به نام خدا
مراحل مختلف ساختمان سازی و اجزاء و جزئیات ساختمان
سازه بتنی سازه ای است که در ساخت آن از بتن یا به طور معمول بتن آرمه (سیمان، شن، ماسه و فولاد به صورت میلگرد ساده یا آجدار) استفاده شده باشد. در ساختمان در صورت استفاده از بتن آرمه در قسمت ستون ها و شاه تیر ها و پی، آن ساختمان یک سازه بتنی محسوب می شود. ساختمان اسکلت بتنی ساختمانی است که در آن اعضا باربر فشاری یا ستونها از نوع بتن آرمه است که در محل قالب بندی و اجرا می گردند همچنین تمام تیرها اصلی هم از نوع بتنی است و دیوار برشی هم که برای مقابله با نیروهای جانبی مورد استفاده قرار می گیرد از نوع بتنی است .
بازدید زمین و ریشه کنی قبل از شروع هر نوع عملیات ساختمانی باید محل ساختمان بازدید شده و وضعیت و فاصله آن نسبت به خیابانها و جاده های اطراف مورد بازدید قرار بگیرد و همچنین پستی و بلندی و سایر عوارض زمینی می بایستی بوسیله مهندسین نقشه بردار تعیین گردد و همچنین باید محل چاههای فاضلاب و چاههای آبهای قدیمی و مسیر قنات قدیمی که ممکن است در هر زمینی موجود باشد تعیین شده و محل آن نسبت به پی سازی مشخص گردد. و در صورت لزوم می باید این چاهها با بتن و یا شفته پر شود و محل احداث ساختمان نسبت به مین تعیین شود و نسبت به ریشه کنی (کندن ریشه های نباتی که ممکن است در زمین روئیده باشد) آن محل اقدام شود و خاکهای اضافی به بیرون حمل گردد و بالاخره باید شکل هندسی زمین و زوایای آن کاملاً معلوم شده و با نقشه ساختمان مطابقت داده شود
مراحل مختلف ساخت یک ساختمان
پس از بازدید محل و ریشه کنی اولین اقدام در ساختن یک ساختمان پیاده کردن نقشه می باشد منظور از پیاده کردن نقشه یعنی انتقال نقشه از روی کاغذ بر روی زمین با ابعاد اصلی به طوری که محل دقیق پی ها وستونها ودیوارها و زیرزمینها و عرض پیها روی زمین به خوبی مشخص باشد و همزمان با ریشه کنی و بازدید محل باید قسمتهای مختلف نقشه ساختمان مخصوصاً نقشه پی کنی کاملا ً مورد مطالعه قرار گرفته به طوری که در هیچ قسمت نقطه ابهامی باقی نماند و بعداً اقدام به پیاده کردن نقشه از دوبین های نقشه برداری که شامل تئودولیت و نیوو می باشد استفاده می گردد. رپر ( پنچ مارک ) با توجه به این که هر نقطه از ساختمان نسبت به سطح زمین دارای ارتفاع معینی است که باید در طول مدت اجرا در هر زمان قابل کنترل باشد برای جلوگیری از اشتباه قطعه بتنی به ابعاد دلخواه در نقطه ای دورتر از محل ساختمان می سازند به طوریکه در موقع گودبرداری و یا پی کنی به آن آسیب نرسد و در طول ساختمان ارتفاع های ساختمان منجمله ارتفاع فنداسیون را با آن می سنجند که به این نقطه بتنی رپر می گویند
پیاده کردن نقشه
حال در حین ساختن ساختمان ممکن است رپر در جایی خیلی دورتر از محیط کارگاه باشد در این صورت بایستی بوسیله دوربین تئودولیت این نقطه را به داخل کارگاه انتقال داد و تمام ارتفاعات منجمله ارتفاع میخهایی که در ابتدا برای مرکز فنداسیون کوبیده می شود استفاده می گردد بدین صورت که دوربین تئودولیت را روی طول کمتر فنداسیونها که پشت سرهم و در یک ردیف قرار دارد. ردیف قرار دادی از روی این طول کوچکتر صفر دوربین را باز می کنند وسپس دوربین را به اندازه 100 گواه که همان 90 درجه است باز می کنند و سپس ارتفاع میخ را توسط دوربین نیوو با توجه به ارتفاع نقطه پنچ مارک نقشه تنظیم می کنند. نحوه تراز کردن دوربین نیوو (ترازیاب) بدین ترتیب است که ابتدا پایه ها را شل کرده و تا بالای چانه بوسیله کف دست بالا می آوریم و بوسیله سرپیچ که در اطراف دوربین قرار دارد دوربین را تراز می کنیم به طوری که حباب دقیقاً در وسط دایره قرار بگیرد. نحوه تراز کردن دوربین تئودولیت بدین ترتیب است که ابتدا پایه ها را شل کرده (بوسیله پیچ هایی که روی پایه است) و سپس بوسیله کف دست دوربین را تا زیر چانه می آوریم و سپس پیچها را سفت می کنیم و پایه ها را بوسیله پا باز کرده به طوری که سه زاویه مساوی با یکدیگر بسازند برای استقرار کامل بوسیله پا فشاری روی پدال می آوریم تا خوب در زمین فرو رود و تکان نخورد. و سپس پیچهای پایه را یکی یکی شل کرده و بالا و پایین کردن پایه ها تراز دایره ای را روی دستگاه را میزان می کنیم ناگفته نماند که قبل از میزان کردن تراز دایره ای دوربین را از جعبه به ارامی در آورده روی سه پایه بوسیله پیچی که در زیر سه پایه قرار دارد محکم می بندیم.
گودبرداری بعد از پیاده کردن نقشه و کنترل آن در صورت آن در صورت لزوم اقدام به گودبرداری می نمایند. گودبرداری برای آن قسمت از ساختمان انجام می شود مانند موتورخانه ها وانبارها و پارکینگ ها و غیره. همچنین گودبرداری برای رسیدن به خاکی که مقاومت لازم برای تحمل بار ساختمان داشته باشد نیز انجام می شود. ظاهراً حداکثر عمق مورد نیاز برای گودبرداری تا روی پی می باشد بعلاوه چند سانتی متر بیشتر برای فرش کف و عبور لوله ها (در حدود 20 سانتی متر که 6 سانتی متر برای فرش کف و 14 سانتی متر برای عبور لوله می باشد). ولی گاهی اوقات گودبرداری را تا زیر پی ادامه می دهند در این صورت قالبندی وشناژبندی و آرموتور بندی راحت تر امکان پذیر می شود. و ثانیاً پی های ما تمیزتر و درستر خواهد بود و در ثانی می توانیم خاک حاصل از چاه کنی و همچنین تفاله های ساختمان را در فضای ایجاد شده بین پی ها بریزیم که این مطلب از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه می باشد. زیرا معمولاً در موقع گودبرداری کار با ماشین صورت می گیرد و درصورتیکه برای خارج نمودن تفاله ها و خاک حاصل از چاه فاضلاب از محیط کارگاه می باید از وسایل دستی استفاده نماییم که این امر مستلزم هزینه بیشتری نسبت به کار ماشین می باشد. البته در مورد پی های نواری این کار عملی نیست زیرا معمولاً پی سازی در پی های نواری با شفته آهک می باشد که بدون قالب بندی بوده و شفته آهک در محل پی های حفر شده ریخته شده می شود در این صورت ناچار هستیم در ساختمان هایی که با پی نواری ساخته می شود اگر گودبرداری نیاز داشتیم گودبرداری را تا روی پی ادامه می دهیم چنانچه در گودبرداری در زمینهایی که آبهای تحت العرض در سطح بالا قرار دارد در محل گودبرداری آب جمع شود بهتر است که حوضچه کوچکی در وسط گودحفر نموده و آبهای جمع شده را با توجه به سرعت جمع شدن به وسیله سطل یا پمپ به خارج منتقل کنیم.
گودبرداری
با توجه به این که کلیه بار ساختمان به وسیله دیوارها یا ستونها به زمین منتقل می شود در نتیجه ساختمان باید روی زمین قابل اعتماد بوده و قابلیت تحمل بار ساختمان را داشته باشد بنا گردد. برای دسترسی به چنین زمینی ناچار به ایجاد پی برای ساختمان می باشیم. همچنین برای محافظت پایه ساختمان و جلوگیری از تاثیر عوامل جوی نیز باید حداقل پی هایی که به عمق50 تا 40 سانتی متر حفر کنیم. ابعاد پی عرض و طول و عمق پی ها کاملاً بستگی به وزن ساختمان و قدرت تحمل خاک محل ساختمان دارد. در ساختمانهای بزرگ قبل از شروع کار بوسیله آزمایشات مکانیک خاک (که به دو طریقه بارگذاری و وزن مخصوص انجام می شوند) قدرت مجاز تحملی زمین را تعیین نموده و از روی آن مهندس محاسب ابعاد پی را تعیین می نمایند.
پی کنی
پی نقطه ای
پی های نواری
پی های عمومی
شمع کوبی یا پی های عمیق
پی های نقطه ای برای ساختمان هایی که بار آن بطور متمرکز (نقطه ای) به زمین منتقل می شود ساخته می گردد مانند : ساختمانهای فلزی و یا ساختمان های بتنی. پی سازی – بتن مگر لایه های پی سازی در پی های نواری به ترتیب از پایین عبارتند از: شفته ریزی- کرسی چینی – شناژ- ملات ماسه سیمان برای زیر ایزولاسیون رطوبتی – قیرگونی برای ایزولاسیون رطوبتی- ملات ماسه سیمان برای پوشش روی قیرگونی دیوار چینی اصلی. به پی های عمومی رادیه ژنرال هم می گویند و از بتن مسلح ساخته می شود و دارای محاسبات فنی مفصل ودقت اجرای فوق العاده می باشند برای ساختمانهایی که دارای وزن فوق العاده می باشد و یا ساختمان هایی در زمین های سست ساخته می شود این گونه پی ها ایجاد می گردند. همچنین در زمینهایی که خیلی سست بوده و به هیچ وجه قدرت تحمل بار ساختمان را نداشته مانند خاکهای دستی یازمینهای ماسه ای و یا درمحل هایی که زمین بکر در عمق های زیاد قرار داشته باشند از شمع کوبی استفاده می شود. که خود شمع کوبی انواع مختلفی دارد مانند شمعهای چوبی و آهکی و فلزی در جا یا فلزی که پس از بتن ریزی قالب شمع را در می آورند. عمق پی های نواری و نقطه ای در حدود 40 الی 50 سانتی متر و عمق پی های عمومی 80 الی 100 سانتی متر می باشد.
انواع پی ها:
پس از گودبرداری و رسیدن به خاک مناسب که دارای مقاومت کافی باشد برای پی سازی در ابتدا بتن مگر فونداسیون می ریزند. که این بتن مگر لاغر هم می گویند مقدار سیمان در بتن مگر در حدود 100 الی 150 کیلوگرم در متر مکعب می باشد. در پی های نقطه ای بتن مگر به دو دلیل مورد استفاده قرار می گیرد.
برای جلوگیری از تماس مستقیم بتن اصلی پی با خاک
برای رگلاژ کف پی و ایجاد سطح صاف برای ادامه پی سازی
ضخامت بتن مگر در حدود 10 سانتی متر می باشد و معمولاً قالب بندی (چوبی یا آجری) از روی بتن مگر شروع می شود. قالب بندی شناژ و فنداسیون در کارگاههای ساختمانی بتنی سه کارگاه وجود دارد که هم زمان به کار خود ادامه می دهند. این سه کارگاه عبارتند از : کارگاههای بتن سازی- آرماتور بندی و قالب بندی. از آنجا که بتن قبل از سخت شدن روان می باشد لذا برای شکل دادن به آن احتیاج به قالب داریم. در حال حاضر در بیشتر ساختمان ها از قالبهای آجری استفاده می شود چون مقرون به صرفه تر از قالبهای چوبی است از قالبهای فلزی در کارهای سری سازی استفاده می شود. قالب بندی آجری بدین طریق است که پس از بتن مگر اندازه پی های اصلی را با آجر چیده و بعد شناژها را به آن نیز متصل می نمایند. ضخامت این آجر چینی می تواند 10 سانتی متر هم باشد بهتر است برای این آجر چینی از ملات گل استفاده نمود زیرا در این صورت بعد از سخت شدن بتن می توان آجرها را برداشته و مجدداً مورد استفاده قرار داد. ولی در این طریق (دیوار 10 سانتی متری و ملات گل) ممکن است در موقع بتن ریزی دیوارهای قالب تحمل وزن بتن را ننموده و از همدیگر متلاشی شود. که در این صورت می باید قبل از بتن ریزی پشت کلیه قالبها با خاک یا آجر و یا مصالح دیگر بسته شود بطوریکه بخوبی بتواند تحمل وزن بتن را بنماید.
