ترکیب بتن و بچینگ بتن

نویسنده : کلینیک بتن ایران
تاریخ ثبت : 1398/12/07

بچینگ یا ترکیب بتن چیست و چگونه انجام می شود؟

SCC یکپارچه، زمانی حاصل خواهد شد که ذخیره سازی خوب، انباردای و بچینگ مواد بطور دقیق انجام شده است. عرضه کافی و پیوسته مواد خام ضروری برای تکمیل یک پروژه اهمیت بسیاری دارد. تغییر متوسط عرضه مواد خام یک پروژه ممکن است منتهی به عملکرد ناپیوسته ترکیب شود. برای مثال تغییر منبع خاکستر بادی می تواند منجر به تغییر هوای وارد شده به مخلوط و یا تغییر در لزوم مقدار افزودنی و نیز تغییر سیالیت یک ترکیب SCC مشخص، گردد. ذخیره سازی مواد خام باید طبق دستورالعمل های دقیق صورت گیرد، از قبیل مواردی که در ACI 30E یا سایر دستورالعمل های کاربردی و معادل ثبت شده اند. باید این اطمینان را ایجاد کرد که کل مواد پودری خشک و دارای جریان آزاد باشند تا امکان بچینگ درست و کارآمد فراهم گردد. توزیع مستمر اندازه ذرات مصالح برای تولید ویژگی های بتن SCC پیوسته (مستحکم) اهمیت دارد. مصالح باید به گونه ای ذخیره سازی شوند که مانع تفکیک شده و میزان رطوبت را پیوسته حفظ کنند. ذرات ریزتر در مصالح نشست می کنند، مخصوصاً در طول حمل و نقل باید مراقبت کافی در طول تخلیه مصالح صورت گیرد و ذخیره سازی سنگدانه ها به صورت لایه بندی باشد نه به صورت توده انباشته شده. یک روش برای کاهش جدا شدگی سنگدانه، تفکیک آن به چندین اندازه قابل کنترل تر از ماکزیمم تا مینیمم به نسبت سایز کمتر از 4 می باشد (برای سنگدانه های 25 میلی متر و کوچکتر). این تکنیک امکان انعطاف پذیری بیشتری در تنظیم ترکیب سنگدانه ها به منظور حفظ ثبات دانه بندی را فراهم می سازد. بنابراین تعداد بیشتری از محل های نگهداری و انبارها برای ذخیره سازی سنگدانه ها و توزیع آنها مورد نیاز است و این عملاً برای همه مکان ها، امکان پذیر نمی باشد.
انبارهای نگهداری سنگدانه ها و سیلوهای پودر باید تا حد ممکن پر شوند. پر کردن این انبارها (در شب قبل) به سنگدانه ها این امکان را می دهد که به شرایط رطوبتی پایدار دست یابند. با این وجود باید احتیاط کرد، اگر سنگدانه هایی با رطوبت زیاد در انبارها (در شب قبل) ذخیره شوند، رطوبت کافی در سطح کم شده و محتوی رطوبت سنگدانه های کف محفظه افزایش می یابد که ممکن است منجر به نوساناتی در عملکرد ترکیبات SCC در چند روز آتی شود. در بعضی از موارد، توصیه می شود در صورتی که سطح رطوبت بالا باشد اولین بخش سنگدانه ها در نوبت صبح برداشته شود.

