تبلیغات
عمران یار - بتن سبک تاریخچه خواص ویژگی معایب (قسمت دوم)
كاربرد بتن سبك :

بتن سبك در بعضی ازسازه ها كه نمونه هایی از آن در زیر آمده است  به كار رفته است

ترمینال TWA در فرودگاه نیویورك در سال 1960، فرودگاه Dulles در واشنگتن در سال 1962، كلیسایی در نروژ در سال 1965، پلی در وایسبادن آلمان در سال 1966 و پل آب بر در روتردام هلند در سال 68 از جمله ساختمان هایی هستند كه با بتن سبكدانه ساخته شده اند.

بزرگترین بنای بتن سبکدانه ، یک ساختمان اداری 52 طبقه در تکزاس با ارتفاع 215 متر می باشد.

همچنین به دلیل استفاده كم در ایران این نوع بتن را به صورت پانل های آماده كه در شكل آمده شده در وبلاگ نشان داده شده است .

در سالیان اخیر نیز استفاده بتن سبک در دال سقف ساختمانهای بلند مرتبه، عرشه پلها و دیگر موارد مشابه و همچنین کاربردهای خاص مانند عرشه و پایه دکلهای استخراج نفت کاربرد فراوانی یافته است.

  معایب ساختمان های ساخته شده با  بتن سبک

 این  ساختمانها دارای مشکلات ویژه ای هستند که به اختصار میتوان به نمونه های زیر اشاره نمود .

۱-مشکلات اتصال اعضاء سازه ای به همدیگر

۲-مشکلات حمل و نقل

۳- مشکلات درز بندی اتصالات

۴- نیاز به گروه نصاب متخصص

۵- نگهداری تخصصی

۶- وزن بسیار زیاد

۷- مشکل نصب اجزاء غیر سازه ای به دیوارها


 معایب بتن های سبک

  شاید یکی از مهمترین یا شاید تنها ترین عیب بتن سبک مقاومت کم آنها می باشد که در زیر چگونگی بر طرف کردن این عیب نیز آمده است

 اثر میكروسیلیس ها در افزایش مقاومت بتن سبک

 كم بودن مقاومت بتن سبك عامل مهمی در محدود نمودن دامنه كاربرد این نوع بتن و بهره گیری از امتیازات آن بوده است برای بدست آوردن بتن سبك با مقاومت زیاد روشهای زیادی مورد توجه قرار گرفته است .

نكته : عامل موثر و مشترك در كلیه این پژوهشها مصرف میكروسیلیس در بتن می باشد . در اینجا اجمالا به چند روش اشاره می گردد :

1- تحقیقات مشترك V.Novokshchenov و W.Whitcomb جهت افزایش مقاومت بتن سبك و بهبود دیگر خواص آن با استفاده از سبكدانه های سیلیسی منبسط شده ، به اعتقاد آنان مقاومت بتن سبك تابعی از مقاومت سبكدانه ها و ملات است كه این رابطه به صورت ذیل ارائه گردید .

fc = fm (vm)+fa (1-vm)

fc = مقاومت بتن    fa = مقاومت سبكدانه

fm = مقاومت ملات  vm = حجم نسبی ملات

بدین ترتیب مشاهده می شود كه می توان با افزایش مقاومت سبكدانه و مقاومت و حجم ملات مقاومت بتن سبك را افزایش داد .

طبقه بندی بتن های سبک

 طبقه بندی بتن های سبك بر حسب نوع كاربرد آنها :

 - بتن سبك بار بر ساختمان

-  بتن مصرفی در دیوارهای غیر بار بر

-  بتن عایق حرارتی

 نكته 1- طبقه بندی بتن سبك بار بر طبق حداقل مقاومت فشاری انجام می گیرد .

مثال : طبق استاندارد 77 – 330 ASTM C در بتن سبك ---- مقاومت فشاری بر مبنای نمونه های استوانه ای استاندارد از    شده پس از 28 روز نباید كمتر از Mpa 17 باشد . و وزن مخصوص آن نباید از 1850 كیلوگرم بر متر مكعب تجاوز نماید كه معمولا بین 1400 او 1800 كیلوگرم بر متر مكعب است .

نكته : 2- بتن مخصوص عایق كاری معمولا دارای وزن مخصوص كمتر از 800 كیلوگرم بر متر مكعب و مقاومت بین 7/0 و Mpa 7 می باشد .

انواع سبك دانه هایی كه به عنوان مصالح در ساختار بتن سبك استفاده می شود :

الف -  سبك دانه های طبیعی : مانند دیاتومه ها ، سنگ پا ، پوكه سنگ ، خاكستر ، توف كه بجز دیاتومه ها بقیه آنها منشاﺀ آتشفشانی دارند .

نكته :1- این نوع سبك دانه ها معمولا بدلیل اینكه فقط در بعضی از جاها یافت می شوند به میزان  زیاد مصرف نمی شوند ، معمولا از ایتالیا و آلمان اینگونه مصالح صادر می شود .

نكته : 2- از انواعی پوكه معدنی سنگی كه ساختمان داخلی آن ضعیف نباشد بتن رضایت بخشی با وزن مخصوص 700 تا 1400 كیلو گرم بر متر مكعب تولید می شود كه خاصیت عایق بودن آن خوب می باشد اما جذب آب و جمع شدگی آن زیاد است . سنگ پا نیز دارای خاصیت مشابه است .

ب -  سبك دانه های مصنوعی : این سبك دانه ها به چهار گروه تقسیم می شوند .

- گروه اول : كه با حرارت دادن و منبسط شدن خاك رس ، سنگ رسی ، سنگ لوح ، سنگ رسی دیاتومه ای ، پرلیت ، اسیدین، ورمیكولیت بدست می آیند .

- گروه دوم : از سرد نمودن و منبسط شدن دوباره كوره آهن گدازی به طریقی مخصوص بدست می آید .

