آسیب‌های بتن
جلوگیری از جدا شدگی بتن: 9 راهکار مهم
فروردین
احتمالاً برای بسیاری از شما اتفاق افتاده بتن تولیدی‌تان دچار جدا شدگی و آب‌انداختگی شود و کارایی و قوام مطلوبی نداشته باشد. آیا راهکاری برای حل این مشکل وجود دارد؟ تا انتهای این مقاله همراه ما باشید تا به بررسی 9 راهکار جلوگیری از جدا شدگی بتن بپردازیم.
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.
