مقاله در مورد بتن در کارگاه‌های ایران

word قابل ویرایش
84 صفحه
13700 تومان
137,000 ریال – خرید و دانلود

مصرف بتن به علت ارزانی و دسترسی راحت به آن، روز به روز در جهان توسعه می‌یابد، زیرا مصالح مورد مصرف بتن که عبارت است از شن و ماسه و سیمان، به حد وفور در همه جای کره زمین یافت می‌شود. از طرفی به علت عمر طولانی قطعات بتنی و مقاومت آن در مقابل عوامل جوی در مقایسه با سایر مصالح ساختمانی مخصوصاً فولاد توجه مهندسین را در سراسر دنیا به خود معطوف داشته است و در نتیجه کاربرد آن روز به روز زیادتر می‌شود، به طوری که درصد ساختمان‌های بتنی بلند به نسبت ساختمان‌های دیگر، روز به روز به فزونی است، حتی در بعضی ممالک، احداث ساختمان‌های بلند فقط با بتن آرمه مجاز می‌باشد.

دیگر از جاذبه‌های بتن، آن است که این جسم قبل از سخت شدن سیال بوده و در هر شکل و قالبی که ریخته شود، بعد از سخت شدن به همان شکل درمی‌آید. از این راه معماران و طراحان می‌توانند اجزاء مختلف ساختمان را از لحاظ هندسی به دلخواه خود طراحی کنند. در عوض، عیب بزرگ قطعات بتن آرمه، این است که هیچ وقت فرضیات محاسباتی کاملاً مطابق با واقعیت نیست، ‌زیرا اولین فرضی که یک محاسب ساختمان بتن آرمه می‌کند، آن است که بتن و فولاد را جسم

همگن فرض نموده و تنش و کرنش آنها را مساوی درنظر می‌گیرد و محاسبات خود را بر مبنای آن شروع کرده و ادامه می‌دهد، در صورتی که این فرض کاملاً با حقیقت وفق نمی‌دهد و تنش و کرنش بتن فولاد کاملاً مساوی نیستند، ولی اگر در طراحی بتن و ساخت و اجرا و عمل‌آوری و بالاخره در نگهداری آن دقت کافی به عمل آید و بتن مطابق دستورالعمل‌های موسسات تحقیقاتی و استانداردهای دنیا طراحی و ساخته شود، شاید به میزان قابل توجهی فرضیات و عمل به همدیگر نزدیک شوند.

برای رسیدن به این هدف که بتوانیم در ایران از بتنی کاملاً مطابق با استانداردهای بین‌المللی استفاده نماییم، دو اشکال وجود دارد:
۱٫ بتن استاندارد با کیفیت عالی به مراتب از بتنی که ما اینک در کارگاه‌ها از آن استفاده می‌نماییم، گرانتر تما می‌شود و از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست و این مطلب برای سازندگان واحدهای مسکونی که اغلب قریب به اتفاق انبوه‌سازان واحدهای مسکونی بوده و فروشندگان آن می‌باشند، نه استفاده کنندگان از آن، خوشایند نیست. ولی اگر توجه داشته باشیم که بتن با کیفیت خوب، توان باربری بیشتری را دارا می‌باشد، متوجه می‌شویم که بتن خوب در نهایت از لحاظ اقتصادی بیشتر به صرفه نزدیک است. برای مثال می‌توانیم بگوییم که طبق استانداردهای بین‌المللی،

مهندس محاسب مجاز است که بار فشارهای معادل ۲۱۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع را روزی سازه بتنی بگذارد، ولی عملاً مهندسین محاسب ایرانی بیش از ۸۰ تا ۹۰ و حداکثر ۱۱۰ کیلوگرم برای هر سانتیمتر مربع بتن توان باربری قائل نیستند، یعنی چیزی کمتر از توان مجاز و این به علت بدی اجرای بتن می‌باشد. در این صورت مشاهده می‌شود اگر ساخت بتن با کیفیت عالی حتی اگر ۲۰ درصد هم گرانتر تمام شود، با توجه به حداکثر توان باربری بتن هنوز ۸۰درصد به نفع تولید کننده است. از طرفی ابعاد قطعات بتنی با توان باربری بالاتر، کوچک‌تر شده، در نتیجه فضای کمتری را اشغال می‌نماید و این خود موجب وسیع‌تر شدن فضاهای معماری می‌شود.

۲٫ نکته دوم، کمبود و یا بهتر بگوییم، نبود کارگران ماهر بتن‌ساز و عدم آشنایی کارگران به رفتارهای بتن می‌باشد، زیرا اکثر دست‌اندرکاران بتن و بتن‌سازی چنین گمان می‌کنند که اگر آب و شن و ماسه سیمان را مخلوط کرده و در قالب جا دهند، بتن‌سازی و بتن‌ریزی نموده‌اند. تجربه نشان داده است که اگر در ساختن و جا دادن بتن در قالب و حفظ و نگهداری آن دقت بیشتری به عمل آید، قطعه موردنظر حتی تا ۵۰درصد دارای توان باربری بالاتر می‌باشد، بدون آنکه هزینه بیشتری را متحمل شویم.

اجزاء تشکیل دهنده بتن
همانطوری که می‌دانیم، بتن تشکیل شده است از سنگدانه‌های کوچک به نام ماسه و سنگدانه‌های درشت‌تر به نام شن که این سنگ‌دانه‌ها به وسیله چسب مخصوصی به نام سیمان در مجاورت آب به همدیگر می‌چسبند و جسم متراکم و سختی را به نام بتن ایجاد می‌نمایند که اگر این بتن در شرایط خوب تهیه و عمل آورده شود و سیمان آن به اندازه کافی باشد، در اثر نیروی فشاری در حدود ۳۵۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع متلاشی می‌شود و توان مجاز آن ۶/۰ عدد فوق،

یعنی در محاسبات تا ۲۱۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع بار فشاری می‌توانیم روی آن قرار دهیم، ولی این قطعه در مقابل نیروهای کششی بسیار ضعیف بوده و اگر بتن در شرایط بسیار خوب تهیه و نگهداری شود، نیروی کششی تا ۳۲ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع را می‌تواند تحمل نماید. به همین علت، در بتن فولاد (میلگرد) می‌گذارند تا نیروهای کششی را تحمل نمایند.

در نتیجه بتن تشکیل شده است از: شن، ماسه، سیمان، آب و فولاد.
سنگدانه
سنگدانه‌ها در حدود حجم بتن را تشکیل می‌دهند. به همین علت رفتار آنها در بتن مقاومت و سایر خصوصیات آن را تحت تاثیر قرار می‌دهد. لذا باید سنگدانه‌ها از هر لحاظ مورد مطالعه قرار گیرند. رفتار سنگدانه‌ها را باید از دو نقطه مورد مطالعه قرار داد:

۱٫ رفتار فیزیکی؛ ۲٫ رفتار شیمایی
در قسمت اول: شکل هندسی سنگدانه‌ها، بزرگی آنها، درصد هر اندازه در کل توده، وزن مخصوص آنها، مواد خارجی همراه آنها، استعداد جذب آب آنها، آب همراه سنگدانه‌ها، سختی آنها و غیره مورد مطالعه قرار می‌گیرد و در قسمت دوم جنس سنگدانه ـ واکنش‌های شیمیایی آنها در روند سخت شدن سیمان و همچنین واکنش‌های شیمیایی آنها در زمان نگهداری و بهره‌برداری از قطعه بتنی را مطالعه می‌نماییم.

رفتار فیزیکی سنگدانه‌ها
در حقیقت باید گفت کلیه دانه‌های سنگی موجود در طبیعت، سنگدانه‌ گفته می‌شود، ولی در تداول عامه و مخصوصاً در زبان فارسی برای آنکه شنونده در ضمن مکالمه اندازه سنگدانه‌ را نیز درک نماید، برای هر اندازه از سنگدانه‌ نام مخصوصی را تعیین نموده‌اند. مثلاً برای دانه‌های بسیار ریز فیلر و دانه‌های درشت‌تر به ترتیب ماسه بادی، ماسه، شن نخودی، شن بادامی، قلوه سنگ، پاره سنگ، تخته سنگ، صخره و بالاخره کوه نامگذاری کرده‌اند.

از میان سنگدانه‌های مذکور، در بتن شن و ماسه مورد مصرف دارد. طبق استانداردهای بین‌المللی، دانه‌های از ۶/۰ میلیمتر تا ۵ میلیمتر، ماسه نامیده شده است و از ۵ تا ۲۲ میلیمتر را شن نامگذاری کرده‌اند. البته باید تو
اغلب موسسات و استانداردهایی که روی بتن کار کرده‌اند و دستورالعمل‌های متعددی برای اندازه سنگ‌دانه‌ها ارائه کرده‌اند، اکثر قریب به اتفاق آنها، روی درصد دانه‌ها از لحاظ اندازه تکیه نموده‌اند، ولی کلیه این دستورالعمل‌ها مربوط به سنگدانه‌های همان مملکت بوده و حتی مربوط به همان رودخانه و معدنی است که سنگدانه‌های آن مورد آزمایش قرار می‌گیرند و برای ممالک دیگر و حتی معادن شن و ماسه ناحیه دیگر در همان مملکت نمی‌تواند صددرصد مورد استفاده باشد.
البته این مطلب درست است که این دستورالعمل‌ها می‌تواند معیارهای قابل قبول و راهنمای خوبی برای دانه‌بندی بتن سایر ممالک نیز باشند، ولی صددرصد نمی‌توان مورد قبول ممالک دیگر قرار گیرند. بدین لحاظ بهتر است برای بتن‌ریزی‌های بزرگ قبل از شروع کار و بعد از انتخاب معدن شن و ماسه اقدام به آزمایش‌های محلی نموده و بهترین دانه‌بندی را انتخاب نماییم.
می‌دانیم بتن مخلوطی است از شن و ماسه و سیمان و آب و همچنین می‌دانیم در مخلوط شن و ماسه به مقدار قابل ملاحظه‌ای هوا وجود دارد. وجود هوا در بتن پوکی آن را موجب می‌گردد. در نتیجه هرقدر ما بتوانیم هوای موجود در بتن را به خارج هدایت نماییم و هرقدر در قطعه بتنی هوای حبس شده کمتر باشد، قطعه توپرتر بوده و وزن مخصوص آن بالاتر می‌باشد. با تعریف فوق معلوم می‌شود که بهترین دانه‌بندی برای اختلاط شن و ماسه آن است که از لحاظ اندازه به طریقی انتخاب شوند که حداکثر تراکم را ایجاد نمایند و به عبارت دیگر دارای حداقل هوای حبس شده در آن باشند.

چگونه شن و ماسه تهیه می‌شود؟
هر ساله با طغیان رودخانه‌ها، مقداری سنگدانه‌ در محل آبرفت رودخانه‌ها باقی می‌ماند که این آبرفت‌ها معادن شن و ماسه طبیعی را تشکیل می‌دهند. پس از آنکه این معادن شناسایی و انتخاب گردیدند و جنس سنگ آن وسیله آزمایشگاه تایید شد، اقدام به بهره‌برداری از آن معدن می‌گردد. مصالح موجود در معدن که اندازه سنگدانه‌های آن از قلوه سنگ‌های درشت حتی به ابعاد ۵۰ سانتیمتر تا سنگدانه‌های ریز و ماسه و ماسه بادی و فیلر نیز در آن یافت می‌شود، بوسیله لودر بارگیری شده و وسیله کامیون به محل کارخانه تهیه شن و ماسه منتقل می‌گردد.

این مصالح ابتدا بوسیله ماشین‌های مخصوص شسته شده و گل و لای آن جدا می‌شود. پس از شستن، سنگدانه‌ها با تسمه نقاله به ماشین دانه‌بندی منتقل می‌گردد. در آنجا دانه‌های درشت‌تر و خارج از اندازه شده با تسمه نقاله به ماشین‌های سنگ‌شکن می‌رود و طبق برنامه‌ای که به آن ماشین داده شده است، سنگدانه‌ها وسیله آسیاب‌های مخصوص که اغلب آسیاب فکی می‌باشند، در چند مرحله خرد شده و به شن و ماسیه به اندازه دلخواه تبدیل می‌گردند که به آن شن و ماسه شکسته می‌گویند.

البته اگر کارخانه‌ بیشتر سفارش شن و ماسه شکسته داشته باشد، علاوه بر قلوه سنگ‌های موجود در ماسه طبیعی از معدن‌هایی که قبلاً شناسایی شده‌اند، نسبت به استخراج سنگ و تبدیل آنها به شن و ماسه شکسته اقدام می‌نمایند. بقیه مصالح با الک‌های لرزان دانه‌بندی شده و شن و ماسه بطور جداگانه با تسمه نقاله به انبار شن و ماسه برای بارگیری و حمل به محل مصرف منتقل می‌گردند که به آن شن و ماسه طبیعی می‌گویند.

