بتن چیست؟

بتن چیست؟

بتن در مفهوم بسیار وسیع به هر ماده ای یا محصولی که از یک ماده چسبنده با خاصیت شیمیای شدن تشکیل شده باشد اتلاق می شود. این ماده چسبنده عموماً حاصل فعل و انفعال سیمانهای هیدرولیکی و آب می باشد.

حتی امروزه چنین تعریفی از بتن شامل طیف وسیعی از محصولات می شود. بتن ممکن است از انواع مختلف سیمان و نیز پوزولانها، سرباره کوره ها مواد مضاعف، گوگرد، مواد افزودنی، پلمیرها، الیاف و  غیره تهیه شود. همچنین در نحوه ساخت آن ممکن است از حرارت، بخار آب، اتوکلاو، و خلاء، فشارهای هیدرولیکی و متراکم کننده های مختلف استفاده شود. در اینجا سعی می شود از بتنی صحبت شود که مخلوطی از سیمان و آب وسنگدانه و در نهایت مواد افزودنی است.

 اولین سئوالی که در اینجا مطرح است این است که ارتباط بین مواد تشکیل دهنده مخلوط بتن چیست؟ سه امکان وجود دارد: ابتدا ممکن است تصور شود که اصل ماده ساختمانی ماده چسبنده ای است که از هیدرواتاسیون سیمان و آب ناشی شده است و سنگدانه ها بعنوان مواد ارزان و پرکننده این ماده چسبنده می باشند. امکان دوم این است هک سنگدانه های درشت بعنوان سنگهای بنائی که توسط ملات به هم پیوسته اند در نظر گرفته شود و این ملات دوغاب سیمان و سنگدانه های ریزدانه باشد. امکان سوم این است که بتن بعنوان ماده ای از دو فاز مختلف یعنی سیمان هیدراته شده و دانه های سنگی در نظر گرفته شود. بنابراین خواص بتن به خواص هر یک از فازها و فصل مشترک این دو فاز بستگی دارد.

 هر یک از نظریات دوم و سوم محدودیتهایی داشته و می توانند برای بیان رفتار بتن بکار روند. لیکن در نظریه اول این مسائل وجود ندارد. اگرتصور شود که می توان سیمانی ارزانتر از سنگدانه ها نیز تهیه کرد. این سئوال پیش می آید که آیا می توان سیمان و آب را به تنهایی بعنوان یک ماده ساختمانی( بتن( بکار برد؟ پاسخ قطعاً منفی خواهد بود و علت آن تغییرات حجمی بالای خمیر سیمان می باشد. جمع شدگی خمیر خالص سیمان تقریباً به 10 برابر جمع شدگی بتنی با 250 کیلوگرم سیمان در مترمکعب می رسد. همین مسائل برای خزش و وارفتگی نیز مطرح است. علاوه بر این حرارت زیاد تولیدشده ناشی از مصرف سیمان به مقدار زیاد، بخصوص در آب و هوای گرم، سبب ایجاد ترک خواهد شد.همچنین مشاهده می شود که سنگدانه ها نسبت به خمیر سیمان در مقابل حملات مواد شیمیایی پایدارترند اگرچه خمیر سیمان نیز در این محیط های خورنده  نسبتاً پایدار است. بنابراین صرفنظر از قیمت، مواد سنگی در بتن بسیار مفید خواهند بود.

 بتن با کیفیت خوب

سئوال مهمی که در اینجا مطرح می باشد این است که بتن خوب چه بتنی است؟ می توان با توصیف بتن بد تا حدی مسأله را روشن نمود.بتن بد یا ضعیف بتنی است که به روانی رسوب که پس از سخت شدن کرمومی شود و غیرهمگن و بسیار ضعیف خواهد بود. این ماده از اختلاط آب و سیمان و دانه های سنگی بدست آمده است و با کمال تعجب باید گفت که بتن خوب هم از همین مواد ساخته می شود. لیکن تفاوت در میزان آگاهی از چگونه ساختن بتن می باشد. با آگاهی از چگونگی ساخت بتن خوب دو معیار کلی برای یک بتن خوب تعریف می شود:

 بتن باید در حالت سخت شده و در حالت تازه زمانی که از مخلوط کن تخلیه شده و در قالبها ریخته می شود، مورد پذیرش واقع شود. بطورکلی روانی و غلظت بتن تازه باید طوری باشد که با وسایل موجود در کارگاه بتوان آن را متراکم نمود. همچنین چسبندگی مخلوط باید بحدی باشد که در ضمن حمل و ریختن بتن با وسایل موجود، مواد از یکدیگر جدا شوند. البته موارد فوق مطلق نیست و به حمل بتن با وسایل از پائین بازشونده، دامپر و یا کامیون های تخت بستگی دارد. البته حمل بتن با روش اول بسیار مناسب خواهد بود.

در مورد بتن سخت شده عموماً مقاومت فشاری بعنوان معیار پذیرش در نظر گرفته می شود. تعیین مقاومت فشاری بعنوان یک مشخصه به این علت است که اندازه گیری آن نسبتاً آسان است اگرچه عددی که بعنوان مقاومت از آزمایشها بدست می آید، مقاومت واقعی بتن در ساختمان نمی باشد و تنها کیفیت آن را نشان می دهد. بنابراین مقاومت تنها راه ساده ای است که برای ارزیابی و همسازی بتن با مشخصات در نظر گرفته می شود. علت دیگر انتخاب مقاومت فشاری این است که بسیاری از خواص دیگر بتن به مقاومت آن ارتباط پیدا می کند. بعنوان مثال وزن مخصوص، نفوذپذیری، تا حدی دوام، مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت کششی، مقاومت در برابر سولفاتها، و بعضی خواص دیگر با مقاومت ارتباط دارند. لیکن جمع شدگی و افت و تا حدی خزش اینطور نیستند. البته نباید گفت که این خواص بتن صددرصد تابع مقاومت فشاری هستند. بعنوان مثال باید دقت شود که دوام بتن نه تنها با مقاومت بلکه با پارامترهای دیگری نظیر نسبت آب به سیمان و مقدار سیمان در مخلوط نیز مربوط است. اما نکته اینجاست که عموماً بتن با مقاومت بالا خیلی از خواص مطلوب را دارا می باشد. مطالعه در جزئیات این موارد از مباحثی است که تکنولوژی بتن به آن می پردازد.

شیمی ترکیبات سیمان

مواد خام تشکیل دهنده سیمان اساساً از اکسیدهای کلسیم، سیلیسیم، وآهن تشکیل شده اند. این مواد در کوره با هم ترکیب شده و  به غیر از مقداری آهک آزاد باقیمانده که فرصت کافی برای فعل و انفعال نداشته است، ترکیبات شیمیایی جدید و پایداری نتیجه می شوند. در هنگام خنک کردن مصالح، براساس سرعت خنک کردن، مواد به شکل بلوری و بی شکل ظاهر می گردند. دانه های بی شکل که اکثراً شیشه ای هستند و دانه های بلوری شده، در حالیکه یک فرمول شیمیایی دارند، دارای خواص متفاوتی می باشند. برای سیمان معمولی درصد ترکیبات حاصل از فعل و انفعالات فوق با داشتن درصد اکسیدهای موجود در کلینگر و با فرض اینکه کریستاله شدن کامل انجام پذیرفته باشد قابل محاسبه است.

جدول(_2-1) چهار ترکیب اصلی سیمان با علائم اختصاری مشخصه آنها را نشان می دهد. علائم مختصر شده که توسط شیمیدانهای سیمان پیشنهاد گردیده است به صورت   ،،، و  می باشد.

 جدول 2-1 ترکیبات اصلی سیمان پرتلند

نام ترکیب        اکسیدهای تشکیل دهنده         علامت اختصاری

سه کلسیم سیلیکات                                                        

دو کلسیم سیلیکات                                                                       

سه کلسیم آلومینات                                                            

چهار کلسیم آلومینوفریت                                         

محاسبه مربوط به میزان ترکیبات سیمان حاصل از اکسیدهای اصلی تشکیل دهنده آن، توسط« بوگ» انجام شده و بنام« معادلات بوگ» معروف می باشد این معادلات درصد ترکیبات اصلی سیمان را نشان می دهند.علاوه بر مقادیر داخل پرانتزها درصد اکسیدهای تشکیل دهنده سیمان نسبت به کل وزن سیمان را نشان می دهند                                                                         

                                      

                                         

                                                                                                                                          

سیلیکاتها یعنی و تر کیبات اصلی و مهم سیمان می باشند و د ر حقیقت مقاومت سیمان هیدراته شده به آنها بستگی دارد

( اکسیدهای تشکیل دهنده این سیلیکاتها تأثیرات مهمی روی شکل اتمی و کریستالی و خواص هیدرولیکی آنها دارند. در حقیقت حضور  در سیمان سودمند نیست. این ترکیب نقشی در مقاومت سیمان، به جز کمی در سن اولیه آن نداشته  بعد از سخت شدن سیمان، در معرض حمله سولفاتها با تشکیل سولفوآلومینات کلسیم

( اترینگایت) سبب خرابی و فساد آن می گردد. بهر حال در تولید سیمان در ترکیب اکسید کلسیم با اکسید سیلیسیم سهولت ایجد کرده و سودمند می گردد  که به میزان کمی بوجود می آید در مقابل سه ترکیب اصلی دیگر نقش عمده ای در خواص سیمان ندارد. بهرحال این ترکیب با سنگ گچ سیمان سولفوفریت کلسیم تشکیل می دهد. که این ماده هیدراتاسیون سیلیکاتها را تسریع می کند.

سیمان

 میزان سنگ گچی که به کلینگر سیمان اضافه می شود بسیار مهم بوده و بستگی به میزان  و قلیائیهای سیمان دارد. بالارفتن سیمان باعث در دسترس قراردادن تعداد زیادتری  در روزهای اولیه فعل و انفعال شد و این میزان سنگ گچ مورد نیاز را افزایش می دهد. افزایش سنگ گچ بنوبه خود سبب انبساط بیش از حد و خرابی سیمان سخت شده می گردد. مقدار بهینه سنگ گچ، براساس حرارت ایجاد شده از فعل و انفعال سیمان تعیین می شود. پیشرفت مناسب فعل و انفعالات ما را مطمئن می سازد که وقتی همه سنگ گچ ترکیب شود مقدار کمی  باقی می ماند. استانداردهای BS 12: 1978 و ASMTIC 150-84 مقدار مناسب سنگ گچ را به صورت میزان  موجود، توصیه می کنند.

