بتن یک ماده کامپوزیت است که برای تحمل نیرو و تنش طراحی می‌شود. هر چه انسجام بتن و یکنواختی آن بیشتر باشد، بتن با کیفیت‌تر است. امروزه مقاومت فشاری بتن، به عنوان پارامتر اصلی کیفیت شناخته می‌شود.مقاومت فشاری بتن برابر مقدار تنشی است که سبب شکست نمونه استاندارد بتنی می شود. به طور کلی افزایش مقاومت بتن موجب بهبود عملکرد آن می‌گردد، زیرا انواع بتن بیشتر برای تحمل فشار طراحی شده‌اند. در این مقاله از بلاگ رامکا، مؤثرترین روش‌های افزایش مقاومت فشاری بتن بررسی خواهد شد تا بتوانید با کمک آن، بتنی با کیفیت تولید کنید. پس در ادامه این مطلب با ما همراه باشید.
روش‌های افزایش مقاومت فشاری بتن
روش‌های بسیاری برای افزایش مقاومت فشاری بتن وجود دارد. مهمترین عامل مؤثر در افزایش مقاومت، کاهش آب اضافی بتن است. علاوه بر این فاکتور، تنظیم طرح اختلاط با عیار سیمان بالا، استفاده از مواد پوزولانی به جای بخشی از سیمان و استفاده از الیاف فولادی، مقاومت فشاری بتن را زیاد میکند.
اما راه دیگر افزایش مقاومت فشاری بتن، استفاده از افزودنی‌هاست. بهترین و پرمصرف‌ترین افزودنی برای افزایش مقاومت بتن، انواع روان کننده بتن است. در کنار آن نباید به این مسأله بی‌توجه بود که استفاده از سنگدانه با کیفیت و دانه‌بندی مناسب نیز مقاومت بتن را افزایش می‌دهد. در واقع، تراکم بالا یکی از راه‌های شناخت بتن با کیفیت است.
کاهش نسبت آب به سیمان
آب جزئی مهم از بتن است و ۱۵ تا ۲۵% از حجم بتن را تشکیل می‌دهد. آب مخلوط بتن از یک سو با ایجاد روانی و کارایی، امکان ریختن، جای دادن و متراکم کردن بتن تازه را فراهم میکند و از سوی دیگر با انجام واکنش هیدراسیون با اجزای اصلی سیمان، مقاومت لازم را در بتن تأمین می‌نماید؛ اما استفاده بیشتر از آب در مخلوط بتنی، با ایجاد حفره و روزنه‌های مویینه، هم مقاومت و هم دوام بتن را در مقابل عوامل مخرب کاهش می‌دهد.
طبق مطالعات، مقدار نسبت آب به سیمانِ ۲۳% برای انجام واکنش هیدراسیون سیمان کافی است، لذا باید در طرح اختلاط بتن، مقدار آب مورد نیاز برای انجام واکنش هیدارسیون سیمان و رساندن بتن به حداکثر مقاومت خود وجود داشته باشد.
مقدار آب مازاد در هیدراسیون شرکت نمی‌کند و صرف روانی بتن می‌شود. پس در نهایت کم کردن نسبت آب به سیمان در بتن، سبب افزایش مقاومت فشاری بتن می‌شود.
نکته: مطالعه رابطه میان آب بتن و مقاومت آن، برای اولین بار در سال ۱۹۱۸ در مؤسسه لویی آغاز شد. قانون لویی بیانگر رابطه عکس مقاومت و نسبت آب به سیمان در بتن است.
افزایش عیار بتن
سیمان ماده‌ای محکم در ترکیب با آب ایجاد میکند و خمیر سیمانی در بتن، موجب چسبندگی مصالح می‌شود. افزودن سیمان به مخلوط بتن، سبب افزایش مقاومت فشاری بتن می‌گردد. البته این افزایش تا بی‌نهایت ادامه پیدا نمی‌کند و به عبارت دیگر، یک حد ماکزیمم برای افزودن سیمان در بتن وجود دارد.
لازم به ذکر است که برای افزایش بیش از این مقدار مقاومت، نیاز به برقراری شرایط خاصی است و استفاده از مصالح دیگر یا اضافه کردن مواد افزونی به مخلوط بتن، پیشنهاد طراحان بتن پرمقاومت است.
