افزودنی بتن چیست؟

افزودني مادهاي به غير از سيمان پرتلند، سنگدانه، و آب است که به صورت پودر (گَرد) يامايع (آبکی)، به عنوان يکي از مواد تشکيلدهنده بتن و براي اصلاح خواص بتن، کميقبل از اختلاط، در حين اختلاط و يا قبل از ريختن به آن افزوده ميشود .

کارکرد افزودنيهاي شيميايي چگونه است؟

هر ماده افزودني با کارکرد اصلي آن تعريف و گروهبندي ميشود.کاركرد اصلي يك ماده افزودني عمدهترين اثر مورد انتظاري است كه بر بتن دارد وبيانگر عملکرد شاخص آن افزودني است. کاركرد فرعي، اثر يا اثراتي است كه مادهافزودني در مقياس كوچكتر از کاركرد اصلي بر بتن ميگذارد.

دلايل و مزاياي استفاده از افزودنيهاي شيميايي

بتن بايد همگن، كارآ، پرداختپذير، مقاوم، پايا، وکمتراوا باشد. در بسياري از موارد با انتخاب مصالح و نسبت اختلاط مناسب و بهکاربستن روشها و استفاده از تجهيزات مناسب و افراد کارآزموده ميتوان به اينويژگيها دست يافت. بهرهگيري از افزودنيهاي شيميايي در کنار مزاياي بيشماري کهدارند، دستيابي به اين ويژگيها را امکانپذيرتر و آسانتر خواهد کرد.

مشخصات افزودنيهاي شيميايي

افزودنيهاي مصرفيبايستي پاسخگوي نيازها و ضوابط آييننامه بتن و استانداردهاي ملي ايران واستانداردهاي بينالمللي معتبر مانند AASHTO,ASTM, BS, DIN, EN باشند. اين منابع مشخصات فني، حداقل انتظارات از مصرف، و نحوهتاثيرگذاري هر افزودني را به تفصيل بيان مينمايند و راهنماي بسيار مناسبي براياستفاده افزودنيها هستند.

روش ترمیم و تعمیر بتن زیر آب

کلینیک بتن

کد مطلب : 484

یکی از راه های ترمیم و تعمیر بتندر سازه های بتنی زیر آب مانند اسکله ها ، با توجه به محدودیت های موجود استفادهاز بتن پیش آکنده می باشد. این روش به کارگیری با توجه به تکنیکی و تخصصی بودن ،نیازمند به کارگیری دانش فنی لازم و تجهیزات لازم می باشد. در این متن سعی شده به خصوصیات ، تکنیک هایاجرایی ، مشکلات و محاسن و جزئیات اجرایی بتن های پیش آکنده پرداخته شود.

شما می توانید برای مشاوره و اجرای ترمیم وتعمیر انواع سازه های بتنی با بخش فنی و مهندسی کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران (شرکت ژرف تابان مهر ) – 44618462-44618379 -09120258371تماس حاصل فرمایید.

بتن پیش آكنده (خصوصیات و كاربرد) PreplacedAggregate Concrete

کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران

ایمان غلامی نیگچه –مدیریت فنی و مهندسی

1- تعريف

اگرپس از ر يختن مصالح سنگي درشت دانه در قالب ملات ماسه سيمانرا بدان تزريق كنيم تا بتن حاصل شود،بتن پيش آكنده را خواهيم داشت كه به آناختصاراً بتن PA نيز مي گويند.به اين بتن,Injected Aggregate con , Prepacked Con. , Arbeton ,Colcrete , Natur Beton , Prepakt Con. ,Grouted Aggregate con نيزمي گويند.

2- تاريخچه

ظاهراًاين كار ابتدا در سال 1937 برايتعمير يك تونل در كاليفرنياانجام شد. سال ها اين بتن فقط در صحنه تعميرپل و تونل خودنماييمي كرد اما پس از آزمايش هاي مختلف USBR آن را در بازسازي سر ريز سد Hoover بكار برد وسپس در سال 1946در تعميرهاي بالا دست سديدر كلرادو اين شيوهبكار رفت و سريعا طي10 روز تزريقملات انجام شد در حالي كه درياچه سد از آب پر بود.مهندسين ارتش آمريكا در سال 1951نيز آن را بكار گرفتند و درسال 1954 و 1955تقريبا بيش از 380000 متر مكعباز اين بتن در ساخت 34 پايهپل بكار رفت. از 1950 در ژاپن و سپس در استرالياو كشورهاي ديگر اين شيوهبتن ريزي و تعميربه وفور بكار رفته است.

3-كاربردهاي بتن پيش آكنده

مواردمصرف بتن پيش آكنده در زير از نظرتان ميگذرد.

الف: ساختو اجراي سازه ها وقطعات حاوي بتن سنگينمانند سپري ها پرتو هاي راديواكتيو،ديوارهاي حائل و سدهايوزني، ديواره هايبندري، موج شكن ها، قطعات سنگينبراي تثبيت ساحل ها و شيروانيها

ب : بتن ريزي در زيرآب هايساكن و جاري با عمق كمتر از 30متر

ج : بتن ريزي شمعها و سپر ها به صورت در جا در مناطق خشك و آبدار

د : بتن ريزي حجيمو سدها و پايه هايپل هاو شالوده هاي حجيم

ه : بتن ريزي منابعآب و مخازن نگهدارنده مايعات

و: بتنهاي تعميريبا ضخامت بيش از 10 سانتيمتر

ز : بتن ريزي در هوايسرد و گرم

ح: بتن هاي با نمايخاص و آرشيتكتي

4- مزايا و علل كاربرد بتن پيش آكنده

درزير به برخي خصوصيات مثبت و مزايايبتن پيش آكنده كه مي توان آن ها را علت كاربرد آن نيزقلمداد نمود، اشاره مي شود.

