بتن و کارکرد سنگ ها

نویسنده : کلینیک بتن ایران
تاریخ ثبت : 1397/02/23

بتن ترکیبی است از ماسه، شن و سیمان که پس از مخلوط شدن با آب در طول چند ساعت شروع به سفت شدن می کند. با تغییر نسبت سنگدانه های ریز (ماسه)، درشت (شن)، سیمان و آب، مقاومت و کارایی بتن تغییر می کند. مقدار آبی که برای مخلوط کردن یک حجم معین بتن به کار می رود با نسبت آب به سیمان w/c تعیین می شود که بر این پایه هر چند نسبت w/c کوچکتر باشد، بتن مقاومت بیشتری خواهد داشت (با فرض اینکه بتن به خوبی متراکم شده باشد.)

تقسیم بندی بتن براساس مقاومت مشخصه آن پس از گذشت 28 روز از به عمل آوری آن (کیورینگ) صورت می گیرد، به عنوان نمونه، بتن مخلوط کلاس C 7,5 بتن نسبتاً ضعیفی است که به عنوان بتن پرکننده یا بتن روی بستر خاکی به کار می رود و بتن کلاس C40 مخلوط نسبتاً قوی است که برای کارهای بتن درجا و بتن باربر مناسب می باشد. در جدول BS882 اجزای مخلوط بتن برای کلاس های مختلف بتن داده شده است.

بتن اکثراً بکمک ماشین های ویژه از کارخانه بتن، که تولید بتن انبوه و با کیفیت را براساس درخواست متقاضی به عهده دارد، به محل کارگاه حمل می شود.

اکثر شرکت های بزرگ دارای گواهینامه کیفیت در ساخت بتن حاضری محصول خود را براساس مشخصات فنی خواسته شده تضمین می نمایند. در پروژه های بزرگتر، کارخانه ساخت بتن ممکن است صرفاً به منظور تامین بتن برای آن پروژه احداث شود. برای حجم های کوچکتر بتن را می توان در محل کارگاه به کمک میکسرهای مکانیکی کوچک مخلوط نمود که در هر نوبت توانایی ساخت 0.25-1.0 m3 بتن را دارد.

سنگ

سنگ بیشترین کاربرد را به صورت شن و ماسه دارد. از سنگ به صورت شکسته به عنوان پرکننده یا مصالح لایه زیر اساس یا اساس استفاده می شود؛ همین طور از آن برای قطعات روسازی می توان استفاده کرد مانند سنگفرش ها؛ یا در ساخت نمای سنگی ساختمان و دیوار به کار برد که بعضی از انواع آن مانند سنگ بادبر یا سنگ تراش می باشد. در موارد دیگر می توان آن را خرد کرده و به شکل ماسه و شن در بتن استفاده نمود.

در راهسازی، سنگها به 11 گروه تقسیم می شوند :

  • مصنوعی
  • بازالت، سنگ سیاه
  • سنگ چخماق
  • سنگ گابرو
  • گرانیتها
  • سنگریزه ها
  • سنگهای دگردیسی (سنگهای رسی سیلتی)
  • سنگ آهک
  • سنگ آذرین
  • سنگ کوارتز
  • شیست، سنگ دگردیسی متورق

این سنگها تحت اثر آزمایشات مختلفی، مانند مقاومت در برابر خرد شدن و میزان صیقلی بودن قرار
می گیرند تا از مناسب بودن آنها جهت استفاده به عنوان مصالح روسازی در راهسازی و نظایر آن اطمینان حاصل گردد.

در انتهای این بخش بعضی از خصوصیات سنگ های مصرفی مناسب برای لایه اساس سنگی و زیراساس سنگی بیان شده است.

سنگ اسلیت

سنگ های اسلیت به دو شکل اصلی در راهسازی به کار برده می شوند، و هر دو حالت آن برای پوشش سطحی است. از این مصالح نمی توان در لایه های زیراساس یا به عنوان مصالح پرکننده استفاده کرد. اسلیت ها از نوع تخته سنگ های دگردیسی می باشند و زمانی به وجود آمدند که گل سنگ ها، سنگ های سیلتی یا سنگ های رسی رسوبی ریزدانه تحت اثر حرارت و فشارهای فوق العاده زیادی قرار گرفته اند. این تغییرات به وجود آمده در طبیعت سنگ سبب می گردد تا اسلیت دارای این خصوصیت باشد که در امتداد صفحات موازی دچار شکست و شکاف شود. این خاصیت تورق صفحه ای ذاتی و همچنین مقاومت کم سنگ مانع از آن می شود که از اسلیت به عنوان مصالح زیراساس استفاده شود، به عبارت دیگر گرایش اسلیت به خرد شدن و تبدیل به گرد و خاک شدن زیر اثر بارهای وارده، استفاده از آن را به عنوان مصالح پرکننده دچار محدودیت می کند.