کنترل رطوبت سنگدانه ها

یکی از رایج ترین دغدغه ها در طول تولید میدانی SCC، کنترل کافی رطوبت آزاد سنگدانه ها و پودرها در بتن می باشد. رطوبت اضافی و کنترل نشده باعث افزایش نسبت WV/PV، کاهش ویسکوزیته پلاستیک مخلوط و به صورت بالقوه موجب سیالیت بیشتر، ناپایداری، تفکیک و آب دهی می شود. رطوبت سنگدانه های ریز به میزان 6 تا 8 درصد پایدار شده است و این میزان برابر است با 50 تا 70 کیلوگرم در مترمکعب آب منتقل شده توسط سنگدانه های ریز در مخلوطی که از 850 کیلوگرم در مترمکعب ماسه استفاده می کنند. بنابراین برخورداری از دانش روزانه صحیح در مورد میزان رطوبت بسیار حائز اهمیت است.
در حال حاضر روش های متعدد و تجهیزات گوناگونی وجود دارند که برای کنترل میزان رطوبت مورد استفاده قرار می گیرند و می توانند به صورت دستی یا اتوماتیک طبقه بندی شود. روش های دستی شامل روش های آزمون استاندارد از قبیل ASTM C 56، روش آزمون برای کل میزان رطوبت قابل تبخیر سنگدانه ها از طریق خشک کردن، ASTM C 70، روش آزمون استاندارد برای رطوبت سطح در سنگدانه های ریز می باشد. این روش ها نیازمند یک تلاش تکنیکی جهت انجام آزمون و محاسبه میزان رطوبت مصالح می باشد.
آنها زمانی می توانند مورد استفاده قرار گیرند که تولید بتن SCC تحت مراقبت و نظارت کافی بر هر بچینگ انجام گیرد.
مشکل این است که با این روشها، رطوبت در یک نقطه از زمان واحد اندازه گیری می شود و تقریباً نسبت های یکسانی در آزمون ها ارائه می شود.
اگر ظرفیت موجود در میزان رطوبت متفاوت باشد مانند زمانی که بوران یا آب و هوای بسیار خشک حاکم است، باید یک صورتجلسه آزمون دقیق (که شامل آزمون مکرر رطوبت و بتن می باشد) جهت ایجاد عملکرد پایدار اجرا شود. بعضی از ولید کنندگان به ذخیره سازی سنگدانه ها در مکان های سرپوشیده مبادرت می ورزند تا بتوانند تاثیر تغییرات آب و هوا را به حداقل برسانند.
روش های تعیین رطوبت اتوماتیک شامل استفاده از رطوبت سنج در انبارهای سنگدانه و نیز در مخزن ترکیب می باشد. رطوبت سنج انبارهای سنگدانه عموماً طوری پیکربندی می شود که بازخورد سیستم بچینگ را به دنبال دارد. (به صورت اتوماتیک آب اضافه شده به بچینگ را برای جبران رطوبت سنگدانه ها تنظیم می کند). مطابق با تحقیقات صورت گرفته، رطوبت سنج ها به صورت منطقی برای سنگدانه های ریز مناسب می باشند نه برای سنگدانه های درشت. دستورالعمل های موقتی PCI بیان می کند که رطوبت سنج قادر است تا تغییرات 5 درصد را در میزان رطوبت در هر دو سنگدانه های ریز و درشت مشخص کنند.
ACI 304 عنوان می کند که دستگاه رطوبت سنج باید در نمونه های خشک کنندگی کوره ای به صورت ماهیانه مجدداً تنظیم شوند (و یا زمانی که اسلامپ بتن تولید شده پیوسته نباشد). مطالعات موجود نشان داده اند که این فرآیند تنظیم باید با دقت بیشتر انجام شود، به خصوص در مورد نمونه ای که از خشک کننده های کوره ای گرفته می شوند. این نمونه باید از نزدیکترین فاصله به رطوبت سنج برداشته شود. استفاده از یک رطوبت سنج دقیق که به درستی تنظیم شده باشد موجب تنظیم زمان واقعی در طی بچینگ و فرآیند ترکیب بوده و نیز موجب تولید یکنواخت و منسجم می گردد. اخیراً در یک بررسی ارزیابی کیفیت مجمع NRMC در ایالات متحده از تولید کنندگان درخواست نمود که تعداد دفعات استفاده از رطوبت سنج سنگدانه ای و نیز تعداد دفعات تنظیم رطوبت سنج خود را اعلام کنند.
زمانی که بحث تنظیم رطوبت مطرح شد 89 درصد اظهار نمودند که حداقل روزی یک بار رطوبت را کنترل می کنند یا از رطوبت سنج استفاده می کنند. 29 درصد عنوان نمودند که آنها این فعالیت را به صورت هفتگی انجام داده، 29 درصد ماهیانه و 21 درصد هر سه ماه یک بار، درحالی که 14 درصد عنوان نمودند این کار را سالیانه یا بیشتر انجام می دهند.
رطوبت سنج ها می توانند در محفظه ترکیب بتن نصب شوند. این رطوبت سنج ها میزان رطوبت ترکیب بتن را تعیین می کنند، زمانی که تمام یا کل مواد بسته بندی شده باشند و امکان افزایش آب در پایاین دوره فراهم شود. آنها می توانند در یک میکسر (بطور ثابت یا به عنوان یک رطوبت سنج چرخان متصل به بازوهای ترکیب) قرار بگیرند. مطالعه ای در مورد رطوبت سنج در میکسر منتشر شده که شامل یک آزمایش با دو میزان مشخص آب اندازه گیری شده، می باشد.
با توجه به موقعیت رطوبت سنج (ثابت یا چرخان)، نتیجه آزمایش، سطوح مختلف تکرارپذیری و خطا را در محاسبه میزان آب نشان می دهد. این ارزیابی با رطوبت سنج چرخان دقیق تر است.
در طول بچینگ، کل آب اندازه گیری شده با افزودن مواد یا مصالح تغییر می کند. به علاوه همگن سازی مخلوط نیز تغییر خواهد کرد. ارزیابی دقیق رطوبت با رطوبت سنج میکسر می تواند تا زمان 30 الی 45 ثانیه بعد از دسته بندی تمام مصالح جهت آمادگی برای پایدار سازی انجام شود. توصیه شده است که تولید کننده، این زمان پایدار سازی را با نماینده فنی شرکت (در امر محاسبه رطوبت) مورد بررسی قرار دهد. فقدان زمان مجاز پایدار سازی می تواند منتهی به عدم انطباق یا پیوستگی در ویزگی های تازه شود.

