بدیهی است عدم توجه به مسائل تئوری معماری، محاسباتی و تأسیساتی در اجرا و ساخت اشکالات را در پی خواهد داشت که به زودی به تعمیر ساختمان منتهی خواهد شد، که باید در اسرع وقت ساختمان را به وسیله تعمیر محافظت کنیم و ضمن اجرای اصولی تعمیر، عمر مفید ساختمان را تداوم بخشیم. چرا که در بعضی مواقع، اشتباه در تعمیر ساختمان خسارت مالی و جانی جبران ناپذیری در بر خواهد داشت.
در این گزارش کارآموزی سعی شده اطلاعاتی در مورد ساختمانهای بتنی و روش اجرای آنها داده شود.
در پایان از زحمات بی دریغ سرپرست محترم جناب آقای دکتر ….. و همچنین از استاد عزیزم جناب آقای مهندس …. کمال تشکر را دارم.
چگونگی انجام کارهای ساختمانی:
شرح:
روشهای اصلی ساختن تسهیلات در شکلهای ذیل نشان داده شده اند. این روشها به شرح زیرند:
نیروی کار ساختمانی کارفرما (انجام کار توسط خود کارفرما)مدیریت کار ساختمانی توسط کارفرماالف) استخدام اعضای خود سازمان برای انجام کار (امانی)
ب) انجام کار توسط پیمانکار های جزء
شکل 1: کار ساختمانی با به کارگیری
نیروهای ساختمانی خود کارفرما
شکل 2 :
توجه: می توان یکی از دو روش (الف) یا (ب) و یا هر دو آنها را به کار گرفت
انجام کار ساختمانی توسط پیمانکار عام.قرار داد کار ساختمانی از طراحی تا اجرا یا قرار داد طرح- ساخت (کلید رد دست).مدیریت حرفه ای کار ساختمانی
شکل 3 : اجرای کار ساختمانی
توسط پیمانکار عام
شکل 4: انجام کار ساختمانی با به کارگیری موسسه طرح - ساخت
بسیاری از سازمانهای صنعتی بزورگ، و شماری از ادارات دولتی، خودشان نیروی کار ساختمانی در اختیار دارند. از این نیروها، در درجه اول، برای انجام تعمیرات، نگهداری، و کارهای تعویضی استفاده می شود. اما چنین نیروهایی معمولاً صلاحیت و توانایی اجاری پروژه های ساختمانی جدید را نیز دارند(شکل1). کارفرما ها غالباً، از کارکنان ساختمانی خود برای مدیریت کار ساخمانی جدیدشان استفاده می کنند(شکل 2).
این نیروی کار ممکن است کارکنان باشند که کارفرما آنها را مستیماً استخدام می کند و یا ممکن است که خود کارفرما به صورت پیمانکاری عام عمل کرده و با پیمانکار تخصصی قراردادهای فرعی امضاء کند.
احتمالاً انجام کار ساختمانی توسط پیمانکاری عام با یک قرارداد اصلی متداولترین روش ایجاد تسهیلات ساختمانی است(شکل 3).
در اینجا فقط اشاره می کنیم که کاربرد دو روش جدید در ارائه خدمات ساختمانی رو به ازدیاد است:
الف) روش طرح – ساخت (یا کلید در دست).
ب) روش به کارگیری مدیریت حرفه ای در امور ساختمانی.
مفهوم کار ساختمانی به روش طرح – ساخت یا کلید در دست (شکل 4) این است که کارفرمایی با موسسه ای قراردادی می بندد که طبق آن، موسسه طرف قرارداد هم طراحی و هم ساختن تسهیلاتی را به عهده می گیرد که نیازهای خاصی را (معمولاً از نظر اجرایی) برآورده کند. غالباً موسساتی این گونه قراردادهای را تقبل می کنند که در نوع خاصی از ساختمان تخصص دارند و نیز طراحیهایی استاندارد دارند ه آنها را مطابق با خواستهای کارفرما تعدیل می کنند.
چون هر دو کار طراحی و ساخت را یک سازمان انجام می دهد، مشکلات هماهنگی در کار به حداقل می رسد و کار ساختمانی می تواند قبل از کامل شدن طرح نهایی شروع شود. (در روشهای ساختمانی مرسوم، این امکان نیز وجود دارد که کار ساختمانی قبل از کامل شدن طراحی شروع شود. در این حالت قرارداد کار ساختمانی بر مبنای تادیه هزینه خواهد بود. این روش ساخت را روش «مسیر سریع» می گویند.) این معایب اصلی روش طرح – ساخت مشکل بودن ایجاد رقابت بین تأمین کنندگان و پیچیدگی در ارزیابی طرحهای پیشنهادی آنهاست.
به کارگیری مدیریت حرفه ای کار ساختمانی (شکل 5) برای ساخت تسهیلات نیز تا اندازه ای با روش اسختمانی مرسوم تفاوت دارد. در این حالت، مدیرتی ساختمانی مانند نماینده کارفرما عمل کرده و هر دو قسمت طراحی و ساخت پدیده تسهیلاتی مورد نظر را اداره می کند. کارفرما برای طراحی، ساخت و مدیریت ساختمانی پروژه سه قرارداد جداگانه می بندد. اتخاذ این شیوه در کار ساختمانی به دلیل ایجاد هماهنگی نزدیک بین کار طراحی و کار ساختمانی امکان صرفه جویی در وقت و هزینه را ایجاد می کند. هر چند، مخالفان این روش متذکر می شوند که مدیریت کار ساختانی مسئولیت مالی کمی می پذیرد و یا حتی هیچ مسئولیت مالی در قبال پروژه ندارد و نیز اینکه هزینه خدمتی که او ارائه می کند، هر گونه صرفه جویی حاصل از بهبود هماهنگی در کار طراحی و کار ساختمانی را بی ثمر می کند.
ــــــ ارتباط پیمانی
----- ارتباط مدیریتی (عامل کارفرما)
شکل 5: اجرای کار ساختمانی با به کارگیری مدیریت
حرفه ای
فصل دوم
طراح، محاسبه و پیمانکاری ساختمان:
در شناسنامه ساختمان، بخش مربوط به سابقه کار افراد زیر وجود دارد:
الف) طراح ساختمانی (یعنی مهندس معماری)
ب) مهندس محاسب
ج) سازندگان و مجریان کارگاه که شامل:
پیمانکار، مهندس، سرپرست کارگاه، تکنسین، معماری و به طور کلی افراد مسئول بخشهای فنی در تعدادی محدود و یا کسانی می باشد که در امر احداث ساختمان از شروع کار و یا قسمتهایی از اجرای آن شرکت موثر داشته اند. در این بخش آدرس کار (شرکتها) شماره تلفن آنها ثبت می شود. در صورت بروز اشکال از نامبردگان که با جزء جزء اجرای ساختمان آشنایی کامل دارند، کمک گرفته می شود تا تعمیرات اصولی با توجه به نقشه های موجود به شکل کامل انجام می شود به طور کلی شناسنامه ساختمان در هنگام خرابیها و تعمیرات از جهات بسیار مفید است و با کمک ها و راهنماییهای آن، تعمیرات در زمان کوتاه و با صرف هزینه کم انجام می شود.
محل احداث ساختمان:
مطالعاتی که قبل از شروع کارهای در رابطه با محل ساختمان باید انجام شود، مسائلی مانند اثرات جوی، بارندگیها، تغییر درجه محیط که بخصوص در فصول سرد و یخبندان تأثیرات نامطلوب و مخرب در مصالح، اجزا و قسمتهای ساخته شده بنا می گذارد.
قابل توجه اینکه، در هر راه اندازی مجدد و تا جا افتادن کارگاه از جهات مختلف، اشکالاتی فراوان وجود دارد،از جمله مسائل فنی، جمع آوری کارگردان مورد نظر بخصوص در برداشتن هزینه بیشتر که اولاً: باعث تأخیر در تحویل بنا ی شود؛ ثانیاً: قیمت تمام شده ساختمان را افزایش می دهد.
قبل از شروع یک طرح ساختمانی کوچک یا بزرگ، باید مقاومت زمین زیر پی جهت دیوارها برای طراح مشخص شود تا بتوانند بر مبنای آن محل ستونها، دیوارها و در مجموع طرح را به وجود آورد، معمولاً زمینهای مرغوب، رنگ سبز تیره با دانه های خاک متراکم و چسبندگی زیاد دارند.
انواع گوناگون زمین ماسه ای، رسی، دج، سنگی و یا مخلوط نامتناسب هستند.
اکثر زمینهای ایران از انواع زمینهای رسی است. این زمینها مقاوم هستند و چنانچه خاک ریز دانه و درشت دانه ماسه در آنها وجود داشته باشد. قابل اطمینان خواهد بود. در بعضی موارد بنا روی زمینهای شیب دار رسی احداث می شود، در این حالت باید به اصول پایداری بنا توجه شود تا در موقع حرکت زمین خطر رانش به وجود نیاید.
زمینهای دج نیز ترکیبات کامل، متراکم و قابل اطمینان دارند که بناهای مرتفع را می توان روی آن احداث کرد.
به طور کلی زمین لایه ها و موارد متشکله مختلفی دارند که هر لایه آن مورد آزمایش قرار گیرد، در بناهای معمولی، از طریق چاه کنی و خروج لایه های خاک می توان از نوع زمین آگاه شویم، اما جهت احداث های بناهای مرتفع، با گمانه زدن (سونداژ) از لایه های مختلف پی سازی و احداث بنا انجام شود.
در بعضی موارد، زمین مورد نظرش
مقدمه:
سازه بتنی سازهای است که در ساخت آن از بتن یا به طور معمول بتن آرمه (سیمان، شن، ماسه و فولاد به صورت میلگرد ساده یا آجدار) استفاده شده باشد. در ساختمان در صورت استفاده از بتن آرمه در قسمت ستونها و شاه تیرها و پی، آن ساختمان یک سازه بتنی محسوب میشود.
ساختمان اسکلت بتنی ساختمانی است که در آن اعضا باربر فشاری یا ستونها از نوع بتن آرمه است که در محل قالب بندی و اجرا می گردند همچنین تمام تیرها اصلی هم از نوع بتنی است و دیوار برشی هم که برای مقابله با نیروهای جانبی مورد استفاده قرار می گیرد از نوع بتنی است .
مزایای سازههای بتنی
1) ماده اصلی بتن که شن و ماسه میباشد ارزان و قابل دسترسی است.
2) سازههای بتنی که مطابق با اصول آیین نامهای طراحی و اجرا شده اند، در مقابل شرایط محیطی سخت، مقاومتر از سازههای ساخته شده با مصالح دیگر هستند.
3) به علت قابلیت شکل پذیری بالای بتن، امکان ساخت انواع سازههای بتنی نظیر پل، ستون و ... به اشکال مختلف میسر است.
