کتاب راهنمای جامع اجرای اجزای بتنی سازه‌ها ۲

(معرفی بتن، انواع بتن و بتن‌های ویژه )

کتاب حاضر با عنوان کتاب راهنمای جامع اجرای اجزای بتنی سازه‌ها ۲ در طی چندین سال تدریس درس اجرای سازه‌های بتنی به منظور آموزش به دانشجویان عزیز شکل گرفت و در طی ۲۸ سال علاوه بر نگارش آن، سعی گردید تا مطالب نگارش شده نیز به روز و روش‌های نوین اجرای اجزای بتنی سازه‌ها به آن اضافه گردد.

بتن

بتن مصالحی شبیه به سنگ است که از گرفتن مخلوط متناسبی از مصالح سنگی (شن و ماسه)، سیمان، آب و در برخی مواقع مواد افزودنی، پوزلان و شبه سیمانی، در درون قالبی با شکل و ابعاد مورد نظر و در اثر فعل و انفعالات شیمیایی بین آب و سیمان، به­‌وجود می­آید.

مطالعات عصر اخیر در مورد بتن

مطالعاتی که در عصر اخیر در مورد بتن و انواع آن شکل گرفته است، باعث شده تا پیشرفت‌­های فراوانی در این زمینه رُخ داده و عملکرد و دوام (پایایی) این ماده ساختمانی، به­‌طور شگفت­‌آوری بهبود یابد. در سال­‌های اخير تحول عظيمی در تکنولوژی بتن و پيدايش بتن­‌های جديد صورت گرفته است. اين تحولات منجر به پيدايش بتن‌هايی با خواص مختلف شده است و انواع مختلفی از بتن بسته به مصالح تشکیل دهنده و طراحی مخلوط آن، روش ساخت، منطقه‌­ای که در آن استفاده می­‌شود و نوع هیدراسیون به­‌وجود آمده است.

نتایج مطالعات عصر اخیر روی بتن

بايد اذعان داشت که نتايج تحقيقات سال‌­های اخیر می‌تواند نگرش تازه‌ای به بتن به­‌عنوان يک ماده ساختمانی پُرمصرف بدهد. اين نتايج منجر خواهد شد تا ديدگاه بتن به‌­عنوان تنها يک ماده با مقاومت فشاری خوب به کلی دگرگون شده و خواص جديد بتن‌های نوين، نظر اکثر دست اندرکاران پروژه‌های عظيم عمرانی را در جهان به خود معطوف سازد.

انواع بتن

بتن بسته به­‌شرایط استفاده و کارایی آن، انواع مختلفی دارد. انواع مختلف بتن، دارای ویژگی­‌های خاصی هستند که هر یک از آنها را برای استفاده در شرایط خاص، منحصربه­‌فرد می‌کند. فارغ از مزایای فوق، بتن جسمی با مقاومت کششی ضعیف است که سبب می­‌گردد نتوان از آن در اعضای کششی و یا قسمت‌­هایی از عضو بتنی که تحت تاثیر کشش می­‌باشند، استفاده نمود.

غلبه بر مقاومت کششی کم بتن

برای غلبه بر مقاومت کششی کم بتن، می­‌توان بسته به شرایط، بتن را در قسمت­‌هایی که تحت تاثیر کشش قرار دارند، توسط آرماتورهای فولادی مسلح نمود.

آماتورهای فولادی

امروزه جهت مسلح نمودن بتن علاوه بر استفاده از آرماتورهای فولادی از شبکه‌­های جوش شده از مفتول فولادی، پروفیل­‌های ساختمانی، ورق­ه‌ای فولادی، انواع الیاف، کابل­‌های پیش‌­تنیدگی (مفتول (تاندون)، رشته و رشته­‌های بافته شده از چند رشته) و کامپوزیت­‌های FRP (آرماتور، میله­‌های دست‌­ساز، مش، تسمه (نوار و لمینیت)، پارچه­ (ورق یا صفحه)، پارچه­ هیبرید، کابل­‌های پیش­تنیدگی (مفتول (تاندون)، نوارهای پیش­تنیدگی و پروفیل­‌های پیش­‌ساخته ساختمانی) نیز استفاده می‌­گردد.