بیشترین کاربرد اسلیت به شکل مستطیلی یا نامنظم، و معمولاً به ضخامت حدود 20-40 mm، در سنگفرش می باشد. این سنگها مشابه بلوک های بتنی پیش ساخته روی بستر سیمانی گذاشته می شوند و درزهای آن را با ملات پر می کنند. اسلیت از بلوک های بتنی پیش ساخته کف به مراتب گرانتر هستند. علت اصلی استفاده از اسلیت در روسازی مربوط به رنگ آنهاست، که معمولاً به رنگ آبی، زرشکی و سبز است و یا به خاطر بافت این سنگها می باشد.

در چند سال اخیر، اسلیت کاربرد دیگری پیدا کرده که به سرعت در حال گسترش می باشد و حقیقتاً دارای بازار موفقی بوده است. مالچ اسلیت از ضایعات اسلیت، سنگ های خرد و ریز، ضایعات حاصل از تراش و پرداخت سنگ و پس مانده های غیرقابل مصرف صنعتی تشکیل می شود و در بعضی نقاط به کار می رود. در 15 سال پیش امکان استفاده از معادن شن و ماسه برای چنین کاری نبود. و به همین دلیل انبوهی از اسلیت به صورت ضایعات بلا استفاده مانده بود، که بتدریج دچار هوازدگی می شد تا زمانی که نظر طراحان محوطه و فضای سبز برروی استفاده از آن جلب شد. از آن به بعد، تقاضای خرید آن افزایش و در نتیجه قیمت آن نیز رو به فزونی گذاشت، و همزمان این ضایعات موارد مصرف متعددی پیدا نمودند.

مالچ اسلیت از رنگ های مختلف

سنگریزه 6 میلیمتری

سنگریزه

سنگریزه نوع دیگری از مصالح سنگی است که می توان آن را حد فاصل بین ماسه درشت و قلوه سنگ کوچک در نظر گرفت. اندازه سنگریزه 2-6 mm است. سنگریزه در روسازی و در پوشش سطحی، به صورت محدود به کار می رود. معهذا، در سال های اخیر با پیشرفت هایی که در مشخصات فنی روسازی های بلوکی حاصل شده، سنگریزه در مصالح بستر برای روسازی نفوذپذیر و همین طور دیگر شکل های روسازی قطعه ای در نواحی با نفوذ زیاد آن به عنوان یک واریانت مناسب به کار برده می شود.

ماسه سنگ (خرده ریزه های سنگ تراش خورده)

مصرف خرده ریزه های سنگ تراش خورده یا به عبارت دیگر ضایعات سنگ در کارهای ساختمانی مثل گذشته چندان متداول نمی باشد، زیرا امروزه سنگ توسط ماشین تراش خرد شده و ضایعات آن پس از فراوری دوباره به عنوان پرکننده در مصالح لایه زیر اساس استفاده می شود.

امروزه کاربرد اصلی ماسه سنگ شکسته به عنوان خاکریز با کیفیت متوسط یه مصالح لایه زیراساس در اجرای راه های دسترسی، پارکینگ های اتومبیل، مسیرهای ماشین رو با کاربردهای سبک می باشد به شرطی که مصالح لایه زیراساس موجود نباشد و یا تهیه آن غیراقتصادی باشد. از آنجایی که مشخصات فنی دقیقی برای ماسه سنگ شکسته وجود ندارد، تقریباً هر نوع ضایعات شن و ماسه را می توان برای استفاده در زیراساس در راهسازی مناسب تلقی نمود.

نمونه شیل

سنگ رسی (شیل)

شیل از لحاظ زمین شناسی یک نوع سنگ رسی یا سنگ سیلتی متورق می باشد که بسادگی در راستای لایه های صفحات بستر خود از هم جدا می شود. از شیل بندرت بعنوان مصالح زیراساس استفاده می شود، زیرا بیش از اندازه نرم است، ولیکن برای پوشش سطحی خصوصاً نوع قرمز سوخته آن بکار می رود.

بالاست

بالاست در اصطلاحات مربوط به مصالح سنگی دارای معانی متعددی است. در برخی نقاط، بالاست به مخلوط شن و ماسه و و یا سنگ های کوچک (کوچکتر از 40 mm) با ماسه گفته می شود که در ساخت بتن به کار می رود. در جای دیگر، بالاست می تواند اشاره به سنگدانه های درشت (به اندازه تقریبی 40-50 mm) باشد که برای نگهداری ریل های راه آهن به کار می رود و یا خاکریز معمولی از سنگ شکسته، سرباره، یا شن و ماسه می باشد.

