10-5 فرآوردههای سیمانی
1-10-5 تعریف
1-1-10-5 فرآوردههای سیمانی محصولاتی هستند که ماده چسباننده آنها یکی از انواع سیمانهای گفته شده در فصل 4 این مبحث است.
2-1-10-5 مواد افزودنی بتن موادی هستند که علاوه بر سیمان، آب و سنگدانه در زمان اختلاط به بتن یا سایر مواد پایه سیمانی اضافه شده و موجب اصلاح برخی از خواص بتن تازه یا سخت شده میگردند.
2-10-5 دستهبندی
مهمترین فرآوردههای سیمانی عبارت است از:
1-2-10-5 بتن: بتن پرکاربردترین مصالح مهندسی عمران به شمار میرود و طرح مخلوط آن باید با توجه به کاربرد، نوع مصالح و شرایط محیطی باشد. برای بتنهای با مقاومت بیشتر از 20 مگاپاسکال، تعیین نسبتهای بهینه مخلوط باید از طریق مطالعات آزمایشگاهی و با در نظر گرفتن ضوابط طراحی بر اساس دوام صورت پذیرد. توصیه میشود از روش ملی طرح مخلوط بتن برای تعیین اولیه نسبت مصالح استفاده گردد.
بتنهای ویژه مورد استفاده در کارهای ساختمانی را میتوان به صورت زیر طبقهبندی نمود:
الف- بتن پرمقاومت بتنهایی که مقاومت فشاری مشخصه آنها بیشتر از 50 مگاپاسکال است، بتن پر مقاومت محسوب میشوند.
ب- بتن سبک: بتن سبک عبارت است از بتنی که وزن مخصوص آن به طور محسوسی کمتر از وزن مخصوص بتنی است که با سنگدانههای طبیعی یا شکسته ساخته میشود. بتن سبک در سه نوع طبقهبندی میشود که عبارتند از:
ب-1- بتن سبک غیرسازهای که معمولاً به عنوان تیغههای جداساز و عایقهای صوتی در کف مورد استفاده قرار میگیرد و دارای وزن مخصوص کمتر از 800 کیلوگرم بر متر مکعب میباشد. با وجود وزن مخصوص کم، مقاومت فشاری آن حدود 0.35 تا 7 مگاپاسکال است.
ب-2- بتن سبک سازهای که دارای مقاومت کافی میباشد به گونهای که کاربرد آن در اعضای سازهای مجاز شمرده میشود. این بتن دارای وزن مخصوصی بین 1400 تا 1900 کیلوگرم بر متر مکعب بوده و حداقل مقاومت فشاری مورد نیاز آن 17 مگاپاسکال است.
ب-3- بتن سبک متوسط که از لحاظ وزن مخصوص و مقاومت فشاری در محدودهای بین بتنهای سبک غیرسازهای و سازهای قرار دارد. مقاومت فشاری این بتنها بین 7 تا 17 مگاپاسکال و وزن مخصوص آنها 800 تا 1400کیلوگرم بر متر مکعب میباشد.
پ- بتنهای پاششی (شاتکریت): بتن پاششی بتن یا ملاتی است که به صورت پنوماتیکی ضربهای به سطح پاشیده میشود. بتنهای پاششی را میتوان در دو گروه بتن پاششی مخلوط خشک و بتن پاششی مخلوطتر گروهبندی نمود. در بتنهای پاششی مخلوط خشک اکثر آب مخلوط شده از محل سرلوله اضافه میشود، در حالی که در بتن پاششی مخلوطتر آب و سایر مصالح عمدتاً قبل از ورود به بخش پاشنده مخلوط میشوند. طبق استاندارد ملی ایران شماره 18885 بتن پاششی خشک آماده به دو نوع FA و CA و بر اساس خواص فیزیکی به 4 دسته GU، SR، LP و FR ردهبندی میشود.
ت- بتن اصلاح شده با پلیمر: بتنهایی هستند که برای بهبود برخی خواص آنها از ترکیبات پلیمری استفاده میشود.
ث- بتن خودمتراکم شونده: در مواردی که به مخلوط بتن با قابلیت زیاد جاری شدن، خود پخششدگی در تمام نقاط قالب، پوشش دادن آرماتور با تراکم زیاد، بدون جداشدگی ذرات و بدون لرزاندن مکانیکی نیاز باشد، بتن خودمتراکم شونده مورد استفاده قرار میگیرد.
ج- بتن الیافی: بتن ساخته شده از سیمان، آب، شن، ماسه و الیاف بتن الیافی نامیده میشود.
الیاف در شکلها و اندازههای متفاوت و از جنس فولاد، پلیمر، شیشه و مواد طبیعی مورد استفاده قرار میگیرند. الیاف از طریق افزایش مقاومت کششی و کنترل عرض ترک و ممانعت از توسعه آن سبب ارتقاء خواص مکانیکی بتن میگردند.
چ- بتن رنگی: در تولید بتنهای رنگی معمولاً از رنگدانهها استفاده میشود. رنگدانههای مورداستفاده بایستی از پایداری مناسب در برابر اشعه UV آفتاب و سایر عوامل محیطی برخوردار باشند. ممکن است از جلوه اینگونه بتنها به دلیل فرآیندهایی همچون تراوش آهک به سطح بتن کاسته شود. بنابراین لازم است تمهیدات لازم برای ممانعت از تراوش آهک همچون اعمال پوششها و جلوگیری از سیکلهایتر و خشک شدن انجام گیرد.
2-2-10-5 بلوکهای سیمانی: این بلوکها در دو دسته باربر و غیرباربر تولید و بسته به شرایط در ساخت دیوارهای باربر و غیرباربر استفاده میشوند. بلوک سیمانی سقفی قطعهای پیشساخته و توخالی است که بین دو تیرچه قرار میگیرد و با توجه به ضخامت و مقاومت سقف، ابعاد آن متغیراست. از بلوکهای سیمانی سقفی در ساخت سقفهای مجوف استفاده میشود.
