تراک میکسرهای مدرن

تراک میکسرها یکی از ماشین‌آلات انتقال بتن هستند که بنا به تجهیزات پیشرفته یا غیرپیشرفته‌شان به گونه‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. تراک‌های پیشرفته، تراک‌هایی هستند که امکانات و تجهیزات پیشرفته‌ای روی آن‌ها نصب شده و کار را برای کارخانه‌های بتن آماده بسیار ساده کرده است. البته این نوع ماشین‌آلات که نقش بزرگی در ساخت سازه‌ها و اجرای آسان بتن دارند، در حال حاضر در کشورهای پیشرفته پیاده‌سازی شده‌اند و اجرای بتن را با سهولت همراه کرده‌اند. در ادامه، با مزایای این تراک‌ها بیشتر آشنا خواهیم شد.

مزایای تراک میکسرهای مدرن

همان‌طور که گفته شد استفاده از تراک‌های مدرن در تولید بتن کارخانه‌های بتن آماده اهمیت زیادی دارد. کارخانه‌های بتن آماده مدرن بسیاری در دنیا وجود دارند که از سیستم‌های نرم‌افزای و سخت‌افزاری یکپارچه‌ای استفاده می‌کنند؛ سیستم‌های پیچیده‌ای که می‌تواند واحدهای فروش، تولید، توزیع، QC و حتی مشتری را با هم مرتبط کند تا کارخانه‌‌ها بتوانند بتن باکیفیت‌تری به مشتریان ارائه دهند.

این سیستم‌های یکپارچه می‌تواند به بخش‌های مختلف کارخانه بتن کمک کند تا کارشان را راحت‌تر و باکیفیت‌تر انجام دهند؛ برای مثال این تراک‌ها با برنامه‌ پیشرفته‌ای که دارند، می‌توانند برنامه ارسال بار روزانه را با توجه به مسافت‌ها و مقدار بار به صورت هوشمند به واحد ترانسپورت پیشنهاد دهند یا اسلامپ لحظه‌ای بتن را از زمانی که بتن از کارخانه خارج می‌شود تا زمانی که بتن به محل پروژه می‌رسد، به صورت آنلاین به واحد کنترل کیفیت گزارش کنند.

تراک‌های هوشمند حتی این امکان را دارند که اطلاعاتی نظیر بارگیری بتن، مشخصات و حجم بتن، زمان رسیدن بتن به محل پروژه و شرایط بتن طی حرکت در مسیر را به صورت جزئی و دقیق در اختیار مشتری قرار دهند.

روش کار با تراک میکسر هوشمند

تراک میکسرهای مدرن سیستم‌های هوشمندی هستند که با مکانیسم پیچیده و منحصربه‌فردشان، با تغییر آیتم‌هایی چون میزان اسلامپ (با استفاده از دوزر افزودنی و آب)، میزان دمای بتن، تعداد دور میکسر، سرعت دور میکسر و ثبت آیتم‌هایی نظیر زمان بارگیری، زمان پایان بتن‌ریزی، زمانی که تراک به محل پروژه می‌رسد، مقدار اضافه شدن آب، مقدار اضافه شدن افزودنی بتن و…، روش کار منحصر به‌ فردی را به خود اختصاص داده‌اند که در ذیل بعضی از آن‌ها را تبیین خواهیم کرد:

• تغییر اسلامپ بتن به صورت آنلاین: تراک‌های هوشمند امکان اضافه کردن آب و افزودنی را طی مسیر به مخلوط بتن دارند. در واقع اپراتور با دادن برنامه به مکانیسم این ماشین‌آلات، میزان اضافه شدن این مواد را متناسب با اسلامپ بتن تنظیم می‌کند؛ برای مثال اگر تراک میکسر هوشمند به گونه‌ای تنظیم شود که مخلوط بتن با اسلامپ 11 به مشتری برسد، اما به واسطه شرایط آب و هوایی گرم یا رخ دادن اتفاقاتی طی مسیر، میزان اسلامپ کاهش یابد، تراک با اضافه کردن مقدار آب یا افزودنی که دستور آن از سوی اپراتور تولید بتن صادر می‌شود، اسلامپ بتن را روی عدد 11 نگه می‌دارد تا بتن با کیفیت و میزان اسلامپ دلخواه به دست مشتری برسد.
• تغییر دمای بتن: یکی از مکانسیم‌ها و تجهیزاتی که در تراک میکسرهای هوشمند وجود دارد، بکارگیری هیترهایی است که دمای بتن را در فصول سرد سال افزایش می‌دهد. البته سیستم‌های هوشمند تراک‌ها فقط در زمینه افزایش دمای بتن فعال نیستند. در واقع علاوه بر سیستم‌های افزایش‌دهنده دمای بتن در زمستان، مخازن نیتروژن مایعی نیز روی تراک‌ها متصل شده است که در شرایط آب و هوایی گرم، دمای بتن را کاهش می‌دهند؛ بدین صورت که اگر دمای بتن روند صعودی داشته و در فصل گرم سال در بازه زمانی ارسال به مشتری افزایش یابد، سیستم با بهره‌گیری از نیتروژن مایع تعبیه شده، به صورت اتومات دمای بتن را کاهش می‌دهد.

بیشتر بخوانید: سیر تا پیاز کاهش دمای بتن در هوای گرم

• میزان اضافه شدن آب: یکی از آیتم‌های هوشمند بودن تراک‌ها، وجود سنسورهایی است که میزان آب اضافه شده را اندازه‌گیری می‌کند. در واقع اگر راننده تراک به مخلوط بتن آبی اضافه کند، سنسورهای موجود در تراک، میزان آب را اندازه‌گیری می‌کند و اطلاعات کافی در اختیار واحد کنترل کیفیت قرار می‌گیرد.
• میزان اضافه شدن افزودنی: از دیگر آیتم‌های هوشمند بودن تراک‌ها، وجود تانکرهای افزودنی بتن است که روی تراک نصب شده و با توجه به آن و اندازه‌گیری میزان آن، مشخص می‌شود چه مقدار افزودنی – که معمولاً روان کننده بتن است – به مخلوط بتنی اضافه شده است.

نباید این مطلب را نادیده انگاشت که این تراک‌ها می‌توانند بهترین مسیر را به صورت اتوماتیک به راننده پیشنهاد داده و به نوعی تمام بخش‌های کارخانه را با هم مرتبط کنند؛ طوری که به صورت کاملاً یکپارچه عمل نمایند.

در این مقاله اطلاعاتی پیرامون تراک میکسرهای مدرن بیان شد؛ تراک‌هایی که با اندازه‌گیری میزان آب، میزان افزودنی، میزان حجم بتن، تغییر دمای بتن در هنگام حرکت، تغییر میزان اسلامپ بتن، تعداد دور میکسر، سرعت دور میکسر، زمان بارگیری، زمان پایان بتن‌ریزی و…، می‌توانند بهترین و باکیفیت‌ترین مخلوط بتنی را در اختیار مشتری بگذارند. امروزه حضور این تراک‌ها در کارخانه‌های بتن آماده تا حد زیادی احساس می‌شود؛ چرا که تراک‌ها با سیستم‌های پیچیده‌ای همراهند که به راحتی واحدهای فروش، تولید، توزیع، ترانسپورت، QC و حتی مشتری را با هم مرتبط می‌کنند.

امیدواریم مطالعه این مقاله، برایند کاملی در زمینه تراک‌های مدرن در اختیار شما گذاشته باشد و توانسته باشید اطلاعات خود را پیرامون این فناوری پیشرفته که در آینده‌ای نه چندان دور امکان پیاده‌سازی آن در ایران وجود دارد، تکمیل کنید. در پایان از شما خواهشمندیم با بیان نظرات و پیشنهادات خود در انتهای همین صفحه، نظرات خود را با ما و سایر دوستانتان به اشتراک بگذارید.

نوشته تراک میکسرهای مدرن: مزایا و روش کار اولین بار در حسین برزگر. پدیدار شد.

الیاف بتن GFRC چیست؟

 GFRC مشابه فایبرگلاس خرد، اما بسیار ضیعف‌تر است. این محصول از ترکیب مخلوطی از ماسه ریز، سیمان، پلیمر (معمولاً یک پلیمر اکریلیک)، آب، سایر مواد افزودنی و الیاف شیشه‌ای مقاوم در برابر قلیاییت (AR) تولید شده است. برخی از مزایای این محصول عبارتند از:

• ساخت پانل‌های سبک: گرچه این محصول چگالی نسبی مشابه بتن دارد، اما پانل‌های GFRC بسیار نازک‌تر از پانل‌های بتنی سنتی هستند و همین امر باعث شده سبک‌تر باشند.
• مقاومت فشاری، خمشی و کششی بالا: مقدار بالای الیاف شیشه باعث افزایش مقاومت کششی، انعطاف‌پذیری و افزایش مقاومت در برابر ترک‌خوردگی بتن می‌شود. بدین‌ترتیب در پروژه‌هایی که وجود ترک در آن مسأله مهمی است، این ترکیب ایده‌آل خواهد بود.

