روش انبار کردن سنگدانه بتن در کارگاه

انبار کردن سنگدانه‌ها

از آنجاکه سه  چهارم حجم بتن را مصالح سنگی تشکیل می‌دهد، روش انبار کردن و نگهداری مصالح سنگی اهمیت زیادی دارد، یکی از مشکلاتی که در هنگام  انباشتن سنگدانه‌ها در کارگاه مشاهده می‌شود، جدا شدن ذرات دانه های سنگی است. مصالح سنگی دانه‌بندی شده ممکن است در هنگام عملیات انباشتن دچار عارضه جداشدگی دانه‌ها شوند. برای کنترل جداشدگی ذرات مصالح سنگی و به طور کلی انبار کردن صحیح سنگدانه‌ها موارد زیر باید رعایت گردد، همچنین شکل  4 ، روشهای صحیح و نادرست انبار کردن را نشان می‌دهد.

 

در هنگام انبار کردن سنگدانه‌ها موارد زیر باید رعایت گردد : 

 

1- برای اجتناب از جدا شدن ذرات نباید انباشته سنگدانه‌ها دارای ارتفاع زیاد باشد، زیرا دانه‌های بزرگتر جدا شده و به پایین  انتقال می‌یابند. بهترین روش برای انباشتن سنگدانه استفاده از کامیون است، به نحوی که تخلیه مصالح در کنار یکدیگر انجام پذیرد، تا بدین وسیله، انباشته‌های کوچک در مجاور هم ایجاد گردد. روش دیگر انباشتن سنگدانه، استفاده از کلامشل (چنگک) است که سنگدانه‌ها را در طبقات با لایه‌های مختلف انبار می‌کند.

 

2- عبور کامیون از بالای انباشته و تخلیه سنگدانه‌ها در انتهای آن مجاز نیست، زیرا سبب جدا شدن دانه‌ها می‌گردد. بهتر است لودر از کنار انباشته سنگدانه‌ها و از قسمت بالا به پایین، سنگدانه‌ها را برداشت نماید و تمام لایه‌های افقی به طور همزمان مورد استفاده قرار گیرند. به طور کلی کامیونها و لودرها نباید بر روی انباشته  رفت و آمد نمایند، زیرا نه تنها باعث شکستن سنگدانه‌ها می‌شوند، بلکه مواد مضر و آلوده را نیز به آن  منتقل می‌کنند.

 

3- سنگدانه‌ها باید  روی سطح زمین سخت و خشک انبار شوند. اگر چنین مکانی در کارگاه وجود ندارد، بهتر است که سنگدانه‌ها را بر روی سکوی بتنی به ضخامت 10 سانتیمتر ریخت.

 

4- بهترین روش برای اجتناب از تغییرات دانه‌بندی و جدا شدن دانه‌ها، انبار کردن سنگدانه‌ها در اندازه‌های مختلف به طور جداگانه می‌باشد. برای آنکه از مخلوط شدن اندازه‌های متفاوت سنگدانه‌ها جلوگیری شود، بهتراست در بین آنها دیوار جدا کننده ساخت.  شکل 5 ، نحوه صحیح نگهداری سنگدانه‌ها با دانه‌بندی مختلف را نشان می‌دهد. 

 

5- در کارگاه‌ها باید از انباشتن  سنگدانه‌ها به طور مستمر نمونه‌برداری شود و آزمایش دانه‌بندی انجام پذیرد تا از انطباق آنها با دانه‌بندی مورد نظر اطمینان حاصل گردد. در صورتی که دانه‌بندی سنگدانه‌ها با دانه‌بندی مورد نظر منطبق نباشد باید نسبت به اصلاح آن اقدام شود.

 

6- تغییر در مقدار رطوبت سنگدانه‌ها سبب تغییر مقدار کارایی در پیمانه‌های مختلف بتن می‌گردد. مقدار رطوبت سنگدانه‌ها باید به طور مستمر مورد آزمایش و اندازه‌گیری قرار بگیرد و در صورت لزوم نسبت به تغییر مقدار آب مخلوط و همچنین طرح اختلاط اقدام گردد. 

مجموعه کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ، سعی نموده است با بهره گیری از کارشناس و تجربیات چندین ساله ، فضایی علمی ، مشاوره و مهندسی در زمینه تکنولوژی های روز ، بازرگانی ، مهندسی و مقالات بتن  جهت دسترسی سریع ، آسان و کاربردی مهندسان ، اساتید ، کارفرمایان، کارخانجات بتن آماده ، کاخانجات بتن پیش ساخته و دانشجویان مرتبط با صنعت بتن فراهم آورد. شما می توانید با انتخاب و کلیک بر هریک از مباحث زیر به شرح موضع و کسب اطلاعات مورد نظر از طریق سایت به روز و کاربردی کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران دسترسی یابید :

افزودنی های بتن چیست ، انواع افزودنی های بتن ، لیست قیمت افزودنی های بتن ، روش مصرف افزودنی های بتن ، بتن ریزی در هوای سرد ، بتن ریزی در هوای گرم ، ترمیم بتن ، انواع روش های ترمیم بتن ، ترمیم بتن ترک خورده ، بتن گوگردی ، ترمیم کننده بتن ، چسب بتن چیست ، انواع چسب بتن ، چسب اپوکسی بتن چیست ، چسب های آب بندی بتن ، روان کننده بتن چیست ، انواع فوق روان کننده بتن ، قیمت انواع چسب بتن ، لیست قیمت چسب های بتن ، انواع روش کیورینگ بتن ، مواد کیورینگ بتن ، لیست قیمت کیورینگ بتن ، آب بندی بتن چیست ، انوع روش های آب بندی بتن ، آب بندی بتن به روش تزریق رزین پلی یورتان ، ماستیک پلی یورتان چیست ، لیست قیمت ماستیک های پلی یورتان ، ماستیک های سرد اجرا ، ماستیک های گرم اجرا ، ترمیم بتن یخ زده ، راهنمای طرح اختلاط بتن ،طرح مخلوط بتن چیست ، طرح اختلاط بتن سبک ، کرگیری بتن چیست ، آزمایش التراسونیک بتن ، آزمایش های غیرمخرب بتن ، انواع آزمایش های غیرمخرب بتن ، اسکن میلگرد و آرماتور، کاشت آرماتور در بتن چیست ، آزمایش گالواپالس چیست ، چسب کاشت آرماتور هیلتی ، خمیر کاشت بولت چیست ، لیست قیمت خمیر کاشت آرماتور و بولت ، روش اجرای گروت ریزی ، واتراستاپ بتن چیست ، انواع واتراستاپ بتن ، انتخاب واتراستاپ بتن ، واتراستاپ بنتونیتی ، واتراستاپ های هیدورفیلی چیست ، روش ترمیم بتن های ترک خورده ، سوپر روان کننده بتن ، لیست قیمت واتراستاپ بتن ، رنگ بتن ، بتن خودتراکم ، طرح اختلاط بتن خودتراکم ، بتن غلطکی چیست ، شرکت سیکا ، روش اجرای بتن غلطکی یا RCC ، آزمایش های بتن خود تراکم، روش آب بندی مخازن بتنی ، انواع افزودنی های بتن شرکت فسروک ، مواد افزودنی بتن شرکت آبادگران ،لیست قیمت واتراستاپ های هیدروفیلی ، کف پوش اپوکسی ، فاصله نگهدار یا اسپیسر بتن ، انواع گروت های شرکت آبادگران ، کف پوش پلی یورتان ، میکروسیلیس ، فوق روان کننده بتن ، ژل میکروسیلیس ، میکروسیلیس چیست، لیست قیمت ژل میکروسیلیس ،  اسپیسر بتن چیست ، روغن قالب چیست ، روش مقاوم سازی ساختمان ، مقاوم سازی ساختمان و ساز های بتنی با الیاف FRP ، گروت چیست ، گروت اپوکسی چیست ، لیست قیمت انواع گروت اپوکسی، الیاف پلی پروپیلن چیست ،پرداخت سطح بتن چیست ، بتن حجیم چیست ، روش ساخت بتن حجیم ، ترمیم ترک های بتن ، مقاوم سازی بتن ، خوردگی بتن در سواحل خلیج فارس ، التراسونیک بتن چیست بتن ترمی ، بتن پلیمری چیست،  بتن ریزی زیر تراز آب ، بتن گوگردی ، طرح اختلاط بتن گوگردی ، بتن پلیمری ، آزمایش هافسل بتن چیست ،روش انجام آزمایش پتانسیل خوردگی ، ابرروان کننده بتن چیست ، سوپر روان کننده بتن چیست ، میزان مصرف روان کننده بتن ، روش آب بندی استخر ، اسلامپ بتن چیست ، میزان روانی مجاز بتن ، زمان بازکردن قالب های بتن پس از بتن ریزی ، زمان حمل مجاز بتن ، روش ساخت و اجرای بتن در کارگاه ، عیار بتن چیست ، روش مصرف الیاف بتن PP ، بتن مگر چیست ، پوشش فایبرگلاس چیست ، انواع بتن های خاص ، بتن خاص چیست ، مواد آب بندی بتن ، آب بندی سازه های بتنی ، حداکثر زمان حمل بتن ، قالب لغزنده بتن ، بتن آماده ، گروت ساختمانی ، بتن پیش ساخته، عوامل موثر در کیفیت بتن آماده ، ضدیخ بتن ، انواع ضد یخ بتن ، قالب بندی بتن چیست ، روش قالب بندی بتن ، روش بتن ریزی خاص ، انواع مواد آب بندی سازه های بتنی ، روش های تراکم بتن ، روش های حمل بتن، روش های مقاوم سازی بتن ، مقاوم سازی بتن ، ضوابط پذیرش بتن کم مقاومت ، روش پرداخت سطح بتن ، انواع کف پوش های صنعتی بتن ، پوشش های ضد حریق ، فایرپروف بتن چیست ، فلای اش چیست ، روش اجرای آب بندی استخر ، نانو سیلیس چیست ، روش ترمیم بتن کرمو ، بتن اکسپوز چیست ، روش ساخت بتن اکسپوز ، ترمیم بتن اکسپوز ، افزودنی حباب زا چیست ، افزودنی دیرگیر بتن چیست ، افزودنی زودگیر بتن چیست ، منبسط کننده بتن چیست ، پنترون چیست ، پنکریت چیست ، پوشش نفوذگر چیست ، فایبرگلاس چیست ، پوشش آب بندی الاستومری چیست ، روش آب بندی با پوشش سوپر الاستومری ، درز اجرایی بتن چیست ، لیست قیمت افزودنی های بتن،  ترمیم کننده ویژه بتن، مصالح ترمیم بتن، روان ساز بتن ، جلوگیری از کرمو شدن بتن ،رنگ نمای بتن ، سوپر روان کننده بتن ، حداقل زمان کیورینگ و عمل آوری بتن ،  کیورینگ بتن با بخار ، دلیل جداشدگی بتن ، تست التراسونیک بتن چیست ، لیست قیمت گروت های شرکت فارس ایران ، لیست قیمت انواع گروت ، روش اجرای پوشش ضد حریق یا فایرپروف ،

افزودنی ضد یخ بتن چیست

مشاوره و فروش افزودنی ضد یخ بتن ، ضد یخ بتن ویژه بتن های مسلح ( فاقد کلراید ) و ضد یخ بتن ویژه ملات و بتن غیرمسلح
 
با سلام و شادباش ،  امروزه افزودنی های بتن نقش انکار ناپذیری در زمینه اجرا و دوام بتن و سازه های بتنی ایفا می کننده از جمله این افزودنی های بتن ، افزودنی زودگیر کننده بتن، روان کننده بتن، دیرگیر کننده بتن، آب بند کننده بتن ، حباب زای بتن، ضد یخ بتن و ... می باشد. این نوع افزودنی ها دارای انواع مختلفی می باشد که می تواند در موقعیت های اجرایی مختلف به کارگیرفته شود. از جمله این موارد می توان به  بتن ریزی حجیم ، بتن ریزی در هوای گرم، بتن ریزی در هوای سرد ، بتن های محافظت شده، بتن های آب بند ، بتن ضد سایش ، اجرای شاتکریت بتن ، کسب مقاومت سریع با هدف بازکردن سریعتر قالب ، کسب مقاومت سریع در هوای سرد و ... می باشد. در متن زیر به شرح انواع افزودنی بتن ، روش و میزان مصرف ، استاندارد ،محل مصرف ، سیستم عملکرد ، شیوه نگهداری و ... پرداخته شده است.
از جمله این افزودنی های بتن ، افزودنی ضد یخ بتن می باشد. ضد یخ بتن دارای انواع مختلفی است که به طور کلی به ضد یخ ویژه بتن مسلح ( بدون کلر) و ضد یخ ملات یا بتن غیرمسلح تقسیم می شود.
شما می توانید برای اخذ مشاوره در خصوص انواع افزودنی های بتن و نیز ضد یخ بتن  ، استعلام قیمت انواع ضد یخ بتن ، دریافت مشخصات فنی و نیز در صورت نیاز ثبت سفارش خرید ضد یخ بتن با بخش بازرگانی و فروش کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران تماس حاصل نماید.



مجموعه کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ، سعی نموده است با بهره گیری از کارشناس و تجربیات چندین ساله ، فضایی علمی ، مشاوره و مهندسی در زمینه تکنولوژی های روز ، بازرگانی ، مهندسی و مقالات بتن  جهت دسترسی سریع ، آسان و کاربردی مهندسان ، اساتید ، کارفرمایان، کارخانجات بتن آماده ، کاخانجات بتن پیش ساخته و دانشجویان مرتبط با صنعت بتن فراهم آورد. شما می توانید با انتخاب و کلیک بر هریک از مباحث زیر به شرح موضع و کسب اطلاعات مورد نظر از طریق سایت به روز و کاربردی کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران دسترسی یابید :

افزودنی های بتن چیست ، انواع افزودنی های بتن ، لیست قیمت افزودنی های بتن ، روش مصرف افزودنی های بتن ، بتن ریزی در هوای سرد ، بتن ریزی در هوای گرم ، ترمیم بتن ، انواع روش های ترمیم بتن ، ترمیم بتن ترک خورده ، بتن گوگردی ، ترمیم کننده بتن ، چسب بتن چیست ، انواع چسب بتن ، چسب اپوکسی بتن چیست ، چسب های آب بندی بتن ، روان کننده بتن چیست ، انواع فوق روان کننده بتن ، قیمت انواع چسب بتن ، لیست قیمت چسب های بتن ، انواع روش کیورینگ بتن ، مواد کیورینگ بتن ، لیست قیمت کیورینگ بتن ، آب بندی بتن چیست ، انوع روش های آب بندی بتن ، آب بندی بتن به روش تزریق رزین پلی یورتان ، ماستیک پلی یورتان چیست ، لیست قیمت ماستیک های پلی یورتان ، ماستیک های سرد اجرا ، ماستیک های گرم اجرا ، ترمیم بتن یخ زده ، راهنمای طرح اختلاط بتن ،طرح مخلوط بتن چیست ، طرح اختلاط بتن سبک ، کرگیری بتن چیست ، آزمایش التراسونیک بتن ، آزمایش های غیرمخرب بتن ، انواع آزمایش های غیرمخرب بتن ، اسکن میلگرد و آرماتور، کاشت آرماتور در بتن چیست ، آزمایش گالواپالس چیست ، چسب کاشت آرماتور هیلتی ، خمیر کاشت بولت چیست ، لیست قیمت خمیر کاشت آرماتور و بولت ، روش اجرای گروت ریزی ، واتراستاپ بتن چیست ، انواع واتراستاپ بتن ، انتخاب واتراستاپ بتن ، واتراستاپ بنتونیتی ، واتراستاپ های هیدورفیلی چیست ، روش ترمیم بتن های ترک خورده ، سوپر روان کننده بتن ، لیست قیمت واتراستاپ بتن ، رنگ بتن ، بتن خودتراکم ، طرح اختلاط بتن خودتراکم ، بتن غلطکی چیست ، شرکت سیکا ، روش اجرای بتن غلطکی یا RCC ، آزمایش های بتن خود تراکم، روش آب بندی مخازن بتنی ، انواع افزودنی های بتن شرکت فسروک ، مواد افزودنی بتن شرکت آبادگران ،لیست قیمت واتراستاپ های هیدروفیلی ، کف پوش اپوکسی ، فاصله نگهدار یا اسپیسر بتن ، انواع گروت های شرکت آبادگران ، کف پوش پلی یورتان ، میکروسیلیس ، فوق روان کننده بتن ، ژل میکروسیلیس ، میکروسیلیس چیست، لیست قیمت ژل میکروسیلیس ،  اسپیسر بتن چیست ، روغن قالب چیست ، روش مقاوم سازی ساختمان ، مقاوم سازی ساختمان و ساز های بتنی با الیاف FRP ، گروت چیست ، گروت اپوکسی چیست ، لیست قیمت انواع گروت اپوکسی، الیاف پلی پروپیلن چیست ،پرداخت سطح بتن چیست ، بتن حجیم چیست ، روش ساخت بتن حجیم ، ترمیم ترک های بتن ، مقاوم سازی بتن ، خوردگی بتن در سواحل خلیج فارس ، التراسونیک بتن چیست بتن ترمی ، بتن پلیمری چیست،  بتن ریزی زیر تراز آب ، بتن گوگردی ، طرح اختلاط بتن گوگردی ، بتن پلیمری ، آزمایش هافسل بتن چیست ،روش انجام آزمایش پتانسیل خوردگی ، ابرروان کننده بتن چیست ، سوپر روان کننده بتن چیست ، میزان مصرف روان کننده بتن ، روش آب بندی استخر ، اسلامپ بتن چیست ، میزان روانی مجاز بتن ، زمان بازکردن قالب های بتن پس از بتن ریزی ، زمان حمل مجاز بتن ، روش ساخت و اجرای بتن در کارگاه ، عیار بتن چیست ، روش مصرف الیاف بتن PP ، بتن مگر چیست ، پوشش فایبرگلاس چیست ، انواع بتن های خاص ، بتن خاص چیست ، مواد آب بندی بتن ، آب بندی سازه های بتنی ، حداکثر زمان حمل بتن ، قالب لغزنده بتن ، بتن آماده ، گروت ساختمانی ، بتن پیش ساخته، عوامل موثر در کیفیت بتن آماده ، ضدیخ بتن ، انواع ضد یخ بتن ، قالب بندی بتن چیست ، روش قالب بندی بتن ، روش بتن ریزی خاص ، انواع مواد آب بندی سازه های بتنی ، روش های تراکم بتن ، روش های حمل بتن، روش های مقاوم سازی بتن ، مقاوم سازی بتن ، ضوابط پذیرش بتن کم مقاومت ، روش پرداخت سطح بتن ، انواع کف پوش های صنعتی بتن ، پوشش های ضد حریق ، فایرپروف بتن چیست ، فلای اش چیست ، روش اجرای آب بندی استخر ، نانو سیلیس چیست ، روش ترمیم بتن کرمو ، بتن اکسپوز چیست ، روش ساخت بتن اکسپوز ، ترمیم بتن اکسپوز ، افزودنی حباب زا چیست ، افزودنی دیرگیر بتن چیست ، افزودنی زودگیر بتن چیست ، منبسط کننده بتن چیست ، پنترون چیست ، پنکریت چیست ، پوشش نفوذگر چیست ، فایبرگلاس چیست ، پوشش آب بندی الاستومری چیست ، روش آب بندی با پوشش سوپر الاستومری ، درز اجرایی بتن چیست ، لیست قیمت افزودنی های بتن،  ترمیم کننده ویژه بتن، مصالح ترمیم بتن، روان ساز بتن ، جلوگیری از کرمو شدن بتن ،رنگ نمای بتن ، سوپر روان کننده بتن ، حداقل زمان کیورینگ و عمل آوری بتن ،  کیورینگ بتن با بخار ، دلیل جداشدگی بتن ، تست التراسونیک بتن چیست ، لیست قیمت گروت های شرکت فارس ایران ، لیست قیمت انواع گروت ، روش اجرای پوشش ضد حریق یا فایرپروف ،

بتن گوگردی چیست

بتن گوگردی

راهنمای اختلاط و جایدهی بتن گوگردی در ساخت و اجرا

          بتن گوگردی مصالح نسبتاً جدیدی است، گرچه ظاهر آن در نهایت شبیه بتن معمولی می‌باشد اما ساخت، حمل، کاربرد و آزمایش آن متفاوت است. هدف این راهنما آشنائی مهندسین، پیمانکاران، سازندگان و مصرف کنندگان این بتن، کاربردها و کمک برای انتخاب مصالح، نسبت‌های اختلاط و خواص آن جهت استفاده بهینه بتن گوگردی است. بتن گوگردی مصالحی ترموپلاستیک است که با اختلاط سیمانهای گوگردی بصورت گرم با سنگدانه‌های معدنی ساخته می‌شود. بتن گوگردی سریعاً دراثر خنک شدن سخت می‌شود و کسب مقاومت می‌کند. اگر سنگدانه‌های مقاوم در برابر اسیدها و نمکها بکار رود بتن گوگردی پر مقاومت و بادوام می‌تواند تولید ‌شود و در مواردی که سایر بتن‌ها سریعاً از بین می‌روند بخوبی مصرف گردد. بتن گوگردی در محیط های قلیائی و اکسید کننده‌ها پایدار نیست اما در محیط‌های اسیدی و نمکها عملکرد عالی دارد.

          بتن‌های گوگردی اولیه که با گوگردهای اصلاح نشده ساخته می‌شوند از نظر دوام مشکل داشتند. حتی وقتی از مصالح مقاوم و بادوام برای تولید این بتن استفاده می‌شد، این بتن‌ها در زمان نسبتاً کوتاهی از بین می‌رفت و خراب می گشت. بهرحال با مصرف سیمانهای گوگردی اصلاح شده دوام بتن‌های گوگردی افزایش یافت و کاربرد آن را بعنوان مصالح ساختمانی امکان پذیر نمود. در این حالت این نوع بتن برخی خواص منحصر بفرد را به اثبات رسانده است که عبارتند از:

          الف – مقاومت زیاد و مقاومت در برابر خستگی

          ب – مقاومت عالی در برابر بیشتر اسیدها و نمکهای آنها

          ج – گیرش فوق‌العاده سریع و کسب مقاومت زود هنگام

          یکی از بیشترین کاربردهای بتن گوگردی، استفاده آن بعنوان کف های صنعتی است که در برابر مواد شدیداً خورنده قرار می‌گیرند.

1-2- تحقیقات اولیه

          مصرف گوگرد بعنوان عامل مذاب چسباننده به دوران ما قبل تاریخ بر می‌گردد. در قرن 17 میلادی از گوگرد برای اتصال فلزات در سنگ استفاده می‌شد و هنوز درامریکای لاتین استفاده‌های مشابه صورت می گیرد. پس از جنگ جهانی اول (1919) تقاضای گوگرد به ایجاد گنبدهای بزرگ گوگرد در نزدیک Matagorda تگزاس انجامید. این امر تولید گوگرد را درایالات متحده دوچندان نمود و به تولید مازاد منجر گردید.

          Bacom و Davis در 1921 گزارشی را در رابطه با مصارف گوگرد در مصالح ساختمانی و مصرف این ماده زائد و اضافی ارائه دادند. آنها بسیاری از افزودنی های (افزونه) پیشنهادی را برای اصلاح خواص گوگرد برای مصارف خاص آزمایش نمودند و دریافتند که اغلب آنها نامناسب می‌باشند. آنها متوجه شدند که مخلوط 60 درصد ماسه و 40 درصد گوگرد، مصالحی مقاوم در برابر اسید و با مقاومت عالی را بوجود می‌آورد.

          Kabbe در 1924 خواص ضد اسیدی مصالح ساخته شده از گوگرد و کک را گزارش نمود.

          Duecker در 1934 دریافت که مخلوط 60 درصد ماسه و 40 درصد گوگرد در چرخه‌های حرارتی افزایش حجم توأم با کاهش مقاومت خمشی را بوجود می‌آورد. وی قادر بود هر دو خاصیت افزایش حجم و کاهش مقاومت ناشی از چرخه های حرارتی را با استفاده از اصلاح گوگرد با یک پلی سولفاید اولفین کاهش دهد. مصرف افزونه های مختلف برای پایداری کردن هرچه بیشتر باعث شد تا بکارگیری بتن گوگردی در صنعت بیشتر شده و تحقیقات بیشتری برای بهبود محصولات گوگردی بعنوان ملاتها و پرکننده های مقاوم در برابر اسید به انجام رسد.

          Mckinney در 1940 روشهای آزمایش برای مصالح گوگردی را مطرح نمود که در انستیتو Mellon موفقیت آمیز شناخته شد. بیشتر این روشها در ASTM بعنوان آزمایش و مشخصات ملاتهای گوگردی ضد اسید مورد اقتباس قرار گرفتند.

          پیشرفتهائی در امکان اصلاح گوگرد و تولید محصولات با دوام‌تر، علاقه به تحقیقات را در فعالیت‌های تجاری بیشتر نمود. تحقیقات به دو دسته تقسیم شد که شامل بتن گوگردی و بتن گوگردی تزریقی بود. این گزارش عمدتاً برروی استفاده از بتن گوگردی متمرکز می‌شود زیرا بتن گوگردی تزریقی هنوز به مصارف گسترده و در مقیاس بزرگ و واقعی دست نیافته است.

 

1-3- تحقیقات اخیر در باره بتن گوگردی

          پیشرفت‌های عمده در توسعه و کاربرد بتن گوگردی در دهه اخیر (دهه 80) حاصل شد. تحقیقات حول این مسئله بنا شد که بتن گوگردی مصالح ساختمانی ماندگار و بادوام باشد و سیمانهای گوگردی بهبود یافته و طرح اختلاط بهتر برای تولید محصولات یکنواخت با روش عادی ساخته شود.

          در اواخر دهه 60، Daleو Ludwig روی ساختار سیستم گوگرد – سنگدانه کارکردند و به لزوم استفاده از سنگدانه خوب دانه‌بندی شده برای دستیابی به مقاومت بهینه اشاره نمودند.

          این تحقیقات بوسیله Crow و Bates دنبال شد و بتن گوگردی بازالتی پر مقاومت مورد بررسی قرار گرفت. اداره معادن وزارت کشور ایالات متحده وانستیتو گوگرد یک برنامه همکاری را در سال 1971 برای تحقیق و توسعه در زمینه مصارف جدید گوگرد شروع نمودند. تقریباً در همین زمان، مرکز فن آوری انرژی و مواد معدنی کانادا ( CANMET) و انجمن تحقیقات ملی (NCR) کانادا برنامه تحقیقات خاصی را درارتباط با بتن گوگردی شروع کردند. این کار با تحقیقات انجام شده در دانشگاه Calgaryدر آلبرتا Alberta کانادا دنبال شد.

          در 1973، انستیتو کاربرد گوگرد کانادا (SUDIC) با دولت فدرال کانادا و دولت محلی آلبرتا و تولید کنندگان گوگرد کانادا بطور مشترک سعی نمودند بازارهای جدید مصرف بری گوگردهای مازاد کانادا بوجود آمدند. در 1978 ، CANMET و SUDIC یک کنفرانس بین‌المللی را تدارک دیدند، در مورد مصرف گوگرد در ساخت و اجراء تبادل نظر گردد. همچنین دراین ایام، تعدادی محقق شامل McBee، Sullivan ، Malhotra ، Vroom، Yuan، Loov و همکاران ، Gregor و Hackl ، Diehl ، Lee و دیگران مقالات و گزارشهائی را با عناوین و اهداف و منظورهای گوناگون در مورد گوگرد و بتن گوگردی منتشر نمودند. همه این فعالیت ها به افزایش آگاهی در ارتباط با استعداد مصرف گوگرد بعنوان مصالح ساختمانی منجر گردید.

          با عنایت به اینکه بتن گوگردی با استفاده از گوگرد اصلاح نشده و اختلاط گرم با سنگدانه تهیه می‌شد، دوام محصول تولیدی یک مشکل محسوب می گردید. بتن گوگردی اصلاح نشده، وقتی در معرض یخ بندان و آبشدگی ، شرایط مرطوب یا غوطه‌وری در آب قرار می‌گرفت خراب می‌شد. هدف تحقیقات، تبین دلائلی خرابی این بتن‌های گوگردی و راهکارهای جلوگیری از این خرابی ها بود.

          وقتی سنگدانه و گوگرد اصلاح نشده گرم مخلوط شده در قالب ریخته و سرد می‌شود تا محصولات بتن گوگردی حاصل گردد، چسب گوگردی بهنگام سردشدن و فاصله گرفتن از حالت مایع، در ابتدا بعنوان گوگرد منوکلینیک (S_B) در  ^oc 114 تبلور می‌یابد و با کاهش حجم 7 درصدی همراه می گردد. با ادامه سرد شدن تا دمای کمتر از ^oc 96 ، S_B به گوگرد ارتورومبیک( ) تبدیل می‌شود که شکل پایدار گوگرد دردماهای محیط مجاور است. این تبدیل سریع انجام می‌شود و بطور کلی در کمتر از 24 ساعت بوقوع می‌پیوندد. از آنجا که شکل  متراکم‌تر و توپرتر از   می‌باشد، تنش زیادی در آن بواسطه جمع‌شدگی گوگرد جامد ایجاد می‌شود. بنابراین چسبنده گوگردی تحت تنش قرار می‌گیرد می‌تواند خراب شود. انبساط منشور ملات گوگرد و ماسه مثالی از خرابی یک محصول گوگردی بدلیل آزاد شدن تنش بوسیله چرخه حرارتی است که توسط Duecker مشاهده شده بود. لازم بود یک راه حل و وسیله اقتصادی برای اصلاح گوگرد برای تولید بتن گوگردی با دوام خوب مشخص گردد. در حالیکه افزونه‌های پلی سولفید اولیفینی در این رابطه مفید قلمداد شد، قیمت و هزینه آن مانعی در راه تولید بتن گوگردی در کارهای اجرائی در مقیاس واقعی بزرگ ایجاد می‌نمود.

