مشخصات مواد تشکیل دهنده، تولید و انطباق بتن (بخش اول)

1- هدف و دامنه کاربرد مواد تشکیل دهنده بتن

هدف از تدوین این استاندارد ارائه ی مشخصات مواد تشکیل دهنده بتن، تولید بتن و انطباق آن با سامانه ی بتن است. این استاندارد برای بتن مورد مصرف در سازه های درجا ریختنی، سازه های پیش ساخته و فرآورده های پیش ساخته ساختمانی و سازه های عمرانی کاربرد دارد. بتن می تواند مخلوط شده در کارگاه یا بتن آماده یا بتن مخلوط شده در کارخانه برای تولید فرآورده های بتنی پیش ساخته باشد. این استاندارد برای بتن متراکم شده با درصد هوای غیرعمدی قابل قبول به جز حباب هوای عمدی و نیز بتن با وزن معمولی، سنگین و سبک کاربرد دارد. 

موارد منع کاربرد استاندارد الزامات بهداشتی

- بتن با اندازه سنگدانه حداکثر تا 75/4 میلی متر؛
- بتن هوادار (گازی)؛
- بتن اسفنجی (کفی)؛
- بتن با ساختار باز (بتن بدون سنگدانه ریز، بتن متخلخل)؛
- بتن با چگالی کمتر از 800 کیلومتر بر مترمکعب؛
- بتن دیرگداز.
این استاندارد الزامات بهداشتی و ایمنی برای حفاظت کارگران در حین تولید و انتقال بتن را در برنمی گیرد.

2- مراجع الزامی در مواد تشکیل دهنده تولید و انطباق بتن

مدارک الزامی زیر حاوی مقرراتی است که در متن این استاندارد ملی ایران به آنها ارجاع داده شده است.
در صورتی که به مدرکی با ذکر تاریخ انتشار ارجاع داده شده باشد اصلاحیه ها و تجدید نظرهای بعدی آن مورد نظر نیست. در مورد مدارکی که بدون ذکر تاریخ انتشار به آنها ارجاع داده شده است، همواره آخرین تجدیدنظر و اصلاحیه های بعدی آنها مورد نظر است.
استفاده از مرجع زیر برای این استاندارد اجباری است:
2-1- استاندارد ملی ایران شماره 302: سنگدانه های بتنی- ویژگی ها
2-2- استاندارد ملی ایران شماره 4977: روش آزمون دانه بندی سنگدانه های ریز و درشت توسط الک
2-3- استاندارد ملی ایران شماره 4985: ویژگی های سنگدانه سبک برای بتن سازه ای 
2-4- استاندارد ملی ایران شماره 5904: آب – تعیین میزان مواد جامد
2-5- استاندارد ملی ایران شماره 2350: آب و فاضلاب – روش اندازه گیری یون کلرور
2-6- استاندارد ملی ایران شماره 2353: آب و فاضلاب – روش اندازه گیری یون سولفات
2-7- استاندارد ملی ایران شماره 2930: بتن – مواد افزودنی شیمیایی – ویژگی ها
2-8- استاندارد ملی ایران شماره 8753: سنگدانه – قابلیت واکنش سنگدانه ها با قلیایی ها به روش ملات منشوری تسریع شده – روش آزمون
2-9- استاندارد ملی ایران شماره 7147: سنگدانه – تعیین نمکهای کلریدی محلول در آب روش آزمون
2-10- استاندارد ملی ایران شماره 10- 8117: افزودنی های بتن، ملات و دوغاب – قسمت دهم: تعیین مقدار کلرید – روش آزمون
2-11- استاندارد ملی ایران شماره 2-3203: بتن تازه – قسمت دوم – تعیین روانی به روش اسلامپ – روش آزمون
2-12- استاندارد ملی ایران شماره 11270: بتن – اندازه گیری جریان اسلامپ بتن خود تراکم 

