انواع تجهیزات و زمان حمل بتن

انتقالبتن، مرحله مهمي در روند اجراي كارهاي بتني محسوب مي‌گردد. انتقال بتن از مخلوط كنتا محل نهايي بتن‌ريزي، بايد به نحوي انجام شود كه از جدا شدن اجزاي بتن جلوگيريگردد. از طرف ديگر، سرعت انتقال بايد تا حدي باشد كه بتن‌ريزي به صورت متواليانجام شود و از گرفتن بتن لايه قبلي اجتناب شود، حتي لايه زيرين نبايد به مرز گيرشاوليه نزديك شده باشد. عدم آلودگي  به موادمضر در طول حمل و عدم تبادل شديد حرارتي در اين مدت از اصول مهم مرحله انتقال بتناست.

انتخابروش يا وسيله انتقال بتن تابع شرايط كارگاه و زمين، حجم كار، ارتفاع بكارگيري وتخليه و فاصله انتقال مي‌باشد. در اين فصل چند وسيله ساده انتقال بتن شرح داده شدهاست.

استانبولي و زنبه

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

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

حداكثرظرفيت توصيه شده براي حمل با زنبه 60 كيلوگرم (25 ليتر) بتن و طول حمل نيز 25 تا30 متر مي‌باشد.

چرخ دستي يا فرغون

توصيهمي‌شود، در كارگاه‌هاي كوچك كه حجم ساخت بتن از 450  ليتر در هر نوبت تجاوز نمي‌كند، از فرغوناستفاده 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 كيلوگرموزن دارد.

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

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

4.     در پيمانه اول، بخشي از سيمان، آب وماسه 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 مستقيمبخشي 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 سكويتميز 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 كاملاًتميز نمود. همچنين در پايان كار روزانه تميز كردن فرغون ضروري است.

دامپر (فرغون موتوري)

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

دلو يا جام

برايانتقال بتن به وسيله دلوها يا جام‌ها نياز به بالا برنده و يا جرثقيل است. معمولاًدلوها داراي ظرفيت بين 100 تا 1000 ليتر هستند ، اما حجم جام‌ها بيشتر است كه برايپروژه‌هاي بزرگ استفاده مي‌شود. در هنگام استفاده از دلو يا جام تمهيدات زير بايدرعايت گردد:

1- دريچهبازشو دلو و جام بايد به نحوي طراحي شده باشد كه به راحتي اجازه خروج مخلوط بتن رابدهد. همچنين بايد شيب ظرف در حد زياد باشد تا امكان باقي ماندن بتن در ظرف وجودنداشته 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 درپيمانه اول، بايد حدود 5  درصد به سيمان،آب و ماسه اضافه گردد.

3-بعد از اتمام  كار، جام و دلو ، بايدكاملاً شسته و تميز شوند.

ناوه (سطح شيبدار يا شوت)

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

1- ناوه طولاني باعث جداشدگي اجزا و خشك‌شدنمخلوط 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 ويا طول آن تجديد نظر نمود.

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

3- قطرناوه بايد حداقل 8 برابر حداكثر اندازه سنگدانه باشد.

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

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

6- مخلوطبتن بايد داراي كارايي كافي و چسبنده باشد تا به راحتي درون ناوه حركت كند. به عنوانراهنمايي بايد از بتن‌هايي با اسلامپ 5 تا 10 سانتيمتر استفاده نمود، به هرحالساير عوامل، مانند عيار سيمان، دانه‌بندي‌، شكل و بافت سنگدانه‌ها و نسبت آب بهسيمان در اين مسئله  موثرند.

شوت سقوطي

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

كاميون مخلوط‌كن (تراك ميكسر)

تراكميكسر وسيله‌اي براي حمل بتن آماده است. كارخانه‌هاي بتن آماده معمولاً به دو گروهتقسيم مي‌شوند. برخي كارخانه‌ها فقط عمليات پيمانه‌ كردن را انجام مي‌دهند، و برخيديگر 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 درونكاميون مخلوط‌كن ريخته مي‌شود، اما عمل اختلاط در حين حمل، قبل از تخليه بتن درديگ كاميون مخلوط‌كن صورت مي‌گيرد و آب مخلوط در حين حمل و يا در محل كارگاه بهمخلوط 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.شكل 6 جزئيات كاميون مخلوط‌كن را نشان مي‌‌دهد.

