مبانی طرح اختلاط بتن 400 با بیل
- مقدمه
مبانی طرح اختلاط بتن 400 با بیل با تکیه بر مبانی طرح اختلاط و الزامات کارگاهی، نحوه تعیین نسبتهای آب، سیمان، شن و ماسه را برای تولید بتن یکنواخت و بادوام توضیح میدهد. تمرکز ما بر پروژههای کمتجهیزات است تا بتوان با پیمانهگذاری دقیق و کنترل کارایی، اختلاط را حتی بهصورت دستی انجام داد. در ادامه، گامبهگام «طرح اختلاط بتن 400 با بیل» را برای ساخت دستی تشریح میکنیم و همزمان مقادیر مرجع و الزامات «طرح اختلاط بتن c25» را برای دستیابی به مقاومت مشخصه سازهای مرور میکنیم؛ بهگونهای که چه تولید مکانیزه داشته باشید و چه اختلاط نیمهدستی، به بتن با خواص مکانیکی، فیزیکی و دوام مورد انتظار برسید.
مخلوط بتنی متشکل از آب، سیمان، شن و ماسه است. به روند تعیین نسبت این اجزا بر اساس ضوابط، مشخصات مورد نیاز و آییننامهها طرح اختلاط بتــن گویند. این ترکیب باید در هر صورت (تولید مکانیزه یا تولید بصورت دستی) خواص مکانیکی، فیزیکی و دوام قابل انتظار را با توجه به پروژه و الزامات فنی تنظیم شده برآورد نماید.
هر کدام از اجزا مخلوط بتنی تأثیر به خصوصی در مقاومت بتن دارند و با تغییر نسبت این اجزا، بتنهایی با مشخصات متفاوت ساخته میشوند. به کمک طرح اختلاط بتن، برای هر نوع کاربرد، این نسبتها در مرحله اول بصورت حجمی و در مرحله دوم بصورت وزنی تعیین میگردد.
از مهم ترین مشخصات یک بتن تازه میتوان به قابلیت حمل، کارایی، ریختن، تراکمپذیری و پرداخت اشاره کرد. که در ادامه مقاله “طرح اختلاط بتن 400 با بیل” به هر یک از موضوعات میپردازیم بدیهی است معیار مناسب بودن آن بستگی به امکانات کارگاهی و ماهیت پروژه داشته و نمیتوان چهارچوپ ثابتی برای آن در نظر گرفت.
اختلاط دستی
در ابتدا باید نسبتهای وزنی یا حجمی هر یک از اجزای سازنده مخلوط بتنی نظیر شن ماسه، سیمان، آب و مواد افزودنی مشخص شوند، سپس نوبت به ساخت عملی آن میرسد برای این کار مصالح مصرفی باید پیمانه شوند و اندازه دقیق آنها مشخص گردد. این کار به دو صورت وزنی یا حجمی انجام میشود. مبحث نهم مقررات ملی ساختمان رواداری مقدار هر یک از اجزای تشکیل دهنده مخلوط بتنی را ۳ درصد معرفی میکند. یعنی ۱۰۰۰ کیلوگرم شن برای ساخت یک مترمکعب بتن میتواند ۹۷۰ تا ۱۰۳۰ کیلوگرم باشد. در کارگاه میتوان با ساخت پیمانههایی با حجم مشخص نسبت به اندازه گیری حجمی مصالح اقدام نمود (جهت کاهش در توزین و ساخت بتن). همچنین می توان با توزین اتوماتیک مثل ترازو و باسکول میزان وزنی هر یک از اجزای مخلوط بتنی را مشخص کرد.
معمولاً کارگاههایی که امکانات اجرایی بالایی ندارند جهت سهولت کار و با اندکی تقریب، پیمانـههـایی بـر حسـب مدولهای وزنی مختلف برای مصالح مصرفی در مخلوط بتنی میسازند و عملاً با استفاده از آنها، کنترل حجم هر یک از مصالح، مصرفی به میزان وزنی مورد نیاز انجام میشود پس از پیمانه کردن مصالح مصرفی، باید آنها را در داخل یک مخلوط کن در هم آمیخت.
ساخت بتن بصورت دستی چگونه است؟
امروزه انواع مختلفی از مخلوط کنها و بتونیرها با حجمهای گوناگون از ۴۰ لیتری (ملاتسازها) تا ۱۳ متر مکعبی و حتی بیشتر ساخته شدهاند، گرچه در کارگاههای کوچک میتوان از کارگران جهت اختلاط دستی بتن استفاده نمود (بکارگیری منایع انسانی جهت ساخت بتن بصورت کاملا دستی با استفاده از بیل) اما هزینه بر بودن و همچنین کاهش قابل توجه سرعت ساخت، در کنار افت کیفیت بتن و افزایش خطای تولید، این پیامد را به سازندگان میدهد تا به سمت استفاده از وسایل مکانیکی هدایت شوند.
