افزودنی ها و پیش ساخته های بتنی

به نام خدا
دانشگاه جامه علمی کاربردی شهداریهای مشهد

افزودنی ها و پیش ساخته های بتنی

استاد راهنما :
جناب آقای مهندس علیپور

عنوان واحد درسی :
شناخت مواد و مصالح ساختمانی

تحقیق از :

زمستان 88

فهرست مطالب
شماره صفحه
– مقدمه :
3
– تاریخچه کشف و مصرف سیمان :
4
– تاریخچه بکارگیری بتن در ساخت بنا :
6
– ساروج :
7
– کاربردهای ساروج :
7
– مواد تشکیل دهنده ساروج :
8
– تاریخچه ساخت و کاربرد بتن سبک :
9
– موارد کاربرد بتن در سازه :
11
– مصالح مصرفی در بتن :
12
– سیمان :
12
– نگهداری سیمان :
12
– نگهداری سیمان در انبار :
13
– نگهداری سیمان در هوای آزاد :
13
– سنگ دانه ها :
14
– مواد زیان آور در سنگ دانه ها :
15
– مواد زیان آور در سنگ دانه های ریز :
15
– مواد زیان آور در سنگ دانه های درشت :
15
– نگهداری شن و ماسه :
15
– تمیزی شن و ماسه :
16
– مشخصات شن برای بتن آرمه :
16

فهرست مطالب
شماره صفحه
– آب :
17
– اندازه گیری مقدار آب :
17
– آزمایش اسلامپ :
18
– مواد افزودنی بتن :
19
– افزودنیهای شیمیایی :
20
مواد افزودنی حباب ساز :
20
– مواد افزودنی کاهنده آب :
20
– مواد افزودنی کند گیر کننده :
21
– مواد افزودنی تسریع کننده :
21
– مواد خمیری کننده و روان کننده :
22
– افزودنیهای معدنی :
22
– افزودنیهای معدنی خنثی و رنگدانه ها :
22
– پوزولانها :
23
– افزودنیهای شبه سیمانی :
24
– پیش ساخته های بتنی :
25
بلوک سیمانی :
25
تیرچه بتنی :
26
موزائیک :
27
صفحه های پیش ساخته :
27
سایر پیش ساخته های بتنی :
30
منابع و مآخذ :
43
– مقدمه :
همان طور که می دانیم امروزه صنعت بتن نقش بسیار مهمی در ساخت و سازه های جوامع بشری ایفا می کند و یکی از عوامل بسیار موثر در سازه های بزرگ جهان است . از این رو پرداختن به این صنعت مهم باتوجه به دامنه وسیع کاربرد آن در این کوتاه رخصتی که دست داده کاریست غیر ممکن . در این تحقیق سعی شده بیشتر پیرامون مواد افزودنی بتن و پیش ساخته های بتنی بحث شود .
گفتنی است : در رساله پیشرو ابتدا بتن و اجزای تشکیل دهنده آن به اختصار تشریح شده ، سپس نوعی بتن سنتی به نام ساروج معرفی و در ادامه مباحث اختصاصی تحقیق حاضر آورده شده است .