شینگل (مخلوط شن و سنگ)

مخلوط شن و سنگ (شینگل)

شینگل مخلوطی از شن و سنگ رودخانه ای با اندازه های متفاوت (20-200mm) می باشد، که ممکن است در ساخت بتن به کار رود و یا آنکه به صورت پوشش سطحی برای محوطه سازی خصوصاً محوطه های صنعتی استفاده شود.

مخلوط شن و ماسه و رس

از مخلوط شن و ماسه خوب دانه بندی شده به همراه رس طبیعی که نقش چسباننده مصالح را به عهده دارد می توان برای پوشش سطحی در جاده های کم اهمیت با سرعت ترافیکی کم و پیاده روها استفاده کرد.

خاکستر

تا اواخر دهه 1970 در بریتانیا، (مصالح سوخته از جنس ذغال سنگ، چوب و غیره) به صورت رایج به عنوان مصالح بستر یا مصالح زیرسازی برای کلیه انواع روسازی به کار می رفت، ولیکن با از رده خارج شدن نیروگاه های با سوخت ذغال سنگ، و همزمان کاهش صنایع مصرف کننده سوخت ذغالی مانند نساجی، فولادسازی و غیره، حجم خاکستر موجود کاهش یافته و امروزه ماسه و سنگریزه کاملاً جایگزین آن شده است.

علاوه بر این خاکستر کاربردهایی در زمینه هایی که کمتر شناخته شده هستند نیز دارد؛ خاکستر را با سیمان مخلوط کرده و با آن اشکریت می سازند که مصالح پرکننده و چسبنده سبک سیمانی است و در مواردی با ظرفیت باربری کم به کار برده می شود، همچنین کف فرش های پیش ساخته ای تولید می شوند که سطح رویه آن از بتن مقاوم و متراکم و کف (زیر) آن از اشکریت تشکیل می شود.

این مصالح در دهه 1960 در انگلستان ساخته و مصرف می شد.

امروزه در بریتانیا، پودر خاکستر (PFA) از جمله محصولات جنبی نیروگاه های مدرن محسوب می شود. ذغال به قطعات کوچک معمولاً به اندازه کمتر از 1 mm خرد شده، سپس به داخل کوره تزریق و سوخته می شود. خاکستر ضایعات باقیمانده به عنوان مصالح پرکننده به کار برده می شود. خاکستر بادی با درصد سیلیکون بالا را می توان در بتن های ویژه به شکل جزیی به جای سیمان استفاده نمود.

سرباره (اسلگ)

سرباره

سرباره محصول جنبی حاصل از فرایند تولید آهن و فولاد در کوره ذوب آهن است. سرباره مذاب، که در بالای سنگ آهن ذوب شده شناور می شود، را جدا کرده و خرد می کنند. خرد شدن سرباره ناشی از سخت شدن سریع آن توسط آب و تبدیلشدن ماده مذاب به جسم صلب می باشد. سپس این دانه ها را آسیاب
می کنند تا اندازه آنها به حد مورد نظر برسد و از آن به عنوان سیمان سرباره ای یا به عنوان اجزای تشکیل دهنده ترکیبات سیمان استفاده می کنند.

در حالتی که اجازه داده شود تا سرباره به آهستگی سرد شود به شکل سنگ مجوف به رنگ خاکستری روشن در می آید که از آن به شکل های زیر در روسازی می توان استفاده کرد.

  • دانه های خرد نشده به عنوان مصالح خاکریزی و و پرکننده (به ویژه در محل هایی که تحت اثر بارگذاری سخت مانند مسیرهای اصلی راه آهن)، سکوهای بار قرار دارد یا در روسازی هایی که چسبندگی ریزدانه ها با پر کردن منافذ روسازی با سرباره تامین می شود.
  • در لایه اساس دانه بندی شده راه به صورت مخلوط با مصالح سنگی
  • به صورت شکسته و دانه بندی شده برای مصالح سنگی بتن، ماسه بتن و در دال های بتنی که به عنوان سکو به کار می روند.