آب حاصل از شستشوی سنگدانه‌ها که حاوی ماسه بادی و فیلر می‌باشد، به حوضچه‌های مخصوصی منتقل و دانه‌های موجود در آن پس از ته‌نشین شدن با تسمه نقاله به انبار ماسه بادی برده می‌شود و به بازار مصرف عرضه می‌گردد و آب روی آن که زلال شده است، دوباره به مصرف شستشوی ماسه می‌رسد.
تفاوت سنگدانه‌های شکسته و طبیعی

سن و ماسه‌ای که بوسیله سنگ شکن‌ها تهیه می‌شود، تیزگوشه بوده و اندازه آن کاملاً مطابق دلخواه تولید کننده می‌باشد و سطوح آن ناصاف است، در صورتیکه سنگدانه‌هایی که به طور طبیعی بدست می‌آید، گرد گوشه بوده و سطوح آن کاملاً صیقلی است. سنگدانه‌های شکسته فاقد گردوخاک بوده و تمیزتر می‌باشد و یا اگر دارای گردوخاک باشند، با توجه به اینکه این ریزدانه‌ها در اثر شکستن و خرد کردن سنگ بوجود آمده‌اند، از جنس خود سنگ بوده و دارای اثرات منفی کمتری روی بتن می‌باشد، در صورتی که سنگدانه‌های طبیعی همیشه با مقداری ریزدانه که در تداول عامه به آن خاک می‌گویند، همراه است که این خاک اگر از جنس خاک رس بوده و از مقدار معینی بیشتر باشد، در مقاومت‌های بتن تاثیر نامطلوب دارد.

در موقع جادادن بتن در قالب، سنگدانه‌های طبیعی به علت صیقلی دادن سطوح آن و سرخوردن آنها روی یکدیگر بهتر و آسانتر قالب خود را پر می‌کند. به عبارت دیگر، بتن دارای کارایی بهتری است که این مطلب می‌تواند روی مصرف سیمان و همچنین نسبت به آب سیمان تاثیر مطلوب بگذارد، در صورتی که این خاصیت در سنگدانه‌های شکسته که تیزگوشه می‌باشند، وجود ندارد. خمیر سیمان به دانه‌های تیز گوشه بهتر می‌چسبد، در صورتی که چسبندگی بین خمیر سیمان و دانه‌های گرد گوشه سست‌تر می‌باشد. در نتیجه بتن‌هایی که با سنگدانه‌های تیزگوشه ساخته می‌شوند، بهتر می‌تواند نیروهای خمشی و فشار را تحمل نماید.

ضمناً نباید فراموش کرد که در سنگدانه‌های شکسته در موقع شکستن و خرد شدن همیشه مقدار گرده سنگ روی سنگدانه‌ها باقی می‌ماند که در موقع طراحی بتن باید درنظر گرفته شوند، زیرا در غیراینصورت اثرات پیش‌بینی نشده‌ای روی کیفیت بتن خواهند داشت.
دانه‌بندی
منظور از دانه‌بندی، انتخاب درصدی مناسب از همه اندازه سنگدانه می‌باشد، به طوری که سنگدانه‌های ریزتر فضای خالی بین سنگدانه‌های درشت‌تر را پر کرده تا هوای موجود در سنگدانه‌ها به حداقل برسد. طبق تعریف ASTM (موسسه آمریکایی آزمایشات مصالح) که اندازه دانه را با شماره الک تعیین می‌نماید، بدین طریق است که اگر دانه‌ای از الک رد بشود و روی الک بعدی باقی بماند، اندازه دانه مساوی است با اندازه سوراخ الک بالایی.

نه‌ها، آب و هوا. در ساختن بتن باید حجم هوای بین سنگدانه‌ها حداقل باشد. یعنی فضای خالی بین آنها از سنگدانه‌های کوچکتر و کوچکتر پر شود، به طوری که فاصله بین دو سنگدانه‌ درشت با سنگدانه‌ متوسط پر شده و فضای بین دو سنگدانه‌ متوسط با سنگدانه‌ ریزتر اشغال گردد، همینطور تا کوچکترین سنگدانه‌ که ماسه می‌باشد، نیز فضایی را اشغال نماید، به طوری که وزن مخصوص توده سنگدانه‌ها به حداکثر رسیده و در نتیجه هوای موجود بین آنها و در نهایت هوای موجود در بتن به حداقل برسد، در این صورت بهترین دانه‌بندی را تهیه نموده‌ایم.

حداکثر بزرگی سنگدانه‌ها
بزرگی دانه‌های مصرفی در بتن با توجه به ابعاد قطعه بتنی متفاوت می‌باشد، بدیهی است که بزرگی دانه مصرفی در بتنی که یک دیواره ۱۰ سانتیمتری را تشکیل می‌دهد با بزرگی آن برای پی‌سازی و یا سدسازی متفاوت می‌باشد. از طرفی فرض بر این است که برای ساختن بتنی که بتواند نیروهای وارده را به خوبی تحمل نماید، باید خمیر سیمان مانند فیلم نازکی دور تمام دانه‌های شن و ماسه را پوشانیده و باعث چسبیدن آنها به یکدیگر بشود و با توجه به اینکه در واحد حجم

هرقدر دانه‌ها ریزتر باشد، دارای سطح مخصوص بیشتری هستند، در نتیجه مصرف سیمان آنها بیشتر می‌شود. از طرفی طبق تجربه به عمل آمده در قطعات بتنی که به طریقه صحیح دانه‌بندی شده‌اند، اگر از سنگدانه‌های درشت‌تر استفاده شود، قطعه دارای مقاومت بهتری خواهد بود و بالاخره در مجموع برای ترکردن سطح درشت دانه‌ها به علت سطح مخصوص کمتر به آب کمتری نیاز داریم و نهایتاً با مصرف سیمان ثابت نسبت کمتر می‌شود و با توجه به اینکه مقاومت‌های بتن با نسبت عکس دارد، لذا چنین بتنی به مراتب مرغوب‌تر می‌باشد.

طبق تجربیات به عمل آمده اگر روانی و کارایی بتن ثابت باشد و اگر حداکثر قطر دانه‌های مصرفی ۴/۲۵ میلیمتر باشد (۱ اینچ)، برای هر مترمکعب بتن در حدود ۲۰۰ لیتر آب لازم است، ولی اگر حداکثر قطر دانه مصرفی ۸/۵۰ میلیمتر باشد، با همان کارایی مقدار آب مصرفی در حدود ۱۴۸ لیتر می‌باشد (مقادیر فوق برای بتن با حباب هوای تعیین شده است).
البته حداکثر بزرگی دانه‌ها را ابعاد قطعه، فاصله آرماتورها و شدت تراکم آنها و پوشش بتنی روی میلگردها هم محدود می‌نمایند. با توجه به مطالب ذکر شده در بالا، حداکثر بزرگی سنگدانه‌ها نباید از مقادیر زیر بیشتر باشد:
۱٫ حداکثر بزرگترین بعد سنگدانه‌ نباید از کوچکترین بعد قطعه بزرگتر باشد.
۲٫ بزرگترین بعد سنگدانه‌ باید ۵ میلیمتر که کوچکتر از پوشش روی میلگردها باشد.
۳٫ بزرگترین بعد سنگدانه‌ها باید ۵ میلیمتر کوچکتر از کمترین فاصله آرماتورها بوده و یا کوچکترین فاصله آنها باشد.

۴٫ در بتن‌ریزی دال‌ها، حداکثر بزرگترین بعد سنگدانه‌ها نباید از قطر دال بیشتر بشد، از مقادیر فوق هر کدام کوچکتر بودند، آنرا برای بزرگترین اندازه سنگدانه‌ها انتخاب می‌نمایید. بقیه دانه‌ها باید طوری انتخاب شوند که فضای خالی بین دانه‌های بزرگتر را پر کرده،‌ به طوری که مقدار هوای موجود در توده شن و ماسه و در نهایت در بتن مورد مصرف به حداقل رسیده و وزن مخصوص بتن ساخته شده با آن حداکثر باشد.
آیین‌نامه بتن ایران (آبا)‌که به شماره ۱۲۰ از طرف دفتر امور فنی و تدوین معیارهای سازمان برنامه و بودجه منتشر شده است، حداکثر بزرگی قطر سنگدانه‌های مصرفی در بتن را به ۶۳ میلیمتر (۵/۲ اینچ) محدود نموده و می‌گوید که اگر حداکثر بزرگی قطر آنها ۳۲ میلیمتر (۲۵/۱ اینچ) باشد، بهتر است. لازم به ذکر است که اگر قطر سنگدانه‌ها در بتن از مقدار معینی بیشتر باشد، به همگن بودن قطعه آسیب رسانیده و مانند یک گره در قطعه عمل خواهد نمود و حتی ممکن است باعث شکستن قطعه از محل همان قلوه سنگ شود.

شکل هندسی سنگدانه‌ها
شکل هندسی سنگدانه‌های مورد مصرف در بتن که به طور طبیعی در معادن شن و ماسه پیدا می‌شود، به چند دسته تقسیم می‌شوند:
۱٫ دانه‌های کاملاً مدور؛
۲٫ دانه‌های نسبتاً مدور؛
۳٫ دانه‌های نسبتاً تیزگوشه؛
۴٫ دانه‌های کاملاً تیزگوشه؛
۵٫ دانه‌های دراز؛
۶٫ دانه‌های پهن.

مطلوب‌ترین شکل هندسی برای سنگدانه‌های مورد مصرف در بتن، دانه‌های گوشه‌دار می‌باشد، زیرا بتن حاصل از این‌گونه دانه‌ها به علت کروی بودن بهتر، فضای قالب خود را پر نموده و دانه‌های ریزتر بهتر فضای خالی بین دانه‌های درشت‌تر را پر می‌نمایند و به علت گوشه‌دار بودن بهتر با دانه‌های همجوار خود درگیر شده و مقاومت داخلی خوبی را حاصل می‌نماید. با این‌گونه دانه‌ها می‌توان بتن‌هایی با مقاومت فشاری بالا حتی تا ۴۰۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع تهیه نمود.
شکل هندسی دانه‌های دیگر برای بتن خوب نیستند و یا از اهمیت کمتری برخوردار می‌باشند.

دانه‌های دراز و پهن در مقاومت بتن اثر نامطلوب ایجاد می‌نمایند. سنگدانه‌های پهن ممکن است حباب‌های هوا و همچنین قطرات آب را در زیر خود محبوس نموده و مانع از خروج آنها شود. سنگدانه‌های دراز تردتر بوده و ممکن است در اثر کوچکترین فشار خرد شوند. دانه دراز به دانه‌ای گفته می‌شود که طول آن نسبت به دو بعد دیگری بلندتر باشد و با حساب دقیق‌تر اگر طول دانه‌ای

 

از معدل سوراخ‌های دو الکی که بین آنها قرار می‌گیرد، ۸/۱برابر بلندتر باشد، به آن دانه‌ دراز گفته می‌شود. مثلاً اگر دانه‌ای از الک نمره ۸ که ابعاد سوراخ‌های ۳۸/۲ میلیمتر است، رد شود و روی الک نمره ۱۶ که ابعاد سوراخ‌های آن ۱۹/۱ میلمتر است، باقی بماند، در اینصورت معدل سوراخ‌های الک‌های بالا و پایین دانه موردنظر عبارت است از:

با توضیح بالا، اگر طول دانه‌ای ۲۱/۳ میلیمتر یا بزرگتر باشد، به آن دانه‌ بلند گفته می‌شود.
به دانه‌ای پهن گفته می‌شود که ضخامت آن نسبت به دو بعد گوش دیگری کم باشد و یا به حساب دقیق‌تر اگر ضخامت دانه‌ای از ۶/۰ معدل سوراخ‌های دو الکی که این دانه بین آنها قرار می‌گیرد، کمتر باشد، به آن دانه پهن گفته می‌شود. مثلاً‌ اگر دانه‌ای از الک نمره ۱۶ که ابعاد سوراخ‌های آن ۱۹/۱ میلیمتر رد شود و روی الکی که ابعاد سوراخ‌های آن ۶/۰ میلیمتر است، باقی بماند، در این صورت معدل سوراخ‌های الک‌های بالا و پایین دانه موردنظر عبارت است از:

با توضیح بالا، اگر ضخامت دانه‌ای ۵۴/۰ میلیمتر یا کمتر باشد، به آن دانه پهن گفته می‌شود. یادآوری می‌گردد الک‌های انتخاب شده در سری الک‌های استاندارد پشت سر هم واقع شده و دارای سوراخ‌های مربع می‌باشند.
اگر تجمع دانه‌های دراز و پهن در گوشه‌ای از بتن زیاد باشد، آن قطعه در آن نقطه دارای ضعف بوده و مقاومت کمتری را تحمل می‌نماید. بدین لحاظ باید دقت شود اولاً دانه‌های بلند و پهن در توده سنگدانه‌های مورد استفاده ما از ۱۵ درصد تجاور ننماید و در ثانی پراکندگی آن در توده شن و ماسه یکنواخت باشد. ضمناً باید توجه کرد که اجباراً در هر توده سنگدانه‌ درصدی دانه‌های دراز و پهن موجود است و معدن فاقد سنگدانه‌های فوق عملاً ممکن نیست. مخصوصاً اگر معادن انتخاب شده در کنار دریا باشد، در اینگونه معادن دانه‌های صدفی بیشتر یافت می‌شوند. به علت رنگ

سفید اینگونه دانه‌ها، تشخیص آن از سایر سنگدانه‌ها به راحتی میسر است. برای تعیین درصد این گونه دانه‌ها در کل توده، باید مقداری شن و ماسه را انتخاب نموده و وزن آن را دقیقاً تعیین کنیم. آنگا تا آنجا که ممکن است، دانه‌های صدفی را که با چشم قابل رویت است، جدا نموده و وزن آن آن را نیز تعیین نماییم. آنگاه درصد آن نسبت به درصد نمونه انتخابی قابل تعیین می‌باشد. این درصد را برای کل توده قبول می‌کنیم.