– تاریخچه کشف و مصرف سیمان :
سیمان ها مواد چسبنده ای هستند که قابلیت چسباندن ذرات به یکدیگر و به وجود آوردن جسم یکپارچه از ذرات متشکله را دارند . سیمان ترکیبی است از اکسید کلسیم ( آهک ) با سایر اکسیدها نظیر اکسید آلومینیوم ، اکسید سیلیسیم ، اکسید آهن ، اکسید منیزیم و اکسیدهای قلیایی که میل ترکیبی با آب داشته و در مجاورت هوا و درزیر آب به مرور سخت و دارای مقاومت می شود . با توجه به مشخصه فوق ، سیمان می تواند دارای ترکیبات متفاوتی باشد و اصولاً جزو ملاتهای آبی محسوب می گردد . ملاتهای آبی از قدیم شناخته شده بودند ، آهک ، از جمله این ملاتهاست که رومی ها و یونانی ها با مخلوط کردن آن با خاکستر آتش فشانی ، خاک آجر و آب ، به نوعی آهک آبی دست می یافتند که خاصیت سخت شدن و فشار پذیری بالایی داشت . با به کار بردن این ملات رومیها توانستند ساختمانهای عظیمی بسازند که هنوز بقایای آنها پس از گذشت چند هزار سال پا برجا و قابل مشاهده است . در ایران نیز از قدیم در مناطق مرطوب ، خصوصاً مناطق شمالی خلیج فارس ، از نوعی ساروج استفاده می شده است که دارای خواص هیدرولیکی جالب و مقاومت فشاری بالایی بوده است . معروفترین این ساروج ها ، ساروج ( خمیر ) است که در بندر خمیر تهیه میگردید . هنوز تاسیسات بندری ساخته شده با این نوع ملات در نقاطی مانند بندر لنگه و بندر بوشهر پا برجا میباشد .
حدود 200 سال پیش و به دنبال بررسی خواص هیدرولیکی مواد آتش فشانی مورد استفاده در کارهای ساختمانی رومیان قدیم ، این نکته کشف گردید که وجود ترکیبات خاک رس در سنگ آهک ، باعث بالا رفتن خواص هیدرولیکی آن می شود . یکی از پیش قراولان این کشف جان اسمیتون ) ( john Smeaton انگلیسی بود که در راه پیدا کردن ملات مناسب برای احداث چراغ دریایی ( Eddy stone ) به این موفقیت نایل آمد در سال 1756 میلادی . به دنبال وی ، تحقیقات گسترده آقای ویکات Vicat دانشمند فرانسوی بر روی آهک های آبی ( آهک هایی که خاصیت گیرش در زیر آب را دارند ) باعث گردید که نامبرده برای اولین بار در تاریخ موفق به تهیه مصنوعی مواد اولیه این نوع ملاتها شود . تحقیقات نامبرده را می توان از اولین پایه های ساخت سیمان پرتلند ( Portland Cement ) نامید . به دنبال این کشف ، در حدود 200سال قبل ، از مخلوط مصنوعی سنگ آهک و خاک رس یک نوع آهک آبی ساخته شد که به نام سیمان پرتلند ثبت گردید . البته این سیمان با آنچه که امروز به نام سیمان پرتلند موسوم است تفاوت هایی داشت . این تفاوتها ( درحقیقت نقص ها ) در طول سالهای بعد بر طرف گردید و در نتیجه بشر موفق شد به ملاتی دست یابد که امروز به نام سیمان معمولی ( پرتلند ) معروف است ( تاریخ ثبت 1824 ) ، اولین بنای ساخته شده با این نوع سیمان ، بنای پارلمان انگلستان است که در فاصله سالهای ( 1825-1840 ) احداث گردیده است . پس از ملاحظه خواص شگفت انگیز این پدیده جدید ، در 180 سال پیش تقاضا برای مصرف سیمان بالا رفت و در نتیجه از جنبه کیفی و کمی به آنچنان رشدی رسید که به عنوان یک صنعت معتبر و گسترده مطرح شد . همزمان با افزایش تقاضا برای مصرف ، مساله کنترل کیفی و افزایش مرغوبیت سیمان نیز مطرح شد . به دنبال این نیاز بود که استاندارد شدن آزمایش ها و به دنبال آن استاندارد کردن سیمان به طور جدی تری مطرح گردید . به دنبال این احساس نیاز ، برای اولین بار در تاریخ تولید صنعتی سیمان ، به سال 1877 اولین موسسه استاندارد سیمان توسط تولید کنندگان سیمان در کشور آلمان بوجود آمد . پس از آن در سال 1904 کمیته مهندسی استانداردها در انگلستان تاسیس شد که بعدها به نام موسسه استاندارد انگلیس تغییر نام داد . در همین سال بود که اولین استاندارد آمریکا برای تولید سیمان تدوین گردید . با توجه به پیشینه انجام برخی آزمایشات بر روی سیمان در آلمان ، میتوان این نکته را یادآور شد که سیمان اولین محصول صنعتی است که استاندارد شده است .

– تاریخچه بکارگیری بتن در ساخت بنا :
بتن از سال های دهه 40 پابه عرصه ساخت و سازها گذاشت و به ویژه در دهه 50 فرآیند ساخت بناهای بتنی در مادرید آغاز شد .
سیمان به طور عمده طی این سال ها در بناهای مادرید به کار رفت . درست است که استفاده از بتن از زیبایی نمای ساختمان ها کاسته است اما طی 40سال اخیر به سبب مشکلات کمتری که به همراه آورده ، اصلی ترین عنصر به کار رفته در ساختمان سازی بوده است . اما بتن نیز به رغم استحکام بی نظیرش ، دشمن عمده ای دارد به نام آب .
آب در واقع از خلل و فرج بتن عبور می کند و به سازه های آهنی که در این عنصر به کار رفته نفوذ می کند . آب از عناصر خورنده است که می تواند باعث انبساط آهن شود . در نتیجه این انبساط به بتن نیز فشار وارد شده و این عنصر ترک برمی دارد .
. البته این اتفاق به همین سرعت که ذکر آن رفت به وقوع نمی پیوندد و در شرایط طبیعی 20 یا 30سال زمان برای وقوع آن لازم است . ناگفته نماند که دمای بالای هوا و رطوبت به روند ایجاد شکاف در بتن سرعت می بخشند . علاوه بر این ، ساختمان هایی که طی دهه های اخیر از بتن ساخته شده اند در ارتباط با سایر مصالح به کار رفته در ساخت و ساز بناها ، مشکلاتی را به همراه آورده اند . استفاده از آجر در نمای اغلب ساختمان های بتنی سبب شده است که این عنصر در گرما پخته شود و در نتیجه در رطوبت هوا حجم آن افزایش پیدا کند . این اتفاق ، اغلب به فرو ریختن نمای آجری ساختمان منجر می شود . استفاده از بتن در ساختمان ها ، کاهش عمر مفید آنها را در پی آورده است . اغلب ساختمان های جدید امید به عمری معادل 80 تا۱۰۰سال دارند ، حال آنکه ساختمان های چوبی ، عمر بیشتری کرده اند . البته طول عمر بناهای جدید نیز بستگی به نحوه ساخت و نگهداری آنها دارد .

