سیستم ساختمانی قاب‌های سبک فولادی سرد نورد شده LSFLSF

سیستم ساختمانی قاب‌های سبک فولادی سرد نورد شده LSF ساختمان‌های پیش ساخته فولادی سبک (light weight steel frame) موسوم به LSF به صورت اجرای خشک و عمدتاً با استفاده از اتصالات پیچی و به روش تولید صنعتی به کار گرفته می‌شوند . این ساختمان‌ها از سه جزء اصلی شامل ورق‌های فولادی سرد نورد شده جهت تأمین سازه ؛صفحات تخته گچی به عنوان پوشش رویه درونی لایه عایق حرارتی و صوتی ،تشکیل می‌شوند .کاربرد این ساختمان‌ها به عنوان سیستم سازه ای مستقل ،اکثراً در انبوه سازی ساختمان‌های دو طبقه ،دفاتر و ساختمان‌های تجاری کوچک ،واحد های صنعتی و سالن‌های ورزشی در یک طبقه می‌باشند .به نظر می‌رسد این سیسنم سازه ای توانایی ترکیب شدن با سیستم‌های سازه ای دیگر ، همانند دیوارهای بتن‌آرمه سازه ای را نیز دارا می‌باشد و می‌تواند در ساخت ساختمان‌های کوتاه مرتبه به صورت سیستم سازه ای مختلط به کارگرفته شود .جهت ساخت مقاطع سرد نورد شده مطابق آیین نامه های مربوط به این سازه‌ها استفاده از اشکال مختلف مجاز می‌باشد .این مقاطع معمولاً دارای ابعاد متنوع و محدوده تغییراتی ضخامتی بین 0.6 الی 2.5 میلی متر می‌باشند .اتصال سازه LSF به شالوده به وسیله یک کلاف افقی با مقطعc شکل می‌باشد .اجزاء قائم این سیستم به عنوان عضو باربر ستونی در بارهای ثقلی عمل می‌نمایند .برخی ازاین اعضا که در دهانه مهاربندی جانبی سازه قرار می‌گیرند علاوه بر بار ثقلی متحمل نیرو های ناشی از بارهای جانبی می‌شوند .این اعضا تحت نام وادار (stud )در این سیستم معرفی می‌شوند . سقف سازه این ساختمان‌ها متشکل از تیرچه های فلزی سرد نورد شده بوده که فواصل تیرچه‌ها با توجه به میزان ظرفیت باربری عضو و ابعاد قطعات پوشش سقف که می‌تواند تخته های چوبی،سیمانی و یا دال بتن‌آرمه باشد تعیین می‌شود . تیرها و تیرچه‌ها عمدتاً دارای مقاطع با اشکالc یاz می‌باشند ،پوشش سقف با دال بتن‌آرمه ،در صورت تأمین یکپارچگی لازم بین بتن و پروفیل فولادی تیرچه ،می‌تواند به عنوان یک سقف مرکب بتنی فلزی طراحی شود.در ساختمان‌های LSF به منظور باربری جانبی سازه در دو امتداد اصلی متعامد ،از دهانه های باربر جانبی استفاده می‌شود که تحت عنوان ( Load Bearing Wall) نامیده می‌شود . دهانه های باربر به 4 روش ایجاد می‌شود که عبارتند از: سیستم دهانه‌های مهاربندی شده با اعضای قطری، سیستم دیوار برشی با ورق فولادی نازک، سیستم دیوار باربر با پوش‌های OSB، سیستم دیوار برشی بتن‌آرمه. در حال حاضر در کشور ایران استفاده از سیستم دهانه های مهاربندی شده با اعضای قطری برای ساختمان‌ها تا 2 طبقه مسکونی و سیستم باربر جانبی دیوار برشی بتن‌آرمه برای ساختمان‌های تا 5 طبقه مجاز می‌باشد عملکرد صوتی دیوارها و سقف‌های ساخته شده با این سیستم در صورت رعایت تمهیدات لازم به راحتی پاسخگوی انتظارات تعیین شده در مقررات ملی ساختمان می‌باشد .پروفیل‌های سرد نورد شده مقامت کمی در برابر حریق دارند و باید به خوبی محافظت شوند .یکی از دلایل کاربرد گچ به عنوان پوشش داخلی ساختمان‌ها ،دستیابی به این هدف است. از عمده مزایای ساختمان‌های سبک فولادی LSF کاهش جرم ساختمان می‌باشد که تاثیر فراوانی در جهت کاهش هزینه های ناشی از مصالح،نیروی انسانی و نیز زمان احداث پروژه‌ها خواهد داشت .به کارگیری این سیستم در ساختمان‌های پنج طبقه کشور با رعایت تمهیدات خاصی مقدور بوده و به نظر می‌رسد به عنوان یک گزینه در انبوه سازی می‌تواند موفق باشد مشروط بر آنکه بر اساس عملکرد سازه ای ،طراحی و اجرای آن ،محدودیت‌ها و ضوابط موجود در سایرآیین نامه‌ها بررسی و برای کشور تدوین و تهیه گردد .قدر مسلم آنکه اصلاحاتی در خصوص مقاطع ستونی،اعضای قطری مهاربند و نیز اتصالات این سیستم مورد نیاز می‌باشد که می‌بایست به نحو شایسته ای بدان پرداخته شود. این سیستم در زمینه های انرژی ،حریق،اکوستیک و سازه در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن ،مورد ارزیابی قرار گرفته و کاربرد آن در حیطه الزامات ارائه شده، مجاز می‌باشد. الزامات طراحی اجرا برای سیستم‌های ساختمانی قاب‌های سبک فولادی سرد نورد شده LSF 1. در مناطق با خطر نسبی کم ،متوسط و زیاد(مطابق آیین نامه 2800 ایران) استفاده از این سیستم سازه به عنوان قاب ساختمانی ساده به همراه دیوار برشی بتن مسلح حداکثر در 5 طبقه یا ارتفاع 18 متر از تراز پایه بلامانع است. 2. استفاده از این سیستم در مناطق با خطر نسبی کم ،متوسط و زیاد(مطابق آیین نامه 2800 ایران) تا حداکثر 2 طبقه یا ارتفاع 7.20 متر از تراز پایه ،با اجرای مهاربندی قطری بلا مانع است . 3. به کارگیری این سیستم در مناطق لرزه خیز با خطرنسبی بسیار زیاد(مطابق آیین نامه 2800 ایران)مجاز نیست . 4. به کارگیری حداکثر دهانه 5 متر و حداکثر ارتفاع ناخالص (با احتساب ضخامت سقف)3.60 متر برای هر طبقه در این سیستم مجاز است . 5. طراحی کلیه اجزا ء اتصالات در این سیستم بر اساس استانداردAISI و طرح سازه ای و لرزه ای آن بر اساس آیین نامه های ASCE-05و IBC2003 و ویرایش‌های بعد از آن انجام گیرد . 6. کنترل سازه در مقابل بار باد بر مبنای مقررات ملی ساختمان ایران مبحث ششم و با در نظر گرفتن سیستم مقاوم در برابر بار جانبی ناشی از زلزله که در بندهای 1 و 2 آمد ه است انجام شود . 7. رعایت محدودیت حداکثر بار مرده و زنده به ترتیب 250 کیلوگرم بر متر مربع و 350 کیلوگرم بر متر مربع برای سقف‌ها الزامی است . 8. رعایت مشخصات فولاد سرد نورد شده بر اساس استانداردASTM الزامی است . 9. رعایت ضوابط فصل 21 آیین نامهACI-318-05 و ویرایش‌های پس از آن برای طراحی دیوارهای برشی بتن مسلح الزامی است . 10. تأمین ضوابط دیافراگم صلب برای کلیه سقف‌ها الزامی است . 11. کلیه اتصالات اعضای قایم به اعضای افقی می‌باید به گونه ای باشد که یکپارچگی اعضا در ارتفاع سازه تأمین شود . 12. ضوابط مربوط به اجزاء اتصالی شامل پیچ خودکار ،پیچ و مهره می‌بایستی مطابق آیین نامهAISC و استانداردAISI تأمین شود . 13. در صورت استفاده از اتصالات جوش ،رعایت ضوابط و مقررات مربوط به جوشکاری اعضای نورد شده مطابق استانداردAISI و آیین نامه هایAWS و AISC الزامی است. 14. سقف سازه ای این سیستم متشکل از تیرچه فلزی دال بتن مسلح فوقانی به صورت مقطع مرکب است که می‌باید بر مبنای ضوابط مقاطع مرکب مطابق آیین نامه و دال‌های بتن مسلح بر مبنای آیین نامهACI تأمین شود. 15. به کارگیری مصالح بنایی در دیوارهای خارجی و داخلی مجاز نمی‌باشد .حداکثر وزن متر مربع دیوارتمام شده در جداکننده های داخلی نبایستی بیشتر از 50 کیلوگرم بر متر مربع و در دیوارهای خارجی نبایستی بیش از 100 کیلوگرم بر مترمربع باشد . 16. لازم است تمهیدات لازم به منظور عدم مشارکت پانل‌های غیر باربر و جداکننده‌ها در سختی جانبی سازه صورت پذیرد . 17. لازم است تمهیدات لازم متناسب باشرایط مختلف اقلیمی و محیط‌های خورنده ایران صورت پذیرد . 18. کلیه مصالح و اجزا در این سیستم اعم از معماری و سازه ای از حیث دوام ،خوردگی،زیست محیطی و غیره می‌بایستی بر مبنای مقررات ملی ساختمان ایران یا آیین نامه های ملی یا معتبر بین المللی شناخته شده و مورد تایید ،به کار گرفته شود . 19. الزامات مربوط به انرژی باید مطابق مبحث 19 مقررا ت ملی ساختمان رعایت شود . 20. در صورتی که عایق حرارتی به صورت پرکننده اجرا شود ،باید نوع و ضخامت عایق،مقاومت حرارتی مورد نیاز را تأمین کند . 21. به منظور کاهش اثر پل حرارتی ،لازم است حدفاصل وادارهاstud) (و لایه خارجی جداره با نوعی عایق حرارتی متراکم پر شود . 22. لازم است ملاحظات کامل هوابندی در جداره های داخلی و خارجی ،بازشو ها و همچنین محل نصب اجزای اتصالی نظیر پیچ و مهره ،با توجه به اقلیم مورد نظر و همچنین خطر میعان به عمل آید . 23. رعایت مبحث سوم مقررات ملی سختمان درخصوص حفاظت ساختمان‌ها در مقابل حریق و همچنین الزامات نشریه شماره 444 مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن مربوط به مقاومت جداره‌ها در مقابل حریق با درنظر گرفتن ابعاد ساختمان ،کاربری و وظیفه عملکردی اجزای ساختمانی الزامی است . 24. صدابندی هوا برد جداکننده های بین واحد های مستقل و پوسته خارجی ساختمان و صدابندی سقف بین طبقات می‌بایست طبق مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمان تأمین شود . 25. اخذ گواهی نامه فنی برای محصول تولیدی ،پس از راه اندازی خط تولید کارخانه ،از مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن الزامی است . دیوارهای غیر باربر سبک پیش ساخته LSF صفحات دیواری سبک که از سیستم ساختمانی قاب‌های سبک سرد نورد شده منشعب می‌شوند قابل کاربرد در اکثر سیستم‌های ساختمانی می‌باشند .این صفحات دیواری بر اساس کاربرد اجزایی به نام studوادار وtrack (تیرچه)شکل گرفته است و ساختار اصلی دیوارها از ترکیب نیمرخ های فولادی گالوانیزه سرد نورد شده ،بر پا می‌شود. مقطع مورد استفاده در این دیوارها c شکل می‌باشد که معمولاً با اتصالات مکانیکی به یکدیگر متصل می‌شوند. هر دیوار از تعدادی اجزای عمودی شکل (وادار) به فواصل 40 تا 60 سانتی متر که در بالا وپایین به اجزای افقی ناودانی شکل Uیا Cشکل(تیرچه) متصل شده‌اند،تشکیل می‌شوند .در صورتی که از مقاطعC شکل به عنوان تیرچه استفاده شود،لازم است برش کاری در محل نصب وادار انجام شود . این سیستم قابلیت بالایی برای نصب عایق حرارتی دارد .عایق حرارتی را به دو روش می‌توان بین وادارها نصب کرد .در روش اول ،وادارها هم راستا اجرا می‌شوند و عایق حرارتی ،در فضای بین آن‌ها قرار می‌گیرد اجرا در روش دوم،وادارها هم راستا اجرا نمی‌شوند و عایق حرارتی به صورت زیگزاگ بین آن‌ها حرکت می‌کند .در این حالت وادارها به صورت پلی حرارتی عمل نخواهند کرد و عایق کاری در شرایط بهتری انجام می‌شود .یکی دیگر از راه های عایق کاری دیوارها نصب یک لایه حرارتی صلب در طرف خارجی قاب فلزی است . عایق صوتی از افزودن تخته گچی یا سیمانی در دو طرف عایق حرارتی (پشم شیشه )تأمین می‌شود .از دیگر روش‌های ایجاد عایق صوتی در یک طبقه ،استفاده از دیوارهای جداکننده با دو قاب مجزا از یکدیگر و نیز استفاده از وادارهای آکوستیکی می‌باشد . ورق‌های نسبتاً نازک فولاد گالوانیزه در برابر آتش دارای مقاومت کمی بوده و از این نظر باید محافظت شوند در غیر اینصورت ساختارها از نوعLSFدر برابر آتش به سرعت دچار تغییر شکل شده و فرو خواهند ریخت محافظت از این ساختارها در مقابل آتش به وسیله تخته های گچی که بر روی چهارچوب فولادی نصب می‌شود قابل تأمین است . به طور کلی با توجه به کاهش قابل ملاحظه وزن و اتلاف اندک مصالح نسبت به شیوه های متداول وقابلیت انطباق این سیستم با مقررات ملی ساختمان ،کاربرد این نوع دیوارهای سبک غیر باربر داخلی برای انبوه سازی مناسب می‌باشد . این پانل‌ها در زمینه های انرژی، حریق، آکوستیک و سازه در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، مورد ارزیابی قرار گرفته و کاربرد آن، در حیطه الزامات ارائه شده، مجاز می‌باشد. الزامات طراحی و اجرا برای سیستم دیوارهای غیر باربر سبک پیش ساختهLSF 1.در نظر گرفتن تمهیدات لازم برای مشارکت نکردن این پانل‌ها در سختی جانبی سازه الزامی است . 2.طراحی پانل‌های خارجی و اتصالات مربوط در مقابل بار باد مطابق مقررات ملی ایران مبحث ششم انجام گیرد . 3.حداکثر ارتفاع خالص مجاز پانل‌ها 3.2 متر است . 4.حداکثر وزن پانل‌های خارجی به 100 کیلوگرم بر متر مربع و پانل‌های داخلی به 50 کیلوگرم بر متر مربع محدود می‌شود . 5. رعایت مشخصات فولاد سرد نورد شده بر اساس استانداردASTM الزامی است . 6. ضوابط مربوط به اجزاء اتصالی شامل پیچ خودکار ،پیچ و مهره می‌بایستی مطابق آیین نامه AISCو استانداردAISI تأمین شود. 7. در صورت استفاده از اتصالات جوش ،رعایت ضوابط و مقررات مربوط به جوشکاری اعضای نورد شده مطابق استانداردAISI و آیین نامه هایAISCو AWS الزامی است . 8. لازم است تمهیدات لازم مناسب باشرایط مختلف اقلیمی و محیط‌های خورنده ایران صورت پذیرد. 9.الزامات مربوط به انرژی باید مطابق مبحث 19 مقررا ت ملی ساختمان رعایت شود . 10.در صورتی که عایق حرارتی به صورت پرکننده اجرا شود ،باید نوع و ضخامت عایق،مقاومت حرارتی مورد نیاز را تأمین کند . 11.به منظور کاهش اثر پل حرارتی ،لازم است حدفاصل وادارها و لایه خارجی جداره با نوعی عایق حرارتی متراکم پر شود . 12.لازم است ملاحظات کامل هوابندی در جداره های داخلی و خارجی ،بازشو ها و همچنین محل نصب اجزای اتصالی نظیر پیچ و مهره ،با توجه به اقلیم مورد نظر و همچنین خطرمیعان به عمل آید . 13.رعایت مبحث سوم مقررات ملی سختمان درخصوص حفاظت ساختمان‌ها در مقابل حریق و همچنین الزامات نشریه شماره 444 مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن مربوط به مقاومت جداره‌ها در مقابل حریق با درنظر گرفتن ابعاد ساختمان ،کاربری و وظیفه عملکردی اجزای ساختمانی الزامی است . 14.صدابندی هوا برد جداکننده های بین واحد های مستقل و پوسته خارجی ساختمان و صدابندی سقف بین طبقات می‌بایست طبق مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمان تأمین شود . 15.کلیه مصالح و اجزا در این سیستم اعم از معماری و سازه ای از حیث دوام ،خوردگی،زیست محیطی و غیره می‌بایستی بر مبنای مقررات ملی ساختمان ایران یا آیین نامه های ملی یا معتبر بین المللی شناخته شده و مورد تایید ،به کار گرفته شود . 16.اخذ گواهی نامه فنی برای محصول تولیدی ،پس از راه اندازی خط تولید کارخانه ،از مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن الزامی است