سنگدانه ها

ترکیب SCC

توالی و ترتیب فرآیند ترکیب بر پیوستگی تولید SCC تاثیر می گذارد، علاوه بر ترکیب بچینگ، MNL 116 عنوان می کند که زمان مورد نیاز ترکیب برای بتن به فاکتورهای متعددی بستگی دارد، از جمله اندازه بچینگ، کارآیی بچینگ، اندازه و درجه بندی مصالح، نوع میکسر، شرایط ترکیب تیغه ها و کارآمدی ترکیب خود میکسر. زمان ترکیب، زمان مورد نیاز برای رسیدن به ترتیب همگن بعد از افزودن تمام مصالح به میکسر است.
ترتیب و سرعتی که به وسیله آن مصالح به میکسر افزوده می شوند می تواند بر زمان ترکیب مورد نیاز تاثیر بگذارد. از آنجایی که ترکیبات SCC شامل مصالح نسبتاً ریز بیشتری هستند، ترتیب گذاری پودرها اهمیت ویزه ای دارد. اگر مصالح ریز نخست به مخزن میکسر اضافه شوند، هد پکینگ (HP) ممکن است اتفاق بیفتد. HP موقعیتی است که یک بسته توده فشرده از ذرات ریز به سر میکسر می چسبند و با بتن ترکیب نمی شوند و منجر به ایجاد ویژگی های ناپایداری خواهد شد. برای اجتناب از HP در یک میکسر درام، ACI 304 پیشنهاد افزایش 10 درصدی سنگدانه های درشت و آب را می دهد. اگر پودرهای ریز به آب اضافه شوند (قبل از افزودن سنگدانه ها) ممکن است گلوله ای شدن رخ دهد و این گلوله های پودر / سیمان نمی توانند خرد شوند و ترکیب آنها به صورت کامل انجام نمی گیرد. ترتیب بچینگ براساس میکسر و الزامات کارآمدی تولید در کارخانه متفاوت است. در بعضی از نمونه ها قبل از افزودن آب، مصالح خشک ترکیب می شوند، با این وجود نوعی ترتیب بچینگ مورد استفاده جهت به حداقل رسانی گلوله ای شدن در پودرهای بالاتر و نیز ترکیباتی با آب کمتر در یک میکسر درام در ذیل آمده است:

  1. سنگدانه درشت و %50˃ آب ترکیب
  2. پودرهای سیمان و سایر پودرهایی که به آرامی افزوده می شوند
  3. سنگدانه های ریز
  4. آب طبیعی

زمان بندی افزایش افزودنی ها می تواند بر ویژگی های SCC از قبیل سطح جریان اسلامپ یا پمپ پذیری بتن، حفظ کارایی و تولید محتویات هوا تاثیر گذارد. باید دستورالعمل تولید کننده مخلوط برای افزودنی های به کار رفته را به اجرا در آورد.
SCC می تواند در تمام انواع میکسرها ترکیب شود اما مخلوط سازی ناکافی بتن خود متراکم می تواند تاثیر منفی بر روی مقاومت فشاری و جریان اسلامپ داشته باشد. به خاطر تفاوت موجود در عملیات مخلوط سازی در میکسر، زمان ترکیب مورد نیاز برای دستیابی به ویژگی های SCC پیوسته متفاوت است.

 ACI 304 به ترسیم انواع میکسر در ادامه می پردازد:

  • میکسرهای بشکه ای: به شکلی است که پره های داخلی به داخل درام متصل است. عملیات مخلوط سازی در اینجا یک عمل خمشی بتن به داخل خودش می باشد و این میکسرها می توانند بخشی از یک میکسر اصلی بوده یا بار یک کامیون شوند. سرعت ترکیب در مقایسه با سایر انواع میکسرها پایین است. اینها از حداقل کارایی برخوردار می باشند یعنی اینکه زمان ترکیب برای رسیدن به ویژگی همگن SCC طولانی تر است. اگر SCC از طریق میکسر درام ترکیب شده یا توزیع شوند، کل آب شستشو باید از درام خارج شود (قبل از بچینگ مصالح). کنترل آب شستشو در درام های کامیون، یک مولفه کلیدی برای تولید مستمر SCC است.
    تولید کننده باید از هر نوع تفاوت بین کامیون ها آگاهی داشته باشد، از قبیل تیغه های خورده شده که می تواند بر عملیات ترکیب و در نتیجه بر زمان مورد نیاز ترکیب مصالح تاثیر منفی بگذارد. استفاده از کامیون هایی با کارآمدی ترکیب متفاوت در تولید SCC در یک پروژه ممکن است منجر به ایجاد ناهماهنگی در ویژگی های ارزیابی شده، گردد.
    توصیه می شود که تولید کننده یک مجموعه کنترل شده کامیون ها را برای یک پروژه SCC مشخص انتخاب کند.
  • میکسرهای میله عمودی: این میکسرها می توانند میکسرهای سیاره ای با چندین بازوی ترکیب چرخان باشند که متصل به یک میله چرخشی مرکزی می باشند. و نمونه دیگر میکسرهای پن چرخان 
    می باشند.
  • میکسرهای پاگمیل: این میکسرها دارای یک محفظه ثابت با یک میله افقی هستند. تیغه های ترکیب ساز به میله ها متصل می شوند که می توانند از ترکیبات متفاوتی برخوردار باشند، مانند تیغه های چرخشی / نواری، سرعت ترکیب کند بوده و ممکن است نیازمند زمان ترکیب مشابه با میکسر درام باشد.
    میکسر دیگر که در ACI 304 شفاف سازی نشده است، میکسر دو میله ای است. اینها میکسرهای بسیار کارآمد و پرسرعت بوده که اساساً در کارخانه های پیش ساخته استفاده می شود. زمان ترکیب در مقایسه با سایر انواع میکسرها پایین تر خواهد بود. آنها SCC را بسیار خوب و مطلوب ترکیب می کنند.
  • میکسرهای ولومتریک یا میکسرهای حجمی: این میکسرها واحدهای کاملی هستند که سنگدانه ها، سیمان، آب و ترکیبات موجود در یک خودرو را حمل می کنند. آنها در کل برای پروژه های با حجم کوچکتر استفاده می شوند. ترکیب در یک میکسر نوع پیچی رخ می دهد و SCC به صورت موفق در این میکسرها تولید می شوند (. باید ترکیب موجود قبلاً آزمایش شود، اما زمان ترکیب لزوماً قابل تنظیم نیست.