ساز و کار عملکرد GFRC

الیاف شیشه استفاده شده در GFRC به مقاومت این ترکیب منحصر به فرد کمک می‌کند. در واقع الیاف مقاوم در برابر قلیاییت (AR)، نقش اصلی را در حمل بار کششی دارد. این در حالی است که ماتریس سیمانی نقش اتصال‌دهنده میان پلیمر فایبرگلاس را به بتن بازی کرده و به انتقال بار از الیاف به الیاف دیگر کمک می‌کند.

طرح اختلاط بتن GFRC

اگر با بتن سروکار داشته باشید، می‌دانید یافتن طرح اختلاط مناسب دشوار است و اغلب به سال‌ها تجربه و مهارت در این زمینه نیاز دارد. بتن GFRC نیز از این موضوع مبرا نیست. در ادامه این مقاله، به بررسی برخی از اجزای اصلی بتن GFRC می‌پردازیم.

• ماسه دانه‌بندی شده: شن و ماسه مورد استفاده در بتن GFRC، باید دانه‌بندی با اندازه متوسط داشته باشد؛ زیرا ماسه بسیار ریز تمایل به مهار جریان‌پذیری دارد، در حالی که مواد درشت‌دانه تمایل دارند از بخش‌های عمودی خارج شده و هنگام پاشش به عقب بازگردند. بر این اساس بهتر است شن و ماسه از الک شماره 50 تا 30 عبور داده شود تا اندازه دانه‌ها حدود 0.3 میلی‌متر تا 0.6 میلی‌متر باشد.
• سیمان: سیمان مورد استفاده در این بتن، مانند سایر بتن‌های معمولی با همان نسبت وزنی ماسه به سیمان است.
• پلیمر: پلیمر اکریلیک مورد استفاده در GFRC، پلیمرهای لاتکسی مختلفی مانند EVA یا SBR و … هستند. درصد مصرف این پلیمر در بتن، معمولاً 6% جامدات وزنی مواد سیمانی است. از آن‌جا که اکریلیک خیس نمی‌شود، پس از خشک شدن، نرم و حل نشده و در اثر قرار گرفتن در معرض نور خورشید نیز زرد نمی‌گردد. اکثر پلیمرهای اکریلیک مورد استفاده در GFRC دارای 46% تا بیشتر از 50% مواد جامد هستند.

• آب: نسبت آب به سیمان در بتن معمولی بین 0.3 تا 0.35 است. توجه داشته باشید هنگام تعیین مقدار آب، باید مقدار آب پلیمر اکریلیک را نیز محاسبه کرده باشید. بر این اساس در صورت وجود 46% مواد جامد پلیمری، به ازای هر 100 پوند سیمان، 15 پوند پلیمر به اضافه 23 پوند آب لازم است.
• الیاف شیشه‌ای مقاوم در برابر قلیاییت: الیاف جزو ضروری بتن GFRC هستند. الیاف مورد استفاده در این بتن، عموماً از نوع AR Glass یا الیاف مقاوم در برابر قلیاییت است. طول این الیاف از 6 تا 38 میلی‌متر متغیر است.
• مقدار الیاف: مقدار الیاف مورد استفاده در بتن GFRC متفاوت است، اما معمولاً بین 3 تا 7% وزن کل سیمان در نظر گرفته می‌شود. همان‌طور که می‌دانید افزایش مقدار الیاف مقاومت را افزایش داده، اما میزان کارایی و اسلامپ بتن تازه را کاهش می‌دهد. بنابراین برخلاف اکثر اجزای طرح اختلاط بتن، لازم است مقدار مصرفی الیاف در GFRC به صورت نسبتی از وزن کل مخلوط بتن محاسبه شود؛ نه به صورت درصدی از وزن سیمان خشک. بر این اساس مقدار میانگین الیاف مورد استفاده در این نوع بتن، برابر با 0.25% وزن کل مخلوط بتن است.
• سایر مواد افزودنی: افزودنی‌هایی که در این نوع بتن استفاده می‌شود، بسته به روش ساختی که مورد استفاده قرار می‌دهیم متغیر است. اما به طور معمول در آن از انواع پوزولان‌ (دوده سیلیسی، متاکائولن یا VCAS) و فوق روان کننده‌ بتن استفاده می‌شود.

روش‌های تولید بتن تقویت شده با الیاف شیشه

برای تولید GFRC، روش‌های مختلفی به کار گرفته می‌شود؛ از جمله روش ریخته‌گری که در آن ملات را با الیاف مخلوط می‌کنند و در قالب می‌ریزند؛ روش Spray Pre-mix که در آن الیاف و ملات به صورت جداگانه و به طور همزمان در قالب شات می‌شوند؛ روش Spry-up و… که در ادامه به بررسی چند نمونه‌ از آن‌ها می‌پردازیم.

روش Spry-Up

این روش GFRC بسیار شبیه به بتن شاتکریت است، زیرا مخلوط بتن سیال در قالب‌ها پاشیده می‌شود. در این روش از تفنگ اسپری تخصصی برای پاشش مخلوط بتن سیال و برش الیاف شیشه‌ای بلند قرقره‌ی پیوسته استفاده می‌شود. بتن GFRC تولید شده با فرآیند Spray-up به دلیل حجم بالا و طول زیاد الیاف، مقاومت بسیار زیادی دارد.

روش Spray Premix

در روش Premix الیاف کوتاه‌تری با مخلوط بتن سیال آمیخته شده و سپس در قالب ریخته یا اسپری می‌شود. در این روش، برخلاف روش Spray-up تفنگ‌های اسپری برای مخلوط کردن الیاف با بتن سیال نیازی به خردکن الیاف ندارند، اما با این وجود همچنان این روش جزو روش‌های گران‌قیمت محسوب می‌شود.

بتن تولید شده با روش Premix نسبت به بتن تولید شده به روش Spray-up، به دلیل جهت‌گیری تصادفی الیاف در زمان اسپری و کوتاهی الیاف دارای مقاومت کمتری است. در حالی که بتن تولید شده با این روش نسبت به بتن تولید شده به روش ریخته‌گری مقاومت بالاتری دارد، زیرا در این روش می‌توان بیش از 4% وزن مخلوط (بتن) از الیاف شیشه استفاده کرد. از این رو بتن تولید شده با این روش، مقاومت خمشی و شکل‌پذیری بیشتری نسبت به روش ریخته‌گری یا روش‌های دیگری مثل پرس کردن، اکستروژن و پاتروژن و… دارد.

روش Hybrid

یکی از گزینه‌های مقرون به صرفه برای تولید GFRC، استفاده از روش ترکیبی (Hybrid) است. در این روش با استفاده از تفنگ جهنده (hopper) ارزان‌قیمت، سطح رویی مخلوط بتن GFRC ریخته‌گری شده را می‌پوشانند. به بیانی دیگر در این روش، لایه‌ای نازک و بدون الیاف در قالب‌ها اسپری می‌شود و سپس مخلوط بتن پشتیبان (اصلی) مانند بتن معمولی در قالب ریخته می‌شود. این روش معمولاً توسط اکثر سازندگان کانترتاب‌های بتنی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کاربردهای بتن GFRC

الیاف شیشه‌ای علاوه بر تقویت بتن مسلح مانند الیاف فولادی، باعث افزایش مقاومت خمشی، کششی و ضربه‌ای بتن می‌شوند و به این ترتیب از بتن در برابر خطرات ناشی از ترک خوردگی محافظت می‌کنند. این موضوع باعث شده این بتن در تولید انواع محصولات بتنی، معماری سبک و قوی مانند پانل‌های ساختمانی مدولار، محصولات بتنی تزئینی پانل‌های دیوارنما، دور شومینه، روکش‌های روشویی، میزهای بتنی، ترانشه‌های خطوط توزیع برق زیرزمینی، محصولات جایگزین سفال و… مورد استفاده قرار گیرد.

بیشتر بخوانید: ترفند حفظ اسلامپ بتن

همان‌طور که در این مقاله اشاره شد، GFRC بتنی مسلح شده با الیاف شیشه‌ مقاوم در برابر قلیاییت است. این بتن به دلیل حضور الیاف شیشه‌ای (AR) در ساختار خود مقاومت خمشی و کششی بسیار بالایی دارد و در برابر ضربه و ترک نیز مقاومت بسیار مناسبی از خود نشان می‌دهد. همین امر باعث شده این بتن در زمینه‌های متنوعی از صنایع تا معماری و مصارف تزئینی، مثل درب ترانشه‌های خطوط توزیع برق زیرزمینی، پانل‌های ساختمانی مدولار و محصولات جایگزین سفال و… مورد استفاده قرار ‌گیرد. در پایان خواهشمندیم تجربیات خود را در زمینه استفاده از این بتن با ما در میان بگذارید.

منبع +

نوشته بتن GFRC: طرح اختلاط، عملکرد و کاربردها اولین بار در حسین برزگر. پدیدار شد.