- گروه سوم : جوشهای صنعتی ( سبكدانه های كلینكری) می باشند .

- گروه چهارم : مخلوطی از خاك رس با زباله خانگی و لجن فاضلاب پردازش شده را می توان به صورت گندوله در آورد تا با پختن در كوره تبدیل به سبك دانه شود ولی این روش هنوز به صورت تولید منظم در نیامده  است.

 طبقه بندی بتن سبک بر مبنای مقاومت

بتن‌های سبك از دیدگاه مقاومتی در سه دسته طبقه‌بندی می‌شوند كه عبارتند از بتن سبك غیرسازه‌ای، بتن سبك سازه‌ای و بتن سبك با مقاومت متوسط که در ادامه به آن پرداخته می شود.بتن سبك غیرسازه‌ای كه معمولاً به عنوان جداسازهای سبك

 مورد استفاده قرار می‌گیرد، دارای جرم مخصوص كمتر از 800 كیلوگرم بر مترمكعب است. با وجود جرم مخصوص كم، مقاومت فشاری آن حدود 35/0 تا 7 نیوتن بر میلیمترمربع می‌باشد. از معمولیترین سنگدانه‌های مورد مصرف در این نوع بتن می توان به پرلیت (نوعی سنگ آذرین) و ورمیكولیت (ماده‌ای با ساختار ورقه‌ای شبیه لیكا)اشاره کرد.

بتن‌های سبك سازه‌ای دارای مقاومت و وزن مخصوص كافی می‌باشند، به گونه‌ای كه می توان از  آن‌ها در اعضای سازه‌ای استفاده کرد. این بتن‌ها عموماً دارای جرم مخصوصی بین 1400 تا 1900 كیلوگرم بر مترمكعب بوده و حداقل مقاومت فشاری تعریف شده برای آنها 17 نیوتن بر میلیمتر مربع (مگاپاسكال) می باشد. در بعضی حالات امكان افزایش مقاومت تا 60 نیوتن بر میلیمتر مربع نیز وجود دارد. در مناطق زلزله خیز، آیین‌نامه‌ها حداقل مقاومت فشاری بتن سبك را به 20 نیوتن بر میلیمتر مربع محدود می‌كنند.

بتن‌های سبك با مقاومت متوسط، از لحاظ وزن مخصوص و مقاومت فشاری در محدوده‌ای بین بتن‌های سبك غیرسازه ا‌ی و سازه‌ای قراردارند، به گونه‌ای كه مقاومت فشاری آنها‌ بین 7 تا 17 نیوتن بر میلیمترمربع و جرم مخصوص آن‌ها بین 800 تا 1400 كیلوگرم بر مترمكعب می باشد.

 1-1- بتن سبك غیرسازه‌ای

این نوع بتن‌ها با جرم مخصوصی معادل 800 كیلوگرم بر مترمكعب و كمتر، به عنوان تیغه‌های جداساز و عایق‌های صوتی در كف بسیار مؤثر هستند. این نوع بتن می‌تواند در تركیب با مواد دیگر در دیوار، كف و سیستم‌های مختلف سقف مورد استفاده قرار گیرد. مزیت عمده آن، كاهش هزینه‌های لازم برای تهویه‌ی گرمایی یا سرمایی فضاهای داخلی ساختمان و كاهش انتقال صوت بین طبقات و فضاهای ساختمان می باشد. بتن‌های سبك غیرسازه‌ای بر اساس ساختارداخلی می‌توانند به دو گروه جداگانه تقسیم‌بندی شوند.

دسته اول بتن‌های اسفنجی[1] كه در حین ساخت آن‌ها با ایجاد كف، حباب‌های هوا در خمیر سیمان یا در ملات سیمان - سنگدانه ایجاد می گردد. كف مورد نظر یا از طریق مواد كف‌زا در حین اختلاط تولید شده و یا به صورت كف آماده به مخلوط اضافه می‌شود. بتن اسفنجی می‌تواند جرم مخصوصی تا حدود 240 كیلوگرم بر مترمكعب داشته باشد.

 دسته دوم بتن با سنگدانه سبك یا به اختصار بتن سبكدانه است که با استفاده از پرلیت، ورمیكولیت منبسط شده و یا دیگر سبکدانه های طبیعی و مصنوعی ساخته می‌شوند. جرم مخصوص خشك این مخلوط بین 240 تا 960 كیلوگرم بر مترمكعب می‌باشد.

امروزه اضافه كردن ریزدانه‌هایی با وزن معمولی، موجب افزایش وزن بتن و مقاومت آن می شود، لیكن به منظورحصول خواص عایق‌بندی حرارتی (ضریب انتقال حرارت پایین)، حداكثر جرم مخصوص به 800 كیلوگرم در مترمكعب محدود می‌گردد.

هنگام ساخت و استفاده از بتن سبك غیرسازه‌ای، سعی بر این است كه با كاهش وزن بتوان خصوصیات عایق حرارتی را افزایش داد، اما ذكر این مطلب ضروری است كه باكاهش وزن مخصوص بتن، مقاومت آن نیز كاهش می‌یابد. مقاومت فشاری و وزن مخصوص بتن، ارتباط نزدیكی با هم دارند و با افزایش وزن مخصوص، بالطبع باید مقاومت بالاتری را انتظار داشت. با توجه به مقاومت به دست آمده از این نوع بتن، محل کاربرد آن تعیین می گردد. به عنوان مثال بتن‌هایی با مقاومت فشاری حدود 7/0 نیوتن بر میلیمترمربع و كمتر برای عایق‌سازی لوله‌های بخار زیرزمینی مناسب هستند و از بتن‌های با مقاومت بالاتر تا حدود 5/3 نیوتن بر میلیمتر مربع در پیاده‌روها استفاده می شود. باید توجه داشت كه انقباض بتن‌های سبك در هنگام خشك شدن در اكثر موارد و به خصوص در موارد حذف سنگدانه‌های درشت از مخلوط، همواره مشكل‌ساز است.

