برج Bohlin Cywinski ، برنده مسابقه Lifetime Achievement

برج Bohlin Cywinski ، برنده مسابقه Lifetime Achievement

شرکت Bohlin Cywinski Jackson موفق به دریافت بیش از 550 جایزه طراحی منطقه ای، ملی و بین المللی شده است.

اختصاصی معماری نیوز: Bohlin Cywinski Jackson مفتخر به دریافت جایزه معماری" Good Design is Good Business Lifetime Achievement " ( طراحی خوب، دستاورد یک تجارت خوب در طول عمر است) شده است.

این جایزه توسط گروه معماری " Architectural Record" و با همکاری "بنیاد معماری آمریکا" ارائه شده است.

این شرکت دومین دریافت کننده این جایزه در برنامه 15 ساله ای است که در اصل با همکاری " BusinessWeek" و " Architectural Record" برای شناخت عوامل موثر تجاری و دیگر موسسات خصوصی بر معماری شروع به کار کرد.



بر اساس آنچه که Cathleen McGuigan، سردبیر ارشد Architectural Record و مدیر هیات تحریریه GreenSource ، بیان کرده است: نحوه مدیریت طرحی که توسط گروه برنده ارائه شد، استثنایی بوده است. آنچه باعث این امتیاز شده، راهکارهای توسعه ای است که شرکت ها را در برقراری ارتباط موثر و موفق با فرهنگ بین المللی یاری می دهد، فرهنگی که به طور فزاینده ای خواستار نظارت بر محیط زیست و افزایش مسئولیت های اجتماعی است.

Peter Bohlin، عضو هیات موسس، پس از دریافت این جایزه، چنین گفت: "ما بخش بزرگی از زندگی روزانه خود را در ساختمان ها می گذرانیم، و معتقد به برپایی نوعی از معماری هستیم که به مردم در برقراری ارتباط با مکان، با شغلشان و با یکدیگر کمک کند. ما خوشحالیم که با این افتخار به رسمیت شناخته شویم."



به گزارش معماری نیوز، در سال 2013 میلادی، Bohlin Cywinski Jackson شایستگی خود را در " 2013 Accent on Architecture Gala" نشان داد، که هرساله به عنوان جشنی برای راهبردهای معماری و طراحی در سالن Andrew W. Mellon در شهر واشنگتن برگزار می شود.

Bohlin Cywinski Jackson موفق به دریافت بیش از 550 جایزه طراحی منطقه ای، ملی و بین المللی شده است. این طرح علاوه بر دریافت جایزه Architecture Firm Award از بنیاد معماری آمریکا، به طور همزمان جوایز متعدد دیگری را برای طراحی پایدار دریافت کرده است. بعلاوه، در سال 2010 میلادی، Peter Bohlin توانست "مدال طلایی" را ،به عنوان بزرگترین افتخار در طول عمرش، از بنیاد معماری آمریکا دریافت کند.
 

منبع: سایت خبری معماری نیوز - محیا حق شناس

پلان های پردیس شرکت Apple

پلان های پردیس شرکت Apple

پلان های پردیس شرکت Apple در Cupertino توسط گروه معماری فوستر و همکارانش به روز شد.

نقشه های پردیس Apple مورد تجدید نظر واقع شده و توسط شهر Cupertino منتشر شده است. این امر بدلیل انتقاداتی است که بر استیو جابز و طرح او مبنی بر " آرزوهای بلندپروازانه برای ایجاد تناسب و تکامل" است که منجر به صرف بودجه های کلان شد.

گروه معماری فوستر و همکارانش تصمیم گرفتند که بدون در نظر گرفتن جزئیات کلاسیک سفید رنگ که مخصوص شرکت Apple است، فضایی با وسعت 2.8 فوت مربع را با یک حلقه یکپارچه مشکی پوشش دهند.

این طراحی خطی در راستای رسیدن به اهداف کلان شرکت Apple است تا محیطی آرام و متین را ایجاد کند که منعکس کننده ارزشمندی های برند Apple در خلاقیت، استفاده آسان و زیبایی باشد.



برای کاهش بودجه 5 میلیون دلاری به بودجه یک میلیاردی موردنظر، نقشه های پردیس مورد تجدیدنظر قرار گرفت و 300.000 فوت مربع از هزینه های این پروژه حذف و اتمام طرح توسعه Tantau به طور کامل به فاز دوم منتقل شد.

همان طور که در شرح خدمات پروژه آمده، " فاز دو شامل 600.000 فوت مربع است و از فضاهای اداری، پژوهشی و طرح توسعه ساختمان ها در امتداد خیابان Tantau شمالی، برای بیش از 2.200 نیروی کار تشکیل شده است که شرکت را در پاسخگویی به نیازهای تجاری آینده توانمند می سازد.

ساخت و ساز در فاز دوم پس اتمام فاز اول شروع می شود.



 علاوه بر این، از اولویت های طراحی جدید سایت، ایجاد سیستم جدید حمل و نقل، به صورت ترکیبی از ماشین و دوچرخه است. آنچه این هدف را تقویت می کند" خطوط عریض دوچرخه سواری" است که دوچرخه سواران را برای استفاده از این مسیرهای تحت حفاظت ترغیب می کند.

همچنین، آنچه در این نقشه ها قابل ذکر است، افزایش جزئی در تعداد پارکینگ ها و توجه بیشتر به توسعه فضاهای عمومی است.

به همین دلیل، پروژه جدید " هنر مردمی" در چهار بخش در پردیس شرکت تعریف می شود تا این هنر را در مجاورت با همین شرکت پایه گذاری کند.

در راستای اهداف اولیه این شرکت برای ترویج خلاقیت و روحیه همکاری، پردیس 167 هکتاری این شرکت کلیه قسمت های قدیمی را که از هم جدا افتاده اند، در یک مجموعه اداری- پژوهشی واحد با کارایی بهتر دور هم جمع می کند. این ساختمان ها تعداد 14.200 نفر از کارمندان شرکت Apple را در خود جای خواهد داد.
محور اصلی پردیس- همان ساختمان اصلی 4 طبقه-  حدود 12.000 نفر از کارمندان را در خود جای می دهد.

این فضا محل نشست های هنری و فضاهای اداری را شامل می شود، بعلاوه فضای غذاخوری با مساحت 60.000 مترمربع دارای تراس روباز است و این تراس تا درون حیاط داخلی سرسبز و باغ های پردیس ادامه می یابد.

تسهیلات مستقلی که در فاز اول ساخته می شود، شامل یک مرکز ورزشی با مساحت 100.000 متر مربع، یک سالن نمایش با ظرفیت 1000 نفر، و یک پارکینگ 4 طبقه در نزدیکی بزرگراه 280 ایالتی است. این پارکینگ در امتداد پارکینگ زیرزمینی ساختمان اصلی واقع شده و تعداد 10.980 اتومبیل را در خود جای خواهد داد.



این پردیس با هدف رسیدن به " نقطه صفر انرژی"  پایه گذاری شده است. در این راستا، انرژی مورد نیاز بوسیله پانل ها ی خورشیدی سقفی با مساحت 700.000 مترمربع ( که با قدرت 8 مگاوات برق تولید می کند)، تامین می شود.

به طور همزمان، تمهیدات دیگری برای تامین انرژی خورشیدی و بادی و پوشش مناسب برای پنجره ها در نظر گرفته شده است.

بعلاوه، در طرح جدید، آسفالت موجود در مساحتی بالغ بر 100 هکتار با پوششی سبز جایگزین می شود.

این پوشش که توسط OLIN طراحی شده است، یادآور مناظر سرسبز کالیفرنیا است و در آن از گیاهان بومی و مقاوم در برابر خشکسالی استفاده شده است.

این در حالی است که این نقشه با بهره برداری متراکم از زمین، میزان ساخت و ساز ساختمان ها و پارکینگ ها را کاهش می دهد. از سویی دیگر، به حداقل رساندن میزان استفاده از آب قابل شرب با بازیافت آب و استفاده مجدد از آن مقدور می شود که این امر مشروط به موفقیت در پروژه های در دست اقدام  است تا بتوانند آب های سطحی را با افزایش سطوح نفوذپذیر کنترل کنند.

تاریخ اتمام پروژه تا سال 2016 میلادی تمدید شده است.

منبع: سایت خبری معماری نیوز - محیا حق شناس

2013 aci´s Honorary Members

Kenneth B. Bondy  

Kenneth B. Bondy is a retired Structural Engineer from Los Angeles, CA. He has specialized in the design and construction of post-tensioned concrete building structures for 50 years. 

In March of 2010, he received the ACI Joe W. Kelly Award for contributions in education.  In October of 2012, he received the ACI Foundation Concrete Research Council Arthur J. Boase Award for advancing design and construction practices in post-tensioned concrete building structures.

He is currently a member of ACI Committees 132, Responsibility in Concrete Construction; 318, Structural Concrete Building Code; 332, Residential Concrete Work; and Joint ACI-ASCE Committee 423, Prestressed Concrete; he is also a past member of the ACI Board of Direction; the Technical Activities Committee; ACI Committees 301, Specifications for Concrete; and 314, Simplified Design of Concrete Buildings. He is a Past President of the Post-Tensioning Institute (PTI) and a member of the PTI Hall of Fame, Legends of Post-Tensioning, and an Honorary Member of the Structural Engineers Association of Southern California.

Bondy received his BS degree in civil engineering in 1963 and his master’s degree in structural engineering in 1964, both from the University of California at Los Angeles. He is a licensed civil and structural engineer in California and has been licensed in Hawaii, Nevada, Minnesota, New Mexico, Texas, and the Territory of Guam.

 

Allen Face  

Allen Face is CEO of Allen Face & Company in Wilmington, NC. He is a co-inventor (with his late father, Sam) of both the differential floor profile-graph and the “superflat” concrete floor. He is the author of the Fmin profile specification and control system for defined traffic floors and the ASTM E1155 F_F/F_L profile numbering system for random traffic floors. He is the inventor of the Dipstick^®, F-Meter®, and D-Meter^® floor profilers; the ScreedRail^® wet screed replacement system, the FL Screed^® laser-guided manual screed, and the DuctilCrete^® layered slab system; and is also the author of many magazine articles on slab-on-ground design, construction methodology, quality control, and contracting practice.

He is a member of ACI Committees 117, Tolerances; 302, Construction of Concrete Floors; and 360, Design of Slabs on Ground; and ASTM Subcommittees E6, Building Performance, and E17, Roads. In 1990, he was the Construction Innovation Forum’s first recipient of their annual Nova Award for outstanding contributions to American construction technology. He was named an ACI Fellow in 1997.

In 1970, Face received his BS in naval architecture and marine engineering from the Webb Institute of Naval Architecture in Glen Cove, NY. His research interests remain in the areas of material science, mechanical design, construction methodology, quality control, and contracting practice—all pertinent to the optimization of the concrete slab-on-ground.

 

Per Fidjestol  

Per Fidjestol has been Technical Manager with Elkem ASA Materials, Kristiansand, Norway, for 26 years. He is also an Associate Professor at Agder University, Grimstad, Norway.

He served on ACI’s Board of Direction from 1999-2001 and also served as Chair of the ACI International Activities Committee; the Internet Advisory Committee; and ACI Committee 234, Silica Fume. Fidjestol currently serves on numerous ACI Committees, including the International Partnerships & Publications Committee; the Membership Committee; and ACI Committees 130, Sustainability of Concrete; 201, Durability of Concrete; 232, Fly Ash and Natural Pozzolans in Concrete; 237, Self-Consolidating Concrete; 363, High-Strength Concrete; 365, Service Life Prediction; 506, Shotcreting; and 552, Cementitious Grouting.

