زمان مجاز انتقال و حمل بتن

زمان حمل بتن به عوامل متعددی بستگی دارد . از حمل این موارد می توان به دمای محیط ، طرح اختلاط بتن ، افزودنی های مورد استفاده و ... اشاره کرد. لازم به ذکر است با توجه به محدودیت های منابع از نظر تجهیزات و مصالح در بسیاری از مواقع نیاز به زمان های حمل یاد ( بیش از یک ساعت ) می باشد. در این مواقع معمولا با استفاده از افزودنی های بتن می توان به خواسته های مورد نیاز رسید.

انتقال بتن، مرحله مهمي در روند اجراي كارهاي بتني محسوب مي‌گردد. انتقال بتن از مخلوط كن تا محل نهايي بتن‌ريزي، بايد به نحوي انجام شود كه از جدا شدن اجزاي بتن جلوگيري گردد. از طرف ديگر، سرعت انتقال بايد تا حدي باشد كه بتن‌ريزي به صورت متوالي انجام شود و از گرفتن بتن لايه قبلي اجتناب شود، حتي لايه زيرين نبايد به مرز گيرش اوليه نزديك شده باشد. عدم آلودگي  به مواد مضر در طول حمل و عدم تبادل شديد حرارتي در اين مدت از اصول مهم مرحله انتقال بتن است.

انتخاب روش يا وسيله انتقال بتن تابع شرايط كارگاه و زمين، حجم كار، ارتفاع بكارگيري و تخليه و فاصله انتقال مي‌باشد. در اين فصل چند وسيله ساده انتقال بتن شرح داده شده است.
استانبولي و زنبه

براي انتقال بتن، در حجم‌ها و مسافت‌هاي خيلي كم و يا مكان‌هايي كه امكان استفاده از فرغون وجود ندارد مي‌توان از استانبولي و يا زنبه استفاده كرد.

 از استانبولي براي انتقال حدود 25 كيلوگرم (10 ليتر) بتن استفاده مي‌شود، مسافت بهينه 10 متر و حداكثر مسافت قابل حمل، 25 متر توصيه مي‌شود.

حداكثر ظرفيت توصيه شده براي حمل با زنبه 60 كيلوگرم (25 ليتر) بتن و طول حمل نيز 25 تا 30 متر مي‌باشد.
چرخ دستي يا فرغون

توصيه مي‌شود، در كارگاه‌هاي كوچك كه حجم ساخت بتن از 450  ليتر در هر نوبت تجاوز نمي‌كند، از فرغون استفاده شود. در هنگام استفاده از فرغون بايد موارد زير را رعايت كرد :

 

1.     حجم جابجائي با فرغون حدود 50  الي 60 ليتر بتن است كه حدود 125 تا 150 كيلوگرم وزن دارد.

 

2.     حداكثر مسافت مجاز براي انتقال بتن به وسيله فرغون 100 متر است. ولي توصيه مي‌شود مسافت حمل به 50 تا 60 متر محدود گردد.

 

3.     معمولاً در هنگام حركت فرغون، اجزاي مخلوط بتن تمايل به جدا شدن دارند، بنابراين سطح عبور فرغون بايد كاملاً مسطح و هموار باشد (شكل 1). به كارگيري از تخته‌الوار و يا بويژه نيمرخ‌هاي ناوداني فولادي براي اين منظور توصيه مي‌شود، كه مي‌تواند به افزايش سرعت نيز منجر گردد.

4.     در پيمانه اول، بخشي از سيمان، آب و ماسه بر سطح فرغون مي‌چسبند ، بنابراين در پيمانه اول بايد حدود 5 درصد به سيمان، آب و ماسه اضافه گردد.