الف : عدمجدايي اجزاء تشكيل دهنده بتن و همگنيبسيار خوب آن به ويژه در بتن هايسنگين با داشتن سنگدانه هايسنگين وزن با چگالي 5/3 تا8/7

ب : جمعشدگي خميري كم و همچنينجمع شدگي كم ناشياز خشك شدگي كه معمولاً در اين بتن ها نصف تا ثلثبتن هاي معمولي مشابه ميباشد. پتانسيل ترك خوردگينيز بدين علت كاهشمييابد و اين امر برايمنابع آب و تعمير و غيرهبسيار مهم است

ج : امكان مصرف سيمانكمتر كه به نوبه خود گرمازايي و سرعتگرمازايي كمتر را در بتن هايحجيم باعث مي گردد و تضاد ايجادمقاومت و دوام با سيمان كم را با كارآيي بتن مرتفعمي سازد

د : آب بنديو دوام بهتر اين بتن ها در محيط هايخورنده به دليل همگني و ترك كمتر و نسبت آب به سيمانكم

ه : امكان خنك سازيو گرم سازي ساده تر مصالح سنگي و ملات تزريقيدر هواي گرم و سرد و بتن ريزيحجيم

و : امكان ايجادنماهاي خاص و بكار گيري مصالح سفيدو رنگي در مجاورت سطح

ز : امكان استفاده از دانه بنديگسسته در اين بتن

ح : عدمنياز به تراكم (مگر در موارد لزوم)كه خود يك امتياز بزرگ برايبتن ريزي است

ط : امكان ريختنبتن در زير آب اعم از ساكن و جاريبه ويژه در آب هاي كم عمق و كمك در تثبيتو فروبردن قالب ها در آب

ي : امكان دستيابيبه مقاومت هاي نسبتاً زياد با بكارگيرينسبت آب به سيمان كمتر و مصرف روان كننده و ميكروسيليسدر ملات تزريقي. مقاومت 40 ،60 و90 مگاپاسكالبرايسنين 28 و90 روزه و يكساله بدون روان ساز و ميكروسيليسگزارش شده است كه با توجه به عيار سيمان آن هاجالب توجه مي باشد.

ك : كم كردن هزينههاي تجهيز كارگاه به ويژهدر بتن ريزي هاي حجيمو سدها

ل : داشتن مدول ارتجاعيبيشتر، ضريب پواسون كمتر و خزشكمتر از بتن هاي معمولي مشابه

م : امكان مصرف افزودنيهاي حبابزا، روان ساز،پوزولان ها، پليمرها،حباب زداها، ضدقارچ، زود گيركننده ها، كند گير كننده ها،انبساط زاها و اتصال زاها و مواد آب بندكننده در ملات مصرفي

5- روش مختصر اجراء

برايآشنايي بيشتر با اينشيوه بتن ريزي در زيرمراحل كار فهرست وار از نظر مي گذرد.

الف : قالب بنديو درز بندي و تثبيت آن

ب : كارگذاريلوله هاي تزريق ملات و سايرلوله هاي مورد نياز

ج : ريختنسنگدانه هاي درشت شكسته و نسبتاً يكدستدر قالب

د : ساخت ملات مناسب جهتتزريق در شن ها

ه : تزريقملات ريز دانه و شل ماسه سيمان در فضايخالي درشت دانه ها

و : لرزاندن قالب ها(در صورت نياز) و تشكيل بتن مورد نظر

ز : بالا كشيدنتدريجي لوله هايتزريق ضمن ادامه دادن عمل تزريقو پر كردن قالب از بتن

ح : نگهدارياز بتن و باز كردن قالب ها

ط : ايجادنماي خاص به صورت شسته و موزائيكي

6- ويژگي هاي مصالح سنگي

6-1- ويژگي هاي سنگدانه هاي درشت

اينسنگدانه ها بايد از ويژگيهايزير برخوردار باشند.

الف : شن ها بايداز نوع شكسته كوهي يانيمه شكسته رودخانه اي باشند تا پوكيلازم تأمين گردد. پوكي شن انباشته در قالب بايددر حدود 35/0 تا 5/0 باشد. پوكيهاي تا 25/0 نيز در موارد خاص بكاررفته است. علاوه بر شكستگي درشت دانه ها بايدبراي تأمين پوكي و سهولت تزريقملات نكات زير نيز رعايتشود. شن گرد گوشه داراي پوكي كمتر و وزن مخصوص تودهاي بيشتر مي باشد.

ب : حتيالامكان بايد از شن تقريباً يكدست(تك اندازه) استفاده نمود. دانه بنديبر روي پوكي و تأثير ميگذارد. دانه بندي هاي يكنواختپوكي را بيشتر مي كند.

ج : حد اكثر اندازه شن بسته به ابعادقطعه و نوع كار بين 25تا150 ميليمتر تغييرمي كند. با افزايش حد اكثر اندازه پوكيشن بيشتر مي شود. در قطعاتضخيم تر از حد اكثر اندازه بيشتر و در قطعاتنازك و تعميري از حد اكثر اندازه هايكوچكتر استفاده مي شود. حد اكثر اندازه شن معمولاًكمتر از يك چهارم فاصله قالبها ميباشد.