– نکته :
درباره استفاده از بتن باید در همین ابتدای بحث یادآور شد که ایرانیان باستان نیز در ساخت بناهای خود از نوعی بتن به نام ساروج استفاده می کرده اند که دارای ویژگیهای منحصر به فردی می باشد . در ادامه این نوع بتن و یا به عبارتی این نوع بتن ایرانی به مورد بحث گذارده می شود .
– ساروج :
ساروج یکی از مصالح قدیمی مصرف شده در ایران و بعضی کشورهای کنار خلیج فارس می باشد که تاریخ شروع کاربرد دقیق آن را نمی توان حدث زد ولی نمونه هایی700 ساله از ساروج هم اکنون در نقاط مختلف ایران یافت می شود .
از کشورهای دیگری که ردپایی از ساروج در آن یافتیم و در دانشگاههای آن نیز ، به ساروج به عنوان یک ملات نگریسته می شود ، کشور عمان می باشد که در دانشگاه ( سلطان قابوس ) ، حتی مقاله هایی نیز در این زمینه ارائه گردیده است . آخرین باری که در ایران از ساروج استفاده شده حدود هشتاد سال قبل و در ابتدای دوره پهلوی بوده که از این تاریخ به بعد این ملات کلاً به فراموشی سپرده شده و از صحنه معماری ایران حذف گردیده است و فقط در کتب مصالح به آن اشاره شده است .
– کاربردهای ساروج :
ساروج با توجه به خاصیت اصلی آن یعنی نفوذ پذیری بسیار اندک به عنوان روکش در سازه هایی که در تماس مستقیم با آب بوده اند مانند آب انبارها ، حوضها ، حمامها و … مورد استفاده قرار گرفته است .
ساروج با توجه به نحوه اجرای آن از سطحی بسیار بسیار صاف و براق برخوردار بوده که این ظاهر ساروج ، باعث استفاده از آن در امر تزئینات ساختمان گردیده است .
.نکته : هیچ استفاده سازه ای تاکنون از ساروج نشده است .

– مواد تشکیل دهنده ساروج :
بدنه اصلی ساروج از ترکیب آهک با سیلیس فعال شکل می گیرد . نکته مهم در اینجا فعال بودن سیلیس می باشد که به سیلیس آمورف یا بی شکل معروف است چرا که ساختمان آن بلوری نمی باشد . در گذشته برای تامین سیلیس از خاکستری که در محل ، با سوزاندن فضولات حیوانی حاصل می شد استفاده می کردند که امروزه می توان از جایگزین نهایی مانند سیلکافوم ( میکروسیلیس ) استفاده کرد . یکی از معایب اصلی ساروج خاصیت کاهش حجم آن می باشد که با توجه به کاربرد ساروج در امر پوشش ، این خاصیت باعث ترک خوردگی در سطح و در نتیجه ایجاد اختلال در نقش اصلی آن یعنی نفوذ ناپذیر کردن سطح می شود . برای کاهش اثرات این خاصیت مخرب ، در گذشته از الیاف طبیعی که شامل الیاف گیاهی مانند لوئی که از نوعی نی بدست می آمده و همچنین الیاف حیوانی مانند پشم بز و شتر و یا گاهی موی سر انسان ، استفاده می شده است . امروزه می توان از الیاف مصنوعی مانند الیاف پلیمری ، فلزی و یا شیشه ای به جای الیاف مصنوعی استفاده کرد . در بعضی مواقع که مواد اصلی تشکیل دهنده ساروج کمیاب بوده و یا گاهی برای بدست آوردن ساروجهایی با خاصیتهای مختلف از ماسه ریز دانه استفاده می شده است ، ولی این ماسه کارایی ملات را پایین می آورده که برای جبران آن از خاک رس استفاده می شده است . گاهی مواد افزودنی خاصی مانند تخم مرغ به ساروج اضافه می شده که فقط باید با آزمایش اثرات دقیق آن را تعیین نمود .

