تخمین مقاومت بتن خودتراکم (SCC) در برابر جداشدگی چیست

هر آنچه که باید درباره مقاومت بتن خود تراکم بدانید

✔ 1- هدف و دامنه کاربرد مقاومت بتن خود تراکم

1-1- هدف از تدوین این استاندارد تخمین سریع مقاومت بتن خود تراکم (SCC) با وزن نرمال در برابر جداشدگی است. این روش آزمون مستقیماً مقاومت در برابر جداشدگی را اندازه گیری نمی کند اما تخمینی از احتمال رخداد جداشدگی را بیان می کند.
1-2- ابزار و دستورالعمل آزمون برپایه آزمون هایی روی مخلوط scc حاوی سنگدانه های درشت دانه با سطح اشباع خشک ssd دارای چگالی های نسبی 67/2 تا 79/2 و حداکثر اندازه اسمی 5/9 میلی متر تا 25 میلی متر توسعه یافته است.
برای مخلوط های scc خارج از این محدوده ها، در آزمون پیشنهاد می شود که همبستگی بین عمق نفوذ و جداشدگی اندازه گیری شده طبق روش آزمون بند 2-6 ایجاد کرد. این روش آزمون نباید برای تعیین مقاومت جداشدگی بتن های خودتراکم دارای مصالح سبک یا سنگین بدون اینکه قبل از آزمون همبستگی ای ایجاد شده، استفاده شود.
1-3- این روش آزمون برای تخمین سریع مقاومت بتن خودتراکم در برابر جداشدگی کاربرد دارد.
1-4- این روش برای تخمین سریع مقاومت بتن خود متراکم در برابر جداشدگی حین تهیه مخلوط بتن در آزمایشگاه بتن، همچنین پیش از بتن ریزی در کارگاه به کار برده می شود. روش استاندارد بند 2-6 برای تخمین جداشدگی مخلوط scc به اندازه کافی سریع نیست و شاخص پایداری بصری این شاخص اطلاعاتی 
می باشد، که طبق فرایند بیان شده در پیوست الف-1 استاندارد بند 2-7 تعیین می شود. بسیار وابسته به تجربه کاربر بوده و کیفی می باشد.
1-5- پیوست الف این استاندارد معیاری اطلاعاتی فراهم می کند که می تواند برای نشان دادن درجه مقاومت بتن خود تراکم در برابر جداشدگی به کار برده شود.
هشدار 1- این استاندارد تمام موارد ایمنی مربوط به کاربرد این روش را بیان نمی کند. بنابراین وظیفه کاربر این استاندارد است که موارد ایمنی و اصول بهداشتی را رعایت کرده، قبل از استفاده، محدودیت های اجرایی آن را مشخص کند.
هشدار 2- مخلوط های شیمیایی هیدرولیکی تازه، سوزنده است و در صورت تماس طولانی با پوست بدن ممکن است باعث سوختگی های شیمیایی پوست و بافت آن شود.

✔ 2- مراجع الزامی تخمین مقاومت بتن خود تراکم

مدارک الزامی زیر حاوی مقرراتی است که در متن این استاندارد ملی ایران به آنها ارجاع داده شده است، به این ترتیب آن مقررات، جزئی از این استاندارد ملی ایران محسوب می شوند.
در صورتی که به مدرکی با ذکر تاریخ انتشار ارجاع داده شده باشد، اصلاحیه ها و تجدید نظرهای بعدی آن، مورد نظر این استاندارد ملی ایران نیست. در مورد مدارکی که بدون ذکر تاریخ انتشار به آنها ارجاع داده شده است. همواره آخرین تجدید نظر و اصلاحیه های بعدی آنها مورد نظر است. استفاده از مراجع زیر برای این استاندارد الزامی است.
2-1- استاندارد ملی ایران شماره 492 بتن – روش تعیین حد روانی
2-2- استاندارد ملی ایران شماره 3823، بتن تازه، روش آزمون تعیین اندازه گیری مقدار هوای موجود (روش حجمی)
2-3- استاندارد ملی ایران شماره 8129، بتن- ساخت نمونه های استوانه ای و منشور آزمایشی به منظور تعیین مقاومت و چگالی بتن پیش آکنده در آزمایشگاه – آیین کار در آزمایشگاه- آیین کار
2-4- استاندارد ملی ایران شماره 1225، بتن- اندازه گیری میزان جداشدگی ایستایی بتن خود تراکم با استفاده از روش فنی ستون- روش آزمون
2-5- ASTM C125 Terminolojy Relating to Concrete and Concrete Aggregates
2-6- ASTM C172 Practice for Sampling Freshly Mixed Concrete
2-7- ASTM C1611/C1611 M Test Method for Slump Flow of Self Consolidating concrete

