مصالح ساختمانی گوناگونی از دیرباز توسط انسان مورد استفاده قرار گرفته است. در این میان شاید بتوان از چوب، سنگ، فولاد و بتن به عنوان پرمصرف ترین مصالح ساختمانی نام برد. بتن (concrete)که در حقیقت یک نوع سنگ ساخته دست بشر است،بتن به هر ماده چسبنده که خاصیت سیمانی شدن را دارا باشد می گویند.بتن از ترکیب و واکنش بین آب و سیمان به وجود می آید. بتن از مقاومت فشاری قابل قبول و مقاومت کششی بسیار پایین (در حدود ۱۰% مقاومت فشاری) برخوردار است. از طرفی در بسیاری از قطعات سازه ای، کشش مستقیم ویا کشش ناشی از خمش ایجاد می شود. به همین جهت برای جبران ضعف مقاومت کششی بتن، ایده ی بتن مسلح(بتن آرمه) ابداع شده است. در این روش، در هر قسمت که قطعه ی سازه ای تحت کشش (کشش مستقیم یا کشش ناشی از خمش) قرار گیرد، از فولاد(steel) به عنوان یک ماده ی مقاوم در مقابل کشش ایجاد شده، استفاده میگردد.امروزه بتن در کنار فولاد از جمله پرکاربرد ترین مواد و مصالح ساختمانی و عمرانی می باشد که در ساخت ساختمان ها، سد ها، پل ها، جاده ها، خیابان ها و … مورد استفاده قرار می گیرد. امروزه بتن و فولاد مصرف زیادی در کارگاه های عمرانی و ساختمانی دارند. بسته به نوع کاربرد و بهره برداری ، سازه های بتنی و فولادی طراحی و ساخته می شود .
بتن و فولاد سازگاری قابل توجهی برای تشکیل یک جسم مرکب دارند که در این میان می توان به موارد زیر اشاره کرد:
۱- ضریب انبساط حرارتی بتن و فولاد بسیار به هم نزدیک است؛ به همین دلیل تحت تاثیر تغییرات دمای متداول، تنش های قابل توجهی بین آنها ایجاد نمی شود.
۲- بتن و فولاد چسبندگی بسیار خوبی با یکدیگر داشته و بین آن دو معمولا لغزش اتفاق نمی افتد؛ بنابراین می توانند عملکرد مرکبی با یکدیگر داشته باشند و همانند یک جسم واحد عمل کنند. چسبندگی بسار خوب بین بتن و فولاد، ناشی از چسبندگی شیمیایی بین دو ماده، و نیز ناصافی های سطحی و برآمدگی های آج میلگرد می باشد.
۳-فولاد ماده ای است که به راحتی در معرض خوردگی شیمیایی قرار می گیرد؛ در حالی که بتن معمولا نفوذ ناپذیری قابل قبولی دارد و می تواند فولاد مسلح کننده را در مقابل خوردگی محافظت نماید.
۴- مقاومت فولاد در مقابل دمای آتش بسیار پایین است؛ در حالی که پوشش بتن که روی میلگرد ها قرار گرفته است، مقاومت بسیار خوبی در مقابل اتش سوزی ایجاد می کند.
مزایای استفاده از بتن آرمه :
امروزه بسیاری از ساختمان های کوچک و بزرگ، پل ها( شاید مقاله انواع پل به کارتان آید )، سد ها، تونل ها، کانال ها، مخازن و تانک ها، دیوارهای حائل، لوله ها و روسازی ها از بتن آرمه ( مطالعه مقاله روسازی قیری یا بتنی خالی از لطف نمی باشد )ساخته می شود. موفقیت قابل توجه بتن آرمه نسبت به سایر مصالح ساختمانی و به خصوص فولاد در کاربرد فراگیر بتن آرمه را می توان مرهون موارد زیر دانست:
۱-بتن آرمه مقاومت فشاری قابل قبولی در مقایسه با بسیاری از مصالح ساختمانی دیگر دارد.
۲-تمامی اجزاء تشکیل دهنده بتن آرمه (به جز سیمان) به عنوان مصالح محلی و ارزان قیمت محسوب می شوند. تقریبا در همه جا می توان آب، ماسه و شن را از فواصل نزدیک به محل بتن ریزی حمل نمود که این مساله منجر به سهولت و رغبت بیشتر به بتن، و ارزانتر تمام شدن آن خواهد شد.
