به نا م خدا
تهیه کننده : دکتر بهزاد زراعت
بتن ریزی های حجیم ،آرماتوربندی وقالب بندی
بتن حجیم
تعریف بتن حجیم : هر حجمی از بتن با ابعادی به اندازه کافی بزرگ که نیاز به تمهیداتی جهت جلوگیری از ایجاد ترکهای حرارتی دارد .
درک بتن حجیم کلید کنترل دما و در نهایت حفظ زمن وهزینه های مصرفی می باشد .
بتن حجیم چیست ؟
طبق آئین نامه موسسه بین المللی بتن Acl کمیته R116 Acl تعریف بتن حجیم بدین گونه است هر حجمی از بتن با ابعادی به اندازه کافی بزرگ باشد که نیاز به تمهیداتی جهت جلوگیری از ایجاد ترکهای حرارتی که در بتن حجیم بر اثر حرارت زایی حاصل از واکنش شیمیایی هیدراسیون آب با سیمان وپیامد تغییرات حجم شکل می گیرد دارد.
انواع سازه های بتنی حجیم
سازه های بتنی حجیم به سه دسته تقسیم می شوند:
الف- سازه های ثقلی مانند سدهای وزنی (شامل سدهای بتن غلتکی)
ب- سازه های پوسته ای ضخیم مانند سدهای قوسی
ج- سازه های بتن آرمه ضخیم مانند ایستگاه های پمپاژ بزرگ، نیروگاه ها و پای ههای حجیم پل ها
بتن غلتکی بتنی است که در اجرای سازههای حجیم (سدها ،شالودهها )استفاده می شود.
کارایی بتن حجیم:
مفهوم کارایی در بتن حجیم با سایر انواع بتن کمی متفاوت است چه
– به علت درشتی دانه ها و عدم امکان مخلوط کردن آن در هنگام حمل انتقال توسط کامیونهای شوت دار
و یا ماشین آلات مشابه انجام می پذیرد . این نحوه انتقال خود محدودیتی در روانی بتن ایجاد (Silobus یا سیلوباس(
می کند.
به طور کلی بتن حجیم باید به گونه ای باشد که بتواند تمامی موارد مطرح شده را پوشش دهد . برای رسیدن به این هدف می توان نکات زیر را در نظر گرفت:
– دمای بتن : دمای بتن تازه جدا از مسایل مربوط به ت نشهای ناشی از دما در کارایی بتن بسیار موثر است واصولا افزایش دما باعث کاهش کارایی می گردد، این اثر تابعی از شرایط دمای محیط نیز می باشد و مشکلات در فصل گرم افزایش می یابد . کنترل دما در بتن حجیم می تواند توسط پایین آوردن دمای مصالح مصرفی، کاهش مصرف سیمان و کنترل دمایی آن و تغییر در میزان مصرف آب و یخ انجام پذیرد.
– مقدار آب (یخ): میزان مصرف آب و یخ علاوه بر تاثیری که بر روی دما دارد به طور مستقیم در کارایی بتن موثر است به طوریکه کمبود آن باعث کاهش شدید کارایی و زیادی آن باعث روانی بیش از حد بتن می شود به طوریکه کلیه مراحل حمل و جایدهی را با مشکل مواجه می کند.
– میزان خمیر بتن : عمده ترین عامل موثر بر کارایی بتن مقدار خمیر آن است به طوریکه در هر دو حالت کمبود یا وجود بیش از حد آن، ویبراسیون بتن دچار اشکال خواهد شد . مشکلات ناشی از خمیر زیاد در بتن کاهش سریع کارایی ، چسبندگی بیش از حد و در نتیجه عدم ویبراسیون مناسب را سبب می شود . در مقابل کمبود خمیر باعث جداشدن دانه ها می شود و امکان ویبراسیون و رسیدن به یک توده منسجم و همگن را از بین می برد.
