جدا شدگی بتن چیست؟

جدا شدگی یا segregation در بتن به معنای جداسازی ملات از سنگدانه‌های بتن است. این پدیده که در بتن تازه مشاهده می‌شود، به صورت نمایش خمیر سیمان (ملات) در بالا و ته‌نشینی سنگدانه در پایین نمایان می‌گردد. از آن‌جا که جدا شدگی بتن باعث از بین رفتن یکپارچگی و همگنی بتن تازه می‌گردد، پدیده‌ای مخرب در صنعت ساخت‌وساز به وجود می‌آید. این پدیده معمولاً در نتیجه‌ی عوامل متعددی مانند: استفاده بیش از حد از ویبراتور، طرح اختلاط نامناسب، دانه‌بندی نامناسب، حمل و نقل نامناسب، بتن‌ریزی غیراصولی و… اتفاق می‌افتد.

یکی از اشکال مصطلح جدا شدگی، آب‌انداختگی است. پدیده آب‌انداختگی در بتن‌هایی با نسبت آب به سیمان بالا اتفاق می‌افتد. این پدیده نمایشگر عدم توانایی مواد جامد بتن در نگهداری آب موجود است. بدین‌ترتیب سنگدانه‌های درشت بر اساس وزن خود ته‌نشین می‌شوند، بدون اینکه آب اضافی را جذب کنند.

در واقع قسمت‌های بالای بتن ضمن اینکه نسبت به قسمت‌های زیرین آن دارای سنگدانه‌های ریزترند،حجم بسیار بیشتری از آب و خمیر سیمان دارند. همین امر باعث تشکیل لایه‌ای بسیار ضعیف در بتن می‌شود. در ادامه به بررسی انواع راهکارهای جلوگیری از جدا شدگی بتن می‌پردازیم.

1) کاهش کارایی بتن

کاهش کارایی بتن راهکاری کلی برای مقابله با استعداد جدا شدگی و آب‌انداختگی در بتن است؛ اما سؤال این‌جاست، کارایی به چه معنا است و چه عواملی بر آن مؤثر است؟ مفهوم کارایی بتن از دیدگاه افراد مختلفی که با بتن سروکار دارند، متفاوت است. برای نمونه بتنی که انتظارات مهندسین طرح اختلاط را برآورده کند، از نظر تولیدکننده کارا است. این در حالی است که از نظر مهندسین سازه، بتنی که بتواند بهترین پیوند را با آرماتور برقرار کرده و سازه‌ی مقاومی تولید کند، بتن کاراست.

مهم‌ترین عوامل مؤثر بر کارایی بتن، تغییرات نسبت آب به سیمان، سایز و شکل سنگدانه‌ها و کیفیت و خواص افزودنی‌های به کار رفته در بتن است. البته بسیاری تصور می‌کنند افزایش مقدار نسبت سیمان به سایر اجزای بتنی، راهکار اصلی جلوگیری از جدا شدگی بتن است؛ اما همان‌طور که گفته شد سیمان تنها عامل تأثیرگذار بر کارایی بتن نیست؛ بنابراین کاهش کارایی همیشه به معنای کاهش نسبت آب به سیمان نیست.

2) کاهش نسبت آب به سیمان

نسبت آب به سیمان، وزن آب موجود در یک ترکیب تقسیم بر وزن مواد سیمانی است. به عبارت دیگر منظور از نسبت آب به سیمان، نسبت وزن کل آب بتن که شامل تمام آب مخلوط بتن و آب سطح مصالح است، بر وزن کل مواد سیمانی است که شامل انواع سیمان پرتلند و مواد افزودنی سیمانی – مانند خاکستر بادی، سیلیکا فوم و سرباره – می‌باشد. بنابراین کاهش نسبت آب به سیمان، عامل جلوگیری از جدا شدگی و آب‌انداختگی بتن است.

3) کاهش مدول نرمی سنگدانه‌ها

مدول نرمی یا ضریب نرمی به مجموع درصدهای تجمعی سنگدانه‌های باقی‌مانده روی الک‌های استاندارد تقسیم بر صد گفته می‌شود. توجه داشته باشید سری الک‌های استاندارد، الک‌هایی هستند که اندازه هر کدام از آن‌ها دو برابر اندازه الک قبلی است.

بنابر تعریف، مقدار مدول نرمی تعیین‌کننده‌ی مقدار ریزی یا درشتی دانه‌ها است. هر چه مجموع سنگدانه‌های به کار رفته در بتن درشت‌تر باشد، مدول نرمی آن بیشتر است و هر چه کل سنگدانه‌های موجود در طرح اختلاط ریزتر باشد، مدول نرمی کمتر خواهد بود. بدین‌ترتیب کاهش مدول نرمی کل مخلوط سنگدانه، به معنای افزایش بافت ریز در مخلوط و دانه‌بندی سنگدانه است.

4) جلوگیری از جدا شدگی بتن با کاهش Dmax سنگدانه

منحنی دانه‌بندی سنگدانه‌های بتن بر اساس توزیع وزنی سنگدانه از نظر ابعاد تعیین می‌شود. در این منحنی بزرگ‌ترین بعد دانه مصرفی (Dmax) است و کاهش Dmax، راهکاری مناسب برای کاهش استعداد جدا شدگی و آب‌انداختگی در بتن است.

5) افزایش سیمان و مواد چسباننده

کم بودن مقدار سیمان و دانه‌بندی نامناسب در روانی و دانسیته ثابت، عامل جدا شدگی سنگدانه‌های درشت است. در این وضعیت، سنگدانه‌های بتن تفکیک می‌شود؛ به گونه‌ای که سنگدانه‌های درشت‌دانه بر اساس نیروی وزن خود در کف تجمیع یافته و سنگدانه‌های ریزدانه و خمیر سیمان در بالا قرار می‌گیرند. به این ترتیب مخلوط بتن همگنی خود را از دست می‌دهد. در این میان افزایش مقدار سیمان و مواد چسبنده نیز باعث جلوگیری از پدیده‌ی جدا شدگی بتن می‌شود.

6) افزایش میزان مواد پودری در بافت بتن

مواد پودری جزو سنگدانه یا مواد سیمانی (پوزولان‌ها) هستند و به همین دلیل، با نام مواد پودری فعال و غیرفعال شناخته می‌شوند. پوزولان‌ها موادی سیلیسی – آلومینی یا سیلیسی هستند که به طور طبیعی یا مصنوعی تولید می‌شوند. این مواد در ترکیب با آهک یا سیمان پرتلند، ترکیبی ویژه تولید می‌کنند که در واکنش با آب بتن، نه تنها مانند سنگدانه‌های ریزدانه به عنوان پرکننده و قوام‌آور رفتار می‌کنند، بلکه به صورت فعال در واکنش‌های شیمیایی سیمان نیز شرکت دارند. بنابراین این مواد به دلیل بافت ریزدانه (کاهش Dmax سنگدانه) و قدرت واکنش‌پذیری بالا مانع از پدیده‌ی جدا شدگی بتن می‌شوند.

7) جلوگیری از جدا شدگی بتن با بکارگیری سنگدانه شکسته

در طرح اختلاط‌های مختلف بسته به نوع کاربری بتن از انواع سنگدانه‌های گرد، شکسته، گوشه‌دار، پولکی استفاده می‌شود. مطالعات نشان داده سنگدانه‌های شکسته نسبت به نمونه‌های گرد شده به دلیل سطح تماس بیشتر، باعث کاهش پدیده‌ی جدا شدگی در بتن می‌شوند. دلیل این اتفاق آن است که این نوع سنگدانه‌ها، بیشترین سطح تماس را با خمیر سیمان داشته و به خوبی با خمیر سیمان احاطه می‌شوند.

8) افزایش میزان حباب هوا در بتن با استفاده از مواد حباب‌ساز

حباب هوای ایجاد شده توسط مواد حباب‌ساز با قطر حدودی 0.05 تا 0.2 میلی‌متر در بتن، همانند ساچمه‌های هوا عمل کرده و باعث کاهش اصطکاک ذرات سیمان و سنگدانه می‌شود. این ساز و کار در بتن، بخصوص در بتن‌هایی با نسبت مواد سیمانی کم (بتن‌های کم مایه)، باعث افزایش حالت خمیری و کاهش آب‌انداختگی و جدا شدگی در بتن می‌شود.

9) جلوگیری از جدا شدگی بتن با استفاده از مواد VMA

افزودنی قوام‌آور یا VMA، معمولاً بر پایه رشته مولکولی پلیمرهای سنگین تولید می‌شود. این نوع از افزودنی‌ها میل بالایی برای ترکیب با آب دارند. در نتیجه ترکیب، مواد قوام‌آور باعث تشکیل ساختمان سه‌بعدی در فاز مایع مخلوط بتنی می‌شوند. این امر باعث افزایش فاکتور لزجت یا تنش تسلیم خمیر سیمان شده و در نهایت باعث کاهش فرآیند جدا شدگی در بتن می‌شود. بنابراین استفاده از این مواد در مخلوط بتن به شدت می‌تواند توانایی و استعداد بتن را در جدا شدگی و آب‌انداختگی کاهش دهد.