3-2-10-5 بلوکهای (قطعات) سیمانی سبکدانه: بلوکهای سیمانی سبکدانه (توپر و توخالی) از اختلاط سیمانهای هیدرولیکی، آب و دانههای سبک معدنی طبیعی و یا مصنوعی ساخته میشود. براساس چگالی ظاهری، بر دو دسته است:
الف – بلوک سیمانی سبک: بلوکهایی که چگالی خشک ظاهری آنها، کمتر از 1700 کیلوگرم بر مترمکعب است.
ب- بلوک سیمانی نیمه سبک: بلوکهایی که چگالی خشک ظاهری آنها، بین 1700تا2000 کیلوگرم بر متر مکعب است.
بلوکهای سیمانی سبکدانه غیرباربر در ساخت اعضای غیرباربر ساختمانی استفاده شده و بر اساس استاندارد ملی ایران شماره 7782 در چهار رده وزن مخصوص ظاهری 500-700 کیلوگرم بر مترمکعب، 700-1000 کیلوگرم بر مترمکعب، 1000-1700 کیلوگرم بر مترمکعب، و 1700 – 2000 کیلوگرم بر مترمکعب قرار میگیرند.
4-2-10-5 بلوکهای (قطعات) بتن هوادار اتوکلاو شده: بلوکهای بتن هوادار اتوکلاو شده یا بتن گازی بلوکهایی هستند که با ایجاد تخلخل ناشی از واکنش شیمیایی یک عامل حباب ساز مانند پودر آلومینیم، بعد از گیرش اولیه و برش و عملآوری در محیطهای تحت فشار بخار ساخته میشوند. این نوع بلوکها قابلیت استفاده در دیوارهای غیرباربر داخلی و خارجی را دارند. محدودیت کاربری این بتنها با توجه به رده مقاومتی آنها تعیین میشود. بتنهای گازی از نظر رده مقاومتی به سه دسته با مقاومتهای 2.5، 5 و 7.5 مگاپاسکال تقسیم میشوند. همچنین از نظر جرم حجمی خشک، این بتن میتواند دارای جرم حجمی اسمی 400 تا 800 کیلوگرم بر مترمکعب باشد.
5-2-10-5 بلوکهای (قطعات) بتنی سبک اسفنجی (سلولی): بلوکهای بتن سبک اسفنجی (CLC) نوعی بتن سبک متخلخل است که تخلخل آن با استفاده از یک نوع ماده افزودنی کف ساز و یا در اثر یک فرآیند شیمیایی که منجر به تشکیل گاز در بتن، بدون فرآیند اتوکلاو ایجاد میشود. بلوکهای بتنی سیک اسفنجی، از نظر رده مقاومتی به چهار دسته با مقاومتهای 2، 2.5، 3.5 و 6.5 مگاپاسکال تقسیم میشوند. همچنین از نظر جرم حجمی خشک، این بتن میتواند دارای جرم حجمی اسمی 400 تا 800 کیلوگرم بر مترمکعب باشد.
6-2-10-5 موزاییک: کف پوش متراکم شدهای است که از مصالح سنگی، سیمان و آب با شکل و ضخامت یکنواخت ساخته میشود و دارای خصوصیات هندسی مشخصی است. موزاییکها به روش پرس، ویبره و یا پرس و ویبره به شکل منفرد تولید میشود و یا به شکل بلوکهای بزرگ، با پرس، ویبره و یا خلأ قالبگیری و سپس در ابعاد مورد نظر بریده میشوند. موزاییک تک لایه و دو لایه است و براساس نمای ظاهری سطح رویه و دانهبندی، به انواع زیر تقسیم میشوند:
1-6-2-10-5 موزاییک سیماتی ساده: موزاییکی که در سطح رویه فاقد سنگدانه تزیینی است و انواع شیاردار و ساده دارد.
2-6-2-10-5 موزاییک سنگ دار: موزاییکی که در سطح روی آن سنگدانه سخت صیقلپذیر تزیینی به کار رفته است و به صورت شیاردار یا شسته یا صاف ساخته میشود و بر حسب اندازه بزرگترین قطر دانههای سنگی قابل مشاهده، به 5 گروه نرم دانه، ریزدانه، میاندانه درشتدانه و تکهای (پلاکی) و لاشهای تقسیم میشود.
7-2-10-5 ملاتهای آماده: این ملاتها در کارخانه پیمانه و مخلوط میشوند. در ملات خشک آماده مصالح از پیش مخلوط شده و فقط به افزایش آب نیاز دارد. سایر انواع ملاتهای سیمانی در فصل ملاتهای سیمانی ارائه شدهاند.
8-2-10-5 ورقهای سیمانی الیافدار (تختههای سیمانی): ورقهایی متشکل از یک چسباننده هیدرولیکی معدنی با یک چسباننده سیلیکات کلسیمی که با واکنشهای شیمیایی یک ماده سیلیسی و یک ماده آهکی تقویت و با الیاف آلی یا الیاف سنتزی معدنی ساخته میشود. در تولید ورقهای صاف سیمانی الیافدار، استفاده از آزبست مجاز نیست. برخی از الیاف جانشین آزبست عبارت است از: الیاف شیشه، الیاف پلی پروپیلن، الیاف فولادی، الیاف آرامید، الیاف سلولزی، الیاف کربن، الیاف سرامیکی، کولار، پلی وینیل الکل، اکسید آلومینیوم، ولاستونیت و پلی استر. ورقهای صاف سیمانی الیافدار برای کاربری بیرونی ساختمان، نظیر پوشش نماهای خارجی ساختمان، تیغهها، زیرنماها، پوشش جاهای آسیب دیده و مانند آنها و با کاربری داخلی مانند جداگرها، کفها، سقفها و مانند آنها با خواص گسترده متناسب با نوع کاربرد مورد استفاده قرار میگیرند. این ورقها ممکن است دارای سطح صاف یا نقشدار باشد. این ورقها به دو نوع الف و ب تقسیم میشود:
1-8-2-10-5 ورقهای نوع الف روکشدار یا بدون روکش برای کاربریهای بیرونی ساختمان، در جاهایی مناسب است که مستقیماً در معرض تابش خورشید، بارش برف و باران قرار دارند.
2-8-2-10-5 ورقهای نوع ب معمولاً برای مصارف داخلی مناسب است و نیز برای مواردی از مصارف بیرونی ساختمان که در معرض تابش خورشید و بارش باران و برف قرار ندارند.