ديگكاميون مخلوط‌كن داراي دو سرعت دوران كند و تند مي‌باشد. دور كند يا سرعت بهم زدن2تا 5 دور در دقيقه و دور تند يا سرعت اختلاط 7 تا 13 دور در دقيقه است. در هنگاماستفاده از كاميون مخلوط‌كن، موارد زير بايد رعايت گردد :

1- از زماني كه آب به مخلوط خشك بتنافزوده 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 دستآوريم، كافي است 30 تا 40 دور با سرعت كند بتن را بهم زنيم. حداكثر تعداد دوران ديگبه 300 دور (شامل دور كند و تند)، محدود مي‌گردد، به اين ترتيب، مدت حمل در شرايطعادي (به غير از بتن ريزي در هواي گرم و سرد) از زمان بارگيري تا تخليه ، به 1 تا5/1 ساعت محدود مي‌شود. اما از 300 دور چرخش ديگ فقط حداكثر 100 دور بايد سرعتمخلوط كردن و بقيه بايد با سرعت بهم زدن باشد، زيرا زمان طولاني حمل و يا تعدادچرخش زياد ديگ باعث كاهش اسلامپ، سايش سنگدانه‌ها و بدنه ديگ و همچنين كاهش مقاومتو دوام بتن مي‌گردد.

2- درمواردي كه مدت انتقال بتن طولانياست و يا احتمال وجود ترافيك سنگين وجود دارد، بهتر است از روش مخلوط خشك استفادهشود و آب مخلوط در كارگاه به ساير مصالح اضافه گردد. هر چند در اين حالت، كنترلدقيق مقدار آب با اشكال رو به رو مي‌گردد و نياز به نظارت دقيق است تا آب مخلوط بهمقدار 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 ( بدوناستفاده از مواد افزودني روان‌ كننده و يا فوق‌روان‌كننده)

·      در روش پيمانه خشك نبايد از ميكروسيليس به صورتپودر استفاده گردد، زيرا توزيع ذرات ميكروسيليس در مخلوط به صورت يكنواخت انجامنمي‌شود.

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

یکى از مشکلات حمل و نقل بتن فاصلهزیاد کارخانه هاى بتن سازى ازکارگاههاى ساختمانى است . این مساله در شهرهایی که بهدلیل فقدان یا کمبود کارخانه هاى بتن سازى مجبورند بتن را از کارخانه هاى واقع درشهرهاى مجاور وارد نمایند باعث میشود که بتن ساخته شده در هنگام حمل و نقل , زمانزیادى را در راه باشد.
در مسافتهاى طولانى حمل بتن ,هیدراسیون سیمان و در نتیجه گیرش بتن , ممکن است در داخل بتونیر آغاز شود و درهنگام ریختن بتن در محل استفاده , کیفیت و در نتیجه مقاومت و روانى آن در حد مطلوبنباشد.
مشکل دیگر , استفاده از بتنى میباشدکه از روز قبل به جاى مانده است . بتنی که هر روز ساخته میشود ممکن است تماماً درهمان روز مصرف نگردد و مقدارى از ان به عنوان مازاد باقى بماند که اگر تمهیداتىبراى 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 برمقاومت آن بحثى نمیکنند. اخیراً در امریکا مطالعات عملى بر روى موادى اغاز شده کهنوعى از ان باعث توقف کیرش بتن میشود وگیرش مجدد بتن پس از افزودن نوع دیگرى از انمواد اغاز میگردد.
در ایران مواردى از افزودن بى رویهمقادیر آب و سیمان به عنوان راه حلهاى براى مقابله با کاهش روانى و مقاومت بتنمثاهده میشود.
در مقاله حاضر , اثر دیرکرد بتن ریزىبر مقاومت فشارى بتن , با تاخیرات زمانى نیم تا سه ساعت پس از ساخت بتن , طىآزمایشهاى مورد بررسى قرار میگیرد.

مشخصات مصالح
مصالح سنکى ریز دانه شامل ماسهرودخانه اى و درشت دانه شامل سنگ شکسته با حداکثر اندازه دانه 25 میلى متر مورداستفاده قرار مىگیرند. دانه بندى ریز دانه مطابق جدول 1 استاندارد ASTM C-33 و درشت دانه مطابقجدول 2 استاندارد فوق انتخاب مىشود.
سیمان مصرفى از نوع 1 سیمان پرتلند وآب مصرفى , آب آشامیدنى شهر تهران میباشد . مخلوط هاى بتنى به روش وزنى طراحى میشوند . جدول 1 نتایج طراحى مخلوط هاى بتن را براى مقاومتهاى 200 , 250 و 300کیلوگرم نیرو بر سانتیمتر مربع نشان میدهد .