بیشتر بخوانید: روش های افزایش مقاومت بتن

در پایان باید بدانید برای مقابله با پدیده جدا شدگی و آب‌انداختگی در بتن، می‌توانید از ترکیب این راهکارها استفاده نمایید تا احتمال این پدیده را تا حد بالایی کاهش دهید. استفاده از این روش‌ها به صورت ترکیبی می‌تواند تأثیر بیشتری روی بتن در مقابله با جدا شدگی داشته باشد.

همان‌طور که گفته شد آب‌انداختگی و جدا شدگی بتن پدیده‌ای مخرب و در مواردی غیرقابل جبران است. به همین دلیل در این مقاله به بررسی انواع راهکارهای جلوگیری از جدا شدگی بتن به صورت کاربردی و عملی پرداختیم. امیدواریم محتوای این مطلب برای شما کارایی لازم را داشته باشد.

نوشته جلوگیری از جدا شدگی بتن: 9 راهکار مهم اولین بار در حسین برزگر. پدیدار شد.

اما با این حال، بکارگیری بتن شفاف در صنعت ساخت‌و‌ساز، به دلایل متعددی چون: هزینه نیروی کار متخصص و پیچیدگی فرآیند تولید، داده‌های قابل اعتماد ناکافی در مورد خواص مکانیکی و دوام و همچنین عدم مدل‌سازی در طراحی، آنچنان که باید و شاید جایگاه اصلی خود را به دست نیاورده است. در ادامه این مطلب بر آن هستیم ضمن معرفی و بررسی تاریخچه بتن شفاف و روش تولید آن، ویژگی‌ها و کاربردهای این گونه از بتن را بیان کنیم. با ما همراه باشید.

بتن شفاف یا لیتراکن چیست؟

بتن به دلیل مقاومت، دوام و صرفه‌جویی در صنعت ساختمان، از جمله پرکاربردترین مصالح ساختمانی است. پیشرفت کاربرد بتن، اجرای آن را در بسیاری از سازه‌های ساختمانی مانند ساختمان‌های بلند، تونل‌ها، پل‌ها و روسازی‌ها، به‌ویژه در مناطق شهری محبوب کرده و تقاضای نور مصنوعی را برای حفظ روشنایی و دید در انجام فعالیت‌های داخلی افزایش داده است؛ به طوری که تقریباً 19٪ از مصرف انرژی جهانی توسط نور مصنوعی تأمین می‌شود.

به منظور کاهش مصرف انرژی ناشی از نور مصنوعی، رویکردهای مختلفی از جمله توسعه مصالح ساختمانی نوآورانه جدید، مانند بتن انتقال دهنده نور، یعنی بتنی که بتواند از میان خود نور را انتقال دهد، انجام شده است.

بتن شفاف یا نیمه شفاف که به آن translucent concrete یا light-transmitting concrete (litracon) اطلاق می‌شود، نوعی تکنیک اجرای بتن است که با استفاده از فناوری اپتیکال فایبر (optical fiber) یا فیبرهای نوری، نور را از داخل بتن عبور داده و بیشتر برای مقاصد معماری و دیوارپوش‌های داخلی و نما مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این بتن توان کافی را در اختیار نور می‌گذارد تا از طریق بتن منتقل شود و بدین‌ترتیب، دید را بهبود بخشد و تقاضای انرژی نور ساختمان را کاهش دهد. بتن شفاف در سازه‌های معماری و مصالح ساختمانی و همچنین، در کاربری‌های متنوعی چون: پیاده‌روها، خط‌کشی‌های جاده‌‌ای، برآمدگی‌های سرعت‌گیر، راه پله‌ها و تونل‌ها استفاده می‌شود.

گذشته از این، بتن شفاف پتانسیل آن را دارد تا به عنوان پارتیشن‌های دیواری باربر یا غیرباربر جهت ورود نور خورشید در روز به اتاق‌های داخلی استفاده شود و بدین‌شکل، سطح روشنایی را در محیط داخلی افزایش دهد.

تحقیقات انجام شده روی بتن شفاف، مهر تأیید محکمی است بر این مطلب که این بتن می‌تواند نور را انتقال داده و مصرف انرژی نور را تا 50% کاهش دهد؛ بدون اینکه مقاومت فشاری آن تحت‌تأثیر قرار گیرد.

با این حال در عصر امروز، بتن شفاف به دلیل هزینه‌های نیروی کار متخصص و پیچیدگی فرایند تولید و همچنین، عدم وجود داده‌های قابل اعتماد در مورد خواص مکانیکی، دوام و عمر مفید آن، هنوز به طور گسترده پذیرفته نشده است.

تاریخچه بتن شفاف

ویل ویتینگ یکی از مدرسان دانشگاه دیترویت، برای اولین بار موفق شد با ترکیب ماسه، سیمان سفید و سیلیکا سفید، نوعی خمیر به دست آورد که در مقایسه با سایر مخلوط‌های استاندارد، ضخامت کمتری داشته باشد. او برای تقویت مخلوط، نوارهای کوتاه پشم شیشه را به آن اضافه کرد. نازک‌ترین پنلی که در آزمایشات او به وجود آمد، تنها قادر به عبور یک درصد از نور خورشید بود.

پس از آن، آزمایشات دیگری روی این محصول انجام گرفت که نشان می‌داد مقاومت کافی در برابر تحمل باد و باران و همچنین وزن ندارد، اما این ایده فراموش نشد و باز هم برای ساخت و تولید آن تلاش‌هایی صورت گرفت.

سرانجام در سال 2001 آرون لاسونسزی، معمار مجارستانی، بتنی را با نام بتن شفاف اختراع کرد و در همان سال نیز ایده خود را به ثبت رساند. لاسونسزی در سال 2004 موفق شد شرکت خود را با نام لیتراکن تأسیس کند. او در زمینه رشد شرکت خود تلاش‌های بسیاری انجام داد و در سال 2006 با شرکت‌های بزرگ صنعتی به توافقات مطلوبی رسید؛ تا جایی که امروزه این محصول که از ترکیب 96% بتن معمولی و 4% فیبر نوری تشکیل شده است، در سراسر دنیا شناخته شده و در صنعت ساختمان مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مواد تولیدی بتن شفاف

انواع مختلفی از مواد نیمه شفاف برای تولید بتن شفاف نیاز است که از جمله آن‌ها می‌توان به سنگدانه‌های شیشه‌ای (شیشه زباله)، رزین پلیمری و فیبر نوری اشاره کرد. همان‌طور که می‌دانید هدف از اختراع بتن شفاف، انتقال نور از طریق بتن مات و کدر و همچنین کاهش مصرف انرژی است. از این رو، مواد با شفافیت بالا و با قابلیت عبور نور زیاد، برای تولید این بتن و اجرای آن الزامی است.

روش تولید بتن لیتراکن

بتن شفاف را می‌توان بر اساس بکارگیری مواد نیمه شفاف مختلف، چون: ضایعات شیشه، رزین، فیبر نوری و سایر عناصر شفاف به 4 گروه دسته‌بندی کرد. از میان این مواد، بتن ترکیب شده با فیبر نوری به دلیل خاصیت عبور نور عالی، بیشترین توجه را به خود جلب می‌کند.

برای تولید بتن لیتراکن، ابتدا قالب مورد نظر را با یک لایه بتن ریزدانه پر می‌کنند. سپس لایه‌ای از فیبرهای نوری روی این لایه بتن قرار داده می‌شود. برای آن‌که فیبرها به بافت بتن نفوذ کنند، در این مرحله قالب ویبره می‌شود و تحت فشار مکانیکی قرار می‌گیرد. این کار به طور منظم انجام می‌شود و لایه‌های بتن و فیبر نوری روی هم قرار گرفته و ویبره می‌شوند تا مخلوطی همگن ایجاد شود. بعد از انجام بتن‌ریزی و زمانی که قالب‌برداری انجام شد، بلوک به دست آمده از دو طرف ساب زده شده و صیقلی می‌شود. بدین‌ترتیب بتن شفاف آماده خواهد بود.

البته در تولید این بتن باید به این مسأله توجه داشت که فیبرهای انتخاب شده از نظر چگالی با چگالی بتن همخوانی داشته باشند و حتماً در تولید آن از انواع افزودنی‌ بتن منبسط‌کننده استفاده شود تا چسبندگی لازم بین بتن و فیبرها ایجاد گردد.

کاربردهای بتن لیتراکن

بتن شفاف می‌تواند به طور بالقوه در ساختمان‌ها و زیرساخت‌ها اعمال شود. با این حال، استفاده از این بتن در صنایع ساختمانی در مقایسه با سایر انواع مصالح ساختمانی نوآورانه کمتر است و این به دلیل عدم بررسی جامع کارایی‌های بتن شفاف در دستیابی به الزامات استاندارد دید داخلی به جای تمرکز بر جذابیت زیبایی شناختی آن است. علاوه بر آنچه گفته شد، بتن شفاف را می‌توان به عنوان دیوار باربر نیز استفاده کرد. البته در این صورت باید به صورت مسلح تولید شود. این محصول رنگ‌های متنوعی دارد و می‌توانید بنا بر سلیقه، رنگ مورد نظر خود را انتخاب کنید.