– تاریخچه ساخت و کاربرد بتن سبک :
اولین گزارشهای تاریخی در مورد کاربرد بتن سبک و مصالح سبک وزن به روم باستان بر می گردد . رومیان در احداث معبد پانتئون و ورزشگاه کلوزیوم از ( پومیس ) که نوعی مصالح سبک است استفاده کرده اند . کاربرد بتن سبک دانه پس از تولید سبک دانه های مصنوعی و فرآوری شده در اوایل قرن بیستم وارد مرحله جدیدی شد . چنانچه S.J Hayde در سال 1918 با استفاده از کوره دوار اقدام به منبسط کردن رس و سیل کرد و بدین ترتیب وسیله سبک دانه ای مصنوعی تولید شد که از آنها در ساخت بتن استفاده شد . تولید تجاری روباره های منبسط شده نیز از سال 1928 آغاز گردید . از این سبک دانه ها به دلیل محدودیت دسترسی به ورقه های فولادی در طول جنگ جهانی اول برای ساخت کشتی ها به کار می رفت از جمله کشتی بتنی سبک هایدیتی به وزن 3000 تن در سال 1918 و کشتی بتنی سبک Selma به وزن 7500 تن و طول 132 متر در سال 1919 ساخته و به آب انداخته شد و در ادامه تا پایان جنگ جهانی دوم ، حدود 24 کشتی اقیانوس پیما و 80 برج دریایی با استفاده از همین نوع بتن ساخته و مورد استفاده قرار گرفت . قابل توجه است که ظرفیت و وزن این کشتی ها بین 3 تا 140 هزار تن بوده است .
– در سال 1948 اولین ساختمان با استفاده از شیل منبسط شده در پنسیلوانیای شرقی احداث گردید و در ادامه از سال 1950 ساخت بتن سبک گازی اتو کلاو شده در انگلستان متداول شد . اولین ساختمان بتن سبک دانه مسلح در کشور انگلستان که یک ساختمان سه طبقه بود در سال 1958 و در شهر برنت فورد احداث گردید . برابر برخی اطلاعات ساختمانهای هتل پارک پلاز اورسنت لوئیز ، ساختمان 14 طبقه اداره مخابرات پل جنوب غربی در کانزاس سیتی از جمله ساختمانهایی هستند که در فاصله سالهای 1920 تا 1930 در امریکای شمالی با استفاده از بتن سبک ساخته شده اند و در فاصله سالهای 1690 تا 1968 سازه های مهمی در فرودگاه نیویورک ، فرودگاه شیکاگو ، ترمینال واشنگتن ، کلیسایی در نروژ ، پلی در وایسبادن آلمان و پلی بر آب در روتردام هلند با استفاده از بتن سبک دانه ساخته شده اند . قابل ذکر است در دهه 1970 تا 1980 ساخت بتن های سبک دانه پر مقاومت آغاز شد که با استفاده از آن پل هایی با دهانه های مختلف در هلند ، انگلستان ، ایتالیا و اسکاتلند ساخته و با موفقیت بهره برداری شده اند .
– در اواخر دهه 80 به دلیل نیاز برخی شرکت های نفتی در امریکا و نروژ برای ساخت سازه ها و مخازن ساحلی و فرا ساحلی مانند سکوهای نفتی ، یک رشته تحقیقات وسیع برای ساخت بتن سبک دانه پر مقاومت ، با هدایت واحد آغاز شد که نتایج آن در اوایل دهه 90 منتشر گشت .
در سالیان اخیر نیز استفاده از بتن سبک غیر سازه ای و سازه ای در ساختمانهای بلند مرتبه ، عرشه پلها ، پایه دکلهای استخراج نفت و . . . کاربرد فراوانی یافته است .

– موارد کاربرد بتن در سازه :
– استفاده از بتن سنگ دانه ای در انواع سازه ها به دلایلی که در ادامه این مبحث خواهد آمد ابعاد گسترده ای داشته ولی به طور کلی در سازه های اشاره شده در ذیل کاربرد شناخته شده و متداول تری دارد .
– در ساختمانهای بتن آرمه ( اسکلت بتنی ) با هر نوع سقف
– در رادیه ( فونداسیون ) در ساختمانهای با فونداسیون نواری
– دیوارهای حائل و دیوارهای برشی اکثریت ساختمانهای اسکلت فلزی
– در سقف های کامپوزیت ( مرکب و سقف بتن در جا )
– در سقف های مرکب با تیر بلوک و تیرچه بلوک ها
– در ساخت پل ها و دیواره و بدنه سدها و آب بندها
– در ساخت دیواره و سقف تونل ها
– استفاده از بتن مسلح در دیواره ها ( جهت جلوگیری از ریزش در جاده ها )
– دیواره های ساحلی رودخانه ها و موج شکن ها
– در کانالهای فاضلاب اصلی و فرعی

– مصالح مصرفی در بتن :
– سیمان :
سیمان مصرفی در ساخت قطعات باربر باید با یکی از مشخصات مشروح زیر یا هر استاندارد دیگری که قبلاً به تایید دستگاه نظارت رسیده مطابقت داشته باشد :
الف – مشخصات انواع سیمان پرتلند
ب – مشخصات سیمانهای پرتلند آمیخته روباره ای
پ – مشخصات سیمانهای پرتلند آمیخته پوزولانی
ت – مشخصات سیمان پرتلند آمیخته آهکی
سیمان مصرفی در کارگاه باید دارای مشخصات سیمانی باشد که در تعیین نسبتهای اختلاط به کار رفته است .
– نگهداری سیمان :
سیمان یکی از مهمترین عواملی است که در مقاومت بتن موثر می باشد . بتنی که از سیمان نمناک یا نوع نامناسب تهیه گردد به هیچ وجه قابل اطمینان نبوده و چه بسا که فرو خواهد ریخت انواع مختلف سیمان برای مصارف گوناگون وجود داشته و باید کاملاً دقت نمود که هر نوع آن ، برای کار مخصوص خود بکار رود . در کارگاه همیشه باید محل مخصوصی جهت نگهداری سیمان وجود داشته باشد این کاملاً واضح است که سیمان باید خشک باشد ولی مهم آنکه موادی نمناک مانند رطوبت به مرغوبیت سیمان لطمه زیادی وارد می آورد بدین دلیل باید پیش گیرهای لازم جهت خنک نگهداری سیمان بکار برد .