4) سازههای بتنی در مقابل حرارت زیاد ناشی از آتش سوزی بسیار مقاوم اند. آزمایشات نشان داده اند که در صورت ایجاد حرارتی معادل ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد برای یک نمونه بتن آرمه، حداقل یک ساعت طول میکشد تا دمای فولاد داخل بتن، که با یک لایه بتنی با ضخامت 2.5 سانتی متر پوشیده شده است، به ۵۰۰ درجه سانتی گراد برسد.
قسمتهای مختلف ساختمان بتنی
1) پی و فنداسیون
2) ستون
3) تیر
4) تیرهای فرعی ( تیرچه ها )
5) پله
6) دیوار برشی
7) سقف
مراحل اجرا
پی و اجرای آن :
شرایط پی کنی و پی ریزی و نوع فنداسیون ساختمان بتنی هیچ فرقی با ساختمانهای دیکر ندارد و از همان انواع فنداسیون در اینجا استفاده شود ولی در اینجا دیگر فنداسیون منفرد نداریم و عرض ارتفاع پی نواری برای ساختمان بتنی با فلزی به علت وزن زیاد ساختمان بتنی متفاوت است .
در اینجا هم عرض و ارتفاع مفطع پی با توجه این مکانیک خاک و بارهای وارده و موقعیت منطقه از لحاظ زلزله تعیین می شوند تفاوت عمده فنداسیون ساختمان بتنی با ساختمان فلزی در اتصال ستون به فنداسیون است که در ساختمان بتنی بجای اتصال تیر فلزی به بیس پلیت از میل گردهای انتظار برای اتصال میل گردهای ستون و فنداسیون استفاده می شود که طول آرماتورهای انتظار یک ششم طول ستون است .
اجرای ستونها ی بتنی
ستونها اعضای فشاری هستند که جهت انتقال بار ساختمان به زمین مورد استفاده قرار می گیرند و ستونها ی بتنی که در محل اجرا می شوند شکلهای مختلفی می توانند داشته باشند
1) مربعی شکل
2) مستطیلی شکل
3) دایره ای شکل
4) چند ضلعی
حداقل میلگرد ها برای یک چند گوشه یک میلگرد به ازای هر گوشه می باشد و برای مقطع دایره ای شکل حداقل میلگرد ها 6 عدد می باشد فاضله میلگرد ها در ستونها از هم حداقل 5 سانتی متر و حداکثر 25 سانتی متر است نسبت سطح مقطع میلگرد ها به سطح مقطع ستون حداقل 0.8% و حداکثر 4% و 6% در شرایط خاص می باشد و حداقل سایز میلگرد 14 می باشد پوشش بتن برای عناصر فولادی حدود 5-2.5سانتی متر است .
در یک ستون به ازای هر متر 4 عدد خاموت بسته می شود ، معمولا به ازای هر 25 سانتی متر یک خاموت بطور استاندارد است ، در 1/6طول ستون از پائین و بالا فشرده می شود و می تواند 15 سانتی متر کمتر شود و به ازای هر 15 سانتی متر جهت تقویت در مقابل کمانش بسته شوند بطور مثال اگر طول ستون 3 متر باشد در نیم متر از پائین و بالای ستون خاموتها باید فشرده شوند .
برای اینکه محور میلگردها ی ستون ثابت بماند و بعد ستون کوچک نشود میلگردها را خم می کنند و خم آنها به اندازه 40 برابر قطر میلگرد است .
البته شماره و طول میلگردهای ستون و اینکه میلگردها چقدر باید از سقف بالا تر باشند تا میلگرد انتظار برای ستون طبقه بعد باشند در نقشه مربوط به ستون بتنی داده شده است .
پس میلگردها را به طولعای مشخص بریده و به میلگردهای انتظار بسته ودر فواصل مشخص در نقشه خاموتها را می بندند و سپس تا تراز سقف قالب بندی را انجام می دهند و همانطوریکه قبلا هم در مورد قالب بندی بحث شد از انواع قالب با توجه به شکل ستون می توان برای قالب بندی استفاده کرد که بیشتر از قالب چوبی استفاده می کنند و سپس عملیات بتن ریزی را انجام می دهند و با ضربه زدن به قالب در حین بتن ریزی کار ویبراتور را نیز انجام می دهند .
بعد از اینکه اجرای ستونها پایان یافت نوبت به اجرای تیرهای اصلی اتصال است که ستونها را به هم وصل کنند که تیرهای اصلی هم همزمان با سقف قالبندی می شوند و بطور همذمان اجرا می گردنند.
اجرای تیر و سقف ساختمان بتنی
ابعاد مربوط به مقطع تیر وتعداد میلگردها و میلگردهای تقویتی در تیر در نقشه داده شده است و در تیرها خاموتها کار مقابله با نیروهای برشی دارند که مثل ستون در ابتدا و انتها تیر فشرده می شوند .
میلگردهای تقویتی در ابتدا و انتها تیر در بالای تیر و برای مقابله با نیروهای فشاری در نظر گرفته می شوند و در وسط تیر در پائین تیر و برای تحمل نیروهای کششی لحاظ می شوند و چون برش تحت زاویه 45 درجه ماکزیمم است زیرا با توجه به دایره موهر تنشها ، تنش برشی که برابربا تحت زاویه 45 درجه ماکزیمم است . به همین خلطر آرماتورهای تقویتی را تحت زاویه 45 درجه بهم وصل می کنند .
قالب بندی مربوط به تیرها پس از بستن آرماتورهای مربوط به آن همزمان با سقف اننجام می گیرد و در زیر همزمان با سقف تیرچه بلوک شرح داده خواهد شد .
اجرای سقف تیرچه بلوک
سقف تیرچه بلوک شامل تیرچه و بلوک است که تیرچه کار تیر فرعی و بلوک بعنوان قالب برای بتن ریزی و عایق صوتی عمل می کند و به دلیل فضاهای خالی داخل آن موجب سبک شدن سقف می گردد . بطوری که در عمل به سقف تیرچه بلوک سقف سبک هم می گویند .
انواع بلوک :
- بلوک سفالی
- بلوک سیمانی
بلوکهای سفالی در کارخانه تولید میشود و جهت اجرا به محل حمل می شوند و بلوکهای سیمانی در کارگاههای محلی اجرا می شوند و نسبت به بلوکهای سفالی ارزانتر تمام می شوند و چون مقاومت بلوک در سقف در نظر اساسی قرار نمی گیرد هیچ اولویتی برای بلوکهای سفالی نسبت به بلوکهای سیمانی نمی تواند قائل شد و به همین خاطراست که برای پروژه های معمولی از بل.کهای بتنی استفاده می شود .
تیرچه های سقف معمولاً در کارگاههای محلی تولید می شوند و با توجه به محاسبات مربوط به تیرچه ها و دتایلهای مخصوص سقف تیرچه بلوک شماره میلگردهای پائینی و بالای تیرچه مشخص شده است که باتوجه به طول تیرچه منظور شده اند . شماره میلگردهای پائینی بطور معمول 14و16 و ... و شماره میلگرد بالایی که مونتاژ نامیده می شود کمتر از میلگردهای پائینی است که بعنوان میلگرد حرارتی هم عمل می کند .
نحوه اجرا
ابتدا قالب بندی تیرها که معمولاً قالب تخته ای است انجام می شود و عرض قالبها از عرض تیر بیشتر است و در قسمتهایی که قرار است تیرچه ها به تیرها متصل شوند تخته هایی به عرض حدود 10 - 5 سانتی متر بر حسب ضخامت تیر قرار می دهند تا تیرچه ها هنگام اتصال به تیر روی میلگردهای طولی قرار نگیرند و بر آنها بار منفرد وارد نکنند . دور از اینکه در فاصله بین تیرها قرارگرفتند توسط بلوک فاصله دوطرف تیرچه تنظیم می گردد و بعد از آن شمع بندی زیر تیرچه شروع می شو دکه یطور متوسط از هر 15 - 1 متر ، یک ردیف شمع برای تیرچه های سقف در نظر گرفته می شود .
انواع شمع :
شمع فلزی
شمع چوبی
شمعهای فلزی دارای پیچهایی هستند که برای نگه داشتن تخته هایی که زیر تیرچه ها قرار می گیرند . در قسمت فوقانی دارای یک صفحه گیر دار هستند که به این تخته ها در اصطلاح بنایی کش می گویند . بعد از اینکه کش ها را روی شمعها قرار می دهند توسط پیچهایی که در وسط شمع شمع فلزی قرار دارد ، کش ها را به تیرچه ها اتصال داده و به تیرچه ها یک خیز منفی اعمال می کنند تا بعد از بتن ریزی سطح زیرسقف دارای خیز به طرف پائین نباشد .
بعد از آنکه قالب بندی و شمع بندی پایان گرفت فاصله بین تیرچه را با بلوک پر کرده و شروع به بستن میلگردهای حرارتی می کنند که فاصله میلگردهای حراراتی در طول ( به موازات ) تیرچه ها از هم 50 سانتی متر و در عرض ( عمود بر ) تیرچه ها 25 سانتی متر است و علت فاصله زیاد میلگردهای حرارتی موازی تیرچه ها این است که میلگردهای بالای تیرچه ها بعنوان میلگرد حرارتی عمل می کنند . پس از آن که آرماتوربندی ها تمام شد نوبت به بتن ریزی می رسد که اصولاً باید یکپارچه انجام گیرد ، ولی در عمل پائین آوردن هزینه و یا نبود کارگاه بتن از بتونر برای ساختن بتن استفاده می کنن دکه به علت سرعت پائین آن و اینکه اکثراً دانه بندی هاب صورت تخمینی و آنچنان در قبل عنوان صورت می پذیرد یعنی 35 بیل شن ،40 بیل ماسه و یک کیسه سیمان و دو سطل آب و کیفیت بتن حداقل از لحاظ دانه بندی سیار نامناسب می شود و نسبت آب به سیمان در آن دعایت نمی شود .
پس از آنکه بتن در داخل بتونر آماده می شود توسط بالا بر یا دست به بالای سقف هدایت می شود و چون حجم بتن ساخته شده در واحد زمان نسبت به حجم سقف کم است ، پس ازآنکه بتن یک قسمت ریخته می شود حداقل نیم ساعت الی یک ساعت و نیم طول می کشد تا بتن بعدی در کنار آن ریخته شود و این عامل باعث عدم چسبندگی بتن تازه به بتن که گیرش اولیه را انجام داده میشود . که در عکس ها کاملاً مشهود است .
پس ازاتمام بتن ریزی پس از آن که بتن کاملاً گیرش را انجام داد نوبت به شیب بندی وایزولاسیون سقف می رسد که برای تمام انواع ساختمانها یکسان صورت می گیرد و همزمان قسمتهای داخلی ساختمان نیزاجرا می گردند .
