیط های گرم و خشک حاصل می گردد . بدیهی است ار بتن در محیط حار و مرطوب قرار گیرد بعلت تبخیر کم از سطح بتن ، جمع شدگی چندانی ایجاد نخواهد شد . باب تری های بیش از 80 درصد عملا" مشکل ترک خوردگی بتن تازه را نخواهیم اشت . وقتی بخار کردن از kg/m2/hr 1 تجاوز نماید ، وضعیت بحرانی و بحرانی است و عملا" باید بتن ریزی اسم گردد و یا تمهیدات خاصی تدارک دیده شود . وقتی آذری خوردگی بیشتری اتفاق می افتد که تأخیر در تصرف و سفت شدن بتن ، مصرف سیمانهای دیرگیر ، مصرف بیش از حد کندگیر کننده ، خاکستر بادی بعنوان جایگزین سیمان و یا بتن خنک داشته باشیم . استعمال موادی که ماء انداختن را کم می کند میتواند به خشکی سطح و ترک خوردگی منجر شود . از تمام این مواد
می توان از میکروسیلیس نام برودت .
از آشکار جا به جا کردن ترکهای خمیری مشکل است ولی می توان با ماله کشی مجدد توأم با فشار ترکها را تا حدودی از بین برد .
ـ ) اثرات نامطلوب حرف ابرام :
مسلما" بتنی که حار ریخته و نگهداری شود در سنین اولیه ابرام قابل توجهی کسب می کند اما بطور کلی در سن 28 روز به بعد مقاومت کمتری نسبت به بتن ریخته شده با دمای کم
خواهد داشت . باب چهره 2 و 3 میتوانید تأثیر دمای ریختن را بر مقاومت های اولیه و دراز مدت ببینید . بویژه اگر بتن حایز مواد پوزولانی و کندگیر نباشند ، آسیب بیشتری می بینند . اگر ترک بتن را ایضاً در تماشا بگیریم از نظر سازه ای آسیب جدی خواهد بود .
گاه دیده می شود که در روزهای گرم انتساب مقاومت 28 روزه به سمت 7 روزه به مقادیری کمتر از 3/1 و حتی تا 1/1 می رسد . در شرایط خاص بعضی آزمونه های 28 روزه مقاومتی کمتر از آزمونه های 7 روزه را آرم می دهند که بسیار تعجب برانگیز است . بلد این قضا استفاده از بتن گرم در
شکل های گرم و داغ می باشد که گاه در زیر برافروختگی آفتاب نیز چند ساعتی نگهداری می شوند . با استفاده از سیمانهای خرد 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 باده شود .
نحوه پدیدآوری بتن به زبان ساده:
اجزاء بتن
( Concrete Constituents )
اجزاء تشکیل دهنده بتن عبارتند از : سیمان، آب، دانه های سنگ و باب مواردی مادهها افزودنی. الحال ذکر
مطالبی قید باب مورد اجزاء تشکیل دهنده آن بی معنا نیست.
سیمان
مقدار سیمان و نوع سیمان مصرفی باب بتن بستگی به سمت کاربرد بتن دارد. طرحریزی بتن، تعیین و محاسبه نسبت آمیزش سیمان، آب، دانه های سنگ ( شن و ماسه ) برای موارد کاربرد مختلف، از جمله تخصص های بارز و پیچیده مهند سین راه و ساختمان می باشد.
مواد افزودنی
هر نوع موادی، سوا از آب، دانه های صفت و سیمان ( منجمله سیمان های مخلوط دارای مواد افزاینده ) که به هر یک از اجزاء تشکیل دهنده بتن یا به مخلوط آنها اضافه می گردد، به نام مواد افزودنی موسوم است.
بلد افزودن اینگونه مادهها به سیمان یا بتن، ایجاد برخی خواص ویژه در بتن به منظور پاسخگویی به برخی نیازهای کاربردی بتن می باشد. از جمله اصلی ترین این مواد افزودنی عبارتنداز، مواد سرعت زا ( تسریع کننده ) گیرش، کند کننده گیرش بتن، ترکیبات ضد یخ، مواد هوازا، مواد مولد گاز، مادهها مقابله کننده با واکنش قلیایی ها با دانه های سنگ، مواد واتر پروف و مواد رنگی.
بتن خود تراکم ، شامل بازه گسترده ای از الگو های اختلاط می باشد که خواص بتن تازه و سخت شده لازم برای کاربری های خاص دارا می باشند . اگرچه مقاومت هم قید معیار حقیقی موفقیت این بتن می باشند اما ویژگی های بتن تازه آن ، بسیار گسترده تر از بتن معمولی و متراکم شده توسط لرزاننده ها می باشد . این خواص مطلوب باید باب زمان ، محل و بتن ریزی حفظ شوند . بتن خود تراکم باب مواردی که شبکه بندی آرماتور ها فشرده است ، گزینه ای مطلوب می باشد . هم چنین عدم نیاز به لرزاننده ،آلودگی صوتی محیط را به نحو برازنده ملاحظه ای کاهش می دهد. علی رغم ویژگی های مطلوب، طرح اختلاط و اجرای این سنخ بتن به سمت عوامل متعددی از قبیل دانه بندی مصالح سنگی ، نوع مواد افزودنی و همچنین فیلرهای مورد استفاده بستگی دارد . در تماشا ستاندن هر یک از معیارهای فوق ، کیفیت بتن سخت شده و کار پذیری بتن تازه را تحت تاثیر قرار میدهد .