مشکلات بتن‌ریزی در هوای گرم

اجرای بتن در هوای گرم با مشکلات زیادی چون تبخیر شدید آب و تسریع زمان گیرش بتن روبه‌روست؛ مشکلاتی که ناشی از هوای گرم محیط هستند و بتن‌ریزی را با دشواری روبه‌رو می‌کنند. در چنین مواقعی، معمولاً مشتریان بتن ارسال شده را به محل تولید بتن برگشت می‌زنند یا ممکن است برای ایجاد روانی و اسلامپ بتن در محل پروژه، آب به بتن اضافه کنند که باعث کاهش مقاومت بتن و… می‌شود.

ترفندهای حفظ اسلامپ بتن

حفظ اسلامپ و ایجاد روانی مناسب بتن در شرایط آب و هوایی مختلف، بخصوص آب و هوای گرم اهمیت زیادی دارد و معمولاً به روش‌های مختلفی امکان‌پذیر است. در ذیل دو روشی که می‌توان به کمک آن، اسلامپ بتن را در آب و هوای گرم حفظ نمود، بیان خواهد شد.

استفاده از افزودنی کاهنده آب برای حفظ اسلامپ بتن

افزودنی‌های کاهنده آب، از جمله روان‌ کننده‌های پایه ملامین و نفتالین و پایه پلی کربوکسیلات اتر که با نام ابر روان کننده بتن نیز شهرت دارند، از بهترین محصولات شیمیایی ساختمان هستند که نه تنها باعث افزایش مقاومت بتن می‌شوند، بلکه اسلامپ بتن را تا حد مطلوبی در ساعات اولیه اجرای بتن‌ حفظ می‌کنند.

این گروه از محصولات صنایع شیمی ساختمان در سه نسل تولید شده‌اند که نسل اول آن یعنی روان کننده‌های بتن از نظر حفظ اسلامپ جایگاه ویژه‌ای دارند. ماده اولیه تشکیل‌دهنده این گروه از افزودنی‌های بتن، لیگنو سولفونات‌ها هستند. البته استفاده از ابر روان کننده بتن پایه پلی کربوکسیلات که با رده‌ی حفظ اسلامپ (در مقابل کاهنده آب) تولید می‌شود نیز می‌تواند به حفظ کارایی بتن تا محل پروژه کمک نماید.

در واقع کربوکسیلات‌های موجود در این گروه از افزودنی‌ها، با پراکنده کردن ذرات سیمان و ایجاد ممانعت فضایی، مانع از تجمع و کلوخه شدن سیمان شده و به نوعی مانع از همجواری ذرات سیمان می‌گردند. استفاده از روان کننده‌ بتن در محل پروژه (ریدوز کردن) نیز از دیگر راهکارهای مقابله با افت اسلامپ و اضافه کردن آب اضافی به بتن است.

حفظ رطوبت سنگدانه‌ها برای حفظ اسلامپ بتن

بکارگیری سنگدانه‌های مرطوب در بتن، می‌تواند به حفظ اسلامپ بتن در هوای گرم کمک شایانی نماید. در واقع با پیش مرطوب‌سازی سنگدانه در کارخانه‌های بتن، می‌توان بتنی با حفظ کارایی بیشتر تولید نمود.

برای اثبات این مطلب آزمایشی در شرایط کارگاهی خاصی انجام شده است؛ شرایطی مشابه کارخانه‌های بتن آماده تا نتایج دقیق و معتبری ارائه شود. در این آزمایش، دو نمونه بتنی از آب، سنگدانه، سیمان و ابر روان کننده بتن پایه پلی کربوکسیلات اتر تولید شد تا نسبت آب به سیمان کاهش یابد و شرایط کمی سخت‌تر شود.

تنها تفاوت دو نمونه مذکور آن بود که سنگدانه‌های یکی از نمونه‌ها، از 24 ساعت قبل تحت رطوبت قرار گرفته بود تا جذب آب آن به صورت کامل انجام شود و مقداری دمای سنگدانه‌ها کاهش یابد؛ اما سنگدانه‌های نمونه دوم کاملاً زیر آفتاب قرار گرفت و بدون هیچ‌گونه رطوبت و به صورت کاملاً خشک به مخلوط بتنی اضافه شد.

این دو نمونه تحت شرایط مناسب با روانی یکسان تولید شد تا افت کارایی آن به دقت مورد بررسی قرار گیرد. از آن‌جا که در ساخت این دو نمونه بتنی از روان کننده‌ بتن پایه پلی کربوکسیلات استفاده شده بود و نمونه‌ها روانی زیادی داشتند، برای تعیین درصد اسلامپ از آزمایش اسلامپ فلو استفاده شد.

 اسلامپ فلوی اولیه دو نمونه بتنی، تا 50 سانتی‌متر محاسبه شد. بعد از گذشت یک ساعت که بتن تا حدی سفت شد، مجدداً دو نمونه تحت آزمایش اسلامپ فلو قرار گرفت. طی آزمایش ثانویه، اسلامپ نمونه‌ با سنگدانه‌های مرطوب و خیس به 21 رسید، حال آنکه اسلامپ نمونه حاوی سنگدانه خشک با گذشت نیم ساعت تا حد 3 کاهش یافت.

این آزمایش برای نمونه حاوی سنگدانه‌های خیس ادامه داده شد و بعد از گذشت یک و نیم ساعت، اسلامپ آن به عدد 16 و بعد از گذشت دو ساعت به عدد 8 رسید؛ یعنی بعد از گذشت دو ساعت در هوای گرم تابستان، باز هم امکان پمپاژ و استفاده از بتن وجود داشت.

بیشتر بخوانید: تأثیر هوای گرم در بتن

همان‌طور که گفته شد، راهکاری که می‌تواند به شما کمک کند به صورت ارزان، اقتصادی، کاربردی و عملیاتی، اسلامپ بتن را در شرایط آب و هوایی گرم و فصل تابستان بیشتر کنید، خیس کردن سنگدانه‌ها با آبپاشی کردن آن‌ها است. شما می‌توانید از شیوه رطوبت‌دهی سنگدانه‌ها روی دپوی سنگدانه‌ها استفاده کرده و با ایجاد رطوبت روی آن‌ها اسلامپ را تا حد مطلوبی افزایش دهید. البته در این میان می‌توانید از سایبان‌ها هم استفاده کنید؛ چرا که جلوگیری از نفوذ نور خورشید روی سنگدانه‌ها و ایجاد سایه، تا حد زیادی می‌تواند اسلامپ بتن را افزایش دهد.

در مقاله «ترفند حفظ اسلامپ بتن» تلاش شد ساده‌ترین راهکاری که می‌توان به کمک آن اسلامپ بتن را تا حد مطلوبی افزایش داد تا جایی که امکان اجرای بتن در ساعات اولیه بدون دغدغه افت اسلامپ وجود داشته باشد، بیان شود. در پایان خواهشمندیم با بیان نظرات خود در انتهای همین صفحه، راهکارهایی را که در زمینه افزایش اسلامپ در آب و هوای گرم به کار گرفتید، با ما و سایر دوستانتان به اشتراک بگذارید.

نوشته ترفند حفظ اسلامپ بتن: بهترین روش حفظ روانی بتن چیست؟ اولین بار در حسین برزگر. پدیدار شد.

راهکارهای کاهش دمای بتن

راهکارهای کاهش دمای بتن به دو بخش اصلی کاهش دمای مصالح بتن و کاهش دمای بتن تقسیم می‌شوند. فصل مشترک میان این دو راهکار، عدم تابش مستقیم نور خورشید است. به بیان دیگر در هر دو این روش‌ها باید تا حد امکان از تابش مستقیم خورشید به مصالح و بتن جلوگیری شود. در ادامه به بررسی هر یک از این راهکارها به صورت جداگانه می‌پردازیم.

راهکارهای کاهش دمای مصالح

کنترل دمای مصالح، از جمله سیمان، سنگدانه و آب، یکی از مهم‌ترین و مناسب‌ترین روش‌های کاهش دمای بتن است. ترفندهای ساده و در عین حال کم هزینه‌ای برای کاهش دمای مصالح بتنی وجود دارد که در ادامه به بررسی آن می‌پردازیم.

سیمان

دو راهکار کاربردی و مناسب برای کاهش دمای سیمان، شامل:

• تغییر رنگ سیلوهای سیمان به سفید: رنگ سفید در سطح سیلوهای سیمان، مانع از افزایش بیش از حد دمای سیمان می‌شود.
• استفاده از سیمان با دو تا سه رو تأخیر: راهکاری مناسب برای کاهش دمای سیمان این است که پس از تخلیه سیمان به آن اجازه دهیم دو تا سه روز به حال خود باقی بماند تا دمای آن کاهش یابد و سپس آن را مورد استفاده قرار دهیم.

سنگدانه

پرسش بسیاری از افراد این است که بهترین روش برای خنک کردن سنگدانه و کاهش دمای این بخش از مصالح بتن چیست؟ باید گفت برای خنک کردن سنگدانه‌ها، سه روش ساده و کاربردی وجود دارد که در ادامه به آن می‌پردازیم.

