طرح اختلاط بتن سنگین: راهنمای جامع کاربرد، مشخصات، نسبت‌ها و اصلاحات

طرح اختلاط بتن سنگین

بیشترین استفاده بتن سنگین در حفاظت‌های هسته‌ای است. بتن با دانسیته بالا یا بتن سنگین، امکان کاهش در ضخامت با درجه یکسان حفاظت را فراهم می‌کند؛ به طوری که جهت حفاظت مقابل نوترون‌ها، لازم است ماده‌ای همچون بتن با داشتن اجزایی که اتم‌های آن بتوانند هم نوترون‌ها را گرم کنند و هم آنها را جذب نمایند، استفاده شود. در این مقاله از بلاگ رامکا بر آن هستیم ضمن بررسی مشخصات سنگدانه‌ها در بتن سنگین و کاربرد بتن سنگین، نسبت‌های طرح اختلاط بتن سنگین را نیز بررسی کنیم. پس تا انتها همراه ما باشید.

کاربرد بتن سنگین

بتن سنگین، بتنی مؤثر و اقتصادی است که با درجه یکسان حفاظت، امکان کاهش در ضخامت را فراهم می‌کند. این بتن از اتم‌هایی تشکیل شده که می‌تواند نوترون‌ها را گرم کرده و به وسیله اتم‌های اجزایی از جمله کلسیم با بورون که دارای مقاطع عرضی نوترون‌گیر زیاد است، جذب شود. به علت اثر کندگیری زیاد بعضی از انواع بورون روی بتن، باید در شکل ورود بورون در بتن دقت به خرج داد.

 نظریات ACI در بتن سنگین مرجع خوبی برای اطلاعات طراحی است. به طور معمول بتن سنگین برای داشتن وزن واحد حجم ۲۸۸۰ تا ۵۶۱۰ کیلوگرم بر متر مکعب طراحی می‌شود و بر اساس درجه محافظت مورد نیاز، ضخامت سازه پیش‌بینی می‌گردد.


مشخصات سنگدانه‌ طرح اختلاط بتن سنگین

بتن با دانسیته زیاد با استفاده از سنگدانه‌های سنگین، مثل سنگ‌های معدنی آهنی، از جمله مگنتیت و لیمونیت، سنگ معدنی – مثل: باریت، براده‌های فولادی و گلوله‌های فولادی – و مصالح مصنوعی مثل فسفر آهن ساخته می‌شود. سنگدانه‌ها را می‌توان با دانه‌بندی‌های متداول برای اندازه‌های درشت و ریز تهیه نمود. امکان استفاده از ماسه رایج نیز در مخلوط هنگامی ‌که وزن واحد حجم مجاز را دارا باشد، وجود دارد.

معمولاً بتن سنگین برای داشتن چگالی ۲۸۸۰ تا 5610 کیلوگرم بر متر مکعب طراحی می‌شود.
معمولاً بتن سنگین برای داشتن چگالی ۲۸۸۰ تا ۵۶۱۰ کیلوگرم بر متر مکعب طراحی می‌شود.

کلیه سنگدانه‌ها به دلیل شکل و وزنشان تمایل به تولید مخلوطی خشن دارند. از هوازایی به علت تأثیر زیان‌آور آن روی دانسیته باید اجتناب شود. از این رو، به منظور بهبود کارآیی نمی‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. مقاومت فشاری قابل دستیابی با این نوع مصالح، بین ۲۱ و ۴۲ مگاپاسکال در ۲۸ روز تغییر می‌کند. برخی از سنگدانه‌های سنگین برای قرارگیری در معرض هوازدگی مناسب نیستند و باید حفاظت شوند.

استاندارد ASTM C637 تحت عنوان «سنگدانه‌ها برای بتن محافظ تشعشع»، خواص مهم سنگدانه‌های سنگین را پوشش می‌دهد. جهت ارزیابی این نوع مواد، به جدول ذیل توجه نمایید.