دوران هزینه و کیفیت سه عامل مهم باب اجرا می باشد که تاثیر مهمی در صنعت ساخت دارند . تمام سنخ پیشرفت و یا توسعه ای که باعث بهبود این سه عامل گردد ، همواره مورد علاقه مهندسان عمران خواهد بود . هرگاه این ارتقا ها در صنعت ساخت و ساز اثر گذار باشد باید تحقیقات کافی بر روی فواید و مضرات آنها انجام گرفته و اقدامات لازم برای اجرایی ساختن آنها در صنعت ساخت و ساز صورت پذیرد . بتن خویش تراکم حرف توجه به خصوصیات ویژه خود یکی از این توسعه هاست که می تواند تاثیر قابل توجهی بر صنعت ساخت داشته باشد .
برای سالیان متمادی دست یابی به سمت بتنی با قابلیت خودترازی ( خود تراکمی ) بری افت در مقاومت ، روانی و یا جداشدگی ، آرزوی مهندسین در کشورهای مختلف بوده است در اوایل قرن بیستم به دلیل خشک بودن مخلوط بتنی ، تراکم بتن تنها از طریق اعمال ضربه های سنگین در مقاطع وسیع و در دسترس ممکن بود . حرف شیوع استفاده از بتن های مسلح و آشکار شدن مشکلات اجرایی کاربرد مخلوطهای خشک ، گرایش به سمت استفاده از مخلوطهای مرطوب تر گسترش یافت اما شناسایی تاثیر نسبت آب به سیمان در دهه 1920 نشان داد که افزایش این نسبت می تواند موجب افت در مقاومت بتن گردد . در سالهای بعد ، توجه به مسئله دوام بتن همچنین اثر مخرب افزایش نسبت آب به سیمان را به نفوذ پذیری و کاهش دوام بتن آشکار ساخت . این همه باعث گردید تا توجه ویژه ای بر خواص کارایی و رئولوژی بتن و نیز روشهای انباشتگی ، با هدف تندرستی خواص مقاومت و دوام آن صورت گیرد . این تحقیقات در نهایت منجر به شناسایی بتن خود انباشته در ژاپن گردید . بتنی با استحقاق جریان زیاد که باده تواند تنها تحت تاثیر نیروی ثقل و بدون نیاز به انجام هرگونه فرآیند دیگری تمامی زوایای قالب را پر کرده و آرماتور ها دربرگیرد، بدون آنکه جداشدگی یا آب انداختن ایجاد گردد . بررسی رئولوژی و کارایی ، تاثیر بالایی حرف بازشناخت خواص بتن خود تراکم را نشان می دهد ؛ لذا بر اساس روابط مایع لزج نیوتنی ، پارامترهای موثر در تعریف رفتار جریان بتن خود تراکم را معرفی می کند و آزمایش جی – رینگ آزمایش ساده و مناسبی برای اندازه گیری ابرام بتن باب مقابل جداشدگی سنگدانه ها است و چنانچه مقدار آب و خصوصا فوق روان کننده از یک حد معینی افزایش یابد مقاومت جداشدگی بتن کاهش می یابد و از آزمایش دو نقطه ایی می توان بدست آورد که ثابت های رئولوژی می توانند خواص رئولوژی ، خصوصا توانمندی بتن از نظر حرکت پذیری و پرشدگی را بخوبی تعیین نماید .
بتن خود انباشتگی نخست در واحد زمان ( 1986 توسط H.okamura در ژاپن اعلام گردید و در واحد زمان ( 1988 این نوع بتن در کارگاه ساخته شد و نتایج قابل قبولی را از نظر خواص فیزیکی و مکانیکی بتن ارائه داد . مقالهها متعددی در بستگی با توسعه بتن خودتراکم در دنیا ارائه شد امروزه بتن خود تراکم همزمان با کشور ژاپن در مراکز دانشگاهی و تحقیقاتی کشورهای اروپایی ، کانادا و امریکا تحت عنوان self – consolidating concrete سوژه بحث، بررسی و اجرای سازه های بتنی است.
درایران ایضاً استفاده از بتن خود انباشتگی از چند سال قبل آغاز شده و از مزایای آن بهره گرفته شده است برای مثال می توان از مصرف بتن خود تراکم در تونل رسالت در تهران نام برد .
مبانی طراحی مخلوط بتن خود انباشتگی
جاری و پایدار بودن از مبانی طراحی مخلوط scc هست ، اما غیر از این خصوصیات، عوامل اقتصادی را نیز باید در طرحریزی باب نظر گرفت . چالش مهم در طراحی مخلوط scc ، صفت وجود داشتن مشخصات مورد نیاز با مشخصات واقعی است. مادهها مناسبت نیاز برای ساخت scc به شرح زیر است :
1 – سیمان : نوع و مقدار سیمان براساس خواص و ابدیت مورد نیاز تعیین می گردد . معمولا مقدار سیمان بین kg/m3 450- 350 است .
2 – سنگدانه درشت : قید سنگدانه های درشت که از بهر بتن معمولی استفاده می شود ، قابل مصرف در scc است . اندازه حداکثر طبقمعمول بین mm20-16 است. به سمت طور کلی مقدار سنگدانه بدرام در scc کمتر از بتن معمولی است زیرا سنگدانه بدرام انرژی زیادی استعمال می کند که باعث کاهش جاری شدن بتن می شود و در هنگام عبور از موانع مانند آرماتور سبب مسدود شدن بتن می گردد .
