ویزگی های مهم بتن
كليات
با توجه به نوع سازه و درجه اهميت آن، بايد به ويژگيهاي اصلي بتن به هنگام ساخت، ريختن و نگهداري توجه مخصوص به عمل آيد. بتن با كارايي و دوام زياد به بتني اطلاق مي‌شود كه بتواند به راحتي ريخته شود، در مقابل شرايط محيطي خورنده و بالاخره بارهاي وارد بر آن به خوبي مقاومت كند و مشخصات آن تغيير ننمايد. از اين رو پيمانكار بايد بر اساس مندرجات اين نشريه نسبت به ساخت بتن با كيفيت خوب اقدام نمايد. ويژگيهايي كه بايد مورد توجه پيمانكار قرار گيرد به شرح زير است:
كارايي بتن
بتن كارا بتني است كه بتوان به راحتي آن را ساخت، حمل نمود، در قالب موردنظر ريخت و متراكم نمود، بدون اينكه در يكنواختي آن در طول مراحل فوق تغييري حاصل شود. كارايي بتن بستگي به عوامل زير داشته و پيمانكار ملزم به رعايت آن مي‌باشد.
اسلامپ
كارايي به ميزان اسلامپ و رواني بتن ساخته شده، بستگي دارد. ميزان اسلامپ بر اساس روش مندرج در استاندارد (دت 505) كنترل مي‌شود. پيمانكار موظف است بتن موردنظر را بر اساس اسلامپهاي خواسته شده در مشخصات فني خصوصي و نقشه‌هاي اجرايي تهيه نمايد. بتن‌هايي كه به هنگام ريختن، اسلامپ‌شان با مشخصات خواسته شده مطابقت ننمايد مردود بوده، بايد از مصرف آن خودداري شده و از كارگاه خارج گردند. اضافه نمودن آب براي بالا بردن اسلامپ بتن‌هاي سفت شده پس از ساخت، به هيچ وجه مجاز نيست و انجام اين امر باعث تغييرات كلي در مشخصات بتن ساخته شده خواهد شد. بسته به ميزان اسلامپ و نوع كاربرد، بتن به 4 گروه سفت، خميري، شل و آبكي تقسيم مي‌شود. ميزان اسلامپ براي اعضا و قطعات مختلف بر اساس جدول 5-3-2-1 توصيه مي‌شود. مصالح مصرفي
از ديگر عوامل مهم در كارايي بتن، انتخاب صحيح مصالح مصرفي و نسبتهاي اختلاط آنها است. سيمان با نرمي زياد باعث بالا بردن كارايي بتن مي‌شود. شن و ماسه طبيعي گردگوشه داراي كارايي بيشتري نسبت به شن و ماسه شكسته است و شن و ماسه شكسته مكعبي داراي اولويت بيشتري نسبت به وضعيت مشابه با دانه‌هاي غير مكعبي مي‌باشد. در هر صورت مصالح سنگي مناسب از عوامل مهم در كارايي بتن محسوب مي‌شود و بايد با توجه به مندرجات اين نشريه و دستورات دستگاه نظارت نسبت به انتخاب آن اقدام شود.
مواد افزودني
براي بالا بردن كارايي بتن با نسبت آب به سيمان معين، از مواد افزودني استفاده مي‌شود. نوع و ميزان مصرف اين مواد مطابق مندرجات اين نشريه، مشخصات فني خصوصي و دستورالعملهاي كارخانه سازنده خواهد بود. نوع و ميزان مصرف مواد افزودني بايد به تأييد دستگاه نظارت برسد.
درجه حرارت
عدم رعايت درجه حرارت تعيين شده براي مخلوط بتن به هنگام ساخت، باعث بروز اشكالاتي در امر ريختن بتن و نهايتاً تغييرات جدي در ويژگيهاي آن خواهد شد. از اين رو رعايت مندرجات اين نشريه در خصوص”بتن‌ريزي در هواي گرم“ و ”بتن‌ريزي در هواي سرد“ الزامي است
5-3-3 پايايي (دوام) بتن
بتني كه در ساخت و نگهداري آن تمامي مشخصات فني رعايت شود، داراي پايايي زياد در برابر شرايط محيطي مي‌باشد. عوامل مهمي كه بايد براي دستيابي به بتن پايا به آن توجه شود به قرار زير است.
