بخشی از مقاله
فصل اول- تئوري ها
1- بتن
بتن ماده بسيار سخت و سنگ مانندي است كه از تركيب مقدار معين و حساب شده اي سيمان, شن, ماسه, و سيمان افزوده شد, سيمان و آب باهم وارد فعل و انفعالات شيميايي حرارت زا مي گردند. در اثر اين فعل و انفعالات ماده ژله مانند و چسبنده اي بوجود مي آيد كه مصالح مختلف داخل بتن را به هم پيوند داده و به صورت ماده سختي در مي آورد. همچنين در اثر اين فعل و انفعالات مقدار كمي بلور سيمان نيز در مخلوط بوجود مي آيد.
در مرحله گرفتن و سخت شدن بتن, ژله سيمان به مرور زمان غليظ تر شده و حجمش كاهش مي يابد و در تمام جرم آن بلورهايي بوجود مي آيد كه ماده سختي را ايجاد مي كند. آب مهمترين نقش را در گرفتن و سخت شدن بتن دارد. آب اضافي باعث حل شدن ژله گرديده و مقداري از آن نيز متعاقبا وارد فعل و انفعالات شيميايي با ذرات غير فعال تر ( از نظر تركيب شيميايي غير فعال تر) سيمان مي شود. قسمت ديگري از اين آب با هوايي كه در مخلوط محبوس گرديده فضاهاي كوچك و ميكروسكوپي را اشغال مي كند, كه بعدا در اثر, تبخير هوا و آب باهم آزاد شده و نتيجتا اين فضاها خالي مي مانند.
به همين دليل آب زيادي چون باعث بوجود آمدن خلل و فرج اضافي در بتن مي گردد. مقاومت بتن را كاهش مي دهد. مقدار آب لازم جهت انجام فعل و انفعالات شيميايي در بتن فقط حدود بيست درصد وزن سيمان مي باشد. اما براي اينكه بتوان بتن را براحتي ريخته و كوبيد با توجه به نوع كار بايد نسبت آب به سيمان بزرگتر از 2/0 باشد, ولو اينكه اين آب اضافي مقاومت بتن را كاهش دهد. اخيرا براي جلوگيري از كاهش مقاومت بتن در اثر وجود آب اضافي و افزايش مقاومت آن در مقابل سايش (در دالهاي بتني پياده رو)، پس از ريختن بتن و كوبيدن آن، آب زيادي را با قرار دادن فيلترهاي در روي سطح بتن و با ايجاد خلا از داخل بتن كشيده (آبي كه در ابتدا براي رواني بتن لازم بوده ولي از نظر فعل و انفعالاتي شميائي لازم نمي باشد و باعث كاهش مقاومت بتن مي شود) و به خارج هدايت مي كنند. امروزه با استفاده از مواد روان كننده مي توان آب بتن را تا سرحد امكان كاهش و در نتيجه مقاومت آن را در عين حفظ قابليت رواني افزايش داد.
نگهداري صحيح از بتن اهميت بسيار زيادي در مقاوت و رفتار بعدي آن تحت تاثير بار دارد. اگر بتن زودتر از موقع معيني خشك شود. امكان دارد كه مقاومتش 30 درصد و يا بيشتر كاهش يابد، همچنين اگر درجه حرارت بتن تازه تا زير 4 درجه سانتيگراد پايئن رود، مقاومت آن ممكن است به همان ميزان (منظور 30 درصد يا بيشتر) كاهش يابد. اگر بتن تازه يخ بزند مقاومتش تا 50 درصد كاهش خواهد يافت. آزمايشهاي متعدد نشان داده كه يخ زدن بتني كه 70% مقاومتش (منظور مقاومت 28 روزه مي باشد) را به دست آورده ضرري ندارد و اين بتن بعد از گرم شدن مقاومت كاملش را به دست خواهد آورد.
مقاومت فشاري بتن مانند سنگهاي طبيعي بسيار زياد است به همين دليل اين ماده براي استفاده در ساختمان عضو هايي كه عمدتا تحت فشار قرار دارد مانند ستونها و قوسها بسيار مناسب مي باشد. از طرف ديگر بتن مانند سنگ هاي طبيعي نسبتا شكننده بوده و مقاومت كششي آن بسيار كم است. اين موضوع باعث مي شود كه نتوان از اين ماده به طور اقتصادي در عضوهائي كه تحت اثر كشش خالص قرار دارند (مثل كلاف ها) و يا عضو هايي كه در بعضي از قسمت هاي مقطع شان كشش وجود دارد (مثل تيرها و يا ديگر عضوهاي خمشي) استفاده كرد. چون مقاوت كششي بتن غير مسطح كم است، نتيجه مي شود كه بتن غير مسلح در خمش، برش و پيچش ضعيف مي باشد. علاوه بر اينكه مقاومت كششي بتن پائين است، روي آن هم نمي توان حساب كرد.زيرا ممكن است در اثر يك ضربه ناگهاني ناشي از انقباض ( انقباضي ناشي از خشك شدن و يا گرفتن بتن) يا تغيير درجه حرارت اين مقاومت كششي (در اثر بوجود آمدن ترك) بكلي از بين برود.