قالب‌بندی، کفراژبندی، برپایی شمع‌های منفرد یا داربست‌بندی

یکی از پُراهمیت­‌ترین مراحل اجرای اجزای بتنی سازه­‌ها، قالب­‌بندی، کفراژبندی و برپایی شمع­‌های منفرد و یا داربست­‌بندی جهت اجرای تیرها و دال‌­ها می‌­باشد که می‌­تواند تاثیرگذارترین بخش از فرآیند اجرای قطعات بتنی از منظر اقتصادی و زمان اجرای پروژه به­‌شمار آید. از این رو رعایت نکات اجرایی، نگه­داری، کیفیت اجرا و به­‌کارگیری بهترین نوع مصالح جهت قالب، کفراژ و شمع­‌های منفرد یا داربست، تاثیر فراوانی بر کل پروژه خواهد داشت.

در مجموعه چهار کتاب راهنمای جامع اجرای اجزای بتنی سازه‌­ها سعی می­‌گردد علاوه بر بیان کلیات تجهیز کارگاه، قالب‌­بندی، آرماتوربندی و بتن‌­ریزی، به آشنایی با اجزای قالب‌­بندی، اجزای آرماتوربندی، شناخت انواع بتن، نحوه بتن­‌ریزی در شرایط معمولی و ویژه، تراکم بتن، محافظت و عمل­‌آوری از بتن تشریح روش‌­های متداول و برخی روش­‌های خاص اجرای اجزای بتنی سازه­‌ها نیز پرداخته شود.

تاکنون مجموعه جامعی در خصوص روش‌های اجرای اجزای بتنی سازه‌ها، تدوین نگردیده است. شاید دلیل اصلی چنین کمبودی، تعدد روش‌های اجرای بوده است. لذا مطالب این کتاب نمی‌تواند، جامعی برای بیان کلیه روش‌های اجرای قطعات بتنی سازه‌ها داشته باشد.

شاکله اصلی کتاب در طی چندین سال تدریس درس اجرای سازه‌های بتنی به منظور آموزش دانشجویان عزیز شکل گرفت و در طی ۲۸ سال علاوه بر نگارش آن، تلاش گردید مطالب نگارش شده نیز به روز و روش‌های نوین اجرای اجزای بتنی سازه‌ها به آن اضافه گردند. مجموعه حاضر علاوه بر جمع آوری مطالب فنی از کتب، آئین‌نامه‌ها و استانداردهای ذکر شده در فهرست منابع، شامل تجربیات اجرایی سی و دو ساله مولف در اجرای پروژه‌های صنایع نفت، گاز و پتروشیمی نیز می‌باشند.

مجموعه حاضر تلاشی مصور، جهت بیان روش‌های اجرای اجزای بتنی سازه‌ها به منظور آشنایی و استفاده دانشجویان و افرادی که در بخش اجرای سازه‌های بتنی فعالیت دارند، می‌باشد.

فهرست کتاب راهنمای جامع اجرای اجزای بتنی سازه‌ها ۲:

فصل اول / بتن و بتن‌ریزی

۱-۱- مقدمه

۱-۲- مصالح تشکیل‌دهنده بتن

۱-۲-۱- مصالح سنگی

۱-۲-۱-۱- ویژگی‌های مصالح سنگی

۱-۲-۱-۱-۱- مقاومت سایشی دانه‌ها

۱-۲-۱-۱-۲- مقاومت در برابر یخ‌زدگی و ذوب شدن دانه‌ها

۱-۲-۱-۱-۳- پایداری شیمیایی دانه‌ها

۱-۲-۱-۱-۴- شکل سطح دانه‌ها

۱-۲-۱-۱-۵- جذب آب و رطوبت سطحی دانه‌ها

۱-۲-۱-۲- نکاتی در خصوص نگه‌داری مصالح سنگی در دپو

۱-۲-۲- سیمان

۱-۲-۲-۱- انواع سیمان

۱-۲-۲-۱-۱- سیمان‌های طبیعی

۱-۲-۲-۱-۲- سیمان‌های پرتلند

۱-۲-۲-۲- ضوابط نگه‌داری (انبار کردن) سیمان کیسه‌ای و فله

۱-۲-۳- آب

۱-۲-۳-۱- اثر برخی ناخالصی‌های موجود در آب بر روی کیفیت بتن

۱-۲-۳-۱-۱- اثر کربنات‌ها و بی‌کربنات‌ها

۱-۲-۳-۱-۲- اثر کلرید و سولفات‌ها

۱-۲-۳-۱-۳- اثر املاح معدنی

۱-۲-۳-۱-۴- اثر آب دریا

۱-۲-۳-۱-۵- اثر آب‌های اسیدی

۱-۲-۳-۱-۶- اثر آب‌های قلیایی

۱-۲-۳-۱-۷- اثر هَرز آب‌های صنعتی

۱-۲-۳-۱-۸- اثر آب‌های فاضلاب

۱-۲-۳-۱-۹- اثر شکر

۱-۲-۳-۱-۱۰- اثر رس، لای، مواد معلق و پودر سنگ

۱-۲-۳-۱-۱۱- اثر چربی‌ها

۱-۲-۳-۱-۱۲- اثر خَزه

۱-۲-۳-۲ حمل و نقل، نگه‌داری و ذخیره نمودن آب مصرفی بتن

۱-۲-۴- مواد افزودنی (مضاف یا چاشنی) بتن

۱-۲-۴-۱- مواد افزودنی هوازا (حباب‌زا)

۱-۲-۴-۲- مواد افزودنی روان‌کننده

۱-۲-۴-۳- مواد افزودنی ضد یخ

۱-۲-۴-۴- مواد افزودنی منبسط شونده

۱-۲-۴-۵- مواد افزودنی آب‌بند

۱-۲-۴-۶- مواد افزودنی زودگیرکننده‌

۱-۲-۵- مواد جایگزین سیمان (مکمل سیمان)

۱-۲-۵-۱- پوزولان

۱-۲-۵-۲- مواد شبه سیمانی

۱-۲-۵-۲-۱- روباره یا سرباره کوره‌های آهن‌گذاری

۱-۲-۵-۲-۲- خاکستر بادی رده C

۱-۲-۵-۳- گاز سیلیس

۱-۳- مراحل اجرای بتن

۱-۳-۱- پیش‌نیازهای شروع بتن‌ریزی

۱-۳-۱-۱- نصب و راه‌اندازی تجهیزات و تاسیسات ساخت بتن و تامین ماشین‌آلات حمل بتن، تجهیزات بتن‌ریزی و تجهیزات متراکم کردن بتن

۱-۳-۱-۲- طرح اختلاط بتن

۱-۳-۲- بتن‌ریزی

۱-۳-۲-۱- آماده‌سازی محل بتن‌ریزی

۱-۳-۲-۲- ساخت بتن

۱-۳-۲-۳- حمل بتن

۱-۳-۲-۴- بتن‌ریزی

۱-۳-۲-۵- تراکم بتن

۱-۳-۲-۶- پرداخت سطح بتن

۱-۳-۳- فعالیت‌های بعد از بتن‌ریزی

۱-۳-۳-۱- محافظت از بتن

۱-۳-۳-۲- عمل‌آوری (مراقبت از) بتن

۱-۳-۳-۲-۱- روشهای عمل‌آوری بتن

۱-۳-۳-۳- پروراندن بتن (در صورت نیاز)

۱-۳-۳-۳-۱- پروراندن بتن با بخار آب

۱-۳-۳-۳-۲- پروراندن بتن با حرارت‌رسانی خشك

۱-۳-۳-۳-۳- پروراندن بتن با عايق حرارتی

۱-۳-۳-۳-۴- پروراندن بتن با اعمال دما در داخل بتن

۱-۳-۳-۴- ترمیم و تعمیر بتن (در صورت نیاز)