9-2-10-5 افزودنیهای بتن عمدتاً شامل مواد کندگیر کننده، حباب هواساز، زودگیر کننده، زود سختکننده، نگهدارنده آب، روان کننده، فوق روان کننده و کاهنده میزان جذب آب هستند. مواد افزودنی میتوانند تک منظوره با چند منظوره باشند که انواع چند منظوره به گونهای طراحی شدهاند که علاوه بر یک عملکرد اصلی، حداقل یک عملکرد دیگر نیز داشته باشند.
3-10-5 استانداردها
1-3-10-5 ویژگیها
1-1-3-10-5 آب مصرفی در بتن باید دارای شرایط زیر باشد:
الف- آبی را که قابل آشامیدن است مزه یا بوی مشخصی ندارد و تمیز و صاف است، میتوان بدون انجام آزمایش، در بتن به کار برد. تنها استثنا آن است که سوابق قبلی، نشان دهنده نامناسب بودن این آب برای بتن باشد، که در این صورت، این آب را نباید در بتن به کار برد.
ب- حداکثر مقدار مجاز مواد زیانآور در آب مصرفی در بتن باید مطابق استاندارد ملی ایران شماره 14748 باشد.
پ- آبهای غیرآشامیدنی را هنگامی میتوان قابل قبول تلقی کرد که نتایج حاصل از یک آزمونه و یا میانگین نتایج حاصل از دو آزمونه متوالی ضوابط مربوط را برآورده سازند.
ت- آب غیرآشامیدنی را تنها میتوان در صورتی مورد استفاده قرار داد که موارد زیر را تأمین کند:
pH آب مصرفی در بتن نباید کمتر از 5 یا بیشتر از 8.5 باشد. مقاومت 7 و 28 روزه آزمونههای ملات ساخته شده با آب غیرآشامیدنی حداقل معادل 90 درصد مقاومت نظیر آزمونههای مشابه ساخته شده با آب مقطر باشد. زمان گیرش اولیه خمیر سیمان ساخته شده با آب غیرآشامیدنی بیش از یک ساعت با زمان گیرش نظیر خمیر سیمان ساخته شده با آب مقطر تفاوت نداشته باشد.
نتیجه انبساط حجم به دست آمده از آزمایش سلامت سیمان، در آزمونه ساخته شده با آب غیرآشامیدنی از نتیجه به دست آمده از آزمونه نظیر ساخته شده با آب آشامیدنی بیشتر نباشد. میزان چربی معدنی آب مصرفی در یک حجم معین از بتن از 2.5 درصد وزن سیمان مصرفی در همان حجم از بتن بیشتر نباشد. سایر آبها را چنانچه با مشخصات ارائه شده در استاندارد ملی ایران شماره 14748 با عنوان آب اختلاط بتن مطابقت داشته باشد میتوان استفاده کرد.
2-1-3-10-5 افزودنیهای بتن
الف- مشخصات مواد افزودنی برای استفاده در بتن باید با الزامات استاندارد ملی ایران شماره 2930-2 مطابقت داشته باشد.
ب- لازم است بر اساس آزمونهای انجام شده محدوده مصرف ماده افزودنی بر حسب درصد وزنی سیمان توسط تولید کننده ارائه گردد. در آزمایش افزودنیها آزمایشهایی نظیر تأثیر بر زمان گیرش، کارآیی و مشخصات مکانیکی مطابق با مجموعه استانداردهای ملی ایران تحت شماره 2930 انجام میگیرد.
پ- استفاده از کلرید کلسیم فقط در بتن بدون فولاد مجاز است و حداکثر مصرف آن دو درصد وزنی سیمان مقدار تعیین شده توسط تولیدکننده است.
ت- لازم است از پخش یکنواخت مواد افزودنی در مواد پایه سیمانی اطمینان حاصل شود، بدین منظور توصیه میگردد برخی از انواع این مواد ابتدا در آب مخلوط و سپس به مخلوط اضافه شوند.
3-1-3-10-5 بتن پرمقاومت
در مورد بتن پرمقاومت رعایت موارد زیر لازم است:
الف – انتخاب مصالح مصرفی برای ساخت بتن پرمقاومت باید با دقت بیشتری نسبت به بتن با مقاومت کمتر انجام شود.
ب- تغییرات در خصوصیات سیمان، اثر نامطلوب بر خواص بتن پرمقاومت دارد، بنابراین تغییرات در خصوصیات سیمان باید محدود شود. تغییر در مقدار CSS و افت ناشی از سرخ شدن سیمان نباید به ترتیب بیش از 4 درصد و 0.5 درصد باشد. همچنین تغییر در مقدار سولفات (SO3) باید به 0.2 ±درصد محدود گردد.
پ- هرچند افزایش نرمی سیمان سبب افزایش سرعت واکنش هیدراسیون میشود، اما نرمی بسیار زیاد قابل قبول نیست، زیرا تقاضای آب مخلوط را افزایش میدهد. بنابراین سیمان پرتلند نوع 3 فقط در مواردی باید استفاده شود که مقاومت زیاد زودرس نیاز باشد.
ت- برای کسب مقاومت فشاری و دوام مورد نظر در بتنهای پرمقاومت میتوان از مواد افزودنی معدنی از جمله پوزولانها مانند بتن معمولی استفاده کرد.
ث- از مواد افزودنی شیمیایی در ساخت بتن پرمقاومت مانند بتن معمولی میتوان استفاده کرد، اما از سازگاری سیمان و مواد افزودنی به خصوص فوق روان کننده باید اطمینان حاصل کرد. از آزمایش اسلامپ به عنوان یکی از روشهای بررسی میتوان استفاده کرد.
ج- مقاومت فشاری سنگدانهها باید حداقل برابر با مقاومت فشاری خمیر سیمان مصرفی در بتن پر مقاومت باشد و سنگدانه درشت نباید دارای صفحات ضعیف باشند. برای بهبود کارایی و کاهش مقدار خمیر سیمان، سنگدانه ریز باید گرد و برای بهبود مقاومت پیوستگی بین سنگدانه و خمیر سیمان، سنگدانه درشت زاویهدار (شکسته) باشند.
