آب بتن: مشخصات، کیفیت و شرایط آب اختلاط استاندارد

برخی تصور می‌کنند هر آبی می‌تواند در پروسه ساخت و عمل‌آوری بتن استفاده شود، در حالی که این‌طور نیست! بی‌توجهی به پارامترهای مؤثر آب‌ها در ساخت بتن، می‌تواند منجر به تولید بتنی بی‌کیفیت از نظر دوام و مقاومت شود. بر همین اساس توصیف روش‌های ارزیابی مناسب آن جهت ساخت و تولید بتنی با کیفیت ضروری است. در این مقاله از بلاگ رامکا بر آن هستیم ضمن تبیین ویژگی‌های آب بتن، تأثیر و نقش آن را روی خصوصیات بتن سخت‌شده بررسی کنیم. پس تا انتها همراه ما باشید.

آب مصرفی بتن

آب یکی از ارکان اصلی تولید و عمل‌آوری بتن است. از این رو لازم است مواد و املاح موجود در آن در محدوده مجاز قرار گرفته باشد تا عملکرد مطلوب بتن را در کوتاه‌مدت و درازمدت دچار اختلال نکند. ضوابط مربوط به محدودیت‌های آب مصرفی و آزمایش‌های مربوط به آن در استاندارد ملی شماره ۱۴۷۴۸ آمده و لازم است با الزامات تعیین شده رعایت شود.

ویژگی‌های آب بتن

الزامات و ویژگی‌های ارائه شده برای آب بتن، شامل: انواع آب، میزان PH، میزان مواد مضر به کار رفته و… است که باید در مراحل ساخت و عمل ‌آوری بتن، یخ مصرفی برای سرد کردن بتن‌ها یا اجزای آن، آب‌های آزاد موجود در سنگدانه‌ها، آب‌های مصرفی در کامیون حمل بتن و آب‌های به کار رفته در ساخت انواع افزودنی بتن یا دوغاب‌سازی مواد افزودنی معدنی مورد بررسی قرار گیرند. در ادامه به بررسی مهم‌ترین ویژگی‌های آن جهت تولید بتنی با کیفیت می‌پردازیم.

بررسی انواع آب در پروژه ساخت و عمل‌آوری بتن

در این بخش به بررسی انواع آب‌های مصرفی بتن، چون: آب آشامیدنی، آب‌های سخت و سولفاته، آب‌های باقی‌مانده از کارخانه‌های تولید بتن و… پرداخته و میزان تأثیر هر یک از آنها را روی ویژگی‌های بتن بررسی خواهیم کرد.

آب آشامیدنی

یکی از آب‌های مصرفی در پروژه ساخت و ساز، آب آشامیدنی است. این آب جزو آب‌های مطلوب ساخت ساختمان قرار دارد و در صورتی که مزه یا بوی خاصی نداشته باشد و عاری از ذرات زیان‌آور، مواد آلی یا گرد و خاک (حداکثر حد مجاز گل آلودی ۲۰۰۰ppm) باشد، نیازی به انجام آزمایش‌های کنترل کیفیت آن نیست و می‌توان به راحتی از آن در طرح اختلاط بتن استفاده نمود.

آب‌های زیرزمینی

آب‌های زیرزمینی از دیگر انواع آب مصرفی در ساخت و تولید بتن است که آب چاه، قنات و چشمه را شامل می‌شود. این آب برای تولید و عمل‌آوری مناسب است، اما از آن‌جا که نوع بستر عبوری این آب‌ها بر میزان املاح و عناصر شیمیایی آن مؤثر است، لازم است پیش از استفاده مورد آزمون قرار گیرد.

آب‌های سطحی و فاضلاب‌های صنعتی

آب‌های سطحی که روان‌آب‌ها مانند رود و رودخانه را شامل می‌شود – همانند آب فاضلاب‌های صنعتی – تنها در صورت آزمون، قابل استفاده در طرح اختلاط و عمل‌آوری هستند.

آب دریا

آب دریا از انواع آب‌های مصرفی در بتن است که حاوی نمک‌های کلرید بوده و بهتر است در صورت استفاده در زمان اختلاط و بتن‌ریزی با دقت آزمایش‌ شود. این آب در ساخت بتن‌های بدون آرماتور (غیرمسلح) مطلوب است و برای تولید بتن‌های مسلح یا پیش‌تنیده با دوغاب مناسب نیست، زیرا چنانچه فولاد در مجاورت این آب‌ها قرار گیرد، سولفاته شده و زنگ می‌زند.

نوع استفاده	بیشینه غلظت یون کلرید (میلی‌گرم/ لیتر)
بتن پیش‌تنیده با دوغاب	۵۰۰
بتن مسلح	۱۰۰۰
بتن غیرمسلح	۴۵۰۰

بیشتر بخوانید: آرماتور و میلگرد در بتن

آب‌های سولفاته

تجربیات و آزمایش‌ها نشان داده آب‌‌های حاوی سولفات، با غلظت کمتر از ۱% می‌تواند در طرح اختلاط بتن استفاده شوند، اما احتمال کاهش مقاومت بتن را نیز در پی خواهد داشت. بنابر گزارشات ارائه شده، تنها ۰٫۵% سولفات باعث کاهش ۴% مقاومت می‌شود و حضور ۱% سولفات در اختلاط بتن باعث کاهش ۱۰% از مقاومت آن می‌گردد.

