18

ساختمان‌های مقاوم در برابر رادون

رادون (Radon) چیست؟

رادون یک گاز بی‌رنگ، بی‌بو و رادیواکتیو است که به طور طبیعی در خاک در تمامی بخش‌های ایالات متحده آمریکا وجود دارد. رادون حاصل تجزیۀ طبیعی اورانیوم و رادیوم موجود در سنگ و خاک است. نرخ حرکت رادون در خاک، بستگی به نفوذپذیری و درجه اشباع دارد. رادون به عناصر رادیواکتیو دیگر در سری‌های اورانیومی، موسوم به مشتقات رادون، فرومی‌پاشد. این ذرات باردارِ رادیواکتیو به ذرات موجود در هوا متصل شده که می‌توانند استنشاق شوند. رادون هم‌چنین می‌تواند در آب‌های زیرزمینی حل شود.

چرا رادون یک نگرانی است؟

رادون به‌عنوان ماده‌ای سرطان‌زا طبقه‌بندی شده و یکی از علل اصلی سرطان ریه است. مشتقات رادون که استنشاق می‌گردند، به دستگاه تنفسی و اعماق ریه‌ها متصل می‌شوند. انرژی آزادشده حاصل از واپاشی رادیواکتیو این ذرات در بدن، می‌تواند آسیب بافتی ایجاد نماید که با سرطان ریه مرتبط شده‌است. سطوح رادون در آب چاه، هنگامی که به‌عنوان آب آشامیدنی استفاده می‌شود، باید اندازه‌گیری شده و در صورت نیاز تصفیه گردد.

چگونه ساختمان‌های مقاوم در برابر رادون ساخته‌شود؟

دال‌ها و دیوارهای بتنی مستحکم، خاک را از فضای داخلی مسکونی جدا نموده و برای ساخت ساختمان‌های مقاوم در برابر رادون ضروری‌اند. این راه، سدی مؤثر در برابر نفوذ گاز حاصل از خاک بوده و اگر ترک‌ها و بازشوها آب‌بندی شوند، منابع خارجی پرتوزایی را تضعیف می‌نماید.

کاهش رادون می‌تواند در ساخت‌وسازهای موجود و جدید مورد توجه قرارگیرد. اقتصادی‌تر است که سامانه‌های کاهش رادون در زمان ساخت‌وساز اولیه، تعبیه شوند. این سامانه شامل فرآیندی برای جمع‌آوری گازهای حاصل از خاک از زیر ساختمان، جداسازی خاک از فضای مسکونی و تهویه آن گاز به خارج از ساختمان است.

یک سیستم غیرفعال به جریان طبیعی گاز حاصل از خاک از درون آن از طریق لوله تهویه متکی است. سیستم فعال، که به آن سامانه کاهش فشار فعال خاک (ASD) گفته می‌شود، شامل یک هواکش در لوله تهویه است تا گازهای حاصل از خاک را از طریق لوله خارج کند.

از این دستورالعمل‌ها پیروی شود تا ورود رادون کاهش یابد:

1. طراحی به‌گونه‌ای انجام شود تا بازشوهای تأسیساتی به حداقل برسد. بازشوهای فاضلاب باید آب‌بندی شده و به بیرون تهویه شوند.

  1. توصیه نمی‌شود که لایه‌ای از ماسه یا پرکنندۀ متراکم‌شده بر روی ورق پلی‌اتیلن قرار داده‌شود. این لایه، رطوبتی را که ممکن است از طریق دال مهاجرت کند، به دام می‌اندازد. به‌طور مشابه، ورق نباید برای زهکشی آب در هنگام قراردادن دال بتنی، سوراخ شود.
  2. از بتن بدون آب مازاد استفاده شود تا ترک‌خوردگی به حداقل برسد. بتن با سنگ‌دانه بزرگ‌تر به طور معمول جمع‌شدگی کم‌تری دارد. بتن برای دال‌ها در زمان جای‌دهی، باید دارای اسلامپ 75 تا 125 میلی‌متر باشد.
  3. ترک‌خوردگی تصادفی با استفاده از درزهای کنترلی در دیوارها و کف‌ها و درزهای جداسازی بین دال‌ها و دیوارها به حداقل رسانده‌شود. ترک‌ها قرار است در محل درزها ایجاد شوند و می‌توان آن‌ها را به‌راحتی آب‌بندی کرد.
  4. پی‌های دال یکپارچه، روشی مؤثر برای به حداقل رساندن ورود رادون بوده و برای خانه‌های دارای کف روی زمین در اقلیم‌های گرم رایج هستند. پی و دال به‌عنوان یک واحد یکپارچه عمل نموده و بازشوها را به حداقل می‌رسانند.
  5. پس از تسطیح دال، قطعات نشانه‌گذاری ارتفاع و تراز برداشته شود. اگر در محل باقی بمانند، می‌توانند مسیرهای ورود از طریق دال ایجاد کنند.
  6. درزهای کنترلی و ساختمانی به گونه‌ای ساخته‌شود که درزبندی را تسهیل نماید.
  7. بتن به‌طور مناسب عمل‌آوری شود.
  8. تمامی درزهای کنترلی، درزهای جداسازی و هرگونه بازشو دیگر در دال‌ها و دیوارها باید با یک آب‌بند الاستومری (مانند درزبند پلی‌اورتان) درزبندی شوند. ترک‌های تصادفی باید قبل از درزبندی، تراشیده شده تا عریض‌تر گردند.
سامانه کاهش رادون
Slide2

نیروهای متخصص؛ مهم‌ترین سرمایه فهاب بتن

در صنعت بتن آماده، تجهیزات پیشرفته و فناوری‌های مدرن اهمیت بالایی دارند؛ اما آنچه در نهایت کیفیت واقعی خدمات را تضمین می‌کند، نیروی انسانی متخصص و حرفه‌ای است. حتی پیشرفته‌ترین خطوط تولید نیز بدون حضور کارشناسان توانمند، اپراتورهای باتجربه و تیم‌های اجرایی دقیق، نمی‌توانند عملکرد مطلوبی داشته باشند.

شرکت دانش‌بنیان فهاب بتن از ابتدای فعالیت خود تلاش کرده است تا توسعه مجموعه را بر پایه دانش تخصصی، تجربه عملی و استفاده از نیروهای حرفه‌ای بنا کند. به همین دلیل، امروز بخش‌های مختلف این مجموعه از حضور کارشناسان، مهندسان و نیروهای اجرایی توانمندی بهره می‌برند که هرکدام نقش مهمی در حفظ کیفیت و ارائه خدمات حرفه‌ای ایفا می‌کنند.

همکاری با فارغ‌التحصیلان دانشگاه‌های برتر کشور

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های فهاب بتن، استفاده از نیروهای متخصص و تحصیل‌کرده در بخش‌های مختلف مجموعه است. تیم تحقیق و توسعه این شرکت از فارغ‌التحصیلان دانشگاه‌های برتر کشور مانند دانشگاه تهران، دانشگاه صنعتی شریف و دانشگاه علم و صنعت تشکیل شده است.

حضور این نیروهای متخصص باعث شده فهاب بتن تنها یک تولیدکننده بتن آماده نباشد، بلکه مجموعه‌ای دانش‌محور و مبتنی بر اصول علمی مهندسی باشد. فعالیت مستمر تیم تحقیق و توسعه در زمینه بررسی طرح‌های اختلاط، استفاده از افزودنی‌های نوین، کنترل کیفیت و توسعه بتن‌های تخصصی، نقش مهمی در ارتقای سطح خدمات این مجموعه داشته است.

امروزه پروژه‌های عمرانی بزرگ نیازمند بتن‌هایی با ویژگی‌های خاص هستند و طراحی این بتن‌ها بدون دانش فنی و تخصص دانشگاهی امکان‌پذیر نیست. فهاب بتن با تکیه بر تیم علمی خود، توانسته در مسیر تولید بتن‌های مهندسی و تخصصی حرکت کند و پاسخگوی نیاز پروژه‌های مدرن باشد.