سیستم های مورد تایید مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن

سیستم های مورد تایید مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن
معرفی فناوری‌های نوین ساختمان

انواع سیستم ها :

1. سیستم ساختمانی قاب‌های سبک فولادی سرد نورد شده LSF
2. ساختمان‌های بتن‌آرمه با شیوه قالب‌های تونلی
3. روش اجرای ساختمان‌های بتن مسلح دیوار باربر با قالب عایق ماندگار ICF
4. سیستم قالب بندی ساختمان‌های بتن مسلح با استفاده از میز پرنده
5. پانل‌های دیواری مسلح ساخته شده با بتن سبک گازی AAC
6. سیستم سقف کوبیاکس Cobiax
7. سیستم قاب ساده بتنی نیمه پیش ساخته K با دیوار برشی بتن مسلح درجا
8. سیستم قالب بندى ساختمان هاى بتن آرمه
9. سقف مجوف بتن مسلح با استفاده از بلوک تو خالى ماندگار، از جنس پلى پروپلین
10. ساختمان هاى بتن آرمه متشکل از دیوار باربر دولایه و سقف هاى نیمه پیش ساخته با بتن درجا
11. سازه هاى بتنى سقف و دیوار با قالب یکپارچه
12. سیستم قاب ساختمانی ساده بتن مسلح با ستون پیش ساخته، تیر نیمه پیش ساخته، سقف هالوکورد و دیوار برشی بتن مسلح درجا
13. سیستم دیوارهای توپر و سقف های با هسته توخالی بتن مسلح پیش ساخته
14. سیستم دیوارها و سقف های بتن مسلح پیش ساخته توخالی(سیستم داموس)
15. سقف دال­های نیمه پیش ساخته بتن مسلح Double Tee با بتن رویه
16. سقف بتنی پیش تنیده پس کشیده
17. ساختمان های بتن مسلح با قالب ماندگار پلیمری سیستمRBS
18. ساختمان های بتن مسلح با قالب عایق ماندگار مسطح عمودی
19. ساختمانهای بتن مسلح با قالب عایق ماندگار مسطح پانلی
20. سیستم ساختمان هاى پیش ساخته با دیوار باربر متشکل از سقف و دیواره هاى بتن آرمه با بتن سبک سازه اى
21. سیستم دال مرکب فولادى – بتنى
22. ساختمان هاى نیمه پیش ساخته با قاب هاى ساده مرکب فولادى -بتنى به همراه دیوار برشى بتن آرمه
23. ساختمان هاى نیمه پیش ساخته با صفحات منفرد ساندویچى سقف و دیوار، شامل لایه میانى پلى استایرن و بتن پاششى
24. ساختمان ها با صفحات دو لایه ساندویچى3D با بتن میانى درجا
25. ساختمان هاى بتن مسلح دیوار باربر با قالب عایق ماندگار
26. سیستم قا ب خمشی یک طبقه با مقاطع سبک فولادی سردنورد شده
27. سیستم سازه های بتن مسلح پیش ساخته مدولار سه بعدی
28. سیستم ساختمانی ترونکو
29. سیستم ساختمانی بلوک­های خشتی مسلح با تکنولوژی HABITECH
30. سیستم خانه ­های پیش ساخته سریع النصب دادو
31. ساختمان های بتن مسلح دیوار باربر با قالبهای عایق ماندگار بلوکی نئوپور
32. سقف مجوف پیش ساخته پیش تنیده (Hollow Core Slabs)
33. شیل منبسط شده
34. شبکه خرپاى فلزى تیرچه با جوش مقاومتى به روش ماشینى
35. شبکه آرماتور تولید شده صنعتى با جوش مقاومتى
36. دیوارهای غیرباربر QPanel
37. تخته سیمانى با تراشه هاى چوب
38. پانلهای پیش ساخته دیواری Rail-Wall از جنس بتن پرلیتی
39. نمای مرکب عایق حرارتی بیرونی بر پایه پلی استایرن منبسط (ETICS)
40. نمای مدولار پرسلان
41. صفحات عایق حرارتی
42. صفحات روکش دار گچی(تخته های گچی)
43. سیستم خانه های چوبی
44. سیستم مدولار دسترسی نوین
45. دیوارهای غیرباربر نیمه پیش ساخته صفحات ساندویچی
46. خرپای تیرچه ماشینی با فوندوله پلیمری
47. تخته های سیمانی الیافی
48. پانلهای دیواری ساخته شده از بتن سبک با دانه های لیکا
49. پانلهای دیواری الیاف بتن
50. پانلهای ساخته شده از رزین و ساقه گندم و برنج
51. پانلهای دیواری غیر باربر Ercolith
52. بلوکهای گچی سوراخدار
53. بلوک های دیواری ساخته شده با بتن سبک گازی
54. بلوکهای چوبی - سیمانی
55. آجر سفال ابداعی

منبع : مرکز تحقیقات راه ، مسکن و شهرسازی ؛ موسسه مقاوم سازی و بهسازی لرزه ای ایران