۳-بتن آرمه را می توان به سهولت به هر شکل دلخواه در آورد. با ساختن قالب مناسب، تقریبا هر گونه مقطع سازه ای و شکل معماری را می توان از بتن آرمه تولید نمود. بتن آرمه در مقابل، مقاطع فولادی در ابعاد مشخص و در کارخانه تولید می شوند و تولید مقطع خاص از مصالح فولادی گاه مشکل و یا غیر ممکن خواهد بود.
۴-بتن آرمه مقاومت بسیار خوبی در مقابل آتش دارد.یک ساختمان بتن آرمه می تواند ساعت ها در مقابل آتش سوزی های مهیب مقاومت کند، بدون آنکه فرو ریزد. این مساله فرصت کافی برای مهار آتش و نیز تخلیه ساختمان از نفرات و اموال را فراهم میکند. در مقابل یک ساختمان فولادی در برابر آتش سوزی کاملا ضعیف خواهد بود. فروریزی برج های دوقلوی نیویورک که در واقعه ۱۱ سپتامبر سال ۲۰۰۱ مورد حمله قرار گرفتند، به دلیل اسکلت فولادی آنها بود. چنانچه این برج ها از مصالح بتن آرمه ساخته شده بودند، جان هزاران انسان و نیز میلیون ها دلار ثروت موجود در آنها حفظ می شد.
مقاله جذاب رازهای پشت پرده ریزش برج های دوقلو تجارت جهانی در حادثه ۱۱ سپتامبر و را از دست ندهید.
۵-بتن آرمه همچنین مقاومت خوبی در مقابل رطوبت و آب دارد. اگر آب در تماس با بتن آرمه ، حاوی بعضی از یون ها از قبیل یون سولفات و یا یون کلرور نباشد، برای بتن و حتی میلگرد های موجود در بتن آرمه ، مشکلی ایجاد نمی کند.
۶-اجزاء بتن آرمه از صلبیت بالایی برخوردار هستند. به همین دلیل معمولا ساکنان یک ساختمان بتن آرمه در هنگام وزش شدید باد و یا تحرک زیاد همسایگان، لرزه ای را احساس نمی کنند و آرامش آنها حفظ می شود.
۷-اجزاء بتنی در مقایسه با سازه فولادی به صورت ذاتی به محافظت و نگهداری کمتری نیاز دارند. به خصوص اگر بتن ریزی به صورت متراکم انجام گرفته باشد و در قسمت های در تماس با هوا از بتن آرمه استفاده شده باشد، پس از شروع بهره برداری از سازه ی بتن آرمه تقریبا نیاز به مراقبت جدی ندارد.
۸-بتن آرمه در مقایسه با سایر مصالح ساختمانی، عمر بهره دهی بسیار طولانی دارد. تحت شرایط مشخص، یک سازه بتن آرمه می تواند برای همیشه بدون کاهش در ظرفیت باربری مورد استفاده قرار گیرد.این مساله مبتنی بر این واقعیت است که بتن آرمه در طول زمان نه تنها کاهش مقاومت ندارد، بلکه با گذشت طولانی زمان با تحکیم بیشتر سیمان، افزایش مقاومت نیز داشت. با این وجود، تاثیر عوامل مخرب محیطی و یون های مهاجم ممکن است دوام بتن را در طول زمان به مخاطره بیندازد.
۹-بتن آرمه در بعضی از اجزاء سازه ای نظیر پی ها، دیواره های زیر زمین و شمع ها، به عنوان تنها گزینه اقتصادی محسوب می شود.
۱۰-اجرای بتن آرمه و سازه ی بتن آرمه در مقایسه با سایر مصالح نظیر فولاد و یا حتی چوب، نیاز به نیروهای اجرایی و کارگران با مهارت بالا ندارد.
۱-سنگین و پر هزینه تمام شدن فونداسیون.
۲-نیاز به قالب بندی و شمع بندی موقت. (ساید مقاله انواع شمع و مشخصات سازه ای آن ها به کارتان آید )
۳-تأثیرگذار بودن تعداد کارگران و زمان کار در پیشرفت کار
۴-حجم کاری بالا
بتن ماده ای مرکب است که اساساً از یک ماده چسباننده، که دانه‌ها و ذرات سنگی در آن قرار می‌گیرند، تشکیل میشود. در بتن با سیمان هیدرولیکی، چسباننده از اختلاط سیمان هیدرولیکی با آب ساخته میشود.اجزای تشکیل دهنده ی بتن به شرح زیر می باشد:
۱-دانه های سنگی (شن و ماسه) : حدود ۶۰ الی ۷۵ درصد از حجم بتن را تشکیل می دهد.
