طرح اختلاط بتن C30 همراه جدول و روش ساخت

بتن توده‌ای ناهمگن و سخت شده است که از اختلاط نسبت‌های معینی از سیمان، ماسه، شن، آب و مواد افزودنی به دست می‌آید. ارائه یک طرح اختلاط مناسب، فراتر از انتخاب نسبت‌های اختلاط مصالح است. ارائه طرح اختلاط مناسب، شامل انتخاب مصالح مناسب و ترکیب آن‌ها به گونه‌ای است که محصول نهایی، نیازهای مهندسی را برآورده سازد. در این مقاله از بلاگ رامکا به ارائه طرح اختلاط بتن C30 به همراه جداول و نتایج مقاومت فشاری خواهیم پرداخت. با ما همراه باشید.

مشخصات مصالح مورد استفاده در طرح اختلاط بتن C30

همان‌گونه که گفته شد، بتن ترکیبی از سیمان، سنگدانه، آب و مواد افزودنی است. در ادامه این مقاله به بررسی مشخصات این اجزا خواهیم پرداخت.

مصالح سنگی

در طرح اختلاط بتن C30 که یکی از انواع بتن است. از سنگدانه‌های طبیعی رودخانه‌ای برای تولید بتن استفاده شده و سنگدانه درشت این طرح اختلاط از معدن واحدی استخراج شده است. همچنین، مصالح ریزدانه از معدن رازانی استخراج شده‌اند.

مشخصه	مصالح ریزدانه	مصالح درشت‌دانه
وزن مخصوص (اشباع با سطح خشک)	۶۱/۲	۶۲/۲
اندازه و سایز(میلی‌متر)	۴٫۷۵-۰	حداکثر بعد=۱۸
درصد شکستگی	۲۵	۲۵
مدول نرمی	۳٫۱-۲٫۹	–
قابلیت جذب آب (%)	۴/۳%	۱%

منحنی دانه‌بندی ماسه مصرفی در طرح اختلاط فوق ادامه آمده است:

بیشتر بخوانید: طرح اختلاط بتن

سیمان

سیمان مورد استفاده در طرح اختلاط بتن ۳۰ مگاپاسکال، سیمان پرتلند نوع II با نرمی ۳۱۵۰ cm²/g و وزن مخصوص ۳٫۱۴ است. لازم به ذکر است سیمان مورد نیاز، به صورت پاکتی از کارخانه سیمان دلیجان تهیه شده است. همچنین در تمام مراحل انبارداری و استفاده، سیمان در شرایط مناسب و به دور از رطوبت نگهداری شده‌ است. در جدول زیر آنالیز شیمیایی سیمان استفاده شده آمده است.

C4AF	C3A	C2S	C3S	Na2O	Fe2O3	K2O	MgO	SO3	Al2O3	SiO2	CaO
12%	5%	15%	59%	0.34%	4.1%	0.7%	1.3%	2.4%	4.6%	20.5%	63.4%

جهت تعیین وزن مخصوص و قابلیت جذب آب مصالح، الزامات استاندارد ASTM C128 مد نظر بوده است.

آب و مواد افزودنی

برای تأمین آب مورد نیاز طرح اختلاط بتن C30، از آب شرب شهر قم استفاده شده است. همان‌گونه که می‌دانیم بتن بدون نیاز به مواد افزودنی خاص و تنها از هیدراتاسیون سیمان به مقاومت‌های معمولی می‌رسد؛ لذا در این طرح اختلاط از انواع افزودنی بتن استفاده نشده است.

شرایط و روش ساخت طرح اختلاط بتن C30

بتن ۳۰ مگاپاسکال مطابق استاندارد ملی ۲-۱۶۰۸ ساخته و عمل­‌آوری شده­ است. یکی از فاکتورهای تأثیرگذار بر کیفیت و ویژگی‌های بتن، دمای سیمان مصرفی است. از این رو برای ساخت بتن بهتر است سیمان به مدت یک هفته در محیط قرار بگیرد و در زمان ساخت بتن، دمای سیمان در محدوده ۲۰ الی ۲۵ درجه سانتی‌گراد باشد.

