5-7-10 تراكم و تحكيم بتن[1]
5-7-10-1 كليات
پس از ريختن بتن، پيمانكار بايد با وسايل مناسب با توجه به نوع بتن آن را متراكم نمايد. اين عمل بايد چنان انجام شود كه هواي محبوس داخل بتن تماماً خارج شده و بتن يكپارچه دور ميلگردها، قطعات مدفون و نهايتاً كليه زواياي قالب را پر نمايد. بسته به نوع بتن، جنس قالب و تراكم آرماتورها، براي متراكم كردن بتن وسايل و تجهيزات مختلفي به شرح زير توصيه ميشود:
5-7-10-2 متراكم كردن با دست
در كارهاي كوچك و محدود و مخلوطهاي خميري و روان، ميتوان با اجازه دستگاه نظارت از ميله فولادي (تخماق) يا وسايل 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 مرحله بتنريزي برسد، ضخامت ميله بايستي چنان انتخاب شود كه به راحتي از بين ميلگردها عبور نمايد.
5-7-10-3 متراكم كردن با وسايل مكانيكي
متراكم كردن بتن با وسايل مكانيكي مناسبترين روش براي بتنهاي سفت و درشتدانه ميباشد، بسته به نوع اين وسايل روشهاي زير مورد عمل بوده و توصيه ميشوند:
الف: تراكم با كوبندههاي موتوري[2]
از اين روش در مورد بتنهاي خيلي سفت و در كارهاي پيشساخته استفاده ميشود.
ب: تراكم با استفاده از نيروي گريز از مركز[3]
از اين روش در ساخت بتن متوسط يا شل و در كارهاي پيشساخته نظير لولهها و شمعها استفاده ميشود.
پ: ميزهاي سقوط[4]
اين وسايل بيشتر در مورد كارهاي پيشساخته نما مورد استفاده هستند.
ت: لرزانندهها[5]
ويبراتورها داراي كاربردهاي عمومي بوده و به طور كلي با توجه به مشخصات مكانيكي، نوع بتن و محل، بايد كاربرد آنها قبلاً به تصويب دستگاه نظارت برسد. ارتعاش بتن به دو صورت دروني و بيروني صورت ميگيرد. هنگام ارتعاش بتن، اصطكاك بين دانههاي درشت كم شده، به خاصيت سياليت بتن افزوده ميشود و بتن تحت اثر وزن به سهولت در قالب جا گرفته و حبابهاي هوا از آن خارج ميشوند. وبيراتورها چه به صورت ارتعاش دروني و چه به صورت ارتعاش بيروني، به وسيله فركانس (تعداد نوسانات در دقيقه) و دامنه تأثير آنها از مركز ارتعاش، از يكديگر متمايز ميشوند. ويژگي اين ويبراتورها به شرح زير است:
1- ارتعاش دروني (غوطهور)
ويبراتورهاي دروني يا غوطهور به صورت ويبراتورهاي بيلچهاي يا ميلهاي براي متراكم كردن بتن ديوارها، دالها، تيرها، ستونها و اعضاي مشابه توصيه ميشوند. قطر قسمت مرتعش كننده ويبراتور، از 20 ميليمتر به بالاست. دامنه اثر ويبراتور با قطر مرتعش كننده و فركانس نوسانات آن متغير است. ميزان ارتعاش با قطر ويبراتور، كاهش و دامنه عمل با قطر ويبراتور، افزايش مييابد. شعاع عمل مؤثر با توجه به قطر ويبراتور حدوداً از اعداد زير تبعيت ميكند:
ـ براي قطر قسمت مرتعش كننده بين 20 تا 40 ميليمتر، دامنه مؤثر 5/7 تا 15 سانتيمتر.
ـ براي قطر قسمت مرتعش كننده بين 50 تا 90 ميليمتر، دامنه مؤثر 18 تا 36 سانتيمتر.
ويبراتورها
بايد توسط كارگران مجرب مورد استفاده قرار گيرند و حتيالامكان مرتعش كننده به صورت
قائم و در اثر وزن طبيعي خود در بتن فرو رود. از اعمال فشار به ويبراتور بايد جداً
خودداري شود. داخل و خارج كردن ويبراتور در بتن، بايد به آرامي و حدوداً با سرعت 8
سانتيمتر در ثانيه صورت گيرد. ويبراتور بايد به انتهاي لايه بتنريزي رسيده و
حداقل
15 سانتيمتر در لايه قبلي نفوذ كند. در دالهاي نازك و در صورت تأييد دستگاه نظارت
و با احتياط، ميتوان ويبراتور را به صورت مورب يا افقي در بتن قرار داد تا سر آن
كاملاً در بتن قرار گيرد. فاصله نقاطي كه ويبراتور در بتن فرو ميرود، بايد حدوداً
5/1 برابر دامنه عمل ويبراتور باشد، به نحوي كه مناطق مرتعش شده حدوداً چند
سانتيمتر يكديگر را بپوشانند. ويبراتور بايد حدوداً بين 5-15 ثانيه، آرام نگه داشته
و سپس به آرامي از بتن خارج شود. لرزاندن بيش از اندازه بتن خصوصاً براي بتنهاي
با اسلامپ زياد، باعث تفكيك دانهها شده و به هيچ وجه مجاز نيست. بسته به نوع بتن،
زمان لازم براي قرار دادن ويبراتور در بتن را حدوداً ميتوان مطابق جدول 5-7-10-3
(ت) اختيار نمود.