– نگهداری سیمان در انبار :
باید کاملاً دقت نمود که محل نگاه داری سیمان قابلیت نفوذ آب نداشته و کف آن در شرایط خوب و خشک باشد در صورتی که کف انبار نمناک باشد با قرار دادن تیرهای چوبی روی پایه های آجری می توان کف دیگری ساخته و کیسه های سیمان را روی آن قرار داد باید دقت نمود که سقف انبار چکه نکرده و آب به هیچ وجه از دیوارها به کیسه های سیمان نفوذ ننماید . بهتر است که کیسه های سیمان را همیشه قدری دور تر از دیوارها قرار داد . کوران هوا ممکن است ایجاد رطوبت نماید برای جلوگیری از آن باید کیسه های سیمان به هم چسبیده انبار شوند که باد یا کوران بین کیسه ها نفوذ نکند و هم چنین دقت نمود که در انبار پس از استفاده ، بسته گردد .
– نگهداری سیمان در هوای آزاد :
در کارگاههای کوچک ممکن است کیسه های سیمان در هوای آزاد نگهداری شوند در این مواقع بهتر است که یک کف دیگر که قدری از زمین مرتفع تر باشد درست نمود . و کیسه های سیمان را روی آن قرار داد و سپس روی کیسه ها را با روکش غیر قابل نفوذ آب پوشاند تا باران نتواند به کیسه های سیمان نفوذ کند نکته مهمی که باید به آن توجه داشت آنست که کیسه های سیمان ( چه در انبار و چه در هوای آزاد ) طوری انبار شوند تا کیسه هایی که زودتر انبار می شوند زودتر هم مورد استفاده قرار گیرند و بهتر است دقت نمود که ارتفاع کیسه های سیمان از یک متر تجاوز ننماید .

– سنگ دانه ها :
سنگ دانه های مصرفی در بتن ، باید دارای چنان کیفیتی باشند که بتوان با آنها بتنی ، مقاوم و پایا ساخت . سنگ دانه های مصرفی در ساخت بتن باید با مشخصات سنگ دانه های بتن مطابقت داشته باشند . سنگ دانه هایی را که دارای ویژگیهای لازمه نباشد ، ولی آزمایشهای خاص یا سابقه عملکرد واقعی آنها نشان دهد که می توان با آنها بتنی با مشخصات مورد نظر بتن تازه و با مقاومت و پایایی کافی به دست آورد ، با تایید دستگاه نظارت در ساخت بتن مصرف می شود . بزرگترین اندازه اسمی سنگ دانه های درشت نباید از هیچ یک از مقادیر زیر بیشتر باشد .
الف – یک پنجم کوچکترین بعد داخلی قالب بتن .
ب – یک سوم ضخامت دال .
پ – سه چهارم حداقل فاصله آزاد بین میلگردها .
ت – سه چهارم ضخامت پوشش روی میلگرد .
تبصره 1- اندازه کوچکترین الکی که حداکثر ده درصد وزنی سنگ دانه روی آن باقی بماند ، اندازه اسمی سنگ دانه نامیده می شود .
تبصره 2 – به کار بردن سنگ دانه های درشت تر از 38 میلیمتر در ساخت بتن آرمه توصیه نمی شود ، ولی در هیچ حالت اندازه سنگ دانه ها نباید از 63 میلیمتر تجاوز کند .

– مواد زیان آور در سنگ دانه ها :
کلیات :
سنگ دانه های مصرفی در بتن باید سخت و پایا باشند و مواد زیان آور موجود در آنها نباید از مقادیر حداکثر مجاز تجاوز کند .
– مواد زیان آور در سنگ دانه های ریز :
مقدار مواد زیان آور موجود در سنگ دانه های ریز بتن نباید از مقادیر حداکثر مجاز تجاوز کند ، همچنین ارزش ماسه ای سنگ دانه های ریز بتن نباید کمتر از 75 درصد باشد .
– مواد زیان آور در سنگ دانه های درشت :
مقدار مواد زیان آور موجود در سنگ دانه های درشت بتن نباید از مقادیر حداکثر مجاز داده شده تجاوز کند .
– نگهداری شن و ماسه :
باید دقت نمود که شن و ماسه هر دو بر روی یک سطح سخت و تمیز نگهداری شوند اگر در کارگاه جای مناسبی برای این کار وجود نداشته باشد ، می توان یک لایه نازک بتنی در محل مناسبی از کارگاه ریخت با این عمل ، که مقداری هم خرج در بر خواهد داشت همیشه می توان از شن و ماسه تمیز استفاده نمود . در موقع ریختن لایه بتنی باید توجه داشت تا قدری به طرف خارج شیب داشته باشد تا آب شن و ماسه بتواند به طرف خارج عبور نماید . ماسه و انواع شن باید کاملاً از یکدیگر مجزا باشند . در کارگاه های بزرگ و کارخانه بتن سازی که مصرف شن و ماسه زیاد است باید برای هر کدام محل جداگانه ای در نظر گرفت . مسئولین باید نمونه ای مناسب از شن و ماسه در اختیار داشته ، تا شن و ماسه هایی که به کارگاه و کارخانه آورده می شوند با این نمونه ها مقایسه گردند در صورتکیه شن و ماسه با نمونه های موجود مطابقت نکنند ناظر و مسئولین باید از بکار بردن آنها جلوگیری نمایند .
– تمیزی شن و ماسه :
تمیزی شن و ماسه مصرفی در بتن بسیار مهم می باشد چون گل و خاک باعث می شود که بتن مقاومت کامل خود را به دست نیاورد همچنین مواد دیگری مانند سبزیجات – برگ درختان – ته سیگار و غیره باعث خواهند شد که گرفتن بتن به تعویق افتد . اولین و ساده ترین آزمایشی که برای تمیز بودن شن و ماسه به کار می رود این است که مقدار کمی از آن را بین دو دست مالیده اگر کف دست تمیز ماند شن و ماسه از نظر تمیزی خوب ولی در صورت کثیف شدن دست می توان گفت که ماسه تمیز نبوده در این صورت مسئول مربوطه باید ترتیب آزمایش دقیق تری را بدهد . مواد خارجی در ماسه نباید بیشتر از 3 درصد و شن بین 3 تا 5 درصد حجمی آن باشد .
– مشخصات شن برای بتن آرمه :
اندازه شنی که برای اعضاء بتن آرمه مورد مصرف قرار میگیرد معمولاً در دیوارهای نازک بتنی بین 5 تا 20 میلیمتر و سایر قسمت ها بین 20 تا 40 میلیمتر می باشد و در هر صورت اندازه بزرگترین دانه شن نباید از حداقل ضخامت عضو بتنی بیشتر باشد . مقاومت سنگ هایی که شن از آن تهیه می گردد در مقابل فشار نباید از 300 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع کمتر باشد .

