روشهای بتن ریزی

روشهای بتن ریزی، به چه معنا میباشد؟ آیا روشهای حمل و انتقال بتن از محل تولید تا محل ریختن بتن، تعبیر درستی از روشهای بتن ریزی است؟

آنچه که معمولا از شنیدن عبارت “روشهای بتن ریزی” نزد پیمانکاران صنعت ساختمان تعبیر میشود، روشهای انتقال بتن تازه از تراک میکسر تا محل ریختن بتن در سازه میباشد. (اگر نیاز به خرید ژل میکروسیلیس داشتید، مشاورین بتن کاور در کنار شما هستند)

همچنین در برخی از مقالات علمی عبارتهایی به چشم میخورد که به معنی “روشهای بتن ریزی” وسعت میبخشد :

• روشهای بتن ریزی در هوای سرد
• روشهای بتن ریزی زیر آب
• روشهای بتن ریزی در حفاریهای ریزشی
• روشهای بتن ریزی بتنهای خاص
• روشهای بتن ریزی در اعضای مختلف سازه

با در نظر گرفتن موارد فوق تعریف ” روشهای بتن ریزی” از تعریف معمول فوق فراتر رفته و در انواع و دسته های رویکردی گسترده تری باید بررسی شود.

در این مقاله از بتن کاورانواع روشهای بتن ریزی مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

انواع روشهای بتن ریزی

روشهای بتن ریزی انواعی دارد که با توجه به موارد زیر دسته بندی میشوند:

• شرایط آب و هوایی: بتن ریزی در هوای سرد، بتن ریزی در هوای گرم و خشک ، بتن ریزی زیر بارانهای شدید و…
• موقعیت بتن ریزی: بتن ریزی در خشکی، بتن ریزی زیر آب، بتن ریزی دیواره های آب بند با حفاری ریزشی
• وسیله حمل و انتقال بتن از میکسر تا محل ریزش بتن: استفاده از پمپاژ، شوت و ناوه شیبدار، تسمه نقاله، سطل جرثقیل، مستقیما از ترک میکسر و …
• عضو بتنی با توجه به اشکال و احجام آنها: بتن ریزی کف بتنی، روسازی راه، پوشش کانال، تیر، دیوار، ستون، سقف، پوشش استخر، بتنهای حجیم، پی، قالب معکوس و …

• بتن ریزی احجام و اشکال خاص: بتن ریزی حجیم، بتن ریزی استخر، بتن ریزی قالب معکوس
• نوع بتن: شاتکریت، بتن درجا و…

همانطور که مشاهده میشود مبحث بتن ریزی و روشهای بتن ریزی مبحث گسترده ای است و در یک مقاله قابل بررسی نیست. لذا در ادامه توضیح مختصری در مورد هریک از دسته های فوق صحبت میگردد سپس سه دسته پرکاربرد تر بطور تفصیلی بررسی خواهد شد.

روشهای بتن ریزی از دیدگاه شرایط آب و هوایی

بطور معمول از بتن ریزی در شرایط خاص آب و هوایی اجتناب میشود لیکن گاهی به دلیل شرایط غالب آب و هوایی در منطقه بتن ریزی یا کافی نبودن فرصت اجرایی مجبور به بتن ریزی در شرایط خاص آب و هوایی خواهیم بود. از جمله شرایط آب و هوایی خاص که الزامات اجرایی  ویژه ای را نیاز دار میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

• بتن ریزی در هوای سرد
• بتن ریزی در هوای گرم و خشک
• بتن ریزی در باران شدید

هوای سرد به شرایط جوی اتلاق میشود که دمای هوا به مدت 72 ساعت متوالی کمتر از 5 درجه سانتی گراد باشد. بتن در دمای حدود -1 تا -2 درجه سانتیگراد یخ میزند. واکنش هیدراتاسیون آب و سیمان در دمای کمتر از 5 درجه سانتیگراد متوقف می شود. برای داشتن بتن خوب و با کیفیت ضمن حفظ دمای بتن در طول زمان حمل، بتن ریزی و گیرش بتن بالاتر از حدود گفته شده میبایست از یخزدن آب اضافی بتن بعد از گیرش اولیه تا زمان کسب مقاومت 5 مگا پاسکال در بتن غیر اشباع و 25 مگاپاسکال در بتن اشباع جلوگیری کرد.

