طرح اختلاط بتن با فیلم حل گام به گام زیر ذره‌بین

حتما تا به حال اسم طرح اختلاط بتن را شنیده‌اید! آیا می‌دانید طرح اختلاط بتن تاثیر بسیار زیادی در مقاومت نهایی مخلوط بتنی دارد؟! آیا با روش‌های طرح اختلاط بتن آشنا هستید؟! طرح اختلاط بتن دارای پیچیدگی است اما ما در این مقاله با حل گام به گام مثال‌های طرح اختلاط بتن همراه با فیلم و توضیح، لقمه را به صورت آماده در اختیار شما قرار می‌دهیم. تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید تا به جواب تمام سوال‌های خود در مورد طرح اختلاط بتن برسید و با دست پر از آکادمی عمران خارج شوید.

فیلم حل گام به گام طرح اختلاط بتن

در فیلم زیر مثال طرح اختلاط بتن ۳۰ مگاپاسکال به روش ACI را برای شما به صورت گام به گام حل کرده‌ایم تا به راحتی به جواب سوال خود برسید.

فیلم حل دستی طرح اختلاط بتن

با مشاهده فیلم زیر می‌توانید طرح اختلاط بتن را به صورت دستی محاسبه کنید.

طرح اختلاط بتن چیست؟

مخلوط بتنی متشکل از آب، سیمان، شن و ماسه است. به روند تعیین نسبت این اجزا بر اساس ضوابط و مشخصات مورد نیاز طرح اختلاط بتن گویند.

این ترکیب باید خواص مکانیکی، فیزیکی و دوام قابل انتظار را با توجه به پروژه و کاربرد مد نظر برآورده نماید. 

هر کدام از اجزای مخلوط بتنی تاثیر به خصوصی در مقاومت بتن دارند و با تغییر نسبت این اجزا، بتن‌‌هایی با مشخصات متفاوت ساخته می‌شوند. به کمک طرح اختلاط بتن ، برای هر نوع کاربرد، این نسبت‌ها تعیین می‌گردد.

انواع روش های طرح اختلاط بتن

چند روش طرح اختلاط بتن وجود دارد که از جمله آن‌ها می توان به روش ۲۱۱ – ACI آمریکا، BS انگلیسی، آلمانی و روش مخلوط ملی ایران اشاره نمود.

روش ملی ایران از روش آلمانی برگرفته شده است. از این روش برای طرح اختلاط بتن‌هایی نظیر بتن‌های سبک، بتن‌های حجیم، بتن‌های سنگین و غیره با ایجاد تغییرات و شرایط خاص می‌توان استفاده نمود و به صورت مستقیم نمی‌توان این روش را به کار برد.

در ادامه مقاله، روش گام به گام تعیین طرح اختلاط بتن به روش های ACI و BS با مثال‌های حل شده بیان شده است.

مبانی تعیین نسبت‌ های طرح اختلاط بتن

تعیین نسبت‌ های اختلاط بتن باید به گونه‌ای باشد که شرایط زیر را برآورده سازد:

۱) کارایی و روانی مخلوط بتنی به اندازه کافی باشد تا بتن بتواند به سهولت در قالب ها ریخته شده و به خوبی میلگردها را بدون اینکه جدایی دانه ها یا آب انداختن زیاد روی دهد در برگیرد. 

۲) مقاومت متوسط هدف و مقاومت مشخصه مخلوط بتنی تامین شود.

۳) نسبت های اختلاط مواد تشکیل دهنده مخلوط بتنی بر اساس تجارب کارگاهی و استفاده از اختلاط‌های آزمایشی در آزمایشگاه مبتنی بر روش‌ های متدوال با مصالح مصرفی کارگاه تعیین شوند.

۴) طرح مخلوط بتن باید مطابق روش طرح مخلوط ملی یا روش‌ دیگری که توسط آزمایشگاه دارای صلاحیت ارائه شده باشد، انجام گردد. البته استفاده از هر روش دیگر، در صورت تحقق خواسته‌های مندرج در مشخصات فنی پروژه قابل قبول است.

