مواد تشکیل دهنده بتن

بتن از مخلوط کردن سـیمان و شن و ماسـه وآب ساختـه می شود و می توان مـواد اضافی خاصی نیز به آن اضافه نمود تفاوتهائی در انواع مختلف سیـمـان و حتی در سیـمـان هـای از نـوع خـاص وجـود دارد کـه به علـت گوناگونی مـواد اولیـه آن می باشـد همچنین تفاوت های زیادی در کیفیت شیمیایی شن و ماسه های مختلف وجود دارد که غالـبا قابل بررسی دقـیق نـیستند به این ترتیـب بتن همـواره محصولی است نامتجانس و دارای خواص متغییر .

سیمان

سیـمان پرتلند معـمولی از پر اسـتعمال ترین اـنواع سـیمان در سراسر جهـان است و قریب 90درصد از تولیدات سیمان در دنیا به این نوع اختصاص دارد طرز تهیـه آن با حرارت دادن سنگ آهک با خاک رس یا ماده مشابـه در کوره است ونتیـجه حاصل مخلوطی است حاوی مقادیر زیادی سیلـیکات کلسیـم این مخلوط که اصطلاحا سرباره نامیـده می شود سـپس در آسـیاب به پودر نرمی تـبـدیـل می گردد درصـد انـدکی گـچ (سـولـفـات کـلـسیــم ) نیـز به آن افـزوده می شود تا سفت شـدن آن در ترکیـب با آب تحت زمان بـنـدی قـرار گیـرد طی سالهـای متـمـادی انواع مختلفـی از سیـمـان پرتـلـند تـهیـه گردـیده اســت کـه مهمـترین آن عبارتـنـد از : سیـمـان پرتلند زود گیر –سیـمان پرتلند مقاوم در برابر سولفاتها-سیمان پرتلند سفید - وسیـمان پرتـلند کم حرارت همانطور که از اسـامی آنـها پـیداست هر یک از این گونـه ها دارای خواص وخصوصیـاتی اسـت کـه نسبـت به شرایـط و محل استعـمال از ارزش بسیاری برخوردار می باشـد مواد تـشکـیـل دهـنـده اـین انـواع هـمـان مـواد تـشـکـیـل دهنـده سـیـمـان پرتـندمعـمولی است و تنها نسبت ترکیبات آنها در گونـه های مختلف متفاوتند با اضافه نـمـودن مـواد دیگـر در مـوقـع تـهـیه سـیمـان بخصـوص در آسیـاب نـمــودن سـرباره مـی تـوان انـواع دیگـری از سیـمـان را به وجـود آورد کـه مـهـمـتـریـن آن عبارـتـنـد از سیـمـان پـرتـلـند بـلاسـت فـورنـیـس – سـیــمـان پرتـلند بنایی- رنگین – روغنی – واترپروف – و سیمان هیدروفوبیک

علاوه بر انواعی که ذکر گردید گونه های دیگری از سیمان نیز با استفاده از مواد اولیه دیگر قابل تهیـه است و به عنوان سـیمان غیر پرتـلند مشهورند و دارای مـصارف غیـر ساخـتـمـانی می باشند که از چارچوب بررسی های این پروژه خارج است

 سفت شدن سیمان پدیده ای است شیـمیایی بین سیمان و آب و نباید آن را با خشک شدن اشـتـباه کرد ایـن پـدیـده شیـمـیایی هیـدراتاسیـون نامیـده می شود هیـدراتاسـیـون پـدیـده ای است حرارت زا و غیـر قـابـل بازگشت . سفت شدن سیمـان تدریجـی صـورت می پـذیرد و حـدود آن در آیـیـن نـامـه هامـشـخـص شده است این سفت شـدن که منجـر به ایجاد مـقـاومت فـشاری در سیمان می گردد ممکن است تا سالها س ترکیب سیمان با آب ادامه یابد

سیمان های پرتلند

سیمان پرتلند معمولی و سیمان پرتلند زودگیر

سیمان پرتلند زودگیر که به طور مخفف(RHPC) نامیده می شود از سیمان پرتلند معمولی (OPC) نرم تر آسیاب می شود هر قدر سیمان نرم تر آسیاب شود نسبت بالا رفتن مقاومت فشـاری آن سریع تر مـی گردد هـر چنـد پس از گذشت چندین ماه نتایج مقاومت فشاری مشابـه خواهد بود به این ترتیب تنها اختـلاف مـوجـود بـیـن سیـمـان پـرتـلند معمولی و زودگیر همان سرعت کسب مقاومـت فشـاری در سیمان (RHPC ) می باشد هر چند این سرعت پس از چند روز افت کرده و نتیجه مقاومت فشاری در سیمان (RHPC ) با سیمان پرتلند معمولی برابر می گردد

سیمان پرتلند مقاوم در برابر سولفات ها

سیمان پرتلند مقاوم در برابر سولفات (SRPC) گونه ای از سیمان پرتلند است که تـنها مـقـدار انـدکـی آلـومـیـنـیـم تـری کـلیسک با فرمول (Ca3Al2O6  ) و همچنین مقداری تترا کلسیم آلومـینوفـریت به فـرمـول (2Ca2AlFeO5 ) را مـحتـوی است لازم به توضیح است که تتراکلسیم آلومینوفریت در تمام انواعسیمان پرتلند به مقدار کم وجود دارد وجود اضافه این ماده در (  SRPC) باعث بروز رنگ تیره تری در این نوع سیمان می گردد آلومینیـم تری کـلسیـک نـیز در تمـام انواع سـیمـان پـرتـلـند موجود اسـت کـه مـقـدار آن در سیـمـان (SRPC) کـاهـش داده شـده اسـت از آنـجا که سولفا ت ها با آلومینیـم تری کلیسیک ترکیب شده و در بتن ایجاد ضعف می نماید لـذا بـتـن هـایی که با این نـوع سیـمـان سـاخـتـه مـی شـونـد دارای مقـاومت بیشتری در مجاورت زمین های سولفات دار و همچنین در مجاورت دریا و برکه های حاوی سولفات می باشند

بتن های ساخته شده از سیـمـان (SRPC) در شـرایط غیر عادی بسیار مقاوم بوده  و استفاده از آن در بتن ریزی های پایین تر از سطـح زمیـن رضـایت بخـش خـواهـد بود بدیهی است درجه مقاومت این بتن در مقابل حـمـلات املاح سولفات دار بستگی به مقدار سیمان مصرفی و صحت روش بتن ریزی و همچنین مقدار سولفات موجود در خاک خواهد داشت

سیمان (SRPC ) نظیر سایر انواع سیمان پرتلند در اسید ها غیر مـقـاوم می باشد همچنین این سیمان در مقابل بعضی امـلاح نمک ها از قبـیل املاح نمـک مـنیـزیـم غیر مقاوم است این گونه نمک ها در برخی آب های طبیعی و روان یافـت مـی شوند آیین نامه (BS4027 ) در خصوصسیمان (SRPC) تهیه شده اسـت و شامـل جزیـیـات بیشتری درباره این نوع سیمان می باشد

سیمان پرتلند سفید

سیمان پرتلند سفید داری مقدار کمتری تتراکلسیم آلومینو فریت می باشد این ماده مولد رنگ خاکستری مایل به سبز در سیمان های پرتلند است بخشی از آیین نامه  BS12)) به جزییاتی درباره سیمان پرتلند سفید اختصاص یافته است برای تهـیه سیـمـان پـرتلـنـد سفـید علاوه بر سنگ آهک از خاک رس چینی نیز بجای خاک رس معمولی استفاده میشود که خود مولد رنگ سفید در این گونه سیمان است