2-1 بتن مسلح
ديديم كه كاربرد بتن غير مسطح معمولا درغضوهايي است كه به طور عمده تحت فشار قرار دارند، مانند فونداسيون هاي حجيم، سدها، ديوارهاي حائل وزني، وغيره. در بيشتر انواع سازه ها تنش هاي كششي نسبتا بزرگي هميشه وجود دارند. براي تحمل اين تنش هاي كششي (كه بتن به تنهايي قادر به تحمل آن نيست) در موقع ريختن بتن فولادهايي به شكل سيم يا ميله در داخل آن كار مي گذارند.
عمل كارگذاردن فولاد در ناحيه كششي يك عضو بتني به منظور افزايش مقاومت آن (در اثر افزايش مقاومت ناحيه كششي عضو) تحت اثر بارهاي وارده، را عمل مسطح كردن بتن مي نامند. عضو مركب بتني- فولادي كه به اين ترتيب بوجود مي آيد راعضو بتن مسلح يا بتن آرمه مي نامند. بتن مسلح ماده مركبي است كه داراي مجموعه خواص خوب هر يك از دو عنصر تشكيل دهنده اش يعني بتن و فولاد را مي باشد. مهمترين خواص بتن مسلح عبارتند از:
1- مقاومت زياد به آتش سوزي ومواد سوزا
2- مقاومت زيادفشاري
3- قيمت ارزان و شكل پذيري عالي
4- مقاومت كششي بالا
كليه اين خواص است كه كاربرد بسيار وسيع و تقريبا نامحدودي را براي بتن مسلح در انواع ساختمانها از پل و سد گرفته تا منابع آب وغيره بوجود آورده است بتن مسلح در عين استحكام و دوام زياد داراي شكل پذيري بسيار عالي نيز مي باشد و مي توان آن را به شكلها واندازه هاي بسيار متنوع از ستون ساده مربع مستطيل گرفته تا گنبد و يا پوسته هاي منحني بسيار پيچيده در آورد.
3-1 مصالح:
از آنجايي كه بتن مسلح ماده مركبي است براي شناخت خواص فيزيكي و مكانيكي آن ابتدا بايد خواص فيزيكي و مكانيكي عناصر تشكيل دهنده اش يعني بتن وفولاد را مورد بررسي قرار داد. همانطور كه قبلا گفته شد بر خلاف فولاد، بتن خود يك ماده مركب است.كه از عناصر ساده تري چون سيمان، شن و ماسه، آب وبعضي از مواد اضافي ديگر تشكيل شده است. بنابراين براي پي بردن به رفتار و خواص بتن بايد عناصر موجود در آن را شناخته و مورد بررسي بيشر قرار داد.
1-3-1 سيمان
هر ماده اي كه بتواند دانه هاي مجزا را بهم اتصال داده و ايجاد يك جسم يكپارچه كند را، سيمان مي نامند. بدليل اينكه سيمان مصرفي در پروژه از نوع پرتلند مي باشد. از ذكر بقيه انواع سيمان خودداري مي كنيم.
موادي چون پلاستر پارس، ca so4, 1/2 H4o و آهك آب ديده، ca (OH2) از پر مصرف ترين و ارزان ترين انواع سيمان هاي غير هيدروليكي مي باشند.
سيمان پرتلند:
تمام سيمانهاي پرتلند از دو ماده خام كه يكي از نظر كلسيم وديگري از نظر سيليس غني است. ساخته مي شوند معمولا اين دو ماده به ترتيب گچ يا آهك وخاك رس يا سنگ رس مي باشند. خاك رس و سنگ رس معمولا داراي تركيبات آلومينيوم و آهن به مقدار زياد مي باشند. رنگ خاكستري سيمان پرتلند معمولي در اثر وجود تركيبات آهن است. بنابراين براي ساخت سميان پرتلند سفيد لازم است كه از مواد خامي استفاده شود كه عمدتا عاري از تركيبات آهن باشد.
در حال حاضر دو روش براي آماده كردن و مخلوط كردن مواد خام جهت انتقال به كوره دوار وجود دارد، روشن تر و روش خشك. در روش تر مواد خام خرد شده داراي دانه هاي ريز را به صورت معلق در آب نگاه مي دارند تا تشكيل دوغاب دهد. سپس اين دوغاب را صاف كرده و ذرات بيش از اندازه بزرگ آن را جدا مي كنند. در اين حال مخلوط را قبل از پمپ كردن به كوره دوار در مخازن ذخيره بهم مي زنند.
كوره متشكل از يك استوانه فولادي مي باشد كه داخل آن با مواد نسوز پوشانده شده است. اين استوانه حول محوري كه با افق زاويه مختصري دارد به طور پيوسته به آرامي مي چرخد. مواد وارد قسمت انتهايي بلند تر كوره دوار شده و به تدريج به طرف گرمترين قسمت كه در انتهاي پايين تر كوره جايي كه مشعل قرار دارد رانده مي شوند. به تدريج كه درجه حرارت مخلوط در حين پايين رفتن ار كوره بالا مي رود، تغييرات متوالي صورت مي گيرد.