 علاوه بر اکسیدهای اصلی ذکر شده در جدول(2-1) اکسیدهای فرعی نظیر  و  سبز به مقدار بسیار کمی در سیمان وجود دارند. دو اکسید سدیم و پتاسیم که بنام قلیائیهای سیمان می باشند، در این بین اهمیت دارند. این اکسیدها با پاره ای از امواد سنگی در بتن ترکیب شده و سبب خرابی بتن و نیز تغییر در میزان افزایش مقاومت آن می گردند، بنابراین مقدار کم آنها در سیمان نیز می بایستی کنترل شود و به آن اهمیت داده شود.

 جدول(2-2) درصد اکسیدهای موجود در سیمان پرتلند را نشان می دهد. همچنین در جدول(2-3) درصد اکسیدهای یک نوع سیمان معمولی استاندارد بهمراه ترکیبات حاصل از معادلات

« بوگ» نشان داده شده است.

جدول(2-2) مقدار تقریبی اکسیدهای سیمان پرتلند

          اکسید                         مقدار به درصد

                                       67-60

                                       25-17

                                       8-3

                                      6-5/0

                                       4-1/0

                                   3/1-2/0

                                          3-1

در جدول(2-3) حمله پس مانده نامحلول که با استفاده از اسیدکلرئیدریک بدست آمده است در حقیقت ناخالصی سیمان را که به مقدار زیاد ناخالصی در سنگ گچ می باشد نشان می دهد. استاندارد BS 12: 1978 مقدار پسمانده نامحلول را به حداکثر 5/1 درصد وزن سیمان محدود می کند. مقدار مشابه در استاندارد ASTMIC 150-84 حدود 75/0 می باشد. افت سرخ شدن در این جدول درواقع میزان کربناتاسیون و هیدراتاسیون آهک آزاد و اکسید منیزیم آزاد سیمان را در هوا نشان می دهد. هر دو استاندارد ASTM و BS مقدار افیت سرخ شدن سیمان را به 3 درصد محدود می کند. لیکن در مناطق گرمسیری تا حد 4 درصد را مجاز می داند. از آنجا که آهک آزاد هیدراته شده در سیمان بی ضرر می باشد، لذا برای یک مقدار مشخص آهک آزاد بالاتر بودن افت سرخ شدن سودمند می باشد.

 جدول( 2-3)- اکسیدها و ترکیبات مختلف سیمان پرتلند تیپ 1

 

       درصد اکسیدها                 ترکیبات محاسبه شده براساس فرمول بوگ( درصد)

                  63                                          8/10

                 20                                           1/54

                6                                             6/16

                3                                            1/9

               5/1              ترکیبات فرعی                      -

                  2     

               1   

سایر اکسیدها        1

افت سرخ شدن      2

پس ماند نامحلول 5/0

 

انواع سیمان پرتلند

سیمانهایی که با ترکیبات مختلف شیمیایی ساخته می شوند خواص متفاوتی نیز نشان می دهند. بنابراین می توان با انتخاب مواد خام، نوع خاصی از سیمان با خواص مطلوب و خواسته شده ساخت. امروزه چندین نوع سیمان پرتلند و همچنین سیمانهای خاص برای موارد استفاده خاص در جهان ساخته می شوند. جدول 2-7 انواع اصلی سیمانهای پرتلند را که مطابق استانداردهای BS و ASTM می باشند، نشان می دهند. در جدول( 2-8) اکسیدهای آزاد و ترکیبات پنج نوع سیمان پرتلند جهت مقایسه آورده شده است.

 اکثر سیمانهای فوق برای ساخت بتنی با دوام در شرایط مختلف محیطی تولید شده اند. بهرحال غیرممکن است که ترکیبات سیمان بتواند جواب کاملی برای حل مسأله دوام بتن ارائه کند. البته خواص فیزیکی و مکانیکی بتن سخت شده نظیر مقاومت، جمع شدگی، نفوذپذیری، مقاومت در مقابل هوازدگی و خزش، علاوه بر سیمان و ترکیبات آن به عوامل دیگری نیز بستگی دارند. لیکن سیمان نقش عمده ای را در مقاومت ایفا می کند. در شکل( 2-4) روند افزایش مقاومت بتن های ساخته شده از سیمانها نشان داده شده است. اگرچه این روند در سیمانهای مختلف متفاوت است، لیکن مقاومت 90 روزه آنها اختلاف ناچیزی دارند. بطورکلی سیمانهای با روند سخت شدن آرام، مقاومت نهایی بالاتری را نشان می دهند بطور مثال سیمان با حرارت زایی کم( نوع 4) کمترین مقاومت را بعد از 28 روز نشان می دهد. ولی همین سیمان بعد از پنج سال دوم بیشترین مقاومت را کسب کرده است.

 بهرحال بایستی متذکر گردید که این روند تا حدی به تغییرات نسبت مواد در مخلوط نیز بستگی دارد. اختلاف اساسی که در خواص سیمانهای مختلف در زمانهای اولیه هیدراتاسیون وجود دارد در خمیرهای هیدراته کامل بسیار جزئی هستند.

جدول(2-7)- انواع اصلی سیمان پرتلند

 

طبقه بندی استاندارد انگلستان                       طبقه بندی استاندارد آمریکا

نوع سیمان                  BS                        نوع سیمان             ASTM

سیمان پرتلند معمولی   12:1978                       نوع I                  C150-84

پرتلند زود سخت شونده 12:1978                    نوع III               C150-84

پرتلند با مقاومت بسیار

زودرس                       -                                -                         -

پرتلند با حرارت زایی کم 1370:1979               نوع IV                 C 150-84

سیمان اصلاح شده           -                            نوع II                 C150-84

پرتلند ضدسولفات        4027:1980                 نوع V                   C150-84

پرتلند روباره آهنگدازی 146: Part 2: 1973     نوع IS و IS(MS)    C 595 –

آهنگدازی با حرارت زایی

کم              4246:part 2: 1974                   -                             -

پرتلند سفید                12: 1978                     -                        C150-84

پرتلند پوزولانی           4627:1970                  نوع IP

                             6588: (Draft)                نوع p               C595-

3892: part 1: 1982                                نوع I(PM)

 

سیمانهای نوع IS,I   IP و P   ( H,(PM)  و IH با مواد هوازا نیز که با علامت A مشخص می شود، ساخته می شوند.

جدول (2-8) مقادیر متوسط ترکیبات سیمانهای پرتلند

 

سیمان                             ترکیبات سیمان، درصد

                        زاد آزاد

آزاد Mg    پسماند نامحلول

 

نوع I     59       15      12        8           9/2       8/0         4/2        2/1

نوع II     46        29     6        12          9/2       6/0          2             1

                      ( حداکثر8)

نوع III     60        12    12       8           9/3        3/1        6/2         9/1

                     ( حداکثر 5) 

نوع IV     20         26    5        12          9/2         3/0      7/2          1

( حداکثر 25)( حداقل 40)( حداکثر 7)

نوع V      43         36    4        12          7/2         4/0         6/1       1

 

مقادیرحداکثر و حداقل در جدول فوق براساس دستورالعمل ASTMC 150-84  تنظیم شده است.

 شکل(2-4) روند افزایش مقاومت بتنهای ساخته شده با 335 کیلوگرم از سیمانهای مختلف در مترمکعب بتن،

سیمان پرتلند معمولی( تیپ I )، سیمان اصلاح شده( نوع II )، سیمان زودسخت شونده( نوع III )، سیمان با حرارت زایی کم

( نوع IV  ) و سیمان ضدسولفات( نوع V )

تقسیم بندی سیمانها به تیپهای مختلف به این معنی نیست که سیمان های قرار گرفته در یک نوع خاص با یکدیگر متفاوت نیستند. بعلاوه  خواص بعضی سیمانها بگونه ای است که می توان آنها ا در چند نوع طبقه بندی نمود. یک نوع سیمان ممکن است خاصیت خواسته شده ای را برآورده نماید. لیکن از نقطه نظرهای دیگر مسائلی را ایجاد می کند. به این دلیل باید تعادلی بین خواص درخواستی بوجود آورده و بعلاوه ملاحظات اقتصادی را نیز منظور داشت.سیمان نوع 2 مثالی است از سیمانی که این تعادل در آن رعایت شده است.

امروزه روش ساخت سیمان پیشرفت زیادی نموده است و سعی می شود با توسعه بیشتر آن سیمانهای مختلف با خواص خواسته شده و مطابق با استاندارد تهیه شود.

 سیمان پرتلند معمولی( نوع 1)

این نوع سیمان معمولی ترین سیمانی است که در همه موارد به غیر از مواردی که بتن در معرض سولفات موجود در خاک یا آب قرار می گیرد، بکار می رود. استاندارد BS 12: 1978 ضریب اشباع آهک را برای این نوع سیمان بین 66/0 و 02/1 محدود می کند. این ضریب براساس فرمول زیر که عبارت داخل پرانتزها درصد وزنی اکسیدهای تشکیل دهنده سیمان هستند، قابل محاسبه می باشد.

                                     

آهک آزاد اضافی سلامت سیمان را به مخاطره می اندازد، لذا باید محدود گردد. اگر چه در استاندارد ASTMC 150-84 محدودیت خاصی برای آهک توصیه نشده است ولیکن مقدار آهک آزاد معمولاً کمتر از 5/0 درصد می باشد.

 سایر مشخصات استاندارد در زیر خلاصه می شود.