خاصیت جذب آب سنگدانه‌ها
علت آنکه سنگدانه‌ها به همدیگر می‌چسبند و یا به عبارت دیگر آنکه سنگدانه‌ها به سیمان مجاور خود می‌چسبند، آن است که آب موجود در ملات سیمان به علت خاصیت جذب آب سنگدانه‌ها در آن نفوذ می‌نمایند و همراه آب هزاران هزار رشته باریک سیمان نیز به داخل سنگدانه‌ها نفوذ کرده و به آن پنجه می‌اندازد و آن را به خود و همچنین به سنگدانه‌ مجاور خود می‌چسباند. حال اگر

سنگدانه‌ دارای خاصیت جذب آب نباشد و یا خاصیت جذب آب کافی نباشد، نفوذ رشته‌های خمیر سیمان در آن کافی نبوده و در نتیجه اتصال خوبی از لحاظ چسبندگی ایجاد نمی‌نماید و همینطور اگر خاصیت مکندگی سنگدانه‌ها از حد معینی بیشتر باشد، در همان دقایق اولیه که سنگدانه‌ در مجاورت خمیر سیمان قرار می‌گیرد و در جای خود ساکن می‌ماند و قبل از آنکه کریستا‌ل‌های سیمان برای سخت شدن تشکیل شود، آب خمیر سیمان مجاور خود را مکیده، در نتیجه روند سخت شدن سیمان در اثر کم شدن آب با اشکال مواجه می‌شود. بهترین درصد جذب آب سنگدانه‌ها بین ۱۳ تا ۱۸ درصد می‌باشد.

مقدار آب همراه سنگدانه‌ها
مقدار آب همراه درشت دانه‌ها (شن) زیاد قابل ملاحظه نیست. حتی قابل صرف‌نظر کردن است، ولی مقدار آب همراه ماسه که گاهی تا ۵۰ حتی ۶۰ لیتر در مترمکعب ماسه می‌رسد، قابل ملاحظه بوده و باید در موقع بتن‌سازی موردنظر قرار گیرد. مسوول کارگاه بتن‌سازی باید متوجه باشد که دانستن آبی که همراه سنگدانه به کارگاه می‌آید، کافی نیست، زیرا با توجه به اینکه در اغلب کارگاه‌ها و مراکز بتن‌سازی سنگدانه‌ها در فضای باز انبار می‌شوند و معمولاً با بارش باران و یا کم و زیاد شدن رطوبت هوا، میزان آب سنگدانه‌ها تغییر می‌کند، لذا باید مسوول قسمت بتن‌سازی بتواند با چشم، میزان آب موجود در ماسه را تشخیص بدهد. در همین راستا دستگاه‌های الکتریکی بوجود آمده که با قرار دادن آن در توده شن و ماسه در هر لحظه می‌توان میزان رطوبت آن را مشخص نمود. این دستگاه بر اساس تغییر مقاومت عبور جریان در میزان رطوبت‌های مختلف کار می‌کند. با دانستن میزان رطوبت موجود و گذاشتن آن در فرمول معین یا دادن آن به رایانه، تکنسین و یا مسئول قسمت بتن‌سازی، میزان آبی را که باید به مخلوط اضافه نماید، محاسبه نمود، ولی این دستگاه‌ها زیاد متداول نیست و مخصوصاً در ایران چندان از آن استفاده نمی‌شود و از طرفی هر لحظه گزارش میزان آب وسیله آزمایشگاه برای بارگیری بتونیر مقدور نیست و با توجه به اینکه اگر میزان آب در دفعات مختلف بارگیری متفاوت باشد، بتن حاصل از آن یکنواخت نبوده و قطعه بتنی ساخته شده از آن نمی‌تواند بارهای وارده را به طور یکنواخت تحمل نماید. لذا باید در موقع انبار کردن سنگدانه‌ها، نکات فنی آن کاملاً رعایت گردد. اصولاً رطوبت سنگدانه‌ها در چهار وضعیت بیان می‌شود:
• حالت اول، دانه‌ها اشباع شده با سطح مرطوب می‌باشند. در این حالت سنگدانه‌ کاملاً مرطوب بوده، حتی اگر آن را در درست بگیریم، سطح دست تر می‌شود. در این حالت آب همراه ریزدانه‌ها در حدود ۵۰ الی ۶۰ لیتر در مترمکعب می‌باشد.
• حالت دوم، دانه‌ها اشباع شده هستند. در این حالت سطح دانه‌ها تقریباً مرطوب است و رطوبت سطح آن با چشم دیده می‌شود، ولی دست را تر نمی‌کند. در این حالت آب همراه ریزدانه‌ها در حدود ۳۰ الی ۴۰ لیتر در مترمکعب می‌باشد.

• حالت سوم، سطح دانه‌ها کاملاً خشک است، ولی هنوز ۶۰ تا ۷۰ درصد از عمق دانه‌ها مرطوب است. این دانه‌ها سطح براق ندارند. به این حالت، دانه مرطوب با سطح خشک می‌گویند و به حالت SSD معروف است. خشک دانه‌ها تا مرحله SSD در هوای آزاد و بطور طبیعی بوجود می‌آید.
• حالت چهارم، دانه‌ها کاملاً خشک هستند و هیچگونه آبی همراه ندارند. این دانه‌ها دارای وزن ثابت هستند. برای بوجود آوردن این حالت، حتماً باید از خشک‌کن استفاده گردد. خشک شدن سنگدانه‌ تا وزن ثابت در فضا ممکن نیست.
بهترین وضعیت رطوبت سنگدانه‌ها برای بتن، حالتی است که نه به مخلوط آبی بدهد و نه ازد آن آبی بگیرد. یعنی حالت اشباع با سطح خشک (حالت SD (Saturated-Surface-Dry)). این حالتی است که کلیه حجم سنگدانه‌ها کاملاً در آب اشباع شد و فقط سطح آن به عمق ۲ تا ۳ میلیمتر خشک می‌باشد.

شن و ماسه استاندارد
از شن و ماسه استاندارد برای کنترل کیفیت سیمان تولید شده در کارخانه‌های سیمان استفاده می‌کنند. بدین ترتیب که یا سیمان تولید شده در هر شیف کاری و ماسه استاندارد بلوک‌هایی از بتن تهیه می‌نمایند و مقاومت‌های فشاری و کششی ۳، ۷ و ۲۸ روزه این بلوک‌ها را تعیین می‌نمایند. سپس اعداد بدست آمده را با اعداد استاندارد شده مقایسه نموده و از این راه به کیفیت سیمان تولید شده پی می‌برند و در صورت اختلاف با توجه باینکه عیب حاصله نمی‌تواند از سنگدانه‌ باشد، نسبت به سیمان عیب‌یابی نموده و درصد رفع اشکال برمی‌آیند. اندازه الک‌های پیشنهاد شده برای تهیه ماسه استاندارد طبق پیشنهاد شماره ۳۰۴۰ موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران به شرح زیر است. اندازه‌های داده شده بر حسب میکرون می‌باشد.
۷۵٫۳۰۰٫۸۵۰ و ۲۰۰۰ میکرون
درصد مانده روی هر الک از بزرگ به کوچک عبارتند از:
۱/۰، ۷/۳۷، ۴/۳۳ و ۷۶/۲۸درصد

سه عدد‌ آخر می‌توان از ۴± تا ۵± درصد اختلاف داشته باشند و اگر وزن ماسه، ۱۳۵۰ گرم باشد، مانده روی هر الک از بزرگ به کوچک بر حسب گرم به قرار زیر است:
۳۴/۱، ۹۵/۵۰۸، ۹/۴۵۰ و ۲۶/۳۸۸
وزن‌های داده شده می‌تواند از ۴± تا ۵± گرم تولورانس داشته باشد. طبق پیشنهاد موسسه استاندارد ایران، چانچه الک‌ها و درصد مانده روی هر الک به شرح فوق باشند. این دانه‌بندی از لحاظ بزرگی دانه‌ها به شکلی تنظیم شده‌اند که کاملاً دانه‌های ریزتر فضای خالی بین دانه‌های درشت‌تر را پر نموده و جسم متراکم و توپری با حداکثر تراکم و حداکثر وزن مخصوص و حداقل ضریب تخلخل ارائه می‌دهند. همچنین این ماسه‌ها از نظر شیمیایی، pH و شکل هندسی کنترل شده هستند.

۹۵درصد جنس ماسه‌های استاندارد سیلیسی و بیش از ۸۰درصد شکل آنها کروی باید باشد. وزن مخصوص ظاهری آنها به شرط آنکه به مدت ۳۰ ثانیه با ویبراتوری که با سرعت ۳۰۰۰ دور در دقیقه می‌چرخد، لرزانیده شوند، بین ۷۵/۱ تا ۸۲/۱ گرم بر سانتیمتر مکعب می‌باشد.
این ماسه به مقدار کم در کیسه‌های ۱ تا ۵/۱ کیلوگرمی تهیه و عرضه می‌شود. استاندارد ایران و آلمان آن را در کیسه‌های ۱۳۵۰ گرمی پیشنهاد می‌نمایند.

مشخصات بهترین درشت دانه (شن) برای بتن
موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران به شماره ۳۰۲ شن مورد استفاده در بتن و بتن مسلح را به شرح زیر استاندارد نموده است.

کوچکترین بعد شن را ۷ میلیمتر تعیین نموده و الک‌هایی را که برای دانه‌بندی در این استانداردها مورد استفاده قرار می‌دهد، بر حسب بزرگی و کوچکی دانه متفاوت است. مثلاً ممکن است در یک معدن شن با توجه به بزرگی دانه‌ها، الک‌هایی با سوراخ مربع از بزرگ به کوچک با ابعاد زیر مورد استفاده قرار گیرند.
انداز چشمه الک‌ها (میکرون) درصد رد شده از هر الک
۸۸۹۰۰ ۱۰۰-۹۰ درصد
۶۴۵۰۰ ۶۰-۲۵ درصد
۳۸۱۰۰ ۱۵-۰ درصد

۱۹۰۵۰ ۵-۰ درصد
و یا ممکن است در معدنی دیگر با توجه به بزرگی دانه‌های آن معدن سری الک‌های دیگری مورد استفاده قرار گیرند که در جدول زیر سری آن الک‌ها و درصد رد شده از هر الک ذکر گردیده است.
انداز چشمه الک‌ها (میکرون) درصد رد شده از هر الک
۳۸۱۰۰ ۱۰۰ درصد
۲۵۴۰۰ ۱۰۰-۹۵ درصد
۱۲۷۰۰ ۶۰-۲۵ درصد
۴۱۶۰ ۱۰-۰ درصد
۲۳۸۰ ۵-۰ درصد

این استاندارد وجود کلوخه گل را حداکثر تا ۲۵/۰ درصد و وجود دانه‌های نرم را تا ۵ درصد مجاز دانسته است. وزن مخصوص شن نمونه اشباع شده از آب سطح خشک (حالت SSD) را حداقل ۳۵/۲ گرم بر سانتیمتر مربع تعیین نموده است. طبق این استاندارد، افت وزنی شن مصرفی در بتن و بتن مسلح در آزمایش مقاومت در برابر عوامل جوی نباید از ۱۲ تا ۱۸درصد بیشتر باشد. ۱۲ درصد مربوط به آزمایش با محلول سولفات سدیم و ۱۸ درصد مربوط به آزمایش با محلول سولفات منیزیم است.

