تاثير تاخير بتن ريزى بر مقاومت فشارى بتن

 

هدف مقاله حاضر , بيان تاثير تاخير بتن ريزى بر مقاومت فشارى بتن است . مسافتهاى طولانى حمل بتن موجب می شود كه بتن مدتى پس از ساخت و اختلاط , در قالب ريخته شود . (اين مساله در مورد بتنى كه قبلا در كارگاه ساخته شده و بدليل صرف جويي از آن استفاده می شود , نيز صادق است .) در اين مطالعه آزمايشى تعيين مقاومت فشارى براى نمونه هايىكه با 5/0 , 1 , 2 و 3 ساعت تاخير زمانى بتن ريزى مى شوند انجام میگردد .

در پايان نتايج آزمايش با مقاومت طراحى و نيز مقاومت نمونه مبنا كه با تاخير زمانى صفر در قالب ريخته میشود مقايسه میگردد و چينن نتيجه گيرى میشود كه ميزان تاثير ديركرد زمانى , به مقاومت بتن وميزان ديركرد بستگى دارد و بيشترين ديركرد مجاز , متناسب با مقاومت بتن , بين يك تا دو ساعت است .

يكى از مشكلات حمل و نقل بتن فاصله زياد كارخانه هاى بتن سازى ازكارگاههاى ساختمانى است . اين مساله در شهرهايی كه به دليل فقدان يا كمبود كارخانه هاى بتن سازى مجبورند بتن را از كارخانه هاى واقع در شهرهاى مجاور وارد نمايند باعث میشود كه بتن ساخته شده در هنگام حمل و نقل , زمان زيادى را در راه باشد.

در مسافتهاى طولانى حمل بتن , هيدراسيون سيمان و در نتيجه گيرش بتن , ممكن است در داخل بتونير آغاز شود و در هنگام ريختن بتن در محل استفاده , كيفيت و در نتيجه مقاومت و روانى آن در حد مطلوب نباشد.

مشكل ديگر , استفاده از بتنى میباشد كه از روز قبل به جاى مانده است . بتنی كه هر روز ساخته میشود ممكن است تماماً در همان روز مصرف نگردد و مقدارى از ان به عنوان مازاد باقى بماند كه اگر تمهيداتى براى تاخيرگيرش بتن انديشيده شود میتوان از آن در روز بعد نيز استفاده نمود.

استانداردهاي ASTM C-94 در مورد بتن اماده و ASTM C-685 براى بتن سازى با اختلاط دائمى , در مورد اثر ديركرد بتن ريزى بر مقاومت آن بحثى نمیكنند. اخيراً در امريكا مطالعات عملى بر روى موادى اغاز شده كه نوعى از ان باعث توقف كيرش بتن میشود وگيرش مجدد بتن پس از افزودن نوع ديگرى از ان مواد اغاز میگردد.

در ايران مواردى از افزودن بى رويه مقادير آب و سيمان به عنوان راه حلهاى براى مقابله با كاهش روانى و مقاومت بتن مثاهده میشود.

در مقاله حاضر , اثر ديركرد بتن ريزى بر مقاومت فشارى بتن , با تاخيرات زمانى نيم تا سه ساعت پس از ساخت بتن , طى آزمايشهاى مورد بررسى قرار میگيرد.

مشخصات مصالح

مصالح سنكى ريز دانه شامل ماسه رودخانه اى و درشت دانه شامل سنگ شكسته با حداكثر اندازه دانه 25 ميلى متر مورد استفاده قرار مىگيرند. دانه بندى ريز دانه مطابق جدول 1 استاندارد ASTM C-33 و درشت دانه مطابق جدول 2 استاندارد فوق انتخاب مىشود.

سيمان مصرفى از نوع 1 سيمان پرتلند و آب مصرفى , آب آشاميدنى شهر تهران میباشد . مخلوط هاى بتنى به روش وزنى طراحى مي شوند . جدول 1 نتايج طراحى مخلوط هاى بتن را براى مقاومتهاى 200 , 250 و 300 كيلوگرم نيرو بر سانتيمتر مربع نشان میدهد .

مشخصات و تعداد نمونه ها

هريك از نمونه ها استوانه اى به قطر 15 سانتيمتر و ارتفاع 30 سانتيمتر میباشد . نمونه گيرى در 5 نوبت انجام مىگيرد. و در هر نوبت 3 نمونه گرفته میشود. نخستين 3 نمونه در نوبت اول يعنى 15 دقيقه پس از مخلوط كردن بتن گرفته میشود. اين 3 نمونه مقاومت فشارى مبنا را به دست مىدهد و كاهش مقاومتهاى فشارى نمونه هاى ديگر نسبت به آن سنجيده میشود. در پروژه حاضر , اين زمان , زمان صفر تعريف میشود.

