متراكم كردن بتن

پس از جاگذاري بتن، بايد حبابهاي هواي ناخواسته با عمل تراكم حذف و يا  كم گردد تا حداكثر چگالي در بتن حاصل شود. مقدار هواي محبوس بستگي به كارايي بتن دارد. بتن با كارايي كم، هواي حبس شده بيشتري دارد، به همين دليل براي بتن با اسلامپ كم، نياز به تراكم بيشتري احساس مي‌شود. وجود حبابهاي هوا باعث كاهش مقاومت بتن، افزايش نفوذپذيري بتن وكاهش مقاومت پيوستگي بين ميلگرد و بتن مي‌شود

براي تراكم بتن مي‌توان از دو روش زير استفاده نمود :

•        تراكم دستي

•        تراكم مكانيكي

 

موثرترين روش تراكم بتن با كارايي متوسط (اسلامپ رده‌هاي S2 , S3) استفاده از لرزاننده يا ويبراتور  است، زيرا بتن‌هاي خيلي سفت به فشار و بتن‌هاي شل به لرزش حساس هستند. عمل لرزاننده كاهش دادن اصطكاك داخلي بين سنگدانه‌هاست تا آنها به يكديگر نزديك شده و حبابهاي هوا به سطح برسند. در ابتداي عمل تراكم، سنگدانه‌هاي درشت از لرزاننده دور مي‌شوند، زيرا جرم سنگدانه‌هاي درشت بيشتر از سنگدانه‌هاي ريز است. پس از برخورد سنگدانه‌هاي درشت، ملات شروع به جاري شدن بين سنگدانه‌ها مي‌كند.

تراكم دستي

در كارهاي كوچك و محدود  كه امكان استفاده از لرزاننده‌ها و وسايل مكانيكي وجود ندارد مي‌توان براي تراكم بتن از وسائل دستي به شرح زير استفاده كرد :

 

1.       در مخلوط‌هاي خميري و روان (با اسلامپ بيش از 50 ميلي‌متر ، رده  S2 به بالا)، مي‌توان با اجازه دستگاه نظارت از ميله فولادي (تخماق) يا وسائل مشابه براي تراكم بتن استفاده نمود. ميله بايستي به اندازه كافي وارد بتن شود تا بتواند به راحتي به انتهاي قالب يا انتهاي لايه مربوط به همان بتن‌ريزي برسد، ضخامت ميله بايستي چنان انتخاب شود كه به راحتي از بين ميلگردها عبور نمايد.

 

2.       با عملياتي شبيه بيل‌زني مي‌توان ظاهر سطوح بتني قالب گيري شده را بهتر كرد (شكل 2). يك وسيله بيل مانند بايد مكرراً به درون بتن و در مجاورت قالب فرو برده و بيرون آورده شود. اين عمل درشت دانه‌هاي بزرگتر را وادار مي‌سازد تا از قالب رانده شود و حبابهاي هواي محبوس بتوانند بالا بيايند. در اين خصوص بايد دقت كرد تا به وضعيت ميلگردها و  قالبها آسيبي نرسد. در اين حالت، ضخامت بتن حدود   3/0  متر توصيه مي‌شود.

شكل  2- استفاده ا ز يك وسيله ميله‌اي و يا بيل مانند براي تراكم بتن

3.       در مخلوط‌هاي سفت (اسلامپ كمتر از 50 ميليمتر، رده S1 ( مي‌توان از  تخماق سر پهن با مقطع دايره و  يا مربع استفاده نمود. در اين حالت، ضخامت هر لايه به 15/0 تا 2/0 متر محدود مي‌شود.

 

4.       براي تراكم بتن دالهايي با ضخامت كمتر از 15/0 متر مي‌توان  از ماله چوبي و اعمال ضربه به سطح بتن استفاده نمود.

 

تراكم مكانيكي (لرزاننده ها)

متراكم كردن بتن، با وسايل مكانيكي مناسب‌ترين روش براي تراكم بتن‌ است. معمولترين نوع وسايل مكانيكي، ويبراتور يا لرزاننده داخلي (خرطومي) است. هر چند در مواردي كه تراكم ميلگرد زياد است مي‌توان از لرزاننده‌هاي قالب نيز استفاده نمود.