          در 1973 اقدامی توسط Vroom با کمک و همکاری انجمن ملی و تحقیقات کانادا و Ortega از دانشگاه Mc Gill در Montreal کانادا صورت گرفت. در این رابطه گوگرد بوسیله واکنش با پلیمرهای هیدروکربن اولیفینی، اصلاح شد. همچنین روشن شد که یک واکنش مشابه، گوگرد محلول در پلیمر بدست می دهد. بتن گوگردی حاصله در ابتدا در Calgary واقع در Alberta و در سال 1975 برای مصارف تجاری تولید شد. اصلاح گوگرد با واکنش با دی سیکلوپنتادین (DCPD) بوسیله بسیاری از محققین مورد بررسی قرار گرفت. اما کاربرد آن در مصارف تجاری صنعتی محدود بود، زیرا واکنش بتن گوگرد و DCPD بصورت اکسوترمیک (exothermic) می‌باشد و نیاز به کنترل نزدیک و زیاد دارد. همچنین سیمان گوگردی اصلاح شده با DCPD هنگامیکه در معرض دمای زیاد (بیشتر از ^oc 140 ) قرار می‌گیرد ناپایدار می‌شود بطوریکه وقتی با سنگدانه داغ مخلوط می گردد ممکن است واکنش ناپایدار کننده‌ای را برای محصول گوگردی بوجود آورد و  به تبدیل شود. MCBee و Sullivan این مسئله را از طریق فرآیندی برای تهیه سیمان گوگردی اصلاح شده حل نمودند که در آن  به همان شکل پایدار بماند و در هنگام اختلاط به دمای موجود حساس نباشد. اینکار، واکنش کنترل شده سیکلوپنتادین (CPD) را بوجود آورد.

          پژوهشگران دیگر روشهائی را برای اصلاح گوگرد جهت ساخت بتن گوگردی گزارش نموده‌اند. این افراد عبارتند از : Leutner و Diehl با استفاده از DCPD ، Gillott و همکاران با استفاده از افزونه‌های Polyol و نفت خام ، Schneider و Simic با استفاده از DCPC یا یک گلیکول، Woo با استفاده از اسید فسفریک برای بهبود مقاومت در برابر یخبندان و آبشدگی و Nimer و Campbell با استفاده از ارگانوسیلان ( Organosilane) برای بهبود پایداری در برابر آب همچنین Gregor و Hackl کارهای آزمایشگاهی را برای محصولات بتن گوگردی اصلاح شده با DCPD گزارش نمودند، Bright و همکاران کارهائی برروی سیستمهای گوگردی اصلاح شده انجام دادند و Bordoli و Pierce برروی پایداری گوگرد اصلاح شده با DCPD کار نمودند.

          از 1976 محصولات تجاری و کاربرد بتن گوگردی مقاوم در برابر مواد خورنده بطور روزافزون بکار گرفته شد. بتن گوگردی بصورت پیش ساخته و درجا در کارهای صنعتی بکار رفت در حالیکه بتن معمولی قبلاً در این پروژه خراب شده بود و خوردگی در برابر اسید و نمکها را تحمل ننموده بود. مصرف این بتن‌ها عمدتاً در کف و دالهای روی زمین، جدول، دیوار و زهکش ترانشه، چاله‌های فاضلاب، مخازن، محفظه‌های الکترولیت، پمپ خانه، پایه‌ها، شالوده ها و لوله‌ها و اندود روکش بود. موارد مندرج در این گزارش نتیجه کاربرد این نوع بتن در کارهای صنعتی و تجاری و تجارت حاصله است.

 

1-4- مزایا و نکات مربوط به بتن گوگردی

          مزیت عمده بتن گوگردی، کاربرد آن بعنوان ماده با دوام ساختمانی و جایگزین بتن معمولی در نقاطی است که اسید و نمک در محیط مجاور آن می‌تواند باعث خرابی آن شود.

          چندین مزیت در بکارگیری بتن گوگردی برای عملیات اجرائی در محیط های خورنده اسیدی وجود دارد. اولین آنها عمر زیاد این نوع بتن‌ها نسبت به بتن معمولی در این شرایط است. مزایای دیگر بتن گوگردی، زمان سریع گیرش و کسب سریع مقاومت در سنین اولیه است. از آنجا که در کمتراز یک روز به درصد قابل توجهی از مقاومت نهائی دست می‌یابیم، می توان قالب ها را سریعاً برداشت و بدون زمان عمل‌آوری طولانی از این نوع بتن بهره‌برداری نمود. بطور کلی بتن گوگردی ویژگیهای مفید زیر را داراست:

1-  مقاومت‌های کششی، فشاری و خمشی و عمرخستگی بتن گوگردی بیشتراز بتن معمولی است شکل 1-4 رابطه مقاومت فشاری این دو نوع بتن را در مقایسه با هم نشان می دهد. سیمان پرتلند معمولی (نوع I ) به میزان  kg/m³ 350 و سنگدانه با حداکثر اندازه 38 میلی‌متر در بتن معمولی بکار رفته است.

2-  بتن گوگردی مقاومت عالی در برابر حمله بسیاری از اسیدها و نمکها و برخی محلولهای خیلی غلیظ از خود نشان می دهد.

3-     بتن گوگردی سریعاً می‌گیرد و به 70 تا 80 درصد مقاومت فشاری نهائی در مدت 24 ساعت می‌رسد.

4-     بتن گوگردی را می‌توان در تمام طول سال در سرمای شدید زیر صفر ریخت.

5-     نفوذپذیری بتن گوگردی در برابر آب بسیار کم است.

جابجائی اختلاط و استفاده از بتن گوگردی باید، احتیاط رعایت نکات ایمنی انجام گیرد. این گزارش جنبه کلی دارد و نمی‌تواند همه نکات و ملاحظات ایمنی را شامل می‌شود. محدوده دمای اختلاط 127 تا ^oc 141 می‌باشد تا گازهای مضر به حداقل برسد. تهویه کافی بهنگام اجرا و ملاحظات معمول و استاندارد برای حمل و نقل مواد داغ مایع مد نظر قرار گیرد(لباس و دستکش محافظ کامل، محافظ چشم و کلاه ایمنی). این ملاحظات ایمنی توسط « انجمن ملی ایمنی (NSC) » تدوین شده است. اگر دمای محیط از نقطه ذوب سیمان و بتن گوگردی بالاتر رود، بتن دچار کاهش شدید مقاومت شده و نرم و شل می گردد.

 

فصل دوم – راهنمای مصرف کننده بتن گوگردی در ساخت و اجرا

2-1- سنگدانه‌ها و گوگرد اصلاح شده

2-1-1- سیمان گوگردی اصلاح شده

                    از سال های دهه 1930 به این فکر افتادند تا پایائی و دوام گوگرد را در بتن افزایش و انبساط و انقباض را در اثر تغییرات دما کاهش دهند. سیمان‌های گوگردی اصلاح شدند تا پایداری و دوام را بهبود بخشد. چند روش جهت این هدف بکار گرفته شد. دو روش امروزه در امریکای شمالی برای تولید سیمانهای گوگردی بکار می‌رود که نامهای تجاری خاصی را داراست. روش اول بر پایه واکنش پلیمری گوگرد با یک اصلاح کننده شامل قسمتهای مساوی از سیکلو پنتادین اولیگومر و دی سیکلوپنتادین استوار است ( cyclopentodiene oligomer و dicyclopentodiene ) ترکیب و خواص سیمان گوگردی اصلاح شده روش اول به شرح زیر است:

          گوگرد، درصد وزنی 0/1 ± 0/95 درصد

          کربن ، درصد وزنی 5/0 ± 0/5 درصد

          هیدروژن درصد وزنی 05/0 ± 5/0 درصد

          چگالی در ^oc 25        02/0± 90/1

          لزجت در ^oc 135        100-25 سانتی پواز

                   در روش دوم گوگرد اصلاح شده تغلیظ شده با ترکیب و اختلاط گوگرد و پلیمرهای هیدروکربن اولیفینی مانند Escopol بدست می‌آید. این ماده غلیظ سپس در محل با گوگرد خالص به نسبت 1 به 10 وزنی مخلوط می‌شود. بتن حاصله از بکارگیری گوگرد اصلاح شده بدست آمده از روش دوم شامل ترکیب تقریبی زیر می‌باشد:

                   گوگرد

                   درصد وزنی 80

                   کربن، درصد وزنی 18

                   هیدروژن، درصد وزنی 2

                   هر دو روش گوگرد اصلاح شده‌ای با طول عمر نگهداری خیلی زیاد را در حالت جامد بدست می‌دهند. اگر این مواد درحالت مذاب نگهداری شوند، هر دو نوع گوگرد اصلاح شده (‌دو نوع اصلاح کننده )، واکنش را ادامه داده و بتن هائی نامرغوب را بوجود می‌آورند.

          در این حالت مصرف کننده باید توصیه های محدوده زمانی نگهداری ماده مذاب در حالت مایع را برای گوگرد اصلاح شده رعایت نماید. روشهای آزمایش برای سیمانهای گوگردی اصلاح شده در زیر از نظر می گذرد.

1-     گوگرد و کربن با احتراق سیمان گوگردی توسط یک آنالیز در کربن / گوگرد تعیین می‌شود.

2-     چگالی سیمان گوگردی طبق ASTM D70 در دمای ^oc 25 انجام می گردد.

3-  لزجت ماده سیمان گوگردی مذاب در دمای ^oc 135 با استفاده از یک لزجت سنج
 ( ویسکومتر) نوع دوکی شکل چرخان (Rotating Spindle-type Viscometer) مجهز به محفظه‌ای که با برق گرم شده و کنترل دما ( ترموستات) داشته باشد اندازه‌گیری می‌شود.

 

2-1-2- سنگدانه ها

          انتخاب کیفیت سنگدانه مناسب برای هر کاربرد در ساخت بتن گوگردی ضروری است. سنگدانه‌ها باید با مشخصات ASTM C33 از نظر دوام، تمیزی و میزان مواد زیان آور سازگار باشند. سنگدانه ها باید در برابر حملات شیمیائی مورد نظر در محیط بهره‌برداری مقاومباشند. مثلاً سنگدانه های کوارتزی برای محیط‌های اسیدی و نمکی مناسب هستند در حالیکه سنگدانه های آهکی فقط برای محیط‌های حاوی املاح کاربرد دارند و در محیط اسیدی دوام ندارند.

          سنگدانه‌های شکسته ( تیزگوشه) نسبت به سنگدانه گردگوشه بدلیل افزایش مقاومت بتن گوگردی ارجحیت دارند. سنگدانه‌ها باید ویژگیهای زیر را برآورده نمایند.

2-1-2-1- دانه‌بندی سنگدانه

          سنگدانه های دانه‌بندی شده باید در ساخت بتن گوگردی بکار رود تا مصرف سیمان گوگردی (چسباننده) را به حداقل رساند. سه بخش اندازه ای از سنگدانه معمولاً برای تولید بتن توپرومتراکم بکار می‌رود که عبارتند از :

          الف – سنگدانه درشت ( شن )

          ب – سنگدانه ریز ( ماسه )

          ج – پرکننده معدنی (‌ریزتراز 75% میلی متر)

          دانه‌بندی باید حداقل حفرات و فضای خالی را در سنگدانه‌های معدنی بدست دهد (VMA) . جدول 2-1-2-1 طبق ASTM D3515  ارائه شود و بعنوان یک راهنما برای دستیابی به حداقل خطرات در مخلوط می‌تواند بکار رود.

 

2-1-2-2- مقاومت در برابر خوردگی

          سنگدانه‌های بتن گوگردی در محیط‌های اسیدی نباید هیچ گونه جوشش و ترکیبی را در برابر اسید با غلظت مورد نظر در دمای خاص محیط نشان دهد. سنگدانه های بکار رفته در چنین محیطی نباید کاهش وزنی بیش از 2 درصد را در برابر اسید با غلظت مورد نظر دردمای ^oc  3 ± 60 در طی 24 ساعت از خود نشان دهد.

          سنگدانه‌ بتن گوگردی در محیط نمکی نباید واکنش و یا تجزیه شدگی را طی 24 در محلول مورد نظر و در دمای ^oc 30 ± 60 به نمایش گذارد.

جدول 2-1-2-1  محدوده دانه‌بندی توپو و متراکم سنگدانه (طبق ASTM D3515 )

حداکثراندازه ( م.م)   اندازه الک (م.م)	25	19	5/12	5/9
5/37	100
25	100-90	100
19		100-90	100
5/12	80-56		100-90	100
5/9		80-56		100-90
75/4	59-29	65-35	74-44	85-55
38/2	45-19	49-23	58-25	67-32
3/0	17-5	19-5	21-5	23-7
75%	7-1	8-2	10-2	10-2

7- الف

2-1-2-3- جذب آب سنگدانه

          سنگدانه های متخلخل و پوک نباید بکار رود. سنگدانه باید کاملاً نفوذناپذیر و مقاوم در برابر تنش‌های یخ بندان و آبشدگی باشد. حداکثر جذب آب سنگدانه درشت باید کمتر از 1 درصد و برای سنگدانه ریز کمتر از 2 درصد باشد ( آزمایش باید طبق ASTM C127 و ASTM C128  انجام گیرد).

 

2-2- آماده سازی مخلوط و آزمایش

2-2-1- آماده سازی مخلوط

          تولید بتن گوگردی بادوام و مقاوم در برابر خوردگی نیاز به کنترل کیفی همه اجزاء و مصالح مورد استفاده دارد. روشهای ساخت مناسب نیز برای اختلاط و اجرا ( ریختن ) در محل لازمست. پیمانکار باید قادر باشد نسبت‌ها و مقادیر هر یک از اجزاء مخلوط را دقیقاً کنترل و گزارش نماید.

 

2-2-1-1- خواص

          جدول 2-2-1-1 خواص بتن مورد نظر را یک روز پس از خنک شدن بدست می‌دهد.

 

جدول 2-2-1-1-  خواص بتن گوگردی پس از یک روز خنک شدن

ویژگی	حداقل مقاومت فشاری	حداقل مقاومت خمشی	حداقل مقاومت کششی شکافتی	حداکثر جذب آب یکروزه در آب	حفرات موجود	حداکثر ضریب انبساط حرارتی	مدول الاستیسته E	حداقل دوام در برابر یخ بندان و آبشدگی (کاهش مدول الاستیسته دینامیکی پس از 300 چرخه طبق ASTM C666-A
واحد	MPa	MPa	MPa	%	%	برایoc 1	GPa	%
مقدار	6/27	2/5	1/4	1/0	8-4	6- 10×15	6/27-7/20	60

* نحوه آزمایش در بخش 2-2-3-6 ارائه شده است.

 

2-2-2- نسبت‌های اختلاط

2-2-2-1- کلیات

          نسبت‌های مخلوط، مقادیر اجزاء بتن گوگردی شامل سنگدانه درشت، سنگدانه ریز، پرکننده‌های معدنی و سیمان گوگردی لازم برای دستیابی به کیفیت مطلوب و بالا می‌باشد. در این راهنما، واژه طرح مخلوط برای تعیین مخلوط بهینه با توجه به ملاحظات و روش های ارائه شده می‌باشد و نباید با طراحی سازه‌ای اشتباه گرفته شود.

          طرح مخلوط بتن گوگردی با بتن معمولی کاملاً متفاوت است. دانه‌بندی مخلوط سنگدانه باید طبق ASTM D3515 باشد که بتن کارآتری را در مقایسه با ویژگیهای ASTMC33 برای دانه‌بندی هر یک از سنگدانه‌ها بوجود می‌آورد.

          بهرحال مانند بتن معمولی و بتن قیری، طرح مخلوط بهینه بتن گوگردی با عنایت به خواص مورد نظر و کاربرد ویژه آن بدست می‌آید. طرحهای مخلوطی که دراینجا مورد توجه قرار می‌گیرد برای بتن‌های گوگردی است که در ساخت کف‌ها، شالوده‌ها، کف پوش ها، مخازن فاضلاب، دیواره‌ها و محفظه الکترولیت جهت استفاده در محیط های اسیدی و نمکی بکار می‌رود.

          روش کار طرح مخلوط بتن گوگردی با عنایت به نکات و خصوصیات زیر انجام می‌شود.

1-     مقاومت در برابر حمله بیشتر اسیدها و یا محلولهای نمکهای مختلف

2-     حداقل جذب آب

3-     مقاومت مکانیکی بیش از بتن معمولی و یا معادل آن

4-     سیالیت کافی برای ایجاد کارآئی خوب

5-     حداقل رساندن جمع شدگی در هنگام سخت شدن (انجماد )

 

2-2-2-2- سیمان گوگردی مورد نیاز

          مقدار سیمان گوگردی باید چنان تعیین شود که تعادلی مطلوب بین خواص مکانیکی، چگالی زیاد، جذب آب کم و کارآئی خوب حاصل گردد. جدول 2-2-2-2- الف محدوده مقادیر سیمان گوگردی را برای حداکثر اندازه سنگدانه با دانه‌بندی متراکم و توپر نشان می دهد. مخلوط باید چنان طرح شود که جذب آب بتن کمتر از 1/0 درصد وزن آن باشد.

 

جدول 2-2-2-2-الف -  محدوده میزان سیمان مورد نیاز در بتن گوگردی

حداکثر اندازه (م.م)	25	19	5/12	5/9	* 35/6	* 75/4
درصد وزنی سیمان گوگردی	15-12	16-13	17-14	19-16	20-17	22-19

*           این مقادیر در جدول اصلی نبوده است و مترجم آنرا اضافه نموده است.

جدول 2-2-2-ب شامل اطلاعات تشریحی در مورد خواص حاصله مخلوطهائی از بتن گوگردی است که با سنگدانه کوارتزی با دانه‌بندی توپر و متراکم و حداکثر اندازه 5/9 میلی‌متر و مقادیر متفاوت سیمان گوگردی ساخته شده است. با بکارگیری سنگدانه توپر و متراکم از نظر دانه بندی و سیمان گوگردی اصلاح شده، محدوده سیمان گوگردی با توجه به نوع، اندازه و دانه‌بندی سنگدانه تعیین می گردد. جداول 2-2-2-2-الف و 2-2-2-2-ب می تواند برای انتخاب مقادیر تقریبی حدود سیمان گوگردی در طرح مخلوط بکار رود. مقادیر و نسبت های واقعی طرح مخلوط ممکن است تا حد کمی بیرون از این محدوده واقع شود.

 

2-2-2-3- حفرات

          به دودلیل، حفرات بتن گوگردی مهم هستند. اول اینکه محلی برای آزاد کردن تنش ها می‌باشد و دوام مصالح را بهبود می‌بخشد و دوم آنکه وجود حفرات هوا باعث می‌شود میزان سیمان گوگردی مصرفی کاهش یابد وعمدتاً بعنوان چسب سطح سنگدانه ها را بپوشاند و نقش پرکننده ایفاد نکند و در نتیجه جمع شدگی ناشی از سردشدن چسب سیمانی را کاهش دهد. حفرات حاصله در هنگام اختلاط بصورت مجزا و نا پیوسته هستند و درزیر میکروسکپ نیز این ناپیوستگی مشاهده می‌شود. در نتیجه این حفرات باعث افزایش جذب آب بتن گوگردی نمی‌شوند. بطور کلی بین 4 تا 8 درصد حباب حبس شده در هنگام اختلاط بتن گوگردی بوجود می‌آید.

جدول 2-2-2-2-ب اطلاعات طرح مخلوط بتن گوگردی با استفاده از سنگدانه کوارتزی کوچکتر از 5/9 میلی‌متر و با دانه‌بندی توپر

درصد وزنی سنگدانه	90	5/87	85	5/82	80
درصد وزنی سیمان گوگردی	10	5/12	15	5/17	20
چگالی بتن گوگردی	209/2	297/2	370/2	372/2	365/2
حفرات و درصد حجمی هوای بتن	7/13	7/9	2/6	5/5	1/5
مقاومت فشاری * بتن MPa	4/20	1/42	8/50	4/51	0/45
درصد وزنی جذب آب بتن	06/1	54/0	07/0	02/0	01/0
کارآئی بتن گوگردی	نسبتاً خشک	نسبتاً خشک	سفت	سیال	سوپ مانند

*مقاومت فشاری مربوط به نمونه‌های استوانه‌ای است.

** برای هر طرح مخلوط با توجه به نوع سنگدانه، حداکثر اندازه و دانه‌بندی موجود باید این مقادیر بدست آید و این اطلاعات بعنوان راهنما منظور گردد.

 

2-2-3- آزمایش خواص بتن گوگردی

2-2-3-1- آماده سازی نمونه

     نمونه‌های آزمایشی بتن گوگردی باید با اختلاط مواد در دمای 132 تا ^oc 141 تهیه و در قالب‌های استاندارد ASTM طبق مشخصات قالب‌های فولادی  ASTMC31 ریخته شود. قالب ها می‌تواند تا دمای تقریبی ^oc 138 قبل از ریختن بتن گوگردی در آن داغ شود. مواد ریخته شده در قالب بایستی با میله 16 میلی متری داغ شده که سرآن گرد شده است متراکم گردد. نمونه‌ها در وضعیت قائم قرار گرفته تا سرد شود و به دمای اتاق برسد و سپس از قالب درآید. قبل از آزمایش، نمونه ها بمدت یک روز در دمای اتاق نگهداری و خنک می‌شود.

 

2-2-3-2- مقاومت فشاری

     تعیین مقاومت فشاری بتن طبق ASTM C39 یا ASTM C109 باید انجام شود. آزمونه‌ها نباید زودتر از 24 ساعت پس از قالب گیری مورد آزمایش قرار گیرد. در موارد خاص وقتی مقاومت زود هنگام مورد نظر است می‌توان آزمونه‌ها را در زمان کوتاهتری ( مثلاً چند ساعته ) تحت فشار قرارداد.

     بتن گوگردی در حدود 70 درصد مقاومت نهائی خود را ظرف چند ساعت پس از سرد شدن بدست می‌آورد و حدود 75 تا 85 درصد مقاومت نهائی را پس از 24 ساعت در دمای ^oc 20 کسب می‌نماید. مقاومت نهائی بتن گوگردی معمولاً پس از 180 روز در دمای ^oc 20 اندازه‌گیری می‌شود. آهنگ رشد مقاومت به دمای محیط و بتن در هنگام نگهداری بستگی دارد. در دمای بالاتر رشد مقاومت آهسته‌تر و در دمای کم سریعتر می‌باشد. در بتن‌های حجیم بتن گوگردی به آرامی خنک می‌شود و بدین دلیل مقاومت آن به کندی بالا می‌رود. اما در نهایت به همان مقاومت نهائی خود می‌رسد. این عوامل باید در نظر گرفته شود و مشخص شود آزمونه ها در چه سنی مورد آزمایش قرار گیرند.

 

2-2-3-3- مقاومت خمشی

     مقاومت خمشی بتن گوگردی طبق ASTMC78 انجام می‌گیرد.

 

2-2-3-4- مقاومت کششی شکافتی (برزیلی)

     این آزمایش نیز باید طبق ASTMC496 صورت گیرد.

 

2-2-3-5- حفرات

     میزان حفرات به دو روش زیر تعیین می‌شود:

1-  با تعیین چگالی بتن گوگردی طبق ASTMC642 می‌توان بصورت محاسباتی درصد هوا (حفرات) را با عنایت به اندازه‌گیری چگالی حاصله و چگالی محاسباتی مخلوط سنگدانه و سیمان گوگردی بدست آورد. تمیز بین حفرات مجزا و بهم پیوسته باید طبق ASTMC642 انجام می‌شود.

2-  با برش زنی و تعیین هوا بصورت میکروسکپی طبق ASTM C457 و با استفاده از روش پیمایش خطی Rosiwal می توان درصد هوا را بدست آورد.

 

2-2-3-6- جذب آب

          بتن گوگردی ابتدا بصورت خشک اولیه وزن می‌شود و سپس به مدت 24 ساعت در آب ^oc 20 غوطه‌ور می‌شود. سپس اطراف آن با پارچه‌ جاذب خشک می‌شود و مجدداً توزین می گردد. درصد جذب آب طبق رابطه زیر محاسبه می‌شود:                                                    

A درصد وزنی جذب آب ، B وزن نمونه خشک و C وزن نمونه اشباع با سطح خشک پس از غوطه‌وری می‌باشد. آزمونه های استوانه ای 152× 76 میلی‌متر در این آزمایش بکار می‌رود.

 

2-2-3-7- ضریب انبساط حرارتی

          ضریب انبساط حرارتی خطی بتن گوگردی به کمک آزمونه های منشوری 25×13×13 میلی‌متری که از پریدن نمونه استوانه ای 152×76 میلی متری حاصل می‌گردد تعیین می‌شود. انبساط در محدوده دمای 25 تا ^oc 100 اندازه‌گیری می گردد که با آهنگ ثابت به میزان ^oc  1/0 ± 3 در هر دقیقه بالا می‌رود. در این حالت حداکثر اندازه سنگدانه به 5/9 میلی متر محدود می‌شود.

 

2-2-3-8- دوام در برابر یخ بندان و آبشدگی

          اندازه‌گیری دوام در برابر یخ بندان و آبشدگی طبق روش A دستورالعمل ASTMC666 با عنوان « یخ بندان و آبشدگی سریع در آب » برروی منشورهای بتنی 356×76×76 میلی‌متری انجام می‌شود. آزمایش تعیین مدول ارتجاعی دینامیکی نیز طبق ASTM C215 به انجام می‌رسد.

 

2-2-3-9- مدول ارتجاعی

          مدول ارتجاعی طبق ASTM C469 و برروی استوانه 152×76 میلی متری انجام می گردد.

 

2-2-3-10- دانه‌بندی سنگدانه بتن

          نمونه استوانه ای بتن گوگردی به قطر 76 و ارتفاع 152 میلی متری در کوره سوزانده می‌شود تا مواد سیمانی آن بسوزد. دمای احتراق اولیه ^oc 150 می‌باشد. باقیمانده مواد سیمانی سوخته شده در کوره با دمای ^oc 440 به وزن ثابت می‌رسد. پس از سردکردن و رسیدن به دمای اتاق، دانه‌بندی سنگدانه ها طبق ASTM C136 انجام می‌شود.

          همچنین در این حالت با توزین نمونه اولیه و تعیین میزان کاهش وزن آن پس از سوختن مواد سیمانی در کوره به دمای ^oc 440 مقدار تقریبی سیمان گوگردی موجود در بتن بدست می‌آید. درصد وزن گوگرد در بتن را بدین ترتیب بدست می‌آوریم .

 

2-2-3-11- تورم رس در بتن گوگردی

          رس متورم شونده در بتن گوگردی نباید وجود داشته باشد، زیرا این رس‌ها در اثر جذب رطوبت باد کرده و موجب خرابی بتن می گردند. آزمایش مؤثر در این رابطه آن است که نمونه 25×152×152 میلی‌متری بتن گوگردی در آب غوطه می‌شود. نمونه ابتدا وزن شده و سپس در آب قرار می گیرد و پس از در آوردن از آب اطراف آن خشک شده و سپس توزین می گردد. سپس نمونه در آب داغ ^oc 82 و دست کم بمدت 24 ساعت قرار می گیرد. پس از خاتمه کار نمونه از آب بیرون آورده و سطح آن خشک می گردد و مجدداً وزن می‌شود. اینکار مجدداً هر روز انجام می گردد تا خرابی مشاهده شود. اولین علامت ایجاد خرابی معمولاً دستیابی به افزایش وزن 1 درصد یا بیشتر است . این خرابی در صورت وجود متورم شونده پس از روز دوم تا چهارم حاصل می‌شود. پس از این افزایش وزن بروی آثار طبله کردن، ریختن، ترکهای موئی و افزایش شدید وزنی در حدود 3 تا 5 درصد مشاهده می گردد. اگر مقدار رس متورم شونده زیاد باشد، ترک آنقدر شدید می‌شود که ممکن است نتوان نمونه را از آب داغ خارج نمود.

 

2-3- آماده سازی محل ریختن بتن گوگردی

          مهم‌ترین مسئله خشکی محل بتن ریزی برروی سطح زمین (زیراساس) می‌باشد. وقتی زیراساس نسبتاً عادی از آب است یک لایه 5 تا 10 سانتی متری از ماسه خشک باید بکار رود تا به سطح مورد نظر برسیم وقتی رطوبت موجود است یک ورق نازک نایلونی به ضخامت 15/0 تا 2/0 میلی متر یا یک لایه ضد اب و بخار باید روی ماسه یا خاک قرار گیرد تا از رسیدن بخار به بتن گوگردی در هنگام ریختن جلوگیری نماید. سطح بتن ریزی باید بخوبی متراکم و محکم شده باشد. اگر بتن گوگردی روی سطح بتن معمولی موجود ریخته شود، سطح زیرین باید سالم و خشک باشد و ذرات سست و خرد شده باید در ابتدا جدا و برداشته شود. در این حالت نیز اگر بتن زیرین مرطوب باشد می توان از یک غشاء محافظ رطوبت استفاده نمود.

 

2-4- ساخت ، حمل ، ریختن و پرداخت

2-4-1- وسایل لازم

          بتن گوگردی با اختلاط سنگدانه گرم شده ( 177 تا ^oc 204) و سیمان گوگردی اصلاح شده و پودرهای معدنی ( با دمای معمولی) و تا دستیابی به مخلوط یکنواخت و همگن ادامه می‌یابد و حاصل می گردد. دراین مدت و تا هنگام ریختن دمای آن باید بین 132 تا ^oc 141 باشد. سنگدانه داغ شده سیمان گوگردی را ذوب می کند و پرکننده‌های ریز معدنی را گرم می نماید.