– آب :
آب مصرفی برای شستشوی سنگ دانه ها ، ساخت و عمل آوری بتن ، باید تمیز و صاف باشد . باید از مصرف آب حاوی مقادیر زیاد از هر نوع ماده از قبیل روغن ها ، اسیدها ، قلیاییها ، املاح ، مواد قندی ، و مواد آلی که قادر به صدمه زدن به بتن یا میلگرد باشد خود داری کرد . به طور کلی آب آشامیدنی برای مصرف در ساخت و عمل آوری رضایت بخش تلقی می شود . آب غیر آشامیدنی مورد تردید را تنها در صورتی می توان در ساخت و عمل آوری بتن استفاده کرد که مواد زیان آور در آن از مقادیر حداکثر مجاز تجاوز نکند .
– اندازه گیری مقدار آب :
اغلب دستگاههای مخلوط کننده بتن ( بتنیر ) در کارگاههای بزرگ دارای تانک آب در قسمت فوقانی بوده که روی آنها درجه تنظیم مقدار خروج آب به داخل محفظه مخلوط کننده قرار دارد . مهندس ناظر باید قبل از بکار بردن دستگاه فوق درجه تنظیم آب را کنترل نماید تا مطمئن گردد مقدار آبی که به وسیله درجه نشان داده شده صحیح بوده و جهت اطمینان باید همیشه سعی شود که دستگاه مخلوط کننده روی سطح ترازی قرار گیرد برای اینکار می توان از ترازهای معمولی بنائی استفاده نمود در صورتی که دستگاه مخلوط کننده تراز نباشد امکان آن است که درجه مقدار حقیقی خروج آب را نشان ندهد . برای اطمینان بیشتر می توان مقداری آب را قبلاً توزین نموده و سپس در تانک مورد نظر ریخت در صورتیکه درجه مقدار صحیح را نشان دهد می توان مطمئن شد که درجه تنظیم مخزن آب درست می باشد .

– آزمایش اسلامپ :
آزمایش اسلامپ ساده ترین راهی است که می توان برای یکنواخت نگاه داشتن مخلوط بتن در طول کار مورد استفاده قرار داد . ممکن است که مقدار آب – سیمان – شن و ماسه به طور دقیق با وسائل لازم تعیین و در دستگاه مخلوط کننده ریخته شود ولی نمی توان مطمئن شد که این مخلوط بتن با مخلوطی که روز گذشته تهیه گردیده ، یکنواخت خواهد بود . چون ممکن است که مثلاً درجه تنظیم تانک آب در این مدت خراب شده و مقدار درست را نشان ندهد در این صورت به وسیله آزمایش اسلامپ می توان آن را کنترل نمود . البته باید متذکر گردید که آزمایش اسلامپ فقط برای بتن هایی که مخلوط آنها یکنواخت بوده مناسب می باشد و برای بتن های که دارای مخلوط متفاوتی می باشند نباید مورد استفاده قرار گیرد هر چه آزمایش اسلامپ بیشتر انجام شود یکنواخت بودن بتن بیشتر مورد کنترل قرار خواهد گرفت .

– مواد افزودنی بتن :
– تعریف :
ماده افزودنی ماده ای است به غیر از سیمان پرتلند ، سنگ دانه ، و آب ، که به صورت گرد یا مایه ، به عنوان یکی از مواد تشکیل دهنده بتن و برای اصلاح خواص بتن ، کمی قبل از اختلاط یا در حین اختلاط به آن افزوده می شود . مواد افزودنی به دو گروه مواد افزودنی شیمیایی و مواد افزودنی معدنی تقسیم می شوند .
– افزودنی های بتن :
کلیات :
استفاده از مواد افزودنی در بتن تنها با تصویب قبلی دستگاه نظارت مجاز است . عملکرد یا موثر بودن مواد افزودنی باید قبل از مصرف و به کمک نمونه های مخلوط بتن مورد تایید قرار گیرد . مواد افزودنی باید با سیمان مصرفی سازگار باشد . اگر بیشتر از یک نوع ماده افزودنی به کار رود ، باید سازگاری مواد مصرفی با یکدیگر به تایید دستگاه نظارت برسد . به منظور حفاظت از میلگرد در برابر خوردگی در ساخت بتن آرمه نباید از کلرید کلسیم استفاده شود .