نسبت حجم مخلوط به ظرفیت میکسر بر ویژگی های تازه SCC و یا زمان ترکیب مورد نیاز برای دستیابی به ویژگی ها یمطلوب تاثیر می گذارد. این تاثیر برای میکسرهایی با کارایی کمتر از قبیل میکسرهای درام در نظر گرفته شده است و اندازه بچینگ جهت ظرفیت کامل افزایش می یابد. اگر بچینگ ها با اندازه های متفاوت و یا SCC مشابه تولید شوند باید به این تفاوت ها توجه نمود و فرآیند ترکیب را نیز تنظیم کرد. اکثر تولید کنندگان بتن از یک ظرفیت برآورد شده برای تجهیزات خویش برخوردارند و توصیه های آنها باید مدنظر قرار گیرد.
نوع ترکیب SCC که برای بچینگ استفاده می شود بر زمان مورد نیاز ترکیب تاثیر می گذارد. ترکیباتی با ویسکوزیته پلاستیکی (خمیری) بالاتر نیازمند یک مخلوط سازی ملات طولانی تر است. در یک مطالعه و تحقیق منتشر شده، داده ها بیانگر عملکرد بالا و خود متراکمی بتن بوده و این نشان دهنده ی زمان پایدار سازی (زمان ترکیب مورد نیاز برای دستیابی به خواندن آمپر سنج میکسر پایدار می باشد) به عنوان تابعی از نسبت آب به سیمان (W/C) با دو محتویات سیمان متفاوت و دو مقدار HRWR است. این تحقیق نشان داد که ترکیباتی با نسبت بالاتر W/C نیازمند زمان ترکیب کوتاه تری در مقایسه با ترکیباتی با W/C پایین تر می باشند. به وسیله استفاده از گراف ارائه شده در مرجع 13، نویسنده کل محتویات آب در هر مترمکعب را برآورد نموده و آن را در برابر زمان پایدار سازی به تصویر کشیده است.. یک تولید کننده بتن که به طراحی یا تولید ترکیبات SCC متعدد می پردازد، می داند که یک ترکیب SCC با محتوی آب کمتر، نیازمند مخلوط سازی بیشتری برای تولید ویژگی های پایداری است. در شرایط برابر، آب بیشتر در هر حجم واحد بتن موجب تسهیل در فرآیند ترکیب می شود.