ابتدا آب در اثر حرارت باقي مانده در گازهايي كه در حال خروج از كوره هستند (مربوط به سوخت) بخار مي شود. سپس در حالي كه مخلوط به تدريج به طرف نواحي گرمتر رانده مي شود.تركيبات آهكي به اكسيد كلسيم و گاز دي اكسيد كربن تجزيه مي شود. سرانجام، در درجه حرارت حدود c 145 در ناحيه مشعل، اكسيد كلسيم، با مواد سيليسي موجود در مخلوط تركيب شده و ايجاد سيليكات هاي كلسيم را مي نمايد.
همچنين با مواد ديگري كه ممكن است در مخلوط باشند نيز تركيب مي شود. همانطور كه قبلا گفته شد، معمول ترين اين مواد تركيبات آلومينيوم و آهن هستند كه وقتي با اكسيد كلسيم تركيب شوند، توليد كلسيم آلومينات و كلسيم آلومينو فرات را مي كنند. بعضي از تركيبات بوجود آمده به صورت مذاب مي باشند، بنابراين كلينكر سيمان داراي بلورهاي است كه مربوط به حالت مايعي مي باشند و پس از سرد شدن سخت مي گردند. كلينكر قرمز داغ از كوره به خنك كننده ها و از آنجا به دپو فرستاده مي شود. سپس مواد را از دپو به آسيابهاي نرم كننده مي فرستند تا به صورت پودر سيمان در آيد. در مرحله نرم كردن مقدار از پيش تعيين شده اي سولفات كلسيم (معمولا بين 4 تا 7 درصد وزن) به صورت جيپس به پودر حاصل جهت كنترل زمان گرفتن محصول (سيمان) اضافه مي گردد.
در صنعت شيمي سيمان معمولا رسم به اين است كه اكسيدهاي مختلف را با علائم اختصاري نشان مي دهند. مثلا c نشان دهنده s cao نشان دهنده sio2 (سليس)، و a نشان دهنده AL2 o3 (اكسيد آلومينيوم) مي باشد. به همين ترتيب Fe2 o3 .H2o (اكسيد فريك) و so3 به ترتيب به صورت هاي F,H و Soybean نشان داده مي شوند. در جدول (1-1) تركيبات اصلي موجود در سيمان پرتلند و فرمول شيميايي آنها نشان داده شده اند.
با اصلاح و تغيير مقدار تركيبات مختلف موجود در سيمان مي توان، انواع متفاوتي از سيمانهاي پرتلند را توليد كرد كه داراي مشخصات مختلفي ا زنظر ميزان سخت شدن، ميزان آزاد كردن حرارت، ميزان مقاومت نسبت به آبهاي سولفاته و غيره باشند. طبق مشخصات 150c ASTM5 نوع سيمان پرتلند وجود دارد (كه در ايران نيز توليد مي شود) طبق مشخصات 150c ASTM 5 نوع سيمان پرتلند و جود دارد. (كه در ايران نيز توليد مي شود). اين 5 نوع سيمان به شرح زير مي باشد.
1- سيمان تيپ I يا سيمان پرتلند معمولي سرعت سخت شدن اين سيمان متوسط مي باشد. اين سيمان براي اكثر كارها مناسب است بنابراين از تمام انواع سيمانهاي هيدروليكي مورد استفاده بيشتري دارد.
2- سيمان تيپ II حرارت ايجاد شده در اثر هيدراته شدن اين سيمان متوسط و ميزان مقاومت آن نسبت به سولفات ها نيز متوسط مي باشد.
3- سيمان تيپ III با سيمان زودگير اين سيمان از نظر تركيب شيمياي تقريبا مشابه سميان پرتلند معمولي است، اما دانه هاي آن به صورت نرم تري آسياب شده اند اين امر باعث كم شدن زمان گرفتن سيمان نمي شود، و بتن هاي كه با اين نوع سيمان ساخته مي شوند از نظر زمان سفت شدن وقابليت كار كردن مشابه بتن هايي هستند كه از سيمان پرتلند معمولي ساخته شده اند. اما نرمي دانه ها باعث مي شود كه سرعت هيدراته شدن آن در سنين كم افزايش يابد، و اين باعث زياد شدن سرعت افزايش مقاومت و سختي در سنين اوليه (نسبت به سيمان معمولي) مي گردد.
اين خاصيت در مواقعي كه بتن بايد در سنين كم داراي مقاومت زيادي باشد بسيار مفيد است بتن مصرفي در پروژه از نوع پرتلند تيپ II مي باشد.
4- سيمان تيپ IV، سيمان كم حرارت. اين سيمان داراي مقدار كمتري تري كلسيم سيليكات و مقدار بيشتري دي كلسيم سيليكات نسبت به سيمان پرتلند معمولي است به اين ترتيب اين سيمان با سرعت كمتري نسبت به سيمان معمولي هيدارته شده و نتيجتا با سرعت حرارت ايجاد مي كند.
5- سيمان تيپ v ، يا سيمان ضد سولفاته چوت تري كلسيم آلومينات نسبت به سولفات ها حساس است مقدار c3a سيمان ضد سولفات طبق مشخصات استاندارد بايد محدود مشخصي باشد (كه كمتر از سيمان پرتلند معمولي است).
از خيلي جهات ديگر سيمان ضد سولفات شبيه سيمان معمولي است، فقط مقدار سيمان موجود در بتن بايد از حد معيني كمتر باشد تا بتواند به نحو رضايتبخش در مقابل سولفات هها مقاومت مي كند. مقاومت اين نوع سيمان در مقابل اسيدها، خيلي بيشتر از سيمان پرتلند معمولي نمي باشد.
