آب بتن : مشخصات، شرایط آب اختلاط استاندارد

آب بتن چیست؟ شرایط اختلاط آن چیست؟ بتن یک ماده سرامیکی با استحکام بالا است که در صنعت راه و ساختمان به کار گرفته می‌شود. بتن از ترکیب ماسه، سنگ های خرد شده در دانه‌بندی های مختلف، مواد افزونی و آب به دست می‌آید. درصد و نسبت این مواد با یکدیگر تعیین کننده خواص و استحکام ماده بتنی خواهد بود. حتی نوع آب بتن نیز در تعیین ویژگی های آن تاثیر خواهد داشت. (توجه کنید که در صورتی که در مورد خرید ژل میکروسیلیس نیاز به مشاوره خرید دارید، کارشناسان بتن کاور در خدمت شما هستند.)

بتن ماده‌ای مهندسی است که توان تحمل تنش‌ های فشاری و وزن سازه را دارد. با توجه به کاربرد فراوانی که بتن دارد، باید ایمنی کافی هم داشته باشد. برای همین منظور استاندارد های مختلفی برای سنجش سطح کیفیت آن تدوین شده است. این بار در بتن کاور با بررسی دقیق آب مصرفی در ترکیب اختلاط بتن و استاندارد های تدوین شده مرتبط به آن خواهیم پرداخت.

آشنایی با ترکیب ساخت بتن

بتن یکی از مهمترین و البته کاربردی در صنایع مختلف و اجرای پروژه‌ های عمرانی به شمار می‌رود. در حال حاضر شرکت های بسیاری به صورت تخصصی محصولات خام آن را تولید می‌کنند. ترکیب بتن با سیمان شاید شبیه باشد ولی یک فرق اساسی هم دارد.  تفاوت اصلی سیمان و بتن با هم در وجود ذرات سنگی خرد شده در بتن است که آن را از حالت پودری شکل سیمان خارج می‌شود.

بتن ترکیبی از آب، سنگ دانه (ماسه و شن) و سیمان است. اختلاط درست این مواد در نسبت های مختلف می‌تواند ماده‌ای سرامیکی با استحکام فشاری بالا بسازد. پس از مخلوط کردن این مواد با یکدیگر مدتی زمان می‌برد تا سخت شود. به این ماده سخت شده بتن گفته می‌شود.

برای ساخت بتن استاندارد های مختلفی تعریف شده است. به این استاندارد ها طرح اختلاط بتن نیز گفته می‌شود. بر اساس نوع محیط، نوع آب، دانه‌بندی سنگ ‌ها و کاربرد بتن نسبت های مختلفی از آب بتن، سیمان و ماسه تعریف شده است. مهمترین عنصر این فرمول ها که باید به آن توجه داشت نوع و میزان آب است.

استاندارد های رسمی آب بتن مصرفی را از حیث اسیدیته، فیلتر کردن آب، مواد شیمیایی موجود در آن، وجود مواد سمی، ناخالصی ها و… دسته‌بندی کردند. بی‌اهمیتی کردن به همین پارامتر های هر چند ساده می‌تواند خسارت های جبران ناپذیری را به بار آورد. آب مهمترین عنصری است که به طور مستقیم بر فرایند عمل‌آوری بتن تاثیر خواهد گذاشت.

به طور مثال اگر ph آب بین 5.5 تا 6 قرار نداشته باشد، بتنی بی‌کیفیت با طول عمر کمی تولید شود. به طوری که اگر در آب بتن موادی مانند سولفور باشد، استحکام فشاری آن افت جدی خواهد داشت. از همین رو اساس ارزیابی بتن و کیفیت آن رعایت اصولی است که در استاندارد ها رسمی تعریف شده است.

ویژگی های آب بتن مصرفی

آب بتن از بخش های مهم این ترکیب سرامیکی است که به صورت ویژه در استاندارد های ملی و بین‌المللی به آن پرداخته شده است. اگر مشخصه های آب مصرفی با این جداول همخوانی نداشته باشد در مدت زمانی کمتر از بازه مورد انتظار، چه بتن مسلح شده باشد و چه نشده باشد، شکست و رشد ترک ها تشویق خواهد شد.

