طرح اختلاط بتن های آماده

استفاده از بتن کارخانه های بتن آماده یکی از  روش های  بتن ریزی در سازه های مختلف می باشند که به صورت مخلوط شده و طرح اختلاط های مختلف مورد استفاده عرضه می گردد. به طور کلی در استاندارد ملی شماره 6044 ، بتن آماده (ready-mix concrete) به بتنی گفته می شود که در حالت خمیری و با روانی مشخص ، توسط تولید کننده بتن در شرایط استاندارد، در کارخانه بتن آماده تولید گردیده و توسط تراک میکسرها به مصرف کننده تحویل داده می شود.

بتن از ترکیبات و مقادیر معین و حساب شده از مصالح ذیل تشکیل شده است:

• سیمان
• ماسه
• شن
• آب
• افزودنی های بتن

محصول نهایی کارخانه های بتن آماده ، جهت ارسال و مصرف در پروژه های عمرانی معمولا با مشکلات و چالش هایی مواجه است ، جهت  غلبه  بر آن ها می بایست الزامات و نکاتی را در نظر گرفت که در ادامه به این راه کارهای نوین اشاره خواهیم نمود.

مشکلات رایج در طرح اختلاط بتن

1- سیمان

سیمان مورد استفاده در زمان ساخت بتن های آماده ش امل دو دسته مکمل های سیمانی و سیمان هیدرولیکی تقسیم می شود.

سیمان های هیدرولیکی باید با استاندارد های ملی ایران تطابق داشته باشد و همچنین مکمل های سیمانی که شامل پوزولان ها با خواص هیدرولیکی می باشند مطالق با استاندارد 12284-1  می باشد. به منظور بهبود ویژگی های معین با رسیدن به خواص خواسته شده در بتن، به کار می روند.

منظور از مکمل های سیمانی، پوزولان ها می باشند که به پوزولان های طبیعی و مصنوعی تقسیم می شوند. پر کاربردترین نوع پوزولان ها دوده های سیلیسی می باشند که مطابق با استاندارد ASTMC1240  مورد استفاده قرار می گیرند.

لازم است  در کارخانه های بتن آماده تست سیمان که شامل تست های مقاومتی در بتن و دوام و تست های شیمیایی می باشد می بایست به صورت روتین صورت پذیرد.

2- مکمل های سیمانی

در اثر افزودن پودر ميكروسيليس به ‌عنوان یکی از مواد جایگزین سیمان به مخلوط بتنی، SiO₂  فعال موجود در این ماده با محلول هيدروكسيد كلسيم ₂(OH) Caآزاد شده تحت واکنش هیدراسیون سیمان تركيب و كريستال سيليكات كلسيم نامحلول (C-S-H) توليد می‌گردد و در نهايت با متراكم شدن جزء چسباننده، در کنار بهبود مشخصه‌های مکانیکی از جمله استحکام فشاري، پارامترهای دوام بتن نیز به‌طور چشمگیری بهبود پیدا خواهد نمود. تنها نقص کاربردی مبحث یاد شده افت کارایی ناشی از افزودن یک ماده پودری به مخلوط بتنی می‌باشد که لازم است با بهره‌گیری از مواد کاهنده آب بتن یا به اصطلاح مواد روانساز برطرف گردد.چون پوزولان های جایگزین مواد سیمانی دارای بلین بالا و سطح ویژه بیشتری می شوند و به همین سبب جذب آب بیشتر شده و استفاده از افزودنی های بتن الزامی می شود.

شرکت آبادگران با توجه به لزوم تحقق بخشیدن به خواص کیفی مد نظر طراحان و سازندگان بتن مبنی بر افزایش کارایی و مدت زمان کارپذیری موثر، همچنین کاهش مقادیر جذب آب و نفوذپذیری بتن 4 گونه توانمند ژل حاوی میکروسیلیس و مواد کاهنده آب و روان‌ساز بتن را طراحی و تولید نموده که شامل ژل های ذیل می باشد.

-پاورژل POWER GEL

- میکروژل MICRO GEL

- پُمکریت PUMKRET

-سوپرژل  MS-5

3- سنگدانه (شن و ماسه)

سنگدانه ها می بایست مطابق با استاندارد ملی ایران 302، سبکدانه ها برای بتن سازه ای می بایست مطابق استاندارد ASTMC330 انجام شود و برای سنگدانه های سنگین باید با استاندارد ASTMC637  تطابق داشته باشند.