2-3-1 آب مصرفي در بتن :
معمولا، اگر آب مصرفي براي آشاميدن مناسب باشد، براي ساختن بتن نيز به اندازه كافي مناسب خواهد بود. (البته اين موضوع هميشه صحيح نيست، مثلا آبي كه محتوي شكر است براي آشاميدن مناسب باشد، ولي ممكن است براي ساختن بتن مناسب نباشد) با همه اينها، مزه، بو، و يا منبع تهيه آب نبايد به تنهايي دليل رد كردن يك آب باشد.آبهاي باتلاق و مرداب، آبهاي معادن، بعضي از پس آبهاي صنعتي، و آب دريا در بعضي از شرايط خاص براي ساخت بتن مورد استفاده قرار گرفته است.
ناخالصي هاي موجود در آب، وقتي كه از حد معيني بيشتر باشد، ممكن است به شدت، روي زمان گرفتن بتن، مقاومت بتن و پايداري حجمي آن اثر بگذارد وهمچنين ممكن است باعث زنگ زدن فولاد گردد.ناخالصي هايي كه ممكن است اثرات سوء در بتن داشته باشند (به شرطي كه مقدار آنها از حد معيني بزرگتر باشد) عبارتند از: اسيد هاي آلي، شكرها و مواد قندي، سولفات ها و كلرورها معمولا، اگر كل مواد جامد حل شده در آبي كمتر از ppm 2000 (قسمت در ميليون) باشد، آن آب براي ساخت بتن مناسب مي باشد، مواد جامد آب لوله كشي بيشتر شهرها كمتر از مقدار ذكر شده است.
3-3-1 مصالح سنگي براي بتن
مصالح سنگي بتن يا سنگدانه معمولا حدود (70%) از حجم بتن را تشكيل مي دهند و بسياري از ويژگيهاي فيزيكي, شيميايي و مكانيكي بتن به سنگدانه ها ارتباط دارد. از اين رو نقش سنگدانه در بتن از نقطه نظر ويژگيها, طرح اختلاط و مسائل اقتصادي حائز اهميت مي باشد. سنگدانه ها ممكن است از منابع طبيعي به صورت رودخانه هاي (گرد گوشه) يا خرد شده (تيز گوشه) يا مخلوطي از اين دو نوع باشند.
مصالح سنگي به دو دسته ريزدانه, يا ماسه, و درشت دانه, يا شن, گروه بندي مي شوند. اندازه ريز دانه ها از صفر تا 76/4 ميليمتر و اندازه درشت دانه ها از 76/4 ميليمتر شروع شده و بسته به نوع بتن حداكثر درشتي دانه ها ممكن است 5/9, 7/12, 05/19, 1/38, 8/50 ميليمتر و بيشتر باشد و در سازه هاي جسيم مانند سدها ممكن است درشتي دانه ها تا 254 ميليمتر نيز برسد.
وزن ويژه شن و ماسه بسته به نوع سنگ متغير بوده و به سه دسته سبك, معمولي و سنگين تقسيم بندي مي شود.
انطباق با مشخصات و استانداردها
مصالح سنگي بايد از نظر ويژگيهاي شيميايي, فيزيكي و مكانيكي, اندازه و شكل, دانه بندي, آزمايش سنگ نگاري Petrography, مقدار كل رطوبت محتوي, رطوبت سطحي, مشخصه هاي ظاهري و رنگ (بتن نما) با نقشه ها و مشخصات و ساير مدارك پيمان منطبق باشد. نمونه هاي شن و ماسه مصرفي بايد قبل از مصرف آزمايش شده و با ذكر محل معدن به تصويب دستگاه نظارت برسد. چنانچه در حين اجراي عمليات بتن بنا به دلايلي محل معدن مصالح سنگي تغيير پيدا كند. نمونه هاي مواد سنگي معدن جديد بايد مجددا مورد آزمايش قرار گرفته و به تاييد دستگاه نظارت برسد.
ويژگيها و حداقل حدود قابل قبول
مصالح سنگي بتن بايد سخت, تميز, بادوام, عاري از پوسيدگي و فاقد لايه هاي ورم كننده يا منقبض شونده به هنگام مجاورت با هوا, مواد شيميايي مضر براي بتن و آرماتورها, لايه هاي سست, كلوخه هاي رسي و ذرات ميكا باشد. مواد سنگي سست, ورقه ورقه, پهن و نازك يا دراز, ناپايدار در برابر هوازدگي, عوامل شيميايي معين و واكنش زاي قليايي را نبايد در بتن به مصرف رساند. جنس شن و ماسه بايد از سنگهاي سيليسي, سيليكاتي يا آهكي سخت باشد.
دانه بندي شن و ماسه براي بتن و بتن مسلح, بايد مطابق جدوال (الف) و (ب) باشد. حداكثر رس و لاي و ذرات ريزتر از 75 ميكرون در ماسه طبيعي, و يا ماسه حاصله از شن طبيعي, نبايد از (3%) و در ماسه شكست به دست آمده از سنگ, از 10% و در شن از 1% وزني تجاوز كند. براي كنترل كارگاهي ارقام مزبور, به يك شيشه استوانه اي شكل, يك خط كش مدرج و مقداري آن و نمك با غلظت 1% نياز است. براي ساختن آن مي توان يك قاشق چايخوري نمك طعام را در نيم ليتر آب تميز حل كرد) روش آزمايش به اين ترتيب است.