مراقبت و عمل آوری بتن

مراقبت و عمل آوری بتن عمل آوردن بتن به سلسله اقداماتی اطلاق میشود که برای تکمیل و پیشرفت هیدراتاسیون و افزایش مقاومت بتنی مورد استفاده قرار گرفته به مرحله اجرا در می آید .این اقدامات در حقیقت نوعی مراقبت و نگهداری در جهت پرورش و عمل آوردن بتن است که این مفاهیم بدین معناست که مراقبت باعث میشود سیمان موجود در بتن به مدت کافی مرطوب نگه داشته شود، به طوری که حداکثر میزان آبگیری آن چه در لایه‌‌های سطحی دانه‌ها و چه در حجم آنها صورت پذیرد. پرورش و پروراندن بتن به معنی ، تسریع گرفتن و سخت شدن آن به کمک حرارت می‌باشد. که از طریق آن دمای بتن،ورود آب به جسم بتن ، افزایش درجه اشباع ،خروج آب از جسم بتن و کاهش درجه اشباع را کنترل کرد. تغییرات احتمالی مقدار رطوبت بتن در مراحل اولیه سخت شدن نه تنها بر مقاومت بلکه بر دوام و پایایی بتن نیز اثر میگذارد. اهداف عمل آوردن بتن 1) جلوگیری از کاهش رطوبت یا تامین رطوبت از دست رفته در روزهای نخست پس از بتن ریزی 2) کنترل وو حفظ دمای بتن در حدی مطلوب برای مدت زمانی معین 3) توسعه مقاومت بتن با تکمیل عملیات هیدراسیون سیمان زمان لازم برای عمل آوردن را نمی توان بسادگی توصیه نمود و لیکن معمولا” حداقل مدت هفت روز را برای بتن ساختن شده با سیمان پرتلند معمولی توصیه می نمایند و حداقل مدت ده روز را برای بتن ساختن شده با سیمان پرتلند پوزولانی معمولی توصیه میشود. عوامل موثر در مراقبت از بتن عواملی نظیر سرعت باد، میزان تبخیر سطحی، دمای مخلوط بتن هنگام ریختن، رطوبت محیط و دمای آن، عواملی می‌باشند که روی یکدیگر اثر متقابل خواهند داشت. چنانچه میزان تبخیر سطحی بیش از 1 کیلوگرم بر متر مربع در ساعت باشد، پیمانکار باید تدابیر لازم را برای جلوگیری از تبخیر اتخاذ نماید. تبخیر بیش از میزان 1 کیلو گرم بر مترمربع در ساعت باشد ، باعث به وجود آمدن ترکهای خمیری در سطح بتن خواهد شد. مدت عمل آوری مدت زمانی که بتن باید از نظر کاهش رطوبت محافظت شود ، به نوع سیمان ، نسبت اجزای مخلوط ، مقاومت مورد نیاز ، اندازه و شکل عضو بتنی ، هوای محیط و به شرایط بعدی که بتن در معرض آن قرار خواهد گرفت ، یستگی دارد. در اینجا همه شرایط یکسان فرض شده و فقط نوع سیمان مصرفی ( سیمان پرتلند دو – سیمان پرتلند پوزولانی ) که اکثرا" در سازه های بتنی مورد استفاده قرار میگیرد ، بررسی و نتیجه گیری میشود. تاثیر عمل آوری در رطوبت بر مقاومت را می توان بصورت نمودار زیر که برای بتن با نسبت آب به سیمان 0.50 بدست آمده است ، مشاهده کرد. نمودار فوق نشان می دهد که بتن ساخته شده با سیمان پرتلند و نگهداری شده در محیط کارگاهی ، و بدون عمل آوری و مراقبت تقریبا" 52 درصد مقاومت مورد نیاز را کسب می کند و پس از سه روز ، هفت روز ، حالت مرطوب کامل به ترتیب 78 درصد و 90 درصد و 125 درصد افزایش می یابد. بتن ساخته شده با سیمان پرتلند پوزولانی به علت پایین بودن میزان حرارت هیدراتاسیون این نوع سیمان نسبت به سیمانهای دیگر و ماهیت دیرگیر بودن آن تا 90 روزه ، درصد کمتری نسبت که سیمان پرتلند دارد و نگهداری بیشتری را می طلبد. دمای محیط و تاثیر آن بر بتن دما محیط فاکتور مهمی در عمل آوری بتن می باشد ، بی شک افزایش درجه حرارت عمل آوری با عث تسریع واکنشهای شیمیایی هیدراسیون میگردد ، ولی اثرات نامساعد درجه حرارت زیاد بر مقاومت بعدی در عمر بتن متفاوت است. در روزهای اول عمر بتن که رطوبت مورد نیاز عمل هیدراسیون در داخل بتن وجود دارد ، افزایش درجه حرارت روند کسب مقاومت بتن را افزایش می دهد. اما بعد از 28 روز که عملیات هیدراسیون نسبتا تکمیل شده است ، افزایش درجه حرارت موجب کاهش رطوبت بتن میشود و روند کسب مقاومت بتن کاهش می یابد. حداقل نسبت آب به سیمان برای هیدراسیون کامل سیمان تقربیا 0.22 تا 0.25 است. مادام که سیمان هیدرات نشده موجود باشد ، افزایش مقاومت بتن نسبت به زمان ادامه می یابد ، مشروط براینکه بتن مرطوب باقی بماند یا رطوبت نسبی داخل بتن بیش از 80 درصد بوده و دمای بتن نیز مناسب و مطلوب باشد. سیمان پرتلند پوزولانی با توجه به مواد جانشین سیمان ، خیلی بکندی مقاومت کسب می نماید ، بنابراین احتیاج به یک زمان عمل آوری نسبتا طولانی نسبت به سیمان پرتلند معمولی دارد و براین اساس توصیه میشود که برای سیمان پرتلند پوزولانی در دمای کمتر از شش درجه از حتما از موادافزودنی استفاده شود. مصالح و روشهای عمل آوردن بتن در شرایط مطلوب بهتریت روش مراقبت با توجه به نوع و مشخصات پروژه، شرایط محل اجرا و مصالح موجود برای عمل آوردن، توسط دستگاه نظارت، تعیین و به پیمانکار ابلاغ می‌شود. الف) روش هایی که با اشباع کردن محیط پیرامون بتن ، حضور آب اختلاط در بتن را در دوره سخت شدن اولیه حفظ می کنند: 1) ایجاد برکه یا غوطه وری یا آب راکد : • عمل آوردن سطوح تخت مانند جاده ها ،پیاده رو ها و کفها با ایجاد برکه (دیواره هایی از ماسه یا خاک های نفوذ ناپذیر در پبرامون بتن )صورت میگیرد. • ضخامت لایه آب 5-10 سانتیمتر • آّ ب عمل آوردن نباید بیش از 11درجه سانتیگراد خنک تراز بتن باشد تا از تنش های حرارتی و ترکهای مویین جلوگیری کند. • آب مصرفی نباید دارای عناصر شیمیایی مخرب باشد. • کاملترین روش عمل آوردن با آب از طریق غوطه وری کامل عضو بتن انجام میگیرد. • معایب:مصرف آب زیاد است. 2) آب پاشی و ایجاد مه: • آب بصورت ریز شده و پودر شده پاشیده میشود تا روی بتن را مه آب بپوشاند. • در جاهایی که دمای محیط به اندازه کافی بالاتر از یخ زدگی باشد،استفاده میشود. • شلنگ های آب با جریان مداوم برای سطوح قائم یا تقریبا قائم سودمند است. • معایب: هزینه آب پاشی ،فرسایش سطح، ایجاد ترک ناشی از آبرفتگی به دلیل سیکلهای متناوب تر و خشک شدن. 3) پوشش های خیس اشباع شده: • کرباس خیس ،سفره های کتانی ضخیم ،موکت خیس،لایه ای خیس از خاک،ماسه یا خاک اره به ضخامت حدود 5 سانتیمتر کاه یا علف خیس درلایه ای به ضخامت 15سانتیمتر (با وسایلی نظیر تور سیمی در برابر وزش باد محافظت شوند) • از تابش مستقیم خورشید بر سطح بتن جلوگیری میکند. • پوششها مقداری از آب را در خود ذخیره میکنند که مدت زمانی طول میکشد تا این آب تبخیر شود. توجه: از ریختن بتن باید چند ساعتی گذشته باشد تا از پوشش استفاده کرد و گرنه سطح بتن خرای و ناصاف میشود. • معایب: در استفاده از پوششهای خیس خاک،ماسه ،خاک اره، علف و کاه امکان تغییر رنگ و لکه کردن بتن میشود. ب) روش هایی که از طریق اندود کردن سطح، از کاهش آب اختلاط بتن جلوگیری می کنند: 1) پوشاندن با کاغذ نفوذ ناپذیر • ترکیبی از 2لایه کاغذ گرافیتی که بوسیله ماده قیری بهم چسبانده شده و مجهز به رشته های نازک تقویتی است. • این کاغذ ها چرب و روغنی بوده و تاحدی عایق رطوبت هستند. • ابتدا سطح بتن را خیس کرده سپس کاغذ را روی آن بصورت نواری قرار میدهند. • هر نوار باید حداقل 25میلیمتر روی نوار مجاور را بپوشاند. • روش موثر برای عمل آوردن سطح افقی به شمار می رود. 2) پوشاندن با نایلون • پوشش نایلونی مانند ورق پلی اتیلن مصالح ضد رطوبت موثری هستند که براحتی برای اشکال پیچیدهو ساده مورد استفاده قرار میگیرند. • ورقهای پلی اتیلن باید ضخامتی برابر 0.1 میلیمتر دارا باشد. • در هوای گرم از ورقهای نایلونی سفید و در هوای سرد از نوع سیاه رنگ استفاده میشود. 3) اعمال مواد غشاساز • ترکیبات غشاساز مایع: موم،رزین ، لاستیک کلرینه شده و حلالهای بسیار فرار • مواد غشاساز از 2نوع کلی تشکیل شده اند: . 1- روشن با نیمه شفاف 2- سفید رنگ • مواد محافظ باید بلافاصله پس از پرداخت نهایی بتن با دستگاه های اسپری دستی یا برقی اعمال شود تا به گونه ای صاف و یکنواخت تمامی سطح را بپوشاند. ج) روشهایی که با تامین حرارت و رطوبت اضافی برای بتن ، رشد مقاومت آن را تسریع می کنند: 1) بخار زنده • در مواردی که کسب مقاومت اولیه در مدت زمان کم از اهمیت زیادی برخوردار بوده یا در هوای سرد که گرمای بیشتری برای تسریع عمل آبگیری سیمان مورد‌نظر است، برای عمل آوردن بتن از بخار استفاده می‌شود • دو روش برای عمل آوردن با بخار آب جهت کسب مقاومت اولیه بتن وجود دارد: عمل آوردن با بخار در فشار اتمسفری (برای سازه های بتنی در جایی که در محیط بسته قرار داده شده اند و واحد های پیش ساخته ) بسته به مشخصات سازه و شرایط محیط، عمل آوردن با رعایت مراحل زیر صورت می‌گیرد: ـ مرحله اول: ریختن و تراکم بتن در قالب و حفظ آن در هوای آزاد به مدت 2 الی 5 ساعت ـ مرحله دوم: افزایش دما در خیمه بخار تا رسیدن به دمای حداکثر طی مدت 2/5 ساعت ـ مرحله سوم: حفظ مجموعه در دمای ثابت به مدت 6 تا 12 ساعت ـ مرحله چهارم: کاهش تدریجی دما از دمای حداکثر به دمای مورد‌نظر در فاصله زمانی حدوداً 2 ساعت مدت زمان و دمای هریک از مراحل چهارگانه فوق‌الذکر با توجه به نوع سازه، نوع بتن و شرایط محیطی، قبل از اجرا باید به تأیید دستگاه نظارت برسد. دمای مرحله سوم نباید از 80 درجه سلسیوس و سرعت ازدیاد یا کاهش دما در مراحل دوم و چهارم نباید از 20 درجه سلسیوس در ساعت تجاوز نماید. 2) عمل آوردن با بخار تحت فشار زیاد برای عمل آوردن سریع بتن و رسیدن به مقاومتهای مورد‌نظر و قالب‌برداری فوری، استفاده از این روش معمول بوده و توصیه می‌شود. درجه حرارت عمل آوردن بین 165 تا 190 درجه سلسیوس و فشار کار در سیستم بخاردهی 5/5 تا 7/11 مگاپاسکال می‌باشد. از این روش در ساخت لوله‌های بتنی و بعضی اعضا و قطعات ساختمانی سبک استفاده می‌شود.مدت مراقبت به عواملی نظیر نوع سیمان، مقاومت مورد‌نظر، نسبت سطوح نمایان به حجم، شرایط آب و هوایی به هنگام ساخت و ریختن بتن و نهایتاً شرایط رویارویی بستگی دارد. 3) سیم پیچ های گرمازا 4) لحاف های عایق • لحاف های عایق است که معمولا پوشش های عایق پشم شیشه ای ، مناسب ترین پوشش هستند . • با توجه به اینکه بتن در هنگام گرفتن ، گرمازا بوده و گرمای آزاد شده ، دمای محدوده ی خود بتن را بالا می برد ، اگر چنانچه یک پوشش عایق روی بتن کشیده شود ، دمای بتن از دمای محیط بالاتر رفته و به دلیل عایق بودن پوشش ، تبادل حرارتی بتن با محیط خارج قطع شده و در نتیجه قطعه ی بتنی نسبت به دمای بیرون گرم تر می شود . • این تکنیک ساده و عملی است ، به خصوص برای دمای حدود صفر درجه بسیار مناسب است ، ولی متاسفانه در عمل کمتر از آن استفاده می شود • اگر دما باز هم سردتر باشد ( مثلا حدود 4 الی 5 درجه زیر صفر ) استفاده از پوشش هایی که مجهز به وسایل گرمازا هستند مناسب است . • در این روش پوشش هایی که المان های حرارتی از داخل آنها عبور کرده است ( شبیه پتوهای برقی ) را مورد استفاده قرار داده و با اتصال این وسایل به برق و تولید گرما ، مراقبت از بتن را انجام می دهند . • استفاده از این گونه وسایل ، باید کاملا توجیه اقتصادی داشته باشد 5) قالبهایی که بطور الکتریکی گرم میشوند. • قالب های فلزی این فرصت را دارند که مانع ازتبخیرآب می شوند. لذا با نگه داشتن قالب روی سطح بتن و آب دادن بتن ها می توان آب مورد نیاز بتن را تأمین گرد. • قالب های چوبی نه تنها مانع ازتبخیرآب نمی شوند بلکه مقداری ازآب بتن را جذب می کنند. آسیب های ناشی از عدم عمل آوری شرایط موثر در بهره دهی بتن می تواند در هرزمانی از عمر سازه اتفاق بیفتد. اگر بتن خوب عمل آوری نشود تا 50 درصد مقاومت بالقوه خود را از دست می دهد. سطح بتن را نباید تحت تاثیر تر و خشک شدن های متوالی که نتیجه عمل آوری نامناسب است قرارداد ، چون این عمل در عمر اولیه بتن باعث انقباض ، ترک برداری ، پودر شدگی ، سایش سطح شده و محیط حمله عوامل فیزیکی و شیمیایی بر بتن بیشتر میشود ، که این آسیب ها در سیمان پرتلند پوزولانی بدلیل کند بودن کسب مقاومت اولیه به مراتب بیشتر از سایر سیمانهاست. از آسیب های دیگر بتن می توان به قالب برداری زودتر از موعد اشاره کرد که بتن تنش های موثر را تحمل نکرده و تغییر شکل آن از تغییر شکل پیش بینی شده تجاوز می کند. حداقل زمان پیشنهادی برای قالب برداری بتن با سیمان پرتلند پوزولانی با در نظر گرفتن مواد پوزولانی و جانشین سیمان بشرح زیر می باشد.

