بتن

بتن
اجزاء تشکیل دهنده بتن عبارتند از : سیمان، آب، دانه های سنگ و در مواردی مواد افزودنی
و در ساختمان مورد نظر از بتن 350عیار استفاده شد. از ماسه شسه 3 سطل اب 1 کیسه سیمان 10 تا 15 بیل ماسه بادامی در ساختمان مذکور استفاده شد.
سیمان
مقدار سیمان و نوع سیمان مصرفی در بتن بستگی به کاربرد بتن دارد. طراحی بتن، تعیین و محاسبه نسبت اختلاط سیمان، آب، دانه های سنگ ( شن و ماسه ) برای موارد کاربرد مختلف، از جمله تخصص های بارز و پیچیده مهند سین راه و ساختمان می باشد.
مواد افزودنی
هر نوع موادی، جدا از آب، دانه های سنگ و سیمان ( منجمله سیمان های مخلوط دارای مواد افزاینده ) که به هر یک از اجزاء تشکیل دهنده بتن یا به مخلوط آنها اضافه می گردد، به نام مواد افزودنی موسوم است.
دلیل افزودن اینگونه مواد به سیمان یا بتن، ایجاد برخی خواص ویژه در بتن به منظور نیازهای کاربردی بتن می باشد. از جمله عمده ترین این مواد افزودنی عبارتنداز، مواد سرعت زا ( تسریع کننده ) گیرش، کند کننده گیرش بتن، ترکیبات ضد یخ، مواد هوازا، مواد مولد گاز، مواد مقابله کننده با واکنش قلیایی ها با دانه های سنگ، مواد واتر پروف و مواد رنگی.
آب
نقش آب در بتن عبارتست از :
1- آب با سیمان ترکیب شیمیایی می شود، در اثر این ترکیب خمیر سیمان حاصل می گردد. ذرات و دانه های خنثی شن و ماسه در این خمیر معلق می مانند تا اینکه خمیر سیمان سخت شود.
2- همچنین آب به عنوان یک عامل روانساز در بین ذرات ریز و زبر دانه های سنگ قرار می گیرد تا بدین وسیله بتن خاصیت کارپذیری و بکار گرفتن را پیدا نماید و جای دادن آن ( بتن ریزی ) به سهولت انجام شود.
آب مصرفی در بتن می بایستی دارای شرایط زیر باشد:
- تمیز، روشن و قابل آشامیدن باشد، یا اینکه از منبع مطمئنی باشد.
- آری از مقادیر زیان آور موادی نظیر : روغنها، اسیدها، قلیاییها و یا سایر مواد آلوده کننده باشد.
به دلیل خاصیت حل کنندگی آب، آبهای طبیعی همگی نا خالص هستند. به هنگام استفاده از آب رودخانه که به همراه مقادیر زیادی اجسام جامد معلق است، این آب را می توان در استخرهای مخصوص و به کمک مواد صاف کننده تصفیه کرد.
منابع آب واقع در مناطق آب و هوایی خشک، حاوی مقادیر زیادتری املاح حل شده در آب می باشند. تا جایی که طعم آب در حد قابل توجهی شور مزه یا نمکی نباشد، می توان بدون انجام آزمایش آن را مورد استفاده قرار داد.
در صورت استفاده از آبهای صنعتی، به دلیل تغییرات شدید ترکیبات، بایستی اینگونه آبها را مرتباً آزمایش کرد.
یکی از بهترین محک های سنجش قابلیت کاربرد آب اینست که با آب مورد نظر و با آب مقطر قالبهای مکعبی بتنی تهیه شود و سپس ارقام حاصله از آزمایش تا به فشاری این دو با یکدگر مقایسه شوند.
هنگامی که به ناچار،آب دریا عمده ترین منبع آب موجود در دسترس جهت ساخت بتن است، تحت شرایط ویژه ای می توان از آن استفاده کرد. آزمایشات نشان می دهند که از مقایسه بتن های ساخته شده با آب دریا، با بتنهای ساخته شده با آب تازه، افت مقاومت فشاری بین 10 تا 30 درصد خواهد بود. اصولاً آب دریا تاثیر چندان مطلوبی در کیفیت یا مقاومت فشاری بتن نخواهد داشت.ولی استفاده از بتن ساخته شده با آب دریا در بتن مسلح یا بتن پیش تنیده توصیه نمی گردد. زیرا هم امکان زنگ زدگی آرماتور هست و هم اینکه اثر بدی روی شکل ظاهری بتن دارد. ارقام زیر اثر ترکیبات مختلف موجود در آب روی مقاومت فشاری را نشان می دهد:

درصد نمک محلول در آب 0.5 SO4 1 SO4 5 Nac1 1 CO2
درصد افت مقاومت فشار 4 10 30 20

آب باران و آبهای طبیعی و کوهستانی ضمن طی مسیر خود مقداری CO2موجود هوا را در خود حل می نماید. همچنین آب قادر به حل کردن حدود 1ر3 گرم در لیتر آهک است.
وجود این دو در کنار یکدیگر باعث تشکیل بی کربنات و سپس کربنات کلسیم می شود. از آنجایی که در حین هیدراته شدن سیمان ، هیدروکسید آهک آزاد می گردد، لذا امکان ترکیب CO2 موجود در آب با آهک موجود در سیمان وجود دارد و در نتیجه ایجاد خلل و فرج و سوراخهای ریزی در بتن می شود که نهایتاًً باعث افت مقاومت فشاری آن می گردد.
املاح منیزیم موجود در آب، اغلب به صورت سولفات هستند. از جمله اثرات بارز وجود سولفاتها ایجاد انبساط حجمی و تورم در ملات یا بتن می باشد.


سنگ دانه های طبیعی
سنگ دانه هایی که در بتن به کار می روند مواد معدنی ای هستند که کم و بیش خنثی ( بدون میل ترکیبی )، و دان دان می باشند و معمولاً از گروه سنگ ها و یا شبه سنگ ها هستند.نمونه هایی از آنها ماسه، شن، سنگ شکسته و روباره خرد شده می باشند. مصرف سنگ دانه در بتن از دو جنبه حایز اهمیت است. یکی از نقطه نظر فنی و دیگری از جنبه اقتصادی، در هر دو جنبه مصرف کمتر سیمان مد نظر است.
سنگ دانه ها را می توان به طرق مختلف گروه بندی نمود: از نظر طبیعی و یا مصنوعی بودن، از نقطه نظر سنگ شناسی، از نقطه نظر وزن مخصوص، از نظر اینکه آیا طبیعتاً خرد می باشند یا مصنوعاً خرد شده اند، آیا خنثی هستند و یا دارای میل ترکیبی می باشند و بالاخره از نقطه نظر اندازه و ابعاد ذرات متشکله. دسته بندی از جنبه اندازه و ابعاد دارای بیشترین کاربرد می باشد و از این نقطه نظر سنگ دانه ها به دانه های ریز و دانه های درشت تقسیم می شوند. در کشورهای مختلف مرز بین ریز و درشت متفاوت است و در کشورهای نیم کره غربی الک نمره 4 ( معادل 75ر4 میلیمتر یا سه شانزدهم اینچ ) مشخص کننده مزر بین این دو گروه سنگ دانه می باشد.
خواص سنگ دانه ها با انجام آزمایشات مناسب تعیین می گردد. اهمیت نمونه گیری صحیح همتراز انجام آزمایش صحیح و مناسب می باشد. نمونه گیری از سنگ دانه ممکن است در مقاطع مختلف تهیه و کاربرد آنها صورت گیرد. معمولاً دانه بندی سنگ دانه درشت دارای بیشترین تاثیر روی خواص عمومی سنگ دانه می باشد. به عنوان یک قائده، برآورد دقیق دانه بندی واقعی سنگ دانه از طریق تعدد نمونه گیری با مقادیر کم مثلاً با خاک انداز ( کمچه ) بهتر است، تا با نمونه گیری مقادیر زیاد بوسیله بیل و امثالهم. تعداد نمونه های مورد نیاز بستگی به نامشخص بودن و نوسان دانه بندی و تنوع خواص مورد آزمایش دارد. عملاً مقدار نمونه کارگاهی باید مقدار بیشتری باشد .در بتن فشرده فضای خالی بین سنگ دانه ها بوسیله ملات سیمان پر می شود و توسط این خمیر به یکدیگر می چسبند. بدینوسیله تار و پودی متشکل از ملات سخت شده سیمان و دانه های سنگ پدید می آید .سنگ دانه ها حدود سه چهارم حجم بتن را شامل می شوند و از نقطه نظر کیفی بیشترین تاثیر را روی کیفیت بتن دارند. کاربرد سنگ دانه در بتن به این خاطر است که به مقدار قابل توجهی نیاز به ملات سیمان در مخلوط بتن را کاهش می دهد و در نتیجه خزش و چروک شدن بتن را کم نموده و از جنبه اقتصادی بهای تمام شده را پایین می آورد..