– افزودنیهای شیمیایی :
مواد افزودنی حباب ساز :
الف – تعریف و کاربرد :
مواد افزودنی حباب ساز موادی هستند که سبب تشکیل حباب های بسیار ریز هوا که به طور یکنواخت در حجم بتن یا ملات توزیع شده اند ، می گردند . این حباب ها باید پس از سخت شدن بتن یا ملات در آن باقی بمانند . حباب های هوا پایایی بتن را در برابر رطوبت ، و یخ زدن و آب شدنهای مکرر افزایش می دهند و مقاومت بتن را در برابر پوسته شدگی سطحی ناشی از یخ زدنهای شیمیایی زیاد می کند . همچنین با مصرف این مواد کارایی بتن تازه و نفوذ ناپذیری بتن سخت شده به میزانی قابل توجه بیشتر می شود و نیز جدا شدن دانه ها و آب انداختن بتن کاهش می یابد .
ب – مشخصات :
مشخصات مواد افزودنی حباب ساز با دستور العملها مطابقت داشته باشد .
– مواد افزودنی کاهنده آب :
الف – تعریف و کاربرد :
ماده افزودنی کاهنده آب به منظور تقلیل مقدار آب مصرفی در شرایط یکسان روانی بتن ، یا افزایش روانی بتن در شرایط یکسان میزان آب مصرفی به کار می رود . این مواد به دو نوع کاهنده معمولی و کاهنده قوی آب تقسیم می شوند .

– مواد افزودنی کند گیر کننده :
الف – تعریف و کاربرد :
ماده افزودنی کند گیر کننده به منظور به تاخیر انداختن گیرش بتن به کار می رود .
و به سه نوع ، کندگیر کننده ، کندگیر کاهنده معمولی آب و کندگیر کننده کاهنده قوی آب تقسیم می شود .
– مواد افزودنی تسریع کننده :
الف – تعریف و کاربرد :
ماده افزودنی تسریع کننده به منظور تسریع در گیرش بتن ، یا تسریع در کسب مقاومت بتن در سن کمتر ، یا به هر دو منظور به کار می رود و به دو نوع تسریع کننده ، و تسریع کننده و کاهنده معمولی آب تقسیم می شود .
ب – کلرید کلسیم :
استفاده از کلرید کلسیم به عنوان ماده افزودنی تسریع کننده فقط در بتن بدون آرماتور مجاز است و مقدار کلرید کلسیم نباید بیشتر از حد لازم برای حصول نتیجه مورد نظر باشد ، و به هر حال این مقدار نباید از 2 درصد وزنی سیمان تجاوز کند .

– مواد خمیری کننده و روان کننده :
الف – تعریف و کاربرد :
مواد خمیری کننده و روان کننده به منظور بهبود کارآیی بتن تازه به کار می رود . از این مواد برای بهبود خواص مخلوطهای خشن ، ساخت بتن قابل پرداخت با ماله آهنی ، بتن ریزی قطعات با تراکم زیاد آرماتور ، پمپاژ و بتن ریزی با لوله استفاده می شود . این گروه مواد افزودنی ، حباب سازها ، پوزولانها ، سیال کننده ها و فوق روان کننده ها را هم شامل می شود . با استفاده از فوق روان کننده ، بتنی فوق العاده روان تهیه می شود .
– افزودنیهای معدنی :
این مواد به شکل ذرات بسیار ریز معدنی موجب بهبود برخی از خواص ، و یا تامین خواص ویژه ای در بتن می شوند . افزودنیهای معدنی می توانند کارآیی و انسجام بتن تازه و همچنین مقاومت و نفوذ ناپذیری بتن سخت شده را بهبود بخشیده ، . رنگ بتن را نیز تغییر دهند . این مواد به سه گروه زیر تقسیم می شوند :
– افزودنیهای معدنی خنثی و رنگدانه ها :
این مواد ، مانند کوارتز آسیاب شده ، معمولاً از طریق واکنش شیمیایی موجب افزایش مقاومت بتن نمی شوند . مصرف این افزودنیها ، موجب بهبود کارآیی و چسبندگی بتن هایی می شوند که کمبود مواد ریز دانه دارند . این مواد در بسیاری از موارد الزامات سنگ دانه هایی بتن را تامین کرده و از آنها به عنوان سنگ دانه در بتن استفاده می شود . رنگ دانه ها نیز بعنوان مواد افزودنی خنثی ، برای تولید بتن رنگی به کار می روند . این ترکیبات معدنی مانند اکسید آهن که برای رنگ های قرمز ، قهوه ای ، سیاه و زرد ، و اکسید کرم که برای رنگ سبز مورد استفاده قرار می گیرند باید در مقابل نور و قلیاییها مقاوم باشند و در واکنشهای آبگیری سیمان دخالت نکنند .