عملیات صورت گرفته در سازه های بتنی :
بتن ریزی
قبل از بتنریزی باید کلیه آرماتورها با نقشه کنترل شود، مخصوصاً دقت شود که آرماتورها به هم دیگر با سیم آرماتوربندی بسته شده باشد و اگر جای فراموش شده باشد مجددا بسته شود. فاصله آرماتورها یکنواخت باشد زیرا اغلب اتفاق میافتد که در تیرهای اصلی که آرماتورها نزدیک همدیگر بسته میشود فاصله بین آرماتورها یکنواخت نباشد، بعضی ازآنها به هم چسبیده و بعضی با فاصله ازهم دیگر قرار میگیرند. این موضوع باعث میشود که بتن نتواند کلیه میلگردها را احاطه نموده و قطعه همگن و توپری به وجود بیاورد. باید محل بتنریزی عاری از خاک و مواد زائد باشد، اگر بین اتمام کارآرماتوربندی و بتن ریزی چند روز فاصله باشد حتماً میباید محل کار با دقت بیشتری بازدید شود.
کلیه قسمتهای قالب بندی باید با دقت بازدید شود واز استحکام تیرها و دستکها و قالبها باید مطمئمن بشویم زیرا تا چند روز کلیه وزن بتن و آرماتورهای آنرا همین قالب تحمل خواهدنمود واگر نقطعه ضعفی درآن باشد که نتواند بتن را تحمل نماید و در موقع بتنریزی شکسته وفرو ریزد ضر رمالی بزرگی به کار وارد خواهد شد. زیرا درروز بتنریزی که رفت وآمد روی قالب زیاد بوده و هر کس به کاری مشغول میباشد مشکل به توان اقدام به تعمیر کفراژ نمود. درتمام روز بتنریزی حتماً باید یک نفر کارگر با تجربه مدام قالبها را اززیرکنترل نموده و اثرات اضافه شدن وزن را روی آنها درنظر داشته باشد و درموقع بروز خطرفور افراد دیگر را مطلع نماید.
ویبره کردن بتن
معمولاً درتیرها ودالها بتن را با دستگاه ویبراتور، متراکم می نمایند ویبراتور دستگاهی است که به شیلنگ بلندی ختم شده واین شیلنگ بوسیله موتور برقی ویا بنزینی مرتعش میشود که با قراردادن این شیلنگ در داخل بتن آن را مرتعش نموده و باعث هدایت آن به تمام گوشه های قالب میشوند با توجه به اینکه ویبره کردن بتن مخصوصاً در دالها و تیرهای اصلی لازم میباشد ولی باید متوجه بود که ویبره کردن بتن بیش ا ز اندازه باعث میشود که دانههای ریزتر و دوغاب سیمان بالا آمده ودانههای درشتتر به ته قالب هدایت بشود که این خود باعث مجزا شدن اجزاء بتن گردیده و موجب ضعف قطعه ریخته شده خواهد شد. بهتر است که درضمن ویبره کردن بتن بوسیله ضربه زدن به بدنه قالب و یا کوبیدن خود بتن آنرا بخوبی متراکم نموده و نقاط تجمع هوا و فضاهای خالی را به خوبی پر نماییم.
درموقع ویبره کردن بتن شیلنگ ویبراتور باید حتیالمقدور دروضع قائم نگاهداشته شود و درامتداد محورش جابه جا گردیده وخیلی آرام درحال کارکردن از بتن بیرون کشیده شود. اگر بتن را ویبره مینماییم باید زمانی که شیلنگ ویبراتور داخل بتن قرارمیگیرد به دفعات بوده وهربار ازیک دقیقه تجاوز نکند وبعداز یک دقیقه باید آنرا دربتن جابجا نماییم .
آرماتوربندی
آرماتوربندی از حساترین و با دقت ترین قسمتهای ساختمان بتنی میباشد زیرا کلیه نیروهای کششی در ساختمان بوسیله میلگردها تحمل میشود بدین لحاظ دراجرا آرماتوربندی ساختمانهای بتنی باید نهایت دقت به عمل آید.
خمکردن آرماتور :
آرماتورهای تا قطر 12 میلی متر را میتوان با دست خم نمود ولی آرماتورهای بزرگتر از 12 میلمتر بهتر است با دستگاه مکانیکی مجهز به فلکه خم شود قطر فلکه خم، متناسب با قطر آرماتور بوده و باید به وسیله مهندس محاسب و مهندسی کارگاه تعیین گردد.
وصله کردن آرماتورها :
با توجه به اینکه طول میلگرد که به بازارها عرضه میشود 12 متر است و دراغلب قسمتهای ساختمان ها مخصوصاً د رشناژها میلگردهائی با طول بیشتر مورد نیاز میباشد و هم این طور قطعات باقی مانده از شاخههای بلند که بالاخره باید مصرف شود. ناگریز از وصالی میلگردها هستیم، بهتر است دقت شود حتیالمقدور این وصالی به حداقل برسد یعنی درموقع برشکاری طوری اندازهها را هم جور کنیم که ریزش آرماتورها زیاد نباشد و درصورت اجبار محل مصرف آرماتورهای وصلهدار با نظر مهندسی ناظر در جائی باشد که تنشها درآن جا حداقل است و باید توجه شود که دریک مقطع کلیه آرماتورها وصالی شده نباشد.
قالب بندی
قالبهای که برای بتن ساخته میشود اغلب چوبی بوده ولی برای کارهای سری سازی از قالبهای فلزی نیز استفاده میشود.
قالبها وداربست های زیر آن علاوه بر شکل دادن به بتن وزن آنرا نیز تا زمان سخت شدن تحمل مینمای
پیسازی
پس از گودبرداری و رسیدن به خاک مناسب که دارای مقاومت کافی باشد برای پی سازی در ابتدا بتن مگر فونداسیون میریزند. که این بتن مگر لاغر هم میگویند مقدار سیمان در بتن مگر در حدود 100 الی 150 کیلوگرم در متر مکعب میباشد. در پیهای نقطهای بتن مگر به دو دلیل مورد استفاده قرار میگیرد.
ضخامت بتن مگر در حدود 10 سانتیمتر میباشد و معمولاً قالب بندی (چوبی یا آجری) از روی بتن مگر شروع میشود.
قالب بندی شناژ و فنداسیون
در کارگاههای ساختمانی بتنی سه کارگاه وجود دارد که هم زمان به کار خود ادامه میدهند. این سه کارگاه عبارتند از : کارگاههای بتن سازی- آرماتور بندی و قالب بندی. از آنجا که بتن قبل از سخت شدن روان میباشد لذا برای شکل دادن به آن احتیاج به قالب داریم.
در حال حاضر در بیشتر ساختمانها از قالبهای آجری استفاده میشود چون مقرون به صرفهتر از قالبهای چوبی است از قالبهای فلزی در کارهای سری سازی استفاده میشود. قالب بندی آجری بدین طریق است که پس از بتن مگر اندازه پیهای اصلی را با آجر چیده و بعد شناژها را به آن نیز متصل مینمایند.
ضخامت این آجر چینی میتواند 10 سانتی متر هم باشد بهتر است برای این آجر چینی از ملات گل استفاده نمود زیرا در این صورت بعد از سخت شدن بتن میتوان آجرها را برداشته و مجدداً مورد استفاده قرار داد. ولی در این طریق (دیوار 10 سانتی متری و ملات گل) ممکن است در موقع بتن ریزی دیوارهای قالب تحمل وزن بتن را ننموده و از همدیگر متلاشی شود. که در این صورت میباید قبل از بتن ریزی پشت کلیه قالبها با خاک یا آجر و یا مصالح دیگر بسته شود بطوریکه بخوبی بتواند تحمل وزن بتن را بنماید.
مشکل اساسی در این نوع قالب بندی آن است که آجر آب بتن مجاور خود را مکیده و آنرا خشک میکند و فعل و انفعالات شیمیایی را در آن متوقف میکند و در نتیجه حد اقل به ضخامت 5 سانتی متر بتون مجاور خود را فاسد میکند. برای جلوگیری از این کار بهتر است که رویه آجر را با یک ورقه نایلون پوشیده شود تا آجر با بتون آجرها به راحتی از قالب جدا شده و میتواند در محلهای دیگر مورد استفاده قرار گیرد به هیچ وجه نباید تصور نمود که قبل از بتن ریزی میتوان دیوارهای قالب آجری با پاشیدن آب سیراب نموده بطوریکه آجرها آب بتن را نمکد زیرا اولاً با پاشیدن آب آجر کاملاً سیراب نمیشود و در ثانی مقدار زیادی آب در قالب جمع میشود که خارج کردن آن از قالب بسیار مشکل و حتی غیرممکن میباشد و این آب داخل پی جای بتن را گرفته و موجب پوکی قطعه میشود. در ساختمانهای مهم قالب پیها را با چوبهای روسی میسازند.
بدین طریق که ارتفاع پیها را که روی نقشه مشخص میباشد تعیین نموده و با کنار هم گذاشتن تختهها به همان اندازه و اتصال آنها به یکدیگر بوسیله چوبها چهار تراش قالب پی و یا هر قسمت دیگر را میسازند باید توجه داشت که تختهها باید آنچنان به یکدیگر متصل باشند که به خوبی بتواند وزن بتن و ضربهها و ارتعاشات بوجود آمده از ویبراتور را تحمل نماید مخصوصاً در مورد شناژها باید تخته را از بالا به وسیله قطعات چوب چهار تراش به یکدیگر متصل نمود به طوری که درزبندی شود که شیره بتن از آن خارج نشود. گاهی مواقع نیز از قالبهای فلزی استفاده میشود که قالبهای فلزی به مراتب گرانتر تمام میشود.
آرماتور بندی شناژ و فنداسیون
آرماتور بندی از حساسترین و با دقتترین قسمتهای ساختمانهای بتنی میباشد زیرا همان طوریکه قبلاً گفته شد کلیه نیروهای کششی در ساختمان بوسیله میلگردها متحمل میشوند بدین لحاظ در اجرا آرماتور بندی ساختمانهای بتنی باید نهایت دقت به عمل آید برای تعیین قطر و تعداد میلگردهای هر قطعه بتنی دو منبع تعیین کننده وجود دارد اول محاسبه دوم آئین نامه در مورد اول مهندس محاسب با توجه به مشخصات قطعه بتنی قطر میلگرد را تعیین نموده و در نقشههای مربوطه مشخص مینمایند کارگاه آرماتوربندی باید در قسمتی جداگانه از کارگاه اصلی تشکیل گردد.
در کارگاههای کوچک آرماتور را با دست (آچار گوساله) خم مینمایند ولی در کارگاههای بزرگ خم کردن آرماتور بوسیله ماشین انجام میگیرد. مسئول کارگاه آرموتوربندی باید از روی نقشه تعداد و شکل هر آرماتور را تعیین نموده و به کارگران مربوطه داده و خم کردن هر سری را دقیقاً زیر نظر داشته باشد تا طول آرماتور و خم بردن و زاویه خم کردن و طول قلاب ها طبق نقشه انجام گیرد.