          حداقل و حداکثر دمای بتن گوگردی 120 و ^oc 150 است زیرا سیمان گوگردی اصلاح شده در دمای ^oc 120 ذوب می‌شود و دردمای بیش از ^oc 150 سریعاً لزجت آن افزایش می‌یابد و مخلوط ناکارآ حاصل می‌گردد. بدین دلایل دمای 132 تا ^oc 141 بعنوان محدوده دمای بهینه توصیه شده است تا فرصت کافی برای حمل، ریختن و پرداخت بتن گوگردی قبل از سخت شدن فراهم آید.

          وسایل و روشهای ساخت بتن معمولی و بتن قیری در ساخت، حمل، ریختن و پرداخت بتن گوگردی نیز بکار می‌رود. این وسایل برای ریختن بتن گوگردی در کارگاه شامل موارد زیر است:

1-     وسایل خشک کننده سنگدانه و گرم کننده آن

2-     قیف یا باسکول توزین برای سنجش مقادیر و نسبت های مواد

3-     وسایل اختلاط و حمل

4-     وسایل دستی ریختن و پرداخت بتن

مجموعه کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ، سعی نموده است با بهره گیری از کارشناس و تجربیات چندین ساله ، فضایی علمی ، مشاوره و مهندسی در زمینه تکنولوژی های روز ، بازرگانی ، مهندسی و مقالات بتن  جهت دسترسی سریع ، آسان و کاربردی مهندسان ، اساتید ، کارفرمایان، کارخانجات بتن آماده ، کاخانجات بتن پیش ساخته و دانشجویان مرتبط با صنعت بتن فراهم آورد. شما می توانید با انتخاب و کلیک بر هریک از مباحث زیر به شرح موضع و کسب اطلاعات مورد نظر از طریق سایت به روز و کاربردی کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران دسترسی یابید :

افزودنی های بتن چیست ، انواع افزودنی های بتن ، لیست قیمت افزودنی های بتن ، روش مصرف افزودنی های بتن ، بتن ریزی در هوای سرد ، بتن ریزی در هوای گرم ، ترمیم بتن ، انواع روش های ترمیم بتن ، ترمیم بتن ترک خورده ، بتن گوگردی ، ترمیم کننده بتن ، چسب بتن چیست ، انواع چسب بتن ، چسب اپوکسی بتن چیست ، چسب های آب بندی بتن ، روان کننده بتن چیست ، انواع فوق روان کننده بتن ، قیمت انواع چسب بتن ، لیست قیمت چسب های بتن ، انواع روش کیورینگ بتن ، مواد کیورینگ بتن ، لیست قیمت کیورینگ بتن ، آب بندی بتن چیست ، انوع روش های آب بندی بتن ، آب بندی بتن به روش تزریق رزین پلی یورتان ، ماستیک پلی یورتان چیست ، لیست قیمت ماستیک های پلی یورتان ، ماستیک های سرد اجرا ، ماستیک های گرم اجرا ، ترمیم بتن یخ زده ، راهنمای طرح اختلاط بتن ،طرح مخلوط بتن چیست ، طرح اختلاط بتن سبک ، کرگیری بتن چیست ، آزمایش التراسونیک بتن ، آزمایش های غیرمخرب بتن ، انواع آزمایش های غیرمخرب بتن ، اسکن میلگرد و آرماتور، کاشت آرماتور در بتن چیست ، آزمایش گالواپالس چیست ، چسب کاشت آرماتور هیلتی ، خمیر کاشت بولت چیست ، لیست قیمت خمیر کاشت آرماتور و بولت ، روش اجرای گروت ریزی ، واتراستاپ بتن چیست ، انواع واتراستاپ بتن ، انتخاب واتراستاپ بتن ، واتراستاپ بنتونیتی ، واتراستاپ های هیدورفیلی چیست ، روش ترمیم بتن های ترک خورده ، سوپر روان کننده بتن ، لیست قیمت واتراستاپ بتن ، رنگ بتن ، بتن خودتراکم ، طرح اختلاط بتن خودتراکم ، بتن غلطکی چیست ، شرکت سیکا ، روش اجرای بتن غلطکی یا RCC ، آزمایش های بتن خود تراکم، روش آب بندی مخازن بتنی ، انواع افزودنی های بتن شرکت فسروک ، مواد افزودنی بتن شرکت آبادگران ،لیست قیمت واتراستاپ های هیدروفیلی ، کف پوش اپوکسی ، فاصله نگهدار یا اسپیسر بتن ، انواع گروت های شرکت آبادگران ، کف پوش پلی یورتان ، میکروسیلیس ، فوق روان کننده بتن ، ژل میکروسیلیس ، میکروسیلیس چیست، لیست قیمت ژل میکروسیلیس ،  اسپیسر بتن چیست ، روغن قالب چیست ، روش مقاوم سازی ساختمان ، مقاوم سازی ساختمان و ساز های بتنی با الیاف FRP ، گروت چیست ، گروت اپوکسی چیست ، لیست قیمت انواع گروت اپوکسی، الیاف پلی پروپیلن چیست ،پرداخت سطح بتن چیست ، بتن حجیم چیست ، روش ساخت بتن حجیم ، ترمیم ترک های بتن ، مقاوم سازی بتن ، خوردگی بتن در سواحل خلیج فارس ، التراسونیک بتن چیست بتن ترمی ، بتن پلیمری چیست،  بتن ریزی زیر تراز آب ، بتن گوگردی ، طرح اختلاط بتن گوگردی ، بتن پلیمری ، آزمایش هافسل بتن چیست ،روش انجام آزمایش پتانسیل خوردگی ، ابرروان کننده بتن چیست ، سوپر روان کننده بتن چیست ، میزان مصرف روان کننده بتن ، روش آب بندی استخر ، اسلامپ بتن چیست ، میزان روانی مجاز بتن ، زمان بازکردن قالب های بتن پس از بتن ریزی ، زمان حمل مجاز بتن ، روش ساخت و اجرای بتن در کارگاه ، عیار بتن چیست ، روش مصرف الیاف بتن PP ، بتن مگر چیست ، پوشش فایبرگلاس چیست ، انواع بتن های خاص ، بتن خاص چیست ، مواد آب بندی بتن ، آب بندی سازه های بتنی ، حداکثر زمان حمل بتن ، قالب لغزنده بتن ، بتن آماده ، گروت ساختمانی ، بتن پیش ساخته، عوامل موثر در کیفیت بتن آماده ، ضدیخ بتن ، انواع ضد یخ بتن ، قالب بندی بتن چیست ، روش قالب بندی بتن ، روش بتن ریزی خاص ، انواع مواد آب بندی سازه های بتنی ، روش های تراکم بتن ، روش های حمل بتن، روش های مقاوم سازی بتن ، مقاوم سازی بتن ، ضوابط پذیرش بتن کم مقاومت ، روش پرداخت سطح بتن ، انواع کف پوش های صنعتی بتن ، پوشش های ضد حریق ، فایرپروف بتن چیست ، فلای اش چیست ، روش اجرای آب بندی استخر ، نانو سیلیس چیست ، روش ترمیم بتن کرمو ، بتن اکسپوز چیست ، روش ساخت بتن اکسپوز ، ترمیم بتن اکسپوز ، افزودنی حباب زا چیست ، افزودنی دیرگیر بتن چیست ، افزودنی زودگیر بتن چیست ، منبسط کننده بتن چیست ، پنترون چیست ، پنکریت چیست ، پوشش نفوذگر چیست ، فایبرگلاس چیست ، پوشش آب بندی الاستومری چیست ، روش آب بندی با پوشش سوپر الاستومری ، درز اجرایی بتن چیست ، لیست قیمت افزودنی های بتن،  ترمیم کننده ویژه بتن، مصالح ترمیم بتن، روان ساز بتن ، جلوگیری از کرمو شدن بتن ،رنگ نمای بتن ، سوپر روان کننده بتن ، حداقل زمان کیورینگ و عمل آوری بتن ،  کیورینگ بتن با بخار ، دلیل جداشدگی بتن ، تست التراسونیک بتن چیست ، لیست قیمت گروت های شرکت فارس ایران ، لیست قیمت انواع گروت ، روش اجرای پوشش ضد حریق یا فایرپروف ،

انبار کردن مصالح در کارگاه

 انبار کردن مصالح در کارگاه

روش انبار کردن مصالح، در بهبود کیفیت عملکرد سازه بتن مسلح  تأثیر بسزایی می‌گذارد. حتی اگر تمام مراحل اجرا در حد مطلوب انجام گیرد، در صورت انبار کردن مصالح،  ‌در شرایط نامناسب، مقاومت و دوام بتن مورد نظر حاصل نمی‌گردد. در این بخش، نحوه صحیح انبار کردن مصالح برای ساخت بتن ارائه شده است.

انبار کردن سیمان

معمولاً  سیمان به دو صورت فله‌ای و پاکتی از طرف کارخانه سازنده به کارگاه تحویل داده می‌شود.

 

سیمان فله‌ای : در این حالت، سیمان بدون بسته‌بندی توسط کامیون‌های مخصوص حمل سیمان که به بونکر موسوم است از کارخانه سیمان به کارگاه منتقل می‌گردد. برای تخلیه سیمان از بونکر، از یک پمپ باد که بر روی بونکر نصب است، استفاده می‌شود. پس از توقف بونکر در نزدیک سیلو، لوله مخصوص تخلیه به لوله بارگیری سیلو متصل می‌گردد و سپس سیمان با فشار از طریق لوله بالای سیلو به درون آن می‌ریزد. سیلو، مخزن فلزی است که مقطع آن دایره است و قسمت پایین مخزن به شکل مخروط است. شکل 1، نحوه انتقال سیمان فله را نشان می‌دهد.

شکل 1 - نحوه انتقال سیمان، (سمت راست) از سیلو به بونکر، (سمت چپ)

تخلیه سیمان به داخل سیلو

 

برای انبار کردن سیمان فله‌ای موارد زیر توصیه می‌شوند :

 

 1- سطح داخلی سیلو باید کاملاً صاف باشد تا تخلیه ذرات سیمان به راحتی انجام گردد. شیب قسمت مخروطی سیلو باید حداقل 50 درجه باشد. به مرور زمان ذرات سیمان به دیواره اطراف سیلو می‌چسبد که بهتر است هر چند وقت یکبار با فشار ملایم باد، سیلو را پاک و تمیز کرد. شکل 2، شکل هندسی سیلو را به صورت غلط و صحیح نشان می‌دهد. 

صحیح

شیب سیلو در قسمت پایین 50 درجه است تا خروج سیمان به راحتی انجام شود.

 

غلط

چنانچه قسمت پایین سیلو مسطح و یا چهار طرف آن صاف باشد، سیمان بصورت مخلوط و یکنواخت خارج نمی شود.

2- سیمان فله را باید در سیلوهای فلزی استاندارد انبار کرد. لازم است از انبار کردن سیمان فله‌ای در انبارهای غیر استاندارد و ساخته شده با مصالح بنایی خودداری نمود.

 

3-انتهای قیف باید حدود  5/1  متر از زمین فاصله داشته باشد و قطر آن حدود 20 سانتیمتر باشد.

 

4- ارتفاع کل سیلو از سطح زمین باید به 15 متر محدود شود تا بتوان با وسایل موجود آن را پر نمود و فشار وارده بر سیمان‌های زیرین افزایش نیابد.

 

5- در بالای سیلو باید یک هواکش کلاهک دار تعبیه شود تا هوای سیلو در هنگام بارگیری تخلیه گردد.

 

6- حداقل ضخامت ورق فولادی سیلو در پایین 5 میلیمتر بوده و می‌توان بتدریج آن را در بالا به 3 میلیمتر  کاهش داد.

 

7- برای کنترل ارتفاع سیمان و هواکش، سیلو باید دارای نردبان فلزی باشد.

 

8- توصیه می‌شود سیستم هوادهی برای ایجاد تلاطم در توده تحتانی سیمان جهت جلوگیری از کلوخه شدن زود هنگام آن به کار گرفته شود.

 

9- سیمان‌های مختلف و حتی سیمان‌هایی که از یک نوع هستند و از دو کارخانه مختلف تهیه شده‌اند، نباید در یک سیلو نگهداری شوند و برای هر نوع سیمان باید سیلوی مجزا درنظر گرفته شود.

10- توصیه می‌شود از انباشتن سیمان‌های داغ در سیلو خودداری شود، زیرا باعث کاهش کیفیت آن می‌گردد.

11- در کارگاه‌هایی که امکان استفاده از سیلوهای فلزی وجود ندارد، در صورت رعایت کلیه موارد فنی و اجرایی می‌توان از سیلوهای دیگر استفاده نمود. در این گونه موارد توجه به نکات زیر الزامی است :

·        ارتفاع کف سیلو باید از تراز زمین‌های مجاور خود بیشتر باشد، تا آب به داخل سیلو وارد نشود.

·        کلیه سطوح داخلی سیلو باید در مقابل نفوذ رطوبت عایق گردد.

·        سیلو باید به گونه‌ای ساخته شود که امکان باقی مانده سیمان در گوشه و یا زوایای آن وجود نداشته باشد.

·    دریچه‌های ورودی و خروجی سیمان باید به گونه‌ای طراحی شوند، که هنگام برداشت سیمان، همیشه ابتدا سیمان‌های قدیمی‌تر خارج گردند.  

·        در قسمت فوقانی سیلو باید یک دریچه کوچک محافظت شده برای خروج رطوبت و عدم تعریق تعبیه گردد.

 

سیمان پاکتی (کیسه‌ای) : سیمان پاکتی همان طور که از نامش پیداست، توسط کارخانه  د‌ر پاکت با وزن معین بسته‌بندی و عرضه می‌شود. سیمان پرتلند نباید در تماس با رطوبت انبار گردد، بلکه باید به صورت خشک نگهداری شود تا از خرابی آن جلوگیری به عمل آید. سیمان پرتلند به رطوبت حساس است، اما اگر به صورت خشک نگهداری شود، برا ی مدت طولانی‌تر کیفیت خود را حفظ می‌کند. زمان گیرش سیمان پرتلند که در تماس با رطوبت انبار شود، نسبت به سیمانی که خشک نگهداری شود، طولانی‌تر بوده و مقاومت کمتری  رانشان می‌دهد.

 

در هنگام استفاده از سیمان‌های پاکتی موارد زیر باید رعایت شود :

1-در صورت امکان، پاکت‌ها باید در انبار سرپوشیده و یا زیر سایبان نگهداری شوند و در صورت خشک نبودن کف سایبان، باید پاکت‌ها را بر روی تخته چوبی قرار داد. در کارگاه‌های کوچک که ساخت انبار یا سایبان مقدور نیست، پاکتها را باید همیشه بر روی سکوهای چوبی قرار دادو روکشهای ضد آب باید تا روی لبه سکوها ادامه یابند تا از نفوذ باران به سیمان و سکو جلوگیری شود. در شکل 3، نحوه صحیح نگهداری پاکت‌های سیمان نشان داده شده است.

 

2- کف انبار باید بین 80 تا 120 سانتیمتر از سطح زمین بالاتر باشد تا از ورود آب، نشت برف انبار شده در پشت دیوارها و حرکت نم رو به بالا، حتی‌الامکان محفاظت گردد، همچنین تخلیه آن از تریلی حامل پاکت سیمان ساده‌تر است.

 

3- سقف و دیوارها باید حتی‌الامکان آب‌بندی و نم‌بندی باشد. کف انبار باید با بلوکاژ یا عایق مناسب نم‌بندی گردد.

 

4- انبار دارای حداقل تعداد درب و پنجره باشد و ارتفاع انبار حتی‌الامکان کم و به 40/2  متر محدود شود.

5- پاکت‌های سیمان باید با فاصله از دیوار چیده‌  ‌شوند تا رطوبت دیوار را جذب نکنند. فاصله حدود 20 سانتیمتر مناسب است.

 

6- فاصله بین پاکت‌ها بستگی به رطوبت هوا دارد. اگر سیمان در نواحی خشک  انبار می‌شود می‌توان بین پاکت‌ها چند سانتیمتر فاصله گذاشت تا جریان هوا بین پاکت‌ها باعث خشک شدن شود. در مناطق مرطوب، باید پاکت‌ها را بهم چسباند  تا رطوبت کمتری به آنها برسد.

 

7- ارتفاع و تعداد پاکت‌هایی  که رویهم چیده می‌شود، عملاً تابع شرایط محیطی، نوع سیمان و مدت انبار کردن می‌باشد. فشار وارده به پاکت‌های سیمان یکی از عواملی است که در کلوخه شدن سیمان موثر است. توصیه می‌شود که در مناطق خشک، حداکثر 12 پاکت رویهم چیده شود و در مناطق مرطوب تعداد پاکت‌های رویهم حداکثر به 8 ردیف محدود گردد.

 

شرایط سیمان قبل از مصرف : سیمانی که به مدت طولانی انبار شود ممکن است به صورت کلوخه‌های فشرده  درآید. این گونه کلوخه‌های سیمان را می‌توان با غلتاندن پاکتها روی کف خرد کرد. به هر حال سیمان باید در  زمان مصرف به صورت پودر فاقد کلوخه باشد. در صورتی که کلوخه‌ها به سهولت خرد نشوند، باید سیمان را قبل از مصرف مورد آزمایشهای استاندارد قرار داد. قابل ذکر است، خرد کردن کلوخه‌ها باعث رفع فساد سیمان نمی‌گردد و تنها موجب بهبود نسبی کیفیت بتن ساخته شده می‌شود. به هر صورت، هر گاه کیفیت سیمان مشکوک باشد باید نسبت به آزمایش  مقاومت فشاری ملات ماسه سیمان استاندارد یا آزمایش افت وزنی ناشی از سرخ شدن مبادرت نمود. به طور کلی انبار کردن سیمان به مدت طولانی در کاهش مقاومت و دوام بتن نقش بسزایی دارد.

کنترل سنگدانه‌ها قبل از انبار کردن

بدلیل اینکه احتمال دارد کیفیت سنگدانه‌های خریداری شده در مدت زمان اجرای یک پروژه تغییراتی داشته باشد، باید قبل از انبار کردن سنگدانه به نکات زیر توجه شود:

 

1- مواد ریزدانه  در بسیاری از معادن شن و ماسه مشاهده می‌شود. آلودگی سنگدانه‌ها به این عناصر سبب کاهش کارایی، افزایش جمع شدگی و کاهش مقاومت بتن می‌گردد. در بعضی از موارد که مقدار رس زیاد است، امکان تخریب بتن وجود دارد، زیرا براثر تر و خشک شدن بتن، رس دچار تورم و جمع‌شدگی می‌شود. چنانچه رس و شیل به سنگدانه‌ها چسبیده باشد، خطر بیشتری برای بتن دارند، زیرا از چسبندگی سنگدانه‌ها به  خمیر سیمان جلوگیری می‌کند.

اگر مصالح سنگی از نوع شکسته باشد، مقداری پودر سنگ در مصالح وجود خواهندداشت که در صورت کم بودن مقدار آن، چندان مشکل ساز نخواهد بود. حداکثر وزن مجاز مواد ریزدانه  در ماسه  3 درصد برای بتن تحت سایش و  5  درصد برای سایر بتن‌هاست. در مورد ماسه شکسته اگر سنگدانه فقط حاوی پودر سنگ است می‌توان مقادیر مجاز را به ترتیب برای بتن تحت سایش و سایر بتن‌ها، 5 و 7 درصد در نظر گرفت. برای تعین مقدار مواد ریزدانه می‌توان از دو روش آزمایشگاهی و کارگاهی استفاده نمود.

تعیین مقدار مواد ریزدانه

الف- روش آزمایشگاهی : در روش آزمایشگاهی که به ذرات ریز الک نمره 200 (75 میکرومتر) موسوم است، سنگدانه بر روی الک نمر ه 200 شستشوی می‌شود و مقدار ذرات عبور کرده از الک اندازه‌گیری می‌شود، این ذرات که از الک عبور کرده‌اند نشان دهنده مقدار مواد ریزدانه است ، بنابراین :

که در آن :

A = درصد مواد عبور کرده از الک نمره 200

B = وزن اولیه نمونه خشک شده به گرم

C = وزن خشک نمونه، پس از شستشو به گرم

ب- روش کارگاهی : این روش کاملاً تقریبی است، اما آن را می‌توان به آسانی  درکارگاه انجام داد. برای انجام  دادن آزمایش، ابتدا محلول آب نمک 1 درصد  (2 قاشق چایخوری نمک در یک لیتر آب)   به مقدار 50 میلی لیتر در ظرف استوانه‌ای شیشه‌ای به ظرفیت 250‌ میلی لیتر ریخته می‌شود. بتدریج مقداری ماسه در داخل ظرف ریخته شود تا حجم ماسه به 100  میلی لیتر برسد. سپس مقدار بیشتری از محلول نمک به داخل ظرف ریخته شود تا حجم کل مواد به 150 میلی لیتر برسد. ظرف راباید تکان داد تا ذرات رس چسبیده به سنگدانه‌ها جدا شوند. سپس ظرف را بر روی یک سطح صاف قرار داده و به طور ملایم، بر روی سطح ضربه زده شود تا سطح تراز گردد. بعد از مدت 3 ساعت ، ارتفاع مواد ریزدانه بر روی سطح ماسه اندازه‌گیری می‌شود و مقدار مواد ریزدانه بر حسب درصد ارتفاع مواد ریزدانه بر روی  سطح ماسه  به ارتفاع  کل ماسه محاسبه  می‌گردد. اگر مقدار  مواد ریزدانه کمتر از 10 درصد حجمی باشد، استفاده از آن بلامانع است ، اما در غیر این صورت باید آزمایش به روش آزمایشگاهی انجام شود. باید توجه کرد که روش کارگاهی، مقدار مواد ریزدانه  را بر حسب حجم تعیین می‌کند و تبدیل آن به وزن مشکل است. اما به عنوان راهنمای کلی و تقریبی، برای تبدیل حجم به مقدار وزنی ،  باید نسبت حجمی  را  در مورد ماسه  گردگوشه  به چهار و  در مورد ماسه شکسته، به دو تقسیم نمود.  شکل 6 ، آزمایش تعیین  مواد ریزدانه  کارگاهی را نشان می‌دهد.

 

 

 

 

 

 

 

شکل 6-  آزمایش مقدار مواد ریزدانه

2- آلودگی سنگدانه‌ها به کلرید سبب خوردگی میلگرد و آلودگی به سولفات سبب ترک خوردگی و انبساط بتن می‌گردد. بنابراین باید قبل از مصرف سنگدانه‌ها، آزمایشهای مربوط بر روی آنها انجام شود و با مقادیر مجاز ذکر شده در آیین نامه بتن ایران (آبا) مقایسه گردند.

 

3- بعضی از انواع سنگدانه‌ها با قلیایی موجود در سیمان واکنش شیمیایی انجام می دهند و درنتیجه بتن، منبسط شده و تخریب می‌گردد. تشخیص فعال بودن سنگدانه‌ها فقط با تعیین نوع سنگدانه و یا با مشاهده ظاهری سنگدانه امکان پذیر نیست، بلکه باید آزمایش‌هایی بر روی سنگدانه‌ها انجام گردد. در صورت عدم وسایل انجام دادن آزمایش، بهترین روش استفاده از سنگدانه‌هایی است که قبلاُ مورد استفاده ویا آزمایش قرار گرفته‌اند. این روش نتایج نشان می‌دهد که سنگدانه‌های معدن مذکور واکنش زا نیست، اما به هر حال باید از سیمان با قلیائی کم استفاده نمود.

انبار کردن سنگدانه‌ها

از آنجاکه سه  چهارم حجم بتن را مصالح سنگی تشکیل می‌دهد، روش انبار کردن و نگهداری مصالح سنگی اهمیت زیادی دارد، یکی از مشکلاتی که در هنگام  انباشتن سنگدانه‌ها در کارگاه مشاهده می‌شود، جدا شدن ذرات دانه های سنگی است. مصالح سنگی دانه‌بندی شده ممکن است در هنگام عملیات انباشتن دچار عارضه جداشدگی دانه‌ها شوند. برای کنترل جداشدگی ذرات مصالح سنگی و به طور کلی انبار کردن صحیح سنگدانه‌ها موارد زیر باید رعایت گردد، همچنین شکل  4 ، روشهای صحیح و نادرست انبار کردن را نشان می‌دهد.

در هنگام انبار کردن سنگدانه‌ها موارد زیر باید رعایت گردد : 

 

1- برای اجتناب از جدا شدن ذرات نباید انباشته سنگدانه‌ها دارای ارتفاع زیاد باشد، زیرا دانه‌های بزرگتر جدا شده و به پایین  انتقال می‌یابند. بهترین روش برای انباشتن سنگدانه استفاده از کامیون است، به نحوی که تخلیه مصالح در کنار یکدیگر انجام پذیرد، تا بدین وسیله، انباشته‌های کوچک در مجاور هم ایجاد گردد. روش دیگر انباشتن سنگدانه، استفاده از کلامشل (چنگک) است که سنگدانه‌ها را در طبقات با لایه‌های مختلف انبار می‌کند.

 

2- عبور کامیون از بالای انباشته و تخلیه سنگدانه‌ها در انتهای آن مجاز نیست، زیرا سبب جدا شدن دانه‌ها می‌گردد. بهتر است لودر از کنار انباشته سنگدانه‌ها و از قسمت بالا به پایین، سنگدانه‌ها را برداشت نماید و تمام لایه‌های افقی به طور همزمان مورد استفاده قرار گیرند. به طور کلی کامیونها و لودرها نباید بر روی انباشته  رفت و آمد نمایند، زیرا نه تنها باعث شکستن سنگدانه‌ها می‌شوند، بلکه مواد مضر و آلوده را نیز به آن  منتقل می‌کنند.

 

3- سنگدانه‌ها باید  روی سطح زمین سخت و خشک انبار شوند. اگر چنین مکانی در کارگاه وجود ندارد، بهتر است که سنگدانه‌ها را بر روی سکوی بتنی به ضخامت 10 سانتیمتر ریخت.

 

4- بهترین روش برای اجتناب از تغییرات دانه‌بندی و جدا شدن دانه‌ها، انبار کردن سنگدانه‌ها در اندازه‌های مختلف به طور جداگانه می‌باشد. برای آنکه از مخلوط شدن اندازه‌های متفاوت سنگدانه‌ها جلوگیری شود، بهتراست در بین آنها دیوار جدا کننده ساخت.  شکل 5 ، نحوه صحیح نگهداری سنگدانه‌ها با دانه‌بندی مختلف را نشان می‌دهد. 

 

5- در کارگاه‌ها باید از انباشتن  سنگدانه‌ها به طور مستمر نمونه‌برداری شود و آزمایش دانه‌بندی انجام پذیرد تا از انطباق آنها با دانه‌بندی مورد نظر اطمینان حاصل گردد. در صورتی که دانه‌بندی سنگدانه‌ها با دانه‌بندی مورد نظر منطبق نباشد باید نسبت به اصلاح آن اقدام شود.

 

 

6- تغییر در مقدار رطوبت سنگدانه‌ها سبب تغییر مقدار کارایی در پیمانه‌های مختلف بتن می‌گردد. مقدار رطوبت سنگدانه‌ها باید به طور مستمر مورد آزمایش و اندازه‌گیری قرار بگیرد و در صورت لزوم نسبت به تغییر مقدار آب مخلوط و همچنین طرح اختلاط اقدام گردد.

انبار کردن میلگردها

در هنگام انبار کردن میلگردها باید موارد زیر رعایت گردد :

 

 
1- میلگردها را باید بر حسب نوع و قطر آنها تفکیک و در کارگاه انبار کرد. در صورت وجود میلگردهای هم قطر، اما با مقاومت و مشخصات متفاوت باید آنها را در محل‌های جداگانه انبار کرد و سطح مقطع آنها با رنگ علامتگذاری شوند (شکل 7).

شکل 7- نحوه صحیح نگهداری میلگردها

2- در صورت تردید در نوع ومقاومت میلگردها باید آزمایش کششی بر روی آنها انجام گردد. محل انبار میلگردها باید تمیز باشد و میلگردها نباید با خاک یا سایر مصالح در تماس باشند، زیرا وجود رطوبت در خاک سبب زنگ زدگی میلگردها می‌شود و یا میلگردها آلوده به خاک شده و از پیوستگی آنها با بتن کاسته می‌شود.

 

3- از میلگردهایی که شدیدا“ خوردگی دارند و یا خوردگی آنها از نوع حفره‌ای است نباید استفاده گردد. خوردگی یکنواخت به مقدار بسیار کم بدون مانع است، زیرا مقدار کم زنگ سبب افزایش مقاومت چسبندگی شده و امکان تبدیل لایه نازک به لایه محافظ یا انفعالی وجود دارد. برای توضیحات بیشتر به فصل کنترل و آماده سازی قبل از بتن‌ریزی (فصل ششم) مراجعه شود.

 

روان کننده های بتن

افزودنی های شیمیایی بتن

سیمان برای آبگیری[1] کامل خود به 23 تا 27 درصد وزنی آب نیاز دارد[1]. آب مصرفی اضافی در مخلوط بتن صرف ایجاد روانی و کارآیی می‌شود. محبوس شدن آب اضافی در بتن منجر به پیدایش حفره‌ها و حباب‌های بزرگ در بتن سخت شده می‌شود و کاهش مقاومت‌های مکانیکی و پایایی (دوام) بتن را به همراه دارد. از سوی دیگر، تولید و به کارگیری بتن با حداقل آب، باعث افزایش مشکلات و هزینه‌های اجرایی می گردد.

 راهکار رایج‌‌، اقتصادی‌ و آسان برای حل این معضلات، استفاده از افزودنی‌های کاهنده آب است که از دهه 1930 میلادی به کار گرفته شده‌اند.

واژه های کلیدی : افزودنی ، روان کننده، فراوان کننده، فوق روان کننده، کاهنده آب

2-1 – تعریف

افزودنی‌های کاهنده آب[2] مواد آلی و یا ترکیبی از مواد آلی و معدنی هستند که برای افزایش روانی بتن در مقدار آب معین، یا کاهش مقدار آب مصرفی با حفظ روانی، و یا هر دو به کار می‌روند.