3 - سنگدانه ریز : تمام سنگدانه های ریز که برای بتن رایج استفاده باده شود برای scc نیز درخور است هر دو سنخ ماسه شامل شکسته و گرد گوشه قابل استفاده میباشد هرچه مقدار ماسه در مخلوط بیشتر باشد ، مقاومت برشی مخلوط بیشتر است .
4 – مواد افزودنی معدنی : اشکال مواد افزودنی معدنی یا پوزولان را میتوان در scc مصرف کرد این مواد برای بهبود خواص بتن تازه و یا بتن سخت شده و دوام مورد استفاده قرار می گیرد . از جمله این موردها می توان میکروسیلیس ، سرباره و روباره را نام برد .
5 – فوق کاهنده آب : فوق کاهنده ماء الا فوق روان کننده ها از مواد بسیار مهم برای ساخت scc محسوب باده شوند .
6 – مواد اصلاح کننده ویسکوزیته : مواد آشتی کننده ویسکوزیته برای افزایش مقاومت جداشدگی باب scc مصرف می شود .
7 – فیلرها : به سمت دلیل الزامات رئولوژی خاص scc هردو مواد افزودنی پرکار و خنثی برای بهبود کارایی و همچنین برای تعادل در مقدار استعمال سیمان مورد استفاده قرار می گیرد.
تنظیم طرح آمیخته
پس از ساختن مخلوط های آزمایشی ، اگر حاصل آنها مطلوب نباشد ، باید طرح مخلوط مجددا انجام شود . اسم به سمت مشکلاتی که در خواص بتن تازه ایجاد می شود ، ممکن است واکنش های زیر انجام گردد : - اضافه کردن فیلر یا استفاده از نوع دیگر فیلر – تجدید نظر در مقادیر شن وماسه – تغییر در میزان بالا روان کننده یا ماده اصلاح کننده ویسکوزیته – تغییر باب مقدار ماء و نسبت آب به پودر – تغییر باب سنخ مواد اصلاح کننده ویسکوزیته یا فوق روان کننده
امروزه برای بتن خود تراکم مشخصات کلی زیر را پیشنهاد می کنند :
الف ) کارآیی
از نظر کارآیی یک بتن خود انباشتگی مناسب دارای خواص پایین خواهد بود :
در حالت معمولی دارای روانی اسلامپی افزون از 600 میلی متر و بدون جداشدگی ، حفظ روانی به مدت حداقل 90 دقیقه ، توانایی مقاومت در شیب 3 % در سطح افقی آزاد ، قابلیت پمپ شدن در لوله ها بطول حداقل 100 متر و به مدت 90 دقیقه ، مقاومت فشاری 28 روزه حدود 600-250 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع ، مقاومت در مقابل خوردگی تهاجم سولفاتها و کلریدها و انجماد و ذوب مطابق استاندارد ، کاهش خطر ترکهای حرارتی در مقایسه با بتن معمولی لرزانده شده.
بتن خود تراکم مزایایی در اجرای موارد خاصی از سازه های بتنی دارد که به نمونه هایی از آنها اشاره میشود :
- سازه های بتنی معماری – هنری که نیاز به زیبایی اختصاصی با میلگرد گذاری فشرده دارند .
- پل های با دهانه بزرگ که به دلیل طولانی بودن الفبا جابجایی بتن اجرای آن ها با بتن معمولی امکان پذیر نمی باشد و در ضمن استفاده از بتن معمولی موجب قطور تر شدن اندازه پایه ها و نازیبایی سازه می گردد.
- تونل های شهرنشین و آبی که در آنها مسافت طولانی جابجایی بتن معمولی و حفظ کیفیت و تراکم آن از مشکلات اجرایی است.
- ساختمان های دراز و خرج غیرضروری ها
- ستونها و دیوارهای دراز یا میلگردهای انباشته
- ستونهای بتن ریزی شده با پمپ
- بتن ریزی بلوک های بتنی
- بتن ریزی رویه ها و سطوح افقی
- بتن ریزی باب سازه های پایین آبی
مزایای چشمگیر بتن خود تراکم سبب گسترش سریع آن باب دنیا شده است که بطور اجمال میتوان به مواردی از آنها اشاره نمود :
- بسط سازه های بتنی باب دنیا و نیاز به بتن های با خواص ویژه
- کمبود کارگران ماهر بتن ریزی بویژه کارگران ویبره زن
- افزایش سرعت اجرای سازه های بتنی در سهولت بتن ریزی
- توانایی تندرستی کیفیت مکانیکی بتن
- امکان اجرای عامل های بتنی ظریف و وزین و انتخاب مقاطع کوچک یا میلگردهای فشرده
- بسط صنایع پیش ساخته بتنی
- صرفه جویی اقتصادی با توجه به سمت کاهش نیروی انسانی لازم و زمان ساختن
- توجه به سطحها قید شده زیبا و مرغوب سازه های بتنی
- کاهش سر و صدا و پلیدی صوتی محیط کار بویژه در صنایع پیش اسم بتنی
سازه های مختلفی با استفاده از بتن خود انباشتگی در دنیا اجرا شده اند که به سمت نمونه هایی از آنها در سراسر دنیا اشاره می شود . قابل ذکر است که اجرای بعضی از این برنامه ها بری استفاده از بتن خود تراکم امکان اجرا نداشته اند .