بیشتر بخوانید: بتن پارچه‌ای

مزایای بتن شفاف

انعطاف‌پذیری فیبرهای نوری بسیار بالاست و استفاده از آن‌ها در بتن بر مقاومت کششی یا فشاری بتن تأثیری نخواهد داشت. نور و سایه‌ای که در این بتن‌ها نمایان می‌شود، یکنواخت و یک‌رنگ است. هر نوری به این بتن‌ها تابیده شود، همان نور را با همان رنگ نشان می‌دهد.

همان‌طور که گفته شد، در تولید این بتن از فیبرهای شیشه استفاده شده و آن‌ها با روشی پیشرفته به سیمان، آب و سنگریزه‌ها اضافه می‌گردند. این فیبرها که از قابلیت انتقال نور از یک جهت به جهتی دیگر برخوردار هستند، از جنس شیشه بوده و سایز آن‌ها بسیار کوچک است. از این رو ترکیب آن‌ها با بتن، محصولی جدید با ساختاری همگن ایجاد می‌کند.

بتن لیتراکن در صنعت ساختمان، هم به صورت انواع بلوک و هم به شکل پانل‌های پیش‌ساخته مورد استفاده قرار می گیرد. این بتن برخلاف سایر بتن‌ها که تنها برای ساخت سازه و افزایش مقاومت آن به کار می‌روند، جنبه دکوراتیو دارند و علاوه بر استحکام بالا، به زیبایی ساختمان نیز کمک شایانی می‌کنند.

نورپردازی یکی از فاکتورهای مهم در معماری است و بتن لیتراکن به راحتی می‌تواند این کار را انجام دهد. این بتن می‌تواند نور را تا 20 متر در سراسر بتن بدون اتلاف روشنایی انتقال دهد. دیواری که با بتن شفاف تولید می‌شود، می‌توان در هر ابعاد و ضخامتی ساخت. هر چه از این محصول بیشتر در ساختمان استفاده شود، نیاز به نور کمتر شده و در نتیجه، مصرف انرژی روشنایی کاهش می‌یابد.

چگالی بتن لیتراکن 21۰۰ تا 24۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مکعب است و مقاومت فشاری آن در بهترین حالت 49 نیوتن بر میلی‌متر مربع و در بدترین حالت 56 نیوتن بر میلی‌متر مربع می‌باشد. در نهایت، مقاومت خمشی این محصول نیز معادل ۷/۷ نیوتن بر میلی‌متر مربع است.

معایب بتن شفاف

هزینه تولید بتن شفاف بسیار بالاست و دوام اقتصادی آن، نگرانی زیادی برای تولیدکنندگان به وجود آورده است. در این میان، بسیاری از تولیدکنندگان در جستجوی این هستند تا اطمینان حاصل کنند که این محصول می‌تواند بیشترین سود را برای مصرف‌کننده داشته باشد. از دیگر نقاط ضعف این بتن می‌توان به لزوم حضور نیروهای مجرب و متخصص برای قالب‌گیری آن و همچنین عدم مقاومت کافی بعضی از انواع این محصول در کاربری‌های سازه‌ای اشاره کرد.

نوشتار حاضر، عملکرد بتن شفاف و روش تولید آن را مورد بررسی قرار داد. در تولید این بتن، عناصر نیمه شفاف متنوعی چون ضایعات شیشه، رزین پلیمری، فیبرهای نوری و… مورد استفاده قرار می‌گیرند که در میان تمام آن‌ها، فیبر نوری به دلیل خواص عالی در عبور و گذر نور، محبوب‌ترین عنصر مورد استفاده در ساخت و تولید بتن شفاف (LTC) است؛ تا جایی که به جرأت می‌توان گفت استفاده از این بتن‌ در صنایع ساختمانی، باعث کاهش چشمگیر انرژی مصرفی سازه‌های بتنی می‌شود.

در این مقاله تلاش شد اطلاعات کاملی در زمینه بتن شفاف در اختیار شما قرار گیرد. امیدواریم با مطالعه این مطلب توانسته باشید اطلاعات خود را در این زمینه تکمیل کنید. در پایان خواهشمندیم نظرات و پیشنهادات کاربردی خود را با ما و سایر دوستانتان به اشتراک بگذارید.

منبع ++

نوشته بتن شفاف: بررسی روش تولید و کاربردهای بتن لیتراکن اولین بار در حسین برزگر. پدیدار شد.

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:

1. سنگدانه‌های کاملاً خشک
2. سنگدانه‌ها با درصد رطوبت کم که حاوی مقدار کمی آب در هسته میانی سنگدانه است.
3. سنگدانه‌های اشباع با سطح خشک یا همان سنگدانه‌های SSD که از استانداردترین نوع سنگدانه برای استفاده در بتن هستند.
4. 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.

نوشته رطوبت سنگدانه بتن: میزان رطوبت مناسب سنگدانه‌ها برای ساخت بتن اولین بار در حسین برزگر. پدیدار شد.

بتن ریزی در هوای گرم

زمانی که در هنگام بتن‌ریزی، دمای بتن از 32 درجه سانتی‌گراد بیشتر باشد، شرایط بتن ریزی در هوای گرم حاکم می‌گردد. سؤالی که این‌جا مطرح است اینکه چه موقع دمای بتن از 32 درجه بالاتر می‌رود؟ در پاسخ به این سؤال باید گفت، زمانی که دمای هوا حدود 30 درجه باشد، بتن 2 درجه گرم‌تر از دمای هوا خواهد بود و احتمالاً لازم است شرایط بتن ریزی در هوای گرم اجرا شود. بدین‌ترتیب، ناظر باید از کارفرما بخواهد تا در حد امکان در زمان خنکی از شبانه‌روز بتن‌ریزی را انجام دهد.

نکات پیش از بتن ریزی در هوای گرم

پیش از بتن ریزی در هوای گرم، لازم است ناظر نکاتی را در نظر بگیرد. برای مثال، ناظر باید تجهیزاتی که احتمال دارد در این شرایط به آن نیاز پیدا کند را همراه داشته باشد؛ تجهیزاتی چون: ویبره اضافی، دماسنج، افزودنی‌های عمل‌ آوری بتن، انواع روان‌ کننده‌ بتن و… .

از آن‌جا که در هوای گرم ممکن است بتن زود سفت شود، وجود ویبره اضافه برای جایگزینی سریع یا وجود دماسنج برای چک مدام و پیوسته دمای بتن لازم است. همچنین وجود افزودنی‌های روان کننده بتن طی بتن‌ریزی در کارگاه نیاز است.

در هنگام بتن‌ریزی در شرایط آب و هوایی گرم، دمای بتن باید به طور منظم در طول بتن‌ریزی چک شود تا بیش از 32 درجه نشود. چنانچه در 32 درجه سانتی‌گراد، ترک‌خوردگی‌های حرارتی در بتن به وجود آید، دستگاه نظارت و مشاور تشخیص می‌دهد حداکثر دما را کاهش دهد. در چنین شرایطی دستگاه نظارت مشاور می‌تواند این دمای حداکثری را برای شما کمتر کند؛ برای مثال دستگاه نظارت مشاور، دمای 26 درجه را به عنوان دمای بتن در طول بتن‌ریزی تعیین می‌کند.

از دیگر نکاتی که پیش از بتن‌ریزی باید رعایت شود، مکان‌هایی است که در آن مصالح بنایی قرار می‌گیرد. اگر در محل بتن‌ریزی مصالح بنایی قرار دارد و این مصالح در تماس با بتن قرار می‌گیرد، حتماً باید مصالح اشباع شود یا اینکه قالب‌ها و میلگردهایی که در معرض آفتاب قرار گرفتند، پیش از بتن‌ریزی آب‌پاشی شوند تا خنک شده و در نتیجه، مشکلی برای بتن‌ریزی ایجاد نشود. البته توجه داشته باشید آب اضافی این مصالح باید پیش از بتن‌ریزی تخلیه گردد.

اما نکته نهایی که در این مرحله ناظر باید به آن توجه کند این است که در بعضی پروژه‌ها و بعضی مناطق به دلیل شرایط جوی و آب و هوایی، ممکن است احتمال بروز ترک‌های ناشی از جمع‌شدگی خمیری بالا باشد. بنابراین باید از ایجاد این ترک‌ها و تبخیر سطحی که عامل اصلی بروز این نوع ترک‌ها است، جلوگیری نمود؛ برای این امر چندین راهکار وجود دارد:

• استفاده از نایلون‌های شیری رنگ (البته نباید در تماس با بتن باشد).
• استفاده از مواد کیورینگ غشاساز
• استفاده از الیاف پلی پروپیلن (0.1 تا 0.2% حجم کل بتن)
• استفاده از بادشکن و سایه‌بان

نکات مهم در بتن‌ریزی در هوای گرم

در این بخش از مقاله، به بیان مهم‌ترین نکاتی خواهیم پرداخت که ناظر باید هنگام بتن‌ریزی به آن‌ها توجه داشته باشد.