برای کنترل و زمانبندی سفت شدن سیمان اندکی سولفات کلسیم (گچ) به آن اضافه می گردد بـدیهـی اسـت در تـهـیه سیـمـان اعمال دقـت زیاد کاملا ضروری می باشـد سیـمـان پـرتـلـنـد سـفـیـد و بـتـن تـهـیـه شـده از آن بیشتر مـصرف دکوراسیون دارد و در صورت لزوم می توانبا اضافه نمودن سایر مواد مخصوص رنگین به بتن تهیه شده از سیمان آن را به رنگ های مختلف تهیه نمود

سیمان پرتلند کم حرارت

سیمان پرتلند کم حرارت(LHPC) گونهای از سیـمـان اسـت که در آن پـدیـده ایجاد مقاومت فشاریبا سرعت کمتری صورت می گیرد و لذا نسبت به انواع دیگر سیمان های پرتلند حرارت کمتری نیز تولید می نماید وجود سرعت کمتر در کسب مقاومت فشاری به هیچ وجه موجب ضعف دربتن های تهیه شده از این نوع سیمان نبوده و تنها مدت لازم برای کسـب مقاومـت نـهـایی بیـشـتر خواهـد بـود شرایـط ایـدآل برای استفاده از این گونـه سیمـان مواقعی است که حجـم بتـن ریزی ها زیاد بوده و بروز حرارت هیدراتاسیون شدیـد بـاعث فشـارهـای داخـلی به بتن شده و مستوجب ظهور ترکیده گی می گردد نسبت مقدار مواد اولیه در این گونه سیـمـان بـا سیـمـان پـرتلند  معمولی متفاوت بوده مقادیر دقیق آن در آیین نامه( BS1370) تـوضیـح داده شده است  این آیین نامه متذکر می گردد که حرارت حاصلـه از هیـدراتاسیون نباید از60 کیلو کالری در هر کیلو گرم برای مدت هفـت روز از 70کیلو کـالـری بـر کیـلـو گـرم برای مدت 28روز تجاوز نماید حال آنکه ارقام حاصل از هیدراتاسیون سیمان پرتلند مـعـمـولـی در هـمـیـن مـدت ها به ترتیب 84و88کیلو کالری بر کیلو گرم است همان طور که قبلا نیز اشاره شد استفاده از این گونه سیمان تنها در حجم های بسیار زیاد بتن ریزی ضروری است در شرایـطـی که حـجـم بتـن ریـزی بـسیـار زیـاد نـیـسـت و تنها امکان بروز حرارت هیدراتـاسیـون اضافی وجود دارد می توان از سیمان پرتلند مقاوم در برابر سولفات استفاده نمود چه اینگونـه سیـمـان نـیز در مقایسه با سیمان پرتلند مـعـمولـی زاینـده حـرارت هیـدراتاسیون کـمـتری است لازم به تـذکر اسـت کـه مـجـمـوع حرارت تولید شده در تمام گونه های سیمان پرتلند ثابت بوده و تنها شدت و ضعف ایجاد آن در مراحل اولیه متفاوت می باشند

سیمان های پرتلند سرباره ای

این دسته سیمان هـایی هستـند کـه عـلاوه بـر مـواد اولیـه کـه در سیمان های پرتلند مورد استفاده قرار می گیرد در مــرحلـه پـختـه شـدن در سـرباره نیز مـقـادیـر مـواد شیمیایی جدید بر آنها اضافه می گردد بر اساس آیـیـن نـامـه BS12در سیمان های پرتـلنـد نــبایـد هـیـچـگونـه مـاده شیـمیـایـی بجـز مـواد اولـیـه ای که قبـلا اشاره شـد وجـود داشته باشد و لذا سیمان های این دسته را باید از سیـمـان هـای پـرتـلند مجزا نمود

سیمان بنایی

از آنجا که ملات هایی که از سیمان پرتلند معمولـی و ماسـه تـهیـه میـگردد و جـهت آجر چینی و بلوک چینی مورد استفاده قرار میگیـردبـیـش از حـد لـزوم قوی و خشن می باشد غالبا قدری آهک به ملات اضافه می نمایند اما امروزه به جای این مـخلـوط از سیمان مخصوص بنایی می توان استفاده نمود سیمان بنایی عبارتست از سـیـمان پرتلند به انضمام قدری مواد ژلاتینی (PLASTICIZERS ) بدیهی است این نوع مواد تـنـها بـرای تـهیـه سیـمـان و مـلات بـنـایـی اضـافـه می گردد و استـفـاده از آن در بـتـن های ساختمانی جایز نمی باشد و باعث ضعف شدید در مقاومت فشاری بتن می گردد

 سیمان هیدرو فوبیک

  در این نوع سیمان که تنها به صورت سفـارشی تـهیـه مـی گردد ذرات سـیمان به وسیله غشایی از اسیدوالئیک که ماده ای واتر پروف است (یا مواد مشابه ) پوشیده می گردد (در زمان تهیه) این گونه سیمان قـابـلیـت مقاومت در برابر هوای مرطوب را خواهد داشت و می تواند و می تواند مدت ها در شرایط رطوبتی ذخیره گرددماده غشایی روی ذرات سیمان بر اثر اصطکاک حاصل در مخلوط کن ها از سطح خارجی ذرات سیـمـان جـدا شده و امکان عملکرد طبیعی سیمـان ایجـاد خواهد گردیددر بیشتر مواقع کمتر از 5درصـد از مـاده واتـرپـروف جـهت ایجـاد مقـاومت مـورد نـظر کافی خواهد بود این ماده پـس از جـدا شـدن از ذرات سیـمـان به عنـوان ماده ای ژلاتینـی در بتن باقی خواهد ماند و تاثیر سوء قابل ملاحظه نخواهد داشت

سیمان پرتلند بلاست فورنیس

  در بریتانیا این گونـه سیـمـان تنها در اسکاتلنـد و به مقدار بسیار محدود تهیه می گردد در این گونه سیمان نسبتـی معـادل 2به1 از سیـمـان پـرتلـند با سـرباره کـوره (بلاست فورنیس) مخلوط و به صـورت پـودر در خـواهد آمـد آیـیـن نامـه BS146 ترکیبات دقیق مواد فوق را متذکر گردیـده است خواص مکانیکی این گونـه با سیمان پرتلند معمولی مشابه بوده و امـا کیـفیـات فیـزیـکی آن به سیـمـان پرتلـند کم حرارت شبیه است

تهیـه کننـدگان این سیـمـان مدعی مقاوم بودن این نـوع سیـمـان در مقـابل حمـلات سـولفـات ها نیـز می باشند آیین نامه(BS4246 ) جزییات بیشتری را درباره این گونه سیمان عرضـه مـی نمـایـد این سیـمـان در مواردی می تواند جایگزین سیمان پرتلند کم حرارت گردد

سیمان واترپروف

اگر به سیمان محلول های صابونی فلزی اضـافه گـردد بتن تهیه شده از این سیمان مقاومت بیـشتری در مـقـابـل نـفـوذ آب می آورد که اصـطلاحا آن را واترپـروف می نامیم این پـدیـده باعـث می گردد اجرام موجود در آب باران و سایر آب ها با سادگی بـیشـتری از سطـح بتـن عبور نموده و اثر کمـتری باقی بگذارند استفاده از این نوع سیمان در محل هایی که بتن جنبه دکوراسیون داشته باشد مفیـد بوده از کثیـف شدن آن در مقابل باران تا حد محسوسی جلوگیری به عمل خواهد آورد این گونـه سیمـان در انـواع سفیـد رنـگ و خـاکـستری رنگ تهـیه می گردد و بـیشـتر در قـطعات پیش ساخته بتنی مورد استفاده قرار می گیرد لازم به تذکر است که سیمان واتـرپـروف و سیمان هیدروفوبیک را در موقع لزوم می توان با هم مـخلـوط کرده و از خـواص هر دو بهرمند شد