 

5.     نبايد از مخلوط‌كن ، به طور مستقيم بخشي از مخلوط به فرغون منتقل شود ، زيرا اين عمل باعث جداشدگي در مخلوط بتن مي‌شود. بنابراين ابتدا بايد تمام مخلوط از مخلوط‌كن خارج گردد و در يك ظرف و يا بر روي سكوي تميز تخليه گردد. سپس از آن ظرف ، مقدار مورد نياز از مخلوط را با فرغون حمل كرد.

 

6.     قبل از استفاده از فرغون بايد آن را كاملاً تميز نمود. همچنين در پايان كار روزانه تميز كردن فرغون ضروري است.

دامپر (فرغون موتوري)

در كارگاه‌هايي با وسعت نسبتاً وسيع و داراي سطح هموار مي‌توان از دامپر استفاده نمود (شکل 2). حداكثر طول حمل با اين وسيله 300 متر و طول حمل بهينه 100 متر است با استفاده از دامپر مي‌توان در حدود 250 تا 750 كيلوگرم (حدود 100 تا 300 ليتر) بتن را حمل كرد. بايد توجه نمود، مسير حمل بايد كاملاً هموار بوده و در هنگام انتقال بايد با حداقل سرعت حركت نمود، در غير اين صورت امكان جداشدگي وجود دارد.
دلو يا جام

براي انتقال بتن به وسيله دلوها يا جام‌ها نياز به بالا برنده و يا جرثقيل است. معمولاً دلوها داراي ظرفيت بين 100 تا 1000 ليتر هستند ، اما حجم جام‌ها بيشتر است كه براي پروژه‌هاي بزرگ استفاده مي‌شود. در هنگام استفاده از دلو يا جام تمهيدات زير بايد رعايت گردد:

 

1- دريچه بازشو دلو و جام بايد به نحوي طراحي شده باشد كه به راحتي اجازه خروج مخلوط بتن را بدهد. همچنين بايد شيب ظرف در حد زياد باشد تا امكان باقي ماندن بتن در ظرف وجود نداشته باشد ( شكل 3). دريچه بازشو بايد داراي ضامن باشد تا در طول انتقال بر اثر برخورد با موانع، ناگهان باز نشود.

2- در پيمانه اول، بخشي از سيمان، آب و ماسه بر سطح دلو يا جام مي‌چسبد. بنابراين در پيمانه اول، بايد حدود 5  درصد به سيمان، آب و ماسه اضافه گردد.

 

3- بعد از اتمام  كار، جام و دلو ، بايد كاملاً شسته و تميز شوند.
ناوه (سطح شيبدار يا شوت)

ناوه يا ناوداني وسيله‌اي‌ ساده‌، ارزان و سريع براي انتقال بتن به نقاط پايين‌تر و در ارتفاع كمتر مي‌باشد (شکل 4). توجه به موارد زير در هنگام استفاده از ناوه ضروري است:

 

1- ناوه طولاني باعث جداشدگي اجزا و خشك‌شدن مخلوط بتن مي‌گردد ، بنابراين بايد از ناوه كوتاه استفاده كرد. به عنوان راهنمايي، در صورت استفاده از يك ناوه، چنانچه بتن دچار جداشدگي گرديد بايد در نوع وسيله و يا طول آن تجديد نظر نمود.

 

2- شكل مقطع ناوه ترجيحاً دايره‌اي و يا نيم دايره باشد و از به كار بردن مقاطع مستطيل با گوشه‌هاي تيز (به علت باقي ماندن بتن و افزايش اصطكاك – اثر جدار-) خودداري گردد.

 

3- قطر ناوه بايد حداقل 8 برابر حداكثر اندازه سنگدانه باشد.

 

4- شيب ناوه بايد حداكثر به، 2 به 3 و يا حداقل 3 به 2 محدود شود.

 

5- براي آنكه مخلوط درون ناوه مجدداً مخلوط گردد ، بهتر است كه در انتهاي ناوه از يك ناوداني و يا قيف هادي عبور كند. اين عمل همچنين باعث مي‌شود كه از جداشدگي اجزاي بتن جلوگيري شود، بويژه اگر سرعت بتن روي ناوه زياد باشد.