پی سازی
آرماتور بندی از حساس ترین و با دقت ترین قسمتهای ساختمانهای بتنی می باشد زیرا همان طوریکه قبلاً گفته شد کلیه نیروهای کششی در ساختمان بوسیله میلگرد ها متحمل می شوند بدین لحاظ در اجرا آرماتور بندی ساختمان های بتنی باید نهایت دقت به عمل آید برای تعیین قطر و تعداد میلگردهای هر قطعه بتنی دو منبع تعیین کننده وجود دارد اول محاسبه دوم آئین نامه در مورد اول مهندس محاسب با توجه به مشخصات قطعه بتنی قطر میلگرد را تعیین نموده و در نقشه های مربوطه مشخص می نمایند کارگاه آرماتوربندی باید در قسمتی جداگانه از کارگاه اصلی تشکیل گردد. در کارگاههای کوچک آرماتور را با دست (آچار گوساله) خم می نمایند ولی در کارگاههای بزرگ خم کردن آرماتور بوسیله ماشین انجام می گیرد. مسئول کارگاه آرموتوربندی باید از روی نقشه تعداد و شکل هر آرماتور را تعیین نموده و به کارگران مربوطه داده و خم کردن هر سری را دقیقاً زیر نظر داشته باشد تا طول آرماتور و خم بردن و زاویه خم کردن و طول قلاب ها طبق نقشه انجام گیرد. میلگردها باید از نوع ذکر شده در نقشه باشد (آجدار یا ساده)
آرماتور بندی شناژ و فنداسیون
برای بتن ریزی فنداسیون و شناژها باید بتن را طبق آئین نامه بسازیم. بتن سنگی است مصنوعی که از مواد سنگی (شن وماسه) و آب وسیمان تشکیل یافته و به علت روانی قالب خود را پر کرده وبه شکل قالب در می آید. مصالح سنگی مصالح سنگی که در بتن مصرف می شود شن و ماسه می باشد که در حدود 75% حجم بتن را تشکیل می دهد. دانه های سنگی تا بزرگی 5 میلی متر بزرگتر را شن می گویند. قسمت اعظم مقاومت بتن بستگی به مقاومت شن و ماسه دارد و در نتیجه بایستی در انتخاب معادن شن و ماسه جهت بتن ریزی نهایت دقت به عمل آید. دانه های نامطلوب از نظر شکل هر قدر شکل دانه ها هندسی تر باشد برای بتن ریزی مناسب تر می باشد. وجود دانه های سوزنی و یا پولکی شکل در بتن مناسب نیست و مجموع این دانه ها نباید از 15% وزن کل شن و ماسه مورد مصرف در بتن بیشتر باشد دانه های سوزنی به دانه هایی گفته می شود که طول بزرگترین بعد آن از 8/1 معدل دو الکی که این دانه ها بین آنها قرار دارد بیشتر باشد دانه های سوزنی به علت آن که زودتر از سایر دانه ها می شکنند نامطلوب می باشند. دانه های پولکی شکل به دانه هایی گفته می شود که ضخامت کمترین بعد آن کوچکتر از 60 % اندازه متوسط الکی که دانه سنگی به آن تعلق دارد .
بتن سازی و بتن ریزی
1) ماده اصلی بتن که شن و ماسه می باشد ارزان و قابل دسترسی است. 2) سازه های بتنی که مطابق با اصول آیین نامه ای طراحی و اجرا شده اند، در مقابل شرایط محیطی سخت، مقاومتر از سازه های ساخته شده با مصالح دیگر هستند. 3) به علت قابلیت شکل پذیری بالای بتن، امکان ساخت انواع سازه های بتنی نظیر پل، ستون و … به اشکال مختلف میسر است. 4) سازه های بتنی در مقابل حرارت زیاد ناشی از آتش سوزی بسیار مقاوم اند. آزمایشات نشان داده اند که در صورت ایجاد حرارتی معادل ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد برای یک نمونه بتن آرمه، حداقل یک ساعت طول می کشد تا دمای فولاد داخل بتن، که با یک لایه بتنی با ضخامت 2.5 سانتی متر پوشیده شده است، به ۵۰۰ درجه سانتی گراد برسد.
مزایای سازه های بتنی
1) پی و فنداسیون 2) ستون 3) تیر 4) تیرهای فرعی ( تیرچه ها ) 5) پله 6) دیوار برشی 7) سقف
قسمتهای مختلف ساختمان بتنی
پی و اجرای آن : شرایط پی کنی و پی ریزی و نوع فنداسیون ساختمان بتنی هیچ فرقی با ساختمانهای دیکر ندارد و از همان انواع فنداسیون در اینجا استفاده شود ولی در اینجا دیگر فنداسیون منفرد نداریم و عرض ارتفاع پی نواری برای ساختمان بتنی با فلزی به علت وزن زیاد ساختمان بتنی متفاوت است . در اینجا هم عرض و ارتفاع مفطع پی با توجه این مکانیک خاک و بارهای وارده و موقعیت منطقه از لحاظ زلزله تعیین می شوند تفاوت عمده فنداسیون ساختمان بتنی با ساختمان فلزی در اتصال ستون به فنداسیون است که در ساختمان بتنی بجای اتصال تیر فلزی به بیس پلیت از میل گردهای انتظار برای اتصال میل گردهای ستون و فنداسیون استفاده می شود که طول آرماتورهای انتظار یک ششم طول ستون است .
مراحل اجرا
ستونها اعضای فشاری هستند که جهت انتقال بار ساختمان به زمین مورد استفاده قرار می گیرند و ستونها ی بتنی که در محل اجرا می شوند شکلهای مختلفی می توانند داشته باشند 1) مربعی شکل 2) مستطیلی شکل 3) دایره ای شکل 4) چند ضلعی حداقل میلگرد ها برای یک چند گوشه یک میلگرد به ازای هر گوشه می باشد و برای مقطع دایره ای شکل حداقل میلگرد ها 6 عدد می باشد فاضله میلگرد ها در ستونها از هم حداقل 5 سانتی متر و حداکثر 25 سانتی متر است نسبت سطح مقطع میلگرد ها به سطح مقطع ستون حداقل 0.8% و حداکثر 4% و 6% در شرایط خاص می باشد و حداقل سایز میلگرد 14 می باشد پوشش بتن برای عناصر فولادی حدود 5-2.5سانتی متر است
اجرای ستونها ی بتنی
در یک ستون به ازای هر متر 4 عدد خاموت بسته می شود ، معمولا به ازای هر 25 سانتی متر یک خاموت بطور استاندارد است ، در 1/6طول ستون از پائین و بالا فشرده می شود و می تواند 15 سانتی متر کمتر شود و به ازای هر 15 سانتی متر جهت تقویت در مقابل کمانش بسته شوند بطور مثال اگر طول ستون 3 متر باشد در نیم متر از پائین و بالای ستون خاموتها باید فشرده شوند . برای اینکه محور میلگردها ی ستون ثابت بماند و بعد ستون کوچک نشود میلگردها را خم می کنند و خم آنها به اندازه 40 برابر قطر میلگرد است . البته شماره و طول میلگردهای ستون و اینکه میلگردها چقدر باید از سقف بالا تر باشند تا میلگرد انتظار برای ستون طبقه بعد باشند در نقشه مربوط به ستون بتنی داده شده است . پس میلگردها را به طولعای مشخص بریده و به میلگردهای انتظار بسته ودر فواصل مشخص در نقشه خاموتها را می بندند و سپس تا تراز سقف قالب بندی را انجام می دهند و همانطوریکه قبلا هم در مورد قالب بندی بحث شد از انواع قالب با توجه به شکل ستون می توان برای قالب بندی استفاده کرد که بیشتر از قالب چوبی استفاده می کنند و سپس عملیات بتن ریزی را انجام می دهند و با ضربه زدن به قالب در حین بتن ریزی کار ویبراتور را نیز انجام می دهند . بعد از اینکه اجرای ستونها پایان یافت نوبت به اجرای تیرهای اصلی اتصال است که ستونها را به هم وصل کنند که تیرهای اصلی هم همزمان با سقف قالبندی می شوند و بطور همذمان اجرا می گردنند.
ابعاد مربوط به مقطع تیر وتعداد میلگردها و میلگردهای تقویتی در تیر در نقشه داده شده است و در تیرها خاموتها کار مقابله با نیروهای برشی دارند که مثل ستون در ابتدا و انتها تیر فشرده می شوند . میلگردهای تقویتی در ابتدا و انتها تیر در بالای تیر و برای مقابله با نیروهای فشاری در نظر گرفته می شوند و در وسط تیر در پائین تیر و برای تحمل نیروهای کششی لحاظ می شوند و چون برش تحت زاویه 45 درجه ماکزیمم است زیرا با توجه به دایره موهر تنشها ، تنش برشی که برابربا تحت زاویه 45 درجه ماکزیمم است . به همین خلطر آرماتورهای تقویتی را تحت زاویه 45 درجه بهم وصل می کنند . قالب بندی مربوط به تیرها پس از بستن آرماتورهای مربوط به آن همزمان با سقف اننجام می گیرد و در زیر همزمان با سقف تیرچه بلوک شرح داده خواهد شد . اجرای سقف تیرچه بلوک سقف تیرچه بلوک شامل تیرچه و بلوک است که تیرچه کار تیر فرعی و بلوک بعنوان قالب برای بتن ریزی و عایق صوتی عمل می کند و به دلیل فضاهای خالی داخل آن موجب سبک شدن سقف می گردد . بطوری که در عمل به سقف تیرچه بلوک سقف سبک هم می گویند .
اجرای تیر و سقف ساختمان بتنی
– بلوک سفالی – بلوک سیمانی بلوکهای سفالی در کارخانه تولید میشود و جهت اجرا به محل حمل می شوند و بلوکهای سیمانی در کارگاههای محلی اجرا می شوند و نسبت به بلوکهای سفالی ارزانتر تمام می شوند و چون مقاومت بلوک در سقف در نظر اساسی قرار نمی گیرد هیچ اولویتی برای بلوکهای سفالی نسبت به بلوکهای سیمانی نمی تواند قائل شد و به همین خاطراست که برای پروژه های معمولی از بل.کهای بتنی استفاده می شود . تیرچه های سقف معمولاً در کارگاههای محلی تولید می شوند و با توجه به محاسبات مربوط به تیرچه ها و دتایلهای مخصوص سقف تیرچه بلوک شماره میلگردهای پائینی و بالای تیرچه مشخص شده است که باتوجه به طول تیرچه منظور شده اند . شماره میلگردهای پائینی بطور معمول 14و16 و … و شماره میلگرد بالایی که مونتاژ نامیده می شود کمتر از میلگردهای پائینی است که بعنوان میلگرد حرارتی هم عمل می کند .
انواع بلوک :
ابتدا قالب بندی تیرها که معمولاً قالب تخته ای است انجام می شود و عرض قالبها از عرض تیر بیشتر است و در قسمتهایی که قرار است تیرچه ها به تیرها متصل شوند تخته هایی به عرض حدود 10 – 5 سانتی متر بر حسب ضخامت تیر قرار می دهند تا تیرچه ها هنگام اتصال به تیر روی میلگردهای طولی قرار نگیرند و بر آنها بار منفرد وارد نکنند . دور از اینکه در فاصله بین تیرها قرارگرفتند توسط بلوک فاصله دوطرف تیرچه تنظیم می گردد و بعد از آن شمع بندی زیر تیرچه شروع می شو دکه یطور متوسط از هر 15 – 1 متر ، یک ردیف شمع برای تیرچه های سقف در نظر گرفته می شود .
نحوه اجرا
شمع فلزی شمع چوبی شمعهای فلزی دارای پیچهایی هستند که برای نگه داشتن تخته هایی که زیر تیرچه ها قرار می گیرند . در قسمت فوقانی دارای یک صفحه گیر دار هستند که به این تخته ها در اصطلاح بنایی کش می گویند . بعد از اینکه کش ها را روی شمعها قرار می دهند توسط پیچهایی که در وسط شمع شمع فلزی قرار دارد ، کش ها را به تیرچه ها اتصال داده و به تیرچه ها یک خیز منفی اعمال می کنند تا بعد از بتن ریزی سطح زیرسقف دارای خیز به طرف پائین نباشد . بعد از آنکه قالب بندی و شمع بندی پایان گرفت فاصله بین تیرچه را با بلوک پر کرده و شروع به بستن میلگردهای حرارتی می کنند که فاصله میلگردهای حراراتی در طول ( به موازات ) تیرچه ها از هم 50 سانتی متر و در عرض ( عمود بر ) تیرچه ها 25 سانتی متر است و علت فاصله زیاد میلگردهای حرارتی موازی تیرچه ها این است که میلگردهای بالای تیرچه ها بعنوان میلگرد حرارتی عمل می کنند . پس از آن که آرماتوربندی ها تمام شد نوبت به بتن ریزی می رسد که اصولاً باید یکپارچه انجام گیرد ، ولی در عمل پائین آوردن هزینه و یا نبود کارگاه بتن از بتونر برای ساختن بتن استفاده می کنن دکه به علت سرعت پائین آن و اینکه اکثراً دانه بندی هاب صورت تخمینی و آنچنان در قبل عنوان صورت می پذیرد یعنی 35 بیل شن ،40 بیل ماسه و یک کیسه سیمان و دو سطل آب و کیفیت بتن حداقل از لحاظ دانه بندی سیار نامناسب می شود و نسبت آب به سیمان در آن دعایت نمی شود .
انواع شمع :
پس از آنکه بتن در داخل بتونر آماده می شود توسط بالا بر یا دست به بالای سقف هدایت می شود و چون حجم بتن ساخته شده در واحد زمان نسبت به حجم سقف کم است ، پس ازآنکه بتن یک قسمت ریخته می شود حداقل نیم ساعت الی یک ساعت و نیم طول می کشد تا بتن بعدی در کنار آن ریخته شود و این عامل باعث عدم چسبندگی بتن تازه به بتن که گیرش اولیه را انجام داده میشود . که در عکس ها کاملاً مشهود است . پس ازاتمام بتن ریزی پس از آن که بتن کاملاً گیرش را انجام داد نوبت به شیب بندی وایزولاسیون سقف می رسد که برای تمام انواع ساختمانها یکسان صورت می گیرد و همزمان قسمتهای داخلی ساختمان نیزاجرا می گردند .
بتن ریزی قبل از بتنریزی باید کلیه آرماتورها با نقشه کنترل شود، مخصوصاً دقت شود که آرماتورها به هم دیگر با سیم آرماتوربندی بسته شده باشد و اگر جای فراموش شده باشد مجددا بسته شود. فاصله آرماتورها یکنواخت باشد زیرا اغلب اتفاق میافتد که در تیرهای اصلی که آرماتورها نزدیک همدیگر بسته میشود فاصله بین آرماتورها یکنواخت نباشد، بعضی ازآنها به هم چسبیده و بعضی با فاصله ازهم دیگر قرار میگیرند. این موضوع باعث میشود که بتن نتواند کلیه میلگردها را احاطه نموده و قطعه همگن و توپری به وجود بیاورد. باید محل بتنریزی عاری از خاک و مواد زائد باشد، اگر بین اتمام کارآرماتوربندی و بتن ریزی چند روز فاصله باشد حتماً میباید محل کار با دقت بیشتری بازدید شود. کلیه قسمتهای قالب بندی باید با دقت بازدید شود واز استحکام تیرها و دستکها و قالبها باید مطمئمن بشویم زیرا تا چند روز کلیه وزن بتن و آرماتورهای آنرا همین قالب تحمل خواهدنمود واگر نقطعه ضعفی درآن باشد که نتواند بتن را تحمل نماید و در موقع بتنریزی شکسته وفرو ریزد ضر رمالی بزرگی به کار وارد خواهد شد. زیرا درروز بتنریزی که رفت وآمد روی قالب زیاد بوده و هر کس به کاری مشغول میباشد مشکل به توان اقدام به تعمیر کفراژ نمود. درتمام روز بتنریزی حتماً باید یک نفر کارگر با تجربه مدام قالبها را اززیرکنترل نموده و اثرات اضافه شدن وزن را روی آنها درنظر داشته باشد و درموقع بروز خطرفور افراد دیگر را مطلع نماید.