میلگردها باید از نوع ذکر شده در نقشه باشد (آجدار یا ساده)
آرماتور بندی و خم کردن آرماتورها
در کارگاههای کوچک که مصرف کل آرماتورها از 50 تن بیشتر نیست اگر میلگرد خمیدگی موضعی داشته باشد میباید این خمیدگیها قبلاً صاف گردد بعد اقدام به شکل دادن آن گردد.
برای صاف کردن میله گردها چکش کاری مجاز نمیباشد و آرماتورها باید تمیز و در موقع کار فاقد گل و مواد روغنی باشد. میلهگردهای نمره پایین مثلاً 8 و10 که گاهی به صورت کلافی به کارگاه آورده میشود این میلگردها را باید قبلاً به طولهای مناسب بریده و بوسیله کشیدن صاف نموده و آن گاه مصرف نمود.
آرماتورها باید بطوری به هم بسته شود تا در موقع بتن ریزی از جای خود تکان نخورده و جابجا نشود و فاصله آنها از یکدیگر طوری باشد که بزرگترین دانه بتن براحتی از بین آنها رد شده و در جای خود قرار گیرد.
آرماتورها تا قطر 12 میلی متر را میتوان با دست خم کرد ولی آرماتورهای بزرگتر از 12 میلیمتر را با دستگاههای مکانیکی مجهز به فلکه خم میشود. قطر فلکه خم متناسب با قطر آرماتور بوده و باید بوسیله محاسب کارگاه تعیین گردد. کلیه آرماتورهای ساده باید به قلاب ختم شود ولی آرماتورهای آجدار را میتوان بصورت گونیا خم کرد. سرعت خم کردن باید متناسب با درجه حرارت محیط باشد و باید با نظر مهندس کارگاه بطور تجربی تعیین شود. باید از خم کردن و باز کردن آرموتورهای شکل داده شده و مصرف آن در محل دیگر خودداری نمود و در مواقع ضروری باید باز کردن هم با نظر مهندس محاسب باشد.
وصله کردن آرماتورها
با توجه به این که طول میگرد موجود در بازار 12 متری میباشد در اغلب قسمتهای ساختمانها مخصوصاً در شناژها میلگردهایی با طول بیشتر مورد نیاز است و همین طور قطعات باقیمانده از شاخههای بزرگ بالاخره بایستی مصرف شوند ناگزیر از وصله کردن میله گردها هستیم بهتر است دقت شود حتی المقدور این وصلهها به حداقل خود برسد یعنی در موقع برش کاری طوری اندازهها را باهم جور کنیم که ریزش آرماتورها زیاد نباشد و در صورت اجبار این اتصالات با نظر مهندس ناظر در جایی باشد که تنشها در آنجا حداقل است و باید توجه شود که در یک مقطع کلیه آرماتورها وصله نباشد اتصال دو آرماتور در ساختمانهای بتن آرمه اغلب به صورت پوششی بوده و باروی هم آوردن دو قطعه انجام میشود.
این نوع اتصال برای آرماتور تا نمره 32 مجاز میباشد و آن بدین طریق است که دو قطعه آرماتور را کنار هم قرار داده و بوسیله سیم آرموتور بندی به همدیگر متصل میگردد. طول دو آرماتور روی هم آمده دو قطعه نبایستی کمتر از اندازه داده شده در نقشه باشد و باید بوسیله مهندس محاسب و ناظر تعیین شود این طول معمولاً به اندازه 40 برابر قطر میل گرد مصرفی است.
آرماتور بندی شناژ- کف شالوده
در قطعات تحت خمش و خمش توام با فشار نباید در یک مقطع بیش از نصف آرماتورها وصلهدار باشد در قطعات تحت کشش و کشش توام با خمش نباید بیش از یک سوم در یک مقطع وصلهدار باشد.
پیهای نقطهای حداقل باید از دو جهت بوسیله شناژ بتنی به پیهای همجوار متصل باشد. حداقل ابعاد این کلاف بتنی باید 30 سانتیمتر بوده و بوسیله 4 میلهگرد طولی به قطر 12 میلیمتر مسلح باشد این فولادهای طولی باید با فولادهای عرضی (خاموت) به قطر حداقل 5 میلیمتر و به فاصله حداکثر 25 سانتی متر به هم دیگر بسته شوند و این قفسه بافته شده شناژ باید در تمام طول پی ادامه پیدا کند و به شناژ طرف دیگر پی متصل باشد. حداقل بتن روی قفسه شناژ 3 سانتیمتر میباشد. فاصله میله گردهای شناژ نباید از 10 سانتیمتر کمتر باشد و حداقل قطر میلهگردهای داخل شالوده نباید از 10 میلیمتر کمتر باشد.
آرماتورهای کف شالوده باید در دو جهت در تمام بعد شالوده ادامه پیدا کند ولی اگر طول پی از 3 متر تجاوز نماید میتوان آرماتورها را یک در میان کوتاهتر اختیار نمود ولی طول آرماتورهای کوتاه شده نباید از 8/0 طول اصلی کمتر باشد.
آرماتور بندی ریشه ستون
آرماتورهای ریشه با انتظار با ریشه برای اتصال شالوده به ستون بکار میرود باید تا سطح آرماتورهای زیرین پی ادامه داشته ادامه داد وبقیه آرماتورهای ستون را با اندازه 40 سانتی متر داخل پی نمود کلیه آرماتورهای ریشه باید در انتها دارای خم 90 درجه باشد .
این آرماتورها باید بوسله خاموت به یکدیگر متصل شده و داخل پی بخوبی مستقر شود و یا به عبارت دیگر باید خاموتهای ستون تا داخل پی ادامه یابد. طول آن قسمت از آرماتورهای ریشه که باید خارج از پی قرار گیرد تا میلهگردهای ستون به آن بسته شود باید بوسیله مهندس محاسب تعیین گردد ولی هیچ گاه نباید از 60 تا 50 سانتی متر کمتر گردد. اگر نتیجه محاسبات بیش از اعداد داده شده باشد باید از اعداد به دست آمده بوسیله محاسبات استفاده شود.
برای ایجاد مقاومت در مقابل نیروهای کششی در بتن داخل شناژ چند ردیف در بالا و پایین میلهگرد طولی قرار میدهند و این آرماتور بندی شناژ میلگردهای طولی را به وسیله میلگردهای عرضی که به آن خاموت گفته میشود به همدیگر متصل مینمایند. میله گردهای طول و عرضی را قبلاً مطابق شکل میبافند و بعد در داخل قالببندی شناژ قرار میدهند باید توجه داشت پهنای این قفسه بافته شده باید در حدود 5 سانتیمتر کوچکتر از پهنای این قفسه بافته شده باشد باید هر طرف 5/2 سانتیمتر باشد به طوریکه این میلگردها کاملاً در بتن غرق شده و آنرا از خوردگی در مقابل عوامل جوی محفوظ نماید. این اندازه در مناطق مختلف و آب و هوای مختلف و همچنین محل قرار گرفتن قطعه بتنی (اینکه درون زمین و یا خارج آن) قرار گیرد ونیز میزان سولفاته بودن آبهای مجاور آن متفاوت است که میزان آن بوسیله موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران تعیین شده است. ناگفته نماند که خاموتهای شناژ اکثراً به صورت مربع و چهار ضلعی است چون چهار عدد میلگرد در داخل شناژ قرار میگیرد.
نکته: ناگفته نماند که فاصله بین خاموتها در ریشه ستون به مراتب کمتر از جاهای دیگر ستون میباشد. چون ریشه باید یکپارچگی ومقاومت بیشتری باشد یا به عبارت دیگری در یک ششم طول بالا که ستون به سقف متصل میشود فواصل بین خاموتها کمتر از جاهای دیگر ستون میباشد که این فاصله از روی نقشه خوانده میشود. که توسط مهندس محاسب محاسبه میشود ولی تقریباً حدود 15 سانتیمتر میشود ولی در جاهای دیگر ستون حدود 25 سانتیمتر میباشد.
قبل از بتن ریزی باید حتماً یک بار دیگر فاصله محور آرماتورهای ریشه کنترل گردد کف پی و آرماتورها کنترل گردد و مواد زائد از آن خارج شود. بستهای اتصال باید کنترل گردد و در مواقع قالب برداری دقت شود تا بتن تازه ریخته شده شالوده آسیب نبیند و قالبها تکه تکه و به آرامی جدا شود. اگر از قالب آجری استفاده شود و ورقه نایلون روی آجر کشیده نشده است بهتر است از آجرها صرف نظر شود و اقدام به برداشت آجرها نمائیم زیرا در این صورت آجر به بتن کاملاً چسبیده و جدا کردن آن غیر ممکن است و اگر قبل از سخت شدن بتن بخواهیم آجرها را جدا کنیم حتماً به پی آسیب خواهد رسید.
چگونه شبکه میل گرد ستون را به ریشه متصل کنیم؟
بعد از اجرای فنداسیون و گذاشتن میله گردهای ریشه اگر بخواهیم میلهگردهای ستون را کنار میلهگردهای ریشه قرار دهیم به اندازه کلفتی میله گرد ریشه ستون از محور خود منحرف خواهد گردید که اگر لاین انحراف در طبقات بالا تماماً در یک جهت باشد ممکن است ستون طبقه پنجم یا ششم چندین سانتیمتر تغییر مکان کند بدین لحاظ باید سعی شود که این تغییر مکان در هر طبقه بر خلاف تغییر مکان طبقه پایینتر باشد .بهتر آن است که در آرماتورهای ستون انحنای کوچکی مطابق کل شکل ایجاد گردد آن گاه نسبت به اتصال شبکه میلگردش ستون به ریشه اقدام گردد تا ستون درست در محل خود جای بگیرد و کوچکترین انحرافی نداشته باشد این انحراف به اندازه قطر میلگرد میباشد.
گاهی مواقع در آرماتوربندی فنداسیون اتفاق میافتد که شبکه بندی میلهگردها هم در کف فنداسیون و هم در قسمت فوقانی فنداسیون شبکههایی وجود دارد.
این زمانی اتفاق میافتد که دو ستون با هم روی یک فنداسیون قرار گرفته باشد یعنی در محل فنداسیون درز انقطاع دو ساختمان، دلیل این شبکهها در قسمت فوقانی برای تحمل کشش در آن ناحیه یعنی بین دو ستون میباشد . چون دو ستون نیروی زیادی را به فنداسیون وارد میکند و نیروی کششی در بالای و فاصله بین دو ستون ایجاد میشود که برای تحمل این نیروی کششی از میلگردهای لازم استفاده میشود.