د : حد اقل اندازه دانه هابين 13 تا 40 ميلي متر با توجه به حداكثر اندازهدانه ها انتخاب مي شود. وجود شن ريز به مقدار زيادباعث كاهش پوكي و صعوبت تزريقملات مي گردد. مثلاً برايحد اكثر اندازه 150 ميليمتر ذراتكوچكتر از 40 ميلي متر نبايد بيشاز 5 درصد باشد و براي حد اكثر اندازه 75 ميلي متر نبايد بيش از 10درصد ذراتكوچكتر از 20 ميلي متر و 2 درصد آن كوچكتر از 13ميلي متر باشد. در حاليكه برايحد اكثر اندازه 40 ميليمتر نبايدبيش از 10 درصد ذرات كوچكتر از 13ميلي متر و بيش از 2 درصد آن هاكوچكتر از 10 ميلي متر باشند.

ه : شن ها بايدتميز و عاري از گل ولايبوده و مسلماً بايد از مقاومت و دوام كافيطبق استانداردهاي معتبر برايسنگ دانه هاي درشت برخوردار باشند.

و : وزن مخصوص توده اي خشك شن مصرفي با توجه به پوكي35 درصد تا 50 درصد (نسبتتخلخل 5/0 تا1) و در نظر گرفتن چگاليمتوسط ظاهري ذرات برابر 55/2 برايبتن هايي با وزن مخصوص معموليدر حدود 25/1 تا 60/1تن بر متر مكعب مي باشد. هر چه شن درشت تر،شكسته تر، يكدست تر و دارايچگالي ذرات كمتر باشد وزن مخصوص توده ايكمتري را خوهد داشت و به عدد25/1 نزديكتر خواهد شد.

ز : در بتن هايسنگين چگالي ظاهري ذرات شن بين5/3تا 8/7 مي باشدكه مسلماًوزن مخصوص توده اي آن ها به مراتب بيشتراز شن هاي معمول خواهد شد.باريت، ليمونيت،هماتيت، ماگنتيت و حتيقطعات چدني و فولادياز اين جمله اند.

6-2- ويژگي هاي مصالح سنگي ريز دانه

اينويژگي ها به طور كليمانند ماسه هاي ساير بتن ها است اما از نظر دانهبندي تفاوت هاييرا دارد.

الف:از نظر تميزي،دوام و ساير موارد (به جز دانه بندي) اينماسه مطابق ويژگي هاي آيين نامههاي معتبر مي باشد.

ب: اگر حداكثر اندازه شن كوچك شود ماسه هاييبا مدول ريزي كمتر و حداكثر اندازه كوچكتربكار مي رود. به هر حال ملات ساختهشده با اين ماسه بايد بتواند به راحتيدر لا به لاي فضاي خالي شن ها حركت نمايد و آن هارا پر كند. براي شن 150ميلي متري با حداقل اندازه 40 ميلي متر، حداكثراندازه ماسه 5 ميلي متر و مدول ريزيآن 1/2 تا 6/2 مي باشد.براي شن با حداكثر اندازه 75 ميلي مترو حداقلاندازه 20 ميلي متر، حداكثر اندازه ماسه 3ميلي متر و مدول ريزي آن 8/1تا 3/2 مي باشد. هم چنينبراي حداكثر اندازه 50 ميلي مترو حداقل اندازه 15 ميليمتر،حداكثر اندازه ماسه 2 ميلي متر و مدول ريزيآن 5/1 تا 2 مي باشد.براي شن با حداكثر اندازه 38 ميلي مترو حداقل اندازه 12 ميليمتر،حداكثر اندازه ماسه5/1 ميليمتر ومدول ريزي آن 3/1 تا 7/1مي باشد. اگر حداكثر اندازه شن به 25ميلي متر برسد حداكثر اندازه ماسه به 1 ميلي مترمحدود مي شود.

ج : مصرف ماسه كاملاًگرد گوشه در همه موارد ارجحيت دارد و بايدحتي الامكان از مصرف ماسه شكسته يا نيمه شكسته پرهيزنمود تا رواني ملات با آب كمتر تأمين شود و هم چنينبا فشار تزريق كمتر نتيجه بهتريرا داشته باشيم و نماي خوبي بدست آيد.

د : ماسه بايدسخت، تو پر، با دوام و عارياز گل و لاي (به ويژه در سطح)باشد.

ه : در بتن هايسنگين ممكن است از ماسه با چگالي زياداستفاده شود كه به دليل عيار بالايسيمان و پوزولان امكان جداييمواد در ملات كم است. بتن هاي حاصله در اينحالت داراي وزن مخصوص 5/3 تا بيشاز5/5 تن بر متر مكعب خواهند بود.

7- خصوصيات مواد چسباننده

موادچسباننده شامل انواع سيمان هاي پرتلند ياآميخته مي باشد كه ميتوان به همراه سيمان مقداري پوزولانبكار برد.

7-1- ويژگي هاي سيمان

سيمانپرتلند با انواع پنجگانه مي تواند بكار رود.در صورت عدم تأمين سيمان پرتلند نوع3 و 4 ميتوانيم از افزودني ها برايزود گير يا دير گيركردن استفاده نماييم.