عملیات صورت گرفته در سازه های بتنی :
معمولاً درتیرها ودالها بتن را با دستگاه ویبراتور، متراکم می نمایند ویبراتور دستگاهی است که به شیلنگ بلندی ختم شده واین شیلنگ بوسیله موتور برقی ویا بنزینی مرتعش میشود که با قراردادن این شیلنگ در داخل بتن آن را مرتعش نموده و باعث هدایت آن به تمام گوشه های قالب میشوند با توجه به اینکه ویبره کردن بتن مخصوصاً در دالها و تیرهای اصلی لازم میباشد ولی باید متوجه بود که ویبره کردن بتن بیش ا ز اندازه باعث میشود که دانههای ریزتر و دوغاب سیمان بالا آمده ودانههای درشتتر به ته قالب هدایت بشود که این خود باعث مجزا شدن اجزاء بتن گردیده و موجب ضعف قطعه ریخته شده خواهد شد. بهتر است که درضمن ویبره کردن بتن بوسیله ضربه زدن به بدنه قالب و یا کوبیدن خود بتن آنرا بخوبی متراکم نموده و نقاط تجمع هوا و فضاهای خالی را به خوبی پر نماییم. درموقع ویبره کردن بتن شیلنگ ویبراتور باید حتیالمقدور دروضع قائم نگاهداشته شود و درامتداد محورش جابه جا گردیده وخیلی آرام درحال کارکردن از بتن بیرون کشیده شود. اگر بتن را ویبره مینماییم باید زمانی که شیلنگ ویبراتور داخل بتن قرارمیگیرد به دفعات بوده وهربار ازیک دقیقه تجاوز نکند وبعداز یک دقیقه باید آنرا دربتن جابجا نماییم .
ویبره کردن بتن
آرماتوربندی از حساترین و با دقت ترین قسمتهای ساختمان بتنی میباشد زیرا کلیه نیروهای کششی در ساختمان بوسیله میلگردها تحمل میشود بدین لحاظ دراجرا آرماتوربندی ساختمانهای بتنی باید نهایت دقت به عمل آید. خمکردن آرماتور : آرماتورهای تا قطر 12 میلی متر را میتوان با دست خم نمود ولی آرماتورهای بزرگتر از 12 میلمتر بهتر است با دستگاه مکانیکی مجهز به فلکه خم شود قطر فلکه خم، متناسب با قطر آرماتور بوده و باید به وسیله مهندس محاسب و مهندسی کارگاه تعیین گردد. وصله کردن آرماتورها : با توجه به اینکه طول میلگرد که به بازارها عرضه میشود 12 متر است و دراغلب قسمتهای ساختمان ها مخصوصاً د رشناژها میلگردهائی با طول بیشتر مورد نیاز میباشد و هم این طور قطعات باقی مانده از شاخههای بلند که بالاخره باید مصرف شود. ناگریز از وصالی میلگردها هستیم، بهتر است دقت شود حتیالمقدور این وصالی به حداقل برسد یعنی درموقع برشکاری طوری اندازهها را هم جور کنیم که ریزش آرماتورها زیاد نباشد و درصورت اجبار محل مصرف آرماتورهای وصلهدار با نظر مهندسی ناظر در جائی باشد که تنشها درآن جا حداقل است و باید توجه شود که دریک مقطع کلیه آرماتورها وصالی شده نباشد
آرماتوربندی
قالبهای که برای بتن ساخته میشود اغلب چوبی بوده ولی برای کارهای سری سازی از قالبهای فلزی نیز استفاده میشود. قالبها وداربست های زیر آن علاوه بر شکل دادن به بتن وزن آنرا نیز تا زمان سخت شدن تحمل مینمایند. بدین لحاظ اگر دراجرای آن دقت کافی نشود ممکن است در موقع بتنریزی واژگون شده موجب خسارت شود. در ساختمانهای بزرگ برای قالببندی نیز باید محاسبه انجام گرفته و نقشه اجرایی تهیه گردد ولی درساختمانهای کوچک به علت کمی حجم بتن احتیاج به محاسبه وتهیه نقشه برای قالب بندی وداربست آن ندارد. شکل قطعات بتنی با اندازه آنها که باید ریخته شود باید به وسیله قالب تهیه شود. تخته و چوبی که برای قالببندی مصرف میشود باید کاملاً خشک بوده و در برابر رطوبت تغییر شکل ندهد زیرا تغییر شکل قالب موجب تغییر شکل بتن گشته و در شکل تیرها و ستونها و همچنین ممانهای وارده برآنها موثر میباشد. در ایران معمولاً از تختهای که به نام چوب روسی معروف میباشد برای قالببندی استفاده مینمایند.
قالب بندی
1) قالببندی پیها درساختمانهای کوچک که معمولاً برای قالببندی پیها از آجر استفاده میکنند. بدین طریق که بعد از خاکبرداری و تعیین محورها اندازه پیها را با آجر چیده و بعد آجرچینی قالب شناژها را نیز به آن متصل مینمایند. مشکل اساسی دراین نوع قالب بندی آن است که آجر، آب بتنی مجاور خودرا مکیده و آنرا خشک نموده و فعل وانفعالات شیمیایی را درآن متوقف مینماید و در نتیجه حداقل به ضخامت 5 سانتیمتر بتن مجاور خود را فاسد میکند برای جلوگیری از این کار بهتر است که رویه آجر با یک ورقه نایلون پوشانیده شود تا آجر و بتن مستقیماً درتماس نباشند. مزیت دیگر این ورقه نایلون آن ا ست که بعد از سخت شدن بتن آجرها به راحتی از قالب جداشده و میتواند درمحل های دیگر مورد استفاده قرارگیرد.
انواع قالب
2) قالب بندی ستونها اغلب ستونها بصورت چهارضلعی (مربع یا مستطیل) میباشد گاهی نیز ممکن است آرشیتکت ساختمان از نظر زیبائی مقاطع دیگری را از جمله دایره – بیضی و غیره پیشنهاد نماید برای قالب بندی ستونها ابتدا ابعاد ستون را از روی نقشه تعیین نموده و دو ضلع قالب را به همان میزان از تختههای مناسب بریده و به چوبهای چهارتراش که به آن" پشت بند" میگویند میخ مینمایند. درمورد ستونها معمولاً به محض آن که بتن حالت روانی خود را از دست بدهد و بتواند شکل هندسی خود را حفظ کند قالب آن را باز میکنند و این درحدود 48 ساعت بعد از بتنریزی میباشد درمواقع بازکردن قالب باید توجه شود که قالب را با احتیاط طوری از بتن جدا نمایند که گوشههای تیز ستون خراب نشود برای جلوگیری از این کار بهتر است درگوشههای قالب فتیلههائی مثلثی شکل نصب نمایند تا در داخل قالب پختی کوچکی ایجاد گردد تا بتن ریخته شده درقالب تیز گوشه نبوده و درنتیجه شکننده نباشد. قالب ستون باید حتماً بعد از48 ساعت باز شود زیرا در غیراین صورت آب دادن به بتن به راحتی میسر نیست و ممکن است بتن خشک شده و به سوزد. 3) قالببندی تیرهای اصلی دراغلب موارد بتن تیرهای اصلی و سقف یک پارچه ریخته است وآرماتورهای سقف و تیرهای اصلی به یکدیگر متصل میباشد. اگر ضخامت تیرهای اصلی از سقف بیشتر باشد گاهی این تفاوت ضخامت را از پائین منظور نموده و آنگاه آنرا با سقف کاذب اصلاح مینمایند وگاهی نیز این تفاوت ضخامت را از بالا منظور نموده برای هم سطح کردن کف و فرش نمودن اطاقها این اختلاف ارتفاع را با بتن سبک پر مینمایند.
4) قالب بندی سقف درمورد سقف ساختمانهای بتنی آنچه که درایران معمول است اغلب تیرچه بلوک میباشد. گاهی نیز از دال بتنی پیش ساخته و یا بتن شده در محل استفاده مینمایند درمورد دال بتنی پیش ساخته احتیاج به قالب بندی نیست زیرا کارخانه سازنده با توجه به دهانه و بارهای مرده و زنده دالهای مورد لزوم را به عرض حدود یک متر ریخته و با چرنقیل در محل روی تیرهای اصلی که قبلاً ریخته شده و کاملا سخت گردیده است قرارمیدهد ولی درمورد سقفهای بتنی ریخته شده درمحل و سقفهای تیرچه بلوک برای هرکدام احتیاج به قالب بندی مخصوصی میباشد برای سقفهای بتنی که احتیاج به قالب بندی مفصلتر و محکمتر دارد معمولا ازبه هم میخ کردن تختهها و تشکیل صفحهای به ابعاد مورد نیاز استفاده میکنند که این تختهها را روی داربستهای چوبی قرارداده آنگاه شبکههای فلزی (آرماتوربندی) را روی آن قرار میدهند وبتنریزی مینمایند. برای تنظیم قالب بندی وسهولت درقالب برداری ازگوه استفاده مینمایند. گوه قطعه چوبی یا سطح شیبدار است که درقالب بندی ساختمانهای بتنی برای رگلاژ سقف زیر تیرهای چوبی قرار میدهند. بازکردن قالب اصولاً قالب برداری از ساختمانهای بتنی وقتی باید انجام شود که اجزاء بتنی به توانند وزن خود را تحمل نمایند برای ستونها و گونه تیرها هم این قدر که قطعه به تواند شکل هندسی خود را حفظ کند میتوان از قطعه قالب برداری کرد ولی باید دقت شود که در مورد قالب برداری به گوشه آنها آسیب نرسد زیرا به علت سست بودن بتن تازه دراثر کوچکترین ضربه گوشه آنها خواهد ریخت ولی درمورد تیرها و سقفها حداقل 2 الی 4 هفته بعد از بتن ریزی باید قالب برداشته شود دراین مدت هرقدر هوا سردتر باشد قالبهای باید دیرتر برداشته شود.
۲- گودبرداری و پی کنی تا رسیدن به خاک بکر و زمین دست نخورده
۳- اجرای بتن مگر و آرماتوربندی فونداسیون و گذاشتن ریشه های ستونها برای ساختمانهای بتنی و گذاشتن بولتها و صفحه ستون در ساختمانهای فلزی
۴- بتن ریزی فونداسیون و عمل آوری(مرطوب نگه داشتن ) سطح بتن به مدت حداقل ۳ روز
مراحل اجرای یک ساختمان اسکلت بتنی
۵- آرماتور بندی و قالب بندی ستونها
۶- بتن ریزی ستونها
۷- اجرای آرماتوربندی تیرها که شامل پلها و کشها (تیرهای فرعی) می باشد
۸- گذاشتن تیرچه و بلوک
۹- قالب بندی سطوح جانبی سقف و گذاشتن میلگرد های حرارتی سقف و نهایتا بتن ریزی سقف
۱۰- عمل آوری سقف و آرماتوربندی ستونهای سقف دوم و قالبندی و نهایتا بتن ریزی ستونها
۱۱- قالب بندی و آرماتوربندی پله ها و اجرای سقف دوم که شامل آرماتوربندی و قالب بندی و تیرچه و بلوک گذاری و نهایتا بتن ریزی سقف دوم می باشد.
۱۱- دیوارچینی و تیغه بندی داخلی و اجرای جان پناه پشت بام و شیب بندی و ایزو گام و نصب در و پنجره ها
و اجرای تاسیسات مکانیکی و برقی
۱۲- نما سازی و اندودکاری سطوح خارجی دیوارها وخاک گچ و سفیدکاری و کاشیکاری دیوار های داخلی و کف سازی و سرامیک کاری کفها و رنگ کاری و نقاشی درها وپنجره های فولادی و نهایتا آماده شدن ساختمان جهت اسکان
در پروژه های بزرگ آزمایشگاه پس از تحقیق و آزمایش های محلی ، طرح اختلاط بتن را با توجه به خصوصیات ژئوتکنیکی زمین و آب و هوای منطقه ارائه می دهد .
در بتن ریزی های مختلف از جمله بتن ریزی پی ، بتن ساخته شده باید از لحاظ روانی ، مقاومت و درصد مصالح مصرفی با استاندارد تعیین شده مطابقت داشته باشد. به این ترتیب حین بتن ریزی پی های حجیم و ساختمانهای با اهمیت ، آزمایشگاه در هر مرحله نمونه های از بتن را انتخاب کرده و تحت آزمایش قرار می دهد و در صورت عدم مطابقت با استانداردها ، دستور برگشت بتن ، قطع بتن ریزی و یا تخریب بتن را صادر خواهد کرد .
روانی بتن توسط مخروط اسلامپ تعیین میشود به این ترتیب که بتن انتخابی را در سه مرحله در مخروط می ریزیم و در هر مرحله توسط میله ۲۵ ضربه به آن می زنیم تا خلل و فرج آن از بین برود بعد مخروط را آهسته و به صورت عمودی بلند می کنیم . بتن افت خواهد کرد مقدار این افت را به عنوان اسلامپ بتن ثبت می کنیم .
برای تعیین میزان مقاومت بتن ، نمونه را در قالبهای فلزی استوانه یا مکعبی ریخته با ضربه های میله به بتن و ضربه چکش پلاستیکی به گوشه های قالب تراکم حاصل می شود. نمونه ها به آزمایشگاه منتقل می شود و پس از سخت شدن از قالب خارج و در حوضچه آب نگهداری می شوند مقاومت نهایی آنها را با تجهیزات آزمایشگاهی تعیین و با استانداردها مطابقت می دهند .
مسئولیت بروز هر گونه خسارت به عهده ناظر و پیمانکار خواهد بود .
آزمایشگاه بتن
معمولا بتن را با دستگاه ویبراتور متراکم تر می نمائیم .
ویبراتور دستگاهی است که به شیلنگ بلندی ختم شده و این شیلنگ بوسیله موتور برقی و یا بنزین مرتعش می شود که با قرار دادن این شیلنگ در داخل بتن آن را مرتعش نموده و باعث هدایت آن به تمام گوشه های قالب می شود و در نهایت از ایجادحفره در بتن و کرمو شدن آن جلوگیری می شود .