مادهتوصیفتوده ویژهوزن واحد حجم بتن
(کیلوگرم بر متر مکعب)
لیمونیت، ژئوتیتسنگ‌های معدنی آهنی آبدار۳٫۴-۳٫۸۲۸۸۰-۳۱۲۰
باریتسولفات باریم۴٫۰-۴٫۴۳۲۸۰-۳۶۰۰
ایلمنیت، هماتیت، مگنتیتسنگ‌های معدنی آهنی۴٫۲-۵٫۰۳۴۴۰-۳۸۴۰
فولاد – آهنگلوله، کلوخه‌ها، براده‌ها و…۶٫۵-۷٫۵۴۹۷۰-۵۶۱۰
مصالح فسفر آهن و فروسیلیس (سرباره‌های سنگین)، فقط باید پس از بررسی کامل مورد استفاده قرار گیرند.

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

نسبت‌های طرح اختلاط بتن سنگین

روش به کار گرفته شده برای بتن معمولی به منظور نسبت‌های اختلاط بتن سنگین، با استفاده از روش حجم جامد مورد استفاده قرار می‌گیرد. مقدار سیمان معمولاً بین ۲۸۰ و ۴۴۵ کیلوگرم بر متر مکعب با سایر ویژگی‌های مشابه بتن معمولی در رابطه با نسبت آب به سیمان تغییر می‌کند. روش تعیین نسبت‌های اختلاط نیز با یک مثال که در آن روش تعیین دانسیته لازم نیز نشان داده شده، بیان می‌شود.

ملزومات: بتن سنگین با حداقل مقاومت فشاری ۲۴٫۵ مگاپاسکال و حداقل وزن واحد حجم بتن خمیری، برابر با ۳۶۷۰ کیلوگرم بر متر مکعب است.

داده‌ها: سنگ معدن آهنی مگنتیت با توده ویژه ۴٫۲ هم برای ریزدانه و هم درشت‌دانه. وزن واحد حجم خشک میله خورده با دانه‌بندی از ۳۷٫۵ میلی‌متر تا نمره ۴ برابر با ۲۵۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب است.

  • مدول نرمی‌سنگدانه ریز ۲٫۷ است.
  • براده‌های آهنی با توده ویژه ۶٫۵ موجود است.
  • تجربه قبلی حاکی از این است که ۲۰۵ کیلوگرم بر متر مکعب آب برای ۱۰۰ میلی‌متر اسلامپ مورد نیاز است و ۳۴۸ کیلوگرم بر متر مکعب سیمان برای مقاومت مطلوب ضروری است.

راه‌حل:

  • از جدول حجم خشک میله خورده سنگدانه درشت در واحد حجم بتن برای سنگدانه ۳۷٫۵ میلی‌متر و مدول نرمی ‌ماسه برابر با ۲٫۷، میزان ۰٫۷۲ به دست می‌آید.
  • وزن مگنتیت ۳۷٫۵ میلی‌متر برابر است با ۰٫۷۲ × ۲۵۵۰ = ۱۸۳۶kg/m3
  • حجم‌های جامد:
مادهوزن (کیلوگرم)حجم (متر مکعب)
سیمان۳۴۸۳۴۸/ (۳٫۱۵×۱۰۰۰) = ۰٫۱۱
آب۲۰۵۲۰۵/۱۰۰۰=۰٫۲۰۵
سنگدانه درشت۱۸۳۶۱۸۳۶/ (۴٫۲×۱۰۰۰)= ۰٫۴۴
حجم هوای محبوس (۱%)۰٫۰۱
جمع (به جز سنگدانه ریز)۲۳۸۹۰٫۷۷

حجم جامد سنگدانه ریز ۱ – ۰٫۷۷ = ۰٫۲۳m3است. پس وزن خشک سنگدانه ریز ۰٫۲۳ × ۴٫۲ × ۱۰۰۰= ۹۶۶kg است. وزن واحد حجم بتن خمیری عبارت است از:

۲۳۸۹+۹۶۶=۳۳۵۵kg/m3

  • جهت تأمین وزن واحد حجم مطلوب که حداقل۳۶۷۰ کیلوگرم بر متر مکعب تعیین شده، باید وزن سنگدانه درشت بدون تغییر در حجم ۰٫۴۴ متر مکعب به میزان۳۶۷۰ – ۳۳۵۵ = ۳۱۵ kg/m3 افزایش یابد.
  • فرض کنیم M وزن مگنتیت و P وزن براده‌های آهنی باشد. پس:

۰٫۴۴= [M/(4.2×1000)]+[p/(6.5×۱۰۰۰)]

از سوی دیگر، مجموع M و P باید برابر با ۲۱۵۱= ۳۱۵ + ۱۸۳۶ باشد، پس:

M+P=2151

بنابراین از روابط بالای مقاله طرح اختلاط بتن سنگین:

M=1295kg

P=856kg

حجم‌ها را کنترل می‌کنیم:

حجم مگنتیت= [۱۲۹۵/ (۴٫۲×۱۰۰۰)]=۰٫۳۱

حجم براده‌های آهنی= [۸۵۶/ (۶٫۵×۱۰۰۰)]=۰٫۱۳

مجموع حجم‌های درشت‌دانه= ۰٫۳۱+۰٫۱۳=۰٫۴۴

که همان حجم محاسبه شده قبلی است. در نهایت، مخلوط دارای ترکیب زیر است:

مادهوزن (کیلوگرم)حجم (متر مکعب)
سیمان۳۴۸۰٫۱۱
آب۲۰۵۰٫۲۰۵
سنگدانه درشت  
مگنتیت۱۲۹۵۰٫۳۱
براده‌های آهنی۸۵۶۰٫۱۳
سنگدانه ریز۹۶۶۰٫۲۳
هوای محبوس۰٫۰۱
جمع کل۳۶۷۰۱٫۰۰

که دارای وزن واحد حجم ۳۶۷۰ کیلوگرم بر متر مکعب است.

  • مخلوط آزمایشی مشابه بتن معمولی باید ساخته شود و همان آزمایش‌ها انجام گیرد. اصلاحات مخلوط، مشابه بتن معمولی است.

عمل آوری بتن

کیورینگ بتن فینیش FINISH

عمل‌آوری بتن در هوای گرم

اصلاحات بتن سنگین

متغیرهای مشاهده شده در کارگاه برای بتن سنگین، مشابه بتن معمولی است و ممکن است برای جبران تغییرات در سنگدانه‌ها نیاز به تصحیح مقدار آب باشد. تصحیحات اضافی در مقادیر سنگدانه ریز، ممکن است برای کارایی، وزن واحد حجم و حجم کل بتن تازه لازم باشد. از مخلوط کردن طولانی باید اجتناب شود، زیرا بسیاری از سنگدانه‌های معدنی تمایل به شکستن پیدا می‌کنند. کلیه احتیاطات مربوط به بتن معمولی باید در مورد بتن سنگین نیز اعمال شود.

اسلامپ شاخص خوبی برای دستیابی به میزان کارایی نیست و با اسلامپ‌های زیاد، جداشدگی احتمال بیشتری دارد. برای حفظ مقاومت‌ها، هر گونه تصحیح در مقدار آب، ممکن است تجدید نظر در مقدار سیمان را نیز ضروری سازد.

بیشتر بخوانید: طرح اختلاط بتن سبک

همان‌طور که گفته شد بتن سنگین، بتنی با جرم مخصوص است که عوامل گوناگونی در نسبت‌های طرح اختلاط آن مؤثرند. در این مقاله از بلاگ رامکا تلاش شد نسبت‌های طرح اختلاط بتن سنگین به روش کمّی بیان شود و اطلاعاتی دقیق و کارامد در این زمینه تبیین گردد. امیدواریم با مطالعه این مقاله توانسته باشید به اطلاعات کافی در این زمینه دست یابید. خواهشمندیم با بیان نظرات کاربردی خود، ما را در ارتقای کیفیت مقالات یاری رسانید.

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن نئون NEON

کاهنده قوی آب و روان کننده بتن در مدت بسیار کوتاه

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

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

چت تلگرام | مشاوره و خرید افزودنی بتن
مکالمه را شروع کنید
سلام! برای چت در تلگرام  پرسنل پشتیبانی که میخواهید با او صحبت کنید را انتخاب کنید