تاثیر دیرکرد بتن ریزی بر مقاومت فشاری بتن

هدف مقاله حاضر, بیان تاثیر تاخیر بتن ریزى بر مقاومت فشارى بتن است. مسافت هاى طولانى حمل بتن موجب می شود که بتن مدتى پس از ساخت و اختلاط, در قالب ریخته شود. (این مساله در مورد بتنى که قبلا در کارگاه ساخته شده و بدلیل صرف جویی از آن استفاده می شود , نیز صادق است.) در این مطالعه آزمایشى تعیین مقاومت فشارى براى نمونه هایى که با ۰٫۵ , ۱ , ۲ و ۳ ساعت تاخیر زمانى بتن ریزى مى شوند انجام می گردد.
در پایان نتایج آزمایش با مقاومت طراحى و نیز مقاومت نمونه مبنا که با تاخیر زمانى صفر در قالب ریخته می شود مقایسه میگردد و چینن نتیجه گیرى می شود که میزان تاثیر دیرکرد زمانى, به مقاومت بتن و میزان دیرکرد بستگى دارد و بیشترین دیرکرد مجاز, متناسب با مقاومت بتن, بین یک تا دو ساعت است.

مقدمه

یکى از مشکلات حمل و نقل بتن فاصله زیاد کارخانه هاى بتن سازى ازکارگاههاى ساختمانى است . این مساله در شهرهایی که به دلیل فقدان یا کمبود کارخانه هاى بتن سازى مجبورند بتن را از کارخانه هاى واقع در شهرهاى مجاور وارد نمایند باعث میشود که بتن ساخته شده در هنگام حمل و نقل , زمان زیادى را در راه باشد.
در مسافتهاى طولانى حمل بتن، هیدراسیون سیمان و در نتیجه گیرش بتن , ممکن است در داخل بتونیر آغاز شود و در هنگام ریختن بتن در محل استفاده , کیفیت و در نتیجه مقاومت و روانى آن در حد مطلوب نباشد.
مشکل دیگر , استفاده از بتنى میباشد که از روز قبل به جاى مانده است . بتنی که هر روز ساخته میشود ممکن است تماماً در همان روز مصرف نگردد و مقدارى از ان به عنوان مازاد باقى بماند که اگر تمهیداتى براى تاخیرگیرش بتن اندیشیده شود میتوان از آن در روز بعد نیز استفاده نمود.
استانداردهای ASTM C-94 در مورد بتن اماده و ASTM C-685 براى بتن سازى با اختلاط دائمى , در مورد اثر دیرکرد بتن ریزى بر مقاومت آن بحثى نمیکنند. اخیراً در امریکا مطالعات عملى بر روى موادى اغاز شده که نوعى از ان باعث توقف کیرش بتن میشود وگیرش مجدد بتن پس از افزودن نوع دیگرى از ان مواد اغاز میگردد.
در ایران مواردى از افزودن بى رویه مقادیر آب و سیمان به عنوان راه حلهاى براى مقابله با کاهش روانى و مقاومت بتن مثاهده میشود.
در مقاله حاضر , اثر دیرکرد بتن ریزى بر مقاومت فشارى بتن , با تاخیرات زمانى نیم تا سه ساعت پس از ساخت بتن , طى آزمایشهاى مورد بررسى قرار میگیرد.

مشخصات مصالح

مصالح سنکى ریز دانه شامل ماسه رودخانه اى و درشت دانه شامل سنگ شکسته با حداکثر اندازه دانه ۲۵ میلى متر مورد استفاده قرار مىگیرند. دانه بندى ریز دانه مطابق جدول ۱ استاندارد ASTM C-33 و درشت دانه مطابق جدول ۲ استاندارد فوق انتخاب مىشود.
سیمان مصرفى از نوع ۱ سیمان پرتلند و آب مصرفى , آب آشامیدنى شهر تهران میباشد . مخلوط هاى بتنى به روش وزنى طراحى می شوند. جدول ۱ نتایج طراحى مخلوط هاى بتن را براى مقاومتهاى ۲۰۰ , ۲۵۰ و ۳۰۰ کیلوگرم نیرو بر سانتیمتر مربع نشان میدهد .

مشخصات و تعداد نمونه ها

هریک از نمونه ها استوانه اى به قطر ۱۵ سانتیمتر و ارتفاع ۳۰ سانتیمتر میباشد . نمونه گیرى در ۵ نوبت انجام مىگیرد. و در هر نوبت ۳ نمونه گرفته میشود. نخستین ۳ نمونه در نوبت اول یعنى ۱۵ دقیقه پس از مخلوط کردن بتن گرفته میشود. این ۳ نمونه مقاومت فشارى مبنا را به دست مىدهد و کاهش مقاومتهاى فشارى نمونه هاى دیگر نسبت به آن سنجیده میشود. در پروژه حاضر , این زمان , زمان صفر تعریف میشود.
نمونه هاى دیگر در نوبتهاى بعدى به ترتیب در ساعت هاى ۵/۰ , ۱ , ۲ ,۳ ساعت پس از ساعت صفر گرفته می شوند. پس براى هر مقاومت فشاری کلاً ۱۵ نمونه در ۵ نوبت زمانى تحت آزمایش قرار میگیرد.