با توجه به اینکه ویبره کردن بتن مخصوصا در دالها و تیرهای اصلی لازم می باشد ولی باید توجه داشت که ویبره کردن بیش از اندازه بتن باعث می شود که دانه های ریزتر دوغاب سیمان بالا آمده و دانه های درشت تر به ته قالب هدایت بشود که این خود باعث مجزا شدن اجزاء بتن گردیده و موجب ضعف قطعه ریخته شده خواهد شد .
بهتر است که در ضمن ویبره کردن بتن به وسیله ضربه زدن به بدنه قالب و کوبیدن خود بتن آن را به خوبی متراکم نموده و نقاط تجمع هوا و فضاهای خالی را به خوبی پر نماییم .در موقع ویبره کردن بتن شیلنگ ویبراتور باید حتی المقدور در وضع قائم نگاه داشته شود و در امتداد محورش جابجا گردیده و خیلی آرام در حال کارکردن از بتن بیرون کشیده شود .اگر بتن را ویبره می نماییم باید زمانی که شیلنگ ویبراتور داخل بتن قرار می گیرد به دفعات بوده و هر بار از یک دقیقه تجاوز نکند و بعداز یک دقیقه باید آن را در بتن جابه جا نماییم .
ویبره کردن بتن
اگر در هوای گرم بتن ریزی می نماییم باید سعی کنیم که حداقل تا چند روز بعد از ریختن بتن آن را مرطوب نگه داریم ، زیرا در غیراین صورت آب بتن سریع تبخیر شده و بتن سخت نمی گردد چون عمل هیدراسیون ناقص می ماند. به بتنی که در اثر نرسیدن آب سخت نشده است بتن سوخته می گویند و نشانه آن این است که این بتن حتی بافشار دست خرد می شود در صورت مشاهده چنین وضعی قطعه ریخته شده باید جمع آوری شده و مجدداً ریخته شود. برای مرطوب نگه داشتن بتن بهتر است از گونی مرطوب استفاده کنیم .
در مناطق خیلی گرم بهتر است برای بتن ریزی از سیمان پرتلند نوع ۴ که درموقع سخت شدن کمترین حرارت را تولید می نماید استفاده نماییم .
بتن ریزی در هوای سرد بسیار مشکل بوده و کاردقیقی می باشد زیرا اگر آب بتن یخ بزند سیمان فاسد شده و دیگر بتن سخت نخواهد شد بهتر است در هوای سرد حتی المقدور از ریختن بتن خودداری نماییم و در روزهای زمستان اگر ناچار به بتن ریزی باشیم باید در روزهایی که زیاد سرد نیست بتن ریزی را از ساعت ۹ یا ۱۰ صبح شروع کرده و حداکثر تا ۳ بعد از ظهر هر کار را تعطیل نماییم و در روزهای یخبندان باید کار بتن ریزی تعطیل شود .
باید قالب ها و آرماتورها از دانه های یخ پاک شود و کارگاه طوری مجهز باشد که بتن از خطر یخ زدگی محفوظ بماند . باید توجه داشت که زمان سخت شدن بتن در فصل سرما حتی تا ۱۰ برابر بیشتر از زمان سخت شدن بتن در فصل گرم می باشد .
بتن ریزی در هوای سرد و گرم
سیمان موجود در بتن ریخته شده در مجاورت رطوبت باید سخت شده و دانه های سنگی موجود در مخلوط را به همدیگر چسبانیده ومقاومت بتن را به حداکثر برساند. بدین لحاظ می باید از خشک شدن سریع بتن جلوگیری نموده و آن را از تابش شدید آفتاب و وزشهای بادهای تند محفوظ نگاه داشت و سطح آن را حداقل تا هفت روز مرطوب نمود ( این مدت برای بتن با سیمانهای زودگیر سه روز است ) برای این کار بهتر است که روی بتن تازه ریخته شده را باگونی یا کاغذ پوشانیده و این پوشش را مرطوب نگه داریم. بهتر است ۳ الی ۴ ساعت بعد از بتن ریزی شروع به آب دادن روی آن بنماییم زیرا در غیر این صورت سطح آن ترک خورده و موجب نفوذ هوا به داخل بتن شده و آرماتور بکار رفته در بتن در معرض خورندگی واقع گردیده و موجب ضعف قطعه خواهد شد .
بتن تازه ریخته شده نباید در معرض بارانهای تند قرار گیرد زیرا باران دوغاب سیمان و مصالح ریز دانه را شسته و سنگهای درشت را نمایان خواد نمود . در موقع بارندگی بهتر است بتن ریزی متوقف گردیده و بتن ریخته شده را از آسیب باران محفوظ نمود مثلاً روی آن را با نایلون پوشانیده و آب باران را به خارج از سطح بتن راهنمایی کرد .
شمع کوبی
نگهداری بتن
در زمینهایی که خیلی سست بوده و به هیچ وجه قدرت تحمل بار ساختمان را نداشته باشند مانند خاکهای دستی و یا زمینهای ماسه ای و یا در محلهایی که زمین بکر در عمق های زیاد قرار داشته و برداشتن کلیه خاکهای سطحی مقرون به صرفه نباشداز طریق شمع کوبی بار ساختمان را به زمین بکر منتقل می نمایند .
بدین طریق که در امتداد پی های ساختمان یعنی در طول دیوارهای اصلی که باربر می باشند با فاصله های معین چاه حفر می نمایند و این حفاری را تا زمین بکر و محکم ادامه می دهند و کف چاهها را زیر خزینه نموده تا سطح اتکاء آن با زمین بیشتر باشد .
بعد این چاهها را با بتن یا شفته پر می کنند و باید سعی نمود از ایجاد حفره های خالی مخصوصاً در کناره های خزینه جلوگیری شود .
خاصیت این چاهها بدین طریق میباشد که شفته یا بتن پس از خود گیری مانند ستونی است که در زیر زمین بنا شده و طاق و یا تیر بتنی روی آن مانند کلافی این پایه ها را به یکدیگر متصل می کند و در نتیجه بار ساختمان را مستقیماً به زمین بکر و محکم منتقل می نماید و قسمتی از بار ساختان نیز به وسیله اصطکاک ایجاد شده بین این ستون بتنی و خاک اطراف حتی اگر خاک دستی هم باشد تحمل می شود بدیهی است که در موقع بتن ریزی شیره بتن به داخل خاک اطراف نفوذ کرده و به آن چنگ می اندازد که این خود موجب اصطکاک بیشتر می گردد . با وجود بر اینکه چنین فرض می شود که کلیه بارهای وارده بر این شمع کوبی محوری می باشد ولی برای تحمل ممانهای احتمالی بهتر است در هر چاه ۸ تا ۱۰ عدد میلگرد آجدار که قطر آن بوسیله محاسبه بدست می آید و نباید از میگلرد نمره ۱۰ کمتر باشد قرار داد و آنها را به وسیله میلگردهای عرضی مارپیچ ، به یکدیگر متصل کرد .
پس از گودبرداری و یا پی کنی و قبل از اجرای فونداسیون ، کف زمین را با بتن مگر می پوشانند عیار این بتن کم تراز بتن پی و حدوداً ۱۵۰ تا ۲۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب می باشد بسته به نوع زمین و شرایط موجود ضخامت این بتن بین ۵ تا ۱۵ سانتیمتر متغیر است .
دلایل استفاده از بتن مگر در زیر پی عبارتست از :
۱-هموار کردن سطح زمین و تسهیل در امر آرماتوربندی پی
۲-جلوگیری از مکیدن آب بتن به وسیله خاک
۳-تشکیل صفحه مسطح بتنی برای اتصال بهتر پی به زمین
۴-از بین بردن شیبهای احتمالی موجود در سطح زمین
پی های عمومی
این گونه پی ها که به رادیه ژنرال هم معروفند ، از بتن مسلح ساخته می شود و دارای محاسبات فنی مفصل و فوق العاده می باشد برای ساختمانهایی که دارای وزن فوق العاده زیاد بوده و یا ساختمانهایی که در زمین هایی سست ساخته می شود این گونه پی ها ایجاد میگردد .برای ساختن پی های سراسری باید صفحه ای از بتن به طول و عرض تمام زیر بنای ساختمان به ضخامت محاسبه شده حداقل در حدود ۸۰ تا ۱۰۰ سانتیمتر ریخته شود که میلگردهای این صفحه بتنی طبق محاسبه بدست می آید. طبعاً در محلهایی که بار بیشتری وجود دارد میلگردهای بیشتری گذاشته می شود مانند زیر و اطراف ستونها .
آرماتورهای ریشه برای ایجاد ستونهای بتنی و یا صفحه های فلزی زیر ستون برای ستونهای فلزی روی این صفحه بتنی قرار می گیرد .
آرماتورهای ریشه باید تا سطح آرماتورهای زیرین پی ادامه داشته باشد ولی اگر ارتفاع پی از ۲۵/۱ متر تجاوز کندمیتوان فقط ۴ عدد آرماتورهای گوشه ستون را تا آرماتور زیرین پی ادامه داده و بقیه را به اندازه ۴۰ داخل بتن پی نمود . کلیه آرماتورهای ریشه باید در انتها دارای خم نود درجه باشد
بتن مگر
آرماتوربندی از حساس ترین و با دقت ترین قسمتهای ساختمان بتنی می باشد چون کلیه نیروهای کششی در ساختمان به وسیله میلگردها تحمل می شود .
کارگاه آرماتوربندی جدا از کارگاه اصلی می باشد در کارگاههای کوچک آرماتورها را با دست و در کارگاههای بزرگ این عمل توسط ماشین انجام می شود .
نوع میلگردها ، طول و دیگر جزئیات لازم در نقشه های اجرایی ذکر شده است
اگر میلگرد خمیدگی موضعی داشته باشد ، این خمیدگی ها قبلا صاف گردیده و بعد اقدام به شکل دادن آن میکنند. برای صاف کردن میلگردها، چکش کاری مجاز نیست آرماتورها باید تمیز بوده و در موقع کار فاقد گل و مواد روغنی و رنگی باشد آرماتورها باید طوری به هم بسته شوند تا در موقع بتن ریزی از جای خود تکان نخورده و جابجا نشود و فاصله آنها از یکدیگر باید طوری باشد که بزرگترین دانه بتن به راحتی از بین آنها رد شده و در جای خود قرار گیرد .بستن آرماتورها توسط سیم های آهنی با نمره های مختلف انجام می شود .
آرماتوربندی
آرماتورهای تا قطر ۱۲ میلیمتر را میتوان بادست خم نمود ولی آرماتورهای بزرگتر از ۱۲ میلیمتر بهتر است با دستگاه مکانیکی مجهز به فلکه خم شود قطر فلکه خم متناسب با قطر آرماتور می باشد. کلیه آرماتورهای ساده باید به قلاب ختم شود ولی آرماتورهای آجدار را می توان به صورت گونیا خم نمود. حتی المقدور باید از باز کردن خم های آرماتورهای شکل داده شده ومصرف آن در محل دیگر خودداری کرد.
وصله کردن آرماتورها
با توجه به اینکه طول میلگردهای موجود در بازار ۱۲ متر می باشد در جاهایی از ساختمان که به میلگرد با طول بیش از ۱۲ متر نیاز است مثل فونداسیون ، ستون ها و غیره و همچنین قطعات باقی مانده از شاخه های بلند که باید مصرف شوند ناگزیر به وصله کردن آنها هستیم .
اتصال دو آرماتور در ساختمانهای بتن آرمه اغلب به صورت پوششی بوده و با روی هم آوردن دو قطعه انجام می شود .
این نوع اتصال برای آرماتور تا نمره ۳۲ مجاز می باشد و آن بدین طریق است که دو قطعه آرماتور را در کنار هم قرارداده و به وسیله سیم آرماتوربندی به هم متصل می نمایند. طول روی هم آمدن دو قطعه ( وصله ) باید به اندازه قید شده در نقشه باشد و معمولاً ۴۰ برابر قطر میلگرد مصرفی است .
اتصال شبکه میلگرد ستون به ریشه
بعد از اجرای فونداسیون و گذاشتن میلگردهای ریشه اگر بخواهیم میلگردهای ستون را در کنار میلگردهای ریشه قرار دهیم به اندازه کلفتی میلگرد ریشه ، ستون از محور خود منحرف خواهد شد که اگر این انحراف در طبقات بالا تماماً در یک جهت باشد ممکن است ستون طبقه های بالا چندین سانتیمتر تغییر مکان بدهد برای جلوگیری از این
مسئله بهتر است که در آرماتورهای ستون انحنای کوچکی ایجاد نماییم آنگاه نسبت به اتصال شبکه میلگرد ستون به ریشه اقدام کنیم تا ستون در محل محور خود قرار گرفته وکوچکترین انحرافی نداشته باشد این انحنا به اندازه قطر میلگرد ستون میباشد .
خم کردن آرماتور
۱- قالب بندی پی ها
در ساختمانهای بزرگ قالب پی ها را با چوب و یا فلز تهیه می نمایند بدین طریق که ارتفاع پی ها را که روی نقشه مشخص می باشد تعیین نموده و با کنار هم قرار دادن تخته ها به همان اندازه و اتصال آنها به یکدیگر به نحوی که به خوبی بتواند وزن بتن و ضربه ها و ارتعاشات بوجود آمده توسط ویبراتور را تحمل نماید ، قالب را می سازند .
قالب ها باید طوری درز بندی شوند که شیره بتن از آنها خارج نشود .
برای اعمال فاصله قالب تا شروع میلگردها ، در فاصله های معین قطعه ای میلگرد به طور حدوداً ۸۰ تا ۱۰۰ سانتیمتر را توسط سیم به شبکه می بندند و سر آن را به اندازه ضخامت بتن بیرون قرار میدهند تا دیواره قالب به آن اتکا کند و این فاصله نیز رعایت شود .
۲-قالب تیرهای اصلی
در اغلب مواردبتن تیرهای اصلی و سقف یکپارچه ریخته می شود و آرماتورهای سقف و تیرهای اصلی به یکدیگر متصل می باشد اگر ضخامت تیرهای اصلی از سقف بیشتر باشد ، این تفاوت ضخامت را از پایین منظور نموده و آنگاه آنرا با سقف کاذب اصلاح می نماید .