 1-2- بتن سبك با مقاومت متوسط

بتنهای سبک موجود در این طبقه عمدتا از نوع بتنهای سبکدانه و بتنهای با ساختار باز می باشند. به عبارت دیگر برای کاهش چگالی بتن از سنگدانه های سبک طبیعی یا مصنوعی استفاده شده است. سبکدانه های مورد استفاده در بتنهای سبک با مقاومت متوسط معمولا از یکی از روشهای آهكی شدن (تكلیس)، سنگدانه‌ی كلینگر، محصولات منبسط شده‌ای نظیر روباره‌های منبسط شده، خاكستر بادی، شیل و اسلیت یا سنگدانه‌های تولیدی از مصالح طبیعی مانند پوكه سنگ‌های آذرین و سنگ‌های آذرین متخلخل (توف) تولید می‌شوند. جرم مخصوص بتن ساخته شده با سنگدانه‌های فوق بین 800 تا 1400 كیلوگرم بر مترمكعب است. كاربرد مواد افزودنی نظیر تسریع كننده‌ها و روان‌كننده‌ها می‌تواند در تغییر مقاومت بتن‌های ساخته شده با سنگدانه‌های تولید شده از روش‌های مذكور موثر باشد. کاربرد این بتنها معمولا در بلوکهای مجوف بتنی، کف سازیها و موارد مشابه است.

1-3- بتن سبك سازه ای

بتنهای سبک سازه ای بتنهایی هستند که علی رغم دارا بودن چگالی کمتر از 2000 كیلوگرم بر مترمكعب، مقاومت فشاری بیش از 17 مگاپاسکال دارند. ساخت این بتنها صرفا با استفاده از سنگدانه های سبک و مقاوم امکان پذیر است. تمام بتنهای سبک سازه ای از خانواده بتن های سبکدانه می باشند که در آن برای کاهش وزن مخصوص بتن از سنگدانه های سبک استفاده شده است. به این دلیل بعضا از عبارات بتن سبکدانه و بتن سبک سازه ای برای بیان یک مفهوم استفاده می شود. در بتن‌های سبكدانه سازه‌ای از سنگدانه‌هایی استفاده می‌شود كه بتن ساخته شده مقاومتی بیش از 17 مگاپاسکال و جرم مخصوصی كمتر از 2000 كیلوگرم بر مترمكعب را دارا باشد. سنگدانه‌هایی كه این شرایط را عموماً برآورد می‌كنند و طبق استاندارد [2] ASTM-C330 برای ساخت بتن سبك سازه‌ای مورد استفاده قرار می گیرند، عمدتا عبارتند از:

الف) شیل، رس و اسلیت منبسط شده در كوره‌ی دوار

ب)سنگدانه هایی که از فرآیند های کلوخه ای شدن به دست می آیند

ج) سرباره‌های منبسط شده

د) پوكه‌های معدنی

هـ) پوكه‌های صنعتی

و) خاكستر بادی ته نشین شده

تأمین مقاومت فشاری معادل 20 نیوتن بر میلیمترمربع و بیشتر با بعضی از این سنگدانه‌ها امكان‌پذیر است. شرایط سایر سنگدانه‌ها نیزطوری است كه قادر به حصول حداقل مقاومت فشاری مقرر شده برای بتن سبك سازه‌ای می‌باشند. همانطور كه پیش از این ذکر شد،‌ مقاومت بتن سبك ‌تابعی از جرم مخصوص آن است. باید توجه داشت كه جرم مخصوص بتن عمدتاً متأثر از جرم مخصوص سنگدانه‌های مصرفی است، به گونه‌ای كه استفاده از مصالح سبكتر موجب كاهش وزن مخصوص بتن می شود. ولی استفاده از مصالح سنگین‌تر از سبكدانه‌ها، لزوماً باعث افزایش مقاومت بتن ساخته شده نخواهد شد. بیشترین مقاومت بتن سبکدانه معمولا وقتی حاصل می شود که از سبکدانه های ساخته شده از شیل، رس و اسلیت منبسط شده در فرآیند كوره دوار برای سبک سازی چگالی بتن استفاده گردد.

مقایسه انواع بتن سبك با آجر و بتن معمولی

 

نوع مصالح ساختمانی
   

وزن مخصوص kg/m3
   

مقدار مصرف سیمان kg/m3
   

مقاومت گسیختگی فشاری kg/m3

بتن معمولی  
   

2200-2700
   

550
   

250-800

آجر
   

1600
   

-
   

100

بتن سبك از نوع عایق حرارتی
   

400-700
   

90-150
   

5-10

بتن سبك ساختمانی
   

700-1400
   

150-240
   

10-20

بتن سبك مقاوم
   

1200-1500
   

270-330
   

100-200

 

مسائل اجرائی بتن سبكدانه سازه ای

بسیاری از اصول اجرائی حاكم بر بتن ریزیهای معمولی در بتن ریزی با بتن سبــكدانه سازه ای كماكان از اهمیت برخوردار است . مسلما" در بتن های غیر سازه و سبكدانه بسیاری از نكات مورد نظر نمیتواند با اهمیت تلقی شود و عدم رعایت برخی قواعد تا آنجا كه به وزن مخصوص بتن ریخته شده لطمه نزند و آنرا بالا نبرد با اهمیت تلقـــی نمیشـــود.
اصل پیوستگی و تدوام در بتن ریزی ( عدم ایجاد درز سرد ( ، اصل عدم گیرش یا نزدیكی به گیرش در بتن قبل از ریختن و تراكم ، اصل عدم جدا شدگی مواد (نا همگنی ( بتن ، اصل رعایت دمای مناسب بتن ریزی ، اصل عدم آلودگی بتن به مواد مضر ، اصل رعایت تراكم صحیح ، اصل رعایت پرداخت صحیح سطح بتن ، اصل انتخاب صحیح اسلامپ با توجه به وضعیت قطعه و وسایل تراكمی موجود ، اصل رعایت و بكارگیری نسبت ها و مقادیر صحیح مصالح و پرهیز از مصرف مواد نا مناسب ، و در نهایت اصل عمل آوری صحیح و قالب برداری به موقع و با دقت همواره در این نوع بتن ریزیها مانند بتن های معمولی از اهمیت برخوردار می باشد .