دیواره های مخازن عظیم LNG شرکت گاز Osaka در ژاپن
حجم بتن خود انباشتگی مصرفی = 12000 متر مکعب ( اتمام بتن ریزی در سال 1998 )
صرفه جویی باب تعداد کارگران = حدود 67 درصد در مقایسه با بتن معمولی
صرفه جویی باب مدت زمان ساختن = حدود 18 درصد در مقایسه با بتن معمولی
صرفه جویی در
بتن خود تراکم ، شامل بازه گسترده ای از الگو های اختلاط می باشد که خواص بتن تازه و سخت شده لازم برای کاربری های خاص دارا می باشند . اگرچه مقاومت هم قید معیار حقیقی موفقیت این بتن می باشند اما ویژگی های بتن تازه آن ، بسیار گسترده تر از بتن معمولی و متراکم شده توسط لرزاننده ها می باشد . این خواص مطلوب باید باب زمان ، محل و بتن ریزی حفظ شوند . بتن خود تراکم باب مواردی که شبکه بندی آرماتور ها فشرده است ، گزینه ای مطلوب می باشد . هم چنین عدم نیاز به لرزاننده ،آلودگی صوتی محیط را به نحو برازنده ملاحظه ای کاهش می دهد. علی رغم ویژگی های مطلوب، طرح اختلاط و اجرای این سنخ بتن به سمت عوامل متعددی از قبیل دانه بندی مصالح سنگی ، نوع مواد افزودنی و همچنین فیلرهای مورد استفاده بستگی دارد . در تماشا ستاندن هر یک از معیارهای فوق ، کیفیت بتن سخت شده و کار پذیری بتن تازه را تحت تاثیر قرار میدهد .
دوران هزینه و کیفیت سه عامل مهم باب اجرا می باشد که تاثیر مهمی در صنعت ساخت دارند . تمام سنخ پیشرفت و یا توسعه ای که باعث بهبود این سه عامل گردد ، همواره مورد علاقه مهندسان عمران خواهد بود . هرگاه این ارتقا ها در صنعت ساخت و ساز اثر گذار باشد باید تحقیقات کافی بر روی فواید و مضرات آنها انجام گرفته و اقدامات لازم برای اجرایی ساختن آنها در صنعت ساخت و ساز صورت پذیرد . بتن خویش تراکم حرف توجه به خصوصیات ویژه خود یکی از این توسعه هاست که می تواند تاثیر قابل توجهی بر صنعت ساخت داشته باشد .
برای سالیان متمادی دست یابی به سمت بتنی با قابلیت خودترازی ( خود تراکمی ) بری افت در مقاومت ، روانی و یا جداشدگی ، آرزوی مهندسین در کشورهای مختلف بوده است در اوایل قرن بیستم به دلیل خشک بودن مخلوط بتنی ، تراکم بتن تنها از طریق اعمال ضربه های سنگین در مقاطع وسیع و در دسترس ممکن بود . حرف شیوع استفاده از بتن های مسلح و آشکار شدن مشکلات اجرایی کاربرد مخلوطهای خشک ، گرایش به سمت استفاده از مخلوطهای مرطوب تر گسترش یافت اما شناسایی تاثیر نسبت آب به سیمان در دهه 1920 نشان داد که افزایش این نسبت می تواند موجب افت در مقاومت بتن گردد . در سالهای بعد ، توجه به مسئله دوام بتن همچنین اثر مخرب افزایش نسبت آب به سیمان را به نفوذ پذیری و کاهش دوام بتن آشکار ساخت . این همه باعث گردید تا توجه ویژه ای بر خواص کارایی و رئولوژی بتن و نیز روشهای انباشتگی ، با هدف تندرستی خواص مقاومت و دوام آن صورت گیرد . این تحقیقات در نهایت منجر به شناسایی بتن خود انباشته در ژاپن گردید . بتنی با استحقاق جریان زیاد که باده تواند تنها تحت تاثیر نیروی ثقل و بدون نیاز به انجام هرگونه فرآیند دیگری تمامی زوایای قالب را پر کرده و آرماتور ها دربرگیرد، بدون آنکه جداشدگی یا آب انداختن ایجاد گردد . بررسی رئولوژی و کارایی ، تاثیر بالایی حرف بازشناخت خواص بتن خود تراکم را نشان می دهد ؛ لذا بر اساس روابط مایع لزج نیوتنی ، پارامترهای موثر در تعریف رفتار جریان بتن خود تراکم را معرفی می کند و آزمایش جی – رینگ آزمایش ساده و مناسبی برای اندازه گیری ابرام بتن باب مقابل جداشدگی سنگدانه ها است و چنانچه مقدار آب و خصوصا فوق روان کننده از یک حد معینی افزایش یابد مقاومت جداشدگی بتن کاهش می یابد و از آزمایش دو نقطه ایی می توان بدست آورد که ثابت های رئولوژی می توانند خواص رئولوژی ، خصوصا توانمندی بتن از نظر حرکت پذیری و پرشدگی را بخوبی تعیین نماید .
بتن خود انباشتگی نخست در واحد زمان ( 1986 توسط H.okamura در ژاپن اعلام گردید و در واحد زمان ( 1988 این نوع بتن در کارگاه ساخته شد و نتایج قابل قبولی را از نظر خواص فیزیکی و مکانیکی بتن ارائه داد . مقالهها متعددی در بستگی با توسعه بتن خودتراکم در دنیا ارائه شد امروزه بتن خود تراکم همزمان با کشور ژاپن در مراکز دانشگاهی و تحقیقاتی کشورهای اروپایی ، کانادا و امریکا تحت عنوان self – consolidating concrete سوژه بحث، بررسی و اجرای سازه های بتنی است.
