تاثیر دیرکرد بتن ریزی بر مقاومت فشاری بتن

هدف مقاله حاضر , بیان تاثیر تاخیر بتن ریزی بر مقاومت فشاری بتن است . مسافتهای طولانی حمل بتن موجب می شود که بتن مدتی پس از ساخت و اختلاط , در قالب ریخته شود . (این مساله در مورد بتنی که قبلا در کارگاه ساخته شده و بدلیل صرف جویی از آن استفاده می شود , نیز صادق است .) در این مطالعه آزمایشی تعیین مقاومت فشاری برای نمونه هاییکه با ۵/۰ , ۱ , ۲ و ۳ ساعت تاخیر زمانی بتن ریزی می شوند انجام میگردد .
در پایان نتایج آزمایش با مقاومت طراحی و نیز مقاومت نمونه مبنا که با تاخیر زمانی صفر در قالب ریخته میشود مقایسه میگردد و چینن نتیجه گیری میشود که میزان تاثیر دیرکرد زمانی , به مقاومت بتن ومیزان دیرکرد بستگی دارد و بیشترین دیرکرد مجاز , متناسب با مقاومت بتن , بین یک تا دو ساعت است .
یکی از مشکلات حمل و نقل بتن فاصله زیاد کارخانه های بتن سازی ازکارگاههای ساختمانی است . این مساله در شهرهایی که به دلیل فقدان یا کمبود کارخانه های بتن سازی مجبورند بتن را از کارخانه های واقع در شهرهای مجاور وارد نمایند باعث میشود که بتن ساخته شده در هنگام حمل و نقل , زمان زیادی را در راه باشد.
در مسافتهای طولانی حمل بتن , هیدراسیون سیمان و در نتیجه گیرش بتن , ممکن است در داخل بتونیر آغاز شود و در هنگام ریختن بتن در محل استفاده , کیفیت و در نتیجه مقاومت و روانی آن در حد مطلوب نباشد.
مشکل دیگر , استفاده از بتنی میباشد که از روز قبل به جای مانده است . بتنی که هر روز ساخته میشود ممکن است تماماً در همان روز مصرف نگردد و مقداری از ان به عنوان مازاد باقی بماند که اگر تمهیداتی برای تاخیرگیرش بتن اندیشیده شود میتوان از آن در روز بعد نیز استفاده نمود.
استانداردهای ASTM C-۹۴ در مورد بتن اماده و ASTM C-۶۸۵ برای بتن سازی با اختلاط دائمی , در مورد اثر دیرکرد بتن ریزی بر مقاومت آن بحثی نمیکنند. اخیراً در امریکا مطالعات عملی بر روی موادی اغاز شده که نوعی از ان باعث توقف کیرش بتن میشود وگیرش مجدد بتن پس از افزودن نوع دیگری از ان مواد اغاز میگردد.
در ایران مواردی از افزودن بی رویه مقادیر آب و سیمان به عنوان راه حلهای برای مقابله با کاهش روانی و مقاومت بتن مثاهده میشود.
در مقاله حاضر , اثر دیرکرد بتن ریزی بر مقاومت فشاری بتن , با تاخیرات زمانی نیم تا سه ساعت پس از ساخت بتن , طی آزمایشهای مورد بررسی قرار میگیرد.
● مشخصات مصالح
مصالح سنکی ریز دانه شامل ماسه رودخانه ای و درشت دانه شامل سنگ شکسته با حداکثر اندازه دانه ۲۵ میلی متر مورد استفاده قرار میگیرند. دانه بندی ریز دانه مطابق جدول ۱ استاندارد ASTM C-۳۳ و درشت دانه مطابق جدول ۲ استاندارد فوق انتخاب میشود.
سیمان مصرفی از نوع ۱ سیمان پرتلند و آب مصرفی , آب آشامیدنی شهر تهران میباشد . مخلوط های بتنی به روش وزنی طراحی می شوند . جدول ۱ نتایج طراحی مخلوط های بتن را برای مقاومتهای ۲۰۰ , ۲۵۰ و ۳۰۰ کیلوگرم نیرو بر سانتیمتر مربع نشان میدهد .