سیمان روغنی

سیمان روغنی که استفاده محدودی در صنعت ساخـتمـان دارد تـنها بـرای پر نمودن قالب ها و پایلهای فولادی مورد استفاده قرار می گیـرد و در این نوع مـوارد غـالبـا حرارت و فشارهای بیش از حد معمول موجود می باشد

بسته بندی – حمل و نگه داری

سیمان در بندی های کیسه ای در بشکه و یا در حـجـم هـای دیگـر قـابـل حمـل و نقل است در حجم های بالا سیمان معمولا در تانکر ها حمل و تحـویـل مـی گردد وزن هـر محموله غالبا 10تن می باشد و از طریق دمیدن هوای فشرده این محموله به سیلوهای موجود در کارگاه منتقل می گردد

بسته بندی کیسه ای نیز معمولا 50کیلو گرم می باشند ممکن است در بخی کشور ها از وزن های دیگری نیز استفاده گردد و یا از کیسه هایی که حاوی حجم معینی از سیمان می شوند در کارگاه های کوچک نگهداری و استفاده از بسته بندی کیسه ای مناسب تر است لیکن در تحویل های حجمی سیمان بهای کمتری خواهد داشت نگه داری و حمل و نقل سیمان به وسیله بشکه نیز مختص مواقعی است که مدت ذخیره سازی طولا نی باشد

بدیهی است طی مدت نگه داری سیمان باید از رطوبت به دور بماند حتی در مورد سیمان هیدروفوبیک نیز زمان ذخیره سازی نمی تواند از حدود مجاز تجاوز نماید برای جلوگیری از بروز مشکلات ناشی از ذخیره سازی طولانی سیمان در کارگاه باید برنامه ریزی به نحوی باشد که ذخیره موجود در کارگاه تنها جواب گوی نیازهای کوتاه مدت سیمان باشد نگه داری سیمان در مناطق آب و هوایی مرطوب موجب بروز پدیده ای به نام سفت شدن در هوا می گردد که به صورت قطعات سیمان هیدرات شده فی ما بین سیمان موجود پدیدار می گردد این قطعات باید بلافاصله پس از مشاهده از مجتمع سیمان خارج گردیده و از بین برده شوند سیلوها معمولا در مقابل رطوبت هوا مقاوم اند معهذا ممکن است در ذخیره سازی های ذرات از مدت قطعات هیدرات شده در میان آن پدیدار شوند برای جلوگیری از واقعه بهتر است طی مدت ذخیره سازی سیمان را از دریچه پایین سیلو خارج کرده و از بال به درون سیلو پمپ نمود این عمل می تواند پس از هر بار رطوبی شدن یک نوبت صورت گیرد در صورتی که بروز قطعات هیدرات شده سیمان در سیلو بیش از حدود پیش بینی شده باشد دلیلی است بر عدم مقاومت سیلو در مقابل رطوبت هوا ولازم است سیلو ها را بازدید و تعمیر نمود

بسته بندی کیسه ای سیمان را در سطوح بالاتر از زمین نگه داری می کنند و روی آن را به وسیله یک پوشش ضد رطوبتی می پوشانند تا از فساد آن جلوگیری گردد برای این کار می توان از یک سطح چوبی که از سطح زمین بالاتر باشد استفاده نمود و روی کیسه هارا به وسیله پوشش ضد آب پوشانید لازم است پوشش روی کیسه ها از هر طرف به مقدار کافی ادامه داشته کیسه های حاوی سیمانرا بایستی به ترتیبی که به کارگاه تحویل گردیده اند مورد استفاده قرار داد تا از باقی ماندن آن برای مدت طولانی جلوگیری شود برای این منظور لازم استتحویل های مختلف کاملا مشخص گردند از آنجا که طبقه بندی سیمان بر روی یکدیگر باعث بروز سفتی در کیسه های زیرین می گردد باید از انباشتن کیسه ها به طوری که ارتفاع آن بیش از 1.5متر گردد ممانعت به عمل آورد معمولا کاغذ هایی که در بسته بندی کیسه های سیمان مورد استفاده قرار می گیرد واترپروف هستند لیکن در مقابل رطوبت مقاومت چندانی ندارند لذا بایستی پوشش روی کیسه های سیمان را حفظ نمود انواع گوناگون سیمان باید به طور مجزا در کارگاه نگه داری گردند به خصوص اگر سیمان های نوع پر آلومینیم در کارگاه مورد استفاده باشند که در دهه 60استفاده از آن ممنوع اعلام گردید کلیه استانداردهای بریتانیا تهیه کنندگان سیمان را موظف به رعایت آیین نامه ها می دانند و غالبا تهیه کننده نسبت به صحت کیفی سیمان تولیدی مسئول است مصرف کنندگان نیز ضمن رعایت احتیاط می توانند به صحت کیفی سیمان خریداری شده اعتماد نمایند

نمونه برداری و آزمایش سیمان

آزمایش کردن سیمان معمولا مستلزم استفاده از وسایل دقیق آزمایشگاهی است و به ندرت می توان سیمان را در کارگاه مورد آزمایش قرار داد در عین حال هر گاه آزمایش بر روی سیمان ضروری تشخیص داده شود نمونه برداری از آن در کارگاه صورت گرفته و به آزمایشگاه منتقل می گردد

سیمان نمونه برداری شده باید نمونه کاملی از تمام سیمان های مورد نظر بوده و در زمانی کمتر از یک هفته از تحویل سیمان به کارگاه نمونه برداری قرار گیرد برای نمونه برداری باید ابتداحداقل دوازده پیش نمونه از بخش های مختلف محموله مورد آزمایش که به فواصل مساوی از یکدیگر باشند تهیه نموده آن ها را مخلوط کرد در مورد بسته بندی های کیسه ای سیمان باید پیش نمونه ها از حداقل دوازده کیسه مختلف و به تساوی برداشته شده و مخلوط گردد نمونه مخلوط شده باید حداقل 7 کیلو گرم وزن داشته و در ظرف کاملا ایزوله شده ای بسته بندی گردد بر روی بسته مشخصات و چگونگی سیمان نمونه برداری شده یاداشت و به آزمایشگاه معتبر فرستاده شود آزمایشات لازم باید در کمتر از4هفته از زمان تحویل سیمان به کارگاه تکمیل گردد بدیهی است آزمایشات سیمان بر اساس استانداردها و آیین نامه های دقیق صورت خواهد گرفت

شن و ماسه

شن و ماسه بخشی از مواد تشکیل دهنده بتن هستند و عبارتند از قطعات سنگی شکسته شده یا رودخانه ای از آنجا که شن و ماسه بیش از 80درصدحجم بتن ساخته شده را تشکیل می دهند باید اهمیت آن را در نظر داشته و همواره از مواد متناسب استفاده نمود نوع سنگ هاییکه بیشتر در بتن سازی مورد استفاده قرار می گیرد عبارتند از خورده سنگ – ریگ – ماسه و سنگ شکسته – گرانیت یا سنگ خارا – بازلت یا سنگ مرمر سیاه و انواع پر مقاومت سنگ آهک و سنگ های ماسه ای . فهرستی از سنگ های موجود برای امور بتن سازی را می توان در آیین نامه (BS812 ) مشاهده نمود

آیین نامه های دیگری نیز در خصوص انواع و موارد استعمال سنگ در ساختمان وجود دارد که از ذکر آن صرف نظر می کنیم در عین حال علاقمندان به تحقیق در این باره می توانند از کتب زمین شناسی برای شناسایی خواص سنگ ها استفاده نمایند