چ- مقدار مناسب سیمان بین 390 تا 560 کیلوگرم بر متر مکعب است. در صورت عدم کسب مقاومت فشاری مورد نظر با استفاده از مقادیر سیمان ذکر شده، باید با کاهش نسبت آب به سیمان مخلوط و استفاده از مواد افزودنی معدنی مناسب، به مقاومت فشاری متوسط لازم دست یافت.
ح- برای ساخت بتن با مقاومت فشاری تا 60 مگاپاسکال، اندازه حداکثر شن باید 19 یا 25 میلیمتر و برای مقاومت فشاری بیشتر تا 100 مگاپاسکال، اندازه حداکثر شن باید 9.5 یا 12.5 میلیمتر باشد.
خ- مقدار آب مخلوط و نسبت آب به سیمان باید بر اساس مقاومت فشاری مورد نظر تعیین شود. بازه وسیع مقاومت فشاری با نسبت آب به سیمان بین 0.3 تا 0.5 قابل کسب است، اما نسبت آب به سیمان نباید کمتر از 0.26 انتخاب شود.
د- پس از تعیین نسبت مخلوط، باید مخلوطهای آزمون در آزمایشگاه ساخته شود. مخلوطهای آزمون باید الزامات کارایی و مقاومت را تأمین کنند، در غیراین صورت باید مقدار یا نوع اجزای مخلوط اصلاح شوند.
ذ- مقاومت فشاری بتنهای پرمقاومت باید در سن 56 روز اندازهگیری شود، مگر آن که بتن پر مقاومت زودرس در نظر باشد که باید مقاومت در سن 28 روز معیار و مورد اندازهگیری قرار گیرد.
4-1-3-10-5 بتن الیافی
در مورد بتن الیافی رعایت موارد زیر لازم است:
الف- الیاف در بتن نقش کنترل ترکها را دارد که بر مبنای آن، مقاومت در برابر ضربه، خستگی، مقاومت برشی، مقاومت خمشی باقی مانده (پس از ترکخوردگی عضو) و ظرفیت جذب انرژی بتن بهبود مییابد. اما تأثیرگذاری الیاف در بتن به نوع و مقدار الیاف، شکل، طول، نسبت ظاهری (نسبت طول به قطر الیاف)، مقاومت کششی و سازوکار مهاری الیاف بستگی دارد.
ب- برای ساخت بتن الیافی میتوان از مصالح معمول در ساخت بتن استفاده کرد و از انواع الیاف مانند فولادی، مصنوعی و طبیعی بهره گرفت. برخی استانداردهای ملی موجود در مورد الیاف مصرفی در بتن عبارتند از استاندارد ملی شماره 19301: الیاف سلولزی مورد استفاده برای بتن تقویت شده با الیاف، استاندارد ملی شماره 17540: الیاف شیشهای مقاوم در برابر قلیا برای بتن تقویت شده با الیاف شیشهای و بتن تقویت شده با الیاف و سیمان، استاندارد ملی شماره 17697: الیاف فولادی برای بتن. بعضی از الیاف مصنوعی مانند شیشه و اکثر الیاف طبیعی بامبو در محیط قلیایی بتن آسیبپذیرند. قبل از مصرف این نوع الیاف باید با پوششهای مناسب، سطح الیاف حفاظت شوند.
پ- برای بتنهای با مقاومت فشاری بیشتر از 60 مگاپاسکال، مقاومت کششی الیاف فولادی مصرفی باید بیش از 1500 مگاپاسکال باشد تا از رفتار ترد عضو بتنی جلوگیری شود.
ت- برای جلوگیری از قلوهکنشدگی بتن در هنگام آتشسوزی، میتوان از الیاف پلی پروپیلن به مقدار 0.35 درصد حجم بتن با الیاف مشابه و یا روشهای کارآمد دیگر استفاده شود. تشخیص ضرورت مقاومت در مقابل آتشسوزی به عهده کارفرما است. رعایت ضوابط مبحث سوم مقررات ملی ساختمان در این زمینه الزامی است.
ث- بهبود خواص بتن با استفاده از الیاف گسترده است و شامل افزایش مقاومت طاقت، مقاومت ضربه، مقاومت خستگی و کاهش ترکخوردگی ناشی از جمعشدگی پلاستیک است. انتخاب نوع و مقدار الیاف، طول و نسبت ظاهری و مقاومت کششی الیاف باید بر مبنای بهبود خاصیت مورد نظر بتن صورت پذیرد.
ج- مقاومت پیوستگی بین الیاف و خمیر سیمان در بتن نباید در حد کم باشد که در بارهای کم، الیاف به آسانی از خمیر سیمان بیرون کشیده شود و در حد زیاد نباشد که الیاف بدون جذب انرژی شکسته شوند.
چ- برای انتخاب نوع و مقدار الیاف و حصول اطمینان از عملکرد الیاف، تولیدکننده موظف است بر مبنای مستندات آزمایشگاهی، اطلاعات مورد نیاز را ارائه دهد، در غیراینصورت، باید آزمایشهای مربوط انجام شوند.
ح- در طرح اختلاط بتن الیافی باید موارد زیر را در نظر گرفت:
تعیین نسبت مخلوط بتن الیافی مشابه بتن معمولی است. اما الیاف بر کارایی مخلوط بتن اثر دارد و باعث کاهش آن میشود و هرچه مقدار الیاف و طول آن بیشتر باشد از کارایی بیشتر کاسته میشود. بنابراین در تعیین نسبت مخلوط بتن یک باید یا چند مورد از موارد زیر در اصلاح مخلوط اعمال شوند:
کاهش مقدار شن، افزایش مقدار سیمان، افزایش مقدار ماسه، استفاده از فوق روان کننده و کاهش حداکثر اندازه شن.
کاهش مقدار شن در مخلوط بتن یکی از مؤثرترین روشهای جلوگیری از افت کارایی ناشی از الیاف در مخلوط است. بین درصد وزنی کاهش شن و V(L/d) رابطه خطی وجود دارد که در آن V درصد حجم الیاف و L/d نسبت ظاهری الیاف است. برای مقدار V(L/d) از 20 تا 70، باید مقدار شن بین 5 تا 20 درصد کاهش یابد تا کارایی بتن مشابه بتن بدون الیاف تأمین گردد.