He was named an ACI Fellow in 1993 and received the ACI Arthur Anderson Medal in 2002 and the ACI Henry C. Turner Medal in 2008. He is a member and Past President of the Norwegian Concrete Association, as well as the American Society of Civil Engineers (ASCE).

His research interests focus on silica fume, high-performance/high-strength concrete, chloride initiated-corrosion and particle packing.

Fidjestol received his MSc from the Norwegian Technical University in 1973.

 

Anthony E. Fiorato  

Anthony E. Fiorato provides consulting services on engineering properties and durability of concrete; on design, construction, performance characteristics, and rehabilitation of concrete structures; and on codes and standards for concrete. He participates actively in technical societies and standards development organizations, and has served in a number of leadership positions in ACI, ASTM International, and other industry organizations.

Fiorato has lectured and published extensively, and his contributions have been recognized through numerous professional awards.

He is currently an active contributor to the development of the ACI 318 building code, and ASTM International materials and testing standards for cement and concrete. He has previously served as Executive Director of the Slag Cement Association (SCA); President and CEO of CTLGroup, an engineering, testing, and research firm; and Vice President of Research and Technical Services for the Portland Cement Association (PCA). He is a licensed structural engineer in Illinois and a licensed professional engineer in Michigan and Ohio.

Fiorato is a Fellow and Past President of ACI, and an Honorary Member and past Chair of the Board of ASTM International. In 2008, he was elected to the National Academy of Engineering.

 

Ward R. Malisch  

Ward R. Malisch, FACI, has been an ACI member for 50 years. He is currently Concrete Construction Specialist for the American Society of Concrete Contractors (ASCC). Prior positions include ASCC Technical Director, Director of Engineering, and Senior Managing Director of ACI. Previous positions also include Director of Information Services for the Portland Cement Association (PCA), Editorial Director of Concrete Construction magazine, Quality Control Engineer for a concrete contractor, Manager of an engineering testing laboratory, and teaching/research in civil engineering at the University of Illinois-Urbana, University of Missouri-Rolla, and the University of Wisconsin-Platteville.

He is a member of ACI Committee 301, Specifications for Concrete, and C640, Craftsman Certification; a past member and Chair of ACI Committee E701, Materials for Concrete Construction; and a past member of ACI Committees 302, Construction of Concrete Floors; 329, Performance Criteria for Ready Mixed Concrete; and E707, Specification Education. He has also served on the ACI Board of Direction, Financial Advisory Committee, Publications Committee, and as Secretary of the Technical Activities Committee.

Malisch received the ACI Arthur R. Anderson Medal in 2010 and the ACI Construction Award in 2011 as coauthor of a Concrete International article investigating tolerance issues related to post-tensioning elevated slabs.

He was principal author of the original ACI E701 publication “Aggregates for Concrete,” and coauthor of Tolerances for Cast-in-Place Concrete Buildings, published by ASCC. He has also authored or coauthored more than 200 articles and reports on construction-related subjects. He is currently the principal investigator for a project developing a “Users’ Guide to ‘Green’ Concrete in Building Construction” funded by the Charles Pankow Foundation.

Malisch is a member of ASTM International and the American Society of Civil Engineers (ASCE). He received his BS, MS, and PhD from the University of Illinois, Urbana, IL, in 1961, 1963, and 1966, respectively.

بتن پیش تنیده

بتن پیش تنیده
سازه های بتن پیش تنیده به علت حذف بعضی از ستون ها و پایه ها ، امکان اجرای سازه با دهانه های وسیع تر را امکان پذیر ساخته و قابلیت سازه از نظر معماری را بالا می برد. به طور مثال سطح هیپربولوئید بتن پیش تنیده که برای پوشش سقف ساختمان های صنعتی با دهانه های 10 تا 18 متر ، سازه های فضایی و ... به کار می رود از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه و از نظر معماری زیبا است.

کاربرد بتن پیش تنیده: بتن پیش تنیده برای غلبه بر مشکل ترک خوردن در بتن آرمه است به کار می رود. بتن پیش تنیده برای اولین بار درسان فرانسیسکو در سال 1886به ثبت رسید. زمانی که یک قسمتی ساختمانی پیش از حمل بار خدمات، متراکم شود پیش تنیدگی به وجود می آید برای جبران این گونه خسارتها از بتن پیش تنیده استفاده میشود . بتن پیش تنیده به عنوان نسل سوم بتن معرف است. بتن پیش تنیده توسط فولاد مسلح کشیده شده در یک جزء ساختمان به وجود میاید. مراحل بتن ریزی ، پیش تنیدگی می تواند به عنوان پیش تنیدگی بتن و پس تنیدگی بتن تقسیم بندی شود. پیش تنیدگی بتن ، فولاد مسلح را پیش از بتن ریزی تحت کشش قرار می دهد و پیش تنیدگی بتن نیز به پیوند ساخته شده بین فولاد مسلح کشیده می شوده و بتن سفت شده اعمال می شود. در تکنیک پس تنیدگی فولاد مسلح یا تاندون بعد از بتن ریزی و بدست آوردن مقاومت مناسب کشیده می شود . در پس تنیدگی تاندون های فولادی در بتن با مقاومت درست در حفره های محفوظ قرار داده می شود.

 در اروپا به دلیل فقر فولاد ، بتن پیش تنیده به عنوان یک ماده سازنده مجاز بعد از جنگ جهانی دوم شناخته شده است. اولین ساختار بتن پیش تنیده در آمریکای شمالی،برای ساخت پل خاطره انگیز ، در سال 1951به پایان رسید. این روزها با توسعه بتن پیش تنیده پل ها با دهانه های طویل ، ساختمان های بلند وبرجها ، . . . ساخته می شود. پلهای ساخته شده بوسیله بتن پیش تنیده در اسپانیا در حال حاضر با دهانه اصلی 440 متر ساخته می شود. برجهایی در کانادا تورنتو که با بتن پیش تنیده ساخته شده به ارتفاع 553 متر است.

انواع بتن پیش تنیده: بتن پیش فشرده. بتن پیش تنیده. در یک تیرچه بتن آرمه کمتر از نیمی از بتن تحت فشار قرار می گیرد و ترک ها در کف تیرچه تحت بارگذاری کامل ایجاد میشود. زمانی که یک تیرچه بتن پیش تنیده می شود، تمامی بتن متراکم می شود. مکان های خارج از مرکز فولاد مسلح در تیرچه ، خمیدگی به وجود می آورد. تیرچه بتن پیش تنیده در اثر بارگذاری هموارتر می شود ، اما باز هم تمامی بتن متراکم نمی باشد و هیچ گونه ترکی بوجود نمی آید. اضافه بر فقدان ترک ها ، عمل ساختاری در تیرچه های بتن پیش تنیده بسیار موثرتر از تیرچه های مسلح معمولی هستند و همچنین از مواد کمتری نیز استفاده می کنند. اولین مرحله در پیش تنیدگی به این صورت هست که رشته های پیش تنیده فولاد در عرض کف قالب بسط داده می شود. در مرحله بعد بتن در اطراف رشته های کشیده شده و ریخته می شود و بتنها به رشته ها می چسبند. زمانی که رشته ها قطع می شوند، بتنها متراکم شده و تیرچه خمیده می شود.

 انواع بتن: بتن پس تنیده بتن پاششی بتن پیش تنیده بتن خود تراز بتن خود تراکم بتن با مقاومت بالا بتن نفوذ ناپذیر در پس تنیدگی طی عمل آوری بتن، بتن مجاز نمی باشد که به رشته های فولاد بچسبد. بعد از عمل آوری بتن ، رشته ها به وسیله یک جک هیدرولیک ، تنیده شده و به انتهای تیرچه متصل می شود.

 مزایای بتن پیش تنیده : نداشتن ترکهای دائمی در بتن پیش تنیده : یکی از مهمترین خاصیت سازه های بتن پیش تنیده نداشتن ترک های دائمی است. این موضوع موجب دوام بیشتر این نوع سازه ها نسبت به سازه های بتنی و بتن آرمه میبا شد . این امر به خصوص در مکانهاهایی با گازها و زمین های خورنده و همچنین سازه های دریایی بسیار مورد اهمیت است. استفاده از بتن پیش تنیده بهتربودن نسبت به بتن آرمه در ساختمان تانکرهای آب و مخازن به منظوره نداشتن ترک است .

وزن کمتر سازه بتن پیش تنیده: وزن سازه های بتن پیش تنیده به مراتب از وزن سازه های بتن آرمه معادل وکمتر است . به این دلیل که از مقاومت تمام سطح مقطع بتن استفاده می شود ، میزان بتن مورده نیاز کمتر است . مورد بعد چون فولاد مصرفی دارای مقاومت بیشتری است ، معمولاً وزن فولاد لازم بین یک سوم تا یک پنجم وزن فولاد معمولی معادل است.

نداشتن خیز به سمت پایین در بتن پیش تنیده: نداشتن خیز به طرف پایین تیرهای بتنی پیش تنیده تحت تاثیره بارهای معمولاً کم تر است. چون قبل از وارد آمدن بارهای سرویس ، تحت تاثیر نیروهای پیش تنیدگی مقداری خیز به سمت بالا و در تیر نیز به وجود می آید، که از شدت خیز به سمت پایین کم می کند.

 آزمایش سازه قبل از بارگذاری در بتن پیش تنیده: در سازه های بتن پیش تنیده قبل از وارد آوردن بارهای سرویس ، سازه به وسیله نیروی پیش تنیده به شدت بارگذاری شده و بتن و فولاد تحت تاثیره قرار می گیرد ، این یک نوع عرضیابی از نظر اطمینان داشتن به بتن و فولاد است.

 قابلیت انعطاف پذیری در بتن پیش تنیده: با عوض کردن مقداری نیروی پیش تنیدگی می توان سازه را آسان و یا انعطاف پذیر کرد ، بدون اینکه مقاومت نهایی آن تغییرکند.

 اقتصادی بودن سازه بتن پیش تنیده: سازه های بتن پیش تنیده معمولاً برای دهانه های بزرگ و بارهای سنگین بتن آرمه اقتصادی تر استفاده میشود.

مسائل اجرائی بتن سبكدانه سازه ای

مسائل اجرائی بتن سبكدانه سازه ای

بسیاری از اصول اجرائی حاكم بر بتن ریزیهای معمولی در بتن ریزی با بتن سبــكدانه سازه ای كماكان از اهمیت برخوردار است .

بسیاری از اصول اجرائی حاكم بر بتن ریزیهای معمولی در بتن ریزی با بتن سبــكدانه سازه ای كماكان از اهمیت برخوردار است . مسلما" در بتن های غیر سازه و سبكدانه بسیاری از نكات مورد نظر نمیتواند با اهمیت تلقی شود و عدم رعایت برخی قواعد تا آنجا كه به وزن مخصوص بتن ریخته شده لطمه نزند و آنرا بالا نبرد با اهمیت تلقـــی نمیشـــود.

اصل پیوستگی و تدوام در بتن ریزی ( عدم ایجاد درز سرد ) ، اصل عدم گیرش یا نزدیكی به گیرش در بتن قبل از ریختن و تراكم ، اصل عدم جدا شدگی مواد (نا همگنی ) بتن ، اصل رعایت دمای مناسب بتن ریزی ، اصل عدم آلودگی بتن به مواد مضر ، اصل رعایت تراكم صحیح ، اصل رعایت پرداخت صحیح سطح بتن ، اصل انتخاب صحیح اسلامپ با توجه به وضعیت قطعه و وسایل تراكمی موجود ، اصل رعایت و بكارگیری نسبت ها و مقادیر صحیح مصالح و پرهیز از مصرف مواد نا مناسب ، و در نهایت اصل عمل آوری صحیح و قالب برداری به موقع و با دقت همواره در این نوع بتن ریزیها مانند بتن های معمولی از اهمیت برخوردار می باشد .