سنگدانه ها : تاثیر ابعاد سنگدانه ها و میزان مصرف آنها در کنار میزان خمیر بت ن مفهوم می یابد که پیش ازاین ذکر شد . ضمن آنکه همانند سایر بتنها در بتن حجیم نیز سنگهای گردگوشه کارایی بهتری نسبت به سنگ شکسته دارند.
– مواد افزودنی : در کنار مواد روان کننده و کاهش دهنده میزان آب استفاده جزیی از هوازا می تواند تاثیرخوبی بر کارایی داشته باشد.
در پایان این مبحث لازم به ذکر است که در کلیه بتنها به خصوص بتن حجیم در صورت اشکال در کارایی باید به علت یابی آن پرداخت و برمبنای آن طرح اختلاط را اصلاح کرد . به عنوان مثال در صورت کم بودن خمیر بتن با افزایش میزان آب (شیوه مرسوم) نمی توان به نتیجه مطلوب رسید.
بهسازی طرح اختلاط بتن حجیم:
با توجه به آنچه که در بخشهای پیشین ذکر شد، با انتخاب صحیح نسبتهای مصالح سنگی درشت دانه و استفاده از ماسه ناسب می توان به حجم خمیر بهینه در بتن دست یافت . کاهش حجم خمیر به عنوان پرهزینه ترین بخش بتن به نتایج زیر خواهدانجامید:
کاهش مصرف سیمان : مقدار سیمان مصرفی به عنوان ب خش اصلی خمیر می تواند به این ترتیب محدود به سیمان لازم برای کسب مقاومت طرح در نظر گرفته شود و با توجه به آنکه با ثابت نگاه داشتن نسبت آب به سیمان مشخص می توان به مقاومت تقریبا ثابتی رسید، این کاهش مصرف می تواند چشمگیر باشد . به عنوان مثال در پروژه کارون سه در دوره کوتاهی به علت مشکلاتی که در
تولید ماسه موجود بود، مصرف سیمان به ۲۴۵ کیلوگرم بر مترمکعب رسید که با در نظر گرفتن این نکته که مقدار سیمان مورد نیازبرای رسیدن به مقاومت طرح ۱۶۰ کیلوگرم در متر مکعب بوده است می توان به نقش یک ماسه مناسب در تولید بتن پی برد. لازم به ذکر است که افزایش مذکور تنها برای جلوگیری از آب اندازی و ایجاد کارایی در بتن بوده و برای حل مشکل مقاومتی انجام نگردیده بود.
واکنش میان سیمان و آب، توام با تولید گرما م یباشد وسبب افزایش قابل ملاحظه دمای درون قطعات بزرگ بتنی میشود. اگراین گرما نتواند به سرعت تخلیه شود، تغییر حجم ناشی از افزایش و کاهش دمای سازه، ممکن است تنش ها و کرن شهای قابل ملاحظه ای ایجاد نماید که ترک خوردگی بتن را به دنبال خواهد داشت.
تدابیر لازم برای کنترل دمای بتن ممکن است قبل، همراه و یا بعد از بتن ریزی اعمال شوند.
اندازه بزرگترین دانه سنگی بتن های حجیم معمولا بزرگتر از بت نهای متداول است و دانه بندی سنگدان هها باید با دقت بیشتری
کنترل شود تا با حداقل سیمان ممکن ( یا به کمک پوزولان ها)، طرح اختلاط مناسب تهیه گردد.
هدف از طراحی بتن حجیم برآوردن الزامات مورد نیاز همراه با تولید کمترین گرمای ممکن و درنظر داشتن صرفه اقتصادی است.
معمولا پایایی، مسائل حرارتی و اقتصاد مهمترین عوامل در طراحی سازه های بتنی حجیم هستند و عامل مقاومت اغلب در درجه دوم اهمیت قرار دارد.
در طراحی مخلوط های بتنی حجیم با کیفیت (مقاومت و پایایی) مطلوب ، باید کمترین مقدار سیمان به مصرف برسد، تا ترک خوردگی حرارتی کاهش یابد
روش های تحلیل
در سازه های بتنی حجیم معمولا از رو شهای تحلیل اجزای محدود استفاده م یشود. به طور خاص رو شهای زیر برای تحلیل
سدهای بتنی کاربرد دارند.