• سرعت پمپاژ بتن: سرعت پمپاژ بتن در فصل گرما باید متناسب با دمای هوا باشد. اگر در فصل خیلی گرم سرعت پمپاژ پایین باشد، احتمال این است که بتن در بعضی بخش‌ها سفت شده و بدین‌ترتیب بتن‌ریزی دچار مشکل شود.
• پیوستگی بتن‌ریزی: مسأله پیوستگی بتن ریزی در هوای گرم بسیار مهم است. اگر بتن به صورت پیوسته ریخته نشود، ممکن است شکافی حین بتن‌ریزی ایجاد شود.

• به بتن آبی اضافه نشود: نکته‌ای که در کارگاه‌ها دقت زیادی در انجام آن نشده و لازم است ناظر نسبت به آن دقیق باشد این است که راننده‌ی تراک میکسر یا اپراتور پمپ به بتن آب اضافه نکند. زمانی که راننده تراک روی گلگیر می‌نشیند و اهرم دیگ تراک را به دست می‌گیرد، به شیر آبی که کنار اهرم دیگ است نیز دسترسی کامل دارد و به راحتی می‌تواند شیر را باز کرده تا آب از بالا وارد تراک شود. این مسأله واضح نیست و در صورتی که راننده چنین کاری انجام دهد، ناظر نمی‌تواند به آن مشرف بوده و متوجه این موضوع شود.
  این کار باعث می‌شود بتن‌ریزی با سرعت بیشتری انجام شده، بتن در پمپ گیر نکند و بدین‌ترتیب وسایل اپراتور پمپ دچار آسیب‌دیدگی نشود، اما در عین حال به شدت مقاومت بتن را کاهش می‌دهد. از آن‌جا که بتن ریزی در فصل گرم با این رویداد عجین شده است، ناظر پروژه باید روی این مسأله توجه ویژه‌ای داشته باشد.
• انجام نازک‌تر بتن‌ریزی: ناظر باید به این نکته توجه داشته باشد که تا حد امکان، بتن‌ریزی را به صورت نازک انجام دهد تا حرارت ناشی از هیدراتاسیون خیلی بالا نرود.

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

نکات پس از بتن ریزی در هوای گرم

ناظر لازم است پس از عملیات بتن‌ریزی و زمان اجرای عمل‌آوری، نکات زیر را مد نظر داشته باشد.

• استفاده از حوضچه عمل‌آوری: بهترین حالت عمل‌آوری دال‌های بتنی، تشکیل حوضچه آبی روی آن است. البته با توجه به مصرف آب بالا در این روش و مسأله کم‌آبی، این نوع عمل‌آوری کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• استفاده از مواد کیورینگ یا غشاساز
• استفاده از نایلون‌های شیری رنگ: این نایلون‌ها از خروج سطحی رطوبت جلوگیری کرده و به عمل‌آوری بتن در فصل گرم کمک می‌کنند.

تا چه زمانی باید عمل‌آوری بتن را ادامه داد؟

در جدول آیین‌نامه آبا، به صورت دقیق بیان شده که بتن را باید چند روز و چند ساعت در شرایط آب و هوایی گرم عمل‌آوری کرد؛ اما به طور معمول در فصل گرما اگر دمای سطح بتن از 25 درجه بالاتر باشد، حداقل باید 5 تا 6 روز عمل‌‌آوری انجام شود. البته هر قدر مدت زمان عمل‌آوری بالاتر رود و بتوانید بتن را بیشتر عمل‌آوری کنید، برای بتن بهتر خواهد بود.

شرایط قالب‌برداری در فصل گرما

از آن‌جا که در فصل گرما بتن زودتر کسب مقاومت می‌کند، می‌توان زودتر قالب‌برداری را انجام داد. بنابراین در این‌جا حساسیت‌های قالب‌برداری در فصل سرما وجود نخواهد داشت؛ اما چند قانون کلی وجود دارد:

اگر آزمونه‌هایی که جهت آگاهی از شرایط بتن در مرحله نمونه‌برداری از بتن به دست آورده می‌شود، به 70% مقاومت فشاری هدف رسیده باشد، می‌توان قالب‌های سطوح زیرین را برداشت و اگر به 90% مقاومت فشاری هدف رسیده باشد، می‌توان پایه‌های اطمینان آن را هم برداشت.

چنانچه از مقدار مقاومت آزمونه‌ها آگاهی نداشتید، با مراجعه به آیین‌نامه آبا می‌توانید عملیات قالب‌برداری را به صورت دقیق انجام دهید. در این آیین‌نامه جدولی طراحی شده که بر مبنای نوع المان بتنی (عمودی، سقف‌های تیرچه بلوک، دال‌های یک‌طرفه و …) می‌توانید مدت زمان قالب‌برداری را به صورت دقیق مشاهده کنید.

نکاتی درباره نمونه‌برداری در فصل گرما

بعضاً مشاهده کرده‌اید نمونه‌ها در فصل گرما به درستی جواب نمی‌دهند و مقادیر بالاتر و پایین‌تری را نمایش می‌دهند. این مسأله مشکلات خاصی ایجاد می‌کند. بنابراین انجام کامل و صحیح نمونه‌برداری و نتایج حاصل از آن بسیار مهم است.

متأسفانه زمانی که مسئول آزمایشگاه در زمان نمونه‌برداری حضور دارد، اپراتور پمپ یا راننده تراک میکسر از نمونه‌بردار می‌خواهد ابتدا نمونه‌ی خود را بردارد و پس از برداشت نمونه به بتن آب اضافه می‌کند. در بعضی مواقع، مسئولین آزمایشگاه با اپراتور یا راننده تراک هماهنگ هستند و این امر در نهایت فاجعه می‌آفریند.

نکته‌ی دیگری که لازم است ناظر به آن توجه داشته باشد اینکه (در صورت اضافه کردن افزودنی)، حتماً نمونه‌برداری پس از اضافه کردن افزودنی بتن انجام شود؛ زیرا در زمان آزمایش، بتنی که جهت بتن‌ریزی داخل ساختمان و المان‌های ساختمانی به کار گرفته می‌شود، ملاک است.

گاهی اوقات پیش آمده بعد از رسیدن تراک به محل پروژه باید بررسی شود که آیا راننده طی مسیر به مخلوط بتن آب اضافه کرده است یا خیر؟ تنها راهی که برای تشخیص این فرایند وجود دارد، بکارگیری تست چگالی بتن تازه است. زمانی که راننده تراک به بتن تازه آب اضافه می‌کند، چگالی بتن کاهش می‌یابد.

در ویرایش جدید استاندارد 6044، اجرای تست چگالی بتن تازه الزامی است و بتن منتقل شده به محل پروژه، باید حتماً تحت تست چگالی بتن تازه قرار گیرد؛ اما متأسفانه در حال حاضر این تست انجام نمی‌شود و مسئولین آزمایشگاه‌های بتن فقط تست اسلامپ را انجام داده و آزمونه‌های تست مقاومت را پر می‌کنند.

نکته پایانی اینکه، نمونه‌های برداشته شده و آزمونه‌های تهیه شده باید در سایه قرار گیرند و روی آن‌ها با چت‌های خیس پوشیده شود. بدین‌ترتیب لازم است نمونه‌ها تا زمانی که آزمایشگاه آن‌ها را منتقل کند، در شرایط خوب نگهداری شده تا دچار افت مقاومت نشوند.

در این مقاله به بررسی همه‌جانبه نکات و ویژگی‌هایی که ناظر باید در طول بتن‌ریزی به آن توجه داشته باشد، پرداختیم. همان‌طورکه در متن بالا مشاهده کردید، این نکات شامل نکاتی پیش از بتن‌ریزی، در زمان بتن‌ریزی و پس از آن بود. در پایان خوشحال می‌شویم با بیان نظرات و تجربیات مشابه خود در این زمینه، به بهبود و ارتقای دانش خوانندگان کمک کنید.

نوشته بتن ریزی در هوای گرم: بررسی الزامات بتن‌ریزی در تابستان در سه بازه زمانی اولین بار در حسین برزگر. پدیدار شد.

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.

پرکاربردترین روش‌های بتن ریزی زیر آب

بتن ریزی زیر آب به 9 روش مختلف امکان‌پذیر است که از میان آن‌ها، دو روش پرکاربردترند و از جمله آن می‌توان به بتن‌ریزی با استفاده از لوله ترمی و بتن‌ریزی با استفاده از پمپ و لوله اشاره کرد.

در بتن‌ریزی با لوله ترمی، باید از آب‌بند بودن اتصالات ترمی اطمینان کافی داشت. این روش معمولاً با دو شیوه استفاده از لوله تر و لوله خشک امکان‌پذیر است. در اجرای این فرایند، بخشی از مخلوط بتنی را ریخته، سپس لوله ترمی را تا حدود 30 سانتی‌متر داخل مخلوط ریخته شده قرار می‌دهند و بتن‌ریزی انجام می‌شود. در مقابل این روش پرکاربرد، بتن‌ریزی با پمپ قرار گرفته است. در این روش، بتن با پمپاژ پمپ به بخش پایینی قالب ریخته شده و آب از طریق هواکشی از بخش بالای قالب جدا می‌شود.