ضوابط بتن ریزی در شرایط آب و هوایی مختلف

ضوابط بتن ریزی در شرایط آب و هوایی مختلف به طور کلی کنترل دمای اولیه مخلوط بتن به واسطه اثر بخشی قابل ملاحظه‌ای که در خواص بتن از جمله مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته، نفوذ پذیری و … خواهد داشت از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است و بررسی مسائل و مشکلات آن جایگاه ویژه ای را در مباحث تکنولوژی بتن به خود اختصاص داده است و به تناسب اهمیت آن، لازم است بررسی های کارشناسی مربوطه صورت پذیرد. مجموعه مباحث مرتبط با این موضوع را می توان مشخصاً به دو قسمت عمده تقسیم نمود: الف) بتن ریزی در هوای گرم ب) بتن ریزی در هوای سرد هر یک از این دو بخش مسائل مختص به خود را دارا بوده و بسته به شرایط آب و هوایی منطقه ای که پروژه در آن اجرا می شود، تدابیر مربوطه نیز در نظر گرفته می شود. طبق تحقیقات موجود مشخص شده است که پائین آمدن دمای بتن هر چند منجر به مقاومت فشاری ٢٨ روزه بیشتری در بتن می شود، اما روند کسب مقاومت بتن در ساعات اولیه را اندکی کاهش می دهد. اقلیم شناسی: طبق طبقه بندی اقلیمی بخش بزرگی از ایران دارای اقلیم گرم می باشد در فلات مرکزی اقلیم گرم و خشک و در سواحل و جزایر جنوبی اقلیم گرم و مرطوب وجود دارد. در اقلیم گرم و خشک تبخیر بیشتر از بارندگی و اختلاف دمای شبانه روز به 25 درجه سلسیوس می رسد. متوسط دما در روزهای تابستانی حدود 45 و در زمستان حدود 30 درجه سلسیوس است. رطوبت نسبی بسیار کم و به ندرت از 50 درجه افزایش و عموماً در حدود 10-20 درجه می باشد تغییرات دما در شبانه روز منجر به وزش بادهای گرم و عموماً با گردباد و سرعت زیاد می شود. شرایط مزبور برای کارهای بتنی مناسب نمی شود و مقاومت و پایائی (دوام) به طور محسوسی کاهش می یابد و برای دسترسی به بتن بادوام زیاد تمهیدات ویژه ای را باید به کار برد. ضوابط بتن ریزی: درجه حرارت هوا، درجه حرارت بتن، سرعت باد ورطوبت، بر میزان تبخیر سطحی بتن تأثیر می گذارند. هیچگاه منحنی ساده‌ای که بتواند بصورت مناسبی نتایج اوضاع جوی را خلاصه کند وجود ندارد و هر یک از عوامل، توجه جداگانه ای را ایجاب می‌کندکه در ذیل به آنها اشاره می شود. 1. تشعشع خورشیدی: این عامل به مقدار قابل توجهی بر درجه حرارت مصالح انبار شده تاثیر می گذارد. حرارت جذب شده از تشعشع خورشید در طول ساعات روز ممکن است در طول شب که سردتر است، تماماً از دست نرود. در نتیجه درجه حرارت درون دانه های سنگی انبار شده ممکن است به تدریج به اندازه ای برسد که یقیناً بتن گرم غیر قابل قبولی را ارائه دهد. 2. ماشین آلات: ماشین آلات معمولاً ظرفیت حرارتی کمی دارند. با آنکه این موضوع اجازه سرد شدن در شب را به آنها می دهد ولی آنها را قادر می سازد که سریعاً پس از بالا آمدن آفتاب گرم شوند مقادیر گرمای ذخیره شده نسبتاً کم است ولی ماشین آلاتی که در آفتاب قرار دارند سریعاً گرمای ذخیره شده در خود را به بتن تازه ای که در تماس با آنها واقع شود پس دهند. 3. قالب و آرماتور: مـــخصوصاً قالـــب و آرماتور لزوماً باید قبل از بتن ریزی آماده شوند. به استثنای مواردی که آنها را در سایه قرار می‌دهیم و یا به وسیله دیگری سرد نگه داری کنیم، احتمالاً در طول مدت جادادن بتن، به مقدار قابل توجهی گرم خواهند شدکه ممکن است بتن، در تماس با آنها قبل از آنکه بتواند متراکم شود سفت گردد. 4. زمین: ریختن بتن در زمین خشک و گرم می تواند دو نتیجه بد داشته باشد . بتن نه فقط ممکن است از زمین گرما بگیرد، بلکه آب خود را نیز از طریق جذب ، بوسیله زمین از دست می دهد. 5. درجه حرارت های هوا: هوا ظرفیت حرارتی کمی دارد و در صورت سکون، هدایت حرارتی آن ضعیف است معهذا قدرت هوا در جذب بخار آب با درجه حرارت آن افزایش می یابد . وجود درجه حرارت زیاد در هوا می تواند شدتی داشته باشد که آب موجود در بتن را حتی در موقع ساختن ، حمل ، جادادن یا سخت شدن ، تبخیر نماید . مثلاً هر گاه درجه حرارت بتن و آب ۲۰ درجه سانتی گراد باشد، میزان از دست رفتن آب از راه تبخیر دو برابر زمانی است که درجه حرارت ده درجه سانتی گراد باشد. 6. رطوبت: تقلیل رطوبت نسبی از ۹۰ % به ۵۰ % بدون تغییر در سایر شرایط، پنج مرتبه میزان تبخیر آب از بتن محافظت نشده را افزایش می دهد و این موضوع تفاوتی براینکه بتن درچه مرحله ای از حمل یا جادادن باشد نخواهد داشت. 7. سرعت باد: میزان جابجایی هوا، محتملاً عاملی است که بیشترین اشکالات را در ارتباط با بتن ریزی در آب و هوای خشک کننده به وجود می آورد هوای ساکن به سهولت از بخار آب اشباع می شود. وزش سبکترین نسیم باعث تجدید دائمی و فراهم شدن هوائی می شود که آب موجود در بتن محافظت نشده می تواند در آن تبخیر شود. بدین معنی که در نسیمی به سرعت ۱۵ کیلومتر در ساعت، تبخیر آب ۴ برابر میزان تبخیر در هوای ساکن است و در بادی باسرعت ۴۰ کیلومتر در ساعت، میزان تبخیر به ۹ برابر موقعی که هوا بی حرکت است می‌رسد. 8. درجه حرارت های شب هنگام: تأثیر پائین افتادن درجه حرارت شب هنگام، که بعضی اوقات در مناطقی که دور از دریا هستند مشاهده می‌شود، اغلب از نظر دور مانده است. نتایج نافعی در آنها است و مصالح انبار شده ممکن است قدری از حرارتی را که روز قبل ذخیره کرده اند از دست بدهند و ماشین آلات کارگاه سرد شوند. با وجود این، درجه حرارتهای تنزل یافته شبانه می توانند شدیداً بر بتن محافظت نشده در مراحل اولیه سخت شدن تاثیر بگذارند. چنانچه بتن مزبور محافظت نشده باشد، سطح آن باید الزاماً حرارت خود را به محیط سرد شبانگاهی پس بدهد و همراه با این عمل منقبض شود. ولی قابلیت هدایت نسبی کم بتن، باعث می شود که درجه حرارت وابعاد قسمتهای داخلی توده بتن به همان صورت باقی بمانــد. تنش کششی منتج در سطح خارجی بتن احتمالاً به واسطه تشکیل ترک ها آزاد می‌گردد. در حالیکه لزوماً ترکهای مذکور از اهمیت سازه ای برخوردار نیستند ولی بدنما بوده و ممکن است چنانچه بخواهیم در آینده مراکز فسادی نشوند لازم شود آنها را با هزینه زیاد و وسایل پر زحمت تری پر کنیم . شرایط محیطی : الف) شرایط محیطی ملایم: به شرایطی اطلاق می شود که در آن هیچ نوع عامل مهاجم از قبیل رطوبت، تعریق، تر و خشک شدن متناوب، یخ زدن و آب شدن، سرد و گرم شدن متناوب، تماس با خاک مهاجم یا غیر مهاجم، مواد خورنده، فرسایش شدید، عبور وسایل نقلیه یا ضربه موجود نباشد، یا قطعه در مقابل این گونه عوامل مهاجم به نحوی مطلوب محافظت شده باشد. ب) شرایط محیطی متوسط: به شرایطی اطلاق می شود که در آن قطعات بتنی در معرض رطوبت و گاهی تعریق قرار می‌گیرند. قطعاتی که بطور دائم با خاک های غیر مهاجم با آب تماس دارند یا زیر آب با ph بزرگتر از ۵ قرار می‌گیرند دارای شرایطی محیطی متوسط تلقی می شوند. پ) شرایط محیطی شدید: به شرایطی اطلاق می شود که در آن قطعات بتنی در معرض رطوبت یا تعریق شدید یا تر وخشک شدن متناوب یا یخ زدن و آب شدن و سرد و گرم شدن متناوب نه چندان شدید قرار میگیرند. قطعاتی که در معرض ترشح آب دریا باشند یا در آب غوطه ور شوند طوری که یک وجه آنها در تماس با هوا قرار می گیرد. قطعات واقع در هوای دارای نمک و نیز قطعاتی که سطح آنها در معرض خوردگی ناشی از مصرف مواد یخ زدا قرار می گیرد دارای شرایط محیطی شدید محسوب می شوند. ت) شرایط محیطی بسیار شدید: به شرایطی اطلاق می شود که در آن قطعات بتنی در معرض گازها، آب و فاضلاب ساکن با ph حداکثر ۵، مواد خورنده، یا رطوبت همراه با یخ زدن و آب شدن شدید قرار می گیرند، از قبیل نمونه های ذکر شده در مورد شرایط محیطی شدید، در صورتی که عوامل مذکور حادتر باشند. ث) شرایط محیطی فوق العاده شدید: به شرایطی اطلاق می شود که در آن بتنی در معرض فرسایش شدید عبور وسایل نقلیه، یا آب و فاضلاب جاری با ph حداکثر ۵ قرار می گیرند. رویه بتنی محافظت نشده پارکینگ ها و قطعات موجود در آب که اجسام صلبی را با خود جابجا می کند، دارای شرایط محیطی فوق العاده شدید تلقی می شوند. شرایط محیطی جزایر و حاشیه خلیج فارس و دریای عمان به طور عمده جزو این شرایط محیطی قرار می گیرند. درجه حرارت بتن تازه: 1- ناشی از عوامل جوی 2- ناشی از حرارت هیدراتاسیون حرارت هیدراتاسیون گیرش و سخت شدن خمیر سیمان در اثر فعل و انفعالات شیمیایی صورت می گیرد. در جریان هیدراتاسیون، هر دانه گرد سیمان در ترکیب با آب به ذرات بی نهایت ریزی تجزیه شده و جسم کریستاله‌ای موسوم به ژل به وجود می آید. مقدار آبی که برای هیدراتاسیون کامل سیمان لازم است، حدود ٢۵ تا ٣۵ درصد وزن سیمان می‌باشد. هیدراتاسیون سیمان همانند بسیاری از فعل و انفعالات شیمیایی حرارت زا بوده و میزان آن به ترکیب شیمیایی، نرمی ذرات سیمان و درجه حرارت محط بستگی دارد. برای سیمان‌های پرتلند، حدود نیمی از کل حرارت در مدت بین ١ تا ٣ روز و 4/3 آن در ٧ روز و تقریباً ٩٠ درصد آن در مدت ۶ ماه پس از ترکیب آب با سیمان آزاد می شود. از این رو نگهداری و مراقبت از بتن و یا ملات های سیمانی در روزهای اولیه مصرف سیمان بسیار حائز اهمیت می باشد. با توجه به نکات ذکر شده هر چه درجه حرارت اجزاء متشکله بتن بیشتر باشد، مقدار آب لازم برای حصول درجه معینی از قابلیت کاربرد بیشتر است. مقدار دقیق آب اضافی، بستگی به عواملی نظیر مقدار سیمان، دانه بندی مصالح سنگی و شکل دانه ها دارد. با وجود این اگر انتخاب نسبت اجزاء متشکله بر مبنای قابلیت کاربرد ومقاومت مخلوط‌های امتحانی ساخته شده در درجه حرارت های بخصوص بوده باشد، وجود درجه حرارت خیلی زیاد در بتن ساخته شده در کارگاه ممکن است سبب شود که قابلیت کاربرد بتن از آنچه انتظار است کمتر شود .عمل تراکم ممکن است دچار اشکال شودیا چنانچه آب اضافی در دوره کنترل جهت حصول قابلیت کاربرد مورد نظر افزوده شود، نسبت وزنی آب به سیمان (W/C) افزایش خواهد یافت .در هر دو حالت، مقاومت و دوام محتملاً کاهش می‌یابند. لازم به ذکر است، افزودن مقدار آب در حالیکه مقدار سیمان ثابت باشد، انقباض حاصله از خشک شدن را افزایش می دهد. قانون کلی است که میزان عکس العمل شیمیایی، محتملاً به ازاء هر ١٠ درجه سانتی گراد افزایش درجه حرارت اجزاء ترکیب شونده دوبرابر پیش بینی شده است. تأثیر درجه حرارت هایی که در طول مدت مخلوط کردن و سخت شدن اولیه افزایش یافته این است که پیشرفت مقاومت در سنین اولیه بتن افزایش می یابد. برای مثال بتنی که درجه حرارت آن در مدت اختلاط و گرفتن اولیه به ۴٠ درجه سانتی گراد رسیده است دارای مقاومت یک روزه زیادی است ولی پس از آن میزان ازدیاد مقاومت به مقدار زیادی کاهش می یابد در نتیجه مقاومت ٢٨ روزه فقط در حدود دو ونیم برابر مقاومت یکروزه است و بالعکس چنانچه درجه حرارت بتن در طول همان مراحل اولیه در ١۵ درجه سانتی گراد ثابت بماند، میزان کاهش یافته هیدراتاسیون سیمان، مقاومت یکروزه کمتری را ارائه خواهد داد. لذا میزان حصول مقاومت بعدی بیشتر است ، مقاومت ٢٨ روزه در حدود ٨ برابر مقاومت یکروزه خواهد بود. به طور خلاصه هر درجه حرارت بتن تازه بیشترباشد، امکان اینکه درجه حرارت‌های بالای ایجاد شده در طول مراحل اولیه سخت شدن بتن پیشرفت و تداوم پیدا کند بیشتر است. احتمالاً مقاومت های اولیه بالا می روند ولی مقاومت مورد انتظار ٢٨ روزه ممکن است بدست نیاید. خرابی بتن: شیمیائی: Ø حمله سولفات ها Ø حمله کلرورها و خوردگی فولاد Ø کربناتی شدن Ø واکنش قلیایی سنگدانه ها فیزیکی: Ø یخ زدگی و ذوب متوالی Ø فرسایش و سایش Ø خلاء زایی Ø نفوذ نمک ها در بتن Ø حریق Ø ضربه Ø شرایط محیطی Ø حمله باکتری‌ها خطاهای اجرائی: Ø دانه بندی یکنواخت و نامناسب Ø خاک دار بودن شن و ماسه Ø انبار کردن نامناسب مصالح بتن (شن و ماسه،سیمان،آب،مواد افزودنی) Ø به کار گیری نوع و مقدار نامناسب سیمان Ø تراکم نامناسب Ø عمل آوری نامناسب Ø به کار گیری آب بیش از حد مورد نیاز در مخلوط بتن وجود اقلیم گرم به طور مستقیم و غیر مستقیم تمام عوامل خرابی‌های شیمیایی و فیزکی بتن را به جز یخ زدگی و ذوب متوالی تشدید می کند. بنابراین و در اینچنین اقلیمی باید شرایط ویژه ای را به کار برد و حتی الامکان خطاهای اجرایی را نیز به حداقل کاهش داد.