در مراحل ساخت، حمل و عمل آوری بتن در هوای سرد مواردی میبایست رعایت گردد. هوای سرد بر مشخصات بتن، مصالح بتن و حتی انتخاب مواد افزودنی بتن اثر گذار است. استفاده از مواد روان کننده در کاهش میزان آب در طرح اختلاط بتن  و مواد زودگیر و ضد یخ بتن برای بتن ریزی در هوای سرد مناسب است. بتن ریزی در هوای سرد مبحث مفصلی است که در مقاله مربوطه به تفصیل مطرح شده است. ( استفاده از ضدیخ بتن درهوای سرد توصیه می گردد)

هوای گرم و خشک از بابت افزایش میزات تبخیر آب بتن حایز اهمیت است. دمای بیش از  32 درجه سانتیگراد در زمان بتن ریزی و تا خاتمه گیرش و تبخیر بیش از 1 کیلوگرم بر مترمربع در ساعت مشکل زا میباشد. هوای گرم و خشک بر بتن تازه و بتن سخت شده اثرات نا مطلوبی دارد. هوای گرم و خشک بر کاهش کارایی بتن تازه، ترک خوردگی، کاهش مقاومت، طرح اختلاط بتن، خواص بتن و شرایط عمل آوری بتن موثر است که خود مبحث مفصلی است و در مقاله جداگانه ای بررسی خواهد شد.

هوای بارانی بر بتنی که هنوز به گیرش اولیه خود نرسیده است به شدت تاثیر گذار است. بعد از گیرش اولیه تا گیرش نهایی باران فقط بر ظاهر بتن اثر دارد و پس از آن آب باران نه تنها مشکل ساز نیست بلکه به عمل آوری بتن نیز کمک خواهد کرد. اگر باران شدید و با قطرات بزرگ باشد ضربات قطرات باران بر سطح بتن سازه و فرسایش ایجاد شده باعث اثرات نامطلوب در بتن میشوند. گاهی بری مقابله با این حالت از یک یایه آب سطحی به عنوان ضربه گیر استفاده می شود.

در هوای بارانی علاوه بر زمان بربارندگی تمهیداتی میبایست بر محل ریختن بتن قبل از بتن ریزی اعمال کرد. برای کاهش صدمات بارنگی مواد افزودنی میتوان اضافه کرد که شرایط را تسهیل کند. مبحث بتن ریزی زیر باران شدید نیز در مقاله جداگانه ای بررسی خواهد شد.

روشهای بتن ریزی از دیدگاه موقعیت

منظور از موقعیت بتن ریزی، در خشکی یا زیر آب است. هرچند بتن ریزی دیواه چاه و یا دیوار آب بند با دیواره حفاری ریزشی نیز شرایط خاصی است که در این دسته بندی قابل بررسی است. بتن ریزی در خشکی شرایط معمول و نرمالی است که در آن بتن ریزی میشود.

در مواردی که بتن ریزی در مجاورت دیواره حفاری ریزشی انجام میشود نیاز است به موازات حفاری بتن ریزی و استفاده از گل بنتونیت صورت گیرد که خود رواداریهایی را بربتن ریزی اعمال میکند. این شرایط که به ریزشی بودن مصالح حفاری و کاربرد مشخص عضو بتنی بستگی دارد در مقالات تخصصی موچود بررسی شده است و در این مقاله به اشاره موردی آن بسنده شده است.

روشهای بتن ریزی در زیر آب با هدف به حداقل رساندن تماس بتن و آب و جلوگیری از هرگونه آشفتگی در آب صورت میگیرد. ‌یکی از پیچیده‌ترین و مهم ترین بخش‌ها در اجرای سازه‌های دریایی اجرای قسمت‌های زیر آب است. بتن ریزی در زیر آب با دو رویکرد ممکن است رویکرد اول استفاده از قالبهای خاص که با محصور کردن محل بتن ریزی و پمپاژ آبهای نشتی، فضایی ایجاد میگردد که از تماس بتن و آب جلوگیری کرده و بتن مشابه خشکی ریخته و عمل آوری میگردد. در رویکرد دوم انتقال بتن به زیر آب با روشهای خاصی صورت میگیرد تا تماس بتن و آب به حداقل برسد. از جمله این روشها به موارد زیر میتوان اشاره کرد:

• ریختن مخلوط بتنی در زیر آب به روش پیش آکنده
• ریختن مخلوط بتنی با جام‌ های زیر آبی
• ریختن مخلوط بتنی با قیف و لوله ( لوله ترمی )
• ریختن مخلوط بتنی زیر آب با پمپ
• روش کار با کیسه (bag work)
• بتن غیرقابل پراکنده شدن
• روش پشته پیشرو در بتن ریزی زیر آب

مبحث بتن ریزی در زیر آب مفصل بوده و در مقاله جداگانه ای به تفصیل مورد بررسی قرار میگیرد.