۲-آب: حدود ۱۴ الی ۲۱ درصد از حجم بتن را تشکیل می دهد.
۳-سیمان: حدود ۷ الی ۱۵ درصد از حجم بتن را تشکیل می دهد.
الف) در بتن بدون هوا میزان حجم هوای موجود بین ۰/۵ تا ۳ درصد است.
ب) در بتن هوادار میزان حجم هوای موجود بین ۴ الی ۸ درصد است. (شاید مقاله بتن هوادار اتوکلاوی به کارتان آید )
توضیح آنکه بتون بدون هوا به حالت معمولی ساخته می شود و حبابهای درشت و مضر هوا در آن وجود دارد.لیکن در بتن هوادار عمداٌ سعی می شود در آن حبابهای ریز هوا ایجاد شود این کار با استفاده از مواد مضاف هوازا یا سیمان هوازا انجام می شود.حبابهای هوای ایجاد شده عمدی ، کوچک و از ۰۵/۰ میلیمتر ریزتر هستند که وجود آنها در بتن موجب افزایش دوام بتن می شود.
۵-مواد مضاف : مواد شیمیایی هستند که به میزان جزئی و بصورت درصدی از وزن سیمان به مخلوط اضافه می شوند تا خواص مطلوب مورد نظر را در بتن ایجاد کنند.
سنگدانه‌ها مواد دانه‌ای نظیر ماسه، شن، سنگ شکسته یا سرباره‌های کوره‌های آهنگدازی هستند که با سیمان و آب، بتن و ملات سیمانی را می‌سازند، درشت‌دانه‌ها به سنگدانه‌های بزرگتر از ۷۵/۴ میلیمتر(اندازه الک نمره ۴) و ریزدانه‌ها به سنگدانه‌های کوچکتر از ۷۵/۴ میلیمتر و بزرگتر از ۷۵ میکرون (اندازه الک نمره ۲۰۰) اتلاق میشود. شن سنگدانه درشتی است که از یک منبع طبیعی بر اثر سایش سنگهای بزرگ یا تغییراتی که در سنگهای کنگلومرای ضعیف صورت می‌پذیرد، نتیجه میشود. ماسه، که اغلب به عنوان ریزدانه سنگی مصرف میشود، از یک منبع طبیعی و سایش سنگهای بزرگتر و تغییرات ماسه سنگهای شکننده نتیجه میگردد. سنگ‌شکسته محصل خرد کردن صنعتی صخره‌ها و سنگهای بزرگ میباشد. سرباره‌کوره‌های‌آهنگدازی در حقیقت تفاله کوره‌های آهنگدازی است که از خرد کردن سرباره کوره، که در شرایط معمول محیطی سرد شده است، به دست می‌آید.
آب (water)یکی از مهمترین پارامتر های ساخت بتن است و به همین جهت استفاده از آب مناسب در بتن همواره باید مورد توجه قرار گیرد.
آب دو وظیفه را بر عهده دارد: ۱-ترکیب شیمیایی با سیمان و انجام هیدراسیون. ۲-روانی و شکل پذیری بیشتر بتن.
استفاده از آب نامناسب در ساخت بتن مشکلات زیر را به دنبال خواهد داشت:
آب مناسب برای ساخت بتن چگونه آبی است؟
آب بکار رفته در ساخت بتن باید پاک و عاری از هرگونه ناخالصی باشد. یا بعبارت دیگر قابل شرب باشد. در یک بررسی کلی می توان گفت آبی برای ساخت بتن مناسب است که دارای خواص زیر باشد:
به هر ماده چسبنده ای سیمان (cement)اطلاق می شود. لکن به ماده جسباننده مصالح در بتن، سیمان هیدرولیکی و … اصطلاحاٌ سیمان می گویند.
سیمان از ترکیب خاک رس، مصالح آهکی، سیلیس و اکسیدهای معدنی در دمایی تا ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد تولید می شود.
سیمان، چسبی است که پس از مخلوط با آب به صورت دوغاب سیمان یا خمیر سیمان دور دانه ها را آغشته و آنها را بهم می چسباند. لذا نقش سیمان در بتن صرفاٌ چسباندن دانه ها به یکدیگر بوده و بخودی خود تاثیری در مقاومت و باربری ندارد، از این جهت بتن خوب بتنی است که وقتی در آزمایشگاه نمونه ای از آن را بشکنند دانه های سنگی آن از وسط شکسته شود و سیمانها (چسب) پاره نشود.