دقت کنید نتایج طرح اختلاط بتن آزمایشگاه که برای مستندسازی طرح اختلاط ثبت می‌شوند، تنها دو سال اعتبار دارند.

۵) مصالح مخلوط بتنی که برای طرح اختلاط به کار برده می‌شوند، باید از همان موادی باشند که در پروژه مورد نظر به کار برده خواهند شد.

محاسبه گام به گام طرح اختلاط بتن به روش ACI و BS

طراحی یک مخلوط بتنی بر اساس یک مقاومت مشخصه و یک مقدار روانی معین که بر اساس اسلامپ اعلام می‌گردد، انجام می‌گیرد. به این منظور ابتدا نیاز به یک سری اطلاعات پایه داریم از قبیل: وزن مخصوص سنگدانه‌ها، اندازه بزرگترین سنگدانه، میزان مقاومت مورد نظر، جذب آب طبیعی مصالح و ….

طرح اختلاط بتن به روش ACI

در ادامه مراحل طرح اختلاط بتن به روش ACI را گام به گام ذکر کرده و پس از آن مثال حل می‌کنیم.

گام اول انتخاب اسلامپ مناسب است که بر حسب نوع مصرف، مدت مصرف، حجم بتن ریزی و غیره تعیین می‌گردد و بتن برای یک اسلامپ مشخص طراحی می‌شود. باید توجه داشت که برای حالاتی که امکان ویبره نمودن وجود ندارد باید اسلامپ را به اندازه ی ۲۵ میلی‌متر بالاتر برد.

گام دوم: انتخاب بزرگترین اندازه دانه (M.A.S)

گام سوم تخمین میزان آب اختلاط و میزان هوا است. این مقادیر بر حسب بزرگترین اندازه سنگدانه ها و همچنین اسلامپ مورد نظر تعیین می‌شود. 

گام چهارم انتخاب نسبت آب به سیمان لازم برای تامین مقاومت مطلوب است. این مقاومت در واقع مقاومت فشاری نمونه‌ استوانه‌ای ۲۸ روزه‌ای است که در شرایط مرطوب و در دمای ۲۳ درجه به عمل آورده شده باشد. این مقدار از جدول ۲ انتخاب می‌شود.

گام پنجم: با توجه به گام‌های قبل که در آن‌ها نسبت آب به سیمان و هم‌چنین میزان آب به ازای واحد حجم بتن به دست آورده شده، مقدار سیمان را به ازای واحد حجم تعیین می‌کنیم. 

گام ششم: تعیین میزان شن بر اساس مدول نرمی ماسه مورد استفاده است. جدول مربوطه بر اساس مدول نرمی بین ۲٫۴ تا ۳ تنظیم شده است.

با استفاده از آن ضریبی استخراج می‌گردد که با ضرب آن در جرم حجمی سنگدانه خشک نیمه متراکم، مقدار شن در واحد حجم بتن حاصل می‌گردد. 

گام هفتم: آخرین پارامتر باقی‌مانده مقدار ماسه است که با داشتن سایر پارامترها و کم کردن مجموع آن‌ها از وزن یک مترمکعب بتن تعیین می‌شود.

مثال طرح اختلاط بتن ۳۰ مگاپاسکال به روش ACI

مثال ۱: برای اجرای یک پایه بتنی، طرح اختلاط بتن با مقاومت فشاری ۳۰ مگاپاسکال مورد نیاز است. با توجه به اطلاعات زیر مقادیر اجزا تشکیل دهنده بتن در یک متر مکعب آن را به دست آورید. 

بتن ریزی با اسلامپ بین ۷۵ تا ۱۰۰ میلی‌متر مد نظر است.

بزرگترین اندازه اسمی مشخص شده سنگدانه ۱۹ میلی‌متر و از نوع شکسته است.