گیاهان سطحی

ناحیه ریشه

خاک فوقانی

خاک تحتانی

یستر سنگی یا رس

(تیپ لایه های خاکی)

خاک فوقانی

سطح فوقانی لایه خاک معمولاً شامل مخلوطی ار رس ها، سیلت ها، ماسه ها و سنگریزه ها و گیاخاک (مواد نباتی) است. خاک سطحی در کل کشور متفاوت است و ممکن است از خاک ماسه ای تا لای و خاک های رسی در تغییر است. این خاک ها محل رشد و بقای انواع گیاهان یا حیوانات بود و اکثراً در سطح فوقانی عملیات خاکی قرار دارد و امکان رشد سبزیجات، گیاهان و درخت ها روی آن پدید می آید. عملیات پاک کردن و ریشه کنی بستر روسازی راه شامل برداشتن و به دور ریختن هرگونه مواد و مصالح زائد، نباتات و اشجار می باشد. معمولاً عمق برداشت خاک سطحی سایت حدود 30 cm در نظر گرفته می شود.

جدول مقایسه ای وزن مخصوص انواع مصالح، خاک و بتن

توضیحات میزان پوشش یک تن به ضخامت 8 میلیمتر برحسب مترمربع سطح T/m3 مصالح
معمولاً به صورت حجمی به فروش
می رسد.
9.0 2.21 بتن خشک
برحسب نوع سنگ تا حدود 10± درصد تغییر می کند. 10.1 1.98 لایه زیراساس
برحسب نوع سنگ تا حدود 15± درصد تغییر می کند. 12.2 1.64 شن 5-20 mm
  11.7 1.71 سنگ ریزه (4mm)
  11.4 1.75 مخلوط خاک رس و شن و ماسه
  12.1 1.65 ماسه سنگریزه
بستگی به نوع خاک و درصد رطوبت آن دارد. 13.8 1.45 خاک سطحی

سایر مقالات
روان کننده ها و افزودنی های دیگر بتن
روان کننده ها و افزودنی های دیگر بتن
روان کننده ها میزان آب مورد نیاز مخلوط را کاهش می دهند و کارایی را بهبود می بخشند، ملات چسبنده تر شده و بهتر در قالب جای می گیرد.
ادامه مطلب
تکنیک های جلوگیری از ازدیاد درجه حرارت بتن در هوای گرم
تکنیک های جلوگیری از ازدیاد درجه حرارت بتن در هوای گرم

استفاده از سیمانهای با حرارت هیدراتاسیون کم، ممکن است تا حدودی سبب تخفیف اشکالات مربوط به از دیاد درجه حرارت بتن شود. ولی باید درنظر داشت که مصرف سیمانهای مذکور پیشگیری های لازم را غیر ضروری نمی سازد. گر چه در درجه حرارتهای معمولی، سیمانهای با حرارت هیدراتاسیون کم، آهسته تر از سیمانهای معمولی هیدراته می شوند ولی میزان هیدراتاسیون آنها با زیاد شدن درجه حرارت افزایش می یابد. هرنوع سیمانی که مصرف شود وقتی بتن گرم می شود قابلیت کاربردخودرا سریعتر از موقعی که سرد باشد از دست می دهد به علاوه گر چه وقتی سیمان با حرارت زائی کم به کار رود درجه حرارت بتن ممکن است تا حدودی در تمام مراحل پائین تر باشد، ولی در شرایط خشک کننده، تبخیر آب در مراحل اختلاط، حمل، جادادن و عمل آوردن، تسریع خواهد شد. اگر بخواهیم عیوبی نظیر ترک خوردگی خمیری یا به عبارتی ترک خوردگی ناشی از باد رخ ندهد، لازم است برای به حداقل رساندن این تبخیر تدابیری اتخاذ گردد.
ادامه مطلب
تاثیرات یون کلر بر روی بتن
تاثیرات یون کلر بر روی بتن
میزان یون ورودی به بتن مستقیماً با میزان شوریِ آب دریا رابطه دارد. همچنین به صورت کلی به میزان آب مورد استفاده نیز بستگی دارد. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که از لحاظ ایجاد مشکل و مخرب بودن، سولفات‌ها در رتبه‌ی اول قرار دارند و بیشترین مشکل را ایجاد می‌کنند. همین موضوع باعث شد تا سیمان‌های مقاوم در برابر حملات سولفاتی تولید شوند. بتن‌هایی که نسبت آب به سیمان در آن‌ها به نسبت کم‌تر است،
ادامه مطلب
حداکثر زمان مورد نیاز برای سفت شدن بتن چقدر است ؟
حداکثر زمان مورد نیاز برای سفت شدن بتن چقدر است ؟

حداکثر زمان لازم برای سفت شدن بتن طبق تحقیقات گروه فنی و تخصصی کلینیک بتن ایران و رعایت نکات مهم در هنگام عمل آوری بتن و همچنین مدت زمان مراقبت از عمل اوری بتن همه آنچیزی ست که شما باید از آن اطلاع داشته باشید .


ادامه مطلب