درایران ایضاً استفاده از بتن خود انباشتگی از چند سال قبل آغاز شده و از مزایای آن بهره گرفته شده است برای مثال می توان از مصرف بتن خود تراکم در تونل رسالت در تهران نام برد .
مبانی طراحی مخلوط بتن خود انباشتگی
جاری و پایدار بودن از مبانی طراحی مخلوط scc هست ، اما غیر از این خصوصیات، عوامل اقتصادی را نیز باید در طرحریزی باب نظر گرفت . چالش مهم در طراحی مخلوط scc ، صفت وجود داشتن مشخصات مورد نیاز با مشخصات واقعی است. مادهها مناسبت نیاز برای ساخت scc به شرح زیر است :
1 – سیمان : نوع و مقدار سیمان براساس خواص و ابدیت مورد نیاز تعیین می گردد . معمولا مقدار سیمان بین kg/m3 450- 350 است .
2 – سنگدانه درشت : قید سنگدانه های درشت که از بهر بتن معمولی استفاده می شود ، قابل مصرف در scc است . اندازه حداکثر طبقمعمول بین mm20-16 است. به سمت طور کلی مقدار سنگدانه بدرام در scc کمتر از بتن معمولی است زیرا سنگدانه بدرام انرژی زیادی استعمال می کند که باعث کاهش جاری شدن بتن می شود و در هنگام عبور از موانع مانند آرماتور سبب مسدود شدن بتن می گردد .
3 - سنگدانه ریز : تمام سنگدانه های ریز که برای بتن رایج استفاده باده شود برای scc نیز درخور است هر دو سنخ ماسه شامل شکسته و گرد گوشه قابل استفاده میباشد هرچه مقدار ماسه در مخلوط بیشتر باشد ، مقاومت برشی مخلوط بیشتر است .
4 – مواد افزودنی معدنی : اشکال مواد افزودنی معدنی یا پوزولان را میتوان در scc مصرف کرد این مواد برای بهبود خواص بتن تازه و یا بتن سخت شده و دوام مورد استفاده قرار می گیرد . از جمله این موردها می توان میکروسیلیس ، سرباره و روباره را نام برد .
5 – فوق کاهنده آب : فوق کاهنده ماء الا فوق روان کننده ها از مواد بسیار مهم برای ساخت scc محسوب باده شوند .
6 – مواد اصلاح کننده ویسکوزیته : مواد آشتی کننده ویسکوزیته برای افزایش مقاومت جداشدگی باب scc مصرف می شود .
7 – فیلرها : به سمت دلیل الزامات رئولوژی خاص scc هردو مواد افزودنی پرکار و خنثی برای بهبود کارایی و همچنین برای تعادل در مقدار استعمال سیمان مورد استفاده قرار می گیرد.
تنظیم طرح آمیخته
پس از ساختن مخلوط های آزمایشی ، اگر حاصل آنها مطلوب نباشد ، باید طرح مخلوط مجددا انجام شود . اسم به سمت مشکلاتی که در خواص بتن تازه ایجاد می شود ، ممکن است واکنش های زیر انجام گردد : - اضافه کردن فیلر یا استفاده از نوع دیگر فیلر – تجدید نظر در مقادیر شن وماسه – تغییر در میزان بالا روان کننده یا ماده اصلاح کننده ویسکوزیته – تغییر باب مقدار ماء و نسبت آب به پودر – تغییر باب سنخ مواد اصلاح کننده ویسکوزیته یا فوق روان کننده
امروزه برای بتن خود تراکم مشخصات کلی زیر را پیشنهاد می کنند :
الف ) کارآیی
از نظر کارآیی یک بتن خود انباشتگی مناسب دارای خواص پایین خواهد بود :
در حالت معمولی دارای روانی اسلامپی افزون از 600 میلی متر و بدون جداشدگی ، حفظ روانی به مدت حداقل 90 دقیقه ، توانایی مقاومت در شیب 3 % در سطح افقی آزاد ، قابلیت پمپ شدن در لوله ها بطول حداقل 100 متر و به مدت 90 دقیقه ، مقاومت فشاری 28 روزه حدود 600-250 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع ، مقاومت در مقابل خوردگی تهاجم سولفاتها و کلریدها و انجماد و ذوب مطابق استاندارد ، کاهش خطر ترکهای حرارتی در مقایسه با بتن معمولی لرزانده شده.
بتن خود تراکم مزایایی در اجرای موارد خاصی از سازه های بتنی دارد که به نمونه هایی از آنها اشاره میشود :
- سازه های بتنی معماری – هنری که نیاز به زیبایی اختصاصی با میلگرد گذاری فشرده دارند .
- پل های با دهانه بزرگ که به دلیل طولانی بودن الفبا جابجایی بتن اجرای آن ها با بتن معمولی امکان پذیر نمی باشد و در ضمن استفاده از بتن معمولی موجب قطور تر شدن اندازه پایه ها و نازیبایی سازه می گردد.
- تونل های شهرنشین و آبی که در آنها مسافت طولانی جابجایی بتن معمولی و حفظ کیفیت و تراکم آن از مشکلات اجرایی است.
