فهرست
بتن حجیم چیست؟
در ساده‌ترین تعریف، بتنی که در ساخت سازه‌های بسیار بزرگ و عظیم به کار می‌رود را بتن حجیم می‌گویند. مانند سدها، پایه پل‌ها، پایه ساختمان‌های بسیار بلند و در کل مکان‌هایی که حجم بتن حداقل یک متر باشد. به عبارت دیگر اگر حجم بتن مصرفی به میزانی باشد که هنگام هیدراسیون گرمای زیادی تولید کند و ما ناچار به انجام کارهای متفاوتی برای کنترل این دما باشیم، بتن حجیم است.
ما در این مقاله از تسا سنگ قصد داریم راجع به بتن حجیم با شما صحبت کنیم و به سوالات شما در این زمینه پاسخ دهیم. بتن حجیم چیست و چه کاربردی دارد؟ چگونه آن را اجرا می‌کنند؟ مشکلات بتن حجیم چیست و روش‌های حل آن چگونه است؟ با مطالعه این مطلب پاسخ تمام این سوالات را خواهید یافت.
در سال‌های گذشته به حجم بتنی که حدود 120 سانتی متر بود بتن حجیم می‌گفتند، اما امروزه موسسه بتن آمریکا این تعریف را برای بتن حجیم آورده است: ” هر حجم بتنی که در آن هنگام ترکیب اعضا، گرمای حاصل از هیدراسیون موجب واکنش‌های شیمیایی مضر، ترک خوردگی، تنش‌های گرمایی یا کاهش مقاومت طولانی مدت در بتن شود.”
هنگام یک کار بنایی کوچک حتما موقع مخلوط کردن سیمان با آن متوجه گرم شدن ترکیب شده‌اید، حال تصور کنید حجم زیادی از بتن که مواد افزودنی هم دارد می‌خواهد با آب مخلوط شود، در این حالت دمای بتن حجیم نباید بیشتر از 160 درجه فارنهایت یا 70 درجه سانتی گراد، باشد. این دمای بالا اگر کنترل نشود باعث ایجاد مشکلاتی در بتن خواهد شد.
از بتن حجیم در چه جاهایی استفاده می‌شود؟
همان طور که گفتیم از بتن حجیم بیشتر در ساخت سازه‌های بزرگ آبی مانند سدها، ایستگا‌های پمپاژ بزرگ، نیروگاه‌ها، سیلوهای بزرگ و پایه پل‌های شناور در آب یا در ساخت آسمان خراش‌ها استفاده می‌شود. در کشور هند و شهر بمبئی برای روسازی خیابان از این بتن استفاده می‌کنند. آنها با تحقیقاتی که انجام داده‌اند به این نتیجه رسیده‌اند که بتن حجیم در مقایسه با بتن آسفالته مقاومت بیشتری در هوای گرم دارد.
اجرای بتن حجیم
اجرای بتن حجیم شامل چهار مرحله اصلی و کلی است:
- انتقال و توزیع
- ریختن
- تراکم
- عمل آوری و محافظت از آن
استاندارد و آیین نامه بتن حجیم
مطابق استانداردها و آیین نامه بتن ایران باید در هر مرحله اصولی را رعایت کنیم تا بتن ریزی به بهترین شکل انجام شود.
انتقال و توزیع بتن حجیم
- باید تا جای ممکن مسیر حمل و نقل بتن را کوتاه کرد.
- در هنگام انتقال باید از آن محافظت کرد.
- برای انتقال باید از ظرف‌های پهن و مسطح استفاده کنیم نه ظرف‌های عمیق.
- نباید سنگدانه‌ها جا به جا شود و مخلوط بتن از حالت همگن بودن خارج شود.
- اسلامپ (بررسی جریان پذیری بتن تازه قبل از استفاده) بتن در قالب نسبت به زمان خروج از مخلوط کن، بیشتر از 25 میلیمتر کاهش نیافته باشد.
- هنگام تخلیه بتن در قالب، دما نباید از حد مجاز بالاتر رفته باشد.
- این انتقال با توجه به پروژه به روش‌های متفاوتی انجام می‌شود: انتقال با پمپ، نوارنقاله، ناوه بتن، کامیون یا واگن و توزیع با جام.
ریختن بتن حجیم
- هنگام ریختن بتن حجیم باید سعی کنید در محل اصلی ریخته شود به صورتی که یکپارچه باشد و در آن جدایی ایجاد نشود.