خ- برای اندازهگیری کارایی بتن الیافی نباید از اسلامپ استفاده شود، بلکه باید از مخروط اسلامپ معکوس و یا آزمایش زمان وی بیاستفاده گردد.
5-1-3-10-5 بتن خودمتراکم شونده
الف- بتنهای خودمتراکم شونده، بتنهایی با روانی زیاد و خاصیت جاری شدن بوده و بدون نیاز به لرزاندن در قالبها ریخته میشوند. این بتنها دارای سه مشخصه اصلی میباشند:
قابلیت جاری شدن: داشتن روانی کافی بتن برای جاری شدن تحت وزن خود و بدون نیاز به ویبره برای پر کردن فضاهای خالی تحت شرایط پیچیده قالب.
قابلیت عبور (از شبکه آرماتور): قابلیت عبور از فضاهای تنگ بتن مانند فضاهای خالی بین آرماتورها، بدون جداشدگی سنگدانه و گرفتار شدن سنگدانهها در میان آرماتورها.
قوام (پایداری): قابلیت بتن برای حفظ قوام و عدم جداشدگی سنگدانه در طول مدت حمل، بتنریزی و پس از آن.
ب- آزمایشهایی که برای سنجش قابلیت بتنهای خودمتراکم شونده تدوین شدهاند معمولاً برای سنجش خواص مذکور یا ترکیبی از این خواص میباشند. برخی از این آزمایش هاشامل اندازهگیری جریان اسلامپ مطابق استاندارد ملی ایران شماره 11270، اندازهگیری میزان جداشدگی ایستایی مطابق استاندارد ملی ایران شماره 12255، آزمون جعبه L شکل مطابق استاندارد ملی ایران شماره 10-3203، آزمون قیف V مطابق استاندارد ملی ایران شماره 9-3203، آزمون سنجش قابلیت عبور به وسیله دستگاه حلقه J مطابق استاندارد ملی ایران شماره 11271، تعیین مقاومت در برابر جداشدگی با الک مطابق استاندارد ملی ایران شماره 11- 3203، تعیین مقاومت در برابر جداشدگی با استفاده از آزمون نفوذ مطابق استاندارد ملی ایران شماره 19387 و آزمون جعبه U هستند.
پ- خواص بتنهای خودمتراکم شونده را میتوان از طریق کنترل حداکثر اندازه سنگدانه، استفاده از مقدار مناسب ریزدانهها، استفاده از پودر سنگ، استفاده از مواد دارای سطح ویژه بالا مانند نانومواد و پوزولانها، استفاده از اصلاح کنندههای لزجت و مقدار و نوع مناسب روانساز کنترل نمود. توصیه میشود که خواص بتنهای خودمتراکم شونده با راهنماهای تهیه شده در مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی و سازمان ملی استاندارد ایران مطابقت داشته باشد. همچنین میتوان از دستور کارهای معتبر که در سطح بینالمللی تدوین شدهاند برای طرح بتنهای خودمتراکم شونده استفاده نمود.
ت- استفاده از انواع سیمانهای پرتلند در ساخت بتن خودمتراکم شونده مجاز است، مگر آن که شرایط محیطی و دوام، محدودیت در انتخاب نوع سیمان را ایجاب کند.
ث- پودر سنگهای خنثی مانند آهکی، بازالت و کوارتز حاصل از آسیاب کردن سنگها و سیمان پرتلند آهکی برای تأمین گرانروی مخلوط بتن مجاز میباشند. اما هیچ نوع ترکیب زیانآور در ترکیبات پودرها نباید وجود داشته باشد. دانهبندی پودر سنگ میتواند ریزدانهتر یا درشتدانهتر و یا مشابه دانهبندی سیمان پرتلند باشد.
ج- مواد افزودنی معدنی مانند دوده سیلیس، کائولین و سرباره به عنوان جایگزین بخشی از سیمان و یا به عنوان پر کننده در مخلوط بتن مجاز است.
چ- برای تأمین قوام مخلوط بتن استفاده از ماده افزودنی شیمیایی اصلاح کننده گرانروی مجاز است. همچنین برای ساخت مخلوط بتن با گرانروی مناسب ترکیب پودر سنگ و پودرهای فعال و ماده اصلاح کننده گرانروی امکانپذیر است.
ح- تأمین روانی مخلوط بتن باید توسط مواد افزودنی فوق روان کنندههای ممتاز مانند پلی کربوکسیلات فراهم گردد.
خ- استفاده از هر اندازه حداکثر سنگدانه در ساخت بتن خود متراکم شونده مجاز است، اما توصیه میشود برای حفظ پایداری مخلوط، اندازه حداکثر به 20 میلیمتر محدود شود.
د- در طرح مخلوط بتنهای خودمتراکم شونده لازم است موارد زیر مراعات گردد:
تعیین نسبتهای مخلوط بتن خودمتراکم شونده باید به نحوی انجام شود که خصوصیات مورد نظر شامل قابلیت پرکنندگی، قابلیت عبور و پایداری مورد نظر را تأمین کند. درجه مورد نیاز این خصوصیات تابع تراکم میلگردها، شکل و اندازه قالب و روش بتنریزی است. بنابراین در هنگام طرح مخلوط باید خصوصیات مورد نظر مورد بررسی قرار گیرند.
در تعیین نسبت مخلوط باید ابقاپذیری که ظرفیت مخلوط بتن در حفظ الزامات عملکرد در حالت تازه و سخت شده است بررسی شود و با تغییرات ناچیز در کمیت و کیفیت مصالح و مواد مصرفی و روش اجرا در خصوصیات بتن تازه و خواص بتن سخت شده، تغییرات عمده ایجاد نشود. برای بررسی ابقاپذیری باید روش زیر اتخاذ گردد:
مخلوط بتن طبق نسبتهای تعیین شده همراه با دو مخلوط دیگر که در یکی مقدار آب 8 لیتر در متر مکعب بیشتر از طرح مخلوط مورد نظر و در مخلوط دیگر مقدار آب 8 لیتر در متر مکعب کمتر از طرح مورد نظر است، ساخته شوند. مقادیر آزمایش جریان اسلامپ و آزمایش 50-T هر یک از دو مخلوط (با افزایش و کاهش آب مخلوط) نباید بیشتر از 15 درصد با مخلوط اصلی تفاوت داشته باشند. انحراف استاندارد مقاومت فشاری 28 روزه این دو مخلوط نباید بیشتر از 4 مگاپاسکال از بتن اصلی در نمونههای آزمایشگاهی و بیشتر از 5 مگاپاسکال در نمونههای کارگاهی تفاوت داشته باشند.