1. استفاده از سایه‌بان برای سنگدانه: تنها کافی است روی دپوی سنگدانه سایه‌بانی قرار دهیم تا مانع از تابش مستقیم نور خورشید به آن‌ها شویم.
2. استفاده از لوله‌های خنک‌کننده: این روش در ایران زیاد مرسوم نیست و چندان مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.
3. استفاده از آبپاش: در این روش با خیس کردن سطح سنگدانه، آب باعث کاهش دمای سنگدانه شده و تبخیر سطحی انجام شده، موجب کاهش دمای سطحی سنگدانه می‌گردد.

آب

4 روش رایج برای کاهش دمای آب بتن، به شرح ذیل است:

• استفاده از یخ: این روش علاوه بر اینکه چندان مقرون به صرفه نیست، تأثیر چندانی روی دمای آب نداشته و باعث کاهش دمای آب بتن نمی‌شود.
• استفاده چیلرهای صنعتی: این نوع دستگاه‌ها در انواع مختلفی جهت خنک کردن آب بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند.
• عایق کردن مخازن ذخیره آب و لوله‌کشی‌ها
• احداث مخازن و استخر ذخیره آب زیر زمین: احداث این مخازن در زیرزمین باعث می‌شود آب در معرض تابش مستقیم خورشید قرار نگیرد به همین دلیل، علاوه بر دمای پایین‌تر آب، تبخیر سطحی آب نیز بسیار کمتر اتفاق می‌افتد. همچنین پیشنهاد ما به شما این است که برای کاهش دمای آب علاوه بر احداث مخازن در زیر زمین، لوله‌کشی‌های خود را تا حد امکان زیر زمین مدفون کنید.

بیشتر بخوانید: انواع روش های عمل آوری بتن

روش‌های کاهش دمای بتن

روش‌های متعددی برای کاهش دمای بتن وجود دارد که در این مقاله به معرفی 9 روش رایج در این زمینه می‌پردازیم. همراه ما باشید.

• استفاده از نیتروژن مایع: استفاده از نیتروژن مایع در کشورهای آمریکایی بسیار مرسوم بوده و متأسفانه هنوز استفاده از این روش در ایران جایگاه خود را به دست نیاورده است. توصیه ما به کارخانه‌های بتن آماده این است که حتماً از این روش استفاده کنند؛ چرا که این روش، بسیار کاربردی و مقرون‌به‌صرفه است.
• جایگزینی بخشی از آب با پودر یخ: جایگزینی حدود 60 تا 70% آب با پودر یخ، کمک زیادی به کاهش دمای بتن می‌کند. البته باید توجه داشته باشید استفاده از پودر یخ بیش از مقدار گفته شده به جای آب، باعث کاهش اسلامپ بتن شده و تولید بتن را با مشکل مواجه می‌کند.
• کاهش مقدار سیمان: کاهش مقدار سیمان در بتن، باعث کاهش حرارت‌زایی ناشی از هیدراتاسیون در بتن و به تبع، کاهش دمای بتن می‌شود. بهترین راه برای کاهش مقدار سیمان، استفاده از روان کننده‌های بتن و انواع پوزولان است. این مواد که به عنوان جایگزین سیمان قابل استفاده هستند، به آسانی جایگزین سیمان شده و حرارت‌زایی ناشی از هیدراتاسیون سیمان در بتن را کاهش می‌دهند. البته توجه داشته باشید در زمان استفاده از انواع روان کننده‌ بتن به عنوان جایگزین سیمان، ثابت نگه‌داشتن نسبت آب به سیمان و کنترل ویژگی‌های سنگدانه بسیار اهمیت دارد تا دچار کاهش مقاومت بتن نشوید.

• استفاده از سیمان‌های کم حرارت: سیمان پرتلند نوع 4 جزو سیمان‌های کم حرارت طبقه‌بندی می‌شود. این نوع سیمان با کم کردن میزان C₃A C₃S، حرارت هیدراتاسیون را به مقدار زیادی کاهش می‌دهد و معمولاً در بتن‌ریزی‌های حجیم استفاده می‌شود.
• استفاده از مواد افزودنی دیرگیرکننده: انواع دیرگیر بتن با کاهش سرعت واکنش هیدراتاسیون، باعث کاهش دمای بتن می‌شوند.
• سفید کردن دیگ تراک میکسر: رنگ‌های روشن مانند سفید باعث می‌شود زمانی که تراک میکسر در معرض تابش مستقیم خورشید قرار دارد، حرارت بسیار کمتری را به بتن انتقال دهد.
• گونی‌پیچ کردن دیگ تراک میکسر: یکی از روش‌های مناسب برای خنک نگه داشتن بتن در تراک میکسر، استفاده از دیگ تراک میکسر گونی‌پیچ شده است. خیس کردن گونی روی دیگ در فصل گرما باعث می‌شود تبخیر سطحی از سطح دیگ انجام شده که این امر باعث خنک شدن دیگ تراک می‌شود. استفاده از دیگ‌های گونی‌پیچ شده خیس از آب، حتی در مناطق شرجی هم که تبخیر سطحی در آن انجام نمی‌شود، باعث خنک شدن دیگ می‌گردد.
• کاهش دور تراک میکسر: در فصل گرم باید سرعت چرخش دیگ تراک میکسر را کاهش داد، چرا که کاهش تعداد دور از اصطکاک بیشتر اجزای بتن با یکدیگر و اصطکاک حاصل از تماس بتن با بدنه تراک میکسر جلوگیری می‌کند. از آن‌جا که اصطکاک باعث حرارت‌زایی می‌شود، کاهش میزان اصطکاک مانع از افزایش بیشتر دمای بتن می‌شود.
• انتخاب زمان مناسب بتن‌ریزی: بهترین زمان برای بتن‌ریزی در هوای گرم، زمانی است که خورشید به صورت مستقیم تابیده نشود و دمای هوا در کمینه خود قرار داشته باشد. بنابراین اول صبح یا آخر وقت (نزدیک غروب آفتاب) که شدت نور خورشید کم است، بهترین زمان برای بتن‌ریزی است.

بیشتر بخوانید: بتن ریزی در هوای گرم

همان‌طور که می‌دانید ایران سرزمینی چهار فصل بوده و برخی از نقاط آن تابستان‌های گرم با دمای بیش از 50 درجه را تجربه می‌کند. در چنین شرایطی مهندسین حوزه بتن با دغدغه حفظ دمای بتن تازه در طول بتن‌ریزی (زیر 32 درجه) روبه‌رو هستند تا بتن اسلامپ مناسبی داشته باشد. در چنین شرایطی بهترین راهکارها، بکارگیری تلفیفی از روش‌های کاهش دمای مصالح، استفاده از میکسرهای مجهز، تعیین زمان مناسب برای بتن‌ریزی، استفاده از نیتروژن مایع، سیمان‌های کم حرارت و… است که می‌تواند به حفظ دمای بتن کمک کند. در پایان خوشحال می‌شویم در صورتی که از راهکارهای دیگری برای کاهش دمای بتن استفاده می‌کنید، نظرات خود را با ما به اشتراک بگذارید تا دیگر دوستان هم از آن استفاده کنند.

https://www.youtube.com/watch?v=EsA6QrnrAWc

نوشته سیر تا پیاز کاهش دمای بتن در هوای گرم اولین بار در حسین برزگر. پدیدار شد.

مقاومت بتن

منظور از مقاومت بتن (Concrete Strength)، مقاومت و توانایی بتن در برابر تنش‌های مختلف کششی، سایشی، فشاری، ضربه‌ای و…، بدون ایجاد گسیختگی خارجی است. این ویژگی به عنوان معیاری برای تعیین کیفیت بتن استفاده می‌شود. بنابراین داشتن بتنی با مقاومت بالا به منزله داشتن بتنی قوی با کمترین میزان آسیب‌دیدگی است. بسیاری تصور می‌کنند چنین بتن‌هایی هزینه بالایی داشته و ساخت آن مستلزم شرایط ویژه‌ای است، در حالی که با انجام چند تکنیک ساده می‌توان به کیفیت‌های باور نکردنی از مقاومت دست یافت.

1) افزایش مقاومت بتن با کاهش نسبت آب به سیمان

اولین و مهم‌ترین روش های افزایش مقاومت بتن، کاهش نسبت آب به سیمان در بتن است. اما همان‌طور که می‌دانید با کاهش نسبت آب به سیمان، میزان کارایی و اسلامپ بتن هم کاهش می‌یابد و کار با بتن سخت می‌شود. برای حل این مشکل می‌توان از دو روش ذیل استفاده نمود:

• بکارگیری روان کننده‌های بتن: این گونه از افزودنی‌ها در سه گروه ویژه روان کننده‌ بتن پایه نفتالین، روان کننده‌ بتن پایه پلی کربوکسیلات اتر و روان کننده‌ پایه لیگنوسولفونات قرار دارند. استفاده از این مواد در بتن باعث می‌شود بسته به نوع ترکیب شیمیایی به کار رفته در آن‌ها بدون کاهش میزان اسلامپ و کارایی بتن، نسبت آب به سیمان به طرز چشمگیری کاهش یابد.
• بکارگیری سنگدانه‌های گرد گوشه و صیقلی در بتن: این گونه از سنگدانه‌ها نسبت به سنگدانه‌های با بافت خشن و تیز به خمیر سیمان کمتری نیاز دارند.