واحد کنترل کیفیت؛ نظارت دقیق بر تمام مراحل تولید

کنترل کیفیت در صنعت بتن اهمیت بسیار بالایی دارد؛ زیرا کوچک‌ترین خطا در مواد اولیه، توزین یا فرآیند تولید می‌تواند بر عملکرد نهایی سازه تاثیر بگذارد. در فهاب بتن، واحد کنترل کیفیت از نیروهای متخصص، دقیق و آموزش‌دیده تشکیل شده است که وظیفه نظارت بر تمامی مراحل تولید را بر عهده دارند. این تیم کیفیت مصالح اولیه، طرح اختلاط، شرایط تولید و بتن نهایی را به صورت مستمر بررسی می‌کند تا محصول نهایی مطابق استانداردهای مورد نیاز پروژه باشد.

فعالیت این واحد تنها محدود به آزمایش‌های ساده نیست؛ بلکه کنترل دقیق فرآیند تولید، ثبت اطلاعات، پایش کیفیت بتن و بررسی عملکرد طرح‌های اختلاط نیز بخشی از وظایف این تیم تخصصی محسوب می‌شود.

تیم فروش حرفه‌ای و تعامل سازنده با مشتریان

در بسیاری از پروژه‌ها، انتخاب بتن مناسب نیازمند مشاوره تخصصی و ارتباط حرفه‌ای میان تامین‌کننده و کارفرما است. به همین دلیل فهاب بتن تلاش کرده تیم فروش خود را از نیروهای تحصیل‌کرده، حرفه‌ای و دارای توانایی تعامل موثر با مشتریان تشکیل دهد. تیم فروش مجموعه تنها وظیفه ثبت سفارش را بر عهده ندارد؛ بلکه تلاش می‌کند با شناخت نیاز پروژه‌ها، بهترین خدمات و مناسب‌ترین راهکارها را به مشتریان ارائه دهد. ارتباط موثر، پاسخگویی مناسب و پیگیری مستمر سفارش‌ها از جمله ویژگی‌هایی است که باعث شده بسیاری از مشتریان همکاری بلندمدتی با فهاب بتن داشته باشند.

تعمیرگاه اختصاصی و تیم فنی حرفه‌ای

فعالیت مداوم در صنعت بتن آماده نیازمند تجهیزات سالم، آماده به کار و تحت کنترل است. فهاب بتن برای افزایش کیفیت خدمات و جلوگیری از اختلال در عملیات اجرایی، از تعمیرگاه اختصاصی و تیم فنی حرفه‌ای بهره می‌برد. این تیم مسئول نگهداری، تعمیر و سرویس تجهیزات مختلف مجموعه از جمله تراک میکسرها، پمپ‌های بتن، بچینگ و ماشین‌آلات اجرایی است. وجود تعمیرگاه اختصاصی باعث می‌شود مشکلات فنی در کوتاه‌ترین زمان برطرف شده و ناوگان مجموعه همیشه آماده خدمت‌رسانی باشد. نگهداری اصولی تجهیزات علاوه بر افزایش عمر ماشین‌آلات، در حفظ کیفیت بتن و جلوگیری از تاخیر در پروژه‌ها نیز نقش مهمی دارد.

رانندگان آموزش‌دیده و متعهد

در صنعت بتن آماده، نحوه حمل بتن تاثیر مستقیمی بر کیفیت نهایی محصول دارد. رانندگان تراک میکسر در واقع بخشی از فرآیند کنترل کیفیت محسوب می‌شوند و عملکرد آن‌ها می‌تواند بر سلامت بتن تاثیرگذار باشد. فهاب بتن از رانندگان حرفه‌ای و آموزش‌دیده استفاده می‌کند که به صورت مستمر تحت ارزیابی و تست قرار می‌گیرند. رعایت اصول حمل بتن، زمان‌بندی دقیق، توجه به نکات ایمنی و اجرای دستورالعمل‌های فنی از جمله مواردی است که در عملکرد رانندگان مجموعه مورد توجه قرار می‌گیرد. این موضوع باعث شده فرآیند حمل بتن در پروژه‌ها با دقت و نظم بیشتری انجام شود و کیفیت بتن تا زمان رسیدن به محل پروژه حفظ گردد.

اپراتورهای مجرب در اجرای بتن‌ریزی

اجرای بتن‌ریزی در پروژه‌های مختلف نیازمند تجربه، دقت و شناخت کامل شرایط اجرایی است. اپراتورهای پمپ بتن و دکل در فهاب بتن از نیروهای باتجربه و حرفه‌ای تشکیل شده‌اند که تجربه حضور در پروژه‌های متعدد عمرانی را دارند این اپراتورها با شرایط مختلف بتن‌ریزی، محدودیت‌های اجرایی پروژه‌ها و اصول فنی کار آشنا هستند و تلاش می‌کنند عملیات انتقال و اجرای بتن با بهترین کیفیت ممکن انجام شود. وجود نیروهای اجرایی متخصص باعث کاهش مشکلات اجرایی، افزایش سرعت عملیات و بهبود کیفیت نهایی بتن‌ریزی در پروژه‌ها می‌شود.

فرهنگ سازمانی مبتنی بر تخصص و مسئولیت‌پذیری

در فهاب بتن، نیروی انسانی تنها به عنوان یک کارمند شناخته نمی‌شود؛ بلکه سرمایه اصلی مجموعه محسوب می‌شود. به همین دلیل، آموزش مستمر، ارتقای دانش فنی و ایجاد فرهنگ مسئولیت‌پذیری همواره مورد توجه مدیریت مجموعه بوده است. تمام کارکنان مجموعه، از بخش تولید تا حمل و اجرا، وظیفه خود را بخشی از فرآیند حفظ کیفیت می‌دانند و تلاش می‌کنند خدمات فهاب بتن با بالاترین استاندارد ممکن به مشتریان ارائه شود. این نگاه حرفه‌ای باعث شده فهاب بتن بتواند اعتماد بسیاری از پروژه‌های بزرگ عمرانی را جلب کند و همکاری‌های بلندمدتی با کارفرمایان مختلف داشته باشد.

ترکیب دانش، تجربه و تعهد

آنچه امروز فهاب بتن را به مجموعه‌ای قابل اعتماد در صنعت بتن آماده تبدیل کرده، تنها تجهیزات و ظرفیت تولید نیست؛ بلکه ترکیب دانش تخصصی، تجربه اجرایی و تعهد نیروی انسانی است.

از تیم تحقیق و توسعه گرفته تا واحد کنترل کیفیت، از رانندگان و اپراتورها تا کارشناسان فروش و نیروهای فنی، همه اعضای این مجموعه در یک هدف مشترک فعالیت می‌کنند؛ ارائه بتنی باکیفیت، خدماتی حرفه‌ای و تجربه‌ای مطمئن برای مشتریان.

فهاب بتن باور دارد که آینده صنعت بتن متعلق به مجموعه‌هایی است که در کنار فناوری و تجهیزات، به نیروی انسانی متخصص نیز اهمیت می‌دهند؛ و به همین دلیل، سرمایه‌گذاری بر روی تیم حرفه‌ای همواره یکی از اصلی‌ترین اولویت‌های این مجموعه بوده است.

17

پرکنندۀ جریان‌پذیر

پرکنندۀ جریان‌پذیر چیست؟

پرکنندۀ جریان‌پذیر یک مصالح سیمانی با مقاومت پایین، خودتراکم و خودتراز با قوام (روانی) جریان‌پذیر بوده که به عنوان یک پرکنندۀ اقتصادی، جایگزین پرکنندۀ دانه‌ای متراکم‌شده می‌شود. پرکنندۀ جریان‌پذیر، بتن نبوده و برای جایگزینی بتن نیز استفاده نمی‌شود. برای مقاصد طراحی، خصوصیات آن باید مانند خاک یا دیگر مصالح پرکننده مدنظر قرارگیرد. اصطلاح مورد استفاده کمیته 229 ACI، مواد با مقاومت کنترل‌شدۀ کم (CLSM) است. سایر اصطلاحات شامل پرکنندۀ فاقد جمع‌شدگی، پرکننده با چگالی کنترل‌شده، دوغاب خاک-سیمان، ملات جریان‌پذیر یا خاکریز با مخلوط رقیق است.

ویژگی جریان‌پذیری به گونه‌ای است که می‌تواند با حداقل تلاش جای‌گذاری شود، جریان یابد تا فضا را پر کند و پس از ریخته‌شدن، نیاز به تراکم نداشته‌باشد. این ماده، سخت شده تا ظرفیت باربری لازم یا پر کردن حفره‌ها را با حداقل نشست یا کاهش حجم فراهم نماید.

