در این مقاله می خوانید:
هرچند اصول اجرای بتن خود تراکم مشابه بتن معمولی است، به دلیل تفاوت در مصالح از نظر نوع و کمیت و تفاوت در ماهیت بتن تازه، باید به نحوه اجرا اهمیت بیشتری داده شود.
عدم نیاز به ویبره کردن، استمرار در عملیات بتن ریزی، تغلیظ پذیری و عدم رو آمدن آب از جمله تفاوت ها در بتن های خودتراکم با بتن ریزی است که اثر مستقیم در عملیات اجرا دارند.
در این نوشته مراحل مختلف اجرا تشریح شده است.
بر اساس دستورالعمل انجمن بتن آماده کانادا نکات زیر برای آماده بودن کارگاه جهت بتن ریزی ضروری است.
انبارش مصالح SCC مشابه مصالح برای بتن معمولی است، اما به دلیل حساسیت بیشتر به تغییرات، توجه و اهمیت بیشتری باید شود. سنگدانه ها با اندازه های متفاوت باید جداگانه (برای مثال با استفاده از دیوار جداکننده) دپو شوند. تغییرات رطوبت سنگدانه ها مستمراً رصد و اندازه گیری شود و مقدار رطوبت در تعیین نسبت مخلوط در نظر گرفته شود.
استفاده از هر نوع دستگاه مخلوط کن برای SCC بلامانع است، اما شرایط مکانیکی دستگاه باید در حد مطلوب باشد تا از مخلوط شدن یکنواخت مصالح اطمینان حاصل شود. تجربه نشان می دهد، زمان مورد نیاز برای مخلوط شدن کامل SCC ممکن است طولانی تر از بتن معمولی باشد تا نیروهای اصطکاکی کاهش یابند و فوق روان کننده کاملاً فعال شود.
نکته حائز اهمیت این است که ابتدا مخلوط های آزمایش ساخته شود تا مدت مورد نیاز و ترتیب اضافه کردن مواد و مصالح تعیین شود.
راهنمای EFNARC نیز همه نوع مخلوط کن ها را برای SCC مناسب می داند و مدت ضروری برای مخلوط کردن را بر اساس آزمون و خطا توصیه می کند.
بر اساس توصیه های دستورالعمل اروپایی به دلیل مقدار زیاد خمیر و روان پذیری SCC رسیدن به مخلوط یکنوخت سخت تر از بتن معمولی است. احتمال دارد کلوخه شدن مصالح در مخلوط رخ دهد و وقتی این کلوخه ها تشکیل شدند، شکستن آنها مشکل است. بنابراین، بهتر است ابتدا مخلوط با مقدار آب و فوق روان کننده کمتر ساخته شود تا مخلوط یکنواخت تولید شده و سپس آب و فوق روان کننده بیشتری افزوده شوند.
زمان افزودن مواد افزودنی شیمیایی در هنگام مخلوط کردن بر مؤثر بودن آنها تأثیرگذار است. در هنگام استفاده از VMA تا حد امکان باید با تأخیر به مخلوط افزوده شود. بر اساس مخلوط های آزمایشی باید یک روش استاندارد در کارخانه اعمال شود تا از تغییرات پیمانه به پیمانه کاسته شود.
مواد افزودنی شیمیایی نباید مستقیماً بر مصالح خشک اضافه شوند بلکه باید همراه با آب مخلوط به بتن اضافه شوند. مقدار مواد افزودنی باید دقیقاً اندازه گیری شوند.
بهتر است ترتیب افزودن مصالح به این شرح باشد: ابتدا سنگدانه ها درون مخلوط کن ریخته و سپس سیمان اضافه شود. بلافاصله آب مخلوط همراه با فوق روان کننده اضافه شود.
VMA با آب نهایی به مخلوط اضافه شود، اما اگر مصالح مستقیماً به تراک میکسر ریخته می شوند، ابتدا حدود دو سوم آب مخلوط به جام ریخته شود و سپس سنگدانه ها و سیمان اضافه شوند. وقتی مخلوط یکنواخت حاصل شد، بقیه آب با فوق روان کننده افزوده شود. در مواردی که VMA استفاده می شود، آن را باید پس از فوق روان کننده و قبل از افزودن آب نهایی به مخلوط اضافه کرد.
بر اساس ACI 237 R بتن خود تراکم را می توان با تمام وسایلی که برای بتن معمولی استفاده می شوند، انتقال داد، اما احتیاطات بیشتری باید اعمال شوند.