2) تغییر نوع و مقدار سیمان عامل افزایش مقاومت بتن

از آن‌جا که سرعت واکنش‌زایی اجزای سیمان با آب، به طور قابل توجهی متفاوت است، می‌توان مقاومت انواع بتن را به سادگی با تغییر ترکیب اجزای سیمان و مقدار آن تغییر داد تا بتنی با شرایط مقاومتی متفاوت تولید شود. به بیان دیگر با تغییر در نوع و مقدار سیمان در بتن، می‌توان بتنی تازه و متفاوت تولید کرد. به یاد داشته باشید همیشه افزایش مقدار سیمان در بتن باعث افزایش مقاومت بتن نمی‌شود، بلکه گاهی اوقات کاهش مقدار سیمان در بتن باعث افزایش مقاومت می‌گردد.

3) استفاده از مواد مکمل سیمانی عامل افزایش مقاومت

مکمل‌های سیمانی یا پوزولان‌ها که به آن SCM هم گفته می‌شود، می‌تواند مقاومت بتن را تا حد زیادی افزایش دهد. در واقع این مواد در دمای معمولی با هیدروکسید کلسیم حاصل از واکنش‌های سیمان و آب ترکیب شده و تولید سیلیکات کلسیم هیدراته می‌کنند. تولید سیلیکات کلسیم هیدراته سبب کاهش تخلخل در خمیر سیمان و ناحیه انتقال می‌شود. به این ترتیب مواد پوزولانی، باعث افزایش مقاومت نهایی بتن می‌گردند. برای نمونه مقاومت فشاری ملات‌های تهیه شده از انواع سیمان حاوی ۱۰٪ پودر میکروسیلیس، حدود ۳۰ تا ۵۰٪ بالاتر از مقاومت نهایی ملات‌های تهیه شده از سیمان معمولی در ۲۸ روز است.

4) افزایش مقاومت بتن با تغییر دانه‌بندی سنگدانه‌ها

تغییر دانه‌بندی سنگدانه‌ها، معمولاً به دلیل محدودیت منابع و معادن مورد توجه نیست، در حالی که بحث تغییر دانه‌بندی سنگدانه‌ها در بتن، می‌تواند تأثیر جالب توجهی بر میزان افزایش مقاومت بتن داشته باشد. البته در بحث سنگدانه‌ها علاوه بر نوع دانه‌بندی، بافت ظاهری سنگدانه و کانی‌های تشکیل‌دهنده سنگدانه‌ها نیز بر میزان مقاومت بتن تأثیرگذار است.

5) افزایش مقاومت بتن با استفاده از میکسر مناسب

استفاده از میکسر مناسب برای مخلوط کردن کامل و یکنواخت مواد با هم، گرچه به طرح اختلاط بتن ارتباطی ندارد، اما همان‌طور که می‌دانید، بر میزان مقاومت فشاری بتن تأثیر فراوانی دارد. در واقع هر چه مواد بهتر مخلوط شده و ترکیب یکدست و بدون جداشدگی داشته باشند، مقاومت بتن افزایش می‌یابد.

6) افزایش تراکم از روش های افزایش مقاومت

تولید بتن با تراکم بالا در بحث مقاومت اهمیت بسیار زیادی دارد. این گونه از بتن‌ها که با نام بتن خود تراکم شناخته می‌شوند، با توجه به ترکیب ویژه‌ای که دارند باعث افزایش مقاومت فشاری، خمشی، کششی و دوام و پایداری بتن می‌گردند. بنابراین اگر بتوانید قطعات بتنی را چه در قالب سازه‌های بتن آرمه، چه در ساخت قطعات پیش‌ساخته با تراکم بالا تولید کنید، مقاومت فشاری آن قطعه یا المان به میزان چشمگیری افزایش خواهد یافت.

7) کیورینگ و عمل‌آوری عامل افزایش مقاومت بتن

کیورینگ یا عمل‌ آوری بتن به مجموعه فرآیندهایی اطلاق می‌شود که با بکارگیری رطوبت و دمای مناسب برای بتن، به پیشرفت فرآیند هیدراتاسیون سیمان کمک می‌کنند. در واقع نتیجه این فرآیندها باعث می‌شود تا تمام زحماتی که در طول تولید بتن و بتن‌ریزی انجام شده، به بار نشسته و بتنی با درجه مقاومت مناسب تولید شود. بنابراین منظور از عمل‌آوری، محافظت، مراقبت و پروراندن بتن در بازه زمانی کوتاه پس از بتن‌ریزی است؛ تا بدین ترتیب بتنی با ویژگی‌های مطلوب مانند مقاومت مناسب تولید شود. از جمله روش‌های کیورینگ با توجه به شرایط آب و هوایی، می‌توان به کیورینگ با خنک کردن با آب سرد، خنک کردن با یخ، استفاده از نیتروژن مایع و… برای فصل تابستان و استفاده از پوشش‌های مرطوب، مواد شیمیایی غشاساز، عمل‌آوری با بخار، ورق‌های پلاستیکی و… برای عمل‌آوری در فصل زمستان اشاره نمود.

بیشتر بخوانید: انواع روش های عمل آوری بتن میزان مقاومت بتن یکی از دغدغه‌های مهندسان کنترل کیفیت بتن و طراحان سازه‌های بتنی است. از آن‌جا که سنگدانه‌های به کار رفته در بتن، معمولاً تراکم و مقاومت مناسب و بالایی دارند، بیش از هر چیز کیفیت خمیر سیمان و ناحیه انتقال میان سنگدانه و خمیر سیمان، مقاومت بتن را مشخص می‌کند. البته پارامتر‌های دیگری مانند نسبت آب به سیمان، شرایط عمل‌آوری و درجه هیدراتاسیون سیمان، بافت و نوع دانه‌بندی سنگدانه‌ها، انواع افزودنی بتن و پوزولان‌های به کار رفته و… نیز تأثیر قابل توجهی بر میزان مقاومت بتن دارند. در این مقاله سعی شد به بررسی روش های افزایش مقاومت بتن، مثل کاهش نسبت آب به سیمان، تغییر نوع و مقدار سیمان، استفاده از مواد مکمل سیمانی (پوزولان)، تغییر دانه‌بندی سنگدانه‌ها، استفاده از میکسر مناسب، تراکم بتن و کیورینگ بتن پرداخته شود. در پایان خوشحال می‌شویم اگر سؤال یا تجربه مفیدی در زمینه مقاومت بتن دارید، در بخش نظرات این صفحه با ما به اشتراک بگذارید تا همه مخاطبان از آن بهره گیرند.

نوشته روش های افزایش مقاومت بتن: 7 راهکار مؤثر اولین بار در حسین برزگر. پدیدار شد.

نکات لازم برای کارخانه ها برای تولید بتن در هوای سرد

1. اگر این احتمال می‌رود که بتن درخواستی توسط مشتری قرار است در شرایط ذوب و یخبندان قرار خواهد گرفت، بهتر است از مواد حباب هوا ساز بتن استفاده گردد. این اتفاق در فصل زمستان در شهرهای کویری، بیشتر اتفاق می‌افتد.
2. یکی از نکات مهم در هوای سرد برای تولید بتن، کاهش میزان آب به سیمان تا حد ممکن می‌باشد. این کار با افزودن روان کننده به بتن در بچینگ و یا پایین در نظر گرفتن اسلامپ در بچینگ و افزودن روان کننده در محل پروژه امکان پذیر می‌باشد.
3. دمای بتن بلافاصله پس از تولید در کارخانه باید الزامات جدول 7-7 آیین نامه آبا را برآورده کند. برای این کار باید دمای بتن در فصل سرما افزایش یابد. در ادامه روش های گرم کردن بتن در محل تولید را بیان خواهیم کرد.

روش‌های افزایش دمای بتن در بچینگ

برای گرم کردن بتن در فصل زمستان روش های مختلفی وجود دارد راحتترین روش گرم کردن مصالح بتن است و راحتترین مصالح برای گرم شدن، آب می‌باشد.