پرکنندۀ جریان‌پذیر به عنوان ماده‌ای تعریف می‌شود که مقاومت فشاری آن کم‌تر از 3/8 مگاپاسکال باشد. با این حال، در اکثر کاربردها از مخلوط‌هایی با مقاومت کم‌تر از 1/2 مگاپاسکال استفاده می‌شود. قابلیت حفاری پرکنندۀ جریان‌پذیر بستگی به تجهیزات مورد استفاده، مقاومت و نوع مخلوط دارد.

چرا از پرکنندۀ جریان‌پذیر استفاده می‌شود؟

پرکنندۀ جریان‌پذیر، جایگزینی اقتصادی برای پرکنندۀ دانه‌ای متراکم‌شده است که صرفه‌جویی در نیروی کار، تجهیزات و زمان را فراهم می‌کند؛ زیرا تراکم دستی لازم نیست، عرض شیار یا اندازه حفاری به طور قابل‌توجهی کاهش یافته، افراد نیازی به ورود به حفاری نداشته و یک راه‌حل برای پرکردن مناطق غیرقابل دسترس (مانند مخازن زیرزمینی) که پرکنندۀ تراکم‌یافته نمی‌تواند اجرا شود، فراهم می‌کند. کاربردهای پرکنندۀ جریان‌پذیر شامل موارد زیر است:

  1. پرکننده – پرکردن شیارهای فاضلاب و تاسیسات، پایه‌های پل، پوشش مجرا، حفاری‌های شمع، دیوارهای نگه‌دارنده و برش‌های جاده.
  2. پرکنندۀ سازه‌ای – زیراساس پی، زیر شالوده، بستر دال کف، بسترهای روسازی بادوام و لایه زیرین مجرا.
  3. کاربردهای دیگر – معادن متروکه، مخازن ذخیره‌سازی زیرزمینی، چاه‌ها، بدنه‌های تونل متروکه و فاضلاب‌ها، زیرزمین‌ها و سازه‌های زیرزمینی، حفره‌های زیر روسازی، کنترل فرسایش و عایق حرارتی با پرکنندۀ جریان‌پذیر با مقدار زیاد هوا.

چگونه پرکنندۀ خودتراکم سفارش داده‌شود ؟

هنگام مشخص‌کردن یا سفارش مصالح، هدف از استفاده و پیش‌بینی حفاری پرکنندۀ جریان‌پذیر در آینده، مدنظر قرارگیرد. پرکنندۀ جریان‌پذیر می‌تواند از موادی تشکیل شود که با استانداردهای استفاده در بتن مطابقت ندارند. مواد اقتصادی و بازیافت‌شده می‌توانند استفاده شوند. مواد حفاری‌شده در محل می‌توانند در مخلوط‌های این نوع مصالح وارد شوند. پرکنندۀ جریان‌پذیر با چگالی کم، حاوی هوای زیاد در کنار افزودنی و فوم ازپیش‌شکل‌گرفته است.

چگونه پرکنندۀ جریان‌پذیر، حمل و اجرا شود؟

این مواد توسط کامیون‌های بتن آماده حمل شده و از طریق ناودان (شوت)، به طور مستقیم در فضای خالی یا حفره‌ای که باید پر شود، قرار‌ داده‌می‌شود. دیگ مخلوط‌کن در حالت هم‌زدن نگه داشته می‌شود تا پیش از تخلیه، همگنی مخلوط حفظ شود. پرکنندۀ جریان‌پذیر می‌تواند توسط پمپ، ناودان‌ها یا جام‌ها به محل نهایی‌اش انتقال یابد.

مخلوط‌های دارای مصالح دانه‌ای، به صورت مؤثرتری می‌توانند پمپ شوند. به دلیل قوام(روانی) سیال، این مواد می‌توانند از نقطه تخلیه تا مسافت‌های طولانی جریان یابند. پرکنندۀ جریان‌پذیر، مانند بتن نیاز به عمل‌آوری نداشته اما باید تا زمان سخت‌شدن از یخ‌زدگی محافظت گردد.

تخلیه پرکنندۀ جریان‌پذیر از ناودان (شوت) کامیون مخلوط‌کن (میکسر)
Slide1

آشنایی با بتن الیافی

بتن الیافی چیست؟

استفاده از الیاف برای تقویت مصالح شکننده، پیشینه‌ای طولانی دارد و از خشت‌های کاه‌دار باستانی تا بتن‌های پیشرفته امروزی را دربر می‌گیرد. با گسترش فناوری بتن، الیاف به‌عنوان تقویت‌کننده‌ای ناپیوسته در ماتریس سیمان به کار گرفته شدند تا ضعف ذاتی بتن در کشش، ترک‌خوردگی و شکنندگی را کاهش دهند. برخلاف میلگردهای سنتی، الیاف به‌صورت تصادفی در بتن پخش شده و باعث افزایش چقرمگی، مقاومت ضربه‌ای، دوام و عملکرد بتن در برابر خستگی خمشی می‌شوند. همین ویژگی‌ها سبب شد بتن الیافی به‌عنوان یک کامپوزیت پیشرفته، در بسیاری از پروژه‌های عمرانی جایگاه ویژه‌ای پیدا کند.

تصویری از اجرای بتن الیافی فولادی

بتن الیافی امروزه با انواع الیاف فولادی، شیشه‌ای مقاوم در برابر قلیا، مصنوعی و طبیعی تولید می‌شود و هرکدام کاربردهای خاص خود را دارند. الیاف فولادی در کف‌سازی صنعتی، روسازی و اعضای باربر، الیاف شیشه‌ای در نماها و قطعات پیش‌ساخته ظریف، و الیاف مصنوعی مانند پلی‌پروپیلن در کنترل ترک‌های جمع‌شدگی و افزایش دوام بتن کاربرد گسترده‌ای یافته‌اند. توسعه افزودنی‌های بتن، دوده سیلیس و فناوری‌های نوین نیز اجرای بتن الیافی را آسان‌تر و اقتصادی‌تر کرده است؛ به‌گونه‌ای که امروزه این فناوری در بسیاری از سازه‌ها، تونل‌ها، بتن پاششی و محصولات پیش‌ساخته به‌عنوان راهکاری مقاوم و بادوام مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تصویری از اجرای بتن الیافی شیشه‌ای

نقش الیاف قبل و بعد از ترک‌خوردگی

الیاف در بتن، هم پیش از ترک‌خوردگی و هم پس از آن، نقش مهمی در بهبود عملکرد سازه دارند. پیش از ایجاد ترک، الیاف با مهار ریزترک‌ها و توزیع تنش در ماتریس سیمان، از گسترش ترک‌های اولیه جلوگیری کرده و شروع ترک‌خوردگی را به تأخیر می‌اندازند. این عملکرد به‌ویژه در سنین اولیه بتن اهمیت دارد؛ جایی که میکروالیاف پلیمری می‌توانند ترک‌های ناشی از جمع‌شدگی و حرارت را کنترل کنند و در نتیجه دوام و یکپارچگی بتن افزایش یابد.

پس از ترک‌خوردگی، نقش اصلی الیاف آغاز می‌شود؛ به‌طوری که الیاف مانند پل، دو طرف ترک را به یکدیگر متصل نگه داشته و مانع بازشدگی و گسترش آن می‌شوند. این پدیده باعث افزایش چشمگیر چقرمگی، جذب انرژی و مقاومت باقیمانده بتن شده و رفتار ترد و ناگهانی بتن معمولی را به رفتاری نرم و تدریجی تبدیل می‌کند. در نتیجه، بتن الیافی تحت بارهای ضربه‌ای، زلزله و بارهای متناوب عملکرد بسیار بهتری داشته و بدون فروپاشی ناگهانی، تغییرشکل‌های بیشتری را تحمل می‌کند.