اگر ضخامت تیرهای اصلی و سقف مساوی باشد و یا اختلاف ضخامت در بالا منظور شود در نتیجه تیرها فقط احتیاج به کف دارد اما اگر اختلاف ضخامت از پایین منظور شود باید گونه های چپ و راست نیز برای آن در نظر گرفته شود .
ساختن قالب بدین طریق است که پایه هایی با کلاهک به تعداد لازم بین دو ستون قرار داده و کف تیر اصلی را به پهنای تعیین شده در نقشه که از قبل ساخته شده است روی این پایه ها نصب می نمایند و به آن میخ می کنند. تعداد این پایه ها باید آنقدر باشد که به خوبی بتواند وزن آرماتور و بتن و کارگران و وسایل بتن ریزی را تحمل نماید . معمولاً هر قدر تخته قالب بندی نازکتر باشد باید فاصله پایه ها کمتر باشد تا بتواند بارهای وارده را تحمل نماید . درهر حال فاصله این پایه ها نباید از ۸۰ سانتیمتر تجاوز نماید . باید کاملاً دقت شود که کلیه قسمتهای تیر در یک تراز باشد .در قالب بندی تیرهایی که دهانه آنها بیش از ۴ متر است به ازای هر متر طول دهانه ۳ میلیمتر به طرف بالا در وسط دهانه خیز داده می شود از دهانه ده متر به بالا مقدار خیز طبق نقشه اجرایی باید انجام شود .
انواع قالب
۴-قالب بندی ستونها
اغلب ستونها به صورت چهار ضلعی ( مربع یا مستطیل ) می باشند گاهی نیز ممکن است معمار ساختمان از نظر زیبایی مقاطع دیگری را از جمله دایره و بیضی نیز پیشنهاد نماید .
برای قالب بندی ستونها با توجه به ابعاد ستون از قطعه قالبهای مناسب فلزی و یا چوبی استفاده کرده و قطعه ها را به هم اتصال می دهند پس از اتصال قالب ها از پشت بندهایی نیز استفاده می شود تا فشار حاصل از بتن توسط قالب ها تحمل شود .
در مورد ستونها معمولا به محض آنکه بتن حالت روانی خود را از دست بدهد و بتواندشکل هندسی خود را حفظ کند قالب آن را باز می کنند و این در حدود ۴۸ ساعت بعد از بتن ریزی می باشد. در موقع باز کردن قالب باید توجه داشت که قالب را با احتیاط طوری جدا نمایند که گوشه های تیز ستون خراب نشود . برای جلوگیری از این کار بهتر است در گوشه های قالب فتیله هایی مثلثی شکل نصب نمایند تا در داخل قالب پخ هایی ایجاد گردد تا بتن ریخته شده در قالب تیز گوشه نبوده و در نتیجه شکننده نباشد .
باید توجه نمود که در موقع نصب ، قالب ستونها باید کاملاً شاقولی نصب شود زیرا اگر ستون کاملاً شاقون نباشد بارهای وارده محوری نبوده و ممانهای محاسبه نشده در آن بوجود آمده و موجب تخریب ساختمان می گردد. صفحات داخل قالب باید کاملاً صاف و بدون ناهمواری باشد تا ابعاد ستون در تمام طول آن یکنواخت باشد .
۵-قالب بندی سقف
در مورد سقفهای بتنی ریخته شده در محل ( دال) و سقفهای تیرچه بلوک برای هر کدام احتیاج به قالب بندی مخصوصی می باشد .
برای سقفهای بتنی که احتیاج به قالب بندی محکم تر دارد معمولاً از به هم میخ کردن تخته ها و تشیکل صفحه ای به ابعاد مورد نیاز استفاده می کنند که این تخته ها را روی داربست های چوبی قرارداده آنگاه شبکه های فلزی را روی آن قرار می دهند و بتن ریزی می نمایند در مورد داربست سقف و تیرهای اصلی در طبقه هم کف که پایه های چوبی روی زمین قرار می گیرد و حتی ممکن است که این پایه ها روی خاک دستی واقع شود، در اثر وزن بتن که به پایه ها منتقل می شود این پایه ها نشست کرده و تیر بتنی و یا سقف از جای خود حرکت نموده و از تراز خارج شده و در نتیجه شکم بر میدارد برای جلوگیری از این مطلب باید حتماً زیر این پایه ها تخته هایی به ضخامت ۴ تا ۵ سانتیمتر و به عرض ۲۰ سانتیمتر و طول ۴ متر قرار داد تا فشار وارده از تیر یا سقف نقطه ای نبوده و به سطح منتقل شده و خطر نشست پایه ها را کمتر بنماید .
برای پایه های داربست بعضی مواقع از لوله های فلزی استفاده می کنند که به وسیله اهرمی بالا و پایین می رود و به آن جک می گویند .
درمورد سقفهای تیرچه بلوک احتیاج به بستن تمام سقف با تخته نیست ، فقط باید کمر تیرچه ها به فاصله های حدوداً ۵/۱ تا ۲ متر بسته شود تا از شکم دادن آنها جلوگیری شود .
اصولا قالب برداری از ساختمان بتنی وقتی باید انجام شود که اجزای بتنی بتوانند وزن خود را تحمل نمایند .
طبق نظر موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران مدت زمانی که باید از اجزای مختلف ساختمان قالب برداری شود به قرار زیر می باشد :
قالب گونه تیرها – دیوار و ستون ( قالب عمودی ) ۲ روز
قالب دال های دو طرفه ۸ روز
قالب دال های یک طرفه و کف تیر ودالهای قارچی و تخت ۱۶ روز
قالب کف تیرهای بزرگ و شاه تیرهای بزرگ ۲۱ روز
پایه های اطمینان پس از برداشتن قالب ۱۴ روز
زمانهای مذکور برای هوای مناسب که درجه حرارت آن از ۵ درجه سانتیگراد کمتر نباشد تعیین شده ، چنانچه پس از ریختن بتن یخبندان شود باید مدت نگهداری قالب را حداقل به اندازه مدت یخبندان اضافه کرد .
قالب برداری باید جزء به جزء انجام شود و ضربه زدن به قالب و برداشتن ناگهانی آن مجاز نیست .
ستون
بعد از بتن ریزی پی قفسه آرماتورهای ستون را که از قبل بافته و آماده شده است به آرماتورهای ریشه متصل می نمایند در مواردی نیز ستون را از قبل نبافته و با قرار دادن خاموتها و میلگردها از روی میلگردهای ریشه آن را می بافند .
این کار باید حداقل ۳-۴ روز بعد از بتن ریزی پی انجام شود زیرا در غیر این صورت با توجه به اینکه بتن پی هنوز سخت نشده است در اثر لنگر آرماتورهای ستون ، میلگردهای ریشه از جای خود تکان خورده و پی متلاشی می شود .
باز کردن قالب
دیوار برشی دیواری است که از بتن مسلح ساخته می شود و جهت مقابله در برابر بارهای جانبی ( ناشی از باد و زلزله ) در ساختمانهای بتنی از آن استفاده می شود
دیوار برشی همان نقشی را به عهده دارد که بادبندها در سازه های فلزی اعمال می کنند . دیوار برشی شامل دو سری شبکه میلگرد به صورت آرماتورهای افقی و عمودی است که قطر میلگردها و فاصله آنها از هم توسط محاسبه تعیین می شود این شبکه ها پس از قالب بندی توسط بتن پوشیده میشوند .
میلگردهای عمودی به میلگردهای ریشه ای که از سقف به اندازه طول وصله خارج شده اند وصل می شوند، میلگردهای افقی نیز در صورت وجود ستون در دو انتهای دیوار ، در آنها مهار می شوند. محل برخورد میلگردهای افقی و عمودی با سیم آرماتوربندی بسته می شود .اگر دیوار برشی دارای بازشو باشد باید در محل قطع میلگردها آنها را خم نود درجه کرده و همچنین در اطراف باز شوها و میان دو شبکه ، میلگردهای ضربدری قرار داده شود. دو انتهای میلگردهای ضربدری که در عکس نیز مشخص است در ستونهای اطراف مهار می شوند. پس از آرماتوربندی اقدام به قالب بندی و نصب داربست می شود قالب بندی باید به گونه ای باشد که شبکه میلگردها را در برگرفته و فاصله لازم جهت پوسته بتنی روی آرماتورها نیز حفظ شود .معمولاً دیوار برشی را به همراه ستونهای دو طرف آن قالب بندی و بتن ریزی می کنند. قالبها برای تحمل وزن بتن و فشار حاصل از ویبره شدن آن از داربست ها کمک می گیرند پس از قالب بندی باید از شاقول بودن دیوار و مهار بودن شبکه میلگردها طبق نقشه های اجرایی مطمئن شویم .پس از آن اقدام به بتن ریزی می کنیم قبل از بتن ریزی و حین بستن قالبها باید آنها را به روغن آغشته کرد تا هنگام باز کردن قالب ها دچار مشکل نشویم .پس از هر مرحله بتن ریزی ، تراکم لازم توسط ویبره کردن بتن حاصل می شود اگر ارتفاع خیلی زیاد باشد قالب بندی کامل انجام نمی شود. بتن ریزی در چند مرحله انجام می گیرد و پس از هر مرحله قالب های قسمت بعد بسته و به این ترتیب کل دیوار بتن ریزی میشود. پس از سخت شدن بتن و باز کردن قالبها باید مانند دیگر موارد ، بتن مرطوب نگه داشته شود تا به مقاومت نهایی خود برسد . دیوار برشی را با آب پاشی و یا پیچیدن گونی خیس به دور آن مرطوب نگه می دارند .
دیوار برشی
تیرها قسمتی از ساختمان بتنی هستندکه بار سقف را به ستون منتقل می نماید .بعد از اتمام بتن ریزی کلیه ستونها و قالب برداری از آنها اقدام به قالب بندی تیرهای اصلی می کنند در ساختمانهایی که سقف آن تیرچه بلوک بوده و یا دال بتنی ریخته شده در محل باشد ، معمولا سقف و تیر را یکپارچه بتن ریزی می نمایند .تیرهای بتنی اغلب با مقطع مربع و یا مستطیل می باشد و گاه نیز از تیر T شکل هم استفاده می شود گذاشتن یک ردیف آرماتور طولی در بالا و یک ردیف آرماتور طولی در پایین اجباری بوده که حداقل قطر این آرماتورها ۱۰ میلیمتر می باشد و باید به وسیله خاموت به یکدیگر بسته شوند . کلیه قفسه میگلردهای تیر باید چند سانتیمتر از سطح قالب بالاتر قرار گیرد تا کلیه میگلردها در بتن غرق شود. برای این کار معمولا قطعات بتنی که به آن لقمه نیز می گویند زیر قفسه قرار میدهند. استفاده از خاموت در تمام شرایط مجاز است و باید انتهای آن به خم غیر نود درجه ختم شده و حتی المقدور در منطقه فشاری بتن مهار گردد .
سقف های تیرچه بلوک
سقف هایی که در این پروژه اجرا می شوند از نوع سقف تیرچه بلوک می باشند .حال اجزای تشکیل دهنده سقف تیرچه بلوک را به طور مجزا شرح می دهیم .
تیرچه
تیرچه های مصرفی در پروژه از نوع تیرچه های بتنی می باشد که به وسیله خرپا مسلح می شوند .
خرپای تیرچه از سه قسمت تشکیل می شود
۱-میلگردهای کف خرپا که تعداد وقطر آن طبق محاسبه بدست می آید. ممانهای مثبت تیرچه به وسیله همین میلگردها تحمل می شود این میگلردها معمولا از نمره ۸ تا ۱۰ هستند که دو شاخه در طول تیرچه می باشد اگر برای تحمل ممانهای مثبت بیش از این مقدار احتیاج باشد از میگلردهای تقویتی استفاده می کنند و به آن اضافه می کنند
۲-میلگردهای فوقانی خرپا که داخل بتن سقف و میلگردهای حرارتی قرار می گیرند .
۳-میلگرد مهاری خرپا است که میلگردهای کف را به میلگرد فوقانی متصل می نماید .
پس از آماده شدن خرپای تیرچه آنها را در قالبهای فلزی قرار داده که این قالبها قبلاً توسط روغن چرب شده اند تا بتن تیرچه به قالب نچسبد .
آنگاه بتنی با عیار ۴۰۰ یا ۴۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب سیمان و مصالح سنگی ریزدانه تهیه نموده و قالب را که در حدود ده سانتیمتر پهنا و ۴ سانتیمتر ارتفاع دارد از این بتن پر کرده و پس از سخت شدن بتن، آن را از قالب جدا کرده و چند روزی در حوضچه های آب قرار داده ، آنگاه مورد استفاده قرار می گیرند .
تیر
اجزاء و جزئیات ساختمان
بتن
بتن ریزی
بتن از ترکیب مقدار معین و حساب شده از آب وسیمان و ماسه وشن و بعضی مواد مضاف و افزودنی دیگر به دست می آید پس از اینکه آب به مخلوط مصالح سنگی و سیمان افزوده شد سیمان وآب با هم وارد فعل و انفعالات شیمیایی حرارت زا می شوند. در اثر این فعل و انفعالات ماده ی زله مانند و چسبنده ای به وجود می آید که مصالح مختلف داخل را به هم پیوند داده به صورت جسم سختی در می آید عمل اختلاط بتن باید به وسیله دستگاه بتن ساز انجام شود .
مصالح مصرفی بتن عبارتند از:سیمان مصالح سنگی درشت دانه{شن}ومصالح سنگی ریز دانه{ماسه}و آب علاوه بر این مصالح مواد اصلاح کننده خواص بتن و یعنی مواد افزودنی نیز می توانند در بتن استفاده شوند.
دانه های سنگی به دو دسته دانه های درشت یا شن و دانه های ریز یا ماسه تقسیم می شود . مصالح سنگی {شن وماسه} در مجموع حدود سه چهارم تا دو سوم حجم بتن را اشغال میکند 60تا 70 درصد از کل دانه ها و شن و 30 الی 40 درصد دانه ها را ماسه تشکیل میدهد.
ماسه در بتن:
دانه های سنگی ریز تر از از 5 میلی متر را ماسه می گویند.
ماسه ها را بر اساس قطر دانه به سه دسته با مشخصات درج شده در جدول زیر تقسیم می کنند.