                                          BS 12:1978             ASTM  C 150-84

مقدار اکسید منیزیم                                                       

پس ماند نامحلول                                                     

افت سرخ شدن                                                            

مقدار گچ( بصورت )

وقتی که درصد :

                                                                  -

                                                                      -

                                          -                              

                                          -                              

طی سالها تولید سیمان نوع 1، تغییراتی در مشخصات آن پدید آمده است. در مقایسه با 40 سال قبل سیمانهای جدید  و ریزی بالاتری را دارا می باشند. استاندارد BS 12: 1978 حداقل سطح مخصوص  را مشخص می کند. در نتیجه مقاومت فشاری 28 روزه سیمانهای جدید بیشتر بوده ولی افزایش مقاومت دراز مدت آنها کمتر است. نتیجه عملی این تغییرات این است که باید انتظار داشت مقاومت بیشتر با زمان را در سیمانهای جدید تاحدی تقلیل داد. این نکته مهمی است که باید در نظر داشت. بخصوص که امروزه مقاومت 28 روزه معمولاً اساس سنجش قرار می گیرد.

 سیمان پرتلند نوع 1 معمولترین سیمانی است که دارای مرغوبیت بالایی است و امروزه در مقیاس وسیعی در جهان مصرف دارد.

سیمان پرتلند زود سخت شونده( نوع 3)

همانطور که از نام سیمان پیداست مقاومت این سیمان به سرعت افزایش می یابد( جدول 2-8) را ببینید. این خاصیت به علت درصد بالای  در این سیمان( تقریباً 70 درصد) و ریزی بالا

( حداقل ) می باشد. البته در سالهای اخیر وجه تمایز این سیمان با سیمان نوع 1 در ریزی این سیمان است و اختلاف مابین ترکیبات شیمیایی آنها ناچیز است.

 استفاده اساسی از این سیمان موقعی است که قالبها باید برای بتن ریزی مجدد سریعاً باز شوند و یا زمانی که برای پیشرفت سریعتر کار ساختمان به مقاومت زودرس نیاز می باشد. این سیمان بعلت ایجاد حرارت خیلی بالا نبایستی در بتن ریزیهای حجیم و یا در قطعا برگ بتنی بکار رود( شکل 2-5). اما از طرف دیگر در بتن ریزی در هوای سرد بعلت حرارت بالا این سیمان می تواند از یخ زدگی سریع جلوگیری نماید. زمان گیرش سیمانهای نوع 1 و نوع 3 تقریباً یکسان است. قیمت تمام شده سیمان نوع 3 کمی بیش از سیمان پرتلند نوع1 می باشد.

سیمان ضدسولفات( نوع 5)

این نوع سیمان که با  کمتری ساخته می شود در مقابل حمله س لفاتها به بتن پایدار است. در صورت زیادبودن تشکیل سولفوآلومینات کلسیم و گچ که با انبساط همراه است سبب ایجاد ترک و خرابی بتن می گردد. نمکهایی که اثر بیشتری روی بتن دارند معمولاً سولفاتهای منیزیم و سدیم می باشند. تأثیر سولفاتها بر بتن در اثر ترد و خشک شدن بتن تشدید می گردد. این مورد بخصوص در قسمتهایی از بتن که در معرض جزرومد قرار می گیرد و در سازه های دریایی مشاهده شده است.

براساس استاندارد BS4027 جهت دستیابی به خاصیت ضدسولفاتی سیمان مقدار  در آن باید به حداکثر 5/3 درصد محدود گردد. ریزی این سیمان نیز حداقل  تعیین شده است. در استاندارد آمریکا (ASTM  C 150-84) موقعی که حد انبساط سولفاتی مشخص نشده است مقدار به حداکثر 5 درصد و مجموع مقادیر  و دو برابر از 8 درصد کمتر است به حدود 3/2 درصد محدود می کند.  در آمریکا همچنین سیمانی با خاصیت ضدسولفاتی متوسط ساخته می شود. این سیمان از مخلوط کردن سیمان پرتلند معمولی با سرباره(  نوع IS(MS) ) و یا با پوزولان( نوع IP(MS) ) تهیه می شود. مقدار  موجود در این سیمانها به 8 درصد محدود می شود(- 595 ASTM   C  ).

 حرارت زدایی سیمانهای ضدسولفات خیلی بیشتر از سیمانهای با حرارت زایی پائین نیست. لیکن قیمت تمام شده آنها به علت ترکیبات خاص مورد نیاز در مواد خام آنها اندکی بالاتر از سیمان نوع 4 می باشد. بنابراین سیمان ضدسولفات تنها هنگامی که لازم است باید مصرف شود و این نوع سیمان در موارد معمولی استفاده نمی شود.

 اندازه دانه های سنگی

بتن عموماً از سنگدانه هایی به اندازه مختلف که حداکثر آن بین 10 میلیمتر( اینچ) و 50 میلیمتر( 2 اینچ) و بطور متوسط 20 میلیمتر( اینچ) می باشد، ساخته می شود. توزیع اندازه ذرات بنام دانه بندی سنگدانه موسوم است. بتنهای متوسط ممکن است از سنگدانه هایی که همه اندازه ها را دارا بوده و یکجا در محل موجودند ساخته شوند، لیکن آنچه معمول است و همیشه در ساخت یک بتن با کیفیت بالا باید رعایت گردد انتخاب حد فاصلی بین مواد درشت دانه و ریزدانه می باشد. این حد فاصل معمولاً الک 5 میلیمتر با نمره 4 استاندارد ASTM انتخاب می شود. البته این تقسیم بندی گاه تغییراتی جزئی نیز دارد لیکن بطورکلی مواد درشت تر از 4  یا 5 میلیمتر بنام شن و کوچکتر از آن بنام ماسه نامگذاری شده اند، حد پائین ماسه عموماً 07/0 میلیمتر یا کمی کمتر می باشد. مواد بین 06/0 میلیمتر( 002/0 اینچ) و 02/0 میلیمتر(0008/0 اینچ) به لای با سیلت و مواد ریزتر جزء رسها طبقه بندی شده اند گل ماده نرمی است که شامل مقادیر نسبتاً مساوی ماسه و لای و رس می باشد.

 سنگ شناسی دانه ها

از نقطه نظر سنگ شناسی براساس BS812( جدول 3-1) سنگدانه ها به گروههای متعددی که خواص نسبتاً مشابه دارند تقسیم بندی می شوند. طبقه بندی گروهی سنگها نمایند متناسب بودن آنها در بتن نیست و در پاره ای از گروهها خواص مناسب کاملاً شناخته شده است. در پاره ای از موارد نام تجارتی سنگها مورد استفاده قرار می گیرد که به طبقه بندی آنها از نظر سنگ شناسی ارتباطی ندارد.

استاندارد ASTM   C 294-69 کانیهای مهم و متداول در سنگدانه ها را به صورت زیر مشخص می کند.

 کانیهای سیلیسی( کوارتز، اوپال، کلسه دون، تریمیت، کریستوبالیت) فلدسپاتها ، کانیهای میکا، کانیهای کربناتی، کانیهای سولفاتی، کانیهای سولفور آهن، کانیهای فرو منیزیم، کانیهای اکسیدآهن، زئولیت ها و کانیهای رس.

 در این کتاب جزئیات روشهای کانی شناسی و سنگ شناسی بحث نمی شود لیکن آزمایشهای مختلف سنگ شناسی ابزار دقیقی جهت ارزیابی کیفیت سنگدانه ها، بخصوص مقایسه سنگهای با سابقه مشخص و سنگهای جدید بدست می دهند. همچنین با این روشها خواص نامطلوب نظیر وجود اکسیدهای سیلیسیم ناپایدار در سنگها را می توان تشخیص داد. در ارتباط با سنگدانه های مصنوعی تأثیر روشهای تولید و مراحل مختلف آن نیز مورد مطالعه قرار می گیرد.

آب اختلاط

در اکثر استانداردها، آب مناسب برای بتن آبی است که برای آشامیدن مناسب باشد. مواد جامد محلول چنین آبی بندرت بیش از 2000 قسمت در میلیون( ppm ) خواهد بود و بطور معمول کمتر از ppm 1000 می باشد. این مقدار بازای نسبت آب به سیمان 5/0 معادل 05/0درصد وزن سیمان می باشد. در صورتیکه مقدار لای بیش از ppm 3000 باشد، برای کاهش آن می توان قبل از مصرف آب مدتی آنرا در یک حوضچه آرامش نگاه داشت. آبی که برای شستن مخلوط کن بتن بکار رفته، به شرطی که از ابتدا برای بتن مناسب باشد، می تواند بعنوان آب مخلوط بکار رود.( مواد جامد درون آب برای بتن مناسب می باشند) استاندارد ASTM  C 94-83 نیز استفاده از چنین آبی را مجاز می داند لیکن نباید سیمانهای متفاوت و افزودنی های مختلف بکار رود.

 معیار قابل آشامیدن بودن آب کاملاً مطلق نیست و ممکن است یک آب آشامیدنی به جهت داشتن درصد بالایی از یونهای سدیم و پتاسیم که خطر واکنش قلیایی دانه های سنگی را بهمراه دارد. برای بتن سازی مناسب نباشد، گرچه آشامیدنی بودن آب معیار قابل اطمینانی برای بتن قابل قبول باشد، بعنوان یک قاعده کلی هر آبی که PH ( درجه اسیدیته) آن بین 6 تا 8 بوده و طعم شوری نداشته باشد. می تواند برای بتن مصرف شود. رنگ تیره و بو در آب لزوماً وجود مواد مضر در آب را به اثبات نمی رساند. آبهای طبیعی که کمی اسیدی می باشند، برای بتن ضرری ندارد. لیکن آبی که دارای اسید هیرمیک و یا سایر اسیدهای آلی باشد تأثیر سویی درسخت شدن بتن دارد. لازم است چنین آبهایی و نیز آبهای با درجه قلیایی بالا برای بتن سازی آزمایش شوند. دو توصیه دیگر نیز در مورد آب قابل توجه می باشد. وجود جلبک در آب مخلوط سبب ایجاد حباب هوا در بتن و درنتیجه کاهش مقاومت می گردد. دیگر اینکه سختی آب در کیفیت و اثرگذاری افزودنی های هوازا بی تأثیر است.