تصویری از گسیختگی خمشی تیر بتن الیافی

عوامل مؤثر بر عملکرد الیاف

عملکرد مؤثر الیاف در بتن به میزان پیوستگی میان الیاف و ماتریس سیمانی وابسته است. این پیوستگی از طریق چسبندگی شیمیایی، اصطکاک و مهار مکانیکی تأمین می‌شود. در زمان ترک‌خوردگی، الیاف با مقاومت در برابر لغزش، تنش را میان دو سوی ترک منتقل کرده و از گسترش آن جلوگیری می‌کنند. الیاف تغییرشکل‌یافته مانند انواع قلاب‌دار، موج‌دار یا زبر، به دلیل قفل‌شدن مکانیکی در بتن، عملکرد بسیار بهتری نسبت به الیاف صاف دارند و برای بیرون کشیده شدن به نیروی بیشتری نیاز دارند. همین ویژگی باعث افزایش ظرفیت پل‌زنی ترک، جذب انرژی و شکل‌پذیری بتن الیافی می‌شود.

در بتن‌های معمولی، چسبندگی و اصطکاک به‌تنهایی برای عملکرد مطلوب کافی نیستند و استفاده از الیاف دارای مهار مکانیکی ضروری است. الیاف قلاب‌دار می‌توانند تنش باقی‌مانده بیشتری پس از ترک‌خوردگی ایجاد کرده و از افت ناگهانی مقاومت جلوگیری کنند، در حالی که الیاف صاف سریع‌تر دچار لغزش می‌شوند. به همین دلیل، رفتار الیاف و کیفیت اتصال آن‌ها با ماتریس معمولاً با آزمایش‌های بیرون‌کشیدگی بررسی می‌شود تا رابطه نیرو و لغزش مشخص گردد؛ موضوعی که مبنای تحلیل و طراحی بتن‌های الیافی مدرن به شمار می‌رود.

انواع الیاف و بتن الیافی

شاخص‌ترین و متفاوت‌ترین جزء تشکیل‌دهنده بتن الیافی نسبت به بتن معمولی، الیاف است. با توجه به این که انواع متعددی از الیاف در صنعت بتن به‌صورت تجاری در دسترس هستند، نه‌تنها درک تفاوت‌ها بین الیاف و آرماتور فولادی سنتی، بلکه بین خود انواع الیاف نیز بسیار حائز اهمیت است. بنابراین، در این بخش، به بررسی الیاف مختلف و ویژگی‌های آن‌ها پرداخته می‌شود. الیاف با بافت و شکل‌های مختلف با مقادیر مصرف متنوع، عملکردهای متفاوتی در مخلوط بتن دارند. طول الیاف معمولاً بین 6 میلی‌متر تا 60 میلی‌متر متغیر است، اما گاهاً الیاف طبیعی نیز می‌توانند حتی به کوتاهی 2 میلی‌متر باشند. الیاف مورد استفاده در بتن بر اساس قطر معادل آن‌ها، طبق تعریفACI CT-18  به دو دسته تقسیم می‌شوند:

(1) میکروالیاف با قطر معادل کمتر از 0/3 میلی‌متر و

(2) ماکروالیاف با قطر معادل برابر یا بیشتر از 0/3 میلی‌متر.

همچنین از نظر ساختار، الیاف می‌تواند متفاوت باشد. مثلاً الیاف شیشه‌ای مقاوم در برابر قلیا می‌توانند به‌صورت رشته‌های پیوسته، به‌ویژه در ساختارهای توری یا مشبک مورد استفاده قرار گیرند. الیاف عناصری جداگانه با سطح مقطع نسبتاً کوچک هستند که در خمیره بتن در حالت تازه قرار می‌گیرند. در نتیجه، به‌جای آن که مانند تقویت‌کننده‌های فولادی پیش از بتن‌ریزی در قالب قرار گیرند، در مرحله مخلوط‌کردن بتن به مخلوط اضافه می‌شوند. این موضوع باعث می‌شود که تقویت در سراسر ماتریس بتن به طور تقریباً یکنواخت پخش شود و به بخشی جدایی‌ناپذیر از بتن تبدیل گردد. مواد الیاف مورد استفاده در بتن شامل فولاد، شیشه مقاوم در برابر قلیا، پلیمرهای آلی (مانند پلی‌اولفین‌ها، نایلون و کربن) و منابع طبیعی است. اما، الیاف فولادی بیشترین کاربرد در بتن را دارند. بنابراین، بتن‌های الیافی با استفاده از الیاف مختلف می‌تواند عملکرد متفاوتی در شرایط مختلف داشته باشد. در ادامه مشخصات مختلف انواع الیاف و به تبع آن، بتن الیافی، ارائه می‌شود.

انواع مختلفی از الیاف در بتن‌های مسلح به الیاف استفاده می‌شوند که در مقالات زیر می‌توانید به صورت کامل با این الیاف آَشنا شوید:

مشخصات بتن سخت شده؛ مکانیکی و دینامیکی

رفتار تحت بارگذاری استاتیکی: مهم‌ترین مزیت الیاف در بتن سخت‌شده، افزایش ظرفیت جذب انرژی، شکل‌پذیری و توان تحمل بار پس از ترک‌خوردگی است. عملکرد الیاف به مقاومت آن‌ها در برابر بیرون‌کشیدگی از ماتریس وابسته بوده و الیاف تغییرشکل‌یافته مانند انواع قلاب‌دار، نسبت به الیاف صاف عملکرد مؤثرتری دارند. الیاف فولادی می‌توانند رفتار بتن را در برابر بارهای فشاری، کششی، خمشی، برشی و پیچشی بهبود دهند و از شکست ترد جلوگیری کنند.

مقاومت فشاری: افزودن الیاف فولادی معمولاً تأثیر محدودی بر مقاومت فشاری بتن دارد و افزایش آن اغلب کمتر از ۲۳ درصد است. با این حال، الیاف به‌طور قابل توجهی شکل‌پذیری، جذب انرژی و نحوه گسیختگی بتن را بهبود می‌دهند و باعث ایجاد ترک‌های ریزتر و جلوگیری از شکست ناگهانی می‌شوند.

مقاومت کششی: یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های بتن الیافی، حفظ مقاومت پس از ترک‌خوردگی است. الیاف می‌توانند مقاومت کششی بتن را بسته به نوع، درصد و جهت‌گیری خود تا حدود ۳۰ تا ۶۰ درصد افزایش دهند و در برخی شرایط خاص حتی افزایش‌های بیشتری ایجاد کنند. همچنین، طاقت و ظرفیت جذب انرژی بتن الیافی معمولاً چند برابر بتن معمولی است.

مقاومت برشی و پیچشی: الیاف فولادی باعث افزایش مقاومت برشی و پیچشی بتن شده و عملکردی مشابه خاموت‌ها در کنترل ترک و انتقال برش ایجاد می‌کنند. وجود الیاف موجب کاهش عرض ترک‌ها، افزایش مقاومت اصطکاکی و جلوگیری از شکست کشش قطری در تیرها می‌شود و در بسیاری از موارد می‌تواند مکمل یا جایگزین بخشی از آرماتور برشی باشد.

مقاومت خمشی: تأثیر الیاف بر مقاومت خمشی بتن بسیار بیشتر از مقاومت فشاری و کششی است و در برخی موارد افزایش‌هایی بیش از ۱۰۰ درصد گزارش شده است. الیاف باعث افزایش مقاومت پس از ترک، ظرفیت جذب انرژی و شکل‌پذیری تیرهای بتنی می‌شوند و رفتار خمشی بتن را از حالت شکننده به تدریجی تغییر می‌دهند.

رفتار تحت بارگذاری دینامیکی و ضربه‌ای: بتن الیافی در برابر ضربه و بارهای دینامیکی عملکرد بسیار بهتری نسبت به بتن معمولی دارد. الیاف فولادی می‌توانند بار نهایی و انرژی شکست بتن را چند برابر افزایش دهند و از فروپاشی ناگهانی در شرایط انفجار، ضربه یا بارگذاری شدید جلوگیری کنند.

نمونه‌ای از بتن درست شده با الیاف

رفتار خستگی: در بارگذاری‌های تکراری، الیاف با کنترل رشد ترک‌ها و جذب انرژی، عمر خستگی بتن را افزایش می‌دهند. بتن الیافی در سازه‌هایی مانند روسازی‌ها، پل‌ها، کف‌های صنعتی و تونل‌ها عملکرد پایدارتری داشته و کاهش عرض ترک و افزایش دوام بلندمدت را به همراه دارد.