5-3-3-1 نسبت آب به سيمان
از خصوصيات مهمي كه بر دوام بتن اثر مي‌گذارد، ميزان آب در مخلوط بتن است. بسته به شرايط محيطي و عملكرد سازه بايد نسبت آب به سيمان در مشخصات فني خصوصي قيد شود
حداقل مقدار سيمان
انتخاب نسبت صحيح آب به سيمان، تراكم كافي و عمل آوردن مناسب مي‌تواند دوام بتن را بهبود بخشد
5-3-3-3 بتن با حباب هوا
هنگامي كه بتن در برابر شرايط يخ زدن قرار دارد يا براي آب شدن يخهاي مجاور آن از نمكهاي يخ‌زدا استفاده مي‌شود، براي بالا بردن دوام بتن بايد از مواد حبابساز استفاده شود نسبت آب به سيمان در بتن با حباب هوا، نبايد در هيچ مورد از 5/0 تجاور نمايد. ويژگيهاي ماده حبابساز بايد قبل از مصرف به تأييد دستگاه نظارت برسد به هنگام ساخت بتن با حباب هوا بايد طرح اختلاط بتن توسط آزمايشگاه مورد قبول كارفرما تهيه گردد. در مواردي كه ميزان هواي موجود در بتن، (4%) تا (6%) است، بايد به ميزان اوليه سيمان 50 كيلوگرم در متر مكعب اضافه نمود. در مواردي كه به تشخيص دستگاه نظارت ميزان هواي بيشتري مورد نياز باشد، بايد به ازاي هر (1%) هواي اضافه 25 كيلوگرم سيمان به متر مكعب بتن اضافه شود.
بتن مقاوم در برابر حملات شيميايي
بتني كه با شرايط كاملاً مناسب و خوب ساخته نشده باشد، چنانچه در مجاورت آبها يا خاكهاي آلوده به مواد شيميايي مهاجم و خورنده قرار گيرد، از پايايي آن به شدت كاسته مي‌شود. از اين رو شناخت عوامل كاهش دهنده اين اثرات، الزامي است. انواع مواد شيميايي كه سازه‌هاي بتني اغلب با آن مواجه هستند، عبارتند از سولفاتها، فاضلابهاي خانگي و صنعتي، آبهاي لب‌شور و آب دريا، عواملي نظير درجه حرارت، سرعت زياد مايع يا يخ مجاور سازه، عدم دقت در عمل آوردن بتن، تر و خشك شدنهاي پياپي و بالاخره خوردگي فولاد نيز باعث تضعيف بتن در مقابل حملات شيميايي مي‌شود. عواملي نظير پايين بودن نسبت آب به سيمان، انتخاب صحيح نوع سيمان و نفوذپذيري كم، مي‌تواند دوام بتن در مقابل حملات شيميايي و فيزيكي را فزوني بخشد.
به كار بردن مواد پوزولاني به ميزان (15%) تا (25%) وزن سيمان مصرفي، براي بالا بردن كيفيت بتن در مقابل حملات شيميايي توصيه مي‌شود. ميزان سولفات وارد شده به بتن توسط مصالح سنگي، بايد به (1/0%) وزن مصالح سنگي محدود شود. كل ميزان سولفات قابل حل در آب در مخلوط بتن بر حسب بنيان - -SO 4 ، نبايد از (4%) و مقدار كلي سولفات از (5%) وزن سيمان موجود در مخلوط بتن بيشتر باشد. در اين محاسبه مقدار كل سولفات در مصالح و مواد متشكله بتن بايد مورد توجه قرار گيرد.
بتن مقاوم در برابر سايش
بتن مقاوم در برابر سايش بتني است كه بتواند به نحوي در برابر اثرات فرسايشي عبور و مرور، تردد ماشين‌آلات، ضربه، سريدن مواد و يا اسباب و لوازم بر روي آن مقاومت نمايد. در ساخت بتن مقاوم به سايش و فرسايش، بايد عوامل زير مورد توجه قرار گيرد.