استفاده از مواد مناسب و نسبت های صحیح :
بكار گیری مواد و مصالح مناسب طبق مشخصات پروژه ، رعایت مصرف سیمان تازه و غیر فاسد از نوع مورد نظر و مطابق با استاندارد مورد قبول كاملا" مهم می باشد . توزین یا پیمانه كردن دقیق و صحیح مصالح مصرفی طبق طرح اختلاط ارائه شده از اهمیت برخوردار است .

بهتر است مصالح سنگی مصرفی به ویژه سبكدانه در شرایطی قرار گیرد كه نوسانات رطوبتی اندكی داشته باشد . برای مثال خوبست بدانیم لیكاهای موجود در ایران میتواند تا بیش از 30 درصد آب را در خود جذب و نگهداری كند . بنا براین بین سنگدانه كاملا" خشك و كاملا" اشباع تفاوت فاحشی وجود دارد و میتواند بر اسلامپ حاصله و نسبت آب به سیمان و در نتیجه به مقاومت و دوام بتن سبكدانه سازه ای اثر چشمگیری باقی گذارد . بهر حال اگر بدانیم مثلا" سنگدانه های ما حدود 5 درصد رطوبت دارد میتوانیم مقدار آب مصرفی را تنظیم نمائیم تا به طرح اختلاط مورد نظر دست یابیم .
باید دانست مشكل بزرگ تولید بتن سبكدانه همین تغییر رطوبت است و لذا كنترل نسبت آب به سیمان در این بتن ها مشكل می باشد و حتی مانند بتن های معمولی نیز نمیتوان با كنترل اسلامپ به نتیجه مورد نظر رسید .

انتخاب اسلامپ صحیح :
مانند بتن های معمول انتخاب اسلامپ میتواند مهم باشد . از نظر جدا شدگی ، آب انداختن ، رسیدن به تراكم مورد نظر با توجه به ابعاد قطعه ، طرز قرارگیری ، وضعیت درهمی میلگردها ، وسایل تراكمی موجود قابل تأمین این انتخاب كاملا" معنا دار و با اهمیت است . به دلیل سبكی سنگدانه ها بویژه سبكدانه های درشت احتمال جدا شدگی در بتن شل افزایش می یابد . لذا اسلامپ های بیش از ده سانتی متر ابدا" مطلوب نیست مگر اینكه بتن پر عیاری داشته باشیم ، همچنین با وجود موادی مانند میكرو سیلیس ممكنست این جدا شدگی به حداقل برسد .

بنا براین اگر قرار باشد بتن سبكدانه پمپی با اسلامپ 10 تا 15 سانتی متر را داشته باشیم عیار سیمان باید از حدود 400 كیلو در متر مكعب فراتر رود . در حالیكه اگر اسلامپ كمتر باشد حداقل عیار سیمان در ACI برابرkg/m3 335 مطرح شده است . در حالات عادی اسلامپ های 5 تا 8 سانتی متر برای بتن سبكدانه غیر پمپی و اسلامپ 7 تا 10 سانتی متر برای بتن سبكدانه پمپی مطلوب تلقی میشود بدون اینكه این اعداد جنبه آئین نامه ای داشته باشد .

تغییرات اسلامپ در طول اجراء در بتن سبكدانه بسیار جدی است . در بتن های معمولی نیز این پدیده به چشم میخورد بویژه وقتی سنگدانه های درشت خیلی خشك باشند ممكن است حتی در طول 15 دقیقه پس از ساخت شاهد افت جدی در اسلامپ باشیم . در بتن سبكدانه این امر به شدت وجود دارد .

فرض كنید اگر در طول 15 تا 30 دقیقه جذب آب سبكدانه 5 تا 10 درصد فرض شود و فقط سبكدانه درشت به میزان 300 كیلو داشته باشیم 15 تا 30 كیلو آب را جذب می كند كه كاهش اسلامپ 6 تا 15 سانتی متر را میتوان شاهد بود . اگر قرار باشد طول مدت حمل و ریختن و تراكم زیاد باشد كاملا" دچار مشكل میشویم . همچنین در بتن های پمپی ، این كاهش و افت در اسلامپ مسئله ساز است .

 بنا براین سعی میشود كه چنین پروژه هائی حتی الامكان از 24 ساعت قبل از ساخت بتن ، سبكدانه ها را خیس كرد (Presoaking ) تا آب قابل ملاحظه ای را جذب نماید و پس از اختلاط بتن شاهد افت اسلامپ زیادی نباشیم . این خیس كردن ممكن است حتی از سه روز قبل شروع شود ادامه یابد . خیس كردن سنگدانه ممكنست با آب پاشی تحت فشار و بصورت بارانی باشد و یا از سیستم خلاء برای نفوذ سریعتر آب به داخل سبكدانه استفاده شود كه در ایران روش ساده اول معمولتر و عملی تر می باشد . ریختن آب و سبكدانه در مخلوط كن و اضافه كردن سیمان و غیره پس از مدتی تأخیر میتواند به افت اسلامپ كمتر منجر شود .

میزان جذب آب سبكدانه ها علاوه بر زمان تابع میزان آب موجود در آن ( رطوبت اولیه ) نیز می باشد كه پیش بینی جذب آب را در مدت معین دشوار می كند مگراینكه قبلا" آزمایشهائی را با رطوبت اولیه موجود انجام داده باشیم .
اسلامپ های كمتر از 5 سانتی متری نیز كار تراكم را با مشكل مواجه می سازد و فضای خالی زیادی را در بتن بهمراه دارد . بسیاری از تحقیقات نشان داده اند مقاومت و دوام بتن های سبكدانه كه با سبكدانه خشك ساخته شده اند بهتر از وقتی است كه از سبكدانه قبلا" خیس شده یا اشباع شده استفاده گشته است .

اصل رعایت دمای مناسب :
حداقل و حداكثر دمای مجاز و مطلوب در أئین نامه ها مشخص شده است . رعایت این امر برای بتن سبك سازه ای و با دوام بشدت ضروری است و از این نظر تفاوتی با بتن معمولی وجود ندارد . حداقل دمای مجاز 5+ درجه سانتی گراد و حداقل دمای مطلوب 10+ درجه سانتی گراد است . حداكثر دمای مجاز معمولا" 32-30 درجه سانتی گراد تا هنگام گیرش می باشد و بهتر است از این حد فاصله معقولی را داشته باشیم . در هوای سرد و گرم كه بتن با دمای مناسب تولید می شود نباید در حین اجرا آنقدر تأخیر و معطلی بوجود آورد كه با تبادل گرمائی ، دمای مطلوب از دست برود .


اصل همگنی (عدم جداشدگی) :
اصول جداشدگی و عوامل مؤثر بر آن برای بتن سبكدانه همچون بتن معمولی است ، اما برای بتن سبكدانه یك عامل دیگر یعنی اختلاف در چگالی ذرات و خمیر سیمان یا ملات میتواند به جداشدگی منجر گردد . عوامل جداشدگی میتوانند داخلی باشند كه صرفا" استعداد جداشدگی را بوجود می آورند و یا عامل خارجی باشند كه مربوط به اجرا هستند و استعداد را شكوفا می كنند . از عوامل داخلی بالا رفتن حداكثر اندازه سبكدانه می باشد كه معمولا" باعث جداشدگی میگردد و بهتر است حداكثر اندازه سبكدانه برای بتن سازه ای به 20 میلی متر محدود شود و توصیه می گردد تا از حداكثر اندازه 15 – 12ر میلی متر استفاده شود .

جالب است بدانیم معمولا" با افزایش حداكثر اندازه ، چگالی حجمی خشك ذرات سبكدانه درشت كاهش می یابد و از این نظر نیز امكان جداشدگی را قوت می بخشد .

بالا رفتن اسلامپ به افزایش استعداد جداشدگی منجر می شود . كاهش میزان عیار سیمان و مواد سیمانی و چسباننده میتواند بشدت باعث افزایش استعداد جداشدگی گردد . اختلاف وزن مخصوص ( چگالی ) ذرات سبكدانه با خمیر سیمان و یا اختلاف چگالی ذرات ریزدانه و درشت دانه به بالا رفتن استعداد جداشدگی منجر می گردد . بالا رفتن نسبت آب به سیمان به افزایش پتانسیل جداشدگی می انجامد . درشت تر شدن بافت دانه بندی سنگدانه ها معمولا" امكان جداشدگی را افزایش می دهد . وجود مواد ریز دانه و چسباننده مانند پوزولان و میكروسیلیس و سرباره ها می تواند باعث كاهش استعداد جداشدگی بتن سبكدانه گردد ، همچنین بكارگیری مواد حبابزا و ایجاد حباب هوا میتواند جداشدگی و آب انداختن را كاهش دهد ضمن اینكه روانی و كارآئی مورد نظر تأمین میگردد .
از عوامل خارجی می توان حمل نامناسب ، ریختن غلط ، استفاده از شوت های طولانی و یا شیب نامطلوب ، برخورد بتن با قالب و میلگردها ، ریختن بتن از ارتفاع زیاد بدون لوله و قیف هادی و یا بدون پمپ معمولا" به جداشدگی منجر میشود . بخاطر حساسیت جداشدگی در این بتن ها باید دقت بیشتری را اعمال نمود . باید دانست نتیجه جداشدگی در بتن سبكدانه نیز از نظر مقاومتی و دوام بمراتب حادتر و مضرتر از بتن معمولی است .

اصل عدم آلودگی بتن به مواد مضر :
در طول حمل و ریختن و تراكم نباید مواد مضر اعم از مواد ریزدانه رسی ( گل و لای ) ، مواد شیمیایی شامل چربی ها و مواد قندی یا انواع مختلف نمكها و آب شور و غیره با بتن مخلوط شود . مخلوط شدن موادی همچون گچ نیز توجیه ندارد . بهرحال در این رابطه هیچ تفاوتی بین بتن معمولی و سبكدانه سازه ای وجود ندارد .

اصل عدم كاركردن با بتن در مرحله گیرش :
اگر عملیات بتن ریزی با بتنی كه در مرحله گیرش است انجام گیرد مقاومت و دوام آن بشدت كاهش می یابد و نفوذپذیری آن زیاد میشود . از این نظر بتن مانند ملات گچ زنده است كه اگر آن را مرتبا" بهم بزنیم و ورز دهیم تبدیل به ملات گچ كشته میشود كه بشدت كم مقاومت و كم دوام است ، هرچند گیرش آن به تأخیر می افتد و یا اصلا" خود را نمی گیرد و صرفا" خشك می شود . بهرحال نباید بتن را در هنگامی كه در شرف گیرش است مخلوط نمود و یا ریخت و متراكم كرد . از این نظر بین بتن سبكدانه و بتن معمولی اختلافی احساس نمی گردد .
مسلما" در هوای گرم و یا بتن با دمای زیاد ، گیرش زودتر حاصل میشود . زمان گیرش تابع نوع سیمان ( جنس و ریزی ) ، نسبت آب به سیمان و وجود مواد افزودنی می باشد . برای افزایش زمان گیرش و ایجاد مهلت برای عملیات اجرائی می توان از بتن خنك ، كار در هنگام خنكی هوا یا شب ، سیمانهای كندگیر كننده استفاده نمود .


اصل پیوستگی و تداوم بتن ریزی ( عدم ایجاد درز سرد در بین لایه ها ) :
اگر در هنگام بتن ریزی به هر علت ، لایه زیرین قبل از ریختن و تراكم لایه روئی گیرش خود را انجام داده باشد درز سرد Cold Joint بوجود می آید . در این رابطه فرقی بین بتن سبكدانه و معمولی وجود ندارد . باید با تجهیز مناسب كارگاه ، افزایش توان تولید و حمل در ریختن و تراكم بتن ، افزایش زمان گیرش بتن و یا ایجاد درزهای اجرائی مناسب و كاهش سطح بتن ریزی و یا كاهش ضخامت لایه ها امكان ایجاد درز سرد را به حداقل رساند .