✔ 3- اصطلاحات تعاریف تخمین مقاومت بتن خود تراکم

در این استاندارد علاوه بر اصطلاحات و تعاریف تعیین شده در استاندارد بند 2-1، اصطلاحات و تعاریف زیر نیز به کار می رود.
3-1- مقاومت در برابر جداشدگی
مقاومت مخلوط بتن در برابر جداشدگی اجزای ملات از سنگدانه های درشت دانه هنگامی که بتن در حال سکون و قبل از گیرش اولیه است.

✔ 4- خلاصه روش آزمون تخمین مقاومت بتن خود تراکم

در این روش آزمون از دستگاه نفوذ (طبق شکل های 1 و2) و ظرف اسلامپ وارونه (شکل 3) استفاده 
می شود. نمونه ای از بتن تازه خودتراکم در ظرف اسلامپ وارونه بدون ضربات پی در پی یا ارتعاش قرار داده می شود. در یک راستا قرار داده می شود. سپس استوانه تو خالی به سمت سطح بتن پایین آورده و رها می شود تا آزادانه در بتن تازه نفوذ کند. عمق نفوذ (pd) تعیین و برای تخمین مقاومت مخلوط بتن خود تراکم در مقابل جداشدگی استفاده می شود.

شکل 1- ابعاد دستگاه نفوذ

شکل 2- دستگاه نفوذ

شکل 3- آزمون نفوذ

✔ 5- وسایل مورد نیاز جهت تخمین مقاومت بتن خود تراکم

ظرف اسلامپ که در این آزمون به کار برده می شود، باید طبق استاندارد بند 2-2 باشد.
5-2- دستگاه نفوذ
دستگاه نفوذ همان طور که در شکل 1 نشان داده شده است. شامل قاب محافظ، غلاف فلزی، پیچ تنظیم، سر نفوذ کننده و مقیاس خوانش است. سر نفوذ کننده شامل استوانه توخالی مقاوم در برابر خوردگی و یک میله فلزی به جرم (1±45) گرم می باشد. میله به صورت عمود در مرکز سطح بالایی استوانه توخالی قرار گرفته و مانند یک دستگاه با استوانه عمل می کند. قطر داخلی، ضخامت دیواره و ارتفاع استوانه توخالی به ترتیب (1±75) میلی متر، (1/0±5/1) میلی متر و (1±50) میلی متر است. سوراخ ها به صورت متقارن روی سطح بالایی استوانه توخالی ایجاد شده اند. که هنگام نفوذ، خارج شدن هوا را ممکن می سازد. دست کم باید دو سوراخ با قطر حداقل 6 میلیمتر علامت گذاری شده باشد. همان طور که در شکل های 1 و 2 نشان داده شده اند. مقیاس خوانش بر روی قاب محافظ و در مجاورت میله فلزی قرار گرفته است. قاب محافظ و استوانه توخالی، هر دو روی سطح صافی قرار می گیرند که بخش فوقانی میله فلزی باید پنج میلی متر پایین تر از بالای مقیاس خوانش باشد (یادآوری 2 را ببینید). قطر میله فلزی باید (5/0±5/4) میلی متر باشد. قطر داخلی غلاف فلزی باید (1/0±7/0) میلی متر بزرگتر از قطر میله فلزی باشد تا اصطکاک بین آن دو در هنگام لغزش به حداقل برسد.
یادآوری 1- تعداد و اندازه سوراخ ها ممکن است از کمترین مقدار بیان شده در بند 6-2 بیشتر باشد تا جرم مورد نیاز (10±45) گرم در سر نفوذ کننده فراهم شود. استوانه توخالی که در شکل 2 نشان داده شده است از جنس پلی وینیل کلراید (pvc) ساخته شده و دارای شش سوراخ در سطح بالایی است که هر سوراخ قطری در حدود 10 میلی متر دارد.
یادآوری 2- این عمل باعث می شود که میله فلزی به عنوان نشانه ای برای خوانش پایانی به کار برده شود و از این رو وقتی که سطح بتن در درون قالب به خوبی تراز شده باشد، می تواند همیشه در درون محدوده مقیاس خوانش قرار گیرد.
5-3- صفحه تخت (اختیاری)
باید طبق استاندارد بند 2-7 باشد.
5-4- میله ضربه زن
باید طبق استاندارد بند 2-4 باشد.
5-5- ظرف نمونه
تشت یا فرقانی که مانع خروج آب شده، دارای سطح غیر جاذب و به اندازه کافی بزرگ باشد که بتوان همه مخلوط را مجدد به هم زده و حجم کافی از بتن را برای پر کردن قالب در آن نگهداری کرد.
5-6- ظرف ریختن بتن خودتراکم
ظرفی مانع خروج آب که دارای حجمی به اندازه بتنی که برای پرکردن قالب مورد نیاز است.
5-7- سایر وسایل 
وسایلی مانند بیلچه و کمچه برای مخلوط کردن مجدد بتن در ظرف نمونه گیری، پرکردن ظرف ریختن بتن خودتراکم هر دو است.