- ساختمان های دراز و خرج غیرضروری ها
- ستونها و دیوارهای دراز یا میلگردهای انباشته
- ستونهای بتن ریزی شده با پمپ
- بتن ریزی بلوک های بتنی
- بتن ریزی رویه ها و سطوح افقی
- بتن ریزی باب سازه های پایین آبی
مزایای چشمگیر بتن خود تراکم سبب گسترش سریع آن باب دنیا شده است که بطور اجمال میتوان به مواردی از آنها اشاره نمود :
- بسط سازه های بتنی باب دنیا و نیاز به بتن های با خواص ویژه
- کمبود کارگران ماهر بتن ریزی بویژه کارگران ویبره زن
- افزایش سرعت اجرای سازه های بتنی در سهولت بتن ریزی
- توانایی تندرستی کیفیت مکانیکی بتن
- امکان اجرای عامل های بتنی ظریف و وزین و انتخاب مقاطع کوچک یا میلگردهای فشرده
- بسط صنایع پیش ساخته بتنی
- صرفه جویی اقتصادی با توجه به سمت کاهش نیروی انسانی لازم و زمان ساختن
- توجه به سطحها قید شده زیبا و مرغوب سازه های بتنی
- کاهش سر و صدا و پلیدی صوتی محیط کار بویژه در صنایع پیش اسم بتنی
سازه های مختلفی با استفاده از بتن خود انباشتگی در دنیا اجرا شده اند که به سمت نمونه هایی از آنها در سراسر دنیا اشاره می شود . قابل ذکر است که اجرای بعضی از این برنامه ها بری استفاده از بتن خود تراکم امکان اجرا نداشته اند .
دیواره های مخازن عظیم LNG شرکت گاز Osaka در ژاپن
حجم بتن خود انباشتگی مصرفی = 12000 متر مکعب ( اتمام بتن ریزی در سال 1998 )
صرفه جویی باب تعداد کارگران = حدود 67 درصد در مقایسه با بتن معمولی
صرفه جویی باب مدت زمان ساختن = حدود 18 درصد در مقایسه با بتن معمولی
صرفه جویی در
مهندسان و محققین همیشه در تلاش از بهر تولید محصولات ساختمانی بودند تا بتوانند مسکن را حرف عمر مفید زیاد و استحکام بالا در مقابل بلایای طبیعی بسازند. همچنین حرف تدقیق به پایان رسیدن عصر انرژی ارزان، حداقل انرژی در ساختمان مصرف گردد و دارای هزینه کمتری نسبت به سایر مصالح رایج باشد. هم الحال بتن معمولی غالبا با دانسیته 2400 کیلوگرم بر مترمکعب تولید می گردد که با توجه به وزنش مشکلات فراوانی از جمله اجرای سخت و حرف خاصیت جذب آب بسیار بالا دائما تاسیسات حرارتی و برودتی ساختمان را در معرض تخریب قرار می دهد. در حال اسم با افزودن هوا به سمت 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.
خصوصیات فنی:
بتن استیل پارتی را می توان در دو دانسیته تولید کرد :
هزاره - 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 واحد طول مکعب) از بهر قطعات باربر و مسلح .
بتن استیل هوادار دارای خصوصیاتی است که شماری از آنها را در ادامه برایتان توضیح خواهیم داد :
1. عایق رطوبت .
2. عایق گرما وسرما .
3. عایق صوت .
4. مقاومت بیشتر در برابر آتشسوزی .
5. نسبت ابرام فشاری مناسب به سمت وزن .
6. کاهش بار مرده باب بنا .
7. مقاوم باب مقابل نفوذ آب .
8. خاصیت خوب انجذاب و اخراج آب .
9. راحتی در ادا فعل و میخ کوبی .
10. انقباض پسندیده در حین خشک شدن .
11. مقاوم در برابر بارد زدگی بتن .
12. جلوگیری از استهلاک سیستم سرمایش و گرمایش گازی
مزایا:
استفاده از بتن سبک هوادار دارای مزایای زیادی باده باشد که برخی از آنها به سمت شرح زیر می باشد:
1. کاهش باب هزینه های حمل و شیرینی قطعات پیش ساخته بتنی (تولید صنعتی) .
2. صرفه جویی در آبستنی مصالح (وزن ماسه و میله گرد) .
3. عمر سودبخش بیشتر شکل فلزی (ضریب تکرار بیشتر قالب در بتن که میزان تولید آن بالغ بر 8/3 بیلیون مترمکعب در سال تخمین زده می شود، به علت دارا بودن خواص و ویژگی های ممتاز و نیز در دسترس بودن مصالح آن، پس از آب، پرمصرف ترین ماده روی زمین به شمار می رود. بتن در همه جا حاضر است و در یکصد سال اخیر، استعمال از آن در ساخت بناهای مسکونی و اداری، پیاده روها، راه ها و جاده ها و نیز انواع مختلف ساختمان های فنی عملکردی از قبیل کارخانه ها، پارکینگ ها، متروها، فرودگاه ها، پل ها، سدها، سیلوها، سازه های دریایی، رآکتورهای اتمی و سازه های مقاوم در برابر انفجارات و زلزله، مقبولیتی همگانی پیدا کرده است.
