بتن ریزی حجیم

 

1- روش های اجرای بتن حجیم

الف – روش بتن ریزی سنتی و معمولی

ب- روش بتن غلتکی RCC (Roller Compacted Concrete)

ج- روش سنگدانه پیش آکنده PAC (Preplaced Aggregate Concrete)

 

2- روش های کنترل گرمازایی و سرعت گرما زائی در بتن حجیم و جلوگیری از افزایش دما

2-1- بکارگیری سیمان های کم حرارت  (نوع II و IV و V) و سیمان های آمیخته پرتلند پوزولانی و سرباره ای

2-2- بکارگیری مواد افزودنی کندگیر کننده ـ مصرف سیمان بیات

2-3- کاهش دمای بتن (پیش تبرید) و حفظ خنکی در طول عملیات بتن ریزی

2-4- کاهش مقدار  سیمان در هر متر مکعب بتن

2-4-1- بکار گیری مقاومت کمتر  تا حد امکان و افزایش سن مقاومت مشخصه طراحی

2-4-2- کاهش آب آزاد  بتن

                2-4-2-1- کاهش اسلامپ بتن تا حد امکان

                2-4-2-2- بکار گیری دانه بندی و شکل مناسب سنگدانه ها

                2-4-2-3- افزایش حداکثر اندازه سنگدانه ها

                2-4-2-4- بکارگیری مواد روان کننده و کاهش دهنده آب

                2-4-2-5- بکار گیری پوزولان های کاهش دهنده آب

2-4-3- جایگزینی پوزولان ها به جای سیمان

2-4-4- کاهش انحراف معیار ساخت بتن برای کاهش مقاومت میانگین طرح اختلاط (در صورت کنترل W/C توسط مقاومت)

2-4-5- بکارگیری مواد حباب زا برای افزایش دوام و نفوذ ناپذیری و کنترل طرح توسط مقاومت

2-5- خروج گرما از بتن (پس تبرید)

 

3- اصول انبار کردن مصالح بتن حجیم

3-1- اصول انبار سنگدانه  در بتن حجیم

                3-1-1- رعایت اصل عدم جدایی و محدودیت    برای d_max  > 20 mm

                3-1-2- رعایت تک اندازه بودن سنگدانه ها برای دستیابی سریعتر به دانه بندی مطلوب

                3-1-3- رعایت یکنواختی رطوبت در سنگدانه

                3-1-4- رعایت جلوگیری از افزایش دما در سنگدانه (جلوگیری از تابش آفتاب) و پوشش سنگدانه ها به ویژه در ماسه

                3-1-5- دپو از بالا و مصرف از پایین توسط قیف، گالری و تسمه نقاله

                3-1-6- جلوگیری از آلوده شدن سنگدانه ها به گل و لای

                3-1-7- دنبال هم قرار دادن دپو سنگدانه ها به تعدادی که با ظرفیت سیلوی موقت بتن ساز مرکزی و قدرت حمل تسمه نقاله ها جور در آید.

3-2- اصول انبار سیمان و مواد چسباننده کمکی در بتن حجیم

                3-2-1- حفظ خنکی و جلوگیری از گرم شدن سیمان با دو جداره کردن، رنگ روشن و چرخش آب خنک یا هوای خنک در جداره خارجی

                3-2-2- عدم حمل سیمان داغ به کارگاه و یا نگهداری دراز مدت آن برای کاهش دما

                3-2-3- بیات کردن سیمان تازه و مصرف سیمان بین 15 تا 30 روز پس از تولید (در مورد سایر مواد کمکی چسباننده موردی ندارد) ـ بیات کردن عمدی با ایجاد جریان هوا

            3-2-4- پیش بینی سیلوی لازم برای سیمان با توجه به حجم مصرف و بیات کردن

3-3- اصول انبار کردن آب

                3-3-1- ایجاد ظرفیت لازم

            3-3-2- حفظ خنکی و جلوگیری از گرم شدن (منبع زمینی یا عایق بندی و …)

3-4- اصول انبار کردن یخ

                3-4-1- ایجاد ظرفیت لازم

                3-4-2- عایق بندی و جلوگیری از بالا رفتن دما و حفظ دمای زیر صفر

3-5- اصول انبار کردن افزودنی ها

                3-5-1- ایجاد فضای سرپوشیده و نسبتا خنک ـ  جلوگیری از تابش آفتاب به ویژه برای مواد آلی (روان کننده ها،               حباب زاها و کندگیرکننده ها)