 

6- مخلوط بتن بايد داراي كارايي كافي و چسبنده باشد تا به راحتي درون ناوه حركت كند. به عنوان راهنمايي بايد از بتن‌هايي با اسلامپ 5 تا 10 سانتيمتر استفاده نمود، به هرحال ساير عوامل، مانند عيار سيمان، دانه‌بندي‌، شكل و بافت سنگدانه‌ها و نسبت آب به سيمان در اين مسئله  موثرند.
شوت سقوطي

شوت سقوطي داراي سطح مقطع دايره‌اي است و قطر آن در بالا حداقل 8 برابر حداكثر اندازه سنگدانه و در پايين حداقل 6 برابر حداكثر اندازه سنگدانه است (شکل 5). شوت سقوطي مي تواند از نوع صلب يا انعطاف‌پذير باشد. بهتر است از لوله‌هاي پارچه‌اي يا پلاستيكي باز شونده استفاده گردد

كاميون مخلوط‌كن (تراك ميكسر)

تراك ميكسر وسيله‌اي براي حمل بتن آماده است. كارخانه‌هاي بتن آماده معمولاً به دو گروه تقسيم مي‌شوند. برخي كارخانه‌ها فقط عمليات پيمانه‌ كردن را انجام مي‌دهند، و برخي ديگر از كارخانه‌ها غير از عمليات پيمانه كردن، عمل مخلوط كردن را نيز انجام مي‌دهند. به عبارت ديگر، در كارخانه‌، مصالح پيمانه شده و مقادير معين مصالح بتن به درون كاميون مخلوط‌كن ريخته مي‌شود، اما عمل اختلاط در حين حمل، قبل از تخليه بتن در ديگ كاميون مخلوط‌كن صورت مي‌گيرد و آب مخلوط در حين حمل و يا در محل كارگاه به مخلوط خشك اضافه مي‌گردد. بر همين اساس به اين روش، پيمانه خشك نيز گفته مي‌شود. اما در گروه دوم كارخانه‌ها، بتن آماده شده، به درون ديگ كاميون مخلوط‌كن ريخته مي‌شود.

ديگ كاميون مخلوط‌كن داراي دو سرعت دوران كند و تند مي‌باشد. دور كند يا سرعت بهم زدن2 تا 5 دور در دقيقه و دور تند يا سرعت اختلاط 7 تا 13 دور در دقيقه است. در هنگام استفاده از كاميون مخلوط‌كن، موارد زير بايد رعايت گردد :

 

 

1- از زماني كه آب به مخلوط خشك بتن افزوده مي‌شود تعداد دوران 70 تا 100 دور با سرعت تند براي اختلاط اوليه كافي است. اگر بتن آماده در داخل ديگ حمل شود و بخواهيم در هنگام تخليه همگني را مجدداً به دست آوريم، كافي است 30 تا 40 دور با سرعت كند بتن را بهم زنيم. حداكثر تعداد دوران ديگ به 300 دور (شامل دور كند و تند)، محدود مي‌گردد، به اين ترتيب، مدت حمل در شرايط عادي (به غير از بتن ريزي در هواي گرم و سرد) از زمان بارگيري تا تخليه ، به  5/1 تا 2 ساعت محدود مي‌شود. اما از 300 دور چرخش ديگ فقط حداكثر 100 دور بايد سرعت مخلوط كردن و بقيه بايد با سرعت بهم زدن باشد، زيرا زمان طولاني حمل و يا تعداد چرخش زياد ديگ باعث كاهش اسلامپ، سايش سنگدانه‌ها و بدنه ديگ و همچنين كاهش مقاومت و دوام بتن مي‌گردد.