شناخت بتن و مصالح آن
شن در بتن:
دانه های سنگی بزرگتر از 5 میلی متر و کوچکتر از 60را شن می گویند.
طبقه بندی شن:
شن طبیعی:
سنگ های بزرگتر بر اثر عوامل جوی و حرکت سیلاب ها از کوه ها جدا شده خرد می شوند و در بستر رودخانه ها ته نشین می شوند به سنگ هایی ته نشین شده با قطر 5تا60 میلی متر شن طبیعی گفته می شود شن
شناخت بتن و مصالح آن
طبیعی دارای گوشه های مدور بوده و معمولا در هنگام ته نشین شدن در بستر رودخانه ها با ماسه و قلوه سنگ {سنگ درشت تر از شن} مخلوط است.
شناخت بتن و مصالح آن
شن شکسته:
سنگ هایی با اندازه های مناسب در کارخانه به وسیله ی دستگاهای سنگ شکن خرد شده و توسط الک های متوالی دانه بندی می شود به محصول به دست آمده شن شکسته می گویند.
شناخت بتن و مصالح آن
سیمان در بتن:
سیمان اصطلاحا به ماده ای اطلاق می شود که با انجام واکنش شیمیایی با آب {واکنش هیداتاسیون } نقش چسباندن مصالح سنگی به یکدیگر و تولید جسم سخت ترین را ایفا می کند.عمده مواد اولیه سیمان از خاک رس و آهک تشکیل شده است.
شناخت بتن و مصالح آن
انواع سیمان:
سیمان های مصرفی در بتن عبارتند از:سیمان های پرتلند پنج گانه و سیمان های ویزه.
سیمان پرتلند:
سیمانی است که از آسیاب کردن کلینکر به همراه مقدار مناسبی سنگ گچ یا سولفات کلسیم به دست می آید مطابق استانداردهای ایران سیمان پرتلند به پنج نوع زیر تقسیم می شود:
سیمان پرتلند معمولی:
یک سیمان معمولی است که برای مصارف عمومی ساختمان به کار می رود.
شناخت بتن و مصالح آن
سیمان با حرارت زایی متوسط:
سیمان پر تلند اصلاح شده سیمان با خصوصیات متوسط است که نسبت به نوع معمولی حرارت کمتری آزاد کرده و برای مصرف در محیط هاییی که احتمال
سیمان با تاب زیاد:
سیمان زود گیر .این سیمان برای ساخت بتن در هوای سرد به جهت آزاد کردن گرمای بیش تر و کم کردن دوره مراقبت مناسب است.
سیمان با حرارت زایی کم:
سیمان کند گیر .این سیمان معمولا در هوای گرم به دلیل تولید حرارت کمتر و تسهیل در امر مراقبت از بتن استفاده می شود.
شناخت بتن و مصالح آن
سیمان ضد سولفات:
این نوع سیمان یک سیمان ضد سولفات و یا مقاوم در مقابل حمله سولفات ها محسوب می شود همچنین این سیمان تا حدودی خصوصیات دیرگیری داشته و نسبت به سیمان نوع اول حرارت کم تری تولید می کند.
سیمان های ویژه:
امروزه سیمان رادر انواع و رنگ های مختلف می سازند و به بازار عرضه می کنند که متداولترین آنها به شکل زیر است::::
شناخت بتن و مصالح آن
اگر مواد خام سیمان پرتلند معمولی –اکسیدآهن نداشته باشد یا آن را از مواد خام جدا کنند رنگ سیمان سفید می شود بدین ترتیب سیمان پرتلند سفید از آسیاب کردن کلینکر سیمان سفید با مقدار مناسبی سنگ گچ به دست می آید.
سیمان پرتلند سفید:
سیمان های رنگی:
این نوع سیمان از افزودن 5تا10درصد مواد رنگی معدنی بی اثر شیمیایی به سیمان پرتلند معمولی یا سیمان سفید بدست می آید از سیمان پرتلند معمولی برای ساخت سیمان های پرتلند رنگی قرمز-قهوه ای-و سیاه
شناخت بتن و مصالح آن
استفاده می شود برای ساخت سیمان به رنگ های دیگر از سیمان سفید استفاده می شود.
سیمان های پرتلند آمیخته:
*سیمان پرتلند پوزولانی:::
سیمان پرتلند پوزولانی-چسباننده ای آبی است که مخلوط کامل یکنواخت و از سیمان پرتلند پوزولان و سنگ گچ آسیاب شده می باشد.
شناخت بتن و مصالح آن
*سیمان پرتلند روباره ای یا سرباره ای:::
این سیمان از آسیاب کردن 15تا95درصدسرباره ی کوره آهنگدازی فعال و غیر کریستالی –کلینکر سیمان پرتلند و مقدار مناسبی سنگ گچ به دست می آید .این نوع سیمان پایداری بیشتری در برابر سولفات ها دارد و بتن ساخته شده با آن نفوذ پذیری کمتر و دوام بیشتری دارد این سیمان در برابر سیمان پرتلند معمولی دیر گیرتر و کرمای آبگیری آن کمتر است.
*سیمان پرتلند بنایی:::
استفاده از این سیمان در بتن و بتن آرمه مجاز نمی باشد و فقط در ملات و مانند آن به کار می رود.
شناخت بتن و مصالح آن
آب در بتن:::
آب به سه صورت در بتن به کار می رود::::
1.آب مصرفی برای شستشوی سنگدانه ها
2.آب به عنوان یکی از اجزا تشکیل دهنده بتن
3.آب مصرفی برای عمل آوردن بتن
…………………………………………………..
آب یکی ار اجزا اصلی بتن محسوب و نقش مهمی را در بتن ایفا می کند.بدون وجود آب سیمان هیدراته نمی شود{واکنش های شیمیایی لازم با سیمان انجام نمی شود}و خمیر چسبنده ای که سبب انسجام بتن می شود تولید نگردیده لذا یکپارچگی
شناخت بتن و مصالح آن
و سخت شدن مصالح بتن انجام نمی شود.قسمتی از آبی که در بتن مصرف می شود {حدود 25درصد وزن سیمان} جذب ذرات سیمان شده و در واکنش های شیمیایی به کار گرفته می شود اما درر عمل ساخت بتن با این نسبت آب امکان پذیر نیست .زیرا چنین بتنی به اندازه ی سفت است که کار کردن با آن میسر نمی باشد.به همین باید نسبت آب به سیمان را تا آنجایی افزایش داد که به سهولت بتوان با بتن کار کرو.لذا این نسبت را تا 40الی 60درصد وزن سیمان افزایش می دهند.اما در همین محدئده باز هم هر چه این نسبت را کم تر بگیرند بهتر خواهد بود ریرا مازاد آب که در واکنش شیمیایی شرکت نمی کند جا اشغال کرده و در نهایت در بتن محبوس می شود و یا تبخیر شده و فضای خالی ایجاد می کند .یعنی در هر حال از حجم مفید بتن می کاهد.آب مصرفی در ساخت بتن باید تمیز و صاف باشد
شناخت بتن و مصالح آن
و از مصرف آب حاوی مقدار زیادی از هر نوع ماده که قادر به صدمه زدن به بتن یا میلگرد است از قبیل :روغن ها- اسیدها –قلیاها-املاح-مواد قندی و مواد آلی خوددرای می گردد مقادیر مواد زیان آور در مصرفی در بتن نباید از مقادیره حداگثر مجاز تجاوز کند.
شناخت بتن و مصالح آن
بتن آرمه
تاریخچه
اگر چه گفته می شود سیمان از دیرباز توسط ایرانیان و رومانیان به عنوان یک ماده ساختمانی به کار گرفته می شده است، اما سابقا ثبت سیمان پرتلند به جوزف آسپیدین انگلیسی در سال 1824 بر می گردد. از آن پس بتن غیر مسلح برای سالها به عنوان یک مصالح ساختمانی خوب، تولید شد.
سابقه استفاده از بتن مسلح به سال 1850 بر می گردد که جوزف لامبوت فرانسوی یک قایق بتنی را که با شبکه ای از سیم های موازی مسلح شده بود، تولید کرد. با این حال اختراع بتن آرمه معمولا به جوزف مونیر فرانسوی نسبت داده می شود. وی در سال 1867، ابداع ساخت حوضچه ها و مخازن بتنی مسلح به شبکه ای از سیم آهنی را برای خود ثبت نمود. از آن به بعد مونیر تا سال 1881،موارد متعددی از کاربرد بتن مسلح را از جمله در ساخت لوله ها و تانک ها، صفحات و دال های مسطح، پل های عابر پیاده، قوس ها، ساختمان ها و اجزاء رابط خطوط آهن به نام خود به ثبت رساند. با این وجود گفته می شود که وی دانش مربوط به رفتار بتن آرمه و یا روش مناسب جهت محاسبات طراحی را نداشته است. • در آمریکا ویلیام وارد نخستین ساختمان بتن آرمه را در سال 1875 در نیویورک بنا نمود. همچنین تادیوس هیات که در ابتدا یک وکیل بود، در دهه 1850 تجربیاتی را در مورد تیر بتن آرمه انجام داد. وی میله های آهنی را در ناحیه کششی تیر قرار داد و در نزدیکی تکیه گاه آن را به طرف بالا خم کرده و در ناحیه فشاری محار نمود. او همچنین میله های قائمی را در نزدیکی تکیه گاه ها برای تحمل برش به کار برد. هیات در سال 1877 یک کتاب 28 صفحه ای در ارتباط با موضوع تحقیقات خود منتشر کرد.
همچنین رانسام در دهه 1870 در شهر سانفرانسیسکو مواردی از استفاده از بتن آرمه تجربه نمود. وی در سال 1884، استفاده از میله های آجدار را با پیچاندن میله هایی با سطح مقطع مربعی و به منظور فراهم نمودن چسبندگی بهتر بین فولاد و بتن، به نام خود ثبت کرد. همچنین وی در سال 1890، ساختمان یک موزه دو طبقه به طول 95 متر را به صورت بتن آرمه بنا نمود. این ساختمان در زلزله سال 1906 سانفرانسیسکو و نیز در آتش سوزی متعاقب این زلزله، آسیب جزئی دید که این عملکرد و نیز عملکرد مناسب سایر ساختمان های بتن آرمه در آن زلزله و آتش سوزی متعاقب، منجر به اقبال عمومی به این سیستم جدید ساختمان سازی گردید. • در سال 1903، تشکیل یک کمیته مشترک از نمایندگان سازمان های علاقه مند در زمینه بتن آرمه در آمریکا، نقطه شروعی برای همگانی کردن دانش طراحی بتن آرمه بود. از آن به بعد در دهه اول قرن بیستم، آزماشات متعددی توسط دانشمندان در آمریکا و اروپا جهت تعیین مقاومت فشاری بتن، و مدول الاستیسیته بتن انجام گرفت. از سال 1916 تا 1935، بیشتر تحقیقات بر ستون های بتن آرمه با بار خارج از محور، شالوده بتن آرمه و نیز مقاومت نهایی تیرها بیشتر مورد توجه محققین قرار گرفت.
مزایا و معایب بتن آرمه
مصالح مختلفی مثل فولاد، چوب، مصالح بنایی و بتن ممکن است به عنوان گزینه هایی برای ساخت یک بنا مطرح باشند. این گزینه ها برای بسیاری از سازه های متداول وجود دارند؛ اگر چه در ساخت اسکلت سازه های بلند، ممکن است به فولاد و بتن محدود گردند. با این وجود امروزه بتن آرمه به عنوان یک گزینه قابل اعتماد برای ساخت بسیاری از سازه های کوچک و بزرگ محسوب می گردد؛ به طوری که شاید بتوان از آن به عنوان مهم ترین ماده ساختمانی موجود با کاربردی فراگیر در تمام دنیا نام برد. امروزه بسیاری از ساختمان های کوچک و بزرگ، پل ها، سد ها، تونل ها، کانال ها، مخازن و تانک ها، دیوارهای حائل، لوله ها و روسازی ها از بتن آرمه ساخته می شود. موفقیت قابل توجه بتن آرمه نسبت به سایر مصالح ساختمانی و به خصوص فولاد در کاربرد فراگیر آن را می توان مرهون موارد زیر دانست: 1. بتن مقاومت فشاری قابل قبولی در مقایسه با بسیاری از مصالح ساختمانی دیگر دارد. 2. تمامی اجزاء تشکیل دهنده بتن(به جز سیمان) به عنوان مصالح محلیو ارزان قیمت محسوب می شوند. تقریبا در همه جا می توان آب، ماسه و شن را از فواصل نزدیک به محل بتن ریزی حمل نمود که این مساله منجر به سهولت و رغبت بیشتر به بتن، و ارزانتر تمام شدن آن خواهد شد.
. 3 بتن را می توان به سهولت به هر شکل دلخواه در آورد. با ساختن قالب مناسب، تقریبا هر گونه مقطع سازه ای و شکل معماری را می توان از بتن آرمه تولید نمود. در مقابل، مقاطع فولادی در ابعاد مشخص و در کارخانه تولید می شوند و تولید مقطع خاص از مصالح فولادی گاه مشکل و یا غیر ممکن خواهد بود. 4. بتن مقاومت بسیار خوبی در مقابل آتش دارد.یک ساختمان بتن آرمه می تواند ساعت ها در مقابل آتش سوزی های مهیب مقاومت کند، بدون آنکه فرو ریزد. این مساله فرصت کافی برای مهار آتش و نیز تخلیه ساختمان از نفرات و اموال را فراهم میکند. در مقابل یک ساختمان فولادی در برابر آتش سوزی کاملا ضعیف خواهد بود. فروریزی برج های دوقلوی نیویورک که در واقعه 11 سپتامبر سال 2001 مورد حمله قرار گرفتند، به دلیل اسکلت فولادی آنها بود. چنانچه این برج ها از مصالح بتن آرمه ساخته شده بودند، جان هزاران انسان و نیز میلیون ها دلار ثروت موجود در آنها حفظ می شد. 5. بتن همچنین مقاومت خوبی در مقابل رطوبت و آب دارد. اگر آب در تماس با بتن، حاوی بعضی از یون ها از قبیل یون سولفات و یا یون کلرور نباشد، برای بتن و حتی میلگرد های موجود در بتن، مشکلی ایجاد نمی کند. 6. اجزاء بتن آرمه از صلبیت بالایی برخوردار هستند. به همین دلیل معمولا ساکنان یک ساختمان بتن آرمه در هنگام وزش شدید باد و یا تحرک زیاد همسایگان، لرزه ای را احساس نمی کنند و آرامش آنها حفظ می شود. 7. اجزاء بتنی در مقایسه با سازه فولادی به صورت ذاتی به محافظت و نگهداری کمتری نیاز دارند. به خصوص اگر بتن ریزی به صورت متراکم انجام گرفته باشد و در قسمت های در تماس با هوا از بتن هوادار استفاده شده باشد، پس از شروع بهره برداری از سازه ی بتن آرمه تقریبا نیاز به مراقبت جدی ندارد.