تراكم صحیح بتن سبكدانه :
از آنجا كه بتن های سبكدانه بشدت در معرض جدا شدگی هستند ، تراكم با قدرت زیاد و یا مدت بیش از حد مشكلات جدی را بوجود می آورد . به محض اینكه احساس می نمائیم كه شیره یا سنگدانه ها شروع به روزدن می نمایند باید تراكم را قطع كرد . لرزش ، بیش از فشار و ضربه میتواند موجب جدا شدگی گردد.
به هر حال باید كاملا" هوای بتن خارج و فضای خالی به حداقل برسد تا مقاومت و دوام كافی ایجاد گردد.

پرداخت سطح بتن سبكدانه :
آب انداختن بتن همواره مشكل بزرگی در پرداخت نهائی سطح بتن می باشد و این امر اختصاص به بتن سبكدانه ندارد . خوشبختانه به دلیل جذب آب تدریجـــی توسط سبكدانه ها ، آب انداختن میتواند به كمترین مقدار برسد اما اگر سبكدانه ها قبل از اختلاط كاملا" اشباع شده باشد امكان آب انداختن بیشتر می گردد . كم بودن عیار سیمان و مواد چسباننده سیمانی ، فقدان مواد ریزدانه ، عدم وجود حباب هوا در بتن ، درشتی بافت دانه بندی ، افزایش حداكثر اندازه سبكدانه ، گردگوشه گی سنگدانه ها و بافت صاف سطح سنگدانه ، بالا بودن اسلامپ ، زیادی نسبت آب به سیمان و ... میتواند موجب افزایش آب انداختن شود .
وقتی بتن آب می اندازد باید اجازه داد آب تبخیر گردد و اگر تبخیر به سرعت میسر نمی گردد یا نگران گیرش هستیم باید سعی كنیم آب روزده را با وسیله مناسبی ( گونی یا اسفنج ) از سطح پاك نمائیم و سپس سطح را با ماله چوبی و بدنبال آن با ماله فلزی یا لاستیكی صاف كنیم .
عدم رعایت این نكات موجب افزایش نسبت آب به سیمان در سطح و كاهش مقاومت و دوام و افزایش نفوذپذیری بتن سطحی می گردد .

عمل آوری بتن و سبكدانه :
هر چند عمل آوری رطوبتی و حرارتی بتن سبكدانه با بتن معمولی تفاوت چندانی ندارد اما اعتقاد بر این است كه سبكدانه ها بعلت پوكی و تخلخل و جذب آب میتوانند در صورت فقدان عمل آوری رطوبتی از ناحیه اجرا كنندگان ، بخشی از آب خود را در اختیار خمیر سیمان قرار دهند و توقف شدیدی در هیدراسیون سیمان رخ ندهد . این امر را عمل آوری داخلی بتن سبكدانه می گویند .

كنترل كیفی بتن سبكدانه :
كنترل كیفی بتن سبكدانه شامل بتن تازه و سخت شده است . كنترل روانی ، وزن مخصوص و هوای بتن از مهمترین كنترلهای بتن تازه است . استفاده از آزمایش اسلامپ ، میز آلمانی ( روانی ) و درجه تراكم برای این بتن ها پیش بینی شده است . وزن مخصوص بتن تازه سبكدانه متراكم معمولا" كنترل می شود و در آئین نامه های مختلف اختلاف 2 تا 3 درصد مجاز شمرده میشود ( نسبت به طرح اختلاط ) . هوای بتن را برای بتن سبكدانه نمیتوان بكمك روش فشاری بدست آورد و حتما" باید از روش حجمی بهره گرفت . برای بتن سبكدانه سخت شده ، وزن مخصوص ، مقاومت فشاری ، كششی خمشی و نفوذپذیری ، جذب آب ، جذب موئینه و آزمایشهای دوام در برابر خوردگی قابل كنترل است .

وزن مخصوص بتن سخت شده سبكدانه بصورت اشباع و خشك اندازه گیری میشود و گاه بجای خشك كردن از جمع زدن مقادیر اجزاء در هر متر مكعب و افزودن مقداری رطوبت ثابت به آن ، وزن مخصوص بتن سخت شده را بدست می آورند .

برای تعیین مقاومت فشاری و سایر پارامتر ها تفاوت چندانی بین بتن سبكدانه و معمولی وجود ندارد و شباهت جدی و كامل بین آنها وجود دارد . بهرحال ممكنست در مواردی نتایج حاصله در مقایسه با بتن های معمولی گمراه كننده باشد . مثلا" اگر جذب آب بتن سبكدانه را بصورت درصد وزنی گزارش كنیم و آنرا با جذب آب بتن معمولی مقایسه نمائیم دچار اشتباه میشویم و لذا توصیه میشود جذب آب بتن بصورت درصد حجمی گزارش گردد .

بتن فاقد ریزدانه ( Concrete finez – No ) :
اگر سنگدانه های درشت تك اندازه را با سیمان و آب مخلوط كنیم و در قالب بدون تراكم بریزیم بتن فاقد ریزدانه و متخلخل بدست می آید كه از وزن مخصوص كمتری نسبت به بتن معمولی برخوردار خواهد بود . اگر چگالی سنگدانه ها در حدود معمولی باشد وزن مخصوص بتن فاقد ریزدانه حدود 1600 تا kg/m3 2000 بدست می آید اما اگر از سبكدانه درشت استفاده نمائیم ممكنست وزن مخصوص بتن حاصله از kg/m3 1000 كمتر شود ( حتی تا حدود kg/m3 650 ) . بهرحال در هر مورد بتن مورد نظر سبك یا نیمه سبك تلقی می شود اما اگر سنگدانه معمولی استفاده شود نمیتوان آنرا بتن سبكدانه دانست .

مسلما" اگر سنگدانه تك اندازه بكار نرود و حاوی ذرات ریز تا درشت باشد وزن مخصوص بتن حاصل نیز زیاد خواهد شد . سنگدانه درشت مصرفی باید 20-10 میلی متر باشد و 5 درصد ذرات درشتر و 10 درصد ذرات ریزتر در این نوع سنگدانه تك اندازه (Singl Size) مجاز است اما بهرحال نباید ذرات ریزتر از 5 میلی متر در آن مشاهده گردد . سنگدانه درشت بهتر است پولكی و كشیده و یا بسیار تیزگوشه نباشد . سنگدانه های گرد گوشه یا نیمه شكسته برای تولید این بتن ارجح است .

ساختار بتن فاقد ریزدانه دارای تخلخل ظاهری است و حفرات موجود در بتن با چشم براحتی دیده می شود كه در این مجموعه خمیر سیمان باید صرفا" تا حد امكان سنگدانه ها را بهم چسباند و از پر كردن فضاها با خمیر سیمان پرهیز شود زیرا وزن مخصوص بالا خواهد رفت . وجود خمیر سیمان با ضخامت حدود 1 میلی متر بر روی سنگدانه ها كاملا" مناسب است .

اگر سنگدانه معمولی بكار رود معمولا" مقدار شن اشباع تك اندازه بین 1400 تا 1750 كیلوگرم می باشد . حجم اشغالی ذرات شن در حدود 550 تا 700 لیتر در هر متر مكعب است . وزن سیمان مصرفی بین 75 تا 150 كیلو در متر مكعب یا بیشتر است كه حجم آن حدود 25 تا 50 لیتر می باشد . معمولا" نسبت آب به سیمان مصرفی 4/0 تا 5/0 می باشد كه افزایش آن می تواند به شلی خمیر سیمان و روانی آن منجر شود كه موجب جداشدگی و پرشدن خلل و فرج می گردد و بتن مورد نظر حاصل نمی شود . با كاهش نسبت آب به سیمان چسبندگی لازم بوجود نمی آید و از نظر اجرائی دچار مشكل می شویم .

نسبت وزنی سیمان به سنگدانه تا می باشد . همانطور كه از محاسبات فوق بر می آید فضای خالی این بتن ( پوكی ) بین 25 تا 40 درصد می باشد و ابعاد این فضاها نیز بزرگ است درصد جذب آب بصورت وزنی حدود 15 تا 25 درصد است . طبیعتا" با افزایش مقدار سیمان و آب و یا مصرف شن با دانه بندی پیوسته ( Graded Size ) وزن مخصوص بتن بیشتر خواهد شد . توصیه می شود شن ها قبل از مصرف خیس و اشباع گردند .

طرح اختلاط این بتن ها بصورت آزمون و خطا خواهد بود و بشدت تابع شرایط ساخت بتن می باشد . بتن فاقد ریزدانه معمولا" بدون تراكم تولید می شود و اگر مرتعش یا متراكم شود بسیار جزئی خواهد بود زیرا خمیر سیمان میل به پر كردن فضای خالی بین سنگدانه ها را خواهد داشت و چسبندگی سنگدانه به یكدیگر به حداقل خواهد رسید .

معمولا" انجام آزمایش كارآئی یا اسلامپ برای این نوع بتن موردی نخواهد داشت . از آنجاكه سنگدانه تك اندازه مصرف می شود جداشدگی از نوع جدائی ریز و درشت سنگدانه معنائی ندارد و می توان آن را از ارتفاع قابل ملاحظه ریخت .

بعلت محدودیت دامنه نسبت آب به سیمان و وجود فضای خالی قابل توجه در این نوع بتن ، مقاومت فشاری این نوع بتن اغلب در حدود 5 تا 15 مگا پاسكال می باشد و طبیعتا" یك بتن سبك سازه ای تلقی نمی گردد و بصورت مسلح مصرف نمی شود . برخی اوقات سعی می كنند میلگردها را با یك لایه ضد خوردگی ( پوشش مناسب ) آغشته كنند و سپس در بتن فاقد ریزدانه بكار برند . اگر از سبكدانه برای ساخت این بتن استفاده شود ، مقاومت فشاری آن 2 تا 8 مگا پاسكال می باشد .

جمع شدگی بتن های فاقد ریزدانه بمراتب كمتر از بتن معمولی است زیرا مقدار سنگدانه در مقایسه با خمیر سیمان زیاد است و یقه قابل توجه بوجود می آورد . بتن فاقد ریزدانه سریعا" خشك می شود زیرا خمیر سیمان در مجاورت هوای موجود و فضای خالی است و علی القاعده در ابتدا از جمع شدگی بیشتری نسبت به بتن معمولی برخوردار می باشد و عمل آوری آن از اهمیت برخوردار است . قابلیت انتقال حرارتی آن بمراتب از بتن معمولی با سنگدانه مشابه كمتر است ( حدود تا ) كه با افزایش رطوبت و اشباع بودن این بتن ، این قابلیت انتقال حرارت افزایش می یابد .

مدول الاستیسیته این بتن ها بین 5 تا Gpa20 است ( برای مقاومت های 2 تا 15مگا پاسكال ) . نسبت مقاومت خمشی به فشاری حدود 30 درصد است كه از نسبت مقاومت خمشی به فشاری بتن های معمولی بیشتر می باشد . ضریب انبساط حرارتی این نوع بتن در حدود تا بتن معمولی است .

نفوذپذیری زیاد از مزایا و شاید معایب این نوع بتن است . اما نكته مهم آنست كه موئینگی در این نوع بتن كم تا ناچیز می باشد . اگر اشباع از آب نباشد در برابر یخبندان مقاوم است . بعنوان یك نفوذپذیر زهكش و تثبیت شده و همچنین یك مسیر درناژ و مقاوم بسیار مفید است . بازی كردن لایه های قلوه سنگ و شن درشت و متوسط یا ریز بعنوان زهكش یا بلوکاژ و فیلتر از مشكلات اجرائی محسوب می شود بویژه اگر بخواهد باربر باشد یكی از معدود راههای حل مشكل ، استفاده از بتن فاقد ریزدانه است و در این حالت مسئله سبكی زیاد مهم نیست .