سيمان هايمخلوط يا آميخته نيز كاربرد وسيعيرا براي اين بتن ها دارند.سيمان هاي پرتلند پوزولانيو روباره اي، سيمان هاي پرتلند اصلاح شده با پوزولانو روباره اكثراً بكار مي روند و بايدمطابق استانداردهاي معتبر توليدگردند تا نتيجه مناسبي عايدشود.

7-2- ويژگي هاي پوزولان ها

پوزولان هاي طبيعي و مصنوعي،فعال و نيمه فعال ميتوانند در اين بتن ها به عنوان يك افزودنييا جايگزين و ياريكننده سيمان بكار روند. پوزولانهاي طبيعي شامل خاكستر ها و توفهايآتشفشاني، شيل ها و رس هايخاص و دياتومه ها مي باشند. پوزولانهاي مصنوعي شامل شيلها و رس هاي تكليس شده، دياتومههاي تكليس شده، روباره هايآهن گدازي، خاكستر صنعتي، ميكروسيليس و خاكستر پوسته غلات و چوب (به ويژهخاكستر پوسته برنج) است.

پوزولان مناسب علاوهبر داشتن فعاليت پوزولاني (تركيببا آهك در محيط آب دار و تشكيل ژل چسباننده)بايستي ملات را روان و خميريسازد و مصرف آب را كم كند يا اقلاً آن را در ملات چندانبالا نبرد و گرنه نياز به روان كننده ها ممكن است الزاميشود.

به هر حال ويژگيهاي پوزولان ها بايد مطابق با استانداردهاي معتبر جهانيباشد.

8- افزودني ها

افزودني هاي مصرفي در اين بتن هابايد مطابق استانداردهاي معتبرباشد و حتماً مورد آزمايش قرار گيرد.روان كننده هاي معمولي و ممتاز، كند گيركننده، زود گير كننده، حباب زا، پوزولانها، آببندكننده ها، اتصال زاها، انبساط زاها، مواد پليمري،مواد رزيني، ضد قارچ و كپك، حباب زدا و غيرهمعمولاً مي توانند بسته به مورد مصرف درملات تزريقي بكار روند. البته مي توان در ملات تزريقياز اليافها (به ويژه پليمري)استفاده نمود.

9- نسبت ها و مقادير مصالح بتن پيش آكنده

9-1- چسباننده ها

معمولاً مقدار سيمان و چسبا ننده ها با توجه بهميزان رواني و آب ملات و نسبت آب به سيمانمورد نظر جهت كسب مقاومت و دوام خواسته شده بدست مي آيد.اين مقدار اغلب بين 450تا 800 كيلو در هر متر مكعبملات مي باشد. با توجه به حد اكثر اندازه و شكل ذرات ماسه و سايرمواردي كه بدان اشاره شد و با عنايتبه عوامل ديگري مانند محدوديتمصرف سيمان در بتن حجيم از نظر گرما زاييو محدوديت هاي ديگر مانند دوام، نفوذ پذيريو جمع شد گي عيار سيمانممكن است خارج از محدوده فوق واقع شود.

شايددر وهله اول به نظر آيد اين بتن هاپر سيمان هستند در حالي كهبا توجه به پوكي شن ها (3/0 تا 5/0) عيارسيمان آن ها بين 125تا 300 كيلو خواهد بود.

مسلماً با مصرف روان كننده ها و پوزولان هامي توان از مقدار مصرف سيمان باز هم كاست. مصرفسيمان كمتر از 100 كيلوبه همراه درصد قابل توجهي پوزولان با به كار گيريروان كننده ها كاملاً متصور است.

9-2- مقادير شن مصرفي

باتوجه به نكاتي كه گفتيم براي هر متر مكعببتن يك متر مكعب شن لازم است. وزن شن مصرفيبراي بتن هاي معمولي1250 تا 1600 كيلو خواهد شد.

9-3- مقدار و نسبت هاي ملات و رواني آن

9-3-1- مقدار ملات

برايداشتن 1 متر مكعب بتن، حجم ملاتتزريقي با توجه به پوكيشن انباشته در قالب بدست مي آيد. برايشني با پوكي 3/0 تا 5/0ما به 3/0 تا 5/0 متر مكعبملات نياز داريم تا 1 متر مكعببتن بدست آوريم.

9-3-2- نسبت ها و مقاديراجزاي ملات

نسبتوزني سيمان (مواد چسباننده)به ماسهبرابر 1:1 تا 1:3 مي باشد. دربتن هايپرسيمان وحداكثر اندازه كم مانند25 تا 35 ميلي متر مقدار ماسه و سيمان ممكن است برابر باشند. در حالي كهدر بتن سدها وقتي حداكثر اندازه به 150 ميلي متر مي رسد،اين مقدار ماسه به سه برابر سيمان ميرسد.