روش آزمون مواد تشکیل دهنده تولید و انطباق بتن

2-13- استاندارد ملی ایران شماره 3201: بتن – روش نمونه برداری از بتن تازه
2-14- استاندارد ملی ایران شماره 4980: روش آزمون تعیین وزن مخصوص انبوهی و جذب آب 
سنگدانه های ریز 
2-15- استاندارد ملی ایران شماره 4982: روش آزمون تعیین وزن مخصوص انبوهی و جذب آب 
سنگدانه های درشت
2-16- استاندارد ملی ایران شماره 6041: بتن آماده – روش آزمون برای تعیین مقدار آب
2-17- استاندارد ملی ایران شماره 6042: بتن آماده – روش آزمون برای تعیین مقدار سیمان مخلوط
2-18- استاندارد ملی ایران شماره 3520: بتن تازه – تعیین مقدار هوای موجود
2-19- استاندارد ملی ایران شماره 3823: روش آزمون تعیین اندازه گیری مقدار هوای موجود در بتن تازه (روش حجمی)
2-20- استاندارد ملی ایران شماره 11268: بتن – تعیین دمای بتن حاوی سیمان هیدرولیکی تازه مخلوط شده – روش آزمون
2-21- استاندارد ملی ایران شماره 6- 3203: بتن تازه – قسمت ششم – اندازه گیری وزن مخصوص
2-22- استاندارد ملی ایران شماره 3206: تعیین مقاومت فشاری آزمونه های بتن 
2-23- استاندارد ملی ایران شماره 6047: بتن – تعیین مقاومت کششی دو نیم نمودن آزمونه های 
استوانه ای – روش آزمون
2-24- استاندارد ملی ایران شماره 7516: بتن سخت شده – تعیین چگالی – روش آزمون
2-25- استاندارد ملی ایران ایزو شماره 9001: سیستم مدیریت کیفیت – الزامات
2-26- استاندارد ملی ایران شماره 9602: بتن آماده – فهرست بازرسی و کنترل ماشین آلات تحویل 
بتن آماده
2-27- استاندارد ملی ایران شماره 9601: بتن آماده – فهرست بازرسی و کنترل کیفیت تجهیزات تولید بتن آماده 
2-28- استاندارد ملی ایران شماره 4983: روش تعیین رطوبت کل سنگدانه ها
2-29- استاندارد ملی ایران شماره 8-8117: افزودنی های بتن، ملات و دوغاب – قسمت هشتم: تعیین مقدار مواد خشک – روش آزمون
2-30- استاندارد ملی ایران شماره 898: تعیین وزن مخصوص (دانسیته مایعات) در 20 درجه سلسیوس
2-31- استاندارد ملی ایران شماره: بتن – قسمت اول: راهنمای نگارش مشخصات فنی
2-32- نشریه شماره 467 سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور: دستورالعمل تجزیه های آزمایشگاهی نمونه
2-33- استاندارد ملی ایران شماره 8946: بتن – اندازه گیری کلرید محلول در اسید در ملات و بتن 
سخت شده – روش آزمون
2-34- استاندارد ملی ایران شماره 8947: بتن – اندازه گیری کلرید محلول در اسید در ملات و بتن 
سخت شده – روش آزمون
35-2- ISO 1920-2, Testing of concrete – Part 2: Properties of fresh concrete
36-2- ISO 1920-5, Properties of hardned concrete other than strength