خصوصیات شن و ماسه

خصوصیات لازم

مهمترین خصوصیات لازم برای شن و ماسه عبارتند از دوام و تمیزی . دوام شن و ماسه باید محکم باشند اما نباید حاوی عناصری باشند که در مجاورت هوا تغییر حجم می دهند همچنین باید فاقد عناصری باشند که تاثیرات نا مطلوب بر فولاد می گذارند به عنوان مثال می توان از ذغال سنگ – پایریت و قطعات خاک رس سفت شده نام برد ذغال سنگ باد می کند پایریت تجزیه می گردد و تولید اکسید آهن می نماید که در سطوح بتن ظاهر خواهند شد و قطعات سفت شده خاک رس نیز پس از مدتی نرم شده باعث بروز حفره در بتن میگردد در بتن های مه در آن ها حدودهای بالی مقاومت فشاری مورد نظر باشند نیاز به شن و ماسه از انواع خاص و با مقاومت و وزن مخصوص ویژه پدید خواهد آمد

تمیزی سنگ هایی که در بتن مورد استفاده قرار می گیرند باید کاملا پاکیزه بوده و فاقد هر گونه ناخالصی های نباتی باشند از سنگ هایی که دارای ناخالصی های نباتی هستند نمی توان بتن خوبی تهیه نمود قطعات و ذرات سنگ نباید گل آلود بوده یا هر گونه غشایی از خاک بر آن ها وجود داشته باشد وجود غشا خاک بر روی قطعات مانع ایجاد اتصال بین قطعات سنگ و سیمان خواهد بود به همین ترتیب وجود ذرات بشسیار ریز در ماسه نیز مانع ایجاد اتصال کامل بین ذرات سنگ وسیمان خواهد گردید و از مقاومت بتن در حد قابل توجهی خواهد کاست

تهیه کنندگان شن و ماسه برای پاک نمودن سطوح خارجی شن و ماسه از مواد زائد شل گل و خاک و غیره آن ها را قبل از تحویل شستشو می دهند وجود هر گونه مواد اضافی در شن و ماسه باعث بروز ضعف در بتن ساخته شده خواهد شد معذالک شستشو ماسه نباید از حد خاصی تجاوز نماید که باعث از دست رفتن کلیه ذرات ریز ماسه گردد چرا که این ذرات تاثیر مثبتی در زمان بتن ریزی خواهند داشت منظور از ذرات ریز ماسه ذراتی استکه از الک 0.3 میلیمتری عبور می نمایند وجود این ذرات نه تنها در چسبندگیذرات بتن به یکدیگر موثر است در صورت استفاده از دستگاه پمپاژ بتن حایز تاثیر بسزایی است

دسته بندی سنگها از نظر اندازه

سنگ های مورد استفاده در بتن از نظر دانه بندی به دو گروه شن و ماسه تقسیم می گردند ماسه عبارت است از ماسه طبیعی سنگ خورده شده یا ریگ خرد شده و مواد مشابه که از الک با توری 5میلیمتری عبور می نماید شن عبارت است از موادی نظیرریگ سنگ خرد شده و غیره که از الک با توری 5میلیمتری عبور نمی نمایند بدیهی است وجود مقدار بسیار اندک از ذرات بیش از5میلیمتر در ماسه و ذرات کمتر از 5میلیمتر در شن قابل اغماض خواهد بود

ابعاد ذرات شن و ماسه

حداکثر انداز سنگ بسته به کیفیت بتن مورد نیاز و نوع کار متغییر خواهد بود برای بتن مسلح لازم است ابعاد سنگ طوری انتخاب شوند که مانع از بروز اشکال در زمان بتن ریزی گردد و در عین حال فواصل بین فولاد و قالب بندی و همچنین گوشه ها و منافذ از بتن پر گردند به این علتاست که جهت بتن مسلح معمولا از شن های با قطر کمتر از20میلیمتر استفاده می گردد البته در مواقعی که امکان استفاده از شن با قطربیش از 20میلیمتر وجود داشته باشد استفـاده از ارجحتر است در بتن ریزی فنداسیون ها و جایی که حجم های بالایی از بتن ریزی مورد نظر است می توان از ابعاد بالتر شن استفاده منود ابعاد شن کمتر از 20میلیمتر نیز ممکن است در بعضی از اشکال بتن مسلح که فواصل فولاد و قالب اندک است ضروری افتد

در ساختمان های عظیم بتنی مثل سدهای بتنی از قطعات شن بزرگ نیز استفاده می گردد که می توان بر آن قلوه سنگ نام نهاد این قطعات ممکن است بیش از 20 سانتیمتر قطر داشته باشد البته این گونه قطعات با بتن مخلوط نمی گردند بلکه در زمان بتن ریزی به صورت لایه ای در سطوح مختلف جایگذاری می گردند این روش مستلزم نیروی انسانی زیاد و دقت فراوان می باشد و امروزه کمتر از این گونه روش ها استفاده می گردد

دانه بندی شن و ماسه

نسبتی که از مخلوط کردن ذرات شن یا ماسه با اندازه های مشخص تنظیم می گردد به دانه بندی در شن یا ماسه معروف است و از طریق عبور ذرات از سیستم الکل های با انداذه های گوناگون به عمل می آید دانه بندی معمولا به عنوان  درصد وزنی از اندازه های خاص که از الک مربوطه عبور نموده است مطرح مگردد و شن یا ماسه دانه بندی شده به گروهی اطلاق می گردد که از اندازه های مختلف به مقدار مشخص در آن موجود باشد این اندازه ها از بزرگترین قطعات متشکله تا کوچکترین ذرات ادامه خواهد داشت و در غیر این صورت دانه بندی ناقص خواهد بود شن و ماسه با دانه بندی ناقص برای بتن ریزی های معمولی ایده آل نبوده هر چند در موارد خاص می توان از این گونه‌دانه بندی نیز استفاده نمود آیین نامه (BS410) ابعاد الکها را جهت انجام دانه بندی مشخص می نمایدکه ذیلا اشاره می گردد ابعاد الکهای مورد استعمال بزرگ و کوچک عبارتند از 75-63

اندازه مجاز برای ماسه هایی که از سنگ شکسته تهیه می گردد تا 20 درصد قابل قبول خواهد بود این درصد جدا از 5 درصدی است که ذیلا به ان اشاره می گردد بر اساس آیین نامه دانه بندی ماسه باید بر اساس یکی از زونهای مشخص شده باشد مگر در مواقعی که دانه بندی به صورتی خارج از چارچوب زون خاصی قرار بگیرد و به جز الک از 5 درصد می تواند بین چند الک تقسیم گردد مثلا یک درصد برای یک الک و 4 درصد برای الکی دیگر یا 2 درصد برای یک الک و 3 درصد برای سه الک دیگر دانه هایی که 75 میکرون کمتر و از 37.5 میلی متر بیشتر باشند قابل قبول نخواهند بود

 

شن و ماسه های ساحلی

بعضی شن و ماسه ها از مناطق ساحلی و رود خانه ای تهیه می گردند که غالبا دارای مقادیری نمک و عناصر صدفی هستند این گونه مواد معمولا ضرر چندانی در بتن مسلح معمولی ایجاد نمی کنند اما مقدار این املاح نباید از حدود قابل قبول متجاوز باشد در عین حال استفاده از این گونه شن و ماسه جهت ساخن بت مسلح پیش تنیده ممنوع می باشد وجود قطعات صدف شکسته شده در شن و ماسه تاثیر سو در بتن ه جای نمی گذارد اما از نظر اجرایی در ضمن بتن ریزی موثر خواهد بود یکی از اشکالات موجود در ماسه های تهیه شده از سواحل رود خانه ای برابر بودن بیشتر ذرات آن است که از نظر دانه بندی با اشکال همراه خواهد بود همچنین ماسه های سواحل دریا ضمن این که اندازه خاص می باشد دارای مقادیر بسیار زیادی املاح نمکی هتند و به جز در مواردی که کاملا شسته شده و مقدار املاح آن در آزمایشگاه تعیین و تصویب گردیده باشد قابل استفاده در بتن نمی باشد