استفاده از مواد پوزولانی
مواد پوزولانی که پایه آنها ترکیبات آلومینی و سیلیسی است، خواصی شبیه سیمان دارند. از این رو می‌توان تا ۱۵% وزن سیمان را پوزولان جایگزین کرد.
گیرش اولیه سیمان پوزولانی ۳۰ دقیقه و مقاومت فشاری ۳ روز اول این سیمان ۱۳ مگاپاسکال است. برای ساخت بتن پرمقاومت و مقاومت بیش از ۵۰ مگاپاسکال نیز، استفاده از دوده سیلیسی بسیار مفید است. متاکائولن هم طبق استاندارد ASTM C618 دارای خواص پوزولانی بوده و برای افزایش مقاومت فشاری بتن بسیار مفید می‌باشد.
لازم به ذکر است که برخی مصرف همزمان این ترکیبات را با موادی مثل الیاف فولادی پیشنهاد می‌دهند.
بیشتر بخوانید: ۶ عامل مؤثر بر مقاومت بتن
استفاده از الیاف فولادی
الیاف فولادی یکی از بهترین مصالح جایگزین آرماتور در بتن است. این الیاف، بتن را در سه بعد تقویت کرده و مقاومت فشاری بتن را افزایش می‌دهد. الیاف فولادی تأمین‌کننده پیوستگی بین اجزای بتن است. بدین‌ترتیب، درگیر کردن قطعات ریز و درشت بتن با هم سبب افزایش قدرت بتن در برابر بار می‌شود.
استفاده از الیاف فلزی در بتن به عنوان مسلح کننده بتن یا ملات، جهت افزایش مقاومت بتن، کاهش جمع‌شدگی، کنترل ترک خوردگی، افزایش دوام و ارتقای خواص مکانیکی بتن و همچنین به عنوان الیاف جایگزین آرماتور برای میلگردهای حرارتی در سازه‌های بتنی کاربرد دارد. این الیاف در انواع الیاف فولادی قلابدار، سینوسی و الیاف آجدار مورد استفاده قرار می‌گیرد.
استفاده از فوق روان کننده‌ها
هدف اصلی استفاده از فوق روان کننده بتن، روانی و افزایش کارایی بتن است. در کنار این خاصیت، مقاومت بتن هم افزایش می‌دهد. دلیل این موضوع جدا شدن ذرات سیمان است. با جدا شدن ذرات سیمان، آب به همه ذرات رسیده و در نتیجه، سیمان در واکنش هیدراسیون شرکت میکند و این وضعیت، سبب تکمیل فرآیند کسب مقاومت می‌شود.
با آگاهی از این موضوع که مصرف کمتر آب، سبب افزایش مقاومت بتن می‌شود، پس استفاده از فوق روان کننده بتن، موجب تولید بتن مقاوم‌تر شده و از چندین جهت مقاومت بتن را بهبود می‌بخشد؛ تا جایی که می‌تواند مقاومت بتن را تا ۱۰۰% هم بالا ببرد.
ابر روان کننده بتن فیوژن پلاس +FUSION
افزاینده مقاومت بتن و کاهنده آب قوی در مدت کم
ابر روان کننده بتن
ابر روان کننده بتن نئون پلاس +NEON
افزایش اسلامپ بتن با نسبت آب به سیمان پایین در کوتاه‌مدت
استفاده از سایر افزودنی‌ها
هدف استفاده از افزودنی بتن، بهبود بخشیدن به خواص بتن است. برخی از افزودنی‌ها برای افزایش مقاومت بتن هستند؛ برای مثال انواع نسل روان کننده طبق همان روند فوق روان کننده، سبب افزایش مقاومت فشاری بتن می‌شوند.
یکی از افزودنی‌های افزایش مقاومت فشاری بتن، چسب بتن است. چسب بتن چسبندگی بین عناصر بتن را افزایش می‌دهد و این امر، منجر به افزایش مقاومت کششی بتن می‌گردد. از آن‌جا که سایر پارامترهای مقاومتی بتن با هم در ارتباط هستند، مقاومت فشاری نیز افزایش چشم‌گیری می‌یابد. در نظر داشته باشید سیستم عملکردی رزین سنگ مصنوعی و ابر روان کننده‌های بتن نیز مشابه هم است. پس با افزودن رزین سنگ مصنوعی، مقاومت فشاری بتن افزایش می‌یابد.
