بتن‌های خاص
بتن مکیده چیست و چگونه اجرا می‌شود؟
خرداد
کاهش آب به سیمان در بتن منجر به کاهش کارایی بتن می‌گردد. برای داشتن کارایی مناسب در انواع بتن و در عین حال رسیدن به مقاومت بالا در بتن در حال حاضر با انواع روان کننده های بتن امکان پذیر است. اما بتن مکیده تنها بتنی است که در ابتدا بدون کاهش نسبت آب به سیمان تولید می گردد و پس از اجرا با عمل مکیدن نسبت آب به سیمان را کاهش داده و باعث مقاومت بیشتر و تراکم بهتر آن می شود. در ادامه این مطلب ابتدا توضیح مختصری در مورد بتن مکیده و روش تولید آن ارائه می شود.
بتن مکیده (Vacuum Concrete) چیست؟
مکیدن بتن با اعمال شرایط خلأ بر سطح بتن تازه، خواه داخل قالب و یا قالب‌بندی نشده صورت می‌گیرد. این فرآیند باعث خروج حدود 40 درصد از آب در لایه‌ای به ضخامت چند سانتی‌متر از سطح بتن می‌شود . سخت‌شدگی در سطح بتن ایجاد می‌نماید. در عمق 15 سانتی‌متر از سطح بتن، تقریباً 20 درصد آب بتن خارج می‌شود. به واسطه این عمل، حباب‌های هوا و حفره‌های ریز و سطحی بتن نیز مطابق شکل زیر از بین می‌روند؛به این نوع بتن که این گونه اجرا می شود، بتن مکیده می‌گویند.
مزایا و خواص بتن مکیده
اثر فرآیند مکیدن بتن، نوعی تراکم سطحی است، چرا که به واسطه خارج شدن آب سطحی بتن، خمیر سیمان در آن ناحیه متراکم شده چگالی آن افزایش می‌یابد. هوازدایی بتن که گاهاً در حین عملیات پرداخت بتن صورت می‌گیرد، تنها یک فرآیند سطحی است، در صورتی که اثر مکیدن هوای بتن توسط خلأ، دارای اثری تا ضخامت 300 میلی‌متر از سطح بتن می‌باشد.
افزایش مقاومت فشاری بتن در اثر تراکم و کاهش نسبت آب به سیمان ناشی از خلأ سطحی، کاملاً مشهود است، طوری که مقاومت فشاری 7 روزه بتن مکیده، دو برابر مقاومت نظیر در بتن معمولی است و به طور معمول در حین 8 تا 10 روزه به مقاومت 28 روزه نمونه‌های غیرمکیده خواهد رسید و مقاومت نهایی آن نیز بیشتر خواهد شد. منحنی شکل زیر مقاومت 28 روزه نمونه‌های بتن مکیده و بتن معمولی را در نسب‌های آب به سیمان مختلف، مقایسه می‌کند. دوام و مقاومت خوردگی، ساییدگی و تعداد دوره‌های انجماد و آب شدن بتن‌های مکیده نسبت به بتن‌های معمولی بیشتر و تمایل به انقباض و ترک‌خوردگی در آنها کمتر است.
از مزایای دیگر بتن مکیده افزایش سرعت سخت‌شدگی بتن تازه می‌باشد که در بعضی موادد زمان باز کردن قالب‌های بتن زا از چند ساعت به چند دقیقه کاهش می‌دهد. شکل زیر نشان می‌دهد که مکیدن بتن در هر مرحله از بتن‌ریزی، فشار جانبی وارد ب قالب را عملاً به صفر کاهش می‌یابد، لیکن فشار بتن معمولی با افزایش ارتفاع بتن‌ریزی از بالا به پایین به صورت خطی افزایش می‌یابد. مشابه زمان برداشتن قالب‌ها، با مکیدن سطح بتن می‌توان عملیات پرداخت سطحی را چند دقیقه پس از ریختن بتن و اعمال خلأ بر بتن، مطابق شکل زیر آغاز نمود. مقاومت زودرس بتن که به ویژه در عملیات پیش‌ساختگی مد نظر است، در مدت کوتاهی از ریختن و مکیدن بتن، امکان باز کردن قالب‌ها و آزاد کردن تجهیزات برای اجرای پیش‌ساختگی در مرحله بعدی را فراهم می‌کند.