بتن کارا بتنی است که بتوان به راحتی ان را ساخت،حمل نمود،در قالب مورد نظر ریخت و متراکم نمود بدون آنکه در یکنواختی آن در طول مراحل فوق تغییری حاصل شود.کارایی بتن به عوامل زیر بستگی دارد:
عدد اسلامپ ، عددی است که به وسیله آزمایش اسلامپ بتن بدست می آید که نشانگر میزان افت بتن در هنگام ساخت آن می باشد.
میزان اسلامپ بر اساس روش مندرج در استاندارد (دت ۵۰۵) کنترل میشود و پیمانکاران موظفند بتن موردنظر را بر اساس اسلامپهای خواسته شده در مشخصات فنی خصوصی و نقشه‌های اجرایی تهیه نمایند.
بتن‌هایی که به هنگام ریختن، اسلامپ‌شان با مشخصات خواسته شده مطابقت ننماید مردود بوده و باید از مصرف آن خودداری شده و از کارگاه خارج گردند.
اضافه نمودن آب برای بالا بردن اسلامپ بتن‌های سفت شده پس از ساخت، به هیچ وجه مجاز نمی باشد و انجام این امر باعث تغییرات کلی در مشخصات بتن ساخته شده خواهد شد.
بسته به میزان اسلامپ و نوع کاربرد، بتن به ۴ گروه سفت، خمیری، شل و آبکی تقسیم میشود که میزان اسلامپ برای اعضا و قطعات مختلف بر اساس جدول زیر توصیه می گردد:
در صورتی که لرزش و ارتعاش با روشهای دستی انجام گردد ، به مقدار حدآکثر اسلامپ می توان ۲۵ میلیمتر اضافه کرد.
یکی از عوامل مهم در کارایی بتن انتخاب صحیح مصالح مصرفی و نسبتهای اختلاط آنها است.سیمان با نرمی زیاد باعث بالا بردن کارایی بتن می شود.شن و ماسه طبیعی گرد گوشه دارای کارایی بیشتری نسبت به شن و ماسه شکسته است و شن و ماسه شکسته مکعبی دارای اولویت بیشتری نسبت به وضیعت مشابه با دانه های غیر مکعبی می باشد.
مقاومت سنگدانه ها:
قوی:کوارتز،فلسیت متوسط:سنگ آهکی،گرانیت ضعیف:ماسه سنگ،مرمر
مواد افزودنی بتن به عنوان یکی از مواد تشکیل دهنده بتن و برای اصلاح خواص بتن، کمی قبل از مخلوط یا درزمان مخلوط به آن افزوده میشود. مواد افزودنی بتن به دو دسته مواد افزودنی‌های شیمیایی و مواد افزودنی‌های معدنی تقسیم میشوند. مواد افزودنی‌های شیمیایی بتن به پنج دسته تقسیم میشود: ۱-افزودنی‌های شیمیایی بتن _حباب ساز کاهنده آب_
۲-افزودنی‌های شیمیایی بتن_ دیرگیرکننده بتن_ ۳-افزودنی‌های شیمیایی بتن _زود گیر کننده بتن_ ۴-افزودنی‌های شیمیایی بتن_ روان کننده بتن _ ۵-افزودنی‌های شیمیایی بتن _ کاهنده آب بتن_
۱-مواد افزودنی شیمیایی بتن حباب هواساز: وظیفه این نوع افزودنی بتن ایجاد حبابهای ریز هوا در بتن و ماده‌ای که برای ایجاد این حباب ها به کار می‌رود را ماده افزودنی شیمیایی بتن حباب هواسازمی نامند. اضافه کردن مواد افزودنی حباب‌ساز به بتن باعث تولید حبابهای ریز هوا در داخل بتن و بین سنگ دانه‌ها میشود. این حباب‌ها باید بعد از سخت شدن بتن یا ملات در بتن بجا باقی بمانند. کاربرد مواد افزودنی شیمیایی بتن حباب هواساز: ظیفه این نوع افزودنی بتن برای بالا بردن دوام بتن درمقابل یخ بستن و ذوب شدن بتن می باشد.مواد افزودنی بتن حباب ساز برای مقاومت بتن درمقابل پوسته شدن سطح در اثر یخ زداهای مواد شیمیایی بتن می باشد. همچنین این مواد افزودنی بتن برای بالا بردن کارایی بتن و نفوذناپذیری شدن بتن و سخت شدن آن کاربرد دارد. برای بالا بردن میزان روانی بتن ازاین نوع مواد افزودنی بتن استفاده می شود. برای حالت دادن ارتجاعی یا فنری به بتن این نوع مواد افزودنی بتن نیز استفاده میگردد. برای کاهش و جدا شدن دانه‌ها و آب انداختن بتناز مواد افزودنی بتن هوازا استفاده استفاده میشود.