نمونه هاى ديگر در نوبتهاى بعدى به ترتيب در ساعتهاى 5/0 , 1 , 2 ,3 ساعت پس از ساعت صفر گرفته مىشوند. پس براى هر مقاومت فشاری كلاً 15 نمونه در 5 نوبت زمانى تحت آزمايش قرار میگيرد.

نحوه ساخت بتن و انجام آزمايش

استاندارد ASTM C-39 براى ساخت نمونه ها مورد استفاده قرار مىگيرد. 15 دقيقه پس از افزودن اب به مخلوط مصالح سنكى و سيمان , نخستين نمونه گيرى انجام می شود . مخلوط كن از آغاز اختلاط مصالح تا پايان نمونه گيرى بدون توقف می چرخد . نمونه گيرى در هر نوبت با برگردانيدن مخلوط كن در حال چرخش انجام می شود.

تراكم نمونه ها با كوبيدن ميله انجام می گيرد. 24 ساعت پس از نمونه گيرى قالبها را باز كرده نمونه ها را بيرون می آوريم و در تشت هاى پر از آب می گذاريم . آب تشت نيمى از ارتفاع نمونه ها را در برمی گيرد. روى نمونه ها را باگونى خيس می پوشانيم . براى جلو گيرى از تبخير اب گونی ها در اثر جريان هوا , روى تمام تشت ها را با پوشش نايلونى می پوشانيم . هر 3 تا 4 روز يكبار پوششها را بر می داريم و با غلتانيدن نمونه ها در جاى خود نيمه ديگر نمونه ها را به درون آب می بريم و روى نمونه ها را مجددأ می پوشانيم .

نمونه ما را 28 روز به همين شيوه نگه می داريم و پس از 28 روز آزمايش تعيين مقاومت فشارى نمونه ها انجام مىگيرد. مقاومت فشارى بتن برابر ميانگين مقاومت هاى فشارى سه نمونه مربوط به هرنوبت آزمايش در نظرگرفته می شود.

نتايج آزمايش و تحليل آنها

مقاومت فشارى نمونه ها در جدول 2 نشان داده شده است . جدول 3 تغييرات مقاومت فشارى نمونه ها را نسبت به مقاومت طراحى مفروض و جدول 4 تغييرات مقاومت فشارى نمونه ها را نسبت به مقاومت فشارى نمونه مبنا كه از آزمايش نمونه ها با ديركرد زمانى صفر به دست امده است نشان می دهد.

چنانچه از اين جداول پيدا است ميزان اثر ديركرد زمانى بر مقاومت فشارى بتن به مقاومت بتن و ميزان ديركرد زمانى بستگى دارد.

اگر مقاومت طراحي ملاك قرار گيرد. بتن با ديركردهاى زمانى بيش از 2 ساعت براى مقاومتهاى تا 250 كيلوگرم نيرو بر سانتيمتر مربع و بيش از 1 ساعت براى مقاومت 300 كيلوگرم نيرو بر سانتيمتر مربع داراى كاهش مقاومت فشارى مىباشد. براى همه نمونه ها ديركرد زمانى 3 ساعت منجر به كاهش بسيار شديد مقاومت می شود.

چنانچه مقاومت فشارى مبنا در زمان صفر ملاك قرار گيرد , ديركرد زمانى در بتن ريزى مجاز نيست , مگر اينكه روشها و موادى كه از طريق آزمايش مشخص شده باشند , براى مقابله باكاهش مقاومت در اثر ديركرد زمانى به كار روند.

قابل توجه است كه در اين صورت روانى بتن نيز كاهش می يابد. البته نمونه سازى در اين آزمايشها بدون افزودن روان سازها انجام شد. نمونه هاى با 3 ساعت تأخير بسيار خشك و زبر بودند و به نظر می رسد كه در ديركردهاى زمانى بيشتر كاهش روانى به حدى خواهد بود كه استفاده از روان سازها الزامى باشد.

نتيجه گيري

1- چنانچه طراحى مخلوط بتن بر پايه روش وزنى انجام گيرد , مقاومت فشارى مبناى بتن بيش از 20 درصد از مقاومت طراحى نمونه بيشتر می باشد.

2- ميزان تأثير ديركرد زمانى , به مقاومت بتن و ميزان ديركرد بستگي دارد.

3- چنانچه طراحى مخلوط بتن بر پايه روش وزنى انجام گيرد و مقاومت طراحى , مبناى مقايسه قرار گيرد بيشترين ديركرد مجاز برابر يك ساعت خواهد بود .