گاهی مواقع اتفاق میافتد که فنداسیونهای مسلح نواری که دو یا چند ستون روی آن سوار میشود و حالت باسکولی دارد و هم میلگردهایی جهت تقویت در جاهایی که کشش خیلی زیاد است هم در کف و هم در بالای فنداسیون از میلهگردهای نمره بالا 24-26 استفاده میکنند البته این میلگردها به صورت تقویتی است و باید در بین شبکه میلگردها قرار گیرد و به شبکه نچسبد .
بتن سازی و بتن ریزی
برای بتن ریزی فنداسیون و شناژها باید بتن را طبق آئین نامه بسازیم. بتن سنگی است مصنوعی که از مواد سنگی (شن وماسه) و آب وسیمان تشکیل یافته و به علت روانی قالب خود را پر کرده وبه شکل قالب در میآید.
مصالح سنگی
مصالح سنگی که در بتن مصرف میشود شن و ماسه میباشد که در حدود 75% حجم بتن را تشکیل میدهد. دانههای سنگی تا بزرگی 5 میلیمتر بزرگتر را شن میگویند. قسمت اعظم مقاومت بتن بستگی به مقاومت شن و ماسه دارد و در نتیجه بایستی در انتخاب معادن شن و ماسه جهت بتن ریزی نهایت دقت به عمل آید.
دانههای نامطلوب از نظر شکل
هر قدر شکل دانهها هندسیتر باشد برای بتن ریزی مناسبتر میباشد. وجود دانههای سوزنی و یا پولکی شکل در بتن مناسب نیست و مجموع این دانهها نباید از 15% وزن کل شن و ماسه مورد مصرف در بتن بیشتر باشد دانههای سوزنی به دانههایی گفته میشود که طول بزرگترین بعد آن از 8/1 معدل دو الکی که این دانهها بین آنها قرار دارد بیشتر باشد دانههای سوزنی به علت آن که زودتر از سایر دانهها میشکنند نامطلوب میباشند. دانههای پولکی شکل به دانه هایی گفته می شود که ضخامت کمترین بعد آن کوچکتر از 60 % اندازه متوسط الکی که دانه سنگی به آن تعلق دارد .
مواد نامطلوب در شن و ماسه و اندازه دانهها:
بطور کلی شن و ماسه شکسته اغلب فاقد مواد نامطلوب میباشد ولی در مورد شن و ماسه رودخانه باید توجه داشت که مواد آلی مانند ریشه گیاهان- فضولات حیوانی- تکههای چوبی و فلزات و ذرات ذغال سنگ در شن و ماسه وجود نداشته باشد و یا حداکثر میزان آن از یک درصد وزن شن و ماسه تجاوز نکند. موادی که در برابر عوامل جوی ضعیف بوده و یا در فعل و انفعالات شیمیایی سیمان از خود واکنش نشان ندهند. مواد نامبرده نباید در شن و ماسه وجود داشته باشد درصد این مواد بوسیله آزمایشگاهها تعیین میشود و هم چنین مواد سنگی مصرفی در بتن باید فاقد خاک رس و کلوخههای رس باشد زیرا اولاً آب داخل بتن را به خود جذب کرده و فعل و انفعالات شیمیایی سیمان را متوقف میکند در ثانی دور دانههای شن و ماسه را گرفته ومانع تماس مستقیم سیمانه و دانهها میگردد.
آب در بتن:
بدیهی است فقط آب قسمت اول در بتن باقی میماند و آب قسمت دوم به مرور تبخیر گشته و جای آن به صورت فضای خالی ممکن است به صورت فضای خالی که ممکن است به صورت تارهای موئین باشد در بتن باقی بماند که این خود باعث پوکی بتن گشته و موجب تضعیف بتن میگردد.
باید توجه داشت که هر قدربتن خشکتر باشد مقاومتر خواهد بود ولی بتنهای خیلی خشک به علت لغزنده نبودن کاملاً قالب را پر نکرده و در داخل آن فضای خالی بوجود آمده و در نتیجه قطع نمی تواند بار وارده را تحمل نموده و غیر قابل استفاده میگردد و چنین می توان گفت که بتن تازه باید مانند عسل باشد .
آب در بتن
با توجه به این که در اغلب کارگاههای کوچک و حتی در بعضی از کارگاهها تقریباً بزرگ امکان تجزیه آب از لحاظ شیمیایی موجود نیست لذا به طور کلی میتوان گفت که تقریباً آبی که فاقد بو ومزه و ظاهراً قابل آشامیدن باشد میتوان در بتن از آن استفاده کرد. البته این موضوع دلیل آن نیست که آبهای غیر آشامیدنی برای بتن مضر است. در مواردی که آب آشامیدنی برای بتن در دسترس نباشد میباید مقاومت مکعب 28روزه بتن حد اقل 90 درصد مقاومت مکعبی را که با آب آشامیدنی ساخته شده است را دارا باشد در این صورت میتوان مطمئن شد که ناخالصیهای آب بر آب بتن مضر نیست.
اثر ناخالصیهای آب بر روی بتن
سنگهای سدیم و پتاسیم و منیزیم محلول در آب در فعل و انفعالات شیمیایی سیمان موجود در بتن شرکت کرده و در اثر انبساط حجمی موجب خرد شدن الیاف قطعه بتنی میگردد. این خرابی در قطعاتی که در جریان آب سولفاته قرار دارند. بیشتر میباشد. اثر نمک بر روی بتن ابتدا به صورت شوره ظاهر گشته و بعد از مدتی موجب خرد شدن قطعه میگردد.
کانالهای هدایت فاضلابهای کارخانه و هم مواد روغنی و نفتی در اثر تماس با دانهها و فولاد موجود در بتن سطح آب را چرب نموده و مانع چسبیدن دوغاب سیمان به دانهها و چسبیدن دانهها به یکدیگر میگردد.
سیمان
سیمان واژه لاتینی است که از کلمه Caementun و یا Caedimentun گرفته شده و معنی آن خرده سنگ است. سیمان ماده چسبنده است به رنگ خاکستری که در مجاورت آب و در مجاورت هوا و بعضی از انواع بدون مجاورت هوا در اثر فعل و انفعالات پیچیده شیمیایی سخت گشته و قطعات خرده سنگ مجاور خود را به یکدیگر میچسباند.
برای اولین بار سیمان در انگلستان بوسیله شخصی کشف گردید وچون رنگ آن بعد از خشک شدن به رنگ سنگهای ساحلی جزیره پرتلند بود بنام سیمان پرتلند معروف گردید سیمان پرتلند معروفترین و رایجترین سیمان در دنیا است.
مواد متشکله پرتلند : سیمان پرتلند تشکیل شده است از 65% آهک CaO و حدود 20% سیلیس به فرمول SiO2 و حدود 6% اکسید آلومینیوم به فرمول: AL2O3 و حدود 4% اکسید منیزیم به فرمول
MgO و 3% آنیدرید سولفوریک به فرمول SO3 و دو سه درصد دیگر نیز مواد دیگر که فرمول و نسبت دقیق این مواد در کارخانههای مختلف متفاوت است. این مواد را به نسبتهای معین و دقیق مخلوط کرده و به دو طریق خشک و یا ترد در کوره سیمانپزی برده و آنرا میپزند.
سیمان پزی
پختن سیمان یعنی ایجاد فعل و انفعال شیمیایی بوسیله حرارت بین مواد متشکله آن تا مواد بصورت دانههایی به درشتی فندق در اید به این دانهها که در اثر حرارت تشکیل میشود در اصطلاح سیمانپزی کلینکر میگویند.
انبار کردن سیمان
در موقع انبار کردن سیمان باید دقت شود که رطوبت هوا و زمین باعث فاسد شدن سیمان نشود. بدین لحاظ باید انرا روی قطعاتی از تخته که با زمین در حدود 10 سانتیمتر فاصله دارد و تعداد کیسههای سیمان روی هم قرار میگیرد نباید از 10 الی 12 کیسه بیشتر باشد زیرا در غیر این صورت سیمانهای زیرین در اثر فشار سخت شده و غیر قابل مصرف میگردد.
چنانچه این قطعات سخت شده به راحتی با دست به صورت پودر در اید قابل مصرف در قطعات بتنی میباشد و در غیر این صورت سیمان فاسد شده و بتن ساخته شده با این نوع سیمان باربر نبوده و نمیتوان از آن در قطعات اصلی ساختمان مانند تیرها وستونها و سقفها استفاده نمود.
اگر بخواهیم سیمان را برای مدت طولانی انبار کنیم باید حتیالمقدور باید با دیوارهای خارجی انبار فاصله داشته باشد و روی آنرا با ورقههای پلاستیکی پوشانیده شود تا حتی المقدور از نفوذ رطوبت به آن جلوگیری به عمل آید. اگر سیمان به طرز صحیح انبار شود حتی تا یکسال بعد نیز قابل استفاده است فقط ممکن است زمان گیرش آن به قدری به تعقیب افتد ولی اثری در مقاومت 28 روزه آن ندارد.
گاهی مواقع در برخی از کارگاهها که سیمان زیاد مصرف میشود سیمان را در سیلوها نگهداری میکنند یعنی سیمان را به صورت فلهای خریداری نموده و در سیلو انبار میکنند و هر گاه کارگران به سیمان احتیاج داشته باشند از این سیلوها استفاده میکنند.
نسبتهای مخلوط کردن اجزای بتن
منظور از نسبتهای مخلوط کردن اجزای بتن آن است که نسبت مناسبی برای اختلاط شن و ماسه و سی به دست آوریم تا دانههای ریزتر فضاهای بین دانههای درشتتر را بپوشاند وجسم توپری بدون فضای خالی و با حداکثر وزن مخصوص به دست آید. هم چنین تعیین مقدار آب لازم به طوریکه بتن به راحتی قابل حمل و نقل بوده و در قالب خود جا گرفته و دور میلهگردها را احاطه نموده و کلیه فضای خالی قالب را پر نماید و در مجاورت آن فعل و انفعالات شیمیایی سیمان شروع شده و تا مرحله سخت شدن ادامه یابد و بالاخره تعیین مقدار سیمان مورد لزوم
بتن و خصوصیات
بتن و فولاد دو نوع مصالحی هستند که امروزه بیشتر از سایر مصالح در ساختمان انواع بناها از قبیل ساختمان پلها،ساختمان سدها، ساختمان متروها،ساختمان فرودگاه ها و ساختمان بناهای مسکونی و اداری و غیره به کار برده می شوند.و شاید به جرأت می توان گفت که بدون این دو پیشرفت جوامع بشری به شکل کنونی میسر نبودبتن به طور کلی محصولی است که از اختلاط آب با سیمان آبی و سنگدانه های مختلف در اثر واکنش آب با سیمان در شرایط محیطی خاصی به دست می آیدو دارای ویژگیهای خاص است. بتن اینک با گذشت بیش از ۱۷۰ سال از پیدایش سیمان پرتلند به صورت کنونی توسط یک بنّای لیدزی، دستخوش تحولات و پیشرفتهای شگرفی شده است.در دسترس بودن مصالح آن، دوام نسبتاً زیاد و نیاز به ساخت و سازهای فراوان سازه های بتنیاین ماده را بسیار پر مصرف نموده است. اینک حدود سه تا چهار دهه است که کاربرد این ماده ارزشمند در شرایط ویژه و خاص مورد توجه کاربران آن گشته است.