مدول الاستیسیته و نسبت پواسون: در درصدهای معمول مصرف الیاف (کمتر از ۲ درصد حجمی)، مدول الاستیسیته و نسبت پواسون بتن الیافی تقریباً مشابه بتن معمولی در نظر گرفته می‌شود و تغییرات آن‌ها محدود است.

چقرمگی یا طاقت: اصلی‌ترین ویژگی بتن الیافی، افزایش چقرمگی و ظرفیت جذب انرژی است. بتن الیافی پس از ترک‌خوردگی همچنان یکپارچگی خود را حفظ می‌کند و برخلاف بتن معمولی که به‌صورت ناگهانی خرد می‌شود، رفتار نرم‌تر و شکل‌پذیرتری از خود نشان می‌دهد.

مقاومت در برابر سایش و لغزش: الیاف فولادی در شرایط سایش شدید، کاویتاسیون و برخورد ذرات جامد، مقاومت بتن را بهبود می‌دهند. همچنین پس از فرسایش سطح، بتن الیافی نسبت به بتن معمولی مقاومت لغزش و اصطکاک بیشتری از خود نشان می‌دهد.

مزابا بتن الیافی

دلایل زیادی در حالت تازه و سخت‌شده برای استفاده از بتن الیافی وجود دارد. برخی از این مزایا شامل موارد زیر است:

  • کاهش ترک‌های پلاستیک در بتن و افزایش مقاومت اولیه که موجب کاهش خردشدن قطعات بزرگ به قطعات ریز می‌شود.
  • بهبود دوام بلندمدت سازه یا محصول؛ بتن در معرض تخریب ناشی از خوردگی، واکنش قلیایی- سیلیسی، حمله سولفاتی، چرخه‌های یخ‌زدن و آب‌شدن در شرایط اشباع و روش‌هایی که از نفوذ محلول‌های مهاجم دیگر ناشی می‌شوند، قرار دارد. بنابراین، با کاهش نفوذ آب و سایر محلول‌های تهاجمی، می‌توان دوام بتن را افزایش داد. بتن الیافی به کنترل دقیق‌تر ترک‌ها کمک می‌کند که این امر باعث کاهش عرض ترک‌ها و در نتیجه، کاهش نفوذ آب می‌شود.
  • افزایش مقاومت در برابر خردشدگی و ضربه که ناشی از افزایش سختی (معیار ظرفیت جذب انرژی) است.
  • کاهش ‌پوسته‌شدن بتن‌های پرمقاومت و با نفوذپذیری کم در برابر آتش.
  • بهبود مقاومت در برابر سایش و فرسایش ناشی از جریان؛ از بتن الیافی در سازه‌های هیدرولیکی برای تعمیر آسیب‌های ناشی از فرسایش- ساییدگی در حوضچه‌های آرام‌، کانال‌ها، دریچه‌ها و مناطق خروجی استفاده شده است.
  • جایگزینی آرماتورهای سنتی افت و حرارت؛ استفاده از الیاف به‌جای مش‌های جوش‌خورده و میلگردهای قطر کم که برای کنترل افت و حرارت به کار می‌روند، به‌عنوان گزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه اثبات شده است.
  • کاهش ضخامت اجزای بتنی در کاربردهای کف روی زمین و تونل‌سازی؛ استفاده از بتن الیافی، امکان تولید بتن‌های نازک (معمولاً حدود 15 میلی‌متر) را فراهم کرده است. بتن الیافی محصولاتی هستند که در عین داشتن دوام و پایداری مناسب، وزن بسیار کمتری را برای مقطع محصول ممکن ساخته‌اند.
  • افزایش فاصله بین درزها در کاربردهای کفسازی روی زمین؛ استفاده از حجم زیاد الیاف فولادی و الیاف مصنوعی ماکرو باعث افزایش فاصله درزها در کفسازی‌های بتنی شده است. همچنین در بسیاری از موارد، استفاده از حجم زیاد این الیاف نیاز به درزهای انقباضی را به‌طور کامل از بین برده است.
  • ایمنی در محل پروژه؛ استفاده از بتن الیافی به‌جای آرماتورهای سنتی، خطر سرخوردن را کاهش می‌دهد. این اتفاق به‌ویژه در سقف کامپوزیت عرشه‌فولادی پر رنگ‌تر است و محیط کاری ایمن‌تری را برای کارگران ساختمانی فراهم می‌کند.

کاربردهای بتن الیافی

از دهه ۱۹۶۰، بتن مسلح به الیاف فولادی در روسازی‌ها، دال‌های کف، مواد نسوز و محصولات بتنی به‌کار گرفته شد. امروزه در اعضای غیرمسلح مانند روسازی‌ها، پارکینگ‌ها، لایه‌های نازک و دال‌های روی زمین، استفاده از میکروالیاف مصنوعی برای کنترل ترک‌های پلاستیک و افزایش دوام توصیه می‌شود. همچنین، ماکروالیاف می‌توانند در برخی کاربردها به‌عنوان جایگزین یا مکمل آرماتورهای سنتی مورد استفاده قرار گیرند. هرچند در اعضای اصلی سازه‌ای مانند تیر و ستون، هنوز امکان جایگزینی کامل میلگرد با الیاف وجود ندارد، اما الیاف می‌توانند ظرفیت باربری، خواص مکانیکی و سهولت اجرا را بهبود دهند.

مزایا استفاده از الیاف نسبت به آرماتور فولادی سنتی به‌عنوان تقویت‌کننده ثانویه

بتن مسلح به الیاف فولادی: بتن الیافی فولادی به دلیل مقاومت کششی، چقرمگی، جذب انرژی و عملکرد مناسب در برابر خستگی، در روسازی‌ها، دال‌های صنعتی، پوشش‌های بتن پاششی، تونل‌ها و سازه‌های تحت بارهای ضربه‌ای کاربرد گسترده‌ای دارد. توزیع تصادفی الیاف باعث ایجاد مقاومت همسانگرد در بتن شده و در برخی شرایط، امکان کاهش یا حذف آرماتور برشی را فراهم می‌کند. همچنین در بتن پاششی مسلح به الیاف فولادی، نیاز به نصب مش و میلگرد کاهش یافته و اجرای پروژه‌های تونلی، پایدارسازی شیب‌ها و حائل‌های گودبرداری اقتصادی‌تر و سریع‌تر می‌شود.

  • دال‌های روی زمین به صورت روسازی‌ها، کف‌های صنعتی و فرودگاه‌ها
  • پوشش و تعمیر عرشه پل‌ها
  • برای ساخت روسازی در بتن غلتکی
  • ترمیم و نوسازی سازه‌های دریایی مانند پایه‌های بتنی و کیسون‌ها
  • پوشش نوسازی کف‌های صنعتی، بزرگراه و فرودگاه‌ها
  • سازه‌های مقاوم در برابر پوسته شدگی انفجاری و زلزه
  • پوشش تونل با استفاده از قالب لغزنده
  • ساخت و ترمیم سدهای عظیم و دگیر سازه‌های هیدرولیکی

بتن مسلح به الیاف شیشه‌ای: الیاف شیشه‌ای عمدتاً در قطعات سبک و ظریف معماری، نماهای پیش‌ساخته و پنل‌های پوششی کاربرد دارند. این نوع بتن به دلیل وزن کم، مقاومت مناسب و قابلیت شکل‌پذیری، در تولید اجزای دکوراتیو و نماهای مدرن مورد توجه قرار گرفته است.

  • کاربرد در تولید پانل‌های نما برای ساختمان‌ها
  • در تجهیزات تامین، توزیع و مدیریت انرژی الکتریکی
  • ساخت اسکله‌های شناور
  • ترمیم ساختمان‌ها و جایگزین کردن دیوارهای موجود
  • اجزای سقف‌های معلق و تجهیزات داخلی

بتن مسلح به الیاف مصنوعی: الیاف مصنوعی مانند پلی‌پروپیلن و نایلون بیشتر برای کنترل ترک‌های ناشی از جمع‌شدگی پلاستیک در بتن‌های درجا، بتن پاششی و قطعات پیش‌ساخته استفاده می‌شوند. این الیاف معمولاً در مقادیر کم مصرف شده و بیشتر در کاربردهای غیرسازه‌ای به کار می‌روند. دو نوع رایج آن‌ها شامل الیاف مونوفیلامنت و فبریلاته است که به بهبود دوام و کاهش ترک‌های سطحی کمک می‌کنند.