این نوع بتن مانند بسیاری از بتن های سبك می تواند جاذب صوت باشد ( نه عایق صوت ) و برای این منظور نباید سطح این بتن با اندودی پوشانده شود .

اندودكردن این بتن بسیار خوب و ساده انجام می شود . استفاده از این بتن برای روسازی و پیاده رو سازی اطراف درختان و یا پاركینگ ها بسیار مفید است ( بدلیل نفوذپذیری ) . در دیوارهای باربر با طبقات كم می توان از این نوع بتن استفاده نمود . برای ایجاد نفوذپذیری بعنوان لایه اساس یا زیر اساس میتواند بطور مؤثر عمل نماید . همچنین بعنوان یك لایه بتن مگر نفوذپذیر مناسب است در زیر دال كف یا شالوده منابع آب بتنی نیز از این بتن می توان استفاده نمود .

طرح اختلاط بتن سبکدانه ( سازه ای و غیر سازه ای )
در طرح اختلاط هر نوع بتن ابتدا باید خواسته ها را بررسی و فهرست نمود که در مورد بتن سبک نیز این خواسته ها عبارتند از :
مقاومت فشاری در سن مورد نظر ، وزن مخصوص بتن تازه و خشک ، دوام بتن در شرایط محیطی یا سولفاتی ، اسلامپ و کارآئی بتن ، مقدار حباب هوای لازم با توجه به حداکثر اندازه وشرایط محیطی ، و احتمالا" موارد دیگری همچون مدول الاستیسیته یا خواص فیزیکی مکانیکی دیگر مثل قابلیت انتقال حرارت و غیره ، در کنار این موارد ممکنست محدوده دانه بندی مطلوب ( بویژه در روشهای اروپائی ) از جمله محدودیت ها و خواسته ها باشد .

- در کنار این خواسته ها ، داده هائی نیز بر اساس اطلاعات موجود از سیمان ، سنگدانه و ... در دست است و یا باید در آزمایشگاه بدست آید از جمله اینها می توان به موارد زیر اشاره نمود :

نوع سیمان ، حداقل و حداکثر مجاز مصرف سیمان ، حداکثر مجاز نسبت آب به سیمان ، نوع مواد افزودنی مورد نظر و مشخصات آن ، نوع سنگدانه درشت و ریزدانه ، شکل و بافت سطحی سنگدانه ها ، چگالی و جذب آب سبکدانه ها و سنگدانه های معمولی ، رژیم و روند جذب آب سبکدانه ، وزن مخصوص توده ای سنگدانه درشت متراکم با میله ( در طرح امریکائی ) ، دانه بندی سنگدانه ها و حداکثر اندازه آنها ، ویژگیهای مکانیکی و دوام سنگدانه ها ، مدول ریزی سنگدانه ها و ریزدانه ها ( بویژه در روش امریکائی ) ، چگالی ذرات سیمان و افزودنیها : گاه لازمست دانه بندی یا مدول ریزی سبکدانه ها معادل سازی شود یعنی با توجه به اختلاف در چگالی ذرات ، دانه بندی وزنی به دانه بندی و مدول ریزی حجمی تبدیل گردد که در این حالت لازمست برای چگالی ذرات هر بخش اندازه ای را تعیین کنیم .

روش طرح اختلاط و جداول و اطلاعات ضروری در هر روش :
معمولا" در هر نوع روش طرح اختلاط لازمست حدود مقدار آب آزاد با توجه به کارآئی ، حداکثر اندازه سنگدانه و شکل آن فرض گردد و بدست آید . نسبت آب به سیمان از جداول راهنما یا تجربیات گذشته و شخصی فرض می گردد . پس مقدار سیمان در این صورت مشخص می گردد . هر چند گاه در طرح اختلاط بتن سبک ابتدا عیار سیمان فرض شده و با در نظر گرفتن نسبت آب به سیمان یا کارآئی ، مقدار آب مشخص می شود .
اختلاف عمده روش ها در تعیین مقدار سنگدانه ها خواهد بود و بویژه در طرح مخلوط بتن سبکدانه یا نیمه سبکدانه ، اختلافات موجود روشها برای بتن معمولی ، بیشتر می گردد .

در روشهای اروپائی ( آلمانی و اتحادیه بتن اروپا ) با توجه به محدوده مطلوب دانه بندی حجمی، سهم سنگدانه های ریز و درشت ( خواه هر دو سبکدانه یا یکی از آنها سبکدانه باشد ) بدست می آید، سپس چگالی متوسط سنگدانه ها تعیین شده و در فرمول حجم مطلق قرار می گیرد و مقدار کل سنگدانه بدست می آید . فرمول حجم مطلق در شکل ساده آن در این حالت بصورت زیر است :


که C و و به ترتیب وزن سیمان ، آب آزاد و کل سنگدانه ها بصورت اشباع با سطح خشک است و و و به ترتیب چگالی ذرات سیمان ، آب و چگالی متوسط سنگدانه های اشباع با سطح خشک می باشد و حجم هوا در واحد حجم بتن است .

با داشتن اطلاعات مورد نیاز ، مجهول ما فقط می باشد که تعیین می شود . اگر افزودنی داشته باشیم حجم افزودنی از تقسیم وزن به چگالی آن بدست می آید و در رابطه قرار داده می شود .

پس از تعیین با توجه به سهم هر سنگدانه ، وزن آن مشخص می گردد و با توجه به ظرفیت جذب آب هر نوع سنگدانه می توان وزن خشک هر کدام و آب کل را تعیین کرد . وزن مخصوص بتن تازه نیز از جمع اوزان اجزاء بتن بدست می آید ( بصورت محاسباتی ) در عمل پس از ساخت مخلوط آزمون با توجه به نتیجه محاسبات و اطلاعات حاصله مانند اسلامپ ، کارآئی و مقاومت و وزن مخصوص بتن میتوان اصلاحات لازم را در محاسبات به انجام رسانید و طرح اختلاط را نهائی کرد. امریکائی ها نیز در ACI 211.1 و ACI 211.2 و ACI 213 R سه روش را برای طرح اختلاط بتن سشبکدانه و یا نیمه سبکدانه توصیه نموده اند :

1. روش حجم مطلق :
در این روش عملا" پس از تعیین آب آزاد ، سیمان ، سنگدانه درشت خشک و اشباع ، ازفرمول حجم مطلق استفاده نموده و وزن ماسه اشباع با سطح خشک بدست می آید . این روش برای بتن معمولی ، نیمه سبکدانه و تمام سبکدانه قابل اجراست .

مشکل عمده در این حالت تعیین مقدار چگالی اشباع با سطح خشک سبکدانه ها و ظرفیت جذب آب آنهاست . علاوه بر آن عملا" یک اشکال مفهومی نیز در این حالت وجود دارد و آن اینکه آیا اصولا" در هنگام ریختن و گیرش بتن ، سبکدانه ها به مرحله اشباع با سطح خشک رسیده اند که بتوان از چگالی اشباع با سطح خشک آنها برای تعیین حجم اشغال آنها در بتن استفاده نمود . از آنجا که تفاوت حالت واقعی با فرضی گاه خیلی زیاد است . استفاده از این روش بویژه اگر قرار باشد وزن اشباع با سطح خشک و چگال مربوط در فرمول حجم مطلق بکار رود محل تأمل است مگر اینکه از یک چگالی یا وزن دیگر با توجه به جذب آب واقعی در این حالت استفاده نمود که روش بسیار دقیقی حاصل می گردد . امروزه سعی شده است با این روش به طرح اختلاط مناسب دست یافت . مثلا" در روش های اروپائی که این مشکل وجود دارد سعی می شود از جذب آب و چگالی نیم ساعته ، 1 ساعته یا 2 ساعته و حتی 4 ساعته استفاده گردد.

آنچه در اینجا اهمیت دارد آنست که در هنگام گیرش نسبت آب به سیمان واقعی چقدر است و با دانستن اینکه آبهای موجود در بتن ، در سنگدانه یا خمیر سیمان است به این نتیجه رسید که آب آزاد واقعی چیست و چقدر می باشد . مسلما" کارآئی و اسلامپ را آب آزاد مربوط به زمانهای کوتاهتر مثل 15 دقیقه یا 30 دقیقه تعیین می کنند . این امر مستلزم آنست که رژیم جذب آب سبکدانه را بدانیم و در هر حالت چگالی سبکدانه را محاسبه کنیم .

2. روش حجمی ( Volumetric ) :
در روش حجمی از یک مخلوط آزمون با مقادیر تخمینی استفاده می شود ( آب ، سیمان ، سنگدانه ریز و درشت ) . پس از ساخت مخلوط آزمون و انجام آزمایشهای لازم مانند : اسلامپ ، درصد هوا و وزن مخصوص بتن تازه و مشاهده قابلیت تراکم ، ماله خوری و کارآئی ، خصوصیات دیگر نیز می تواند در زمانهای بعد بدست آید ( مثل مقاومت و ..... ) . اما پس از ساخت بتن و اندازه گیری وزن مخصوص بتن تازه ، با توجه به وزن مصالح مورد استفاده در ساخت بتن ، حجم بتن حاصله تعیین می شود . حجم محاسباتی بتن نیز قبلا" مشخص شده است و لذا و اصلاح در مخلوط برای یکی شدن این ها صورت می گیرد . مسلما" باید اهداف مقاومتی و دوام نیز تأمین گردد . در اینجا نیز مشکل چگالی ذرات و جذب آب وجود دارد که معمولا" رطوبت و چگالی موجود مد نظر قرار می گیرد . لازم به ذکر است که این روش برای بتن های نیمه سبکدانه و تمام سبکدانه کاربرد دارد. همچنین در این روش از حجم سنگدانه ها بصورت شل استفاده می گردد .


3. روش وزنی یا فاکتور چگالی ( Weight Method or Specificgravity factor Method ) :
این روش صرفا" برای سبکدانه درشت و ریز دانه معمولی کاربرد دارد یعنی صرفا" برای بتن نیمه سبکدانه مورد استفاده قرار می گیرد . در این روش از فاکتور چگالی بجاب چگالی ذرات سبکدانه استفاده می شود . فاکتور چگالی تعریف خاصی است که فقط در ACI 211.2 ( در ضمیمه A ) آمده است و با تعریف چگالی تفاوت دارد . S فاکتور چگالی بصورت زیر می باشد. C وزن سبکدانه ( خشک یا مرطوب ) و B وزن پیکنومتر پر از آب و A وزن پیکنومتر پر از آب و سبکدانه می باشد .


بنابراین در این تعریف وضعیت رطوبتی مشخص نیست و میتواند از حالت خشک تا کاملا" اشباع انجام شود اما باید وضعیت رطوبتی در هر مورد گزارش شود یعنی بگوئیم فاکتور چگالی برای سبکدانه ای با رطوبت معین برابر S می باشد . با توجه به روند معمولی طرح اختلاط امریکائی ، مقدار آب آزاد ، نسبت آب به سیمان ، مقدار سیمان ، وزن سبکدانه درشت خشک و مرطوب بدست می آید که در این رابطه مدول زیری ماسه و حداکثر اندازه سنگدانه ها و کارآئی مورد نیاز کاربرد دارد . جذب آب سبکدانه می تواند طبق دستورهای استاندارد موجود و یا ضمیمه B مربوط به ACI 211.2 مشخص شود که بر این اساس آب کل بدست می آید . در این روش نیز باتوجه به وزن یک متر مکعب بتن مقدار ماسه بدست می آید و بتن مورد نظر با اصلاحات رطوبتی ساخته شده و حک و اصلاح لازم بر روی مقادیر بدست آمده صورت می گیرد تا بتن مطلوب حاصل شود .