آب سخت و شور

آب‌های سخت و شور، دسته دیگری از آب‌های مصرفی در بتن هستند که ظاهراً سخت یا تلخ مزه‌اند و بیشتر با سولفات غلیظ همراهند. به همین دلیل بهتر است قبل از استفاده بررسی و آنالیز شوند. استفاده از آبی با غلظت نمک معمولی (کلرید سدیم) ۳٫۵%، بجز کاهش ۸ تا ۱۰ درصدی مقاومت بتن، اثر زیانبار دیگری ندارد. البته آب‌های معدنیِ به شدت کربناته نیز باعث کاهش شدید مقاومت می‌شوند.

آب‌های راکد

استفاده از آب‌های راکد حاوی اسید تانیک (جوهر مازو) – مانند آب‌های باتلاقی یا دریاچه‌های راکد – در پروژه ساخت و تولید بتن، می‌تواند باعث کُندگیری و کاهش سرعت افزایش مقاومت شود.

آب بازیافت شده از کارخانه‌های تولید بتن

استفاده از آب بازیافت شده کارخانه‌های تولید بتن، به تنهایی یا در ترکیب با آب‌های آشامیدنی یا آب‌های چاه، در صورتی مجاز است که عملکرد مطلوب بتن را در کوتاه‌مدت و بلندمدت دچار اختلال نکند.

آب فاضلاب

آب فاضلاب دسته دیگری از انواع آب‌ها است که استفاده از آن در پروسه ساخت بتن‌ها مناسب نیست.

مقدار PH آب

Ph یکی از مهم‌ترین فاکتورها در تعیین استاندارد آب آشامیدنی است که در آن میزان یون H مثبت نسبت به OH منفی اندازه‌گیری می‌شود. این فاکتور که بازه آن از صفر تا ۱۴ متغیر است، خاصیت اسیدی یا قلیایی بودن آب را نشان می‌دهد. میزان PH در آب مصرفی بتن بهتر است در همه موارد بین ۵/۵ تا ۸/۵ باشد، چرا که قرار گرفتن PH در این استاندارد جهت تولید بتنی با کیفیت ضروری است و در صورتی که میزان آن در بازه بین ۷ تا ۱۴ قرار گیرد، نشان از قلیاییت آن خواهد داشت.

مقدار مواد زیان‌آور آب

مواد زیان‌آور موجود در آب نباید از مقادیر بیان شده در جدول زیر تجاوز کند.

مواد شیمیایی	حداکثر مجاز، ppm	روش آزمایش
میزان یون کلرید برای بتن آرمه در معرض حمله کلریدی، عرشه، پل و موارد مشابه	۵۰۰	ASTM C114 یا استاندارد ملی ۲۳۵۰
میزان یون کلرید برای دیگر بتن‌های آرمه در شرایط مرطوب یا دارای قطعات مدفون	۱۰۰۰	ASTM C114 یا استاندارد ملی ۲۳۵۰
سولفات بر حسب SO4	3000	استانداردهای ملی ۱۳۹۲ یا ۲۳۵۳
میزان قلیاییت معادل Na2O+0.658K2O	600	استاندارد ملی ۱۶۹۵
مجموع مواد جامد	۵۰۰۰۰	استاندارد ملی ۲۳۵۵

توجه داشته باشید، در مواردی که آب‌های مصرفی در بتن به لحاظ دارا بودن مواد مضر مؤثر بر گیرش، سخت شدن، مقاومت، آهنگ رشد مقاومت، تغییر حجم، خوردگی میلگردها و کارایی بتن‌ها مشکوک هستند، می‌توان با ساخت نمونه ملات و خمیر سیمان شاهد، با آب مقطر یا آب آشامیدنی و مقایسه آن با ملات یا خمیر سیمان حاوی آب مشکوک مورد نظر، موارد ذیل را کنترل نمود:

الف) مقاومت ۷ روزه نمونه حاوی آب غیر آشامیدنی یا غیر استاندارد، باید حداقل ۹۰% مقاومت فشاری ملات شاهد باشد.

ب) زمان گیرش خمیر سیمان حاوی آب مشکوک، نباید زودتر از ۱ و دیرتر از ۱٫۵ ساعت نسبت به مخلوط شاهد باشد.

ج) میزان انبساط به دست آمده از آزمایش سلامت سیمان در آزمایش ساخته شده با آب مشکوک، نباید بیشتر از حد مجاز انبساط یا انقباض استاندارد سیمان مصرفی باشد.

د) در صورتی که مقدار یون کلرید و سولفات موجود در آب بیش از حد مجاز باشد، اما بتوان نشان داد مقدار هر یک از این مواد در بتن، با توجه به طرح مخلوط بتن کمتر از حد مجاز است، آب مورد نظر قابل قبول خواهد بود. به هر حال نیاز به دانستن مقدار یون‌های کلرید و سولفات در سایر اجزای بتن وجود دارد.

همان‌طور که گفته شد بهترین آب برای اختلاط و عمل‌آوری بتن، آبی تمیز و صاف است که باعث بروز تأثیرات منفی در مشخصات بتن – مانند مقاومت و دوام – نشود. انتخاب تمیزترین و خالص‌ترین منابع آبی جهت مصارف ساخت و عمل‌آوری، اولین گزینه برای داشتن آب بتن مناسب است، اما چنانچه به دلایل متعددی چنین منبعی در دسترس نبود، استفاده از سایر آب‌ها، مانند آب‌های سولفاته، آب دریا، آب‌های زیرزمینی و رودخانه‌ای، آب‌های سخت و… با رعایت نکات و استانداردهای این مقاله امکان‌پذیر است.