طرح اختلاط بتن C40 به همراه جدول و روش ساخت

طرح اختلاط بتن C40

در گذشته به دلیل کم بودن مقاومت بتن‌، استفاده از سازه‌های فولادی در ساختمان‌های بلند رواج داشت، اما در سال‌های اخیر با گسترش تولید بتن‌های پرمقاومت و کارا، تمایل به استفاده از بتن در سازه‌های بلند نیز افزایش یافته است. بتن‌های پرمقاومت که معمولاً مقاومتی بیش از ۴۰ مگاپاسکال دارند، سبب اقتصادی‌تر شدن ساخت سازه‌های بلند و افزایش سرعت ساخت و ساز شده‌اند. در این مقاله از بلاگ رامکا درصدد هستیم، ضمن تبیین طرح اختلاط بتن C40، جداول و نتایج مقاومت فشاری آن را ارائه کنیم. تا انتها با ما همراه باشید.

مشخصات مصالح مورد استفاده در طرح اختلاط بتن C40

همان‌طور که می‌دانیم بتن متشکل از آب، سیمان، سنگدانه و مواد افزودنی است که هر یک تأثیر ویژه‌ای بر مشخصات بتن دارند. از این رو در این قسمت به توضیح مشخصات و ویژگی‌های هر یک از این مصالح که قرار است در طرح اختلاط بتن ۴۰ مگاپاسکال استفاده شود، خواهیم پرداخت.

اجزای سازنده بتن C40
اجزای سازنده بتن C40

مصالح سنگی

برای ساخت بتن در طرح اختلاط C40 از سنگدانه‌های طبیعی و رودخانه‌ای استفاده می‌شود. برای تهیه مصالح درشت‌دانه، معدن واحدی و مصالح ریزدانه و ماسه معدن رازانی انتخاب شده است.

مشخصهمصالح ریزدانهمصالح درشت‌دانه
وزن مخصوص (اشباع با سطح خشک)۲٫۶۱۲٫۶۲
اندازه و سایز (میلی‌متر)۴٫۷۵_۰حداکثر بعد= ۱۸
درصد شکستگی۲۵۲۵
مدول نرمی۳٫۱_۲٫۹
قابلیت جذب آب (%)۳٫۴%۱%
خواص مکانیکی سنگدانه‌های مصرفی

منحنی دانه‌بندی ماسه مصرفی در طرح اختلاط فوق آمده است:

دانه‌بندی ماسه به همراه حدود استاندارد ASTM C33
دانه‌بندی ماسه به همراه حدود استاندارد ASTM C33

سیمان

سیمان پرتلند مورد استفاده در این طرح اختلاط از کارخانه سیمان نیزار قم تهیه شده است. مدول نرمی این سیمان، ۳۱۵۰ سانتی‌متر مربع بر گرم و وزن مخصوص آن ۳٫۱۴ است. نحوه تهیه این سیمان به صورت پاکتی بوده است. لازم به ذکر است پاکت‌های سیمان باید در فرایند حمل، انبار و رطوبت و نور مستقیم آفتاب (جهت کنترل دمای سیمان) محافظت شود. آنالیز شیمیایی سیمان تیپ ۲ نیزار به شرح زیر است:

C4AFC3AC2SC3SNa2OFe2O3K2OMgOSO3Al2O3SiO2CaO
10.68%8.50%14.37%57.37%0.41%3.51%0.67%1.54%2.68%5.45%21.11%63.74%
تحلیل شیمیایی ترکیبات سیمان تیپ ۲ نیزار مورد استفاده در طرح اختلاط بتن C40

به منظور سنجش ویژگی‌های مصالح مورد استفاده در این طرح اختلاط، استاندارد ASTM C128 برای انجام آزمایش‌های جذب آب مصالح و تعیین وزن مخصوص ملاک قرار گرفت.