ابتدا ماسه مورد آزمايش را به قدري درون ظرف شيشه اي بريزيد كه ارتفاع آن به 50 ميليمتر برسد, سپس آنقدر آب نمك بيفزاييد تا مجموع ارتفاع ماسه و آب نمك به 75 ميليمتر برسد. آنگاه محتويات ظرف را به خوبي تكان داده و بگذاريد به مدت 3 ساعت آرام و بي حركت بماند و ذرات رس و لاي روي ماسه ته نشين گردد. ارتفاع اين ذرات نبايد بيش از 3 ميليمتر باشد. در اين آزمايش هر ميليمتر ارتفاع ذرات ريز, معادل 1% وزني ماسه است.
روش سريع براي تشخيص مناسب بودن ماسه وارده به كارگاه كف مال كردن آن است, چنانچه ذرات گل به دست بچسبد بايد از تخليه آن جلوگيري شود.
ضريب نرمي ماسه استخراج شده از يك معدن نبايد در حين اجراي كار به ميزاني بيش از 2% تغيير نمايد و اين ضريب نرمي نبايد از 3/2 و از 1/3 بيشتر باشد. شن و ماسه بايد فاقد ناخالصيهاي آلي و ذرات گرد وخاك و پوشش رسي باشد, زيرا مواد سبب جلوگيري از چسبيدن آنها به خمير سيمان مي شوند. به طور كلي شن و ماسه مصرفي بايد از مندرجات آيين نامه بتن ايران تطابق داشته باشند. حدود قابل قبول براي مواد زيان آور ماسه و شن در جدول پ و ت درج شده است.
حمل و نقل و نگهداري
بارگيري, حمل و تخليه مواد سنگي بتن و انبار كردن آنها بايد به نحوي باشد كه مواد خارجي و زيان آور در آنها نفوذ نكنند و دانه ريز و درشت از يكديگر جدا نشوند. مصالح سنگي بايد دور از پوشش گياهي و مواد آلوده كننده نگهداري شود. شن و ماسه بايد به طور جداگانه انبار شوند و در مواقعي كه درشتي دانه هاي شن از 1/38 ميليمتر تجاوزكند, اين دانه ها نيز بايد در دو گروه انباشته گردند تا امكان جدا شدگي دانه ها به حداقل برسد.
هنگامي كه بزرگترين اندازه سنگدانه 1/38 ميليمتر باشد مرز جدايي دو نوع سنگدانه 05/19 ميليمتر و وقتي كه بزرگترين 8/50 يا 5/64 ميليمتر باشد مرز جدايي 4/25 ميليمتر خواهد بود. ديوارهاي تقسيم مصالح سنگي بايد به قسمتي محكم باشد كه هنگام خالي شدن يك قسمت و پر بودن بخش ديگر, رانش سنگدانه ها آنها را خراب نكند, به هنگام بارش و يخبندان بايد روي شن و ماسه را با برزنت يا ورقه هاي پلاستيكي مناسب پوشانده و در گرماي شديد براي آنها سايبان ايجاد كرد تا زياده از حد داغ نشوند. توده هاي شن و ماسه نبايد به شكل مخروطهاي بلندي در آيند, زيرا اين عمل سبب جدا شدگي دانه ريز و درشت مي شود, بلكه بايد آنها را در لايه هايي به ضخامت يكسان انبار نمو و جابجا كردن آنها را به صورت افقي انجام داد. به هنگام وزش باد بايد از جدا شدن ذرات ريز در حين تخليه جلوگيري شود. محل دپو بايد چنان آماده گردد كه همواره تخليه يكنواخت آب مازاد امكانپذير باشد. براي دستيابي به رطوبت يكنواخت براي مصالح سنگي در كارگاه بايد حداقل اين مصالح دوازده ساعت در محل باقيمانده و سپس به مصرف برسند.
سيلوي ذخيره مواد سنگي حتي المقدور بايد به شكل مربع يا دايره بوده و شيب قسمتهاي پايين آن كمتر از 50 درجه باشد. ريختن مصالح سنگي به داخل سيلو بايد به صورت قائم انجام شود تا از برخورد مواد سنگي با كناره هاي سيلو جلوگيري به عمل آيد, زيرا اين عمل سبب چدا شدگي دانه ها مي شود.
پر بودن سيلوي مواد سنگي باعث كاهش شكسته شدن مصالح سنگي و حفظ دانه بندي مصالح خواهد شد. در موقع خالي كردن سنگدانه ها از بلندي به داخل سيلو بايد از نردبان مواد سنگي استفاده كرد. در صورت شكسته شدن مواد سنگي در حين جابه چا كردن بايد قبل از ساختن بتن آنها را مجددا دانه بندي كرد.
