رفتن به محتوای اصلی
گروه مهندسی امین بنابن 

 بیش از یک دهه تجربه با در اختیار داشتن تجربیات حاصل از ارائه خدمات مشاوره در کنار تجربیات پیمانکاری هم اکنون با بهره گیری از پرسنل فنی کارآمد و مسلط به دانش فنی روز، ماشین آلات و تجهیزات کامل کارگاهی و با بهره گیری از آزمایشگاه مجهز ژئوتکنیک و مقاومت مصالح آمادگی ارائه خدمات در زمینه های مختلف ژئوتکنیک، ساختمان وغیره دارد.

موقعیت مکانی

آدرس : تهران ،خیابان ظفر ، خیابان فرید افشار ، خیابان بابک شرقی ، پلاک 23 ، طبقه اول ، واحد 3

تلفن ثابت : 02126401293 - 02126420558 - 02126421343
تلفن همراه : 09121889396 - 09123369668
Aminbanaboncollection@Gmail.Com
Aminbanabon@Gmail.Com
Aminbanabon@yahoo.Com
09121889396 / 09123369668 Aminbanabon@gmail.com / Aminbanabon@yahoo.com/ aminbanaboncollection@gmail.com

1- مقدمه

پیشرفت تکنولوژی بتن در دهه‌های اخیر به اجرای بتن‌هایی با مقاومت فشاری بالا (بیش از 50 مگاپاسکال) نائل شده است که مشخصه اصلی این بتن‌ها، نسبت آب به سیمان کم و عیار سیمان بالاست. این امر در ساخت عضوهایی با سطح مقطع بزرگ، ترک‌ها را در عضو خلق می‌کند؛ چرا که حرارت‌زایی ذاتی به دلیل نسبت آب به سیمان کم و عیار سیمان بالا بوجود آمده و ترک‌های ناشی از این حرارت در عضو شمی‌گردند. تلاش برای حل این مشکل، علت بوجود آمدن بتن حجیم می‌باشد..

 

2- تعریف

طبق آئین‌نامه موسسه بین‌المللی بتن ACI، کمیته R116 ACI، تعریف بتن حجیم این‌گونه است: هر حجمی از بتن با ابعادی به اندازه کافی بزرگ، که نیاز به تمهیداتی جهت جلوگیری از تشکیل ترک‌های حرارتی ناشی از حرارت‌زایی حاصل از واکنش شیمیایی هیدراسیون آب با سیمان و پیامد تغییر حجم دارد.

این تعریف از نظر تعدادی از سازمان‌ها کافی نبود و آنها تعریف‌های دیگری از بتن حجیم ارائه کردند. به طور مثال عده‌ای به هر قطعه بتن با ابعاد بزرگ‌تر از 90 سانتی‌متر، بتن حجیم گویند و یا عده‌ای دیگر هر حجمی از بتن را که نیازمند تدابیر ویژه برای کاهش ترک‌خوردگی ناشی از هیدراتاسیون سیمان است را بتن حجیم می‌نامند.

شکل 1  بتن‌ریزی حجیم

3- ویژگی‌های بتن حجیم

به لحاظِ پایایی، مخلوط این بتن باید به گونه‌ای باشد که ضمن کسب مقاومت فشاری لازم در سن مورد نظر، کیفیت اولیه سازه در خلال دوره بهره‌برداری مفید پایین نیاید و سازه نیازمند عملیات ترمیم و بازسازی پر هزینه نشود. برای سازه‌های مختلف بتنی حجیم باید اهمیت، دوره، تواتر بهره‌برداری و شرایط اقلیمی منطقه طرح مد نظر قرار گیرد.

    کارایی بتن تازه نیز باید به اندازه‌ای باشد که با سهولت بتوان آن‌را جابجا نمود، در قالب ریخت و متراکم کرد. در این مراحل مواد متشکله بتن از یکدیگر نبایستی جدا گردند. کارایی به میزان آب، نرمی و مقدار ماسه، دانه‌بندی و شکل سنگ‌دانه‌ها وابسته است و تحت تاثیر پوزولان‌ها، روان‌کننده‌ها و … قرار می‌گیرد.