آب و مواد افزودنی

به منظور تولید بتن در این طرح اختلاط، آب شرب شهر قم استفاده می‌شود. جهت کاهش نسبت آب به سیمان و همچنین افزایش مقاومت بتن، در این طرح اختلاط ابر روان کننده رادون شرکت رامکا که بر پایه پلی کربوکسیلات اتر است، مورد استفاده قرار گرفت.

شرایط و روش ساخت طرح اختلاط بتن C40

استاندارد ملی ۲-۱۶۰۸ ملاک تولید و عمل‌آوری بتن در این طرح اختلاط است. این طرح اختلاط در هوای گرم و فصل تابستان ساخته، عمل‌آوری و تست شده است. از طرفی می‌دانیم دمای مصالح بر دمای بتن مؤثر است. در این میان، سیمان مصرفی عموماً دمای بسیار بالایی (حدود ۷۵ درجه سانتی‌گراد برای سیمان درون سیلو) داشته و اثر عمده‌ای بر دمای بتن و در نتیجه، خصوصیات و کیفیت آن دارد.

عمل آوری بتن

کیورینگ بتن فینیش FINISH

عمل‌آوری بتن در هوای گرم

از این رو برای استفاده از سیمان جهت تولید بتن، بهتر است سیمان به مدت ۷ روز در محیط قرار داده شود و دمای سیمان حدود ۲۰ تا ۲۵ درجه باشد. از آن‌جا که درصد رطوبت مصالح باید در محاسبه آب طرح اختلاط محاسبه شود، برای تعیین درصد رطوبت، سنگدانه‌های مصرفی استاندارد ملی ۴۹۸۳ ملاک قرار گرفت.

بر اساس نتایج آزمایش‌های انجام شده روی مصالح این طرح اختلاط، درصد رطوبت ریزدانه در بازه ۳ تا ۳٫۵ و درصد رطوبت درشت‌دانه در بازه ۰٫۵ تا ۰٫۷ قرار دارد. لذا می‌توان گفت این مواد درصد رطوبت تقریباً ثابتی دارند. برای تولید مخلوط بتن ۴۰ مگاپاسکال، مصالح با استفاده از میکسر (مخلوط‌کن دوار) میکس شدند. در استفاده از میکسر برای ساخت بتن، بهتر است جداره داخلی میکسر مرطوب و خیس شود تا جذب آب طرح اختلاط توسط جداره به کمترین مقدار ممکن برسد.

ترتیب مخلوط نمودن مصالح بدین گونه است که در مرحله اول، سنگدانه‌ها در میکسر ریخته می‌شوند. سپس بخشی از آب اختلاط به آنها اضافه می‌شود و به مدت ۱ دقیقه با هم مخلوط می‌شوند. بعد از مخلوط شدن سنگدانه و بخشی از آب به مدت یک دقیقه، سیمان و باقی مانده آب اختلاط به مخلوط‌کن اضافه می‌شوند.

در این مرحله نیز، مصالح به مدت ۱ دقیقه مخلوط می‌گردند. پس از کسب اطمینان از اختلاط مناسب آب با سیمان، ابر روان کننده رادون به مخلوط بتنی افزوده می‌شود و به مدت ۳ دقیقه دیگر میکس می‌شود تا در نهایت، مخلوطی همگن به دست آید.

مخلوط کن (میکسر) دوار
مخلوط کن (میکسر) دوار

پس از اینکه فرایند ساخت مخلوط بتنی تمام شد، بتن در قالب‌های مکعبی ۱۰×۱۰ ریخته می‌شود. برای تهیه آزمونه بتنی با تراکم مناسب، بتن در سه لایه درون قالب‌ها ریخته شده و هر لایه با ۲۵ ضربه میله متراکم می‌گردد. پیش از پر کردن قالب‌ها، به منظور آسان‌تر خارج شدن آزمونه‌ها و کاهش آسیب فیزیکی و لب پریدگی آزمونه‌ها، جداره‌های داخلی و کف قالب به روغن قالب مایا آغشته می‌شود.