سنگ های سبک و مصنوعی

علاوه بر سنگ شکسته و ریگ شمار دیگری از سنگ ها قابل تهیه و استفاده در بتن سازی است تفاله های باقیمانده در کوره های آجرپزی و غیره که در مجاورت هوا خنک شده باشد به عنوان زباله محسوب می گردد اما طبق آیین نامه ها قابل استفاده در بتن سازی است رومی ها برای انجام کارهای ساختمانی خود از سنگ پا استفاده می نمودند از این گونه سنگ های متخلخل هنوز هم در بتن سازی استفاده می گردد لیکن استفاده از سنگ های مصنوعی سبک رایج تر می باشد تمامی سنگ های مصنوعی سبک وزن از نظر مقاومت ضعیف تر هستند که به علت وجود خلخل و فرج در آن ها است این امر باعث بروز محدودیت در بتن تهیه شده از آن ها می گردد لاکن این محدودیت غالبا مشکلی ایجاد نمی کند زیرا علاوه بر وزن کمتر بتن مقاومت فشاری آن ها اکثرا در حد قابل قبول است سنگ های سبک برای تهیه قطعات سبک تر ساختمانی و همچنین برا داشتن ارزش های ایزولاسیونی حرارتی شان در در بتن سازی استفاده فراوان دارند علاوه بر مواردی که ذکر گردید مصالح مصنوعی دیگری نیز به جای شن و ماسه در بتن مورد استفاده قرار می گیرد برای مثال می توان از قطعات فولادی یا سربی نام برد که بتن تهیه شده از آن ها بسیار سنگین بوده اما دارای مقاومت بسیار در مقابل تشعشعات هسته ایست ساختن و استفاده از این گونه بتن مستلزم تخصصهای خاصی است

نگه داری شن و ماسه                                                                                  

در کارگاه ها سنگ ها باید به طرزی نگه داری گردند تا ضمن آسان بودن برداشت و استفاده از آن ها با یکدیگر مخلوط نگردیده و در عین حال کمتر به هدر بروند برای این منظور می توان یک سطح محکم بتنی به عنوان انبارگاه مصالح استفاده نمود یک سطح وسیع از بتن مگر که شیب کافی جهت خارج نمودن آب از محوطه و دور نمودن آن از اطراف مخلوط کن کافی خواهد بود سطح مذکور حتما باید دارای قابلیت زهکشی باشد این موضوع به خصوص در مورد سنگ هایی که از سواحل دریا تهیه شده و شسته شده اند ضروری است انبارگاه شن و ماسه باید حتی المقدور وسیع در نظر گرفته شود چه این امر باعث یک نواخت نمودن رطوبت در میان مصالح خواهد بود در صورت امکان بهتر است شن و ماسه پس از تحویل در کارگاه و قبل از استفاده در بتن به مدت حداقل 12ساعت در انبارگاه باقی بماند در موقع استفاده از ابارگاه باید از برداشتن مصالح از قسمت پایین مصالح خوداری به عمل آورد چه بیش تر کثافات مصالح از قسمت های فوقانی در قسمت های تحتانی متراکم گردیده اند

سنگ های با ابعاد مختلف باید جدا از یکدیگر نگه داری گردد این امر به وسیله دیوار های تفکیکی صورت می پذیرد در این ارتباط لازم است از مخلوط شدن سنگ های با اندازه های مختلف در زمان تخلیه با جلوگیری به عمل آورد بهترین محل برای جاسازی انبارگاه به ترتیبی است که مخلوط کن ها در مرکز انبارگاه قرار گیرند بدیهی است این امر محدودیتی برای جاگذاری انواع مختلف سنگ ایجاد نخواهد کرد

نمونه برداری و آزمایش شن و ماسه

آزمایش بر روی شن و ماسه ممکن است ضروری گردد اولا به عنوان تضمینی برای مناسب بودن سنگ قبل از شروع عملیات بتنی و سپس به علت تایید تناسب آن فی ما بین عملیات و ثالثا جهت تعیین درصد آب موجود در شن و ماسه چه این اندازه گیری برای تضمین وزن آب لازم در مخلوط بتن روش های آزمایش بر روی شن و ماسه در فصل دهم بررسی خواهد گردید

آب

آب مورد استفاده در بتن سازی باید قابل آشامیدن باشد و یا از منبع قابل قبولی تهیه گردد چه آب های که در طبیعت یافت می شوند قبل از تصفیه شدن حاوی مقادیری نمک های محلول یا غیر محلول و همچنین مقادیری عناصر نباتی هستند که تا تاثیرات بدی در کیفیت بتن ساخته شده خواهد گذارد علی الخصوص در سفت شدن و محکم شدن آن در صورت وجود هر گونه تردید در مورد کیفیت آب موجود بهترین راه آزمایش آب در آزمایشگاه و همچنین انجام آزمایش مقاومت فشاری بر روی بتن ساخته شده با این آب و مقایسه آن با نتیجه آزمایش مقاومت فشاریدر بتن ساخته شده با آب مقطر است

استفاده از آب دریا تاثیر نا مطلوبی در کیفیت و یا مقاومت فشاری بتن تهیه شده نخخواهد داشت اما استفاده از این آب در بتن مسلح و یا بتن پیش تنیده توصیه نمی گردد این امر باعث بروز زنگ زدگی در فولاد می گردد و همچنین در شکل ظاهری بتن تاثیرات بدی دارد

انضمامات

انضمامات موادی را می نامیم که در موقع مخلوط کردن بتن به آن اضافه می گردد هدف از این عمل افزایش بعضی خواص بتن است باید به خاطر داشت که این دسته موادی هستند که در موقع مخلوط کردن به بتن اضافه می گردند و با مواد شیمیایی که در موقع تهیه سیمان به آن اضافه می شود و در بخش های گذشته مورد بررسی قرار گرفت متفاوتند هر چند استاده از مواد گروه قبل نیز برای تقویت بعضی خواص سیمان و نتیجتا بتن صورت می گیرد کلیه سیمان های نوع پرتلند در زمان پخته شدن در کوره به حداقل یک ماده شیمیایی گچ علاوه می گردند چه بدون وجود این ماده سفت شدن در بتن به تاخیر افتاده و زمان اجرا باعث بروز اشکالات بسیار است بیشتر انضمامات از نظر بها ارزان هستند اما نگه داری و مخلوط کردن آن ها با بتن در مخلوط کن مستلزم دقت و زمان بوده و مشکلاتی که در این زمینه ایجاد می نماید جبران قیمت ارزان آن را خواهد نمود اضافه نمودن مواد اضافه شونده در صورتی که بیش از حدود تعیین شده باشد دارای تاثیرات معکوس است و باید از بروز آن جدا جلوگیری شود در بیشتر مواقع می توان به جای استفاده از انضمامات با طرح مخلوط مناسب در بتن یعنی تعیین شن و ماسه و سیمان و آب دقیق در مخلوط به همان مزایا دست یافت و از گرفتاری های ناشی از استفاده انضمامات به دور ماند