در پاره ای از کشورها دستیابی به آب مناسب به میزان کافی مشکل بوده و تنها آبهایی با مقداری شوری در دسترس می باشد. چنین آبهائی اکثراً محتوی نمکهای سولفات و کلرور هستند اگر یون کلر در آب از میزان ppm 500 و یون از مقدار ppm 1000 تجاوز نکند آب خورنده نبوده و حتی آبهایی که مقدار یونهای آنها کمی بیش از مقادیر فوق بوده نیز در بستن بکار رفته است. استاندارد BS 3148 مقادیر کلرور و  در آب را به میزان مقادیر بالا محدود کرده و توصیه می کند میزان کربناتها و بی کربناتهای قلیائی از مرز ppm 1000 تجاوز نکند.

 گاهی به ناچار می بایستی آب دریا در مخلوط بتن مصرف شود. آب دریا معمولاً 5/3 درصد املاح محلول دارد( 78 در صد مواد محلول NaCl و 15 درصد  و  می باشد). چنین آبی مقاومت اولیه را بالا می برد و لیکن مقاومت درازمدت معمولاً پائین می آید. البته افت مقاومت معمولاً بیش از 15 درصد نخواهد بود که قابل جبران است. تأثیر این آب روی زمان گیرش هنوز کاملاً روشن نیست لیکن این امر در مقابل مقاومت چندان مهم نیست. استاندارد BS 3148 تغییرات تا حدود 30 دقیقه در زمان گیرش اولیه را مجاز می داند.

 آب دریا یا اصولاً هر آبی که شامل مقدار زیادی نمک کلرور باشد، سبب مرطوب نمودن نمونه و ایجاد شوره در آن می گردد. چنین آبی نبایستی در مواردی که ظاهر بتن در نما اهمیت دارد و یا زمانی که پوشش گچی سطح آن را می پوشاند مصرف گردد. در کاربرد بتن مسلح استفاده از آب دریا بخصوص در مناطق گرمسیر خطر خوردگی فولاد را بالا می برد. در اکثر ساختمانهایی که در هوای نسبتاً مرطوب قرار دارند و در حالتی که پوشش بتن روی آرماتور کافی نبوده و با بتن کاملاً متراکم نیست، این نمکها در مجاورت رطوبت باعث خرابی آن شده اند. از طرفی هنگامی که قطعه بتن مسلح بطور دائم و کامل در آب شیرین یا آب دریا قرار می گیرد استفاده از آب دریا در ساخت بتن فوق تأثیر نامطلوبی نداشته است. بهرحال در عمل استفاده از آب دریا در مخلوط بتن توصیه نمی شود.

کارآیی

در یک تعریف، کارآیی بصورت مقدار کار مفید داخلی لازم برای ایجاد تراکم کامل بیان شده است. کار داخلی مفید یکی از خواص فیزیکی بتن است و در واقع کار یا انرژی لازم برای غلبه بر اصطکاک داخلی بین ذرات تشکیل دهنده بتن می باشد. در عمل انرژی بیشتری لازم است تا بر اصطکاک سطحی بین بتن و قالبها باآرماتورها غلبه کند. همچنین انرژی تلف شده ای جهت لرزاندن قالبها و بتنی که متراکم شده است، مصرف می شود. بنابراین در عمل اندازه گیری کارآیی طبق تعریف فوق مشکل بوده و چیزی که اندازه گیری می شود، کارآیی براساس یک روش ابداعی بخصوص می باشد.

 برای بیان حالت بتن تازه گاه از کلمه روانی نیز استفاده می شود، که در حقیقت آسانی شکل دادن یا جریان یافتن یک ماده است، در خصوص بتن، روانی گاهی به درجه خیس بودن آن اتلاق می شود و در محدوده ای خاص، بتن تر از بتن خشک کارآتر خواهد بود. لیکن بتن های با یک روانی ممکن است کارآیی مختلف داشته باشند.

از آنجا که مقاومت بتن با افزایش تخلخل آن بطور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد، بنابراین ساخت بتنی با دانستیه بالا و متراکم بسیار اهمیت دارد. برای دستیابی به این مهم باید بتن کارآیی کافی جهت تراکم کامل داشته باشد تا امکان رسیدن به آن در شرایط معین و با صرف کار و انرژی مناسب، فراهم شود. شکل(5-1) افزایش مقاومت فشاری بتن را در مقابل افزایش دانستیه نشان می دهد که نیاز به تراکم بالا را به اثبات می رساند واضح است که افزایش تخلخل بتن دانستیه و مقاومت را کاهش می دهد. بطور مثال 5 درصد فضای خالی در بتن،مقاومت آنرا تا 30 درصد کاهش می دهد.

حفره های خالی در بتن سخت شده و در حقیقت حبابهای هوای محبوس شده و یا فضاهایی هستند که در اثر خارج شدن آب اضافی، باقی می مانند. حجم فضاهای خالی تنها به نسبت آب به سیمان مخلوط وابسته است، در حالیکه وجود حبابهای هوا به دانه بندی ذرات ریز مخلوط بستگی دارد و حبابها از مخلوط های تر زودتر از مخلوط های خشک خارج می شوند. بنابراین می توان نتیجه گرفت که برای یک روش مشخص تراکم، میزان آب بهینه ای برای مخلوط وجود دارد که در آن حجم حبابها و فضاهای ناشی از آب حداقل بوده و دانستیه حداکثر می گردد. به هر صورت میزان آب بهینه برای روشهای مختلف تراکم متفاوت می باشد.

 شکل(5-1)- ارتباط بین نسبت مقاومت ونسبت دانستیه

عوامل مؤثر بر کارآیی

کارآیی بتن تازه به عوامل مختلفی از جمله میزان آب نوع سنگدانه ها و دانه بندی آنها نسبت سنگدانه به سیمان وجود افزودنی ها و بالاخره زبری سیمان بستگی دارد. مهمترین عامل میزان آب است که با اضافه کردن آن دانه ها، و ذرات همچون ساچمه در مخلوط کار می کنند و بین آنها اصطکاک کاهش می یابد. به هر حال برای رسیدن به حداقل تخلخل بهینه و ایده آل یا برای تأمین حداکثر دانستیه بدون خطر جدایی دانه ها، باید تأثیر نوع و دانه بندی مصالح سنگی نیز در نظر قرار گیرد. بعنوان مثال ذرات ریز به آب بیشتری جهت ترنمودن سطح مخصوص بالای خود نیاز دارند. همچنین دانه بندی های با شکل نامنظم و زاویه دار با بافت خشن نست به دانه های نسبتاً گرد به آب بیشتری نیاز دارند، تخلخل و جذب آب مصالح سنگی نیز در کارآیی اهمیت دارد و می تواند با جذب قسمتی از آب مخلوط از روغنکاری شدن دانه ها توسط آب که کارآیی را بالا می برد، جلوگیری بعمل آورد.

 سنگدانه های سنگ تمایل به پایین آوردن کارآیی بتن دارند. درواقع کارآیی تحت تأثیر نسبتهای حجمی ذرات با اندازه های مختلف قرار می گیرد، موقعی که سنگدانه هایی با توده ویژه متغیر بکار می رود( مثل سنگدانه های نیمه سبک) باید نسبتهای مواد در مخلوط براساس حجم مطلق در بخش با اندازه بخصوص ارزیابی شوند.

 برای یک نسبت آب به سیمان ثابت در مخلوط، کارآیی با کاهش نسبت سنگدانه  به سیمان افزایش می یابد و این بدلیل افزایش میزان آب نسبت به کل سطح ذرات جامد مخلوط می باشد.

 نسبت بالای حجمی سنگدانه های درشت به زیر، باعث جدایی دانه ها و کاهش کارآیی شده و مخلوط بدست آمده خشن و پرداخت آن مشکل می باشد. برعکس، زیادشدن مصالح ریزدانه در مخلوط سبب افزایش کارآیی می شود. لیکن چنین مخلوطی با ماسه زیاد، دوام کمتری خواهد داشت. تأثیر افزودنی ها روی کارآیی در فصول آینده بررسی خواهد شد. اما باید متذکر گردید که مواد هوازا میزان آب لازم برای رسیدن به کارآیی معینی را کاهش می دهند. ریزی سیمان نیز تأثیر جزئی بر کارآیی بتن داشته و ریزترشدن سیمان با افزایش آب بیشتری همراه خواهد بود.

 دوعامل دیگر مؤثر بر کارآیی بتن، زمان و درجه حرارت می باشد. بتن تازه با زمان سخت و سفت می شود لیکن این امر باید از گیرش سیمان متمایز گردد. مقداری از آب مخلوط توسط دانه ها جذب می شود. مقداری دیگر بخار می شود( بخصوص اگر بتن در معرض باد و اشعه خورشید قرار گیرد) و مقداری نیز در اثر فعل و انفعالات شیمیایی اولیه خارج می گردد. سفت شدن بتن در حقیقت با کم شدن کارآیی در طی زمان، اندازه گیری و ارزیابی می شود.

کم شدن کارآیی که د رحقیقت افت اسلاپ نمونه خواهد شد. به غبار مخلوط، نوع سیمان، درجه حرارت بتن و کارآیی اولیه وابسته است. به علت تغییرات فوق د رکارآیی و روانی مخلوط با زمان و از آنجا که روانی در هنگام ریختن بتن مورد توجه است، معمولاً آزمایش تعیین کارآیی را پس از گذشت مدتی از ساخت بتن مثلاً 15 دقیقه اندازه گیری می کنند. افزایش در جه حرارت با کاهش کارآیی و اسلامپ همراه است.در عمل و در شرایطی درجه حرارت محیط غیرمعمول است بهتر است با آزمایش دقیق در محل میزان کارآیی مخلوط را تعیین نمود.

آزمایشهای کارآیی

متأسفانه هنوز آزمایش قابل قبولی که بتواند کارآیی بتن را مستقیماً اندازه گیری کند، وجود ندارد. در روشهایی که در زیر خواهند آمد، اندازه گیری های کارآیی تنها در شرایط بخصوص کاربرد خواهند داشت. به هر حال روشهای فوق فعلاً در اکثر کشورهای جهان کاربرد دارند و به علت سادگی در اجرا و آزمایش نمی توانند در حد قابل قبولی تغییرات خواص بتن تازه را نشان دهند.