کاربردهای بتن سبک
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 . جالب است بدانیم بتن های سبکدانه سازه ای مسلح در ابتدا عمدتا" در ساخت کشتی های تجاری و جنگی در جنگ جهانی اول از سال 1918 تا 1922 بکار رفته است . کشتی Atlantus به وزن 3000 تن در سال 1918 و کشتی Selmaبه وزن 7500 تن و طول 132متر در سال 1919 به آب افتادند . همچنین در جنگ جهانی دوم ( تا اواسط جنگ) بدلیل محدودیت هائی در تولید ورق فولادی ( مانند جنگ جهانی اول ) کشتی ها و بارج های زیادی ساخته شدند که در همه آنها از بتن سبکدانه ( و معمولا" سبکدانه رسی منبسط شده ) استفاده شده بود . 24 کشتی اقیانوس پیما و 80 بارج دریائی تا پایان جنگ جهانی دوم در امریکا ساخته شد که ظرفیت آنها از 3 تا 000/ 140 تن بود .

جالب است بدانیم تا این اواخر یک کشتی بنام Peralta که در جنگ جهانی اول ساخته شده بود ، شناور بود و آزمایشهای ارزشمندی نیز بر روی آن انجام شده است که نشان دوام عالی بتن آن از نظر خوردگی میلگردها و کربناسیون می باشد .

مخازن شناور آب و مواد نفتی از جمله موارد استفاده بتن سبکدانه ای مسلح در طول دوران جنگ جهانی اول و دوم بوده است که ظاهرا" بعدها نیز بر خلاف ساخت کشتی ها ، تولید و ساخت آنها ادامه یافته است اما بدلیل اقتصادی در زمان صلح بواسطه وفور ورق فولادی ، تولید کشتی مقرون به صرفه نمی باشد .
در سالهای 1950 و 1960 پل ها و ساختمانهای زیادی با بتن سبکدانه مسلح سازه ای در دنیا ساخته شد . بطور مثال در ایالات متحده و کانادا بیش از 150 پل و ساختمان از این نوع مورد بهره برداری قرار گرفت . بطور مثال ساختمان هتل پارک پلازا در سنت لوئیز امریکا ، ساختمان 14 طبقه اداره تلفن بل جنوب غربی در کانزاس سیتی در سال 1929 از ساختمانهائی هستند که در دهه 20 و 30 میلادی ساخته شده اند .

ساختمان 42 طبقه در شیکاگو ، ترمینال TWA در فرودگاه نیویورک ( 1960 ) ، فرودگاه Dulles واشنگتن در 1962 ، کلیسائی در نروژ در 1965 ، پلی در وایسبادن آلمان در 1966 و پل آب بر در روتردام هلند در 1968 از جمله این موارد هستند . در هلند ، انگلستان ، ایتالیا و اسکاتلند در دهه 70 و 80 میلادی پلهائی از نوع ساخته شده اند .

مخازن عظیم گاز طبیعی ، اسکله شناور ، مخزن نفت در زیر آب و ساختمانهای فرا ساحلی مانند سکوهای استخراج نفت و گاز با بتن سبکدانه مسلح سازه ای ساخته شده اند که اغلب بصورت نیمه سبکدانه و گاه تمام سبکدانه بوده اند . سکوی بزرگ پرش اسکی ، جایگاه تماشاچی در برخی استادیومها و همچنین سقف این استادیومها گاه از بتن سبکدانه ساخته شده است .

بزرگترین بنای بتن سبکدانه ، یک ساختمان اداری 52 طبقه در تکزاس با ارتفاع 215 متر می باشد. در هلند در سالهای 60 تا 73 میلادی 15 پل با دهانه بزرگ با بتن سبکدانه ساخته شده است. در سالهای دهه 70 میلادی ساخت بتن های سبکدانه پر مقاومت آغاز شد و در دهه 80 بدلیل نیاز برخی شرکتهای نفتی در امریکا ، نروژ و مکزیک ، ساخت سازه ها و مخازن ساحلی و فرا ساحلی مانند سکوهای نفتی با بتن سبکدانه پر مقاومت آغاز شد که در اواخر دهه 80 و اوائل دهه 90 به بهره برداری رسید و نتایج آن منتشر شده است .

FIP ( fib ) برخی پروژه های مهم ساخته شده با بتن سبکدانه را منتشر نموده است که کاربرد آن را نجومی نشان می دهد .

• بتن اسفنجی معمولا" بع دو نوع گازی و کفی تقسیم میشود . این نوع بتن ها را بتن پوک و متخلخل نیز می نامند و در برخی منابع بتن Cellular نام دارد . اغلب بتن های گازی و کفی غیر سازه ای هستند اما برخی بتن های گازی از قابلیت سازه ای شدن و حتی مسلح شدن برخوردار می باشند .

بتن های اسفنجی عمدتا" پر کننده هستند . ساخت برخی پانل های جداکننده ، ایجاد کف سازی و شیب بندی ، عایق های حرارتی و جاذب صوت از جمله موارد مورد استفاده بتن اسفنج غیر سازه ای است . تولید قطعات و بلوکهای ساختمانی برای بنائی از جمله کاربردهای بتن گازی است . نوعی بتن گازی بنام سیپورکس در سوئد ساخته شد که می توانست مسلح گردد و در ایران نیز مدتی قطعات بتنی مسلح سیپورکسی بکار رفت از جمله دالهای بتن مسلح پیش ساخته برای پوشش سقف از جنس سیپورکس در برخی پروژه های کشور ما مصرف گشته است . قطعات نما از جنس بتن کفی و گازی یا سبکدانه غیر سازه ای نیز تولید و مصرف شده است .

کاربردهای بتن فاقد ریزدانه نیز در مبحث جداگانه ای نیز ارائه شده است .

چگونه بتن Scc بسازیم:

چگونه بتن Scc بسازیم:
در ابتدا باید بدانیم Scc نوعی بتن است . Scc طرح ویژه ای از مخلوط بتن نیست. بلکه مخلوطی پوسته با نشانههای مشابه از خصوصیات جریان است. مشخصات روولوژیک به وسیله تغییرات در طرح اختلاط اصلاح شده اند واحتمالن با استفاده از سایر افزودنی ها.
اولا مقدار زیادی از افزودنی های کاهنده ی اب(فوق روان کننده ها) برای ایجاد روانی زیاد مخلوط استفاده می شوند
که بسیار شبیه بتن های با اسلامپ بالا هستند.دوم مقادیر دانه بندی اصلاح شده است. برای ساختن یک مخلوط موفقی از Scc اندازه و شکل بزرگدانه ها خیلی مهم هستند. سوم برای رسیدن به مخلوط دارای چسبندگی که می بایستی نگهدارنده دانه ها باشد و انها را به یکدیگر بچسباند مشخصات جریان تغییر داده شده است. همچنین افزودنی های کاهنده ی اب قدیمی به مقدار فراوان برای ایجاد روانی زیاد مورد نیاز مخلوط استفاده می شوند.
نسل جدید فوق روانکننده های پلی کربوکسیلیت بکار می روند و به ترتیب گلنیوم ،ادوا،ویسکوکریت،سوپرفلوکس
گریس،سیکا،واکسیم توسط تولید کنندگانشان نامیده می شوند. این نسل جدید از فوق روان کننده ها کاهش اب زیاد و قابلیت حفظ اسلامپ بالا را به وجود می اورند. اندازه دانه بندی،شکل ان،مقدار ودرجه بندی انها نقش حیاتی در ساختن Scc ایفا می کنند.مشابه با هرگونه مخلوط بتن برای اینکه بتن بتواند از بین میلگرد ها عبور کند اندازه دانه بندی می بایستی محدود شود.در Scc بیشترین اندازه اغلب 2/1 تا8/3 اینچ است. دانه بندی نخودی قابل قبول تراز دانه بندی بادامی است زیرا دانه بندی بادامی تمایل به قفل شدن به یکدیگر را دارد. مقدار دانه های درشتدانه معمولا در مخلوط Scc کاهش پیدا می کند و در نتیجه نسبت ماسه به کل دانه بندی برابر با 2/1 یا بیشتر می شود.
درجه بندی دانه های مخلوط مهمترین جنبه ساخت مخلوط Scc است. یک منبع بد دانه بندی شده ممکن است ساختن مخلوط Scc را غیر ممکن سازد. بیشتر شرکت های بتن ساز و تولید کنندگان بزرگ مخلوط های اماده بتنی
برنامه های کامپیوتری برای مشخص کردن اپتیمم اب انداختگی مصالح از منابع در دسرس را دارند.

نصب «بتن بیولوژیکال» در دیواره‌های سبز عمودی

نصب «بتن بیولوژیکال» در دیواره‌های سبز عمودی

امروزه در اکثر کشورهای اروپایی ساختمان‌ها با استفاده از جدیدترین ساختارهای زیست‌محیطی و مصالح ساختمانی سبز احداث می‌شوند که نه تنها مصرف انرژی را به حداقل می‌رساند، بلکه سبب کاهش هزینه‌های ساخت و افزایش طول‌عمر سازه خواهد شد.

گروه تکنولوژی‌های سبز دانشگاه پلی‌تکنیک بارسلونا برای نخستین بار بتن جدیدی را با عنوان «بتن بیولوژیکال» طراحی کرده که در احداث ساختمان‌های سبز مورد استفاده قرار می‌گیرد و می‌توان دیواره‌های عمودی سبز با پوشش انواع گیاهان را بر روی آن نصب کرد.

بتن بیولوژیکال جایگزین سیمان پورتلند می‌شود و با ترکیب فسفات منیزیم خاصیت علاوه بر مقاومت بالا، به حفظ محیط زیست نیز کمک خواهد کرد. در واقع فسفات منیزیم خاصیت اسیدی مضر را از بتن گرفته و آن را با شرایط زیست‌محیطی سازگار می‌سازد.

کاربرد این نوع بتن به ویژه در مناطق مدیترانه‌ای بسیار موثر است، چرا که از تولید باکتری و تجمع آلاینده‌های رطوبت‌زا جلوگیری می‌کند. پارامترهایی که برای طراحی و تولید بتن بیولوژیکال به کار گرفته می‌شود به لطافت، سبک وزنی و در عین حال مقاومت بدنه ساختمان کمک می‌کند و رشد گیاهان سبز در دیواره‌های عمودی ساختمان را دوبرابر افزایش می‌دهد.

همچنین این بتن سازگار با محیط‌زیست در ساخت پنل‌های گیاهی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. این پنل‌های دیواری در سه لایه طراحی می‌شوند که لایه اول شامل ورقه ضدآب حرارتی است و چرخش آب درون دیواره را کنترل می‌کند و به خروج و ورود آن نظم می‌بخشد. لایه دوم مربوط به خروج آب آلوده به مخزن تصفیه و جذب مجدد آب پاک برای گیاهان زنده می‌شود که در عین حال از فرار یا هدر رفتن آب جلوگیری می‌کند.

لایه سوم را نیز بتن بیولوژیکال تشکیل می‌دهد که حفظ ساختار داخلی دو لایه دیگر را تحت کنترل و نظارت قرار داده و از ورود مواد زائد به داخل آن­ها جلوگیری می‌کند. تمامی این بخش‌ها بدان معناست که با استفاده از این بتن، عملیات مکانیکی سخت در تشکیل بدنه خارجی ساختمان حذف می‌شود و تکنیک‌های سازگار با محیط‌زیست جایگزین آن خواهد شد. ارگانیسم حرکت آب و جذب آب باران در لایه‌های درونی بتن بیولوژیکال به اندازه‌ای منظم انجام می‌شود که هدر رفتن انرژی پاک و خالص به طور تقریبی به صفر می‌رسد.