پیش از ساخت مخلوط بتنی، آزمایش درصد رطوبت ریزدانه و درشت‌دانه، مطابق استاندارد ملی ۴۹۸۳ انجام شده و درصد رطوبت مصالح سنگی تعیین می‌شود. لازم به ذکر است مقدار رطوبت مصالح باید در مقدار آب طرح اختلاط بتن لحاظ گردد.

گفتنی است درصد رطوبت مصالح استفاده شده در طرح اختلاط بتن C30 تقریباً ثابت بوده است. برای نمونه درصد رطوبت ریزدانه در بازه ۳ الی ۳٫۵% و درصد رطوبت درشت‌دانه در بازه ۰٫۵ الی ۰٫۷۵% ثبت شده است.

برای ساخت بتن از میکسر یا مخلوط‌کن دوار استفاده شده است. توجه شود بهتر است قبل از شروع اختلاط و ساخت بتن، دیواره مخلوط‌کن خیس شود. ترتیب اختلاط مصالح بدین گونه است که ابتدا مصالح سنگی در میکسر ریخته شده و سپس بخشی از آب طرح اختلاط به مصالح سنگی اضافه ‌شود. در این مرحله مصالح به مدت یک دقیقه با هم مخلوط می‌شوند‌. پس از آن، سیمان و باقیِ آب طرح اختلاط به مخلوط اضافه می‌گردد و تمام مصالح به مدت ۳ دقیقه در میکسر مخلوط می‌شوند.

پس از آماده شدن مخلوط بتنی، بتن در قالب‌های مکعبی ۱۰×۱۰ ریخته می‌شود و با ضربه زدن با یک میله متراکم می‌گردد. برای کاهش آسیب نمونه‌ها هنگام باز کردن قالب‌ها، توصیه می‌شود قالب‌ها پیش از پر شدن به روغن قالب بتن مایا آغشته شوند.

نمونه‌ها به مدت ۲۴ ساعت در دمای ۲۱ درجه سانتی‌گراد نگهداری شده و در طول این مدت روی آن‌ها با پارچه چتایی خیس (گونی خیس) پوشانده می‌شود. پس از یک روز، نمونه‌ها از قالب خارج شده و تا زمان آزمایش مقاومت فشاری در حوضچه آب و دمای ۲۲ درجه سانتی‌گراد نگهداری می‌شوند.

جدول طرح اختلاط بتن C30

به منظور ساخت بتن C30، مصالح ذکر شده با نسبت‌های زیر با هم مخلوط شده‌اند.

مصالح مورد استفاده	مشخصات	مقدار در یک متر مکعب بتن C30
ماسه SSD	ماسه طبیعی با درصد شکستگی ۲۵	۹۲۰ کیلوگرم
شن SSD	حداکثر بعد ۱۸ میلی‌متر	۹۰۰ کیلوگرم
سیمان	سیمان تیپ ۲ دلیجان	۴۰۰ کیلوگرم
نسبت آب به سیمان	–	۰٫۴۲

مشخصات بتن تازه

کارایی و روانی، مشخصه‌ای مهم از بتن تازه است. تست اسلامپ بتن تازه، روشی است که در آن با استفاده از یک مخروط، میله فولادی و متر، کارایی بتن تازه سنجیده می‌شود. آزمایش اسلامپ بتن در ایران مطابق استاندارد ملی شماره ۲-۳۲۰۳ انجام می‌شود. از دیگر استانداردهای این آزمایش می‌توان به ASTM C 143 اشاره نمود که با نمونه ایرانی تفاوت‌هایی دارد. در این‌جا استاندارد ایرانی مورد استفاده قرار گرفته است.