مشخصات بهترین ریزدانه (ماسه) برای بتن
در یک بتن خوب و با مقاومت و کارایی لازم، اگر از ماسه رودخانه‌ای استفاده شود، باید ۲۵ درصد حجم بتن را ماسه تشکیل دهد و اگر از ماسه شکسته استفاده گردد، این میزان به ۳۵ درصد حجم بتن می‌رسد.
موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران به شماره ۳۰۰، ماسه مورد استفاده در بتن و بتن مسلح را به شرح زیر، استاندارد نموده است. الک‌های مورد استفاده در دانه‌بندی ماسه با سوراخ‌های مربع ۷ عدد می‌باشد و ابعاد سوراخ‌های آن و درصد رد شده از هر الک، طبق جدول زیر است:

انداز چشمه الک‌ها (میکرون) درصد رد شده از هر الک
۹۵۰۰ ۱۰۰ درصد
۴۷۶۰ ۱۰۰-۹۵ درصد
۲۳۸۰ ۱۰۰-۸۰ درصد
۱۱۹۰ ۸۵-۹۰ درصد
۵۹۵ ۶۰-۲۵ درصد
۲۹۷ ۳۰-۱۰ درصد
۱۴۹ ۱۰-۲ درصد

و در مورد مواد مضر، وجود کلوخه گل را تا ۱ درصد و مواد ریزتر از الک ۷۴ میکرون (خاک) را بین ۳ تا ۵ درصد، در صورتی که این خاک از نوع رس نباشد، بین ۵ تا ۷درصد و مواد آلی را بین ۵/۰ تا ۱درصد در ماسه مصرفی در بتن و بتن مسلح مجاز دانسته است.
در اینجا لازم به ذکر است که در مورد ماسه‌های شکسته نرمه و گرد و خاک حاصل از خرد کردن ماسه که همیشه در سنگ شکن‌ها تولید شده و روی ماسه می‌نشیند، می‌تواند تا ۷ درصد وزن ماسه باشد، ولی در ماسه‌های طبیعی که همیشه مقداری گل و لای همراه آن است و ممکن

است این گل و لای از جنس خاک رس باشد. این مقدار نباید از ۳ تا ۵درصد تجاوز نماید. بالاخره اینکه طبق استاندارد فوق، ماسه مصرفی در بتن باید در مقابل عوامل جوی مقاوم باشد.
رفتار شیمیایی سنگدانه‌ها

ایده‌آل‌ترین سنگدانه‌ها برای مصرف در بتن از نقطه نظر رفتار شیمیایی، آن است که بعد از قرار گرفتن در مخلوط بتن و در مجاورت آب و سیمان در هنگام سخت شدن سیمان، هیچ‌گونه فعالیت شیمیایی از خود نشان ندهد و همچنین بعد از سخت شدن سیمان در دراز مدت در اثر تر و خشک شدن قطعه و همچنین مواد نفوذ هوا در قطعه فعال نگشته و هیچگونه تغییر شکل و تغییر حجم ندهد.
تا چند دهه پیش، متخصصین بتن بر این باور بودند که سنگدانه‌ها اصولاً عضو بی‌اثر بوده، هیچگونه شرکتی در فعل و انفعالات سخت شدن سیمان ندارند و نباید داشته باشند، ولی عملاً اینطور نیست، زیرا سنگدانه‌ها‌ بر حسب جنس خود کم و بیش در واکنش‌های محیط بتن شرکت خواهند نمود. ایده‌آل آن است که سنگدانه‌ای برای بتن‌سازی انتخاب شود که حداقل واکنش شیمیایی را از خود نشان دهد.

توجه به این نکته ضروری است که اگر سنگدانه‌ها به گونه‌ای باشند که هیچگونه شرکتی در فعل و انفعالات شیمیایی سخت شدن سیمان نداشته باشند،‌ ممکن است خطرات و مضرات جانبی دیگری را به همراه داشته باشند، مثلاً سنگدانه‌هایی که از جنس گرانیت هستند، تقریباً هیچگونه واکنش شیمیایی در بتن از خود نشان نمی‌دهند، ولی به علت آنکه خاصیت نفوذپذیری اینگونه سنگدانه‌ها بسیار کم است، لذا چسبندگی آنها با خمیر سیمان سست‌تر بوده و ممکن است از این راه نقطه ضعفی در قطعه ریخته شده ایجاد نمایند.

کلیه سنگ‌های موجود در طبیعت از نظر صنعت ساختمان‌سازی به چهار دسته تقسیم می‌شوند:
۱٫ سنگ‌های آذرین شامل گرانیت، بازالت، دیوریت، پومیس، پرلیت و … .
۲٫ سنگ‌های رسوبی شامل ماسه سنگ، سنگ رس، سنگ آهک، دولومیت، سنگ لای، کوارتزیت و … .
۳٫ سنگ‌های دگرگونی شامل مرمر، شیست، متاکوارتزیت و … .
۴٫ مواد معدنی مانند سیلیس، کوارتز، اوپال، سیلیکات‌ها، فلدسپات‌ها، رس، میکا، کربنات‌ها و … .
اصولاً سنگدانه‌های فعال در دو مرحله می‌توانند برای قطعه بتنی مشکل‌آفرین باشند:
• در روند سخت شدن سیمان:

اگر سنگدانه‌ها مستعد شرکت در واکنش‌های شیمیایی سیمان باشند، با توجه به اینکه همیشه مقداری آهک ترکیب نشده در سیمان معمولی موجود است، لذا در مجاورت آب محیط قلیایی بوجود می‌آورند و در نتیجه سنگدانه‌های مستعد را فعال کرده و بر شدت قلیایی بودن محیط می‌افزایند و در مرز بین سیمان و سنگدانه‌ و همچنین در محل تماس دو قطعه سنگدانه‌ اثرات نامطلوب باقی می‌گذارند. از طرفی اگر خمیر سیمان قلیایی باشد، ازدیاد حجم پیدا می‌کند. ممکن است این ازدیاد حجم، منجر به متلاشی شدن خمیر سیمان شود.

• در دراز مدت:
با توجه باینکه قطعه بتنی به هرحال در مجاورت آب و هوا قرار می‌گیرد و این هر دو در قطعه نفوذ می‌نمایند، لذا قطعه بتنی می‌تواند در معرض دوره‌های تر و خشک‌ شدن متوالی قرار گیرد که در هر دوره سنگدانه‌های فعال از خود واکنش‌های شیمیایی نشان داده و در نتیجه می‌توانند روی خورندگی فولاد موجود در بتن و همچنین روی حجم بتن و شکل ظاهری آن، اثرات نامطلوب بگذارند. لذا در موقع انتخاب معادن جدید شن و ماسه، باید سنگدانه‌های آنها از نظر قلیایی نیز آزمایش

شوند و در صورت نامطلوب بودن آن، چنانچه از لحاظ اقتصادی مقدور باشد، استفاده از آن ممنوع اعلام گردد و در صورتی که ناگزیر از بکار بردن سنگدانه‌های قلیایی باشیم، باید از سیمانی با درصد قلیایی پایین استفاده شود تا شدت واکنش سنگدانه‌ها و اثرات نامطلوب آن کمتر باشد. اینگونه سیمان‌ها چنانچه به مقدار زیاد مورد نیاز باشد، با سفارش قبلی وسیله کارخانه‌های سیمان تهیه می‌شود.
آزمایش‌های سنگدانه‌ها

نمونه‌برداری
می‌دانیم سنگدانه‌ها از معدن تا محل مصرف چندین بار جابجا می‌شوند. این جابجایی اغلب با کامیون و یا تسمه نقاله انجام می‌شود و با سقوط همراه است و اکثر دپوها به صورت مخروط بوده و در نتیجه ممکن است درشت دانه‌ها روی سطح مخروط سر خورد و به پایین مخروط منتقل شوند و یا در اثر سقوط دانه‌ها به همدیگر برخورد کرده و یا به کناره انبار شن و ماسه برخورد نموده، خرد شوند و در نتیجه ممکن است در این جابجایی دانه‌بندی سنگدانه‌ها عوض شود و یا تجمع سنگدانه‌ها از لحاظ شکل هندسی و وزن مخصوص در یک نقطه ایجاد گردد. بدین لحاظ، اگر نمونه‌ مورد آزمایش را از یک نقطه انتخاب نماییم، ممکن است سنگدانه‌های آن نقطه نماینده کل

سنگدانه‌های معدن نباشند. در این راستا استانداردهای مهم دنیا که روی بتن بیشتر کار کرده‌اند، برای نمونه‌برداری از معادن شن و ماسه دستورالعمل‌هایی ارائه کرده‌اند که کم و بیش کلیه آنها شبیه همدیگر می‌باشند که ذیلاً نکات مهم و قابل اجرای آن را در کارگاه توضیح می‌دهیم.
۱٫ نمونه‌برداری از دپو بهتر است با بیلچه‌های مخصوص آزمایشگاهی انجام شود (مانند آنکه خواربارفروشان مورد استفاده قرار می‌دهند)، نه با بیل‌های ساختمانی، زیرا ممکن است بعضی از دانه‌ها در هنگام نمونه‌برداری از بیل‌های ساختمانی غلطیده و به خارج منتقل شوند.

۲٫ اگر نمونه‌برداری از روی تسمه نقاله انجام می‌شود، کل مصالح یک تسمه نقاله از سر تا ته به عنوان نمونه انتخاب شود و حداقل سه نمونه در دفعات مختلف از روی تسمه نقاله انتخاب گردد. در موقع نمونه‌برداری باید دستور توقف تسمه نقاله داده شود. باید دقت شود که در حین جمع‌آوری مصالح از روی تسمه نقاله، هیچ یک از دانه‌های روی آن به خارج پرت نشود و کلیه آنها جمع‌آوری شده و به نمونه اضافه گردد. پس از جمع‌آوری مصالح باید دانه‌های ریز و غبار روی تسمه با برس به دقت جمع‌آوری شده و به نمونه اضافه شود.
۳٫ اگر مصالح با کامیون به کارگاه تحویل می‌گردد، باید نمونه‌برداری در حین تخلیه انجام شود، یع

نی قبل از آنکه سنگدانه‌ها به زمین برسد. برای این کار باید نمونه‌برداری در کیسه‌های پلاستیکی دهانه گشاد که مخصوصاً برای این کار تهیه شده است، وسیله دو نفر کارگر تعلیم دیده زیر مصالح در حال تخلیه از کامیون گرفته شده و نمونه‌ها جمع‌آوری شود.
۴٫ نمونه‌برداری از توده شن و ماسه انبار شده در کارگاه باید از پایین تا بالا، کلیه مصالح یک قسمت حداقل به عرض ۴۰ سانتیمتر و به ارتفاع کلیه توده برداشته شود، در هر حال باید هوشیاری کامل آنقدر از نقاط مختلف توده شن و ماسه نمونه‌برداری گردد تا اطمینان حاصل شود که نمونه‌های برداشته شده کاملاً معرف کل سنگدانه‌های موجود در کارگاه بوده و نتایج آزمایشگاهی نمونه‌ها کاملاً مطابق نتایج کل نمونه است.

۵٫ اگر نمونه‌برداری از معدن شن و ماسه انجام می‌شود، با توجه به اینکه تشکیل معدن‌ها کاملاً تحت تاثیر عوامل طبیعی مانند طغیان رودخانه‌ها و یا جابجایی صخره‌ها می‌باشد، لذا تغییرات بافت دانه‌بندی در معادن شدید است. لذا نمونه‌برداری از معادن محتاج دقت بیشتری می‌باشد و باید تعداد نمونه‌های انتخاب شده خیلی بیشتر از مکان‌های دیگر باشد و باید با زدن گمانه‌های متعدد مصالح یک گمانه را بطور کامل برداشت نمود. تعداد گمانه‌ها باید آنقدر باشد که تا مطمئن شویم نمونه‌های برداشت شده معرف شن و ماسه کل معدن می‌باشند.

استاندارد شماره ۶۷۱ آن موسسه مقادیر وزنی نمونه‌برداری سنگدانه‌ برای راه‌سازی را معین نموده است که نباید چندان تفاوتی با نمونه‌برداری برای بتن داشته باشد. این مقادیر بر حسب درشتی و ریزی دانه، طبق جدول زیر می‌باشد:
ریزدانه‌ها
ماکزیمم اندازه اسمی دانه‌های رد شده از الک حداقل وزن نمونه‌های گرفته شده از محل بر حسب kg
الک نمره ۱۰ ۶۸/۱ میلیمتر ۵ کیلوگرم
الک نمره ۴ ۷۵/۴ میلیمتر ۵ کیلوگرم
درشت‌دانه‌ها
ماکزیمم اندازه اسمی دانه‌های رد شده از الک حداقل وزن نمونه‌های گرفته شده از محل بر حسب kg
الک ۵/۹ میلیمتر ۵/۴ کیلوگرم
الک ۵/۱۲ میلیمتر ۲/۹ کیلوگرم
الک ۲۰ میلیمتر ۶/۱۳ کیلوگرم
الک ۲۵ میلیمتر ۷/۲۲ کیلوگرم
الک ۳۸ میلیمتر ۲/۳۳ کیلوگرم

الک ۵۰ میلیمتر ۹/۴۰ کیلوگرم
الک ۶۳ میلیمتر ۴/۴۵ کیلوگرم
الک ۷۶ میلیمتر ۸/۵۶ کیلوگرم
الک ۹۰ میلیمتر ۲/۶۸ کیلوگرم

حمل و نقل
حمل و نقل نمونه‌های تهیه شده نیز باید طبق دستورالعمل‌های صادره انجام شود و خلاصه این دستورالعمل‌ها، آن است که نمونه‌ها باید به گونه‌ای حمل و نقل گردد که به آنها آسیبی وارد نشود و از اضافه شدن مواد خارجی به آن و یا خارج شدن بعضی از سنگدانه‌ها از محیط جلوگیری گردد. بدین لحاظ می‌باید نمونه‌ها در کیسه‌های مناسب حمل گردد. وزن کیسه‌ها باید طوری باشد که نقل و انتقال آن برای یک نفر کارگر معمولی ممکن است در کیسه‌ها کاملاً مسدود گردد تا دانه‌ها به خارج راه پیدا نکند. روی هر کیسه باید با برچسب معینی مشخصات نمونه‌برداری و تاریخ نمونه‌برداری نوشته شود. اگر نمونه‌برداری از ریزدانه‌ها جهت تعیین میزان رطوبت آنها انجام می‌شود، می‌باید نمونه‌ها طوری بسته‌بندی شوند که رطوبت آن در اثر مجاورت با هوا کم و یا زیاد نشود.
خشک کردن سنگدانه‌ تا وزن ثابت