● مشخصات و تعداد نمونه ها
هریک از نمونه ها استوانه ای به قطر ۱۵ سانتیمتر و ارتفاع ۳۰ سانتیمتر میباشد . نمونه گیری در ۵ نوبت انجام میگیرد. و در هر نوبت ۳ نمونه گرفته میشود. نخستین ۳ نمونه در نوبت اول یعنی ۱۵ دقیقه پس از مخلوط کردن بتن گرفته میشود. این ۳ نمونه مقاومت فشاری مبنا را به دست میدهد و کاهش مقاومتهای فشاری نمونه های دیگر نسبت به آن سنجیده میشود. در پروژه حاضر , این زمان , زمان صفر تعریف میشود.
نمونه های دیگر در نوبتهای بعدی به ترتیب در ساعتهای ۵/۰ , ۱ , ۲ ,۳ ساعت پس از ساعت صفر گرفته میشوند. پس برای هر مقاومت فشاری کلاً ۱۵ نمونه در ۵ نوبت زمانی تحت آزمایش قرار میگیرد.
● نحوه ساخت بتن و انجام آزمایش
استاندارد ASTM C-۳۹ برای ساخت نمونه ها مورد استفاده قرار میگیرد. ۱۵ دقیقه پس از افزودن اب به مخلوط مصالح سنکی و سیمان , نخستین نمونه گیری انجام می شود . مخلوط کن از آغاز اختلاط مصالح تا پایان نمونه گیری بدون توقف می چرخد . نمونه گیری در هر نوبت با برگردانیدن مخلوط کن در حال چرخش انجام می شود.
تراکم نمونه ها با کوبیدن میله انجام می گیرد. ۲۴ ساعت پس از نمونه گیری قالبها را باز کرده نمونه ها را بیرون می آوریم و در تشت های پر از آب می گذاریم . آب تشت نیمی از ارتفاع نمونه ها را در برمی گیرد. روی نمونه ها را باگونی خیس می پوشانیم . برای جلو گیری از تبخیر اب گونی ها در اثر جریان هوا , روی تمام تشت ها را با پوشش نایلونی می پوشانیم . هر ۳ تا ۴ روز یکبار پوششها را بر می داریم و با غلتانیدن نمونه ها در جای خود نیمه دیگر نمونه ها را به درون آب می بریم و روی نمونه ها را مجددأ می پوشانیم .
نمونه ما را ۲۸ روز به همین شیوه نگه می داریم و پس از ۲۸ روز آزمایش تعیین مقاومت فشاری نمونه ها انجام میگیرد. مقاومت فشاری بتن برابر میانگین مقاومت های فشاری سه نمونه مربوط به هرنوبت آزمایش در نظرگرفته می شود.
● نتایج آزمایش و تحلیل آنها
اگر مقاومت طراحی ملاک قرار گیرد. بتن با دیرکردهای زمانی بیش از ۲ ساعت برای مقاومتهای تا ۲۵۰ کیلوگرم نیرو بر سانتیمتر مربع و بیش از ۱ ساعت برای مقاومت ۳۰۰ کیلوگرم نیرو بر سانتیمتر مربع دارای کاهش مقاومت فشاری میباشد. برای همه نمونه ها دیرکرد زمانی ۳ ساعت منجر به کاهش بسیار شدید مقاومت می شود.
چنانچه مقاومت فشاری مبنا در زمان صفر ملاک قرار گیرد , دیرکرد زمانی در بتن ریزی مجاز نیست , مگر اینکه روشها و موادی که از طریق آزمایش مشخص شده باشند , برای مقابله باکاهش مقاومت در اثر دیرکرد زمانی به کار روند.
قابل توجه است که در این صورت روانی بتن نیز کاهش می یابد. البته نمونه سازی در این آزمایشها بدون افزودن روان سازها انجام شد. نمونه های با ۳ ساعت تأخیر بسیار خشک و زبر بودند و به نظر می رسد که در دیرکردهای زمانی بیشتر کاهش روانی به حدی خواهد بود که استفاده از روان سازها الزامی باشد.
● نتیجه گیری
۱) چنانچه طراحی مخلوط بتن بر پایه روش وزنی انجام گیرد , مقاومت فشاری مبنای بتن بیش از ۲۰ درصد از مقاومت طراحی نمونه بیشتر می باشد.
۲) میزان تأثیر دیرکرد زمانی , به مقاومت بتن و میزان دیرکرد بستگی دارد.
۳) چنانچه طراحی مخلوط بتن بر پایه روش وزنی انجام گیرد و مقاومت طراحی , مبنای مقایسه قرار گیرد بیشترین دیرکرد مجاز برابر یک ساعت خواهد بود .

اسماعیل محمدی
http://www.mohandesi-sakhteman.blogfa.com