به دلیل روانی فوق العاده SCC ، حجم مخلوط در جام کامیون نباید بیشتر از ۸۰ درصد ظرفیت جام باشد. این نکته بسیار حائز اهمیت است، زیرا وقتی کامیون در شیب حرکت می کند، بتن به دو قسمت در جلو و عقب جام تقسیم نمی شود. تراک میکسر برای مخلوط های SCC با سطوح اسلامپ جاری بین ۴۵۵ تا ۷۶۰ میلی متر مناسب است.
راهنمای اروپایی توصیه می کند وقتی از شوت استفاده می شود، خروجی شوت باید به سمت دورترین نقطه قالب هدایت شده و با ادامه بتن ریزی، شوت حرکت داده شود. روش بتن ریزی با جام برای حجم کم بتن ریزی معمولا ۱۲-۲۰ متر مکعب بر ساعت مناسب است.
جام نباید در معرض تکان شدید باشد، درغیر این صورت احتمال جدا شدن ذرات وجود دارد. وقتی مخلوط مدت طولانی در جام باقی بماند، سبب سفت شدن تغلیظ پذیری می شود و مخلوط به راحتی از جام خارج نمی شود. انتقال بتن با سرعت آهسته باعث سفت شدن تغلیظ پذیری می شود و می تواند منجر به ایجاد علایم افقی در بین لایه ها شود. در هنگام بتن ریزی دیوارهای نازک یا ارتفاع زیاد، باید از لوله های ترمی برای بتن ریزی با جام استفاده شوند. اگر از ترمی استفاده می شود، باید انتهای ترمی پایین تر از سطح بتن قرار داده شود و اطمینان حاصل شود که هوا وارد بتن نمی شود.
از نظر ACI 237 محدود بودن حجم جام، می تواند سبب وقفه در نرخ بتن ریزی شود، بنابراین توصیه شده است از جام برای حجم کم بتن ریزی استفاده شود. مخلوط بتن خود تراکم باید اسلامپ جاری بین ۶۱۰ تا ۷۱۰ میلی متر داشته باشد تا بتن ریزی تسهیل شود و امکان تراکم بین پیمانه های متوالی فراهم شود. استفاده از شوت با جام کمک می کند تا بتن در محل مورد نظر تخلیه شود.
همچنین انجمن بتن آماده کانادا در خصوص استفاده از جام، مواردی به شرح زیر را توصیه می کند:
اگر مخلوط بتن در مقابل جداشدگی ذرات مقاومت مطلوب داشته باشد، پمپاژ بتن از پایین قالب مناسب است. این روش سبب ایجاد سطح تمیز و صاف بتن می شود. همچنین هوای کمتری در مخلوط باقی می ماند و نرخ سریع تر بتن ریزی را ممکن می سازد. محل تغذیه مخلوط بتن و خط لوله پمپ باید کاملاً پر از بتن باشند تا اطمینان حاصل شود که هوا وارد مخلوط نمی شود. برای پمپاژ بتن از پایین قالب باید در فواصل مناسب در ارتفاع قالب، شیرهای پمپاژ نصب شوند. پس از بتن ریزی شیر بسته و قفل می شود.
وقتی پمپاژ بتن از بالای قالب انجام می شود، باید سر شیلنگ درون بتن باشد تا احتمال وارد شدن حباب های هوا کاهش یابد. بتن ریزی باید در پایین ترین بخش قالب بوده و سر شیلنگ باید در حد امکان نزدیک به کف قالب باشد.
ACI 237 مزایای پمپاژ بتن خود تراکم در مقایسه با بتن معمولی را به شرح زیر ارائه داده است.
انجمن بتن آماده کانادا نیز توصیه می کند در صورت استفاده از پمپاژ ، بتن از پایین قالب پمپ شود، بنابراین پیمانکار باید محل مناسبی جهت تزریق همراه با شیر در پایین قالب ها تعبیه نماید. اما فشار قالب باید بیشتر از فشار هیدرواساتیک در نظرگرفته شود، چون غیر از وزن بتن، فشار پمپ نیز بر قالب اعمال می شود.
بر اساس توصیه راهنمای اروپایی قبل از بتن ریزی، باید مشخصات قالب و آرماتور با نقشه ها مطابقت داده شوند. طول مناسب جریان بتن کمک می کند هوای اضافی حذف شوند.