- بتن را نمی‌توان با استفاده از ویبراتور حرکت داد و تا 24 ساعت از عبور و مرور بر روی آن باید اجتناب کرد.
- سرعت بتن ریزی باید به گونه‌ای باشد که هنگام ریختن لایه جدید لایه زیرین گیرش ابتدایی در آن صورت نگرفته باشد.
- اگر بارندگی به حدی شدید باشد که باعث تغییر در میزان سیالیت بتن شود، باید بتن ریزی را متوقف کنیم و از بتن ریخته شده محافظت نماییم.
- ارتفاع بتن ریزی نباید بیشتر از دو متر باشد.
- بتن ریزی در قالب باید به طور یکنواخت در چند نقطه یا به صورت لایه افقی باشد. ضخامت لایه جدید باید کمتر از نیم متر باشد.
- با استفاده از لوله، بتن را تا نزدیک سطح دیوار پایین ببرید.
- هنگام بتن ریزی باید ضخامت لایه‌ها یک اندازه باشد به طوری که تراکم لازم فراهم شود.
تراکم بتن
در بتن ریزی با حجم‌های بالا باید برای متراکم کردن بتن از دستگاه‌های سنگین استفاده کنید. بدون معطلی بعد از ریختن هر لایه باید با ویبراتور لایه را متراکم کنید. دستگاه لرزاننده باید به صورت عمودی وارد مخلوط شود و تا ارتفاع حداقل 15 سانتیمتری لایه قبل که هنوز سفت نشده وارد شود. بعد از متراکم شدن ویبراتور را از بتن بیرون می‌آورید. در هر نوبت بتن ریزی سطوح باید به گونه‌ای باشد که جای پای کارگران و ویبراتور در آن باقی نماند.
عمل آوری و محافظت از بتن حجیم
طبق آیین نامه بتن ایران حداقل باید 14 روز با روش‌های مختلف بتن مرطوب نگه داشته شود و از آن در برابر عوامل محیطی مواظبت نمایید. عواملی که باید در برابر آن از بتن محافظت نمایید عبارتند از:
- جلوگیری از تابش مستقیم خورشید و وزش باد که باعث خشک شدن زودرس بتن می‌شود.
- جلوگیری از شسته شدن بتن توسط باران یا آب‌های جاری.
- دمای بتن نباید در روزهای اول کاهش سریع داشته باشد.
- جلوگیری از یخ زدگی در هوای سرد مخصوصا در روزهای نخست.
عمل مرطوب نگه داشتن می‌تواند با آب پاشی یا استفاده از گونی‌های خیس باشد. مدت زمان این کار با توجه به پارامترهایی از قبیل: شرایط آب و هوایی، نوع سیمان مصرفی، نسبت اختلاط و… برای پروژه‌های مختلف متفاوت است.
طرح اختلاط بتن حجیم
مهمترین توصیه‌ها در طرح اختلاط برای کاهش دمای هیدراسیون است تا تغییرات دما باعث ایجاد تنش و ترک خوردن بتن نشود. یکی از روش‌ها برای افزایش مقاومت استفاده از خاکستر و سرباره یا پوزالان‌ها به جای سیمان است. از طرف دیگر استفاده از سنگدانه‌های بزرگ توصیه می‌شود البته ممکن است به علت تراکم آرماتورها بتن ریزی سخت شود.
برای کم کردن حرارت هیدراسیون می‌توان از انواع افزودنی‌ها برای کاهش جمع شدگی، کاهش آب، هوازایی و… استفاده کرد. در طرح اختلاط برای کاهش میزان سیمان مصرفی از دانه‌بندی درشت و اسلامپ پایین استفاده می‌شود.
مشکلات بتن حجیم
یکی از دغدغه‌های مهندسان سازه توزیع دما در بتن حجیم است. وقتی مواد سیمانی با آب واکنش می‌دهند و هیدراته می‌شوند گرما تولید می‌کند. این گرما هنگام یک روسازی نازک مشکلی را پیش نمی‌آورد چون به سرعت پخش می‌شود و دما در لایه داخلی و خارجی یکسان است.
تغییر دمای بتن حجیم بسیار زیان بار است. هنگامی‌که بتن در مرحله مقدماتی سخت می‌شود گرمای هیدراسیون بسیار زیاد است و چون بتن ضخیم است گرما به کندی خارج می‌شود، این اختلاف دمای داخل و خارج باعث وارد شدن استرس به بتن شده و در آن ترک ایجاد می‌کند. طبق استانداردهای بین المللی این اختلاف دما نباید بیشتر از 30 درجه فارنهایت باشد.