6-1-3-10-5 بتنهای اصلاح شده با پلیمر
در مورد بتنهای اصلاح شده با پلیمر رعایت موارد زیر لازم است:
الف- در هنگام مخلوط کردن اجزای بتن، پلیمرهای آلی به مخلوط اضافه میشوند. پلیمرهای آلی از مولکولهایی تشکیل شدهاند که مونومر نامیده میشوند و واکنشی که مونومرها را ترکیب میکند به پلیمریزاسیون موسوم است. معمولاً پلیمرها به صورت محلول در آب تولید میشوند که به آنها لاتکس گفته میشود. هرچند تنوع در لاتکسها زیاد است، اما فقط آن موادی که به صورت خاص برای سیمان پرتلند فرموله شدهاند، برای ملات و بتن مناسب میباشند. هر یک از انواع لاتکسها میتواند خواص معینی از ملات و یا بتن را تغییر دهد. با استفاده از مونومرهای مختلف مانند استایرن، بوتادین و آکریلیک میتوان لاتکس از یک نوع، اما با خواص متفاوت تولید کرد. بنابراین، هر نوع لاتکس دارای کوپلیمرهای مختلف است. لاتکسها میتوانند بعضی از خواص ملات یا بتن را بهبود بخشند، اما تغییر در خواص به نوع لاتکس مصرفی بستگی دارد. به طور کلی لاتکسها، مقاومت سایش، مقاومتهای کششی و خمشی، مقاومت در مقابل یخ زدگی و آب شدن بتن را افزایش میدهند و نفوذپذیری، مدول الاستیسیته و جمعشدگی بتن را کاهش میدهند.
ب- کاهش مدول الاستیسیته ناشی از مصرف لاتکسها در ملات یا بتن منجر به کاهش تنشها به دلیل اختلاف کرنشهای حرارتی و جمعشدگی میشود و تمایل بتن به ترکخوردگی کاهش مییابد.
پ- مصالح مصرفی برای ساخت ملات یا بتن اصلاح شده با لاتکس مشابه بتن معمولی است و فقط ترکیب لاتکس که به بتن و ملات معمولی افزوده میشود، آن را متمایز میکند. لاتکسها را بر حسب نوع بار الکتریکی روی منومرها، میتوان به سه گروه تقسیم کرد. نوع ماده فعال کننده سطحی که برای پراکنده کردن منومرها استفاده میشود، مبنای این تقسیمبندی است. گروهها به کاتیونی (بار مثبت)، آنیونی (بار منفی) و غیریونی (بدون بار) تقسیم میشوند. لاتکسهای کاتیونی یا آنیونی برای استفاده با سیمان مناسب نیستند، زیرا پایداری لازم را ندارند. بنابراین فقط لاتکسهای غیریونی باید استفاده شوند.
ت- معمولاً لاتکسهایی که در ملات یا بتن استفاده میشوند، شامل لاتکس تک پلیمر استات وینیل و یا همراه با مونومرهای اتیلن، اکریلات اتیل و ایستروینیل لاتکس کوپلیمر اکریلات اتیل و لاتکس کوپلیمر استایرن بوتادین است.
ث- تمام لاتکسها باید حاوی مواد ضد کف باشند، زیرا لاتکسها در مخلوط بتن تولید حبابهای هوا میکنند که بر خواص بتن اثر منفی دارد.
ج- پلیمرهایی که حاوی کلریدها هستند نباید در بتنآرمه استفاده شوند، زیرا در محیط قلیایی بتن، کلریدها آزاد و سبب خوردگی میلگردها میشوند. مونومرهایی که در این گروه جای دارند، کلراید وینی لیدین است.
چ- در انتخاب نوع و مقدار لاتکس، باید تولیدکنندهها با مدارک مستند، اثر لاتکس در خواص ملات یا بتن را در شرایط محیطی مورد نظر ارائه دهند. در غیراین صورت باید مورد بررسی آزمایشگاهی قرار بگیرد.
ح- در طرح مخلوط بتنهای پلیمری موارد زیر لازم است رعایت شوند:
حدود 50 درصد وزن لاتکسها، از آب تشکیل میشوند و بنابراین برای بهره بهینه از لاتکسها، باید از مقدار آب مخلوط ملات یا بتن کاسته شود. مقدار بهینه لاتکسها بین 8 تا 20 درصد جامدات خشک پلیمر و وزن سیمان است. مقدار کمتر و یا بیشتر لاتکس باعث اثرات نامطلوب بتن میشود. مقدار بهینه لاتکس در ملات یا بتن باید توسط تولیدکننده با مستندات مربوط توصیه شود.
برای تعیین نسبت مخلوط ملات یا بتن اصلاح شده با لاتکس، باید در آزمایشگاه مخلوطهای آزمون ساخته و برای خواص مورد نظر بررسی شوند.
7-1-3-10-5 بتنهای سبک
در مورد بتنهای سبک موارد زیر باید رعایت شود:
الف- کارایی بتن تازه سبک، نیاز به توجه خاصی دارد، زیرا سنگدانههای سبک در مخلوطهای دارای روانی زیاد، تمایل به جدا شدن دارند. بنابراین لازم است که حداکثر اسلامپ محدود شده و از ماده افزودنی حباب هواساز به میزان 5 تا 7 درصد (صرفنظر از افزایش دوام بتن در برابر یخ زدن و آب شدن) استفاده شود تا بدون جداشدگی سنگدانهها و آب انداختگی بتن، کارایی مورد نظر حاصل گردد.
ب- بتن سبک در مقایسه با بتن معمولی، رطوبت بیشتری از خود عبور داده، بنابراین دارای جمعشدگی ناشی از خشک شدن و خزش بیشتری میباشد که باید در طراحی مورد توجه قرار گیرد.