– پوزولانها :
الف – تعریف :
پوزولانها عبارتند از مواد سیلیسی و یا سیلیسی و آلومینی که خود به تنهایی فاقد ارزش چسبانندگی بوده و یا دارای ارزش چسبانندگی کم هستند ، اما به شکل ذرات بسیار ریز در مجاورت رطوبت طی واکنش شیمیایی با هیدروکسید کلسیم در دمای معمولی ترکیبهایی با خاصیت سیمانی به وجود می آورند .
ب – کاربرد :
مصرف مواد پوزولانی در بتن می تواند برای تامین یک یا چند خاصیت مشروح زیر باشد :
– کاهش میزان سیمان
– کاهش سرعت و میزان حرارت حاصل از فرآیند آبگیری سیمان
– بهبود کارآیی بتن
– افزایش مقاومت بتن
– افزایش پایایی بتن از طریق کاهش نفوذ پذیری
عملکرد پوزولانها برای هر یک از خواص فوق ، باید قبل از مصرف مورد تایید قرار گیرد .
پ – انواع :
– پوزولانها بر دو نوعند :
1- پوزولانهای طبیعی خام و یا تکلیس شده که بطور عمده شامل خاکسترهای آتشفشانی است .
2- پوزولانهای صنعتی که بطور عمده شامل خاکستر بادی و دوده سیلیسی است .

– افزودنیهای شبه سیمانی :
این مواد خاصیت پنهان هیدرولیکی دارند و وقتی که به نحوی مناسب فعال شوند خواص سیمانی پیدا می کنند ترکیبات شیمیایی آنها در مقایسه با خاکستر بادی و دیگر مواد پوزولانی بیشتر شبیه سیمانهای معمولی است . متداول ترین نوع این مواد روباره آهن گذازی می باشد .

پیش ساخته های بتنی :
امروزه در صنعت ساخت و ساز ابنیه ابداعات و نوآوریهای بسیاری صورت می گیرد . یکی از بخشهای عمده ساخت و سازهای بتنی در کارخانجات صورت گرفته و پس از پایان مرحله فرآوری بتن , قطعات به محل کارگاه منتقل و در ساختمان پروژه مورد استفاده قرار می گیرد .
در ادامه مبحث حاضر به معرفی تعدادی از پیش ساخته های بتنی درقالب تصاویری که حاصل تلاش گروه تهیه است ،خواهیم پرداخت .
بلوک سیمانی :
بلوک سیمانی یا بلوک بتنی از اختلاط سیمان و آ ب با شن ریزدانه و ماسه یا دیگر سنگدانه های مناسب و لرزاندن و متراکم کردن مخلوط و عمل آوردن و مراقبت از آنها در محیط مناسب ساخته می شود. بلوکهای سیمانی به اشکال توخالی و توپر ساخته شده و در دیوارهای خارجی و داخلی به صورت باربر و غیر باربر و در تیغه های جدا کننده و سقفهای تیرچه بلوک و سایر قسمتهای ساختمان به مصرف می رسند.

تیرچه بتنی :
تیرچه بتنی یک نوع پیش ساخته بتنی است که از آن در سقف بنا ، به جای تیرآهن یا چوب استفاده می شود . ساختمان این پیش ساخته از دوجزء فلزی و بتنی تشکیل می گردد . اسکلت تیرچه از میلگرد است و یک قلاف بتنی در پایین آن قرار دارد .
در ادامه تصویری از تیرچه بتنی منعکس شده است.

موزائیک :
موزائیک نوعی پیش ساخته بتنی است که سطح آن سائیده شده و دارای ظاهری خالدار و درهم است و در کفها،پله ها، قرنیزها و بعضاً نمای ساختمان مورد استفاده قرار می گیرد . کفپوش موزائیک ، ارزان، بادوام و متداول ترین نوع کفپوش در ایران است و بیشتر ساختمانهای مسکونی و آموزشی و برخی ا ز ساختمان های تجاری،اداری و بهداشتی با این کفپوش مفروش شده اند . در نماسازی و پوشش بدنه داخلی بعضی از ساختمان هانیز از موزائیک بهره گیری شده است .

صفحه های پیش ساخته :
یکی از پیش ساخته های پرکاربرد بتنی صفحه های پیش ساخته 3D Panel ) (تری دی پانل می باشد . این پیش ساخته از یک لایه پلی استایرن مرکزی , دو لایه مش یا شبکه آرماتور در طرفین که با اجزای عمودی به هم متصل شده و در نهایت لایه از بتن که روی شبکه آرماتور پاشیده می شود . صفحات تری دی پانل در دیوارها و سقفها استفاده بسیاری دارد . در ادامه تصاویری از این نوع پیش ساخته آمده است .

سایر پیش ساخته های بتنی :
همانطور که قبلا عنوان گردید پیش ساخته های بتنی طیف وسیعی دارد . از آن جمله می توان به ستونهای بتنی , سکوهای بتنی زیر ستونها , جدول کنار خیابان , درپوش چاه , روپوش جوی و … اشاره نمود . در ادامه تصاویری منعکس شده که برخی از انواع پیش ساخته های بتنی را نشان می دهد .

منابع و مآخذ :
سایت اینترنتی باشگاه مهندسان جوان
www.civil.com
نشریه شماره 184 سازمان برنامه و بودجه
آیین نامه بتن ایران (آبا)
نشریه شماره 29 و 34 انجمن بتن ایران
مجموعه مقالات سومین همایش بتن شرق کشور.

افزودنیها و پیش ساخته های بتنی تهیه و تنظیم : صدیقه ناظمی ، سهیلا ناظمی ، پریسا احمدی فرد
1