برخی از این افزودنی‌ها ممکن است دارای تاثیرات جانبی کُندگیری، زودگیری، زود سخت‌کنندگی یا هوازایی در بتن باشند که در هنگام مصرف بایستی در نظر گرفته شوند. ترکیبات و فرآیندهای مختلفی برای تولید کاهنده‌های آب به کار می‌روند که می‌توانند منجر به خواص جانبی گوناگون ‌شوند. با اصلاح ساختار برخی از افزودنی‌های کاهنده آب که دارای اثر کندگیری هستند، می‌توان آنها را به کاهنده‌های آب خنثی یا حتی زودگیر تبدیل کرد یا اثر هوازایی آنها را به غیر هوازایی و در مواردی حتی هوازدایی (کاهش مقدار هوا) تغییر داد.

2-2 – دسته‌بندی

افزودنی‌های کاهنده آب به سه گروه اصلی و هر گروه نیز بسته به خواص جانبی خود به دسته‌های دیگری تقسیم می‌شوند.

2-2-1 – روان‌کننده‌ها

روان‌کننده‌ها[3] که نخستین گروه کاهنده‌های آب هستند و کاربرد آنها از دهه 1930 میلادی آغاز شده است[2]، بسته به خواص جانبی خود و بر اساس استاندارد ASTM C494 به دسته‌های زیر تقسیم می‌شوند:

·         روان‌کننده (کاهنده آب) معمولی (Type A)

·         روان‌کننده (کاهنده آب) کندگیر (Type D)

·         روان‌کننده (کاهنده آب) زودگیر (Type E)

روان‌کننده‌ها در بسیاری از پروژه‌های کوچک و بزرگ و به ویژه در بتن‌های حجیم مانند بدنه سدها و تولید قطعات بزرگ بتنی به کار می‌روند و می‌توان آنها را پرمصرف‌ترین کاهنده‌های آب به شمار آورد. این افزودنی‌ها در مقادیر مصرف متعارف، مقدار آب اختلاط بتن را 5 تا 12 درصد کاهش می‌دهند و در مقادیر زیاد مصرف ممکن است تاثیرات جانبی همچون کندگیری بیش از اندازه یا هوازایی داشته باشند. به همین دلیل دامنه مقدار مصرف آنها محدود است. این افزودنی‌ها با نام‌های پلاستی‌سایزر، کاهنده آب یا روان‌کننده بتن عرضه و مصرف می‌شوند.

 2-2-2 – فوق ‌روان‌کننده‌ها

فوق‌روان‌کننده‌‌ها[4] که دومین گروه کاهنده‌های آب هستند و از دهه 1950 مورد استفاده قرار گرفته‌اند با عنوان بساکاهنده‌های آب[5] شناخته می‌شوند. فوق‌روان‌کننده‌ها بر اساس استانداردهای ASTM C494 & C1017  به دو دسته زیر تقسیم می‌شوند:  

·         فوق روان‌کننده معمولی (ASTM C494: Type F)[6]

·         فوق روان‌کننده کندگیر (ASTM C494: Type G)[7]     

این افزودنی‌ها در مقادیر مصرف متعارف، مقدار آب اختلاط بتن را 12 تا 25 درصد کاهش می‌دهند و نسبت به روان‌کننده‌ها تاثیرات جانبی کمتری دارند ولی برخی از آنها در مقادیر مصرف بیش از اندازه[8] موجب کندگیری یا هوازایی می‌شوند. عموما فوق روان‌کننده‌ها در مقادیر مصرف خیلی کم، روانی کمتری نسبت به روان‌کننده‌ها (در مقدار مصرف یکسان) ایجاد می‌کنند.

نکته 2-1 – به دلیل اثرات نامطلوب مصرف بیش از اندازه روان‌کننده‌ها، نمی‌توان آنها را در مقادیر زیاد به جای فوق روان‌کننده‌ها به کار برد.

نکته 2-2 – در مقادیر مصرف بیش از اندازه فوق روان‌کننده‌ها در مخلوط‌های بتن با دانه‌بندی نامناسب، ممکن است جداشدگی و آب‌انداختگی افزایش یابد.

2-2-3 – فراروان‌کننده‌ها (Ultra high range water reducers)

این افزودنی‌ها که سومین گروه کاهنده‌های آب هستند از دهه‌ی 1990 میلادی مورد استفاده قرار گرفته‌اند و با نام‌های فوق روان‌کننده توانمند[9] یا ابرروان‌کننده نیز شناخته می‌شوند. هرچند این افزودنی‌ها ویژگی‌های منحصر به فردی نسبت به فوق روان‌کننده‌ها دارند ولی در حال حاضر در همان دسته‌بندی فوق ‌روان‌کننده‌ها یعنی ASTM C494: Type F & G و ASTM C1017: Type I & II جای می‌گیرند.

این افزودنی‌ها مقدار آب اختلاط بتن را بیش از 25 درصد کاهش می‌دهند. این دسته از افزودنی‌ها نسبت به روان‌کننده‌ها و فوق روان‌کننده‌ها تاثیرات جانبی کمتری دارند. عموما فراروان‌کننده‌ها در مقادیر مصرف کم، تاثیر روان‌کنندگی بیشتری نسبت به فوق روان‌کننده‌ها (در مقدار مصرف یکسان) دارند. ویژگی‌های منحصر به فرد این افزودنی‌ها از جمله تولید بتن‌های توانمند، خودتراز، خودمتراکم و با مقاومت‌های خیلی زودرس و خیلی زیاد از یک سو و صرفه‌جویی در انرژی مصرفی، کاهش هزینه‌های اجرایی و سازگاری زیست‌محیطی از سوی دیگر، باعث گسترش روز افزون کاربرد آنها در کشورهای مختلف جهان شده است.

نکته 2-3 – فرآیند تولید این افزودنی‌ها این امکان را فراهم می‌آورد که بر اساس نیاز هر صنعت یا مشخصات فنی و شرایط اجرایی هر پروژه، فراروان‌کننده‌ایی سازگار و مناسب تولید کرد.

نکته 2-4 – مراکز تحقیقاتی جهان، شرکت‌های تولیدکننده افزودنی‌های بتن و سازمان‌های مرتبط با صنعت ساخت و ساز همواره در جستجوی یافتن مواد شیمیایی جدید با کارآیی و تاثیر بهتر بر عملکرد مخلوط‌های بتنی هستند و احتمال پیدایش و عرضه محصولات جدید همچنان وجود دارد.

نکته 2-5 – با توجه به خاصیت پخش‌کنندگی بسیار زیاد فراروان‌کننده، تاثیر آن بر احتمال جداشدگی و آب‌انداختگی در مخلوط‌های بتن با دانه‌بندی نامناسب به مراتب بیشتر از سایر کاهنده‌های آب است.

2-3 – مکانیزم عملکرد کاهنده‌های آب

کاهنده‌های آب از نوع افزودنی‌های با عملکرد فیزیکی هستند و تاثیری مستقیمی بر فرآیند آبگیری سیمان ندارند. بخش اصلی افزودنی‌های کاهنده‌ی آب، عوامل اثرکننده بر سطح هستند. عوامل اثرکننده بر سطح[10] موادی هستند که در سطح مشترک بین دو فاز آمیخته نشدنی متمرکز می‌شوند و نیروهای فیزیکی شیمیایی موثر بر این سطح را تغییر می‌دهند. در مخلوطی که از مواد کاهنده آب استفاده نشود، ذرات سیمان به یکدیگر می‌چسبند و لخته می‌شوند. مکانیزم کلی عملکرد این افزودنی‌ها، کاهش نیروهای جاذبه بین ذرات و کمک به جدایش و بهبود پخش‌شوندگی دانه‌های سیمان از یکدیگر است. این مکانیزم علاوه بر فراهم کردن حرکت آزادانه ذرات سیمان به دلیل جدایش آنها از یکدیگر، آب محبوس در لخته‌های سیمانی را نیز آزاد و صرف بهبود روانی مخلوط بتن می‌کند.

روان‌کننده‌ها به یکی از شیوه‌‌های زیر نیروی جاذبه بین ذرات سیمان را کاهش می‌دهند و به پراکنده‌شدن آنها کمک می‌کنند[7]:

·         کاهش کشش بین سطحی

·         جذب چندلایه‌ای مولکول‌های آلی

·         افزایش پتانسیل الکتروسینماتیکی

·         ایجاد لایه‌ای از مولکول‌های آب احاطه‌کننده ذرات

·         تغییر در ساختار ترکیبات هیدراته شده سیمان

مکانیزم کلی عملکرد فوق‌روان‌کننده‌ها، جدایش و پراکندن دانه‌های سیمان از یکدیگر به کمک نیروهای دافعه[11] ناشی از بارهای الکتروستاتیکی است[3]. در بتن و ملات، دانه‌های سیمان و سنگدانه در اثر ترکیب با آب دارای بار سطحی الکتروستاتیکی می‌شوند، ذرات سیمان در این حالت تمایل دارند که به یکدیگر بچسبند[2]. فوق‌روان کننده‌ها در زمان اختلاط، جذب سطح دانه‌های سیمان می‌شوند و به آنها بار منفی می‌دهند که منجر به ایجاد نیروی دافعه بین ذرات سیمان و پراکندن آنها می‌شوند. این اثر به نام "پخش‌کنندگی"[12] شناخته می‌شود. مکانیزم پخش‌کنندگی الکتروستاتیکی علاوه بر پخش کردن دانه‌های سیمان، آب محبوس در لخته‌های سیمانی را نیز آزاد و صرف بهبود روانی مخلوط بتن می‌کند (شکل 2-1)[4].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 2-1 – مکانیزم عملکرد کاهنده‌های آب بر اساس نیروی دافعه الکتروستاتیکی و آزاد کردن آب محبوس در لخته‌های سیمانی

فراروان‌کننده‌ها با توجه به ساختار مولکولی و با استفاده از همان اصل بارهای الکتروستاتیکی نه تنها ذرات سیمان را بهتر از روان‌کننده‌ها و فوق‌روان‌کننده‌ها پخش می‌کنند (تاثیر اولیه) بلکه به دلیل داشتن شاخه‌های جانبی در زنجیره مولکولی، از جذب شدن ذرات سیمان پخش شده نیز ممانعت به عمل می‌آورند (تاثیر ثانویه). تاثیر ثانویه فراروان‌کننده‌ها در اصطلاح شیمیایی "ممانعت فضایی"[13] نامیده می‌شود[3] که به دلیل ساختار و آرایش مولکول‌ها یا اتم‌های مجاور یکدیگر ایجاد می‌شود[5].

2-4 – ترکیبات شیمیایی و مواد تشکیل‌دهنده

ترکیبات موادی که بعنوان کاهنده آب به‌کار می‌روند، معمولاً شامل مواد شیمیایی زیر هستند که ممکن است به تنهایی و یا در ترکیب با سایر مواد آلی و غیرآلی، فعال و یا خنثی مورد استفاده قرارگیرند.

2-4-1 – روان‌کننده‌ها

گستره‌ی وسیعی از مواد روان‌کننده با ویژگی‌ها و خواص جانبی گوناگون تولید و ارایه می‌شوند که بخش اصلی مواد تشکیل‌دهنده آنها عبارتند از[2], [6], [7]:

·         مشتقات و ترکیبات اسید لیگنوسولفونیک و نمک‌های آنها (لیگنوسولفونات‌ها[14]).

·         مشتقات و ترکیبات اسید هیدروکسی کربوکسیلیک[15] و نمک‌های آنها.

·         پلیمرهای هیدروکسیل‌دار[16]

·         مواد غیر یونی اثرکننده بر سطح

2-4-2 – فوق‌روان‌کننده‌ها

بخش اصلی مواد تشکیل دهنده فوق روان‌کننده عبارتند از [2], [6], [7]:

·         لیگنوسولفونات‌های اصلاح‌شده[17]

·         نمک‌های تغلیظ شده  ملامین سولفونات (ملامین فرم‌آلدهید سولفوناته[18]).

·         نمک‌های اسید نفتالین سولفونیک تغلیظ شده با وزن ملکولی بالا (نفتالین فرم‌آلدهید سولفوناته[19]).

• سایر پلیمرهای مصنوعی مانند پلی‌استایرن سولفوناته[20]، پلیمرهای هیدروکسیل‌دار، و برخی از کوپلیمرهای محلول در آب[21]، یا ترکیبی از آنها.

2-4-3 – فراروان‌کننده‌ها

فراروان‌کننده‌ها عمدتا بر پایه پلیمرهای مصنوعی زیر هستند:

·         پلی‌کربکسیلیک اتر، اسید اکریلیک، متوکسی پلی اتیلن، و انیدرید مالییک.

·         کوپلیمرهای کربوکسیلیک آکریلیک استر.

2-5 – کاربرد

افزودنی‌های کاهنده آب پاسخگوی نیازهای متعـددی در کارگاه هستند که از آن جمله می‌توان به کاهش آب بتن، تولید بتن با مقاومت زیاد، صرفه‌جویی در مصرف سیمان بدون کاهش مقاومت بتن، افزایش کارآیی بتن بدون افزودن آب، بهبود خواص بتن‌هایی که دارای سنگدانه‌های خشن و یا دانه‌بندی نامناسب هستند، سهولت در پمپاژ، بتن‌ریزی در مکانهایی که دسترسی کمتری دارند، و یا ترکیبی از مـوارد فوق اشاره کرد[6].

روانی بتن که با اسلامپ سنجیده می‌شود، برای بتنی با نسبت‌ها و اجزای معین، به مقدار آب اختلاط بستگی دارد[1]. عملکرد اصلی افزودنی‌های کاهنده‌ی آب، توانایی آنها در کاهش مقدار آب اختلاط است. بر اساس این عملکرد می‌توان کاربرد آنها را به سه شیوه در بتن مورد بررسی و ارزیابی قرار داد.

• با مصرف کاهنده آب ضمن ثابت نگهداشتن مقدار سیمان و روانی بتن، می‌توان مقدار آب اختلاط و در نتیجه نسبت آب به سیمان را کاهش داد (اثر کاهندگی آب اختلاط) و به بتنی با روانی یکسان و مقاومت مکانیکی بیشتر از بتن شاهد (بدون افزودنی) دست یافت.

• با مصرف کاهنده آب، ضمن ثابت نگهداشتن مقدار آب و سیمان بتن، روانی و کارآیی بتن افزایش می‌یابد (اثر روان‌کنندگی).

·     در برخی بتن‌ها با مصرف کاهنده آب ضمن ثابت نگهداشتن روانی و نسبت آب به سیمان، می‌توان آب اختلاط و مقدار سیمان اضافی را کاهش داد.

دستیابی به برخی بتن‌های ویژه مانند بتن خودتراز، بتن خودتراکم، بتن‌های با مقاومت خیلی زودرس و بی‌نیاز از بخاردهی، بتن خیلی روان و بتن توانمند بدون استفاده از افزودنی‌های کاهنده آب به ویژه روان‌کننده‌ها و فراروان‌کننده‌ها در حال حاضر بسیار پرهزینه و در مواردی غیر ممکن است. اگرچه به نظر می‌رسد با افزایش مقدار سیمان مصرفی می‌توان به برخی از این ویژگی‌ها دست یافت ولی افزایش بیش از اندازه سیمان به دلیل تمایل ذرات سیمان به لخته‌شدن و افزایش چسبندگی بیش از اندازه مخلوط و افزایش مشکلات اجرایی از یک سو و افزایش تغییر شکل‌های درازمدت بتن سخت‌شده (جمع‌شدگی و خزش) از سوی دیگر، نه تنها از نظر فنی راهکار مناسب و کارآمدی نیست بلکه بسیار غیراقتصادی هم هست. برای دستیابی به این ویژگی‌ها، فراروان‌کننده‌ها به دلیل تاثیرات جانبی کمتری که نسبت به روان‌کننده‌ها و فوق روان‌کننده‌ها دارند، کاربرد گسترده‌تری دارند.

2-6 – تاثیر کاهنده‌های آب بر ویژگی‌های بتن تازه

افزودنی‌های کاهنده آب علاوه بر کاهش مقدار آب مخلوط بتن تازه، بر برخی دیگر از خواص آن نیز تاثیر می‌گذارند.

2-6-1 - زمان گیرش

زمان گیرش بتن به ترکیبات شیمیایی و اندازه ذرات سیمان، دما و نسبت آب به سیمان بستگی دارد. در بتنی با دما و نسبت آب به سیمان معین، کاهنده‌های آب به دلیل پخش‌کردن ذرات سیمان و به تاخیر انداختن به هم چسبیدن و لخته‌شدن ذرات و محصولات آبگیری سیمان به یکدیگر (کندگیری فیزیکی)، گیرش اولیه و نهایی بتن را به تاخیر می‌اندازند. از سوی دیگر، پخش‌شدن ذرات سیمان امکان آبگیری بهتر و همه جانبه‌ی آنها را فراهم می‌کند که می‌تواند تسریع واکنش و تولید محصولات آبگیری را به دنبال داشته باشد. بنابراین هر چقدر که قدرت پخش‌کنندگی افزودنی‌های کاهنده آب بیشتر باشد (از روان‌کننده به فراروان‌کننده)  تاثیر کندگیری آنها کاهش می‌یابد.

برخی از روان‌کننده‌ها مانند لیگنوسولفونات‌ها و اسیدهای هیدروکسی کربوکسیلیک در مقادیر مصرف متعارف و در دما‌های 18 تا 38 درجه سانتیگراد معمولاً 1 تا 3 ساعت تاخیر در گیرش بتن بوجود می‌آورند[2]. با افزایش مقدار مصرف روان‌کننده‌ها، تاخیر در زمان گیرش بتن نیز افزایش می‌یابد. اغلب فوق روان‌کننده‌ها در مقادیر مصرف متعارف، کندگیری قابل توجهی ندارند و یا کندگیری آنها کاملاً کنترل شده است. در بتن‌هایی که با سیمان نوع 5 ساخته می‌شوند و دارای فوق‌روان‌کننده هستند، صرفنظر از نسبت آب به سیمان و نوع فوق‌روان‌کننده مصرفی، زمان گیرش اولیه و نهایی حدود یک ساعت افزایش می‌یابد[8]. بعضی از فراروان‌کننده‌ها زمان گیرش نهایی بتن را کاهش می‌دهند [3].

2-6-2 - هوازایی

برخی از روان‌کننده‌ها کشش سطحی آب را کاهش می‌دهند و مقداری حباب هوا در بتن ایجاد می‌کنند. لیگنوسولفونات‌ها شناخته شده‌ترین کاهنده‌های آب هستند که خاصیت هوازایی دارند. مقدار هوای وارده توسط این مواد معمولاً بین 2 تا 6 درصد متغیر است، اگرچه مقادیر بیشتر نیز تا کنون گزارش شده است[6]. هوازایی روان‌کننده‌ها را می‌توان با اصلاح فرمول شیمیایی کنترل کرد[6] ، معمولاً لیگنوسولفونات‌های اصلاح‌شده کمتر از یک درصد حباب هوا ایجاد می‌کنند. فوق‌روان‌کننده‌ها و فراروان‌کننده‌ها اصولاً خاصیت هوازایی ندارند ولی ممکن است روی توان هوازایی برخی از سیمان‌ها و مواد هوازا  تاثیرگذار باشند و باعث تغییر در میزان هوای بتن شوند[6]. افزایش روانی مخلوط بتن به ازدیاد تشکیل حباب‌های هوا در حین اختلاط کمک می‌کند ولی بتن‌های دارای فوق‌روان‌کننده در مقایسه با بتن شاهد (با روانی یکسان)، فرصت خروج آسان‌تر حباب‌های هوای محبوس را در حین عملیات انتقال و بتن‌ریزی فراهم می‌کنند. فوق‌روان‌کننده‌های بر پایه ملامین در مقایسه با نوع نفتالینی نه تنها هوای محبوس کمتری ایجاد می‌کنند بلکه افت مقدار هوای سریع‌تری نیز دارند[2]. فراروان‌کننده‌ها عموما خاصیت هوازایی ندارند و پس از اتمام اختلاط بتن به دلیل سهولت حرکت اجزای بتن، موجب جابجایی و جای‌گیری ذرات در درون فضای خالی بین یکدیگر  می‌شوند و  حباب‌های هوای محبوس را به سطح بتن می‌رانند.

افزودنی‌های کاهنده آب در بتن‌های هوازایی شده، پایداری حباب‌های هوا را بهبود می‌بخشند و میزان تاثیر و راندمان افزودنی‌های هوازا را افزایش می‌دهند[2].

2-6-3 - کارآیی

کارآیی[22] خصوصیتی از بتن یا ملات تازه است که آسانی یا دشواری اختلاط، ریختن، تراکم و پرداخت کردن آن را بیان می‌کند[11]. موضوع کارآیی همواره در بتن‌ریزی‌ها مطرح می‌شود ولی در حال حاضر ابزار مناسبی برای سنجش کارآیی در کارگاه‌ها وجود ندارد. معمولاً روانی بتن که به وسیله آزمایش اسلامپ اندازه‌گیری می‌شود ملاکی برای توصیف کارآیی بتن به شمار می‌آید در حالی که ممکن است دو نمونه با روانی یکسان، دارای کارایی متفاوتی باشند. بتن‌های محتوی افزودنی‌های کاهنده آب معمولاً کارآیی بهتری از خود نشان می‌دهند و میل به قالب پذیری و پرداخت سطح آنهـا بهتر از بتن‌های با روانی مشابه ولی بدون افزودنی است. این موضوع به ویژه در مورد بتن‌های سفت (با اسلامپ خیلی کم) نمایان‌تر است.

بتن محتوی این افزودنی‌ها تمایل کمتری به جداشدگی نشان می‌دهد[9] و در هنگام لرزاندن می‌توان روانی و تحرک بهتر اجزا را مشاهده نمود ضمن این که کارآیی بهتر این نوع بتن، نیاز به لرزاندن را کاهش می‌دهد و صرفه جویی قابل توجهی در مصرف انرژی و نیروی انسانی پدید می‌آورد.

هوازایی برخی از کاهنده‌های آب که به عنوان یک اثر جانبی مطرح می‌شود، در مخلوط‌های بتن با ریزدانه ناکافی می‌تواند چسبندگی داخلی بین دانه‌های سنگی را تا حدودی افزایش دهد (به فصل هوازاها مراجعه شود) و حالت خمیری و کارآیی بتن را بهبود بخشد.

 2-6-4 - آب انداختگی

تاثیر همه افزودنی‌های کاهنده آب بر آب‌انداختگی یکسان نیست، به عنوان مثال نمک‌های اسید هیدروکسی کربوکسلیک موجب افزایش آب انداختگی می‌شوند در حالی که مشتقات و ترکیبات اصلاح شده  آنها تاثیری بر پدیده آب انداختگی ندارند. لیگنوسولفونات‌ها و مشتقات آنها آب انداختگی بتن تازه را کاهش می‌دهند که بخشی از این خاصیت آنها به دلیل ایجاد حباب هوا در بتن است. فوق روان‌کننده‌ها و فراروان‌کننده‌ها معمولا آب انداختگی و جداشدگی را کاهش می‌دهند به جز در مواردی که مقدار مصرف افزودنی بیش از اندازه باشد[9]. گاهی آب‌انداختگی و جداشدگی بتن تازه پس از اضافـه کردن فوق روان‌کننده و فراروان‌کننده‌ها به دلیل اشکال در دانه‌بندی سنگدانه‌ها است و نه تاثیر منفی افزودنی، در چنین شرایطی با اصلاح دانه‌بندی به خصوص افزایش ریزدانه‌ها می‌توان جداشدگی را کاهش داد.

2-6-5 - روند افت روانی (اسلامپ)

روند افت روانی[23] که بیانگر مقدار کاهش روانی در واحد زمان است، در بتن دارای کاهنده آب بیشتر از بتن شاهد (با اسلامپ اولیه یکسان) است. بتن‌های حاوی فوق‌روان‌کننده در مقایسه با بتن‌های حاوی روان‌کننده که اسلامپ اولیه یکسانی داشته باشند از روند افت روانی بیشتری برخوردارند. فراروان‌کننده‌ها اگرچه نسبت به بتن شاهد روند افت روانی بیشتری دارند ولی نسبت به فوق‌روان‌کننده‌ها از توان حفظ روانی (اسلامپ) بیشتری برخوردارند.

یکی از مزایای اصلی استفاده از فوق‌روان‌کننده‌ها و فراروان‌کننده‌ها در بتن افزایش قابل توجه اسلامپ و روانی آن است ولـی زمان قابل کارکردن به دلیل افت اسلامپ به شدت کاهش می‌یابد که می‌تواند سبب بروز مشکلات اجرایی شود. برای حل این مشکل در مورد فوق‌روان‌کننده‌ها می‌توان بخشی از  فوق روان‌کننده را در محل ساخت بتن و بخش دیگر را در محل بتن‌ریزی به مخلوط اضافه کرد تـا زمـان قابل کار کردن افزایش یابد یا از فوق‌روان‌کننده‌های کندگیر استفاده کرد. در مورد فراروان‌کننده‌ها می‌توان روانی بتن را در هنگام ساخت به گونه‌ایی تنظیم کرد (با اسلامپ بالاتر) که روانی مورد نظر را در پای کار تامین کند یا در هنگام ساخت بتن، در صورت نیاز جهت سهولت در اختلاط و حمل، از یک روان‌کننده سازگار در مقادیر کم استفاده کرد و فراروان‌کننده را در پای کار به بتن افزود.

 فرصت کار با یک بتن به عوامل متعددی بستگی دارد که از آن جمله می‌توان به: نوع و مقدار کاهنده آب، فاصله زمانی بین ساختن و ریختن بتن، زمان اضافه کردن کاهنده آب، مصرف سایر افزودنی‌های شیمیایی، ویژگی‌ها و درجه حرارت سیمان و بتن، روانی اولیه بتن و دمای محیط اشاره کرد.

 2-6-6 - پرداخت پذیری

 روان‌کننده‌ها معمولاً در پرداخت سطح بتن بسیار مؤثرند درحالیکه سطح بتن‌های محتوی فوق روان‌کننده به دلیل کاهش آب‌انداختگی و افت سریع روانی به سختی پرداخت می‌شوند، مضافاً اینکه تمایل به پوسته شدن و یا ترکهای ناشی از جمع شدگی خمیری در این نوع بتن‌ها بیشتر است، به همین دلیل در اینگونه مواقع بایستی سطح بتن را با روش‌هایی چون مرطوب کردن، استفاده از مواد تاخیر دهنده تبخیر، یا هر روش مناسب دیگری از خشک شدن حفظ نماییم. این روش‌ها بایستی با دقت انجام پذیرد تا تاثیر نامناسبی بر دوام سطح بتن بوجود نیاورند.

2-6-7 – تراکم‌پذیری

کاهنده‌های آب امکان حرکت و لغزش ذرات بر روی یکدیگر را در داخل مخلوط بتن فراهم می‌کنند و خواص ریولوژیک بتن تازه و رفتار آن را در هنگام ارتعاش و متراکم‌شدن بهبود می‌بخشند. برای متراکم‌کردن بتن‌های دارای کاهنده آب در مقایسه با بتن شاهد به انرژی کمتری نیاز است. این اثر در بتن‌های با روانی (اسلامپ) کم و به ویژه در بتن‌های بدون اسلامپ نمایان‌تر است. در بتن‌های دارای مقادیر کافی فراروان‌کننده به دلیل سهولت حرکت و لغزش ذرات بر روی یکدیگر بدون نیاز به لرزاندن، اجزای بتن در اثر وزن خود فضاهای خالی را پر می‌کنند و متراکم می‌شوند (بتن خود متراکم) در حالی که در بتن‌های بدون فراروان‌کننده به دلیل پدیده لخته‌شدگی ذرات سیمان و ریزدانه‌ها، هر چقدر هم که روانی افزایش یابد نمی‌توان به بتن خود متراکم دست‌یافت.

2-7 - تاثیر بر ویژگی‌های بتن سخت شده

2-7-1 - مقاومت

استفاده از کاهنده آب اگر با کاهش نسبت آب به سیمان همراه باشد افزایش مقاومت را به دنبال دارد ضمن این که در صورت ثابت بودن نسبت آب به سیمان نیز به دلیل پخش کردن بهتر ذرات سیمان سبب بهبود فرآیند آبگیری و افزایش مقاومت می‌شود.

نکته 2-6- تاثیر کاهنده‌های آب بر مقاومت بتن صرفاً به دلیل تاثیرات آنها بر بتن تازه در زمان‌های اولیه است و نه فعال بودن آنها در بتن سخت شده.

کاهنده‌های آب کندگیر، مقاومت 24 ساعته را به خصوص در مناطق گرمسیر افزایش می‌دهند، البته ممکن است مقاومت در ساعات اولیه بتن تحت تاثیر کندگیـری کاهش یابد. کاهنده‌های آب در مقدار سیمان و روانی ثابت مقاومت بتن را  افزایش می‌دهند و یا برای رسیدن به مقاومتی مشخص باعث صرفه جویی قابل ملاحظه در مصرف سیمان می‌شوند.

اگر افزودن فوق روان‌کننده همراه با کاهش آب بتن باشد مقاومت فشاری را تا 25 درصد و یا حتی بیشتر افزایش می‌دهد. این افزایش مقاومت با استفاده از فراروان‌کننده‌ها به مراتب محسوس‌تر است و تولید بتن‌هایی با مقاومت فشاری 70 مگاپاسکال و بیشتر در شرایط کارگاهی به آسانی قابل طراحی و تولید می‌باشد. مقاومت خمشی بتن‌های دارای این افزودنی‌ها بهبود می‌یابد ولی نسبت افزایش آن در مقایسه با مقاومت فشاری کمتر است.

2-7-2 – جمع‌شدگی (تکیدگی) و خزش

گزارش‌ها و اطلاعات متناقضی در مورد تاثیر کاهنده‌های آب بر پدیده جمع‌شدگی و خزش وجود دارد. گرچه متناسب با کاهش مقدار آب بتن، جمع شدگی دراز مدت کمتر می‌شود و به همین منوال افزایش مقاومت فشاری بتن باعث کاهش خزش می‌گردد ولی بطور کلی می‌توان گفت حتی مصرف مقادیر ثابتی از افزودنی‌ها زمانی که همراه با سیمان‌های مختلف مصرف می‌شوند، تاثیر متفاوتی بر جمع‌شدگی و خزش بتن سخت شده دارند.