طرح اختلاط ملی ایران

طرح اختلاط ملی ایران تعاریف : - طرح مخلوط بتن: فرایند تعیین نسبت اجرای بتن است، بطوریکه بتن تولید شده تا حد امکان مقرون به صرفه باشد و الزامات مورد نیاز را تأمین کند. این الزامات معمولاً ، مقاومت فشاری، کارایی و دوام می باشد. - سنگدانه های ریز (Fine Aggregate): سنگدانه های ریز، از ماسه طبیعی یا سنگ خرد شده که قطر ذرات آن‌ها کوچک‌تر از 4/75 میلی‌متر (الک نمره 4) است تشکیل شده است. - حاشیه ایمنی مقاومت فشاری بتن: برای در نظر گرفتن نوسانات کمی مقاومت بتن به دلیل تغییرات و نوسانات کیفی و کمی احتمالی سیمان، سنگدانه، آب و افزودنی که ناشی از خطاهای انسانی، دستگاهی یا طبیعی است منظور می شود. - آب آزاد بتن: به آبی که در زمان گیرش اولیه بتن در خمیر سیمان و بین سنگدانه ها وجود دارد، آب آزاد می گویند. - آب اختلاط بتن: کل آب مخلوط بتن شامل آب جذب شده توسط سنگدانه، برای رسیدن به شرایط اشباع با سطح خشک و همچنین آب آزاد برای انجام شدن هیدراتاسیون سیمان و تأمین کارایی می باشد. چنانچه در شرایط واقعی، مقدار رطوبت سنگدانه‌ها در حد کمتر از حالت اشباع با سطح خشک باشد باید مقدار آب مورد نیاز برای رساندن سنگدانه به حالت اشباع با سطح خشک تعیین و به مقدار آب اختلاط اضافه شود و در صورتی که مقدار رطوبت اضافی باشد، از آب اختلاط کم گردد. - دانه بندی سنگدانه: بر اساس درصدهای عبوری و یا باقیمانده سنگدانه ها از الک های استاندارد، می توان منحنی دانه بندی سنگدانه ها را ترسیم نمود. معمولاً محدوده دانه‌بندی طوری در نظر گرفته می شود که از طرفی حجم فضای خالی بین سنگدانه ها تا آنجا که امکان دارد، کاسته شود و از طرف دیگر کارایی مناسبی برای بتن تأمین گردد. - مدول نرمی ماسه: مجموع درصدهای تجمعی مانده بر روی الک‌های 37/5، 19، 9/5، 4/75، 2/38، 1/19، 0/6، 0/3، 0/15 میلی‌متر تقسیم بر 100 می باشد. - نسبت آب به مواد سیمانی: نسبت آب آزاد به مجموع مواد سیمانی (سیمان، پوزولان های طبیعی و مصنوعی نظیر میکروسیلیس، خاکستر بادی و ... ) را گویند. - دوام: دوام بتن، عملکرد آن در شرایط محیطی است که در معرض آن قرار می‌گیرد و در افزایش عمر مفید پیش بینی شده آن، حائز اهمیت است. تعیین روانی، انحراف معیار و مقاومت فشاری متوسط لازم 1- اندازه گیری روانی در این روش از آزمایش اسلامپ، جهت سنجش روانی بتن استفاده شده است. طبقه بندی روانی بتن تازه در جدول زیر مشاهده می شود. جدول 1 : طبقه بندی روانی بتن تازه براساس مقدار اسلامپ 2- مقاومت فشاری لازم مقدار مقاومت فشاری متوسط لازم بر حسب مگاپاسکال مطابق آیین نامه بتن ایران باید برابر با بزرگترین مقدار بدست آمده از هر یک از دو رابطه زیر در نظر گرفته شود. 3- تعیین انحراف معیار 3- 1- مقاومت فشاری متوسط لازم برای طرح مخلوط بتن مقاومت فشاری متوسط لازم برای طرح مخلوط بتن یا مقاومت هدف طرح اختلاط، به طور معمول به کمک مقاومت مشخصه (مقاومت حداقل) و انحراف معیار مقاومت بتن ساخته شده در کارگاه بدست می آید. در آیین نامه‌ها با توجه به تئوری خطا و به کمک منحنی خطای نرمال و تعاریف مقاومت مشخصه و ضوابط پذیرش بتن در کارگاه مقاومت هدف طرح بدست می آید. در آیین‌نامه بتن ایران، بزرگترین مقدار بدست آمده از دو رابطه بالا همان مقاومت هدف طرح خواهد بود. Fcm= مقاومت فشاری هدف طرح برای نمونه استوانه ای بتنی بر حسب N/mm2 در سن مقاومت مشخصه Fc= مقاومت فشاری مشخصه نمونه استوانه ای بتن بر حسب N/mm2 در سن مقاومت مشخصه S= انحراف معیار (استاندارد) مقاومت فشاری نمونه استوانه ای برحسب N/mm2 در سن مقاومت مشخصه در رابطه (2) برای مقاومت مشخصه مساوی یا کمتر از N/mm2 20 می توان بجای 4 از مقدار 3 استفاده نمود. در روابط فوق مقادیر اضافه شده با مقاومت مشخصه، همان حاشیه ایمنی (امنیت) مقاومت بتن در کارگاه است. 3- 2- تعیین انحراف معیار (استاندارد) مقاومت بتن برای تعیین انحراف معیار می توان به ترتیب به صورت زیر اقدام نمود. بدیهی است اگر نتوان انحراف معیار را بدست آورد یا حدس زد مطابق بندهای زیر عمل می شود. الف- انحراف معیار مقاومت بتن، در کارگاه فعال موجود که طرح مخلوط قرار است در آنجا ساخته شود، بر اساس نتایج آماری مقاومت فشاری نمونه استوانه ای بدست می آید که در بند 3-2-1 روش ملی بدان اشاره شده است. شرایط ذکر شده در بند 3-2 روش ملی نیز باید در نظر گرفته شود. ب- انحراف معیار مقاومت بتن بر اساس نتایج آماری مقاومت فشاری نمونه استوانه ای پروژه مشابه (کارگاه مشابه) بدست می آید که در بند 3-2-1 روش ملی آمده است و شرایط مذکور در بند 3-2 روش ملی نیز لازم است رعایت شود. - انحراف معیار مقاومت بتن با توجه به رتبه بندی کارگاه بر اساس وضعیت تولید بتن (سطح کنترل کیفی و نظارت کارگاهی در امر تولید بتن) طبق جداول 3- 2 و3- 3 بدست می آید و یا در واقع حدس زده می شود. ت- انحراف معیار مقاومت بتن با توجه به تجربیات شخصی طراح مخلوط و تشابه سازی کارگاه موجود یا کارگاهی که قرار است در آینده تجهیز و اداره گردد با یکی از رتبه بندی های ارائه شده در جدول 3 و انحراف معیار جدول 2 بدست می آید یا تخمین زده می شود. 3- 2- 1- محاسبه انحراف معیار بر اساس نتایج آماری پروژه موجود یا پروژههای قبلی در این حالت مصالح مصرفی باید با پروژه موجود یا قبلی از نظر نوع و مشخصات فنی تشابه داشته باشد اما الزاماً مطابقت مد نظر نیست. همچنین باید شرایط نظارت و کنترل کیفی با پروژه قبلی تشابه داشته باشد ولی مطابقت الزامی نیست. تفاوت مقاومت فشاری مشخصه بتن در دور پروژه نباید بیش از N/mm25 باشد. اگر از رابطه (3) استفاده شود و حداقل 30 نتیجه متوالی مقاومت در پروژه موجود یا پروژه مشابه قبلی در اختیار نباشد از رابطه (4) به صورت یک ضریب اصلاح یا ضریب تصحیح استفاده می شود که در انحراف معیار بدست آمده از رابطه (3) ضرب می گردد تا انحراف معیار تصحیح شده بدست آید. رابطه (5) روش ملی برای محاسبه انحراف معیار از دو گروه نتیجه متوالی با مجموع نتایج حداقل 30 نتیجه بکار می رود در حالی که تعداد نتیجه های هر گروه کمتر از 30 باشد. حداقل مقدار انحراف معیار تحت هر شرایط کاری کارگاه نباید از N/mm2 2/5 کمتر انتخاب شود اما برای کارهای تحقیقاتی در آزمایشگاه می توان مقادیر کمتری را نیز منظور کرد. 3- 2- 2- تعیین انحراف معیار در صوتر عدم دسترسی به اطلاعات آماری طبق جدول 3 روش ملی، کارگاه ها بر اساس وضعیت نظارتی و کنترل کیفی کارگاهی در امر تولید بتن به سه دسته تقسیم بندی (رتبه بندی) می شود. نحوه سنجش وزنی یا پیمانه کردن حجمی سیمان و سنگدانه و کنترل رطوبت سنگدانه از مهم‌ترین عوامل در رتبه بندی کارگاه ها برای ساخت بتن می باشد. وجود نیروی متخصص در تولید بتن که در ارتباط با نظارت بر تولید و تداوم در آزمایش است نیز از جمله عوامل دیگر می باشد و وجود امکانات آزمایشگاهی می تواند زمینه لازم برای تداوم در آزمایش را فراهم نماید. کنترل دانه بندی و درصد گذشته از الک 75 میکرون و تغییر در سهم سنگدانه ها، حسب ضرورت باعث تغییر رتبه بندی می‌گردد. وقتی رتبه بندی کارگاه مشخص شد. از جدول 2 روش ملی مقدار انحراف معیار با توجه به مقاومت مشخصه بتن تخمین زده می-شود و سپس می توان مقاومت هدف طرح مخلوط بتن را بدست آورد. به هر حال نتایج حاصله نباید از مقاومت طرح مخلوط بتن وقتی ازحاشیه امنیت طبق جدول 4 این راهنما استفاده می شود بیشتر گردد. جدول 2 : انحراف معیار بر اساس رتبه بندی کارگاه و مقاومت مشخصه بتن جدول 3 : رتبه بندی کارگاه ها بر اساس وضعیت تولید بتن، نظارت و کنترل کیفیت اگر نتوان انحراف معیار را بدست آورد یا حدس زد و نتوان به هیچ گونه اطلاعات خاصی در این زمینه دست یافت می توان با توجه به آیین نامه بتن ایران حاشیه امینت (SM) زیر را مدنظر نمود و با مقاومت مشخصه جمع کرد تا مقاومت هدف طرح بدست آید. این مقادیر در جدول زیر آمده است. جدول 4 : حاشیه امنیت طرح مخلوط بتن در صورت عدم وجود هر گونه اطلاعات در مورد انحراف معیار وقتی اطلاعات خاصی در مورد کارگاه و انحراف معیار مقاومت بتن موجود نباشد مقدار مقاومت هدف طرح افزایش خواهد یافت و نسبت آب به سیمان مورد نیاز کم می شود و مصرف سیمان افزایش یابد. 3- 2- 3- تعدیل انحراف معیار یا مقاومت فشاری متوسط طرح مخلوط بتن وقتی طرح مخلوط نهایی به کارگاه داده شد، پس از ساخت بتن در کارگاه و تهیه حداقل 10 نتیجه متوالی مقاومتی، می توان انحراف معیار تصحیح شده را بدست آورد. در صورتی که تفاوتی فاحش بین انحراف معیار مفروض و انحراف معیار واقعی کارگاهی مشاهده گردد، لازم است مقاومت فشاری هدف طرح مخلوط مجدداً بدست آید و طرح مخلوط جدید مشخص و ارائه شود. تلاش برای بهبود کیفیت ساخت بتن درکارگاه موجب کاهش مقاومت هدف طرح و افزایش نسبت آب به سیمان و کاهش عیار سیمان مصرفی در طرح مخلوط بتن می گردد، مشروط بر این که طرح مخلوط بتن از نوع مقاومت محور باشد. کاهش عیار سیمان به کاهش قیمت مصالح مصرفی در بتن منجر می شود. هم چنین مصرف کمتر سیمان باعث تولید سیمان کمتر در سطح کلان می‌گردد و آلودگی زیست محیطی کمتری را به دنبال می آورد و منابع معدنی و سوخت کمتری مصرف می شود که می تواند بسیار با اهمیت تلقی گردد. روش طرح مخلوط بر اساس طرح اختلاط ملی مراحل تعیین نسبت های اختلاط بتن طرح مخلوط بتن باید بر اساس در نظر گرفتن همه یا تعدادی از عوامل زیر صورت گیرد: - نسبت آب به مواد سیمانی - مشخصات و خصوصیات سنگدانه - مقاومت - کارایی (روانی) - دوام همه موارد ذکر شده در بالا در نظر گرفتن مواردی مانند نوع سیمان، مواد افزودنی، مقدار هوای بتن و ... تأثیر می پذیرد. 1- گام اول (تعیین نسبت آب به مواد سیمانی) ارتباط بین نسبت آب به مواد سیمانی و مقاومت فشاری به اینگونه است که افزایش این نسبت منجر به افزایش منافذ مویینه در بتن می شود. بنابراین با کاهش نسبت آب به مواد سیمانی، به مقاومت فشاری افزوده می شود. نسبت آب به مواد سیمانی، اثر قابل توجهی در مقاومت بتن دارد. با استفاده از نمودار شکل 1 بر اساس مقاومت ملات استاندارد سیمان (رده مقاومتی سیمان) و مقاومت فشاری متوسط بتن، نسبت آب به سیمان (w/c) تعیین می گردد. همچنین در جدول 5، رده مقاومتی سیمان های گوناگون طبق استاندارد ملی ایران موجود می باشد. نمودار 1 : رابطه نسبت آب به سیمان و مقاومت فشاری بدون مصرف روان کننده نمودار 2 : رابطه نسبت آب به سیمان و مقاومت فشاری با توجه به مصرف روان کننده جدول 5 : حداقل مقاومت فشاری 28 روزه ملات استاندارد سیمان های تولیدی ایران طبق استانداردهای ملی ایران 1- 1- ضرایب اصلاحی 1) اصلاحیه به خاطر استفاده از مواد حباب ساز 2) اصلاحیه درصد شکستگی سنگدانه‌ها 3) ضریب اصلاحی بر اساس مقاومت ملات سیمان استاندارد 4) ضریب اصلاحی به منظور اعمال سن مقاومت مشخصه 1- 1- 1- اصلاحیه به خاطر استفاده مواد حباب ساز : در صورت استفاده از مواد حباب‌زا و ایجاد حباب عمدی لازم است در ازای هر یک درصد حباب هوای عمدی 5 درصد از نسبت آب به سیمان کاست، زیرا بتن حباب‌دار از مقاومت کمتری برخوردار می‌شود. مثال: اگر 3 درصد هوای عمدی در بتن ایجاد شود باید 15درصد از نسبت آب به سیمان کم نمود. یعنی اگر نسبت آب به سیمان اولیه برابر 0/5 باشد پس از کسر 15درصد، مقدار آن به 0/425 تغییر می‌کند. 1- 1- 2- اصلاحیه درصد شکستگی سنگدانه‌ها : می‌توان از درون یابی بین منحنی‌های مربوط به سنگدانه گردگوشه (R) و تیز گوشه (C) استفاده نمود. درصد شکستگی متوسط سنگدانه‌های درشت را می‌توان با مشاهده حدس زد و مورد استفاده قرارداد و یا بر اساس آزمایش بدست آورد. 1- 1- 3- ضریب اصلاحی بر اساس مقاومت ملات سیمان استاندارد : اگر مقاومت فشاری 28 روزه ملات ماسه سیمان استاندارد که طبق روش استاندارد ملی ایران به شماره 393 کمتر از kg/cm2 325 باشد : 325 / (مقاومت فشاری ملات ماسه سیمان