طرح ساخت پنل‌های گیاهی با استفاده از بتن بیولوژیکال و احداث سازه از طریق این نوع بتن مورد استقبال کارشناسان و سازندگان اسپانیایی قرار گرفته است.

هم‌اکنون توسعه‌دهندگان فناوری‌های سبز ساختمانی این کشور کاربرد بتن سبز بیولوژیکال را در دستور کار خود قرار داده و این طرح جدید را در پروژه‌‌های شهری بارسلونا به اجرا درمی‌آورند. همچنین می‌توان بتن بیولوژیکال را در رنگ­ها و طرح‌های فانتزی متنوع تولید کرد که در این­صورت استفاده از رنگ‌های صنعتی مضر به حداقل می‌رسد. الگوها و رنگ‌های بدنه بتن بیولوژیکال به گونه‌ای است که در شرایط گوناگون زیست‌محیطی دچار کم‌ترین تغییرات می‌شوند و به هیچ عنوان در سطح آن­ها ترک یا شکاف به وجود نمی‌آید.

پوزولان

پوزولان

اولین چسبنده هیدرولیکی تاریخ از ترکیب پوزولان و آهک بدست آمد. پوزولان که خاصیت هیدرولیکی نهایی دارد از عمومی ترین مواد سیمانی است و طبق تعریف ASTM 618-94 به مواد سیلیسی یا سیلیسی آلومینیومی اطلاق می شود که به تنهایی خاصیت گیرش نداشته (با خیلی کم دارند) ولی به صورت ذرات ریز در مجاورت رطوبت با هیدروکسید کلسیم، در دمای معمولی واکنش شیمیایی انجام دده و ترکیباتی که خواص سیمانی دارند به وجود می آورند.
پوزولان باید به صورت ذرات ریز بوده و سیلیکا نیز باید آمورف باشد (زیرا سیلیکای بلوری فعالیت بسیار کمی دارد) تا فعالیت پوزولانی کامل شود. مواد پوزولانی که همراه سیمان پرتلند به کار برده می شوند با هیدروکسیدکلسیم آزادشده (در نتیجه هیدراسیون سیمان) واکنش انجام داده و هیدرات سیلیکات کلسیم تشکیل می دهند که خاصیت سیمانی دارد.
به طور کلی منبع پوزولان می توانند طبیعی یا مصنوعی باشند. پوزولان مصنوعی از محصولات زاید یا جانبی صنعت می باشند، مانند خاکستر بادی، دوده سیلیس و سرباره، پوزولانهای طبیعی شامل خاکستر آتشفشانی (توف)، تراس، پامیس، سنگ رسی اوپالینی، چرت اوپالینی، خاک دیاتومه کلسینه شده ، تریپولی و خاک رس پخته می باشند که طبق استاندارد ASTM618 جزو گروه N طبقه بندی می شوند. برخی از انواع پوزولان طبیعی ممکن است به خاطر خواص فیزیکی شان مشکلاتی به وجود آورند. مثلاً خاک دیاتومه به دلیل متخلخل و گوشه دار بودن ذراتش، نیاز به آب زیادی خواهد داشت. بعضی از پوزولانهای طبیعی دیگر فعالیتشان با کلسینه کردن افزایش می یابد. از آن جمله می توان به متاکائولین اشاره کرد که از کلسینه کردن خاک رس کائولینی (خاک رس چینی) خالص یا تصفیه شده در حرارت بین 650 تا 850 درجه سلسیوس و آسیا کردن به نرمی حدوداً 800m2/kg (بلین) به دست می آید. قطر ذرات آن بین 1 تا 100 میکرون می باشد و وزن مخصوص آن در حدود 35/2 است. چنانچه خاکستر بادی سیلیسی باشد در گروه ((F)) و چنانچه آهکی باشد در گروه ((C)) طبقه بندی می شود، ولی به دلیل عدم وجود نیروگاههای با سوخت زغال سنگ در کشور ما ، این پوزولان موجود نمی باشد. دوده سیلیس (یا میکروسیلیس) از مواد سیمانی تقریباً جدید است که در ابتدا به عنوان پوزولان به کار گرفته شد ولی بعد ها نه فقط به عنوان یک پوزولان بسیار فعال بلکه در ساخت بتن توانمند و بتن با مقاومت زیاد به کار گرفته شد.
دوده سیلیس یا میکروسیلیس از جمع آوری دوده به وجود آمده در فرآیند تولید آلیاژهای سیلیس و فروسیلیس از کوارتز با خلوص زیاد و زغال سنگ در کوره قوس الکتریکی غوطه ور به دست می آید.
ذرات دوده سیلیس یا میکروسیلیس کروی شکل بوده و ذرات بسیار ریزی دارد، به طوری که متوسط قطر ذرات آن زیر 0/1میکرون می باشد و قطر ذرات آن بین 0/30 تا 0/3 میکرون است. نرمی دوده سیلیس 2000m2/kg (جذب نیتروژن) می باشد که چیزی حدود 13 تا 20 برابر دیگر انواع پوزولان شناخته شده (با استفاده از دستگاه جذب نیتروژن) می باشد.
وزن مخصوص دوده سیلیس حدود 2/2 است. مواد پوزولانی مورد بحث، چون خاصیت هیدرولیکی نهایی دارند همیشه همراه با سیمان پرتلند استفاده می شوند. پوزولان و سیمان پرتلند یا به صورت دانه و کلینکر در آسیا مخلوط و آسیاب می شود و یا به صورت پودر مخلوط می شوند و یا اینکه در مخلوط کن در هنگام ساخت بتن ریخته می شوند. بنابراین روشهای کاربرد پوزولان مانند سرباره آهن گدازی می تواند متنوع باشد.
مقدار جایگزینی مواد پوزولانی در سیمان پرتلند بستگی به فعالیت پوزولانی آنها دارد. هر چه فعالیت پوزولانی آنها بیشتر باشد درصد جایگزینی آنها نیز بیشتر می گردد ولی به طور کلی برای هر پوزولان خاص مقدار درصد بهینه ای که بیشترین مقاومت و یا خصوصیت مورد نظر را حاصل کند، بایستی به دست آورد و برای آن پوزولان خاص مقدار درصد بهینه مربوط به خود را استفاده نمود. بنابراین در سیمانهای پرتلند پوزولانی با توجه به نوع و ترکیبات فیزیکی و شیمیایی و فعالیت پوزولان مورد مصرف (درصد بهینه) متفاوت خواهد بود. واکنش پوزولانی در دمای معمولی آهسته انجام می شود و تا دو هفته به طول می انجامد. به همین دلیل مقاومت بتن های ساخته شده با سیمانهای پوزولانی در سنین اولیه کمتر و در سنین بعدی زیادتر از بتنی است که تنها با سیمان پرتلند ساخته شده باشد. همزمان با انجام این واکنش ها حرارت زایی سیمانهای پوزولانی نیز کمتر از سیمان پرتلند می گردد.
زمانهای گیرش با آنکه در محدوده سیمانهای پرتلند استاندارد می باشد ولی کمی افزایش دارد. سیمانهای پوزولانی معمولاً در مقابل حمله سولفاتی آب دریا، محلولهای سولفات و آبهای اسیدی طبیعتی مقاوم اند. سیمانهای پوزولانی قابلیت کاهش انبساط ناشی از واکنش قلیلیی سنگندانه ها را دارند و اغلب نفوذ پذیری بتن را ، خصوصاً در بتن های کم عیار ، کاهش می دهند. با توجه به خصوصیات ذکر شده ، مورد استفاده اصلی پوزولان و سیمانهای پوزولانی در بتن های حجیم، اسکله و بندر ، سواحل دریا ، فاضلابها در آب و هوای گرم می باشد. پوزولان به دلیل افزایش خمیر، خصوصیات بتن ازه را بهبود می بخشد و چسبندگی و روانی بتن را افزایش می دهند. البته نرمی و شکل ذرات هم دراین مسئله دخیل هستند. پوزولان و مواد سیمانی باید مانند سیمان پرتلند حمل و انبار شوند.


جدول (ویژگیهای شیمیایی سیمان پرتلند پوزولانی)

ردیف	ترکیب شیمیایی	حداکثر میزان درصد وزنی	روش آزمون استاندارد ملی
1	اکسید منیزیم (Mg)	5	1692
2	تری اکسید گوگرد (SO3)	4	1692
3	افت حرارتی	5	1692
4	کلراید (Cl)	0.1	1692

ويژگي هاي فيزيکي سيمان پرتلند پوزولاني

روش آزمون استاندار ملي	حداکثر ميزان درصد وزني	ترکيب فيزيکي	رديف
390	3000	نرمي: سطح مخصوص سانتيمتر مربع بر گرم(حداقل)		1
391	0.5	انبساط با آزمون اتوکلاه (حداکثر درصد)		2
391	0.2	انقباض با آزمون اتو کلاو		3
392	60	اوليه(حداقل به دقیقه)	زمان گیرش با آزمون ویکات	4
	7	نهايي (حداکثر به سرعت)
393	100	سه روزه	حداقل تاب فشاری کیلوگرم بر سانتی متر مربع	5
	175	هفت روزه
	315	بیست و هشت روزه
394	70	هفت روزه	حرارت هیدراتاسیون حداکثر (حداکثر بر گرم)	6
	80	بیست و هشت روزه

بتن خود تراکم از تئوري تا توليد

چکيده

تراکم کامل بتن و جاگيري مناسب آن در قالب از مهمترين نکات در اجراي صحيح سازه هاي بتني مي باشد. متراکم نمودن بتن با استفاده از روشهاي معمول يعني استفاده از ويبراتورها مشکلات متعددي از جمله جداشدگي دانه ها، شن‌نماشدن بعضي نقاط را به همراه دارد.

بتن خودتراکم راه حل بسيار مناسبي براي مقابله با اين مشکلات است که اولين بار در دهه گذشته توسط دانشمندان ژاپني ابداع گرديد.

سطح تمام شده بهتر، اطمينان از تراکم بتن بدون استفاده از ويبراتور، افزايش سرعت اجرا و کاهش نيروي انساني مورد نياز براي اجرا، از جمله مزاياي بتن خودتراکم مي باشد.

در اين مقاله علاوه بر معرفي کلي بتن خودتراکم و خواص آن آزمايشات مربوطه به صورت کامل تشريح گرديده است.

 

1- مقدمه

يکي از نکات مهم در اجراي صحيح سازه هاي بتني تراکم کامل بتن و جا گيري مناسب آن در قالب مي باشد . اين مسأله در مورد المان هايي همچون ديوار برشي و ستون که در آنها فشردگي آرماتور زياد و ابعاد مقطع بتن ريزي کوچک مي باشد از اهميت بيشتري برخوردار است.

 استفاده از ويبراتور جهت متراکم کردن بتن، مشکلات زيادي به همراه دارد که از جمله آنها مي‌توان به موارد زير اشاره نمود:

·  جداشدگي دانه بندي بتن به علت ويبره زياد در بعضي مناطق

·  تراکم ناهمگن در نقاط مختلف سازه و در نتيجه مقاومت فشاري متفاوت در مقاطع مختلف سازه

·  گير کردن شيلنگ ويبره بين آرماتورها در حين اجرا

·  کرمو شدن بعضي مناطق به علت غيرقابل دسترس بودن

·  کرمو شدن نقاطي از سطح بتن به علت ويبره بيش از حد و فرار شيره بتن

جاگيري ناقص بتن در قالب

 

به موارد فوق بايد آلودگي صوتي و خطرات جاني عمليات ويبره در مورد ديوارها و ستونهاي بتني را نيز افزود.