2-7-3 – دوام (پایایی)

به طور کلی کاهنده‌های آب به دلیل پخش‌کردن ذرات سیمان و بهبود فرآیند آبگیری و نیز بهبود تراکم‌پذیری، سبب کاهش تخلخل و جذب مویینگی می‌شوند و در نتیجه نفوذپذیری بتن کاهش و دوام آن در برابر عوامل مهاجم افزایش می‌یابد.

در بتن‌های هوازایی‌شده، استفاده از کاهنده‌های آب سبب افزایش مقاومت جداره حباب‌های هوا و بهبود پایایی بتن در برابر چرخه‌های یخ‌زدن و آب‌شدن می‌شود.

2-8 - تاثیر مواد متشکله بتن بر عملکرد کاهنده‌های آب

همانگونه که وجود یک افزودنی بر روی نسبت اجزا و ویژگی‌های بتن تاثیر می‌گذارد، خواص و مقدار اجزای تشکیل‌دهنده بتن نیز تاثیرات متقابلی بر عملکرد افزودنی دارد.

مقدار، نوع، و ترکیبات شیمیایی سیمان بر عملکرد کاهنده‌های آب تاثیر می‌گذارد. با افزایش مقدار سیمان، نسبت مصرف فوق‌روان‌کننده به سیمان کاهش می‌یابد. سیمان‌های نوع 2 و 5 در مقایسه با سیمان‌های نوع 1 و 3 به کاهنده آب کمتری نیاز دارند. ترکیبات شیمیایی سیمان به ویژه نسبت C₃A/C₃S و مقدار C₃A و نیز مقدار قلیایی‌ها بر عملکرد افزودنی‌های کاهنده آب تاثیر می‌گذارند^[7]. با افزایش مقدار C₃A در سیمان از راندمان روان‌کننده‌های لیگنوسولفوناتی کاسته می‌شود^[1]. با افزایش مقدار قلیایی‌های سیمان میزان تاثیر و حفظ روانی روان‌کننده‌ها در بتن کاهش می‌یابد^[1].

 شکل و بافت سطحی سنگدانه‌ها بر عملکرد کاهنده‌های آب تاثیرگذار است. سنگدانه‌های گرد گوشه در مقایسه با سنگدانه‌های تیزگوشه مقدار روان کننده کمتری را برای رسیدن به یک روانی مشخص لازم دارند. برای دستیابی به یک روانی مشخص هر چقدر بافت سطحی سنگدانه‌ها زبرتر باشد مقدار مورد نیاز افزودنی کاهنده آب افزایش می‌یابد.

پوزولان‌ها به جز خاکستر بادی، عموما به دلیل افزایش چشمگیر سطح جانبی دانه‌ها و تمایل به لخته‌شدن، کارآیی و روانی بتن را به شدت کاهش می‌دهند و به همین دلیل توصیه می‌شود که در بتن‌های دارای پوزولان و به ویژه دوده سیلیسی از فوق‌روان‌کننده  یا فراروان‌کننده استفاده شود.

در مجموع مطالعه، بررسی و انجام آزمایش‌های کارگاهی برای مشخص کردن تاثیر مواد متشکله بتن بر افزودنیهای کاهنده آب به شدت توصیه می‌شود.

2-9 - تاثیر عوامل محیطی و اجرایی

بدون شک عواملی مانند: دما، رطوبت، سرعت وزش باد، ماشین آلات و تجهیزات تولید و انتقال بتن، زمان بین تولید و ریختن بتن، زمان حمل، و مهارت نیروهای اجرایی از جمله عوامل مهم و تاثیر گذار در عملکرد افزودنی‌های کاهنده آب می‌باشند.

به دلیل آن که دما در زمان گیرش، کارآیی و روند کسب مقاومت اولیه بتن بسیار مؤثر است، برای دستیابی به نتایج مؤثر معمولا افزودنی‌های کاهنده آب در سه گروه با تاثیرهای زودگیری، خنثی، و دیرگیری عرضه می‌شوند.

رطوبت موجود در هوا و سرعت وزش باد بر زمان کارآیی بتن تاثیر می‌گذارند در نتیجه برای حفظ کارآیی در چنین شرایطی ممکن است مقدار مصرف و یا حتی نوع کاهنده آب تغییر ‌نماید.

با توجه به اینکه مقدار مصرف افزودنی‌های کاهنده آب به نسبت سیمان موجود در طرح اختلاط تعریف می‌شود، لازم است ماشین آلات تولید بتن از حساسیت کافی برای پیمانه کردن آب، سیمان، سنگدانه، و مواد افزودنی برخوردار باشند. در غیر این صورت مقادیر متفاوتی در هر نوبت وارد مخلوط‌کن می‌شود و نتایج متفاوتی نیز در بر خواهد داشت.

2-10 - رهنمودهای اجرایی در کارگاه

افزودنی‌های کاهنده آب در حالت مایع اندازه‌گیری و مصرف می‌شوند و چنانچه این افزودنی‌ها به شکل جامد (پودر) تحویل گردند، لازم است ابتدا بر طبق پیشنهاد تولیدکننده محلولی با درصد جامد مناسب از  آن تهیه و سپس مصرف شوند.

چگالی افزودنی‌های ارسالی مایع و یا آنهایی که در کارگاه به مایع تبدیل شده‌اند بایستی براساس معیار و استانداردی که تولید کننده معرفی می‌کند سنجیده و با آن مقایسه گردد. برای این منظور می‌توان به سهولت و با استفاده از وسایلی چون مایع‌سنج یا چگالی‌سنج، درصد جامد و  غلظت مناسب آنرا بررسی نمود. این عمل بایستی در دمای استاندارد انجام و نتایج آن بعنوان بخشی از عمل کنترل کیفیت برای آینده ثبت و نگهداری گردد.

تمامی افزودنی‌های کاهنده آب در محدوده زمانی معینی بر مخلوط بتن تاثیر می‌گذارند و به محض اتمام این محدوده زمانی، بتن به حالت قبل از مصرف افزودنی برمی‌گردد، بنابراین زمان افزودن آنها بایستی بگونه‌ای تنظیم شود که حداکثر کارآیی حاصل گردد، بنابراین در حمل‌های طولانی بتن که احتمال اتمام خاصیت افزودنی وجود دارد، بهتر است که افزودنی در محل بتن ریزی به مخلوط اضافه تا فرصت کافی برای ریختن، لرزاندن، پرداخت، و کارهای تکمیلی فراهم شود.

افزودنی‌های کاهنده آب را نباید به سیمان خشک اضافه کرد، بهتر است آنها را بعد از افزودن بخشی از آب اختلاط (به همراه آب تنظیم[24]) به بتن اضافه کرد.

در طرح اختلاط‌های دارای این افزودنی‌ها، به خصوص در بتن‌های با اسلامپ بیشتر از 70 میلیمتر از لرزاندن (ویبره کردن) بیش از اندازه پرهیز شود زیرا باعث جداشدگی و آب انداختگی می‌شود. البته آب انداختگی مختصر در سطح بتن در انجام پرداخت سطحی مفید است. 

2-11 - رهنمودهای کاربردی

چنانچه اطلاعات کافی و معتبر از کاربرد یک افزودنی در دسترس نباشد، بهترین روش برای بررسی تاثیر افزودنی بر خواص بتن انجام آزمایش‌های کارگاهی است. لازم است این آزمایش‌ها با توجه به اوضاع جوی پیش بینی شده، روش و امکانات عملی ساخت بتن، و با استفاده از مصالح مصرفی کارگاه انجام پذیرد. پارامترهایی که انتظار می‌رود در اثر به کار بردن کاهنده آب در طرح اختلاط بتن تغییر‌کنند عبارتند از: مقدار هوا، روانی، آب انداختگی، جداشدگی، زمان و روند گیرش، و مقاومت‌های مکانیکی.

قبل از شروع کار اصلی بهتر است تعداد کافی طرح اختلاط در آزمایشگاه کارگاه، تهیه و آزمایش گردد و با ثبت و مقایسه آنها طرح‌های بهینه برای اجرا برگزیده شوند. اگرچه راهنمایی‌های بسیار مفیدی در آیین نامه‌های معتبر بین‌المللی و استاندارد‌های ساختمانی ایران برای کاربرد افزودنی‌های شیمیایی وجود دارد ولی اغلب آنها در شرایط استاندارد و آزمایشگاهی کنترل شده  نتیجه گیری شده‌اند. بنابراین بهتر است ضمن پیروی از آنها اقدام به انجام آزمایش‌های کارگاهی نزدیک به شرایط واقعی کاربردی در کارگاه کرد.

همواره لازم است طرح اختلاط این گونه بتن‌ها مجدداً بررسی شود چنانچه یک طرح بتن دارای کارآیی و قابلیت پرداخت مناسب باشد و بخواهیم به آن افزودنی کاهنده آب بیافزاییم، مقادیر آب، سیمان و یا مقدار هوا تغییر می‌کند و باعث تغییر در حجم  کل بتن می‌شود. در اینگونه موارد برای جبران کاهش حجم کل، بایستی به اندازه مقادیر کاهش یافته آب و سیمان، مقادیر متناسبی از سنگدانه‌ها به بتن اضافه گردد تا نسبت سنگدانه‌های درشت به حجم کل بتن ثابت بماند. روش طراحی و تنظیم مخلوط‌ها  در ACI  211.1 شرح داده شده است.

با توجه به اینکه اغلب افزودنی‌های کاهنده آب، مواد محلول در آب هستند لازم است در هنگام محاسبه آب اختلاط و نسبت آب به سیمان، مقدار آب موجود در این افزودنی‌ها محاسبه و معادل آن از آب اختلاط کاسته شود ولی بخش جامد آنها که نسبت به حجم کل بتن بسیار ناچیز هستند معمولا نادیده گرفته می‌شوند.

مخازن نگهداری افزودنی‌ها باید به آسانی قابل شناسایی بوده و محلول‌ها در برابر آلودگی، تبخیر، رقیق شدن، دمای بسیار بالا و یخ‌زدگی، محافظت شوند. توجه به زمان انبارداری هر افزودنی براساس توصیه تولیدکننده آن ضروری است. اختلاط دو یا چند افزودنی با هم مجاز نمی‌باشد مگر اینکه سازگاری آنها با یکدیگر قبلاً توسط تولیدکننده بلامانع اعلام شود، در غیر این صورت بایستی افزودنی‌ها به طور جداگانه پیمانه و به مخلوط اضافه گردند. مثلاً ممکن است یک روان‌کننده با یک هوازا با هم سازگاری نداشته باشند و هرکدام در مخازن جداگانه نگهداری و با فاصله زمانی مناسب وارد مخلوط کن بتن شوند.

با توجه به اینکه این افزودنی‌ها معمولا در مقادیر بسیار کم و بر اساس نسبتهای کوچک سیمان مصرف می‌شوند، لازم است لوازم اندازه‌گیری دقیقی برای پیمانه کردن آنها در کارگاه فراهم شده و در ضمن آموزش‌های لازم در مورد حساسیت و تاثیرات منفی احتمالی ناشی از مصارف نادرست به کاربران داده شود.

2-12 - ارزیابی و انتخاب کاهنده آب

عملکرد افزودنی‌ها از هر نوع و طبقه با یکی از شیوه‌های زیر بررسی می‌شوند. این شیوه‌ها ممکن است به تنهایی و یا تواماً  در تشخیص و انتخاب یک افزودنی مورد توجه قرار گیرند.

1)  نتایج حاصل  از کاربرد موفقیت آمیز یک افزودنی در کارهای مشابه قبلی که تحت شرایط کنترل شده کارگاهی انجام شده باشد. در این روش بایستی تا حد امکان شرایط کار و مصالح مرجع انتخابی شبیه به شرایط کارگاه باشد.

2 ) انجام آزمایش‌های کارگاهی با مصالح و شرایط موجود در محل کارگاه.

3) کتب و نشریات فنی و اطلاعات ارایه شده از سوی تولیدکننده‌ها.

با استفاده از روشهای فوق محدوده مقادیر مصرفی و حد بهینه آن تعیین می‌شود و اثرات احتمالی ناشی از مصرف بیش از حد مورد بررسی قرار می‌گیرد ولی لازم است اطلاعات کاملی از عملکردهای قبلی یک افزودنی و نتایج آن که بیانگر محدوده مقادیر مصرف باشد در اختیار مصرف کننده قرار گیرد. بدیهی است که نتایج تاثیر یک افزودنی معین بر روی انواع سیمان، مقدار سیمان، نوع سنگدانه‌ها، شرایط آب و هوا و شرایط ساخت بتن متفاوت است ولی محدوده تعیین شده از سوی تولیدکننده می‌تواند ملاک سنجش در هر کارگاهی قرارگیرد.

از آنجایی که این افزودنی‌ها عموماً مقاومت‌های بتن را افزایش می‌دهند و این فرصت را فراهم می‌آورند که مقدار سیمان کمتری مصرف شود، علاوه بر ایجاد صرفه جویی اقتصادی در طرح می‌توانند حرارت آبگیری را کاهش دهند که بخصوص در بتن ریزی‌های حجیم بسیار مؤثر است.  توجه شود که استفاده از کاهنده‌های آب به خودی خود باعث کاهش حرارت آبگیری نمی‌شود بلکه کاهش مقدار سیمان این امر را میسر می‌سازد. با استفاده از روان‌کننده کندگیر می‌توان با اصلاح زمان گیرش حرارت‌زایی بتن را در سنین اولیه کاهش داد.

برای تولید بتن‌هایی با مقاومت زیاد ( بیشتر از PSI 6000  یا MPa 41 ) می‌توان از فوق روان‌کننده و یا فراروان‌کننده با خاصیت کندگیری در مقادیر زیادتر استفاده نمود که هم باعث کاهش بیشتر آب می‌گردد و هم تاخیری که درگیرش بتن بوجود می‌آید، موجب آرامش در روند کسب مقاومت  اولیه می‌شود، بتن‌هایی که به آرامی‌کسب مقاومت اولیه می‌کنند عموماً دارای مقاومت‌های دراز مدت بیشتری هستند. استفاده از روان‌کننده  کندگیر در مقادیر زیاد ممکن است گیرش بتن را دچار مشکل نماید بتن‌های حاوی افزودنی زودگیر کننده، سریعتر به مقاومت‌های  اولیه دست پیدا می‌‌کنند ولی مقاومت‌های دراز مدت آنها از رشد کمتری برخوردار است.

در طراحی بتن‌های توانمند استفاده از فوق‌روان‌کننده‌ها و فرا روان‌کننده‌ها پیشنهاد می‌گردد که می‌توان آنها را  در مقادیر زیادتر و بدون تاثیرات جانبی نامطلوب مصرف نمود ولی بدلیل افت سریع کارآیی در این گونه بتن‌ها همواره توصیه می‌شود که این افزودنی‌ها در محل مصرف  به بتن اضافه گردند.

آیین نامه‌های معتبر و استاندارد‌های ساختمانی ایران، مشخصات افزودنی‌های کاهنده آب و روش ارزیابی آنها در شرایط استاندارد و کنترل شده از قبیل دما، مقدار سیمان، کارآیی، مقدار هوای موجود و سنگدانه‌های دانه‌بندی شده را تعیین نموده‌اند. این آیین نامه‌ها همچنین حداقل تغییراتی که این افزودنی‌ها در کاهش مقدار آب، کسب مقاومت، محدوده زمان گیرش، جمع شدگی، و پایداری در برابر یخ زدگی و ذوب به وجود می‌آورند را معین می‌کنند ولی اکثر کاهنده‌های آب قادرند بهتر از حداقل‌های خواسته شده در آیین‌نامـه‌ها کیفیت بتن را بهبود بخشند. به عنوان مثال برخی از روان‌کننده‌ها توانایی کاهش آب بتن به میزان بیش از 12 درصد را دارند و فوق‌روان‌کننده‌ها و فراروان‌کننده‌ها در برخی موارد تا بیش از 30 درصد آب مصرفی را کم می‌کنند.

 

 2-13 - کنترل کیفیت

یکنواختی و ثابت بودن یک افزودنی در مراحل مختلف پروژه و ارسال‌های متعدد به کارگاه بایستی کنترل شده و برابری آن با آزمایش‌های اولیه به اثبات برسد. آزمونهای لازم برای شناسایی و تایید افزودنی‌ها شامل: تعیین درصد جامد، غلظت ظاهری، طیف سنجی برای مواد آلی، مقدار کلراید، درجه قلیایی ( pH )، و برخی موارد دیگر می‌باشند. آیین نامه‌های معتبر بین‌المللی و استاندارد‌های ساختمانی ایران راهنمایی‌های لازم برای تعیین یکنواختی افزودنی‌های شیمیایی را به تفصیل بیان نموده‌اند. اگرچه با کنترل رنگ، بو، شکل ظاهری و اندازه‌گیری غلظت و مقدار pH می‌توان یکنواختی محموله‌های مختلف افزودنی‌های وارده به کارگاه را تایید یا رد کرد.

2-14 - مراجع

1- فامیلی هرمز، "خواص بتن"، مترجم، 1378.

2- Rixom, R. and Mailvaganam, N. "CHEMICAL ADMIXTUIRES FOR CONCRETE", 3rd Ed., 1999, E & EN SPON.

3- " Guideline for Self-Compacting concrete", Japan Society of Civil Engineer 1998.

4 – ایراجیان محمود، "کاربرد مواد افزودنی در پروژه‌های سدسازی"، چهارمین کنفرانس بین‌المللی سدسازی، ایران، تهران، 1380.

5 – یاوری عیسی، "فرهنگ شیمی"، انتشارات فاطمی، 1375.

6- ACI 212.3R – 04, "Chemical Admixtures for Concrete", MCP-ACI 2006.

7- REILIM, "Application of Admixtures in Concrete", 1995.

8- Ramezanianpour, A.A., Sivasundaram, V., and Malhotra, V.M., "Superplasticizers: Their Effect on the strength Properties of Concrete"; ACI Concrete International, Vol. 17, No. 4, 1995.

9- Ramachandran V.S., Malhotra V.M., Jolicoeur C., and Spiratos N., "SUPERPLASTICIZERS; Properties and applications in concrete", CANMENT, 1998.

10- Hewlett, "Lea's Chemistry of Cement and Concrete", 4th Ed., 1998, Arnold.

11- Kosmatka S. H., Kerkhoff B., and Panarese W.C., "Design and Control of Concrete Mixtures", 14th ed., PCA – 2002.

---

1  Hydration

2  Water reducer admixtures

1  Plasticizers

2  Super plasticizers

3  High range water reducers

4) مطابق با ASTM C1017: Type I

5) مطابق با ASTM C1017: Type II

1 Over dosage

2 High performance super plasticizer

1  Surfactants (Surface active agents)

1  Repulsion forces

2  Dispersion

1  Steric hindrance

2  Lignosulfonate

3  Hydroxycarboxilic acid

4  Hydoxilated polymers

5  Modified lignosulfonates

6  Sulfonated melamine - formaldehyde

1  Sulfonated naphthalene - formaldehyde

2  Sulfonated polystyrene

3  Copolymer dispersions

1  Workability

1  Rate of consistency (slump) loss

1  Gauging water

افزودنی بتن چیست

 

فصل اول

تعریف افزودنی‌های شیمیایی بتن، اهداف استفاده و معرفی انواع آن

 

1-1- تاریخچه

پیشرفت‌هایی که طی چند دهه اخیر در فناوری بتن بوجود آمده است، بی‌تردید با پیدایش افزودنی‌ها، کاربرد آنها و نوآوری‌های بسیار در این گستره ارتباط دارد. ریشه این پیوند را می‌توان در دستیابی به برتری‌های فنی در خواص و مشخصات بتن، تسهیل در اجرای آن و صرفه‌جویی در انرژی، نیروی کار و ... شناسایی کرد.

کشف، تولید و مصرف مواد افزودنی در بتن، محصول نیازهای فنی و اجرایی است. زیرا کاربرد این مواد به دلیل ساختارهای شیمیایی متفاوت و متنوعی که دارند، علاوه بر تأمین تسهیلات اجرایی در کارهای بتنی موجب دستیابی به برتری‌ها و امتیازات فنی جدیدی در خواص اصلی بتن تازه و سخت شده می‌شوند که حصول آنها از طریق روشهای معمول و متداول طرح و اجرای بتن امکان‌پذیر نبوده و اگر باشد، از نظر اقتصادی به صرفه نیست.

اندیشه تحقیق و مطالعه درباره افزودنی‌ها، بعد از کشف و تولید صنعتی سیمان در نیمه دوم قرن نوزدهم و شناخت ترکیبات و فرایند هیدراسیون سیمان، ابتدا در مراکز علمی، پژوهشی مورد بررسی قرار گرفت و بتدریج کاربرد آنها در عملیات اجرایی رواج یافت.

افزودنی‌های شیمیایی متداول مصرفی در بتن، شامل روان‌کننده‌ها، زودگیرکننده‌ها، دیرگیرکننده‌ها و حباب‌هواسازها در نخستین سالهای دهه سوم قرن بیستم اختراع شدند. قدیمی‌ترین مأخذ علمی و فنی معتبر نشان می‌دهد که روان‌کننده‌ها بر پایه نفتالین‌فرمالدئیدسولفونات، اولین ترکیب آلی است که در سال 1932 توسط یک شرکت آمریکایی اختراع و ثبت شد و در طول سالهای 40-1930، مصرف روان‌کننده‌های دیگر که اساس آنها لیگنوسولفونات‌ها بودند رواج یافت و در حدود سالهای 1950 به بعد مشتقات آلی دیگری نظیر هیدروکسی‌کربوکسیلیک‌ها، اسیدهای چرب و ترکیبات پلیمری نیز رواج یافتند. بعضی از مواد افزودنی نیز مانند حباب هواسازها، بصورت اتفاقی با مشاهده و بررسی دوام بعضی رویه‌های بتنی در شمال آمریکا کشف شد. برخی از این سطوح بتنی دوام بهتری داشتند و آزمایش‌ها نشان داد که در تهیه سیمان آنها، از چربی‌های حیوانی به منظور کمک به عملیات سایش و آسیاب کردن کلینکر استفاده شده است. بررسی‌های بیشتر نشان داد که این سیمان‌ها به دلیل تولید حباب‌های هوا موجب افزایش دوام بتن شده‌اند.

انتشار گزارش‌های علمی و تحقیقاتی و آزمایشگاهی و مقالات فنی ویژه افزودنی‌های شیمیایی و بررسی اثرات آنها روی خواص بتن، توسط مجامع و مراکز تخصصی بتن در سالهای دهه 40 میلادی آغاز شد که می‌توان به نخستین گزارش تفصیلی کمیته فنی شماره 212 مؤسسه ACI در سال 1944 و اولین گردهمایی بین‌المللی ASTM، با عنوان اثر افزودنی‌های کاهنده آب و کنترل گیرش روی خواص بتن در سال 1959 اشاره کرد و در واقع متعاقب این گردهمایی، مؤسسه ASTM، استاندارد افزودنی‌های شیمیایی بتن را با شماره C494 در سال 1962 تدوین نمود، اگر چه این مؤسسه در سال 1948 آیین‌نامه افزودنی‌های حباب‌هوا‌ساز بتن را نیز تدوین کرده بود.

با بررسی مقالات ارائه شده در کنفرانس‌های بین‌المللی و مجلات معتبر، به راحتی می‌توان گفت که امروزه در کشورهای صنعتی مانند ژاپن، آلمان و ...، بیش از 90 درصد بتن‌ها با استفاده از این مواد ساخته می‌شوند.

با توجه به اینکه تولید سیمان در سال 2008 در جهان حدود 5/2 میلیارد تن برآورد شده است، با فرض این که در حدود 50 درصد بتن‌های تولیدی در جهان از مواد افزودنی استفاده شده باشد و با تخمین مقدار مصرف این مواد حدود 1 درصد وزنی سیمان، تولید و مصرف افزودنی‌ها بیش از 10 میلیون تن برآورده می‌شود.

با توجه به مزایای مطلوبی که این مواد در ساخت بتن‌های بادوام ایفا می‌کنند، شناخت اثرات آنها و نحوه مصرف صحیح آنها مورد لزوم می‌نماید. همچنین با توجه به مقدار مصرف آن و پتانسیل تولید آن در کشور می‌تواند بعنوان یک کالای صادراتی با ارزش افزوده مناسب مطرح گردد.

لازم به ذکر است در این راهنما، لفظ افزودنی به عنوان افزودنی شیمیایی اطلاق می‌شود.

 

1-2- هدف و دامنه کاربرد

هدف از تدوین این دستورالعمل، آشنایی با اصلی‌ترین مواد افزودنی مورد مصرف در بتن و نحوه مصرف صحیح آن‌ها و ارائه ویژگی‌ها و الزامات این افزودنی‌ها طبق استانداردهای معتبر است. در این خصوص سعی شده است که استانداردهای معتبر مربوطه نیز تا حد امکان با یکدیگر مقایسه گردند. همچنین در این دستورالعمل نحوه کنترل کیفی تولید و نمونه‌برداری از محصول جهت انجام آزمایش‌های تطابق ارائه شده است.

 

1-3- تعریف

افزودنی‌ها علاوه بر این‌که از نظر تغییراتی که در خواص و کیفیت بتن ایجاد می‌کنند، مورد توجه آیین‌نامه‌ها و دستورالعمل‌ها و استاندارد‌های ملی و بین‌المللی می‌باشند، بلکه از دیدگاه فرهنگ واژه‌های فنی و تخصصی رایج در فناوری بتن نیز، با مفاهیم مشخص و استاندارد شده تعریف و طبقه‌بندی می‌شوند.

کمیته 116 مؤسسه ACI، افزودنی‌ها را شامل مواد و ترکیباتی که افزون بر سیمان، آب، مصالح سنگی و الیاف به بتن، ملات یا دوغاب برای تأمین خواص معین و مشخص جهت مصارف مختلف در هنگام اختلاط اضافه می‌شود، تعریف کرده است.

نمونه دیگر تعریف استانداردشده افزودنی‌های بتن را می‌توان در آیین‌نامه 2787 استاندارد BS جستجو کرد که ضمن تعریف مشابهی به شرح بالا، هدف از کاربرد این مواد را اصلاح مورد نظر در یک یا چند خاصیت بتن ارائه کرده است.

همچنین طبق استاندارد ASTM C125، افزودنی‌ها، به موادی غیر از آب، سنگدانه، سیمان هیدرولیکی و الیاف گفته می‌شود که در هنگام اختلاط و یا درست قبل از اختلاط به بتن یا اجزاء آن اضافه می‌شود تا خاصیت جدیدی را در بتن خمیری یا سخت شده بوجود آورد.

به نظر می‌رسد ساده‌ترین و جامع‌ترین تعریف افزودنی‌های بتن را استاندارد EN934-2 و استاندارد 2930 ملی ایران (ISIRI 2930)[1]، اینگونه بیان کرده که: افزودنی‌ها، مواد شیمیایی محلول در آب هستند (به ندرت به صورت پودر هستند) که به بتن در حین ترکیب، به مقدار کمتر از 5% وزنی ماده سیمانی، برای اصلاح خواص بتن در حالت تازه و سخت شده، اضافه می‌گردند.

با این تعاریف معلوم است که در صورتی‌که این مواد در کارخانه سیمان یا در تولید سنگدانه و یا در هنگام تامین آب در مواد اولیه یا محصول نهایی وجود داشته باشد و یا با آنها مخلوط شود، در دسته افزودنی‌ها جای نمی‌گیرند و معمولاً به نام مواد مضاف (افزونه) شناخته می‌شوند. همچنین در صورت استفاده از موادی برای ایجاد پوشش سطحی بتن یا چسباندن دو بتن سخت شده به یکدیگر یا درزگیری و یا بکارگیری مواد نفوذگر در بتن نمی توان آنها را افزودنی نامید. الیاف مختلف مصرفی در بتن نیز از دایره تعریف افزودنی خارج است.

 

 

1-4- اهداف تشریحی و تفصیلی کاربرد افزودنی‌ها

برای درک بهتر نیاز به مصرف افزودنی‌ها در بتن و ملات، لازم است اصلی‌ترین اهداف کاربرد آنها در بتن را ذکر نماییم.

 

1-4-1- تغییر خواص بتن و ملات تازه (خمیری)

این موارد شامل خواص زیر می‌باشد:

- تغییر در زمان گیرش اعم از گیرش سریعتر، گیرش کندتر و یا گیرش‌های آنی و یا کنترل زمان گیرش شامل گیرش اولیه و نهایی

- تغییر در رئولوژی[2] بتن و ملات مانند افزایش کارایی (روانی، تراکم‌پذیری و قابلیت جایدهی و پرداخت) و افزایش و یا کاهش لزجت بتن

- تغییر وزن مخصوص بتن تازه، عمدتاً ‌در جهت کاهش آن

- تغییر در خواص جمع‌شدگی خمیری، عمدتاً‌ در جهت کاهش آن

- افزایش یا کاهش چسبناکی بتن و ملات

- حفظ کارایی در طول زمان در بتن و ملات، همچنین جلوگیری از کاهش شدید اسلامپ در طول زمان

- حفظ و نگهداری آب برای پس ندادن آن به آجر، سنگ و یا بتن و ملات سخت شده و کاهش آب ناشی از تبخیر از سطح بتن و ملات

 

1-4-2- تغییر خواص بتن و ملات سخت شده

این موارد شامل خواص زیر است:

- افزایش سرعت هیدراسیون و کسب سریعتر مقاومت

- کاهش سرعت هیدراسیون و کاهش سرعت گرمازایی ناشی از آن

- کاهش نفوذپذیری بتن و ملات در برابر هوا، آب و یون کلرید یا سایر مواد مهاجم محلول در آب

- افزایش دوام بتن یا ملات در شرایط محیطی مختلف مانند چرخه‌های متوالی یخ‌زدن و آب شدن، حمله سولفات‌ها، واکنش‌زایی سنگدانه‌ها با قلیایی‌ها، سایش، ضربه و غیره

- ایجاد خلل و فرج در بتن و ملات سیمان با استفاده از مواد حباب‌زا و کف‌زا و سبک کردن بتن

- ایجاد انبساط جزئی یا کاهش جمع‌شدگی بتن یا ملات سخت شده

- افزایش کیفیت اتصال خمیر سیمان به سنگدانه در بتن یا ملات

- کاهش نفوذ و جذب آب مویینه در بتن یا ملات

- کاهش شدت خوردگی میلگردهای بتن و یا ایجاد تاخیر در شروع خوردگی آنها

 

 

1-5- انواع افزودنی‌های بتن و تعریف اجمالی آنها

1-5-1- روان‌کننده‌ها/ کاهنده‌های معمولی آب

ماده افزودنی که بدون تغییر روانی، مقدار آب مخلوط بتن را کاهش می‌دهد یا بدون تغییر مقدار آب، اسلامپ و روانی را افزایش می‌دهد یا هر دو اثر را بطور همزمان ایجاد می‌کند.