استفاده از مواد مناسب و نسبت های صحیح :
بكار گیری مواد و مصالح مناسب طبق مشخصات پروژه ، رعایت مصرف سیمان تازه و غیر فاسد از نوع مورد نظر و مطابق با استاندارد مورد قبول كاملا" مهم می باشد . توزین یا پیمانه كردن دقیق و صحیح مصالح مصرفی طبق طرح اختلاط ارائه شده از اهمیت برخوردار است . بهتر است مصالح سنگی مصرفی به ویژه سبكدانه در شرایطی قرار گیرد كه نوسانات رطوبتی اندكی داشته باشد . برای مثال خوبست بدانیم لیكاهای موجود در ایران میتواند تا بیش از 30 درصد آب را در خود جذب و نگهداری كند . بنا براین بین سنگدانه كاملا" خشك و كاملا" اشباع تفاوت فاحشی وجود دارد و میتواند بر اسلامپ حاصله و نسبت آب به سیمان و در نتیجه به مقاومت و دوام بتن سبكدانه سازه ای اثر چشمگیری باقی گذارد . بهر حال اگر بدانیم مثلا" سنگدانه های ما حدود 5 درصد رطوبت دارد میتوانیم مقدار آب مصرفی را تنظیم نمائیم تا به طرح اختلاط مورد نظر دست یابیم .
باید دانست مشكل بزرگ تولید بتن سبكدانه همین تغییر رطوبت است و لذا كنترل نسبت آب به سیمان در این بتن ها مشكل می باشد و حتی مانند بتن های معمولی نیز نمیتوان با كنترل اسلامپ به نتیجه مورد نظر رسید .

انتخاب اسلامپ صحیح : مانند بتن های معمول انتخاب اسلامپ میتواند مهم باشد . از نظر جدا شدگی ، آب انداختن ، رسیدن به تراكم مورد نظر با توجه به ابعاد قطعه ، طرز قرارگیری ، وضعیت درهمی میلگردها ، وسایل تراكمی موجود قابل تأمین این انتخاب كاملا" معنا دار و با اهمیت است . به دلیل سبكی سنگدانه ها بویژه سبكدانه های درشت احتمال جدا شدگی در بتن شل افزایش می یابد . لذا اسلامپ های بیش از ده سانتی متر ابدا" مطلوب نیست مگر اینكه بتن پر عیاری داشته باشیم ، همچنین با وجود موادی مانند میكرو سیلیس ممكنست این جدا شدگی به حداقل برسد .
بنا براین اگر قرار باشد بتن سبكدانه پمپی با اسلامپ 10 تا 15 سانتی متر را داشته باشیم عیار سیمان باید از حدود 400 كیلو در متر مكعب فراتر رود . در حالیكه اگر اسلامپ كمتر باشد حداقل عیار سیمان در ACI برابرkg/m3 335 مطرح شده است . در حالات عادی اسلامپ های 5 تا 8 سانتی متر برای بتن سبكدانه غیر پمپی و اسلامپ 7 تا 10 سانتی متر برای بتن سبكدانه پمپی مطلوب تلقی میشود بدون اینكه این اعداد جنبه آئین نامه ای داشته باشد .
تغییرات اسلامپ در طول اجراء در بتن سبكدانه بسیار جدی است . در بتن های معمولی نیز این پدیده به چشم میخورد بویژه وقتی سنگدانه های درشت خیلی خشك باشند ممكن است حتی در طول 15 دقیقه پس از ساخت شاهد افت جدی در اسلامپ باشیم . در بتن سبكدانه این امر به شدت وجود دارد . فرض كنید اگر در طول 15 تا 30 دقیقه جذب آب سبكدانه 5 تا 10 درصد فرض شود و فقط سبكدانه درشت به میزان 300 كیلو داشته باشیم 15 تا 30 كیلو آب را جذب می كند كه كاهش اسلامپ 6 تا 15 سانتی متر را میتوان شاهد بود . اگر قرار باشد طول مدت حمل و ریختن و تراكم زیاد باشد كاملا" دچار مشكل میشویم . همچنین در بتن های پمپی ، این كاهش و افت در اسلامپ مسئله ساز است . بنا براین سعی میشود كه چنین پروژه هائی حتی الامكان از 24 ساعت قبل از ساخت بتن ، سبكدانه ها را خیس كرد (Presoaking ) تا آب قابل ملاحظه ای را جذب نماید و پس از اختلاط بتن شاهد افت اسلامپ زیادی نباشیم . این خیس كردن ممكن است حتی از سه روز قبل شروع شود ادامه یابد . خیس كردن سنگدانه ممكنست با آب پاشی تحت فشار و بصورت بارانی باشد و یا از سیستم خلاء برای نفوذ سریعتر آب به داخل سبكدانه استفاده شود كه در ایران روش ساده اول معمولتر و عملی تر می باشد . ریختن آب و سبكدانه در مخلوط كن و اضافه كردن سیمان و غیره پس از مدتی تأخیر میتواند به افت اسلامپ كمتر منجر شود .
میزان جذب آب سبكدانه ها علاوه بر زمان تابع میزان آب موجود در آن ( رطوبت اولیه ( نیز می باشد كه پیش بینی جذب آب را در مدت معین دشوار می كند مگراینكه قبلا" آزمایشهائی را با رطوبت اولیه موجود انجام داده باشیم .
اسلامپ های كمتر از 5 سانتی متری نیز كار تراكم را با مشكل مواجه می سازد و فضای خالی زیادی را در بتن بهمراه دارد .
بسیاری از تحقیقات نشان داده اند مقاومت و دوام بتن های سبكدانه كه با سبكدانه خشك ساخته شده اند بهتر از وقتی است كه از سبكدانه قبلا" خیس شده یا اشباع شده استفاده گشته است .