هر سنگدانه‌ای که در طبیعت موجود است، کم یا زیاد، خاصیت جذب آب دارد. در این صورت اگر این سنگدانه‌ در مجاورت رطوبت قرار گیرد، مقداری آب جذب می‌نماید و حتی ممکن است در صورت مستعد بودن رطوبت، هوا را نیز جذب نماید که در هر حال مقداری به وزن آن اضافه می‌شود.
در آزمایشاتی که روی سنگدانه‌ها انجام می‌شود، اغلب می‌باید وزن خشک دانه‌ها را برای محاسبه داشته باشیم که اصطلاحاً به آن وزن ثابت می‌گویند. برای بدست آوردن وزن ثابت سنگدانه‌ها، در حدود ۲ کیلوگرم آن را با دقت ۱/۰ گرم وزن می‌کنیم. آنگاه آن را در خشک‌کن با حرارت ۵±۱۱۰

درجه سانتیگراد به مدت ۳ الی ۴ ساعت حرارت می‌دهیم. بدیهی است که مقداری از آب جذی شده آن تبخیر می‌گردد. آنگاه آن را از خشک‌کن بیرون آورده و تا حرارت محیط (در حدود ۲۰ الی ۲۵ درجه) خنک می‌کنیم و بعد آن را با دقت ۱/۰ گرم وزن می‌نماییم. بدیهی است که به علت تبخیر آب موجود در دانه، وزن آن از وزن قبل از حرارت دادن سبک‌تر می‌شود. این وزن را یادداشت نموده و دوباره آنرا به طریق فوق به کوره می‌ریزیم و دوباره ۳ تا ۴ ساعت در حرارت ۵±۱۱۰ درجه آن را حرارت می‌دهیم. آنقدر این کار را تکرار می‌کنیم تا اختلاف دوبار وزن کردن متوالی حداکثر ۱/۰ درصد باشد. به این وزن در آزمایشگاه، وزن ثابت می‌گویند.

آزمایش تعیین مقدار رطوبت سنگدانه‌ در کارگاه
از آنجا که تعیین مقدار رطوبت سنگدانه‌ها امری ضروری است، از طرفی در حین بتن‌ریزی و مشاهده تغییر رطوبت سنگدانه‌ها ممکن است دسترسی به عوامل آزمایشگاهی در تمام کارگاه‌ها میسر نباشد، لذا باید بتوانیم با تقریب نزدیک به تحقیق از درصد میزان آب موجود در سنگدانه‌ها مطلع شویم. در این راستا اگر متوجه شویم که مقدار آب مصالح حمل شده به کارگاه با آب مصالح قبلی

متفاوت است، به راحتی می‌توانیم درصد مقدار آب موجود در شن و ماسه را بدست آوریم. برای این کار باید مقداری از دانه‌ها را دقیقاً وزن نماییم (در حدود ۲ کیلوگرم)، آنگاه آن را در یک سینی فلزی ریخته، با یک چراغ خوراک‌پزی که در همه کارگاه‌ها موجود است، حرارت می‌دهیم. در ضمن حرارت دادن باید آن را مرتباً با قاشق هم بزنیم تا رطوبت دانه‌ها بطور یکنواخت متصاعد گردد. بعد از آنکه رطوبت سطحی دانه‌ها از بین رفت، دوباره دانه‌ها را وزن می‌کنیم. تفاوت وزن مربوط به آب متصاعد شده می‌باشد و درصد رطوبت محاسبه می‌گردد.

لازم به یادآوری است که درشت‌دانه‌ها وقتی جلا و براقی سطح خود را از دست می‌دهند و ریزدانه‌ها به خوبی در سینی که حرارت می‌بینند، به روی هم بغلطند، به حد از دست دادن رطوبت سطحی رسیده‌اند و حرارت دادن بیش از این مقدار درست نیست، زیرا در این صورت رطوبت درون دانه متصاعد می‌شود و وزن تقلیل پیدا می‌کند و درصد رطوبت را درست تعیین نمی‌نماید.
البته آزمایش فوق چندان دقیق نیست و درصد رطوبت را به درستی تعیین نمی‌نماید، ولی برای آزمایش در کارگاه همین مقدار کافی است. از آنجا که مقدار آب همراه سنگدانه‌هایی که در دفعات مختلف به کارگاه حمل می‌شود، یکسان نیست و هر بار آزمایش مصالح نیز مقدور نمی‌باشد، از طرفی با هرگوه تغییر در آب و هوا (گرم و سرد شدن، بارندگی) ممکن است در میزان آب موجود در سنگدانه‌ها تفاوت حاصل شود، لذا بهتر است در انبار کردن مصالح طبق آیین‌نامهای موجود عمل می‌شود.
آزمایش تعیین مقاومت سنگدانه‌ها در مقابل یخبندان

اگر قطعه بتنی که ریخته می‌شود در محلی است که در معرض یخبندان قرار دارد، باید مصالح سنگی آن قبل از مصرف مورد آزمایش یخبندان واقع شوند و مقاومت آنها در برابر یخبندان‌های متوالی و ذوب شدن تعیین گردد و آنگاه این تفاوت با شرایط محیطی که قطعه در آن واقع می‌شود، مقایسه گردد و در صورتی که مصالح سنگی مناسب تشخیص داده شده، مورد استفاده قرار گیرد.
کلیه سنگدانه‌ها، حتی سنگدانه‌های سخت مانند گرانیت دارای مقداری خلل و فرج هستند که اگر در مجاورت آب قرار بگیرند، این سوراخ‌ها از آب پر خواهند شد و اگر در این حالت که سنگدانه‌ از آب اشباع شده است، در معرض یخبندان واقع شوند، آب درون حفره‌ها منجمد شده و ازدیاد حجم پیدا

 

می‌کند. ممکن است این ازدیاد حجم باعث ترکیدن و متلاشی شدن سنگدانه‌ شود. سنگدانه‌های ریز (ماسه) کمتر در خطر گسیختگی قرار دارند، ولی سنگدانه‌های درشت که استخوانبندی اصلی بتن را تشکیل می‌دهند، زودتر در اثر یخبندان‌های متوالی خرد می‌شوند. همچنین اگر قطعه بتنی ریخته شده بطور دایم در محیط مرطوب و یا به طور دائم در محیط خشک باشد، از بتن ریخته شده‌ای که در معرض تر و خشک شدن‌های متوالی قرار می‌گیرد، کمتر آسیب می‌بیند.

برای تعیین مقاوم سنگدانه‌ها در مقابل یخبندان، باید در حدود ۲۰۰۰ گرم از سنگدانه‌های مانده روی الک معینی را انتخاب نموده و وزن آن را با دقت ۱/۰ گرم تعیین نماییم. آنگاه آنرا در آب قرار می‌دهیم تا از آب اشباع شود. سپس آن را از آب بیرون آورده و در محیط آزمایشگاه قرار می‌دهیم. پس از آنکه آب سطحی آن فرو چکید، نمونه را در معرض سرما قرار می‌دهند. قبل از قرار دادن دانه‌ها در فریزر، باید مطمئن شویم که دمای داخل فریزر به ۱۵- درجه سانتیگراد رسیده و در طول مدتی که دانه‌ها در فریزر قرار دارد، باید دمای داخل فریزر بین ۱۵- تا ۲۰- درجه سانتیگراد باشد. پس از حدود ۴

ساعت دانه‌ها را از فریزر بیرون آورده و تا حرارت محیط آزمایشگاه گرم می‌کنیم (حدود ۲۰ تا ۲۵ درجه سانتیگراد) و سنگدانه‌ها باید حداقل به مدت ۱۲ ساعت در این دما باقی بمانند. آنگاه آن را روی همان الک نخستین ریخته و دانه‌ها را الک می‌کنیم. پس از مدت تعیین مصالح مانده روی الک را با دقت ۱/۰ گرم وزن می‌نماییم. اختلاف وزن مربوط به خرد شدن سنگدانه‌ها در اثر یخبندان است که به صورت درصد بیان می‌شود.

دوره‌های یخبندان و گرم کردن را در چندین دوره متوالی تکرار می‌نماییم. ممکن است بین ۳۵ تا ۵۰ بار تکرار شود و نتایج را مرتباً با ذکر دفعه آزمایش و سایر مشخصات یادداشت می‌کنیم. علاوه بر خرد شدن، علائم دیگری مانند ورقه ـ ورقه شدن، پوسته ـ پوسته شدن (ورقه با پوسته شدن متفاوت است) ترک سراسری و پریدگی رنگ و قلوه‌کن شدن نیز در اثر یخبندان‌های متوالی ممکن است در سنگدانه‌ مخصوصاً درشت‌دانه ایجاد شود که توجه به آنها ضروری می‌باشد.
آزمایش تعیین مقاومت سنگدانه‌ها در مقابل ضربه

یک قطعه بتنی ممکن است بتواند وزن معینی را به خوبی تحمل نماید، ولی امکان دارد واکنش همان قطعه در مقابل همان وزن اگر به صورت ضربه‌ای به آن قطعه وارد شود، متفاوت باشد و نتواند آنرا تحمل نماید. حتی ممکن است اگر ضربه‌های متوالی وارد شود، همان قطعه متلاشی گردد. بدین لحاظ شن و ماسه بکار رفته در قطعات بتنی که در مقابل ضربه واقع می‌شوند، باید قبل از مصرف مقاومت آنها در مقابل ضربه تعیین گردد.
این آزمایش به شماره ۶۶۹ موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران استاندارد شده است. در این آزمایش عکس‌العمل‌های سنگدانه‌ها در مقابل ضربه بررسی می‌شود. برای انجام این آزمایش باید مقدار معینی از سنگدانه‌ که بین دو ۵۲/۹ میلیمتر و ۷/۱۲ میلیمتر با سوراخ‌های مربع واقع می‌شوند (از الک ۷/۱۲ رد بشوند و روی الک ۵۲/۹ میلیمتر باقی بمانند)‌ انتخاب کرده و آن را در مدت ۴ ساعت در کوره‌ای به گرمای ۱۰۰ تا ۱۱۰ درجه سانتیگراد حرارت می‌دهیم. آنگاه آن را تا حرارت آزمایشگاه سرد کرده، بعد استوانه آزمایش را که قطر داخلی آن ۱۰۲ میلیمتر و ارتقاع داخلی آن ۵۱ میلیمتر می‌باشد، در سه نوبت از این سنگدانه‌ پر می‌کنیم و در هر نوبت آن را با ۲۵ ضربه وسیله میله‌ای با سر کروی و طول ۲۳ سانتیمتر می‌کوبیم.

وزن مصالح داخل استوانه باید با دقت ۱/۰ گرم تعیین شود. آنگاه این استوانه را روی دستگاه ضربه‌زن قرار می‌دهیم. دستگاه ضربه‌زن مجهز به وزنه‌ای به وزن ۶/۱۳ تا ۱/۱۴ کیلوگرم که می‌تواند تا ارتفاع ۵/۶±۳۸۱ میلیمتر بالا رفته و به طور آزاد سقوط کند. مصالح داخل استوانه را ۱۵ بار بوسیله این وزنه می‌کوبیم. آنگاه مصالح را روی الک ۴/۲ میلیمتر ریخته به خوبی الک می‌کنیم، بطوری که در یک دقیقه آخر الک کردن، مقدار قابل ملاحظه‌ای از دانه‌های خرد شده از الک رد نشود. مصالح رد شده از الک را با دقت ۱/۰ گرم وزن می‌کنیم و آن را B می‌نامیم و مصالح مانده روی الک را هم با همان دقت وزن کرده و آنر ا C می‌نامیم. مجموع وزن B+C باید مساوی وزن اولیه مصالح باشد که آن را A نامیده‌ایم. اگر این اختلاف از ۱ گرم بیشتر بود، باید آزمایش را تجدید کنیم. مقدار تاب ضربه‌ای سنگدانه‌ از رابطه زیر بدست می‌آید:

= مقاومت دانه در مقابل ضربه
تعیین خستگی سنگدانه‌ها
این آزمایش را نمی‌توان مستقیماً بر روی دانه‌های مورد مصرف در بتن انجام داد. موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران به موجب استاندارد شماره ۶۶۵ این آزمایش را برای سنگدانه‌هایی به شکل استوانه و به قطر ۴/۲۵ میلیمتر و ارتفاع ۴/۲۵ میلیمتر استاندارد نموده است که این استوانه‌ها باید با دست و یا ماشین تراشیده شده و مورد آزمایش قرار گیرند، ولی از آنجا که

سنگدانه‌های مصرفی در بتن دارای شکل معین هندسی نیستند، لذا برای انجام این آزمایش باید با دانه‌های موردنظر و خمیر سیمان، نمونه‌هایی به شکل مکعب و یا استوانه به ابعاد تقریبی ۲۰ تا ۲۵ سانتیمتر ساخته، آنگاه از این نمونه‌ها طبق دستورالعمل‌های موجود نگهداری نموده و پس از مدت معینی این نمونه‌ها را زیر دستگاه پرس برده و تحت فشار قرار دهیم.
سیمان مورد مصرف در ساختن این نمونه‌ها باید کاملاً مطابق استانداردهای موجود بوده و هیچگونه نقصی نداشته باشد. آنگاه پس از شکستن و دو تکه شدن نمونه، باید سطح شکست را مورد مطالعه قرار دهیم. بدیهی است در سطح شکست مقدار زیادی سنگدانه‌ مورد آزمایش قرار دارد.