برخی از ویژگی هایی که برای تعیین کیفیت آب بتن در نظر گرفته می‌شود، در میان تمامی این استاندارد ها یکسان در نظر گرفته شده است. به علاوه پارامتر هایی که برای سنجش آن ها مورد بررسی قرار می‌گیرد هم میانشان مشترک است. مشخصه هایی که باید پیش از عملیات اختلاط بتن در نظر داشت، شامل موارد زیر می‌شود:

• نوع آب
• نوع و درصد عناصر شیمیایی مانند گوگرد و کلر
• میزان PH آب
• نوع مواد افزودنی
• شور بودن آب

مهمترین استانداردی که در حال حاضر در کشور برای بررسی آب بتن قابل مصرف در پروژه های عمرانی استفاده کرد، استاندارد ملی شماره ۱۴۷۴۸ است. در این استاندارد ضوابط و الزاماتی که برای بررسی و انتخاب آب نیاز است مورد بررسی قرار گرفته و رد جداول ذکر شده است. در این استاندارد درصد املاح مجاز مانند درصد كلريد و سولفات به همراه آزمایش های تایید شده تعریف می‌شود.

به طور مثال بر اساس همین استاندارد ها استفاده از آب فاضلاب ممنوع است. از طرفی توصیه شده که استفاده از آب آشامیدنی برای ایجاد ترکیب استفاده شود. همچنین پیشنهاد شده است از آب های سطحی مانند رود ها و آب دریا هم بهتر است استفاده نگردد. اگر بتن را بخواهید مسلح کنید به علت بروز خوردگی نباید از آب های شور در این فرایند استفاده نمایید.

آشنایی با انواع آب بتن

منبع های آبی که در حال حاضر در اختیار انسان قرار دارند دارای کیفیت های مختلفی هستند. این گروه‌بندی های کیفی بر اساس درصد آلودگی، ترکیب های شیمیایی، مرزه، رنگ، گل آلود بودن، سمیت و… تعیین می‌گردد. برخی از این منابع به عنوان آب بتن بر دیگر منابع اولویت دارند. چرا که سبب تثبیت خواص بتن خواهند شد.

منابع آب آشامیدنی

بهترین گزینه برای ایجاد ترکیب بتن، آب های آشامیدنی هستند. این آب ها کمترین میزان سختی و عناصر نامطلوب را دارند. برای شناخت این آب کافی است رنگ و مزه آن را بررسی کنید. به علاوه کمترین آلاینده ها مانند گل را در سیستم انتقال آب آشامیدنی می‌توان دید. حداکثر میزان مجاز آلودگی در این آب ها حدود 2000 ppm در نظر گرفته شده است.

منابع آب های زیر زمینی

پس از منابع آب آشامیدنی، آب های زیر زمینی مانند آب چشمه و آب چاه را می‌توان برای اختلاط بتن استفاده کرد. با توجه به این که مسیر عبور این آب ها از محل هایی است که امکان ترکیب آن با عناصر قلیایی و سنگین وجود دارد، باید پیش از مصرف به عنوان آب بتن، مورد بررسی آزمایشگاهی قرار بگیرند.

منابع آب ‌های سطحی و فاضلاب ‌های صنعتی

آب هایی که در سطح زمین روان هستند، امکان آلوده شدن با آلاینده هایی مانند شیرابه زباله ها، فاضلاب و… غیر قابل انکار است. در نتیجه بهتر است از این منابع به عنوان آب بتن استفاده نشود. همچنین پیش از مصرف تحت بررسی آزمایشگاهی قرار بگیرد.

آب دریا

آب دریا یکی از منابع آب شور در نظر گرفته می‌شود. وجود عنصر شیمیایی کلر در این آب ها امکان تسریع فرایند خوردگی میان بتن و المان های فلزی مانند بولت و میلگرد را فراهم می‎‌کند. در نتیجه بهتر است از آن برای بتن غیر مسلح و در زمان‌بندی ترکیب دقیق استفاده شود.