 آزمایش اسلامپ

این آزمایش با مختصر تغییراتی در اکثر کشورهای جهان بکار می رود. استاندارد ASTM  C 143-78 این آزمایش را بصورت زیر توصیف می کند:

 در آزمایش اسلامپ از مخروط ناقص فلزی به ارتفاع 2 اینچ( 305 سانتیمتر) و قطر قاعده 8 اینچ(203 میلیمتر) و قطر قاعده کوچکتر در بالا با اندازه 4 اینچ

( 102 میلیمتر) استفاده می شود. مخروط فوق در سه لایه از بتن پر شده و هر لایه توسط میله فلزی به قطر 16 میلیمتر با انتهای گردشده با 25 ضربه متراکم می گردد. بتن اضافی در بالا با داشتن میله فوق روی مخروط پاک می شود. مخروط فوق که روی صفحه ای فلزی قرار می گیرد باید در برابر آزمایش بدون حرکت بماند که این با قراردادن دو یا روی پایه های پایین آن تأمین می شود. بلافاصله بعد از پرکردن مخروط به آرامی و بصورت قائم بالا کشیده می شود و بتن داخل آن افت می کند. افت بتن و ارتفاع کم شده با خط کش از وسط قاعده بالا اندازه گیری و با دقت 5 میلیمتر یادداشت می شود. برای دقت بیشتر و کاهش اثر اصطکاک بتن و جداره مخروط قبل از هر آزمایش جداره داخلی مخروط و صفحه زیر آن مرطوب می شو و قبل از بالا کشیدن مخروط، بتن ریخته شده در روی صفحه از کناره های مخروط پاک می شود.

 درد صورتی که در آزمایش بجای اسلامپ صحیح که در شکل( 5-2) نشان داده شده است بتنی از مخروط در صفحه ای مورب ریزش می کند. اسلامپ برشی نتیجه شده که و بایستی دراین حالت آزمایش تکرار شود. در صورتی که در آزمایش بعد نیز برش اتفاق بیفتد که این مورد در مخلوطهای خشن بوقوع می پیوندد. نشانه کم بودن چسبندگی مخلوط می باشد.

مخلوط های باروانی بسیار کم و سفت معمولاً اسلامپ برابر صفر دارند ولذا در مخلوطهای نسبتاً خشک تغییرات کارآیی را نمی توان با آزمایش اسلامپ بررسی نمود. اما در مخلوطهای پرعیار تغییرات کارآیی با آزمایش اسلامپ قابل اندازه گیری است. به هر  حال در مخلوط های کم عیار و نسبتاً ریز اسلامپ صحیح بآسانی  به اسلامپ برشی و حتی فرو ریختگی تبدیل می گردد و از یک مخلوط نتایج بسیار متفاوتی حاصل می شود که آزمایش اسلامپ را برای این چنین مخلوط هایی غیرقابل اعتماد می سازد.

شکل(5-1) – اسلامپ در3 حالت صحیح برش و فروریختگی

جدول(5-1) نشاندهنده میزان اسلامپ مخلوط هایی است که دارای کارآیی های مختلف می باشند. باید بخاطر داشت که دانه های سنگی متفاوت می توانند اسلامپ یکسانی برای کارآیی های مختلف نشان دهنده که این مبین این مطلب است که در واقع ارتباط کاملاً روشنی بین میزان کارآیی و اسلامپ وجود ندارد. اما  علیرغم موارد فوق آزمایش اسلامپ آزمایش نسبتاً مفیدی در کارگاه بوده و بآسانی تغییرات مصالحی را که ممکن است ساعت به ساعت یا روز به روز در کارگاه اتفاق بیفتد، نشان می دهد. بعنوان مثال افزایش اسلامپ ممکن است ناشی از افزایش غیر منتظره رطوبت سنگدانه ها در کارگاه باشد و یا به علت تغییر در منحنی دانه بندی مصالح، بخصوص ماسه، ایجاد می شود. اسلامپ خیلی بالا یا خیلی پائین به سازنده بتن آگاهی می دهد که در شرایط موجود تغییراتی بدهد. استفاده از کاربرد این خاصیت و آسانی آزمایش اسلامپ دلیل استفاده همه جانبه آن گشته است.

تسریع کننده ها(accelerators)

تسریع کننده ها افزودنی هایی هستند که سخت شدگی بتن را تسریع می کنند و مقاومت اولیه بتن را بالا می برند. این نکته قابل توجه است که لزومی ندارد افزودنی ها اثر بخصوصی روی زمان گیرش داشته باشند. هرچند در عمل زمان گیرش بوسیله افرودنی هایی که در ASTM و BS  بعنوان تیپ A طبقه بندی شده اند کاهش می یابد. در ضمن افزودنی های تندگیر کننده ای هم وجود دارند که مخصوصاً زمان  گیرش را کم می کنند.

 نمونه ای از افزودنی های تندگیر کننده، کربنات سدیم است که بمنظور ایجاد گیرش سریع در پلاسترهای سیمانی مورد استفاده در نماها بکار می رود و اثرات منفی در مقاومت ملات بجای می گذارد، ولی با ایجاد گیرش سریع، کارهای تعمیراتی سریع را امکان پذیر می سازد. کلرور آلومینیوم، کربنات پتاسیم، فلوئورور سدیم، آلومینات سدیم و نمکهای آهن نمونه های دیگری از افزودنی های تندگیر کننده می باشند که هیچیک از آنها نباید بدون مطالعه کامل از نتایج کاربردش، مورد استفاده قرار گیرد.

 معمولی ترین نوع تسریع کننده های کلرورکلسیم می باشد که سرعت افزایش مقاومت بتن را در ابتدا بالا می برد. این افزودنی در مواقعی که بتن ریزی در دماهای پایین( 2 تا 4 درجه سانتیگراد) انجام می شود یا در مواقعی که مجبور به انجام کارهای تعمیراتی فوری هستیم، مورد استفاده قرار می گیرد و باعث می شود که سرعت ایجاد گرما در ساعات اولیه بعد از مخلوط کردن بتن بالا رود. کلرور کلسیم احتمالاً بعنوان یک کاتالیزور به هیدراتاسیون  و کمک می کند و یا با کاهش خاصیت قلیایی محلول، سرعت هیدراتاسیون سیلیکاتها را افزایش می دهد و هیدراتاسیون  تا اندازه ای به تعویق می افتد، ولی در جریان طبیعی هیدراتاسیون سیمان تغییری ایجاد نمی شود.

 کلرورکلسیم ممکن است همانند سیمانهای معمولی( تیپ I ) به سیمانهای تندگیر( تیپ III ) اضافه شود. هرچه سرعت سخت شدگی سیمانی در حالت طبیعی بیشتر باشد، اثر تسریع کننده های روی آن بیشتر خواهد بود. در هر حال، کلرورکلسیم نباید با سیمانهای برقی مورد استفاده قرار گیرد. شکل( 8-1) اثر کلرورکلسیم روی مقاومت اولیه بتن هایی را که با انواع مختلف سیمان ساخته شده اند، نشان می دهد. به نظر می رسد که مقاومت درازمدت بتن ها تغییری نمی کند.

 مقدار کلرورکلسیم اضافه شده به مخلوط بتن باید به دقت کنترل شود. برای محاسبه مقدار کلرورکلسیم لازم فرض می شود که تأثیر اضافه کردن یک کلرورکلسیم هیدراته نشده در سرعت سخت شدگی به اندازه 6 درجه سانتیگراد افزایش درجه حرارت می باشد. معمولاً بکاربردن یک تا دو درصد کلرورکلسیم کافی است. تذکر این نکته ضروری است که میزان تأثیر کلرورکلسیم تا حدی به ترکیبات سیمان مورد استفاده بستگی دارد.

 بنابراین در هر موردی باید آزمایشهایی با سیمان مصرفی انجام گیرد. با توجه به اینکه کلرورکلسیم سرعت گیرش را بالا می برد. بکاربردن درصد بالایی از آن می تواند باعث گیرش آنی شود. باید سعی نمود که کلرورکلسیم بطور یکنواخت در مخلوط پخش  گردد و بهترین حالت ممکن حل کردن افزودنی در آب بتن است. ترجیحاً در تهیه محلولی از کلرورکلسیم می توانیم از کلرورکلسیم هیدارته شده یعنی  که هر 37/1 گرم آن معادل یک گرم  است، استفاده کنیم.

 استفاده از کلرورکسیم مقاومت سیمان را بخصوص در بتن های سبک، در مقابل حمله سولفاتها کاهش می دهد و در صورت وجود سنگدانه های فعال، احتمال واکنش قلیائی سنگدانه ها افزایش می یابد. از اثرات نامطلوب دیگر کلرورکلسیم این است که جمع شدگی و خزش را افزایش می دهد و باعث کاهش مقاومت بتن های حباب دار در مقابل یخ زدگی و ذوب یخ، در درازمدت می شود، همچنین استفاده از کلرورکلسیم باعث افزایش مقاومت بتن در مقابل خوردگی و سایش می شود. احتمال خوردگی آرماتورهای بتن در اثر اضافه کردن کلرورکلسیم مدته مورد بحث بوده است. این موضوع روشن شده است که اگر کلرور  کلسیم به میزان صحیحی مورد استفاده قرار گیرد بجز در بعضی حالات بخصوص، در موارد دیگر هیچ خوردگی رخ نخواهد داد. شرایط خوردگی احتمالاً، پخش غیریکنواخت یونهای کلر در بتن های نفوذپذیردر ضمن ورود رطوبت و اکسیژن بخصوص در شرایط آب و هوایی گرم است.  اگرچه ما در اینجا در مورد اضافه کردن کلرورکلسیم بحث می کنیم آن چیزی که به خوردگی مربوط می شود یون کلر است تمام راههای حضور یونها مثلاً وجود آنها در سطح سنگهای معدنی را باید بحساب بیاوریم. قابل توجه است که 56/1 گرم کلرورکلسیم معادل 1 گرم یون منفی Cl می باشد. وقتی بتن دائماً خشک است و رطوبتی وجود ندارد، هیچ خوردگی بوجود نمی آید. اما برای شرایط دیگر احتمال خوردگی آرماتورها سبب بروز عدم اطمینان در مورد ساختمان می شود. آئین نامه BS 8110:85 از کلرورکلسیم موجود در بتن مسطح را براساس نوع سیمان و کاربرد بتن به مقادیر مشخصی که در جدول(14-3) آمده، محدود می کند. در ACL 318-83 هم حدود مشابهی برای غلظت یون کلر قابل حل در مخلوط بتن داده شده است. تسریع گیرش سیمان، بدون خطر خوردگی، می تواند با استفاده از سیمانهای زودگیر و با افزودنی های بدون کلر انجام شود. بیشتر افزودنی های بدون کلر از فرمات کلسیم هستند،که تا حدودی اسیدی است و هیدراتاسیون سیمان را سرعت می بخشد.