در شرایطی که بتن های آماده از سنگدانه های تیزگوشه و شکسته استفاده کنند(بسته به نوع معدن و انتخاب سنگ شکن) باعث کاهش کارایی و افت اسلامپ شدیدی می شوند که در این شرایط می توانید از محصول POWERPLAST-SM S.P.A.PLAST-401 به جهت رفع این نقصان استفاده نمود.

از خواص فوق روان کننده دیرگیر می توان به مواردی همچون تولید و بتن ریزی در شرایط آب و هوایی گرم، به تاخیر انداختن گیرش اولیه بتن بدون تاثیر در مقاومت نهایی، حفظ اسلامپ به مدت طولانی جهت حمل بتن در مسافتهای طولانی، کاهش نفوذپذیری ساختار بتن و در نهایت افزایش دوام و طول عمر مفید سازه بتنی، دستیابی به اسلامپ و کارایی بسیار بالا با زمان حفظ اسلامپ طولانی مدت و همچنین عدم ایجاد جداشدگی و آب انداختگی بتن نیز اشاره نمود.

میزان مصرف فوق روان کننده دیرگیر در بتن باید با توجه به آزمایشات دقیق کارگاهی و دمای هوا و نوع مصالح مصرفی تعیین شوند ولی به طور معمول میزان مصرف فوق روان کننده بتن دیرگیر توسط تولید کننده اعلام می گردد که مطابق بروشور فنی شرکت صنایع شیمی ساختمان آبادگران در حدود 0.45 تا 1.2 درصد وزن سیمان و مواد جایگزین سیمان مصرفی در  بتن می باشد. مصرف بیش از حد معمول محصول در بتن مجاز نبوده و می تواند اثرات زیان باری بر روی بتن از جمله تاخیر بیش از اندازه در زمان گیرش بتــن داشته باشد. لذا پیشنهاد می شود قبل از استفاده این محصول با کارشناسان واحد پشتیبانی و فنی شرکت صنایع شیمی ساختمان آبادگران مشاوره نمایید.

4- افزودنی های معدنی و شیمیایی

در زمان تولید بتن، پس از اختلاط اجزای بتن ، آب و سیمان وارد واکنش هیدراسیون شده و ایجاد حرارت زایی می کند. در اثر این واکنش ماده ای ژله و چسبنده تشکیل شده که مصالح مختلف در مخلوط را به هم پیوند داده و پس از کسب مقاومت به  شکلی سخت تبدیل می گردد.

از این بتن سخت و محکم در ساخت سازه های متعدد در صنعت ساختمان و پتروشیمی و پالایشگاه و سد سازی و... استفاده می شود قابل ذکر است که این بتن علاوه بر مقاومت فشاری بالا از خواص ویژه دیگری همچون دوام بتن برخوردار می باشد.

عمل ترکیب افزودنی در بتن ریزی پروژه های مختلف به طور کلی به دو صورت انجام می شود:

بهترین روش اضافه کردن افزودنی

1- اختلاط افزودنی در بچینگ

از مزایای استفاده از افزودنی های بتن در بچینگ می توان به صورت موردی به موارد ذیل اشاره نمود:

-کسب مقاومت های فشاری بالا

-افزایش دوام بتن های ساخته شده

-قوام و کارایی بالا در بتن(حفظ اسلامپ)

-نفوذ ناپذیر شدن بتن

-کاهش هزینه های تمام شده برای بتن

2- اختلاط افزودنی در محل پروژه (پای کار)

پس از ارسال بتن به پروژه در محل اجرا به دلیل کم نشدن مقاومت بتن و کسب روانی و کارایی بهتر بتن می بایست از افزودنی های بتن استفاده نمود از مهم ترین و پر کاربرد ترین آن ها می توان به فوق کاهنده آب  S.P.A PLAST-M4 تولیدی شرکت آبادگران با بنیان پلی کربوکسیلات اشاره نمود.در بتن های آماده به دلیل بالا بودن نسبت آب به سیمان می بایست از افزودنی های با بنیان پلی کربوکسیلات استفاده نمود از خواص فوق روان کننده نرمال در بتن به بهبود کارایی، تنظیم مدت زمان کارپذیری بتن براساس نیازهای اجرایی، بهبود تراکم بتن، کاهش نفوذپذیری بتن به واسطه کاهش نسبت آب به سیمان، افزایش دوام بتن و استحکام مکانیکی اشاره نمود. با توجه به بنیان شیمیایی مختلف در فوق روان‌کننده‌های نرمال، این محصولات در ساخت انواع بتن‌های خاص، بتن های پرمقاومت، بتن‌هایی با قابلیت پمپ پذیری بالا و ... کاربرد دارند و همچنین از دیگر خواص فوق روان‎‌کننده‌ها انجام بتن‌ریزی در تمامی مقاطع سازه از قبیل سقف، فونداسیون، دیوار و شمع می‌باشد. با توجه به ویژگی‌های ذکر شده، استفاده از فوق روان کننده نرمال در تمامی شرایط آب و هوایی امکان پذیر است.