اگر از عنوان این نوشتار برمی آید، بتن یک ماده متناقض است. بتن با اینکه تداعی کننده مفهوم سختی است، لیکن باب ابتدای فرآیند اختلاط مواد تشکیل دهنده اش، رقیق و روان است؛ اگرچه بتن، بر اساس تعریفی که از آن سراغ داریم، یک ماده پیوندی و چندرگه است که از اختلاط سیمان، آب، ماسه و مصالح دانه ای معدنی از قبیل شن یا سنگریزه به دست می آید، اما معمولا به عنوان یک ماده یکپارچه و دارای شخصیت مستقل در نظر گرفته می شود. بتن چهره جبلی و طبیعی بخصوصی ندارد و از این رو باید با استفاده از قالب بندی به شکل معینی درآورده شود؛ یعنی شکل و بافت نهایی بتن را قالبی که بتن به درون آن ریخته می شود، تعیین می کند.
بتن می تواند هر رنگ، بافت و طرحی را به خویش بگیرد، از این رو شاید بتوان آن را به سمت یک آفتاب پرست تشبیه کرد. رنگ بتن اغلب خاکستری ست، اما از جاده انتخاب سیمان و صلاحدید دانه ای مناسب یا با استفاده از رنگدانه های شیمیایی می توان به آسانی آن را در رنگ های سفید، قهوه ای یا حتی قرمز روشن تولید کرد. بتن اسم به قالب مناسبت استفاده در تولید آن، می تواند صاف و ساده یا دارای طرح های دقیق و پیچیده باشد؛ بتن می تواند همچون شیشه صاف باشد یا همچون صخره زمخت و ناصاف. بتن امکانپذیر است بدون ادا رها شده یا همچون یک تندیس به دقت روی آن کار شود. در واقع، بتن، حرف تدقیق به ویژگی های خاص سطح آن، یک فرآورده واحد نیست، بلکه طیف گسترده ای از مصالح را دربرمی گیرد که از نظر بافت، رنگ و بیان معمارانه از قابلیت های بی شماری برخوردار است.
ترکیب مقاومت فشاری سنگ و مقاومت کششی فولاد در بتن مسلح، سازه های بتنی را قادر به تحمل وزن انبوه بابرکت و پوشش دهانه های بزرگ می سازد. از آنجایی که عناصر تشکیل دهنده سازه بتن مسلح می توانند بصورت یک شبکه پیوسته و یکپارچه، به هم صفت شوند، استفاده از بتن مسلح در طراحی سازه، آن را از استحقاق انعطاف پذیری بی نظیری برخوردار می کند. معماران و مهندسان از این ویژگی از بهر آفریدن عناصر ساختمانی مختلف، از صفحات بتنی یکپارچه گرفته تا قاب های سازه ای سه بعدی و کنسول های عظیم و مهیب، بهره می گیرند.
بررسی تاریخی کاربرد بتن باب معماری نشان می دهد که بتن توسط معماران رومی و پیشوا مسیحیت مورد استفاده قرار می گرفت، اما در قرون وسطی و رنسانس اغلب بی استفاده ماند، تا آنکه در نیمه دوم قرن نوزدهم بار دیگر، عمدتا برای مصارف معمولی، مورد توجه قرار گرفت، بویژه در مواردی که ساخت ارزان، قابلیت ایجاد دهانه های عریض و نسوز بودن، ضرورت به کارگیری آن را ایجاب می کرد. مسلح کردن بتن نیز که از بهر این کار میلگردهای فولادی را به منظور استقامت بیشتر در میان بتن قرار می دادند، به دهه 1870 باز می گردد. معماران قرن نوزدهم بعضا به سمت قابلیت های بتن تفنگدار خیلی اطمینان نداشتند و نسبت به آن بدگمان بودند. بتن در ثانیه زمان یک ماده خیلی جدید به شمار می رفت و ویژگی های آن برای معماران بخوبی برازنده درک نبود، زیرا فاقد یک فرم ذاتی و پایدار بود. جالب آنکه این دقیقا همان خصوصیتی است که بتن را برای بسیاری از معماران امروز به سمت وسیله ایا امیدوارکننده جهت تحقق ایده هایشان تبدیل می کند.
مظهر بتن باب چند سال آخر قرن نوزدهم که معماران سعی کردند سبکی مبتنی بر این مصالح بیابند، آشکارتر شد. در اسم که یکی از طراحان احیانا چنین استدلال می کرد که ویژگی انعطاف پذیری بتن آن را به ماده ای مناسب برای بیان گرایی هنری در معماری تبدیل می کند، دیگری ممکن بود بر نقش روش قاب و قاب بندی تکیه کند و مدعی ارزش گذاری بر نمونه های پیشین گوتیک یا حتی شیوه های معماری فولاد و شیشه شود. نظریات مشابه مختلفی نیز با توجه به جنبه بیرونی بتن ابراز می شد، بدین معنا که یک معمار، بتن را ماده ای معمولی و سابق پاافتاده و نیازمند پوشانیده شدن با کاشی ها و روکارهای آجری می دانست و دیگری از جمال ذاتی آن دم می زد که به همین دلیل باید نمایان می ماند. استعمال گسترده و جامع از بتن مسلح در معماری حدودا به نیمه اول قرن بیستم باز می گردد. این ماده جدید به سمت دلیل استفاده از قابلیت استفاده در بناهای مختلف و نیز فرم پذیری قابل توجهش، در آن زمان در مقیاس وسیع مورد استفاده قرار گرفت و با سرعت شگفت آوری تاثیرات خود را در معماری بر جای گذاشت و بین سالهای 1910 و 1920، تقریبا به علامت مشخصه معماری جدید تبدیل شد. شاید از تکثر جهات بتوان گفت خردگرایی و بتن مسلح تاخت عنصری بودند که سرانجام در دوره افتخارآمیز معماری مدرن در دهه 1920 در یکدیگر ادغام شدند؛ معماران خردگرای این دهه که بتن را به لحاظ برآورده کردن نیازهای اساسی چون ارزانی، یکسان سازی، نورپردازی کافی، تهویه گسترده و فضاهای داخلی انعطاف پذیر و نامحدود، ماده ای مناسب یافته بودند، در سطح وسیع آن را مورد استفاده قرار دادند.