3- اصطلاحات و تعاریف مشخصات مواد تشکیل دهنده تولید و انطباق بتن

در این استاندارد، علاوه بر اصطلاحات و تعاریف تعیین شده در استاندارد بند 2-31، اصطلاحات و تعاریف زیر نیز به کار می رود:
3-1- تجهیزات درن
وسایلی که معمولاً بر روی یک وسیله ی نقلیه (کامیون) که قابلیت نگهداری بتن تازه را به صورت همگن در حین حمل و نقل دارد نصب می شود.
3-2- سنگدانه های مخلوط (در هم)
سنگدانه ای که از بدو تولید در برگیرنده ی مخلوطی از سنگدانه های درشت و ریز است.
3-3- گروه بتنی
گروهی از ترکیبات بتنی که از نظر مشخصات مناسب معین و مستند، دارای ارتباطی قابل اطمینان هستند.
3-4- واحد حجم بتن
مقداری از بتن تازه که پس از قالب گیری و تراکم، حجم یک مترمکعب را اشغال می کند.
3-5- بتن پر مقاومت
بتن با رده مقاومت فشاری مشخصه بالاتر از  40C برای بتن معمولی و بتن سنگین سنگین و بالاتر از 35LC برای بتن سبک
3-6- آزمون اولیه 
آزمون یا آزمون هایی که باید قبل از شروع تولید نهایی به منظور بررسی چگونگی یک بتن یا گروه بتنی جدید برای برآورده کردن تمامی الزامات مشخص ده در بتن تازه و سخت شده انجام شود.
3-7- تجهیزات غیر هم زن (بدون هم زن)
تجهیزات به کار رفته برای نقل و انتقال بتن بدون هم زن ذکر شده در بند 3-1، مثل کامیون 3 یا جام بتن.
3-8- روز تولید (برای آزمون مقاومت)
روزی که 20 متر مکعب بتن یا بیشتر تولید می شود یا، مجموع روزهایی که به میزان 20 متر مکعب بتن تولید شده است.
یادآوری- زمانی که یک روز تولید شمرده می شود، در یک روز جدید و برای هر موقعیتی، به صورت متوالی، شمارش جدید شروع می شود.
3-9- هفته تولید
هفت روز تقویمی متوالی در برگیرنده ی حداقل 5 روز تولید یا ملات لازم برای تکمیل 5 روز تولید، هر کدام بیشتر باشد.
3-10- کامیون مخلوط کن
مخلوط کن بتن نصب شده بر روی یک کامیون، که قادر به مخلوط کردن و تحویل بتن همگن باشد.
3-11- مشخصات پروژه 
مدارکی که برای هر پروژه شامل الزامات قابل کاربرد در آن پروژه و تمام اطلاعات و الزامات ضروری جهت انجام کارها و اسناد، نقشه ها و غیره می باشد.
یادآوری- مشخصات بتن که توسط نویسنده ی مشخصات تدوین می شود (استاندارد بند 2-31 را ببینید)، شامل همه ی الزامات مرتبط با بتن که در مدرک مشخصات پروژه داده شده اند می باشد.

4- نشانه ها و واژه های اختصاری در تولید و انطباق بتن

در این استاندارد علاوه بر نشانه ها و واژه های اختصاری تعیین شده در قسمت اول این استاندارد، نشانه ها و واژه های اختصاری زیر نیز به کار می رود:
Fck,cyl مقاومت فشاری مشخصه ی استوانه ای بتن برحسب نیوتن بر میلی متر مربع؛
Fc,cyl مقاومت فشاری استوانه ای بتن برحسب نیوتن بر میلی متر مربع؛
Fck,cube مقاومت فشاری مشخصه ی مکعبی بتن بر حسب نیوتن بر میلی متر مربع؛
Fc,cube مقاومت فشاری مکعبی بتن بر حسب نیوتن بر میلی متر مربع؛
Fcm مقاومت فشاری متوسط بتن بر حسب نیوتن بر میلی متر مربع؛
ftsm میانگین کششی شکافتی بتن بر حسب نیوتن بر میلی متر مربع؛
ftsk مقاومت مشخصه ی شکافتی بتن برحسب نیوتن بر میلی متر مربع؛
ϭ برآورد انحراف معیار یک مجموعه؛
Sn انحراف معیار n نتیجه ی آزمون متوالی؛
Rw/c نسبت وزنی آب به سیمان؛
(c, ka) مواد سیمانی موثر یا معادل که برابر با مجموع سیمان به علاوه ی ضرایبی از هر نوع مواد مکمل است؛
(RW/c,ka) نسبت وزنی آب به مواد سیمانی موثر.