سایر بتن‌های الیافی و سیستم‌های هیبریدی: بتن مسلح به الیاف کربنی، به دلیل مقاومت بالا و وزن کم، در کاربردهای خاص و پیشرفته استفاده می‌شود، هرچند هزینه زیاد آن مانع گسترش وسیع این فناوری شده است. همچنین، پژوهش‌های جدید به سمت استفاده از سیستم‌های هیبریدی الیاف حرکت کرده‌اند؛ روشی که با ترکیب چند نوع الیاف، می‌تواند چقرمگی، مقاومت ترک‌خوردگی و عملکرد کلی بتن را بهبود دهد.

یکی از اصلی‌ترین بخش‌های استفاده از بتن الیافی، مدیریت بر روی کنترل کیفی و اجرا صحیح است. به شما پیشنهاد می‌کنیم جهت آشنایی با این مسئله مقاله زیر را مطالعه نمایید و در صورت نیاز به مشاوره با متخصصین ما تماس حاصل فرمایید.

برای آشنایی بیشتر با مبحث مربوط به بتن‌های حاوی الیاف به دومین شماره مجله فصل بتن با موضوع تخصصی بتن‌های الیافی مراجعه نمایید. مشاهده مجله فصل بتن

16

مقاومت خمشی بتن

مقاومت خمشی چیست؟

مقاومت خمشی، معیاری غیرمستقیم از مقاومت کششی بتن است. این معیار بیش‌ترین تنش روی وجه کششی یک تیر یا دال بتنی غیرمسلح در نقطه شکست در خمش را تعیین‌نموده و با بارگذاری تیرهای بتنی دارای مقطع ۱۵۰×۱۵۰ میلی‌متر با طول دهانه حداقل سه برابر عمق اندازه‌گیری می‌شود. نمونه‌های کوچک‌تر تیر دارای مقطع ۱۰۰×۱۰۰ میلی‌متر نیز به عنوان اندازه استاندارد شناخته می‌شود.

مقاومت خمشی به صورت مدول گسیختگی (MR) بر حسب مگاپاسکال بیان شده و با روش‌های آزمون استاندارد ASTM C78 (بارگذاری یک‌سوم دهانه) یا ASTM C293 (بارگذاری نقطه مرکزی دهانه) تعیین می‌گردد. اندازه نمونه و نوع بارگذاری بر مقاومت خمشی اندازه‌گیری‌شده، تأثیر گذاشته و مقایسه‌ها یا الزامات باید بر اساس همان اندازه تیر و پیکربندی بارگذاری انجام شود.

چرا مقاومت خمشی اندازه‌گیری می‌شود؟

طراحی ضخامت روسازی‌های بتنی بر اساس مقاومت خمشی یا مدول گسیختگی است. عوامل اثرگذار شامل بارگذاری عبورومرور و سختی خاک بستر هستند. طراحان روسازی اغلب نیاز به صحت‌سنجی این موضوع دارند که مخلوط پیشنهادشده، به مدول گسیختگی مورد استفاده در طراحی خواهد رسید یا خیر. مخلوط‌های بتنی باید به‌طور مناسب طراحی شوند تا مدول گسیختگی که در اسناد قرارداد ذکر شده‌است را تامین نمایند. هنگامی که پذیرش در محل بر اساس آزمون‌های مقاومت خمشی باشد، مخلوط بتن باید به‌درستی طراحی‌شده تا سطح مقاومتی بالاتری را کسب نماید که منجر به کاهش ریسک عدم پذیرش نتایج آزمون خواهد شد.

چگونه از مقاومت خمشی استفاده می‌شود؟

مقاومت خمشی به‌طور محافظه‌کارانه در محاسبه مقاومت خمشی اسمی برای طراحی اعضای سازه‌ای نادیده گرفته‌می‌شود. مقاومت خمشی که از رابطۀ تجربی تخمین زده‌می‌شود، به منظور برآورد تنش کششی که باعث ترک‌خوردگی بتن غیرمسلح می‌شود و برای ارزیابی خیزها در بارهای بهره‌برداری به‌کار‌می‌رود. برای آزمون پذیرش روسازی‌های جاده‌ای، از مقاومت فشاری به جای آزمون‌های مقاومت خمشی در اغلب سازمان‌های راه‌سازی استفاده می‌شود.

آزمایش‌های مقاومت خمشی در تحقیقات و ارزیابی آزمایشگاهی مخلوط‌ها مفید بوده اما حساسیت به تغییرات آزمایش باعث می‌شود که نتوان از آن‌ها به‌عنوان مبنای پذیرش یا رد بتن در محل استفاده کرد. آزمایش‌های مقاومت خمشی برای پذیرش در محل، به طور معمول برای روسازی‌های فرودگاهی استفاده می‌شود.

مشکلات آزمون‌های خمشی چیست؟

آزمون‌های خمشی به‌شدت به آماده‌سازی نمونه، نحوه‌ی جابجایی و روش‌های عمل‌آوری حساس هستند. نمونه‌های تیر، سنگین‌ بوده و ممکن است حین جابجایی و حمل‌ونقل آسیب ببینند. تیرها باید به روش استاندارد عمل‌آوری شده و در حالت مرطوب تست شوند. یک دوره کوتاه خشک‌شدن می‌تواند منجر به کاهش شدید مقاومت خمشی گردد. رعایت همۀ این الزامات در محل پروژه، بسیار دشوار بوده و اغلب باعث نتایج غیرقابل اعتماد و به ‌طور کلی، کم در نتایج آزمون مدول گسیختگی می‌شود.

ASTM C78  (بارگذاری یک‌سوم دهانه) –  بار در دو نقطه در فواصل یک‌سوم طول دهانه اعمال شده و تنش بیشینه روی قسمت یک‌سوم میانی تیر اتفاق می‌افتد.

ASTM C293 (بارگذاری نقطه مرکزی دهانه) – بار در نقطه میانی دهانه اعمال شده و تنش بیشینه در مرکز تیر، زیر موقعیت بار اتفاق می‌افتد.

15

افزودنی‌های شیمیایی برای بتن

افزودنی‌ چیست؟

افزودنی‌ها، مواد شیمیایی طبیعی یا ساخته‌شده بوده که به بتن، پیش از مخلوط‌شدن یا در آن هنگام، اضافه می‌شوند. رایج‌ترین افزودنی‌های شیمیایی مورد استفاده شامل مواد هوا‌زا (حباب‌ساز)، کاهنده‌های آب، کندگیرکنندهکنندۀهای کاهنده آب و تسریع‌کننده‌ها هستند.

چرا از افزودنی‌ها استفاده می‌کنیم؟

افزودنی‌ها برای اضافه‌شدن خواص ویژه به بتن تازه یا سخت‌شده استفاده شده و می‌توانند کارایی بتن تازه، دوام و مقاومت بتن سخت‌شده را بهبود دهند. از این مواد برای غلبه بر شرایط دشوار ساخت‌وساز مانند بتن‌ریزی در هوای گرم یا سرد، الزامات پمپ‌کردن، نیاز به مقاومت در سنین اولیه یا مشخصاتی که نسبت پایین آب به مواد سیمانی را الزام می‌کنند، استفاده می‌شود. افزودنی‌ها می‌توانند برای بهینه‌سازی ترکیب مواد سیمانی در مخلوط‌های بتنی به‌منظور مسائل عملکردی و پایداری مورد مصرف قرارگیرند.

چگونه از افزودنی‌ها استفاده کنیم؟

1 - افزودنی‌های هوازا (حباب‌ساز)

این نوع افزودنی، مواد شیمیایی مایع بوده که هنگام پیمانه‌کردن اجزا به بتن اضافه شده تا حباب‌های هوای ریز (میکروسکوپی) ایجاد نمایند که حباب هوای عمدی (خواسته) نامیده شده و توسط عمل مخلوط‌کردن، تولید می‌شود. این حباب‌های هوا، مقاومت بتن را در برابر آسیب ناشی از چرخه‌های یخ‌زدن و آب‌شدن و استفاده از نمک‌های یخ‌زدا افزایش داده و در بتن تازه، کارایی را بهبود بخشیده و آب‌انداختگی و جداشدگی را کاهش می‌دهد.