 

 پس از فراهم شدن مواد به نسبت مورد نظر با میکسر مخلوط می شوند وبرای ویبره از دستگاه ویبره زن با پمپ استفاده می کنند که مواد را مخلوط و از شلنگ خارج می کند                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     

در اینجا از یونولیت برای اینکه اب بتن به دیوار نفوذ نکند و موجب خرابی نشود استفاده شد

                                                                                              نکاتی چند در مورد بتن ریزی در فصل سرما

بتن ریزی در شرایط دمای بالاتر از 5+ درجه سانتیگراد:در این شرایط مهمترین مسئله آمادگی برای زمانی است که جبهه یخبندان محیط کارگاه را فرا می گیرد.در این حالت اگر گیرش خمیر سیمان صورت نگرفته باشد موجب یخ زدگی رطوبت داخلی بتن ، افزایش حجم آب و نهایتا انبساط حجمی بتن و ترک خوردگی آن می گردد.در زمانی که این احتمال وجود داشته باشد که چندین ساعت پس از بتن ریزی جبهه یخبندان فرا رسد باید از مواد ضد یخ که ترجیحا دارای ترکیبات زود گیر کننده هستند استفاده نمود. استفاده از مواد زود گیر موجب تسریع در گیرش خمیر سیمان و مقاومت در برابر افزایش حجم یخ می گردد. نباید فراموش کرد که همواره دمای بتن ریحته شده با استفاده از امکانات متفاوت گرمایشی باید در نقطه ای بالای 5+ درجه سانتیگراد حفظ گردد تا واکنش شیمیایی سیمان و آب ادامه یابد و مقاومت لازمه حاصل گردد.
بتن ریزی در شرایط دمای زیر 5+ دزجه سانتیگراد: موکدا توصیه می گردد در دمای کمتر از 5+ درجه سانتیگراد نباید بتن ریزی کرد مگر اینکه در تمام شرایط درجه حرارت بتن همواره بالاتر از 5+ حفظ گردد. توجه داشته باشید که با بتن ریزی در چنین شرایطی عمل هیدراسیون بسیار کند صورت می گیرد بطوریکه پس از یخ زدن آب در صفر درجه ، این واکنش متوقف می گردد بنابراین در زمان باز کردن قالب مشاهده می کنیم که بتن به راحتی خورد می شود به علت اینکه خمیر سیمان تشکیل نشده است. باید کاملا توجه داشت که استفاده از ضد یخ تنها از یخ زدن رطوبت درونی بتن جلوگیری می کند.اگر بتن ریخته شده پس از عملیات بتن ریزی به حال خود رها شود ، رطوبت درون آن یخ نمی زند اما چون دمای آن کمتر از 5+ درجه سانتیگراد است واکنش شیمیایی سیمان و آب بسیار کند می شود و به همین خاطر بتن ضایع می گردد و دارای مقاومت خیلی کمی خواهد شد. پس در زمستان در هر شرایطی باید پس از بتن ریزی نیبت به عمل آوری بتن مبادرت ورزید نکته مهم دیگر اینکه چون هوای سرد نسبت به هوای گرم دارای رطوبت کمتری است بتن های ریخته شده در شرایط محیطی سرد به ، عمل آوری و مراقبت بیشتری نیازمند است.
ویژگی های یک ضد یخ مناسب برای بتن: ضد یخی برای بتن مناسب می باشد که علاوه بر کاهش نقطه انجماد آب اضافی داخل بتن به عنوان یک تسزیع کننده در گیرش و رشد مقاومت سنین اولیه بتن عمل نماید.حال باید توجه نمود در پروژه هایی که در زمان بهره برداری امکان خوردگی وجود دارد و یا بتن هایی که پیش تنیده هستند و یا در آنها از آلومینیوم و گالوانیزه استفاده شده است و یا بتن هایی که در تماس با آب یا خاک سولفاته هستند و یا بتن هایی که سنگدانه های آنها مستعد واکنش قلیایی هستند به هیچ وحه از ضد یخ های کلر دار استفاده نکنید. بلکه از ضد یخ هایی استفاده نمایید که بر پایه دیگر مواد(نیترات) ساخته شده باشد.
.               