مواد تشکیل دهنده افزودنی بتن حباب زا: چربی‌های طبیعی اسید استتاریک اسید اولئیک مواد کف کننده پودر آلومینیوم .
۲- مواد افزودنی‌های شیمیایی بتن دیرگیرکنندها : دیرگیرکننده‌ها که جزئی از مواد افزودنی بتن هستند یکی از انواع افزودنی‌های شیمیایی بتن است که این مواد برای پایین آوردن فرآیند آبگیری در بتن استفاده میشوند. معروفترین دیرگیر کننده بتن شکر میباشد. مقاومت نهایی بتن در حالت استفاده از دیرگیرکننده و بدون آن تفاوت خاصی ندارد.
کاربرد دیرگیرکننده در مواد افزودنی بتن: کار مواد افزودنی دیرگیرکننده بتن به تاخیر انداختن گیرش بتن است.مواد افزودنی دیرگیرکننده بتن در بتن ریزی‌های حجیم استفاده می شود.مواد افزودنی دیرگیرکننده بتن برای جلوگیری از ترک های ناشی از گیرش در بتن‌ریزی‌های پشت سر هم مناسب می باشد.مواد افزودنی دیرگیرکننده بتن برای حمل بتن در فاصله‌های زیاد استفاده می شود. انواع مواد افزودنی دیرگیرکننده بتن: مواد افزودنی دیرگیرکننده بتن و کاهنده معمولی آب و کاهنده قوی آب می باشند.
۳-زودگیرکننده در مواد افزودنی بتن: مواد افزودنی زودگیرکننده مواد تسریع‌کننده بتن هستند که یکی از انواع افزودنی‌های شیمیایی بتن است. این مواد برای بالا بردن سرعت آبگیری در بتن به کار می رود. معروفترین زودگیر کننده‌ها کلرید کلسیم، کربنات سدیم و ترکیبات آلومینات است.
کاربرد مواد افزودنی زودگیر بتن : مواد افزودنی زودگیرکننده بتن باعث افزایش سرعت گیرش بتن در مناطقی که در اثر سرمای زیاد امکان یخ بستن آب بتن را در بر دارد. از مواد افزودنی زودگیرکننده بتن در محل هایی که به دلیله کم بودن تعداد قالب، نیاز به باز کردن سریع قالب داشته باشند استفاده می شود.
انواع مواد افزودنی زودگیرکننده: مواد زودگیرکننده بتن و کاهنده معمولی آب میباشد.
۴-روان‌کننده بتن در مواد افزودنی شیمیایی بتن: مواد افزودنی روان‌کننده بتن یا مواد افزودنی خمیری‌کننده بتن یکی از انواع افزودنی‌های شیمیایی بتن است. همچنین برای بهبود کارایی بتن تازه از این مواد افزودنی بتن استفاده می شود.
کارایی افزودنی روان‌کننده بتن: مواد افزودنی روان‌کنند بتن ه برای بهبود بخشیدن خواص بتن خشن است. مواد افزودنی روان‌کننده بتن برای ساخت بتن قابل استفاده با ماله آهنی می باشد.مواد افزودنی روان‌کننده بتن برای بتن ریزی قطعات با تراکم زیاد آرماتور مناسب می باشد.مواد افزودنی روان‌کننده بتن برای بتن‌ریزی با استفاده از لوله کاربرد دارد.همچنین مواد افزودنی روان‌کننده بتن برای تهیه بتن فوق‌العاده روان مناسب است.
انواع مواد افزودنی روان‌کنندها بتن: روان کننده معمولی و فوق روان کننده. که به صورت مایع و پودری وجود دارند. ۵- مواد افزودنی کاهنده آب در بتن: مواد افزودنی کاهنده آب در بتن به منظور تغییر مقدار آب مصرفی در شرایط یکسان روانی بتن است. انواع مواد افزودنی کاهنده آب در بتن: این مواد به دو نوع زیر تقسیم بندی میشوند : کاهنده معمولی وکاهنده قوی آب در بتن است. مواد افزودنی معدنی بتن: پوزولان‌ها: پوزولان‌ها از مواد سیلیسی یا سیلیسی و آلومینی که خود به تنهایی دارای چسبانندگی کم است، اما به شکل بسیار ریز در معرض رطوبت طی واکنش شیمیایی با هیدروکسید کلسیم در دمای معمولی ترکیب‌هایی با خاصیت سیمانی تولید میکند. واژه پوزولان از منطقه ای در ایتالیا گرفته شده که حدود ۲۰۰۰ سال پیش برای اولین بار پوزولان در آنجا کشف شده بوده. اگر چه بتن دارای پوزولان، نسبت به بتن با سیمان پرتلند آرام تر به مقاومت اولیه می رسد، اما مقاومت نهایی آن مساوی یا بیشتراز مقاومت بتن با سیمان پرتلند است.