قبل از انجام تست اسلامپ، بهتر است مخروط و صفحه فولادی توسط پارچه خیس مرطوب شود تا جذب آب آنها از بتن به حداقل برسد. در مرحله بعد، مخروط فولادی در سه لایه مساوی از بتن پر می‌شود و در هر مرحله با ۲۵ ضربه میله فولادی متراکم می‌گردد. سپس سطح بتن را صاف کرده و بدون هیچ تکان اضافی مخروط را بالا می‌کشیم و مانند شکل زیر، مقدار افت ارتفاع را با متر اندازه‌گیری می‌کنیم.

تست اسلامپ روی سه نمونه بتن انجام شد و با میانگین‌گیری از مقادیر به دست آمده، نتایج نهایی گزارش می‌شود. در جدول زیر مشخصات بتن تازه ساخته شده با طرح اختلاط مذکور ارائه شده است.

اسلامپ	۱۲ سانتی‌متر
وزن مخصوص بتن تازه	۲۴۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب
میزان حباب هوای بتن تازه	۲ درصد

نتایج آزمایش مقاومت فشاری بتن

آزمایش مقاومت فشاری بتن بر اساس استاندارد ملی ۳-۱۶۰۸ انجام می‌گردد. در این بررسی، تست مقاومت فشاری روی نمونه‌های ۱۰ در ۱۰ مکعبی انجام شده است. گفتنی است برای تعیین مقاومت فشاری بتن از جک هیدرولیکی تمام اتوماتیک استفاده شده است.

نکته مهمی که در این آزمایش باید مورد توجه باشد آن است که رطوبت نمونه‌ها می‌تواند سبب تغییر چشمگیر نتایج حاصله شود؛ برای مثال اگر دو نمونه از یک بتن در شرایط برابر گرفته و عمل‌آوری شود، اما در زمان آزمایش یکی خیس و دیگری خشک باشد، به دلیل اضافه فشار آب موجود در نمونه خیس، مقدار مقاومت فشاری نمونه خیس کمتر خواهد بود.

در واقع فشار آب منفذی نمونه خیس موجب ایجاد اضافه فشار شده و به صورت تنشی اضافی موجب کاهش مقاومت فشاری می‌شود. به همین دلیل جهت جلوگیری از وقوع این اتفاق، آزمایش روی نمونه‌هایی انجام شده که دارای سطح خشک و حالت اشباع هستند. همانند آزمایش اسلامپ، در این‌جا نیز آزمایش روی تعدادی نمونه انجام شده و در نهایت با میانگین‌گیری از مقادیر دست آمده، نتایج نهایی گزارش شده است.

بیشتر بخوانید: طرح اختلاط بتن C25

گفتنی است در آزمایش مقاومت فشاری بتن، قابلیت اعتماد آزمایش بر اساس ضوابط پذیرش مبحث نهم مقررات ملی ساختمان بررسی شده است. نتایج آزمایش مقاومت فشاری نمونه‌ها در جدول زیر آمده است.

سن (روز)	چگالی نمونه (کیلوگرم بر مترمکعب)	مقاومت فشاری (معادل استوانه ۱۰ در ۲۰)
۳	۲۳۹۰	۲۲ مگاپاسکال
۷	۲۳۸۵	۲۷ مگاپاسکال
۲۸	۲۳۸۰	۳۲ مگاپاسکال

نمودار زیر با استفاده از نتایج مقاومت فشاری تعداد زیادی نمونه بتنی ساخته شده با این طرح اختلاط به دست آمده است.

نتایج گزارش شده در این مقاله، صرفاً با مصالح یاد شده و در آزمایشگاه شرکت رامکا به دست آمده است. لذا در صورت استفاده از مصالح با مشخصات دیگر، نتایج متفاوت دور از انتظار نخواهد بود.

در این مقاله از بلاگ رامکا به ارائه طرح اختلاط بتن C30 پرداخته شد. بتن ۳۰ مگاپاسکال در بیشتر کارهای ساختمانی، اعم از اسکلت، فونداسیون به کار گرفته می‌شود، اما نکته قابل توجه، عیار بالای این طرح اختلاط است که سبب تولید بتنی متراکم شده که برای استفاده در ساخت استخر مناسب است.