هرچند طول جریان نباید بیشتر از ۱۰ متر باشد، زیرا احتمال دارد ریسک جداشدن دینامیکی ذرات یا هوای محبوس شده افزایش یابد. نرخ سریع بتن ریزی عمودی ممکن است به هوای درون بتن اجازه خروج از بتن ندهد و حباب های هوا درون بتن افزایش یابند. استمرار در بتن ریزی بدون توقف، کمک می کند تغییرات رنگ در سطوح کاهش یابد.
بعضی از مخلوط ها، به خصوص مخلوط هایی که نرخ جریان آهسته دارند، تمایل به تغلیظ پذیری دارند و در هنگام استراحت شروع به سفت شدن می کنند، اما در هنگام اعمال برش یا هم زدن مجدداً جریان پذیری خود را حفظ می کنند. قبل از بتن ریزی، در انتقال بتن به کارگاه، با حرکت آهسته جام تراک میکسر (سرعت بهم زدن) تغلیظ پذیری کاهش می یابد.
بتن ریزی باید بدون توقف باشد و نقاط بتن ریزی در قالب باید به نحوی انتخاب شوند که جبهه بتن ریزی تمام وقت در حال حرکت باشد. وقتی بتن ریزی به اتمام رسید، تغلیظ پذیری می تواند مفید باشد و فشار قالب و نشتی در درزهای قالب کاهش می یابد.
احتمال دارد سقوط آزاد بتن از ارتفاع سبب جداشدن ذرات شود، بنابراین باید ارتفاع بتن ریزی محدود شود و با آزمایش اثر ارتفاع تعیین شود. وقتی بتن ریزی در سطوح افقی انجام می شود، باید یک بخش از کل سطح به اتمام برسد، سپس بخش دیگر بت نریزی شود.
راهنمای EFNARC نیز دو محدوده را در خصوص فاصله بتن ریزی توصیه می کند. فاصله بتن ریزی آزاد در ارتفاع به ۵ متر محدود شود و فاصله افقی مجاز برای جاری شدن بتن ۱۰ متر باشد. ACI 237R برای هر یک از اعضای سازه توصیه هایی برای بتن ریزی ارائه داده است. برای بتن ریزی تیرها با استفاده از SCC انواع شکل های تیر امکان پذیر است.
حتی تیرهای عمیق تا ۲/۴ متر به راحتی بتن ریزی می شوند. بهتر است نقطه بتن ریزی در نزدیک یک انتهای تیر انجام شود تا تمام قالب پر شود. برای تیرهای عمیق با آرماتور در حد زیاد، اسلامپ جاری بین ۶۱۰ تا ۷۱۰ میلی متر توصیه شده است.
بتن ریزی دال ها با استفاده از SCC با بتن معمولی متناوب است، زیرا SCC خود تراز است. SCC باید در یک نقطه تخلیه شده و قبل از آن که نقطه بتن ریزی تغییر داده شود، تا حدی که می تواند جاری شود. حداکثر فاصله مجاز بتن تابع پایداری مخلوط است اما معمولاً تا ۱۰ متر محدود می شود.
برای بتن ریزی دیوارها، باید SCC در مرکز دیوار ریخته شده و اجازه داده شود مخلوط به دو طرف سمت انتهای دیوار جاری شود. استمرار در بتن ریزی باعث می شود مخلوط خود یک ستون انتقال ایجاد کند و مانند لوله ترمی نامرئی عمل کند.
روش دیگر بتن ریزی در دیوارها استفاده از پمپ از پایین قالب است. این روش سبب می شود هوای مخلوط به خارج از قالب انتقال یابد. در سازه هایی مانند منابع آب مستطیلی، بهتر است در یک جهت (یک دیوار) بتن ریزی شود. لذا می توان از موانع در قالب استفاده کرد تا بتن در امتدادهای مختلف جاری نشود.
بتن ریزی تنها در یک امتداد سبب می شود SCC انرژی تخلیه بیشتری داشته باشد و هوا آسان تر از سطح خارج شود. اسلامپ جاری ۶۶۰ تا ۷۰۰ میلی متر برای دیوارها مناسب است. بتن ریزی ستون ها باید استمرار داشته باشد و مانند دیوار می توان پمپاژ را از پایین قالب انجام داد.
به عنوان یک قانون کلی، باید از سقوط آزاد SCC تا حد امکان اجتناب شود، درغیر این صورت حباب های هوای ناخواسته در مخلوط بیشتر می شوند. اما در مواردی که مخلوط به نحوی طراحی شده باشد که بتوان در سقوط آزاد استفاده کرد و آن مخلوط مورد آزمایش قرار گرفته باشد، بلامانع است.