استاندارد 28 روزه) = α 1- 1- 4- ضریب اصلاحی به منظور اعمال سن مقاومت مشخصه : اگر مقاومت فشاری 28 روزه ملات ماسه سیمان استاندارد که طبق روش استاندارد ملی ایران به شماره 393 کمتر از kg/cm2 325 باشد : جدول 6 : ضریب اصلاحی به منظور اعمال سن مقاومت مشخصه 2- گام دوم ( انتخاب منحنی سنگدانه) دانه بندی مطلوب بتن بر اساس رابطه فولر- تامسون اصلاح شده بدست می آید. در فرمول زیر، رابطه اصلاح شده فولر- تامسون مشاهده می شود. در این رابطه، P درصد تجمعی از الک d (بصورت درصد حجمی)، D حداکثر اندازه سنگدانه و n توانی است که برای منحنی A برابر 0/67، برای منحنی B برابر 0/35 و برای منحنی C برابر 0/1 است . منحنی A درشت ترین و منحنی C ریزترین دانه بندی را دارد. این تقسیم بندی را می تواند در جدول 7 مشاهده نمود. - برای انتخاب محدوده مطلوب با توجه به کاربرد و مشخصات اجرایی بتن، به جدول 7 مراجعه می شود. - جهت تعیین سهم سنگدانه ها، معمولاً سعی می شود با توجه به دانه بندی ماسه و بخش ریز منحنی دانه بندی مطلوب، ابتدا سهم تقریبی ماسه را بدست آورد و سپس سهم شن را فرض نموده تا سریع تر به نتیجه رسید. جدول 7 : تقسیم بندی نواحی مطلوب دانه بندی مخلوط سنگدانه های بتن و توان های متناظر با آن به همراه موارد کاربرد پیشنهادی جدول 8 : درصدهای گذشته از الک‌های مختلف برای منحنی ها مطلوب مخلوط سنگدانه بتن با حداکثر اندازه 37/5 میلی‌متر شکل 3 : منحنی های دانه بندی مخلوط سنگدانه های ریز و درشت با حداکثر 9/5 میلی متر شکل 4 : منحنی های دانه بندی مخلوط سنگدانه های ریز و درشت با حداکثر اندازه 19 میلی متر شکل 5 : منحنی های دانه بندی مخلوط سنگدانه های ریز و درشت با حداکثر اندازه 25 میلی متر شکل 6 : منحنی های دانه بندی مخلوط سنگدانه های ریز و درشت با حداکثر اندازه 37/5 میلی متر 2- 1- تعیین سهم سنگدانه‌ها برای دستیابی به منحنی دانه‌بندی مورد نظر در محدوده مطلوب : در بعضی موارد چندین نوع سنگدانه با دانه‌بندی‌های مختلف موجود هستند که باید ترکیب شده و دانه‌بندی مطلوب حاصل گردد. از روش محاسباتی به صورت آزمون و خطا برای محاسبه نسبت‌های سنگدانه‌های موجود استفاده می‌شود. برای هریک از انواع سنگدانه‌ها، سهمی به صورت اعشاری منظور نموده (مانند x,y,z) که در مقادیر درصد گذشته تجمعی از هر الک برای همان سنگدانه ضرب نموده و نتایج حاصله برای هر الک را با هم جمع می‌کنیم. جدول 9 : درصدهای گذشته از الک های مختلف برای منحنی های مطلوب مخلوط سنگدانه بتن با حداکثر اندازه 25 میلی متر جدول 10 : درصدهای گذشته از الک های مختلف برای منحنی های مطلوب مخلوط سنگدانه بتن با حداکثر اندازه های مختلف - تعیین مدول نرمی (ریزی) مخلوط سنگدانه بتن: مدول نرمی مجموع درصدهای تجمعی مانده بر روی الک های دارای چشمه-های 37/5، 19، 9/5، 4/75، 2/38، 1/19، 0/6، 0/3، 0/15 میلی‌متر تقسیم بر 100 می باشد. افزایش مدول نرمی درشت بافت شدن دانه بندی مخلوط و کاهش آن به معنای ریز بافت شدن می باشد. جدول 11 : مدول نرمی برای منحنی‌های مطلوب مخلوط سنگدانه بتن با حداکثر اندازه‌های مختلف تعیین چگالی متوسط مخلوط سنگدانه های اشباع با سطح خشک: برای محاسبه مقدار کل سنگدانه در طرح مخلوط با استفاده از رابطه حجم مطلق، لازم است وزن مخصوص (چگالی) متوسط سنگدانه های مصرفی بدست آید. برای محاسبه چگالی متوسط رابطه 8 بکار گرفته می شود. تعیین درصد شکستگی (تیز گوشگی) متوسط و معادل درصد شکستگی سنگدانه‌های درشت بتن برای تعیین مقدار آب بتن : درصد شکستگی متوسط تعیین درصد شکستگی (تیزگوشگی) متوسط و معادل درصد شکستگی سنگدانه‌های درشت بتن برای تعیین مقدار آب بتن : معادل درصد شکستگی ü معادل درصد شکستگی متوسط مخلوط سنگدانه‌های بتن، برای تعیین مقدار آب آزاد بتن، بکار می‌رود. ü درصد شکستگی تقریبی ماسه، صرفاً به صورت نظری باید حدس زده شود. 3- گام سوم (تعیین مقدار آب آزد بتن) مقدار آب آزد بتن، تابع عوامل متعددی ماند کارایی مورد نظر، حداکثر اندازه سنگدانه، دانه بندی و نوع سنگدانه های مصرفی از نظر بافت و شکل است. مقدار آب مهم ترین عامل تأثیر گذار در کارایی بتن می باشد. افزایش مقدار آب باعث افزایش سهولت ریختن بتن و تراکم‌پذیری آن می شود. هر چند افزایش آب، غیر از کاهش مقاومت، منجر به جداشدگی ذرات و آب انداختن می-گردد. مقدار آب مخلوط باید در حدی باشد که جذب ذرات سنگدانه شود وسپس فضای بین ذرات سنگدانه را اشغال کند تا با ایجاد لایه‌ای از دوغاب سیمان، بر روی سنگدانه ها حالت دوغ کاری را به وجود آورد. با استفاده از نمودار شکل های 5 و 6 و بر اساس روانی مورد نظر و مدول نرمی مخلوط سنگدانه می توان مقدار آب آزاد بتن بر حسب kg/m3 را تعیین نمود. نمودار 7 را می توان برای سنگدانه هایی که به مقدار نسبتاً کمی آب نیاز دارند ملاک قرار داد. (سنگدانه های گرد گوشه با بافت سطحی کاملاٌ صیقلی) و نمودار 8 را می توان برای سنگدانه هایی که به مقدار نسبتاً زیادی آب نیاز دارند ملاک قرار داد (سنگدانه-های شکسته و با بافت سطحی زبر). نمودار 7 : رابطه مقدار آب آزاد بتن و مدول نرمی سنگدانه هنگامی که به آب کم نیاز است (بدلیل گرد گوشه گی سنگدانه ها) نمودار 8 : رابطه مقدار آب آزاد بتن و مدول نرمی سنگدانه هنگامی که به آب زیاد نیاز است (بدلیل تیز گوشه گی سنگدانه ها) 3- 1- اصلاح مقدار آب آزاد بتن 1) اصلاح مقدار آب آزاد بتن با توجه به معادل درصد شکستگی متوسط سنگدانه‌های بتن با روش درونیابی 2) منحنی‌های ارائه شده برای عیار سیمان kg/m3 350 تهیه شده است. در صورتی که عیار سیمان بتن به میزان kg/m3 10 در هر جهت تغییر نماید، مقدار آب آزاد مورد نیاز به میزان 1 تا 2 کیلوگرم باید در همان جهت تغییر کند (اعمال این تغییرات مستلزم محاسبه عیار سیمان بتن است که در مرحله بعد انجام می‌شود و اصلاح مورد نظر فقط برای یک نوبت انجام می‌گردد و تکرار نمی‌شود) 3) به ازای هر یک کیلوگرم دوده سیلیسی در بتن می‌توان 0/75 - 1 کیلوگرم به آب مورد نیاز بتن افزود. 4) برای پوزولان‌های طبیعی و سرباره عملاً مقدار آب را تغییر نمی‌دهیم. 5) به ازای هر یک درصد حباب هوای عمدی موجود در بتن عملاً در حدود 5-2 درصد از آب مورد نظر کاسته می‌شود. 6) با مصرف روان کننده‌های معمولی می‌توان مقدار آب آزاد بتن را بین 5 تا 12 درصد (بسته به نوع ماده و میزان مصرف آن‌ها) کاهش داد. اگر از فوق روان کننده‌ها استفاده شود می‌توان با توجه به نوع ماده و میزان مصرف آن بین 12 الی 30 درصد از آب آزاد بتن کاست، بدون این که روانی آن‌ها دچار کاهش گردد. بدیهی است با کاهش آب در این حالت، کاهش مصرف مواد سیمانی نیز می‌تواند حاصل گردد، مشروط بر اینکه هدف ما کاهش نسبت آب به سیمان نباشد. 4- گام چهارم (تعیین مقدار سیمان بتن) پس از تعیین مقدار آب آزاد و نسبت آب به سیمان می توان مقدار سیمان را بر حسب kg/m3 از فرمول زیر محاسبه نمود. پس از تعیین مقدار سیمان، لازم است تصحیح مقدار آب انجام شود و مجدداً مقدار سیمان تعیین گردد. این تصحیح فقط یک بار انجام می شود و نیازی به تکرار آن وجود ندراد. مقدار سیمانی که از رابطه 9 بدست می آید باید با مقدار حداکثر یا حداقل اعلام شده در مشخصات فنی و یا الزامات دوام مقایسه گردد. در صورتیکه از مواد افزودنی معدنی جایگزین سیمان (دوده سیلیسی و یا خاکستر بادی) استفاده شود، باید مقدار آب مورد نیاز و مواد سیمانی با در نظر گرفتن فاکتور مؤثر k محاسبه گردد. اثر فاکتور k در تعیین دو عامل زیر در نظر گرفته می شود: الف- در تعیین نسبت آب مواد سیمانی ب- در محاسبه حداقل مقدار مواد سیمانی در مخلوط های با عیار کم سیمان (kg/m3300) ممکن است مخلوط طراحی شدن به علت کمبود ذرات ریز، خشن گردد. بنابراین در این موارد توصیه می شود از مواد زیرین نیز برای جبران ذرات ریز استفاده شود. -پوزولان استاندارد (استاندارد ملی ایران 3433). - پودر سنگ آهک استاندارد. - فاکتور k برای خاکستر بادی حداکثر مقدار خاکستر بادی باید مساوی و کمتر از 3درصد وزنی سیمان باشد. چنانچه مقدار جایگزینی بیشتر از 3درصد وزنی سیمان باشد، مقدار مازاد در تعیین رابطه 10 و محاسبه حداقل مواد سیمانی منظور نمی گردد. در جدول 12 مقادیر k بر حسب نوع سیمان مصرفی مشخص گردیده است. جدول 12: مقادیر k بر حسب رده مقاومتی سیمان برای جایگزینی خاکستر باید به جای سیمان در مواردی که حداقل مقدار سیمان با در نظر داشتن ویژگی های دوام تعیین می گردد، اجازه داده می شود در یک متر مکعب بتن، حداکثر به مقدار بدست آمده از رابطه 11 از مقدار سیمان کاسته شود، به شرط آنکه مقدار مواد سیمانی (سیمان + خاکستر بادی) کمتر از حداقل مقدار سیمان تعیین شده بر اساس دوام نباشد. فاکتور k برای دورده سیلیسی: حدکثر مقدار دوده سیلیسی باید مساوی و کمتر از 11 درصد وزنی سیمان باشد. چنانچه مقدار جایگزینی دوده سیلیسی بیش از 11 درصد باشد، مقدار مازاد در تعیین رابطه 10 و تعیین مقدار مواد سیمانی منظور نمی گردد در جدول 13 مقادیر k بر حسب نسبت آب به سیمان مشخص گردیده است. جدول 13 : مقادیر k بر حسب رده مقاومتی سیمان برای جایگزینی دوده سیمانی به جای سیمان 5- گام پنجم (تعیین مقدار سنگدانه در بتن) مقدار سنگدانه های اشباع با سطح خشک، آخرین جزء مجهول بتن در این روش طرح مخلوط می‌باشد که طبق رابطه 12 تعیین می‌گردد. بنابراین با توجه به سهم بدست آمده برای سنگدانه ریز و درشت در مخلوط سنگدانه و با در نظر گرفتن حجمی بودن دانه بندی-های ارائه شده در گام دوم، مقدار حجم سنگدانه های ریز و درشت به تفکیک بدست می آید. با ضرب چگالی ذرات سنگدانه های ریز و درشت در حجم سنگدانه های متناظر آن‌ها، وزن سنگدانه های ریز و درشت به تفکیک در حالت اشباع با سطح خشک تعیین می‌شود. در جدول 14 مقدار درصد هوای ناخواسته موجود در بتن (Va) بر اساس حداکثر اندازه سنگدانه به عنوان راهنما، ارائه شده است. جدول 14 : مقدار درصد هوای ناخواسته در بتن (Va) کارایی بتن یکی از پارامترهای مؤثر در مقدار هوای ناخواسته می باشد، لذا جهت تعیین درصد هوا با توجه به محدوده های ارائه شده در جدول14، چنانچه کارایی نسبتاً زیاد باشد از مقادیر کم هوا و اگر کارایی درحد کم باشد، باید از مقادیر زیاد هوا استفاده گردد. برای استفاده از رابطه حجم مطلق باید چگالی ذرات سیمان، چگالی مواد افزودنی پودری یا شیمیایی و چگالی متوسط سنگدانه‌های اشباع با سطح خشک را داشت. جدول 15 : چگالی مواد افزودنی پودری یا شیمیایی پس از تعیین مقدار کل سنگدانه‌ها اشباع با سطح خشک بتن، با توجه به سهم هریک از سنگدانه‌ها (x,y,z, . . .) در مخلوط سنگدانه، مقدار هر سنگدانه به صورت اشباع با سطح خشک بدست می‌آید. 5- 1- ساخت مخلوط آزمون و اصلاح طرح مخلوط اولیه 1) عدم دستیابی به روانی مورد نظر : اگر روانی مورد نظر حاصل نگردد، ساده‌ترین راه حل تغییر مقدار آب آزاد طرح اولیه می‌باشد. 2) آب انداختگی بتن : برای کاهش آب انداختن اقداماتی مانند کاهش کارایی، کاهش حداکثر اندازه سنگدانه‌ها، افزایش ریزی در بافت دانه‌بندی (کاهش مدول نرمی مخلوط سنگدانه‌ها)، افزایش سیمان یا مواد چسباننده، بکارگیری سنگدانه‌ شکسته، کاهش نسبت آب به سیمان و افزایش مواد پودری می‌تواند موثر واقع شود. 3) جداشدگی در بتن : اگر جداشدگی در بتن مشاهده شود می‌توان با کاهش حداکثر سنگدانه‌ها، افزایش ریزی بافت دانه‌بندی، افزایش سیمان یا مواد چسباننده، افزایش مواد پودری، کاهش کارایی و یا کاهش نسبت آب به سیمان و یا ترکیبی از موارد فوق آن را مهار نمود. 4) خشن بودن بتن : اگر بافت دانه‌بندی درشت به نظر آید می‌توان با تغییر در منحنی دانه‌بندی، سهم سنگدانه ریز (ماسه) را بیشتر نمود و یا از ماسه‌های ریزتری استفاده کرد. 5) عدم انطباق وزن مخصوص محاسباتی با وزن مخصوص واقعی 6) درصد هوای بتن 7) اختلاف مقاومت فشاری مورد نظر و بدست آمده : تغییر نسبت آب به سیمان