مصالح مورد نیاز در بتن‌‌ریزی زیر آب

آنچه در بتن ریزی زیر آب باید به دقت رعایت شود و در آیین‌نامه‌های گوناگون، قوانین و قواعد متفاوتی برای آن در نظر گرفته شده، این است که بتن تولیدی، بتنی با قوام باشد و دچار آب‌شستگی نشود. برای جلوگیری از آب‌شستگی بتن و اینکه بتوانید بتنی با قوام زیر آب اجرا کنید، نکات و قواعد خاصی در میزان مصالح مخلوط بتن وجود دارد که در این بخش از مقاله به آن اشاره خواهد شد.

• عیار سیمان، نباید پایین‌تر از 375 باشد.
• در سنگدانه‌ها از ریزدانه کافی استفاده شده باشد.
• افزودنی‌های فوق روان کننده بتن، حباب هوا ساز بتن، دیرگیر بتن و همچنین افزودنی‌های قوام‌آور بتن در مخلوط بتن استفاده شده باشد.
• نسبت آب به سیمان، نباید بالاتر از 0.45 باشد.
• اسلامپ مخلوط بتنی باید بین 17 تا 21 باشد.

نکات اجرایی در فرایند بتن ریزی زیر آب

برای جلوگیری از آب‌شستگی بتن در اجرای سازه‌های زیر آب، لازم است نکاتی حین اجرا لحاظ شود. در واقع از آن‌جا که بتن‌ریزی زیر آب تنوع بسیار بالایی دارد، لازم است با توجه به سرعت آب، عمق آب، نوع بتن ریخته شده و دیگر شرایط موجود، نکاتی رعایت شود تا بتن ریخته شده دچار آب‌شستگی نشود.

کلیه نکات مطرح شده در این بخش از مقاله، حول این محور است که بتن با آب مخلوط نشده، نسبت آب به سیمان تغییری پیدا نکرده و بتن باقوامی تولید شود که امکان اجرای درست آن وجود داشته باشد.

• همان‌طور که می‌دانید سرعت پمپاژ بتن در بتن ریزی زیر آب، بسیار کم است (کمتر از نصف حالت معمولی)؛ اما فشار پمپاژ دو تا سه برابر حالت معمولی است. بنابراین سرعت پمپاژ کمتر است، اما فشار پمپاژ بیشتر است.
• زمانی که می‌خواهید داخل قالب را بتن‌ریزی کنید، ‌سطح آب داخل و بیرون قالب، باید کاملاً هم‌تراز بوده و هیچ‌گونه اختلاف ترازی وجود نداشته باشد
• در هنگام اجرای بتن در سازه‌های آبی، قالب‌های به کار رفته باید آب‌بند باشند. نکته‌ای که جالب است به آن اشاره کنیم اینکه توپک‌های اسفنجی که برای شستشو و تمیز کردن پمپ‌ها استفاده می‌شوند، کارایی زیادی دارند. در بتن ریزی زیر آب، از این تجهیزات (توپک‌های اسفنجی) استفاده شده و پیش از شروع بتن‌ریزی و حتی پیش از اینکه بتن وارد پمپ شود، آن را داخل لوله پمپ قرار می‌دهند تا بتن بتواند به صورت یکپارچه توپ را حرکت داده و کل لوله را به صورت یکپارچه پُر کند. در این زمان، بعد از اینکه توپ خارج شد، می‌توان بتن‌ریزی را آغاز کرد.
• در بتن‌ریزی سازه‌های زیر آب، لازم است از حرکت سریع لوله در جهات مختلف جلوگیری شود؛ چرا که تلاطم در بتن ایجاد شده و آب وارد بدنه اصلی بتن شده و در نهایت، نسبت آب به سیمان دچار اختلال می‌شود.
• نکته آخر در اجرای بتن زیر آب این است که لوله‌ی اجرای بتن‌ریزی، باید 1 تا 1.5 متر داخل بتن مدفون شود. در واقع باید بتن‌ریزی را از داخل بتن انجام داده و ارتفاع بتن را به طور کامل در قالب پُر کند.

بیشتر بخوانید: بتن پیش آکنده

همان‌طور که گفته شد، بتن‌ریزی در سازه‌های آبی با مشکل آب‌شستگی بتن همراه است؛ مشکلی که قوام بتن را تحت‌تأثیر قرار می‌دهد. برای رفع این مشکل لازم است نکاتی حین اجرای بتن در سازه‌های آبی رعایت شود؛ برای مثال از آن‌جا که سرعت پمپاژ در آب کم است، فشار پمپاژ باید بیشتر باشد تا مانع از ایجاد هر گونه نوسان شود.

سطح آب داخلی و خارجی قالب نیز باید هنگام بتن‌ریزی زیر آب به صورت کاملاً هم‌تراز باشد و در نهایت اینکه در بتن‌ریزی سازه‌های آبی، لوله بتن‌ریزی باید 1 تا 1.5 متر داخل بتن فرورفته باشد و در جهات مختلف حرکت نکند، چرا که در این صورت، آب وارد بدنه اصلی بتن شده و درصد و نسبت آب به سیمان تغییر می‌کند.

البته نکات بیان شده در این بخش به این موارد محدود نمی‌شود؛ چرا که در سازه‌های زیر آب باید به مسائل بیشتری توجه شود؛ اما بکارگیری همین نکات ابتدایی باعث می‌شود قوام بتن در ورطه نابودی قرار نگرفته و بتن دچار آب‌شستگی نشود. در این مقاله، اطلاعاتی پیرامون بتن ریزی زیر آب و مصالح و چگونگی بتن قابل اجرا زیر آب بیان شد. در صورتی که بتن تولیدی شما با همین خصوصیات باشد و عدد اسلامپ آن بین 17 تا 21 قرار گیرد و نسبت آب به سیمان آن کمتر از 0.45 باشد، بتن شما در سازه‌های آبی قابل اجرا خواهد بود.

امیدواریم با مطالعه این مقاله توانسته باشید اطلاعات خود را در زمینه اجرای بتن زیر آب تکمیل کنید. در پایان خواهشمندیم با بیان نظرات و پیشنهادات خود، اطلاعات ما و سایر خوانندگان را در این زمینه تکمیل کنید.

نوشته بتن ریزی زیر آب: پرکاربردترین روش‌ها و نکات اجرایی اولین بار در حسین برزگر. پدیدار شد.

بتن ژئوپلیمری چیست؟

به طور کلی مواد ژئوپلیمری از دو بخش ماده پایه و ماده فعال‌ساز (اکتیواتور) تشکیل شده‌اند. ماده پایه در بتن ژئوپلیمری، انواع پوزولان یا همان مواد جایگزین سیمان است که منابع غنی آلومینیوم سیلیکاتی هستند و مواد فعال‌ساز یا اکتیواتور، محلول‌های قلیایی بسیار غلیظ مثل NaOH (هیدروکسید سدیم) یا هیدروکسید پتاسیم (KOH) هستند.

برای تولید بتن ژئوپلیمری، ابتدا ماده پایه – مثل سرباره و خاکستر بادی، زئولیت و…- همراه با سنگدانه داخل میکسر ریخته شده و بعد ماده فعال‌ساز یا همان اکتیواتور به این میکس اضافه شده، هم زده می‌شود تا خمیر همگنی تشکیل شود. سپس آن خمیر داخل قالب ریخته شده و بتن ژئوپلیمری تولید می‌گردد.

تاریخچه بتن ژئوپلیمری

ژئوپلیمرها برای اولین بار در دهه 1950 در شوروی کشف شد و عنوان سیمان خاکی را از آنِ خود کرد. از سال 1970 به بعد، یکی از محققان فرانسوی در این زمینه کار مشابهی انجام داد و نام مصالح تولید شده را ژئوپلیمر نهاد. در ابتدا از این مواد در بخش‌های هنری استفاده می‌شد، اما به مرور زمان ژئوپلیمرها در حوزه ساخت سازه‌ها به کار گرفته شدند.

روش ساخت ژئوپلیمرها

ساخت ژئوپلیمر، شامل انتخاب پیش‌ماده مناسب، فعال‌سازی حرارتی و انتخاب محلول فعال‌کننده قلیایی است. برای انجام واکنش، فعال‌کننده قلیایی روی پیش ماده ریخته می‌شود و عملیات هم‌زدن به قدری ادامه پیدا می‌کند که ماده خمیری یکدست حاصل شود. در نهایت مخلوط تولید شده پیش از سفت شدن، در قالب ریخته شده و تحت عمل‌آوری قرار می‌گیرد.

ترکیبات ژئوپلیمرها

ژئوپلیمرها از دو بخش ماده پایه و فعال‌ساز تشکیل شده‌اند. ماده پایه جایگزین سیمان پرتلند در بتن معمولی است و تا امروز در تحقیقات مختلف برای تولید چسباننده‌های پلیمری از مواد پایه گوناگونی استفاده شده است. از جمله این مواد پایه می‌توان به خاکستر بادی، سرباره کوره آهن‌گدازی، خاکستر پوسته برنج و… اشاره کرد.