فواید استفاده از بتن دارای پوزولان( مواد افزودنی):استفاده از بتن دارای پوزولان برای کم کردن میزان سیمان. استفاده از بتن دارای پوزولان برای کم کردن سرعت و میزان حرارت بدست آمده از فرایند آبگیری سیمان. استفاده از پوزولان برای بهبود کارایی بتن. استفاده از بتن دارای پوزولان برای بالا بردن مقاومت بتن. استفاده از بتن دارای پوزولان برای افزایش پایایی بتن از راه کم کردن نفوذ پذیری. استفاده از بتن دارای پوزولان هزینه اقتصادی کمتری در بر دارد. بتن دارای پوزولان برای بالابردن مقاومت در برابر حمله اسیدها و سنگدانه ها. بتن دارای پوزولان برای جلوگیری از ترک خوردن سطح بتن. استفاده از بتن دارای پوزولان کاهش بتن ریزی را نیز در بر دارد. انواع پوزولان‌ها مورد استفاده در بتن : پوزولان‌های طبیعی و خام و صنعتی که این مواد را در بر دارند خاکستر بادی ، دوده سیلیس، سربازه کوره های آهن گذاری، خاکستر پوسته برنج، رس کلسینه.
۴-درجه حرارت:
ثر یخ زدگی بر بتن تازه:
بتن در دماهای بسیار پایین مقاومت بسیار کمی کسب می کند تا وقتی میزان اشباع بودن بتن در اثر عمل آبگیری به اندازه کافی کاهش نیافته باشد ، لازم است که بتن تازه در برابر آثار ویرانگر یخ زدگی محافظت شود بتنی که حتی یک بار در سنین اولیه یخ زده باشد در مقایسه با بتنی که یخ نزده باشد در برابر شرایط جوی از مقاومت کمتری برخوردار است و نیز آب بند نخواهد بود. استعداد آسیب پذیری بتنی که در برابر یخ زدن محافظت نشده است خیلی بیشتر از بتنی است که در برابر یخ زدن محافظت گشته و در ضمن از مقاومت فشاری کمتری هم برخوردار است.
حال هرگاه اقدامات احتیاطی لازم به کار بسته شود می توان بتن ریزی را در سرتاسر ماه های زمستان با اطمینان خاطر انجام داد و با بکار بستن این تمهیدات هیچ کارگاهی تعطیل نخواهد شد.
بر اساس استاندارد بین المللی ACI۶۰۳ در کارهای بتنی هوای سرد به هوایی اطلاق می شود که بیش از سه روز متوالی شرایط زیر را داشته باشد.
بتن ریزی در شرایط دمای بالاتر از ۵+ درجه سانتیگراد:
در این شرایط مهمترین مسئله آمادگی برای زمانی است که جبهه یخبندان محیط کارگاه را فرا می گیرد.در این حالت اگر گیرش خمیر سیمان صورت نگرفته باشد موجب یخ زدگی رطوبت داخلی بتن ، افزایش حجم آب و نهایتا انبساط حجمی بتن و ترک خوردگی آن می گردد.در زمانی که این احتمال وجود داشته باشد که چندین ساعت پس از بتن ریزی جبهه یخبندان فرا رسد باید از مواد ضد یخ که ترجیحا دارای ترکیبات زود گیر کننده هستند استفاده نمود.
استفاده از مواد زود گیر موجب تسریع در گیرش خمیر سیمان و مقاومت در برابر افزایش حجم یخ می گردد.
نباید فراموش کرد که همواره دمای بتن ریحته شده با استفاده از امکانات متفاوت گرمایشی باید در نقطه ای بالای ۵+ درجه سانتیگراد حفظ گردد تا واکنش شیمیایی سیمان و آب ادامه یابد و مقاومت لازمه حاصل گردد.
بتن ریزی در شرایط دمای زیر ۵+ دزجه سانتیگراد:
موکدا توصیه می گردد در دمای کمتر از ۵+ درجه سانتیگراد نباید بتن ریزی کرد مگر اینکه در تمام شرایط درجه حرارت بتن همواره بالاتر از ۵+ حفظ گردد.