نحوه ساخت بتن و انجام آزمایش

استاندارد ASTM C-39 براى ساخت نمونه ها مورد استفاده قرار مىگیرد. ۱۵ دقیقه پس از افزودن اب به مخلوط مصالح سنکى و سیمان , نخستین نمونه گیرى انجام می شود . مخلوط کن از آغاز اختلاط مصالح تا پایان نمونه گیرى بدون توقف می چرخد . نمونه گیرى در هر نوبت با برگردانیدن مخلوط کن در حال چرخش انجام می شود.
تراکم نمونه ها با کوبیدن میله انجام می گیرد. ۲۴ ساعت پس از نمونه گیرى قالبها را باز کرده نمونه ها را بیرون می آوریم و در تشت هاى پر از آب می گذاریم . آب تشت نیمى از ارتفاع نمونه ها را در برمی گیرد. روى نمونه ها را باگونى خیس می پوشانیم . براى جلو گیرى از تبخیر اب گونی ها در اثر جریان هوا , روى تمام تشت ها را با پوشش نایلونى می پوشانیم . هر ۳ تا ۴ روز یکبار پوششها را بر می داریم و با غلتانیدن نمونه ها در جاى خود نیمه دیگر نمونه ها را به درون آب می بریم و روى نمونه ها را مجددأ می پوشانیم .
نمونه ما را ۲۸ روز به همین شیوه نگه می داریم و پس از ۲۸ روز آزمایش تعیین مقاومت فشارى نمونه ها انجام مىگیرد. مقاومت فشارى بتن برابر میانگین مقاومت هاى فشارى سه نمونه مربوط به هرنوبت آزمایش در نظرگرفته می شود.

نتایج آزمایش و تحلیل آنها

مقاومت فشارى نمونه ها در جدول ۲ نشان داده شده است . جدول ۳ تغییرات مقاومت فشارى نمونه ها را نسبت به مقاومت طراحى مفروض و جدول ۴ تغییرات مقاومت فشارى نمونه ها را نسبت به مقاومت فشارى نمونه مبنا که از آزمایش نمونه ها با دیرکرد زمانى صفر به دست امده است نشان می دهد.
چنانچه از این جداول پیدا است میزان اثر دیرکرد زمانى بر مقاومت فشارى بتن به مقاومت بتن و میزان دیرکرد زمانى بستگى دارد.
اگر مقاومت طراحی ملاک قرار گیرد. بتن با دیرکردهاى زمانى بیش از ۲ ساعت براى مقاومتهاى تا ۲۵۰ کیلوگرم نیرو بر سانتیمتر مربع و بیش از ۱ ساعت براى مقاومت ۳۰۰ کیلوگرم نیرو بر سانتیمتر مربع داراى کاهش مقاومت فشارى مىباشد. براى همه نمونه ها دیرکرد زمانى ۳ ساعت منجر به کاهش بسیار شدید مقاومت می شود.
چنانچه مقاومت فشارى مبنا در زمان صفر ملاک قرار گیرد , دیرکرد زمانى در بتن ریزى مجاز نیست , مگر اینکه روشها و موادى که از طریق آزمایش مشخص شده باشند , براى مقابله باکاهش مقاومت در اثر دیرکرد زمانى به کار روند.
قابل توجه است که در این صورت روانى بتن نیز کاهش می یابد. البته نمونه سازى در این آزمایشها بدون افزودن روان سازها انجام شد. نمونه هاى با ۳ ساعت تأخیر بسیار خشک و زبر بودند و به نظر می رسد که در دیرکردهاى زمانى بیشتر کاهش روانى به حدى خواهد بود که استفاده از روان سازها الزامى باشد.

نتیجه گیری

۱- چنانچه طراحى مخلوط بتن بر پایه روش وزنى انجام گیرد , مقاومت فشارى مبناى بتن بیش از ۲۰ درصد از مقاومت طراحى نمونه بیشتر می باشد.
۲- میزان تأثیر دیرکرد زمانى , به مقاومت بتن و میزان دیرکرد بستگی دارد.
۳- چنانچه طراحى مخلوط بتن بر پایه روش وزنى انجام گیرد و مقاومت طراحى , مبناى مقایسه قرار گیرد بیشترین دیرکرد مجاز برابر یک ساعت خواهد بود.