به هر حال، برای اختلاط دستی بتن باید نخست شن و ماسه را همزمان بر روی سطحی عاری از خاک و سایر آلایندهها ــ که در عین حال جاذب آب نیز نباشد ــ پهن نمود. سپس پس از پخش کردن سیمان بر روی سنگدانهها، از یک طرف به سمت دیگر اقدام به مخلوط کردن و زیرورو نمودن آنها میشود. با این عمل، مخلوطی تقریباً یکنواخت به دست میآید. تجربه نشان میدهد که با سه بار زیرورو کردن این مخلوط خشک، ترکیبی یکنواخت حاصل میشود. پس از آن باید بهتدریج آب را به مخلوط اضافه نمود و دقت کرد که از خروج آب یا شیرابه سیمان جلوگیری شود. معمولاً با سه بار زیرورو کردن این مخلوط خمیری، بتنی روان و یکنواخت به دست میآید.
نکات آییننامهای
بر اساس مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران، اختلاط بتن با دست به جز در موارد استثنایی کماهمیت و با دستور دستگاه نظارت، به هیچ وجه مجاز نیست؛ همچنین اختلاط دستی برای بتن از رده بالاتر ازC16 (مقاومتی معادل ۱۶ مگاپاسکال استوانهای) مجاز نمیباشد.
رعایت نکات زیر توسط مجری برای ساخت بتن با دست الزامی است:
- حداکثر حجم بتن برای هر بار ساخت با دست، ۳۰۰ لیتر است.
- برای تهیه مخلوط بتنی، ابتدا روی یک سطح صاف، تمیز و غیرقابل نفوذ، شن به صورت یکنواخت ریخته میشود. سپس روی آن، ماسه به طور یکنواخت پخش میگردد. در هر حالت ضخامت مجموع دو قشر نباید از ۳۰۰ میلیمتر تجاوز نماید.
- سیمان خشک به صورت یکنواخت روی مصالح سنگی پخش شده و سپس با وسایل مناسب به طور کامل مخلوط میشود.
- پس از اختلاط کامل مصالح، آب بهتدریج به مخلوط اضافه شده و به طور یکنواخت مخلوط میگردد تا بتن همگن به دست آید. (دقت گردد جهت کنترل نسبت آب به سیمان، مقدار آب تدریجی به مصالح خشک اصافه گردد.)
- چنانچه از پیمانههای حجمی استفاده شود، باید وزن مصالح سنگی خشک قبلاً به دقت اندازهگیری و پیمانههای حجمی بر این اساس ساخته شده باشند.
- بتن ساختهشده با دست باید حداکثر تا ۳۰ دقیقه پس از ساخت مصرف شود. بازآمیختن بتن با آب پس از اتمام اختلاط، در حین نقلوانتقال یا در محل بتنریزی مجاز نیست؛ مگر در موارد استثنایی و با کسب مجوز از دستگاه نظارت و رعایت حداکثر نسبت آب به سیمان مجاز در طرح.
چگونگی مخلوط کردن بتن
بتن باید بهگونهای مخلوط شود که ظاهری یکنواخت داشته و کلیه مواد تشکیلدهنده آن بهطور همگن در مخلوطکن پخش شوند. پس از اختلاط، تمام قسمتهای بتن باید از نظر وزن مخصوص، درصد هوا، اسلامپ، سنگدانه و خمیر سیمان دارای شرایط یکسان بوده و مخلوط بهدستآمده همگن و یکنواخت باشد. معمولاً مخلوط کردن بتن با وسایل مکانیکی انجام میشود، اما در برخی کارهای کوچک و کماهمیت، اختلاط دستی نیز صورت میگیرد. هدف اصلی از اختلاط بتن، پوشاندن سطح کلیه ذرات سنگدانه با خمیر سیمان همگن است. بنابراین ترکیب تمام اجزای بتن باید بهگونهای انجام شود که در نهایت مخلوطی یکنواخت حاصل گردد. در مواردی که امکان استفاده از مخلوطکن وجود ندارد و ناچار به اختلاط دستی هستیم، باید دقت بیشتری بهکار برد تا بتن یکنواخت بهدست آید. همچنین از آبخوره کردن مصالح (افزودن آب بهصورت مستقیم روی سنگدانهها) اکیداً باید خودداری شود. برای جبران افت کیفیت در اختلاط دستی، توصیه میشود حدود ۵ تا ۱۰ درصد سیمان بیشتر به مخلوط اضافه گردد. علاوه بر این موضوع استفاده از اکیپ اجرایی با تعداد بیشتر و در نظر گرفتن نفراتی جهت نظارت بر روند اختلاط دستی نیز توصیه میگــردد.