توجه داشته باشید که با بتن ریزی در چنین شرایطی عمل هیدراسیون بسیار کند صورت می گیرد بطوریکه پس از یخ زدن آب در صفر درجه ، این واکنش متوقف می گردد بنابراین در زمان باز کردن قالب مشاهده می کنیم که بتن به راحتی خورد می شود به علت اینکه خمیر سیمان تشکیل نشده است.
باید کاملا توجه داشت که استفاده از ضد یخ تنها از یخ زدن رطوبت درونی بتن جلوگیری می کند.اگر بتن ریخته شده پس از عملیات بتن ریزی به حال خود رها شود ، رطوبت درون آن یخ نمی زند اما چون دمای آن کمتر از ۵+ درجه سانتیگراد است واکنش شیمیایی سیمان و آب بسیار کند می شود و به همین خاطر بتن ضایع می گردد و دارای مقاومت خیلی کمی خواهد شد.
پس در زمستان در هر شرایطی باید پس از بتن ریزی نیبت به عمل آوری بتن مبادرت ورزید نکته مهم دیگر اینکه چون هوای سرد نسبت به هوای گرم دارای رطوبت کمتری است بتن های ریخته شده در شرایط محیطی سرد به ، عمل آوری و مراقبت بیشتری نیازمند است.
ضد یخی برای بتن مناسب می باشد که علاوه بر کاهش نقطه انجماد آب اضافی داخل بتن به عنوان یک تسزیع کننده در گیرش و رشد مقاومت سنین اولیه بتن عمل نماید.حال باید توجه نمود در پروژه هایی که در زمان بهره برداری امکان خوردگی وجود دارد و یا بتن هایی که پیش تنیده هستند و یا در آنها از آلومینیوم و گالوانیزه استفاده شده است و یا بتن هایی که در تماس با آب یا خاک سولفاته هستند و یا بتن هایی که سنگدانه های آنها مستعد واکنش قلیایی هستند به هیچ وحه از ضد یخ های کلر دار استفاده نکنید. بلکه از ضد یخ هایی استفاده نمایید که بر پایه دیگر مواد (نیترات) ساخته شده باشد.
حال برای اینکه بتوانیم در زمستان بتن ریزی مناسب و مطمئنی داشته باشیم بهتر است که نکات زیر را رعایت کنیم:
امید است با توجه و رعایت نکات ذکر شده هیچ گاه پروژه ای بر اثر سرما و یخ زدگی در زمستان تعطیل نگردد.
۱-میانگین دمای هوای شبانه روز کمتر از ۵+ درجه سانتیگراد باشد.(منظور از میانگین دمای هوای شبانه روز ، میانگین حداقل و حداکثر دما در طول ۲۴ ساعت می باشد.)
۲-در نیمی از ساعات شبانه روز دمای هوا از۱۰+ درجه سانتیگراد بالاتر نرود.
۱-استفاده از سیمان با مقاومت زودرس
۲-استفاده از ضد یخ مناسب
۳-سطوح قالب ها و آرماتور ها را از یخ و برف بزدایید و در صورت لزوم آنها را گرم نمایید تا حداقل دمای ۲+ درجه سانتیگراد را داشته باشد.
۴-در درجه حرارت ۵+ و بالاتر پس از استفاده از مواد ضد یخ ، بتن را کاملا با استفاده از پوشاننده های مناسب (برزنت،نایلن،…) بپوشانید و محیط را گرم نگهدارید تا در شب هنگامی که هوای گرم فرا می رسد بتن دچار ترک خوردگی نشود.
۵-در شرایط دمایی زیر ۵+ با گرم کردن سنگدانه ها ، قالبها و آب(به ترتیب) دمای بتن را در حین کار بالای ۵+ درجه نگهداشته و سپس بتن را با پوشش مناسب گرم نگهدارید.
۶-مصالح مصرفی جهت ساخت بتن را در معزض وزش باد و هوای سرد قرار ندهید.
از دیگر خصوصیات مهم بتن مقاومت آن می باشد که به عوامل زیر بستگی دارد:
میزان آب در بتن معمولاً با نسبت وزنی آب به سیمان (W/C) نشان داه می شود که W معرف وزن آب و C معرف وزن سیمان است. به صورت یک اصل باید حتی المقدور، نسبت W/C کم انتخاب شود.