2 - کاهنده‌های آب

این نوع از افزودنی‌ها، برای دو هدف متفاوت استفاده می‌شوند که شامل کاهش مقدار آب در بتن تازه و در نتیجه افزایش مقاومت آن و هم‌چنین، دست‌یابی به اسلامپ بالاتر بدون افزودن آب اضافی‌ست. افزودنی‌های کاهندۀ آب، مقدار آب موردنیاز مخلوط بتن را برای یک رسیدن به اسلامپ هدف کاهش می‌دهد. این افزودنی‌ها، ذرات سیمان را در بتن پراکنده نموده و استفاده کارآمدتری از سیمان را فراهم می‌سازند.

3 - کاهنده‌های شدید آب (HRWR)

یک ردۀ ویژه از کاهنده‌های آب بوده که اغلب به آن‌ها ابرروان‌کننده‌ها گفته می‌شود. کاهنده‌های شدید آب، مقدار آب یک مخلوط بتن را بین ۱۲ تا ۴۰ درصد کاهش داده تا اسلامپ یکسان بماند. بنابراین، از این مواد برای افزایش مقاومت و کاهش نفوذپذیری بتن به‌وسیلۀ کم‌کردن مقدار آب در مخلوط استفاده شده و اسلامپ را به میزان زیادی افزایش می‌دهند تا با استفاده از آب کم‌تر، بتن «روان» یا «بتن خودتراکم» تولید شود

4 - کندگیرکننده‌ها

دسته‌ای از مواد شیمیایی بوده که گیرش اولیۀ بتن را به میزان یک ساعت یا بیش‌تر به تأخیر می‌اندازد. ار کندگیرکننده‌ها اغلب در هوای گرم و برای مقابله با گیرش سریع ناشی از دمای بالا استفاده می‌شود. برای پروژه‌های بزرگ یا در هوای گرم، بتن دارای این نوع از افزودنی، زمان بیش‌تری برای جای‌دهی و پرداخت خواهدداشت. کندگیرکننده‌ها به طور معمول، جزئی از کاهنده‌های آب بوده و باید الزامات نوع B یا D درASTM C494  را برآورده کنند.

5 - تسریع‌کننده‌ها

این افزودنی‌ها، زمان گیرش اولیۀ بتن را کاهش داده و موجب مقاومت بالاتر در سنین اولیه می‌شود. تسریع‌کننده‌ها از یخ‌زدن بتن جلوگیری نمی‌کنند؛ بلکه موجب تسریع گیرش شده تا پرداخت بتن زودتر امکان‌پذیر گردد، نرخ کسب مقاومت افزایش یابد و در نتیجه، بتن قوی‌تری در برابر آسیب ناشی از یخ‌زدگی در هوای سرد ایجاد شود. از تسریع‌کننده‌ها هم‌چنین در ساخت‌وساز سریع استفاده می‌شود؛ جایی که نیاز به بازکردن زودهنگام قالب، بازگشایی عبورومرور وسایل نقلیه یا بارگذاری روی سازه وجود دارد. تسریع‌کننده‌های مایع باید مطابق با انواع C و E در ASTM C494 باشند. دو نوع افزودنی تسریع‌کننده وجود داشته که یکی، بر پایۀ کلرید و دیگری با پایۀ غیرکلریدی است.

نمونه‌ای از افزودنی‌های شیمیایی مورد استفاده در بتن؛ به ترتیب از چپ به راست: کاهندۀ شدید آب، هوازا (حباب‌ساز) و کندگیرکننده (مقادیر نسبی نشان‌داده‌شده از هر ماده برای 77/0 مترمکعب بتن با کاربرد و خصوصیات مشخص‌ بوده‌است).

افزودنی‌های شیمیایی برای بتن – فارسی

افزودنی‌های شیمیایی برای بتن – انگلیسی

cip 14

پرداخت کف سازی بتنی

پرداخت بتن چیست؟

منظور از پرداخت، عملیاتی است که برای ایجاد یک سطح بتنی با بافت، صافی، و دوام مطلوب انجام می‌شود. پرداخت روی یک دال بتنی می‌تواند به صورت عملکردی یا تزئینی باشد.

چرا بتن، پرداخت می‌شود؟

سطح دال بتنی پس از عملیات پرداخت، کاربردی و دارای قابلیت خدمت‌رسانی شده و از نظر ظاهری نیز جذاب خواهد شد. بافت نهایی، سختی سطح، و الگوی درزها در دال‌ها، کف‌ها، پیاده‌روها، پاسیوها و ماشین‌روها، بسته به نوع استفاده‌ از بتن متفاوت است.

چگونه بتن‌ریزی انجام شود؟

قبل از پرداخت، بتن باید ریخته، متراکم و تراز شود. این عملیات باید با برنامه‌ریزی دقیق صورت گیرد. اجرای موفق نیاز به مهارت، دانش و تجربه دارد تا بتوان با انواع مخلوط‌های بتنی، روش‌های اجرا و شرایط محیطی مختلف کنار آمد. نیروی انسانی کافی، تجهیزات مناسب و زمان‌بندی درست عملیات، حیاتی هستند.

 

برای پرداخت بتن، اقدامات زیر را صورت دهید.

  • از روش‌هایی که از جداشدگی بتن جلوگیری می‌کنند، برای انتقال و جای‌دهی بتن در محل نهایی‌اش استفاده نمایید.
  • سطح را صاف نموده و یک سطح ترازشده‌ی اولیه را بدون آب‌بند‌شدن سطح، حاصل کنید.
  • پیش از شروع عملیات پرداخت، صبر کنید تا آب حاصل از آب‌انداختگی از بین برود.
  • از بافت سطحی مناسب، با توجه به نیاز کاربری استفاده نمایید.
  • از استفاده از ماله‌ی فلزی در بتن‌های هوازایی‌شده پرهیز نموده یا در صورت لزوم، اقدامات مناسب را درنظر داشته باشید.
  • بتن را عمل‌آوری نمایید تا از حصول مقاومت و دوام مطلوب، اطمینان حاصل نمایید

 

جهت مطالعه کامل این دستورالعمل به سند زیر ترجمه شده توسط واحد تحقیق، توسعه و نوآوری شرکت فهاب بتن، مراجعه نمایید.

cip 13

تاول (طبله) روی دال‌های بتنی

تاول (طبله) چیست؟

تاول‌ها، برآمدگی‌های توخالی و کم‌ارتفاع روی سطح دال بتنی هستند که قطری در حدود 12 تا 100 میلی‌متر و پوسته‌ی متراکمی از ملات به ضخامت حدود 3 میلی‌متر داشته که فضای خالی زیر خود را پوشش می‌دهد

پوسته سطحی متراکم معمولاً ناشی از پرداخت‌های پیاپی با ماله است و به طور کلی، زمانی اتفاق می‌افتد که سطح بتن، زودتر از موعد پرداخت شده، سفت شده یا سریع‌تر از بتن لایه‌ی زیرین گیرش پیدا کند.

چرا تاول‌ها تشکیل می‌شوند؟

تاول‌ها معمولاً وقتی ایجاد می‌شود که هوای محبوس‌شده یا آب حاصل از آب‌انداختگی، از درون بتن حرکت کرده و در زیر لایه‌ی سطحی (که به دلیل پرداخت زودرس و بیش از حد سطح دال، تقریباً به‌صورت بدون هوا، آب‌بندی شده‌است) گیر می‌افتد. به طور کلی تاول‌ها می‌توانند به 9 دلیل مختلف رخ دهد.