۱-۴- آزمایش‌های بتن

۱-۴-۱- آزمایش‌های بتن تَر

۱-۴-۱-۱- اندازه‌گیری روانی بتن

۱-۴-۱-۱-۱-آزمایش اسلامپ بتن

۱-۴-۱-۱-۲- آزمایش Vee Bee

۱-۴-۱-۱-۳- آزمایش تعیین ضريب (فاکتور) تراکم بتن (آزمایش میزان تراکم بتن)

۱-۴-۱-۱-۴- آزمایش تعیین درصد جریان بتن و آزمایش میز جریان بتن

۱-۴-۱-۱-۵- آزمایش جریان اسلامپ بتن خودتراکم

۱-۴-۱-۲- اندازه‌گیری دمای بتن

۱-۴-۱-۳- آزمایش اندازه‌گیری هوا در بتن خمیری

۱-۴-۲- تعیین مقاومت فشاری بتن براساس نمونه‌گیری از بتن تَر

۱-۴-۲-۱- نمونه‌گیری از بتن تَر

۱-۴-۲-۲- عمل‌آوری اولیه نمونه‌ها

۱-۴-۲-۳- حمل و نقل و خارج نمودن آزمونه‌ها از قالب

۱-۴-۲-۴- عمل‌آوری ثانویه نمونه‌های بتنی در شرایط آزمایشگاهی

۱-۴-۲-۵- کنترل کفایت عمل‌آوری بتن در شرایط واقعی (عمل‌آوری کارگاهی نمونه‌های بتن)

۱-۴-۲-۶- آزمایش تعیین مقاومت فشاری نمونه‌ها

۱-۴-۲-۷- آماده‌سازی نمونه‌های استوانه‌ای بتن

۱-۴-۲-۷-۱- کلاهک‌گذاری پیوسته (چسبیده) نمونه‌های استوانه‌ای بتن

۱-۴-۲-۷-۲- کلاهک‌گذاری ناپیوسته (غیرچسبنده) نمونه‌های استوانه‌ای بتن

۱-۴-۳- تعیین مقاومت فشاری بتن با آزمایش بر روی قطعه بتی

۱-۴-۳-۱- تعیین مقاومت فشاری قطعه بتنی اجرا شده به‌کمک اندازه‌گیری سختی سطح بتن با چکش اشمیت

۱-۴-۳-۲- تعیین مقاومت فشاری قطعه بتنی اجرا شده به‌کمک مغزه‌گیری از بتن

۱-۴-۴- تست آلتراسونیک بتن

۱-۴-۵- سنجش پوشش بتن (اسکن شبکه آرماتور مدفون در بتن)