8بتن در مقایسه با سایر مصالح ساختمانی، عمر بهره دهی بسیار طولانی دارد. تحت شرایط مشخص، یک سازه بتن آرمه می تواند برای همیشه بدون کاهش در ظرفیت باربری مورد استفاده قرار گیرد.این مساله مبتنی بر این واقعیت است که بتن در طول زمان نه تنها کاهش مقاومت ندارد، بلکه با گذشت طولانی زمان با تحکیم بیشتر سیمان، افزایش مقاومت نیز داشت. با این وجود، تاثیر عوامل مخرب محیطی و یون های مهاجم ممکن است دوام بتن را در طول زمان به مخاطره بیندازد. 9. بتن در بعضی از اجزاء سازه ای نظیر پی ها، دیواره های زیر زمین و شمع ها، به عنوان تنها گزینه اقتصادی محسوب میشود. 10. اجرای بتن و سازه ی بتن آرمه در مقایسه با سایر مصالح نظیر فولاد و یا حتی چوب، نیاز به نیروهای اجرایی و کارگران با مهارت بالا ندارد.
انواع بتن::::
به طور کلی و براساس یک تعریف عمومی ، بتن های سبک دارای وزنی کمتر از 1840 کیلو گرم برمتر مکعب می باشند . بتن های معمولی ( سنگین ) عموما وزنی بالاتر از 2400 کیلوگرم درهرمترمکعب دارند .
بتن سبک هوادار:
این بتن از مواد خاصی همانند:1- ماسه میکرونیزه سیلیسی با خلوص حداقل 85 % به میزان 400 تا 500 کیلوگرم در هر مترمکعب
2- آهک آزاد (هیدراته نباشد) 100 تا 200 کیلوگرم در هر متر مکعب
3- سیمان 70 – 150 کیلوگرم در هر مترمکعب
4- پودر آلومینیوم 0.3 تا 1 کیلوگرم در هرمتر مکعب
5- فوق روان کننده و سایر افزودنیهای بتنی تشکیل شده است.
بتن سبک هبلکس:
ساخت این محصول با استفاده از تکنولوژی پیشرفته از طریق اختلاط و پخت مواد اولیه : ماسه سیلیسی، آهک ، سیمان ، پودر آلومینیوم و آب انجام می گیرد . وزن مخصوص : هر متر مکعب حدود ۶۰۰ کیلو گرم مقاومت فشاری و کاربرد ان در ساخت بلوک است.
بتن شفاف:
هم اکنون بتن شفاف در سه رنگ خاکستری، سیاه و یا سفید و با ابعاد استاندارد 300*600 میلیمتر و با ضخامت 500-25 میلیمتر تولید میگردد. ازنظر تئوری فیبرهای به کار رفته در بتن قادر به انتقال نور در بتنی به ضخامت 20 متر می باشد.
نانو بتن::::
محققان ما توانستند با استفاده از فناوری نانو بتی را تولید کنند که وزن ان 1/2 کیلو گرم و مقاومت 500 کیلو گرم در سانتی متر مربع دارا می باشد.
تاریخچه
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. همانطور که می دانیم بتن سبک می تواند به صورت های مختلفی طبقه بندی شود ، مثلا" سازه ای و غیر سازه ای . از این نوع طبقه بندی می توان کاربردها را حدس زد . اما گاه از طبقه بندی دیگری استفاده می نمائیم مثل بتن سبکدانه ، بتن اسفنجی و بتن فاقد ریز دانه . در این نوع طبقه بندی ظاهرا" نمی توان کاربردها را حدس زد ساخت قطعاتی است که صرفا" جنبه پر کننده دارند . در نوع سازه ای نیز دو نوع بتن داریم : مسلح و غیر مسلح
مثلا" اجزاء سازه ای غیر مسلح مثل بلوکهای ساختمانی را باید از این جمله موارد دانست . بتن سبکدانه ای سازه ای مسلح کاربردهائی شبیه بتن معمولی مسلح دارد و حتی ممکن است پیش تنیده هم باشد کاربرد بتن سبکدانه پس از تولید سبکدانه های مصنوعی و فراوری شده در اوایل قرن بیستم وارد مرحله جدیدی شد. در سال 1918، S. J. Hayde با استفاده از کوره دوار اقدام به منبسط کردن رس و شیل کرد و بدینوسلیه سبکدانه ای مصنوعی تولید کرد که از آنها در ساخت بتن استفاده شد. تولید تجاری روباره های منبسط شده نیز از سال 1928 آغاز گردید. این سبکدانه مصنوعی در هنگام جنگ جهانی اول به دلیل محدودیت دسترسی به ورق فولادی برای ساخت کشتی بکار رفت. کشتی Atlantus به وزن 3000 تن که با بتن سبک هایدیتی ساخته شد، در اواخر سال 1918 به آب افتاد. در سال 1919 کشتی Selma به وزن 7500 تن و طول 132 متر با همین نوع بتن ساخته و به آب انداخته شد. تا آخر جنگ جهانی اول و سپس تا سال 1922 کشتی ها و مخازن شناور متعددی ساخته شد که یکی از آن ها Peralta تا سال های اخیر شناور بود
برنامه ساخت کشتی ها در اواسط جنگ جهانی دوم متوقف شد و دوباره به دلیل محدودیت تولید ورق فولادی مورد توجه قرار گرفت.
اغلب بتنهای سبک خواصی از قبیل عایق بودن نسبت به حرارت و صوت، مقاومت در برابر یخ زدگی و آتش سوزی و کاهش لطمات ناشی از زلزله را دارا می باشند. سبک و یکپارچه سازى را می توان راهکارى محورى و عملى براى افزایش ایستادگى و ایمنى بناها در برابر زلزله محسوب داشت. ویژگى هایى چون کاهش جدى وزن سازه و ابعاد برخى اجزا، صرفه جویى زیاد در میزان فولاد مصرفى در اسکلت و پى، حائل صدا و رطوبت و به ویژه عایق حرارت بودن، افزایش موثر فضاى مفید داخل بنا، قابلیت هاى گوناگون کار پذیرى، انعطاف و تنوع در اشکال، سادگى، و سرعت و سهولت در حمل و اجرا، کاهش خستگى بنا و پایانى مناسب در برابر عوامل آسیب زا .نیز مى توانند از مزایاى بهره گیرى تجربه شده از این بتن ها با موارد کاربرى متعدد در ساخت و سازها باشند. بدیهى است تکیه بر این راهکار محورى در رویکردى منسجم و نظام یافته و با توجه به مجموعه موارد فنى، اقتصادى و اجرایى، نه تنها به معنى کم بها دادن به سایر عوامل موثر در ایمن و مقاوم سازى بناها و مجموعه فن آورى هاى مربوط به آن نخواهد بود بلکه ضمن جبران نسبى بسیارى کاستى ها در دیگر زمینه ها به ارتقا و افزایش کارآیى دیگر راهکارهاى مقتضى نیز می انجامد.
بتن های سبک اغلب داراى ویژگى هاى مطلوب کار پذیرى چون قابلیت هاى برش، تراش و پذیرش میخ، پیچ، رول-پلاک و کورپى، امکان مرمت و نیز عبور تاسیسات و نصب و اجراى چارچوب ها و درب و پنجره و تزئینات و پوشش ها و رنگ هاى مقتضى و توان پذیرش پوشش ها و نماهاى مختلف را داراست و ضمن عدم نیاز به اندودهاى سنگین اضافى، امکان تطبیق با طرح هاى گوناگون معمارى را از جمله در سطوح و احجام منحنى در کاربرى های مختلف دارا می باشد.
مهمترین مزایای بتن سبک در مقایسه با بتن معمولی
آنچه مسلم است اینست که دانسیته بالای بتن معمولی بعنوان یکی از محدودیت های آن بشمار می رود و کاهش آن با تولید بتن سبک می تواند گامی مهم در رفع این محدودیت تلقی شود. بعلاوه بتن های سبک عموماً دارای خواص مهندسی ویژه ای هستند که کاربرد آنها را در بخش ساختمان ارجح می نماید. در ادامه مهمترین مزایای بتن سبک در مقایسه با بتن های معمولی ارائه خواهد شد.
سبک بودن::::
بار مرده در ساختمان که ناشی از وزن سازه می باشد بخش مهم و اصلی نیروی وارده به اجزای باربر در یک سازه تلقی می شود و لذا کاهش آن منجر به کاهش نیروهای وارده و لذا کاهش وزن اسکلت فلزی و دیوار ها شده و کاهش مخارج فونداسیون و پی را بدنبال خواهد داشت. از طرفی دیگر وزن کمتر سازه باعث کاهش نیروی منتقل شده به سازه از طریق زلزله و کاهش احتمال خسارات مربوط به آن خواهد شد. سبکی اجزای بتنی سهولت در حمل و نقل و نصب قطعات پیش ساخته را نیز بدنبال خواهد داشت.
عایق گرما::::
مقاومت حرارتی بالاتر این بتن ها باعث کاهش سرعت انتقال حرارت در آنها شده و منافع متعددی را بدنبال خواهد داشت. یکی از این موارد کاهش تلفات انرژی می باشد. این موضوع هم در انتقال حرارت از داخل به خارج از ساختمان در فصل زمستان و هم انتقال حرارت از خارج به داخل ساختمان در فصل تابستان مطرح خواهد بود. انتقال حرارت در جامدات با مکانیزم هدایت صورت می گیرد و ضریب هدایت حرارتی معیاری از رسانائی حرارتی آنها تلقی می شود که با علامت k و با دیمانسیون W/m.K در سیستم SI ارزیابی می گردد. مقدار k برابر با 1 به این معنی است که چنانچه دو طرف دیواری به مساحت 1 متر مربع و ضخامت 1 متر اختلاف دمائی برابر با 1 درجه کلوین (یا سانتی گراد) داشته باشد گرمائی برابر با 1 ژول را در هر ثانیه منتقل خواهد کرد. ژول واحد انرژی و معادل با N.m است که کمی کمتر از 25/0 کالری خواهد بود. ضریب هدایت حرارتی مواد در محدوده گسترده ای با اختلاف 105 برابر از 3400 برای الماس خالص و 400 برای مس که فلزی با هدایت حرارتی خوب محسوب می شود تا 038/0 برای پشم شیشه که ایزوله حرارتی خوبی محسوب می شود تغییر می نماید. بتن با ضریب هدایت حرارتی بتن معمولی 2-1 و گچ 5/0 و بتن های سبک در چگالی پائین کمتر از 2/0 است. این بدین معنی است که در شرایط یکسان، دیواری با ضخامت 1/0 متر از بتن سبک معادل دیواری به ضخامت 1 متر از بتن معمولی در مقابل انتقال حرارت مقاومت خواهد کرد.
از طرف دیگر عایق بودن این بتن ها باعث کاهش سرعت تغییرات حجمی در اثر تغییرات دمائی شده و مقاومت آنها را در مقابل سیکل های حرارتی و یخبندان افزایش می دهد. عایق بودن حرارتی باعث خواهد شد تا سرعت انتقال حرارت به داخل این بتن ها کاهش یابد و لذا تنش های وارده ناشی از تغییرات حجمی در اثر تغییر شکل های پلاستیکی موضعی تعدیل شود. همچنین این خاصیت فیزیکی باعث افزایش مقاومت این بتن ها در مقابل آتش می گردد.
عایق صوتی::::
ساختار پفکی این بتن ها باعث قابلیت جذب صوت در آنها شده و لذا کاربرد های آکوستیکی را برای آنها ایجاد می نماید.
قابلیت برش::::
انجام عملیات تاسیساتی و برش بر روی این بتن ها عموماً بمراتب بهتر از بتن معمولی میسر است که در کاربرد های ساختمانی از اهمیت زیادی برخوردار است.
انواع بتن سبک::::
در یک تقسیم بندی کلی می توان انواع بتن سبک را به دو گروه متکی بر سبکدانه بجای سنگدانه و متخلخل یا سلولی تقسیم بندی نمود. در گروه اول انواع گوناگون سبکدانه های طبیعی و یا صنعتی بجای سنگدانه مورد استفاده قرار می گیرد و در گروه دوم ایجاد چگالی پائین در بتن بر مبنای ایجاد تخلخل در خمیر سیمان صورت می گیرد. وزن مخصوص فضایی بتن سبک بستگی به روش ساخت، مقدار و انواع اجزای متشکله آن دارد. تمام بتن های سبک، وزن مخصوص کم خود را مدیون همراه داشت هوا در ساختمان داخلیشان هستند. بتن فوق سبک با وزن فضایی 300 تا 1000 کیلوگرم در متر مکعب را برای گرمابندی و به عنوان پرکننده می توان مورد استفاده قرار دارد. مقاومت بتن سبک به وزن مخصوص آن بستگی دارد به طوری که هر چه وزن مخصوص زیادتر شود مقاومت آن افزایش می یابد. البته نحوه به عمل آوردن قطعات بتنی ساخته شده، روش ساخت، دانه بندی و مقادیر اجزای متشکله آن در این امر موثرند.
بتن سبک سبکدانه:::
در این نوع بتن ها از انواع گوناگون سبکدانه بجای سنگدانه برای ایجاد دانسیته پائین استفاده می شود. این مواد سبکدانه ممکن است در حالت طبیعی و یا در فرآیند های صنعتی تولید شوند. پامیس یکی از مهمترین سبکدانه های طبیعی محسوب می شود که منابع معدنی آن در مناطق متعددی از ایران وجود دارد. پوکه معدنی فاروج یکی از منابع معدنی سبک دانه پامیس در استان خراسان تلقی می شود. لیکا، پرلیت و دانه های پلی استایرن نیز تعدادی از مهمترین سبکدانه های صنعتی مورد استفاده در تولید بتن سبک هستند. مهمترین انواع این بتن ها در گروه بتن های متکی بر استفاده از سبکدانه شامل بتن سبک لیکا، بتن سبک پرلیتی، بتن سبک پلی استیرن و بتن سبک پوکه ای می باشد که در ادامه به توضیح هر کدام پرداخته خواهد شد.