 

1-5-2- فوق‌روان‌کننده‌ها/ فوق‌کاهنده‌ها‌ی آب

ماده افزودنی که بدون تغییر روانی، مقدار آب مخلوط بتن را به میزان قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌دهد یا بدون تغییر مقدار آب، اسلامپ و روانی را به میزان قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌دهد، یا هر دو اثر را بطور همزمان ایجاد می‌کند.

بعضی از انواع این مواد حتی می‌توانند به میزان 20 تا 30 درصد کاهش آب را در مخلوط ممکن کنند. کاربرد این افزودنی‌ها گاه می‌تواند منجر به کاهش سریع کارایی گردد.

 

1-5-3- دیرگیرکننده‌ها (کندگیرکننده‌ها)

ماده افزودنی دیرگیرکننده، زمان گیرش بتن و تغییر حالت مخلوط از خمیری به سخت را افزایش می‌دهد. افزودنی‌های دیرگیرکننده، سرعت واکنش بین سیمان و آب را کاهش می‌دهند و مدت زمانی را که مخلوط از حالت پلاستیکی به حالت سخت تبدیل می‌شود به تأخیر می‌اندازند.

 

 

1-5-4- تسریع‌کننده‌ها (زودگیر‌کننده‌ها)

تسریع‌کننده‌ها، سرعت واکنش بین سیمان و آب را افزایش می‌دهند و بنابراین زمان تغییر حالت مخلوط از حالت پلاستیک به حالت سخت (زمان بین گیرش اولیه بتن و سخت‌شدن آن) یا زمان کسب مقاومت سنین اولیه را کاهش می‌دهند.

همچنین بعضی از تسریع‌کننده‌ها، بدون تأثیر روی زمان گیرش، روند کسب مقاومت بتن را تسریع می‌کند که به عنوان تسریع‌کننده‌سخت‌شدگی شناخته می‌شوند.

 

1-5-5- حباب‌زاها (حباب‌سازها)

این مواد افزودنی باعث ایجاد حباب‌های ریز و یکنواخت هوا در داخل بتن می‌شود که بعد از سخت شدن نیز باقی می‌مانند. افزودنی‌های حباب‌زا (حباب‌ساز) اجازه می‌دهند تا مقدار کمی حباب هوا بصورت کنترل شده و یکنواخت در حین فرآیند اختلاط در بتن پخش شود. حباب‌سازها معمولاً برای افزایش مقاومت بتن در برابر یخ‌زدن و ذوب‌شدن متوالی استفاده می‌شوند. این مواد می‌توانند اثراتی مانند کاهش آب‌انداختگی و افزایش چسبندگی و کمک به کاهش تهاجم فیزیکی نمک (تبلور نمک) داشته باشد. هم‌چنین این مواد نفوذپذیری بتن را کاهش می‌دهند و حرکت نم موئینه را مهار می‌نمایند.

 

1-5-6- افزودنی‌های آب‌بندکننده (ضد آب) (کاهنده میزان جذب آب)

افزودنی‌های ضدآب، جذب موئینه بتن یا ملات سخت شده را کاهش می‌دهند.

 

این نوع افزودنی‌ها به 2 دسته تقسیم می‌شوند:

1) ضد آب‌های کاهنده‌ نفوذ که اندازه سوراخ موئین و پیوستگی آنها را داخل خمیر سیمان کاهش می‌دهند. این امر معمولاً با کاهش مقداری از آب آزاد مخلوط همراه با بستن بعضی لوله‌های موئین اتفاق می‌افتد. این افزودنی‌ها حتی در فشار آب زیاد هم مؤثرند و انتشار گازها و یون‌های مهاجم را در بتن کاهش می‌دهند. همچنین این افزودنی‌ها به کاهش تهاجم فیزیکی نمک (تبلور) کمک می‌نمایند.

2) ضد آب‌های آب‌گریز، سوراخ‌های موئین در بتن را با مواد دافع آب می‌پوشانند. این امر مکش سوراخ‌های موئین در بتن را کاهش داده و به طور قابل توجهی، جذب آب بتن یا ملات را کاهش می‌دهد. این افزودنی‌ها، فقط در فشار آب کم مؤثرند و مقاومت کمی در برابر انتشار گاز یا یون‌های مهاجم دارند (معمولاً به همراه ضد آب‌های کاهنده نفوذ یا با فوق‌کاهنده آب استفاده می‌شوند تا اثرات کاهش جذب آب را بهینه کنند).

لازم به یادآوری است که اگرچه کاهنده‌های جذب آب عملکرد بتن را بهبود می‌بخشند ولی از نفوذ آب در ترک‌ها یا درزهای آب‌بندی‌نشده که راههای معمول نفوذ آب در سازه‌ها هستند جلوگیری نمی‌کنند.

 

1-5-7- افزودنی‌های نگهدارنده آب

ماده افزودنی که با کاهش آب انداختگی میزان از دست دادن آب داخل بتن را کاهش می‌دهد.

 

1-5-8- افزودنی‌های چند کاره (چند منظوره)

افزودنی‌های چندکاره یا چندمنظوره روی تعدادی از خواص مخلوط در حالت تازه یا سخت شده، از طریق ترکیب دو یا تعداد بیشتری از موارد ذکر شده در بندهای قبلی تأثیر می‌گذارند. دو نوع معمول و متداول این افزودنی‌ها عبارتند از:

 

1-5-8-1-افزودنی‌های روان‌کننده (کاهنده آب) و دیرگیرکننده

این نوع افزودنی‌ها مصرف قابل توجهی بخصوص در شرایط محیطی گرم دارند. با استفاده از این نوع افزودنی می‌توان ضمن کاهش مقدار آب و یا افزایش روانی، در زمان گیرش نیز تأخیر ایجاد کرد تا پس از انتقال و در حین ریختن، باز هم بتوان اسلامپ مناسبی برای بتن‌ریزی در محل را داشت. این مدت معمولاً حدود 1 ساعت بعد از اختلاط بتن است. خاصیت دیرگیر‌کنندگی از سفت شدن زودرس بتن در حین انتقال و همچنین از درز بین بتن‌ریزی‌های متوالی جلوگیری می‌کند. این مواد به عنوان کاهنده آب نیز استفاده می‌شوند و معمولاً سبب 12-5 درصد کاهش آب در کارایی یکسان با مخلوط شاهد می‌گردند.

 

1-5-8-2-افزودنی‌های فوق‌روان‌کننده / فوق‌کاهنده‌های آب و دیرگیرکننده

این افزودنی‌ها نقش مشابهی با روان‌کننده‌های دیرگیرکننده دارند، ولی کارایی اولیه آنها بیشتر است و سبب نگهداری کارایی به مدت بیشتر با وجود آب کمتر می‌شود. همچنین می‌توانند زمان حفظ کارایی را افزایش داده و کاهش آب را بدون دیرگیرکنندگی زیاد افزایش دهند.

 

1-5-9- افزودنی‌های خاص

1-5-9-1- افزودنی‌های بازدارنده خورندگی

بازدارنده‌های خورندگی بیشتر شامل بازدارنده‌های آندی که معمولاً بر پایه کلسیم نیتریت هستند و انواع کاتیونی و کاتیونی/ آندی که معمولاً بر پایه مشتقات آمینی هستند، می‌باشند. این افزودنی‌ها مقاومت میلگردها در برابر حمله خوردگی ناشی از تهاجم کلرید را افزایش داده و باعث افزایش عمر مفید سازه می‌شوند.

 

1-5-9-2- افزودنی‌های کف‌‌زا

این نوع افزودنی‌ها جهت ایجاد کف تشکیل شده‌ از حباب‌های کوچک پایدار به کار می‌روند. این افزودنی‌ها برای ساخت بتن‌ها و یا ملات‌های سبک با دانسیته کم و یا ساخت قطعات بنایی سبک غیرباربر کاربرد دارند. مقاومت فشاری این نوع قطعات کم است و از آن‌ها به عنوان جداکننده‌ها، سطوح عایق و پرکننده استفاده می‌شود.

 

 

1-5-9-3- افزودنی‌های پلیمری

این افزودنی‌ها بر پایه امولسیون‌های پلیمری مانند پلی‌وینیل‌استات، استایرن‌بوتادین یا استایرن‌اکریلیک هستند. افزودنی‌های پلیمری، معمولاً در مخلوط‌های ملاتی برای کف‌ها، پلاسترها یا تعمیرات استفاده می‌شوند. این افزودنی‌ها می‌توانند مقاومت کششی و خمشی را بهبود بخشیده و امکان خودعمل‌آوری بتن یا ملات و با چسبندگی زیاد را فراهم نمایند. آنها همچنین کاهنده‌های قوی آب هستند که این به پلیمر کمک می‌کند تا خواصی مانند ضد آب بودن را به بتن دهد. اگرچه باید اشاره شود که بعضی از انواع پلیمر در شرایط مرطوب نرم یا هیدرولیز می‌شوند و بنابراین انواع مناسبی برای کاربرد مورد نظر باید انتخاب شوند.

 

1-5-9-4- افزودنی‌های کمک‌پمپاژی

افزودنی‌های کمک‌‌پمپاژی برای بهبود چسبندگی بتن و کاهش جدایی و مسدود شدن لوله‌های پمپاژ طراحی می‌شوند و فشار پمپ کردن را کاهش می‌دهند.

 

1-5-9-5- افزودنی‌های دیرگیرکننده جهت ملات‌های آماده مصرف

عمدتاً در کارهای بنایی به منظور چیدن آجر استفاده می‌شوند. ملات‌های آماده مصرف دارای افزودنی دیرگیرکننده، در مدت زمان طولانی‌تر قابل استفاده هستند. پایه ترکیب شیمیایی افزودنی‌های مورد مصرف در این ملات‌ها معمولاً از دیرگیرکننده‌های ذکر شده در بند 1-5-3 است.

 

1-5-9-6- افزودنی‌های بتن بدون اسلامپ

افزودنی‌هایی هستند که مصرف آن‌ها در ساخت بتن‌های بدون اسلامپ (که در قطعات پیش‌ساخته استفاده می‌شوند)، باعث می‌شود تا بدون ایجاد روانی، تراکم به راحتی صورت گیرد.

 

1-5-9-7- افزودنی‌های مورد مصرف در بتن‌ریزی زیر آب (مواد ضد آب‌شستگی)

این نوع افزودنی‌ها، برای افزایش چسبندگی و کاهش شسته شدن در بتن‌های با کارایی زیاد که برای بتن‌ریزی در زیر آب (توسط پمپ یا سطح شیب دار) استفاده می‌شوند، بکار می‌روند. این افزودنی‌ها به جلوگیری از جدایی در حین جایدهی بتن کمک می‌کنند و اثرات جذر و مد و فعالیت‌های موج را در حین سخت‌شدن بتن کاهش می‌دهند.

 

1-6- اصطلاحات رایج در فرهنگ افزودنی‌ها

1-6-1- مواد افزودنی بتن

مواد افزودنی بتن موادی هستند که علاوه بر آب، سیمان و سنگدانه به مقدار جزئی، حداکثر پنج درصد وزنی سیمان، در زمان اختلاط به بتن اضافه می‌شوند و موجب اصلاح برخی از خواص بتن تازه یا سخت شده می‌شوند.

 

1-6-2- عملکرد

قابلیت یک ماده افزودنی برای ایجاد خواص لازم بدون اثرات زیان‌آور

 

1-6-3- عملکرد اصلی افزودنی‌های چند منظوره

یکی از عملکردهای ماده افزودنی چند منظوره که توسط تولید کننده به عنوان عملکرد اصلی مشخص شده است.

 

1-6-4- عملکرد ثانویه افزودنی‌های چند منظوره

عملکردهای دیگر ماده افزودنی چند منظوره که علاوه بر عملکرد اصلی آن مشخص شده است.

1-6-5- مقدار مصرف

میزان مصرف افزودنی‌های ملات و بتن به صورت درصد وزنی نسبت به وزن سیمان مورد مصرف در طرح مخلوط بیان می‌شود. شرکتهای تولیدکننده افزودنی‌ها، گاه در مورد افزودنی‌های مایع،‌ میزان مصرف را به صورت حجم افزودنی بر حسب لیتر یا میلی لیتر به ازای هر 100 کیلوگرم سیمان ارائه می‌دهند.

 

1-6-6- شکل تولید

افزودنی‌های بتن و ملات به شکل پودر جامد، سوسپانسیون یا محلول عرضه می‌گردد.

 

1-6-7- شکل مصرف

در مورد افزودنی‌ها، شکل مصرف آنها در بتن و ملات معمولاً بصورت پودری یا محلول است. افزودنی‌هایی که به شکل محلول یا سوسپانسیون مصرف می‌شود، توزیع مناسب‌تری در مخلوط دارند بویژه اینکه غلظت آنها کم و مقدار مصرف محلول یا سوسپانسیون بیشتر باشد.

 

1-6-8- میزان مصرف مجاز

میزان مصرف ماده افزودنی، برحسب وزن سیمان که توسط تولید کننده مشخص می‌شود.

 

1-6-9- حداکثر میزان مصرف توصیه شده

حداکثر میزان مصرف توصیه شده توسط تولید کننده می‌باشد.

 

 

 

1-6-10- شرایط و نحوه مصرف

در بسیاری از افزودنی‌ها، زمان ریختن آن در مخلوط‌کن (قبل یا بعد از ریختن آب یا سایر اجزا) ‌می‌تواند تاثیرگذار باشد.

 

1-6-11- اثر متقابل (تداخل یا اندرکنش)

برخی افزودنی‌ها در صورت مصرف توأم، ممکن است تاثیر یکدیگر را خنثی و یا خاصیت منفی جدیدی را بوجود آورند. لذا انجام آزمایش آنها در صورت مصرف توأم و کنترل اندرکنش احتمالی آنها ضروری است. برخی اوقات تولیدکنندگان در این موارد تذکراتی را به مصرف‌کننده ارائه می‌دهند.

 

1-6-12- رنگ

افزودنی‌ها ممکن است دارای رنگ خاصی باشند و یا بدلیل سهولت تشخیص از یکدیگر با رنگدانه خاص به رنگ معینی در آیند. رنگ مواد در بروشور مشخص می گردد و گاه تغییر رنگ آن نشانه‌ای بر فساد و غیرقابل مصرف‌بودن آن می باشد. افزایش رنگدانه یا مواد رنگی، گاه برای مشکل کردن تشخیص جنس و ترکیب افزودنی است.

 

1-6-13- غلظت

در مورد افزودنی‌ها، تنوع غلظت می‌تواند عاملی برای تفاوت تأثیر آن‌ها باشد. هر چند مصرف مواد رقیق‌تر بدلیل توزیع و اختلاط بهتر ترجیح دارد، اما مسلماً هزینه‌های بسته‌بندی و حمل را افزایش می‌دهد و طبیعتاً مقدار مصرف آن باید بیشتر باشد.

 

 

1-6-14- نحوه نگهداری و انبار کردن

کارخانه‌های سازنده افزودنی، شرایط و نحوه نگهداری و انبارکردن را مشخص می‌کنند. دما، رطوبت و همچنین تابش مستقیم آفتاب از جمله این موارد هستند.

 

1-6-15- تاریخ انقضای مصرف

در مورد افزودنی‌ها، زمانی را پس از تولید، به عنوان تاریخ انقضاء مصرف مشخص می‌کنند. مسلماً اگر شرایط مناسب نگهداری یا انبار کردن فراهم نشود، این مدت کوتاه‌تر خواهد شد.

 

1-6-16- اسیدی یا بازی بودن

در مورد افزودنی‌ها، مقدار pH آنها در بروشور مربوطه قید می شود و گاه تغییر کیفیت آنها با این پارامتر مشخص می گردد.

 

1-6-17- بتن و ملات شاهد و آزمایش

به بتن و ملات ساخته شده بدون ماده افزودنی که برای مقایسه با بتن یا ملات حاوی ماده افزودنی (بتن و ملات آزمایشی)، به منظور تعیین اثرات ایجاد شده توسط ماده افزودنی و انطباق با ویژگی‌های استاندارد ساخته می‌شود، اطلاق می‌گردد..

 

1-6-18- خواص جنبی

گرچه برخی افزودنی‌ها ممکن است اثر مناسبی روی یک ویژگی بتن داشته باشند، اما ممکن است خواص جنبی مفید یا مضری را نیز دارا باشند. لذا در انتخاب و مصرف افزودنی‌ها باید به این خواص جنبی کاملاً آگاه بود.

لزوم بکارگیری افزودنی ها در سواحل خلیج فارس

لزوم بکارگیری افزودنی ها در حاشیه خلیج فارس

عناوین مطالب مطروحه

- مقدمه

- ویژگی های بتن مطلوب در حاشیه خلیج فارس

- نیاز مبرم به تغییر کیفیت بتن آماده معمولی در حاشیه خلیج فارس

- نقش مواد افزودنی در بتن های حاشیه خلیج فارس

- نقش مواد روان کننده و آشنایی گسترده تر با آن ها در بتن های حاشیه خلیج فارس

- نقش مواد دیرگیرکننده در بتن های حاشیه خلیج فارس

- نقش مواد پودری معدنی (پوزولان ها و روباره ها) در بتن حاشیه خلیج فارس

- نقش مواد بازدارنده خوردگی در بتن های حاشیه خلیج فارس

- نقش مواد آب بندکننده و یا دافع آب در بتن های حاشیه خلیج فارس

- نقش مواد حفاظت کننده سطحی در سازه های بتنی حاشیه خلیج فارس

مقدمه

- لزوم مصرف افزودنی برای بهبود کیفیت بتن و بالا بردن مقاومت، دوام و نفوذپذیری

- نیاز به بتن با دوام و نفوذناپذیر در حاشیه خلیج فارس بویژه در مورد بتن مسلح

- وجود مشکل خوردگی میلگردهای بتن در حاشیه خلیج فارس

- عدم امکان ساخت بتن مطلوب بدون مصرف افزودنی های مختلف و ضروری

- وجود مشکلات اجرایی منجمله گرمی هوا

- عدم امکان رفع مشکلات اجرایی بدون مصرف افزودنی های لازم

- امکان افزایش عمر مفید سازه های بتنی با افزودنی ها

- گستردگی استفاده از بتن آماده و مشکلات آن

ویژگی های بتن مطلوب در حاشیه خلیج فارس

ویژگی های بتن مطلوب می تواند مربوط به موارد زیر باشد:

الف: ویژگی های ضابطه ای بتن مسلح (قسمت روی میلگرد)

- کیفیت مصالح سنگی از نظر مکانیکی و وجود مواد زیان آور بویژه یون کلرید

- ویژگی های هندسی و شکلی مصالح سنگی مانند محدودیت حداکثر اندازه اسمی 20 میلیمتر و شکستگی درشت دانه ها

- دانه بندی مصالح سنگی: بافت دانه بندی متوسط تا نسبتا ریز

- کیفیت سیمان:  مصرف سیمان هایی با C₃A بیشتر از 5 و کمتر از 8 درصد

- کیفیت آب: محدودیت مواد زیان آور بویژه یون کلرید

- نسبت های اختلاط: محدودیت حداکثر نسبت آب به سیمان (45/0 و 4/0)، محدودیت حداقل و حداکثر عیار سیمان (حداقل 350 طبق آبا و 325 تا 375 طبق آیین نامه پایایی)

- کارآیی: نیاز به روانی 75 تا 150 میلیمتر در غالب موارد بجز بتن ترمی یا برخی قطعات پیش ساخته

- نوع و نحوه ریختن و تراکم: بتن ریزی بدون جداشدگی و تراکم مناسب

- نحوه عمل آوری: عمل آوری مناسب و ترجیحا با رطوبت رسانی به مدت کافی

- دما در هنگام ریختن: حداکثر 30 یا 32 درجه

ب: ویژگی های عملکردی بتن مسلح (قسمت روی میلگرد)

- مقاومت فشاری 28 روزه بتن: حداقل رده C35 طبق آبا یا حداقل رده C30 تا C40 در آیین نامه پایایی

- جذب آب نیم ساعته بتن 28 روزه (BS 1881:Part 122): حداکثر 2 تا 3 درصد

- عمق نفوذ آب تحت فشار بتن 28 روزه (EN 12390: Part 8): حداکثر 10 تا 30 میلیمتر

- شاخص عبور جریان الکتریکی در بتن 28 روزه (ASTM C1202): حداکثر 2000 تا 3000 کولمب

- مقاومت ویژه الکتریکی 28 روزه: حداقل 50 تا 100 اهم متر

- ضریب جذب آب مویینه (روش Rilem): حداکثر 7/0 تا 9/0 میلیمتر بر جذر زمان برحسب ساعت

- جذب آب سطحی اولیه (ISAT) (BS 1881:Part 208):

حداکثر 25/0 تا 5/0 میلیمتر بر مترمربع در ثانیه (در 10 دقیقه اول)

حداکثر 15/0 تا 3/0 میلیمتر بر مترمربع در ثانیه (در 30 دقیقه)

حداکثر 1/0 تا 2/0 میلیمتر بر مترمربع در ثانیه (در یک ساعت)

حداکثر 075/0 تا 15/0 میلیمتر بر مترمربع در ثانیه (در 2 ساعت)

- ضریب نفوذ گاز اکسیژن (روش Cembureau): حداکثر ^17-10 تا ^17-10×5 مترمربع

- ضریب انتشار یون کلرید در بتن: حداکثر 30 تا 150 میلیمتر مربع در سال

- جذب آب نهایی (ASTM C642): حداکثر 4 تا 6 درصد

نیاز مبرم به تغییر کیفیت بتن های آماده معمولی در حاشیه خلیج فارس

با توجه به ویژگی های بتن مطلوب نمی توان از بتن های آماده معمولی در حاشیه خلیج فارس استفاده کرد.

وضعیت فعلی و مطلوب را می توان بصورت زیر مقایسه کرد:

وضعیت فعلی بتن های آماده

- فروش بتن براساس عیار سیمان

- فروش بتن براساس مقاومت های 28 روزه استوانه ای در حد 20 و 25 مگاپاسکال (25 و 30 مکعبی)

- استفاده از سنگدانه با حداکثر اندازه اسمی 25 میلیمتر و دانه بندی متوسط تا درشت

- عدم محدویت نسبت آب به سیمان و نامشخص بودن آن

- عدم توجه به روانی مطلوب و افزودن آب در پای کار به علت کارآیی کم

- حمل در فواصل طولانی در هوای گرم بدون توجه به زمان گیرش اولیه

- عدم وجود محدودیت برای دمای بتن در هنگام ریختن

- عدم کنترل جدی میزان یون کلرید بتن

- عدم توجه به نوع سیمان مصرفی

- عدم توجه به محدودیت های عیار سیمان

- عدم بکارگیری افزودنی های فوق روان کننده، کندگیرکننده و میکروسیلیس و غیره

وضعیت مطلوب بتن های آماده

- فروش بتن براساس رده های مقاومتی 28 روزه استوانه ای 30 تا 40 مگاپاسکال (35 تا 45 مکعبی)

- رعایت حداکثر اندازه اسمی 20 میلیمتر و دانه بندی متوسط تا نسبتا ریز

- استفاده از شن نیمه شکسته یا شکسته و ترجیحا ماسه گردگوشه

- رعایت نسبت آب به سیمان 4/0 یا 45/0

- درنظر گرفتن روانی مطلوب با توجه به نوع قطعه و وسیله بتن ریزی

- رعایت محدودیت های عیار سیمان بویژه حداکثر عیار سیمان

- توجه به فاصله زمانی حمل و استفاده از کندگیرکننده بویژه در هوای گرم

- توجه به حداکثر دمای مجاز در هنگام ریختن بتن و مسلما ساخت بتن خنک در کارخانه

- کنترل مقدار یون کلرید موجود در بتن مسلح

- استفاده از سیمان های مناسب و مجاز برای بتن مسلح

- بکارگیری روان کننده یا فوق روان کننده

- استفاده از دوده سیلیسی و فوق روان کننده

نقش مواد افزودنی در بتن های حاشیه خلیج فارس

- برای دستیابی به بتن مطلوب و اجرای مناسب نیاز به افزودنی های مختلفی احساس می شود.

- برای تامین روانی با وجود کاهش نسبت آب به سیمان نیاز به روان کننده یا فوق روان کننده وجود دارد.

- امروزه مواد روان کننده یا فوق روان کننده معمولا به افزایش مقاومت و دوام بتن منجر می شود.

- برای اجرای بهتر و دیرگرفتن بتن نیاز به مواد کندگیرکننده وجود دارد.

- گاه برای کاهش نفوذ یون کلرید و رطوبت در بتن نیاز به مصرف پوزولان های طبیعی و مصنوعی مناسب یا سرباره ها وجود دارد.

- دوده سیلیسی می تواند به شدت از نفوذ یون کلرید و خوردگی میلگردها بکاهد.

- بکارگیری دوده سیلیسی نیازمند بکارگیری فوق روان کننده بیشتری می باشد.

- امروزه در برخی پروژه ها از مواد بازدارنده خورندگی در بتن استفاده می شود.

- نقش برخی مواد آب بندکننده و یا دافع آب در بتن در کاهش خوردگی میلگردها روشن نیست اما بنظر می رسد کاهش نفوذ رطوبت و یون کلرید در بتن در اکثر موارد مثبت باشد.

- برخی مواد هرچند افزودنی محسوب نمی شود اما کمک مهمی را به انجام می رسانند مانند موادی که برای پوشش روی میلگردها و یا پوشش سطحی بتن بکار می روند.

نقش مواد روان کننده در بتن های حاشیه خلیج فارس و آشنایی گسترده تر با آنها

- مواد روان کننده معمولا پیوند اجزای بتن با یکدیگر و سایر اجزا را در بتن تازه کاهش می دهند.

- مواد روان کننده به توزیع سیمان و مواد پودری ریز در بتن کمک می کنند.

- مواد روان کننده موجب روان تر شدن بتن می گردند.

- مواد روان کننده می تواند به کاهش آب بتن منجر شود بدون اینکه روانی افزایش یابد.

- مواد روان کننده می تواند به کاهش نسبت آب به سیمان بتن منجر شود بدون اینکه روانی و عیار سیمان افزایش یابد.

- مواد روان کننده می تواند به افزایش مقاومت و دوام و نفوذناپذیری بتن منجر شود حتی اگر نسبت آب به سیمان کاهش نیابد.

- مواد روان کننده می تواند موجب کاهش مصرف سیمان با حفظ روانی بتن گردد.

- مواد روان کننده می تواند به کاهش جمع شدگی و افزایش مقاومت و دوام و نفوذناپذیری بتن بدلیل کاهش مصرف سیمان با وجود ثابت بودن نسبت آب به سیمان منجر شود.

- مواد روان کننده می تواند در یک زمان به کاهش نسبت آب به سیمان، کاهش عیار سیمان و افزایش روانی منجر گردد و موجب افزایش مقاومت، دوام، نفوذناپذیری و کاهش جمع شدگی شود.

مثال هایی از طرح مخلوط بتن در حاشیه خلیج فارس

مثال1: بکارگیری بتن در یک سازه بسیار نزدیک به ساحل یا در منطقه جزر و مد و یا بالای سطح آب بدون میکروسیلیس

مثال2: بکارگیری بتن در یک سازه بسیار نزدیک به ساحل یا در منطقه جزر و مد و یا بالای سطح آب با میکروسیلیس

مثال3: بکارگیری بتن در یک سازه با فاصله متوسط از ساحل بیرون خاک و یا درون خاک در نزدیکی ساحل و یا درون آب دریا

- در این مثال ها که نسبتا واقعی هستند نشان داده می شود که چگونه نیاز به مصرف مواد افزودنی روان کننده یا فوق روان کننده وجود دارد.

- در این مثال ها سعی شده از آنچه در آیین نامه پایایی بتن ایران آمده است کاملا تبعیت شود.

آشنایی گسترده تر با روان کننده ها

روان کننده های معمولی                               Placticizers (P) or Water Reducing Agents (WRA)

- روان­کننده­های معمولی بیش از نیم قرن سابقه دارند. این مواد معمولاً به صورت لیگنوسولفونات ها در بازار ایران وجود دارد.

- روان­کننده­های معمولی باید حداقل 5­ درصد از آب بتن را با حداقل میزان مصرف پیشنهادی کاهش دهند.

- روان­کننده­های معمولی حداکثر می توانند 12درصد از آب بتن را با حداکثر میزان مصرف پیشنهادی کاهش دهند.

- روان­کننده­های معمولی غالبا نقش کندگیرکننده  را نیز دارا می باشند.

- روان­کننده­های معمولی ممکن است تا حدودی حبابزایی داشته باشند.

- میزان مصرف پیشنهادی روان­کننده­های لیگنوسولفوناتی بین 2/0 تا 1درصد وزنی سیمان است.