5- الزامات برای مواد تشکیل دهنده تولید و انطباق بتن

5-1- استاندارد های کلی در استفاده از مواد تشکیل دهنده بتن
برای استفاده از مواد تشکیل دهنده و انطباق بتن که مطابق با استانداردهای ملی هستند، الزامات مندرج در استانداردهای ملی مربوط اعمال می شود. برای موادی که هنوز استاندارد ملی ندارند، استانداردهای معتبر جهانی، منطقه ای به کار می روند.
اجزای بتن نباید آنقدر مواد زیان آور داشته باشند که بر مقاومت، قوام (روانی)، زمان گیرش و دوام بتن اثر داشته باشد، یا باعث خوردگی میلگردها و اقلام فلزی مدفون در بتن شود.
مواد تشکیل دهنده ای که با استانداردهای جهانی بیان شده در این استاندارد منطبق هستند باید فاقد عناصر مضر به حدی باشد که برای دوام بتن زیان آور یا سبب خوردگی میلگردها شود، به شرط آنکه بتن ساخته شده با این مواد با سایر محدودیت های مشخص شده (برای مثال رعایت بیشترین مقدار کلرید یا سولفات) منطبق باشد.
فقط از مواد تشکیل دهنده مناسب برای کاربرد مشخص شده باید برای ساخت بتن منطبق با این استاندارد استفاده شود.
یادآوری- وقتی که یک ماده ی تشکیل دهنده ای به طور کلی مناسب تشخیص داده شود، این امر مناسب بودن آن ماده را در هر شرایط و برای هر مخلوط بتن نشان نمی دهد.
وقتی که در مشخصات فنی انواع و رده های مواد تشکیل دهنده با جزئیات لازم قید نشده باشد، تولید کننده باید فقط مواد تشکیل دهنده ای را به کار برد که الزامات مشخص شده را برآورده کند.
5-2- سیمان مورد نیاز در تولید بتن
سیمان ها باید منطبق با استانداردهای ملی مربوط باشد.
سیمان ها می توانند بر مبنای مقاومت فشاری 28 روزه ی ملات استاندارد (برای مثال MPa5/52,MPa5/42, MPa5/32) یا برمبنای زمان سخت شدن یا برمبنای عملکرد مشخص شوند.
5-3- مکمل های مورد نیاز در تولید بتن
مکمل ها به دو دسته ی کلی زیر تقسیم بندی می شوند:
5-3-1- مکمل های نوع یک
- پر کنند ها- مطابق با استانداردهای مربوط؛
- رنگدانه ها- مطابق با استانداردهای مربوط.
5-3-2- مکمل های نوع دو
شامل انواع زیر می باشند:
- خاکستر بادی – مطابق با استانداردهای مربوط؛
- دوده ی سیلیسی – مطابق با استانداردهای مربوط؛
- سرباره ی کوره بلند آهن گدازی ریز آسیاب شده (GGBS) – مطابق با استانداردهای مربوط؛
- انواع پوزولان ها و سرباره ها – مطابق با استانداردهای مربوط.
5-4- سنگدانه مورد نیاز برای مواد تشکیل دهنده و انطباق بتن
سنگدانه ها باید با استاندارد ملی بند 2-1 مطابق باشند.
بزرگترین اندازه ی سنگدانه نباید از مقدار مشخص شده بیشتر باشد.
یادآوری- برای روش دانه بندی سنگدانه به استاندارد ملی بند 2-2 مراجعه کنید. در اغلب استانداردها اجازه داده شده است درصد کمی باقی مانده بر روی بالاترین الک دانه بندی وجود داشته باشد.
سبکدانه ها باید با استاندارد ملی ایران به شماره 2-3 و الزامات زیر انطباق داشته باشند:
الف) مقدار سولفات محلول در اسید نباید بیش از 1/0 درصد وزنی باشد.
ب) برای سبکدانه ی خاکستر کف کوره یا کلینکر، افت جرم در اثر حرارت نباید بیش از 10 درصد جرمی باشد.