۱-۵- آسیب‌دیدگی‌های بتن

۱-۵-۱- تَرک

۱-۵-۲- درز سرد در بتن

۱-۵-۳- ترک‌های زودرس حرارتی

۱-۵-۴- ترک‌های ناشی از شوک حرارتی

۱-۵-۵- پوسته شدن سطح بتن

۱-۵-۶- شستگی و شوره‌زدگی (سفیدک) بتن

۱-۵-۷- آسیب‌دیدگی بتن بر اثر دوره‌های یخ زدن و آب شدن

۱-۵-۸- آسیب‌دیدگی بتن بر اثر حمله سولفاتی

۱-۵-۹- آسیب‌دیدگی بتن بر اثر واکنش قلیایی سنگ‌دانه‌ها و سرطان بتن

۱-۵-۱۰- آسیب‌دیدگی بتن بر اثر خوردگی فولاد مدفون در بتن

۱-۵-۱۱- آسیب دیدگی بتن بر اثر سایش و فرسایش

۱-۶- پوشش‌های محافظتی (پرایمر) بتن

۱-۶-۱- پرایمر جهت بتن مدفون در خاک

۱-۶-۱-۱- پرایمر پایه قیری بتن

۱-۶-۱-۲- پرایمر پایه آبی بتن

۱-۶-۲- پرایمر پایه اپوکسی بتن

۱-۶-۳- پرایمر کلتار اپوکسی بتن

۱-۶-۴- پرایمر پلی‌یورتان بتن

۱-۶-۵- پرایمر اکرلیکی بتن

۱-۶-۶- پرایمر نفوذگر و کریستال شونده بتن

فصل دوم / انواع بتن

۲-۱- مقدمه

۲-۲- انواع بتن پایه سیمانی

۲-۲-۱- بتن مگر

۲-۲-۲- بتن معمولی

۲-۲-۳- بتن ساده

۲-۲-۴- بتن مسلح (بتن‌آرمه یا بتن تقویت شده)

۲-۲-۵- بتن ابداعي

۲-۲-۶- بتن آماده

۲-۲-۷- بتن پیش‌ساخته

۲-۲-۸- بتن ساندویچی یا پانل‌های سه بعدی (۳D Panel)

۲-۲-۹- بتن درجا (بتن درجاریز)

۲-۲-۱۰- بتن پمپی

۲-۲-۱۱- بتن حجیم

۲-۲-۱۲- بتن زودگیر

۲-۲-۱۳- بتن دیرگیر

۲-۲-۱۴- بتن اکسپوز (بتن نما)

۲-۲-۱۵- بتن استامپی (منقش یا دکوراتیو)

۲-۲-۱۶- بتن رنگی

۲-۲-۱۷- بتن ضد سایش

۲-۲-۱۸- بتن با تراکم بالا

۲-۲-۱۹- بتن با مقاومت اولیه بالا (بتن سریع‌الاثر یا بتن توانمند) و بتن با حصول مقاومت خیلی سریع

۲-۲-۲۰- بتن پودری (بتن فوق توانمند و یا بتن با عملكرد فوق‌العاده بالا)

۲-۲-۲۱- بتن پُربازده

۲-۲-۲۲- بتن آب‌بند

۲-۲-۲۳- بتن ساخته شده با نانو موادها

۲-۲-۲۳-۱- بتن ضد آب کریستالی

۲-۲-۲۳-۲- بتن هوشمند

۲-۲-۲۳-۳- بتن با عملکرد بالا و بتن با عملكرد بالای چند منظوره

۲-۲-۲۴- بتن انعطاف‌پذیر (بتن كامپوزیت سیمانی مهندسی، بتن خود به‌خود ترمیم شونده، بتن خَم‌شونده و بتن فرمپذیر مقاوم در مقابل زلزله) و بتن مقاوم در برابر زلزله

۲-۲-۲۵- بتن ترمی

۲-۲-۲۶- بتن غلتکی

۲-۲-۲۷- شاتکریت (بتن پاشیدنی یا بتن پرتابی)

۲-۲-۲۷-۱- شاتکریت الیافی (شاتكریت با الیاف فولادی)

۲-۲-۲۸- بتن پیش‌آکنده (بتن دوغابی)

۲-۲-۲۹- بتن پیش‌تنیده

۲-۲-۳۰- بتن شفاف (بتن ترانسپارانت، بتن انتقال‌دهنده نور و یا لایتراکن)

۲-۲-۳۱- بتن پلاستیکی (بتن بنتونیتی)

۲-۲-۳۱-۱- بنتونیت و گِل حفاری

۲-۲-۳۲- فِروسیمان

۲-۲-۳۳- بتن مکیده

۲-۲-۳۴- بتن شیشه‌ای

۲-۲-۳۵- بتن با پودر و خُرده‌های لاستیک

۲-۲-۳۶- بتن کیسه‌ای

۲-۲-۳۷- بتنی لحافی

۲-۲-۳۸- بتن غیرقابل پخش

۲-۲-۳۹- بتن ضد آب

۲-۲-۴۰- بتن ضد باکتری

۲-۲-۴۱- بتن بیولوژیکال

۲-۲-۴۲- بتن دیرگداز

۲-۲-۴۲-۱- جرم نسوز

۲-۲-۴۲-۲- بتن ضد آتش

۲-۲-۴۳- گروت

۲-۲-۴۳-۱- گروت G1 (گروت پایه سیمانی)