- غلظت مواد پودری روان­کننده­های معمولی باید در حدود 38 تا 42 درصد وزن مایع باشد و در این حالت چگالی آن 17/1 تا 20/1 کیلوگرم بر لیتر است.

- ماده لیگنوسولفوناتی دارای رنگ قهوه ای تیره با بوی تند زننده الکلی می باشد.

- مواد روان­کننده معمولی غالبا دارای افت اسلامپ کمی هستند و برای مدت بیشتری می توانند حفظ روانی نمایند.

- قیمت روان­کننده معمولی مایع با غلظت معمول امروزه در محدوده 550 تا 650 تومان به ازای هر کیلو می باشد.

- با افزودن برخی افزونه ها به مواد روان­کننده معمولی می توان بر حبابزایی، گیرش و حفظ روانی آن تاثیر گذارد.

روان­کننده­های قوی یا فوق­روان­کننده­ها

Super Placticizers (SP), High Range Water Reducing Agents (HRWRA)

- فوق روان­کننده­ها باید دست کم 12 درصد از آب بتن را با حداقل میزان مصرف پیشنهادی کاهش دهند.

- روان­کننده­های قوی دارای دسته بندی های مختلفی از نظر نوع مواد متشکله هستند. سابقه برخی از این مواد بیش از روان­کننده­های معمولی و سابقه بعضی از آنها کمتر از دو دهه است.

- فرم آلدئید نفتالین سولفوناته فشرده از جمله فوق روان­کننده­های قدیمی است که معمولا به نام مواد نفتالینی شناخته می شود.

- فرم آلدئید نفتالین سولفوناته فشرده دارای رنگ قهوه ای تیره است و ذاتا کندگیر می باشد.

- غلظت فرم آلدئید نفتالین سولفوناته فشرده پودری در حدود 33 تا 37 درصد وزن مایع می باشد و در این حالت چگالی آن بین 16/1 تا 18/1 کیلوگرم بر لیتر است.

- میزان مصرف پیشنهادی فوق روان­کننده نفتالینی بسته به غلظت آن بین 3/0 تا 5/1 درصد وزن سیمان است.

- حداکثر کاهش آب فوق روان­کننده­ نفتالینی در حدود 22درصد به ازای حداکثر میزان مصرف پیشنهادی می باشد.

- افت روانی فوق روان­کننده نفتالینی متوسط می باشد و بهرحال باید مدنظر قرار گیرد.

- قیمت فوق روان­کننده نفتالینی با غلظت متعارف و بسته به میزان کندگیری یا حفظ روانی بین 950 تا 1150 تومان به ازای هر کیلو می باشد.

- با افزودن برخی مواد به فوق روان­کننده نفتالینی می توان بر زمان گیرش و حفظ روانی آن تاثیر گذاشت.

- فرم آلدئید ملامین سولفوناته فشرده از جمله فوق روان کننده های نسبتا قدیمی هستند که معمولا به نام ملامینی شناخته می شود.

- فرم آلدئید ملامین سولفوناته فشرده پودری دارای رنگ سفید و مایع آن بیرنگ متمایل به شکری است.

- فرم آلدئید ملامین سولفوناته فشرده ذاتا از زودگیری برخوردار است و افت اسلامپ آن زیاد می باشد.

- غلظت مواد پودری ملامینی بین 20 تا 35 درصد وزنی مایع آن می باشد و چگالی آن بین08/1 تا 12/1 می باشد.

- با افزودن مواد کندگیرکننده و برخی افزونه های دیگر می توان زمان گیرش را زیادتر و افت اسلامپ آن را کمتر نمود.

- در مواردی که فاصله زمانی ساخت با حمل بتن زیاد است بهتر است این مواد را مصرف ننمود.

- حداقل درصد کاهش آب این مواد به ازای حداقل میزان مصرف پیشنهادی نباید کمتر از 12درصد باشد.

- حداکثر درصد کاهش آب مواد ملامینی ممکن است به بیش از 25 درصد بالغ شود.

- مواد پودری ملامینی در ایران ساخته می شود و بدین دلیل قیمت واحد آن عملا در حد روان کننده های معمولی است.

- قیمت مواد ملامینی مایع ایرانی بسته به غلظت آن بین 650 تا 800 تومان به ازای هر کیلو می باشد. قیمت نوع خارجی آن در حدود 30 تا 50 درصد بالاتر است.

- میزان مصرف مواد ملامینی مایع بسته به غلظت آن بین 5/0 تا 5/3 درصد می باشد.

- پلی­کربوکسیلات­ها یا مواد پلی کربوکسیلیک اتری از جمله فوق روان کننده های جدیدتر می باشند.

- مواد پلی­کربوکسیلاتی بصورت مایع و به رنگهای طوسی یا زرد کدر به بازار عرضه می شود.

- مواد پلی­کربوکسیلاتی معمولا بصورت خنثی می باشند و می توان آنرا زودگیر یا کندگیرتر نمود.

- مواد پلی­کربوکسیلاتی معمولا از افت اسلامپ متوسطی برخوردار است که می توان مدت حفظ اسلامپ را افزایش داد.

- حداقل درصد کاهش آب این مواد به ازای حداقل میزان مصرف پیشنهادی نباید کمتر از 12 درصد باشد.

- حداکثر درصد کاهش آب این مواد به ازای حداکثر میزان مصرف پیشنهادی به حدود 35 درصد می رسد.

- میزان مصرف این مواد بین 3/0 تا 5/1 درصد پیشنهاد می شود.

- قیمت پلی کربوکسیلات ها بسته به نوع و غلظت آن بین 2500 تا 3200 تومان به ازای هرکیلو می باشد.

- چگالی پلی کربوکسیلات ها بین 05/1 تا 1/1 کیلوگرم بر لیتر می باشد.

- آکریلات ها از جمله فوق روان کننده های جدید هستند که کمتر در ایران مصرف می شود.

- آکریلات ها بصورت مایع شیری رنگ هستند.

نقش مواد دیرگیرکننده (Retarders) در بتن های حاشیه خلیج فارس

- این مواد مجازند زمان گیرش بتن را به میزان حداکثر 4ساعت به تاخیر اندازند.

- این مواد می توانند موجب حفظ اسلامپ در طول حمل و عملیات بتن ریزی شوند.

- این مواد می توانند سرعت هیدراسیون را در ابتدای کار کاهش و سرعت گرمازایی را کم کنند و به بتن ریزی های حجیم تا حدی کمک نمایند تا دمای مغز بتن آرام تر بالا رود و فرصت تبادل بیشتری بوجود آید و تنش های حرارتی کمتر گردد.

- وقتی فاصله زمانی حمل و مدت بتن ریزی یک محموله بطول می­انجامد بهتر است از مواد دیرگیرکننده استفاده کرد.

- در صورتی که در مناطق گرم و خشک، بتن ریخته شده با تاخیر در گیرش مواجه شود احتمال ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی خمیری بدلیل تبخیر افزایش می یابد.

- مواد دیرگیرکننده موجود در بازار ایران عمدتا از نوع لیگنوسولفونات ها یا گلوکونات ها و یا فسفات کلسیم می باشد که گلوکونات ها عملکرد بهتری دارند.

نقش مواد  پودری معدنی (پوزولان ها و روباره ها) در بتن حاشیه خلیج فارس

پوزولان ها

- پوزولان ها با آهک هیدراته (هیدروکسید کلسیم) ترکیب می شوند و ماده پرکننده و چسباننده بوجود می آورند که نفوذپذیری را کم کرده و pH خمیر سیمان را نیز کاهش می دهند. اغلب پوزولان ها دوام در برابر سولفات ها را بهبود می بخشند.

- پوزولان ها به صورت های طبیعی (خام یا کلسینه) و یا مصنوعی هستند.

- پوزولان های طبیعی ایران عمدتا بصورت توف ها یا خاکسترهای آتشفشانی در تولید سیمان بکار می روند و کمتر بصورت افزودنی در بتن استفاده می شود. سیمان های پرتلند پوزولانی ایران حاوی حداکثر 15 درصد از این نوع پوزولان ها می باشند.

- وجود حداکثر 15 درصد پوزولان طبیعی در سیمان آمیخته، تاثیر کمی بر کیفیت مقاومتی و دوامی بتن در دراز مدت دارد.

- مصرف پوزولان های طبیعی می تواند مصرف آب بتن را بیشتر کند که تاثیر منفی بر مقاومت و دوام را می تواند به همراه داشته باشد.

- مصرف پوزولان های طبیعی می تواند افت اسلامپ بیشتری را بوجود آورد که مثبت تلقی نمی شود.

- افزایش پوزولان طبیعی (بیش از 15 درصد) بر مقاومت های کوتاه مدت و میان مدت تاثیر منفی می گذارد اما ممکن است برای دراز مدت مطلوب باشد.

- مصرف پوزولان طبیعی بیش از 30 یا 35 درصد ممکن است مفید نباشد و آهکی برای ترکیب یافت نشود و مقاومت های دراز مدت نیز افت کند.

- مهمترین پوزولان های مصنوعی مصرفی در ایران، دوده سیلیسی و خاکستر بادی هستند.

- دوده سیلیسی در سه کارخانه در ایران تولید می شود اما خاکستر بادی مصرفی از خارج وارد می گردد و بیشترین مصرف آنها در حاشیه خلیج فارس می باشد.

- دوده سیلیسی عمدتا مربوط به غبار کارخانه های فروآلیاژ یا فروسیلیس است که ذرات بسیار ریز تقریبا کروی شکل دارد و از نوع سیلیس آمورف (غیر بلوری) است.

- درصورت پودر کردن سنگ های سیلیسی بصورت خیلی ریز و میکرونیزه، میکروسیلیس حاصل نمی شود و فروش این مواد بعنوان میکروسیلیس یک نوع کلاهبرداری رایج تلقی می شود.

- ذرات میکروسیلیس معمولا در محدوده 05/0 تا 2/0 میکرون می باشد و سطح ویژه آن بین 13 تا 30 مترمربع در هر گرم می باشد (ریزی سیمان 3/0 مترمربع در هر گرم).

- واکنش دوده سیلیسی با آهک خمیر سیمان سریع تر از سایر پوزولان های طبیعی و مصنوعی است. بنابراین دیرگیری در بتن حاوی دوده سیلیسی عملا دیده نمی شود.

- بتن حاوی دوده سیلیسی چسبنده تر، چسبناک تر  و آب انداختن و جداشدگی کمتر می گردد.

- امکان ترک خوردگی ناشی از تبخیر در بتن میکروسیلیس دار بیشتر می شود و نیاز به حفاظت رطوبتی بیشتری دارد.

- مقاومت های کوتاه مدت و میان مدت بتن میکروسیلیس دار بیشتر می شود اما تاثیر آن در دراز مدت روشن نیست.

- نفوذپذیری بتن میکروسیلیس دار کمتر می شود و مقاومت الکتریکی ویژه بتن بیشتر می گردد و یون کلرید کمتر نفوذ می کند.

- دوام بتن میکروسیلیس دار در برابر برخی سولفات ها محل تامل و اختلاف است.

- وجود میکروسیلیس، مصرف آب بتن را بشدت بالا می برد.

- امکان بکارگیری میکروسیلیس بدون فوق روان کننده امکان پذیر نیست.

- مصرف میکروسیلیس پودری در اختلاط بتن در بسیاری از موارد نتیجه مثبتی را ببار نمی آورد.

- بهتر است دوغاب یا ژل میکروسیلیس را در ساخت بتن بکار برد.

- بکارگیری 6 تا 8 درصد دوده سیلیسی (جایگزین سیمان) در بتن توصیه می شود.

- مصرف کمتر از 5 درصد دوده سیلیسی نتیجه مثبتی ببار نمی آورد و مصرف بیش از 10درصد از نظر فنی و اقتصادی توصیه نمی گردد.

- میکروسیلیس برای جلوگیری یا کنترل انبساط ناشی از واکنش قلیایی با سنگدانه های واکنش زا مفید است.

- میکروسیلیسی که بخوبی در بتن پخش نشده و بصورت کلوخه در آید می تواند در اثر واکنش با قلیایی­ها انبساط مخرب بوجود آورد.

- میکروسیلیس کار پمپاژ را مشکل می کند و موجب سایش وسائل و تجهیزات می گردد.

- برخی معتقدند که غبار میکروسیلیس در کارگاه می تواند بر سلامتی افراد تاثیر منفی گذارد.

- قیمت هر کیلو میکروسیلیس در ایران حدود 300 تومان می باشد (بدون هزینه بسته بندی و حمل)

- خاکستر بادی، خاکستر سیلیسی آمورف کوره ذغال سنگ است که کروی شکل بنظر می رسد و از دهانه دودکش کوره خارج می شود.

- اندازه ذرات خاکستر بادی بین 10 تا 40 میکرون است که انواع ریزتر نیز دارد.

- سطح ویژه خاکستر بادی معمولی بین 4/0 تا 7/0 مترمربع در هر گرم است که در انواع ریز ممکنست به شدت افزایش یابد.

- در سایر کشورهایی که نیروگاه زغال سنگی دارند، خاکستر بادی قابل توجهی حاصل می گردد و در ساخت سیمان آمیخته و یا بصورت افزودنی بکار می رود.

- مصرف خاکستر بادی موجب دیرگیری بتن، کاهش مقاومت اولیه، کاهش سرعت گرمازایی، کاهش نفوذپذیری و افزایش دوام در محیط های سولفاتی و حاوی کلرید می گردد و انبساط مخرب مربوط به واکنش سنگدانه و قلیایی ها را کنترل می کند و مقاومت دراز مدت را بالا می برد.

- مصرف 15 تا 25 درصد خاکستر بادی جایگزین سیمان در بتن در حاشیه خلیج فارس توصیه می شود اما مصرف بیشتر از 30 درصد نمی تواند کمکی به بالا بردن هرچه بیشتر کیفیت بتن نماید.

- مصرف خاکستر بادی ممکن است به کاهش آب مصرفی بتن نیز منجر گردد.

- پمپ کردن بتن حاوی خاکستر بادی بخوبی انجام می شود و سایش وسائل و تجهیزات مشاهده نشده است.

- قیمت هر کیلو خاکستر بادی معمولی در مبدا 30 تا 60 تومان و در حاشیه خلیج فارس 80 تا 120 تومان می باشد. خاکستر بادی خیلی ریز کیلویی 100 تا 120 تومان در مبدا و در جنوب ایران 200 تا 250 تومان تمام می شود.

روباره ها (سرباره ها)

- سرباره های اغلب کوره های ذوب فلزات می تواند به عنوان ماده سیمانی جایگزین سیمان بکار رود. معمول ترین سرباره مصرفی، سرباره کوره بلند ذوب آهن است که در ایران نیز تولید می شود.

- در ایران از سرباره برای ساخت سیمان آمیخته سرباره ای استفاده می شود و کمتر به عنوان افزودنی بکار می رود.

- روباره ها به عنوان ماده سیمانی در محیط قلیایی (آهک دار) مانند سیمان با آب ترکیب می شود و ماده پرکننده و چسباننده ایجاد می کند ولی آهک را مصرف نمی کند.

- روباره ها بر خلاف پوزولان ها، PH و قلیائیت محیط را پایین نمی آورد. به هر حال سرباره باید آمورف باشد و زود سرد شود.

- بهتر است مصرف روباره ها به عنوان افزودنی جایگزین سیمان بیش تر از 25 درصد وزن مواد چسبناننده باشد و می تواند بیش از 50 درصد نیز بکار رود.

- ایجاد کندگیری در بتن، کاهش جزیی مقاومت های اولیه و بهبود مقاومت های دراز مدت، کاهش گرمازایی و سرعت گرمازایی، کاهش نفوذپذیری و افزایش دوام در محیط های سولفاتی و کلریدی و کاهش انبساط مخرب مربوط به واکنش سنگدانه و قلیایی از جمله خواص سرباره در بتن است.

- سرباره با ریزی 4/0 تا 7/0 مترمربع در هر گرم بکار می رود و اندازه ذرات آن تا حدودی ریز تر از سیمان است.

- در محیط خلیج فارس وجود سرباره ها در بتن مفید بوده است و خوردگی میلگردها را کم کرده است.

- مصرف آب در بتن حاوی سرباره چندان دستخوش تغییر نمی گردد.

- بکارگیری سرباره ها به همراه پوزولان ها نیز تاثیر مثبتی را در این مناطق نشان داده است.

نقش مواد بازدارنده خوردگی میلگردها در بتن های حاشیه خلیج فارس

Corrosion Inhibitators, Anti-Corrosion Agents

- در طول 30 سال اخیر سعی شده است از مواد افزودنی در بتن به عنوان بازدارنده خوردگی میلگردها استفاده شود.

- مواد بازدارنده خوردگی به صورت های مختلف عمل می کند. انواع مهم آن بر دو قسم است. نوع آندی و همچنین نوع آندی – کاتدی.

- مواد آندی عمدتاً به صورت نیتریت کلسیم است که در بسیاری از نقاط دنیا بکار گرفته شده است و نشان داده اند که تاثیر مثبتی را در جلوگیری از خوردگی داشته اند.

- تحقیقاتی که در محیط خلیج فارس انجام شده، نشان داده است نیتریت کلسیم تاثیر چندان مثبتی را نداشته است.

- محلول نیتریت کلسیم با چگالی 24/1 کیلوگرم در لیتر به میزان 10 – 15 کیلوگرم در مترمکعب بتن بکار می رود ( 3 تا 5/3 درصد وزن سیمان).

- نیتریت کلسیم خاصیت زودگیری دارد و افت اسلامپ را به شدت زیاد می کند و باید به این نکته توجه داشت.

- ممکن است مصرف نیتریت کلسیم به همراه مواد پودری معدنی از خواص مثبت آن بکاهد.

- مواد بازدارنده آندی – کاتدی در حدود 15 سال سابقه مصرف دارد و جدید تلقی می شود.

- مواد بازدارنده آندی – کاتدی موجود در ایران بر پایه مشتقات آمین (استرآمین ها) می باشد.

- هنوز از تاثیر دراز مدت این مواد اطلاع کافی در دست نیست و تحقیقات خاصی در ایران در این باره انجام نشده است.

- برخی مواد بازدارنده خوردگی ممکن است نفوذپذیری را کاهش دهند اما سازوکار عملکرد آن ها بر پایه کاهش نفوذپذیری استوار نیست و الکتروشیمیایی است.

نقش حفاظت سطحی بتن در حاشیه خلیج فارس

- کیفیت سطحی بتن در مسائل دوام به ویژه در مورد نفوذ یون کلرید و رطوبت و اکسیژن و در نتیجه خوردگی اهمیت زیادی دارد.

- انواع حفاظت سطحی از دیدگاه های مختلف وجود دارد. از یک دیدگاه می توان آن را به چهار نوع تقسیم کرد.

·         اندودهای سطحی Renderings

·         پوشش ها و درزگیرها Coating and Sealers

·         پرکننده های منافذ Pore Blockers

·         نفوذگرها Penetrants

- انتخاب نوع حفاظت و پوشش سطح بتن به عوامل متعددی بستگی دارد که در زیر می آید.

·         پایداری در برابر نفوذ آب، دی اکسید کربن، یون کلرید، بخار آب و پرتو ماوراء بنفش

·         پایداری در برابر عوامل شیمیایی، سایش و اتصال به بتن

·         سهولت اجرا، ظاهر مناسب و قابلیت پل زدن روی ترک ها

- در موفقیت هر نوع حفاظت و پوشش عوامل زیر دخیل هستند.

·         انتخاب صحیح نوع حفاظت با توجه شرایط محیطی حاکم و دوام مورد نظر

·         شرایط بتن پایه (سن، رطوبت، دما و کیفیت سطح و کیفیت بتن)

·         دقت در اجرا و شرایط لازم در اعمال هر نوع پوشش

·         دما و رطوبت و شرایط هوا در هنگام اعمال پوشش

- اندودهای سطحی به صورت یک لایه نسبتاً ضخیم ملات سیمانی اعمال می شود و روی سطح بتن پایه معمولاً به کمک ماله مناسب کشیده می شود.ملات سیمانی ممکن است فاقد مواد پلیمری باشد اما در اکثر موارد با یک ماده پلیمری (لاتکس) اصلاح می گردد.

- وجود مواد پلیمری در اندودهای سیمانی برای اتصال بهتر به بتن پایه و هم چنین کاهش نفوذپذیری آن می باشد.

- سطح زیرین برای اندودکاری باید تمیز و زبر و اشباع گردد و سپس اندود اصلی اجرا شود. به هر حال این نوع حفاظت، افزایش ضخامت پوشش بتنی هم به حساب می آید.اتصال و پیوستگی اندود با سطح زیرین با آزمایش Pull-off قابل کنترل است و مقدار مجاز آن را مشخصات فنی مشخص می کند.

- پوشش ها و درزگیرها شامل موادی برای پر کردن حفرات سطحی و نفوذ در آن ها و آماده سازی سطح کار می باشد و سپس پوشش نازک سطحی اعمال می گردد.

- سطح کار باید تمیز و عاری از چربی باشد. در اکثر موارد بتن پایه به صورت خشک بوده یا رطوبت آن از حد معینی کمتر باشد.

- شرایط محیطی مناسب یعنی رطوبت کمتر از 90 درصد و دمای 10 تا 30 درجه سانتی گراد است.

- لایه پوشش اصلی دو یا چند دست اعمال می شود و ممکن است نفوذ کمی هم داشته باشد.

- ضخامت پوشش نهایی معمولاً بین 100 تا 300 میکرون است.

- پوشش اصلی همانند یک رنگ عمل می کند و جلوی نفوذ را می گیرد (Barriers). اکثر اوقات این مواد عمدتاً از چسب ها تهیه می شود.

- انواع معروف پوشش های سطحی عبارتند از

·         اپوکسی ها (محلول در آب یا غیر محلول در آب)

·         پلی استرها

·         اکریلیک ها

·         پلی اورتان ها

·         بوتادین ها

·         قیر و قطران

- اپوکسی ها به صورت تک جزئی و دو جزئی هستند. چسبندگی خوبی با بتن دارند. مقاومت سایشی خوبی دارند و نفوذ را مهار می کنند. اختلاف ضریب انبساط با بتن و پایایی کم در برابر نور ماوراء بنفش خورشید از جمله مشکلات آن ها است. سطح زیر کار نیز باید به خوبی تمیز و خشک شده باشد و گرد و خاک نداشته باشد.

- مواد اکریلیکی به صورت لاتکس به همراه رنگدانه ها بکار می روند و در مقابل نفوذ مواد پایداری خوبی را دارند (به ویژه دی اکسید کربن).

- پلی استرها غالباً پیوستگی خوبی دارند و در برابر اسیدها پایداری بیشتری از خود نشان می دهند.

- پلی اورتان ها معمولاً به صورت دو جزئی هستند. در برابر اسیدها و سایش بهتر از اپوکسی ها می باشند اما در برابر محیط قلیایی ضعیف تر از اپوکسی ها هستند. بنابر این باید بین این پوشش و بتن یک پوشش مقاومت در برابر قلیایی ها اعمال گردد. پایایی آن ها در برابر نور ماوراء بنفش کم است و به خوبی به سطح بتن نمی چسبد و به واسطه نیاز دارد.   

- قیرهای نفتی و قطران زغال سنگ از پست ترین پوشش ها هستند. در برابر نور ماوراء بنفش و تابش آفتاب پایایی ندارند و ترک می خورند و اجازه نشت می دهند. قطران در برابر نفوذ آب بهتر از قیر عمل  می کند. این مواد ظاهر نامناسبی دارند و در زیر سطح زمین استفاده می شود.

- پرکننده های منافذ، موادی است که بر سطح بتن اعمال می شود و به داخل منافذ و حفرات ریز بتن و خمیر سیمان نفوذ می کند و آن را پر می نماید و یا در این مرحله با اجزاء خمیر سیمان (مانند آهک) واکنش می دهد و ماده غیر محلول و چسبنده و پرکننده تولید می کند. این مواد در یک یا دو دست اعمال می شود و لازم نیست سطح بتن خشک شود و شاید مرطوب بودن آن ارجح باشد. موادی همچون سیلیکات سدیم یا سیلیکو فلوریت به صورت یک شیره محلول در آب گرم به سطح پاشیده یا مالیده      می شود. به هر حال سطح باید تمیز و عاری از چربی و گرد و خاک باشد.

- نفوذگرها موادی هستند که به صورت مایع با لزجت کم به سطح بتن پاشیده یا مالیده می شوند و به درون منافذ و حفرات ریز نفوذ می نمایند اما آن را پر نمی کنند بلکه با تعویض جهت کشش سطحی حفرات موئینه، رطوبت را از درون به بیرون رانده و رطوبت و گازهای زیان آور نمی تواند به درون راه یابد (مانند شیر یک طرفه). این مواد را مواد قابل تنفس (Breathable) می نامند. از معروف ترین این مواد سیلان ها و سیلوکسان ها هستند.

- نفوذگرهای قابل تنفس را پس از یک ماه و سپری شدن دوران عمل آوری روی سطح بتن اعمال        می کنند.

- نفوذگرها برای مقابله مداوم در برابر آب چندان مناسب نیستند بنابر این بهتر است آن ها را بر روی سطوحی اعمال کرد که مرتباً در برابر آب قرار نداشته باشند اما اگر گهگاه رویارو با بارندگی یا پاشش آب یا نم باشد، مشکلی ندارد.

- مواد سیلان و سیلوکسان معمولاً به صورت آستر و با رویه اکریلیک یا رویه پلی اورتان عملکرد بسیار مناسبی را در برابر نفوذ یون کلرید نشان داده است.

- در صورتی که بتن پایه دارای نسبت آب به سیمان زیاد باشد، تجربیات نشان داده است که پوشش ها و نفوذگرها و سایر حفاظت ها تأثیر کمتری را از خود به جا می گذارند.

بتن پیش آکنده ( بتن های خاص )

- تعریف

اگر پس از ر یختن مصالح سنگی درشت دانه در قالب ملات ماسه سیمان را بدان تزریق کنیم تا بتن حاصل شود، بتن پیش آکنده را خواهیم داشت که به آن اختصاراً  بتن PA  نیز می گویند. به این بتن,Injected Aggregate con , Prepacked  Con. , Arbeton ,Colcrete , Natur  Beton , Prepakt Con. ,Grouted Aggregate con نیز می گویند.             

 

2- تاریخچه                                                      

ظاهراً این کار ابتدا در سال 1937 برای تعمیر یک تونل در کالیفرنیا انجام شد. سال ها این بتن فقط در صحنه تعمیر پل و تونل خودنمایی می کرد اما پس از آزمایش های مختلف USBR آن را در بازسازی  سر ریز سد Hoover بکار برد  وسپس در سال 1946 در تعمیرهای بالا دست سدی در کلرادو  این شیوه بکار رفت و سریعا طی10 روز تزریق ملات انجام شد در حالی که دریاچه سد از آب پر بود. مهندسین ارتش آمریکا در سال 1951 نیز آن را بکار گرفتند و درسال 1954 و 1955 تقریبا بیش از 380000 متر مکعب از این بتن در ساخت 34 پایه پل بکار رفت. از 1950 در ژاپن و سپس در استرالیا و کشورهای دیگر این شیوه بتن ریزی و تعمیر به وفور بکار رفته است.

 

3-کاربردهای بتن پیش آکنده

موارد مصرف بتن پیش آکنده در زیر از نظرتان میگذرد.               

            الف : ساخت و اجرای سازه ها وقطعات حاوی بتن سنگین مانند سپری ها پرتو های رادیواکتیو، دیوارهای حائل و سدهای وزنی، دیواره های بندری، موج شکن ها، قطعات سنگین برای تثبیت ساحل ها و شیروانی ها

                ب : بتن ریزی در زیر آب های ساکن و جاری با عمق کمتر از 30 متر

                ج : بتن ریزی شمع ها و سپر ها به صورت در جا در مناطق خشک و آبدار

                د : بتن ریزی حجیم و سدها و پایه های پل ها و شالوده های حجیم

                ه : بتن ریزی منابع آب و مخازن نگهدارنده مایعات

            و : بتن های تعمیری با ضخامت بیش از 10 سانتی متر

                ز : بتن ریزی در هوای سرد و گرم

                ح: بتن های با نمای خاص و آرشیتکتی

 

4- مزایا و علل کاربرد بتن پیش آکنده

در زیر به برخی خصوصیات مثبت و مزایای بتن پیش آکنده که می توان آن ها را علت کاربرد آن نیز قلمداد نمود، اشاره می شود.

                الف : عدم جدایی اجزاء تشکیل دهنده بتن و همگنی بسیار خوب آن به ویژه در بتن های سنگین با داشتن    سنگدانه های سنگین وزن با چگالی 5/3 تا 8/7

                ب : جمع شدگی خمیری کم و هم چنین جمع شدگی کم ناشی از خشک شدگی که معمولاً در این بتن ها نصف تا ثلث بتن های معمولی مشابه می باشد. پتانسیل ترک خوردگی نیز بدین علت کاهش می یابد و این امر برای منابع آب و تعمیر و غیره بسیار مهم است

                ج : امکان مصرف سیمان کمتر که به نوبه خود گرمازایی و سرعت گرمازایی کمتر را در بتن های حجیم باعث    می گردد و تضاد ایجاد مقاومت و دوام با سیمان کم را با کارآیی بتن مرتفع می سازد

                د : آب بندی و دوام بهتر این بتن ها در محیط های خورنده به دلیل همگنی و ترک کمتر و نسبت آب به سیمان کم

                ه : امکان خنک سازی و گرم سازی ساده تر مصالح سنگی و ملات تزریقی در هوای گرم و سرد و بتن ریزی حجیم

                و : امکان ایجاد نماهای خاص و بکار گیری مصالح سفید و رنگی در مجاورت سطح

            ز : امکان استفاده از دانه بندی گسسته در این بتن

                ح : عدم نیاز به تراکم (مگر در موارد لزوم) که خود یک امتیاز بزرگ برای بتن ریزی است

                ط : امکان ریختن بتن در زیر آب اعم از ساکن و جاری به ویژه در آب های کم عمق و کمک در تثبیت و فروبردن قالب ها در آب

                ی : امکان دستیابی به مقاومت های نسبتاً زیاد با بکارگیری نسبت آب به سیمان کمتر و مصرف روان کننده و میکروسیلیس در ملات تزریقی. مقاومت 40 ، 60 و90 مگاپاسکال برای سنین 28 و90 روزه و یک ساله بدون روان ساز و میکروسیلیس گزارش شده است که با توجه به عیار سیمان آن ها جالب توجه می باشد.