 خزیدن بتن اگر تنش وارد بر بتن کوچک باشند ، در شروع بارگذاری , کرنش های اولیه بتن تقریبا کشسان است . با این وجود , حتی اگر بار ثابت باقی بماند ، کرنش ها به مرور زمان افزایش خواهند یافت . بنا به تعریف : تغییر شکل خمیری بتن در اثر بار و یا تنش ثابت را _در طی یک دوره طولانی از بارگذاری_ خزیدن بتن می گویند این پدیده مستقیما به تنش های وارده بستگی دارد , به نحوی که با هر افزایش در میزان تنش , خزیدن نیز افزایش خواهد یافت .
ه عامل اصلی خزیدن بتن , بارگذاری است . با این حال عوامل جنبی دیگری می توانند در افزایش خزش موثر واقع شوند . از جمله ی این عوامل : بارگذاری در سنین کم , یعنی در روزهای اولیه بعد از بتن ریزی است. عوامل دیگر عبارتند از بالا بودن نسبت آب به سیمان و نیز رها کردن بتن تا مرحله خشک شدن . در این مورد هر چه رطوبت محیط بیشتر باشد , خزش بتن کمتر خواهد بود . هم چنین خزیدن بتن در شرایطی که کاملا خشک یا کاملا مرطوب باشد , کم است .
در بتن ساده برای تنش های کم و حداکثر تا تنش بارهای بهره برداری , خزیدن مستقیما متناسب با تنش خواهد بود . ضمن اینکه با گذشت زمان , سرعت آن سریعا کاهش می یابد . برای بارهای بیشتر از بهره برداری , این تناسب دیگر وجود نخواهد داشت .
در بتن مسلح , وجود فولاد با ضریب کشسانی ثابت , باعث می شود تا آهنگ سریع خزش در روزهای اولیه ی بارگذاری و نیز کند شدن سریع آن در روزهای بعد , تعدیل گردد.
خیز تیرهای بتن مسلح به مرور زمان افزایش می یابد و یکی از دلایل اصلی آن خزیدن بتن است . در این اعضا , در بالای تار خنثی , بتن ناحیه ی فشاری دستخوش خزش می گردد که نتیجتا جمع شدگی تارهای فوقانی و افزایش خیز را سبب می شود . در تیری که فاقد فولاد در منطقه ی فشاری است , خیز نهایی می تواند 2.5 تا 3 برابر خیز اولیه گردد.
خزش بتن در اعضای فشاری و ستون های بتن مسلح , کاهش تدریجی طول عضو را به همراه دارد . این کاهش با مقاومت میلگردها روبرو می شود و در نتیجه با گذشت زمان , تنش در بتن کاهش و در میلگرد ها افزایش می یابد .

. توده ی اصلی بتن ، سنگدانه های درشت و ریز ( شن و ماسه ) می باشد و فعل و انفعال شیمیایی بین سیمان و آب که به صورت شیره ای اطراف سنگدانه ها را پوشانده است ، باعث یکپارچه شدن و چسبیدن سنگدانه ها به یکدیگر می شود . برای ایجاد واکنش شیمیایی در سیمان مقدار محدودی آب لازم است ، لیکن آب مصرفی در ترکیب بتن همیشه مقداری به مراتب بزرگتر از آن است .این آب اضافی به منظور ایجاد کارآیی لازم در بتن برای پر کردن کامل زوایای قالب و دور گرفتن کلیه ی میلگردهای مسلح کننده می باشد .

زمان کافی برای اعمال لرزش حدود 5 تا15 ثانیه می باشد.البته مدت زمان دقیق باید بر اساس ظاهر شدن شیره بتن روی سطح ان و صدای ویبراتور تعیین می شود
حداقل ضخامت لایه بتنی که ویبره می شود 15 سانتی متر و حداکثر 60 سانتی متر است.
لرزاننده باید به طور عمودی ودر فواصل یکنواخت به داخل بتن برده شود و نباید لرزاننده را به طور مایل یا افقی داخل برد مگر در دالهایی که ضخامت انها از 10 سانتی متر بیشتر است.
برای حذف موثر هوا لرزاننده باید سریع به داخل بتن رفته ودر پایان به اهستگی خارج شود.
5- لرزاننده نباید باسطح قالب ومیلگرد تماس داشته باشد.