سیمان پرتلند از نوع ۱ (چگالی = ۳٫۱۵ تن بر مترمکعب)

چگالی سنگدانه درشت (SSD) برابر ۲٫۶۵ و مقدار جذب آب آن ۱ درصد است.

جرم خشک سنگدانه درشت میله کوبیده برابر ۱۶۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب است.

 چگالی سنگدانه ریز (SSD) برابر ۲٫۶۰، مقدار جذب آب آن ۲٫۲ درصد و مدول نرمی آن ۲٫۸ است.

رطوبت سنگدانه درشت موجود در دپو ۲ درصد و رطوبت سنگدانه ریز ۴ درصد است.

حل: در این مسئله مقادیر اسلامپ و بزرگترین اندازه دانه اسمی مشخص شده است. یعنی روش حل از گام سه شروع می‌شود.

گام سوم با توجه به اسلامپ بین ۷۵ تا ۱۰۰ و بزرگترین اندازه اسمی ۱۹ میلی‌متر و جدول ۱، مقدار آب ۲۰۵ کیلوگرم به دست می‌آید.

گام چهارم  انتخاب نسبت آب به سیمان لازم برای تامین مقاومت ۳۰MPa با توجه به داده‌های مسئله است. بر اساس جدول ۲، نسبت وزنی آب به سیمان ۰٫۵۴ به دست می‌آید.

گام پنجم  با داشتن مقدار آب در واحد حجم بتن و نسبت آب به سیمان، مقدار سیمان در واحد حجم بتن به دست می‌آید. 

کیلوگرم  ۳۸۰ = ۰٫۵۴ / ۲۰۵ = وزن سیمان برای یک مترمکعب بتن

گام ششم  با داشتن بزرگترین اندازه سنگدانه (۱۹ میلی‌متر)، مدول نرمی ۲٫۸ و با توجه به جدول ۳ حجم سنگدانه درشت در واحد حجم بتن برابر ۰٫۶۲ به دست می‌آید.

یکی از داده‌های مسئله، جرم خشک سنگدانه درشت میله کوبیده که برابر با ۱۶۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب است. در این صورت:

کیلوگرم ۹۹۲ = ۱۶۰۰ * ۰٫۶۲ = وزن شن

با توجه به بزرگترین اندازه سنگدانه که ۱۹ میلی‌متر است و جدول ۴، وزن یک متر مکعب بتن برابر با ۲۳۵۰ کیلوگرم به دست می‌آید.

گام هفتم  با داشتن سایر پارامترها می توان وزن ماسه را محاسبه کرد.

کیلوگرم ۷۷۳ = (۲۰۵+۳۸۰+۹۹۲) – ۲۳۵۰ = وزن ماسه

در این مسئله داده‌هایی برای رطوبت دانه ها و جذب آب در نظر گرفته شده، به همین منظور باید میزان آب در شن و ماسه را به‌دست بیاوریم و وزن‌های به‌دست آمده (آب، شن و ماسه) در مراحل قبل را اصلاح نماییم. 

کیلوگرم ۹٫۹۲ = (۰٫۰۱-۰٫۰۲) * ۹۹۲ = وزن آب موجود در شن

کیلوگرم ۱۳٫۹۱ = (۰٫۰۲۲-۰٫۰۴) * ۷۷۳ = وزن آب موجود در ماسه

با توجه به اینکه در شن و ماسه آب وجود دارد، وزن آبی که می خواهیم به اختلاط بتن اضافه کنیم باید اصلاح شود.

کیلوگرم ۱۸۱٫۲ = (۱۳٫۹۱+۹٫۹۲) – ۲۰۵ = وزن اصلاح شده آب

میزان آبی که در شن و ماسه وجود دارد را به وزنی که در مراحل ششم و هفتم محاسبه کردیم، اضافه می‌نماییم. ( معمولا در هنگام طرح اختلاط بتن شرایط رطوبت سنگدانه‌ها به صورت اشباع با سطح خشک (SSD) در نظر گرفته می‌شود و آب به صورت آب آزاد در محاسبات منظور می‌گردد.)