۲-۲-۴۳-۲- گروت G2 (گروت پایه سیمانی اصلاح شده)

۲-۲-۴۳-۳- گروت G3 (گروت پایه اپوکسی) یا گروت اپوکسی

۲-۲-۴۴- بتن‌های ویژه

۲-۲-۴۴-۱- بتن پُرمقاومت (بتن با مقاومت بالا)

۲-۲-۴۴-۲- بتن الیافی و بتن الیافی توانمند/ فوق توانمند

۲-۲-۴۴-۲-۱- بتن الیافی دوغابی (بتن با نرمی زیاد)

۲-۲-۴۴-۳- بتن خودتراکم (بتن روان)

۲-۲-۴۴-۳-۱- بتن خودتراکم الیافی

۲-۲-۴۴-۴- بتن اصلاح شده با پلیمر (بتن پلیمری)

۲-۲-۴۴-۵- بتن سنگین

۲-۲-۴۴-۶- بتن سبک

۲-۲-۴۴-۶-۱- طبقه‌بندى بتن‌های سبک براساس زمينه‌هاى كاربرد آنها

۲-۲-۴۴-۶-۲- طبقه‌بندى بتنهاى سبك براساس روش دستيابى به سبكى (روش دستيابى به جرم حجمى كم)

۲-۳- انواع بتن پایه غیر سیمانی

۲-۳-۱- بتن گوگردی

۲-۳-۱-۱- بتن گوگردی الیافی

۲-۳-۲- بتن آهکی

۲-۳-۳- بتن آسفالتی (بلکتاپ، تارماک و یا آسفالت رولی)

فصل سوم / بتن‌ریزی در شرایط غیرمتعارف

۳-۱- مقدمه

۳-۲- اجرای بتن در هوای گرم

۳-۳- اجرای بتن در مناطق ساحلی خلیج فارس و دریای عمان

۳-۴- اجرای بتن در هوای سرد

۳-۵- اجرای بتن در باران

۳-۶- اجرای بتن‌ در باد

۳-۷- بتن پمپی (پمپ شونده)

۳-۸- شاتکریت

۳-۹- بتن درجای شمع‌ها

۳-۱۰- بتن‌ریزی در زیر آب

۳-۱۰-۱- بتن‌ریزی در زیر آب به روش پشته پیشرو

۳-۱۰-۲- بتن‌ریزی در زیر آب با جام‌های زیر آبی‌

۳-۱۰-۳- استفاده از بتن پیش‌آکنده (بتن دوغابی)

۳-۱۰-۴- بتن‌ریزی در زیر آب با كيسه بتنی و لحاف بتنی

۳-۱۰-۵- بتن‌ریزی با ترمی (قیف و لوله)

۳-۱۰-۶- بتن‌ریزی در زیر آب با استفاده از پمپ بتن

۳-۱۰-۷- بتن‌ریزی در زیر آب با استفاده از سطل‌های سربسته

۳-۱۰-۸- بتن‌ریزی در زیر آب با استفاده از بتن غیرقابل پخش

۳-۱۰-۹- بتن‌ریزی در زیر آب با استفاده از بتن ضد آب

۳-۱۰-۱۰- بتن‌ریزی در زیر آب با استفاده از قالب آب‌بند

۳-۱۰-۱۱- بتن‌ریزی در زیر آب با استفاده از کیسون

۳-۱۰-۱۱-۱- کیسون جعبه‌ای

۳-۱۰-۱۱-۲- کیسون باز

۳-۱۰-۱۱-۳- کیسون هوای فشرده

۳-۱۰-۱۱-۴- کیسون یک‌پارچه

۳-۱۰-۱۲- بتن‌ریزی در زیر آب با استفاده از شیت پایل (سپر فلزی)‌

پیوست: طرح اختلاط بتن

منابع و مآخذ