نسبت آب به سيمان در بتن هايپيش آكنده در حالت عادياز 4/0 تا 6/0 تغيير مي كند.با فرض هايخاص و استفاده از فرمول حجم مطلق مي توان حدود مقدار وزنيآب، سيمان و ماسه را در ملات ها بدستآورد. مثلاً براي ملات 1: 1 : 5/0 عيار سيمانحدود 800 كيلو، ماسه اشباعحدود 800 كيلو و آب آزاد برابر 400كيلو بدست مي آيد كه وزن مخصوص آن 2000كيلو در متر مكعب مي باشد.براي ملات 1: 3 : 6/0عيار سيمان حدود 475كيلو، ماسه اشباعحدود 1425 كيلو و آب آزاد 285كيـــلو حاصل مي شود كه وزن مخصوص اينملات حدود 2200 كيلو در متر مكعبمي باشد. نسبت پوزولان به سيمان از 10 درصدتا 50 درصد مي رسد و حتيممكن است مقدار پوزولان كمتر يا بيشترنيز شود. ميكروسيليسمعمولاً بين 5 درصدتا 10 درصدوزن سيمان مصرف مي شود. مصرف پوزولانها مي تواند جلوي آب انداختن ملات را بگيرد.

مصرف سيمان در حدود 450كيلو تا 800 كيلو امريطبيعي است. مقدار ماسه مصرفي800 تا 1500 كيلو خواهد بود.آب آزاد اين ملات ها 250 تا 400كيلو مي باشد.

9-3-3- رواني (شلي)ملات تزريقي

معمولاً ملات تزريقي بايدمثل يك خامه تازه در دماي معموليباشد تا روان بوده و به خوبي پمپ شود و در فضايخالي شن ها تزريق گردد. براياندازه گيري رواني ملات هايتزريقي با ماسه هايريزتر از 5/2 ميلي متر از قيفيبه حجم 1725 ميلي ليتربا قطر سوراخ5/12 ميلي متر استفاده مي گردد.زمان تخليه قيف معرف روانيملات بوده و زمان مناسب براي ملات هايتزريقي تعميريو ديوار سازي 22 ثانيهبا رواداري 2 ثانيه است.براي ملات بتن حجيم و بتن ريزيزير آب اين مقدار از 18 تا 26 ثانيهمي باشد. در بتن هايپر مقاومت اين زمان ممكن است به 35 تا 40ثانيه برسد. لازم به ذكر است كه زمان تخليهآب از اين قيف برابر 8ثانيه با رواداري 2/0ثانيه مي باشد.

براي ملات هايي با ماسه هايدرشتتر از 5/2 ميلي متر به جاي استفاده از قيف،مخروط و ميز رواني (فلو)را بكار مي بريم و بايدپس از 5 ضربه در 3 ثانيه نتيجهدر حدود 150 درصد باشد (شكل قيف پيوستاست).

10- وسايل و تجهيزات لازم

براياجراي ابن بتن آشنايي با وسايلو تجهيزات مربوطه ضروري است.

الف : وسايل تأمينشن و ماسه شامل سنگ شكن ها، سرند، تسمه نقاله ها،ماسه شور و...

ب : وسايل لازم براياستقرار لوله هاي تزريق در داخل قالب و بالا كشيدنلوله ها مانند جرثقيل و يا وينچ

ج : لوله هايتزريق ملات ،لوله هاي بازديد ملات، لوله هايتخليه هوا

د : وسايل ريختنشن در قالب شامل تسمه نقاله، جام و جرثقيل،جرثقيل خاك بردار، كمپرسي، دمپر،فرغون، بيل لودر و ياهر وسيله ممكن ديگر در خشكي و آب

ه : وسايلتوزين و پيمانه كردن اجزاء ملات و اختلاط آن ها

و : وسايلپمپ كردن ملات در لوله ها

ز : لرزاننده هايمتصل شونده به قالب و هواي فشرده برايتراكم شن ها (در صورت لزوم)

ح : وسايللازم براي كنترل رواني و كيفيتملات و بتن

11- اجراء و ساخت بتن پيش آكنده

دراين جا روش اجراء به صورت گسترده تر مطرح ميگردد.

11-1- لوله هاي تزريق

لوله هاييبه قطر داخلي 20 تا 50 ميلي متر بطور قائم در قالب كارگذاشته تا كف ادامه مييابد.عمق لوله ها در شن بهتر است كمتراز 15 متر بوده و از 25تا 30 متر تجاوز نكند. لوله بايدمقاوم باشد به نحويكه بتوان آن را از درون شن به تدريج بيرون كشيد.

قطرلوله تزريق به حداكثر اندازه ماسه، فشار تزريقو طول آن لوله بستگي دارد. مثلاً در يك كار تعميريبا ماسه يك ميلي متري و طول كوتاه (مسلماًفشار كمتر) ممكن است از لوله اي 20ميلي متري ودر يك سد با ماسه 75/4ميلي متري و لوله طويل و فشار زياداز يك لوله 40 تا 50 ميلي مترياستفاده كرد.

درپائين لوله و در فاصله 15 سانتيانتها سوراخ ها يا شكاف هايي تعبيهمي شود تا ملات با فشار و سرعت كافياز آنجا بيرون بزند. اين سوراخ هايا شكاف ها متناسب با اندازه ماسه از 3تا 15 ميلي متر مي باشد.كف لوله معمولاً بسته است.

11-2- فاصله لوله هاي تزريق

اينفاصله از 5/0 تا 5/3 متر تغييرمي كند. در تعميرات و قطعاتنازك اين فاصله بين 5/0 تا 1متر است. در قطعات ضخيم تر اينفاصله 5/1 متر مي شود. برايكارهاي معمول فاصله 25/1 تا75/1 معقول به نظر ميرسد. ملات در فاصله دو لوله شيبدار ميايستد لذا فاصله لوله ها با توجه به روانيملات، فشار تزريق، پوكيشن،حداكثر و حداقل اندازه شن تعيين ميشود.