اصل رعایت دمای مناسب : حداقل و حداكثر دمای مجاز و مطلوب در أئین نامه ها مشخص شده است . رعایت این امر برای بتن سبك سازه ای و با دوام بشدت ضروری است و از این نظر تفاوتی با بتن معمولی وجود ندارد .
حداقل دمای مجاز 5+ درجه سانتی گراد و حداقل دمای مطلوب 10+ درجه سانتی گراد است . حداكثر دمای مجاز معمولا" 32-30 درجه سانتی گراد تا هنگام گیرش می باشد و بهتر است از این حد فاصله معقولی را داشته باشیم . در هوای سرد و گرم كه بتن با دمای مناسب تولید می شود نباید در حین اجرا آنقدر تأخیر و معطلی بوجود آورد كه با تبادل گرمائی ، دمای مطلوب از دست برود .

اصل همگنی ( عدم جداشدگی ) :  اصول جداشدگی و عوامل مؤثر بر آن برای بتن سبكدانه همچون بتن معمولی است ، اما برای بتن سبكدانه یك عامل دیگر یعنی اختلاف در چگالی ذرات و خمیر سیمان یا ملات میتواند به جداشدگی منجر گردد . عوامل جداشدگی میتوانند داخلی باشند كه صرفا" استعداد جداشدگی را بوجود می آورند و یا عامل خارجی باشند كه مربوط به اجرا هستند و استعداد را شكوفا می كنند . از عوامل داخلی بالا رفتن حداكثر اندازه سبكدانه می باشد كه معمولا" باعث جداشدگی میگردد و بهتر است حداكثر اندازه سبكدانه برای بتن سازه ای به 20 میلی متر محدود شود و توصیه می گردد تا از حداكثر اندازه 15 – 12ر میلی متر استفاده شود . جالب است بدانیم معمولا" با افزایش حداكثر اندازه ، چگالی حجمی خشك ذرات سبكدانه درشت كاهش می یابد و از این نظر نیز امكان جداشدگی را قوت می بخشد .

بالا رفتن اسلامپ به افزایش استعداد جداشدگی منجر می شود . كاهش میزان عیار سیمان و مواد سیمانی و چسباننده میتواند بشدت باعث افزایش استعداد جداشدگی گردد . اختلاف وزن مخصوص ( چگالی ( ذرات سبكدانه با خمیر سیمان و یا اختلاف چگالی ذرات ریزدانه و درشت دانه به بالا رفتن استعداد جداشدگی منجر می گردد . بالا رفتن نسبت آب به سیمان به افزایش پتانسیل جداشدگی می انجامد . درشت تر شدن بافت دانه بندی سنگدانه ها معمولا" امكان جداشدگی را افزایش می دهد . وجود مواد ریز دانه و چسباننده مانند پوزولان و میكروسیلیس و سرباره ها می تواند باعث كاهش استعداد جداشدگی بتن سبكدانه گردد ، همچنین بكارگیری مواد حبابزا و ایجاد حباب هوا میتواند جداشدگی و آب انداختن را كاهش دهد ضمن اینكه روانی و كارآئی مورد نظر تأمین میگردد .
از عوامل خارجی می توان حمل نامناسب ، ریختن غلط ، استفاده از شوت های طولانی و یا شیب نامطلوب ، برخورد بتن با قالب و میلگردها ، ریختن بتن از ارتفاع زیاد بدون لوله و قیف هادی و یا بدون پمپ معمولا" به جداشدگی منجر میشود . بخاطر حساسیت جداشدگی در این بتن ها باید دقت بیشتری را اعمال نمود . باید دانست نتیجه جداشدگی در بتن سبكدانه نیز از نظر مقاومتی و دوام بمراتب حادتر و مضرتر از بتن معمولی است .

اصل عدم آلودگی بتن به مواد مضر : در طول حمل و ریختن و تراكم نباید مواد مضر اعم از مواد ریزدانه رسی ( گل و لای ( ، مواد شیمیایی شامل چربی ها و مواد قندی یا انواع مختلف نمكها و آب شور و غیره با بتن مخلوط شود . مخلوط شدن موادی همچون گچ نیز توجیه ندارد . بهرحال در این رابطه هیچ تفاوتی بین بتن معمولی و سبكدانه سازه ای وجود ندارد .

اصل عدم كاركردن با بتن در مرحله گیرش : اگر عملیات بتن ریزی با بتنی كه در مرحله گیرش است انجام گیرد مقاومت و دوام آن بشدت كاهش می یابد و نفوذپذیری آن زیاد میشود . از این نظر بتن مانند ملات گچ زنده است كه اگر آن را مرتبا" بهم بزنیم و ورز دهیم تبدیل به ملات گچ كشته میشود كه بشدت كم مقاومت و كم دوام است ، هرچند گیرش آن به تأخیر می افتد و یا اصلا" خود را نمی گیرد و صرفا" خشك می شود . بهرحال نباید بتن را در هنگامی كه در شرف گیرش است مخلوط نمود و یا ریخت و متراكم كرد . از این نظر بین بتن سبكدانه و بتن معمولی اختلافی احساس نمی گردد .
مسلما" در هوای گرم و یا بتن با دمای زیاد ، گیرش زودتر حاصل میشود . زمان گیرش تابع نوع سیمان ( جنس و ریزی ( ، نسبت آب به سیمان و وجود مواد افزودنی می باشد . برای افزایش زمان گیرش و ایجاد مهلت برای عملیات اجرائی می توان از بتن خنك ، كار در هنگام خنكی هوا یا شب ، سیمانهای كندگیر كننده استفاده نمود .