 گاهی اوقات فرمات کلسیم یا نیتریت ها، بنزواتها و کروماتها، که ضدخوردگی هستند مخلوط می شوند. این نوع افزودنی ها در دماهای پایین تسریع کنندگی بیشتری دارند. اما بطور کلی در هر دمایی توانایی تسریع کنندگی کمتری نسبت به کلرورکلسیم دارند. در ضمن تأثیر درازمدت این نوع افزودنی ها روی خواص دیگر بتن هنوز بطور کامل مشخص نشده است.

کندگیر کننده ها (Retarders )

افزودنی هایی وجود دارند که گیرش بتن را که با آزمایش ویکات اندازه گیری می شود به تأخیر می اندازد در مورد چنین افزودنی هایی در ASTM  C 494-82 و BS 5075:84 توضیح داده شده است.

 کندگیرکننده ها در هوای خیلی گرم که زمان گیرش معمولی بتن کم می شود و همچنین برای جلوگیری از ایجاد ترکهای ناشی از گیرش در بتن ریزی های متوالی، مفید می باشند. معمولاً با استفاده از یک ماده افزودنی کندگیر کننده در سخت شدگی بتن تأخیر ایجاد می شود وا ین خاصیتی است که در ایجاد سطح پرداخت شده مفید می باشد. دیرگیری بتن با اضافه کردن  شکر مشتقات هیدروکربنی نمکهای محلول روی، براتهای محلول وبعضی مواد دیگر حاصل می شود. در عمل معمولاً از کند گیر کننده هایی که در عین حال تقلیل دهنده آب هم هستند، استفاده می شوند، در مورد تقلیل دهنده های آب در قسمت بعدی بحث خواهد شد.

اگر با یک کنترل دقیق 05/0 درصد وزن سیمان شکر به بتن اضافه کنیم. حدود  2 ساعت گیرش آن را به تأخیر می اندازد نحوه تأثیر شکر بستگی به اجزاء شیمیایی سیمان و میزان شکر دارد ولی اثرات واقعی ودقیق آن و یا هر نوع دیگر کندگیر کنند های  باید با ساخت مخلوط های آزمایشی با مقدار سیمان واقعی که در عمل بکار می رود، مشخص شود. مصرف مقدار زیادی شکر مثلاً 2/0 تا 1 درصد وزن سیمان از گیرش سیمان جلوگیری بعمل آورده و این خاصیتی است که در هنگام بدکار کردن و خراب شدن مخلوط کن بتن مفید خواهد بود. اگر ماده افزودنی دیرگیر کننده با تأخیر به بتن اضافه شود، زمان گیرش افزایش پیدا می کند.( بخصوص در بتن هایی که در آنها از سیمانی با  بالا استفاده شده است.)

مکانیزم واکنش های مانع از گیرش هنوز بطور مشخص شناخته نشده اند. افرودنی های فوق رشد کریستالها با میزان کریستاله شدن ترکیبات را کا هش می دهند. بنابراین نسبت به ذرات زمانی که دیگیر کننده وجود ندارد مانع مؤثری برای ادامه هیدراتاسیون وجود دارد.

 در مقایسه با بتنی که در آن از افزودنی دیرگیر کننده استفاده نشده استفاده از دیرگیرکننده ها مقاومت اولیه بتن را کاهش می دهد. اما چون بعداً افزایش مقاومت بتن سریع تر است مقاومت دراز مدت بتن چندان تفاوتی نمی کند. اگرچه دیرگیرکننده ها به علت طولانی بودن مرحله خمیری، ممکن است سبب افزایش انقباض پلاستیک بتن شوند، لیکن انقباض ناشی از خشک شدن ناچیز می گردد.

مخلوط کردن بتن و روشهای حمل آن

اختلاط بتن

مخلوط کردن بتن از جمله عملیاتی است که برای همه کارگاههای ساختمانی از اهمیت خاصی برخوردار است. برای تهیه بتن با کیفیت خوب و یکنواخت، اجزای تشکیل دهنده آن باید به دقت اندازه گیری و مخلوط شود، توزین و اندازه گیری به روش وزنی انجام می شود. روش توزین و اندازه گیری به روش حجمی برای مصالح سنگی خصوصاً ماسه مجاز نیست.

 کارگاه ساخت بتن باید دارای امکانات کامل برای دریافت و انبارکردن، حمل، اندازه گیری مصالح برای ساخت بتن باشد. نوع و ظرفیت تجهیزات حمل بتن باید با ظرفیت های خواسته شده تناسب داشته باشد به گونه ای که در مخلوط نمودن و تهیه نمودن بتن با توجه به برنامه زمان بندی پروژه وقفه ای ایجاد نشود. در مواقعی که در بتن از مصالح سنگی مرطوب استفاده شود، باید آب اضافی موجود در این مصالح در نظر گرفته شود و از مقدار آب اختلاط بتن کسر شود.

 برای اینکه بتن با کیفیت یکنواخت تولید شود، اجزا تشکیل دهنده آن باید برای هر پیمانه، دقیقاً مورد اندازه گیری قرار گیرد.

 اندازه گیری مصالح تشکیل دهنده بتن

سیمان

اندازه گیری سیمان باید به روش وزنی انجام شود در غیر اینصورت باید از کیسه های 50 کیلوگرمی استفاده شود. در بتن سازه های الکترونیکی، سیمان توسط یک باسکول مخصوص اندازه گیری می شود و سپس در مخلوط  بتنی مورد استفاده قرار می گیرد. سیستم توزین و منتقل کردن سیمان به دستگاه بتن ساز باید بگونه ای باشد که موجب هدر رفتن سیمان نشود

 مصالح سنگی

توزین و اندازه گیری مصالح سنگی را اکثراً از طریق وزن به دست می آورند. استفاده از سیستم وزنی برای پیمانه کردن موجب سهولت و دقت بیشتر می شود. اندازه گیری حجمی مصالح سنگی برای بتن های سبک کاربرد دارد، همچنین در بتن ریزیهای با حجم کم نیز از این روش استفاده می شود.

اگر ماسه را به روش حجمی اندازه گیری کنیم، باید انبساط حجمی ظاهری ماسه تر(Bulking ) در اندازه گیری در نظر گرفته شود.

 آب و مواد افزودنی

مواد مضاف جامد راباید به روش وزنی اندازه گیری نمود. آب و مواد مضاف مایع را می توان هم از طریق وزنی و هم از طریق حجمی بگونه ای دقیق اندازه گیری نمود.

مواد افزودنی حباب زا، کلرور و کلسیم و دیگر مواد افزودنی شیمیای باید به صورت مایع به مخلوط اضافه شوند و باید آنها را بعنوان بخشی از آب اختلاط  در نظر گرفت.

 رواداری اندازه گیری مصالح تشکیل دهنده بتن نسبت به وزن هر یک از آنها

ردیف	نوع مصالح	حد مجاز رواداری( برحسب درصد)
1	شن و ماسه
2	سیمان
3	آب
4	هوا
5	مواد مضاف

دستگاههای مخلوط کن ثابت

1- بتونیر( دستگاه ساخت بتن)

بتونیر عمل ترکیب مواد تشکیل دهنده بتن را انجام می دهد. دستگاه سازنده بتن در فرمهای مختلف در ظرفیتهای کم برای ساختمن ملات و با ظرفیتهای زیاد جهت بتن ریزیهای زیاد مورد استفاده قرار می گیرد. ظرفیت این دستگاه ها معمولاً بین50 تا 750 لیتر است و دارای موتور الکتریکی و گازوئیلی است. مخزن آن حول محور افقی دوران می کند. کل بارگیری این میکسر از دهانه جلو و تخلیه آن با معکوس کردن جهت چرخش، از دهانه عقب انجام می شود.

 طرز کار بتونیر به این صورت است که در ابتدا به نسبت  آب مورد نیاز را در مخزن دستگاه ریخته و سپس شن و ماسه موردنظر را در داخل مخزن دستگاه ریخته و پس از برگشت دسته اهرم به جای اولیه، مقدار سیمان مورد لزوم را به داخل دیگ می فرستیم. پس از آنکه دیگ، حرکت دورانی خود را انجام داد، بقیه آب به آن اضافه می شود و پس از چند دقیقه حرکت دورانی، بتن مورد نظر آماده خواهد بود و سپس می توان عمل تخلیه را انجام داد.

 تمامی بتن باید کاملاً مخلوط شود تا اجزای متشکله آن به صورت یکسان پخش شده و ظاهری یکنواخت به دست آورد. هر مخلوط کن را باید برابر ظرفیت اسمی خود بارگیری کرد و برطبق سرعت های طراحی شده خود کار نمایند.

 چنانچه تیغه های مخلوط کن فرسوده شده و یا با بتن سخت پوشیده شده باشد، در این صورت عمل اختلاط دارای کارآمد کمتری است. باید تیغه هایی که دارای فرسودگی زیاد هستند، تعویض نمود و بتن سخت شده را پس از اتمام کار بتن ریزی در هر روز پاک نمود( در شروع هر روز کاری باید از تمیزی تیغه ها اطمینان حاصل نمود.)

چنانچه عمل اختلاط به خوبی انجام شود، تمام نمونه های برداشت شده از قسمتهای مختلف یک پیمانه، دارای وزن مخصوص، مقدار هوا، میزان اسلامپ و مقدار درشت دانه یکسانی هستند.