کیلوگرم ۱۰۰۱٫۹۲ = ۹٫۹۲ + ۹۹۲ = وزن اصلاح شده شن

کیلوگرم ۷۸۶٫۹۱ = ۱۳٫۹۱ + ۷۷۳ = وزن اصلاح شده ماسه

طرح اختلاط بتن به روش BS

گام اول: برآورد مقدار آب لازم از جدول ۱ با توجه به اسلامپ، بزرگترین اندازه سنگدانه، شکسته یا غیرشکستگی دانه ها

توجه : در جدول ۱ تمامی مقادیری که در داخل پرانتز هستند مربوط به واحد اینچ و مقادیری که در داخل پرانتز نیستند مربوط به واحد میلی‌متر است.

گام دوم: انتخاب آب به سیمان بر اساس مقاومت مورد انتظار با توجه به نمودار ۳

گام سوم: محاسبه سیمان مورد نیاز به توجه به گام یک و دو

گام چهارم: تخمین وزن حجمی بتن تازه بر اساس مقدار آب آزاد و وزن مخصوص ظاهری (SSD) سنگدانه ها با توجه به نمودار ۳

گام پنجم: تعیین وزن مجموع سنگدانه ها از محاسبات وزنی :

وزن سنگدانه ها = (سیمان + آب) – وزن یک مترمکعب بتن تازه

گام ششم: تعیین نسبت درصد ریزدانه به مجموع سنگدانه ها با توجه به نسبت آب به سیمان، اسلامپ و بزرگترین اندازه دانه ها و درصد ریزدانه عبور کرده از الک ۶۰۰ میکرون (۳۰#) با توجه به نمودارهای ۱-۴ ، ۲-۴ و ۳-۴

گام هفتم: اصلاح مقادیر آب و سنگدانه ها به واسطه رطوبت اضافی سنگدانه ها و محاسبه نسبت ترکیب اجزای بتن

مثال طرح اختلاط بتن ۳۰ مگاپاسکال به روش BS

مثال ۱: برای اجرای یک پایه بتنی، طرح اختلاط بتن با مقاومت فشاری ۳۰ مگاپاسکال مورد نیاز است. با توجه به اطلاعات زیر مقادیر اجزا تشکیل دهنده بتن در یک متر مکعب آن را به دست آورید. 

بتن ریزی با اسلامپ بین ۷۵ تا ۱۰۰ میلی‌متر مد نظر است.

بزرگترین اندازه اسمی مشخص شده سنگدانه ۲۰ میلی‌متر و از نوع شکسته است.

سیمان پرتلند از نوع ۱ (چگالی = ۳٫۱۵ تن بر مترمکعب)

چگالی سنگدانه درشت (SSD) برابر ۲٫۶۵ و مقدار جذب آب آن ۱ درصد است.

جرم خشک سنگدانه درشت میله کوبیده برابر ۱۶۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب است.

چگالی سنگدانه ریز (SSD) برابر ۲٫۶۰، مقدار جذب آب آن ۲٫۲ درصد و مدول نرمی آن ۲٫۸ است. ماسه رد شده از الک ۶۰۰ میکرون برابر با ۲۵ درصد است.

رطوبت سنگدانه درشت موجود در دپو ۲ درصد و رطوبت سنگدانه ریز ۴ درصد است.

حل : 

گام اول   مقدار آب لازم با توجه به بزرگترین اندازه سنگدانه (شکسته) ۲۰ میلی‌متر و اسلامپ بین ۷۵ الی ۱۰۰ در جدول ۱ حدود ۲۲۵ کیلوگرم برآورد می‌شود.

گام دوم  مقاومت ۲۸ روزه مورد انتظار مسئله ۳۰MPa است. با توجه به نمودار ۲ نسبت آب به سیمان حدود ۰٫۵۸ به دست می‌آید.