چگونه ساختمانی بسازیم که انرژی در آن تلف نشود

چگونه ساختمانی بسازیم که انرژی در آن تلف نشود

بهینه‌سازی مصرف انرژی، امروزه یکی از موضوعاتی است که کشورها برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش هزینه‌های مالی آن را در اولویت کارهای خود قرار داده‌اند.در ایران نیز ظرف چند سال گذشته به این مقوله بیشتر از گذشته توجه شده است.مهندسی ساختمان یکی از عوامل تاثیرگذار در مصرف انرژی است و وسایل گرمایشی و سرمایشی در ساختمان‌ها هم که عامل مصرف یا تامین‌کننده انرژی هستند، در این میان بسیار مهم تلقی می‌شوند.به چند راهکار ساده کاملا قابل اجرا برای بهینه کردن مصرف انرژی در یک ساختمان توجه فرمایید:
اتاق‌هایی که کاربرد همانند دارند را کنار هم قرار دهید و اتاق‌هایی را که کاربرد خاص دارند از بقیه اتاق‌ها جدا کنید.
این کار به شما کمک می‌کند تا فقط اتاق‌هایی را گرم کنید که در آنها زندگی می‌کنید، مثلا نباید از فضایی که بین اتاق‌های خواب قرار گرفته به عنوان انباری استفاده کرد چون در این صورت مجبور خواهید بود، این انباری را نیز مانند اتاق‌های خواب گرم کنید و این یعنی مصرف سوخت بیشتر، هزینه‌های بالاتر و آلودگی بیشتر محیط زیست.
اگر با بازسازی توانستید مصرف انرژی را در قسمتی از ساختمان بهینه کنید، این قسمت را با در یا پرده از قسمت‌های قدیمی ساختمان جدا کنید. در این کار باید کمی سلیقه به خرج داد تا زیبایی ساختمان حفظ شود.
بخش‌هایی از ساختمان را که نیاز به آب دارند تا جایی که می‌توانید نزدیک هم قرار دهید. این قسمت‌ها عبارتند از آشپزخانه، دستشویی و حمام. با این کار طول لوله‌های آب کم می‌شود و در نتیجه حرارت کمتری از لوله‌های آب گرم به هدر می‌رود. سقف را تا ارتفاع 7/2متر پایین بیاورید.
اگر انجام این کار در تمام قسمت‌های ساختمان امکان‌پذیر نبود، می‌توانید فقط سقف بعضی قسمت‌ها را پایین بیاورید. برای این کار می‌توانید از سقف‌های کاذب نیز استفاده کنید. بالا بودن سقف باعث افزایش تلفات حرارتی می‌شود.
از طرفی بیشتر حرارت تولید شده توسط بخاری یا شوفاژ زیر سقف جمع می‌شود و قسمت پایین اتاق، گرم نمی‌شود.
یعنی هم مصرف سوخت بالا می‌رود و هم آسایش ساکنان تامین نمی‌شود. در اتاق‌هایی که امکان کاهش ارتفاع سقف به 7/2 متر وجود ندارد، نصب یک پنکه سقفی کمک بسیار زیادی به گرم کردن خانه می‌کند. بر خلاف تصور عموم، روشن کردن پنکه در زمستان با دور کم نه تنها خانه را سرد نمی‌کند، بلکه با راندن هوای گرم جمع شده در زیر سقف به پایین، دمای اتاق را یکنواخت می‌کند و از تلفات حرارت می‌کاهد.
در صورتی که امکان نصب پنکه سقفی وجود نداشته باشد می‌توان به جای آن از پنکه‌های رومیزی استفاده کرد. برای گرفتن نتیجه مطلوب باید جهت وزش باد را به طرف بالا تنظیم کرد.
در ساختمان‌های چند طبقه نباید راه‌پله‌ها را در فضاهایی که نیاز به گرمایش دارند قرار داد زیرا در این صورت هوای گرم از مسیر راه پله بالا رفته و هدر می‌رود. قسمت راه پله باید به وسیله یک در از محیط زندگی جدا شود. رعایت این نکات سبب می‌شود جریان حرارت در خانه تحت کنترل درآید و حرارت کمتری به هدر رود.
مصالح ساختمانی
استفاده از مصالح ساختمانی مناسب تاثیر فراوانی بر کاهش مصرف انرژی در ساختمان دارد. استفاده از مصالح سنگین که ظرفیت حرارتی بالا دارند، مانند بتن و آجر باعث می‌شود پایداری حرارتی خانه افزایش یابد.
یعنی با تغییر دمای هوای بیرون، ‌هوای داخل زیاد سرد یا گرم نمی‌شود.این ویژگی به خصوص در اتاق‌های جنوبی، تاثیر بسیار زیادی در کاهش مصرف انرژی و افزایش آسایش ساکنان دارد.
بنابراین هنگام بازسازی خانه خود تا جایی که امکان دارد از مصالح سنگین مانند آجر و بلوک‌های سیمانی استفاده کنید و از نصب دیوارهای سبک چوبی یا قطعات پیش ساخته سبک (به جز عایق‌های حرارتی) پرهیز کنید.دیوارهای خارجی را می‌توان از آجرهای حفره‌دار ساخت تا ظرفیت حرارتی ساختمان بالا رود. اما بهتر است بر روی این دیوار یا در میان آن از عایق‌های مناسب استفاده کرد تا کارآیی آن افزایش یابد.
اندازه و جای قرارگیری پنجره‌ها
پنجره‌ها در مقایسه با دیگر اجزای ساختمان حرارت را بیشتر از خود عبور می‌دهند. از این رو در زمستان مقدار زیادی حرارت می‌تواند از آنها هدر رود و در تابستان نیز می‌تواند مانند یک منبع حرارت عمل کرده و خنک کردن ساختمان را مشکل نماید. از این رو اندازه مناسب و جهت صحیح قرارگیری آنها نقش بسیار مهمی در کاهش مصرف انرژی یک ساختمان دارد.
تا جایی که امکان دارد پنجره‌ها را در سمت جنوب ساختمان نصب کنید و از قرار دادن هرگونه مانع، مانند درخت یا حصارهای بلند،‌ بر سر راه ورود نور و گرمای خورشید خودداری کنید.
پنجره‌های غربی را تا حد امکان کم کنید یا اصلا آنها را حذف کنید.
وجود این پنجره‌ها سبب گرم شدن خانه در بعدازظهر روزهای تابستان می‌شود. پنجره‌های شرقی اگرچه در صبح زمستان سبب گرم شدن خانه می‌شوند، اما در تابستان می‌توانند مشکل‌ساز شوند. از این رو باید تمهیداتی برای پوشاندن آنها در فصل تابستان اندیشیده شود. روی هم رفته بهتر است اندازه این پنجره‌ها نیز تا حد امکان کم شود.
پنجره‌های سمت شمال ساختمان باید تا جایی که می‌شود کوچک در نظر گرفته شود زیرا خورشید از سمت شمال تابشی ندارد و نصب این پنجره‌ها تنها باعث می‌شود حرارت بیشتری هدر رود.
برای خنک کردن ساختمان در فصل تابستان بهترین راه این است که به هوای بیرون اجازه دهیم در مواقع لازم آزادانه در کل ساختمان حرکت کند. به این ترتیب در روزهایی که هوای بیرون خنکتر از هوای داخل ساختمان است، می‌توان بدون نیاز به کولر یا دیگر دستگاه‌های خنک کننده، ساختمان را خنک کرد. بهتر است از پنجره‌هایی استفاده کنید که بتوانند به مقدار زیاد باز شوند.
عایق‌کاری
براساس مقررات ملی ساختمان، شما باید ساختمان خود را عایق‌کاری کنید تا ضریب انتقال حرارت آن از حد معینی بیشتر نباشد. مقدار عایق مورد نیاز در مناطق مختلف متفاوت است، لذا بهتر است برای تعیین مقدار عایق مورد نیاز و نصب آن از یک مشاور کمک بگیرید.
حفاظت‌ پنجره‌ها
تلفات حرارتی پنجره‌ها در زمستان حدود 25درصد از کل تلفات حرارتی ساختمان است. برای کاهش این تلفات می‌توان اقدامات زیر را انجام داد:
- نصب پرده‌های چین دار و کاملا اندازه و پر کردن فاصله بالای میله پرده.
- نصب پرده‌های کرباسی یا پرده پارسیانا در بیرون پنجره.
- نصب پنجره‌های دو جداره در جاهایی که استفاده از پرده ممکن نیست یا جاهایی که پنجره‌های بزرگ وجود دارد.
در تابستان حدود 35درصد از کل گرما از طریق پنجره‌ها وارد ساختمان می‌شود. برای کاهش این تلفات می‌توان کارهای زیر را انجام داد:
- بر روی پنجره‌های جنوبی می‌توان سایبان، حصیر یا پوشش‌های کدر قرار داد و جلوی ورود گرمای خورشید را گرفت.
پنجره‌های شرقی و غربی را می‌توان از بیرون با حصیر، پرده یا پوشش‌های کدر کنترل کرد.
نورگیرها
نورگیرها نقش مهمی در تامین روشنایی منزل دارند اما اگر خوب محافظت نشوند مقدار زیادی حرارت را در زمستان به هدر می‌دهند و در تابستان نیز باعث ورود حرارت به ساختمان می‌شوند. برای کاستن از اثرات منفی نورگیرها می‌توان این کارها را انجام داد:
- تا جای ممکن از نورگیرهای کوچک‌تر استفاده کنید.
- از شیشه‌های دوجداره یا ضخیم برای کاهش تلفات حرارتی استفاده کنید.
- در جایی که امکان دارد از سایبان استفاده کنید تا جلوی تابش مستقیم آفتاب گرفته شود.
همچنین می‌توانید از شیشه‌های تیره یا رفلکس استفاده نمایید.
- از نصب نورگیر در اتاق‌های خواب و نشیمن و پذیرایی پرهیز کنید مگر آنکه واقعا به آنها نیاز باشد.
- پنجره نورگیرها را کاملا ببندید.
کاهش نفوذ هوا
در زمستان نفوذ هوای سرد بیرون به داخل ساختمان حدود 25درصد از کل مصرف انرژی ساختمان را سبب می‌شود.
برای کاهش تلفات ناشی از نفوذ هوا می‌توان این کارها را انجام داد:
- گرفتن درز درها و پنجره‌ها به کمک نوارهای درزگیر
- نصب دریچه در دودکش شومینه‌ها و بستن دودکش بخاری‌ها در هنگامی که از آنها استفاده نمی‌شود.
- نصب فن‌هایی که دریچه آنها هنگام خاموش بودن به طور خودکار بسته می‌شود.
- بستن دریچه‌های تهویه دیواری یا سقفی که قبلا در ساختمان‌ها نصب می‌شد.
سیستم گرمایش
انتخاب وسیله مناسب برای گرمایش ساختمان دقت بسیاری نیاز دارد. در این انتخاب عوامل مختلفی چون نوع ساختمان و مصالح به کار رفته، ارتفاع سقف، وضعیت آب و هوایی و سیستم گرمایش موجود موثر هستند.
روشنایی
- بیشترین استفاده را از نور طبیعی ببرید به ویژه از پنجره‌های جنوبی.
- دیوار اتاق‌ها و دیگر قسمت‌های داخل ساختمان را با رنگ‌های روشن رنگ‌آمیزی کنید.
- در قسمت‌هایی از ساختمان که در آن زندگی می‌کنید از لامپ‌های مهتابی یا کم‌مصرف استفاده کنید.
- از نصب لامپ‌های متعدد داخل سقف پرهیز کنید
زیرا:
-مصرف برق بالا می‌رود.
- نفوذ هوا به داخل ساختمان افزایش می‌یابد.
- تعویض آنها پرهزینه است.
انتخاب مجری
در صورتی که می‌‌خواهید در بازسازی خانه خود اصول بهینه‌سازی مصرف انرژی را رعایت کنید باید کار بازسازی را به دست کسی بسپارید که در این زمینه مهارت کافی داشته باشد و دارای دانش بهینه‌سازی باشد. زیرا انجام این کار نیاز به محاسبات دقیق و تجربه فراوان دارد و هر کسی که چیزی از بنایی بداند حتی اگر تجربه زیادی هم در کار خود داشته باشد نمی‌تواند ادعا کند در بهینه‌سازی مصرف انرژی مهارت دارد

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.

مراحل ساخت فونداسیون سازه های اسکلت فلزی

مراحل ساخت فونداسیون سازه های اسکلت فلزی

قبل از پیاده کردن نقشه روی زمین اگر زمین ناهموار بود یا دارای گیاهان و درختان باشد، باید نقاط مرتفع ناترازی که مورد نظر است برداشته شود و محوطه از کلیه گیاهان و ریشه ها پاک گردد. سپس شمال جغرافیایی نقشه را با جهت شمال جغرافیایی محلی که قرار است پروژه در آن اجرا شود منطبق می کنیم ( به این کار توجیه نقشه می گویند) پس از این کار، یکی از محورها را (محور طولی یا عرضی ) که موقیعت آن روی نقشه مشخص شده است، بر روی زمین، حداقل با دو میخ در ابتدا و انتها، پیاده می کنیم که به اینامتداد محور مبنا گفته می شود؛ حال سایر محورهای طولی و عرضی را از روی محور مبنامشخص می کنیم (بوسیله میخ چوبی یا فلزی روی زمین) که با دوربین تیودولیت و برایکارهای کوچک با ریسمان کار و متر و گونیا و شاقول اجرا می شود.

حال اگر بخواهیم محل فونداسیون را خاکبرداری کنیم به ارتفاع خاکبرداری احتیاج داریم که حتی اگر زمین دارای پستی و بلندی جزیی باشد، نقطه ای که بصورت مبنا (B. M) باید در محوطه کارگاه مشخص شود ( این نقطه بوسیله بتن و میلگرد در نقطه ای که دور از آسیب باشد ساخته می شود. )
نکات فنی و اجرایی مربوط به خاکبرداری: داشتن اطلاعات اولیه از زمین و نوع خاک از قبیل : مقاومت فشاری نوع خاک بویژه از نظر ریزشی بودن، وضعیت آب زیرزمینی، عمق یخبندان و سایر ویژگیهای فیزیکی خاک که با آزمایش از خاک آن محل مشخص می شود، بسیار ضروری است. در خاکبرداری پی هنگام اجرا زیرزمین ممکن است جداره ریزش کند یا اینکه زیر پی مجاور خالی شود که با وسایل مختلفی باید شمع بندی و حفاظت جداره صورت گیرد؛ به طوری که مقاومت کافی در برابر بارهای وارده داشته باشد یکی از راه حلهای جلوگیری از ریزش خاک و پی ساختمان مجاور، اجرای جز به جز است که ابتدا محل فونداسیون ستونها اجرا شود و در مرحله بعدی، پس از حفاری تدریجی، اجزای دیگر دیوارسازی انجام گیرد.

نکات فنی و اجرایی مربوط به خاکریزی و زیرسازی فونداسیون : چاههای متروکه با شفته مناسب پر می شوند و در صورت برخورد محل با قنات متروکه، باید از پی مرکب یا پی تخت استفاده کرد یا روی قنات را با دال بتن محافظ پوشاند. از خاکهای نباتی برای خاکریزی نباید استفاده کرد. ضخامت قشرهای خاکریز برای انجام تراکم 15 تا 20 سانتیمتر است. برای انجام تراکم باید مقداری آب به خاک اضافه کنیم و با غلتکهای مناسب آن را متراکم نماییم، البته خاکریزی و تراکم فقط برای محوطه سازی و کف سازی است و خاکریزی زیر فونداسیون مجاز نمی باشد. در برخی موارد، برای حفظ زیر بتن مگر، ناچار به زیرسازی فونداسیون هستیم، اما ممکن است ضخامت زیرسازی کم باشد (حدود 30 سانتیمتر) در این صورت می توان با افزایش ضخامت بتن مگر، زیرسازی را انجام داد و در صورت زیاد بودن ارتفاع زیرسازی، می توان با حفظ اصول فنی لاشه چینی سنگ با ملات ماسه سیمان انجام داد.