2- دستگاه بتن ساز مرکزی( بتن ساز ثابت)(BATCHING)

ماشین بتن ساز ثابتی است که در مرکز تهیه بتن نصب می شود. از این دستگاه جهت مصرف بتن های با حجم زیاد در ساختمانهای عظیم بتنی مانند تونل سازی، زیرسازی جاده ها و باندهای فرودگاه، سدسازی و .... استفاده می شود. با توجه به گستردگی حجم عملیات بتنی در اشکال و ظرفیتهای مختلف ساخته می شود. این دستگاه ها در فرمهای مختلف و با ظرفیتهای 36 تا 46 مترمکعب در ساعت قدرت بتن سازی دارند. این دستگاه ها برروی پایه های بلند سوار شده اند بگونه ای که ماشین های حمل بتن می توانند در زیر قیف آن قرار گیرند.

 این دستگاه به گونه ای مستقر می شود که قادر باشد از مخازن مختلف، شن و ماسه دانه بندی شده را انتخاب کرده و برای  اختلاط توسط تسمه نقاله های افقی و بالابرهای کاسه ای، عمودی، به دیگ مخلوط کن ثابت هدایت نماید. این دستگاه از دیگهای مخلوط کن، بارکن، ترازوها و سیستم مخصوص تغذیه آب وسیمان و کنترل مرکزی تشکیل شده است.

 برای واردنمودن مصالح به داخل جام مخلوط کن باید نکات زیر در نظر گرفته شود:

 1- پیش از ورود مصالح باید حدود 10 درصد از آب اختلاط، وارد جام شود. سپس آب باید بطور یکنواخت با ماسه و سیمان وارد جام شود بنحوی که حدود 15 درصد آب پس از واردشدن تمامی مصالح جامد به جام وارد شود.

2- پس از واردنمودن 10 درصد مصالح به درون جام مخلوط کن، سیمان به همراه بقیه مصالح به صورت یکنواخت وارد جام می شود. در شرایط آب وهوای سرد، زمانی که از آب گرم استفاده شود برای جلوگیری از گیرش سریع احتمالی، ترتیب تغذیه مصالح در مخلوط کن ممکن است نیاز به اصلاحات داشته باشد و باید پس از اضافه نمودن تمامی مصالح سنگی و آب، سیمان را اضافه نماییم.

 3- مواد افزودنی باید به صورت مایع همراه با آب و به صورت یکنواخت به درون جام وارد شود. اگر از ماده افزودنی کندگیر استفاده شود، همیشه باید همراه با سایر مصالح و به صورت یکنواخت و توالی یکسان وارد جام شود. زیرا در غیر اینصورت ممکن است در گیرش اولیه و میزان حباب هوای بتن، تغییرات قابل ملاحظه ای پدید آید. به هر صورت افزودن ماده کندگیر کننده نباید پیش از یک دقیقه بعد از اضافه نمودن آخرین نسبت آب به جام یا پیش از شروع  زمان اختلاط، هرکدام که کمتر باشد، صورت گیرد.

 4- زمان اختلاط از هنگامی اندازه گیری می شود که شن، ماسه و سیمان بطور کامل وارد جام مخلوط کن شوند اضافه شوند قسمت آخر آب( 100 درصد) نباید

پس از گذشت مدت اختلاط باشد. مدت اختلاط برای تهیه بتن یکنواخت برای هر ساخت به مقدار بتن و قدرت مخلوط کن بستگی دارد و رعایت دستورالعمل های کارخانه سازده الزامی است .

این دستگاه در حالت نیمه اتوماتیک به صورت زیر کار می کند:

 1- در کنار این دستگاه، دپوی شن و ماسه به مقدار زیاد وجود دارد. بوسیله جام شن کش که برروی دستگاه بتن ساز نصب است شن و ماسه به سمت مخزن مرکزی بتن ساز هدایت می شود.

2- در کنار این دستگاه، سیلوی سیمان قرار دارد، سیمان مورد نیاز توسط شیلنگهای تا قطر 20 سانتی متر وارد مخزن می شود.

3- آب مصرفی بتن به مقد ار معینی از لوله کشی دستگاه مدرج وارد مخزن می شود، مصالح نامبرده در زمانهای مشخص وارد مخزن می شوند و عمل بتن سازی سریعاً انجام شده و از دریچه تخلیه، خارج می شود. در این دستگاه ها از سیستم وزنی جهت ساختن بتن استفاده می شود.

دستگاه مخلوط کن متحرک

ماشین بتن کش گردان( تراک میکسر)

اگر فاصله بین مرکز بتن سازی و محل تخلیه زیاد باشد، برای جابجایی آن از ترک میکسر استفاده می شود. مخازنی هستند که روی کامیونها، یدک کش ها، و تریلرها نصب می شوند و قادرند تا مخلوط کردن و حمل بتن را انجام دهند. ظرفیت این وسیله در حدود 2/10 مترمکعب است و در فرم های مختلف ساخته می شوند.

 برای منتقل نمودن بتن در مسافتهای طولانی، معمولاً مصالح خشک را درون آنها ریخته و در هنگام حمل بوسیله یک منبع و یک پمپ هیدرولیک، آب مورد لزوم به درون میکسر وارد می شود و پس از اختلاط مصالح بتن آماده می شود بگونه ای که وقتی ماشین به محل بتن ریزی می رسد عمل مخلوط کردن پایان یافته باشد.

 تانک ماشین پس از بارگیری باید پیوسته به حرکت دورانی خود ادامه دهد. سرعت گردش تانک در هر دقیقه حدود 4 تا 16 دور است.

 برای حفظ بتن در حالت یکنواخت باید حداکثر دقت را در زمان حمل بتن( از محل ساخت تا محل مصرف) انجام داد.

 برای منتقل نمودن بتن در فواصل کوتاه بجای  مصالح خشک، داخل تراک میکسرها را با بتن پر می کنند. برای تأخیر در گیرش بتن به هنگام انتقال تراک میکسر، پروانه های نصب شده در آن را به حرکت درمی آورند تا بتن دائماً مخلوط  شود و از نشست بتن در جداره داخلی اندازه گیری شود.

 با این وسیله می توان بتن را تا حدود 40 کیلومتر جابجا نمود. این جابجایی می تواند تا حدود 2 ساعت( پس از تحویل گرفتن بتن تا موقع تخلیه آن) نیز بطول انجامد.( چنانچه مدت زمان بیشتر شود، عملاً واکنش شیمیایی انجام می گیرد).

 معمولاً برای اختلاط کامل مصالح، نیاز به 70 تا 100 دور چرخش جام است. در هوای گرم( حدود 27 درجه سانتیگراد) در اثر حمل بتن 1 سانتی متر از اسلامپ بتن کاسته می شود. برای کاهش مقدار ذکرشده، باید جام این دستگاه به رنگ سفید باشد تا حرارت کمتری از خورشید جذب کند.

 بتونیرها قادر به تهیه 20 الی 60 مترمکعب بتن در هر ساعت هستند.

 ایستگاه های مرکزی بتن می توانند در طول 8 ساعت کار، 100 الی 2500 مترمکعب بتن را ساخته و آماده بارگیری کنند.

 حداقل زمان لازم برای اختلاط، برابر یک دقیقه است و این مدت می تواند تا 2 الی 3 دقیقه نیز افزایش یابد.

عمل تخلیه بتن با چرخش معکوس تانک بتن انجام می شود.

حمل بتن

در حمل بتن باید دو نکته زیر را در نظر گرفت:

1-   حمل باید بنحوی انجام شود که موجب بوجود آمدن جداشدگی دانه ها شود.

2- در حمل باید دقت نمود که آب بتن از دست نرود.

تمایل به  مجزاشدن درشت دانه ها از ملات را جدایی می گویند. این پدیده موجب می شود که در قسمتی از بتن، درشت دانه خیلی کم و در قسمت دیگر، درشت دانه خیلی زیاد باشد. مورد اول احتمال آبرفتگی داشته و ترک می خورد، همچنین مقاومت سایشی پائینی دارد. مورد دوم به قدری خشن می شود که پرداخت و تراکم کامل انجام نمی شود و نیزا کثراً موجب کرموشدن می شود.

 به علت حالت پلاستیکی بتن، بتن های با اسلامپ کم و دارای حباب های هوا، از قابلیت حمل بیشتری برخوردارند.

 گاهی اوقات جداشدگی سنگ دانه های درشت نامناسب نیست. به شرط آن که سنگ دانه ها مجدداً با مصالح ریز مخلوط شده و یا بتن نامبرده بعنوان لایه فوقانی روی بتن قبلی ریخته شود زیرا در این موارد، لرزاننده ها موجب متراکم شدن مصالح می شوند. با خودداری کردن از پرتاب و انداختن بتن می توان از جداشدگی دانه ها جلوگیری کرد( ریختن بتن در شوت و یا ارتفاع کم)

اگر بتن در لوله های قائم به صورت پر پایین آورده شود، جدایی کمتری خواهد داشت. مخلوط نمودن بتن در موقع حرکت، جدایی دانه ها راکاهش داده و زمان بین مخلوط کردن و تخلیه بتن را افزایش می دهد.

 با استفاده از دریچه های مناسب که نشت کمی دارند( دریچه های آب بند) می توان از کاهش دوغاب سیمان جلوگیری نمود.

 در نوارهای نقاله باید از وسیله ای استفاده کرد که پس از رسیدن مصالح ریزدانه به قرقره نهایی از عبور آنها جلوگیری کند.

 افزایش دمای بتن، خشک شدن آب بتن، و کاهش دوغاب سیمان موجب افت اسلامپ می شود برای جلوگیری از این موضوع باید بتن را از آفتاب وباد، محافظت کرد. همچنین وسایل حمل باید به رنگ سفید باشند و تا حد امکان باید محل تهیه بتن و محل تخلیه، نزدیک به هم باشند تا از حمل و نقل زیاد جلوگیری گردد.

 بتن باید به نحوی حمل شود تا کمترین جدایی مصالح از بین رفتن مصالح و افت کارایی و اسلامپ اتفاق بیفتد.

 روش های حمل بتن

1- حمل دستی( حمل با چرخ دستی، ارابه و فرغون)

با این روش حجم کمی از بتن را می توان جابجا کرد و فقط برای کارهای کوچک و مسافتهای کوتاه کاربرد دارد. حداکثر وزن مصالح جابجا شده در هر نوبت حدود 150 کیلوگرم است.