                ک : کم کردن هزینه های تجهیز کارگاه به ویژه در بتن ریزی های حجیم و سدها

            ل : داشتن مدول ارتجاعی بیشتر، ضریب پواسون کمتر و خزش کمتر از بتن های معمولی مشابه

                م : امکان مصرف افزودنی های حبابزا، روان ساز، پوزولان ها، پلیمرها، حباب زداها، ضدقارچ،  زود گیر کننده ها، کند گیر کننده ها، انبساط زاها و اتصال زاها و مواد آب بندکننده در ملات مصرفی

 

5- روش مختصر اجراء

برای آشنایی بیشتر با این شیوه بتن ریزی در زیر مراحل کار فهرست وار از نظر می گذرد.

                الف : قالب بندی و درز بندی و تثبیت آن

                ب : کارگذاری لوله های تزریق ملات و سایر لوله های مورد نیاز

                ج : ریختن سنگدانه های درشت شکسته و نسبتاً یکدست در قالب

                د : ساخت ملات مناسب جهت تزریق در شن ها

                ه : تزریق ملات ریز دانه و شل ماسه سیمان در فضای خالی درشت دانه ها

                و : لرزاندن قالب ها (در صورت نیاز) و تشکیل بتن مورد نظر

                ز : بالا کشیدن تدریجی لوله های تزریق ضمن ادامه دادن عمل تزریق و پر کردن قالب از بتن

                ح : نگهداری از بتن و باز کردن قالب ها

                ط : ایجاد نمای خاص به صورت شسته و موزائیکی

 

 

6-  ویژگی های مصالح سنگی

6-1- ویژگی های سنگدانه های درشت

این سنگدانه ها باید از ویژگی های زیر برخوردار باشند.

                الف : شن ها باید از نوع شکسته کوهی یا نیمه شکسته رودخانه ای باشند تا پوکی لازم تأمین گردد. پوکی شن انباشته در قالب باید در حدود 35/0 تا 5/0 باشد. پوکی های تا 25/0 نیز در موارد خاص بکار رفته است. علاوه بر شکستگی درشت دانه ها باید برای تأمین پوکی و سهولت تزریق ملات نکات زیر نیز رعایت شود. شن گرد گوشه دارای پوکی کمتر و وزن مخصوص توده ای بیشتر می باشد.

                ب : حتی الامکان باید از شن تقریباً یکدست (تک اندازه) استفاده نمود. دانه بندی بر روی پوکی و تأثیر می گذارد. دانه بندی های یکنواخت پوکی را بیشتر می کند.

            ج : حد اکثر اندازه شن بسته به ابعاد قطعه و نوع کار بین 25 تا150 میلی متر تغییر می کند. با افزایش حد اکثر اندازه پوکی شن بیشتر می شود. در قطعات ضخیم تر از حد اکثر اندازه بیشتر و در قطعات نازک و تعمیری از حد اکثر اندازه های کوچکتر استفاده می شود. حد اکثر اندازه شن معمولاً کمتر از یک چهارم فاصله قالب ها می باشد.

                د : حد اقل اندازه دانه ها بین 13 تا 40 میلی متر با توجه به حداکثر اندازه دانه ها انتخاب می شود. وجود شن ریز   به مقدار زیاد باعث کاهش پوکی و صعوبت تزریق ملات می گردد. مثلاً برای حد اکثر اندازه 150 میلی متر ذرات کوچکتر از 40 میلی متر نباید بیش از 5 درصد باشد و برای حد اکثر اندازه 75 میلی متر نباید بیش از 10 درصد ذرات کوچکتر از 20   میلی متر و 2 درصد آن کوچکتر از 13 میلی متر باشد. در حالی که برای حد اکثر اندازه 40 میلی متر نباید بیش از 10 درصد ذرات کوچکتر از 13 میلی متر و بیش از 2 درصد آن ها کوچکتر از 10 میلی متر باشند.

                ه : شن ها باید تمیز و عاری از گل ولای بوده و مسلماً باید از مقاومت و دوام کافی طبق استانداردهای معتبر برای سنگ دانه های درشت برخوردار باشند.

                و : وزن مخصوص توده ای  خشک شن مصرفی با توجه به پوکی 35 درصد تا 50 درصد (نسبت تخلخل 5/0 تا1) و در نظر گرفتن چگالی متوسط ظاهری ذرات برابر 55/2 برای بتن هایی با وزن مخصوص معمولی در حدود 25/1 تا  60/1 تن بر متر مکعب می باشد. هر چه شن درشت تر، شکسته تر، یکدست تر و دارای چگالی ذرات کمتر باشد وزن مخصوص توده ای کمتری را خوهد داشت و به عدد 25/1 نزدیکتر خواهد شد.

                ز : در بتن های سنگین چگالی ظاهری ذرات شن بین5/3 تا 8/7 می باشدکه مسلماً وزن مخصوص  توده ای آن ها  به مراتب بیشتر از شن های معمول خواهد شد. باریت، لیمونیت، هماتیت، ماگنتیت و حتی قطعات چدنی و فولادی از این  جمله اند.

6-2- ویژگی های مصالح سنگی ریز دانه

این ویژگی ها به طور کلی مانند ماسه های سایر بتن ها است اما از نظر دانه بندی تفاوت هایی را دارد.

الف: از نظر تمیزی، دوام و سایر موارد (به جز  دانه بندی) این ماسه مطابق ویژگی های آیین نامه های معتبر می باشد.

ب: اگر حداکثر اندازه شن کوچک شود ماسه هایی با مدول ریزی کمتر و حداکثر اندازه کوچکتر بکار می رود.    به هر حال ملات ساخته شده با این ماسه باید بتواند به راحتی در لا به لای فضای خالی  شن ها حرکت نماید و آن ها را        پر کند. برای شن 150 میلی متری با حداقل اندازه 40 میلی متر، حداکثر اندازه ماسه 5 میلی متر و مدول ریزی آن 1/2 تا 6/2 می باشد. برای شن با حداکثر اندازه 75 میلی متر و حداقل اندازه 20 میلی متر، حداکثر اندازه ماسه 3 میلی متر و مدول ریزی آن 8/1 تا 3/2 می باشد. هم چنین برای حداکثر اندازه 50 میلی متر و حداقل اندازه 15 میلی متر، حداکثر اندازه ماسه 2 میلی متر و مدول ریزی آن 5/1 تا 2 می باشد. برای شن با حداکثر اندازه 38 میلی متر و حداقل اندازه 12 میلی متر، حداکثر اندازه ماسه5/1 میلی متر و مدول ریزی آن 3/1 تا 7/1 می باشد. اگر حداکثر اندازه شن به 25 میلی متر برسد حداکثر اندازه ماسه به 1 میلی متر محدود می شود.

                ج : مصرف ماسه کاملاً گرد گوشه در همه موارد ارجحیت دارد و باید حتی الامکان از مصرف ماسه شکسته یا   نیمه شکسته پرهیز نمود تا روانی ملات با آب کمتر تأمین شود و هم چنین با فشار تزریق کمتر نتیجه بهتری را داشته باشیم و نمای خوبی بدست آید.

                د : ماسه باید سخت، تو پر، با دوام و عاری از گل و لای (به ویژه در سطح) باشد.

                ه : در بتن های سنگین ممکن است از ماسه با چگالی زیاد استفاده شود که به دلیل عیار بالای سیمان و پوزولان امکان جدایی مواد در ملات کم است. بتن های حاصله در این حالت دارای وزن مخصوص 5/3 تا بیش از5/5 تن بر متر مکعب خواهند بود.

 

7- خصوصیات مواد چسباننده

مواد چسباننده شامل انواع سیمان های پرتلند یا آمیخته می باشد که می توان به همراه سیمان مقداری پوزولان بکار برد.

7-1- ویژگی های سیمان

سیمان پرتلند با انواع پنجگانه می تواند بکار رود. در صورت عدم تأمین سیمان پرتلند نوع 3 و 4  می توانیم از افزودنی ها برای زود گیر یا دیر گیر کردن استفاده نماییم.

                سیمان های مخلوط یا آمیخته نیز کاربرد وسیعی را برای این بتن ها دارند. سیمان های پرتلند پوزولانی و روباره ای، سیمان های پرتلند اصلاح شده با پوزولان و روباره اکثراً بکار می روند و باید مطابق استانداردهای معتبر تولید گردند تا نتیجه مناسبی عاید شود.

7-2- ویژگی های پوزولان ها

پوزولان های طبیعی و مصنوعی، فعال و نیمه فعال می توانند در این بتن ها به عنوان یک افزودنی یا جایگزین و یاری کننده سیمان بکار روند. پوزولان های طبیعی شامل خاکستر ها و توف های آتشفشانی، شیل ها و رس های خاص و دیاتومه ها می باشند. پوزولان های مصنوعی شامل شیل ها و رس های تکلیس شده، دیاتومه های تکلیس شده، روباره های آهن گدازی، خاکستر صنعتی، میکرو سیلیس و خاکستر پوسته غلات و چوب (به ویژه خاکستر پوسته برنج) است.

                پوزولان مناسب علاوه بر داشتن فعالیت پوزولانی (ترکیب با آهک در محیط آب دار و تشکیل ژل چسباننده) بایستی ملات را روان و خمیری سازد و مصرف آب را کم کند یا اقلاً آن را در ملات چندان بالا نبرد و گرنه نیاز به          روان کننده ها ممکن است الزامی شود.

                به هر حال ویژگی های پوزولان ها باید مطابق با استاندارد های معتبر جهانی باشد.

 

8- افزودنی ها

افزودنی های مصرفی در این بتن ها باید مطابق استانداردهای معتبر باشد و حتماً مورد آزمایش قرار گیرد. روان کننده های معمولی و ممتاز، کند گیر کننده، زود گیر کننده، حباب زا، پوزولان ها، آب بندکننده ها، اتصال زاها، انبساط زاها، مواد پلیمری، مواد رزینی، ضد قارچ و کپک، حباب زدا و غیره معمولاً می توانند بسته به مورد مصرف در ملات تزریقی بکار روند. البته می توان در ملات تزریقی از   الیاف ها  (به ویژه پلیمری) استفاده نمود.

                                                                                

طرح (( همیار زمستانه )) کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران

طرح ((  همیار زمستانه )) کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران

با توجه به نزدیک و آغاز شدن فصول سرد سال و به تبع آن کاهش دمای محیط و مشکلات ناشی از آن در بخش بتن ریزی در هوای سرد ، کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران اقدام به ارائه خدمات مشاوره ای و کارگاهی طرح اختلاط های رایگان بتن ویژه بتن ریزی در هوای سرد با عنوان طرح همیار زمستانه نموده است.

با توجه به اینکه همواره از دغدغه های صنعت گران بتن از جمله کارخانه های بتن آماده ، کارگاه های ساختمانی و صنعتی  در فصول سرد سال ، زمان گیرش و کسب مقاومت بتن با هدف تسریع در روند اجرایی پروژه ها می باشد ، براساس این طرح کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران آمادگی دارد هدف ارائه طرح اختلاط بتن های  کسب مقاومت سریع با درخواست پروژه های عمرانی ، ساختمانی و کارگاه های بتن آماده  در تهران و سایر نقاط کشور نسبت به اعزام کارشناسی فنی  متخصص اقدام و نسبت به کسب طرح اختلاط کارگاهی بتن مربوطه منطبق با مصالح مصرفی اقدام نمود. لازم به ذکر است شرایط بهره گیری از این خدمات به ظرح ذیل می باشد.

1.     در گام نخست علاقمندان می بایست اقدام به ارسال درخواست کتبی خود مبنی بر استفاده از طرح همیار زمستانه نمایند.

2.     بهره گیری از این طرح کاملا رایگان می باشد.

3.     هزینه ایاب و ذهاب کارشناس در تهران و شهرستان بر عهده درخواست دهنده می باشد.

4.     این طرح ویژه پروزه های عمرانی با حجم بتن بیش از 500 مترمکعب و یا کارخانه های بتن اماده می باشد.

5.     برای کسب اطلاعات تکمیلی در این زمینه با بخش فنی و پشتیبانی کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران تماس حاصل فرمایید.

بتن ریزی در هوای سرد و یخبندان

بتن ریزی در هوای سرد و یخبندان

 

چنانچه هوا سرد و دمای بتن کم شود ، سرعت واکنش سیمان با آب کند می گردد و زمان گیرش طولانی می شود و در نتیجه مقاومت چندانی در ساعا ت و روزها ی اولیه حاصل نمی گردد. زمان قالب برداری طولانی خواهد شد و ممکن است در طول این مدت به واسطه لرزش و ضربه آسیبی به بتن وارد گردد. چنانچه در هنگام گیرش و یا پس از آن ، رمانی که مقاومت بتن چندان زیاد نیست یخبندان در بتن حاصل شود ، بتن به واسطه انبساط ناشی از یخ زدن آب در حفرات ، در اثر تنشهای کششی حاصله ، ترک می خورد و از بین می رود در این دستور العمل سعی می شود تا از بروز این خسارت ها جلوگیری بعمل آید. 

 

شرایط حصول هوای سرد (تعریف )

طبق تعریف جدید آیین نامه بتن ایران ، هوای سرد درحالی حاصل می گردد که در سه روز متوالی  شرایط زیر برقرار باشد:

الف : دمای متوسط هوا در شبانه رو زکنتر از 5+ باشد ( دمای متوسط روزانه ، میانگین حداکثر و حداقل دمای هوا در شبانه روز است و مای هوا با دماسنج حداقل و حداکثر که در حعبه چوبی استاندارد قرار دارد اندازه گیری می شود )

ب : دمای هوا برای بیش از نصف شبانه روز از C ⁰ 10 بیشتر نباشد.

در تعریف قبلی آبا هوای سرد و قتی حاصل می گشت که دمای هوا در هنگام  بتن ریزی کمتر از C ⁰ 2 بوده و یا زمین کارگاه در هنگام بتن ریزی یخ زده باشد. بهتر است حتی الامکان از تعریف قدیمی نیز استفاده شود و لازم است بدون رعایت تدابیر خاص در این شرایط از بتن ریزی خودداری گردد تاخساراتی به بتن وارد نیاید.

 

تدابیر خاص الزامی در هوای سرد

قالب و میلگردها نباید یخ زده باشد و از ریختن بتن بر روی زمین یخ زده باید خودداری شود.

 

 

تدابیر احتیاطی هوای سرد

با رعایت تدابیر الزامی برای اطمینان از عدم بروز مشکل بهتر است تدابیر احتیاطی زیر مد نظر
 قرار گیرد :

الف : حداقل دمای بتن در هنگام ریختن و عمل آوریC ⁰ 10 + باشى ( بویژه برای قطعات تا حداقل بعد کمتر از 90 سانتی متر )

ب : عمل آوری تا رسیدن به 70 درصد مقاومت مشخصه بتن ادامه یابد.

ج : دمای ساخت ، بالاتر از دمای بتن ریزی باشد. این مقدار طبق دستورالعمل باید محاسبه شود.

د : اسلامپ بتن تا حد امکان ، کمتر اختیار شود ، هر چند آئین نامه بتن ایران آن را به
50 میلی متر محدود کرده است اما با توجه به شرایط اجرایی هر پروژه ممکن است مقادیر بالاتر نیز در صورت توجه به تدابیر الزامی و احتیاطی ، مشکلی را بوجود نیاورد.

هـ : بهتر است نسبت آب به سیمان از 5/0 تجاوز نکند. بهرحال علی رغم ذکر این محدودیت در آئین نامه بتن ایران ، نمی توان آن را اجباری تلقی کرد.

و : دمای بتن در هنگام ریختن نباید بیش از C ⁰ 10 بالاتر از حداقل توصیه شده باشد.

ز : دمای بتن در هنگام ساخت ( اختلاط ) نباید بیش از C ⁰ 10 بالاتر از حداقل دمای محاسباتی ساخت بتن باشد.

ح : حمل و ریختن بتن باید حتی الامکان در اسرع وقت انجام شود و در طول حمل از افت شدید دما جلوگیری گردد.

ط : نباید پس از خاتمه عمل آوری اجازه داد تا بتن سریعا" سرد شود و شوک حرارتی به آن وارد گردد.

ی : نباید برای شروع عمل آوری ، دمای بتن سریع بالا رود و شوک حرارتی به آن وارد گردد

ک : استفاده از سیمانهایی که با سرعت واکنش بیشتر توصیه می شود و مصرف سیمانهای آمیخته مطلوب نیست.

ل : مصرف مواد افزودنی زود گیر کننده ( ضد یخ ) اختیاری بوده و در شرایطی که بخواهیم طول مدت عمل آوری را کم نموده و احتمال خسارت را بشدت پائین آوریم ، می توانیم از این مواد استفاده نماییم به شرطی که این مواد استاندارد بوده و برای دوام بتن و میلگرد ضرری نداشته باشد.

م : مصرف مواد افزودنی حباب زا معمولا" در این بتن ها توصیه می شود. این مواد معمولا" طول مدت محافظت از بتن را برای جلوگیری از وارد شدن خسارت در اثر یخبندان کاهش می دهند و برای شرایط بهره برداری در محیط  سرد و یخبندان مناسب است.

ن : بهتر است از یخ زدن سنگدانه ها برای تأمین شرایط مورد نظر جلوگیری گردد و ساخت بتن در دمای مطلوب ، آسان تر خواهد بود.

س : استفاده از مواد روان کننده برای کاهش آب و نسبت آب به سیمان و به حداقل رساندن آب انداختن توصیه می شود ، هرچند می توان از افزایش عیار سیمان نیز استفاده نمود. مصرف اضافی سیمان می تواند طول مدت حفاظت را برای جلوگیری از وارد شدن خسارت ناشی از یخ بندان کاهش دهد ( مانند بند ک ، ل ، م ).

 

نکات اجرایی برای اعمال تدابیر الزامی و احتیاطی

با انداختن نایلون یا برزنت بر روی سنگدانه ها به ویژه در هنگام شب و بارندگی از خیس شدن
آن ها جلوگیری گردد. اگر می توان لحاف پشم شیشه تهیه نمود که رویه آن ضد نفوذ آب باشد بسیار مطلوب است زیرا می توان دمای کسب شده از تابش آفتاب یا بالا رفتن دما در طول روز را تا حدودی در طول شب حفظ نمود.

     -    در صورتی که بنا به هر دلیلی بخش های فوقانی توده سنگدانه یخ زده باشد ، لازم است لایه رویی کنار زده شود. این کار دو حسن در بر دارد. اولا" مصالح یخ زده وارد دیگ اختلاط نمی گردد ، ثانیا" جلوی دریچه تخلیه مصالح به باکت انتقال سنگدانه به دیگ اختلاط را مسدود نمی کند.

وجود سنگدانه یخ زده باعث می شود دمای مخلوط بتن به شدت افت کند و تأمین دمای مناسب بتن را با مشکل مواجه نماید. لذا توصیه می شود به هر ترتیب سعی شود از مصرف سنگدانه یخ زده پرهیز گردد.

-    با گرم کردن آب و رسیدن به دمای مورد نظر معمولا" می توان دمای مطلوب بتن را
 بدست آورد مشروط بر اینکه سنگدانه یخ زده مصرف نگردد.

-    بهتر است دمای آب از C ⁰ 60 تجاوز نکند. در صورت نیاز به دمای بالاتر برای دستیابی به دمای مطلوب در بتن ، می توان آب را تا C ⁰ 90 گرم نمود ، در این حالت باید ابتدا آب را با سنگدانه مخلوط نمود و سپس سیمان را اضافه کرد. به هر حال نباید سیمان را با آب داغ مواجه ساخت زیرا سیمان دچار گیرش آنی و کلوخه شدن می گردد و کیفیت مقاومتی و دوام بتن آسیب می بیند.

-    برای پرهیز از کاهش دمای بتن ، بهتر است طول مدت اختلاط پس از ریختن آخرین جزء از بتن از 2 دقیقه تجاوز نکند. بدیهی است حداقل زمان اختلاط ، حصول یکنواختی در بتن تأمین می کند.

-    بهتر است تراک میکسر بیش از 5/3 متر مکعب و کمتر از 5/2 متر مکعب بارگیری نکند. باید در طول حمل تراک میکسر از چرخاندن دیگ بتن خودداری نمود و صرفا" در حد اختلاط مجدد و دستیابی به یکنواختی ، دیگ تراک میکسر چرخانده شود.

-    سعی گردد از معطلی های مختلف در طول حمل با برنامه ریزی صحیح خودداری شود تا از اتلاف دمای مطلوب بتن جلوگیری شود.

-    حمل با پمپ بواسطه اصطکاک موجود معمولا" موجب کاهش دمای بتن نمی گردد و در هوای سرد حمل با پمپ مطلوب تلقی می شود.

-    در ریختن بتن باید تسریع بعمل آید. اگر ریختن بتن در لایه های مختلف صورت
می گیرد بهتر است حتی الامکان ضخامت لایه ها را زیاد گرفت. توصیه می شود لایه های 40 تا 50 سانتی متری بکار گرفته شود.

-    بلافاصله پس از ریختن باید سعی شود دمای محیط را در حداقل مورد نیاز تأمین نمود. استفاده از عایق بندی ( بویژه برای قطعات حجیم و نیمه حجیم ) می تواند گرمای ناشی از ترکیب سیمان با آب را حفظ کند و دمای بتن را بالا برده یا دست کم در حد مطلوب نگاه دارد.

-    استفاده از عایق پشم شیشه ، یونولیت ، کاه و پوشال ، ماسه یا خاک و غیره می تواند گرمای ناشی از واکنش های سیمان را تا حد زیادی حفظ کند.

-    استفاده از پوشش برزنتی و بکارگیری یک یا چند بخاری ( ترجیحا" بخاری برقی  )
می تواند به حفظ یا بالا بردن دما کمک نماید.

-    در صورت استفاده از بخاری هایی که یک ماده سوختنی را می سوزاند باید دود و گازهای ناشی از سوختن ، در تماس با بتن جوان قرار نگیرد.

-    چنانچه از یک وسیله گرمایش استفاده می شود باید دقت کرد که بتن خشک نگردد و در صورت حصول اطمینان از عدم یخ زدن بتن لازم است بتن را مرطوب نمود.

-    بهترین وسیله برای ایجاد دمای مناسب ، استغاده از بخار آب می باشد. توصیه می شود دمای محیط نگهداری از C ⁰ 55 و دمای بخار آب از C ⁰ 65 تجاوز نکند.

-         می توان از لامپ های مادون قرمز برای ایجاد گرما با کارآیی خوب استفاده نمود.

-         بهترین مصالح برای قالب بندی چوب می باشد ، به هر حال جنس قالب بر اساس امکانات پروژه انتخاب می گردد.

-         افت دما در طول حمل با رابطه زیر محاسبه می گردد :

 

 افت دما در طول زمان حمل و معطلی های موجود یعنی D ساعت می باشد.

 دمای در هنگام ریختن و  دمای هوا است.

k ضریبی است که به نوع وسیله حمل بستگی دارد. برای وسیله حمل سربسته چرخان 1/0 ، برای وسیله روباز غیر چرخان 17/0 و برای وسیله چرخان ( مانند تراک میکسر ) ضریب 24/0 بکار
 می رود.

بنابراین حداقل دمای ساخت بتن برابر است با :

 

لذا توصیه می شود دمای ساخت بتن بیش از  باشد.

-         دمای بتن در هنگام اختلاط از رابطه زیر می تواند محاسبه شود ( به شرط یخ زده نبودن سنگدانه ها ) :

 به ترتیب دمای سیمان ، شن ، ماسه و آب مصرفی می باشد. ( سانتی گراد )

 به ترتیب وزن سیمان ، شن خشک ، ماسه خشک ، آب مصرفی برای اختلاط ، آب موجود در شن ، آب موجود در ماسه و آب کل بتن خواهند بود ( کیلوگرم ). معمولا" با توجه به  ( دمای ساخت بتن ) و اطلاعات موجود ، دمای آب مصرفی برای ساخت بتن بدست می آید.

-    وجود رطوبت در سنگدانه ها ، به دلیل کاهش آب ساخت ، ضرورت افزایش دما را برای دستیابی به دمای مطلوب در بتن باعث می شود.

-    در صورت وجود یخ در سنگدانه ها به جای دمای سنگدانه ها به جای دمای سنگدانه ها به صورت مضرب وزن آب موجود در سنگدانه ها ، عبارت  یا  بکار می رود. بدیهی است در این حالت لازم است دمای آب مصرفی به شدت بالا رود تا دمای مطلوب بتن حاصل شود و معولا" به آب بیش از C ⁰ 60 نیاز خواهد بود ، لذا بهتر است از مصرف شن و ماسه یخ زده خودداری نمود.

-    برای کنترل بتن و اجزای آن می توان از یک دماسنج معمولی یا دماسنج مخصوص بتن استفاده نمود و لازم است پس از ساخت و پس از ریختن بتن دمای بتن را ثبت نمود.

-    برای کنترل کفایت عمل آوری می توان نمونه هایی را در شرایط قطعه عمل آوری نمود و در زمان مورد نظر آن را مورد آزمایش مقاومت فشاری قرار داد. این نمونه ها بعنوان
 نمونه های آگاهی یا عمل آمده در کارگاه شناخته می شود.

 

-    برای اینکه بتن در اولین نوبت یخبندان آسیب نبیند لازم است مقاومت نمونه آگاهی به Mpa 5 ( استوانه ای ) برسد. مسلما" برای قالب برداری این مقاومت برای قالب زیرین قطعات خمشی باید به 70 درصد مقاومت مشخصه برسد و برای پایه های اطمینان لازم است مقاومت نمونه آگاهی به    مقاومت مشخصه نایل گردد.

-         هر چه دمای عمل آوری زیاد شود طول مدت عمل آوری کاهش می یابد.

-    مصرف مواد زود گیر کننده ( ضد یخ ) یا استفاده از سیمان اضافی یا مواد حباب زا
می تواند طول مدت عمل آوری را کاهش دهد و حتی آن را به نصف برساند.

-    باید توجه کرد مصرف مواد زود گیر کننده ( ضد یخ ) نمی تواند دلیلی بر عدم رعایت ضوابط بتن ریزی در هوای سرد باشد. مصرف این مواد معمولا" نقطه یخبندان را بطور قابل ملاحظه ای کاهش نمی دهد و بتن با وجود این مواد براحتی یخ می زند.

-    برای مصرف زودگیرکننده باید در طرح اختلاط پیش بینی مصرف به عمل آید و نباید آنرا بدون ساخت مخلوط آزمایشی بکار برد.

 

جداول و روابط

برای اطلاع بیشتر دست اندرکاران ، در زیر جداول توصیه شده ACI برای بتن ریزی در هوای سرد ارائه می گردد.

 

جدول 1- دمای توصیه شده برای بتن ریزی در هوای سرد بر حسب درجه سانتی گراد

حداقل بعد قطعه Cm			تا 30	90-30	180-90	بیش از 180
حداقل دمای بتن در هنگام ریختن و عمل آوری			13	10	7	5
تا1-			16	13	10	7
حداقل دمای * ساخت بتن در دمای هوای	1- تا 18-		18	16	13	10
کمتر از 18-			21	18	16	13
حداکثر افت تدریجی دما در 24 ساعت پس از حفاظت			28	22	17	11

*حداقل دمای ساخت با فرض طول حمل و معطلی یک ساعته با وسیله حمل چرخان توصیه شده است.

 

جدول 2- حداقل زمان لازم حفاظت برای جلوگیری از خسارت ناشی از یخبندان زود هنگام بتن معمولی

با فرض عمل آوری در دمای جدول شماره *1

نوع مصالح و سیمان	سیمان نوع 1 یا 2	سیمان نوع 3 ، زودگیرکننده یا ضد یخ 600 کیلوگرم سیمان اضافی در هر متر مکعب بتن
بتن بطور جدی در معرض یخبندان نیست	4	2
بتن در معرض یخبندان است	6	4

 

جدول 3- مدت زمان توصیه شده برای دستیابی به بخشی از مقاومت 28 روزه عمل آمده در آزمایشگاه

دمای عمل آوری	10 درجه سانتی گراد			21 درجه سانتی گراد
نوع سیمان*	1	2	3	1	2	3
50 %	6	9	3	4	6	3
75 %	11	14	5	8	10	4
85 %	21	28	16	16	18	12
95 %	29	35	26	23	24	20

 

*در صورتیکه دمای نگهداری و عمل آوری با اعداد جدول متفاوت باشد مدت عمل آوری تغییر خواهد کرد.

** در صورت استفاده از سیمان پرتلند پوزولانی یا سرباره ای آن را مانند نوع 2 در نظر بگیرید و در صورت مصرف نوع 5 مدت عمل آوری برای درصد مقاومت های کم تا 50 در صد و برای درصد مقاومت های بیشتر تا 10 درصد افزایش می یابد. سیمان پرتلند پوزولانی ویژه و پرتلند سرباره ای ویژه مانند سیمان نوع 5 می باشد.

برای محاسبه مدت عمل آوری با توجه به تغییر دمای مندرج در جدول 2 و 3 می توان از فرمول Saul استفاده نمود. این رابطه بر اساس بر روابط بلوغ یا رد شدن بتن استوار است.

 

 و  بترتیب مدت زمان عمل آوری در دمای t1 و t2 می باشد بنابراین با مجهول بودن یکی از چهار پارامتر در رابطه فوق ، می توان آن را بدست آورد.