مخلوط کننده

رهاسازی مخلوط جهت استفاده

زمانی که تمام مصالح بچینگ شده و مخلوط می شوند، باید این ارزیابی صورت گیرد که آیا ترکیب SCC، آماده رها سازی است. اکثر شرکت های تولیدی مانند کارخانه های پیش ساخته، فرآیند بچینگ و ترکیب را از موقعیت مرکزی نظارت می کنند. این فرآیند شامل ترتیب گذاری مصالح و میزان افزایش مصالح بوده که از این محل کنترل می شود.
به علاوه زمانی که تمام مواد با مصالح اضافه کردن اپراتور بچینگ در بعضی از موارد به نظارت مصرف برق میکسر و یا زمان واقعی یا نسبت W/C در محفظه ترکیب خواهد پرداخت. مصرف برق میکسر ممکن است با آمپرسنج نمایش داده شود، مانند موردی که در تصویر 10-12 نشان داده شده است یا گاهی اوقات در صفحه کامپیوتر نشان داده می شود. باید بعد از بچینگ مواد، به آمپرسنج فرصت داد تا تثبیت شود، سپس اقدام به خواندن آن نمود. زمان تثبیت، مشابه با رطوبت سنج محفظه ای است. یک مطالعه نشان داده که این زمان ها ممکن است بسیار مشابه بوده و می تواند برای تعیین زمان ترکیب مورد نیاز در یک میکسر و یا مجموعه ای از نسبت های مخلوط مورد استفاده قرار گیرد. پرسنل بچینگ به نظارات بر خواندن آمپرسنج خوااهند پرداخت و زمانی که به میزان مصرف مورد نظر رسیدند و عقربه تثبیت شد، بچینگ ها برای استفاده آزاد می شوند. ارقام بالاتر آمپرسنج بیانگر این هستند که میکسر سخت تر کار کرده تا بتن را مخلوط کند. این به صورت سنتی حاصل یک اسلامپ پایین تر و بتن سفت تر می باشد.
در سایر موقعیت ها، فشارسنج ها که جهت سنجش اسلامپ شناخته شده اند بر روی کامیون های بتن آماده نصب شده است کنتورهای اسلامپ سنج به نظارت بر فشار هیدرولیک ضروری جهت برگرداندن میکسر می پردازد. نتایج حاصل از این سیستم می تواند تحت تاثیر تعدادی از متغیرها قرار گیرد (جدا از ویژگی های بتن از قبیل اندازه بچینگ، سرعت ترکیب و شرایط تیغه میکسر).
آیا در استفاده از آمپرسنج یا فشارسنج اصول اساسی مشابه بکار می رود؟ یک کنتور، از مصرف انرژی یا خواندن فشار به عنوان یک شاخص مقاومت مخلوط بتن استفاده می کند، این مفهوم مشابه با روش عملکرد رئومتر بتن است. مطالعات قبلی بیانگر تشابه عملکرد رئومتر بتن و اسلامپ سنج بوده اند. درحالی که سایر مطالعات معادله هایی را پیشنهاد داده اند که با آن پایداری رئولوژیکی حاصل از مصرف انرژی میکسر پن را پیش بینی می کند.
در اینجا هدف پیش بینی رئولوزی از مصرف انرژی در تجهیزات ترکیب نیست، بلکه هدف درک مفیدتر استفاده از این تجهیزات جهت کنترل تولید SCC است. برای فهم بهتر مفهوم داده ها، در مورد این تجهیزات یک مرور کلی از ارزیابی رئولوژیکی بتن ضروری است.
ثابت های رئولوژیکی از تنش تسلیم و ویسکوزیته قبلاً در فصل سه مورد بحث و بررسی قرار گرفت. برای تعیین آن پارامترها در یک ترکیب بتن، یک رئومتر بتن مورد نیاز است، یکی از آنها رئومتر IBB است. عملکرد آن به صورت اندازه گیری یک میزان گشتاور به عنوان یک ایمپلر چرخشی H شکل (در یک حرکت سیاره ای) است که در میان آن یک نمونه بتن با سرعت های معین، می چرخد. 
بیشتر میکسرهای مرکزی صرفاً قادر به ترکیب نمودن هستند، از این رو مصرف برق را در یک سرعت واحد اندازه گیری می کنند. بنابراین نمی توان در این نقطه زمانی، محور ترسیم کرده و نتیجه گیری خطی کرد. اما برای کامیون های میکسر بتن که مجهز به اسلامپ سنج هستند می توان سرعت را تغییر داده و نمودار سرعت ترکیب را در مقابل فشار هیدرولیک ترسیم نموده. تعیین نسبت ترکیبات بتن خود تراکم بسیار مهم است.
با این وجود اکثر تولید کنندگان، خواه در بچینگ مرکزی یا در یک کامیون از خواندن فشار/ سرعت واحد برای نظارت جریان اسلامپ استفاده می کنند. در انجام این امر، تولید کننده باید به خاطر داشته باشد که خواندن اسلامپ سنج یا آمپرسنج تحت تاثیر هر دو تنش تسلیم (جریان اسلامپ یا اسلامپ) و ویسکوزیته (چسبندگی) ترکیب قرار دارد. تصویر زیر نشان دهنده این است که ترکیبات A، B و C آزمون شده و مصرف برق یا گشتاور آنها در یک سرعت واحد اندازه گیری شده است. از این نقطه سرعت واحد یک خط نقطه دار عمودی به خطوط متقاطع A، B و C کشیده شده است. این نقطه تقاطع، به یک گشتاور واحد آمپر یا مقدار فشار بر روی محور Y مرتبط است. این چیزی است که زمان خواندن مصرف برق نقطه واحد در یک میکسر بتنی رخ می دهد. در این مثال، به درستی تفاوت جریان اسلامپ بتن ترکیبات A و B پیش بینی می شود، زیرا ویسکوزیته های آنها مشابه هستند. اما در ترکیبات B و C به علت تفاوت در ویسکوزیته، میزان اسلامپ و یا جریان اسلامپ را نمی توان پیش بینی کرد. در این مورد خواندن گشتاور، آمپر یا فشار برای مخلوط B بیشتر از مخلوط C است. اما به لحاظ نظری این دو ترکیب باید دارای جریان های اسلامپ مشابه باشند (همان طور که از طریق مقادیر تنش/ محور Y برابر بیان شد). تفاوت در ارزیابی نقطه واحد به علت ویسکوزیته بالاتر ترکیب B است و این اساساً بیانگر این است که تکنیک کاربرد خواندن مصرف برق/ سرعت واحد می تواند شاخص تغییر تنش تسلیم باشد، در صورتی که ویسکوزیته ثابت باشد یا در موردی که ویسکوزیته تغییر کند، تنش تسلیم باید ثابت باشد. در هر صورت نباید هر دو همزمان اتفاق بیفتند.

گشتاورد نسبت به سرعت برش

در این سیستم، تنظیماتی در افزودنی های معین و بدون ایجاد تغییر نسبت های مخلوط انجام گرفته است. این تغییرات موجب افزایش ویسکوزیته مخلوط شده، درحالی که یک اسلامپ مشابه حفظ شده است.
اپراتور بچینگ، در قبال تغییرات رئولوژیکی موجود در ترکیب قبل از اعمال تغییرات در فرآیند تولید، آموزش ندیده است. وی نیازمند مطالعه خاص آمپرسنج (قبل از تخلیه دستی) می باشد. با افزایش ویسکوزیته ترکیب (ترکیب 2 در برابر ترکیب 1)، خواندن آمپرسنج در حال حاضر بالاتر از مورد پیش بینی شده را نشان می دهد زیرا ترکیب 1 زودتر به مخلوط HRWR اضافه شده بود، وی این فرض را مطرح نمود که میزان رطوبت نادرست بوده و تصمیم گرفت تا آب را برای کاهش عدد آمپرسنج اضافه کند.
زمانی که آب به یک ترکیب بتن افزوده می شود، تنش تسلیم و ویسکوزیته کاهش می یابند. زمانی که آب برای کاهش عدد آمپرسنج تا سطح ترکیب اصلی 1 افزوده می شود، تنش تسلیم پایین تر (ترکیب 3) به دست می آید. این مورد در محل بتن ریزی زمانی که مخلوط هایی با اسلامپ بالاتر از میزان تولرانس ماکزیمم وارد می شوند، کاملاً مورد تایید قرار گرفته است. علاوه بر این، مقاومت های تراکمی پایین تر از میزان پیش بینی شده (ناشی از آب اضافه شده) بوده است.
بنابراین اگر تغییرات در یک ترکیب بتن صورت گیرد، تاثیرات ممکن بر بچینگ و فرآیند ترکیب باید پیش بینی شده و انتقال یابد. این در مورد SCC از اهمیت زیادی برخوردار است، به خصوص اگر انواع متفاوت مخلوط SCC تولید شوند یا اگر مخلوط شامل افزودنی های اصلاح ویسکوزیته (VMAs) یا سایر افزودنی ها باشد که می تواند بر ویسکوزیته تاثیر بگذارد. آمپرسنج یا اسلامپ سنج باید با جریان اسلامپ و زمان T50 هر مخلوط SCC که تولید می شوند تنظیم شود.