از دیگر نگرانی‌های مهندسان در بتنی ریزی حجیم احتمال ایجاد درز سرد می‌باشد. معمولا در هنگام ساخت ساختمان‌ها چون از بتن مقاوم‌تر استفاده می‌شود و گیرایی بالاتری دارد ممکن است با مشکل درز سرد رو به رو شویم.
بتن ریزی حجیم در هوای گرم
بتن ریزی در هوای گرم باید به گونه‌ای باشد که بتن رطوبت خود را به سرعت از دست ندهد. برای این امر باید نکاتی را رعایت کنید:
- بهتر است بتن ریزی در شب انجام شود تا از گرمای روز در امان باشد.
- برای اختلاط از آب سرد استفاده شود حتی می‌توان از یخ به عنوان بخشی از آب استفاده کرد.
- باید دستگاه بتن ساز و لوله‌ها را در برابر گرما عایق حرارتی کنیم.
- می‌توانیم برای اینکه تجهیزات تولید و حمل، گرمای کمتری به خود جذب کنند آنها را با رنگ سفید بپوشانیم.
- باید از سنگدانه‌هاو سیمان‌های انبار شده در برابر نور خورشید با نصب سایبان محافظت کنیم. می‌توانیم بر روی سنگدانه‌ها آب بپاشیم.
- از بتن‌های خیلی خشک و سیمان‌های گرم استفاده نکنیم.
بتن ریزی حجیم در هوای سرد
طبق اصول، دمای محیط بتن ریزی تا 24 ساعت بعد از انجام کار باید بالاتر از صفر باشد و از یخ زدگی آن جلوگیری کرد. برای این منظور می‌توانید تدابیر زیر را انجام دهید:
- نگهداری و گرم کردن سنگدانه‌ها در محیط گرم و خشک.
- بهتر است تا جای ممکن نسبت سیمان را افزایش و آب مصرفی را در طرح اختلاط کاهش دهیم.
- استفاده از روان کنندها توصیه می‌شود.
- می‌توان آب اختلاط را تا دمام 60 درجه گرم کرد و بعد از آن استفاده نمود.
- فاصله زمانی تهیه و ریختن بتن باید بسیار کم شود.
- استفاده از قالب‌های چوبی ضخیم بسیار مناسب است. اگر از قالب‌های فلزی استفاده می‌کنید بهتر است آنها را عایق کنید.
- باید از سطوحی که نمایان هستند، پس از بتن ریزی فورا محافظت شود.
انواع روش‌های کنترل دما در بتن حجیم
برای حل معضل افزایش دمای بتن حجیم در دستورالعمل‌ها نکاتی ذکر شده است که شما با رعایت آنها می‌توانید بتن ریزی خود را تا حد زیادی بهینه نمایید:
- بهتر است از سیمان‌های کم حرارت استفاده کنیم.
- استفاده از سیمان بیات و افزودنی‌های کندگیر کننده توصیه می‌شود.
- باید دمای پیش تبرید بتن را کاهش دهیم و در طول عملیات بتن ریزی آن را خنک نگه داریم.
- تا جایی که ممکن است میزان سیمان را کاهش دهیم.
- آب آزاد بتن را کاهش دهیم.
- با توجه به طرح اختلاط تا حد ممکن باید اسلامپ بتن حجیم را کاهش دهیم.
- باید در مورد سایز و شکل سنگدانه‌ها دقت داشته باشیم و تا جای ممکن آنها را درشت انتخاب کنیم.
- استفاده از مواد روان کننده و کاهنده آب توصیه می‌شود.
- بهتر است از پوزولان به جای سیمان استفاده کنیم.
- استفاده از مواد حباب زا که باعث افزایش نفوذپذیری و دوام بتن می‌شود.
در این مقاله از تسا سنگ به طور مفصل با بتن حجیم آشنا شدیم. مراحل اجرا و کاربردهای آن را برای شما بازگو کردیم. از مشکلات و راه حل‌های آن گفتیم. اگر نکته مبهم یا سوالی در این زمینه یا در زمینه محصولات ما دارید می‌توانید با تماس تلفنی یا گذاشتن پیغام در بخش دیدگاه‌ها با ما در ارتباط باشید. همکاران ما در شرکت تسا سنگ مشتاق پاسخ گویی به شما هستند.