1-4 نگهداري
سخت شدن بتن در اثر خشك شدن آب نيست، بلكه به علت عكس العمل شيميايي بين سيمان و آب مي باشد. از دست رفتن زودرس آب بتن، جلوي هيدارته شدن آن را مي گيرد. بتني كه خيلي سريع خشك شود، داراي سطح غبار گرفته و ساختمان داخلي ضعيفي مي گردد. بعلاوه تا موقعي كه بتن به طور اشباع شده نگاهداري شود، زياد منقبض نخواهد شد، انقباض و تنش هاي ناشي از آن فقط موقعي بوجود مي آيد كه ، بتن رطوبت داخلي اش را انقباض و تنش هاي ناشي از آن فقط موقعي بوجود مي آيد كه، بتن رطوبت داخلي اش را از دست بدهد. بنابراين نگهداري، وجلوگيري از خشك شدن بتن، براي مدت زمان معيني بعد از ريختن آن، در كاهش و تقليل تركهاي انقباضي نقش حساسي دارد، زيرا باعث كاهش تنش هاي ناشي از انقباض در بتن نابالغ مي گردد. در طول دوره نگهداري مقاومت كششي بتن به اندازه لازم بالا مي رود، بنابراين چنين بتني مي تواند تنش هاي ناشي از خشك شدن هاي بعدي را تحمل كند.
براي نگهداري بتن سه طريقه موجود است.
1- مرطوب نگهداشتن بتن در درجه حرارتهاي عادي
2- بخار دادن به بتن تحت فشار عادي هوا (يك اتمسفر)، در درجه حرارتهاي بين 80 تا 90 درجه سانتيگراد و رطوبت است. در اين طريقه بتن مقاومت 28 روزه اش را در عرض 12 ساعت به دست مي آورد. در اين پروژه از روش اول استفاده مي گردد.
5-1 كارايي بتن
بتن كارا بتني است كه بتوان به راحتي آن را ساخت, حمل نموده, در قالب مورد نظر ريخت و متراكم نمود, بدون اينكه در يكنواختي آن در طول مراحل فوق تغييري حاصل شود. كارايي بتن بستگي به عوامل زير داشته و پيمانكار ملزم به رعايت آن مي باشد.
1- اسلامپ
كارايي به ميزان اسلامپ و رواني بتن ساخته شده, بستگي دارد. ميزان اسلامپ بر اساس روش مندرج در استاندارد كنترل مي شود.
2-مصالح مصرفي
3- مواد افزودني
4- درجه حرارت
عدم رعايت درجه حرارت تعيين شده براي مخلوط بتن به هنگام ساخت, باعث بروز اشكالاتي در امر ريختن بتن و نهايتا تغييرات جدي در ويژگيهاي آن خواهد شد.
5- پايايي (دوام) بتن
بتني كه در ساخت و نگهداري آن تمامي مشخصات فني رعايت شود, داراي پايايي زياد در برابر شرايط محيطي معين باشد. عواملي مهمي كه بايد براي دستيابي به بتن پايا به آن توجه شود به قرار زير است.
1- نسبت آب به سيمان
از خصوصياتي مهمي كه در دوام بتن اثر مي گذارد ميزان آب در مخلوط بتن است بسته به شرايط محيطي و عملكرد سازه بايد نسبت آب به سيمان در مشخصات فني خصوصي قيد شود.
2- حداقل مقدار سيمان
انتخاب نسبت صحيح آب به سيمان, تراكم كافي و عمل آوردن مناسب مي تواند دوام بتن را بهبود بخشد.
3- بتن با حباب هوا
هنگامي كه بتن در برابر شرايط يخ زدن قرار دارد يا براي آب شدن يخهاي مجاور آن از نمكهاي يخ زدا استفاده مي شود, براي بالا بردن دوام بتن بايد از مواد حباب ساز استفاده شود.
4- بتن مقاوم در برابر حملات شيميايي
بتني كه با شرايط كاملا مناسب و خوب ساخته نشده باشد چنانچه در مجاورت آبها يا خاكهاي آلوده به مواد شيميايي مهاجم و خورنده قرار گيرد از پايايي آن به شدت كاسته مي شود از اين رو شناخت عوامل كاهش دهنده اين اثرات الزامي است.
بتن مقاوم در برابر سايش
بتن مقاوم در برابر سايش بتني است كه بتواند به نحوي در برابر اثرات فرسايشي عبور و مرور, تردد ماشين آلات, ضربه, سريدن مواد و يا اسباب و لوازم بر روي آن مقاومت نمايد.
6-1 خواص بتن تازه
خواص بتن تازه قسمت عمده اي از كيفيت كلي بتن مي باشند. مواد مصرفي در بتن و نسبت هاي مخلوط بايد طوري انتخاب شود كه نه تنها بتن مقاومت لازم را به دست آورد، بلكه در موقعي كه هنوز تازه است بشود آن را به آساني حمل و نقل، ريخته، كوبيده و صاف كرد همچنين خواص بتن تازه از نظر اينكه روي كيفيت و ظاهر تمام شده سازه و قيمت آن اثر مي گذارند، مهم هستند.
خواص بتن تازه در علم جريان و تغيير شكل بتن تازه مورد بررسي قرار مي گيرند.
علم جريان و تغيير شكل بتن تازه عكسل العمل و رفتار توده اي از بتن تازه را تحت تاثير نيروهاي وارد مورد بررسي قرار مي دهد. فهم رفتار بتن تازه تحت تاثير نيروهاي وارده حداقل به اندازه اطلاع از مشخصات فيزيكي و مكانيكي بتن شخت شده، با اهميت است.