 

لرزاننده خرطومي از يك محرك انعطاف پذير (در درون پوشش) كه سبب چرخش ميله مركزي مي‌شود، تشكيل شده است (شكل 3). بر اثر چرخش ميله مركزي، يك قطعه فلزي كه به ميله متصل است به پوشش فلزي ضربه مي‌زند كه سبب لرزاندن آن مي‌گردد. لرزاننده‌ها بر اساس قطر آن طبقه‌بندي مي‌شوند، قطر لرزاننده تا حد   15  سانتيمتر موجود است، اما معمولاً  در كارگاه‌هاي ساختماني، قطر 5/2 تا 5/7  سانتيمتر به كار گرفته مي‌شود.

 

در هنگام استفاده از لرزاننده خرطومي بايد موارد زير رعايت گردد :

1.       براي اجتناب از حبس هوا، لايه بتن بايد دارای ضخامت کم و نازك باشد، ولي در هر صورت لايه نبايد  كمتر از  150  ميليمتر يا سه برابر حداكثر اندازه سنگدانه بتن باشد. معمولاً حداكثر ضخامت لايه  500  تا 600 ميليمتر است.

 

2.       معمولاً زمان كافي براي اعمال لرزش با لرزاننده خرطومي بين 5  تا 15 ثانيه است. اما مدت زمان دقيق بايد بر اساس ظاهر شدن شيره بتن بر سطح و تغيير صداي لرزاننده تعيين شود. اگر زمان لرزاندن كم باشد سنگدانه‌ها حركت مي‌كنند، اما ملات فرصت كافي براي جاري شدن ندارد و بتن متخلخل مي‌شود. اگر زمان لرزاندن زياد باشد، مقدار زيادي شيره بتن به سطح آمده كه باعث جداشدگي در بتن و ايجاد ترك و كاهش مقاومت سطح بتن و كرمو شدن قسمت‌هاي زيرين بتن مي‌شود.

 

3.       براي حذف مؤثر هوا، ويبراتور بايد سريعاً به داخل بتن وارد گردد و با حركت ملايم بالا-پايين به آهستگي ويبراتور خارج شود. نفوذ سريع ويبراتور سبب مي‌شود تا بتن به طرف بالا و خارج حركت كرده و هوا خارج مي‌گردد. در زماني كه ويبراتور به آهستگي خارج مي‌شود، هواي بالاي ويبراتور به طرف بالا رانده مي‌شود و از طرف ديگر، باعث جاري شدن ملات به صورت يكنواخت مي‌شود. ضمناً در بتن‌هاي سفت جاي ميله ويبراتور به اين ترتيب پر مي‌شود.

 

4.       لرزاننده بايد به صورت عمودي و در فواصل يكنواخت به داخل بتن فرو برده شود و از خواباندن لرزاننده به صورت كاملاً مايل يا افقي پرهيز گردد، مکر برای دال‌ها با ضخامت بیش از 1/0 متر و قطر خرطومی مناسب.. فواصل مورد نظر بر اساس شعاع عمل لرزاننده تعيين مي‌شود. از طرف ديگر، شعاع‌هاي عمل بايد تا چند سانتيمتر يكديگر را پوشش دهند. معمولاً اين فاصله 5/1 برابر شعاع عمل لرزاننده توصيه مي‌شود. اين فاصله براي لرزاننده‌هاي تا قطر 75 ميليمتر بين 150 تا 500 ميليمتر است و به قطر لرزاننده و نوع بتن مورد استفاده بستگي دارد (شكل 4 و 5). محدوده شعاع عمل  لرزاننده در جدول  1  مشاهده مي‌شود.

5 .      هنگامي كه لايه قبلي بتن، حالت خميري دارد و هنوز به مرز گيرش اوليه آن نزديك نشده است، لرزاننده بايد به مقدار 50 تا 100 ميليمتر به داخل لايه قبلي نفوذ كند (شكل 5 و  6).

شكل 6 - نفوذ ويبراتور به لايه قبلي

6 .      لرزاننده نبايد با سطح قالب و ميلگرد تماس داشته باشد، زيرا ممكن است باعث صدمه زدن به سطح قالب شود و يا سبب لرزش ميلگردها در بتن قبلي كه در حال گيرش مي‌باشند، گرديده و موجب كاهش پيوستگي بتن و ميلگرد شود. همچنين لرزش قالب در قسمتهايي كه بتن آن در حال گيرش مي باشد مي‌تواند به نماي قسمت سطحي آسيب رساند.