آمپرسنج نسبت به سرعت برش

اصلاح رویکرد

زمانی که بحث تولید پیوسته SCC مطرح است و یا زمانی که هر مخلوط بتنی را بررسی می کنید، باید یک حوزه توسعه کنترل بچینگ و فرآیند مخلوط مدنظر قرار گیرد. توسعه می تواند به شکل آموزش اپراتور بچینگ باشد همچنین می تواند به شکل توسعه تجهیزات و رویه های نظارت باشد. کلید کشف یک فرآیند بچینگ صنعتی موثر، انتخاب شاخص های اصلی مناسب در عملکرد و کیفیت می باشد. صنایع پیشرفته از قبیل شیمیایی به صراحت اهداف خود را مشخص نموده و به نظارت انواع متغیرها در طول تولید می پردازند تا از کیفیت نهایی اطمینان حاصل کنند.
برای نمونه در طول تولید پلیمرهای معین، زمانی که مواد خام درون رآکتور وارد می شوند، تولید کننده ممکن است دما، PH، ترکیب، فشارهای پمپ چرخشی و سایر متغیرها را نظارت کند تا اطمینان یابد که واکنش شیمیایی در مقادیر درست صورت گرفته و به پارامترهای صحیح دست یابد. با این وجود در تولید بتن اکثر تولید کنندگان از شاخص اصلی کیفیت تولید در ترکیب برخوردار نیستند، آنهایی که از اسلامپ سنج یا آمپرسنج و یا رطوبت سنج داخلی استفاده می کنند و تولید کننده صرفاً یکی از آنها را مورد استفاده قرار می دهد.
علاوه بر نظارت بر مصرف برق میکسر و نسبت W/C بچینگ در طی تولید بتن، این امکان وجود دارد که به نظارت بر زمان بررسی پایدارسازی بتن پرداخته و از آن به عنوان شاخص کیفیت بچینگ استفاده کند.
همان طور که در تصویر 10-10 اشاره شده است، زمان تثبیت برای یک ترکیب مشخص (با اندازه معین بچینگ، نوع و اندازه میکسر) تحت تاثیر محتوای آب آن مخلوط قرار دارد. هر میزان که آب در بچینگ ها بیشتر باشد، قرائت زمان پایدارسازی کوتاه تر است. بنابراین به صورت تئوریکی، تولید کنندگان بدون رطوبت سنج محفظه ای م یتوانند از این به عنوان یک تکنیک نظارت بر تولید، جهت تایید کلی میزان مناسب آب استفاده کنند.
نظارت بر متغیر های چندگانه در طول تولید، گزینه ای برای توسعه بیشتر استمرار تولید SCC است. مولف از هیچ نرم افزار تولید بتنی که زمان بتنی که زمان تثبیت را نظارت کند (که به جهت کنترل تولید استفاده شود) آگاهی ندارد.
بنابراین در این زمان باید دو ارزیابی برای مصرف قدرت میکسر و نسبت  W/C بچینگ وجود باشد، اگر یک کارخانه تولید بتن بتواند به صورت اتوماتیک هر دوی اینها را نظارت کند، آنها می توانند بصورت توام برای کنترل تولید بیشتر استفاده شوند. یک ماتریس زمانی می تواند ایجاد شود که بررسی مصرف برق در محور X ترسیم می شود و بررسی نسبت W/C بر روی محور Y (تصویرزیر). نقاط مرکزی که از طریق خطوط توپر نشان داده می شوند (از هر دو محور) نتایج بررسی ها برای ترکیب تولید شده هستند و خطوط نقطه دار زنجیره ای که از طریق تجربه و عمل تعیین می شوند متغیرهای قابل قبول می باشند. این ماتریس مجموعه ای از نسبت های ترکیب را در بردارد که به صورت منظم تولید شده اند و هیچ تغییری در مواد خام رخ نداده است.
چهارگوش چپ پایینی18 به عنوان حوزه ای تعریف شده است که مصرف برق پایین تر از میزان مصرف هدف است (توام با آب که کمتر از میزان هدف در نظر گرفته شده است). این نشان می دهد که این ترکیب دارای آب کمی بود، اما به راحتی ترکیب می شود. همان طور که بحث و بررسی ها نشان داد آب کمتر، سطح جریان اسلامپ را پایین آورده و ویسکوزیته یک ترکیب را افزایش می دهد و منجر به مصرف برق بالاتری خواهد شد. بنابراین در این موارد، کنترل کیفیت برای بررسی و تعیین علت این اختلاف ضروری می باشد. بدین صورت چهار گوش بالا سمت راست مصرف محدوده ای است که رطوبت با نسبت W/C بالاتر از حد معمول است، اما مصرف برق نیز بالا است. بطور کلی در شرایط مساوی آب بیشتر منجر به سیالیت بالاتر و ویسکوزیته پایین تر می شود که مصرف برق بیشتر را در پی دارد.
بررسی های ماتریس در این دو چهار گوش بیانگر مشکلات جدی تر تولید می باشد که باید مورد بررسی قرار گیرند.