11-3- سرعت ملات و فشار تزريق

سرعتملات در لوله ها معمولاًً بين 6/0 تا 2/1متر بر ثانيه مي باشد هر چند سرعتخارج از اين محدوده نيز به كار ميرود اما توصيه نمي شود.

فشارتزريق تابع قطر لوله،سرعت مورد نياز، طول لوله،فاصله لوله ها، رواني ملات، دانه بنديو پوكي شن خواهد بود. فشار تزريقاغلب كمتر از 28 اتمسفر مي باشد هر چند ممكن است از 30اتمسفر تجاوز نمايد.

11-4- لوله هاي بازديد

گاهبا لوله هايي به قطر 40 تا 50 ميلي مترامكان رديابي و عمق سنجيملات تزريق شده را فراهم مي كنند.اين لوله ها داراي شكافهاييدر طول خود هستند كه ملات به آساني وارد آن ميگردد. مي توان از تعبيهاين لوله ها خودداري كرد.

11-5- لوله هاي تخليه هوا

اگرامكان حبس هوا در حين تزريق وجود داشته باشد لوله هاييبه قطر 13 ميلي متر براي تخليههوا نصب مي گردد. از نصب اينلوله ها ممكن است صرف نظر گردد.

11-6- شيرها، اتصالات و ساير لوازم مسير تزريق

شيرها معمولاً نبايد كشويي باشند.اتصالات خاصي در مسير پيش بينيمي شود. وسايلي برايتميز كردن مسير لوله ها بكار مي رود.خم ها، سه راهي ها و چند راهيهاي خاص كاربرد زيادي دارند زيراممكن است چند لوله از يك مسير تغذيهشوند. چون لوله ها به تدريج بالا كشيدهمي شوند لوله بيرون از قالب بايدانعطاف پذير باشد. تشريحاين موارد از حوصله اين بحث خارج است.

11-7- قالب ها

قالب بتن پيش آكنده بايدمحكم بوده و از درز بندي خوب برخوردار باشد و بتواندفشارهاي وارده را تحمل نمايد.درزهايبيش از 5/1 ميليمتر مشكلآفرين خواهند بود.

در طراحيقالب ها وزن مخصوص بتن 2080 كيلوگرم بر متر مكعب(در بتن سنگين 2410كيلوگرمبر متر مكعب) منظور مي شود تا رانش جانبي(فشار وارد بر قالب) بدست آيد.در بيشتر موارد فشار 6 تا 7 تن بر متر مربع(3 متر ملات) منظور مي گردد كه البته در موردپايه هاي مرتفع پل هاو بتن ريزيهايحجيم و مرتفع مقدار فشار بيشتريرا در نظر مي گيرند.

11-8- ريختن شن در قالب

شنرا با وسايلي كه قبلاً نام برديمدر قالب مي ريزيم اگر ارتفاعريختن شن زياد باشد توصيهمي شود از يك لوله ناودان مانند با قطريبيش از 4 برابر حداكثر اندازه شن استفادهكنيم تا جدايي و شكستگيپيش نيايد.

تراكمشن با ميله يا هواي فشرده امكان پذيراست هر چند شن ها به صورت شل نيز انباشته ميشود. گاه در موارد خاص و قطعات پر ميلگردو يا در برخي كارهاي تعميراتيشن ها با دست در قالب چيده مي شوند.

11-9- شرايط شن در قالب

بهتراست در شروع تزريق ملات، شن ها اشباعبا سطح خشك باشد. ماندن شن هاي مرطوب در طويلالمدت ممكن است به ايجاد قارچ، خزه و جلبك منجر شودكه پذيرفتني نيست.اگر شن خشك باشد سريعاً آب ملات را ميمكد و موجب جمع شدگي خمير سيماندر سطح شن مي گردد. اين امر ضعفعمده اي را در وجه مشترك شن ها و خميرسيمان بوجود مي آورد كه به مقاومت و دوام بتنلطمه مي زند.

باريختن آب سرد يا گرم درون قالب ميتوان شن ها را گرم يا سرد نمود. در بتن ريزيزير آب پس از تزريق،ملات آب را پس مي زند. آب سرد و گرم داخل قالب راالزاماً تخليه نميكنيم زيرا در حينتزريق از قالب خارج مي شود.از اين فن در بتن ريزي سد ها به عنوانپيش تبريد مي توان استفاده نمود.

11-10- توزين و پيمانه كردن اجزاء ملات و اختلاط آن ها

ممكناست اجزاء ملات به صورت حجمي پيمانه گردند و يابهتر است توزين شوند. كنترل رطوبتيماسه مي تواند به ساخت ملاتي با كيفيتمورد نظر (رواني، آب انداختن،مقاومت و...) بيانجامد.ماسه، آب، سيمان و افزودنيها را طبق روشي كه آيين نامه ها مشخص كرده اند بهداخل مخلوط كن مي ريزند. اختلاط بايدبه خوبي و طبق دستور از نظر زماني انجام شود و بهتر استماسه در اين مدت كاملاً اشباع گردد تا روانيملات در طول تزريق افت نكند.

11-11- تزريق ملات

تزريقملات معمولاً با پمپ هايي انجام مي شود كه به نوعيضميمه مخلوط كن است. اين مخلوط كن ها 200تا 400 ليتر (به صورت دو قلو)حجم دارد و 60 تا 120 دور در دقيقهمي چرخند و براي كار هايكوچك به كار مي روند.