✔ 6- نمونه ای از تخمین مقاومت بتن خود تراکم

6-1- از مخلوط تازه بتن خودتراکم طبق استاندارد بند 2-3 یا طبق استاندارد بند 2-5 نمونه برداری کرده در ظرف نمونه قرار دهید.

✔ 7- روش انجام آزمون تخمین مقاومت بتن خود تراکم

7-1- آزمون مقاومت بتن در برابر جداشدگی

باید بر روی یک سطح صاف، تراز، غیر جاذب مانند سطح بتنی یا صفحه تخت انجام شود. در محل هایی که سطح صاف و تراز در دسترس نیست، مانند کارگاه های ساختمان سازی از صفحه تخت استفاده کنید. هنگامی که از صفحه تخت استفاده می شود وضعیت قرار گرفتن آن باید به گونه ای باشد که به طور کامل ثابت شود. سطح کار را مرطوب کرده، هرگونه آب راکد روی آن را پاک کنید. هیچ عاملی نباید در سطح کار یا ظرف اسلامپ لرزشی مزاحمتی کند.
7-2- شرایط دستگاه نفوذ
استوانه توخالی را مرطوب کرده سپس دستگاه را به صورت افقی قرار داده و پیچ تنظیم را آزاد کنید. سر نفوذ کننده را بچرخانید تا مطمئن شوید که فضای بین غلاف فلزی وسیله فلزی فاقد هرگونه مانعی باشد. پیچ تنظیم را به آرامی و طوری ببینید که میله در درون غلاف نگه داشته شود.
7-3- مخلوط کردن دوباره نمونه
نمونه ای که طبق بند 6-1 نمونه برداری شده است دوباره با بیلچه یا کمچه به صورتی که بتن همگن شود در ظرف نمونه مخلوط کنید.
7-4- سطح داخلی قالب اسلامپ را مرطوب کرده، به صورت وارونه (از دهانه کوچکتر) روی سطح کار یا مرکز صفحه تخت قرار دهید.
7-5- پر کردن ظرف ریختن بتن خود تراکم
بلافاصله ظرف ریختن بتن را با بخشی از بتن خودتراکم برداشته شده از ظرف نمونه پر کنید. ظرف ریختن بتن را درون بتن خود تراکم کرده یا با کمچه بتن را درون ظرف بریزید. تقریباً 6 لیتر از آن را در سطح پلاستیکی ریخته و ظرف اسلامپ را در دفعات متوالی پر کنید. بتن مخلوط شده را به صورت یکنواخت در قالب بریزید و به آرامی سطح بالای آن را با استفاده از ابزار بند 5-4 صاف کنید. اجازه دهید تا بتن برای مدت (5±80) ثانیه ثابت بماند، سپس نفوذ را اندازه گیری کنید.
7-6- فرآیند پرکردن
قالب را بلافاصله با مخلوط scc با کج کردن ظرف ریختن بتن پر کنید. محل قرارگیری پایین ترین قسمت لبه ظرف نباید بیشتر از 125 میلی متر بالاتر از سطح بالایی ظرف آزمایش اسلامپ بتن باشد. از توزیع یکنواخت بتن بدون استفاده از میله یا ضربه به گوشه های ظرف اسلامپ در زمان پر کردن آن مطمئن شوید.
7-7- در صورت نیاز فرآیند بندهای 7-5 و 7-6 را تا هنگامی که ظرف اسلامپ به مقدار کمی بالاتر از لبه بالایی آن پر شود، تکرار کنید.
7-8- میله تسطیح کننده
به وسیله میله تسطیح کننده سطح بتن را صاف کنید. اجازه دهید تا بتن برای مدت (5±80) ثانیه بعد از اتمام مسطح کردن در قالب و قبل از محاسبه نفوذ تثبیت شود.
7-9- نصب دستگاه نفوذ
هنگامی که بتن تثبیت شد، دستگاه نفوذ را در بالای ظرف اسلامپ قرار دهید و مطمئن شوید که استوانه توخالی در وسط ظرف قرار دارد. (شکل 3 و یادآوری را ببینید).
یادآوری- گوشه های ظرف را تقریبا روی محیط ظرف اسلامپ تنظیم کرده و مطمئن شوید که استوانه توخالی در وسط ظرف قرار دارد.
7-10- اندازه گیری عمق نفوذ (pd)
7-10-1- خوانش اولیه
میله فلزی متصل به استوانه توخالی را با یک دست نگه داشته و پیچ تنظیم را آزاد کنید. استوانه توخالی را با دقت و تا حدی پایین بیاورید که فقط استوانه با سطح بتن مماس شود. پیچ تنظیم را محکم کرده و با خط نشانه ای که در بالای میله فلزی قرار دارد خوانش اولیه را برروی مقیاس خوانش انجام دهید.
بعد از انجام خوانش دستگاه نفوذ را بردارید. بین استفاده ها دستگاه را شسته و آب آزاد باقیمانده روی سطح استوانه توخالی و میله فلزی را با پارچه یا حوله کاغذی خشک کنید.