سیالیت پایین یا ویسکوزیته خیلی بالا زمانی که میزان آب بالا باشد- مشکل در تجهیزات طراحی مواد یا بچینگ می باشد. کاهش آب و افزایش HRWR سیالیت بسیار بالا ویسکوزیته
بسیار پایین می باشد
تنظیم با کاهش آب
ماکزیمم نسبت آب به سیمان
 افزایش HRWR   کاهش HRWR
سیالیت بسیار پایین ویسکوزیته بسیار بالا
زمانی که میزان آب پایین باشد
تنظیم با آب ذخیره
کاهش HRWR و افزایش آب زمانی که میزان آب پایین باشد سیالیت بسیار بالا ویسکوزیته بسیار پایین
می باشد مشکل در تجهیزات طراحی
مواد یا بچینگ می باشد

رطوبت اتوماسیون به نسبت W/C و ماتریس مصرف برق

مطالعه ماتریس در چهارگوش های بالا به سمت چپ و یا پایین به سمت راست 18 معرف نواحی ای می باشد که تنظیمات آب می تواند اعمال گردد. در قسمت بالا به سمت چپ، قرائت رطوبت بسیار بالا است و مصرف برق پایین است که نشان می دهد آب باید در ترتیب بچینگ های بعدی کاهش یابد. در قسمت پایین به سمت راست، کل رطوبت ترکیب پایین بوده و مصرف برق بالا است. بدین معنی است که باید آب تمیز افزوده شود. در مواردی که خواندن رطوبت در حد هدف است اما خواندن مصرف برق بالاتر یا پایین تر است. مقدار HRWR می تواند تنظیم شود تا جریان اسلامپ کاهش یا افزایش یابد و به سمت مرکز ماتریس حرکت کند. با این وجود اگر خواندن مصرف برق در حد هدف باشد، اما خواندن رطوبت بالاتر یا پایین تر از میزان هدف باشد، می توان تنظیم اولیه برای آب و HRWR به منظور حرکت به سمت مرکز ماتریس را اعمال نمود، با این وجود نتایج در این حوزه ها می تواند معرف یک ماده بالقوه، تجهیزات یا موضوع بچینگ باشد که باید مورد بررسی قرار گیرد. اگر این رابطه مورد استفاده قرار گیرد لازم است برای هر ترکیب SCC و هر کارخانه اعمال شود. در حال حاضر مولف حداقل یک کارخانه کنترل بچینگ بتن را می شناسد که می تواند بر مصرف برق و نسبت W/C در روی همان صفحه نظارت داشته باشد و نه در مورد یک ماتریس که قبلاً ذکر شد. مولف تولید کننده ای را نمی شناسد که مشخصاً به زمان تثبیت نظارت کند و از آن به عنوان یک شاخص اصلی کیفیت بچینگ استفاده کند.
گزارش شده ابزار دیگری که برای نظارت بر بچینگ ها مورد استفاده قرار می گیرد برای اندازه گیری ویژگی های رئولوژیکی مخلوط در نظر گرفته شده و در ابعاد تجاری موجود است. این ابزار شامل یک پروب متصل به یک بازو و در داخل میکسر بوده که مقاومت ترکیب بتن تا حرکت و جابجایی پروب از طریق آن (در طول ترکیب) را اندازه گیری می کند. این اطلاعات به داده های رئولوژیکی (که در نرم افزارهای تخصصی مورد استفاده قرار می گیرد) تبدیل می شود. در حال حاضر این پروب صرفاً برای تولیدکنندگان بتن پیش ساخته بازاریابی می شود (به خاطر انواع میکسر به کار رفته در این صنعت در برابر میکسرهای درام در بتن آمده استفاده می شود). اگر چه براساس اطلاعات نویسنده تعداد محدودی از این پروب ها در کارخانه های پیش ساخته در آمریکای شمالی نصب شده اند. اما هنوز توسعه تجهیزات نیازمند توسعه بیشتر تکنولوژی SCC می باشد.