مدت زمان اختلاط بتن
جهت دستیابی به مخلوطی یکنواخت میبایست بسته به نحوه تولید، مدت زمان مشخصی را برای هم خوردن و اختلاط کامل مصالح با یکدیگر در نظر گرفت. در صورتی ساخت بتن بصورت کاملا دستی و با بیل باشد (به این معنی که ریختن مصالح روی زمین و ترکیب با یکدیگر و اختلاط با استفاده از بیل و نیرو انسانی صورت گیرد) باید توجه نمود تا بسته به حجم مصالح، تعداد نفرات، توان و بازده هر کدام مخلوط خشک چندین مرتبه ترکیب گردد و زیر و رو شود تا بعد از افزودن آب و مواد افزودنی، مخلوطی کاملا همگن حــاصل شود. اما درصورتی که ساخت بتن بصورت نیمه دستی و با بتونیر باشد (به این معنی که ریختن مصالح داخل دستگاه با استفاده از بیل بصورت پیمانهای باشد اما اختلاط و تولید نهایی توسط میکسر یا بتونیر باشد) میبایست دقت کافی در عملکرد اختلاط و همچنین مدت زمان و سرعت چرخش بتونیر بکار گرفته شود تا درنهایت مخلوطی همگن و یکنواخت از دستگاه قابل برداشت باشد.
مدت بهینه اختلاط بتن بستگی به عوامل زیر دارد:
- نحوه اختلاط بتن: 1- کاملا دستی 2- نیمه دستی (ذکر شده در متن بالا)
- نوع مخلوطکن (عامل اصلی و مؤثر در کیفیت اختلاط): پن میکسر، بتونیر یا …
- وضعیت فنی و ظاهری مخلوطکن: حجم دینام، حجم دیگ مخلوط کن، نوع و تعداد پرهها
- سرعت دوران مخلوطکن
- مقدار یا حجم بتن ساختهشده
- نوع بتن و نوع افزودنی (بتن معمولی، بتن پرمقاومت، بتن خودتراکم و …)
- ترتیب و نحوه ریختن مصالح در داخل دیگ مخلوطکن (بهتر است ابتدا مصالح سنگدانه ریخته شود تا از چسبیدن سیمان به بدنه مخلوط کن جلوگیری کند)
با در نظر گرفتن تعداد عوامل موثر ، بهترین روش برای تعیین مدت زمان مطلوب اختلاط، انجام دادن آزمایشهای مخلتف با مخلوط کن و بتن مورد نظر است. معمولاً مخلوط های خشک (اسلامپ های رده S1) نیاز به مدت زمان اختلاط طولانی تری دارند. در مواردی که مخلوط بتنی دارای سنگدانههای شکسته است نیاز به مدت بیشتری نسبت به سنگدانههای طبیعی و گردگــوشه برای میکس شدن دارد. طبق ضوابط آییننامه بتن ایران (آبا)، حداقل مدت زمان مورد نیاز برای اختلاط 5/1 دقیقه در نظــر گرفته شود.
تشـریح ساخت طرح اختلاط بتن 400 با بیل
برای تنظیم طرح اختلاط میبایست اجزا تشکیلدهنده و نوع مصرف مشخص گردد. به طور مثال سیمان میتواند کیسهای تهیه شود یا بصورت فــله، برای مصالح سنگی نیز دستهبندیهای مختلفی وجود دارد از نوع شکل، ابعاد هندسی گرفته تا دانهبندی، منبع تهیه و مقدار فیلر؛ برای مواد افزودنی فوق روان کننده نیز باید بسته نوع مواد، دوز مصرف تعیین گردد.
طرح اختلاط بسته به رده مقاومتی هدف تدوین میگردد. بصورت کلی و تجربی برای هر رده مقاومتی مقــدار عیار 100 واحد بیشتر در نظر گرفته میشود، بطور مثال برای رده مقاومتی 250 کیلوگرم بر سانتیمترمربع، عیار (مقدار سیمان در یک مترمکعب) معادل 350 کیلوگرم لحاظ میگردد. در نتیجه پیشنهاد میگردد بطور کلی عیار بتن را برای طرحهای دستی مقدار بیشتر درنظر بگیرید تا در کسب مقاومت فشاری با مشکل مواجه نشوید.
برای طرح اختلاط دستی 400 اگر منظور عیار 400 باشد، مقاومت هدف در محدوده 300 درنظر گرفته میشود. بدین معنی که در سن 28 روزه مقاومت استوانهای معادل 30 مگاپاسکال در نظر گرفته میشود. برای مقدار آب نیز باید به نسبت آب به سیمان توجه نمود، برای رده C30 نسبت آب به سیمان میبایست در محدوده 0.43 الی 0.46 قرار گیرد. در شرایط SSD (تمامی سنگدانه اشباع باشند با سطح خشک؛ در غیر این صورت درصد رطوبت آزاد مصالح باید محاسبه گردد و از مقدار آب طرح کسر شود.) باید 172 الی 184 لیتر آب به مخلوط اضافه گردد. بعد از تعیین مقدار سیمان و تعیین نسبت آب به سیمان (نسبت آب به سیمان با مقاومت نسبت عکس دارند، بدین معنی که هر چه نسبت آب به سیمان کمتر گرفته شود، مقاومت بیشتری بدست میآید.)