در طراحی مخلوط‌های بتنی حجیم با کیفیت مطلوب، باید کمترین مقدار سیمان برای کاهش ترک‌خوردگی حرارتی به مصرف برسد.

4- محدوده کاربرد

بتن‌هایی که در ساختارهای عظیم مختلف مانند سدهای وزنی و قوسی، پل‌ها، سد بالابر کانال‌ها، شالوده‌های بسیار بزرگ، سازه نیروگاه‌ها و تلمبه‌خانه‌های بزرگ و … قرار گرفته است، به‌عنوان بتن حجیم شناخته می‌شود. ایجاد ترک در این سازه‌ها از مخاطرات جدی است و هیدراتاسیون سیمان در بتن با بوجود آمدن ترک‌های حرارتی ناشی از هیدراتاسیون همراه است. لذا بتن‌ریزی در این سازه‌ها بهتر است در فصل زمستان انجام گیرد تا دمای حدکثر در بتن کاهش یافته و انقباضات، ترک‌خوردگی و تغییر حجم در بتن رخ ندهد.

شکل 2  بتن حجیم در سد وزنی

5- روش‌های اجرا و کنترل گرمازایی

این بتن با روش بتن‌ریزی سنتی، روش بتن غلتکی RCC و روش سنگ‌دانه پیش‌آکنده PAC قابل اجراست و برای کاهش گرما موارد زیر را بایستی به کار برد.

  • استفاده از سیمان کم حرارت
  • استفاده از مواد افزودنی کندگیرکننده (جهت کاهش حرارت ناشی از هیدراتاسیون سیمان)
  • پیش تبرید و حفظ خنکی
  • کاهش مقدار سیمان
  • کاهش آب آزاد بتن (استفاده از مواد کاهنده آب جهت افزایش پایایی)
  • جایگزینی پوزولان‌ها به جای سیمان (جهت افزایش کارایی و پایایی بتن)
  • استفاده از مواد حباب‌ساز (جهت افزایش پایایی، نفوذناپذیری و کارایی)
  • پس تبرید و خروج گرما از بتن

6- طرح اختلاط

6-1- سنگ‌دانه

حداکثر اندازه سنگ‌دانه‌ها 20 میلی‌متر و بهتر است که برای کارایی بهتر، گردگوشه باشند.

6-2- نسبت آب به سیمان

نسبت آب به مواد سیمانی، میزان آب موجود براي هیدراسیون مصالح سیمانی را تعیین می‌کند. این نسبت، کلید اصلی کسب مقاومت بتن و تعیین کننده مقدار مواد سیمانی که قادر به هیدراسیون هستند، می‌باشد. طبق تحقیقات، با افزایش نسبت آب به سیمان، مقدار حرارت‌زایی کاهش می‌یابد که این مسأله رابطه مستقیم با درجه هیدراسیون نهایی بتن‌ها دارد. کاهش نسبت آب به سیمان از 45/0 به 3/0سبب کاهش حرارت زایی در حدود 11% می‌شود

6-3- مقدار سیمان

در این نوع بتن، مقدار سیمان کمتر از بتن معمولی است. برای قسمت‌های داخلی بتن، سیمان کمتر و برای قسمت‌های خارجی که در معرض شرایط نامناسب جوی و محیطی قرار دارند، سیمان بیشتری باید به کار ‌رود.