همان‌طور که گفته شد مواد فعال‌ساز نیز در شروع فرایند ژئوپلیمریزاسیون نقش دارند. نوع این مواد باید با دقت انتخاب شود، چرا که تأثیر زیادی بر بتن تازه و سخت شده بر جای می‌گذارد. طبق تحقیقات انجام شده مواد مختلفی برای فعال‌سازی آلومینو سیلیکات‌ها به منظور تولید ژئوپلیمرها گزارش شده‌اند که از جمله آن می‌توان به دو نمک قلیایی متداول مورد استفاده در ساخت ژئوپلیمرها اشاره کرد.

خواص بتن ژئوپلیمری

بتن ژئوپلیمری تازه، ترکیبی چسبنده و سفت با لزجت بالا است که عوامل مختلفی چون: مقدار محلول فعال‌ساز، ریزی پوزولان‌، افزودنی‌های شیمیایی و زمان اختلاط روی خواص آن تأثیرگذارند. در این بخش از مقاله، خواص بتن ژئوپلیمری را بررسی خواهیم کرد.

• کارایی: در فعال‌سازی سرباره، افزایش غلظت فعال‌ساز قلیایی سبب کاهش کارایی می‌شود. مدول سیلیکات نیز می‌تواند در کارایی بتن مؤثر باشد؛ به این صورت که اگر مدول سیلیکات کمتر از 0.5 باشد، کارایی کم و در صورتی که بین 0.5 تا 1 باشد، کارایی بهتر می‌شود.
• زمان گیرش: زمان گیرش خمیر سیمان ژئوپلیمری به میزان دمای آن وابسته است و برای جلوگیری از ترک‌خوردگی به دلیل از دست دادن سریع آب، نرخ افزایش دما باید کنترل شود.
• مقاومت فشاری: مقاومت فشاری بتن ژئوپلیمری در سه روز اول تا 90% است. نوع ماده پایه فعال‌ساز و شیوه عمل‌آوری در بتن ژئوپلیمری اهمیت زیادی در میزان مقاومت فشاری دارد و هر قدر مدت زمان طولانی‌تر و دما در دوره عمل‌آوری بتن بالاتر باشد، مقاومت فشاری بتن ژئوپلیمری بیشتر خواهد بود. در مقایسه‌ انجام شده بین دو بتن ژئوپلیمری و معمولی، مشخص شد مقاومت بتن‌های ژئوپلیمری در سنین اولیه بالاتر از بتن معمولی است و آن هم به دلیل ساختار بتن ژئوپلیمری است.
• مقاومت چسبندگی: میزان چسبندگی بتن‌های ژئوپلیمری بیشتر از بتن معمولی است و این چسبندگی، ارتباط مستقیمی با مقاومت فشاری آن‌ها دارد. در واقع عوامل موجود در بتن‌های ژئوپلیمری که میزان مقاومت آن را تحت‌تاثیر خود قرار داده، چسبندگی آن را نیز افزایش می‌دهد.

• جمع‌شدگی: میزان جمع‌شدگی در بتن‌های ژئوپلیمری به دو شکل کاملاً متناقض است؛ تا جایی که برخی محققین میزان جمع‌شدگی آن را بسیار کم و در مقابل برخی میزان جمع‌شدگی آن را بسیار زیاد گزارش داده‌اند. این تناقضات به دلیل مصالح بتن‌های ژئوپلیمری است. بتن‌ با پایه متاکائولن جمع‌شدگی زیادی دارد، این در حالی است که مصالح با پایه خاکستر بادی بسته به طرح اختلاط، جمع‌شدگی متناقضی از خود نشان می‌دهد.
• ریز ساختار: بتن‌های ژئوپلیمری در سنین اولیه ریزترک‌هایی در ساختار خود دارند که میزان آن با پیشرفت ژئوپلیمریزاسیون و افزایش سن تا 28 روز کم می‌شود و در نهایت، به صورت متراکم‌تر و با تخلخل کمتر نشان داده می‌شود.
• دوام: همان‌طور که اشاره شد، بتن‌های ژئوپلیمری ساختار منسجم و با تخلخل کمی دارند و همین ساختار بکر، باعث می‌شود میزان نفوذپذیری کمی داشته و در عین حال دوام مناسبی داشته باشند.
• مقاومت در برابر حملات اسیدی: بتن‌های ژئوپلیمری به دلیل اینکه بر پایه آلومینات سیلیسیم تشکیل شده‌اند، مقاومت مناسبی در برابر خوردگی دارند.
• مصرف کم انرژی: ماده پایه بتن‌های ژئوپلیمری از محصولات جانبی صنایع، از جمله خاکستر بادی، روباره کوره و… است که در تولید آن، مقدار بسیار ناچیزی انرژی مصرف می‌شود. گذشته از این، برای عمل‌آوری این بتن‌ها نیازی به صرف انرژی نیست، چرا که این بتن‌ها می‌توانند در دمای محیط شکل بگیرند.

بیشتر بخوانید: بتن پارچه ای

معایب اجرایی بتن ژئوپلیمری

در کنار مزایا و ویژگی‌های بتن پلیمری باید به این نکته توجه داشت که اجرای این بتن با مشکلاتی روبه‌روست. از جمله مشکلات مرسوم اجرای بتن ژئوپلیمری با توجه به تحقیقات ونگ، می‌توان به موارد ذیل اشاره نمود:

• گیرش سریع
• ایجاد شوره در سطح
• تغییرپذیری میزان مقاومت
• واکنش قلیایی سنگدانه
• و…

کاربردهای مواد ژئوپلیمری

بتن‌های ژئوپلیمری کاربردهای زیادی دارد که از جمله آن می‌توان به موارد ذیل اشاره کرد:

• تولید سیمان‌های زودگیر
• ساخت قطعات پیش‌ساخته بتنی
• صنایع آجر و سرامیک
• پانل‌های آکوستیک
• کامپوزیت‌های مقاوم در برابر آتش
• ترمیم و مرمت آثار باستانی
• صنایع چسب و رنگ

در این مقاله تلاش شد اطلاعاتی پیرامون بتن ژئوپلیمری، کاربردها و ویژگی‌های خاص آن بیان شود. امیدواریم مطالعه این مقاله برای شما کارا و مفید بوده باشد. در پایان خواهشمندیم با اشتراک گذاشتن نظرات خود، ما و سایر دوستانتان را در این زمینه همراهی کنید.

نوشته بتن ژئوپلیمری: ترکیبات، کاربردها، مزایا و معایب اولین بار در حسین برزگر. پدیدار شد.

فوم بتن چیست؟

فوم یا بتن سلولی کم چگالی، مخلوطی از آب، سیمان هیدرولیک و فوم پیش‌ساخته با نسبت چگالی پایین (50 پوند بر فوت مکعب) است. البته در این ترکیب، گاهی مواد دیگری مثل سنگدانه‌ها، خاکستر بادی و مواد افزودنی شیمیایی نیز حضور دارند.

این محصول به سرعت اجرا شده و عایق صوتی و حرارتی مناسبی است. مقاطع ضخیم فوم با مقاومت فشاری کم، جایگزین خاک‌های ضعیف بوده و پرکننده مناسبی برای سازه‌های متروک مانند خطوط لوله است. از نظر قیمت نهایی نیز بسیار ارزان‌تر از بکارگیری روش‌های سنتی مانند پوکه‌ریزی است. همین موضوع باعث شده امروزه از فوم به جای پوکه‌ریزی برای کفسازی ساختمان و شیب‌بندی بام استفاده شود.

مواد اولیه تشکیل‌دهنده فوم بتن

مواد اولیه تشکیل‌دهنده این نوع بتن، سیمان، آب و فوم پیش‌ساخته است. اما از آن‌جا که ماده اصلی کاهنده چگالی بتن سلولی، فوم پیش‌ساخته است، لازم است سایر مواد اضافه شده به فوم با فوم پیش‌ساخته در سازگاری کامل باشند.

سیمان

سیمان به کار رفته در این ترکیب، باید الزامات ASTM C 150 (سیمان پرتلند)، C 595 (سیمان مخلوط‌شده) و C 1157 (سیمان هیدرولیک) را برآورده کند. سیمان‌های مخلوط‌شده،حاوی ترکیباتی از سیمان پرتلند، پوزولان‌ها، سرباره، سایر سیمان‌های هیدرولیک یا ترکیبی از آن‌ها هستند.

استفاده از سیمان ترکیبی در فوم بتن، ممکن است باعث کاهش سرعت رشد مقاومت اولیه بتن شود. از این رو لازم است در صورت استفاده آزمایش گردد. این در حالی است که سیمان‌های نوع 3 یا HE که مقاومت اولیه بالایی دارند، سرعت رشد مقاومت اولیه بتن را افزایش می‌دهند.

آب

آب مورد استفاده در طرح اختلاط بتن سلولی، باید عاری از هر نوع مواد مضر مانند روغن، اسید، قلیا، نمک، آلی یا سایر مواد مضر برای بتن باشد. بنابراین هر گونه آب غیر قابل شرب باید از نظر سختی، pH، مواد جامد معلق، مقدار کل نمک و سایر ویژگی‌هایی که ممکن است روی فوم پیش‌ساخته، زمان گیرش و مقاومت فوم تأثیر گذارد، آزمایش شود.