سایر ملاحظات

مخلوط ها با ویسکوزیته بسیار بالا به زمان ترکیب طولانی تری نیاز دارند و می توانند یک تنش نسبتاً بالاتری را بر روی میکسر اعمال کنند. ACI 304 عنوان می کند که میکسر باید برای شروع و خاتمه تحت شرایط بار کامل طراحی شود و اکثر میکسرها می توانند این کار را انجام دهند. با این وجود یک گزارش عنوان نموده که ترکیباتی با wv/pv بسیار پایین باعث لغزش دستگاه های سنگ شکن در طول تولید شده و میکسرها را از کار می اندازد. در این صورت کاهش اندازه بچینگ باعث کاهش مصرف برق میکسر می شود.
ترکیب سریع تر باعث ایجاد مخلوط بهتر و یا زمان ترکیب کوتاه تر نمی شود. مثالی از این مورد در حوزه بتن با عملکرد بالا (HPC) ارائه شده است. بتن با عملکرد بالا در عرشه های پل در ایالات متحده استفاده می شود و اغلب با استفاده از فوم سیلیکا و یک نسبت W/C پایین نسبت بندی می شود. برای این سیستم ها، بتن در کامیون های میکسر به محل پروژه منتقل می شود. این ترکیبات می توانند کاملاً ویسکوز باشند و در طول ترکیب، ممکن است به دیواره های میکسر درام بچسبند. در یک دستورالعمل مربوط به HPC که توسط FHA منتشر گردیده است توصیه می شود که برای HPC ترکیبی کامیون، سرعت ترکیب درام کاهش یابد (به خاطر ماهیت چسبندگی مخلوط) و اندازه بچینگ تا 70 درصد ظرفیت کاهش یافته تا کارایی مخلوط افزایش پیدا کند. سرعت پایین تر ترکیب، امکان ایجاد جریان آرام ویسکوزیتی مخلوط و کارایی بهتر ترکیب را فراهم می سازد و دیگر مخلوط به راحتی به دیواره درام 
نمی چسبد و همین روش می تواند برای مخلوط با ویکوزیته بالا در مقابل مخلوط با ویسکوزیته پایین به کار رود.
انتقال مواد از آزمایشگاه های کنترل شده و کوچک برای تولید SCC با استفاده از تجهیزات صنعتی یک مرحله مهم در توسعه هر برنامه SCC است. فرآیند انتقال کامل باید همه چیز را مدنظر قرار دهد، از جمله ذخیره سازی و نگهداری مواد، تجهیزات بچینگ، دقت و صحت تجهیزات ترکیب و در نهایت برای پروتکل در زمینه خارج شدن بچینگ ها، ارائه یک دستورالعمل گام به گام برای ترکیب نمودن هر نوع SCC جهت استفاده در انواع ذخیره سازی، بچینگ و تجهیزات ترکیب امکان پذیر نمی باشد.
متخصص باید در صدد درک علت کاربرد تجهیزات و امکانات خویش باشد و اینکه چگونه یک مخلوط SCC خاص ممکن است در طول فرآیند واکنش نشان دهد. هدف یک انتقال کنترل شده دقیق، در نهایت، توانایی جهت تولید SCC خوب و پایدار با مداخله کمتر نیروی انسانی در طول فرآیند و یا بعد از آن در حوزه رفع عیوب می باشد. بچینگ مستمر و فرآیند ترکیب یک مولفه کلیدی برای تولید SCC با کیفیت است. خطاها و انحراف های حاصل از این فرآیند باید ثبت شده و هنگام عیب یابی عملکرد ترکیب مبادله شود. یک فرآیند باید ارتباطی صریح و روشن به عنوان بخشی از برنامه کنترل کیفیت ارائه نماید.

جهت اطلاعات بیشتر در زمینه تولید و فروش بتن و محصولات مرتبط و همچنین اطلاع از قیمت روز بتن می توانید با شرکت مهندسین مشاور مهرازان پایدار با نام نشان تجاری ثبت شده کلینیک بتن ایران با شماره 02145872 واحد مهندسی تماس حاصل نموده و یا جهت اطلاعات بیشتر در این زمینه به وب سایت رسمی شرکت WWW.CLINICBETON.IRمراجعه فرمایید.

سایر مقالات
آزمایش های بتن و اجزای آن
آزمایش های بتن و اجزای آن
آزمایشات بتن از دیگر موارد واجبی است که می بایست در عمل آوری حتماً انجام شود. توجه به نوع آزمایشات و اجزای آن دارای اهمیت فوق العاده ایست که باید رعایت شود. به بررسی مراحل آزمایشات و اجزای آن می پردازیم.
ادامه مطلب
پوشش بتن بر پایه پلی اوره-پلی یوریا
پوشش بتن بر پایه پلی اوره-پلی یوریا
استفاده از پوشش‌های سطحی بتن یا کوتینگ ها به منظور محافظت سطحی بتن از عوامل مخرب شیمیائی و مخربهای سایشی مورد توجه می باشد. سازه های بتنی صنعتی، سازه های دریائی و تاسیسات آبی و فاضلابی بیشترین عوامل مخرب بتن را دارند. این پوشش‌ها معمولاً بر پایه مواد پلیمری آلی هستند که مقاومت بالائی را در برابر عوامل شیمیائی خورنده دارند. استفاده از پوشش‌های معدنی عمدتاً به منظور محافظت در برابر سایش صورت می‌گیرد. پوشش‌های متعارف در این صنعت شامل اپوکسی ها، آکریلیک ها، سیلیکونها، پلی اورتانها و پلی اوره ها می باشند. انتخاب نوع پوشش بسته به نوع و شدت عوامل خورنده و شرایط اجرای پوشش متفاوت است.
ادامه مطلب
بتن های پر مقاومت
بتن های پر مقاومت
بتن پر مقاومت بتنی است دارای مقاومتی برابر یا بیش از  41 مگاپاسکال باشد نسبت آب به سیمان در این بتن ها از 0/25  برای مقاومت بیش از 80 مگا پاسکال در سن 56 روزه تا 0/4  برای برخی بتن ها در سن 28 روزه متغیر است . مهمترین عوامل در تولید بتن پر مقاومت عبارت است
ادامه مطلب
طرح اختلاط های بتن خودتراکم
طرح اختلاط های بتن خودتراکم
بنا به درخواست های فراوان جهت این نوع طرح اختلاط واحد فنی کلینیک بتن ایران، این متن را آماده و تدوین کرده که در اختیار مهندسین عزیز قرار می دهد.

الوین (Lwin) نمونه‌هایی از طرح اختلاط‌های SCC مورد استفاده در آمریکا را به شرح جدول زیر ارائه کرده است. وی مقدار جریان اسلامپ برای بتن SCC را بین 25 تا 27 اینچ (64 تا 69 میلیمتر) ذکر می‌کند.
ادامه مطلب