در بازار مصالح ساختمانی از اسامی گوناگونی به عنوان انضمامات مشاهده میشود که دارای عناوین دهلن پرکنی می باشند اما این اسامی بیش تر جنبه تبلیغاتی دارد و کلیه آن ها را می توان به سه گروه تقسیم نمود مواد سرعت زا مواد کند کنندهو مواد کاهش دهنده آب در آیین نامه (BS5075) چگونگی این مواد تشریح گردیده است ذیلا به بررسی آن ها می پردازیم

مواد سرعت زا

کلرید کلسیم پر استعمال ترین ماده سرعت زا است این ماده به تنهایی یا همراه با مواد دیگر به بتن اضافه می گردد

یکی از خطرات مهم در استفاده از کلرید کلسیم تاثیرات زنگ زنندگی آن بر فولاد است و به اکسید شدن فولاد در بتن های مسلح پیش تنیده کمک خواهد کرد لذا استفاده از آب در بتن های مسلح پیش تنیده به کلی ممنوع بوده و بهتر است در بتن هایمسلح نیز استعمال نگردد کلرید کلسیم به هیچ وجه نباید با بتن های ساخته شده از سیمان پرتلند مقاوم در برابر سولفات ها آمیخته شود چه تاثیرات ضد سولفات این سیمان را خنثی می نماید و لذا فنداسیون هایی که با سیمان مقاوم در برابر سولفات ها ساخته شود نباید از این ماده استفاده کرد

استفاده از مواد سرعت زا در ملات ها به علت وجود حجم کم سیمان در آن ها بدون تاثیر بوده و نمی تواند با تولید حرارت کافی جلو یخ زدن ملات را در هوای سرد بگیرد به علاوه کلرید کلسیم دارای تاثیر ضد آب در آجر چینی است که ممکن است منجر به ایجاد رطوبت در دیوارها گردد

مواد سرعت زا تحت عناوینی چون سفت کننده ها ضدیخ ها و حتی واترپروف ها در بازار عرضه می گردند که تا اندازه ای از حقیقت بدور است

کلرید کلسیم را می توان مستقیما در حالت جامد خریداری نمود شکل ظاهری آن به صورت نمک یا ذرات ریز پوسته ای است که در فرم کریستال می باشد

کلرید کلسیم قبل از مخلوط شدن در بتن باید در آب حل شود برای اجتناب از اشکالات موجود در استفاده از کلرید کلسیم دست اندرکاران مشغول تهیه انضمامات بدون کلر می باشد

انضمامات کاهش دهنده آب

بعضی مواد شیمیایی باعث بروز حالت دفع کنندگی بین ذرات سیمان می گردند که این حالت خود مستوجب بروز لیزی بین ذرات خیس سیمان است و آن ها را جدا از یکدیگر به حرکت در می آورد وجود این حالت اعث می گردد که برای دستیابی به کارایی لازم در بتن به مقدار آب کمتری نیاز باشد در واقع این مواد شیمکیایی تقویت کننده نقش آب در بتن هستند و به نام انضمامات کاهش دهنده آب قابل شناسایی اند

از آنجا که کاهش در مقدار آب در بتن باعث تقویت در بعضی خواص آن می باشند بازرگانان و تهیه کنندگان انضمامات گذارده اند ماده اولیه تشکیل دهنده این دسته انضمامات کلسیم و گاهی سیدیم است در حالت های کلسیم لیگنوسولفونات که از تولیدات فرعی در صنایع چوب می باشند این ماده به نم های سولفیت لای ولیکنین نیز معروف است در تجارت بهصورت مایع قهوه ای رنگی که دارای بوی مشخص و مشمئز کنندهای است تولید و عرضه می گردد با اضافه نمودن نسبتی معادل 0.002 وزن از این ماده به سیمان مصرفی در بتن می توان مقدار آب لازم در بتن را 10 درصد کاهش داد بدون آنکه در کارایی بتن از نظر اجرایی خللی وارد گردد با وجود این خاصیت می توان در مقدار سیمان مصرفی نیز صرفه جویی نمود بدون آنکه در مقاومت فشاری بتن تغییری حاصل گردد و لذا در قیمت بتن تهیه شده صرفه جویی به عمل خواهد آمد در عین حال برای احتیاط نباید مقدار سیمان را از حداقل مقدار تعیین شده کاهش داد

مواد قندی موجود در چوب را می توان از طریق شیمیایی خارج نمود این مواد که در لیکنو سولفونات وجود دارد باعث بوز ترمز کنندگی در بتن است به این معنی که از حررارت حاصله در بتن میکاهد که این خاصیت خود ممکن است مورد استفاده قرار گیرد برای مثال می توان در مناطق گرمسیری و حاره برای بتن ریزی از این کیفیت لیگنوسولفونات قندار استفاده نمود هر چند استفاده از این ماده تنها به عنوان ماده کاهش دهنده آب صورت می گیرد و برای ایجاد کیفیت ترمز کنندگی می توان از ترمز کننده های پلاستیکی استفاده نمود که سفت شدن اولیه بتن را به تاخیر انداخته امکان بتن ریزی های پر حجم و طولانی را ایجاد می نماید لازم به توضیح است که خاصیت ترمز کنندگی مواد ترمز کننده تنها زمان سفت شدن اولیه بتن را به تاخیر می اندازد و در کسب مقاومت فشاری در بتن تاخیر چندانی ایجاد نمی کند و لذا به هیچ عنوان نباید با بتن هایی که از سیمان پرتلند کم حررارت تهیه می گردند اشتباه شوند

انضمامات هوادار یا متخلخل کننده

بتن های هوادار دارای دوام و عمر بیشتری از بتن های بدون هوا در مقابل تاثیرات یخبندان و نمک ها هستند و همچنین در مقابل مایعاتی که به عنوان مواد ضد یخ بندان در زمستان بر روی سطح جاده ها و باند فرودگاه ها استفاده می شود داری مقاومت بیشتری می باشند

حباب های هوا در بتن تولید کیفیت پلاستیکی می نمایند و مستلزم اعمال تغییراتی در نسبت مواد تشکیل دهنده مخلوط هستند برای بتن هایی که از شن 20mm