مشخصات و تعداد نمونه ها
هریک از نمونه ها استوانه اى به قطر15 سانتیمتر و ارتفاع 30 سانتیمتر میباشد . نمونه گیرى در 5 نوبت انجام مىگیرد. ودر هر نوبت 3 نمونه گرفته میشود. نخستین 3 نمونه در نوبت اول یعنى 15 دقیقه پس ازمخلوط کردن بتن گرفته میشود. این 3 نمونه مقاومت فشارى مبنا را به دست مىدهد وکاهش 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 بهترتیب در ساعتهاى 5/0 , 1 , 2 ,3 ساعت پس از ساعت صفر گرفته مىشوند. پس براى هرمقاومت 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 افزودناب به مخلوط مصالح سنکى و سیمان , نخستین نمونه گیرى انجام می شود . مخلوط کن ازآغاز اختلاط مصالح تا پایان نمونه گیرى بدون توقف می چرخد . نمونه گیرى در هر نوبتبا برگردانیدن مخلوط کن در حال چرخش انجام می شود.
تراکم نمونه ها با کوبیدن میله انجاممی گیرد. 24 ساعت پس از نمونه گیرى قالبها را باز کرده نمونه ها را بیرون می آوریمو در تشت هاى پر از آب می گذاریم . آب تشت نیمى از ارتفاع نمونه ها را در برمیگیرد. روى نمونه ها را باگونى خیس می پوشانیم . براى جلو گیرى از تبخیر اب گونی هادر اثر جریان هوا , روى تمام تشت ها را با پوشش نایلونى می پوشانیم . هر 3 تا 4روز یکبار پوششها را بر می داریم و با غلتانیدن نمونه ها در جاى خود نیمه دیگرنمونه ها را به درون آب می بریم و روى نمونه ها را مجددأ می پوشانیم .
نمونه ما را 28 روز به همین شیوه نگهمی داریم و پس از 28 روز آزمایش تعیین مقاومت فشارى نمونه ها انجام مىگیرد. مقاومتفشارى بتن برابر میانگین مقاومت هاى فشارى سه نمونه مربوط به هرنوبت آزمایش درنظرگرفته می شود.

نتایج آزمایش و تحلیل آنها
مقاومت فشارى نمونه ها در جدول 2نشان داده شده است . جدول 3 تغییرات مقاومت فشارى نمونه ها را نسبت به مقاومتطراحى مفروض و جدول 4 تغییرات مقاومت فشارى نمونه ها را نسبت به مقاومت فشارىنمونه مبنا که از آزمایش نمونه ها با دیرکرد زمانى صفر به دست امده است نشان میدهد.
چنانچه از این جداول پیدا است میزاناثر دیرکرد زمانى بر مقاومت فشارى بتن به مقاومت بتن و میزان دیرکرد زمانى بستگىدارد.
اگر مقاومت طراحی ملاک قرار گیرد.بتن با دیرکردهاى زمانى بیش از 2 ساعت براى مقاومتهاى تا 250 کیلوگرم نیرو برسانتیمتر مربع و بیش از 1 ساعت براى مقاومت 300 کیلوگرم نیرو بر سانتیمتر مربعداراى کاهش مقاومت فشارى مىباشد. براى همه نمونه ها دیرکرد زمانى 3 ساعت منجر بهکاهش بسیار شدید مقاومت می شود.
چنانچه مقاومت فشارى مبنا در زمانصفر ملاک قرار گیرد , دیرکرد زمانى در بتن ریزى مجاز نیست , مگر اینکه روشها وموادى که از طریق آزمایش مشخص شده باشند , براى مقابله باکاهش مقاومت در اثردیرکرد زمانى به کار روند.
قابل توجه است که در این صورت روانىبتن نیز کاهش می یابد. البته نمونه سازى در این آزمایشها بدون افزودن روان سازهاانجام شد. نمونه هاى با 3 ساعت تأخیر بسیار خشک و زبر بودند و به نظر می رسد که دردیرکردهاى زمانى بیشتر کاهش روانى به حدى خواهد بود که استفاده از روان سازهاالزامى باشد.

نتیجه گیری
1- چنانچه طراحى مخلوط بتن بر پایه روشوزنى انجام گیرد , مقاومت فشارى مبناى بتن بیش از 20 درصد از مقاومت طراحى نمونهبیشتر می باشد.
2- میزان تأثیر دیرکرد زمانى , بهمقاومت بتن و میزان دیرکرد بستگی دارد.
3- چنانچه طراحى مخلوط بتن بر پایه روشوزنى انجام گیرد و مقاومت طراحى , مبناى مقایسه قرار گیرد بیشترین دیرکرد مجازبرابر یک ساعت خواهد بو.