فوم پیش‌ساخته

فوم پیش‌ساخته از رقیق کردن کنسانتره کف مایع با آب (در نسبت‌های از پیش تعیین شده) و عبور دادن این مخلوط از مولد فوم تولید می‌شود. فوم پیش‌ساخته موجود در دوغاب آب و سیمان، باید مستقیماً در محل پروژه اندازه‌گیری شود. چگالی فوم پیش‌ساخته معمولاً بین 40 تا 65 کیلوگرم بر متر مکعب است.

فرمول شیمیایی کنسانتره فوم باید به گونه‌ای باشد که بتواند سلول‌های هوای پایدار در مخلوط بتن را تولید و حفظ کند. سلول‌های هوا باید بتوانند در برابر نیروهای فیزیکی و شیمیایی وارد شده و در هنگام اختلاط، پمپاژ، قرار دادن و گیرش فوم بتنی مقاومت کنند. اگر ساختار سلولی فوم پایدار نباشد، ممکن است تحت این نیروهای فیزیکی و شیمیایی شکسته شده و در نتیجه، چگالی بتن افزایش یابد.

اکثر فرمولاسیون‌های اختصاصی رایج کنسانتره‌های فوم، حاوی پروتئین هیدروزیلات یا سورفکتانت‌های مصنوعی هستند. برای آشنایی بیشتر با روش‌های آزمایشگاهی اندازه‌گیری ماده شیمیایی کف‌ساز و نحوه تولید فوم پیش‌ساخته، می‌توانید از دو استاندارد ASTM C 796 و ASTM C 869 استفاده کنید.

بیشتر بخوانید: بتن فوق توانمند

سنگدانه

در ترکیب فوم بتن با چگالی کم ممکن است از سنگدانه‌های سبک، مانند ورمیکولیت یا پرلیت استفاده شود. استفاده از این سنگدانه‌ها باعث می‌شود الزامات ASTM C 332 گروه یک، جهت کاهش اسلامپ بتن در شیب‌های سقفی تندتر و حفظ رطوبت در آب و هوای خشک برآورده شود. سنگدانه‌های پیشنهادی در ترکیب بتن سلولی، باید از نظر خواص فیزیکی، قابلیت پمپاژ و سازگاری با مخلوط‌های آزمایشی مورد آزمایش قرار گیرند.

افزودنی‌ها

افزودنی‌های مورد استفاده در فوم بتن به دو دسته افزودنی‌های شیمیایی و مواد سیمانی تکمیلی تقسیم می‌شوند.

• افزودنی‌های شیمیایی: از جمله افزودنی‌های مورد استفاده در ساختار فوم، می‌توان به افزودنی‌های کاهنده آب و تسریع‌کننده‌ها (زودگیر بتن) اشاره کرد. همان‌طور که پیش از این اشاره شد، انواع افزودنی بتن باعث بهبود مقاومت فشاری و افزایش سرعت گیرش اولیه فوم می‌شوند. برای مثال افزودنی‌های کاهنده آب مقاومت فشاری را در مخلوط فوم بتنی با کاربردهای خاص بهبود می‌بخشند یا برای تسریع گیرش اولیه بتن سلولی، می‌توان از آب گرم، سیمان نوع III یا HE و زودگیرها به صورت جداگانه یا ترکیبی استفاده کرد.
  توجه داشته باشید زودگیرهای حاوی یون کلرید نباید در تماس با فولاد (آرماتور) استفاده شوند. همچنین افزودنی‌های شیمیایی باید با استاندارد ASTM C 494 مطابقت داشته و در مقادیر توصیه شده توسط شرکت سازنده یا مقادیر تعیین شده توسط مخلوط‌های آزمایشی به کار گرفته شوند.
• مواد سیمانی تکمیلی: پوزولان‌های مورد استفاده در تولید بتن سلولی، معمولاً خاکستر بادی، دوده سیلیسی، متاکائولن با واکنش‌پذیری بالا و سیمان سرباره است که برای کاهش مقدار آب‌انداختگی، جداشدگی و افزایش مقاومت استفاده می‌شود. از آن‌جا که این مواد ممکن است از نظر ترکیب و سایر خواص به طور قابل توجهی متفاوت باشند، فرد باید با این مواد آشنایی کامل داشته باشد.

خواص فیزیکی فوم بتن

چگالی فوم بتن

یکی از خصوصیات مهم و شاخص فوم بتن، چگالی آن است. اساساً بتن سلولی به خاطر چگالی پایین با این نام شناخته می‌شود. فوم از دو چگالی حائز اهمیت برخوردار است:

1. چگالی فوم بتن تازه (as-cast density): روش اندازه‌گیری این چگالی مانند روش اندازه‌گیری چگالی بتن تازه است و در محل پروژه انجام می‌شود. برای اندازه‌گیری این چگالی باید چگالی نمونه‌ها با استفاده از ظرفی با حجم مشخص و وزن صفر تعیین شود. توجه داشته باشید توجه به چگالی فوم تازه، ابزاری مهم برای تضمین کنترل یکنواختی و چگالی مخلوط فوم در محل پروژه است.
2. چگالی خشک شده فوم بتن (Oven-dry density): چگالی خشک در کوره، با استفاده از ASTM C 796 و C 495 ارزیابی می‌شود. این چگالی همان چگالی معرفی شده فوم است که باید زیر 800 کیلوگرم بر متر مکعب باشد.

مقاومت فشاری

دومین خصوصیت مهمی که در بتن سلولی حائز اهمیت است، مقاومت فشاری آن است. رابطه بین مقاومت فشاری و چگالی، شاخصی مهم برای تعیین کیفیت فوم بتن است. برای ارزیابی مقاومت فشاری بتن سلولی، باید از استاندارد ASTM C 796 و C 495 استفاده کنید. اما توجه داشته باشید برای اندازه‌گیری مقاومت فشاری نباید نمونه‌ها را در آون خشک کرد.

از آن‌جا که بتن سلولی معمولاً به عنوان پُر کننده استفاده می‌شود، مقاومت فشاری و ظرفیت باربری نهایی آن می‌تواند در کمترین مقدار باشد. بر همین اساس، مقاومت فشاری فوم بتن عموماً حدود 2 تا 3 مگاپاسکال است. البته بسته به کاربردهای تخصصی این ماده، گاهی مقدار مقاومت فشاری آن می‌تواند کمتر یا بیشتر از 2 تا 3 مگاپاسکال باشد؛ برای مثال بتن‌های سلولی با مقاومت فشاری کمتر از 0.48 مگاپاسکال برای عایق لوله، دیوار، پر کردن تونل و معدن، جذب انرژی یا کاهش ضربه، پر کردن فاضلاب، ساخت بزرگراه و… استفاده می‌شود.

یکی از نکات مهم که در بحث مقاومت فشاری بتن باید به آن توجه داشت این است که چگالی خشک فوم و مقاومت فشاری با هم رابطه مستقیم دارند. بر این اساس هر قدر چگالی خشک در فوم بالاتر باشد، مقاومت فشاری هم بالاتر خواهد بود.

انقباض ناشی از خشک‌شدگی

dry shrinkage یا انقباض ناشی از خشک‌شدگی در فوم بتن، معمولاً بین 0.3 تا 0.6% و پس از گذشت 6 ماه از زمان بتن‌ریزی، در شرایطی که رطوبت نسبی 50% و درجه حرارت 23 درجه سانتی‌گراد باشد، ایجاد می‌شود و انقباض ناشی از خشک‌شدگی با کاهش چگالی آن افزایش می‌یابد. البته این پدیده جای نگرانی ندارد، زیرا با اضافه کردن مقدار الیاف به فوم می‌توان برخی از آثار ناشی از این اتفاق را تا حدی کاهش داد.

عایق بودن

مقدار عایق بودن بتن سلولی یکی دیگر از کاربردهای مهم آن است. بر این اساس، ضریب انبساط حرارتی و ضریب هدایت حرارتی در فوم بتن مهم است. توجه به ضریب انبساط حرارتی در مکان‌هایی مانند عرشه سخت نیروگاه‌های حرارتی و کوره‌های خطوط بخار اهمیت زیادی دارد. این ضریب در فوم معمولاً بین 9 تا ^6-10×12.6 بر درجه سانتی‌گراد متغیر است. این در حالی است که ضریب هدایت حرارتی با چگالی آن رابطه مستقیم دارد؛ یعنی هر قدر چگالی فوم بیشتر باشد، مقدار K یا ضریب هدایت حرارتی بیشتر می‌شود. بنابراین هر قدر فوم سبک‌تر بوده و چگالی کمتری داشته باشد، بتن سلولی به صورت عایق‌تر عمل می‌کند.

قابلیت پیاده‌روی (walkability)

قابلیت پیاده‌روی روی فوم بتن یا همان walkability، اصطلاحی است که برای بیان حد توانایی و تحمل بتن با چگالی کم در برابر ترافیک معمول و تردد افراد در ساختمان بدون آسیب‌دیدگی به کار می‌رود. طبیعتاً هر قدر مقدار تراکم افزایش یابد، این قابلیت در فوم ارتقا پیدا می‌کند.