1. گرم کردن آب بتن: راحت‌ترین کار برای گرم کردن بتن، گرم کردن آب بتن است؛ چرا که آب هم سهل‌تر گرم ‌می‌گردد و هم قابلیت گرم شدن به صورت یکنواخت را دارد (اما سیمان و سنگدانه را نمی‌توان به طور یکنواخت گرم کرد) و هم ظرفیت گرمایی بالایی دارد و گرما را دیرتر از دست می‌دهد. برای گرم کردن آب بتن باید سه نکته‌ی زیر مورد توجه قرار گیرد:
   • آب نباید بیش از 80 درجه گرم شود، زیرا ممکن است باعث گیرش نهایی سیمان شده و کلوخه‌های سیمان را در بتن بوجود آورد.
   • در صورت گرم کردن آب بهتر است ترتیب اختلاط به این صورت باشد که: ابتدا سنگدانه و 75 درصد از آب به میکسر اضافه گردد تا دمای مخلوط تعدیل گردد و سپس سیمان به همراه 25 درصد از آب به میکسر اضافه شود.
   • در صورت استفاده از مواد حباب هوا ساز بتن باید مقدار هوای بتن تازه در محل پروژه کنترل شود زیرا آب گرم ممکن است بر عملکرد حباب هواساز بتن تاثیر بگذارد و میزان هوای بتن بیش از حد مد نظر شود.
2. گرم کردن سنگدانه‌ی بتن: بعضی اوقات که دمای هوا زیر منفی ۴ درجه است فقط با گرم کردن آب نمی‌توان بتن را به دمای مطلوب در زمستان رساند و علاوه بر گرمایش آب، نیاز است تا سنگدانه ها را نیز گرم کنیم به عنوان مثال در دمای منفی ۴ درجه اگر آب را تا ۶۰ درجه سانتیگراد گرم کنیم و سنگدانه را تا ۱۵ درجه سانتی گراد گرم نماییم، معمولا می تواند پاسخگوی دمای بتن طبق الزامات آیین نامه آبا باشد.
   نکته قابل توجه این است که اگر برف و یخ روی سنگدانه ها وجود داشت حتماً باید قبل از از افزودن سنگدانه ها به بتن برف و یخ را از بین برد زیرا هم نسبت آب به سیمان را تغییر می دهد و هم ممکن است درون بتن گپ و حفره‌ ایجاد نماید.
   برای گرم کردن سنگدانه دو روش پرکاربرد وجود دارد:
   • گردش بخار در لوله + کشیدن برزنت روی سنگدانه‌ها: مزیت این روش این است که هم حرارت مستقیم به سنگدانه ها نمی رسد و هم حرارت به صورت نسبتاً یکنواخت، به سنگدانه‌ها می‌رسد.
   • وارد کردن بخار مستقیم به سنگدانه‌ها: این روش نیز برای گرم کردن سنگدانه ها استفاده می شود و بیشتر در بچینگ های فیدری قابل اجرا می باشد در این روش باید به تغییر درصد رطوبت سنگدانه توجه کرد و آن را در در محاسبات طرح اختلاط لحاظ نمود.

نکته: سنگدانه ها نباید بیش از حد گرم شوند چرا که ممکن است است میزان آب به سیمان، هوای بتن و تغییرات اسلامپ را تحت الشعاع قرار دهند و محاسبات قبلی را به هم بریزند.

تجربه‌ی شخصی و پیشنهاد من

تجربه شخصی و پیشنهاد بنده برای ساخت بتن در هوای سرد این است که بهترین نتیجه  را می‌توان از طریق کاهش آب به سیمان به دست آورد به این صورت که اسلامپ بتن در بچینگ پایین در نظر گرفته شود و در محل پروژه برای سهولت پمپاژ از روان کننده استفاده گردد (البته کارخانه های بتن برای ارتقاء سطح کیفیت باید پذیرای هزینه ناشی از افزودن روان کننده بتن باشند)
در مواقع خاص می توان از زودگیر بتن نیز در کنار کاهش آب به سیمان آن بهره مند شد.

نوشته تولید و افزایش دمای بتن در هوای سرد: ویژه کارخانه های بتن اولین بار در حسین برزگر. پدیدار شد.

مدل سازی و تحلیل قایق بتنی

به منظور بدست آوردن تنش‌های بیشینه و مشخصات لازم برای اطمینان از پایداری سازه، سازه‌ی کانو مدل‌سازی و تحلیل  شد. بدین منظور از نرم‌افزار تحلیل به روش اجزا محدود SAP 2000 v.15.0.0 استفاده شد.

بدین ترتیب کانو به صورت یک سازه‌ی پوسته‌ای (Shell) مدل شد. جهت مدلسازی 9 برش در طول و 9 برش در عرض قایق زده و پوسته‌ی بیرونی، به 100 قطعه کوچکتر تقسیم شد. مشخصات بتن بر اساس نتایج بدست آمده از تحقیقات بخش اختلاط بتن در مدل‌سازی قایق منظور گردید . لازم به ذکر است که با پیشرفت تحقیقات بخش اختلاط بتن، مشخصات بتن تغییر کرده و از مشخصات بتن جدید در تحلیل سازه‌ی کانو استفاده شد.

برای محاسبه‌ی مدول الاستیسیته از پیشنهاد استاندارد ACI 465  و برای ضریب پواسون از استاندارد ACI465 استفاده شد.

برای تحلیل از هفت حالت محتمل بارگذاری استفاده شد.

• خوابیده روی زمین
• خوابیده روی زمین(وارونه)
• بلند کردن
• بلند کردن (وارونه)
• مسابقه‌ی دونفره
• مسابقه‌ی 4 نفره
• وزن کردن

برای حالت‎های ترکیب بار 1،2،3،4،7 جهت تحلیل سازه، محل اعمال نیرو توسط افراد، به عنوان تکیه‌گاه‌های غلتکی در نظر گرفته شد. برای دو ترکیب بار 5 و 6 که دارای فشار هیدروستاتیک آب می‌باشند، ابتدا با تو جه به وزن قایق و وزن اعضای پاروزن، میزان پایین رفتن کانو در آب اندازه گیری شد. سپس محل قرارگیری افراد در کانو به عنوان تیکه گاه غلتکی لحاظ گردید و درنهایت فشار هیدروستاتیک با توجه به میزان فرورفتگی کانو در آب در نظر گرفته شد(چون وزن پاروزن‌ها و قایق در میزان فرورفتگی کانو در آب تاثیر دارد آن نیروها به طور جداگانه اعمال نشد.)

تنش‌های بوجود آمده در قایق در تمام حالت‌های در نظر گرفته شده، برای بارگزاری، با توجه به طراحی در حالت حدی (LRFD) کمتر از مقاومت بتن طرح  قرار گرفت.

ساخت قالب و بتن‌ریزی

برای ساخت قالب  به دلیل راحتی اجرای بتن و دقت بالا در اندازه گیری ضخامت لایه از قالب نری استفاده شد.

بدین منظور ابتدا طرح سه‌بعدی کلی قایق استخراج شد، سپس برای افزایش دقت در هر 15 سانتی متر مقاطعی عمود بر محور طولی قایق زده شد. سپس این مقاطع با دستگاه برش دقیق CNC بر روی تخته‌هایی ازجنس MDF باضخامت 16 میلی متر بریده شد. این قطعات بریده شده بر روی تخته ای مستطیلی‌شکل که اندکی بزرگتر از ابعاد قایق بود با فاصله‌ی مشخص به نحوی چسبانده شد که دقیقا شکل قایق را بدست دهد. برای رعایت فاصله بین مقاطع و قرارگیری دقیق محور به محور آن‌ها، وسیله‌ی مناسبی ساخته شد. توضیحات بیشتر در شکل شماره‌ 1 آمده است. به منظور چسباندن مقاطع بر روی صفحه‌ی چوبی از میخ به عنوان ثابت نگه دارنده و چسب چوب به عنوان چسباننده‌ی اصلی استفاده شد. با توجه به اینکه قالب قایق سال گذشته بر روی سطح زمین اجرا شد و این مسئله باعث عدم وجود تسلط کافی اعضا بر قالب و قایق شد، تصمیم به استفاده از میز کار  شد. بدین ترتیب کل مجموعه بر روی یک میز ازجنس MDF تقویت شده قرار گرفت.

پس از قرار دادن مجموعه‌ی قالب بر روی میز کار، سطح میز توسط پایه‌های تنظیم شونده کاملا تراز شد تا مانع ایجاد هرگونه عدم توازن در قایق شود. سپس با قرار دادن کیسه‌های پلاستیکی بین مقاطع و پر کردن آن‌ها با فوم‌بتن (CLC)، توانستیم با استفاده از ماده‌ای سبک، استحکام لازم برای اجرای لایه‌ی بعد را تامین کنیم. پس از آن با استفاده از ملات گچ، شکل نهایی قالب بدست آمد. با اجرای این لایه قالب به شکل سطح درونی قایق درآمده و آماده‌ی اجرای بتن گردید. با این حال برای هر چه صاف شدن سطح داخلی بتن قایق و همچنین چسبندگی هر چه کمتر بتن با قالب، با استفاده از چسب بر روی این لایه، یک لایه‌ی بسیار نازک پلاستیک چسبانده شد. با آغشته شدن پلاستیک لایه‌ی رویی به لایه‌ بسیار نازکی از روغن قالب بتن، قالب برای اجرای بتن قایق آماده شد.

در روز اجرای بتن برای تسریع در کار، مصالح مورد نیاز طرح‌های اختلاط به منظور ساخت مخلوط‌های 15 لیتری توسط اعضای تیم، از قبل کشیده شده بودند.

در هنگام اجرای بتن قایق، اعضای تیم به سه دسته تقسیم شدند.

