آشنایی با 5 مورد اصلی از اجزای بتن مسلح
در این نوشتار به بررسي مصالح مصرفي در ساخت اجزای بتن مسلح می پردازیم. مصالح مصرفي در ساخت بتن مسلح بايد طوري انتخاب شوند كه ضوابط طراحي از نظر ايمني، عملكرد سازه اي، پايايي و شكل ظاهري سازه با توجه به شرايط محيطي، تامين شوند. مصالح مصرفي در ساخت بتن مسلح عبارتند از : سيمان، سنگدانه ها، آب مواد افزودني و آرماتور که در ادامه به توضیح هر یک از آنها می پردازیم.
1- سيمان
یکی از اجزای بتن مسلح، سیمان می باشد. مواد اصلي تشكيل دهنده سيمان، آهك، سيليس، آلومين و اكسيد آهن مي باشد. از مهم ترين سيمان ها، سيمان پرتلند است كه انواع مختلف دارد و در ادامه به شرح آن ها پرداخته مي شود :
سيمان نوع 1 : سيمان پرتلند معمولي در كارهاي معمولي و عمومي نظير ساختن اسكلت هاي بتن آرمه، پل ها، قطعات پيش ساخته بتن آرمه، جدول خيابان ها، ملات ها، اندودها و در پي ساختمان هايي كه امكان حمله سولفات ها وجود ندارد، مصرف مي شود.
سيمان نوع 2: سيمان نوع 2 يا سيمان اصلاح شده در برابر حمله سولفات ها از سيمان معمولي مقاوم تر است و در مواردي كه آب زيرزميني حاوي كمي سولفات است، مصرف مي شود. به علاوه چون گرمازايي اين نوع سيمان هنگام آبگيري كمتر از سيمان معمولي است، در بتن ريزي هاي حجيم و بتن ريزي در هواي گرم نيز استفاده می شود.
سيمان نوع 3 : سيمان نوع 3 يا سيمان خيلي زودگير را در مواقعي كه بارگذاري بايد مدتي كوتاه بعد از بتن ريزي صورت گيرد يا بخواهند قالب ها را زودتر بردارند و يا به هنگام بتن ريزي در هواي سرد، به مصرف مي رسانند.
سيمان نوع 4 : سيمان نوع 4 يا سيمان كم حرارت غالباً در بتن ريزي هاي حجيم به ويژه در فصول گرم به مصرف مي رسد.
سيمان نوع 5 : سيمان نوع 5 يا سيمان ضد سولفات، براي مصرف در بخش هايي از سازه كه شديدا در معرض حمله سولفات ها باشد، مناسب است.
روش هاي آزمايشگاهي تعيين ويژگي هاي فيزيكي، شيميايي و مكانيكي سيمان هاي پرتلند مطابق استانداردهاي موجود در كشور به شرح موارد ذيل مي باشد :
- استاندارد شماره 389 : تعيين ويژگي هاي سيمان پرتلند (قسمت اول)
- استاندارد شماره 390 : تعيين نرمي سيمان پرتلند (قسمت دوم)
- استاندارد شماره 391 : تعيين انبساط سيمان پرتلند (قسمت سوم)
- استاندارد شماره 392 : تعيين زمان گيرش سيمان پرتلند (قسمت چهارم)
- استاندارد شماره 393 : تعيين تاب فشاري و تاب خمشي سيمان پرتلند (قسمت پنجم)
- استاندارد شماره 394 : تعيين هيدراتاسيون سيمان پرتلند (قسمت ششم)
- استاندارد شماره 989 : گرد تراس
- استاندارد شماره 1692 : تجزيه شيميايي سيمان – اندازه گيري عناصر اصلي سيمان پرتلند
- استاندارد شماره 1693 : تجزيه شيميايي سيمان – اندازه گيري عناصر فرعي سيمان پرتلند
- استاندارد شماره 1694 : تجزيه شيميايي سيمان – اندازه گيري عناصر گوگرد به صورت سولفور
- استاندارد شماره 1695 : تجزيه شيميايي سيمان – اندازه گيري عناصر اكسيد سديم و اكسيد پتاسيم
- استاندارد شماره 2761 : آيين نامه كاربرد حفاظت و انبار كردن سيمان در كارگاه ساختماني
همچنين مي توان از ديگر استانداردهاي مرتبط و استانداردهاي بين المللي مانند BS ،DIN ،ASTM ISO و غيره نيز استفاده نمود.