 

4- اصول اختلاط و کنترل W/C، اسلامپ و دما

4-1- اصول توزین مصالح و کنترل رطوبت و ریختن در مخلوط کن

                4-1-1- رعایت رواداری توزین (سیمان % 1 ±  یا 1 ±  ظرفیت باسکول هرکدام بزرگتر است، آب % 1 ± ،  سنگدانه تجمعی    % 1 ±  و افزودنی % 1 ± یا 30 ± میلی لیتر هر کدام بزرگتر است)

                4-1-2- تعیین رطوبت سنگدانه ها

                4-1-3- اصلاح مقدار سنگدانه های مرطوب و تعیین آب مصرفی

                4-1-4- تأمین سیستم اندازه گیری برای مواد پوزولانی به صورت وزنی،  افزودنی های شیمیایی به صورت وزنی یا حجمی و یخ به صورت وزنی

                4-1-5- تأمین سیستم اتوماتیک برای کنترل رطوبت و محاسبه مقدار مواد مصرفی و عدم استفاده از سیستم های زمانی

            4-1-6- رعایت آرایش شوت و قیف های ریختن مصالح در دیگ اختلاط برای بهبود و تسریع اختلاط

4-2- اصول اختلاط

                4-2-1- تأمین حجم دیگ مورد نیاز با توجه به بتن لازم در هر ساعت با عنایت به زمان لازم برای تهیه یک نوبت بتن               (حداقل 5/1 و حداکثر 9 متر مکعب) ـ استفاده از چند دیگ  در یک سیستم  (ترجیحاً 4 دیگ)

                4-2-2- استفاده از سیستم پره های اختلاط مناسب در حالت دیگ ثابت و متحرک (در دیگ متحرک پره متصل به بدنه و در دیگ ثابت، پره های نوع توربینی به ویژه برای سنگدانه های بزرگتر از 75 میلی متر) ـ استفاده از اختلاط پیوسته برای سنگدانه تا 100 میلی متر

                4-2-3- تأمین سیستم پاشش آب در دیگ برای کاهش زمان اختلاط

                4-2-4- در ACI تامین حداقل زمان اختلاط 80 ثانیه برای ³m1  اول و 20 ثانیه برای هر متر مکعب اضافی (در USBR حدود 5/1 دقیقه برای³m5/1  اولیه و 40 ثانیه برای هر متر مکعب اضافی) مگر اینکه بتوان همگنی را ثابت کرد.

                4-2-5- تأمین دید بتن داخل دیگ برای کنترل اسلامپ و به نوعی کنترل نسبت آب به سیمان

                4-2-6- عدم وجود یخ در پایان اختلاط  

                4-2-7- کنترل دما در مخلوط کن و استفاده از ازت مایع در صورت لزوم و اصلاح دمای اجزاء بتن برای ساخت بعدی

 

5- پیش تبرید مصالح و بتن و کنترل دما

5-1- خنک سازی سنگدانه

            5-1-1- با آب پاشی سنگدانه و تبخیر  (به ویژه شن)

            5-1-2- دمیدن هوای خنک بر سطح سنگدانه ها (به ویژه شن)

                5-1-3- ایجاد خلأ نسبی و تسریع در تبخیر (در مورد شن و ماسه)

                5-1-4- پاشیدن آب خنک بر سطح سنگدانه ها

                5-1-5- غرقاب کردن سنگدانه ها در آب خنک (به ویژه در مورد شن)

            5-1-6- شستن ماسه ها با آب خنک

5-2- خنک سازی سیمان و پوزولان ها

                5-2-1- ایجاد تماس بین سیمان و هوای خنک در محفظه بسته

                5-2-2- عبور سیمان از استوانه خنک شده توسط آب خنک

5-3- خنک سازی آب مصرفی

            5-3-1- خنک کردن آب در سردخانه

                5-3-2- خنک کردن آب با ریختن یخ در آب

                5-3-3- جایگزینی بخشی از آب با یخ

                5-3-4- مصرف یخ به جای کل آب مصرفی

            5-3-5- خنک سازی آب با تزریق ازت مایع

5-4- خنک سازی بتن در دیگ اختلاط (به میزان محدود)

