خواص بتن چیست؟

در این مطلب از بتن کاور می خواهیم به خواص بتن بپردازیم. میزان آب در خمیر سیمان چقدر است؟ چه مقدار آب برای ساخت آن باید استفاده کنیم و محاسن استفاده آب کمتر چیست؟! قبل از هر چیز در نظر داشته باشید که بتن عمدتاً از 2 قسمت تشکیل شده است:

1 – مصالح سنگی: حدود ۷5 – ۶0 درصد حجم بتن از مصالح سنگی تشکیل میشود.

2 -خمیر سیمان: حدود 40 – 25 درصد حجم بتن با خمیر سیمان پر میشود. از 40 – 25 درصد خمیر سیمان، ۷ الی 15 درصد سیمان و 14 الی 21 درصد آب است. در ادامه این مطلب بتن کاور همراه ما باشید.

میزان آب در خمیر سیمان

میزان آب در بتن معمولاً با نسبت وزنی آب به سیمان (W/C) نشان داده میشود که W معرف وزن آب و C معرف وزن سیمان است. به صورت یک اصل باید حتی المقدور نسبت W/C کم انتخاب شود.

قسمتی از آبی که در ساخت بتن مصرف میشود(حدود 25 درصد وزنی سیمان)، جذب ذرات سیمان شده و در واکنش های شیمیایی (هیدراسیون) بکار گرفته میشود، اما عملاً ساخت بتنی با W/C=0.25 امکانپذیر نیست، زیرا چنین بتنی به اندازهای سفت است که کار کردن با آن میسر نیست، به همین جهت باید W/C را تا آنجا افزایش داد که به سهولت بتوان با بتن کار کرد، بنابراین  W/C را تا 4/.  الی 6/0 افزایش میدهند، اما در همین محدود باز هم هرچه W/C را کمتر درنظر بگیرند، بهتر خواهد بود.

زیرا مازاد آب که در واکنش شیمیایی شرکت نمیکند، جا اشغال کرده و نهایتاً یا در بتن محبوس میشود و یا تبخیر شده و فضای خالی ایجاد میکند، یعنی در هر حال از حجم مفید بتن میکاهد.

محاسن استفاده از نسبت آب به سیمان کمتر

1 – افزایش مقاومت فشاری و کششی بتن

2 – افزایش خاصیت آب بندی در بتن ( زیرا هرچه آب کمتری مصرف شده باشد، فضای خالی کمتری در بتن ایجاد شده و در نتیجه روزنه های کمتری برای عبور آب وجود خواهد داشت)

3 – کاهش جذب آب (به دلیل محدود شدن فضاهای خالی)

4 – پیوستگی بهتر بین لایه های متوالی در بتن ریزی

5 – افزایش چسبندگی بین میلگرد و بتن (چون سطح تماس میلگرد و بتن بیشتر خواهد بود)

۶ – افزایش مقاومت در مقابل شرایط جوی نامساعدتر و خشک شدن های متوالی و سرد و گرم شدنهای متوالی

۷ – کاهش میزان افت

8 – کاهش میزان خزش

9 – کاهش امکان آب انداختن بتن

10 – کاهش امکان جدا شدن دانه ها

 مزیت استفاده از نسبت آب به سیمان بیشتر

 نسبت آب به سیمان  زیاد فقط یک حسن دارد و آن روانی و کارایی بیشتر است. متاسفانه  اکثراً W/C 10 مزیت قبلی (ناشی از W/C کمتر) فدای این یک حسن (کارایی بالاتر) شده و از W/C بیشتر استفاده میشود، یعنی فقط به لحاظ آنکه در کارگاه کار کردن با بتن راحتتر باشد، آب بتن را زیاد کرده و بدین ترتیب نارسایی های عدیدهای را برای بتن سخت شده آتی فراهم میکنند. توجه شود که در هر حال، کار کردن با بتنی با W/C کمتر از 4 / 0 امکانپذیرنیست.

  بتن تازه

بتن تازه بتنی است که تازه ساخته شده ودارای خاصیت روانی یا پلاستیسیته است. مهمترین مسئله در بتن تازه میزان کارائی آن است. بازه زمانی 48 ساعت پس از بتن ریزی اهمیت فوق العاده ای از نظرعملکرد بتن در سازه دارد.

خصوصیات بتن در این بازه زمانی بر روی عملکرد درازمدت، مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته، خزش، جمع شدگی و دوام بتن تاثیرگذار است.

 پیشنهاد می کنیم مطلب ژل میکروسیلیس JS 480 را نیز حتما بخوانید!

از آنجا که خواص بتن سخت شده نظیر مقاومت، پایداری حجمی و پایایی آن به درجه تراکم بتن تازه وابسته است، لذا لازم است که کارایی و روانی بتن تازه به صورتی باشد که بتوان آن را کاملا متراکم نمود. علاوه بر آن بتوان آن را به آسانی و بدون خطر جدایی دانه ها از هم حمل نمود و در قالبی ریخت و پرداخت نمود. پس برای بتن تازه باید کارایی وروانی در حدی باشد که به مقاومت نهایی بتن لطمه نزند.

درجه کارایی بتن با استفاده از آزمایش اسلامپ تعیین می شود. وسایل مورد نیاز برای این آزمایش عبارتند از:

• قیف اسلامپ
• میله ضربه زن (میله تراکم)
• کاردك
• برس

روش انجام کار

• مخروط به وسیله برس و گاهی کمی آب تمیز می شود. این مخروط نباید خیس یا کاملاً خشک باشد چرا که در

غیر این صورت بر مقدار آب درون مخلوط بتن اثر می گذارد.