ویبره کردن SCC مجاز نیست، زیرا منجر به نشست سنگدانه های درشت می شود. اگر مخلوط نشان می دهد که نیاز به ویبره دارد، باید نسبت مخلوط و مواد معدنی مجدداً بررسی شوند. اگر مشخصات مواد و نسبت مخلوط با مشخصات فنی مطابقت دارند، اما نیاز به ویبره است، باید مشخصات فنی بازبینی شود. فقط در مواردی به شرح زیر استفاده از ابزار ویبره به صورت ضعیف بلامانع است.
معمولاً دال ها نیاز به اسلامپ جاری کمتری نسبت به ستون ها و دیوارها دارند. این کارایی همراه با عدم روآوری آب و تمایل به سفت شدن ناشی از تغلیظ پذیری می توانند سبب چسبندگی زیاد بتن و مشکل شدن پرداخت شوند. به محض بتن ریزی، پرداخت اولیه باید انجام شود و این عمل باید قبل از سفت شدن ناشی از تغلیظ پذیری و خشک شدن سطح بتن رخ دهد.
شمشه و ماله با ویبره ضعیف در پرداخت SCC مؤثرند ولی به شرطی که دال شیب نداشته باشد. ماله فولادی بهتر از ابزار چوبی عمل می کند.
در صورتی که دال بیش از ۲ تا ۳ درصد شیب داشته باشد، استفاده از ابزار حتی با ویبره ضعیف سبب حرکت مخلوط بتن می شود.
تراز (تسطیح) دال ها با ماله دسته کوتاه یا بلند مناسب است، زیرا باعث تراکم مطلوب بتن می شود بدون آنکه جداشدن سنگدانه ها رخ دهد. مراحل بعدی پرداخت مانند پرداخت نهایی با ماله فولادی بدون اشکال است. هرچند، اگر SCC سفت شدن ناشی از تغلیظ پذیری را نشان دهد، قضاوت در مورد زمان مناسب پرداخت با ماله فولادی و پرداخت نهایی سخت است.
براساس ACI 237R پرداخت SCC مشابه بتن معمولی است، اما نیاز به تراکم ندارد. به دلیل خود تراکم بودن SCC برای تراز نهایی مخلوط حداقل تلاش لازم است. اگر تراز در حد کم لازم است، می توان از شمشه استفاده کرد، حتی می توان از شمشه مجهز به ویبره ضعیف بهره برد.
روند تراز کردن (شمشه کاری) باعث فرو بردن سنگدانه های درشت به درون بتن می شود و در نتیجه نیاز به ماله کشی با ماله دسته بلند یا کوتاه به حداقل می رسد و یا می توان این مرحله را حذف کرد. همچنین می توان از پرداخت نهایی نیز استفاده نمود. اگر قبل از اجرای پروژه، یک دال آزمایشی ساخته شود و پرداخت بر روی آن انجام گیرد، اطلاعات ضروری برای پروژه را فراهم می کند.
RILEM معتقد است عملیات پرداخت برای SCC به دلیل تغلیظ پذیری و گاهی رفتار چسبندگی، مشکل تر از بتن معمولی است. فقدان رو آمدن آب حتی عملیات را مشکل تر می کند و عملیات پرداخت باید با مدت گیرش مخلوط در شرایط واقعی مطابقت داده شود. همچنین توصیه شده است پیش از شروع پرداخت، در کارگاه، بررسی آزمون و خطا برای بهبود برنامه ریزی و زمان بندی پرداخت انجام شود.
عمل آوری برای همه نوع بتن ضروری است، اما برای بتن خود تراکم اهمیت بیشتری دارد. این نوع بتن سریع تر خشک می شود، زیرا مقدار خمیر آن بیشتر، نسبت آب به پودر کمتر و بدون روآوری آب است. بنابراین بلافاصله پس از اتمام پرداخت بتن، برای کاهش ریسک خشک شدن و جمع شدگی، عمل آوری آغاز می شود.
ACI 237R توصیه می کند عمل آوری بتن خود تراکم مانند بتن معمولی انجام شود و ضروری است برای جلوگیری از افت سریع رطوبت و جمع شدگی پلاستیک، عمل آوری پس از پرداخت آغاز شود. راهنمای EFNARC نیز توصیه مشابه ACI ارائه داده است و به دلیل سریع خشک شدن SCC در مقایسه با بتن معمولی باید بلافاصله پس از بتن ریزی حفاظت از بتن آغاز شود.