                5-4-1- خنک سازی دیگ ثابت

                5-4-2- تزریق ازت مایع به بتن داخل دیگ

 

 

6- اصول حمل، ریختن و تراکم بتن حجیم

6-1- اصول حمل بتن

                6-1-1- عدم چرخاندن بتن در طول حمل برای حفظ خنکی

            6-1-2- عایق بودن بدنه وسایل حمل و پوشش بتن

                6-1-3- سرعت بخشیدن به حمل و بالا بردن حجم حمل در هر ساعت با انتخاب وسیله مناسب با حجم مطلوب و تناسب وسایل حمل با یکدیگر

                6-1-4- سعی در حفظ همگنی و عدم جدایی به ویژه در بکارگیری دو وسیله حمل در طول حمل

            6-1-5- حمل بتن با حفظ دمای لازم در پایان حمل

 

(T_i دمای بتن ریزی، T_f دمای نهائی تعادل بتن، C ظرفیت کرنش بر حسب ملیونیم، e_t ضریب انبساط حرارتی بر حسب ملیونیم برای هر درجه، R درجه قید به صورت درصد و Dt افزایش دمای اولیه بتن)

6-2- اصول ریختن بتن حجیم

                6-2-1- حفظ همگنی در تخلیه بتن و پخش آن و حمل توده به صورت یکجا

                6-2-2- ریختن بتن با دمای مورد نظر

                6-2-3- ایجاد سرعت در کار ریختن و پخش بتن برای حفظ خنکی و ایجاد پیوستگی در لایه ها و عدم ایجاد درز سرد

                6-2-4- روش بتن ریزی پله ای برای حفظ خنکی و تماس کمتر بتن با هوای مجاور و کاهش زمان تابش آفتاب  بر سطح بتن

                6-2-5- انتخاب ضخامت لایه مناسب با توجه به محدودیت ها (اسلامپ، قدرت ویبراتور، حداکثر اندازه سنگدانه و ارتفاع لیفت)

6-3- اصول تراکم بتن حجیم

                6-3-1- انتخاب وسیله مناسب تراکمی (قطر ویبراتور خرطومی 3 تا 6 اینچ)

                6-3-2- انتخاب تعداد لازم ویبراتور برای تراکم حجم بتن مورد نظر در هر ساعت

            6-3-3- تعیین فاصله نقاط فرو بردن ویبراتور (5/1 برابر شعاع اثر ویبراتور)

            6-3-4- انجام عمل تراکم در حد مطلوب و عدم ایجاد جدائی مواد در اثر تراکم بیش از حد و یا باقی ماندن هوا در بتن

                6-3-5- ایجاد پیوستگی بین دو لایه با فرو بردن ویبراتور در لایه زیرین

                6-3-6- آرام بیرون کشیدن ویبراتور و عدم ایجاد حفره در بتن

 

7- اصول پرداخت، نگهداری و عمل آوری بتن حجیم

7-1- اصول پرداخت سطح بتن

                7-1-1- عدم نیاز به پرداخت خاص در سطح بتن حجیم با توجه به آماده سازی بعدی درز اجرایی افقی و کفایت شمشه گیری سطح

                7-1-2- آب نینداختن بتن با توجه به اسلامپ کم بتن حجیم

                7-1-3- ایجاد شیار و یا زبر کردن سطح بتن

7-2- نگهداری و عمل آوری بتن حجیم

                7-2-1- نگهداری رطوبتی بتن با آبرسانی به آن (آب پاشی مکرر ‌‌و یا ایجاد لایه جاذب مرطوب و یا جلوگیری از  تبخیر آب)

                7-2-2- طویل المدت بودن نگهداری رطوبتی بتن حجیم به ویژه با وجود پوزولان ها، کندگیر کننده ها و سیمان های            کم حرارت و دیرگیر

                7-2-3- اهمیت نگهداری رطوبتی برای کاهش جمع شدگی و ترک خوردگی

                7-2-4- ایجاد دمای یکنواخت و نزدیک تر به دمای بخش های مرکزی در سطح بتن برای کاهش تنش حرارتی

                7-2-5- جلوگیری از ایجاد شوک حرارتی به ویژه با قالب برداری سریع در هوای سرد به ویژه در بتن جوان (با مقاومت  کمتر از Mpa 7)

 