الف- تحلیل وزنی
ب- بار آزمون
پ- شبیه سازی دال
ت- اجزای محدود
ث- روش های آزمایشگاهی شامل ساخت و مطالعه مدل
مشخصات فیزیکی و شیمیایی سنگدانه های مناسب برای بتن ریزی های حجیم باید منطبق بر ضوابط مندرج در آیین نامه بتن
ایران باشد. افزون بر این بسیاری از سنگدانه هایی که حداقل کیفیت مورد نیاز را دارا می باشند نیز به شرط حفظ پایایی بتن می توانند
مورد تایید قرار گیرند.
دانه بندی
الف- شن و ماسه باید بطور جداگانه انباشته شده و توزیع دانه بندی هر یک باید با حدود مندرج در جداول منطبق باشد.
ب- از آنجا که تغییر دانه بندی ماسه (هرچند در محدوده مجاز) پی آمدهای منفی در کارآیی مخلوط بتن خواهد داشت، بنابراین پیمانکار باید تدابیری اتخاذ نماید تا دانه بندی ماسه مصرفی و میزان رطوبت آن تاحدامکان در طول زمان اجرا یکنواخت باقی بماند.
دانه بندی ماسه باید طوری کنترل گردد که مدول نرمی 9 نمونه از 10 نمونه متوالی اخذ شده بیش از 0/2با میانگین مدول نرمی 10 اختلاف نداشته باشد و بهتر است رطوبت ماسه به کمتر از 5درصد تقلیل یابد.
قالب بندی
قالب ها باید طوری طراحی شوند که ریختن و تراکم صحیح بتن براحتی امکان پذیر باشد قالب ها نباید مانع انقباض بتن شده و
بدین ترتیب باعث بروز ترک در سطوح بتنی گردند.
قالب ها باید از استحکام و مقاومت کافی در برابر فشارهای مختلف بتن در حال ریختن و یا ریخته شده، برخوردار باشند . تغییرشکل قالب ها تحت تاثیر تنش هایی که ممکن است به آنها وارد شود نباید س بب وارد آمدن صدمه به بتنی که تازه ریخته شده گردد .
در ضمن قالب ها باید صلبیت و استحکام لازم را قبل، در حین و پس از بتن ریزی و در حین ویبره کردن حفظ نمایند . استحکام وآب بندی قالب ها باید به گونه ای باشد تا از خروج شیره بتن و یا ملات به خارج از قالب جلوگیری شود.
تعریف قالب بندی
ایجاد حجم دلخواه بتن، بااستفاده از مجموعه قطعات (چوبی، فلزی و یا آجری) و حفظ حجم بتن شکل دهی شده، تا زمان سخت شدن بتن را قالب بندی می گویند.
هدف از قالب بندی:
شکل دادن بتن خمیری و بوجود آوردن ابعاد و حجم دلخواه آن میباشد. با گذشت زمان، بتن در داخل قالب سخت شده و استحکام میابد.
قالب های بتن ریزی حجیم
قالب بندی دیوار های بتنی به روش لغزنده
قالب ها ی لغزنده و افقی
قالب های رونده
قالب های پرنده
اهداف اصلی در ساخت قالب بندی
کیفیت: بر حسب مقاومت، صلبیت، موقعیت و ابعاد قالبها. ایمنی: هم برای کارگران و هم برای سازه بتنی. صرفه اقتصادی: حداقل هزینه مناسب با کیفیت و ایمنی مورد نیاز
انواع قالب از نظر مصالح:
1- خاکی 2- آجری 3- چوبی 4- فلزی 5- فایبر گلاس و …
در کلیه قالب بندیها بجز قالب خاکی و آجری، سطوح داخلی قالب را آغشته به روغن سوخته می نمایند تا هنگام گرفتن بتن، به راحتی از سطح بتن جدا شود .
با تشکر از
همراهی صمیمانه شما