2- ارتعاش بيروني
در اين حالت عمل تراكم از بيرون قالب انجام ميشود. مهمترين نوع ويبراتورهاي بيروني از اين قرارند:
الف: ويبراتورهاي قالب
اين ويبراتورها از سمت خارج به بدنه قالب متصل ميشوند. اين ويبراتورها بايد محكم و بدون حركت اضافي به قالب متصل شوند. اتصال مستقيم ويبراتور به قالب، مجاز نبوده و ويبراتور بايد از طريق اتصالات مكانيكي مناسب، ارتعاش را به قالب منتقل سازد. ويبراتورها بايد در نقاطي نصب شوند كه ارتعاش را در سراسر قالب پخش نمايند. محل قرار دادن ويبراتور با نظر دستگاه نظارت مشخص ميشود. در بعضي مواقع با تأييد دستگاه نظارت فركانسهاي مختلفي براي ويبراتورهاي قالب انتخاب ميشود، بنابراين توصيه ميشود ويبراتورهاي قالب، مجهز به دستگاههاي كنترل فركانس و دامنه نوسان باشند. زمان لازم براي ارتعاش بيروني بتن، 1 تا 2 دقيقه است. در قالبهاي قائم نظير قالب ستونها و ديوارها، ويبراتورهاي بيروني بايد حدوداً 75 سانتيمتر از بالاي قالب، پايينتر نصب شوند، رعايت اين امر به ويژه در مورد قالب اعضا و قطعات نازك، اجباري است. در اين موارد بتن قسمتهاي بالايي قالب، بايد با ويبراتورهاي دروني، لرزانده و متراكم شود. توصيه ميشود در موارد زير از ارتعاش بيروني استفاده شود:
ـ متراكم كردن سازههاي بسيار نازك بتني يا سازههايي كه به علت تراكم بسيار زياد آرماتور، استفاده از ويبراتورهاي دروني در آنها مشكل يا غير ممكن باشد.
ـ بتنهاي سفتي كه امكان استفاده از ويبراتورهاي دروني در آنها وجود نداشته باشد.
ـ به عنوان مكمل ويبراتورهاي دروني
جدول 5-7-10-3 (ت) زمان لازم براي لرزاندن بتن با توجه به اسلامپ آن
مدت لرزاندن (ثانيه) |
اسلامپ (ميليمتر) |
نوع بتن |
18 - 32 |
- |
فوقالعاده خشک |
10 - 18 |
- |
خيلي سفت |
5 - 10 |
0 - 30 |
سفت |
3 - 5 |
30 - 80 |
سفت خميري |
0 - 3 |
80 - 130 |
خميري |
- |
130 - 180 |
روان |
توضيح:
زمانهاي مندرج در جدول ممكن است با نظر دستگاه نظارت تغيير يابد، به نحوي كه مدت لرزاندن، نه به اندازهاي طولاني باشد كه باعث تفكيك دانهها شود، نه آنقدر كوتاه باشد كه عمل تحكيم به خوبي صورت نگيرد. كفايت لرزاندن را ميتوان با توجه به ارزيابيهاي ظاهري و تجربه كارگران متخصص تعيين نمود. مشخصههاي اصلي بتن متراكم شده عبارتند از:
ـ فرو رفتن دانههاي درشت در داخل بتن و جا افتادن آنها
ـ مسطح شدن سطح تمام شده بتن
ـ متوقف شدن خروج حبابهاي بزرگ هوا از سطح بتن
ـ ظاهر شدن غشائي نازك (فيلم) از خمير شفاف سيمان در سطح كار
ـ يكنواخت شدن صداي ويبراتور بدين معني كه در ابتداي عمل تراكم، فركانس ويبراتور كاهش يافته و پس از مدتي (زمان اتمام ارتعاش) فركانس مجدداً بالا ميرود. در پايان هنگامي كه بتن عاري از هوا گردد، صداي ويبراتور يكنواخت و ثابت ميشود. علاوه بر آن كارگران با تجربه ميتوانند تشخيص دهند كه چه موقع بتن كاملاً متراكم شده است.
ب: ميزهاي لرزان
اين روش بيشتر در كارگاههاي پيشساخته مورد استفاده است. ميزهاي لرزان بايد مجهز به سيستم كنترل و تغيير ارتعاش باشند تا بتوان بسته به ضخامت سازه و رواني بتن، ارتعاش را تغيير داد. بتنهاي خميري عموماً با فركانس بالاتري نسبت به بتنهاي سفت لرزانده ميشوند، ميزان ارتعاش و زمان آن با توجه به مشخصات سازه، نوع بتن و تجربه كارگاهي مشخص ميشود.
پ: ويبراتورهاي سطحي
اين نوع لرزانندهها به صورت شمشههاي ارتعاش دهنده، ويبراتورهاي صفحهاي، شمشههاي غلتان ارتعاشي، مالههاي آهني و تخته مالهاي ارتعاشي مورد استفاده هستند. اين نوع ارتعاش دهندهها براي متراكم كردن بتن كف، دالهاي بدون آرماتور، بتن پوشش[6] روي سطوح شيبدار و اصولاً كارهاي بتني تخت مورد استفاده بوده و توصيه ميشوند. لازم است در اين روش به توصيههاي زير توجه شود:
ـ حتيالامكان از بتن اسلامپ كم (كمتر از 75 ميليمتر) استفاده شود.
ـ دالها بدون آرماتور و ضخامت آن تا 150 ميليمتر باشد و در صورت دارا بودن آرماتور تنها يك شبكه سيمي جوش شده در آن كار گذاشته شود.
به طور كلي اين روش ارتعاشي براي دالهاي بتنآرمه، دالهاي با ضخامت بيش از 20 سانتيمتر و مواردي كه اعضا و قطعات مدفون در بتن مطرح باشند، مورد استفاده قرار نميگيرد.