بتن خود تراکم راه حلي است که امروزه جهت رفع اين مشکلات و همچنين رسيدن به بتني با کيفيت بالاتر مطرح مي باشد .

نظريه بتن خود تراکم که انقلابي در زمينه تکنولوژي بتن ناميده شده است اولين بار توسط پروفسور حجيم اکمورا از دانشگاه کوجي ژاپن در سال 1986 مطرح گرديد .

درسال 1988 اين نظر تکميل و براي اولين بار بتن خود تراکم ساخته شد .

درسال 1989 اولين مقاله درباره بتن خود تراکم در دومين کنفرانس مهندسي سازه و ساختمان آسياي شرقي ارائه شد .

امروزه بتن خود تراکم در پروژه هاي مختلف عمراني در سطح دنيا مورد استفاده قرار مي گيرد همچنين آزمايشات تحقيقي و پژوهشي در اين زمينه ادامه دارد .

 

2- آشنايي کلي با بتن خود تراکم

بتن خود تراکم بتني است که بدون اعمال هيچگونه انرژي خارجي و تحت اثر وزن خود متراکم گردد. اين بتن که ماده اي بسيار سيال و روان و مخلوطي همگن است ، بسياري از مشکلات بتن معمولي نظير جدا شدگي ، آب انداختن ، جذب آب ، نفوذپذيري و ...را رفع نموده و علاوه بر اين بدون نياز به هيچ لرزاننده (ويبره) داخلي يا ويبره بدنه قالب تحت اثر وزن خود متراکم مي شود.

اين بتن به راحتي توانايي پر کردن قالب در محل شبکه هاي آرماتور فشرده را دارا مي باشد و حتي در جاهايي که دسترسي به آنها دشوار است به راحتي عبور مي کند .

بتن خود تراکم در طرح اختلاط و ساختارش تفاوت عمده اي با بتن معمولي ندارد . البته مواد خاصي جهت نيل به مشخصات ويژه اين بتن در توليد آن مورد مصرف قرار مي گيرد. اين مواد عمدتاً شامل فوق روان کننده ها، مواد مضاف پوزولاني و فيلرها (پودر سنگ با قطر دانه هاي ريزتر از 125 ميکرون) مي باشند. همچنين ملاحظات خاصي در مورد دانه بندي سنگدانه هاي مورد مصرف در اين نوع بتن در نظر گرفته مي شود .

مزاياي استفاده از بتن خود تراکم به شرح زير مي باشد:

·  اطمينان از تراکم بخصوص در مقاطعي که کاربرد لرزاننده دشوار است .

·  جاگيري آسانتر در قالب

·  سطح تمام شده بهتر

·  کاهش نيروي انساني

·  اجراي سريعتر خصوصاً در مورد مقاطع ديوار و ستون

·  آزادي عمل بيشتر در طراحي (امکان ايجاد مقاطع نازک تر )

· 
کاهش آلودگي صوتي ناشي از عمليات ويبره

سطح تمام شده بتن خود تراکم در مقايسه با بتن معمولي

 

3- مواد تشکيل دهنده بتن خود تراکم

3-1- سنگدانه :

سنگدانه ها به دو دسته تقسيم  مي شوند:

 

3-1-1- ماسه:

تمامي ماسه هاي متداول در توليد بتن معمولي در اين صنعت نيز به کار مي رود . هر دونوع ماسه شکسته و يا گرد گوشه اعم از سليسي و يا آهکي مي تواند مورد استفاده قرار گيرد . ذرات ريزتر از
125 ميکرون که به عنوان " پودر" تلقي ميشوند، برخواص رواني بتن خود تراکم بسيار مؤثر بوده و به منظور توليد بتن يکنواخت ، رطوبت آن بايد دقيقاً کنترل شود. حداقل ميزان ريزدانه ها (از ماسه تا مواد چسباننده پودري ) به منظور جلوگيري از جداشدگي دانه‌بندي از مقدار شخصي نبايد کمتر باشد.

 

3-1-2- شن (درشت دانه ها ):

تمامي انواع درشت دانه در اينجا به کار مي رود، ولي حداکثر اندازه معمولي دانه ها 16 تا
20 ميلي‌متر مي باشد . به هر حال سنگدانه هاي تا حدود 40 ميلي متر نيز مي تواند در بتن خود تراکم به کار رود.استفاده از سنگدانه هاي شکسته سبب افزايش مقاومت بتن خود تراکم(بدليل افزايش قفل و بست بين ذرات) مي شود در حاليکه سنگدانه هاي گرد گوشه بدليل گوشه بدليل کاهش اصطکاک داخلي رواني آن را بهبود مي بخشد .

 

3-2-  سيمان:

به طور کلي تمامي انواع سيمان هاي استاندارد مي تواند در بتن خود تراکم به کار رود . انتخاب نوع سيمان بستگي به پارامترهاي مورد انتظار بتن مثل مقاومت ، دوام و ... دارد .

دامنه عمومي ميزان مصرف سيمان در اينجا 350 تا 450 کيلوگرم در مترمکعب مي باشد . ميزان بيشتر از 500 مي تواند سبب افزايش خطر جمع شدگي شود . ميزان کمتر از 350 نيز فقط در صورتي قابل قبول مي باشد که به همراه مواد پوزولاني ، خاکسترهاي بادي ، دوده سيليسي و ... به کار رود .

حضور بيش از 10% ميزان  در سيمان مي تواند سبب کاهش نگهداشت کارايي بتن گردد .

 

3-3- مواد مضاف :

مصالح بسيار ريز غير آلي هستند که به منظور بهبود و يا ايجاد خواص مشخص در بتن به آن افزوده مي شوند .اين مواد باعث بهبود کارايي ، کاهش حرارت هيدراتاسيون و عملکرد بهتر بتن در دراز مدت مي گردند .

مواد مضاف عمومي مورد استفاده عبارتند از:

 

3-3-1- پودر سنگ:

ذرات شکسته بسيار ريز (کوچکتر از 125 ميکرون) سنگ آهک، دولوميت و يا گرانيت است که به منظور افزايش مواد پودري به کار مي رود . استفاده از پودرهاي دولوميتي، بدليل واکنش هاي کربنات قليايي مي تواند دوام بتن را با مشکل مواجه نمايد .

3-3-2- خاکستر بادي:

ماده اي است که از سوختن زغال سنگ حاصل مي شود و داراي خصوصيات پوزولاني است که در بهبود خواص بتن خيلي مؤثر مي باشد .

 

3-3-3- ميکرو سيليس

ميکرو سيليس در بتن خود تراکم باعث سياليت بالاي بتن شده و دوام بتن را افزايش مي دهد و نقش مهمي در چسبندگي و پرکنندگي بتن با عملکرد بالا دارد. ميکروسيليس داراي حدود 90 درصد دي اکسيد سيليس مي باشد .

ذکر اين نکته ضروري مي نمايد که استفاده از پرکننده در هر کشوري با توجه به ذخائر همان کشور تعيين مي شود. براي مثال در کشورهاي اروپايي که هنوز از زغال سنگ به عنوان سوخت کربني استفاده مي شود به کاربردن خاکستر بادي امري بهينه و مفيد است، در کشورهايي که به لحاظ صنعت ذوب آهن در مرحله صنعتي قراردارند ، ميتوان از سرباره کارخانجات ذوب آهن استفاده نمود در کشور ما نيز با توجه به در دسترس بودن و همچنين کارآيي آن پرکننده، بايد به دنبال ماده اي مناسب و مقرون به صرفه براي جايگزيني فيلرهاي مرسوم در صنعت بتن خود تراکم اروپايي باشيم .

 

3-4- مواد افزودني :

 موادي هستند که به منظور ايجاد و يا بهبود خواص مشخصي به بتن تازه و يا سخت شده در حين ساخت بتن به آن افزوده ميشوند. استفاده از فوق روان  کننده ها براي توليد بتن خود تراکم به منظور ايجاد کارآيي مناسب، ضروري مي باشد. از انواع ديگر مواد افزودني ميتوان به عامل اصلاح لزجت (V.M.A) به منظور اصلاح لزجت، مواد افزودني حباب زا (A.E.A) به منظور بهبود مقاومت در برابر يخ زدگي و آب شدن، کندگير کننده ها به منظورکنترل گيرش و . . . اشاره نمود .

استفاده از V.M.A در حضور پودرها امکان جدا شدگي دانه بندي را کاهش داده و مخلوط را يکنواخت‌تر مي‌کند ولي در استفاده از آن بايد به اثرات آنها برروي عملکرد بلند مدت بتن توجه داشت‌.

استفاده از فوق روان کننده ها مي تواند تاحدود 20% مصرف آب را کاهش دهند .

 

3-5- آب مخلوط :

 مطابق استاندارد بتن هاي معمولي به کار مي رود .

 

4- خصوصيات ويژه بتن خود تراکم

اين بتن مي تواند براي ساخت هر نوع سازه با ويژگيهاي مطلوب دوام ، مقاومت و ... به کار رود . به لحاظ مقاومت فشاري ، کششي ، مدول الاستيسيته و . . . با بتن هاي معمولي فرق نمي کند و تمامي پارامترها و فرمول هاي طراحي بتن معمولي اينجا نيز کاربرد دارد . بدليل استفاده از مقادير زياد مواد پودري ، انقباض خميري و خزش بيشتري را نسبت به بتن معمولي انتظار داريم لذا سرعت در شروع عمليات عمل آوري در بتن خود تراکم يک امر ضروري است .

جهت بررسي خواص بتن تازه مهمترين فاکتورمطرح، رواني بتن مي باشد که عموماً بوسيله آزمايش اسلامپ سنجيده مي شود ولي در مورد بتن خود تراکم بايد فاکتورهاي بيشتري مورد بررسي قرار گيرد تا از توانايي بتن ساخته شده جهت تراکم خودکار اطمينان حاصل شود ، اين پارامترها به شرح ذيل مي باشد:

- رواني

- توان عبور

- مقاومت در برابر جدا شدگي

- لزجت (ويسکوزيته)

 

4-1- رواني

به قابليت جريان يابي روان و آسان بتن تازه وقتي مانعي بر سر راه آن نباشد، رواني گويند اين ويژگي با آزمايش جريان اسلامپ سنجيده مي شود.

 

4-2- توان عبور:

به توانايي بتن خود تراکم  در جاري  شدن وعبور از بين فضاي کوچک شبکه آرماتور بدون توقف يا جدا شدگي توان عبور گويند .

اين ويژگي با آزمايش جعبه L سنجيده مي شود .

4-3- مقاومت در برابر جدا شدگي:

به توانايي بتن خود تراکم براي يکنواخت و همگن ماندن، طي مراحل حمل و بتن ريزي گويند .

مقاومت در برابر جدا شدگي به وسيله آزمايش پايايي الک سنجيده مي شود .

 

4-4- لزجت (ويسکوزيته)

به خاصيتي که باعث مقاومت دربرابر جاري شدن سريع بتن مي گردد گويند . بتن داراي لزجت پايين به سرعت جريان مي يابد و توقف مي کند ولي بتن با لزجت زياد مدت زمان بيشتري حرکت مي کند تا متوقف شود .

اين ويژگي بوسيله آزمايش قيف V سنجيده مي شود .

روش سنجش خواص کارآيي بتن خود تراکم

رديف	ويژگي مورد سنجش	نام آزمايش
1	رواني	جريان اسلامپ
2	توان عبور	جعبه L
3	مقاومت در برابر جدا شدگي	پايايي الک
4	لزجت (ويسکوزيته )	قيف

 

مهندس جواد مروتي ـ کارشناس واحد تحقيق و توسعه بنيان بتن

مهندس مرجان محمودي ـ کارشناس واحد تحقيق و توسعه بنيان بتن