• مخروط روی یک سطح صاف و سفت قرار می گیرد . اپراتور باید هنگام انجام عملیات این مخروط را ثابت نگه دارد.

• مخلوط بتن در سه مرحله و سه لایه با ارتفاعهای تقریباً برابر درون مخروط ریخته می شود. هر لایه را باید با 25 ضربه میله متراکم کننده، متراکم کرد.

• زمانی که قیف پر شد، سطح آن را به وسیله کاردك صاف می شود.
• قیف به آرامی با حرکت دادن به سمت بالا، برداشته می شود . دقت شود که اگر قیف به صورت کج خارج شود، منجر به تغییر در نتایج آزمایش خواهد شد.

بتن پس از بیرون آمدن از مخروط مقداری افت می کند. میزان این افت بر حسب سانتی متر مقدار اسلامپ یا درجه کارایی بتن می باشد. به صورت نظری مقدار افت می تواند بین 0 تا 30 سانتی متر تغییر کند. مقادیر حداقل و حداکثر اسلامپ بتن در بخش های مختلف یک سازه بتنی در جدول زیر نشان داده شده است.

بدیهی است که هرچقدر اسلامپ بتن کمتر باشد، خواص بتن سخت شده بهتر خواهد بود. بعضی از مسائلی که ممکن است در بتن تازه به وجود آید عبارتند از:

1 – آب انداختن بتن

آب انداختن بتن از نظر یک پدیده ظاهری، اینگونه تجلی میکند که پس از بتن ریزی و پرداخت سطحی بتن، یک لایه نازك آب آغشته به سیمان روی سطح بتن ظاهر میشود. این آب از قسمتهای زیرین بتن به دلیل خاصیت مویینگی به قسمتهای سطحی آب بالا آمده و در مسیر خود احتمالاً مقداری سیمان را نیز با خود شسته و همراه میکند. لذا در قسمتهای بالایی بتن، مقدار آب موجود از آبی که در طراحی درنظر گرفته شده، بیشتر خواهد شد و به عکس، در قسمتهای پایینی بتن مقدار آب کمتر خواهد گردید . مشخصات نامطلوب بتن آب انداخته به شرح زیر است :

1. پس از سخت شدن نامرغوب بوده و به مقاومت مطلوب و موردنظر نخواهد رسید.

2. لایه رویی بتن آب انداخته، پس از سفت شدن (سخت شدن) به مرور زمان و با استفادههای ترافیکمی از آن پودر شده اتفاق میافتد. چنین » پودرشدگی « و به صورت گرد و خاك درمیآید و به این جهت سطح رویی ناصاف شده و پدیده بتنی اولاً بدن نما شده و ثانیاً نقطه ضعفی برای شرایط یخزدگی و هوازدگی خواهد بود. آب انداختن پدیده بسیار نامطلوبی است و باید حتی المقدور از ایجاد آن جلوگیری کرد، متاسفانه بعضی از استادکاران سعی میکنند با زیاد ماله شدن بر روی سطح بتن، یک قشر آب در سطح ایجاد کنند.

غافل از اینکه این عمل ضعف های اساسی برای بتن ایجاد میکند.

مهمترین دلیل در آب انداختن بتن، اسلامپ بیش از حد است. بنابراین کارایی و اسلامپ کم در کنار مزایایی دیگر، احتمال آب انداختن را نیز کاهش میدهد. دلایل دیگری از جمله ویبره بیش از حد و نیز نامناسب بودن دانهبندی، احتمال آب انداختن بتن را افزایش میدهند.

2 – جدا شدن دانه های بتن

جدا شدن دانه ها از پدیدههایی است که در بتن تازه ایجاد میگردد. به این ترتیب که دانه های درشد مخلوط نشست کرده و به سمت پایین حرکت میکنند و دانه های ریزتر به سمت بالا منتقل میشوند، بنابراین بتن حالت یکنواختی خود را از دست داده و توزیع دانه بندی به هم میخورد.

جدا شدن دانه ها در بتن تازه یک پدیده نامطلوب محسوب میشود و ناظرین و مهندسین کارگاه همواره باید سعی کنند تا از عواملی که ممکن است منجر به بروز این حالت شود، جلوگیری نمایند. بتنی که دانه های آن جدا شده، از نظر مقاومت فشاری و خمشی ضعیف شده و به حد مطلوب نخواهد رسید.

مهمترین دلیل جدا شدن دانه ها در بتن تازه، اسلامپ بالا و بیش از حد است.

دلایل دیگری از قبیل ویبره بیش از حد جابجا کردن بتن در قالب بوسیله بیل یا ویبراتور، ریختن بتن از ارتفاع نیز ممکن است به جدا شدن دانه ها منجر شود. انبار کردن نامناسب دانه ها ممکن است به جدا شدن دانه ها قبل از ساخت بتن و احتمالاً عدم وجود دانه بندی یکنواخت و صحیح در بتن ساخته شده منجر شود.

به همین جهت لازم است انبار کردن دانه های شن و ماسه در کارگاه به صورت مجزا و در دپوهای جداگانه صورت گیرد.

از طرفی بهتر است برای ماسه یک دپوی (5 – 0میلیمتر و برای شن دپوهای mm 10 -5) یا نخودی و ( 20 – 10 )میلیمتر یا بادامی تنظیم شود و در صورت استفاده از دانه های درشت تر میتوان از یک دپوی (40 -20 ) میلیمتر نیز استفاده کرد.

به این ترتیب میتوان در هنگام ساخت بتن مصالح دانه های از هر دپو به میزان محاسبه شده جدا کرده و اختلاط را انجام داد.