گام سوم  با داشتن مقدار آب و نسبت آب به سیمان می توانیم مقدار سیمان را محاسبه نماییم.

کیلوگرم  ۳۸۸ = ۰٫۵۸ / ۲۲۵ = وزن سیمان در واحد حجم

گام چهارم  در مراحل قبل مقدار آب طرح اختلاط (۲۲۵ کیلوگرم) را بدست آوردیم و وزن مخصوص ظاهری (۲٫۶۵=SSD) نیز که از داده‌های مسئله است، در اختیار داریم. با داشتن این دو مقدار و بر اساس نمودار ۳ وزن بتن برای یک مترمکعب به دست می‌آید.

نکته: چون تعریف شکسته یا غیر شکسته بودن برای درشت دانه ها صدق می‌کند، به همین دلیل ما وزن مخصوص ظاهری شن را لحاظ کردیم.

این مقدار حدودا برابر با ۲۴۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب است.

گام پنجم  وزن مجموع سنگدانه ها را تعیین می‌کنیم.

کیلوگرم ۱۷۸۷ = (۳۸۸+۲۲۵) – ۲۴۰۰ = وزن مجموع سنگدانه ها

گام ششم  در این مرحله باید درصد سنگدانه های ریز را به دست آوریم. اندازه بزرگترین دانه ۲۰ میلی‌متر است برای همین از نمودار ۲-۴ استفاده می‌کنیم.

براساس اسلامپ (۷۵-۱۰۰)، نسبت آب به سیمان (۰٫۵۸) و هم‌چنین ریزدانه رد شده از الک ۶۰۰ میکرون (۲۵ درصد)، با توجه به نمودار ۲-۴ سنگدانه های ریز حدود ۵۰ درصد مجموع سنگدانه ها را تشکیل می‌دهند.

کیلوگرم ۸۹۳٫۲ = ۲ / ۱۷۸۷ = وزن شن = وزن ماسه

گام هفتم  مقادیر آب و سنگدانه ها به واسطه رطوبت اضافی سنگدانه ها اصلاح می‌کنیم. به همین منظور باید میزان آب در شن و ماسه را به دست بیاوریم.

کیلوگرم ۸٫۹۳ = (۰٫۰۱-۰٫۰۲) * ۸۹۳٫۵ = وزن آب موجود در شن

کیلوگرم ۱۶٫۰۸ = (۰٫۰۲۲-۰٫۰۴) * ۸۹۳٫۵ = وزن آب موجود در ماسه

با توجه به اینکه در شن و ماسه آب وجود دارد، وزن آبی که اختلاط بتن می‌خواهیم اضافه کنیم باید اصلاح شود.

کیلوگرم ۱۹۹٫۹۸ = (۱۶٫۰۸+۸٫۹۳) – ۲۲۵ = وزن اصلاح شده آب

میزان آبی که در شن و ماسه وجود دارد را به وزنی که در گام ششم محاسبه کردیم، اضافه می‌نماییم. (وزن محاسبه شده شن و ماسه مراحل قبل در حالت خشک در نظر گرفته شده است). 

کیلوگرم ۹۰۲٫۴۳ = ۸٫۹۳ + ۸۹۳٫۵ = وزن اصلاح شده شن

کیلوگرم ۹۰۹٫۵۸ = ۱۶٫۰۸ + ۸۹۳٫۵ = وزن اصلاح شده ماسه

روابط اساسی حاکم بر خواص و طرح اختلاط بتن

کارایی بتن

کارایی قابلیت بتن در رابطه با ریختن در قالب، تراکم مناسب و پرداخت پذیری بدون جدا شدگی زیان آور را تعیین می‌کند. یعنی هرچه کارایی بتن بیشتر باشد راحت تر در قالب جای می‌گیرد.