نمونه‌های مکعبی جهت آزمون مقاومت فشاری
نمونه‌های مکعبی جهت آزمون مقاومت فشاری

بتن در سنین اولیه نیاز به مراقبت و نگهداری دارد. از این رو، قالب‌ها ۲۴ ساعت در دمای ۲۱ درجه سلسیوس نگهداری می‌شوند. در این مدت، لازم است سطح بتن مرطوب باقی بماند و از تبخیر آب آن جلوگیری شود. بدین منظور، روی قالب‌ها با گونی چتایی خیش پوشانیده می‌شود. بعد از یک روز، قالب‌ها باز شده و آزمونه‌های بتنی در حوضچه آب با دمای ۲۲ درجه نگهداری می‌شود. پس از گذشت یک روز، قالب‌ها را باز کرده و تا انجام آزمون مقاومت فشاری، آزمونه بتنی در حوضچه آب در دمای ۲۲ درجه نگهداری می‌شود.

عمل‌آوری نمونه‌های مکعبی در حوضچه
عمل‌آوری نمونه‌های مکعبی در حوضچه

جدول طرح اختلاط بتن C40

جهت ساخت بتن C40، مصالح با مشخصات ذکر شده به نسبت‌های زیر با یکدیگر مخلوط می‌گردند:

مصالح مورد استفادهمشخصاتمقدار در یک متر مکعب بتن C40
ماسه SSDماسه طبیعی با درصد شکستگی ۲۵۱۰۱۵ کیلوگرم
شن SSDحداکثر بعد ۱۸ میلی‌متر۷۷۵ کیلوگرم
سیمانسیمان تیپ ۲ دلیجان۴۳۰ کیلوگرم
ابر روان کنندهابر روان کننده رادون ( پایه پلی کربوکسیلات)۲ کیلوگرم
نسبت آب به سیمان۰٫۳۸
جدول طرح اختلاط

مشخصات بتن تازه

ارزیابی کارایی و روانی بتن از مهم‌ترین اقداماتی است که باید پس از ساخت بتن انجام شود. تست اسلامپ، شیوه‌ای است که با بکارگیری مخروط ناقص فلزی، میله فولادی و یک متر، میزان روانی بتن را اندازه می‌گیرد. در واقع تست اسلامپ، شاخص عددی برای اندازه‌گیری روانی ارائه می‌دهد. از استانداردهای این آزمایش، می‌توان به ISIRI 3203-2  و ASTM C143 اشاره نمود که تفاوت‌هایی با هم دارند.

در این مورد، استاندارد ملی ملاک کار ماست. پیش از انجام آزمایش با استفاده از یک پارچه خیس، مخروط و صفحه فلزی را مرطوب نمایید تا جذب آب آن‌ها به حداقل برسد. همانند فرایند پُر کردن قالب‌ها، در این مرحله نیز بتن در سه لایه به مخروط اضافه می‌شود و هر لایه با وارد کردن ۲۵ ضربه میله فلزی متراکم می‌گردد. بعد از پر شدن مخروط، سطح آن را صاف نموده و بدون هیچ تکان و لرزه اضافی، مخروط به صورت عمود بالا کشیده می‌شود. میزان افت ارتفاع بتن نسبت به ارتفاع مخروط با یک متر اندازه‌گیری می‌شود. در شکل زیر آزمایش اسلامپ نشان داده شده است.

اندازه‌گیری اسلامپ بتن تازه
اندازه‌گیری اسلامپ بتن تازه

به منظور اطمینان از نتیجه اسلامپ، این آزمایش روی سه آزمونه صورت گرفت و متوسط مقادیر اندازه‌گیری شده به عنوان مقدار اسلامپ بتن گزارش شده است. در جدول زیر، اسلامپ، درصد حباب هوا و وزن مخصوص بتن تازه آمده است.