بر اساس توصیه ACI 237R قبل از تولید بتن و بتن ریزی باید اطمینان حاصل شود که تمام کارکنان دست اندرکار از کارگر تا مهندس یا بازرس کنترل کیفیت بر اساس مسئولیت های مربوط از تمام مراحل ساخت و اجرا مانند انبارش مصالح و مواد، ساخت بتن، انتقال بتن و بتن ریزی و آزمایش های بتن تازه آگاهی دارند و از آموزش کافی برخوردار شده اند.
به طور کلی کنترل کیفیت و تضمین کیفیت را می توان به دو بخش تقسیم کرد.
قبل از تولید، ابتدا پیمانکار باید برنامه جزئیات کار به شرح زیر را به کارفرما تحویل دهد:
سپس باید پیمانه های آزمایشی در آزمایشگاه ساخته شوند و دقیقاً بررسی شوند. مخلوط ها باید از نظر قابلیت پرشدگی، قابلیت عبور و مقاومت در مقابل جداشدگی بررسی شوند.
آزمایش های اسلامپ جاری، حلقه J، جعبه L، قیف V و ستون جداشدگی باید انجام شود. همچنین وزن مخصوص زمان گیرش و مقدار هوا باید مورد آزمایش قرار بگیرند. مقاومت فشاری نمونه ها در سن ۳، ۷ و ۲۸ روزه آزمایش شوند.
به دلیل حساسیت کارایی SCC به تغییرات کم به خصوص در مقدار آب، باید آزمایش های کارایی در محدوده ای از تغییرات مقدار آب انجام شوند.
همچنین اندازه گیری مقدار آب بسیار حائز اهمیت است، زیرا به دلیل استفاده از مواد افزودنی شیمیایی احتمال افزایش مقدار هوای بتن تازه زیاد می شود. از طرف دیگر، آزمایش زمان گیرش برای برنامه ریزی بتن ریزی و زمان پرداخت حائز اهمیت است.
پس از حصول اطمینان از مخلوط های ساخته شده در آزمایشگاه، باید در حد امکان نمونه ای واقعی در شرایط کارگاه تولید شود و تمام آزمایش های ذکر شده امتحان شوند.
غیر از آزمایش ها می توان از مشاهدات نسبت به کارایی مطلوب بتن به شرح زیر اطمینان حاصل کرد:
قابلیت پرشدگی: آیا بتن تحت وزن خود جاری می شود؟ آیا بتن مانند بتن معمولی ویبره شده، متراکم می شود؟ آیا بتن به طور کامل گوشه های قالب را پر می کند؟
قابلیت عبور: آیا بتن در اطراف آرماتور جاری می شود؟ آیا توزیع سنگدانه ها در اطراف میلگردها یکنواخت است؟
مقاومت در مقابل جداشدگی: آیا بتن در هنگام تخلیه از وسیله انتقال، جداشدگی نشان می دهد؟ آیا بتن در هنگام جاری شدن در قالب، یکنواخت باقی می ماند؟ آیا بتن در هنگام ریختن در ارتفاع جداشدگی نشان می دهد؟ وقتی جاری شدن بتن به اتمام رسید، در یک سانتی متری سطح بتن، سنگدانه های درشت مشاهده می شود؟
وضعیت سطح: آیا سطح بتن پس از قالب برداری بهتر از بتن معمولی ویبره شده به نظر می آید؟ آیا آسیب هایی مانند متخلخل شدن و حفره شدن در سطح مشاهده می شود؟
پیمانکار باید جزئیات برنامه کنترل کیفیت را به کارفرما ارائه دهد. این برنامه باید نشان دهد که چگونه کیفیت پیمانه ها یکنواخت و شامل الزاماتی به شرح زیر باشد:
– مشخصات فنی شامل کارایی و خواص بتن سخت شده
– روش های تولید و آزمای شها
در هنگام تولید کارفرما باید اطمینان حاصل کند برنامه کنترل کیفیت به نحو مطلوب اجرا می شود. استفاده از ابزارهای کنترل کیفیت مانند نمونه های کنترل کمک می کنند تا از تغییرات در خواص در پیمانه ها در حد مجاز اطمینان حاصل شود. برنامه کنترل کیفیت باید تمام مراحل اجرا مانند نحوه پرداخت سطح و روش عمل آوری را شامل شود.
منبع : کتاب بتن خود متراکم، دکتر پرویز قدوسی، علی اکبر رمضانیان پور، دکتر محمد شکرچی زاده و همکاران