8- پس تبرید

8-1- طراحی سیستم پس تبرید برای خروج گرما از بتن و کاهش دما (عدم افزایش دما)

8-2- نصب لوله های پس تبرید

8-3- چرخش آب خنک در لوله ها پس از بتن ریزی

8-4- خنک کردن مجدد آب برگشتی

8-5- کنترل دمای آب برگشتی و ختم چرخش آب در صورت عدم افزایش دمای آب تا حد پیش بینی نشده

 

9- اصول طرح اختلاط بتن حجیم و کنترل مصالح قبل از اجرا

9-1- کنترل سنگدانه ها و تعیین خواص آنها (دانه بندی، چگالی و جذب آب، درصد شکستگی، تعیین افت وزنی در آزمایش دوام به کمک سولفات منیزیم یا سدیم، واکنش زایی با قلیایی ها، تعیین مواد زیان آور، تعیین عدد سایش و دیگر ویژگی های مکانیکی، ظرفیت گرمایی سنگدانه، قابلیت پخش و هدایت حرارتی سنگدانه ها، ضریب انبساط حرارتی سنگدانه ها)

9-2- کنترل کیفی سیمان و مواد چسباننده کمکی و تعیین خواص آن ها به ویژه گرمازایی

9-3- کنترل کیفی آب

9-4- کنترل کیفی مواد افزودنی شیمیایی

9-5- تعیین محدودیت ها و خواسته ها (مقاومت مشخصه در شن مورد نظر، مقاومت میانگین طرح اختلاط، اسلامپ، دانه بندی و بافت بتن، جمع شدگی، گرمازایی و سرعت گرمازایی، دوام در برابر سولفات ها و شرایط محیطی، مدول الاستیسیته و ضریب پواسون، حداقل و حداکثر سیمان مجاز و حداکثر نسبت آب به سیمان مجاز، مقدار حباب هوای لازم و نفوذپذیری، خصوصیات برشی و خزش)

9-6- تهیه طرح اختلاط اولیه با توجه به محدودیت ها و خواسته ها به کمک یک روش شناخته شده

9-7- ساخت مخلوط آزمون و کنترل خواص بتن و مقایسه آن با مقادیر مطلوب

9-8- حک و اصلاح طرح مخلوط برای دستیابی به ویژگی های مطلوب

9-9- ساخت مخلوط طراحی شده نهائی و تعیین خواص بتن

9-10- تعیین نسبت مقاومت ها در سنین مختلف، تعیین نسبت مقاومت بتن معمولی با بتن گذشته از الک    5/1 اینچ، تعیین اسلامپ بتن معمولی و بتن گذشته از الک 5/1 اینچ

9-11- تعیین زمان گیرش در دمای مورد نظر برای ریختن بتن

9-12- تعیین خواص حرارتی بتن مورد نظر

 

 

10- کنترل مصالح و بتن در حین اجرا

10-1- کنترل سنگدانه ها

10-2- کنترل سیمان و مواد چسباننده

10-3- کنترل آب

10-4- کنترل مواد افزودنی

10-5- کنترل اسلامپ بتن، دمای بتن پس از ساخت و در هنگام ریختن ، تعیین مقدار حباب هوا  به صورت مدام

10-6- کنترل مقاومت در سنین مورد نظر یه ویژه روی نمونه های استاندارد به صورت مدام

10-7- کنترل نفوذپذیری، W/C و دانه بندی به صورت موردی

10-8- کنترل مدول E، خصوصیات برشی و خزش به صورت موردی

 

11- نکات مهم در طرح و اجرا

11-1- مشخص نمودن ارتفاع لیفت

11-2- مشخص کردن شرایط آماده سازی درز اجرائی قائم و افقی

11-3- فاصله زمانی ریختن لیفت ها در کنار هم و روی هم

11-4- تعیین دمای بتن ریزی و شرایط پس تبرید و …

11-5- تعیین سن مقاومت مشخصه و مقاومت مشخصه

11-6- تعیین نوع سیمان و درصد جایگزینی پوزولان و حداکثر مقدار سیمان

11-7- تعیین روش یا روش های پیش تبرید

11-8- تعیین طول هر بلوک و محل ایجاد درزها

11-9- تعیین حداکثر دمای افزایش دمای بتن در قطعه

11-10- پیش بینی ابزار دقیق و استفاده از آنها در اجرا و پس از آن