 

 7.      لرزاننده نبايد براي حركت جانبي و هل دادن بتن استفاده گردد، زيرا سبب جداشدگي اجزاي مخلوط بتن مي‌شود. براي صاف و تراز كردن سطح بتن مي‌توان لرزاننده را به وسط توده بتن داخل كرده تا بتن هموار گردد و از هر گونه حركت جانبي اجتناب شود. در صورتي كه ضروري باشد تا با ويبراتور جابجايي انجام شود، در شكل 7 نحوه صحيح  نشان داده شده است.

شكل 7- نحوه صحيح جابجايي بتن با ويبراتور

8-به عنوان يك قانون كلي، هر چه سنگدانه‌ها بزرگتر باشند و كارايي (اسلامپ) كمتر باشد، نياز به ويبراتوري با قطر بزرگ احساس مي‌شود. معمولاً قطر 5/2 سانتيمتر براي مقاطع پر ميلگرد و كوچك استفاده مي‌شود. در چنين مواردي، دامنه نوسان ويبراتور كم بوده و قدرت تراكم نسبتاً كاهش مي‌يابد. در جدول 1، اطلاعات كلي مربوط به بازده و كاربرد انواع لرزاننده‌هاي داخلي  داده شده است. مقادير جدول تقريبي است. لازم است قطر و قدرت لرزاننده با توجه به كارايي بتن، حداكثر اندازه سنگدانه‌ها و ابعاد قالب و حجم بتني كه در هر نوبت ريخته مي‌شود، انتخاب گردد.

 

 1- اطلاعات مربوط به بازده و كاربرد انواع لرزاننده‌هاي داخلي

گروه    قطر لرزاننده

(سانتيمتر)      بسامد

(دور در دقيقه)  دامنه نوسان

(سانتيمتر)      شعاع عمل

(سانتيمتر)      حجم بتن‌ريزي به ازاء هر لرزاننده         كاربرد

1        4-2     9000تا15000 08/0-4/0       15-8   4-8/0  براي بتن هاي خميري و روان و   دراعضاي نازك و اعضاي پيش‌تنيده و نمونه‌هاي آزمايشگاهي

2        6-3     8500تا12500 10/0-05/0     25-13 8-3/2  بتن خميري براي ديوارهاي نازك،تيرها،شمع‌هاي پيش‌ساخته، ستونها و دالهاي ناك

3        9-5     8000تا12000 13/0-06/0     36-18 15-6/4          براي بتن نسبتاً خميري (كمتر از 8 سانت اسلامپ)،در اعضاي عمومي، مانند ديوارها،ستون،تيرهاودالهاي ضخيم

4        15-8   7000تا10500 15/0-08/0     51-30 31-11 براي بتن‌ريزي حجيم و اعضاي سازه‌اي با اسلامپ 0 تا 50 سانتيمتر كه كمتر از 3 متر مكعب بتن در هر نوبت ريخته مي‌شود

5        18-13 5500تا8500   20/0-10/0     61-40 38-19 براي بتن‌ريزي حجيم، مانند سدها،ديوارهاي ضخيم و ستون‌هاي پلها كه د ر هر نوبت بيش از 3 مترمكعب ريخته مي‌شود

 

تراكم مجدد بتن

 معمولاً تراكم مجدد 1 تا 2 ساعت پس از تراكم اوليه و قبل از اينكه بتن به مرز گيرش اوليه نزديك شود، انجام مي‌گردد. اين عمل براي بهبود تراكم،  پيوستگي بتن و ميلگرد، كاهش ترك خوردگي و منافذ ناشي از جمع‌شدگي و آب‌آوري بويژه در مورد بتن‌هايي با اسلامپ بيش از 75 ميليمتر مفيد است. بنابراين تراكم مجدد براي توليد بتن با كيفيت بهتر، مورد استفاده قرار مي‌گيرد. اما اگر با تأخير زياد و در حين گيرش اوليه انجام شود، سبب صدمه زدن به بتن و كاهش مقاومت مي‌شود. به هر حال تأخير در تراكم مجدد به دماي بتن و محيط‌ مجاور و نوع سيمان و بتن بستگي دارد. لرزش مجدد براي بتن‌هايي با اسلامپ كمتر از 50 ميليمتر (رده S1 (  كه به خوبي متراكم شده است توصيه نمي‌شود و ممكن است  آثار زيانباري داشته باشد.