1. بتن‌ریزی : با توجه به تجربه‌ی کسب شده از سال گذشته برای شکل دادن بتن بر روی قالب از اعضای دارای تجربه کافی برای اجرای بتن کمک گرفته شد.همچنین در تمامی مراحل اجرای بتن قایق، نظارت کافی برای اطمینان از پیوستگی بتن‌ها و رعایت ضخامت لایه صورت گرفت.
2. قرار دادن مش : بعد از اجرای لایه‌ی اول،. مش‌ها به صورت عرضی و با عرض 60 سانتی متر و همپوشانی کافی (5 سانتی متر از هر طرف)  قرار گرفتند.
3. اختلاط بتن : در هنگام اجرای بتن، با توجه به زمان نسبتا طولانی (4 ساعت) صرف شده برای تکمیل آن، اختلاط بتن باید به نحوی انجام می‌گرفت که در مشخصات بتن از جمله کارایی تفاوت محسوسی ایجاد نشود. بدین منظور بتن قایق طی چند مرحله و در هر مرحله 15 لیتر مخلوط شد.

در روز بتن ریزی ابتدا یک لایه‌ی بتن از طرح شماره‌ی یک به طور سراسری بر روی قالب اجرا شد. بعد از اتمام این لایه، یک لایه مش فایبر گلاس به طور سراسری قرار گرفت. برای لایه ‌های بعدی به ترتیب یک لایه‌ بتن طرح شماره‌ی یک، مش فایبرگلاس، طرح شماره‌ی یک و در نهایت یک لایه طرح شماره‌ی دو اجرا شد.

بعد از اجرای لایه‌ی آخر بتن به منظور جلوگیری از تبخیر آب بتن رویه و پیدایش ترک های ناشی از جمع شدگی، پوشش نازک پلاستیکی بر روی آن قرار گرفت و دستگاه مرطوب کننده‌ی هوا در مجاورت قایق  باعث شد تا بتن رطوبت خود را از دست ندهد.

با توجه به نری بودن قالب قایق و عدم امکان اجرای همزمان بتن دو سر قایق و بدنه آن، ابتدا بدنه که حاوی مش‌های سخت تعبیه شده به صورت انتظار (مناسب برای اجرای سر قایق) اجرا شد و بدین ترتیب پس از سخت شدن بتن بدنه بتن ریزی دو سر قایق ممکن گردید.تصویر شماره‌ی 465

پس از گذشت یک روز و گیرش اولیه‌ی بتن، برای تسریع در فرآیند عمل‌آوری، از روش عمل‌آوری با بخار طبق استاندارد ASTM c684 استفاده شد.  پس از یک روز عمل‌آوری با بخار، به منظور پوشاندن سطح نسبتا متخلخل و ناهموار قایق، آن را با لایه‌ای از بتن طرح

شماره‌ی 3 که بدین منظور طراحی شده بود پوشاندیم. با توجه به سخت شدن بتن لایه‌ی قبلی برای ایجاد پیوستگی این دو بتن و جدا نشدن آن‌ها از یکدیگر، تمامی سطح قایق با کاغذ سمباده‌ی شماره‌ی p60 ساییده و سپس شسته شد تا سطحی زبر و مناسب برای پیوستگی لایه‌ی بعدی بدست آید. شایان توجه است که سطح ناصاف و متخلخل بتن اولیه‌ی نیز به پیوستگی دو بتن کمک نمود.

برای بتن لایه‌ آخر نیز یک روز قرار گرفتن در هوای مرطوب و یک روز عمل‌آوری در بخار انجام گشت.

در آخر برای رسیدن به سطحی بسیار صاف و کاملا صیقلی، کل سطح قایق در دو مرحله به ترتیب با کاغذ سمباده‌های شماره‌ p240 وp2500 تحت سایش مرطوب قرار گرفت.

به منظور اجرای نشان و نام تیم و نام دانشگاه بر روی سطح قایق، شابلن‌های مناسب طراحی و با توجه به ضوابط آیین نامه ساخته شد. سپس این طرح ها بر روی قایق رنگ آمیزی شدند.

از آنجایی که مش مورد استفاده در قایق باید ضوابط آیین نامه مسابقات را پوشش دهد، فضای خالی مش مورد استفاده به صورت زیر محاسبه شد:

طرح اختلاط بتن قایق بتنی

هدف از این بخش رسیدن به دو طرح اختلاط بود.

1. طرح اختلاط سازه‌ای که باید علاوه بر داشتن قابلیت تحمل تنش‌های وارده، سبک بوده و کارپذیری مناسبی داشته باشد.
2. طرح اختلاط لایه‌ی نهایی که باید علاوه بر کارپذیری مناسب و زیبایی چشم‌نواز، سطحی بسیار صاف و صیقلی بدست دهد.

بدین منظور از طرح اختلاط نهایی سال گذشته به عنوان نقطه‌ی شروع استفاده شد.

تمام بخش اختلاط بتن در چند مرحله‌ی کلی انجام شد.

لازم به ذکر است برای صرفه‌جویی در مصالح و افزایش سرعت در انجام کار از نمونه‌های مکعبی با ابعاد 5 سانتی متر(قالب ملات) استفاده شد. عمل‌آوری نمونه‌ها با بخار و طبق استاندارد ASTM 64 بوده است. همچنین نتایج بدست آمده برای مقاومت فشاری بتن، مطابق آزمایش‌های انجام شده بر اساس استاندارد ASTM 646 بوده است.

مرحله‌ی اول – هوازا (طرح‌های 1-9)

برای بدست آوردن مقدار بهینه‌ی هوازا از سه مقدار 0، 1 و 2 درصد وزن مواد سیمانی، استفاده شد. این سه مقدار  با سه نوع دانه‌بندی مختلف(این دانه‌بندی‌ها در بند بعدی توضیح داده شده اند.)مورد آزمایش قرار گرفت. باتوجه به نتایج مقاومت فشاری و میزان تخلخل ظاهری، بهترین درصد هوازا برای هر سه نوع دانه‌بندی 1 درصد وزن مواد سیمانی در نظر گرفته شد.

مرحله‌ی دوم – دانه‌بندی (طرح‌های 9-18)

با توجه به عدم کاهش قابل توجه وزن مخصوص بتن با اضافه کردن مقدار مناسب هوازا، تصمیم بر استفاده از سنگدانه‌ی فوق سبک شد. گفتنی است در طرح‌های قبلی نیز از سنگدانه‌ی سبک لیکا استفاده شده بود، لیکن با توجه به عدم نیاز به مقاومت بدست آمده از طرح‌های قبلی تصمیم به استفاده از دیگر سنگدانه‌های سبک‌تر و کم مقاومت‌تر و مناسب برای تولید بتن سبک غیر سازه‌ای گرفته شد. مشکلی که وجود داشت این بود که علت سبکی قریب به اتفاق سنگدانه‌های سبک (چه طبیعی و چه مصنوعی) تخلخل و فضای خالی بین ذرات آن‌ها است. این میزان تخلخل با کوچک شدن قطر سنگدانه کاهش می‌یابد و در نتیجه وزن مخصوص دانه‌های ریز بسیار زیادتر از دانه‌های درشت است. در بتن قایق بدلیل ضخامت کم قایق استفاده از سنگدانه‌ی با قطر بیشتر از 4.75 میلی متر مقدور نیست. با توجه به عدم وجود سنگدانه‌های فوق سبک مصنوعی در ایران تنها دو گزینه برای ما باقی ماند: استفاده از ذرات ریز چوب(خاک اره) و لاستیک ضایعاتی آسیاب شده.

بدین منظور برای سه بازه‌ی ریز سنگدانه‌های مصرفی از این دو ماده، با سه نسبت متفاوت (0% خاک اره 100% پودر لاستیک – 50% خاک اره 50% پودر لاستیک – 100% خاک اره 0% پودر لاستیک ) استفاده گردید. برای دانه‌بندی نیز از سه دانه‌بندی متفاوت برگرفته از استاندارد ASTM C33 (حد بالا، میانه و پایین منحنی دانه‌بندی ماسه ASTM C33) استفاده شد. بدین ترتیب 9 طرح اختلاط متفاوت آمیخته شد.

در هنگام اختلاط این نمونه‌ها به دو نتیجه بدست آمد که باعث شد نمونه‌ها از ابتدا تولید شود.

• با توجه به سبکی زیاد سنگدانه‌ها استفاده از هوازا به مقدار یک درصد وزن مواد سیمانی باعث ایجاد مشکلاتی در اختلاط بتن ‌شد. بدین ترتیب مقدار 7 درصد مواد سیمانی از هوازا استفاده شد.
• میزان جذب آب خاک اره بسیار زیاد بود. برای رفع این مشکی به ازای هر گرم چوب مصرفی در بتن، مقدار 45 گرم آب به آب طرح اضافه گردید.

بعد از گذشت یک روز، با بررسی ظاهری نمونه‌ها مشاهده شد که نمونه‌های دارای خاک اره به مقدار قابل توجهی خاصیت ارتجاعی دارند و هنوز به طور کامل سخت نشده‌اند. به بیان دیگر فاقد کیفیت لازم هستند. مقاومت فشاری و وزن مخصوص دیگر نمونه‌ها حاکی از این بود که حد پایین استاندارد ASTM C33  با توجه به سنگدانه‌ها و دیگر شرایط موجود، دانه‌بندی نسبتا بهینه است.