عوامل مؤثر بر کارایی:

۱) شکل و نسبت سنگدانه ها

۲) مقدار و کیفیت سیمان 

۳)وجودحباب‌های هوا و مواد افزودنی 

۴) روانی مخلوط

روانی مخلوط قابلیت حرکت و جاری شدن مخلوط بتنی است که با آزمایش اسلامپ تعیین می‌شود.

با افزایش اندازه بزرگترین سنگدانه ‌ها با دانه بندی خوب یا ایجاد حباب هوا در مخلوط بتنی مقدار آب موردنیاز کاهش می‌یابد.

در مورد کارایی بتن در مقاله “کارایی بتن چیست؟ کارایی و روانی بتن چه تفاوتی دارند؟“ صحبت می‌کنیم.

تراوایی بتن (نفوذپذیری )

نفوذ پذیری، از جمله مهم‌ترین پارامترهای بتن از نظر دوام است. بسیاری از مواد مهاجم به بتن، که معمولا محلول در آب هستند، از طریق منافذ مختلف به داخل بتن وارد می‌شوند.

بتنی که منافذ کمتری دارد از نظر دوام و مقاومت کیفیت بهتری دارد و در مقابل جذب نمک‌ها و تاثیر آن‌ها بر میلگرد مقاومت می‌کند.

در بتنی با نفوذپذیری کم، آب و اکسیژن نمی‌توانند به راحتی نفوذ کنند. بتنی با این مشخصات احتمالا مقاومت الکتریکی بیشتری نیز دارد.

نسبت آب به سیمان

استفاده از نسبت پایین آب به سیمان (w/c)، مقاومت بتن را به علت کاهش فضای خالی و عمر بتن را به علت کاهش نفوذ مواد مضر، افزایش می دهد.

شرط کاهش مقدار آب تا حدی است که مخلوط بتنی را بتوان به راحتی متراکم نمود. زیرا هر چه میزان آب کمتر باشد مخلوط ناکاراتری به دست خواهد آمد که برای جا دادن آن درون قالب و بین میلگرد به تراکم و ویبره زدن بیشتری نیاز است.

به صورت کلی، با کاهش نسبت آب به سیمان، میزان آب بتن کاهش می‌یابد. از مزایای کاهش آب می توان به موراد زیر اشاره نمود:

۱) کاهش نفوذپذیری مخلوط بتنی

۲) افزایش دوام بتن در برابر تهاجم عوامل خورنده محیطی

۳) بهبود خواص مکانیکی بتن

۴) چسبندگی مناسب بین بتن و میلگرد

۵) کاهش اثر تغییرات حجمی بر اثر تر و خشک شدن

پایایی بتن 

در شرایط محیطی نظیر موارد زیر، بتن باید پایدار باشد:

۱) یخ زدن و آب شدن یخ زدن و آب شدن مکرر مخلوط بتنی در مناطق سردسیر باعث تخریب آن می‌شود. این نوع خرابی در اثر مواد شیمیایی یخ‌زدا افزایش می‌یابد.

اگر می‌خواهید در مورد بتن ریزی در هوای سرد بیشتر بدانید، مقاله “هر آنچه که باید از بتن‌ریزی در هوای سرد بدانید!“ را مطالعه کنید.

۲) عوامل شیمیایی خورنده برخی از مواد شیمیایی باعث ایجاد واکنش با مواد تشکیل دهنده بتن می‌شوند.

مواد اسیدی اثرات تخریبی بیشتری دارند، به همین دلیل مقابله با اثر خورنده اسیدهای قوی مستلزم اتخاذ تدابیر ویژه حفاظتی است.

۳) سایش و فرسایش در بعضی موارد سطح مخلوط بتنی دچار تخریب می‌شود و این امر به ویژه در کف محوطه‌های صنعتی مشکلاتی را به وجود می‌آورد.

در ساختمان‌های آبی مثل سدها دانه های شن و ماسه موجود در آب جاری ممکن است موجب سایش سطوح شوند.