حداقل دمای بتن در پای کار

کارخانه بتن می بایست بتن را در دمای حداکثر 32 درجه سانتی گراد تحویل دهد.

در برخی از فصول سال که دمای بتن به 32 درجه سانتی گراد می رسد گیرش بتن(واکنش هیدراسیون) سریع اتفاق افتاده و بتن کارایی خود را از دست می دهد. توسعه روز افزودن دامنه کاربرد بتن در صنعت ساختمان و افزایش انتظارات طراحان و مجریان از بتن (در نقش سازه­ای و دکوراتیو) اهمیت و جایگاه ویژه­ای را به افزودنی‌های بتن به دلیل داشتن تاثیر همزمان برروی خواص بتن تازه و سخت شده داده است. بر اساس آیین‌نامه ACI 212.3R (گزارشی بر افزودنی‌های شیمیایی بتن) افزودنی‌های شیمیایی بتن به منظور تنظیم و اصلاح خواص بتن تازه و سخت شده استفاده می‌شوند.

در این صورت ضوابط تولید و حمل بتن در هوای گرم طبق آیین نامه بتون ایران و یا مبحث نهم مقررات ملی ساختمان باید مدنظر قرار گیرد.

دمای بتون آماده، در محل تحویل می بایست مطابق با جدول زیر باشد.

همچنین مزایای استفاده از افزودنی‌ها در بتن، ملات سخت شده به شرح زیر است:

• کاهش نرخ گرما‌زایی در ساعات اولیه واکنش هیدراسیون
• افزایش سرعت کسب مقاومت در سنین اولیه
• افزایش مقاومت­های مکانیکی (فشاری، خمشی، کششی)
• استحکام بخشی به بتن در برابر سیکل­های یخ‌زدن و آب شدن
• کاهش پوسته‌شدگی ناشی از نمک‌های یخ‌زدا
• کاهش نفوذپذیری
• جلوگیری از بروز و پیشرفت واکنش قلیایی سنگدانه
• افزایش چسبندگی بتن تازه به مقاطع آرمه سازه بتنی
• بهبود مقاومت در برابر ضربه و سایش
• بالا رفتن استحکام بتن در برابر پدیده خوردگی
• تولید بتن یا ملات رنگی
• کاهش جمع‌شدگی ناشی از خشک شدن و پیچش

 افزودنی های بتن

افزودنی های نسل جدید که در بتن های آماده استفاده می شوند ماده کاهنده بسیار قوی آب و افزاینده بسیار قوی کارایی بتن، با بنیان شیمیائی پلی کربکسیلیک می‌باشند که سیستم عملکرد شیمیایی آن ها کاملاً مشابه با سایر روانسازهای طبیعی یا شیمیائی موجود می باشد با این تفاوت که استفاده از پلی کربوکسیلات با تکنولوژی جدید و از طریق بهینه سازی طرح اختلاط بتن، امكان بالا بردن صرفه اقتصادي به وجود می آورد. این کار از طریق کاهش 10 الی 20 درصد از سیمان مصرفی امکان‌پذیر خواهد بود.

با توجه به ساختار شیمیایی‌ افزودنی ها نوین با مقدار مصرف کمتری نسبت به پایه های دیگر نظیر نفتالین ها ملامین ها و لیگنو ها، امکان ساخت بتن خودتراکم، بتن‌های توانمند و پرمقاومت با نسبت آب به سیمانی در حدود 35_/0 و كمتر با رواني زیاد و کارایی مناسب را فراهم می‌سازند در همین راستا به جهت کسب کارایی بالا و حصول مقاومت فشاری در مقایسه با نمونه های شاهد(فاقد افزودنی) شرکت آبادگران افزودنی های خود را بدین ترتیب معرفی می نماید:

فوق روان کننده بتن و کاهنده قوی آب POWERPLAST-RM

فوق روان کننده بتن و کاهنده قوی آب  POWERPLAST-ES

فوق روان کننده بتن و کاهنده قوی آب  POWERPLAST-PM

فوق روان کننده بتن و کاهنده قوی آب ABAPLAST SRT-2912

فوق روان کننده بتن و کاهنده قوی آب REONET

منابع:

ACI 212.3R

مبحث نهم مقررات ملی ساختمان