تعریف بتن بتن(concrete) :بتن کلمهای لاتین است چندین سال پیش دکتر قالیبافان با ارایه یک مقاله ی چند صفحه ای در دانشگاه تهران ثابت کردند که این کلمه نباید به صورت "بتون" نوشته شود و صحیح آن "بتن"می باشدبتن محصول و نتیجه ی اختلاط سنگ دنه و آب است با درصد وزنی مشخص از هر کدام که با گذشت زمان و در معرض هوا به صورت جسمی به هم چسبیده و سخت در می آید در پارهای از موارد در بتن از مواد افزودنی خاص نظیر هوازا-میکروسیلیس ها-روان کننده ها و فوق روان کننده ها به منظور تامین بیش تر و یا بهبود و یا تغییر بعضی از خواص مورد نظر استفاده میشود برای شناخت ویژگی های هر کدام از اجزا بتن لازم است ابتدا ویژگی های بتن مرغوب را بشناسیم ویژگی های بتن مرغوب1-کارآیی                2-مقاومت                       3-پایایی کارآیی بتن:به بتن کارا میگویند که در پنج مرحله ی :ساخت-حمل-جادادن-تراکم و پرداخت باکلیه ی ضوابط مربوطه:اولاً :از نظر اجرایی مشکلی ایجاد نکرده و کار با آن به راحتی و با صرف انرژی معقول انجام گیرد ثانیاً : بتن یک پارچگی و یک نواختی خود را از دست ندهد یعنی اجزا آن از هم جدا نشود به دو صورت ممکن است جداشدگی در بتن اتفاق افتد:a)    جدا شدگی مصالح از خمیر سیمان (segregation) یعنی جدا شدن مصالح ریز دانه و خمیر سیمان از یک دیگر بتنی که پس از جدا شدن مصالح مصرف شود مقاومت لازم را نخواهد داشت زیرا پر از حباب هوا وحفره می باشد b)    آب زدگی یا رو زدگی (bleeding): در این حالت دوغاب سیان از سنگ دانه جا شه و روی بتن قرار می گیرد    این عامل برای بتن نا مطلوب است و مقاومت آن را به شدت کاهش میدهداگر دوغاب سیمان که به صورت روزدگی روی بتن ظاهرمیشود بدون سیمان باشد یعنی به صورت آب زلال برد در صورت تبخیر و یا جمع کردن آن مقاومت بتن افایش می یبد زیرا نسبت آب به سیمان مخلوط کم تر می شود (میتوان آب را به روشیجمع کرد و یا باقی گذاشت تا تبخیر شود )مقاومت : منظور از مقاومت بتن تاب فشاری آن میباشد که با انجام نمونه گیری و پس از شکستن نمونه محقق می شود معیار سنجش مقاومت بتن مقاومت فشاری 28 روزهی نمونه ی آزمایشگاهی می باشدپایایی : دوام و پایداری بتن در برابر عوامل خورنده ی خارجی در طول عمر مفید بتن را پایایی می نامندممکن است بعد از گذشت سال ها مسایل پایایی بتن به رخنمون نماید یعنی کیفیت مصالح تشکیل دهندهی بتن آن قدر کاهش یابد که ایمنی و قابلیت بهره برداری سازه را به خطر اندازد عوامل تقلیل دهنده ی پایایی بتن:  1-انواع سایش ها (عامل مکانیکی)         2-انواع یخ زدن ها (عامل فیزیکی)      3-انواع خوردگی ها "اعم از میل گرد و بتن "(عامل شیمیایی)حتی عدم استفادهی صحیح از نوع سیمان خاص می تواند موجب خرابی بتن شود مثلاً سیمان تیپ5 کاملاً ضد سولفات است ولی اگر در جایی به کار رود هم زمان ین سولفات و کلر در ان وجد داشتهباشد نه تنها مفید نخواهد بود بلکه باعث افزایش روند خوردگی میل گرد مدفون در بتن میشود [مانند سواحل جنوبی کشور] مصالح بتنی میباید چه ویژگی هایی داشته باشد تا بتواند خصوصیات لازم برای یک بتن مرغوب را فراهم سازد در زیر مصالح تشکیل دهنده ی بتن و ویژگی های عمده ی آن ها بررسی می شود مصالح سنگی مصالح سنگ دانه حدود 70 درصد حجم و نیز حدود 70 تا 75 درصد وزن بتن راتامین میکند لذا می باید توجه خاصی نسبت به کیفیت آن ها مبذول شود زیرا کوچک ترین تغییر  در آن ها سبب تغییزات زیادی در کیفیت بتن میشود مصالح سنگ دانه عمدتاً به صورت های زیر تهیه می شود A.   مصالح طبیعی گرد گوشه (رودخانه ای) سنگ دانه به دست آمده از مصالح طبیعی رودخانه ای حاصل فرسایش و هوازدگی توده هایی است که آب آن ها را با خود آورده و در بستر رودخانه دپو کرده و یا در دانه ی تپه ها یافت میشود و معمولاً به منظور مصرف شسته و دانه بندی می شود تا در محدودهی مشخصات قرار گیرد مصالح رودخانه ای به صورت گرد گوشه می باشند و ویژگی اصلی آن ها همین گرد گوشه بودن آن ها است با توجه به نوع سنگ مادر آن ها میزان گرد گوشه بودن آن ها متفاوت است جنس این سنگ ها معمولاً غیریک نواخت می باشد زیرا توده هایی هستند که در اثر سایش پدید آمده اند B.                        مصالح شکستهبرای تهیه این مصالح از سنگ معادن استفاده می شود و دستگاه کوبیت "سنگ شکن" شکسته می شوند اگر سنگ دانه های طبیعی برای دانه بندی توسط دستگاه شکسته و سرند شوند این سنگ دانه ها مصالح طبیعی شکسته هستند از ویژگی های مصالح شکستهی معدنی وجوه شکسته در سنگ و تقریباً یک نواخت بودن جنس آن ها را می توان نام برد C.                        مصالح ترکیبی       این مصالح ترکیبی از مصالح طبیعی و شکسته می باشند و بسته به شرایط اقتصادی و اجرایی تر کیبی از این مصالح استفاده می شود در شیراز معمولاً از مصالح طبیعی شکسته استفاده می شوددانه شککسته به دانه ای اطلاق می شود که حداقل در سه وجه شکستگی داشته باشد و درصد شکستگی برای شن ها حداقل 85درصد میباشد یعنی 85درصد مصالح شن باید دارای سه وجه شکسته باشد هر سه سنگ دانه ی ذکر شده را می توان در بتن استفاده کرد مشروط بر این که سه ویژگی مهم کارایی مقاومت و پایایی را تامین کنند برای رسیدن به این ویژگی ها باید مصالح به دو دسته ریز دانه و درشت دانه تقسیم شوند در استانداردهای موجود ASTM(آمریکا ) – B.S(انگلستان) و DINآلمان تقسیم بندی مصالح سنگی به صورت زیر تعریف شده است: ذرات حدود 5میلی متر به پایین را ماسه و 5 میلی متر به بالا را شن اطلاق می نماینددر مقطع یک بتن خوب باید اسکلت اصلی بتن درشت دانه باشد و ریز دانه ها اطراف درشت دانه ها را به خوبی پر کرده و کل این مجموعه به وسیله ی خمیر سیمان کاملاًبه هم چسبیده باشنداگر به جای ریز دانه ها خمیر سیمان جای گزین شود بتن ضعیف خواهد بود و اگر بتن تنها با شن و خمیر سیمان بدون نرم دانه (ماسه)باشد وزن مخصوص آن بسیار کم خواهد شد زیرا پر از حفره است در انگلستان از ترکیب شن و سیمان بتنی متخلخل به نام کاورنو میسازند این بتن دارای دانسیته کم و تخلخل زیاد بوده و برای عایق بندی استفاده میشود و برای سازه های بتنی مناسب نمی باشد هر چه دانه های شن درشت تر باشد فضای خالی اطراف آن ها در بتن کاهش می یابد و همچنین آب کمتری برای مرطوب کردن سطوح آن ها مورد نیاز است مثلاً در یک مکعب به ابعاد 2*2*2سانتی متر مجموع سطح خارجی برابر 24 سانتی متر مربع است و اگر همین مکعب به مکعب هایی به ابعاد 1*1*1سانتی متر تقسیم شود هشت مکعب حاصل می شود –که جمع سطوح خارجی مکعب