۴) سنگدانه ‌های واکنش‌زا برخی سنگدانه‌ ها در اثر واکنش شیمیایی با مواد قلیایی موجود در سیمان پرتلند موجب انبساط و فروپاشی بتن می‌شوند.

دقت در انتخاب منابع سنگدانه ‌ها، استفاده از سیمان کم قلیا و بهره‌گیری از موارد پوزولانی می‌توانند مانع بروز این مشکلات شوند.

به کار بردن سیمان با قلیایی کم، پوزولان‌ها، روباره آهن‌گدازی و میکروسیلیس برای بتن‌های در معرض آب دریا یا خاک‌های حاوی سولفات می‌تواند موثر باشد.

جرم حجمی بتن 

از آن جا که بیشتر وزن مخلوط بتنی را سنگدانه ها تشکیل می‌دهند، وزن مخصوص سنگدانه های بتن چیزی در حدود ۲۴۰۰ تا ۲۸۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب است.

اگر بخواهیم بتن ها را بر اساس وزن مخصوص آن ها تقسیم‌بندی کنیم، می‌توانیم به سه دسته زیر تقسیم کنیم.

۱) بتن‌های سبک با وزن مخصوص کمتر از ۱۸۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب.

از این بتن‌ها در تولید مصالح سبک استفاده می شود.

۲) بتن با وزن متوسط و چیزی در حدود ۲۲۰۰ تا ۲۶۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب.

از این بتن در ساخت قطعات سازه ای مانند دال ها، ستون ها و پی ها استفاده می شود.

۳) بتن‌های سنگین با وزن مخصوص ۳۰۰۰ تا ۴۰۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب.

از این بتن‌ها در ساخت سازه های حساسی مانند نیروگاه‌ها، سدها و راکتورهای هسته‌ای استفاده می‌شود.

حرارت زایی سیمان 

حرارت زایی سیمان موجب افزایش دما ۹ تا ۱۴ درجه به ازای هر ۱۰۰ کیلوگرم سیمان در متر مکعب، طی ۱۸ تا ۷۲ ساعت می‌گردد.

به دلیل احتمال وقوع ترک‌های حرارتی ، چنانچه حداقل بعد سازه از ۶۰ تا ۹۰ سانتی‌متر بزرگ‌تر باشد و یا مقدار مصرف سیمان از ۳۵۵ کیلوگرم بر مترمکعب بیشتر باشد ، باید از سیمان با حرارت زایی کمتر استفاده شود.

طرح اختلاط بتن با عیار ۴۰۰

به طور کلی عیار یک طرح اختلاط بتن را مقدار سیمان در یک مترمکعب بتن تعیین می‌کند.

به طور مثال در مثال‌های بالا عیار سیمان به ترتیب ۳۸۰ و ۳۸۸ به دست آمد.

اجزای بتن و خصوصیات آن‌ها

سیمان

سیمان حدود ۷ الی ۱۵ درصد بتن را تشکیل می‌دهد. سیمان‌‌های مصرفی در مخلوط بتنی باید با توجه به مقاومت مورد نظر، شرایط محیطی و ابعاد سازه انتخاب شوند.

مقدار و نوع سیمان در سرعت کسب مقاومت مخلوط بتنی اثر دارد. بنابراین افزایش مقدار سیمان و یا استفاده از سیمان پرتلند نوع ۳ (با مقاومت اولیه زیاد)، مناسب است.

برای مطالعه بیشتر راجع به انواع سیمان و خصوصیات آن‌ها به مقالات “سیمان پرتلند و انواع آن از صفر تا صد در یک مقاله“ و “انواع سیمان هیدرولیکی و پرتلند همراه با تمام جزئیات!“ مراجعه فرمایید.