8-1-3-10-5 بتنهای پاششی (شاتکریت)
در مورد بتنهای پاششی (شاتکریت) رعایت موارد زیر لازم است:
الف- باید بین ترکیب مخلوط اولیه یعنی مخلوط در حال خروج از نول (سرشلنگی) و مخلوط پاشیده شده بر روی سطح تفاوت قائل شد. به دلیل همین تفاوتها، کنترل دقیق و انجام آزمایش در مراحل مختلف بتن پاشی ضروری است.
ب- نسبت آب به سیمان برای این نوع بتن در حدود 0.5- 0.35 است.
پ- نسبتهای اختلاط، در حدود یک قسمت حجمی سیمان و 4.5-4 قسمت سنگدانه خشک در حالت غیرمتراکم است.
ت- ماسه مصرفی میتواند گردگوشه یا تیزگوشه باشد.
ث- مشخصات افزودنیهای بتن پاششی در استاندارد ملی ایران شماره 12601 ارائه شده است.
ج- مواد هوادار نباید در تولید بتنهای پاششی الیافی مخلوط خشک استفاده شوند. بر اساس استاندارد ملی ایران شماره 12599، الیافی که در تولید بتنهای پاششی الیافی مورد استفاده قرار میگیرند در سه رده الف) الیاف فولادی کربنی یا فولاد آلیاژی یا فولاد ضدزنگ، ب) الیاف شیشهای مقاوم در برابر قلیا و پ) الیاف مصنوعی دیگر که دارای مقاومت بالا در برابر رطوبت، قلیا و مواد موجود در افزودنیهای شیمیایی بتن باشند، دستهبندی میشوند.
ج- سنگدانههای مورد استفاده در بتن پاششی در دو رده با حداکثر بعد 12.5 و 9.5 میلیمتر قرار میگیرند. محدودههای دانهبندی و ویژگی مصالح مورد مصرف در تولید بتن پاششی در استاندارد ملی ایران شماره 12820 ارائه گردیده است.
ح- در استاندارد ملی ایران شماره 18885 مشخصات مواد ترکیبی خشک آماده جهت مصرف در بتن پاششی خشک یاتر ارائه گردیده است.
9-1-3-10-5 بتنهای رنگی
ویژگیها و روشهای آزمون رنگدانهها برای استفاده در رنگی کردن مصالح ساختمانی پایه سیمانی، پایه آهکی و ترکیبات سیمانی آهکی در استاندارد ملی ایران شماره 12149 ارائه شده است. در بتنهای تمام رنگی ضوابط رنگدانههای مصرفی در استاندارد ملی ایران شماره 8287 داده شده است. آزمایشها روی رنگدانههای مورد استفاده در موادپایه سیمانی شامل کنترل تأثیر روی خواص بتن شامل: 1- زمان گیرش و مقاومت فشاری، 2- ترکیب شامل: ترکیب شیمیایی رنگدانه، مواد محلول در آب، کلرید محلول در آب، مقدار کلرید کل، 3- کسر وزن بعد از سرخ شدن، 4- انتشار رادیواکتیو، 5- آزادشدن مواد خطرناک، 6- قدرت نسبی فام بخشی رنگ، 7- مانده روی الک، 8- مقدار pH،
9- پایداری در برابر قلیایی، 10- پایداری در برابر عوامل جوی، پایداری حرارتی، مقایسه رنگ با رنگدانه استاندارد و مقاومت در برابر نور میباشد.
10-1-3-10-5 بلوکهای سیمانی
الف- مطابقت ویژگیهای بلوکهای سیمانی (که در سقف استفاده نمیشوند) با استاندارد ملی ایران شماره 1-70 الزامی است. بلوکهای سیمانی توخالی باید کاملاً سالم باشند و شکستگی ابعاد و نواقص دیگری نداشته باشند تا باعث ضعف بلوک نشود. در هنگام استفاده، بلوکها باید بازرسی و بلوکهای معیوب کنار نهاده شود.
ب- بلوکهای (قطعات) سیمانی سبک: مطابقت ویژگیهای بلوکهای سیمانی سبک غیرباربر با استاندارد ملی ایران شماره 7782 الزامی است.
پ- بلوکهای (قطعات) بتن هوادار اتوکلاو شده: ویژگیهای بلوکهای بتنی هوادار اتوکلاو شده در استاندارد ملی ایران شماره 8593 ارائه شده است.
ت- بلوکهای (قطعات) بتنی سبک اسفنجی (سلولی): خصوصیات بلوکهای بتن سبک سلولی باید منطبق بر استاندارد ملی ایران شماره 14504 باشد.
11-1-3-10-5 موزاییک
ویژگیهای انواع موزاییک برای کاربرد داخلی و خارجی باید مطابق استانداردهای ملی ایران شماره 1-755 و 2-755 باشد.
12-1-3-10-5 ورقهای سیمانی الیافدار
ویژگیهای ورقهای صاف سیمانی الیافدار در استاندارد ملی ایران شماره 7515 ارائه شده است.
رعایت ضوابط استاندارد ملی ایران شماره 12276 در مورد ورقهای موجدار سیمان الیافی مورد استفاده در بام پوش الزامی میباشد.
13-1-3-10-5 ملاتهای بنایی آماده
مشخصات ملاتهای بنایی آماده (ملات بستر، درزبندی و مالهکشی) برای استفاده در دیوارهای بنایی، ستونها و جداگرها در استاندارد ملی ایران شماره 2-706 آمده است. سایر انواع ملات در فصل مربوطه توضیح داده شدهاند.
14-1-3-10-5 سایر فرآوردههای سیمانی
الف – سقف پوشهای بتنی: ویژگیهای سقف پوشهای بتنی ماشینی، که از سیمان هیدرولیکی، آب و سنگدانههای معدنی و در صورت لزوم سایر افزودنیها ساخته شده باشند، در استاندارد ملی ایران شماره 12603 ارائه شده است.
ب- قطعات پیشساخته بتنی نقشدار با طرح چوب: مشخصات و ویژگیهای فنی قطعات پیشساخته بتنی نقشدار با طرح چوب مورد استفاده در پارکها به عنوان المان شهری طبق الزامات استاندارد ملی ایران شماره 14709 میباشد.