قسمتی از آبی که در ساخت بتن مصرف می شود (حدود ۲۵ درصد وزنی سیمان)، جذب ذرات سیمان شده و در واکنش های شیمیایی (هیدراسیون) به کار گرفته می شود. اما عملاً ساخت بتنی با W/C = 0.25 امکان پذیر نیست، زیرا چنین بتنی به اندازه ای سفت است که کار کردن با آن میسر نیست. به همین جهت باید W/C را تا آنجا افزایش داد که به سهولت بتوان با بتن کار کرد. لذا نسبت آب به سیمان در بتن را تا ۰٫۴ الی ۰٫۶ افزایش می دهند. اما در همین محدوده باز هم هر چه W/C را کمتر در نظر بگیرند، بهتر خواهد بود. زیرا مازاد آب که در واکنش شیمیایی شرکت نمی کند، جا اشغال کرده و نهایتاً در بتن محبوس می شود و یا تبخیر شده و فضای خالی ایجاد می کند، یعنی در هر حال از حجم مفید بتن می کاهد
۱-افزایش مقاومت فشاری و کششی بتن
۲-افزایش خاصیت آب بندی در بتن (زیرا هر چه آب کمتری مصرف شده باشد، فضای خالی کمتری در بتن ایجاد شده و در نتیجه روزنه های کمتری برای عبور آب وجود خواهد داشت.)
۳-کاهش جذب آب (به دلیل محدودتر شدن فضاهای خالی)
۴-پیوستگی بهتر بین لایه های متوالی در بتن ریزی
۵-افزایش چسبندگی بین میلگرد و بتن (چون سطح تماس میلگرد و بتن بیشتر خواهد بود.)
۶-افزایش مقاومت در مقابل شرایط جوی نامساعد (تر و خشک شدن های متوالی و سرد و گرم شدن های متوالی
کاهش میزان افت.)
۷-کاهش میزان خزش
۸-کاهش امکان آب انداختن بتن
۹-کاهش امکان جدا شدن دانه ها
انواع سیمان پرتلند و کاربرد آنها:
در شرایط مساوی و هنگام ساخت بتن با مصالح سنگی مشخص،اسلامپ،تراکم و مقاومت بتن تابعی از میزان سیمان و نوع آن است.
انتخاب مصالح سنگی با دانه بندی پیوسته و حداکثر قطر دانه ها از عوامل مهم به دست آوردن مقاومت نهایی است.دانه بندی پیوسته با حداکثر قطر شن درشتر دارای فضای خالی کمتری از دانه بندی پیوسته با حداکثر قطر شن کوچکتر است.نتیجه می شود که دانه بندی مصالح سنگی که قطر شن آن بزرگتر است نیاز کمتری به ملات سیمان برای پر نمودن فضای خالی بین مصالح را دارد.از این رو برای دستیابی به مقامت بیشتر باید قطر حداکثر شن مصرفی با توجه به نسبت آب به سیمان ثابت،کمتر اختیار شود و علاوه بر آن قطر حداکثر مصالح مصرفی باید کوچکتراز ارقام حاصله زیر باشد.
کوچکتر از فاصله بین سطوح متقابل قالبها
ضخامت دال بتن
حداقل فاصله داخل به داخل میل گردها
نوع و میزان مواد افزودنی اثر قابل توجهی در مقاومت نهایی بتن دارند.عدم دقت در به کار بردن این مواد از نظر نوع و میزان،نه تنها به بهبود کیفیت بتن و نهایتا مقاومت آن کمک نمی کندبلکه صدمات غیر فابل جبرانی را به همراه دارد.
نفوذ ناپذیری بتن یکی دیگر از خصوصیات یتن می باشد که به عوامل زیر بستگی دارد:
توصیه می شود حتی الامکان نسبت آب به سیمان از %۴۵ کمتر اختیار شود.
در این حالت خمیر سیمان دارای حداقل سوراخهای آب گذر خواهد بود.
در شرایط مساوی چنانچه نسبت آب به سیمان از۴۵% به ۸۰% افزایش یابد ضریب نفوذپذیری بتن ۱۰۰برابر افزایش می یابد.
نسبت دقیق اختلاط مصالح سنگی،مقدار آب و سیمان و نیز حداکثر قطر دانه ها باید با توجه به نوع سازه مشخص شود.
ریختن و عمل آوری بتن در قالب و مراقبت ار آن نقش بسیار مهمی در ساخت بتن توپر با ضریب نفوذناپذیری کم خواهد داشت.
در صورتی که نسبتهای اختلاط در مشخصات فنی ذکر نشده باشد می توان در مواردی که میزان بتن مصرفی کم باشد از جدول تقریبی زیر استفاده نمود.که این جدول نسیتهای تقریبی اختلاط برای یک متر مکعب بتن نشان می دهد.
۹۳۰