اسلامپ۱۹ سانتی‌متر
وزن مخصوص بتن تازه۲۳۹۰ کیلوگرم بر مترمکعب
میزان حباب هوای بتن تازه۳ درصد
مشخصات بتن تازه

بیشتر بخوانید: طرح اختلاط بتن  C35

نتایج آزمایش مقاومت فشاری بتن

در این مقاله الزامات استاندارد INSO 1608-3، اساس آماده‌سازی آزمونه‌ها برای آزمون مقاومت فشاری است. در این پژوهش از قالب‌های مکعبی ۱۰×۱۰ استفاده شده است. از این رو برای گزارش مقاومت فشاری آزمونه‌ها، باید مقادیر به دست آمده به مقدار مقاومت فشاری نمونه استوانه‌ای استاندارد تبدیل شوند.

درصد رطوبت آزمونه در هنگام تست مقاومت فشاری بر نتیجه آزمون تأثیر عمده‌ای دارد. برای توضیح بیشتر، دو آزمونه مشابه که از یک نمونه بتن تهیه شده و در شرایط یکسان عمل‌آوری شده‌اند، در نظر بگیرید. اگر در زمان انجام آزمایش مقاومت فشاری، یک آزمونه خشک و دیگری خیس باشد، آزمونه خیس مقاومت فشاری کمتری از خود نشان می‌دهد.

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن آرگون ARGON

مناسب برای تولید بتن در کارخانه‌ها و پروژه‌ها

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی جیپیکس GIPIX

مناسب برای تولید محصولات گچی و بتنی با حفظ کارایی طولانی مدت

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی یونیکس UNIX

افزایش زمان حالت خمیری و کارایی ملات سنگ مصنوعی

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن دراگون DRAGON

افزایش روانی و مقاومت بتن در هوای گرم

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن پایتون PYTHON

افزایش روانی بتن در محل بتن‌ریزی، ویژه لوله پمپاژ طولانی

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن کوانتوم QUANTUM

کاهنده آب بسیار پر قدرت، ویژه آب به سیمان بسیار پایین

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن زنون XENON

ویژه تولید بتن در بچینگ در فصل زمستان، با حفظ اسلامپ مناسب

ضد یخ بتن

ضد یخ ملات مایع آلپاین ALPINE

زودگیر کننده‌ ملات، دارای کلر

حباب هوا ساز بتن

حباب هوا ساز بتن هیرو HERO

افزایش کارایی و دوام در برابر سیکل ذوب و یخبندان

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی رزیکس RESIX

افزایش آب‌بندی و مقاومت فشاری و خمشی موزاییک پلیمری

ضد یخ بتن

ضد یخ بتن مایع اسکیمو ESKIMO

زودگیر بتن بدون کلر

دیرگیر بتن

دیرگیر بتن لیکو LICO

افزایش زمان گیرش بتن در هوای گرم

دلیل این امر آن است که وقتی آزمونه خیس تحت فشار قرار می‌گیرد، یک فشار آب منفذی اضافی درون آن به وجود می‌آید که سبب کاهش مقاومت فشاری می‌شود. برای جلوگیری از این اتفاق، تمام آزمونه‌ها هنگام آزمایش مقاومت فشاری دارای سطحی خشک و در حالت اشباع بوده‌اند. همانند آزمایش‌های بتن تازه، در این‌جا نیز مقاومت فشاری گزارش شده از متوسط مقاومت فشاری تعدادی آزمونه به دست آمده است. در شکل زیر جک تمام اتوماتیکی را که برای انجام آزمایش مورد استفاده قرار می‌گیرد، مشاهده می‌کنید.

جک بتن شکن اتوماتیک مورد استفاده در این مطالعه
جک بتن شکن اتوماتیک مورد استفاده در این مطالعه

جدول زیر نتایج مقاومت فشاری نمونه‌ استوانه‌ای را در سنین ۳، ۷ و ۲۸ روز ارائه می‌دهد.