اجرای بتن مکیده
در مورد کاهش زمان قالب‌برداری بتن و اجرای عملیات پرداخت سطحی در نقاطی نظیر اتصالات باید توجه بیشتر مبذول داشت که آیا در این نقاط استفاده از فرآیند مکیدن بتن با توجه به محدودیت‌های موجود، مزیتی در بر دارد یا خیر؟
در صورت اجرای دقیق قالب‌بندی و انجام صحیح عملیات لرزش بتن، مزیت خاصی از مکیدن بتن حاصل نمی‌گردد. در عمل مشکل است که اصلاح سطح ظاهری بتن را منحصر به استفاده از مکیدن بتن بدانیم و معمولاً حباب‌سازی3 صحیح در بتن قابلیت دوام لازم را فراهم می‌کند، هر چند در گزارش‌ها آمده است که استفاده از حباب‌سازی در بتن و مکیدن به طور توأم دوام و پایایی بهتری را نسبت به اعمال یکی از این دو فرآیند به تنهایی، تأمین می‌کند. به علت صرف زمان زیاد، مزیت کمی برای اعمال چنین فرآیندی به اعماق بیش از 300 میلی‌متر است.
مکیدن مخلوط‌های بتن معمولی، به راحتی صورت می‌گیرد، لیکن با حفظ سنگدانه‌های ریزدانه در مقدار حداقل، و یا استفاده از ماسة درشت‌دانه، نتایج بهتری حاصل می‌شود. یکنواختی اسلامپ در تولید بتن بسیار مهم است و اختلاف اسلامپ در هر نوبت اختلاط نباید بیش از 25 میلی‌متر باشد. مکیدن بتن باید حتی‌الامکتن بلافاصله پس از ریختن بتن و مادامی که بتن و مادامی که بتن حالت خمیری دارد، صورت گیرد. ارتعاش بتن در همان دقایق ابتدایی مطلوب است چرا که باعث بسته شدن موئینه‌های ریز موجود در بتن که ناشی از خروج آب در حین مکیدن است، خواهد شد و بدین ترتیب باعث اصلاح خواص آب‌بندی بتن می‌گردد. لازم به ذکر است که بازده، عملیات مکیدن بتن در درجه حرارت‌های پایین بیشتر است.
از آنجا که در ابتدای امر عملیات مکیدن بتن در دل‌ها، پرزحمت، گران و پیچیده بودند، استفاده از این تکنیک در ایالات متحده در حد فاصل سال‌های 1960 تا 1970 رو به کاهش گذارد. ولی در سال‌های اخیر، با توجه به ساده شدن دستگاه‌ها و تجهیزات مورد استفاده، استفاده از این فرآیند در اروپا و به خصوص در مناطق اسکاندیناوی (سوئد، نروژ و فنلاند) افزایش یافته است. و در ایالات متحده نیز نسبت به گذشته رواج بیشتری یافته است.
پس از اینکه بتن دال مرتعش شد، سطح آن بلافاصله با پوشینه‌های مکش4 پوشیده شده و لوله‌های مکش به پمپ خلأ متصل می‌شود. مطابق شکل زیر پمپ شروع به ایجاد خلأ در زیر پوشینه مکش می‌نماید. این عمل باعث تراکم بتن در اثر فشار منفی اتمسفریک و خروج آب سطحی آن خواهد شد.
مدت زمان انجام مکیدن به ازای هر 25 میلی‌متر از ضخامت دال، معادل 3 الی 5 دقیقه می‌باشد. سطح بین پوشینه‌های مکش با استفاده از گونی . سیمان خشک می‌شود. پس از برداشتن پوشینه‌های مکش، سطح بتن به اندازة کافی برای راه رفتن سخت شده است. در این حالت، پرداخت سطح با استفاده از ماله‌های موتوری پروانه‌ای انجام می‌شود.
پوشینه‌های مکش برای سطح افقی یا مورب قالب‌بندی شده، تخته‌های زیرکوب، نوری سیمی و صافی برای سطح مستطیلی نصب می‌شوند. وجود درزهای نواری افقی یا قائم، ارتفاع و عرض سطح مکیدن بتن را در هر مرحلة بتن‌ریزی محدود می‌کند.
پس از مراحل فوق، عمل‌آوری دال‌ها با استفاده از پوشینه‌های مراقبت مرطوب به مدت 7 الی 10 روز دنبال می‌شود.