هنگامی که مقاومت در برابر یخ زدن و آب شدن سبکدانه مشخص شده باشد، تولید کننده باید اطلاعاتی را در مورد مناسب بودن سبکدانه ی مصرفی در برابر یخ زدن و آب شدن را تهیه کرده و در اختیار داشته باشد.
یادآوری- اگر سنگدانه در بتنی مشابه بتن مورد نظر یا ضعیفتر به کار رفته باشد و در محیطی مشابه محیط موردنظر یا شدیدتر از آن حداقل به مدت ده سال عملکردی موفقیت آمیز داشته باشد از نظر مقاومت در برابر یخ زدن و آب شدن قابل قبول تلقی می شود. روش جایگزین برای تعیین مقاومت در برابر یخ شدن و آب شدن، آزمون یخ زدن و آب شدن بتن در برابر آب یا محلول آب نمک است، در صورت استفاده از این روش باید روش آزمون و معیار انطباق مشخص شود.
5-4-1- سنگدانه مخلوط در تولید بتن
باید سنگدانه مخلوط فقط در بتن با رده های مقاومتی 12 C یا کمتر به کار برده شود.
5-4-2- سنگدانه بازیابی در تولید بتن
سنگدانه ای که از آب شستشو و یا بتن تازه بازیابی می شود و می تواند به عنوان سنگدانه بتن به کار رود.
سنگدانه ی بازیابی تفکیک نشده نباید بیش از 5% کل سنگدانه ها باشد، مگر آنکه در مقررات یا آیین نامه های ملی مقدار دیگری مشخص شده باشد. وقتی که مقادیر سنگدانه ی بازیابی شده بیش از 5% کل سنگدانه ها باشد، این سنگدانه ها باید از جنسی مشابه با سنگدانه اصلی باشد و باید به صورت سنگدانه های ریز و درشت تفکیک شود و یا ویژگی های سنگدانه (استاندارد ملی بند 2-1) انطباق داشته باشد.
5-5- میزان آب مورد نیاز برای ساخت و عمل آوری بتن
5-5-1- آب مصرفی برای ساخت و عمل آوری بتن باید تمیز و صاف باشد. باید از مصرف آب حاوی مقادیر زیاد از هر نوع ماده از قبیل روغن ها، اسیدها، قلیایی ها، املاح، مواد قندی، و مواد آلی که قادر به صدمه زدن به بتن یا میلگرد باشد، خودداری کرد. مواد زیان آور در آب مصرفی در بتن نباید از مقادیر حداکثر مجاز داده شده در جدول 1 تجاوز کند و روش آزمایشگاه بتن برای هر نوع ماده زیان آور باید مطابق همین جدول باشد.

5-6- افزودنی های مجاز در مواد تشکیل دهنده، تولید و انطباق بتن

ویژگی های کلی افزودنی ها باید با استانداردهای مربوط مطابق باشد. مواد افزودنی شیمیایی مورد مصرف در بتن باید با استاندارد بند 2-7 مطابقت داشته باشد.
مقدار کل هر یک از افزودنی های مصرفی، نباید از مقدار سفارش شده توسط تولید کننده ی افزودنی بیشتر شود.
توصیه می شود در صورت مصرف افزودنی به میزان کمتر از 2/0 درصد جرم سیمان، افزودنی مورد نظر در بخشی از آب اختلاط اضافه و مخلوط شود.
در صورت مصرف افزودنی به میزان کمتر از 2/0 درصد جرم سیمان، تولید کننده بتن ممکن است روش پخش افزودنی های بتن را انتخاب کند.
اگر مقدار کل افزودنی مایع مصرفی بیش از 3 لیتر در هر مترمکعب بتن باشد، مقدار آب موجود در افزودنی مایع باید هنگام محاسبه ی نسبت آب به سیمان در نظر گرفته شود.
وقتی که بیش از یک نوع افزودنی به کار می رود، سازگاری افزودنی ها باید در آزمون های اولیه بررسی شود.