اصل پیوستگی و تداوم بتن ریزی ( عدم ایجاد درز سرد در بین لایه ها)  : اگر در هنگام بتن ریزی به هر علت ، لایه زیرین قبل از ریختن و تراكم لایه روئی گیرش خود را انجام داده باشد درز سرد Cold Joint بوجود می آید . در این رابطه فرقی بین بتن سبكدانه و معمولی وجود ندارد . باید با تجهیز مناسب كارگاه ، افزایش توان تولید و حمل در ریختن و تراكم بتن ، افزایش زمان گیرش بتن و یا ایجاد درزهای اجرائی مناسب و كاهش سطح بتن ریزی و یا كاهش ضخامت لایه ها امكان ایجاد درز سرد را به حداقل رساند .

تراكم صحیح بتن سبكدانه : از آنجا كه بتن های سبكدانه بشدت در معرض جدا شدگی هستند ، تراكم با قدرت زیاد و یا مدت بیش از حد مشكلات جدی را بوجود می آورد . به محض اینكه احساس می نمائیم كه شیره یا سنگدانه ها شروع به روزدن می نمایند باید تراكم را قطع كرد . لرزش ، بیش از فشار و ضربه میتواند موجب جدا شدگی گردد.
به هر حال باید كاملا" هوای بتن خارج و فضای خالی به حداقل برسد تا مقاومت و دوام كافی ایجاد گردد.

پرداخت سطح بتن سبكدانه : آب انداختن بتن همواره مشكل بزرگی در پرداخت نهائی سطح بتن می باشد و این امر اختصاص به بتن سبكدانه ندارد . خوشبختانه به دلیل جذب آب تدریجـــی توسط سبكدانه ها ، آب انداختن میتواند به كمترین مقدار برسد اما اگر سبكدانه ها قبل از اختلاط كاملا" اشباع شده باشد امكان آب انداختن بیشتر می گردد . كم بودن عیار سیمان و مواد چسباننده سیمانی ، فقدان مواد ریزدانه ، عدم وجود حباب هوا در بتن ، درشتی بافت دانه بندی ، افزایش حداكثر اندازه سبكدانه ، گردگوشه گی سنگدانه ها و بافت صاف سطح سنگدانه ، بالا بودن اسلامپ ، زیادی نسبت آب به سیمان و ... میتواند موجب افزایش آب انداختن شود .
وقتی بتن آب می اندازد باید اجازه داد آب تبخیر گردد و اگر تبخیر به سرعت میسر نمی گردد یا نگران گیرش هستیم باید سعی كنیم آب روزده را با وسیله مناسبی ( گونی یا اسفنج ( از سطح پاك نمائیم و سپس سطح را با ماله چوبی و بدنبال آن با ماله فلزی یا لاستیكی صاف كنیم .
عدم رعایت این نكات موجب افزایش نسبت آب به سیمان در سطح و كاهش مقاومت و دوام و افزایش نفوذپذیری بتن سطحی می گردد .

عمل آوری بتن و سبكدانه : هر چند عمل آوری رطوبتی و حرارتی بتن سبكدانه با بتن معمولی تفاوت چندانی ندارد اما اعتقاد بر این است كه سبكدانه ها بعلت پوكی و تخلخل و جذب آب میتوانند در صورت فقدان عمل آوری رطوبتی از ناحیه اجرا كنندگان ، بخشی از آب خود را در اختیار خمیر سیمان قرار دهند و توقف شدیدی در هیدراسیون سیمان رخ ندهد . این امر را عمل آوری داخلی بتن سبكدانه می گویند .

كنترل كیفی بتن سبكدانه : كنترل كیفی بتن سبكدانه شامل بتن تازه و سخت شده است . كنترل روانی ، وزن مخصوص و هوای بتن از مهمترین كنترلهای بتن تازه است . استفاده از آزمایش اسلامپ ، میز آلمانی ( روانی ( و درجه تراكم برای این بتن ها پیش بینی شده است . وزن مخصوص بتن تازه سبكدانه متراكم معمولا" كنترل می شود و در آئین نامه های مختلف اختلاف 2 تا 3 درصد مجاز شمرده میشود ( نسبت به طرح اختلاط ( . هوای بتن را برای بتن سبكدانه نمیتوان بكمك روش فشاری بدست آورد و حتما" باید از روش حجمی بهره گرفت . برای بتن سبكدانه سخت شده ، وزن مخصوص ، مقاومت فشاری ، كششی خمشی و نفوذپذیری ، جذب آب ، جذب موئینه و آزمایشهای دوام در برابر خوردگی قابل كنترل است .
وزن مخصوص بتن سخت شده سبكدانه بصورت اشباع و خشك اندازه گیری میشود و گاه بجای خشك كردن از جمع زدن مقادیر اجزاء در هر متر مكعب و افزودن مقداری رطوبت ثابت به آن ، وزن مخصوص بتن سخت شده را بدست می آورند .
برای تعیین مقاومت فشاری و سایر پارامتر ها تفاوت چندانی بین بتن سبكدانه و معمولی وجود ندارد و شباهت جدی و كامل بین آنها وجود دارد . بهرحال ممكنست در مواردی نتایج حاصله در مقایسه با بتن های معمولی گمراه كننده باشد . مثلا" اگر جذب آب بتن سبكدانه را بصورت درصد وزنی گزارش كنیم و آنرا با جذب آب بتن معمولی مقایسه نمائیم دچار اشتباه میشویم و لذا توصیه میشود جذب آب بتن بصورت درصد حجمی گزارش گردد .