روشهای بتن ریزی از دیدگاه عضو بتنی

روشهای بتن ریزی از دیدگاه عضو بتنی مبحث مفصل دیگری است که در آن ابعاد و موقعیت عضو بتنی و نقش بتن در آن به عنوان پرکننده یا بابر سازه ای، تراکم آرماتور ها، دسترسی به عمق بتن و موارد مشابه حایز اهمیت است. در بتن ریزی هر یک از اعضا باید موارد زیر رعایت شود:

• حداکثر ارتفاع سقوط آزاد بتن ریزی برای جلوگیری از جدا شدگی سنگدانه‌ها به ۱.۲متر محدود گردد.
• بتن در هنگام جایگیری بصورت خمیری و همچنین به راحتی بین آرماتورهای فولادی قرار بگیرد.
• حجمی زیاد از بتن در یک سطح تخلیه شود و سپس بصورت افقی در طول قالب بتن حرکت داده شود.
• حتی الامکان از بوجود آمدن درز سرد جلوگیری شود.

بتن ریزی سقف میبایست بصورت متوالی و در یک جهت صورت گیرد بطوریکه از ایجاد درز سرد جلوگیری شود. در سطوح بزرگ باید محل قطع بتن از قبل تعیین و تمهیدات لازم در نقشه های اجرایی لحاظ شود.

بتن ریزی فونداسیون باید پس از رگلاژ کف و اجرای بتن مگر انجام شود. درصورت عدم نیاز به قالب باید با کمک پوشش پلاستیکی یا موارد مشابه از جذب آب بتن توسط دیواره جلوگیری شود.

بتن ریزی دیواره ها باید در لایه های افقی و با ضخامت یکنواخت صورت گیرد و هر لایه قبل از ریختن لایه بعد متراکم گردد و لایه جدید تا زمانی که لایه قبلی خمیری است ریخته شود.

در بتن ریزی دیوارها و ستونها باید حداکثر ارتفاع سقوط آزاد مجاز بتن ریزی 1.2 متر رعایت گردد. در ستونها به این منظور یا قالب بندی و بتن ریزی مرحله ای صورت میگیرد یا با استفاده از پمپ بتن امکان ریختن بتن با رعایت حد مجاز ارتفاع در ته قالب مهیا میگردد.

در بتن ریزی ستونها امکان ویبره زدن لایه های پایین دیده شود گاهی به این منظور تمهیداتی در قالب بندی منظور میگردد.

بتن ریزی کف سوله، پوشش کانالهای آبرسانی، پوشش استخر، پوشش روسازی، بتنهای حجیم و قالبهای معکوس از دیگر موارد این دسته از روشهای بتن ریزی است که شرایط خاص خود را داشته و در مقالات جداگانه ای به آن پرداخته خواهد شد.

روشهای بتن ریزی از نظر نوع بتن

روشهای بتن ریزی در بتنهای خاص مانند بتن خود تراکم، بتن پیش تنیده، بتنهای توانمند، بتن الیافی و بتن های با دوام تفاوتهایی دارند.

بتن خود تراکم بتنی است که تحت اثر وزن خود جاری میشود و نیاز به ویبره زدن ندارد. این بتن ضمن داشتن کارایی بالا از خطر جدایی دانه ها در امان است. لذا در قالبهایی که ویبره زدن کاری مشکل و یا عبور بتن از لا بلای تراکم آرماتورها سخت است سهولت هایی را در روش بتن ریزی ایجاد میکند.

بتن پیش آکنده برای ساخت قطعات ویژه با فضاهایی که ریختن، جا دادن و متراکم کردن بتن کار ساده ای نیست و یا بتن ریزی با چگالی بسیار زیاد صورت میگیرد، مثل بندهای موقت و سازه های بتنی سنگین، سهولتهای اجرایی را درروشهای بتن ریزی در بر دارد.

دیگر انواع بتن نیز با سهولتهای اجرایی در روشهای بتن ریزی همراه است. برای مشاهده موارد دیگر به مقالات مربوطه مراجعه شود.