سنگدانه ها

سنگدانه ها حدود ۶۰ الی ۸۰ درصد وزن مخلوط بتنی را تشکیل می‌دهند که به دو دسته تقسیم می‌شوند:

مصالح سنگی شکسته (تیزگوشه)

شن و ماسه طبیعی (گردگوشه یا رودخانه‌ای)

مشخصات فنی سنگدانه ها برای استفاده در اختلاط بتن باید از جنبه‌های زیر بررسی گردد:

دانه بندی

شکل دانه ها

رطوبت و جذب آب

مقاومت مکانیکی

جرم واحد حجم

مقاومت به سایش

مقاومت به یخ‌زدگی و ذوب (دوام)

مقاومت در مقابل سولفات‌ها

واکنش قلیایی

ناخالصی‌ها

برای مطالعه بیشتر در مورد مشخصات سنگدانه‌های بتن به مقاله “توضیحات کامل سنگدانه ها در بتن ، دانه بندی و انواع آن‌ها“ مراجعه کنید.

آب مخلوط

حدود ۵ الی ۱۰ درصد اختلاط بتن را آب تشکیل می‌دهد. آب مصرفی در مخلوط بتنی باید عاری از هر گونه مواد یا محلول‌هایی باشد که عملکرد مطلوب بتن را در کوتاه مدت و در دراز مدت دچار اختلال نمایند.

به طور معمول آبی را که طبق استانداردهای معتبر قابل آشامیدن بوده و مزه و بوی مشخصی نداشته باشد، می‌توان به عنوان آب اختلاط در ساخت بتن استفاده کرد. ناخالصی‌های آب بر کیفیت مخلوط بتنی اثر گذاشته و مقدار ناخالصی‌های مجاز آب باید بررسی شود.

ویژگی‌های آب مناسب ساخت بتن عبارتند از:

اسیدی و بازی نباشد. (pH بین ۶ الی ۸)

درصد کربنات‌ها کمتر از ۰٫۱ درصد باشد.

درصد جامدات (ذرات معلق) در آن (مانند سیلت) کمتر از ۰٫۱ درصد باشد.

درصد کلرورها کمتر از ۰٫۰۵ درصد باشد.

درصد سولفات‌ها کمتر از ۰٫۱ درصد باشد.

برای اینکه در مورد مشخصات آب اختلاط بتن بیشتر بدانید به مقاله “صفر تا صد آب اختلاط بتن و استانداردهای آن“ سر بزنید.

هوا

در بتن بدون هوا میزان حجم هوای موجود بین ۰٫۵ تا ۳ درصد و در بتن هوادار این میزان حدود ۴ تا ۸ درصد است.

مواد افزودنی

مواد افزودنی موادی با ترکیبات شیمیایی هستند که به میزان جزئی و به صورت درصدی از وزن سیمان به مخلوط اضافه می‌شوند تا خواص مطلوب مورد نظر را در مخلوط بتنی ایجاد کنند.

برای مطالعه بیشتر در مورد مواد افزودنی و مضاف مخلوط بتنی به مقاله “مواد افزودنی بتن چیست ؟| جزئیات انواع | تاثیرات | نکات“ مراجعه کنید.

پیمانه کردن حجمی مصالح

معمولا پیمانه کردن مصالح به روش وزنی و با استفاده از ترازوها صورت می‌گیرد. در شرایطی که نتوان از این روش استفاده نمود، می‌توانیم از پیمانه کردن مصالح به روش حجمی استفاده کنیم.

تمامی مراحل برای به دست آوردن داده‌های لازم جهت پیمانه کردن حجمی مانند گام‌های طرح اختلاط توضیح داده شده در این مطلب است، با این تفاوت که برای این امر نیاز به وزن مخصوص مصالح داریم.

به عنوان نمونه در مثال ۲ وزن مخصوص ظاهری (SSD) درشت دانه را ۲٫۶۵ بیان کرده است.

می‌دانیم وزن مخصوص ظاهری عبارت است از تقسیم وزن بر حجم. در این صورت با تقسیم وزن بر وزن مخصوص ظاهری می‌توانیم مقدار حجم را تعیین نماییم.

مترمکعب ۰٫۳۳۷ = ۲۶۵۰ / ۸۹۳٫۵  = حجم شن