چند سالی است که مسأله پایایی و دوام بتن در محیط های مختلف و به ویژه خورنده برای بتن و بتن مسلح مورد توجه خاص قرار گرفته است. مشاهده خرابی هایی با عوامل فیزیکی و شیمیایی در بتن ها در اکثر نقاط جهان و با شدتی بیشتر در کشور های در حال توسعه، افکار را به سمت طرح بتن هایی با ویژگی خاص و با دوام لازم سوق داده است.
در این راستا در پاره ای از کشورها مشخصات و دستورالعمل ها و استانداردهایی نیز برای طرح بتن با عملکرد بالا تهیه شده و طراحان و مجریان در بعضی از این کشورهای پیشرفته ملزم به رعایت این دستورالعملها گشته اند.
افزودنی های خاص در شرایط ویژه :
برای ساخت بتن های ویژه در شرایط خاص نیاز به استفاده از افزودنی های مختلفی می باشد. پس از پیدایش مواد افزودنی حباب هواساز در سالهای ۱۹۴۰ کاربرد این ماده در هوای سرد و در مناطقی که دمای هوا متناوباً به زیر صفر رفته و آب بتن یخ می زند، رونق بسیار یافت. این ماده امروز یکی از پر مصرف ترین افزودنی ها در مناطق سرد نظیر شمال آمریکا و کانادا و بعضی کشورهای اروپایی است.
ساخت افزودنی های فوق روان کننده که ابتدا نوع نفتالین فرمالدئید آن در سالهای ۱۹۶۰ در ژاپن و سپس نوع ملامین آن بعداً در آلمان به بازار آمد شاید نقطه عطفی بود که در صنعت افزودنی ها در بتن پیش آمد. ابتدا این مواد برای کاستن آب و به دست آوردن کارایی ثابت به کار گرفته شد و چند سال بعد با پیدایش بتن های با مقاومت زیاد نقش این افزودنی اهمیت بیشتری یافت.
بتن های با کارآیی بسیار زیاد که چند سالی است از پیدایش آن در جهان و برای اولین بار در ژاپن نمی گذرد، تحول جدیدی در صنعت ساخت و ساز بتنی ایجاد کرده است. این بتن که نیاز به لرزاندن نداشته و خود به خود متراکم می گردد، مشکل لرزاندن در قالب های با آرماتور انبوه و محلهای مشکل برای ایجاد تراکم را حل نموده است. این بتن علیرغم کارایی بسیار زیاد خطر جدایی سنگدانه ها و خمیر بتن را نداشته و ضمن ثابت بودن کارایی و اسلامپ تامدتی طولانی می تواند بتنی با مقاومت زیاد و دوام و پایاپی مناسب ایجاد کند.
طرح اختلاط این بتن باید نسبت های خاصی را رعایت نمود. به عنوان مثال شن حدود ۵۰ درصد حجم مواد جامد بتن را تشکیل داده و ماسه حدود ۴۰ درصد حجم ملات انتخاب می شود. نسبت آب به مواد ریزدانه و پودری بر اساس خواص مواد ریز بین ۹/۰ تا ۱ می باشد. با روش آزمون و خطا نسبت دقیق آب به سیمان و مقدار ماده فوق روان کننده مخصوص برای مصالح مختلف تعیین می گردد. از این بتن با استفاده از افزودنی دیگری که گرانروی بتن را می افزاید در زیر آب استفاده شده است.
بتن (به فرانسوی: Béton)، از ریشه لاتین (به لاتین: Bitume) در مفهوم وسیع به هر ماده یا ترکیبی که از یک ماده چسبنده با خاصیت سیمانی شدن تشکیل شده باشد گفته میشود. بتن ممکن است از انواع مختلف سیمان ونیز پوزولانها، سرباره کورهها، مواد مضاف، گوگرد، مواد افزودنی، پلیمرها، الیاف و غیره تهیه شود. همچنین در نحوه ساخت آن ممکن است حرارت، بخار آب، اتوکلاو، خلأ، فشارهای هیدرولیکی و متراکم کنندههای مختلف استفاده شود.[۱] با توجه به گسترش و پیشرفت علم و پیدایش تکنولوژیهای فراوان در قرن اخیر، شناخت بتن و خواص آن نیز توسعه قابل ملاحظهای داشته است، به نحوی که امروزه شاهد کاربرد انواع مختلف بتن با مصالح مختلف هستیم که هر یک خواص و کاربری مخصوص به خود را داراست. در حال حاضر انواع مختلفی از سیمانها که شامل پوزولانها، سولفورها، پلیمرها، الیافهای مختلف و افزودنیهای متفاوتی هستند، تولید میشوند.
بتن از پر کاربردترین مصالح ساختمانی است. ویژگی اصلی بتن ارزان بودن و در دسترس بودن مواد اولیه آن است. همچنین میتوان خاطر نشان کرد که تولید انواع بتن با استفاده از حرارت، بخار، اتوکلاو، تخلیه هوا، فشار هیدرولیکی ویبره و قالب انجام میگیرد. بتن به طور کلی محصولی است که از مخلوط آب با سیمان آبی و سنگدانههای مختلف در اثر واکنش آب با سیمان در شرایط محیطی خاصی به حاصل میشود و دارای ویژگیهای خاص است. بتن اینک با گذشت بیش از ۱۷۰ سال از پیدایش سیمان پرتلند به صورت کنونی توسط یک بنّای لیدزی، دستخوش تحولات و پیشرفتهای شگرفی شده است. در دسترس بودن مصالح آن، دوام نسبتاً زیاد و نیاز به ساخت و سازهای فراوان سازههای بتنی چون ساختمانها، سازهها، سدها، پلها، تونلها و راهها، این ماده را بسیار پر مصرف نموده است. اینک حدود سه تا چهار دهه است که کاربرد این ماده در شرایط خاص مورد استقبال کاربران آن قرار گرفته است. امروزه با پیشرفت علم و تکنولوژی مشخص شده است که صرف توجه به مقاوت به عنوان یک معیار برای طرح بتن برای محیطهای مختلف و کاربردهای مختلف نمیتواند جوابگوی مشکلاتی باشد که در درازمدت در سازههای بتنی ایجاد میگردد. چند سالی است که مسئله دوام بتن در محیطهای مختلف مورد توجه قرار گرفته است. مشاهده خرابیهایی با عوامل فیزیکی و شیمیایی در بتنها در اکثر نقاط جهان و با شدتی بیشتر در کشورهای در حال توسعه، افکار و اذهان را به سمت طرح بتنهایی با ویژگی خاص و با دوام لازم سوق داده است. در این راستا در پارهای از کشورها دستورالعملها و استانداردهایی نیز برای طرح بتن با عملکرد بالا تهیه شده و طراحان و مجریان در بعضی از این کشورهای پیشرفته ملزم به رعایت این دستورالعملها گشتهاند.
مواد تشکیل دهنده
سنگدانهها در بتن تقریباً سه چهارم حجم آنرا تشکیل میدهند و ملات سیمان و آب یک چهارم برمبنای حجم، سنگدانههای مورد استفاده در بتن را به سه دسته تقسیم میکنند.
سنگدانهها با حجم کم (سبک دانه) که در تولیدبتن سبک مورد استفاده قرار میگیرند. مانند پامیس، توف، دیاتومیت، رس، شیل و غیرهسنگدانههای با حجم بالا (سنگین دانه) برای ساخت بتن سنگین. نظیر سرپانتی، مگنتیت، فولاد، آهن، باریت و لیمونیتسنگدانههای با حجم و وزن معمولی که در ساخت مخلوط بتن معمولی کاربرد دارند.سیمان (Cement)[
سیمان پرتلند از مخلوط و آسیاب کردن سنگ آهک و خاک رس به نسبت ۳به۱، و پختن گرد همگن و یکنواخت زیر دمای ۱۰۰۰درجه، تا CO2 از سنگ آهک و آب شیمیایی از خاک رس جدا شوند. در گرمای زیر ۱۲۰۰ درجه سانتی گراد آهک با سیلیس و رس ترکیب میشود. در گرمای بالای ۱۲۰۰درجه، رویه دانههای گرد داغ شده و ضمن عرق کردن به هم میچسبند و به صورت کلوخهای کلینکر درمی آیند. از سرد کردن کلوخها و سپس آسیاب کردن آنها با کمی سنگ گچ، سیمان تولید میشود.
آب (Water)[
کیفیت آب در بتن از آن جهت حائز اهمیت است که ناخالصیهای موجود در آن ممکن است در گیرش سیمان اثر گذاشته و اختلالاتی به وجود آورند. همچنین آب نامناسب ممکن است روی مقاومت بتناثر نامطلوب گذاشته و سبب بروز لکههایی در سطح بتن و حتی زنگ زدن آرماتور بشود.[۲] در اکثر اختلاطها آب مناسب برای بتن آبی است که برای نوشیدن مناسب باشد.[۲] مواد جامد چنین آبی به ندرت بیش از ۲۰۰۰ قسمت در میلیون ppm خواهد بود به طور معمول کمتر از ۱۰۰۰ ppm میباشد. این مقدار به ازای نسبت آب به سیمان ۰٫۵ معادل ۰٫۰۵ وزن سیمان میباشد. معیار قابل آشامیدنبودن آب برای اختلاط مطلق نیست و ممکن است یک آب آشامیدنی به جهت داشتن درصد بالایی از یونهای سدیم و پتاسیم که خطر واکنش قلیایی دانههای سنگی را به همراه دارد، برای بتن سازی مناسب نباشد. به عنوان یک قاعده کلی هر آبی که PH (درجه اسیدیته) آن بین ۶ الی ۸ بوده و طعم شوری نداشته باشد میتواند برای بتن مصرف شود. رنگ تیره و بو لزوماً وجود مواد مضر در آب را به اثبات نمیرساند
مقدار آب مصرفی
مقدار آب مصرفی در داخل بتن بسیار با اهمیت است. به منظور تکمیل فرایند واکنش سیمان با آب مقدار مشخصی آب مورد نیاز است. در صورتی که این مقدار کمتر از آن حد باشد قسمتی از سیمان برای واکنش آب کافی دریافت نمیکند و واکنش نداده باقی میماند. در صورتی که بیش از مقدار مورد نیاز آب به مخلوط بتن اضافه شود پس از تکمیل واکنش، مقداری آب به صورت آزاد در داخل بتن باقی میماند که پس از سخت شدن بتن باعث پوکی آن و نتیجتاً کاهش مقاومت خواهد شد. به همین دلیل دقت در مصرف نکردن آب زیاد در داخل بتن به منظور حصول مقاومت بالا ضروری است.
