طرح اختلاط بتن
رطوبت سنگدانه بتن: میزان رطوبت مناسب سنگدانه‌ها برای ساخت بتن
اسفند
سنگدانه مجموعه‌ای از ذرات ریزدانه و درشت‌دانه است که در طرح اختلاط بتن جایگاه ویژه‌ای دارد. اهمیت دانه‌بندی، رطوبت و خشک بودن سنگدانه‌ها به قدری است که کاربرد آن را در تولید بتن مرغوب بیشتر کرده است. اما سؤال این‌جاست که برای تولید بتنی با بهترین کیفیت، کدام یک از سنگدانههای خشک، اشباع با سطح خشک یا مرطوب، بهتر و مناسب‌تر است؟ به عبارت دیگر برای داشتن بتنی مناسب از نظر ویژگی‌های دوام و کارایی، کدام یک از سنگدانههای گفته شده می‌تواند گزینه‌ی مناسب‌تری باشد؟ برای پاسخ به این سؤال و اینکه متوجه شوید کدام سنگدانه خشک، اشباع با سطح خشک یا مرطوب برای ساخت بتن بهتر است، در ادامه‌ی مقاله «رطوبت سنگدانه بتن» همراه ما باشید.
رطوبت سنگدانه بتن
مقدار آب موجود در سنگدانه بتن بر میزان آب کل مخلوط بتن، آب آزاد و نسبت آب به سیمان تأثير مستقیم دارد. بنابراین استفاده از سنگدانه‌ها با رطوبت کم یا زیاد می‌تواند باعث کاهش کارایی یا ایجاد پدیده‌های جداشدگی، آب انداختگی و… در مخلوط بتن شده و در نهایت باعث از بین رفتن کیفیت نهایی بتن گردد. به همین دلیل لازم است سنگدانه‌ها رطوبت مناسبی داشته و مقدار آن کاملاً کنترل شود.
انواع رطوبت سنگدانه بتن
سنگدانه‌ها از نظر میزان رطوبت در 4 دسته کلی قرار می‌گیرند:
- سنگدانههای کاملاً خشک
- سنگدانه‌ها با درصد رطوبت کم که حاوی مقدار کمی آب در هسته میانی سنگدانه است.
- سنگدانههای اشباع با سطح خشک یا همان سنگدانههای SSD که از استانداردترین نوع سنگدانه برای استفاده در بتن هستند.
- سنگدانه‌ها با رطوبت مازاد که پیش از اضافه شدن به بتن، کاملاً با آب اشباع شده و حتی حاوی مقداری رطوبت مازاد در فضای میان سنگدانه‌ها هستند.
اما اینکه کدام دسته از این سنگدانه‌ها برای بتن مناسب‌تر است و دلیل این امر چیست، موضوعی است که در ادامه مقاله «رطوبت سنگدانه بتن» به بررسی آن خواهیم پرداخت.
سنگدانه کاملاً خشک
همان‌طور که از نام این سنگدانه مشخص است، میزان رطوبت در این سنگدانه‌ها به سمت صفر میل می‌کند. بنابراین پس از اضافه شدن سنگدانه خشک به بتن، این سنگدانه‌ها به دلیل تشنگی زیاد، بخش زیادی از آب بتن را به خود جذب کرده و تأثیر شدیدی بر میزان افت اسلامپ بتن حین حمل و انتقال بتن خواهند داشت.
به عبارت دیگر وقتی سنگدانه خشک به بتن اضافه می‌شود، این سنگدانه تا محل تخلیه و بتن‌ریزی، آب بتن را جذب می‌کند؛ به طوری که نمی‌توان تخمین دقیقی از نسبت آب به سیمان داشت. در چنین شرایطی شما نمی‌دانید چه مقدار از آب آزاد موجود در طرح اختلاط بتن با سیمان واکنش داده و چه نسبتی از آن توسط سنگدانه جذب شده است. بنابراین استفاده از سنگدانههای کاملاً خشک، علاوه بر کاهش کارایی بتن، باعث به هم ریختن نسبت‌های محاسبه شده در طرح اختلاط اولیه خواهد شد.
سنگدانههای نیمه مرطوب
این سنگدانه‌ها نسبت به سنگدانههای خشک درصد کمی رطوبت داشته و بخشی از جذب آب خود را پیش از اضافه شدن به بتن انجام داده است؛ برای مثال وقتی درصد جذب آب سنگدانه حدود 2 است، 50% آن را پیش از اختلاط با بتن جذب کرده، اما هنوز به اندازه 50% به جذب رطوبت نیاز دارد. بنابراین چنین سنگدانه‌ای در مخلوط بتن مانند سنگدانه کاملاً خشک عمل کرده، اما با درصد آسیب کمتر.