آگوست پره مهندس معمار فرانسوی، آغازین کسی ست که بتن مسلح را به سمت عنوان وسیله ای برای بیان مقاصد معماری شناخت و به کار برد. آپارتمان های مسکونی که او با استفاده از قابلیت های هنری بتن تفنگدار ساخت، شان بتن را در عالم معماری افزایش داد. فرانک لویدرایت نیز یکی از معماران سرآمد آمریکایی است که در برنامه هایش از قابلیت های این ماده جدید استفاده فراوانی کرده است. ارزانی بتن و قابلیت ایجاد دهانه های عریض با استفاده از آن، باعث چهر اتیان او به این ماده شد. علاوه بر این، او با بتن براحتی می توانست به ایده های فضایی خویش پوشش عمل بپوشاند. بیرق به سمت خاطر تاکید هنری و حرفه ای اش بر ماهیت مصالح، سطح بتن را در اغلب کارهایش عاری از پوشش باقی می گذاشت. پتانسیل تقریبا نامحدود بتن جانب خلق فرم ها و سطوح انتزاعی، استفاده از قابلیت تطابق با شرایط و کارکردهای مختلف و نیز داشتن استحکام بالا، بتن را در حال حاضر به یکی از مصالح پرطرفدار و مورد توجه در میان بسیاری از معماران و مهندسان تبدیل کرده است. بتن به خاطر داشتن خاصیت انعطاف پذیری بالا، استخلاص عمل قابل توجهی باب اختیار طراحان و معماران قرار می دهد. بتن، بسان خاک رس در دستان یک تندیس گر، از بهر معماران امکان خلق ساختمان هایی را فراهم می کند که به طور منحصر به فردی گیرا، جالب توجه و از نظر هندسی متهورانه است. فرم ها و ترکیباتی که اسم آنها پیش از ابداع بتن مسلح، حرف استفاده از سایر مصالح متداول دشوار یا غیرممکن بود، با استفاده از بتن مسلح اغلب به آسانی قابل دستیابی هستند. به جرات باده استطاعت گفت که بدون استفاده از بتن، اجرای برخی از زیباترین و نوآورانه ترین آثار معماری معاصر جهان هرگز قابل تصور و تحقق نبود.
امروزه بتن با اغماض سالها از پیدایش و استعمال آن به صورت کنونی، دستخوش تحولات و پیشرفت های شگرفی شده است. از زمان آغاز استعمال گسترده از بتن مسلح در ساخت وسازها (در بیش از یک قرن قبل)، برخی انگاره های بنیادی درباره خواص این ماده و محدودیت های آن تاکنون با چالش و تردید جدی مواجه نشده بودند، اما در سالهای اخیر، با توجه به پیشرفت علم و تکنولوژی، تحقیقات متعددی روی خواص بتن صورت گرفته و در حال حاضر طیف متنوعی از فرآورده های آن ابداع و به بازار عرضه شده اند که این قبیل انگاره ها را به چالش کشیده و آزادی بیشتری جهت تجربه و ابداع در اختیار معماران و مهندسان قرار داده اند. بر این اساس است که باب سالهای اخیر، معماران مختلف در پروژه هایشان برخی از انگاره های غالب درباب فرم معماری و فناوری بتن را به چالش کشیده و رویکرد های جدیدی را در هر دو زمینه ارائه کرده اند. بسیاری از معماران نیز با کاربرد داهیانه بتن، از ثانیه به عنوان ابزاری جهت خلق زیبایی در آثارشان بهره جسته اند. البته با تدقیق به پیشرفت های سریع و روزافزون صنعت بتن در سالهای اخیر، به سمت نظر می رسد در سالهای آینده شاهد استفاده گسترده تری از قابلیت های بتن در عرصه معماری خواهیم بود
فوق روان کننده و کاهش دهنده اکید ماء بتن
فوق روان عامل بر اساس الزامات استاندارد ASTM-C494 Types A& F ساخته باده شوند این مواد را بعنوان روانسازهای بتن و فوق روانسازهای بتن مصرف کنند و براساس مدل 2930 ایران ساخته می شوند.
گفتنی است این مواد ممکن است توسط پدیدآوری کنندگان بتن آماده و قطعات پیش اسم بتنی برای تولید کار آمد و مقرون به صرفه زمانی که شکل پذیری زیاد بتن و افزایش مقاومت اولیه و نهایی مد نظر است ، مورداستفاده قرار گیرند .
باید اشاره کرد این محصولات باب کاهش آب انبوه موثر بوده تا جایی که وقتی به عنوان یک کاهش آب دهنده شدید آب بتن مورد استفاده قرار می گیرند در مقادیر متعارف می تواند به سادگی بین 20%-18% کاهش در میزان آب مصرفی ایجاد نماید ودر مواردی در بتنهای خاص و با استفاده از مقادیر متعارف، کاهش آب تا حداکثر 40% نیز ممکن شده است .