اگر کلیه و یا قسمت اعظم سنگدانه‌ها سالم بودند و فقط شکست در ملات سیمان انجام شود، با توجه به اینکه سیمان مصرفی استاندارد بوده و کاملاً بدون عیب می‌باشد، نشانه آن است که گیرایی بین خمیر سیمان و سنگدانه‌ به اندازه کافی نیست و به زبان دیگر، سنگدانه‌ به اندازه کافی خاصیت جذب آب ندارد و دوغاب سیمان نمی‌تواند به اندازه کافی در آن نفوذ نموده و اتصال خوبی بین سنگدانه‌ و سیمان و در نتیجه بین دانه‌ها را بوجود بیاورد. اگر شکست فقط روی دانه‌ها انجام

شود، یعنی در حدود ۸۰ تا ۹۰درصد دانه‌ها بشکنند، نشانه آن است که دانه‌ها از استحکام کافی برخوردار نیستند. بدیهی است که این دانه‌ها در قسمت‌های بار بر سازه مانند ستون‌ها و پل‌ها و فونداسیون‌ها نمی‌توانند مورد استفاده قرار گیرند.
بهترین وضعیت، آن است که در حدود نیمی از دانه سالم مانده و نیم دیگر بشکنند. با تعریف فوق واضح است در این آزمایش علاوه بر آنکه میزان مقاومت دانه‌ها برای ما تعیین می‌شود، اتصال بین دانه و خمیر سیمان نیز مشخص می‌گردد و همچنین معین می‌شود که این اتصال با چه نیرویی گسسته خواهد شد.
آزمایش هم‌ارز ماسه (تعیین مقدار خاک رس و لای در ماسه)
بدیهی که قدر مواد خارجی بیشتری در مخلوط بتن وجود داشته باشد، این اتصال ضعیف‌تر بوده و بتن نامرغوب‌تر و ضعیف‌تری را ایجاد خواهد نمود. یکی از این مواد خارجی، خاک است که در اغلب قریب به اتفاق معادن ماسه طبیعی کم یا زیاد وجود دارد. وجود خاک رس اگر از مقدار معینی بیشتر باشد، اولاً دور سنگدانه‌ها را گرفته و مانع تماس بین دوغاب سیمان و سنگدانه‌ها (شن و ماسه) می‌گردد و این امر در مقاومت‌های بتن تاثیر کلی دارد. در ثانی خاک رس به علت خاصیت جذب آبی که دارد، مقدار زیادی از آب موجود در مخلوط بتن را مکیده و در روند فعل و انفعالات شیمیایی سخت شدن آن اثر می‌گذارد.

در تهیه ماسه‌های طبیعی به جز خاک رس مقداری لای (ذراتی از جنس سنگدانه‌ به قطر ۲ تا۵۰ میکرون) نیز همواره در معادن شن و ماسه طبیعی وجود دارد و در موقع تهیه شن و ماسه شکسته نیز همیشه مقداری گرد و غبار حاصل از شکستن سنگدانه‌ در سنگ‌شکن ایجاد می‌گردد که به روی سنگدانه می‌نشیند. لای و گرد و غبار، خطر مکیدن آب بتن را ندارند، ولی اگر از مقدار معینی بیشتر باشند، روی سنگدانه‌ها نشسته و مانع تمایس بین دوغاب سیمان و سنگدانه‌

می‌گردند. کلیه ریزدانه‌هایی که در بالا ذکر گردید (رس، لای، گرد و غبار حاصل از شکستن سنگ) با شستشوی صحیح سنگدانه‌ها از محیط جدا شده و به خارج منتقل می‌گردند، ولی از آنجا که در کارگاه‌های معمولی و کوچک مقدور نیست، در این صورت بهتر است که این شستشو در کارخانه‌های تهیه شن و ماسه انجام شود و در موقع تهیه مصالح از کارخانه‌ای اقدام به خرید شن و ماسه شود که سنگدانه‌های آن فاقد دانه‌های نامطلوب باشد.

علاوه بر دانه‌های فوق، مقدار ریزدانه در توده شن و ماسه وجود دارد که با شستشوی ماسه و شن از محیط خارج نمی‌شود و آن دانه‌هایی است که به بدنه شن و ماسه، مخصوصاً شن چسبیده است. اگر این چسبندگی طوری باشد که در موقع بتن‌سازی و حمل و نقل آن از بدنه سنگدانه‌ جدا نشود و در ضمن در فعل و انفعالات شیمیایی سیمان نیز شرکت ننماید، وجود آن بلامانع است، ولی اگر این مواد روی گیرش سیمان اثر بگذارد، باید دانه‌بندی اصلاح گردد.
اغلب استانداردهای دنیا مانند موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، وجود اینگونه ریزدانه‌ها را بین ۳ تا ۵درصد در شن و ماسه مجاز دانسته‌اند، البته در شن و ماسه شکسته تا ۱۵درصد گرد و غبار حاصل از شکستن ماسه را نیز مجاز می‌دانند. با توجه به مطالب فوق، ملاحظه می‌گردد که تشخیص مقدار ریزدانه در معادن شن و ماسه بسیار مهم می‌باشد.

موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، تعیین مقدار رس موجود در ماسه را به شماره ۱۶۸۵ به نام روش آزمایش تعیین مقدار هم‌ارز ماسه برای خاک‌ها و مصالح ریزدانه استاندارد نموده است.
برای انجام این آزمایش باید مقدار معینی از ریزدانه مورد آزمایش را که از الک ۷۶/۴ میلیمتر گذشته باشد، تا وزن ثابت خشک کنیم. آنگاه آن را در استوانه شیشه‌ای به قطر داخلی ۵/۰±۲۰ میلیمتر و ارتفاع ۵/۰±۴۳۰ میلیمتر می‌ریزیم. در این لوله آزمایش محلول کلرورکلسیم و بدون آب تبلور و گلیسرین خالص و مالوئید ۴۰درصد وجود دارد. در استوانه شیشه‌ای را مسدود کرده و آن را به

صورت افقی درآورده و در مدت ۳۰ ثانیه، ۹۰ بار تکان می‌دهیم، به گونه‌ای که فاصله هر رفت و برگشت در حدود ۲۰ سانتیمتر باشد. سپس آن را به مدت ۲۵/۰±۲۰ دقیقه بدون حرکت در محلی مطمئن که دارای هیچگونه ارتعاشی خارجی نباشد، قرار می‌دهیم تا مواد معلق در مایع آب نمک ته‌نشین گردد. بدیهی است که سنگدانه‌ها که دارای وزن بیشتری هستند، زودتر ته‌نشین می‌شوند و ذرات لای و یا خاک رس دیرتر ته‌نشین شده و روی سنگدانه‌ها قرار می‌گیرند. بعد از آنکه مایع ظاهراً زلال شد، ارتفاع ماسه و سپس ارتفاع خاک رس را از روی استوانه مدرج قرائت نموده و یادداشت می‌کنیم. آنگاه از فرمول زیر هم‌ارز شن و ماسه را بدسن می‌آوریم:

۱۰۰ × (قرائت خاک رس) / (قرائت ماسه) = هم‌ارز ماسه
اگر آزمایش را سه بار تکرار کنیم، هم‌ارز ماسه مساوی میانگین نتیجه سه آزمایش می‌باشد.
مواد نامطلوب در سنگدانه‌ها
مواد نامطلوب در سنگدانه‌ها را بر حسب نوع زیانی که در مخلوط بتن (سنگدانه‌، آب و سیمان) ایجاد می‌نمایند، به چند دسته تقسیم می‌نمایند:
۱٫ ریزدانه‌ها: ریزدانه‌های مضر برای بتن که در تداول عامه به آن خاک می‌گویند. دانه‌هایی هستند که از الک ۷۵ میکرون گذشته‌اند.
۲٫ مواد آلی
۳٫ دسته سوم، موادی هستند (چه سنگدانه‌ چه خاک) که در فعل و انفعالات شیمیایی سخت شدن سیمان شرکت نموده و روی آن اثر می‌گذارند. این سنگدانه‌ها اکثراً سست بوده و در اثر مجاورت با آب و یا عناصر تشکیل دهنده سیمان تجزیه می‌شوند و وارد فعل و انفعالات قلیایی‌های سیمان می‌گردند، مانند سنگدانه‌های آهکی فعال، سنگدانه‌های آهکی دولومیتی و چرت. بعضی از این نوع سنگدانه‌ها با ترکیبات قلیایی موجود در سیمان خمیری ایجاد می‌کنند که بین سنگدانه‌ و

خمیر سیمان واقع شده و بعضی مواقع خاصیت ازدیاد حجم دارند و این ازدیاد حجم ممکن است تا آنجا ادامه پیدا کند که باعث ترک خوردن و در نهایت متلاشی شدن خمیر سیمان بشوند و چنانچه قطعه ریخته شده با این سنگدانه‌ها در معرض نفوذ آب‌های سولفاته و یا بطور کلی آب‌های نمک‌دار واقع شوند، به فعل و انفعالات خود ادامه دارد و خیلی زود موجب تخریب قطعه ریخته شده

می‌گردند و بعد از مدت کوتاهی قطعه قلوه کن، قلوه کن می‌شود. بدیهی است اگر چنین قطعه‌ای عضو باربر یک پل و یا یک ستون باشد، نمی‌تواند بارهای وارده را تحمل نماید. برای آنکه از واکنش‌های قلیایی بین سنگدانه و سیمان مصون باشیم، باید در مکان‌های حساس از سیمانی استفاده کنیم که درصد قلیایی‌های آن از ۶/۰درصد تجاوز نکند.
۴٫ دسته چهار، دانه‌های سست و غیرقابل مقاوم هستند. این نوع دانه‌ها وزن مخصوص کمتری

بوده و نباید در بتن‌های باربر مورد استفاده قرار گیرند، مانند سنگدانه‌های پوسیده، سنگدانه‌های متلاشی شده در اثر یخبندان، سنگ گچ و یا سنگدانه‌های سولفاته و یا سنگدانه‌های شکننده و نرم. از این نوع سنگدانه‌ها می‌توان در بتن‌های سبک و یا نماسازی استفاده نمود.
۵٫ نمک‌ها: اگر از سنگدانه‌های ساحل دریا و یا رودخانه نزدیک به دریا برای بتن‌ریزی استفاده شود، باید توجه دشت که این سنگدانه‌ها ممکن است حاوی نمک‌های مختلف باشند. در این صورت قبل از استفاده از ان باید از وجود و انواع آن به خوبی مطلع شده و اثرات آن را به روی فولاد و سیمان مطالعه نماییم، زیرا این نمک‌ها ممکن است اثرات نامطلوب مختلف روی بتن باقی بگذارند، به شرح زیر:
الف) ممکن است این نمک‌ها با میلگردهای موجود در بتن مسلح واکنش شیمیایی داشته، موجب خوردگی فولاد بشوند. یادآوری می‌گردد که همیشه یک قطعه بتنی می‌تواند از زمین و یا هوا رطوبت جذب نموده و در مجاورت نمک‌های موجود در سنگدانه‌ها فعال گشته و به واکنش‌های شیمیایی و

خورندگی فولادهای موجود در بتن ادامه دهد. هرچند این خوردگی‌ها بسیار کند بوده و به تدریج صورت می‌گیرد، ولی از آنجا که در ساختمان‌های معمولی بازرسی فولادهای داخل بتن و میزان زنگ زدن آن صورت نمی‌گیرد، لذا در درازمدت ممکن است به کلی فولاد موجود در بتن را فاسد نماید.
ب) زیان دوم این نمک‌ها که از اهمیت کمتری برخوردار است، آن است که با جذب رطوبت هوا به

صورت شوره روی قطعه بتنی ظاهر می‌گردد که بسیار بدنما بوده و حتی ممکن است روی پوشش‌های بعدی بتن مانند گچکاری و نقاشی و یا سیمان‌کاری اثر بگذارد. البته این شوره‌ها بعد از چند سال تمام می‌شود.
ج) زیان سوم این نمک‌ها، آن که ممکن است روی فعل و انفعالات شیمیایی سیمان اثر بگذارد و موجب تضعیف قطعه بشود.
از آنجا که این نمک‌ها اغلب به صورت مخلوط در سنگدانه‌های کنار دریا وجود دارند، نه به صورت ترکیب لذا در بیشتر مواقع با شستن سنگدانه‌ها با آب تمیز و شیرین، قسمت اعظم این نمک‌ها از محیط خارج می‌شوند، ولی پیدا کردن آب شیرین به مقدار زیاد در محلی که ماسه آن شور است، ممکن است با اشکال روبرو شود و اقتصادی نباشد. چنانچه مقاومت قطعه ساخته شده با