✔ 8- روش محاسبه تخمین مقاومت بتن خود تراکم در برابر جداشدگی

عمق نفوذ (pd) را طبق معادله زیر محاسبه کنید.
(1)                                                       Pd=d2-d1 
که در آن :
d1 خوانش اولیه برحسب میلی متر؛
d2 خوانش نهایی برحسب میلی متر.

✔ 9- نتایج تخمین مقاومت بتن خود تراکم

9-1- مشخصات طرح اختلاط بتن؛
9-2- عمق نفوذ (pd) تا نزدیکترین یک میلی متر.

✔ 10- دقت و اریب در تخمین مقاومت بتن خود تراکم

10-1 دقت در انجام تخمین مقاومت بتن خود تراکم
تخمین دقت این آزمون به صورت موقتی است. تکرارپذیری انحراف استانداردها بر روی پنج بهر تکراری مخلوط های scc که در هر چهار سطح متوسط عمق نفوذ تعیین شده است. در متوسط عمق نفوذ 3 میلی متر، تکرارپذیری انحراف استاندارد 1 میلی متر بوده و در متوسط عمق نفوذ 13 میلی متر، تکرارپذیری انحراف استاندارد 3 میلی متر است.
تفاوت در تکرارپذیری انحراف استاندارد در محدوده متوسط عمق نفوذ 3 تا 30 میلی متر متراکم است. میانگین تکرارپذیری انحراف استاندارد بیش از این محدوده متوسط عمق های نفوذ 2 میلی متر است.

10-2- اریبی
این روش آزمون اریبی ندارد، زیرا مقادیر تعیین شده تنها در شرایط روش آزمون تعیین می شود.
درجه مقاومت جداشدگی مخلوط بتن
معیار برای درجه های مختلف مقاومت جداشدگی در جدول الف-1 نشان داده شده است که این معیارها بر اساس ارزیابی مخلوط بتن خود تراکم با اندازه حداکثر اسمی سنگدانه ها در محدوده 5/9 میلی متر تا 25 میلی متر است. این معیارها با هم بستگی بین عمق نفوذ و جداشدگی محاسبه شده طبق روش آزمون استاندارد بند 2-6 توسعه یافته اند.

1- این معیار براساس استفاده از دستگاه نفوذ یک قالب اسلامپ وارونه توسعه یافته اند و برای مخلوط های بتن خود تراکم با مجموع شکستگی دانه های کمتر از 65 درصد معتبر هستند. معیارها ممکن است در صورتی که ظرف حاوی نمونه به جای قالب اسلامپ وارونه استفاده شود، تغییر کند.