منابع آب های گوگردی

گوگرد عنصر دیگری است که امان ترکیب آن با آب تحت شرایط مختلفی وجود دارد. اگر از چنین منابعی قرار است به عنوان آب بتن استفاده شود باید به چند مورد توجه داشت. غلظت کمتر از ۱% عنصر گوگرد را می‌توان برای این منظور استفاده کرد. بر اساس آزمون های آزمایشگاهی وجود  ۰٫۵% سولفات منجر به کاهش 4 درصدی در استحکام و مقاومت بتن خواهد شد. اگر چه آبی که دارای 1% سولفات هم داشته باشد، تا 10% کاهش مقاومت را در پی خواهد داشت.

منابع آب های سخت

یکی از منابع آب که بر روی کره زمین در اختیار انسان قرار دارد آب های سخت هستند. ویژگی اصلی این آب ها مزه تلخشان است. چرا که به سولفات و ترکیب های کربناته آلوده می‌شوند؛ بنابراین پیش از مصرف بری آب بتن باید آن را مورد بررسی آزمایشگاهی قرار داد. اگر این آب ها به نمک کلریدی با غلظت 3.5 درصدی آلوده باشند، بین 8 تا 10 درصد کاهش استحکام را نمایش می‌دهند.

منابع آب راکد

آب راکد یکی از کم ارزشترین منابع آب است که بر سطح کرد زمین قرار دارند. به دلیل کیفیت پایین این منابع، بهتر است از آن ها به عنوان آب بتن استفاده نشود.

منابع آب های بازیافتی

بسیاری از کارخانه ها و صنایع بالا دستی آب های مصرف شده و در گردش سیستم های خنک کننده را برای مصرف دوباره بازیافت می‌کنند. از آب بازیافتی حاصل از کارخانه های تولید بتن و سیمان هم به عنوان آب بتن می‌توان استفاده کرد. البته مشروط بر پاس کردن آمایش های استاندارد این کار ممکن خواهد بود.

بررسی ترکیب شیمایی آب بتن طبق استاندارد

استاندارد های رسمی تعریف مشخصی از ویژگی های آب بتن معرفی می‌کنند. در این جداول میزان اسیدیته و درصد عناصر مجاز به غیر از اکسیژن و هیدروژن یاد شده است. برخی از عناصر مانند کلر خواص خورندگی دارند. یا عناصر دیگر هم هستند که با ترکیب شدن با اکسیژن گیرش بتن را کاهش می‌دهد. به همین دلیل به صورت تخصصی این موارد مورد بررسی متخصصین قرار گرفت.

میزان اسیدیته و بازی بودن آب یکی از مهمترین شاخصه‌ های است که به طور مستقیم بر نوع مصرف آن تاثیر خواهد گذاشت. بهترین نوع آب باید ph در حدود 5.5 تا 6 را داشته باشد. هر چه این عدد به سمت بازی بودن پیش برود کیفیت آن بهتر است. در میان انواع منابع آبی که در بالا به آن ها اشاره شده است، آب آشامیدنی بهترین انتخاب به عنوان آب بتن است. علت هم را هم در این می‌توان دانست که میزان یون H مثبت نسبت به یون  OH منفی در این آب بین 5.5 تا 6 و در قسمت بازی قرار می‌گیرد.

وجود عناصر و ترکیباتی مانند سولفید و سولفات می‌تواند مانع از گیرش خوب بتن و کاهش خواص مقاومت به خوردگی آن شود. به همین دلیل در متن هر استاندارد تبصره هایی برای شرایط خاص و عدم دسترسی به آب آشامیدنی در نظر گرفته شده است. برخی از این قوانین عبارت‌اند از:

• باید یک نمونه از اثر گیرش آب بتن تهیه شود. مقاومت 7 روزه آب ناسالم حداقل ۹۰% مقاومت فشاری ملات را نشان دهد.
• مدت زمان گیرش ترکیب حاصل از اختلاط بین یک ساعت تا 1.5 ساعت باید قرار بگیرد.
• درصد انبساط مخلوط حاصل از آب بتن غیر استاندارد باید با نمونه شاهد مقایسه شود.

✅در همین استاندارد ها بر حسب امکان وجود عناصر و ترکیبات مضر کلاس‌بندی دیگری نیز در نظر گرفته شده است. طبق این کلاس‌بندی با انجام آزمون های مشخص آزمایشگاهی به تناسب مسلح بودن بتن می‌توان آب بتن را انتخاب کرد.