روشهای بتن ریزی از نظر وسیله حمل و انتقال بتن

روشهای حمل و انتقال بتن از میکسر تا محل ریختن بتن باید به گونه ای صورت گیرد که با توجه به نوع بتن، جداشدگی در بتن ایجاد نشود و توالی بتن ریزی قبل از گیرش اولیه لایه قبلی صورت گیرد. با توجه به موارد پیش گفته روشهای حمل برای بتن معمولی و درشرایط نرمال در خشکی به شرح زیر است:

• بتن ریزی با ناوه یا شوت: ناوه سطح شیبداری است که برای انتقال سریع و ارزان بتن به نقاط پایین و ارتفاع کمتر مورد استفاده قرار میگیرد. حتی الامکان باید از ناوه کوتاه استفاده شود تا از جداشدگی و خشک شدن بتن ممانعت گردد. به منظور سهولت حرکت بتن در ناوه مقطع دایره یا نیم دایره با قطری بیش از 8 برابر حداکثر بزرگی سنگدانه برای آن توصیه می شود. شیب ناوه بین 35 تا 55 درجه مناسب است.
• پمپ کردن بتن با فشار: روش متداول و سریع بتن ریزی با امکان دسترسی به نقاطی با محدودیت مسافت و مکانی، خصوصا برای قالبهای گود.
• بتن ریزی با جام جرثقیل: جام همیشه با جرثقیل حمل نمیشود و گاهی با کابل بین دو تکیه گاه حمل میشود. مزیت این روش بتن ریزی عبور از موانع در ارتفاع بالا است. در پروژه های بزگ بتنی از جامهای بزرگ با حجم حدود 10 تا 12 مترمکعب استفاده میشود . اسلامپ بتن بین 5 تا 10 پیشنهاد میشود تا ضمن سهولت در امکان تخلیه کل حجم بتن شیرابه بتن نیز در طول مسیر از دست نرود. در اولین پر شدن جام مقداری از آب و سیمان و ماسه به دیواره جام میچسبد لذا به منظور جبران آن در بار اول پر کردن جام حدود 5 درصد آب و سیمان و ماسه به بتن اضافه میکنند. دریچه بازشو جام باید دارای ضامن باشد تا در اثر برخورد با موانع باز نشود.
• بتن ریزی با ترمی: لوله ترمی صلب، بصورت کاملا شاقول و سر آن داخل بتن ریخته شده قرار میگیرد. لوله های ترمی 3 متری به هم متصل میشوند. قظر لوله 20 تا 30 سانتیمتر و بزرگتر از 8 برابر حداکثر اندازه سنگدانه.

• بتن ریزی با ریل و واگن: از این روش در ساخت تونل ها و سدها استفاده می شودو عبارت است از واگن حمل بتن که بر روی مسیر ریلی حرکت میکند و در انتهای مسیر بتن را تخلیه کرده و برای بارگیری مجدد باز میگردد. سرعت حرکت آن 80 تا 90 متر در دقیقه است.
• بتن ریزی با تراک میکسر: برای محلهایی که امکان تخلیه بتن مستقیما از تراک میکر مهیا است کاربرد دارد. در این شرایط بتن ریخته شده توسط نیروی انسانی در سطح قالب بخش میگردد.
• بتن ریزی با تسمه نقاله: برای عبور افقی و مستقیم بتن از بین موانع کاربرد دارد و در انواع شعاعی، تلسکوپی، فیدری و پرتابل موجود هستند.تسمه نقاله ها بین 40 تا 90 سانتیمتر عرض دارند. امتیاز ویژه آنها حمل بتن بصورت افقی یا شیبدار به سمت پایین یا بالا است. سرعت آن از 30 تا 200 متر در دقیق است. در استفاده از آن اصولی باید رعایت گردد که از حوصله مقاله حاضر خارج است.
• بتن ریزی با دامپر یا فرغون موتوری: در کارگاه های نسبتا وسیع و هموار مورد استفاده دارد تا مسافت حمل 300 متر و حجم 100 تا 300 لیتر بتن کاربرد دارد. سرعت زیاد دامپر باعث جداشدگی بتن میشود.
• بتن ریزی باروش سنتی( فرغون،زنبه و استانبولی): برای بتن ریزی با حجم کم 60ريال 25 و 10 لیتر استفاده میشود.