الف: مقاومت فشاري
يكي از مهمترين عواملي كه اثر مستقيم بر فرسايش بتن دارد مقاومت فشاري است. مقاومت فشاري و يا مقاومت سايشي بتن با كم شدن فضاي خالي بتن و پايين بودن نسبت آب به سيمان تأمين مي‌شود
ب: دانه‌بندي مصالح
دانه‌بندي مصالح بتن بايد پيوسته بوده و با توجه به مشخصات مندرج در فصل مصالح حتي‌الامكان از نوع مصالح با مقاومت زياد انتخاب شود. حداكثر قطر مصالح سنگي در بتن‌هاي مقاوم به سايش، 25 ميليمتر توصيه مي‌شود.
پ: اسلامپ
حداكثر اسلامپ براي بتن مقاوم در برابر سايش، 75 ميليمتر است. توصيه مي‌شود اسلامپ بتن براي لايه روكش و مقاوم در برابر سايش، در حدود 25 ميليمتر اختيار شود.
ت: ميزان هوا
براي بتن‌هاي داخل ساختمان كه در معرض يخ زدن و تغييرات جوي نيستند حداكثر هواي موجود در بتن، (3%) اختيار مي‌شود.
چنانچه امكان فرسايش سطح بتن با توجه به نوع مصرف بسيار زياد باشد، توصيه مي‌شود كه بتن اصلي با يك رويه از طبقه C30 كه حداكثر قطر دانه‌هاي آن 5/12 ميليمتر باشد، روكش شود.
ج: پرداخت سطح بتن
معمولاً براي صافكاري بتن، حداقل 2 ساعت زمان بعد از ريختن آن لازم است، لذا تا زماني كه آب سطح بتن كاملاً محو نشده است، بايد از ماله‌كشي سطح بتن پرهيز شود. بدين منظور ممكن است از روشهاي خاصي براي جمع‌آوري آب سطح استفاده شود.
چ: عمل آوردن
عمل آوردن بتن بايد فوراً پس از بتن‌ريزي شروع شود، رعايت اصول و مندرجات اين نشريه و نيز دستورالعملهاي تكميلي دستگاه نظارت الزامي است.
5-3-4 مقاومت بتن
5-3-4-1كليات
از مهمترين خصوصيات بتن، مقاومت آن است. براي دستيابي به بتني با مقاومت زياد، بايد در انتخاب مصالح از نظر كميت و كيفيت، ساخت بتن، حمل و ريختن و نهايتاً عمل آوردن و نگهداري، دقت كافي به عمل آيد. عوامل متعددي در مقاومت نهايي بتن مؤثر خواهد بود كه اهم آنها به شرح زير و رعايت آنها توسط پيمانكار الزامي است.
نسبت آب به سيمان
مقاومت نهايي بتن شديداً تحت تأثير نسبت آب به سيمان است. با توجه به شرايط ساخت و رويارويي بتن، نسبت آب به سيمان در هر پروژه در دفترچه مشخصات فني خصوصي ذكر مي‌شود. دستگاه نظارت همواره خصوصاً به هنگام تهيه بتن اين نسبت را كنترل مي‌نمايد. عدم رعايت نسبت آب به سيمان از طرف پيمانكار موجب مردود شناختن بتن شده و چنين بتني بايد فوراً از كارگاه خارج شود
نوع سيمان
در شرايط مساوي و هنگام ساخت بتن با مصالح سنگي مشخص، اسلامپ، تراكم و مقاومت بتن تابعي از ميزان سيمان و نوع آن است
نوع و حداكثر قطر مصالح سنگي
انتخاب مصالح سنگي با دانه‌بندي پيوسته و حداكثر قطر دانه‌ها از عوامل مهم در به دست آوردن مقاومت نهايي است. دانه‌بندي پيوسته با حداكثر قطر شن درشت‌تر، داراي فضاي خالي كمتر از دانه‌بندي پيوسته با حداكثر قطر شن كوچكتر است. در نتيجه دانه‌بندي مصالح سنگي كه قطر شن آن بزرگتر باشد، نياز كمتري به ملات سيمان براي پر نمودن فضاي خالي بين مصالح دارد. از اين رو براي دستيابي به مقاومت بيشتر، بايد قطر حداكثر شن مصرفي با توجه به نسبت آب به سيمان ثابت، كمتر اختيار شود و علاوه بر آن قطر حداكثر مصالح مصرفي، بايد كوچكتر از ارقام حاصله از شرايط ذيل باشد.