رزین سنگ مصنوعی
مناسب برای تولید محصولات گچی و بتنی با حفظ کارایی طولانی مدت
ژل میکروسیلیس هم ترکیبی از چند ماده برای ساخت بتن با کیفیت است. برخی از تولیدکنندگان نام این محصول را مکمل بتن گذاشته‌اند. این ترکیب برای ساخت بتن متراکم و دارای کیفیت بسیار بالا مناسب است. ناگفته نماند قیمت بعضی از این محصولات زیاد بوده و از این رو، فقط در پروژه‌های ویژه کاربرد دارد.
افزودنی زودگیر بتن یکی دیگر از افزودنی‌هایی است که سبب کسب مقاومت سریع بتن می‌شود. از این افزودنی برای کسب سریع مقاومت، بخصوص در هوای سرد و بتن شاتکریت استفاده می‌شود.
نکته: در مورد مقاومت فشاری بتن در استاندارد ایران شماره ۳۲۰۶ مباحثی مطرح شده است.
استفاده از سنگدانه پرمقاومت
سنگدانه بتن باید مقاومت بالایی داشته باشد. سنگدانه ستون فقرات یک بتن است. عدم وجود ترک در سنگدانه مصرفی، سبب افزایش مقاومت فشاری بتن می‌شود. شکل سنگدانه نیز در مقاومت بتن مؤثر است. سنگدانه تیز گوشه و شکسته، به دلیل قفل و بست قوی‌تر، مقاومت بیشتری در برابر بارهای وارده دارد.
اندازه سنگدانه هم در مقاومت بتن مؤثر است. از این رو بهتر است از سنگدانه ریزتر استفاده شود، زیرا بُعد کوچک‌تر سبب افزایش تراکم و کاهش نفوذپذیری می‌شود.
هر چه رده مقاومتی بتن بالاتر رود، مقاومت مکانیکی سنگدانه اهمیت بیشتری پیدا میکند؛ برای مثال در بتن‌های معمولی وسواس زیادی در مورد مشخصات کیفی سنگدانه وجود ندارد، ولی برای بتن‌های پر مقاومت، عمده بار توسط سنگدانه تحمل می‌شود و باید سنگدانه تحت آزمایش‌های شناسایی قرار گیرد.
بیشتر بخوانید: مقاومت بتن
استفاده از دانه‌بندی مناسب
دانه‌بندی به معنای تعیین دقیق مقدار ریزدانه و درشت دانه بودن مصالح بتن است. ریزدانه در بتن ماسه و درشت دانه شن نام دارد. برای ساخت یک بتن با کیفیت، باید گستره اندازه سنگدانه از ریزترین حالت تا درشت‌ترین مقدار باشد. در این صورت می‌توان گفت که دانه‌بندی سنگدانه کامل است.
دانه‌بندی و حداکثر اندازه سنگدانه، نفوذپذیری بتن را مشخص میکند. همچنین سنگدانه مانع از جمع‌شدگی خمیر سیمان می‌شود. پس بعد از خشک شدن بتن در مرز بین سیمان و سنگدانه امکان بروز ترک وجود خواهد داشت. هر قدر اندازه سنگدانه بزرگ باشد، بُعد ترک نیز افزایش می‌یابد.
در نظر داشته باشید اگر دانه‌بندی سنگدانه متمایل به سمت چپ نمودار زیر باشد، یعنی ریزدانه‌تر است. در این حالت کارایی بتن و تراکم آن بیشتر می‌شود و به دلیل حفظ یکنواختی بتن، دیگر شاهد آب انداختن و جدا شدن دانه بتن نخواهیم بود.
ریزدانه در نیاز آبی بتن تأثیر مستقیم دارد. هر چه ریزدانه بتنی زیاد شود، آب مورد نیاز افزایش می‌یابد. در مورد ذرات گذرنده از الک ۲۰۰ یا همان رس، محدودیت‌هایی در آیین‌نامه‌ها وجود دارد.
برای ساخت بتن پر مقاومت، تا حد امکان این ذرات را با شستشو حذف می‌کنند. نکته قابل اهمیت در باب ریزدانه‌ها و درشت‌دانه‌ها اینکه، بزرگ‌ترین ابعاد ریزدانه (ماسه) ۴٫۷۵ میلی‌متر است و مقادیر بیش از این مقدار جزو شن محسوب می‌شوند.