مرحله‌ی سوم –  نسبت‌های ترکیب مواد سیمانی (طرح‌های 18-30)

برای رسیدن به کارپذیری مناسب و چسبندگی لازم با توجه به نحوه‌ی اجرای بتن قایق و بهینه‌سازی نسبت مقاومت فشاری به وزن مخصوص بتن، از نسبت‌های مختلف جهت ترکیب مواد سیمانی استفاده شد. این مرحله در دو بخش انجام شد :

نسبت‌های ترکیب مواد سیمانی : این مرحله نیز خود در دو بخش انجام شد. ابتدا سه طرح اختلاط برای بدست آمدن میزان بهینه‌ی میکروسیلیس و سپس سه طرح برای بدست آمدن میزان بهینه‌ی متاکائولن و زئولیت زده شد.در این طرح‌ها نسبت سیمان در ترکیب مواد سیمانی تقریبا ثابت نگه داشته شد.

عیار مواد سیمانی : برای ، عیار سیمان در پنج مرحله افزوده شد(380-420-460- 490 –  520 کیلوگرم بر مترمکعب). تئوری یا عملی؟ نمودار نسبت مقاومت فشاری به وزن مخصوص در تصویر 654 نشان داده شده است. با توجه به این نمودار نسبت مواد سیمانی بهینه 465 کیلوگرم بر متر مکعب است. که همین طرح به عنوان طرح برتر، انتخاب شد.

مرحله‌ی چهارم – انتخاب طرح نهایی

طرح اختلاط بدست آمده از مرحله‌ی قبلی طرح اختلاط مناسبی بود. ولی هنوز مشکلی وجود داشت. برای اجرای بتن قایق پودر لاستیک ردشده از الک 100 به مقدار کافی وجود نداشت. به همین دلیل، درصدی پودر سنگ ردشده از الک شماره‌ی 100 جایگزین پودر لاستیک شد. این عمل علاوه بر افزایش مقاومت فشاری بتن، کارپذیری و چسبندگی آن را افزایش داد. البته لازم به ذکر است که باعث افزایش وزن مخصوص بتن نیز شد.

به منظور افزایش مقاومت کششی، جلوگیری از ایجاد و یا گسترش ترک‌های ناشی از جمع شدگی و افزایش یکپارچگی بتن از الیاف پلی‌پروپیلن استفاده شد.بدین منظور در طرح شماره‌ی یک که اکثر بتن قایق را تشکیل می‌داد از 0.3 درصد وزن مواد سیمانی استفاده شد. برای طرح شماره‌ی 2 که در لایه‌ی بیرونی قایق اجرا شد، به علت وجود فاصله از مش در این لایه و احتمال بالای وارد آمدن ضربه و از سویی اهمیت جلوگیری از افزایش قطر ترک‌های سطحی به علت مجاورت با آب، مقدار الیاف به 0.7 درصد وزن مواد سیمانی افزایش یافت.

بتن لایه‌ی نما

در این طرح به علت ضخامت کم لایه‌ی نما، از سنگدانه‌های ریز(رد شده از الک شماره‌ی 30) استفاده شد. همچنین برای ایجاد سطحی صیقلی و عدم اهمیت وزن مخصوص بتن این لایه، تنها از سنگدانه‌های طبیعی استفاده شد. همچنین از عیار مواد سیمانی بالایی استفاده شد. لازم به ذکر است برای افزایش زیبایی مخلوط بتن، سیمان رنگی جایگزین سیمان معمولی گردید.

جزییات طرح‌های اختلاط در انتهای این مطلب آمده است.

مدیریت پروژه

هدف از مدیریت پروژه،  سازماندهی و گروه‌بندی افراد برای رسیدن به کارایی بهینه، برنامه‌ریزی و تهیه‌ی جدول زمان‌بندی برای جلوگیری از اتلاف وقت و اتمام پروژه طی موعد مقرر، آموزش اعضای تازه‌وارد و ناآشنا برای پایین آوردن سطح خطاهاو در نهایت ساخت قایقی با بیشترین کیفیت و کمترین هزینه بود.

برای رسیدن به این اهداف، یک مدیر پروژه انتخاب شد تا بر تمامی مراحل ساخت قایق نظارت داشته باشد.

قبل از شروع پروژه جلسه‌ای با حضور تمامی افراد تیم و افراد باسابقه‌ی حاضر در تیم قایق بتنی سال گذشته برگزار شد و طی آن کارها به پنج دسته‌ی کلی تقسیم شدند.

1. مدیریت پروژه و برنامه‌ریزی
2. مدل‌سازی و تحلیل سازه
3. طرح اختلاط بتن
4. مستندسازی و تهیه‌ی گزارش
5. ساخت قالب و اجرای بتن

سپس اعضای تیم با توجه به توانایی‌ها و علایق در هر یک از قسمت‌ها مشغول به کار شدند. در انتهای جلسه یک برنامه‌ریزی کلی جهت انجام کارها صورت گرفت. همچنین مقرر شد مدیر پروژه در طول زمان پروژه بر مراحل پیشرفت هر بخش نظارت داشته باشد و در صورت  بروز مشکل در هر بخش با تشکیل جلسه و انجام بررسی های لازم نسبت به رفع مشکل اقدام نماید.

نوآوری و پایداری در ساخت قایق بتنی

پایداری

در ساخت بتن قایق از ریزدانه‌هایی از جنس پودر لاستیک ضایعاتی استفاده شده است. استفاده از لاستیک ضایعاتی علاوه بر کمک به ساخت بتنی سبک باعث جلوگیری از دور ریخته شدن لاستیک و ایجاد آلودگی محیط زیست می‌شود.

در طرح اختلاط بتن، از متاکائولن، استفاده شده است. متاکائولن ماده‎ای است که علاوه بر افزایش مقاومت فشاری بتن، نفوذپذیری آن را نیز کاهش می‌دهد. همچنین جایگزینی آن با سیمان وزن مخصوص بتن را کاهش می‌دهد. با توجه به نوع سازه و مجاورت مداوم بتن با آب،  بدین ترتیب دوام بتن به نحو چشم گیری افزایش می‌یابد.

نوآوری

• بعد از اتمام ساخت قالب، برای عدم چسبندگی قالب با بتن قایق بر روی آن یک لایه‌ی پلاستیک نازک اجرا شد که پلاستیک نیز خود با یک لایه‌ی روغن آغشته شد تا چسبندگی آن به حداقل برسد. بعد از اتمام ساخت قایق برای جدا شدن قایق از قالب، که بسیار کار پر اهمیتی بود، یک ایده‌ی مناسب اندیشیده شد. بدین ترتیب که پس از اتمام ساخت قایق لایه‌ی گچ زیر قایق، قرار گرفته بین دو مقطع تراشیده شد. این فضا محل مناسبی برای قرار گرفتن دست به منظور بلند کردن قایق بود. چگونگی این قسمت در شکل شماره‌ی 465 آمده است. برتری دیگر این روش تعداد بالای این گونه فضاها و قابلیت بلند کردن قایق با بیش از 10 نفر بود. نکته‌ دیگر این روش این بود که بعد از جدا شدن قایق، قالب سالم می‌ماند و می‌توان از آن برای ساختن قایق‌های بعدی نیز استفاده کرد.

• در زیر قطعات بریده شده‌ی چوب، در هر دو طرف زوائدی تعبیه شده بود، این زوائد نشانگر ضخامت بتن در آن محل بودند. بدین ترتیب در طول اجرای بتن قایق اعضا می‌توانستند از اجرای درست ضخامت مطمئن شوند. شکل56
• از آن جایی که مش فایبرگلاس مورد استفاده در قایق، از استحکام کافی به منظور استفاده به عنوان قالب جهت بتن ریزی دو سر قالب برخوردار نبود، از مش سخت به صورت مش انتظار در حین اجرای بتن بدنه استفاده شد.
• بلافاصله بعد از اتمام اجرای بتن قایق ، تمام سطح بتن را در مجاورت هوای مرطوب قرار داده شد. این عمل باعث خشک نشدن سطح بتن و ایجاد نشدن ترک‌های ریز بر روی سطح بتن بدلیل انجام واکنش هیدراتاسیون می‌شود.
• برای عمل‌آوری بتن قایق از بخار آب گرم استفاده شد. از مهم‌ترین مزایای این روش می‌توان به صرفه جویی قابل توجه در مصرف آب و زمان و نیز احتیاج بسیار کم به نیروی انسانی اشاره کرد.

مراحل ساخت قایق بتنی به روایت تصویر

در زیر مراحل گزارش کار کامل ساخت قایق بتنی را در تصاویر ببینید.

نوشته قایق بتنی : روش ساخت و طرح اختلاط بتن سبک قایق بتنی اولین بار در حسین برزگر. پدیدار شد.