6-4- افزودنی‌ها

پوزولان‌ها اگر چه باعث تقلیل حرارت‌زایی در بتن‌هاي حجیم پر سیمان می‌گردند ولی نتایج تحقیقات حاکی از این واقعیت است که این مواد معمولاً مقاومت بتن در کوتاه مدت و حتی دراز مدت را کاهش می‌دهند. لذا همواره یکی از دغدغه‌هاي سازندگان سازه‌هاي حجیم بتنی، انتخاب مناسب‌ترین پوزولان بوده است. هیدراسیون این مواد آرام، همراه با تولید حرارت کم است که منجر به کسب مقاومت نسبتاً کم در سنین اولیه می‌شود. این اثر چنانچه نسبت پوزولان در مخلوط سیمان افزایش و دماي عمل‌آوري پایین باشد، محسوس‌تر خواهد بود. جایگزینی پوزولان طبیعی سبب کاهش 15 درصدی حرارت می‌گردد. این مواد اگرچه حرارت را پایین می‌آورند اما مقاومت را نیز کاهش می‌دهند. درصد بهینه استفاده از آن‌ها به گونه ای است که هم حرارت به اندازه کافی پایین و هم مقاومت فشاری حدکثر باشد. جایگزینی خاکستر بادی نیز باعث کاهش مقدار حرارت‌زایی و کاهش نرخ تولید حرارت در حدود 30% می‌شود. تاثیر جایگزینی سیمان برای کاهش حرارت‌زایی  با خاکستر بادی بهتر از پوزولان طبیعی است.

    جایگزینی میکروسیلیس در بتن‌های مقاوم مورد استفاده قرار می‌گیرد و کاهش کم حرارت‌زایی (در حدود 4%) را به دنبال دارد. این ماده بر نرخ تولید حرارت نیز اثر می‌گذارد و آن را کم می‌کند. در شکل 3 کاهش مقاومت با افزایش درصد پوزولان طبیعی و خاکستر بادی در بتنی با نسبت آب به سیمان 3/0 قابل مشاهده است. با افزایش میکروسیلیس اما مقدار مقاومت افزایش می‌یابد؛ اگرچه در حداکثر مقدار خود به مقاومت بتن معمولی میل خواهد داشت.

شکل 3  تغییرات مقاومت فشاری با افزودن 15-30% پوزولان طبیعی (P)، 15-25% خاکستر بادی (FA) و 5-8-11% میکروسیلیس (SF)

    فوق‌روان‌کننده‌ها در این بتن سبب تاخیر در شروع حرارت‌زایی می‌شوند، از مواد حباب‌ساز، مواد کاهنده آب و مواد دیرگیرکننده نیز در این نوع بتن برای کاهش حرارت، افزایش کارایی و پایایی بتن استفاده می‌شود.

7- نتیجه‌گیری

  • کاهش نسبت آب به سیمان سبب کاهش حرارت‌زایی می‌گردد (نسبت آب به سیمان 3/0).
  • جایگزینی پوزولان طبیعی بجای سیمان باعث کاهش حرارت‌زایی و افزایش نرخ تولید حرارت می‌شود. هرچه نسبت آب به سیمان کمتر باشد (بتن با عیار بالاتر)، این کاهش بیشتر است؛ پوزولان‌ها با افزایش خود سبب کاهش مقاومت بتن نیز می‌گردند، نسبت بهینه نسبتی است که تاثیر حرارت‌زایی و مقاومت را با هم در بر داشته باشد (نسبت پوزولان به سیمان 20%).
  • جایگزینی خاکستر بادی سبب کاهش حرارت‌زایی و نرخ تولید حرارت می‌شود؛ از این رو استفاده از خاکستر بادی بهتر از پوزولان طبیعی است. هرچه مقدار خاکستر بادی افزایش یابد، این کاهش حرارت بیشتر است.
  • افزودن میکروسیلیس نیز با کاهش حرارت‌زایی و نرخ تولید آن همراه است. با افزایش درصد میکروسیلس جایگزین به سیمان، مقدار حرارت زیاد و مقاومت فشاری نیز افزایش می‌یابد.
  • مقاومت این نوع از بتن‌ها در زمان‌های طولانی‌تری از قبیل 3 ماه، 6 ماه و یا 1 سال اندازه‌گیری می‌شود.
  • در ساخت بتن حجیم با مقاومت زیاد، هر دو عامل حرارت‌زایی و کسب مقاومت اهمیت دارند؛ لذا بتنی مناسب برای مقاطع حجیم خواهد بود که مقدار و نرخ تولید حرارت آن در 3 روز اول کم و کسب مقاومت آن در سنین اولیه مناسب باشد.
تماس بگیرید برگشت به بالا