 فرغون در دو نوع چرخ آهنی و چرخ لاستیکی وجود دارد. استفاده از فرغون چرخ لاستیکی ساده تر است اما احتمال پنچرشدن آن بسیار زیاد است. قدرت تحرک و مانورپذیری این وسیله بسیار زیاد است. حرکت این وسیله نسبتاً کند بوده و مهارت نیروی انسانی به کارگیرنده، آن در کارایی آن نقش مهمی ایفا می کند.

نشریه شماره55 توصیه می کند که حمل بتن با انواع چرخ های دستی و فرغون و دامپر مجاز نیست مگر در کارهای کوچک که حجم ساخت بتن از 300 لیتر در هر نوبت تجاوز نکند. همچنین مسیر حمل باید کاملاً صاف و افقی باشد وحمل با دقت کامل انجام شود تا جداشدگی اجزاء بتن اتفاق نیفتد.

2- دامپر

برای حمل ونقل مصالح در کارگاه های ساختمانی از این وسیله استفاده می شو. کاربرد دامپر شبیه کامیون است اما د رمقیاس کوچکتر.

 دامپرها در ظرفیت های گوناگون و شکل های مختلف وجود دارند که همگی از عملکرد یکسانی برخوردارند ظرفیت این وسیله تا 5/2 مترمکعب است. این ماشین در جلوی خود جام کوچکی دارد که مصالح حمل باید درون آن ریخته شوند.

 از نظر تخلیه مصالح و بتن، جام دامپر در سه نوع جلوخالی کن، بغل خالی کن، و از هر سه طرف خالی کن ساخته می شود.

 جام دامپر نسبت به نوع آنها دارای دو حرکت است که این حرکت به صورت هیدرولیکی انجام می شود:

 فرم یک: دامپرهایی هستند که حرکت جام از روی شاستی به طرف بالا صورت می پذیرد.( حرکت آنها حول محور قائم است).

فرم دو: دامپرهایی هستند که حرکت جام آنها حول محور قائم و افقی انجام می شود.(  این نوع دامپر کاربرد بیشتری دارد.خصوصاً در بتن ریزی ها).

دامپرهای نوع اول نسبت به دامپرهای نوع دوم گنجایش بیشتری دارند.

3- کامیون کمپرسی

برای حمل بتن در حجم زیاد از این وسیله استفاده می شود. هنگام حمل بتن باید دقت کرد که بتن دچار جابجایی نشود و فاصله حمل کوتاه باشد زیرا امکان جدایی دانه ها وجود دارد. برا ی مسافت های زیاد، کامیون وسیله مناسبی نیست( از این وسیله برای حمل بتن در مسافتهای کوتاه استفاده می شود). این روش حمل بتن، خاص جاده های هموار است و زمان حمل، نباید بیش از 45 دقیقه شود.

4- تراک میکسر

همانگونه که قبلاً توضیح داده شد از تراک میکسر برای حمل و اختلاط بتن در مسافتهای کوتاه و بلند استفاده می شود.

 شوت( ناودانی)

بطورکلی از این وسیله برای انتقال بتن از میکسر به کامیون و همچنین برای جا دادن بتن در قالب ها( منتقل نمودن بتن به سطوح پایین تر) استفاده می شود. توصیه می شود که از شوتهای فلزی استفاده شود. شکل ظاهری این سطح شیب دار شبیه نیم بشکه هایی به هم متصل شده است.

 کارکردن با آن آسان است همچنین دارای مخارح کمی است ناودانی باید شیب کافی داشته باشند تا بتن تحت وزن خود براحتی روی آنها به سمت پایین حرکت کند. شیب مجاز شوت به نوع بتن بستگی دارد. مقدار شیب به نحوی انتخاب می شود که انتقال بتن با یک سرعت معقول انجام شود و آنقدر سرعت حرکت بتن زیاد نشود که سبب جداشدن دانه ها و بهم خوردن یکنواختی شود( حدود شیب آن بین 1 تا 2 و 1 تا3 در نظر گرفته می شود). ناودانی های خیلی تخت احتیاج به بتن با اسلامپ بالا دارند.

 برای جلوگیری از جدایی دانه ها باید درانتهای لوله حتماً از لوله های قائم استفاده کرد.

 تسمه نقاله

در بتن ریزی های با حجم زیاد می  توان از این وسیله برای منتقل نمودن بتن به صورت افقی یا به سطح بالاتر استفاده نمود و غالباً بین محل تخلیه اصلی و محل تخلیه ثانوی به کار می رود. با قراردادن دو یا چند تسمه نقاله به صورت سری پشت سرهم می توان بتن را به نقاط  بالاتر انتقال داد.

 این وسیله برای انتقال بتن به صورت مستقیم به درون قالب ها مناسب نیست. طول این وسیله قابل تنظیم است، منحرف کننده سیار و سرعت متغیر در رفت و برگشت دارد وبا توجه به نوع پروژه، سرعتی مناسب برای آن در نظر گرفته می شود.

در کارخانه های تهیه شن و ماسه نیز می توان از این وسیله استفاده کرد. زمانی که قابلیت دسترسی محدود است می توان حجم زیادی از سریعاً بتن ریزی کرد. برای جلوگیری از جدایی دانه ها باید در انتهای لوله از قیف و یا لوله های قائم استفاده نمود.

 تسمه نقاله باید کاملاً مرطوب و تمیز باشد تا از خشک و سخت شدن بتن در اطراف چرخ دنده های آن( برروی کمربند) جلوگیری شود تسمه نقاله برگشتی باید عاری از ملات باشد.در هوای گرم، وزش باد یا بارش باران باید برروی تسمه نقاله های طویل از پوشش استفاده کرد.

 نوارهای نقاله برای انتقال بتن هایی با اسلامپ کم( بین 5/6 تا 5/7 سانتی متر) و با حداکثر اندازه سنگ دانه بالا مناسبند.

پمپ بنزین

در مکان هایی که امکان انتقال بتن با وسایل معمولی وجود نداشته باشد و یا چنانچه انتقال بتن با روش های دیگر مقرون به صرفه نباشد از این روش استفاده می شود.

 پمپ بنزین برای انتقال مستقیم بنزین از محل تخلیه مرکزی به قالب ها و یا به  محل تخلیه ثانوی مورد استفاده قرار می گیرد. خطوط لوله فضای کمی را اشغال نموده و بآسانی می توان با وصل نمودن آنها بتن را تا مسافتهای طولانی انتقال داد.

 انتقال بتن در یک جریان پیوسته انجام می شود.

 هدایت بتن در پمپ بوسیله کمپرس هوا از طریق ماشین مخصوص که در جوار پمپ قرار دارد انجام می شود استفاده از دو پیستون موجب یکنواختی جریان بتن می شود.

 پمپ یا بازوی متحرک قادر است بتن را به صورت افقی و یا به صورت عمودی منتقل کند این وسیله می تواند بتن را تا ارتفاع بیش از 300متر به صورت عمودی انتقال دهد. پمپ های با بازوهای متحرک تا 360 درجه دوران می کنند. بیشتر پمپ ها، شیلنگ های با قطر 125 میلی متر یا کمتر دارند که حداکثر اندازه سنگ دانه مصرفی در آنها باید برابر 50 میلی متر باشد برای پمپاژعمودی از لوله هایی با قطر 75 و 100 میلی متر و برای پمپاژ افقی از لوله های قطورتر تا قطر 150 میلی متر استفاده می شود.

 به دلیل اینکه پمپ کردن بتن تا حدی موجب ایجاد تراکم  در آن می شود لذا ممکن است در موقع تخلیه بتن اسلامپ آن 10 تا 25 میلی متر کاهش یابد.

قطر لوله انتقال حداقل باید 3 برابر قطر درشت ترین دانه باشد. در این وسیله می توان از لوله های سخت و انعطا ف پذیر استفاده کرد. لازم به ذکر است که لوله های انعطاف پذیر، اتلاف اصطکاک اضافی دارند و همچینن پاکسازی آنها مشکل است.

 نباید از لوله های آلومینیومی استفاده کرد زیرا با قلیائیهای سیمان واکنش داده و گاز هیدروژن تولید می کنند که بعداً موجب بوجود آمدن حباب های هوا در بتن شده و از مقاومت بتن می  کاهد، همچنین لوله های آلومینیومی در برابر سایش مقاومت چندانی نداشته و هنگام حمل بتن، مصالح سنگی موجود در بتن موجب ساییده شدن جداره داخلی آنها می شود.

 برای نگهداری لوله پمپ معمولاً از حایل و یا دکل حرثقیل یا بالابرها استفاده می شود.

 در پمپ کردن بتن های دانه سبک، برای مقابله با  کاهش اسلامپ( بعلت جذب آب مصالح سبک و متخلخل) از افزودنی های خاصی استفاده می شود بتن های با مواد حباب زا را غالباً تا مسافت های کم و حدود 45 متر پمپ می کنند، زیرا مسافت های زیاد، حباب های هوا فشرده شده، در نتیجه از کارآیی بتن کاسته می شود.

 برای پمپ کردن، بتن باید ابتدا ملات شل کم سیمانی تلمبه شود تا لوله های پمپ لیز شود. حداکثر اندازه سنگ دانه مصرفی برای پمپ های 7،6 و8 اینچی به ترتب برابر 6،5 و 5/7 سانتی متر است.

لوله های پمپ باید تا حد امکان مستقیم بوده و حداقل شعاع زانوهای آن برابر 5/1 متر باشد، زیرا پمپ کردن بتن در حالت عمودی و تغییر مسیر لوله ها از خط راست، موجب می شود که از مسافت پمپ کردن بتن کاسته شود.

 برای حرکت سریع بتن در زانوها باید حتماً از زانوهای 45 و بیشتر از 5/22 درجه استفاده نمود تا اشکالی در حرکت آن بوجود نیاید.

 در هوای گرم باید لوله های انتقال بتن را خنک کرد و فوراً پس از انجام عملیات بتن ریزی، لوله ها و وسایل آن را با دقت با آب تمیز نمود.