ثبات يا ميزان رواني بتن جزئي از قابليت كار كردن مي باشد و تا حدودي با ميزان تري مخلوط ارتباط دارد. با همه اينها نبايد فرض شود كه هر چه مخلوط تر تر باشد بيشتر قابل كار كردن است. اگر مخلوط خيلي تر باشد، ممكن است جدايي اتفاق افتاده كه نتيجه آن، كرمو شدن بتن و شيردهي بيش از حد وتشكيل رگه هاي ماسه اي در سطح تماس بتن با قالب مي باشد. بتن و شيرده دهي بيش از حد و تشيكل رگه ها ماسه اي در سطح تماس با قالب مي باشد.
از طرف ديگر اگر مخلوط خيلي خشك باشد، ممكن است ريختن و كوبيدن آن خيلي دشوار شده و در اثر كمبود چسبندگي و خميريت خمير بتن جدايي اتفاق افتد.
ثبات بتن عموما توسط آزمايش اسلامپ اندازه گيري مي شود. هر چه اسلامپ بتن بشتر باشد، مخلوط بتن تر تر و يا مايع تر مي باشد. بتني كه داراي اسلامپ بين صفر تا يك است از نظر درجه ثبات يا درجه تري به عنوان خشك بتني كه داراي اسلامپ 1 تا 2 است به عنوان سفت، بين 2 تا 5 به عنوان متوسط، و 5 تا 7 به عنوان تر طبقه بندي مي شود.
تمايل بتن به جدايي با افزايش اسلامپ، اندازه بزرگترين دانه ومقدار دانه ها، و كاهش مقدار سيمان، افزايش زيادي پيدا مي كند. براي اندازه گيري ميزان جدايي هيچ آزمايشي استانداردي وجود ندارد.
شيره دهي كه گاهي به نام افزايش آب نيز ناميده مي شود با جدايي ارتباط نزديك دارد. در حين نشست مواد جامد موجود در بتن، آب تمايل دارد كه به طرف سطح صعود كند. مقداري از اين آب زير ميله هاي فولادي افقي و دانه هاي بزرگتر گير مي كند. آبي كه به سطح رويي مي رسد، خمير سيمان را حل كرده و ممكن است باعث جمع شدن يك لايه كف يا خمير روي سطح شود. كف ياخميره يك لايه ضعيف و بي دوام از موادي است كه، تشكيل شده از خمير حل شده سيمان و ذرات ريز دانه ها كه توسط آب به سطح آورده شده است. همچنين شيره دهي بيش از حد ممكن است باعث ايجاد رگه هاي ماسه در سطوحي كه با قالب تماس دارد، شود. با كاهش مقدار آب موجود، افزايش سيمان، استفاده از ماسه هايي كه داراي مقدار كافي ذرات نرم هستند، و يا افزودن بعضي از مواد اضافي نرم مانند يك پوزلان، مي توان مقدار شيره دهي را به حداقل رساند. محبوس كردن هوا در بتن نيز در كاهش شيره دهي موثر است. مشخصات شيره دهي يك مخلوط بتن را مي توان با انجام آزمايش شيره دهي ارزيابي كرد. در اين آزمايش مقدار نسبي آب موجود درمخلوط كه روي سطح بتني جمع شده كه در داخل يك محفظه استوانه اي با ظرفيت حدود نيم فوت مكعب قرار دارد، را، اندازه گيري مي كنند. آبي كه روي سطح جمع شده را كشيده و در فواصل منظم زماني اندازه گيري مي كنند، تا شيره دهي متوقف گردد. اين حالت معمولا حدود 2 تا 4 ساعت بعد از مخلوط كردن بتن پيش مي آيد.
در طول مدت شيره دهي سطح رويي بتن نشست مي كند. اين رفتار كه به نام انقباض خميري يا نشست بتن مرسوم است. در ديوارها و ستونهاي ساختمان خيلي چشمگير است. مقداري از اين كاهش حجم ممكن است در اثر نشت شيره بتن از قالب و يا به علت جذب آب توسط قالب، جذب آب توسط دانه ها، و تركيب آب با سيمان باشد. مثل شيره دهي، اين نشست فقط در چند ساعت اوليه بعد از مخلوط كردن بتن بوجود مي آيد.
با وجودي كه معمولا بتن را بلافاصله بعد از ريختن با لرزاندن متراكم مي كنند، ممكن است براي بهتر شدن چسبندگي و پيوستگي بين دانه ها و خميره و همچنين مدت زماني بتن وفولاد، به طور عمده بتني كه قبلا متراكم شده را دو مرتبه پس از گذشت مدت زماني بلرزانند. اين لرزاندن مجدد بايد بين يك تا دو ساعت بعد از ريختن بتن انجام شود. آبهاي مربوط به شيره دهي كه زير دانه هاي درشت و يا آرماتور ها جمع شده است. در حين لررزاندن مجدد خارج شده، نتيجتا پيوستگي به طور قابل ملاحظه اي افزايش مي يابد. نتايج آزمايشگاهي نشان داده اند كه مقاوت فشاري بتني كه دو مرتبه لرزانده شده باشد حدود ده تا 15 درصد بزرگتر از بتني با همان مشخصات است كه فقط يك بار در حين متراكم كردن اوليه لرزانده شده باشد. لرزاندن اوليه بايد روي بتني كه هنوز خميري است و قبل از اينكه به حد لرزاندنش برسد، انجام شود.