پ- نردههای بتنی: ویژگیهای نردههای پیشساخته بتنی برای کاربردهای معماری در استاندارد ملی ایران شماره 14708 آمده است.
ت- سنگهای بتنی: سنگ بتن قطعات بتنی عمدتاً پیشساخته هستند که دارای مشخصات مشابه سنگهای تراش خورده یا قواره بوده و معمولاً برای بازسازی و تزئین در نما یا قسمتهای داخلی ساختمان و یا محوطهسازی مورداستفاده قرار میگیرند. مشخصات و ویژگیهای فنی سنگ بتنی برای کاربردهای معماری (بتن سنگ) در استاندارد ملی ایران شماره 12038 ارائه شده است.
2-3-10-5 آزمایشهای استاندارد
الف- بلوک سیمانی توخالی روشهای آزمایش بلوک سیمانی توخالی باید بر اساس استاندارد ملی ایران شماره 2-70 باشد. این آزمایشها عبارتاند از: اندازهگیری ابعاد و رواداری، اندازهگیری مقاومت فشاری، اندازهگیری جذب آب، اندازهگیری وزن مخصوص تودهای.
ب- بلوک سیمانی سبک غیرباربر: این بلوکها نیز باید با روشهای آزمون استاندارد ملی ایران شماره 2-70 آزمایش شوند. این آزمایشها عبارت است از: اندازهگیری ابعاد و رواداری، اندازهگیری مقاومت فشاری، اندازهگیری جذب آب، اندازهگیری وزن مخصوص ظاهری، تعیین میزان رطوبت. آزمایش اندازهگیری میزان جمعشدگی خشک خطی باید براساس استانداردهای معتبر انجام شود.
پ- موزاییک: روشهای آزمایش موزاییک باید براساس استاندارد ملی ایران شماره 755 باشد. این آزمایشها عبارتاند از: اندازهگیری ابعاد و رواداری، تعیین گونیا بودن و تابیدگی، تعیین مقاومت خمشی، تعیین میزان سایش، تعیین مقاومت در برابر سرخوردن، اندازهگیری جذب آب، تعیین مقاومت در برابر یخ زدگی.
ت- ورقهای صاف الیاف سیمانی: روشهای آزمایش ورقهای صاف الیاف سیمانی در استاندارد ملی ایران شماره 7515 ارائه شده است. این آزمایشها عبارتاند از: تعیین ابعاد، رواداری و شکل، اندازهگیری مقاومت خمشی، اندازهگیری چگالی ظاهری، نفوذپذیری آب، مقاومت در برابر یخ زدگی، آب گرم، بارش- گرمایش و خیساندن – خشکاندن.
ث- روشهای آزمایش بلوکهای بتنی سبک سلولی بر اساس استاندارد ملی ایران شماره 14504 شامل رواداریهای ابعادی، دانسیته، مقاومت فشاری، جذب آب، جمعشدگی ناشی از خشک شدن، هدایت حرارتی و ویژگیهای ظاهری میباشند.
3-3-10-5 استانداردهای استفاده شده در این فصل در پیوست 2 ارائه شدهاند.
4-10-5 ایمنی، بهداشت و ملاحظات زیست محیطی
1-4-10-5 هنگام تولید فرآوردههای سیمانی لازم است ضوابط ذکر شده در فصل سیمان رعایت گردد.
2-4-10-5 در تماس مستقیم با مواد افزودنی باید از دستکش مناسب استفاده نمود و از تماس مستقیم آنها با بدن جلوگیری کرد.
3-4-10-5 در دفع مواد افزودنی باید تدابیر کافی اندیشیده شود تا از آلوده شدن محیطزیست با این مواد جلوگیری نمود.
5-10-5 سازگاری
1-5-10-5 در نقاط مرطوب، فرآوردههای سیمانی نباید مستقیماً در مجاورت گچ و فرآوردههای گچی قرار گیرند.
2-5-10-5 از به کار بردن مواد اسیدی بر روی فرآوردههای سیمان پرتلند پرهیز شود.
3-5-10-5 از مواد پاک کننده اسیدی نباید در فرآوردههای سیمانی استفاده شود.
4-5-10-5 نماهای بتنی با استفاده از پوشش مناسب، باید در مقابل بارانهای اسیدی، حفاظت شوند.
5-10-5-5 ملات یا بتن اصلاح شده با لاتکس وقتی در معرض دایمی آب قرار میگیرد کاهش خواص از جمله مشخصات مکانیکی پیدا میکند. بنابراین ملات یا بتن اصلاح شده با پلیمر نباید در ساختمانهایی استفاده شوند که به طور مستمر در معرض آب قرار دارند.
6-5-10-5 در مواردی که مواد افزودنی مختلف به صورت همزمان استفاده میشوند باید نسبت به تاثیرگذاری آنها بر عملکرد یکدیگر و نیز سازگاری آن با سیمان دقت گردد.
7-5-10-5 در طراحی مخلوط بتن یا سایر مواد پایه سیمانی که در معرض شرایط آسیبرسان محیطی قرار میگیرند لازم است تمهیدات کافی به لحاظ مسائل دوام اندیشیده شود. مراجعه به مبحث نهم مقررات ملی ساختمان در این زمینه ضروری است.
6-10-5بستهبندی، حمل و نگهداری
1-6-10-5 در عملآوری بتن لازم است ضوابط مندرج در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان رعایت گردد.
2-6-10-5 در بستهبندی، حمل و نگهداری فرآوردههای سیمانی باید تمهیدات لازم برای جلوگیری از آسیب مصالح لحاظ گردد.
3-6-10-5 تولید کننده موظف است مشخصات مواد افزودنی شامل نام محصول، نوع افزودنی، محدوده وزن پیشنهادی مصرف، زمان تولید و تاریخ مصرف را بر روی بستهبندی درج نماید.
4-6-10-5 افزودنیها باید به نحوی بستهبندی شوند که نسبت به رطوبت و یخ زدگی محفوظ باشند.
5-6-10-5 افزودنیها باید در انبارهای سرپوشیده و دور از معرض تابش مستقیم آفتاب نگهداری شوند.