در مورد مصرف شن نیز باید حداکثر اندازه رعایت شود. معمولاً در کمتر بتنی سنگدانه بزرگ‌تر از ۳۷٫۵ میلی‌متر وجود دارد، ولی برای کسب مقاومت، وجود سنگدانه بزرگ‌تر از ۶۳ میلی‌متر در بتن غیر مسلح و ۳۸ میلی‌متر در بتن مسلح سودی نخواهد داشت و در استانداردها نیز منع شده است.
حتی در صورت نیاز به ابعاد بزرگ برای کسب مقاومت، باید سایر محدودیت‌ها را در نظر گرفت؛ برای مثال اندازه اسمی سنگدانه نباید بزرگ‌تر از سه چهارم فاصله بین میلگردها یا فاصله بین میلگرد و قالب‌بندی باشد.
با اینکه بتن به عنوان یکی از مصالح ساختمانی قابل اعتماد و مقاوم شناخته می‌شود، اما از ترک خوردن، شکستن و سایر آسیب‌ها مصون نیست و اگر ندانید که بتن مورد استفاده در پروژه به چه مقاومتی نیاز دارد، ممکن است بتنی بسازید که انتظارات شما را برآورده نکند. خوشبختانه، امروزه می‌توانید با در نظر گرفتن میزان مقاومت و مشخصات دیگر، بتن را ارزیابی کنید و با رعایت الزامات و نکات فنی، گام‌های عملی لازم را برای اطمینان از مقاومت بتن بردارید.
بیشتر بخوانید: عوامل مؤثر بر مقاومت فشاری بتن
چطور میتونم مقاومت فشاری بتن را اندازه بگیرم؟
لطفا این متن را به صورت کامل مطالعه کنید تا پاسخ سوال خود را دریافت نمایید.
کم کردن نسبت آب به سیمان در بتن، افزایش مقاومت رو، بالا میره؟
قطعا همینطوره که می‌فرمایید، مهمترین عامل برای افزایش مقاومت بتن کاهش نسبت آب به سیمان است.
اگه بخوام مقاومت بتن بالا بره باید چکار کنم دوست عزیز؟
راهکارهای زیادی برای افزایش مقاومت فشاری وجود دارد. در صورتی که این مطلب رو بررسی کنید پاسخ مناسبی برای سوال خود پیدا خواهید کرد.
بهترین روش های افزایش مقاومت فشاری بتن چیه؟
بهترین راهکار برای افزایش مقاومت فشاری، کاهش نسبت آب به سیمان و استفاده از ابر روان کننده است.
استاندارد مقاومت فشاری بتن چیه؟
در استاندارد ایران شماره ۳۲۰۶ مباحث مقاومت فشاری مطرح شده است.
ممنون از زحماتتون
از حمایت شما متشکریم🌷
مواد پوزولانی در افزایش مقاومت فشاری بتن چه نقشی داره؟
در صورتی که از پوزولان‌ها به جای بخشی از سیمان استفاده شود، مقاومت فشاری بتن تولیدی افزایش پیدا خواهدکرد.
گیرش اولیه سیمان پوزولانی بالاتره یا گیرش سیمان تنها؟
سیمان تنها. گیرش اولیه سیمان پوزولانی کمی با تاخیرتر است.
شما چه محصولی را برای افزایش مقاومت فشاری بتن تا دو برابر حد استاندارد پیشنهاد میکند؟
حد استانداردی برای میزان مقاومت فشاری تعریف نشده است، اما بهترین کار برای افزایش مقاومت فشاری، کاهش میزان آب به سیمان و استفاده از روان کننده‌های پایه پلی کربوکسیلات است.
دوستانی که با این بلاگ تازه آشنا شدند به شما پیشنهاد می کنم پیوسته با مقالات رامکا همراه باشید و از موضوعات آن هر روز استفاده کنید. البته از سازندگان تولید محتوای رامکا هم خواستارم تایم خاصی را برای قرار دادن مقالات در نظر گیرند تا بهتر بشه از مطالب بهره برد. سپاس از شما
سپاس از لطف شما و اینکه ما رو به دوستانتون معرفی می‌کنید🌹