زمان استفاده از سنگدانههای نیمه مرطوب، مواردی مانند کاهش کارایی بتن تا محل بتن‌ریزی، اختلاف در نسبت‌های محاسبه شده از میزان آب آزاد، نسبت آب به سیمان و… در طرح اختلاط اولیه پیش خواهد آمد، اما به دلیل درصد کمی از جذب رطوبت توسط سنگدانه پیش از ورود به چرخه ساخت بتن، میزان افت اسلامپ و مقدار نسبت‌ها تغییر کمتری خواهد داشت.
سنگدانه کاملاً اشباع با سطح خشک (SSD)
همان‌طور که گفته شد، استفاده از سنگدانههای کاملاً اشباع با سطح خشک (SSD)، ایده‌آل‌ترین حالت برای انجام دقیق محاسبات دقیق در طرح اختلاط بتن است. به عبارت دیگر زمانی که بتوانیم مقدار آب مورد استفاده در بتن را به صورت کامل و درست تخمین بزنیم و از همان مقدار آب استفاده کنیم، بتنی با کارایی، روانی، اسلامپ، دوام و مقاومت نهایی مناسب خواهیم داشت.
اما نکته‌ی مهم این است که داشتن چنین حالتی در واقعیت غیرممکن است؛ یعنی شما هیچ‌گاه نمی‌توانید ادعا کنید سنگدانههای به کار رفته در بتن تماماً اشباع و با سطح خشک بوده و هیچ رطوبت مازادی ندارند. بنابراین از آن‌جا که این حالت عملیاتی نیست و در واقعیت هیچ‌گاه رخ نمی‌‌دهد، چنین حالتی از میزان رطوبت مانند دو حالت قبل مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.
سنگدانههای حاوی رطوبت مازاد
زمانی که سنگدانه‌ها رطوبت مازاد دارند، اصطلاحاً می‌گویند سنگدانه‌ها «پیش مرطوب‌سازی» شده‌اند. به عبارت دیگر سنگدانه‌ها از قبل مرطوب شده و آماده ساخت بتن هستند. در چنین حالتی کافی است رطوبت آزاد سنگدانه محاسبه شود و از مقدار جذب آب سنگدانه _که از پیش می‌دانیم- کم شود. در نهایت با کم کردن مقدار رطوبت مازاد از میزان آب آزاد سنگدانه، می‌توان مقدار آب مورد نیاز برای ساخت بتن را مشخص نمود.
بدین ترتیب، علاوه بر اینکه می‌توان محاسبات دقیقی درباره میزان آب مورد نیاز برای ساخت بتن انجام داد، هیچ مشکلی در زمینه افت اسلامپ به دلیل جذب آب توسط سنگدانه در طول پروسه ساخت و حمل بتن وجود نخواهد داشت. بنابراین بهترین حالت برای ساخت بتن و عملیاتی کردن آن، استفاده از سنگدانه‌ها با رطوبت مازاد است.
البته توجه داشته باشید اندازه‌گیری دقیق رطوبت سنگدانه بتن در این حالت بسیار مهم است. از آن‌جا که رطوبت قسمت بالای دپوی سنگدانه‌ها در مرحله پیش مرطوب‌سازی با قسمت پایین آن، به دلیل حرکت آب به سمت پایین متفاوت است، علاوه بر اندازه‌گیری رطوبت سنگدانه به صورت دقیق و متوالی، لازم است تا از حدود 30 تا 60 سانتی‌متر پایین دپوی سنگدانه استفاده نشود.
بیشتر بخوانید: مدت زمان مجاز حمل بتن
همان‌طور که گفته شد عدم توجه به رطوبت سنگدانه بتن، می‌تواند باعث کاهش اسلامپ و کارایی بتن، بالا رفتن مقدار آب مصرفی در بتن به دلیل رسیدن به مقاومت مشخص، تغییر در نسبت‌های طرح اختلاط، مقدار مصرف سیمان و… شود. بنابراین توجه به رطوبت بهینه سنگدانه‌ها، کمک فراوانی به داشتن بتنی مناسب و کارا خواهد داشت.
در این مقاله به بررسی رفتار رطوبتی انواع سنگدانههای کاملاً خشک، نیمه مرطوب، SSD و سنگدانه‌هایی با رطوبت مازاد پرداختیم و بیان داشتیم کدام دسته از این سنگدانه‌ها برای انجام پروسه‌های ساخت بتن به صورت عملیاتی مناسب‌تر است.
شما می‌توانید در این بلاگ، مطالب تخصصی مفیدی را درباره تکنولوژی بتن پیشرفته و افزودنی‌های بتن مطالعه کنید. در پایان خوشحال می‌شویم با بیان نظرات، تجربیات یا سؤالات خود در انتهای صفحه، اطلاعات خود را با ما به اشتراک بگذارید.