بتن سبک لیکا:::
لیکاکه مخفف "مصالح رسی منبسط شده سبک" در زبان انگلیسی است یکی از سبک دانه های مهم صنعتی تلقی می شود. برای تهیه این دانه های سبک از کوره های گردان استفاده است. رس با دانه هایی به ریزی صفر تا دو میکرون در دمای بالاتر از 1000 درجه سانتی گراد در این کوره ها حرارت می بینند و گازهای ایجادشده در داخل آنها منبسط می شوند و هزاران سلول هوای ریز تشکیل می دهند. با سردشدن این مصالح سلول های فوق باقی می مانند و سطح آنها سخت می شود. خواص لیکا باعث شده است تا بتن سبک لیکا کاربردهای فراوانی داشته باشد. یکى از روشهاى تهیه دانه هاى سبک استفاده از کوره گردان است. وقتى برخى از انواع رس با دانه هایى به ریزى صفر تا دو میکرون در دماى بالاتر از 1000 درجه سانتى گراد در این کوره ها حرارت مى بینند، گازهاى ایجاد شده در داخل آنها منبسط مى شوند و هزاران سلول هواى ریز تشکیل مى دهند. با سرد شدن مصالح، این سلولها باقى مى مانند و سطح آنها سخت مى شود.
مهم ترین ویژگى هاى لیکا عبارتند از : وزن کم، عایق حرارت، عایق صوت، بازدارنده نفوذ رطوبت، مقاومت در برابر یخ زدگى، تراکم ناپذیرى تحت فشار ثابت و دائمى، فسادناپذیرى، مقاوت در برابر آتش و PH نزدیک به نرمال. وزن کم این دانه ها و در نتیجه هزینه حمل پائین آن باعث شده است تا از لیکا در پر کردن فضاهاى خالى استفاده شود. در کاربردهاى خاص نظیر زیر سازى ساختمان و تسطیح و شیب بندى بام، خواص عایق حرارتى و دوام لیکا مشخصات فنى مناسبى براى آن فراهم مى کند. در راهسازى نیز از تراکم ناپذیرى لیکا براى کنترل نشست پلاستیک بسترهاى سست استفاده مى شود. همچنین جذب آب مناسب ، تخلخل و دوام لیکا آن را براى کشاورزى بدون خاک مناسب ساخته است. همین خواص باعث شده است تا در تصفیه فاضلابهاى خانگى از فیلترهاى ساخته شده از لیکا استفاده شود.
مهم ترین ویژگی های بتن لیکا وزن کم، سهولت حمل و نقل، بهره وری بالا هنگام اجرا، سطح مناسب برای اندودکاری، مقاومت و باربری در شرایط خاص، عایق حرارت، مقاومت در برابر آتش، عایق صدا، مقاومت در برابر یخ زدگی، بازدارندگی در برابر نفوذ رطوبت و دوام در برابر مواد آهکی می باشد. از بتن سبک لیکا به عنوان پرکننده، عایق و یا باربر استفاده می شود. بتن لیکا می تواند درجا ریخته شود و یا به صورت بلوک، اجزای ساختمانی و سایر قطعات پیش ساخته به کار رود. در هر مورد متناسب با کاربرد و روش اجرا از دانه بندی های مناسب آن استفاده می شود. بتن های پرکننده و عایق اغلب درپی سازی و زیرسازی ساختمان، شیب بندی کف و بام، بلوک ها یا اجزای دیوارهای جداکننده و محیطی غیرباربر به کار می روند.
جدول کاربردهاى لیکا بر حسب اندازه دانه ها
بتن سبک پرلیتی :::
این بتن ها با استفاده از پرلیت بعنوان تمام یا بخشی از سنگدانه تولید می شوند. پرلیت یک سبکدانه صنعتی تلقی می شود که توسط حرارت در کوره های مخصوص تولید می شود. در ادامه جزویات کاملی راجع به این ماده مهم صنعتی که مصرف آن در ساختمان نیز حائز اهمیت بالائی است آورده می شود.
بتن های سبک متخلخل یا سلولی :::
در این نوع بتن ها کاهش دانسیته با ایجاد تخلخل در خمیر سیمان روی می دهد. برای این منظور از دو روش عمده استفاده می شود. در یک روش از عوامل حباب ساز در مخلوط طرح اختلاط بتن استفاده شده و محصول را بتن گازی گویند و در روش دوم تخلخل با استفاده از حباب های خارجی (کف) که توسط ماشین کف ساز یا فوم ژنراتور تهیه شده است ایجاد می شود که با عنوان بتن کفی یا فومی یا هوادار شناخته می شود.
بتن سبک گازی:::
سبک سازی در این نوع بتن بر مبنای ایجاد حباب های گازی استوار است. این حباب ها در هنگام گرفتن دوغاب سیمان در بتن درست می شود و بدین ترتیب دوغاب سیمان هنگام گرفتن پف کند تا پس از گرفتن بتن سبک ایجاد شود. برای ایجاد گاز در این بتن از پودذ آلومینیم استفاده می شود. در گذشته از کاربید کلسیم (CaC2) + آلومینیوم و همچنین کلرورکلسیم (CaCl2) + آب اکسیژنه (H2O2) هم به این منظور استفاده می شد. با مصرف پودر آلومینیوم در بتن، گاز هیدروژن و با کاربید کلسیم، گاز استیلن (C2H2) و آب اکسیژنه، گاز اکسیژن ایجاد می شود. چون گاز استیلن می تواند مشتعل شود و آب اکسیژنه نیز گران است امروزه از این دو روش درتولید این نوع بتن سبک استفاده نمی شوند.
برای ساختن هر مترمکعب از این بتن 5/0 کیلوگرم پودر آلومینیوم + 400 کیلوگرم ماسه سیلیسی + 140 کیلوگرم پودر آهک زنده + 35 کیلوگرم سیمان را مخلوط می کنند. سپس آب اضافه می شود. در این مرحله واکنش های شیمیائی شروع شده و بتن شروع به پف کردن و انبساط می نماید. در این مرحله تقریباً حجم تا 3 برابر افزایش می یابد. محصول پس از برش توسط سیم برش به اتوکلاو با 8 تا 10 بار (آتمسفر) فشار بخار آب و دمای 230 درجه سانتی گراد منتقل می شود. در این فشار آهک زنده می شکفد و در رویه دانه های ماسه سیلیسی اثر می کند و سیلیکات کلسیم ایجاد می شود (مانند آجر ماسه آهکی). پودر آلومینیوم هم در این فشار بخار آب با آهک شکفته ترکیب شده و گاز هیدروژن آزاد می گردد. واکنش مربوطه بصورت زیر است
2Al + 3Ca(OH)2 = Al2O3.3CaO + 6H
بتن سبک کفی:::
این نوع بتن پیش از جنگ جهانی دوم اختراع شد و گسترش یافت و بجای بتن گازی مصرف می شود. با یک روش ارزان و ساده می توان در همه جا بتن کفی با وزن فضایی kg/m3 1600 – 600 ساخت. این بتن از ترکیب سیمان، ماسه، آب و فــوم (کف) با درصـد های مختلـف (بسـته به نیاز) تشــکیل می شـود و می توان از آن بصورت در جا و یا در قالبهای مختلف استفاده نمود. ضمناًً هر گونه نازک کاری براحتی روی آن قابل اجراست و چسبندگی بسیار خوبی با سیمان و گچ دارد. بتن کفی در ساختن تیغه و دیوار سبک و شیب دادن بامهای افقی و بارگذاری سبک، همچنین برای صدابندی و گرمابندی مصرف می شود. باید از این روش در جاهایی مانند کناره دریای مازندران، کناره خلیج فارس، خوزستان، کرمان، بلوچستان، کنارهای کویر و جاهای دیگر که ماسه بادی فراوان است بهره گیری کرد. بتن کفی را می توان به شکل آجر سبک و بلوک هم ریخت. با بتن کفی شن سبک هم ساخته می شود. با توجه به اینکه این بتن در پروژه بعنوان بهترین نوع بتن سبک برای تولید در محدوده های غیر سازه ای، نیمه سازه ای و سازه ای انتخاب گردیده است.
بتن فومی یکی از مواد مهندسی جدیدی است که کاربرد های گوناگون آن در مهندسی عمران روز بروز در حال افزایش است. امروزه محدوده مصرف این بتن از مصرف در ساختمان پا فراتر نهاده و در مصارف جدیدی از جمله در نگهداری معادن، راه سازی و پایدار سازی خاک[5] راه یافته است. این نوع بتن پیش از جنگ جهانی دوم اختراع شد و گسترش یافت و امروزه بجای بتن گازی مصرف می شود. با یک روش ارزان و ساده می توان در همه جا بتن کفی با وزن فضایی kg/m3 1600 – 400 ساخت. برای تولید این بتن نیازی به کارخانه بزرگ و امکانات زیاد مانند اتوکلاو (شرایط بخار در دمای بالا همراه با فشار) وجود ندارد. این بتن از ترکیب سیمان، ماسه، آب و فــوم (کف) با درصـد های مختلـف (بسـته به نیاز) تشــکیل می شـود و می توان از آن بصورت در جا و یا در قالبهای مختلف استفاده نمود. بتن کفی می تواند بخوبی به طبقات و یا فواصل دورتر پمپ شود. از این بتن می توان در تمام بخش های ساختمان استفاده نمود. ممکن است در کف ساختمان بعنوان ایزوله حرارتی و همچنین بعنوان پرکننده و یا شیب بندی از بتن کفی استفاده شود. بتن کفی در چگالی مناسب و در مقاومت لازم می تواند در قطعات بعنوان بتن مسلح نیز بکار رود. ضمناًً هر گونه نازک کاری براحتی روی آن قابل اجراست و چسبندگی بسیار خوبی با سیمان و گچ دارد. بتن کفی در ساختن تیغه و دیوار سبک و شیب دادن بامهای افقی و بارگذاری سبک، همچنین برای صدابندی و گرمابندی مصرف می شود. تولید این نوع بتن در جاهایی مانند کناره دریای مازندران، کناره خلیج فارس، خوزستان، کرمان، بلوچستان، کنارهای کویر و جاهای دیگر که ماسه بادی فراوان است بخوبی می تواند صورت پذیرد. بتن کفی را می توان به شکل آجر سبک و بلوک هم ریخت. با بتن کفی پوکه سبک هم ساخته می شود. 20 تا 70 درصد حجمی این
بتن از هوا تشکیل شده است. وجود حباب های هوا مانند ساچمه هائی در داخل بتن بوده و اثری شبیه به مکانیزم بولبورینگ را باعث میگردد و بدین سان این بتن روانی بالائی را خواهد داشت. بتن کفی مناسب ترین نوع بتن برای مصرف بسیاری از محصولات جانبی و ضایعات کارخانجات[7] (RAS) که بصورت پودری هستند و اثر مخربی بر مقاومت ندارند خواهد بود.
مهمترین مزایای بتن کفی:::
دوام – بتن کفی تقریباً عمر نامحدودی دارد و ماده ای است که با گذشت زمان دوام خود را حفظ می نماید. دوام این بتن مانند سنگ بوده و تجزیه نمی شود
سبکی – این بتن ضمن آنکه سبک است می تواند در چگالی های گوناگون نیز تهیه و تولید شود.مقاومت به آتش – این بتن بخوبی در مقابل آتش مقاوم است و در کاربردهای خاصی که نگرانی از آتش سوزی در آن وجود دارد می تواند عملکرد عالی داشته باشد. آزمایشات نشان داده اند که قرارگیری این بتن در معرض شعله با دمای بالا اثر مخربی بر آن نداشته و بر خلاف بتن های معمولی هیچگونه خردشدگی و تخریبی را بدنبال ندارد.
اثر تهویه ای – با توجه به تخلخل موجود در این بتن و همچنین ضریب هدایت حرارتی پائین اثر تهویه ای عالی را ایجاد می نماید. این بتن از تلفات حرارتی در زمستان جلوگیری، ضد رطوبت، از افزایش دمای بالا در تابستان جلوگیری و با جذب و آزاد کردن رطوبت، میزان رطوبت نسبی هوا را کنترل می نماید که منجر به هوای مطبوع می گردد.
دوست محیط زیست – نگهداری از این بتن با گذشت زمان منجر به هیچ آلودگی زیستی نشده و بعد از چوب، در مقام دوم قرار دارد.
کاربرد بتن سبک کفی در ساختمان:::
شیب بندی بام:
بهترین مصالـح به لـحاظ سبـکی، محکمی و همچنین اقتــصادی بـرای شیـب بندی، بتن کفی می باشد و می توان آن را به صورت یکپارچه استفاده نمود (بتن با وزن 300 الی 400کیلوگرم بر متر مکعب).
کف بندی طبقات:
از این بتن می توان بعد از اتمام کار تاسیسات، تمامی کـف طبقات و محوطه و بالــکن ساختمان را با آن پوشانید و عملیات بعدی را روی آن انجام داد (بتن با وزن 300 الی 400 کیلو گرم).
بلوک های غیر باربر:::
با بــلوکهای تو پـر از این بتن می تــوان (بـا ابـعاد دلخـواه) تــمام تیغـه بنـدیهـا و دیوارهای جــدا کنــــنده ساختـمان را بـا استفاده از چسب بتن یـا ملات بتن انجام داد. با استفاده از این بلوکها علاوه بر جلوگیری ازسنگین شدن ساختمان، عملیات حمل و نصب نیز بسیار سریع صورت می گیرد و دستمزد کمتری هزینه می شود و پـس از اجـرای صحـیح دیــوار می توان مستقیـماً روی آن گچ یا دیگر پوششهای دلخواه را انجام داد ( وزن مخصوص 600 الی 800 کیلو ).
با تشکر از توجه شما
http://www.omranyazd.ir/show-content/-/asset_publisher/1WPuge2lomCj/
http://saeedsun.ir/blog/2014/05/25
http://alij.blogsky.com/1389/06/24/post-7/
منابع