پمپهاي معمولي با حركت دورانيپره عمل مي كنند اما پمپ هايهواي فشرده و پيستوني نيزكاربرد دارند. مخلوط كن هاي توربينيو مخلوط كن هاي عادي (باديگ چرخان) نيز مورد استفاده هستند.معمولاً گيرش ملات بسته به شرايطمحيطي 5/0 تا 2ساعت يا بيشتر طول ميكشد (عمر ظرف Pot Life).

ميتوان اين زمان را با تنظيم دما،نوع سيمان، پوزولانو افزودني ها تغيير داد.

ملاترا قبل از تزريق از يك شبكه توريمي گذرانند تا قطعات درشت و كلوخه ايآن حذف گردد و در هنگام تزريق لوله ها و سراخ ها را مسدودننمايد.

سعيمي شود سر لوله تزريق (تهلوله) همواره به ميزان 30سانتي متردر ملات تزريق شده قرار داشته باشد. با بالا آمدن سطح ملاتدر شن، لوله ها را نيز به تدريجبا وينچ يا جرثقيل بالا ميكشند. سرعت ارتفاعيتزريق ملات معمولاً كمتر از 60 سانتي متر بر دقيقه است. سرعت حجميتزريق ملات براي يكلوله بين 30 تا 120 ليتردر دقيقه مي باشد. ارتفاعملات در قالب با مشاهده از طريق لوله هايمخصوص و عمق پيمايي و يامحاسبات تخميني بدست ميآيد. مثلا اگر سطح قالب 1متر مربع بوده و يك لوله تزريقداشته باشيم و براي شني با پوكي4/0 مقدار 400 ليتر ملات تزريقكرده باشيم ارتفاع پر شده از ملات حدود 1متر خواهد بود و بدين ترتيب مي توانيمسرعت بالا كشيدن لوله را نيزتنظيم كنيم. لازم به ذكر است سطحملات در داخل شن كاملاً افقي نيست.شيب ايستايي ملات،تابع رواني آن مي باشد.در شني با حداقل اندازه 20 ميلي مترو ملاتي با رواني 18 ثانيهاين شيب 10:1خواهد بود. هم چنين در شني با حداقل اندازه 13 ميلي متر و ملاتيسفت تر با رواني حدود 26 ثانيه اينشيب 5 : 1 خواهد بود.

وقتيفشار تزريق ناگهان بالا رود نشانه انسداد لوله ياسوراخ هاي آن و يا بالا رفتن سطح ملات در مجاورتلوله است. با بالا كشيدن لوله وقتيسطح ملات زياد بالا آمده، عملتزريق تسهيل مي گردد.از اين خاصيت گاه برايتنظيم سرعت بالا كشيدنلوله هاي تزريق استفاده ميشود. نشت ملات از درزهاي قالب نيزنشانه پر شدن قالب تا آن نقطه است.

ملاترا براي تزريق در هوايسرد و گرم مي توان به صورت گرم يا سرد توليدنمود.

11-12- تراكم بتن پيش آكنده

بتنپيش آكنده معمولاً نيازيبه تراكم ندارد. در صورت نياز لرزاننده هايسطحي متصل شونده به قالب را به سطح قالب وصل و محكم ميكنيم. وقتي سطح ملات نزديكبه لرزاننده رسيد آن را روشن مي نماييم تا نمايبهتري حاصل شود با اينكار كه به طور مرتب انجام ميشود ملات به ويژه در نزديكي قالب بهتر متراكم ميگردد. براي ملات هايشل و يا حالت هاييكه نماي مربوط به اين بتن ها مورد نيازاست، عمل تراكم صورت نميگيرد.

11-13- پرداخت سطح و نگهداري

ميتوان در بالاي قالب شن ريزتري را با اندازه 10 ميلي متر و به ضخامت چند سانتي متر ريخت تا سطح بهتريدر بالا حاصل شود. با ملات اضافي كه در بالا جمعمي شود نيز مي توان سطح را به خوبيصاف كرد. نگهداري بتن پيش آكنده تفاوتيبا ساير بتن ها نخواهد داشت.

12- ساختار بتن پيش آكنده

ازآن جاكه شن ها در ابتدا ريخته شده و سپس ملات تزريق ميگردد، شن ها مستقيماً بر هم متكيهستند. اين حالت تفاوت هاييرا با بتن معمولي بوجود ميآورد. در بتن معمولي بين شن ها در همه اطرافملات يا خمير سيمان حضور دارند در حالي كهدر بتن پيش آكنده اتكاء مستقيم شن ها بر هم ديدهمي شود. ساختار بتن پيش آكنده مانند خاك هايمركب با اتكاء مستقيم است در حالي كهساختار بتن معمولي شبيه خاك هايمركب نيمه شناور به نظر ميرسد. (شكل پيوست)

جمعشدگي خمير سيمان توسط سنگدانه ها مقيدمي گردد بنابر اين جمع شدگيخميري و خشك ملات و بتن همواره كمتراز خمير سيمان است. اينقيد داخلي به سطح ويژه،شكل دانه ها و بافت سطحي سنگدانه ها بستگيدارد. در بتن پيش آكنده اين قيد ابتدا توسط ماسه وسپس توسط شن ها اعمال مي گردد. چون شن ها با يكديگرتماس مستقيم دارند لذا قيد بيشتريحاصل ميگردد و جمع شدگي خميريبه نصف يا ثلث مي رسد. درضمن كاهش عيارسيمان در اين بتن ها موجب كاهش جمعشدگي نيز مي گردد.اينخاصيت مثبت باعث مي شود تا بتن پيشآكنده براي تعميرات بكار رود.