بتن فاقد ریزدانه ( Concrete finez – No ( : اگر سنگدانه های درشت تك اندازه را با سیمان و آب مخلوط كنیم و در قالب بدون تراكم بریزیم بتن فاقد ریزدانه و متخلخل بدست می آید كه از وزن مخصوص كمتری نسبت به بتن معمولی برخوردار خواهد بود . اگر چگالی سنگدانه ها در حدود معمولی باشد وزن مخصوص بتن فاقد ریزدانه حدود 1600 تا kg/m3 2000 بدست می آید اما اگر از سبكدانه درشت استفاده نمائیم ممكنست وزن مخصوص بتن حاصله از kg/m3 1000 كمتر شود ( حتی تا حدود kg/m3 650 ( . بهرحال در هر مورد بتن مورد نظر سبك یا نیمه سبك تلقی می شود اما اگر سنگدانه معمولی استفاده شود نمیتوان آنرا بتن سبكدانه دانست .
مسلما" اگر سنگدانه تك اندازه بكار نرود و حاوی ذرات ریز تا درشت باشد وزن مخصوص بتن حاصل نیز زیاد خواهد شد . سنگدانه درشت مصرفی باید 20-10 میلی متر باشد و 5 درصد ذرات درشتر و 10 درصد ذرات ریزتر در این نوع سنگدانه تك اندازه (Singl Size( مجاز است اما بهرحال نباید ذرات ریزتر از 5 میلی متر در آن مشاهده گردد . سنگدانه درشت بهتر است پولكی و كشیده و یا بسیار تیزگوشه نباشد . سنگدانه های گرد گوشه یا نیمه شكسته برای تولید این بتن ارجح است .
ساختار بتن فاقد ریزدانه دارای تخلخل ظاهری است و حفرات موجود در بتن با چشم براحتی دیده می شود كه در این مجموعه خمیر سیمان باید صرفا" تا حد امكان سنگدانه ها را بهم چسباند و از پر كردن فضاها با خمیر سیمان پرهیز شود زیرا وزن مخصوص بالا خواهد رفت . وجود خمیر سیمان با ضخامت حدود 1 میلی متر بر روی سنگدانه ها كاملا" مناسب است .
اگر سنگدانه معمولی بكار رود معمولا" مقدار شن اشباع تك اندازه بین 1400 تا 1750 كیلوگرم می باشد . حجم اشغالی ذرات شن در حدود 550 تا 700 لیتر در هر متر مكعب است . وزن سیمان مصرفی بین 75 تا 150 كیلو در متر مكعب یا بیشتر است كه حجم آن حدود 25 تا 50 لیتر می باشد . معمولا" نسبت آب به سیمان مصرفی 4/0 تا 5/0 می باشد كه افزایش آن می تواند به شلی خمیر سیمان و روانی آن منجر شود كه موجب جداشدگی و پرشدن خلل و فرج می گردد و بتن مورد نظر حاصل نمی شود . با كاهش نسبت آب به سیمان چسبندگی لازم بوجود نمی آید و از نظر اجرائی دچار مشكل می شویم . نسبت وزنی سیمان به سنگدانه تا می باشد . همانطور كه از محاسبات فوق بر می آید فضای خالی این بتن ( پوكی ( بین 25 تا 40 درصد می باشد و ابعاد این فضاها نیز بزرگ است درصد جذب آب بصورت وزنی حدود 15 تا 25 درصد است . طبیعتا" با افزایش مقدار سیمان و آب و یا مصرف شن با دانه بندی پیوسته ( Graded Size ( وزن مخصوص بتن بیشتر خواهد شد . توصیه می شود شن ها قبل از مصرف خیس و اشباع گردند .
طرح اختلاط این بتن ها بصورت آزمون و خطا خواهد بود و بشدت تابع شرایط ساخت بتن می باشد . بتن فاقد ریزدانه معمولا" بدون تراكم تولید می شود و اگر مرتعش یا متراكم شود بسیار جزئی خواهد بود زیرا خمیر سیمان میل به پر كردن فضای خالی بین سنگدانه ها را خواهد داشت و چسبندگی سنگدانه به یكدیگر به حداقل خواهد رسید .
معمولا" انجام آزمایش كارآئی یا اسلامپ برای این نوع بتن موردی نخواهد داشت . از آنجاكه سنگدانه تك اندازه مصرف می شود جداشدگی از نوع جدائی ریز و درشت سنگدانه معنائی ندارد و می توان آن را از ارتفاع قابل ملاحظه ریخت .
بعلت محدودیت دامنه نسبت آب به سیمان و وجود فضای خالی قابل توجه در این نوع بتن ، مقاومت فشاری این نوع بتن اغلب در حدود 5 تا 15 مگا پاسكال می باشد و طبیعتا" یك بتن سبك سازه ای تلقی نمی گردد و بصورت مسلح مصرف نمی شود . برخی اوقات سعی می كنند میلگردها را با یك لایه ضد خوردگی ( پوشش مناسب ( آغشته كنند و سپس در بتن فاقد ریزدانه بكار برند . اگر از سبكدانه برای ساخت این بتن استفاده شود ، مقاومت فشاری آن 2 تا 8 مگا پاسكال می باشد .
جمع شدگی بتن های فاقد ریزدانه بمراتب كمتر از بتن معمولی است زیرا مقدار سنگدانه در مقایسه با خمیر سیمان زیاد است و یقه قابل توجه بوجود می آورد . بتن فاقد ریزدانه سریعا" خشك می شود زیرا خمیر سیمان در مجاورت هوای موجود و فضای خالی است و علی القاعده در ابتدا از جمع شدگی بیشتری نسبت به بتن معمولی برخوردار می باشد و عمل آوری آن از اهمیت برخوردار است . قابلیت انتقال حرارتی آن بمراتب از بتن معمولی با سنگدانه مشابه كمتر است ( حدود تا ( كه با افزایش رطوبت و اشباع بودن این بتن ، این قابلیت انتقال حرارت افزایش می یابد .
مدول الاستیسیته این بتن ها بین 5 تا Gpa20 است ( برای مقاومت های 2 تا 15مگا پاسكال ( . نسبت مقاومت خمشی به فشاری حدود 30 درصد است كه از نسبت مقاومت خمشی به فشاری بتن های معمولی بیشتر می باشد . ضریب انبساط حرارتی این نوع بتن در حدود تا بتن معمولی است . نفوذپذیری زیاد از مزایا و شاید معایب این نوع بتن است . اما نكته مهم آنست كه موئینگی در این نوع بتن كم تا ناچیز می باشد . اگر اشباع از آب نباشد در برابر یخبندان مقاوم است . بعنوان یك نفوذپذیر زهكش و تثبیت شده و همچنین یك مسیر درناژ و مقاوم بسیار مفید است . بازی كردن لایه های قلوه سنگ و شن درشت و متوسط یا ریز بعنوان زهكش یا بلوکاژ و فیلتر از مشكلات اجرائی محسوب می شود بویژه اگر بخواهد باربر باشد یكی از معدود راههای حل مشكل ، استفاده از بتن فاقد ریزدانه است و در این حالت مسئله سبكی زیاد مهم نیست .
این نوع بتن مانند بسیاری از بتن های سبك می تواند جاذب صوت باشد ( نه عایق صوت ( و برای این منظور نباید سطح این بتن با اندودی پوشانده شود .
اندودكردن این بتن بسیار خوب و ساده انجام می شود . استفاده از این بتن برای روسازی و پیاده رو سازی اطراف درختان و یا پاركینگ ها بسیار مفید است ( بدلیل نفوذپذیری ( . در دیوارهای باربر با طبقات كم می توان از این نوع بتن استفاده نمود . برای ایجاد نفوذپذیری بعنوان لایه اساس یا زیر اساس میتواند بطور مؤثر عمل نماید . همچنین بعنوان یك لایه بتن مگر نفوذپذیر مناسب است در زیر دال كف یا شالوده منابع آب بتنی نیز از این بتن می توان استفاده نمود .