مقدار آب لازم برای تکمیل واکنش به صورت پارامتر نسبت آب به سیمان تعریف میشود. این نسبت برای سیمان پرتلند معمولی حدود ۲۵ درصد است. با این مقدار آب بتن فاقد کارایی لازم خواهد بود و معمولاً نسبت آب به سیمان مورد استفاده در کارگاههای ساختمانی بیش از این مقدار است. در تعیین نسبت اختلاط بتن پارامتری لحاظ میشود که مقدار رطوبت سنگدانهها را نیز قبل از افزودن آب به بتن لحاظ میکند که در تعیین مقدار آب مورد نیاز حائز اهمیت است. این رطوبت اضافی (یا کمبود رطوبت) مقدار رطوبت مازاد (کمبود رطوبت) سنگدانهها از حالت اشباع با سطح خشک SSD یا(Saturated Surface Dry)است.
عمل آوری
با ادامه یافتن Hydration مقاومت بتن افزایش مییابد و این واکنش عامل افزایش مقاومت بتن یا همان گیرش سیمان است. برای عمل آوری یا ادامه یافتن فرایند Hydration باید رطوبت نسبی حداقل ۸۰ درصد باشد. در صورتی که رطوبت کمتر از این مقدار شود عمل آوری متوقف شده و درصورتی رطوبت تسبی به بالای ۸۰ درصد بازگردد فرایند هیدراسیون یا Hydration دوباره شروع خواهد شد. به دلیل تبخیر قسمتی از آب مورد نیاز قبل از تکمیل واکنش بین آب و سیمان (که چندین روز طول میکشد) قسمتی از سیمان موجود در مخلوط بتن واکنش نداده باقی میماند. پس از بتن ریزی باید بلافاصله توجه لازم به فرایند عمل آوری معطوف گردد. عمل آوری عبارت است از حفظ رطوبت بتن تا زمانی که واکنش بین سیمان و آب تکمیل شود. این عمل میتواند به وسیله عایقکاری موقت، پاشش آب یا تولید بخار صورت گیرد. از دیدگاه عملی، حفظ رطوبت بتن برای ۷ روز توصیه میشود. در شرایطی که این کار ممکن نباشد حداقل زمان عمل آوری بتن نباید کمتر از ۲ روز باشد.
سنگدانهها (Aggregates)[
سنگدانهها در بتن تقریباً سه چهارم حجم آنرا تشکیل میدهند از اینرو کیفیت آنها از اهمیت خاصی برخوردار است. در حقیقت خواص فیزیکی، حرارتی و پارهای از اوقات شیمیایی آنها در عملکرد بتن تأثیر میگذارد. دانههای سنگی طبیعی معمولاً بوسیله هوازدگی و فرسایش و یا به طور مصنوعی باخرد کردن سنگهای مادر تشکیل میشوند.[۴] البته این مطلب نباید درمورد سنگدانهها فراموش شود. سطح سنگدانههای اگر آغشته به گل و لای باشد باید سطح آن تمیز شود حتی الامکان باید شسته شود در صورت لزوم.[۵]
اندازه دانههای سنگی[
بتن عموماً از سنگدانههایی به اندازههای مختلف که حداکثر قطر آن بین ۱۰ میلیمتر و۵۰ میلیمتر میباشد ساخته میشود. به طور متوسط از سنگدانههایی با قطر ۲۰ میلیمتر استفاده میشود.[۶]توزیع اندازه ذرات به نام «دانه بندی سنگدانه» مرسوم است. به طور کلی دانههای با قطر بیشتر از چهار یا پنج میلیمتر به نام شن و کوچکتر از آن به نام ماسه نامگذاری شدهاند که این حد فاصل توسط الک ۴٫۷۵ میلیمتری یا نمره چهار مشخص میگردد. حد پایین ماسه عموماً ۰٫۰۷ میلیمتر یا کمی کمتر میباشد. مواد با قطر بین ۰٫۰۶ میلیمتر و ۰٫۰۲ میلیمتر به نام لای(سیلت)و مواد ریزتر رسنامگذاری شدهاند. گل ماده نرمی است که شامل مقادیر نسبتاً مساوی ماسه و لای و رس میباشد.
کانیهای مهم
کانیهای مهم و متداول سنگدانهها در زمینه استفاده در بتن عبارتند از: کانیهای سیلیسی (کوارتز، اوپال، کلسه دون، تریمیت، کریستوبالیت) فلدسپاتها، کانیهای میکا، کانیهای کربناتی، کانیهای سولفاتی، کانیهای سولفور آهن، کانیهای فرومنیزیم، کانیهای اکسیدآهن، زئولیتها و کانیهای رس.[۷]
طبقهبندی براساس شکل ظاهری[
در استاندارد ASTM سنگها از لحاظ شکل ظاهری به پنج گروه تقسیم شدهاند:کاملاً گرد گوشه، گرد گوشه، نسبتاً گرد گوشه، نسبتاً تیز گوشه و تیز گوشه.[۸]
در استاندارد BS این نامگذاری به صورت:گرد گوشه، بی شکل-بی نظم، پولکی، تیز گوشه، طویل، پولکی طویل میباشد.
افزودنیها آرتاپ (Admixtures)[
ماده افزودنی بتن آرتاپ یا (Admixtures) مادهای است به غیر از سیمان پرتلند، سنگدانه، و آب، که به صورت گرد یا مایع، به عنوان یکی از مواد تشکیل دهنده بتن و برای اصلاح خواص بتن، کمی قبل از اختلاط یا در حین اختلاط به آن افزوده میشود.[۱۰] مواد افزودنی به دو گروه مواد افزودنیهای شیمیایی و مواد افزودنیهای معدنی تقسیم میشوند.
انواع معمول مواد افزودنی بتن به شرح زیر است.
شتاب دهنده سرعت هیدراتاسیون بتن (سخت شدن).کاهش دهنده سرعت گیرش بتن.افزودنیهای حباب زا باعث ایجاد حبابهای با هندسه کروی و بسیار ریز درون بتن میشوند. افزودنیهای حباب زا عمداً برای ایجاد و تثبیت حبابهای میکروسکوپی هوا در بتن استفاده میشود.روانساز بتن که به منظور کاهش دهنده مقدار آب بتن استفاده میگردد.مواد افزودنی که شامل رنگدانهها که میتواند برای تغییر رنگ بتن و زیبایی استفاده گردد.ضدیخ بتنچسببتنسختکننده بتنکاربرد دیرگیرکننده در مواد افزودنی بتن: کار مواد افزودنی دیرگیرکننده بتن به تأخیر انداختن گیرش بتن است. مواد افزودنی دیرگیرکننده بتن در بتن ریزیهای حجیم استفاده میشود. مواد افزودنی دیرگیرکننده بتن برای جلوگیری از ترکهای ناشی از گیرش در بتنریزی های پشت سر هم مناسب میباشد. مواد افزودنی دیرگیرکننده بتن برای حمل بتن در فاصلههای زیاد استفاده میشود.
از جمله از مواد افزودنی بتن میتوان از ژل میکرو سیلیس میکروسیلیکا ژل سیلیکافیوم نام برد همچنین گروت انواع روانکنندهها فایبر نیز از انواع افزودنی بتن میباشند.
معمولاً به جای استفاده از یک سیمان بخصوص، این امکان وجود دارد که بعضی از خواص سیمانهای معمولی مورد استفاده را به وسیله ترکیب کردن آن با یک افزودنی تغییر داد. قابل توجه اینکه نباید عبارات "مواد ترکیبی" و "مواد افزودنی" با معانی مترادف به کار روند، زیرا مواد ترکیبی موادی هستند که در مرحله تولید به سیمان اضافه میشوند در حالی که مواد افزودنی در مرحله مخلوط کردن به بتن اضافه میشوند. افزودنیهای شیمیایی اساساً عبارتند از:تقلیل دهندههای آب، کندگیر کنندهها و تسریع کنندههای گیرش که در آیین نامه ASTM به ترتیب تحت عنوانهای تیپهای C،B،Aطبقهبندی شدهاند. دستهبندی افزودنیها در استاندارد BS نیز مشابه میباشد. در ضمن افزودنیهای دیگری نیز وجود دارند که هدف اصلی از کاربرد آنها محافظت بتن از اثرات زیان آور یخ زدگی و ذوب یخ است
تسریع کنندهها
افزودنیهایی هستند که سخت شدگی بتن را تسریع میکنند و مقاومت اولیه بتن را بالا میبرند. چند نمونه از ت
بتن ماده ای تشکیل شده از شن (سنگ دانه های درشت دانه از 0.5تا 2.5 سانتیمتر است)، ماسه (سنگ دانه های کوچک تر از 2.5 سانتیمتر است)، سیمان که در بتن نقش اتصال سنگ دانه ها را دارد و در ارتباط مستقیم با مقاومت بتن است و آب در بتن نقش روان کردن بتن برای کارایی بهتر و انجام عملیات هیدراتاسیون را داراست.
در اثر واکنش شیمیایی سیمان و آب روند سخت شدن ادامه یافته و در نتیجه دانه ها (ماسه و شن) را بصورت تودﮤ سنگ مانندی به یکدیگر می چسباند.
دانه ها به دو گروه ریزدانه که تا ¼ اینچ (6میلیمتر) و درشت دانه که روی الک شماره 16 (1.18 میلیمتر) تقسیم می شوند.
برای داشتن اندازه مناسب و نسبت اختلاط شن و سیمان محاسباتی خاص انجام می شود و این نسبت را به عنوان طرح اختلاط می نامند. برای محاسبه مقدارمناسب آب به سیمان w/c تعریف می شود که عموماً بهترین مقدار آن 0.5 است. 0.25 مقدار آب به سیمان صرف روان کنندگی بتن و 0.25 دیگر آن صرف انجام عمل هیدراتاسیون می شود هرچه مقدار آب به سیمان کمتر شود کمتر شود بتن قویتری خواهیم داشت . اما با کاهش آب از مقدار روانی و کارائی بتن هم کاسته خواهد شد . برای حل مشکل از روان کننده ها استفاده می شود و همچنین بهترین حالت افزایش مقاومت بتن را با افزودن میکروسیلیس یا مکمل بتن خواهیم داشت.
خمیر سیمان عموما حدود 25 تا 40% کل حجم بتن را تشکیل می دهد که حجم مطلق سیمان بین 7 تا 15% و حجم آب از 14 تا 21% است. مقدار هوای در بتن تا حدود 8% حجم بتن را تشکیل می دهد این اندازه به درشت ترین دانه بستگی دارد.