پیشنهاد مطالعه: آشنایی با انواع سیمان و خصوصیات آنها
2- سنگدانه ها
دومین جزء از اجزای بتن مسلح سنگدانه ها می باشند. مصالح سنگي بتن يا سنگدانه ها معمولاً حدود %70 از حجم اجزای بتن مسلح را تشكيل مي دهند و بسياري از ويژگي هاي فيزيكي، شيميايي و مكانيكي بتن به سنگدانه ها ارتباط دارد. از اين رو نقش سنگدانه ها در بتن از نقطه نظر ويژگي ها، طرح اختلاط و مسائل اقتصادي حائز اهميت مي باشد. مشخصاتي از سنگدانه ها كه در بتن اهميت دارند، عبارتند از : تخلخل، دانه بندي، جذب رطوبت، شكل و بافت سطحي، مقاومت در برابر خردشدگي، مدول ارتجاعي و نوع مواد زيان آور موجود.
مصالح سنگي به دو دسته ريزدانه يا ماسه و درشت دانه يا شن، گروه بندي مي شوند. اندازه ريزدانه ها از 0 تا 4.75 ميلي متر شروع شده و اندازه درشت دانه ها از 4.75 ميلي متر شروع شده و بسته به نوع بتن حداكثر درشتي دانه ها ممكن است 9.5، 12.7، 19.05، 38.1، 50.8 ميلي متر يا بيشتر باشد.
شن و ماسه مي تواند رودخانه اي يا شكسته انتخاب گردند، ولي در هر صورت مصالح سنگي بايد در طرح اختلاط بتن پاسخگوي نيازهاي اجزای بتن مسلح مورد مصرف در پروژه باشند. ويژگي ها و روش هاي آزمايش شن و ماسه بايد مطابق با استانداردهاي زير باشد:
- استاندارد شماره 300 : مصالح سنگي ريزدانه براي بتن و بتن مسلح
- استاندارد شماره 302 : شن براي بتن و بتن مسلح
- استاندارد شماره 446 : روش تعيين مقدار موادي از مصالح سنگي كه از الك 75 ميكرون مي گذرند.
- استاندارد شماره 447 : روش دانه بندي ريز و درشت مصالح سنگي با الك (ماسه و شن)
- استاندارد شماره 448 : روش آزمون براي تعيين سايش مصالح سنگي درشت دانه با استفاده از ماشين لوس آنجلس
- استاندارد شماره 449 : روش آزمايش مقاومت مصالح سنگي در مقابل عوامل جوي
- استاندارد شماره 578 : روش هاي تعيين ميزان جذب آب و تاب مصالح سنگي در برابر يخبندان
- استاندارد شماره 611 : روش تعيين رطوبت سطحي شن ريز
- استاندارد شماره 617 : روش تعيين تاب گسيختگي فشاري و خمشي مصالح سنگي
- استاندارد شماره 669 : روش تعيين تاب شن و ماسه در برابر ضربه
- استاندارد شماره 1685 : روش آزمايش تعيين مقدار هم ارز ماسه براي خاك ها و مصالح ريزدانه
همچنين مي توان از ديگر استانداردهاي مرتبط و استانداردهاي بين المللي مانند BS ،DIN ،ASTM ، ISO و غيره نيز استفاده نمود.
مصالح سنگی اجزای بتن مسلح بايد سخت، تميز، بادوام، عاري از پوسيدگي و فاقد لايه هاي متورم شونده يا منقبض شونده به هنگام مجاورت با هوا، مواد شيميايي مضر براي بتن و آرماتورها، لايه هاي سست، كلوخه هاي رسي و ذرات ميكا باشند. مواد سنگي سست، ورقه ورقه، پهن و نازك يا دراز، ناپايدار در برابر هوازدگي، عوامل شيميايي معين و واكنش زاي قليايي را نبايد در بتن به مصرف رساند. جنس شن و ماسه بايد از سنگ هاي سيليسي، سيليكاتي يا آهكي سخت باشد.
بارگيري، حمل و تخليه مواد سنگي بتن و انبار كردن آن ها بايد به نحوي باشد كه مواد خارجي و زيان آور در آن ها نفوذ نكنند و دانه هاي ريز و درشت از يكديگر جدا نشوند. به طور كلي شن و ماسه مصرفي بايد با مندرجات آيين نامه بتن ايران تطابق داشته باشند. حدود قابل قبول براي مواد زيان آور ماسه و شن در جداول 1 و 2 درج شده است.