بتن مگر چیست؟
بتن با عیار کم سیمان زیر فونداسیون که بتن نظافت نیز نامیده می شود، معمولاً به ضخامت 10 تا 15 سانتیمتر و از هر طرف 10 تا 15 سانتیمتر بزرگتر از خود فونداسیون ریخته میشود.

قالب بندی فونداسیون چگونه است؟
قالب بندی باید از تخته سالم بدون گره به ضخامت حداقل 5/2 سانتیمتر یا ورقه های فلزی صاف یا از قالب آجری (تیغه 11 سانتیمتری آجری یا 22 با اندود ماسه سیمان برای جلوگیری از خروج شیره بتن) صورت گیرد. لازم به یادآوری است که پی های عادی را می توان با قرار دادن ورقه پلاستیکی (نایلون) در جداره خاکبرداری از آن به عنوان قالب استفاده کرد.

تذکر: در آرماتور بندی فاصله میله گردها تا سطح آزاد بتن در مورد فونداسیون نباید از 4 سانتیمتر کمتر باشد.
اتصال مفصلی تیر به ستون در سازه های فولادی

برای ایجاد اتصال مفصلی تیر به ستون در سازه های فولادی می توان از نبشی به عنوان قطعه اتصال دهنده بهره برد. نبشی قطعه ای می باشد که به خودی خود دارای مقاومت خمشی خیلی ناچیزی است ، مگر آنکه توسط قطعات دیگری مانند لچکی مقاومت خمشی آنرا افزایش دهیم.
جهت اجرای این نوع اتصال ابتدا نبشی زیر سری ( نشیمن ) در روی زمین بر روی ستون در کد ارتفاعی مورد نظر جوش داده می شود. در جوشکاری این قطعه بایستی به این نکته دقت داشت که تمام سطوح تماس نبشی به ستون جوش داده نشود. نحوه جوشکاری این نبشی به این صورت می باشد که سطوح قائم آن به صورت کامل جوشکاری می شود و سطح مماسی افقی در طرفین نبشی به اندازه 20% ارتفاع جوش قائم ، جوشکاری می شود.

این عمل بدان سبب انجام می پذیرد تا نبشی جوش داده شده دارای مقاومت پیچشی نباشد. البته متاسفانه در اکثر سازه های فولادی دیده می شود که تمامس سطوح تماس نبشی جوش داده می شود که باعث ایجاد جریان پیچش در ستون می شود بدون آنکه نبشی دارای مقاومت پیچشی داشته باشد.
بعد از استوار کردن ستونها و قرار گیری تیرها ، نبشی زیر سری به صورت کامل به بال زیرین جوش داده می شود. البته برای خودداری از جوشکاری سر بالا می توان طول نبشی را از عرض بال بیشتر در نظر گرفت تا جوشکار به راحتی عمل جوشکاری را اجرا کند. سپس محل نبشی بالاسری ( زبرین ) از یک طرف به ستون و از طرف دیگر به بال فوقانی تیر جوش داده می شود. جوشکاری این نبشی نیز بدین صورت می باشد که فقط بایستی سطح مماس افقی نبشی بر روی ستون و پیشانی نبشی بر روی بال فوقانی جوش داده شوند.

شایان ذکر می باشد که از به کار بردن هر گونه نبشی اتصال جان تبر به ستون بایستی خودداری کرد.
در ضمن در این نوع اتصال ، فقط نبشی زیر سری جزء قطعات محاسباتی می باشد و بایستی مشخصات نبشی به همراه طول جوش مورد نیاز با توجه به نیروی محوری وارده به تیر محاسبه شود. اما نبشی بالاسری قطعه محاسباتی نبوده و صرفا نقش تکیه گاهی دارد.

بتن و فولاد

بتن و فولاد دو نوع مصالحی هستند که امروزه بیشتر از سایر مصالح در ساختمان انواع بناها از قبیل ساختمان پلها،ساختمان سدها، ساختمان متروها،ساختمان فرودگاه ها و ساختمان بناهای مسکونی و اداری و غیره به کار برده می شوند.و شاید به جرأت می توان گفت که بدون این دو پیشرفت جوامع بشری به شکل کنونی میسر نبود.با توجه به اهدافی که از ساخت یک بنا دنبال می شود،بتن و فولاد به تنهایی و یا به صورت مکمل کار برد پیدا می کنند. فولاد به لحاظ اینکه در شرایط به دقت کنترل شده ای تولید می شود و مشخصات و خواص آن از قبیل تعیین و با آزمایشات متعددی کنترل می شود،دارای کاربری آسانتر از بتن است. اما بتن در یک شرایط کاملا متفاوتی با توجه به پارامتر های مختلف از قبیل نوع سیمان،نوع مصالح و شرایط آب و هوایی تولید و استفاده می شود و عدم اطلاع کافی از خواص مواد تشکیل دهنده بتن و نحوه تولید و کاربرد آن می تواند ضایعات جبران ناپذیری را به دنبال داشته باشد.

با توجه به پیشرفت علم و تکنولوژی در قرن اخیر، علم شناخت انواع بتن و خواص آنها نیز توسعه قابل ملاحظه ای داشته است، به نحوی که امروزه انواع مختلف بتن با مصالح مختلف تولید و استفاده می شود و هر یک خواص و کاربری مخصوص به خود را داراست.هم اکنون انواع مختلفی از سیمانها که حاوی پوزولانها ،خاکستر بادی،سرباره کوره های آهن گدازی،سولفورها،پلیمرها،الیافهای مختلف،و افزودنیهای متفاوتی هستند،تولید می شد. ضمن اینکه تولید انواع بتن نیز با استفاده از حرارت،بخار،اتوکلاو،تخلیه هوا،فشار هیدرولیکی،ویبره و قالب انجام می گیرد.

بتن به طور کلی محصولی است که از اختلاط آب با سیمان آبی و سنگدانه های مختلف در اثر واکنش آب با سیمان در شرایط محیطی خاصی به دست می آیدو دارای ویژگیهای خاص است.

اولین سؤالی که پیش می آید این است که چه رابطه ای بین تشکیل دهنده بتن باید وجود داشته باشد تا یک بتن خوب به دست آید و اصولا بتن خوب دارای چه شرایط و ویژگیهایی است. رابطه بین اجزاء تشکیل دهنده بتن،در خواص فیزیکی و شیمیایی و همچنین نسبت اختلاط آنها با هم است.چه اگر مصالح یا آب و سیمانی با خواصی مناسب بتن با هم مخلوط گردند و در شرایط و محیطی مناسب به عمل آیند،یقینا بتن خوبی حاصل می شودو اصولا بتن خوب، بتنی است که دارای مقاومت فشاری دلخواه و رضایت بخشی باشد. رسیدن به یک مقاومت فشاری دلخواه و رضایت بخش بدین معناست که سایر خواص بتن مانند مقاومت کششی، وزن مخصوص، مقاومت دربرابر سایش، نفوذ ناپذیری، دوام، مقاومت دربرابر سولفاتها و ... نیز همسو با مقاومت فشاری، بهبود یافته و متناسب می شوند.

اگر چه شناخت مصالح مورد مصرف در ساخت بتن و همچنین خواص مختلف بتن کار آسانی نیست اما سعی می شود به خواص عمومی مصالح و همچنین بتن پرداخته شود.

بتن اینک با گذشت بیش از 170 سال از پیدایش سیمان پرتلند به صورت کنونی توسط یک بنّای لیدزی، دستخوش تحولات و پیشرفتهای شگرفی شده است.در دسترس بودن مصالح آن، دوام نسبتاً زیاد و نیاز به ساخت و سازهای فراوان سازه های بتنی چون ساختمان ها، پل ها، تونل ها، سدها، اسکله ها، راه ها و سایر سازه های خاص دیگر، این ماده را بسیار پر مصرف نموده است.

اینک حدود سه تا چهار دهه است که کاربرد این ماده ارزشمند در شرایط ویژه و خاص مورد توجه کاربران آن گشته است. اکنون کاملاً مشخص شده است که توجه به مقاومت تنها به عنوان یک معیار برای طرح بتن برای محیطهای مختلف و کاربریهای متفاوت نمی تواند جوابگوی مشکلاتی باشد که در درازمدت در سازه های بتنی ایجاد می گردد. چند سالی است که مسأله پایایی و دوام بتن در محیط های مختلف و به ویژه خورنده برای بتن و بتن مسلح مورد توجه خاص قرار گرفته است.مشاهده خرابی هایی با عوامل فیزیکی و شیمیایی در بتن ها در اکثر نقاط جهان و با شدتی بیشتر در کشور های در حال توسعه، افکار را به سمت طرح بتن هایی با ویژگی خاص و با دوام لازم سوق داده است. در این راستا در پاره ای از کشورها مشخصات و دستورالعمل ها واستانداردهایی نیز برای طرح بتن با عملکرد بالا تهیه شده و طراحان و مجریان در بعضی از این کشورهای پیشرفته ملزم به رعایت این دستورالعمل ها گشته اند.

در مواد تشکیل دهنده بتن نیز تحولات شگرفی حاصل شده است. استفاده از افزودنی های مختلف به عنوان ماده چهارم بتن، گسترش وسیعی یافته و در پاره ای از کشورها دیگر بتنی بدون استفاده از یک افزودنی در آن ساخته نمی شود. استفاده از سیمان های مختلف با خواص جدید و سیمان های مخلوط با مواد پوزولانی و نیز زائده های کارخانه های صنعتی روز به روز بیشتر شده و امید است که بتواند تحولی عظیم در صنعت بتن چه از نقطه نظر اقتصادی و چه از نظر دوام و نیز حفظ محیط زیست در قرن آینده بوجود آورد.

�در سازه های بتنی مسلح نیز جهت پرهیز از خوردگی آرماتور فولادی از مواد دیگری چون فولاد ضد زنگ و نیز مواد پلاستیکی و پلیمری (FRP) استفاده می شود که گسترش آن منوط به عملکرد آن در دراز مدت گشته است. با توجه به نیاز روز افزون به بتن های خاص که بتوانند عملکرد قابل و مناسبی در شرایط ویژه داشته باشند،سعی شده است تا در این مقاله به پاره ای از این بتن ها اشاره گردد. کاربرد مواد افزودنی به ویژه فوق روان کننده ها و نیز مواد پوزولانی به ویژه دوده سیلیس در تولید بتن با مقاومت زیاد و با عملکرد خوب مختصراً آورده می شود. بتن های خیلی روان که تحولی در اجرا پدید آورده است و نیز بتن های با نرمی بالا برای تحمل ضربه و نیروهای ناشی از زلزله نیز از مواردی است که باید به آنها اشاره نمود. کوشش های فراوان برای مبارزه با مسأله خوردگی آرماتور در بتن و راه حل ها و ارائه مواد جدید نیز در اواخر سالهای قرن بیستم پیشرفت شتابنده ای داشته است که به آنها اشاره خواهد شد.
افزودنی های خاص در شرایط ویژه :

برای ساخت بتن های ویژه در شرایط خاص نیاز به استفاده از افزودنی های مختلفی می باشد. پس از پیدایش مواد افزودنی حباب هواساز در سالهای 1940 کاربرد این ماده در هوای سرد و در مناطقی که دمای هوا متناوباً به زیر صفر رفته و آب بتن یخ می زند، رونق بسیار یافت. این ماده امروز یکی از پر مصرف ترین افزودنی ها در مناطق سرد نظیر شمال آمریکا و کانادا و بعضی کشورهای اروپایی است.

ساخت افزودنی های فوق روان کننده که ابتدا نوع نفتالین فرمالدئید آن در سالهای 1960 در ژاپن و سپس نوع ملامین آن بعداً در آلمان به بازار آمد شاید نقطه عطفی بود که در صنعت افزودنی ها در بتن پیش آمد. ابتدا این مواد برای کاستن آب و به دست آوردن کارایی ثابت به کار گرفته شد و چند سال بعد با پیدایش بتن های با مقاومت زیاد نقش این افزودنی اهمیت بیشتری یافت. امروزه بتن های مختلفی برای منظور ها و خواص ویژه و نیز به منظور مصرف در شرایط خاص با این مواد ساخته می شود که ازمیان آنها به ساخت بتن های با مقاومت زیاد، بتن های با دوام زیاد، بتن های با مواد پوزولانی زیاد (سرباره کوره های آهن گدازی و خاکستر بادی)، بتن های با کارایی بالا، بتن های با الیاف و بتن های زیر آب و ضد شسته شدن می توان اشاره نمود.

بتن های با کارآیی بسیار زیاد که چند سالی است از پیدایش آن در جهان و برای اولین بار در ژاپن نمی گذرد، تحول جدیدی در صنعت ساخت و ساز بتنی ایجاد کرده است. این بتن که نیاز به لرزاندن نداشته و خود به خود متراکم می گردد، مشکل لرزاندن در قالب های با آرماتور انبوه و محلهای مشکل برای ایجاد تراکم را حل نموده است. این بتن علیرغم کارایی بسیار زیاد خطر جدایی سنگدانه ها و خمیر بتن را نداشته و ضمن ثابت بودن کارایی و اسلامپ تامدتی طولانی می تواند بتنی با مقاومت زیاد و دوام و پایاپی مناسب ایجاد کند. در طرح اختلاط این بتن باید نسبت های خاصی را رعایت نمود. به عنوان مثال شن حدود 50 درصد حجم مواد جامد بتن را تشکیل داده و ماسه حدود 40 درصد حجم ملات انتخاب می شود. نسبت آب به مواد ریزدانه و پودری بر اساس خواص مواد ریز بین 9/0 تا 1 می باشد. با روش آزمون و خطا نسبت دقیق آب به سیمان و مقدار ماده فوق روان کننده مخصوص برای مصالح مختلف تعیین می گردد. از این بتن با استفاده از افزودنی دیگری که گرانروی بتن را می افزاید در زیر آب استفاده شده است.