طرح اختلاط بتن سبکدانه ( سازه ای و غیر سازه ای ) در طرح اختلاط هر نوع بتن ابتدا باید خواسته ها را بررسی و فهرست نمود که در مورد بتن سبک نیز این خواسته ها عبارتند از : مقاومت فشاری در سن مورد نظر ، وزن مخصوص بتن تازه و خشک ، دوام بتن در شرایط محیطی یا سولفاتی ، اسلامپ و کارآئی بتن ، مقدار حباب هوای لازم با توجه به حداکثر اندازه وشرایط محیطی ، و احتمالا" موارد دیگری همچون مدول الاستیسیته یا خواص فیزیکی مکانیکی دیگر مثل قابلیت انتقال حرارت و غیره ، در کنار این موارد ممکنست محدوده دانه بندی مطلوب ( بویژه در روشهای اروپائی ( از جمله محدودیت ها و خواسته ها باشد .
- در کنار این خواسته ها ، داده هائی نیز بر اساس اطلاعات موجود از سیمان ، سنگدانه و ... در دست است و یا باید در آزمایشگاه بدست آید از جمله اینها می توان به موارد زیر اشاره نمود :
نوع سیمان ، حداقل و حداکثر مجاز مصرف سیمان ، حداکثر مجاز نسبت آب به سیمان ، نوع مواد افزودنی مورد نظر و مشخصات آن ، نوع سنگدانه درشت و ریزدانه ، شکل و بافت سطحی سنگدانه ها ، چگالی و جذب آب سبکدانه ها و سنگدانه های معمولی ، رژیم و روند جذب آب سبکدانه ، وزن مخصوص توده ای سنگدانه درشت متراکم با میله ( در طرح امریکائی ( ، دانه بندی سنگدانه ها و حداکثر اندازه آنها ، ویژگیهای مکانیکی و دوام سنگدانه ها ، مدول ریزی سنگدانه ها و ریزدانه ها ( بویژه در روش امریکائی ( ، چگالی ذرات سیمان و افزودنیها : گاه لازمست دانه بندی یا مدول ریزی سبکدانه ها معادل سازی شود یعنی با توجه به اختلاف در چگالی ذرات ، دانه بندی وزنی به دانه بندی و مدول ریزی حجمی تبدیل گردد که در این حالت لازمست برای چگالی ذرات هر بخش اندازه ای را تعیین کنیم .

روش طرح اختلاط و جداول و اطلاعات ضروری در هر روش : معمولا" در هر نوع روش طرح اختلاط لازمست حدود مقدار آب آزاد با توجه به کارآئی ، حداکثر اندازه سنگدانه و شکل آن فرض گردد و بدست آید . نسبت آب به سیمان از جداول راهنما یا تجربیات گذشته و شخصی فرض می گردد . پس مقدار سیمان در این صورت مشخص می گردد . هر چند گاه در طرح اختلاط بتن سبک ابتدا عیار سیمان فرض شده و با در نظر گرفتن نسبت آب به سیمان یا کارآئی ، مقدار آب مشخص می شود .
اختلاف عمده روش ها در تعیین مقدار سنگدانه ها خواهد بود و بویژه در طرح مخلوط بتن سبکدانه یا نیمه سبکدانه ، اختلافات موجود روشها برای بتن معمولی ، بیشتر می گردد .
در روشهای اروپائی ( آلمانی و اتحادیه بتن اروپا ( با توجه به محدوده مطلوب دانه بندی حجمی، سهم سنگدانه های ریز و درشت ( خواه هر دو سبکدانه یا یکی از آنها سبکدانه باشد ( بدست می آید، سپس چگالی متوسط سنگدانه ها تعیین شده و در فرمول حجم مطلق قرار می گیرد و مقدار کل سنگدانه بدست می آید .
اگر افزودنی داشته باشیم حجم افزودنی از تقسیم وزن به چگالی آن بدست می آید و در رابطه قرار داده می شود . 



طبقه بندی:
برچسب ها: بتن سبک تاریخچه خواص ویژگی معایب،

تاریخ : سه شنبه 22 اردیبهشت 1394 | 10:23 ق.ظ | نویسنده : ad min | نظرات

  • paper | ایکس باکس | قالب بلاگ اسکای