برای مصالح و شرایط عمل آوردن (Curing) معین، کیفیت بتن سخت شده به مقدار آب در مقابل با مقدار سیمان بستگی دارد.
تعریف هوای گرم :
هوای گرم با ترکیبی از دمای زیاد هوا ، رطوبت نسبی کم ، دمای بالای بتن و سرعت وزش باد حاصل می گردد . وجود دمای زیاد بتن و عواملی که باعث تبخیر شدید آب از سطح آن می شود می تواند خسارت بار باشد . حتی می توان گفت دمای زیاد بتن به تنهایی نیز می تواند به بروز این شرایط کمک زیادی نماید .
معمولا" وقتی دمای بتن از 0c 32 در هنگام بتن ریزی و یا تا زمان گیرش تجاوز نماید شرایط هوای گرم حاصل می شود .
بروز شرایط ایجاد تبخیر با شدتی بیش از kg/m2 1 در هر ساعت از سطح بتن قطعا" مشکل زا
می باشد . حتی توصیه می گردد شدت تبخیر از سطح بتن کمتر از kg/m2 5/0 در هر ساعت باشد تا خسارت هائی به بتن وارد نشود و کار بتن ریزی بهتر انجام گردد .
ج ) مصرف بتن های پر سیمان در رابطه با بتن های پر مقاومت و با نسبت آب به سیمان کم که سرعت آبگیری را بیشتر می کند و زمان گرایش را کوتاه و گرمازائی و سرعت آنرا افزایش می دهد . بدیهی است اغلب در شرایط محیطی نا مناسب از نسبت آب به سیمان کم استفاده نمائیم لذا باید سعی شود بتن پر سیمان مصرف ننمائیم .
د ) استفاده از مقاطع بتنی نازک با درصد میلگرد زیاد .
هـ ) بکارگیری وسایل حمل با حجم زیاد که می تواند به ایجاد درز سرد و عدم پیوستگی
منجر شود .
و ) حرکت دادن بتن در مسیر افقی یا قائم بصورت طولانی مدت ویژه ای برای بتن های کم اسلامپ ( شوت ، شوت سقوطی یا ترمی )
ز ) استفاده از پمپاژ بتن در مسیرهای طولانی ، زیرا اصطکاک بتن با لوله باعث ایجاد گرما
می شود و در شرایط هوای گرم نیز این مسیر طولانی و گرمای لوله می تواند مشکل زا باشد .
ح ) استفاده از تسمه نقاله برای حمل بتن بدلیل ایجاد سطح هواخور خیلی زیاد و تبخیر شدید و تبادل گرمائی زیاد با محیط .
ط ) ضرورت انجام و تداوم کار در شرایط هوایی خیلی گرم بدلائل اقتصادی
ی ) استفاده از سیمانهای انبساطی و یا بدون جمع شدگی که می تواند مشکل زا باشد . در این رابطه برخی مواد انبساط زا یا برخی ملات ها یا بتن ها مانند گروت میتواند عامل ایجاد خسارت بیشتر باشد .
مسلما" باید گفت اگر شرایطی بر خلاف شرایط فوق ایجاد شود مسلما" در کاهش خسارات نقش خواهد داشت . اما بر ایجاد شرایط هوای گرم تأثیری ندارد .
عوامل ایجاد کننده شرایط نامناسب محیطی و هوای گرم :
مختلف و سنگدانه های موجود و پوزولانهای مصرفی یکسان و مساوی 0.22 نمی باشد . بویژه در سنگدانه ها و پوزولانها ممکنست ابن ظرفیت گرمائی از 0.19 تا 0.24 تغییر نماید و حتی از این محدوده نیز بیرون باشد . ظرفیت گرمائی آب و رطوبت موجود در سنگدانه kcal/kg 1 فرض شده است . i w جرم یخ مصرفی ، i t دمای یخ مصرفی ، 0.5 ظرفیت گرمائی یخ و 80 برابر گرمای نهان ذوب یخ بر حسب kcal/kg می باشد .
مثال 1 : طرح اختلاط زیر برای بتن سازی به میزان m3 1 داده شده است . با توجه به اطلاعات موجود دمای تعادل ساخت بتن را محاسبه کنید . سیمان 400 کیلو ، شن خشک 1000 کیلو ،
آب کل 220 کیلو ، دمای سیمان 0c 35 ، دمای شن 0c 40 و رطوبت آن 6/0 درصد ، دمای ماسه 0c 30 و رطوبت آن 5/4 درصد ، دمای آب 0c 25 می باشد .
مثال 2 : اگر بخواهیم دمای بتن به 28 برسد آب باید تا چند درجه خنک شود .
مثال 3 : اگر بخواهیم با آب 0c 25 و یخ 0c 4- به این دما دست یابیم ، چند کیلو یخ لازم است ؟
مثال 4 : اگر بدون خنک کردن آب یا مصرف یخ بخواهیم به این دما برسیم دمای شن باید به چند درجه سیلیوس برسد ؟
• اثرات هوای گرم بر خواص بتن :
همانطور که قبلا" اشاره شد هوای گرم بر روی بتن تازه سخت شده اثراتی را بر جای می گذارد که نامطلوب است . در این قسمت بطور مشروح به برخی از این اثرات و خواص بتن در هوای گرم اشاره می شود .
الف ) افزایش آب مورد نیاز در طرح مخلوط :
بسته به شرایط هوا و میزان تبخیر ممکنست تا 25 کیلو ( لیتر ) آب اختلاط مورد نیاز افزایش یابد ( نسبت به حالت بدون تبخیر ) – تقریبا" هر افزایش 5 درجه سانتی گراد به حدود 3 لیتر آب نیاز دارد . وجود آب بیشتر ، جمع شدگی را افزایش می دهد و میل به ترک خوردگی بیشتر می شود .
ب ) آهنگ افت اسلامپ :
مسلما" در شرایط هوای گرم ، گرمای بدون تبخیر و یا با تبخیر می توان تأثیر مهمی بر افت اسلامپ و آهنگ آن داشته باشد . میتوان گفت تقریبا" به ازاء 0c 40 افزایش دما ( 10 تا 0c 50 ) افت اسلامپ حدود 8 سانت را شاهد خواهیم بود ( هر 0c 10 حدود 2 سانت ) . مسلما" آهنگ افت اسلامپ نیز در هوای گرم بسیار زیاد می شود تا حدی که مزاحم کار اجرائی خواهد شد و غالبا" برای مقابله با آن به افزایش آب متوسل می شوند که کار صحیحی نیست.
ج ) افزایش آهنگ سفت شدن بتن و کاهش زمان گیرش :
در یک هوای معتدل و مناسب ممکن است زمان گیرش اولیه بتن بسته به نوع سیمان و نسبت های اختلاط بین ؟ تا 3 ساعت تغییر کند . با افزایش دما این زمان کاهش می یابد و ممکنست در دمای بتن بالاتر از 0c 30 و دمای محیط بیش از 0c 35 این زمان حتی به کمتر از نصف یا ثلث کاهش یابد . مسلما" این امر مشکلات اجرائی را افزایش می دهد . در حمل محدودیت زمانی بوجود
می آورد و در ریختن و تراکم باید سرعت قابل توجهی داشته باشیم تا قبل از گیرش لایه زیرین بتوانیم لایه روئی را ریخته و متراکم کنیم . پرداخت سطح مشکل می گردد و بتن زود سفت
می شود . در اکثر موارد در چنین شرایطی درز سرد ایجاد می گردد . درز سرد در آینده می تواند محل عبور آب و سایر مواد مزاحم شیمیائی باشد .
د ) ترک خوردگی خمیر بتن تازه :
این نوع ترک خوردگی معمولا" در محیط های گرم و خشک حاصل می گردد . بدیهی است اگر بتن در محیط گرم و مرطوب قرار گیرد بعلت تبخیر کم از سطح بتن ، جمع شدگی چندانی ایجاد نخواهد شد . در رطوبت های بیش از 80 درصد عملا" مشکل ترک خوردگی بتن تازه را نخواهیم اشت . وقتی تبخیر از kg/m2/hr 1 تجاوز نماید ، وضعیت حاد و بحرانی است و عملا" باید بتن ریزی متوقف گردد و یا تمهیدات خاصی تدارک دیده شود . وقتی ترک خوردگی بیشتری اتفاق می افتد که تأخیر در گیرش و سفت شدن بتن ، مصرف سیمانهای دیرگیر ، مصرف بیش از حد کندگیر کننده ، خاکستر بادی بعنوان جایگزین سیمان و یا بتن خنک داشته باشیم . مصرف موادی که آب انداختن را کم می کند میتواند به خشکی سطح و ترک خوردگی منجر شود . از جمله این مواد
می توان از میکروسیلیس نام برد .
از بین بردن ترکهای خمیری مشکل است ولی می توان با ماله کشی مجدد توأم با فشار ترکها را تا حدودی از بین برد .
ـ ) اثرات نامطلوب بر مقاومت :
مسلما" بتنی که گرم ریخته و نگهداری شود در سنین اولیه مقاومت قابل توجهی کسب می کند اما بطور کلی در سن 28 روز به بعد مقاومت کمتری نسبت به بتن ریخته شده با دمای کم
خواهد داشت . در شکل 2 و 3 میتوانید تأثیر دمای ریختن را بر مقاومت های اولیه و دراز مدت ببینید . بویژه اگر بتن حاوی مواد پوزولانی و کندگیر نباشند ، آسیب بیشتری می بینند . اگر ترک بتن را نیز در نظر بگیریم از نظر سازه ای آسیب جدی خواهد بود .
گاه دیده می شود که در روزهای گرم نسبت مقاومت 28 روزه به 7 روزه به مقادیری کمتر از 3/1 و حتی تا 1/1 می رسد . در شرایط خاص برخی آزمونه های 28 روزه مقاومتی کمتر از آزمونه های 7 روزه را نشان می دهند که بسیار تعجب برانگیز است . دلیل این امر استفاده از بتن گرم در
قالب های گرم و داغ می باشد که گاه در زیر تابش آفتاب نیز چند ساعتی نگهداری می شوند . با استفاده از سیمانهای ریز و زودگیر کننده ، سیمان زیاد یا w/c کم این مشکل بیشتر می گردد.
برای اختصار و با توجه به ذکر اثرات نامطلوب در ابتدای این نوشتار از بیان مشروح سایر اثرات خودداری می شود .
نحوه تولید بتن به زبان ساده:
اجزاء بتن
( Concrete Constituents )
اجزاء تشکیل دهنده بتن عبارتند از : سیمان، آب، دانه های سنگ و در مواردی مواد افزودنی. اکنون ذکر
مطالبی چند در مورد اجزاء تشکیل دهنده آن بی معنا نیست.
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 پاسخگویی به برخی 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