13- نماي بتن پيش آكنده

شني كه ابتدا ريختهشده با سطح قالب در تماس قرار مي گيرد و پس از تزريقملات و برداشتن قالب بخشي از سطح شنها ديدهمي شود. اين نماي شبه موزاييكيبا نماي بتن هاي معموليكاملاً متفاوت است.

بااستفاده از شن هاي سفيد و سياه يارنگي و بكار گيري ماسه هايسفيد وسياه يا رنگي و همچنين سيمان هاي سفيدو رنگي مي توان تركيب هايزيبا و بديعي را برايبتن پيش آكنده به وجود آورد.

وقتيقالب برداشته مي شود با گرفتن جت آب مي توان ملات سطحيرا شست و نماي شسته موزاييكيزيبايي را بدست آورد. در موارديكه قالب زود برداشته شود اين كار به راحتيانجام مي شود، و گرنه برداشتن ملات كار دشواري خواهد بود. اگر به سطحقالب يك ماده كند گير كننده قويمانند شربت شكر بماليم يادر ملات سطحي كند گير كننده بزنيمايجاد نماي شسته راحت تر خواهد بود.

استفادهاز مصالح سفيد و رنگي اعم از سنگدانه ها و سيمانبه ويژه در قطعات ضخيم گران تمام مي شود. ميتوان با ايجاد يك پرده فلزيو نصب لوله هاي تزريق ويژه بخش سطحيقبل از ريختن شن، از سنگدانه ها و ملات خاص در چند سانتي متريسطح بتن استفاده نمود. مسلماً به هنگام تزريقملات اين پرده فلزي (ورق فولادي)به همراه لوله هاي تزريق به تدريجبالا كشيده مي شود.

14- اقتصاد و دانه بندي بتن پيش آكنده

شن حدود 60 درصد از حجم و وزن اينبتن تشكيل مي دهد و فقط به حدود 40 درصد ملاتنياز داريم كه بايدساخته و تزريق شود. در مجموع با هزينهكم تهيه و ريختن شن، اينبتن ارزان تمام مي شود. شن نياز به دانه بنديخاص و ويژه اي ندارد و بحرانينيست (مگر براي كارهاي كوچك و خاص).دانه بندي بتن تمام شده همواره از نوع گسسته (ناپيوسته) خواهد بود. در اينبتن ها شن هاي ريز و ماسه هايدرشت وجود ندارند. سرعت كار بسيارخوب است. در موارد خاصي مانند بتن ريزيزير آب، تعميرات، بتن حجيمو محل هايي كه دسترسيبا وسايل ديگر حمل و بتن ريزيمقدورنيست (بتن ريزي در ميلههاي معادن) بتن پيشآكنده از مزاياي زياديبر خوردار است. سرعت خوب به همراه سهولت اجرا و ارزان در مقايسهبا روش هاي ديگربتن ريزي، بتن پيشآكنده را مطلوب تر مي كند.

15- كنترل كيفي و مقاومتي ملات و بتن پيش آكنده

15-1- كنترل هاي قبل از ريختن

علاوه بر كنترل كيفيسنگدانه ها، سيمان، پوزولانو افزودني ها بايستي ملات را با طرح اختلاطمشخص شده ساخت. هم چنين بايد ويژگيهاي اين ملات شامل وزن مخصوص، زمان گيرش،رواني، آب انداختن، انبساط و انقباض، قابليتنگهداري آب (در صورت نياز)و مقاومت فشاري را در سنين مورد نظر بدست آورد. تعيناين ويژگي ها طبق استانداردهايمعتبر انجام مي گيرد.

مقاومتبتن پيش آكنده را نيز مي توان قبل از اجرا، درآزمايشگاه با تهيه نمونه استوانه بتنيتزريق شده (شبيه به نحوه اجرا)تعين نمود. معمولاً براي هر سن سه نمونه تهيهمي شود.

15-2-كنترل هاي حين اجرا

معمولاً كنترل ملات حين اجرا از نظر روانيو مقاومت انجام مي شود. همچنين ميتوان در كارگاه ملات را درون قالب نمونه پر از شن تزريق نمود. و بدينترتيب نمونه هاي آزمايشي(كنترلي) يانمونه هايآگاهي (عمل آمده در كارگاه)تهيه نمود و در شرايط استاندارد آزمايشگاهييا كارگاهي نگهداريكرد و مقاومت آن را در سن مورد نظر بدست آورد.

15-3-كنترل هاي پس از اجرا

براياطمينان بيشتر وكنترلهايدقيق تر يا در موارديكه نمونه هاي كنترلي (عمل آمده در آزمايشگاه)منطبق با مقاومت مشخصه نباشد مي توان از بتن سخت شده مغزه گيرينمود. مسلماً شرايط اجرايي و بيدقتي هاي كارگاهيباعث ايجاد تفاوت هايي در مقاومت مغزه ها بامقاومت نمونه هاي كنترلي و آگاهيخواهد شد. شكل پيوست ارتباط اينسه مقاومت با يكديگر را طيدو مثال نمايش مي دهد.