سن (روز)چگالی نمونه (کیلوگرم بر مترمکعب)مقاومت فشاری (معادل استوانه ۱۰ در ۲۰)
۳۲۳۷۰۲۹٫۴ مگاپاسکال
۷۲۳۵۵۳۶ مگاپاسکال
۲۸۲۳۵۰۴۶ مگاپاسکال
نتایج آزمایش مقاومت فشاری

گفتنی است برای بررسی روند کسب و رشد مقاومت بتن در این طرح اختلاط، تعداد زیادی آزمونه تهیه و تحت آزمایش مقاومت فشاری قرار گرفته است. با استفاده از نتایج این آزمایش‌ها، نموداری شبیه نمودار زیر برای مقاومت فشاری به ازای سن بتن به دست می‌آید. آنچه در نگاه اول از این نمودار متوجه می‌شویم آن است که رشد مقاومت بتن در روزهای اول ( سن ۰ تا ۳ روزه) بسیار بیشتر است. دلیل این امر را می‌توان تأثیر ابر روان کننده پایه پلی کربوکسیلاتی رادون در این طرح اختلاط دانست.

نمودار رشد مقاومت بتن این طرح اختلاط در سنین 0 تا 28 روز
نمودار رشد مقاومت بتن این طرح اختلاط در سنین ۰ تا ۲۸ روز

مقاومت فشاری، اسلامپ و سایر نتایجی که در این مقاله گزارش شد، با استفاده از مصالح معرفی شده و در شرایط توضیح داده شده در آزمایشگاه واحد تحقیق و توسعه رامکا حاصل شده است. با توجه به این موضوع، در صورت استفاده از مصالح و شرایط دیگر، نتایج متفاوت دور از انتظار نخواهد بود.

در این مقاله از بلاگ رامکا، سعی برآن بود یک طرح اختلاط کاملاً عملی و تست شده برای تولید بتن با مقاومت ۴۰ مگاپاسکال ارائه شود. در سازه‌های بلند به دلیل وجود تنش‌های بسیار بالا نیاز به مقاطع بتنی بزرگ است که در مواردی از نظر معماری امکان استفاده از مقاطع بزرگ امکان‌پذیر نیست. بتن پرمقاومت ۴۰ مگاپاسکال، امکان محدودتر کردن ابعاد مقاطع بتن را فراهم می‌آورد.

بیشتر بخوانید: بتن پر مقاومت

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن آرگون ARGON

مناسب برای تولید بتن در کارخانه‌ها و پروژه‌ها

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی جیپیکس GIPIX

مناسب برای تولید محصولات گچی و بتنی با حفظ کارایی طولانی مدت

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی یونیکس UNIX

افزایش زمان حالت خمیری و کارایی ملات سنگ مصنوعی

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن دراگون DRAGON

افزایش روانی و مقاومت بتن در هوای گرم

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن پایتون PYTHON

افزایش روانی بتن در محل بتن‌ریزی، ویژه لوله پمپاژ طولانی

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن کوانتوم QUANTUM

کاهنده آب بسیار پر قدرت، ویژه آب به سیمان بسیار پایین

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن زنون XENON

ویژه تولید بتن در بچینگ در فصل زمستان، با حفظ اسلامپ مناسب

ضد یخ بتن

ضد یخ ملات مایع آلپاین ALPINE

زودگیر کننده‌ ملات، دارای کلر

حباب هوا ساز بتن

حباب هوا ساز بتن هیرو HERO

افزایش کارایی و دوام در برابر سیکل ذوب و یخبندان

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی رزیکس RESIX

افزایش آب‌بندی و مقاومت فشاری و خمشی موزاییک پلیمری

ضد یخ بتن

ضد یخ بتن مایع اسکیمو ESKIMO

زودگیر بتن بدون کلر

دیرگیر بتن

دیرگیر بتن لیکو LICO

افزایش زمان گیرش بتن در هوای گرم

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

چت واتساپ | مشاوره و خرید افزودنی بتن
چت در واتساپ
سلام! برای چت در WhatsApp پرسنل پشتیبانی که میخواهید با او صحبت کنید را انتخاب کنید
معمولاً در چند دقیقه پاسخ می دهیم