سایر خواص فیزیکی فوم بتن

1. مقاومت در برابر آتش
2. مقاومت در برابر نفوذپذیری
3. مقاومت در برابر سیکل ذوب و یخبندان
4. انبساط حرارتی
5. پیوست مکانیکی

این گونه از خواص فیزیکی معمولاً با توجه به پروژه خاصی که لازم است فوم بتن در آن اجرا شود، اهمیت پیدا می‌کنند. در این مقاله به بررسی همه‌جانبه و کاربردی فوم‌های بتن، مواد تشکیل‌دهنده‌ی آن و خواص فیزیکی فوم که شامل چگالی فوم بین، مقاومت فشاری، انقباض ناشی از خشک‌شدگی، عایق بودن، قابلیت پیاده‌روی و… است، پرداختیم. در پایان از شما خواهشمندیم با بیان نظرات و پیشنهادات خود، ما را در ارتقای کیفیت مقالات یاری رسانید.

نوشته فوم بتن چیست؟ بررسی مواد اولیه و خواص فیزیکی اولین بار در حسین برزگر. پدیدار شد.

روان کننده بتن

روان کننده‌ها یا کاهنده‌های آب بتن که به آن‌ها Water reducer اطلاق می‌شود، بر پایه‌ مواد شیمیایی مختلف، مثل لیگنوسولفونات‌، پلی نفتالین سولفونات‌، ملامین و پلی کربوکسیلات اتر هستند که باعث می‌شوند آب مورد نیاز بتن حداقل 5% تا 40% کاهش پیدا کند.

تأثیر روان کننده بتن چیست؟

روان کننده‌های بتن روی بتن تازه و سخت شده تأثیراتی دارند و باعث ایجاد تغییراتی در بتن می‌شوند که باید به آن توجه نمود؛ تغییراتی چون: میزان آب مورد نیاز بتن، میزان هوای بتن، مقاومت فشاری و خمشی در بتن، اسلامپ بتن، روند رشد مقاومت بتن، انقباض ناشی از خشک‌شدگی و… که حتماً باید هنگام استفاده از روان کننده در بتن به آن توجه نمایید.

انواع روان کننده

همان‌طور که در ابتدای این مطلب اشاره شد، کاهنده‌های آب بر اساس مواد شیمیایی سازنده‌شان، در سه شکل روان کننده، فوق روان کننده و ابر روان کننده در مخلوط بتنی مورد استفاده قرار می‌گیرند. از میان این سه گروه، ترکیب شیمیایی ابر روان کننده‌های بتن، پلی کربوکسیلات اتر است که مقاومت بتن را تا حد مطلوبی افزایش داده و بتنی کارا تولید می‌کند. بلندای مولکول‌های کربوکسیل موجود در این ماده شیمیایی، باعث می‌شود ارتباط بیشتری با آب داشته باشد و ضمن حفظ روانی بتن، تغییری در مقاومت بتن ایجاد نکند.

این در حالی است که پایه شیمیایی فوق روان کننده بتن، پلی نفتالین سولفونات و ملامین فرمالدهید سولفونات است و در مقابل، روان کننده بتن که نسبت به دو گروه قبلی قدرت کمتری دارد، بر پایه لیگنوسولفونات اصلاح شده تولید شده است.

آیا مصرف روان کننده در بتن ضرری است؟

همان‌طور که می‌دانید هر ماده‌ای اگر به میزان نامناسب و در زمان نادرست به مخلوط بتنی اضافه شود، باعث ایجاد تغییرات شگرفی می‌شود؛ تغییرات مضری که خواص بتن را تحت‌تأثیر قرار می‌دهد. از این رو باید هنگام اضافه کردن افزودنی‌های مختلف به مخلوط بتنی، شناخت مناسبی از بتن و همین‌طور افزودنی‌های کاربردی خود داشته باشید.

این مطلب در مورد افزودن روان کننده بتن به مخلوط بتنی نیز صدق می‌کند. بنا به تحقیقاتی که در روند تولید مخلوط‌های بتنی انجام گرفته است، در صورتی که میزان آب بیش از حد معمول به مخلوط بتنی اضافه شود، کارایی بتن افزایش می‌یابد، اما سایر ویژگی‌های بتن از مقاومت گرفته تا میزان تخلخل و نفوذپذیری سقوط می‌کند. این در حالی است که استفاده از افزودنی روان کننده بتن در زمان مناسب و به مقداری که شرکت تولیدکننده روی بسته‌بندی درج  کرده است، در کنار افزایش کارایی، مقاومت و دیگر خصوصیات مخلوط بتنی را نیز افزایش می‌دهد.

مقدار و روش مصرف روان کننده بتن چقدر است؟

اکثر شرکت‌های تولیدکننده برچسب مقدار و روش مصرف محصول را روی تولیدات خود درج می‌کنند، اما سؤال این‌جاست که آیا این میزان مصرف برای هر مخلوط بتنی مناسب است؟ اگر بخواهیم پاسخ جامعی به این سؤال بگوییم باید گفت هر یک از تولیدکنندگان بنا به مواد شیمیایی پایه محصولاتشان، درصد مناسبی را به عنوان میزان مصرف محصول معرفی می‌کنند، اما بسته به شرایط پروژه ممکن است در میزان مصرف تغییراتی ایجاد ‌شود. بنا به تحقیقات انجام شده، مقدار مصرف این کاهنده آب از 0.5 تا 1.5% وزن سیمان است و بنا به نوع آن، قابلیت اضافه شدن به مواد خشک در هنگام اختلاط یا اضافه شدن به میکسر  پس از اختلاط مواد را دارد.

بیشتر بخوانید: افزودن روان کننده بتن در محل پروژه چه تأثیری بر بتن دارد؟

مکانیزم عملکرد

امتیاز اصلی حضور روان کننده در مخلوط بتنی، ایجاد دافعه میان ذرات سیمان است. از آن‌جا که با اختلاط آب و سیمان، کلوخه‌هایی تولید می‌شود و چسبندگی ذرات سیمان به یکدیگر نمایان می‌گردد، لازم است این چسبندگی به صورت کامل حذف شده و میان ذرات انفصال ایجاد شود. اضافه کردن روان کننده به مخلوط بتنی، این مشکل را تا حد زیادی رفع می‌کند.

در واقع، این ماده شیمیایی با ویژگی خاص خود میان ذرات سیمان دافعه ایجاد نموده و در نتیجه، تمام دانه‌های سیمان بار منفی گرفته و از هم دور می‌شوند. بدین‌ترتیب مخلوط روانی خود را به دست آورده، بدون اینکه در میزان مقاومت آن خللی ایجاد شود.

کاربرد روان کننده بتن چیست؟

روان کننده‌ها کاربردهای فراوانی دارند؛ اما بیشتر در سازه‌هایی استفاده می‌شوند که نیاز به مقاومت مطلوب دارند. بدین‌ترتیب می‌توان گفت روان‌کننده‌ها بیشتر برای تولید بتن‌های پرمقاومت یا بتن‌هایی که میزان آب به سیمان پایینی دارند یا بتن‌های خود تراکم که به scc مشهورند، استفاده می‌شوند. در کنار این کاربردها، استفاده از روان کننده‌ها برای کنترل زمان گیرش بتن هم مؤثر و کاربردی است.

روان کننده Water reducer محصولی کارا و کاربردی در ساخت بتن مقاوم و کارا است که از مواد شیمیایی مختلفی مثل لیگنوسولفونات، ملامین سولفونات، نفتالین سولفونات و پلی کربوکسیلات اتر تشکیل شده است. این ماده که میزان کارایی‌اش متناسب با مواد تشکیل‌دهنده‌ آن متفاوت است، در بتن تازه و سخت شده تأثیرات مختلفی از خود بر جای می‌گذارد؛ تأثیراتی که تغییرات چشمگیری در مخلوط بتنی ایجاد می‌کنند.

بنا به تحقیقاتی که در مورد میزان مصرف این محصول انجام شده، باید گفت میزان مصرف این ماده از 0.5 تا 1.5 درصد وزن سیمان است؛  اما این مقدار برای هر پروژه‌ای مناسب نیست. اصولاً میزان مصرفی که توسط شرکت‌های تولیدکننده روی برچسب محصول درج می‌شود، مقدار مناسبی است و می‌توان با مشاوره با شرکت تولیدکننده اطلاعات کاملی در این زمینه به دست آورد.

در مقاله «روان کننده بتن چیست؟» تلاش شد اطلاعات کامل و کاربردی درباره چیستی، کاربردها، مزایا و معایب روان کننده بتن در اختیار شما قرار گیرد. امیدواریم مطالعه این متن برای شما مفید بوده باشد. در پایان از شما خواهشمندیم با ارائه نظرات و پیشنهادات خود در پایین همین صفحه، اطلاعات خود را در زمینه روان کننده‌های بتن با ما به اشتراک بگذارید.

نوشته روان کننده بتن چیست؟ انواع، مقدار و روش مصرف، خواص و کاربردها 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.