اگر سطح بتني قبل از اينكه بتن بعدي روي آن ريخته شود، خيلي سخت گردد، در محل تماس اين دو بتن درز سرد بوجود مي آيد، بتني كه به حد تنهايي گرفتن خود برسد، به عنوان بتن كاملا سخت شده در نظر گرفته مي شود. بايد به اين موضوع اشاره كرد كه زمان گرفتن سيمان كه قبلا مورد بررسي قرار گرفت، به طور كامل تعيين كننده زمان گرفتن بتن نمي باشد. اين زمان گرفتن تا حد زيادي تابع نسبتهاي مخلوط است. با وجود اين زمان گرفتن بتن با تغيير نوع سيمان ممكن است به نحوه قابل ملاحظه اي تغيير كند.
7-1 خواص بتن سخت شده
به طور تقريبا نسبي در درس بتن I بحث شده است به همين دليل از ذكر تئوريها خود داري مي كنم.
فصل دوم:گزازشهاي رويت ها و تجربيات عملي كارگاهي
1-2 كليات:
سازه يك ساختمان 7 طبقه پفكي شكل است كه داراي دو طبقه زير زمين با كاربري پاركينگ و 5 طبقه روي همكف مي باشد. سيستم سازه, بتن مسلح kg/m3 400 مي باشد. كارفرما شهرداري مشهد مي باشد. و مهندسين مشاور تجير كار مشاوره و بعد از انجام مناقصه شركت توس امكان به عنوان پيمانكار برگزيده شده است. تاريخ عقد قرار داد 13/12/83 مي باشد. مبلغ قرار داد 20332304252 ريال مي باشد مدت پروژه 21 ماه برآورده شده است كه در گزارشات هفتگي ميزان پيشرفت پروژه به طور كلي ذكر شده است. نوع اسكلت بتني مي باشد و نوع نما از سنگ تراورتن مي باشد. سطح زير بناي سازه 7250 متر مربع مي باشد كه تا روز اتمام دوره كار آموزي سه طبقه بالاي همكف احداث گرديده است
1-1-2 كادر نيروي انساني:
كادر اجرايي مستقر شامل مهتدس ناظر مقيم, مهندس اجرايي, سرپرست كارگاه مي باشند.
مهندس ناظر: نماينده شركت مشاوره تجير مي باشد.
سرپرست گارگاه: كه بعلت وسعت پروژه بيشتر به انجام كارهاي اداري و شركت در جلسات مي پردازد.
مهندس اجرايي كه كار نظارت بر اجراي كارهاي ساختماني را بر عهده دارد.
و يك نفر معمار تجربي كه در حقيقت سرپرستي كارگران را بر عهده دارد. در جدول زير به تفكيك، عوامل كارگري و مهندسي مستقر در كارگاه به طور كامل ذكر شده است.
2-1-2 ماشين آلات و تجهيزات:
به طور كلي در جدول زير ماشين آلات موجود ذكر شده است.
علاوه بر اينها حدود 400 تن ميلگرد خريداري شده است كه در كنار كارگاه نگه داري مي گردد و مقدار قالب نيز خريداري شده است.
3-1-2 وضعيت بهداشتي و ايمني و استقرار:
داراي سه سرويس بهداشتي مناسب داراي شرايط خوب مي باشد و يك اتاق استراحت و ناهار خوري براي كارگردان مهيا شده است. يك كانكس براي مشاور و يك اتاق براي دفتر فني و يك اتاق ديگر براي كادر فني مي باشد. تمامي كارگران ملزم به استفاده از كلاه ايمني و پوتين مي باشند كه همگي از طرف پيمانكار با الزام كارفرما تهيه شده است
2-2 شرح عمليات (در دوره كار آموزي)
به طور كلي فعاليت ها شامل سه عنوان كلي بتن ريزي, قالب بندي, آرماتوربندي مي باشد. البته در پيشرفت پروژه عمليات ديگري نيز مثل اتصالات چدني, حفر چاه ارت عايق بندي آجر چيني انجام گرفته است كه به شرح مي پردازم:
1-2-2 قالبندي:
سيستم قالبندي از نوع فلزي و اتصالات آن بينگوه ايّ مي باشد. قالبندي بر اساس نقشه هاي دقيقي انجام مي گيرد اين نقشه ها توسط مشاور, تهيه و به پيمانكار ابلاغ مي گردد. قالب ها ابتدا بسته شده و به صورت مثلا ستون, يا تكه هاي بزرگتري كه سرعت قالبندي را افزايش دهند تهيه شده و توسط تاور به موقعيت حمل مي گردد. قالب ها قبل از بتن ريزي چرب و كاملا تميز مي گردد. قالب ها شامل گوه قالب ها 50,30,25,20 سانتي متري صاف, قالب هاي گوشه دار و ... مي باشند. در قالبندي دال ها و پوترها از داربست هايي براي محافظت از ريزش و بعنوان پايه استفاده مي گردد.