پیشنهاد دانلود : نشریه 120 – آیین نامه بتن ایران
جدول 1 – حداكثر مقادير مجاز براي مواد زيان آور در سنگدانه هاي ريز بتن
جدول 2 – حداكثر مقادير مجاز براي مواد زيان آور در سنگدانه هاي درشت بتن
3- آب
یکی دیگر از اجزای بتن مسلح ، آب می باشد. آب مصرفي براي شستشوي سنگدانه ها، ساخت و عمل آوري بتن بايد تميز و صاف باشد. بايد از مصرف آب حاوي مقادير زياد از هر نوع ماده از قبيل روغن ها، اسيدها، قليائي ها، املاح، مواد قندي و مواد آلي كه قادر به صدمه زدن به بتن يا آرماتور باشد، خودداري كرد. مقدار PH آب مصرفي نبايد از 4.5 كمتر و از 8.5 بيشتر باشد. حداكثر مقادير مجاز براي مواد زيان آور در آب مصرفي براي ساختن بتن در جدول 3 آمده است.
جدول 3 – حداكثر مقادير مجاز مواد زيان آور در آب مصرفي بتن و ملات ها
4 – مواد افزودني
ماده افزودني، که از اجزای بتن مسلح می باشد، ماده اي است به غير از سيمان پرتلند، سنگدانه و آب كه به صورت گرد يا مايع، به عنوان يكي از مواد تشكيل دهنده بتن و براي اصلاح خواص بتن، كمي قبل از اختلاط يا در حين اختلاط به آن افزوده مي شود. افزودني ها معمولاً به صورت گرد يا مايع هستند و يك يا چند ويژگي بتن را تغيير داده، برخي از آنها را اصلاح مي كنند و بعضاً ممكن است سبب اختلال و بروز عيب در پاره اي از ويژگي هاي مطلوب بتن شوند. انواع مواد افزودني عبارت از: مواد حباب ساز، مواد كاهنده آب، مواد كندگير كننده، مواد تسريع كننده، مواد پوزولاني، مواد روان ساز يا خميري كننده، مواد آب بندي و … مي باشند.
پیشنهاد مطالعه: انواع افزودنی های شیمیایی بتن و تاثیر آنها در گیرش بتن
پیشنهاد مطالعه : معرفی انواع افزودنی های معدنی بتن و تاثیر آنها بر بتن
ويژگي ها و روش هاي آزمايش مواد شيميايي افزودني بتن بايد مطابق استاندارد كشور ایران با شماره 2930 با عنوان “مواد شيميايي مضاف بتن، ويژگي ها و روش هاي آزمون” و يا استانداردهاي بين المللي مانند JIS ،BS ،DIN ،ASTM ،ISO و … باشد.
5- آرماتور
از دیگر اجزای بتن مسلح آرماتورها می باشند. آرماتورهاي مصرفي بايد نو، تميز، بدون هيچ گونه آلودگي نظير چربي ها، ذرات بتن، گرد و خاك و يا مواد زائد ديگر باشند. آرماتورهاي مصرفي در بتن بايد بدون خم شدگي تحويل كارگاه شوند. آرماتورها با وسايل مكانيكي بريده و سپس به صورت سرد خم مي شوند. قبل از جاگذاري آرماتورها، بايد اطمينان حاصل شود كه رويه آنها از هر نوع عامل و اثر زيان بار از قبيل گل، روغن، قير، دوغاب سيمان خشك شده، رنگ، زنگ پوسته شده و برف و يخ عاري است.
آرماتورهاي فولادي كه براي مسلح كردن بتن به كار مي روند، بايد بر اساس استانداردهاي كشور ما و يا استانداردهاي بين المللي باشد. آزمايش هاي مختلف روي آرماتورهاي فولادي بايد با رعايت مشخصات نمونه گيري و تواتر آن، صورت گيرد. در بندهاي ذيل تعدادي از اين آزمايش ها بر اساس آئين نامه بتن ايران آورده شده است :
- آزمايش كششي آرماتور (دت 701)
- آزمايش تاشدگي به زاويه 180درجه (دت 703)
- آزمايش خم كردن و باز كردن خم آرماتور (دت 703)
- آزمايش كششي بعد از خم كردن و باز كردن خم آرماتورها و سيم هاي با قطر كمتر از 9 ميلي متر (دت 702)
- آزمايش پيوستگي آرماتور با بتن (دت 704 و دت 705)
- آزمايش وصله هاي جوش شده با آرماتور (دت 706)
- آزمايش خستگي آرماتور (دت 707)
جدول 4 مشخصات مقاومتي آرماتورهاي مصرفي در اجزای بتن مسلح را نشان مي دهد.
جدول 4 – مشخصات آرماتورهاي فولادي بر اساس استانداردهاي كشور ايران
منبع: نشریه ۶۸۴ طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل ها