چگونه از تشکیل تاول جلوگیری شود؟

فرد پرداخت‌کننده باید مراقب سطح بتنی باشد که زودتر از زمان معمول، به نظر برسد که برای پرداخت نهایی آماده است. تأکید در عملیات پرداخت باید روی بتن‌ریزی، تراکم، صاف‌کردن و ماله‌کشی بتن باشد؛ بدون این که لایه‌ای از ملات روی سطح بتن آورده شود

تصویر تاول‌ها روی سطح بتن

برای جلوگیری از ایجاد تاول (طبله)، این اصول را رعایت کنید:

فرد پرداخت‌کننده باید مراقب سطح بتنی باشد که زودتر از زمان معمول، به نظر برسد که برای پرداخت نهایی آماده است. تأکید در عملیات پرداخت باید روی بتن‌ریزی، تراکم، صاف‌کردن و ماله‌کشی بتن باشد؛ بدون این که لایه‌ای از ملات روی سطح بتن آورده شود

برای جلوگیری از ایجاد تاول (طبله)، این اصول را رعایت کنید:

  1. برای دال‌های سطحی که نیاز به عملیات ماله‌کشی سنگین دارند، مخلوط بتن را به درستی سفارش دهید.
  2. در آب‌وهوای سرد‌تر، بتن باید گیرش یکنواختی در تمام عمق دال داشته باشد.
  3. قبل از تخلیه بتن از کامیون مخلوط‌کن، آب بیش‌ازحد به آن اضافه نکنید.
  4. روی سطح بتنی که هنوز در وضعیت خمیری (پلاستیک) است، بیش‌ازحد کار نکنید تا هوا یا آب حاصل از آب‌‌انداختگی به دام نیفتد. برای جلوگیری از آب‌بندی زودتر از موعد سطح در بتن‌های هوازایی‌نشده، از ماله چوبی استفاده کنید.
  5. از استفاده از مخلوط‌های خشک سخت‌کننده‌ی سطحی در بتن‌های هوازایی‌شده، پرهیز نمایید.
  6. از اجرای دال‌ها به صورت مستقیم روی لایه بازدارنده‌ی تبخیر یا روی زیراساس اشباع‌خودداری نمایید. هم‌چنین
  7. از سطح در برابر خشک‌شدن زودهنگام و تبخیر که منجر به پوسته‌پوسته شدن آن می‌شود، محافظت کنید.
  8. از تحکیم (تراکم) بیش‌ازحد، نظیر استفاده از شمشه‌های لرزان در بتن‌های با اسلامپ بیش از 125 میلی‌متر، پرهیز کنید.
  9. در بتن هوازایی‌شده با وزن معمول، نباید از ماله‌ی فولادی استفاده کرد. اگر چنین موردی در دستورالعمل‌ها، الزام شده باشد، فرآیند پرداخت را به نحوی اصلاح نمایید تا پیش از ماله‌کشی نهایی، هوا و آب حاصل از آب‌انداختگی اجازه خروج داشته باشند.از پرداخت زودهنگام اجتناب کنید.

جهت مطالعه کامل این دستورالعمل به سند زیر ترجمه شده توسط واحد تحقیق، توسعه و نوآوری شرکت فهاب بتن، مراجعه نمایید.

cip 12

بتن‌ریزی در هوای گرم

هوای گرم چیست؟

هوای گرم، همان‌طور که در  ACI 305R تعریف شده است، هر ترکیبی از شرایط زیر است که موجب کاهش کیفیت بتن تازه مخلوط‌شده یا سخت‌شده، افزایش نرخ از دست رفتن رطوبت و نرخ هیدراسیون سیمان یا ایجاد نتایج مخرب در بتن به هر نحو شود:

  • دمای بالای محیط
  • دمای بالای بتن
  • رطوبت نسبی پایین
  • سرعت بالای باد
  • تابش اشعه‌های خورشیدی

 

چرا باید هوای گرم را مد نظر قرار داد؟

به دلیل اثرات بالقوه هوای گرم بر بتن تازه و اخیرا اجراشده، آن را باید هنگام برنامه‌ریزی پروژه‌های بتنی در نظر گرفت. دمای بالای بتن باعث افزایش نیاز به آب می‌شود که به نوبه خود، نسبت آب به مواد سیمانی را افزایش داده و منجر به کاهش مقاومت و دوام خواهد شد

 

چگونه در هوای گرم بتن‌ریزی انجام شود؟

کلید موفقیت در بتن‌ریزی در هوای گرم عبارت است از:

  1. شناسایی عواملی که بر بتن تأثیر می‌گذارند؛ و
  2. برنامه‌ریزی برای به حداقل رساندن اثرات آنها.

در دستورالعمل تهیه شده توسط انجمن بتن آمریکا، برای بتن‌ریزی در هوای گرم، چندین توصیه انجام شده استو 8 مورد اضافی برای بهبود بتن ریزی در این شرایط شرح داده شده است.

 

از این قوانین برای بتن‌ریزی در هوای گرم پیروی کنید.

  • اصلاحات مناسبی در مخلوط‌های بتن اعمال کنید تا نرخ ازدست‌رفتن اسلامپ، زمان گیرش و سایر خصوصیات کنترل شود.
  • نیروی انسانی کافی برای بتن‌ریزی، پرداخت و عمل‌آوری بتن داشته باشید.
  • افزودن آب به بتن در محل کار را محدود و از مقدار آب تعیین‌شده برای مخلوط بتن تجاوز نکنید.
  • دال‌های روی زمین که مستقیماً روی لایه‌های بازدارنده‌ی تبخیر قرار می‌گیرند
  • در روزهای خشک و/یا گرم، وقتی شرایط برای ایجاد ترک‌های ناشی از جمع‌شدگی خمیری (پلاستیک) مساعد است، زیرسازی، قالب‌ها و آرماتورها را قبل از بتن‌ریزی مرطوب نمایید.
  • عملیات پرداخت نهایی را به محض این که آب‌انداختگی از سطح برطرف شد، شروع کرده و عمل‌آوری را به محض پایان پرداخت آغاز نمایید.
  • از آزمونه‌های آزمایشی در محل کار محافظت نموده تا دما و رطوبت برای عمل‌آوری اولیه حفظ شود
  • در هوای گرم، می‌توان از تسریع‌کننده‌‌ها به منظور سرعت بخشیدن به عملیات پرداخت و جلوگیری از ایجاد ترک‌های ناشی از جمع‌شدگی خمیری (پلاستیک) بهره برد.

 

جهت مطالعه کامل این دستورالعمل به سند زیر ترجمه شده توسط واحد تحقیق، توسعه و نوآوری شرکت فهاب بتن، مراجعه نمایید.

cip 11

عمل‌آوری بتن در محل

عمل‌آوری چیست؟

عمل‌آوری خارجی، مرحله‌ای‌ در طول ساخت است که شامل نگهداری بتن تازه‌ریخته‌شده در شرایط مناسب رطوبتی و دمایی است؛ به‌گونه‌ای که بتواند خصوصیات موردنظر طراحی‌شده برای مخلوط (نظیر مقاومت و دوام) را توسعه دهد. عمل‌آوری بلافاصله پس از ریختن و پرداخت بتن آغاز شده و باید به‌ مدت کافی (معمولاً 3 تا 7 روز) ادامه یابد.

 

چرا بتن، عمل‌آوری می‌شود؟

1- افزایش قابل پیش‌بینی مقاومت

2- دوام بهبود یافته

3 – قابلیت بهره‌برداری و ظاهر بهتر

 

چگونه بتن باید عمل‌آوری شود؟

در دستورالعمل تهیه شده توسط انجمن بتن آمریکا، برای عمل‌آوری مناسب بتن، 5 توصیه اصلی انجام شده است. این موارد عبارتند از:

  • حفظ رطوبت
  • روش‌های استفاده از آب اضافی برای عمل‌آوری
  • روش‌های نگه‌داری آب برای عمل‌آوری
  • کنترل دما
  • پایان عمل‌آوری

 

نکات مربوط به پایان عمل‌آوری

عمل‌آوری باید مطابق الزامات ادامه یافته یا حداقل به مدت 3 تا 7 روز انجام شود..پایان عمل‌آوری باید اجازه دهد که بتن به‌طور تدریجی خشک شده و اختلاف دمای فاحشی در عضو بتنی ایجاد نشود.

قبل از برداشته‌شدن، باید به مواد پوشش‌دهنده اجازه داد خشک شوند. باید از روش‌های خشک‌شدن کنترل‌شده برای پایش نرخ خشک شدن در روش‌های عمل‌آوری مرطوب استفاده گردد. لایه‌های عایق می‌تواند متعاقبا برداشته شده تا توسعه‌ی تغییرات دمایی بزرگ را کاهش دهد. استفاده از دستگاه‌های پایش دما و رطوبت نسبی که در بتن مدفون شده‌اند، می‌تواند در کاربردهای حساس مفید باشد.

 

جهت مطالعه کامل این دستورالعمل به سند زیر ترجمه شده توسط واحد تحقیق، توسعه و نوآوری شرکت فهاب بتن، مراجعه نمایید.