ها برابربا 48سانتی متر مربع می شود پس با تبدیل مکعب 2*2*2به مکعب های 1*1*1حجم کل ثابت مانده در صورتی که جمع سطوح خارجی دو برابر شده است  بنابرین در یک حجم ثابت بتن هر چه دانه ها ریزترباشد میزان آب مورد نیاز برای خیس کردن سطوح خارجی بیش تر می شود و برای تامین کارایی مناسب نیاز به آب بیش تری می باشد که این عامل باعث کاهش مقاومت می شود در غیر این صورت برای یک نسبت آب به سیمان ثابت نیاز به سیمان بیش تری نیز می باشد در نتیجه بتن غیر اقتصادی می شود لذا هر چه شن درشت تر باشد نتیجه آن کاهش آب مصرفی و افزایش مقاومت بتن خواهد بود از طرفی هر چه شن درشت تر باشد چسبندگی خمیر سیمان و سنگ دانه کاهش می یابدو اطراف میل گردهای مدفون در بتن و نیز گوشه قالب ها کاملاً پوشیده نمی شود لذا می باید برای اندازه شن محدودیتی قایل شدحداکثر اندازه ی مصالح درشت دانه  حداکثر اندازه یدرشت دانه در بتن مسلح به عوامل زیر بستگی دارد :1)   ابعاد قالب و فاصله ی بین میل گردها2)   اندازهی توصیه شده ی حداکثر توسط آیین نامه ها بر اساس آیین نامه ی بتن ایران: حداکثر اندازه با توجه به ابعاد قالب و فاصله ی میل گرد ها به کوچکترین مقادیر زیر محدود می شود :1)   یک پنجم کوچکترین بعد داخلی قالب 2)   یک سوم ضخامت دال (یک چهارم توصیه می شود )3)   سه چهارم حداقل فاصله ی آزاد بین میل گردهاهمچنین آیین نامه ی مذکور توصیه می نماید که اندازهی اسمی ترجیحاً از 2/3سانتی متر (25/1اینچ) بیش تر نشود بنا برین حداکثر اندازهی درشت دانه ، کوچک ترین اعداد بالا، یعنی 3سانتی متر انتخاب می شودنامه چنین بیان می کند که در بتن مسلح معمولی با افزایش اندازه ی شن تاحداکثرقطر حدود 3 سانتی متر مقاومت افزایش می یابد و بعد از آن مقاومت کاهش پیدا میکند زیرا چسبندگی کافی بین خمیر سیمان و سنگ دانه ها تا قطر 3سانتی متر وجود دارد اما بعد از آن کاهش می یابد در کارهای اجرایی بهتر است از دانه بندی حدود12تا25میلی متر یعنی شن بادامی استفاده شودو در کارگاه هایتولید شن در شیراز معمولاً حد بالا5/2 سانتی متر می رسد اما در بتن ریزی های حجیم این اعداد قابل عمل نخواهد بود یعنی در بتن ریزی حجیم بدون میل گرد از دانه بندی 5تا10 سانتی متر استفاده می شود در بتن های غوطه ای با عیار کم سیمان که برای پر کردن چاهک ها کانال ها  و غیره استفاده می شود معمولاًاز شن حدود 10 سانتی متر استفاده می شود (شن زیر سرندی درشت که ابتدا شکسته می شود و سپس در بتن غوطه ای مصرف می شود )شن نخودی  این شن دارای دانه بندی بین 5تا12 میلی متر می با شد که دانه بندی ریز بوده  و بیش ترین مورد استفاده ی آن در سقف های تیرچه و بلوک و قطعات با ضخامت کم تر از 6 سانتی متر می باشد الک های رایج دانه بندیالک نمره ی 4 : این الک دارای چشمه هایی به ابعاد 75/4 *75/4 میلی متر می باشد و تعیین کننده حد و مرز بین شن و ماسه است در بتن می یابد مصالح ریز دانه پر کننده که فیلرنایده می شود به میزان کافی وجود داشته باشد یعنی پر کننده ای که کارایی مناسب ایجاد می کند برای این نرم دانه ها مصالح گذشته از الک نمره ی50 حدود 15درصد و الک نمره ی 100 حدود 5درصد ماسه مصرفی توصیه می شود هر چه عیار سیمان بال رود افت بیش تری در بتن تازه خواهیم داشت و هیچ گاه افزایش مقدار سیمان بیش از حد معمول نمی تواند کارایی فیلر را داشته باشد ذرات ریز تر از اندازه ی الک نمره ی 200به قطر 75میکرون برای بتن نا مناسب هستند زیرا این ذرات ریز اغلب رس یا سیلیت می باشند که با کا هش دادن چسبندگی و جذب آب بتن مقاومت آن را کاهش می دهند در حال حاضر حدود 15معدن فعال تولید شن وماسه در شیراز وجود دارد که اکثراًدر جاده ی سپیدان واقع شده است –و بدون استثنا همگی ماسهای با دانه بندی خشن و درشت ارایه می دهند در تمام آیین نامه ها یک ویژگی برای ماسه به نام مدول نرمی (FINENEESS MODULOUS) تعریف شده که معیار زبری و نرمی ماسه است و بایستی بین 3/2 تا2/3 باشد اگراز3/2 کمتر باشد ماسه خیلی نرم ودارای سطح نرمی زیاد است وماسه ی بالای مدول نرمی 2/3 خحشن و درشت می باشددر حال حاضر معادن شیراز برای تولید ماسه به جای سرند نمره ی 4 از سرند8/3 اینچ (حدود چشمه 5/9میلی متر)استفاده می کنند یعنی به جای دانه ی حدود 5 میلی متر دانه حدود10میلی مترتولید می شود که صرفاً جنبه سود جویی دارد و با توجه به تفاوت ریالی نرخ شن و ماسه تولید شن به عنوان ماسه اقتصادی تر است تقریباً در تمام کارگاه های تولید شن و ماسه در شیراز حدود 30درصد از مصالح مربوط به شن (5تا9 میلی متر ) وارد ماسه می شود و با همان قیمت ماسه به فروش می رسد نحوه ی نصب دستگاه ماسه شور و انجام کار شستوشوی ماسه در تمیزی آن بسیار مهم است عدم رعایت زاویه مناسب دستگاه شستوشو باعث خروج مقدار زیادی نرم دانه –هنگام شستوشو -  می شودمشکل عمده ی ماسه علاوه بر میزان خاک موجود در آن آلودگی ناشی از نمک ها و سولفات  ها می باشد آلودگی نمک ها با شستن از بین میرود اما سولفات ها با شست از بین نمی رود اشکال دیگر وجود مواد آلی –که ناشی از ریشه های پوسیده ی گیاهی هستند –می باشد سنگ دانه ها نباید به هیچ وجه وارد واکنش های شیمیایی در بتن شوند لذا کنترل می کنیم که سنگ دانه هایی که در بتن مصرف مبشوند از این نظرقابل قبول باشند میزان تمیزی ماسه از خاک با درصد گذشته از الک نمره ی 200، نسبت مستقیم دارد در آزمایشگاه، میزان تمیز بودن ماسه با آزمایشS.E (sand equivalent ) یا ارزش ماسه ای تعیین می شود ماسه مصرفی در بتن مسلح بایستی دارای S.E بزرگتر یا مساوی 80باشد و در آسفالت. S.E بزرگتر یا مساوی 60قابل قبول است در عمل می توان ماسه ی شسته ی  شکسته، ماسه ی کنکاسوری (4-0 ) و شن را استفاده کرد نقش ماسه ی (4-0) تامین کمبود فیلر ماسه درشت در شیراز می باشد برای تامین فیلر متوان از مصالح طبیعی یا شکسته ی مناسب گذشته از الک نمرهی 50 و 100 استفاده کرد که این کار به صورت درصد وزنی انجام می شود در هر صورت انجام آزمایش S.E.  بر روی هر نوع فیلر الزامی است آیین نامه بتن ایران میزان خاک در مصالح طبیعی رود خانه ای گذشته از الک نمره ی 200را تا 3 درصد ماسه مصرفی اجازه می دهد وبرای مصالح   شکستهی کوهی به صورت پودر سنگ خالص حداکثر تا 5 درصد را مجاز می داند اگر ریز دانه ای ماسه از نوع پودر سنگ باشد می توان  S.E.  مساوی 75 و بالاتر را نیز پذیرفت کاربرد مصالح نرم دانه به صورت فیلر در بتن تنها زمانی مجاز است که از عدم وجود مواد زیان آور برای بتن در آن اطمینان حاصل شود.