سنگدانه‌های حاوی نمک از ۹۰درصد سنگدانه‌های شسته شده و تمیز باشد، مصرف این سنگدانه‌ها از نقطه‌نظر آیین‌نامه‌ها بدون اشکال است.
دفتر امور فنی و تدوین معیارهای سازمان برنامه طی نشریه شماره ۱۲۰، مقدار مواد نامطلوب در سنگدانه‌ها را طبق جدول زیر برای بتن مجاز دانسته است.
جدول مقادیر مجاز مواد نامطلوب در درشت دانه و ریزدانه
نوع ماده درصد وزنی

ریزدانه درشت دانه
کلوخه‌های رسی و دانه‌های سست ۳ ۲۵/۰
دانه‌های ریزتر از ۷۵ میکرون
در بتن‌های معمولی ۵ ۵
در بتن‌های تحت سایش ۳
زغال‌سنگ لیگنیت
در بتن‌های معمولی ۱ ۱
اگر بتن به صورت نمایان کار شود (اکسپز) ۵/۰ ۵/۰
میکا ۱ —
سولفات‌ها بر حسب (So32-) 4/0 4/0
کلریدها بر حسب (Cl-) 04/0 02/0
چرت به صورت ناخالصی در معرض شرایط محیطی شدید تا ملایم — ۱ تا ۵

آب
چرا در بتن آب می‌ریزیم؟
آب در بتن دارای سه نقش اساسی است:
۱٫ سیمان در مجاورت آب شروع به فعل و انفعالات شیمیایی برای سخت شدن و به هم چسبیدن دانه‌ها می‌نماید. این سخت شدن در اثر تشکیل سیلیکات‌ها و آلومینات‌های کلسیم متبلور انجام می‌شود. مقدار این آب در حدود ۲۰ درصد وزن سیمان می‌باشد، یعنی برای یک بتن با ۳۵۰ کیلوگرم سیمان در متر مکعب در این مرحله ۷۰ لیتر آب مورد نیاز است.

۲٫ آب سطح جانبی دانه‌ها را تر نموده و به اصطلاح آنها را روغن‌کاری می‌نماید و باعث آن می‌شود که دانه‌ها روی هم بلغزد و در کنار یکدیگر قرار گیرند. سنگدانه‌های طبیعی که در آبرفت‌ها از روی هم غلطیدن و خرد شدن سنگ‌های درشت بوجود می‌آید و در نتیجه دارای سطحی صیقلی هستند. در این مورد به آب کمتری نیاز دارند و در عوض سنگدانه‌های شکسته که دارای سطحی ناصاف می‌باشند، به آب بیشتری نیاز دارند، زیرا باید تقریباً تمام ناصافی‌های سنگدانه‌ها با آب پر شود تا امکان لغزیدن آنها به روی یکدیگر فراهم گردد. همچنین هرقدر سطح مخصوص کل دانه‌ها بیشتر باشد (ریزدانه‌های بیشتری در توده شن و ماسه وجود داشته باشند) باز هم به آب بیشتری نیاز دارد. روی این اصل مقدار آب مورد احتیاج این قسمت به درستی معلوم نیست، فقط می‌توان گفت که آب مورد نیاز این قسمت تقریباً در حدود ۲۵درصد وزن سیمان می‌باشد، یعنی اگر از بتن ۳۵۰ استفاده کنیم، تقریباً ۸۰ لیتر برای هر متر مکعب بتن (قدری بیشتر از آب مورد نیاز قسمت اول).

۳٫ برای آنکه توده بتن به راحتی قالب خود را پر کرده و کاملاً به شکل قالب خود درآید، تا حداکثر تراکم در آن ایجاد شود. به عبارت دیگر برای آنکه بتن کارپذیری داشته باشد، باید به اندازه کافی روان باشد که این روانی باید بوسیله آب تامین گردد. این مقدار آب مورد نیاز این قسمت هم معین نیست و با توجه به درشتی بزرگترین دانه، ابعاد قطعه بتنی و میزان کارایی که از بتن انتظار داریم، متفاوت می‌باشد و فقط می‌توان گفت تقریباً در حدود ۲۰ درصد وزن سیمان نیز برای این قسمت آب مورد نیاز می‌باشد، یعنی در حدود ۶۰ تا ۷۰ لیتر در مترمکعب. با حساب فوق برای یک متر مکعب بتن در حدود ۲۰۰ تا ۲۱۰ لیتر آب مورد نیاز است. بدیهی است فقط آب قسمت اول مورد نیاز سخت شدن بتن بوده و در آن باقی می‌ماند و آب قسمت دوم و سوم به تدریج تبخیر شده و جای آن به صورت تارهای موئین در بتن باقی می‌ماند.

با شرح فوق باید به خوبی توجه نمود هرقدر نسبت آب به سیمان کمتر باشد و در بتن آب کمتری مصرف شود، بتنی مقاوم‌تر خواهیم داشت. در حقیقت آبی که برای سخت شدن سیمان مورد نیاز است (۲۰درصد وزن سیمان)، آن مقدار است که بتن را به صورت نیمه خشک و نیمه مرطوب دربیاورد. در این حالت دانه دانه بوده و فقط سطح دانه‌ها مرطوب می‌باشد و جسمی یکپارچه و سیال و روان نیست. اشکال این اندازه آب، آن است که مقدار زیادی هوا داخل مخلوط می‌باشد. به دلیل وجود همین هوا و سیال نبودن کل مجموع دانه‌ها به هیچ وجه در مجاورت همدیگر قرار نمی‌گیرند تا به هم بچسبند و قطعه یک پارچه‌ای را تشکیل دهند.

آب بهینه بتن چه مقدار است؟
به درستی نمی‌توان حداقل آب مورد نیاز بتن را بدون انجام آزمایش‌های محلی در کارگاه تعیین نمود، ولی همانطوری که در بالا ذکر شد، از لحاظ تئوری برای آب مورد نیاز در بتن اعدادی ارائه شده است، ولی از آنجا که میزان نسبت آب به سیمان از اهمیت فوق‌العاده‌ای برخوردار است و این نسبت می‌توان روی مقاومت‌های فشاری ضریب نفوذپذیری، ضریب تخلخل، دوره‌های یخ زدن و آب شدن، کارایی، حمل و نقل، جا دادن در قالب، آب انداختن بتن و خیلی از رفتارهای دیگر ان در کوتاه و درازمدت اثر داشته باشند، لذا مطالعه آنکه حقیقتاً چه مقدار آب باید به مخلوط شن و ماسه اضافه شود، حائز اهمیت است.

از آنجا که تعیین میزان حداقل آب مورد نیاز بتن به خیلی از عوامل بستگی دارد، مانند میزان آب موجود در ماسه، میزان آب موجود در شن، درصد رطوبت و حرارت هوا، فاصله حمل بتن از مرکز بتن‌سازی تا محل نهایی ریختن بتن و غیره بدین لحاظ در یک جمله نمی‌توان فرمولی کلی برای حداقل آب مورد نیاز بتن بیان نمود.
لذا با توجه به مطالب فوق، معلوم می‌شو که برای هر نوع سنگدانه‌ و سیمان و کارایی و همچنین درجه حرارت محیط کار و غیره، میزان آب معینی وجود دارد که با آن مقدار آب بتن به کارایی لازم رسیده و به راحتی روند سخت شدن خود را طی نموده و به ضریب تراکم حداکثر و ضریب تخلخل

این مقدار آب اغلب کارگران بتن‌ساز محلی که با آب هوای محل آشنایی دارند، با مشاهدات عینی و دیدن روانی بتن با تقریب نزدیک به تحقیق مقدار آب مورد نیاز آن را تشخیص می‌دهند، ولی بهترین راه برای تعیین مقدار آب بهینه بتن روش سعی و خطا می‌باشد و آن، بدین‌گونه است که در کارگاه‌های بزرگ بعد از انتخاب و تایید معادن شن و ماسه و در زمان تجهیز کارگاه با دانه‌بندی و سیمان ثابت و آب متفاوت ( متفاوت) نمونه‌هایی از بتن تهیه نموده و مقاومت آنها را بوسیله

آزمایشگاه معین کنیم تا بهترین میزان نسبت تعین گردد.
مواد مضری موجود در آب
خزه و جلبک
اگر برای بتن‌سازی از آب‌های راکد مانند آب مرداب و غیره استفاده شود، این آب‌ها همیشه دارای مقداری خزه و جلبک هستند. ساختن بتن با این نوع آب‌ها مجاز نیست، زیرا این نوع نباتات به روی دانه‌ها چسبیده و مانع رسیدن سیمان به دور دانه می‌شوند و از طرفی همیشه خزه و جلبک، مقداری هوا با خود به داخل بتن می‌نمایند و روی هیدراسیون سیمان، اثر نامطلوب می‌گذارند و این خود هر دو موجب کاهش مقاومت بتن می‌شود. گذرانیدن آب‌های راکد از یک فیلتر استاندارد به

مقدار قابل توجهی مانع ورود خزه و جلبک در مخلوط بتن می‌گردد. البته باید توجه نمود که گذرانیدن آب از فیلتر، مانع ورود کلیه خزه‌ها و سایر گیاهان نمی‌گردد، زیرا قطعات ریز گیاهان ممکن است از فلیتر عبور کنند. وجود خزه تا ۲۰۰۰ قسمت در ملیون (PPM2000) بر مقاومت بتن زیان‌آور نیست.
ذرات معلق و لای

ذرات معلق در آب اگر به صورت لاشه حیوانات و یا تکه‌های ذغال چوب باشد، قابل رویت است. چنین آبی را با گذرانیدن از فیلتر می‌توان قابل مصرف برای بتن‌سازی نموده، ولی گل و لای موجود در آب با فیلترهای معمولی تصفیه نمی‌گردد. وجود گل و لای اگر از جنس رس باشد، بر مقاومت بتن اثر نامطلوب دارد، خصوصاً اگر برای بتن‌سازی از ماسه طبیعی استفاده شود، زیرا این ماسه‌ها به هرحال حاوی مقدار ریزدانه‌های غیرمجاز هستند. گل رس دور دانه‌ها را پوشانیده و مانع رسیدن دوغاب سیمان به دانه می‌شود. این آب‌ها را قبل از مصرف باید به مدت ۲۴ تا ۴۸ ساعت در

حوضچه‌هایی که برای اینکار ساخته می‌شود، به حال راکد قرار داد تا ذرات معلق ته‌نشین گردد. اگر بتن‌ریزی زیاد باشد، باید چند سری از این حوضچه‌ها داشته باشیم تا همیشه یک یا دو حوضچه در حال تصفیه آب باشند. اگر گل و لای موجود در آب زیاد باشد، می‌توان با اضافه نمودن مود ته‌نشین کننده به آب، ته‌نشین کردن مواد معلق را تسریع نمود.
اصولاً با افزودن مواد خارجی به دو صورت می‌توان ته‌نشین نمودن مواد را تسریع کرد. دسته اول موادی هستند که دارای بار الکتریکی مثبت بوده و ذرات معلق که اغلب دارای بار الکتریکی منفی هستند، در صورت مجاورت به این مواد دور آنها جمع شده (جذب آنها می‌گردند) و تشکیل ماده بزرگتر و سنگین‌تر می‌دهند و در نتیجه زودتر ته‌نشین می‌شوند. این مواد در ترکیب شیمیایی آب اثر نکرده و برای مصرف در بتن مضر نمی‌باشند. دسته آنهایی هستند که با نمک‌های محلول در آب ترکیب گشته و تولید نمک‌های نامحلول می‌نمایند. این نمک‌های اخیر در وزن خود با سرعت بیشتری ته‌نشین می‌شوند، مانند سولفات آلومینیوم (زاج سفید) که با بی‌کربنات کلسیم موجود در‌ آب ترکیب گشته و تولید هیدرات آلومینیوم می‌کند و این جسم در اثر وزن خود سریعاً رسوب می‌نماید.
مواد شیمیایی ته‌نشین کننده بسیاری وجود دارد که هر کدام با فعل و انفعالات مخصوصی نسبت به تسریع در ته‌نشین کردن مواد معلق عمل می‌نمایند، ولی در صورت استفاده از آنها باید توجه نمود که این مواد اثرات تخریبی در بتن نداشته باشند. حداکثر وجود ۲۰۰۰ قسمت در ملیون گل و لای در آب برای بتن مجاز می‌باشد (۲/۰درصد).