 

2- درمواردي كه مدت انتقال بتن طولاني است و يا احتمال وجود ترافيك سنگين وجود دارد، بهتر است از روش مخلوط خشك استفاده شود و آب مخلوط در كارگاه به ساير مصالح اضافه گردد. هر چند در اين حالت، كنترل دقيق مقدار آب با اشكال رو به رو مي‌گردد و نياز به نظارت دقيق است تا آب مخلوط به مقدار تعيين شده افزوده شود.

 

3- استفاده از كاميون مخلوط كن براي بتن‌هاي زير توصيه نمي‌شود:

·        بتن با اسلامپ كمتر از 40 ميليمتر

·        بتن با حداكثر اندازه سنگدانه بيش از 50 ميليمتر

·        بتن با نسبت آب به سيمان كمتر از 4/0 ( بدون استفاده از مواد افزودني روان‌ كننده و يا فوق‌روان‌كننده)

·    در روش پيمانه خشك نبايد از ميكروسيليس به صورت پودر استفاده گردد، زيرا توزيع ذرات ميكروسيليس در مخلوط به صورت يكنواخت انجام نمي‌شود.

4- اگر از كاميون مخلوط كن براي اختلاط اوليه ( پيمانه خشك) استفاده شود، حجم بتن ساخته شده در آن بايد به دو سوم ظرفيت اسمي ديگ محدود گردد. به عنوان مثال، با كاميون مخلوط كن با ظرفيت اسمي 6 متر مكعب مي‌توان 4 متر مكعب بتن به روش پيمانه خشك را، مخلوط كرد.

 

 

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 25 میلى متر مورد استفاده قرار مىگیرند.ASTM C-33 و درشت دانه مطابق جدول 2 استاندارد
سیمان مصرفى از نوع 1 سیمان پرتلند و آب مصرفى , آب آشامیدنى شهر  میباشد . مخلوط هاى بتنى به روش وزنى طراحى می شوند . جدول 1 نتایج طراحى مخلوط هاى بتن را براى مقاومتهاى 200 , 250 و 300 کیلوگرم نیرو بر سانتیمتر مربع نشان میدهد .

مشخصات و تعداد نمونه ها
هریک از نمونه ها استوانه اى به قطر 15 سانتیمتر و ارتفاع 30 سانتیمتر میباشد . نمونه گیرى در 5 نوبت انجام مىگیرد. و در هر نوبت 3 نمونه گرفته میشود. نخستین 3 نمونه در نوبت اول یعنى 15 دقیقه پس از مخلوط کردن بتن گرفته میشود. این 3 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 ساعتهاى 5/0 , 1 , 2 ,3 ساعت پس از ساعت صفر گرفته میشوند. پس براى هر مقاومت فشاری کلاً 15 نمونه در 5 نوبت زمانى تحت آزمایش قرار میگیرد.

نحوه ساخت بتن و انجام آزمایش
استاندارد ASTM C-39 براى ساخت نمونه ها مورد استفاده قرار مىگیرد. 15 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. 24 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 3 تا 4 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 28 روز به همین شیوه نگه می داریم و پس از 28 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 2 نشان داده شده است . جدول 3 تغییرات مقاومت فشارى نمونه ها را نسبت به مقاومت طراحى مفروض و جدول 4 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 2 ساعت براى مقاومتهاى تا 250 کیلوگرم نیرو بر سانتیمتر مربع و بیش از 1 ساعت براى مقاومت 300 کیلوگرم نیرو بر سانتیمتر مربع داراى کاهش مقاومت فشارى مىباشد. براى همه نمونه ها دیرکرد زمانى 3 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 3 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
1- چنانچه طراحى مخلوط بتن بر پایه روش وزنى انجام گیرد , مقاومت فشارى مبناى بتن بیش از 20 درصد از مقاومت طراحى نمونه بیشتر می باشد.
2- میزان تأثیر دیرکرد زمانى , به مقاومت بتن و میزان دیرکرد بستگی دارد.3- 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.

برای جلوگیری از جداشدگی دانه ها در بتن، ماگزیمم ارتفاع سقوط بتن 1/2 متر می باشد.