ـ كوچكترين فاصله بين سطوح متقابل قالبها
ـ ضخامت دال بتني
ـ حداقل فاصله داخل به داخل ميلگردها
مواد افزودني
نوع و ميزان مواد افزودني، اثر قابل توجهي در مقاومت نهايي بتن دارد. عدم دقت در به كار بردن اين مواد از نظر نوع و ميزان، نه تنها به بهبود كيفيت بتن و نهايتاً مقاومت آن كمك نمي‌كند، بلكه صدمات غير قابل جبراني را به همراه دارد، از اين رو رعايت دستورالعملهاي مندرج در اين نشريه الزامي است و پيمانكار بدون دستور كتبي دستگاه نظارت مجاز به استفاده از مواد افزودني نخواهد بود.
نفوذناپذيري بتن
ناتراوا بودن از ديگر خصوصيات مهم بتن است. براي دستيابي به بتني نفوذناپذير و جذب رطوبت پايين، توجه به نكات زير در مراحل مختلف كارهاي بتني توصيه مي‌شود.
نسبت آب به سيمان
توصيه مي‌شود حتي‌الامكان نسبت آب به سيمان از 45/0 كمتر اختيار شود. در اين حالت خمير سيمان داراي حداقل سوراخهاي آبگذر خواهد بود. تجربه نشان داده است وقتي نسبت آب به سيمان از 65/0 بيشتر باشد، نفوذناپذيري سريعاً افزايش مي‌يابد. در شرايط مساوي چنانچه نسبت آب به سيمان از 45/0 به 8/0 افزايش يابد، ضريب نفوذناپذيري بتن 100 برابر افزايش مي‌يابد.
5-3-5-2 نسبتهاي اختلاط
نسبتهاي دقيق اختلاط مصالح سنگي، مقدار آب و سيمان و نيز حداكثر قطر دانه‌ها، بايد با توجه به نوع سازه مشخص شود. مصرف آب اضافي و بي‌رويه، باعث پايين آمدن جرم مخصوص و نهايتاً بالا رفتن نفوذپذيري مي‌شود. ميزان اسلامپ در مخلوط بتن، بايد همواره كنترل و اين ميزان به 50 ميليمتر محدود شود.
ريختن، عمل آوردن و مراقبت
ريختن و عمل آوردن بتن در قالب و مراقبت، نقش بسيار اساسي در ساخت بتن توپر با ضريب نفوذناپذيري كم خواهد داشت. هنگام ريختن بتن بايد چنان عمل شود كه جداشدگي مواد متشكله رخ ندهد، چه اين امر باعث كرمو شدن بتن و بالا رفتن نفوذپذيري آن مي‌گردد. براي بتن توپر، مراقبت بايد با دقت بيشتري انجام شود. هر چه نسبت آب به سيمان زيادتر باشد، دستيابي به بتني توپر مشكل‌تر بوده و علاوه بر آن زمان لازم براي مراقبت و عمل آوردن بتن افزايش مي‌يابد.
درزهاي ساختماني
از آنجا كه درزهاي ساختماني نظير درزهاي انبساط و درزهاي اجرايي از نقاط آسيب‌پذير سازه بتني به شمار مي‌آيند، پيمانكار بايد با توجه به مشخصات مندرج در فصل بيست و يكم اين نشريه و دستورات دستگاه نظارت نسبت به اجراي درزها اقدام نمايد.
وزن بتن
از ديگر مشخصه‌هاي مهم بتن، وزن آن است. اين مسئله خصوصاً در سازه‌هايي كه وزن از نظر ايستايي نقش مهمي را ايفا مي‌نمايد، نمود بارزتري مي‌يابد. يكي از عوامل مؤثر در بالا بردن وزن بتن به كار گرفتن مواد سنگي درشت و با وزن مخصوص زياد است.
وزن واحد حجم بتن ساخته شده، بايد بر اساس تجربه و اندازه‌گيري در كارگاه به دست آيد .