چربی‌ها
مصرف آب‌های حاوی چربی‌ها به هیچ وجه برای ساختن بتن مجاز نیست، زیرا چربی‌ها مخصوصاً اگر چربی‌های معدنی باشند، بلافاصله دور دانه‌ها را گرفته و مانع رسیدن دوغ آب سیمان به دانه گشته و این امر در مقاومت بتن تاثیر منفی زیاد ی دارد، به طوری که حتی می‌تواند تا ۲۵ درصد مقاومت بتن را کاهش دهد. چربی‌های گیاهی نیز ممکن است در آب وجود داشته باشند، که این نوع چربی‌ها نیز برای بتن مضر بوده و نباید آب‌های حاوی این گونه چربی‌ها برای بتن‌سازی مصرف شوند. از آنجا که کلیه چربی‌ها در آب نامحلول می‌باشند، وجود آنها با چشم قابل تشخیص است.
فاضلاب

در بسیاری از ممالک برای صرفه‌جویی در مصرف آب، فاضلاب‌ها را جمع‌آوری کرده و تصفیه می‌نمایند و به مصارف غیرآشامیدنی از قبیل آبیاری گیاهان و یا شستشوی معابر و غیره می‌رسانند. این نوع آب‌ها معمولاً کم یا زیاد دارای مقداری مواد جامد معلق هستند که اگر خوب تصفیه شده باشند، مصرف آن در بتن بلامانع است، ولی مصرف فاضلاب‌های تصفیه نشده و یا کم تصفیه شده مخصوصاً فاضلاب‌های کارخانه‌ها در بتن به هیچ وجه مجاز نیست، زیرا این فاضلاب‌ها همیشه حاوی مقادیر زیادی مواد شیمیای و همچنین مواد معلق جامد هستند که روی گیرایی بتن اثر نامطلوب

می‌گذارند. فاضلاب‌های منازل نیز همیشه دارای مقادیر زیادی چربی‌های غیرمعدنی و همچنین مقادیر زیادی اسیدهای آلی هستند که مصرف کلیه آنها روی فعل و انفعالات سخت شدن سیمان اثر گذاشته و نباید در بتن مصرف شوند. به هرحال بهتر است فاضلاب‌ها قبل از مصرف مورد تجزیه شیمیایی قرار گیرند.

pH آب
بهترین آب برای مصرف در بتن، آبی است که از لحاظ اسیدیته خنثی باشد، یعنی pH آن ۷ باشد، ولی ممکن است چنین آبی در دسترس نباشد. بدین لحاظ اغلب آیین‌نامه‌ها مصرف آبی را که pH آن بین ۸-۶ باشد، برای بتن مجاز دانسته‌اند. pH بالاتر از ۸ و پایین‌تر از ۶ را که روی مقاومت‌های بتن اثر نامطلوب دارد، پیشنهاد نمی‌نمایند. دفتر امور فنی و تدوین معیارهای سازمان برنامه و بودجه به موجب نشریه شماره ۵۵، pH آب را بین ۵/۴ تا ۵/۸ برای بتن مجاز می‌داند.
کربنات‌ها
اصولاً کربنات‌ها روی زمان سخت شدن سیمان اثر می‌گذارند. اگر آب مورد مصرف در بتن ۱/۰ درصد کربنات سدیم یا کربنات پتاسیم باشد، مصرف آن در بتن مجاز است، ولی اگر نمک‌های مذکور بیش از این مقدار باشد، باید مقاومت ۲۸ روزه بتن ساخته شده با آب حاوی نمک با بتن ساخته با آب سالم مقایسه گردد. اگر نمونه‌ها ساخته با آب نمک‌دار حداقل ۹۰درصد نمونه ساخته شده با آب سالم باشد، مصرف آب نمک‌دار مجاز است. سایر کربنات‌ها مانند کربنات کلسیم یا کربنات منیزیم با توجه به اینکه قابلیت زیادی در حل شدن در آب را ندارند، نمی‌توانند برای بتن چندان مضر باشند، زیرا حداکثر قابلیت حل شدن آنها در آب کمتر تز ۰۴/۰ درصد متجاوز نیست و این مقدار برای بتن مضر نمی‌باشد.
اسیدها
معمولاً فاضلاب‌ منازل و کارخانه‌ها دارای آب‌های اسیدی می باشند. میزان اسیدهای غیرآلی تا ۱۰۰۰۰ قسمت در میلون برای بتن مضر نیست، ولی روی سرعت سخت شدن آن اثر می‌گذارد. همانطوری که گفته شد، آب‌های با pH کمتر از ۶ را باید آزمایش نمود.

قلیایی‌ها
آب‌های قلیایی بیشتر حاوی هیدروکسید سدیم و هیدروکسید پتاسیم هستند که هر دو اگر از میزان معینی بیشتر باشند، روی مقاومت سیمان اثر منفی دارند. وجود هیدروکسید سدیم تا میزان ۷۰۰۰ قسمت در میلیون در آب مورد مصرف در بتن مجاز است (۴/۰درصد وزن سیمان) و برای هیدروکسید پتاسیم ۲۰۰۰۰ قسمت در میلیون مجاز می‌باشد (۲/۱درصد وزن سیمان) آب‌هایی که قلیایی بودن آنها از مقادیر فوق بیشتر باشد، دقیقاً آزمایش شده و مقاومت قطعات ریخته شده با آنها با قطعه ریخته شده با آب سالم مقایسه گردد و همچنین باید روی اثرات تخریبی درازمدت آنها نیز مطالعه گردد. برای این کار می‌توان در بتن‌ریزی‌های بزرگ قبل از تجیهز کارگاه در هنگامی که

معادن شن و ماسه مورد جستجو قرار می‌گیرد، با آب موجود در کارگاه قطعه بتنی که حاوی میلگرد نیز باشد، ریخته شود و آن نمونه‌ها را در شرایطی که کل سازه بعداً واقع خواهد شد، قرار می‌دهیم تا زمان تجهیز کارگاه که ممکن است چندین ماه به طول بیانجامد، قطعات ریخته شده را مورد مطالعه و بازدید مرتب قرار داده و اثرات تخریبی آنها را مطالعه می‌نماییم. البته باید توجه نمود که میزان تخریب درازمدت ممکن است بعد از چندین سال در قطعه ظاهر شود و در این صورت این مدت کافی نیست، لذا باید بیشتر به نتایج آزمایشگاهی و دستورات آیین‌نامه‌ای توجه شود.
سولفات‌ها

سولفاته بودن آبها از مزه آن قابلب تشخیص است، زیرا آب‌های سولفاته مزه تلخ دارند. میزان مجاز برای سولفاته بود آب در بتن تعیین نشده است، ولی بعضی از آیین‌نامه مقدار آن را حداکثر به ۳/۰درصد محدود نموده‌اند. همچنین می‌دانیم که هرقدر آب بیشتر سولفاته باشد، بیشتر به روی بتن اثرات منفی دارد، به طوری که اگر سولفاته بودن آب ۱ درصد افزایش یابد، ۱۰درصد از مقاومت‌های بتن کسر خواهد شد

.
کلرورها
در مصرف آب‌های حاوی کلرورها بتن باید با احتیاط بیشتری عمل نمود، زیرا این آب‌ها علاوه بر اثرات آنی می‌تواند اثرات مخرب درازمدت نیز داشته باشند، اثرات آنی آنها تاثیر منفی روی سخت شدن سیمان است و اثرات درازمدت آنها روی فولادهای موجود در بتن می‌باشد که در آنها خورندگی

ایجاد می‌نماید. باید توجه نمود که اگر قطعه بتنی در محیطی واقع شود که در آن محیط امکان نفوذ کلرورها به قطعه وجود داشته باشد، به زحمت می‌توان مانع نفوذ آن به قطعه بتنی و در نهایت مانع تماس آن با فولادهایم موجود در قطعه گردید. البته امکان دارد که با اعمال بعضی از روش‌های احتیاطی تا حدی مانع نفوذ آنها به قطعه شویم، مانند مصرف سیمان‌های مخصوص و یا اضافه نمودن پوشش بتنی روی میلگردها و یا پوشش کل قطعه با رنگ‌های مخصوص و مقاوم در مقابل

نفوذ آب و همچنین جلوگیری از نفوذ عوامل جوی، ولی هیچکدام از این احتیاط‌ها باعث پیشگیری قطعی از حمله کلرورها نمی‌شوند.
کلرورها علاوه بر آب مصرفی در بتن می‌توانند از طریق شن و ماسه نیز وارد محیط بتن شوند. وجود یون کلر تا ۱/۰درصد در بتن‌های معمولی قابل تحمل است و برای مقادیر بیشتر باید چاره‌اندیشی نمود. مخصوصاً اگر قطعه باربر بوده و در محیطی باشد که در معرض تر و خشک شدن‌های مکرر قرار گیرند، مانند پایه پل‌ها و غیره.
املاح فلزات
اصولاً آب‌هایی که از چاه و یا چشمه خارج می‌شوند، همیشه دارای مقادیری نمک فلزات هستند. وجود این نمک‌ها به مقدار کم بر روی گیرایی بتن موثر نیست. مثلاً املاح آهن در آب‌های طبیعی حداکثر تا در حدود ۴۰ قسمت در میلیون نمی‌تواند اثر بدی روی بتن داشته باشد، ولی وجود نمک‌های سرب ـ قلع و غیره باعث کاهش مقاومت بتن می‌شوند. نمک‌های دیگر مانند نمک‌های سدیم، فسفر تا میزان PPM1500 اثر چندانی در مقاومت بتن ندارند. اصولاً مصرف آب‌های طبیعی برای بتن ساختمان‌های کوچک بلامانع است، ولی برای بتن‌ریزی‌های بزرگ مانند سدها، مصرف این آب‌ها حتماً باید با اجازه آزمایشگاه باشد.
آب دریا
با توجه به اینکه آب دریا معمولاً شور است و حتی می‌تواند تا ۵/۳درصد حاوی نمک‌های مختلف باشد، لذا مصرف آن به هیچ وجه در قطعات بتن آرمه مجاز نیست، زیرا اغلب این املاح خورندگی‌های شدیدی در فولاد موجود در بتن ایجاد می‌نمایند و آن را ظرف مدت کمتر از چند سال به کلی فاسد می‌کند، ولی مصرف آب دریا در بتن‌های بدون میلگرد مجاز می‌باشد به شرط آنکه اولاً از سیمان ضدسولفات استفاده شود. در ثانی مقاومت ۲۸ روزه قطعه ریخته شده با آب دریا حداقل ۹۰درصد مقاومت قطعات ریخته شده با آب معمولی و یا آب مقطر باشد.

علاوه بر آنکه ساختن بتن با آب دریا مجاز نیست، اگر قطعه ساخته شده در مجاورت آب دریا باشد، حتی اگر با آب شیرین ساخته شده باشد، باید مورد محافظت قرار گیرد. چنین قطعه‌ای اولاً باید حتماً با سیمان ضدسولفات ساخته شود، اگر ممکن باشد باید در ساختن آن از سیمان غیرقابل نفوذ استفاده شود. حداقل پوشش روی میلگردها نباید از ۶/۷ سانتیمتر کمتر باشد. باید از سیمان بیشتری در طرح اختلاط استفاده شود و نباید نسبت آب به سیمان بیشتر از ۴۵/۰ باشد.
اگر سازه مورد نظر در کنار دریا باشد، باید در مصرف شن و ماسه حاصل از جذر و مد دریا با احتیاط عمل نمود، زیرا این سنگدانه‌ها ممکن است دارای املاح مضر باشند. البته نمی‌توان بطور کلی مصرف آنها را مردود دانست، زیرا تجربه نشان داده که ممکن است بتن ساخته شده با

سنگدانه‌های حاصل از جذر و مد دریا و آب شیرین دارای مقاومت بهترین از بتن ساخته شده با شن و ماسه معمولی و آب دریا باشد. به هرحال باید سنگدانه‌های کنار دریا از لحاظ املاح کاملاً مورد آزمایش قرار گیرد.
اصولاً در ساختمان‌های بتنی کنار دریا بیشتر باید روی نتایج آزمایشات کارگاهی که در محل و با مصالحی که سازه با آن ساخته خواهد شد، تکیه نمود، زیرا آیین‌نامه‌ها یا دستورات کلی نمی‌توانند راهنمای خوبی باشند. بدیهی است آیی‌نامه‌ هر مملکت بیشتر آزمایشات خود را با آب‌های موجود در آن مملکت حتی با آب‌های نزدیک آزمایشگاه خود انجام داده و نتیجه‌گیری کرده است که ممکن است برای ممالک دیگر و حتی نقطه دیگر در همان مملکت دارای تفاوت‌های جزئی باشد. آزمایش نشان می‌دهد که وجود ۵/۰درصد از املاح اسید سولفوریک در آب موجب ۴درصد افت مقاومت

فشاری می‌شود. همچنین وجود ۵درصد نمک طعام NaCl حتی تا ۳۰درصد مقاومت فشاری را کاهش می‌دهد. نمک‌های منیزیم که اغلب به صورت سولفات در آب دریا موجود هستند، موجب انبساط حجمی و گاه متلاشی شدن جزئی و یا کلی قطعه می‌گردند.
آب باران
آب باران نیز قبل از مصرف در بتن باید مورد آزمایش قرار گیرد، زیرا آب باران قادر است در حین نزول مقداری CO2 هوا را در خود حل نموده و اسید کربنیک ناپایدار تولید نماید.
H2O+CO2H2CO3
از طرفی اگر این اسید در مجاورت آهک قرار گیرد، تبدیل به کربنات کلسیم خواهد شد.
H2CO3+CaO  CaCO3 + H2O

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 13700 تومان در 84 صفحه
137,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد