بتن پر مقاومت یا مقاومت بالا چیست؟ + طرح اختلاط

بتن پر مقاومت یکی از بتنهای ویژه در صنعت عمران است. این مخلوط بتنی به دلیل مقاومت فشاری بیشتر نسبت به سایر انواع آن، استفاده بیشتری در پایه پل‌ها و برج‌ها دارد. در ادامه برایتان مسائل مختلفی از جمله طرح اختلاط بتن پرمقاومت ، انواع بتن پرمقاومت ، کاربرد بتن مقاومت بالا را توضیح خواهیم داد. پس با ما همراه باشید تا با دست پر از آکادمی عمران خارج شوید!

بررسی بتن پر مقاومت با فیلم

فیلم زیر را برای شما قرار دادیم تا این مقاله را با دید بهتری بخوانید، پس پیشنهاد می‌کنیم این فیلم را مشاهده کنید.

بتن پر مقاومت چیست؟

ابتدا باید این موضوع را برایتان شفاف کنیم که بتن پر مقاومت نام دیگرش، بتن با مقاومت بالا است. پس اگر شما به دنبال یافتن پاسخ ” بتن مقاومت بالا چیست ” هستید، این مقاله به شما پاسخی کامل خواهد داد.

مقاومت فشاری بتنهای معمولی در حدود 21 تا 40 مگاپاسکال است. اما برخی اوقات نیاز به بتنی با مقاومت بیشتر است. در این مواقع از بتن پر مقاومت استفاده می‌شود.

بتن با مقاومت بالا یا بتن پر مقاومت دارای مقاومت فشاری بیشتر از 50 مگاپاسکال است.

این بتنها رفتاری ترد داشته، بنابراین جهت تغییر رفتار این نوع بتنها از ترد به شکل پذیر (که لازمه عملکرد مناسب آن‌ها در برابر زلزله است) باید الزامات مربوط به آن رعایت شوند.

انواع بتن پرمقاومت

در تمامی انواع بتن پرمقاومت از یک سیمان ویژه یا افزودنی جهت افزایش چسبندگی سیمان استفاده کرده تا مقاومت فشاری مخلوط بتنی افزایش یابد.

به خاطر داشته باشید در بتنهای با مقاومت بالا شکستگی معمولا از سنگدانه رخ می‌دهد. چرا که پیوستگی ملات و سنگدانه به کمک مواد افزودنی یا استفاده از سیمان ویژه افزایش داشته، اما مقاومت سنگدانه ها قابل افزایش نیست.

به همین دلیل برای ساخت انواع بتن پرمقاومت باید از سنگدانه‌های مناسب و افزودنی یا سیمان ویژه استفاده کرد.

در مقاله ” بتن چیست “ درباره کاربرد ” انواع بتن “صحبت کردیم. در ادامه چند مورد از مطرح‌ترین انواع بتن‌ها را که می‌توان با تغییراتی در طرح اختلاط و مصالح مصرفی پرمقاومت کرد نام می‌بریم.

1. بتن‌های الیافی مقاوم

علاوه بر رعایت موارد بالا می‌توان به کمک الیاف، مقاومت فشاری و کششی بتنها را افزایش داد. همان طور که در مقاله بتن الیافی گفتیم، این الیاف می‌توانند فولادی، شیشه‌ای و غیره باشند.

پس می‌توان گفت که در این نوع بتنها، با استفاده از الیاف می‌توان بتنی با مقاومت بالا تولید کرد.

2. بتن‌های سبک مقاوم

در رابطه با بتنهای سبک، سنگدانه‌ها اصلی‌ترین مورد در تعیین میزان سبک بودن بتنها هستند.

پس برای ساخت بتنی سبک مقاوم کافی است از سنگدانه‌های سبک و افزودنی‌های معدنی و شیمایی جهت افزایش مقاومت استفاده کنیم!

طوفان تخفیفی آکادمی عمران تو راهه

مشاهده جزئیات

3. بتن خود متراکم مقاوم

بتنهای خود متراکم، بتنی هستند که در اثر وزن خود جاری شده و نیاز چندانی به ویبره‌زنی نیز ندارد.

اگر می‌خواهید در رابطه با این مخلوط بتنی بیشتر بدانید، حتماً مقاله ” بتن خود متراکم ” را مطالعه کنید!

نحوه ساخت بتن پر مقاومت (بتن مقاومت بالا)

انتخاب مصالح مصرفی برای ساخت بتن پرمقاومت باید با دقت بیشتری نسبت به سایر بتنها با مقاومت کمتر انجام شود.

به همین دلیل در ادامه نکاتی که در انتخاب این موارد، بسیار کاربردی است برایتان گفته‌ایم:

• مقاومت فشاری سنگدانه‌ها باید حداقل برابر با مقاومت فشاری خمیر سیمان مصرفی در بتن پرمقاومت باشد و سنگدانه درشت نباید دارای صفحات ضعیف باشند.
• برای بهبود کارایی و کاهش مقدار خمیر سیمان، سنگدانه ریز باید گرد و برای بهبود مقاومت پیوستگی بین سنگدانه و خمیر سیمان، سنگدانه درشت زاویه‌دار (شکسته) باشند.
• ماسه باید با دانه‌بندی درشت‌تر استفاده شود. هر چند مدول نرمی ماسه بین 2.5 تا 3.2 برای بتنهای پرمقاومت مناسب است. ولی پیشنهاد می‌شود که از ماسه با مدول نرمی 3 و بیشتر استفاده شود.
• تغییرات در خصوصیات سیمان، اثر نامطلوب بر مشخصات بتن پرمقاومت دارد. پس تغییرات در خصوصیات سیمان باید محدود شود. تغییر در مقدار C₃S، افت ناشی از سرخ شدن و نرمی سیمان به ترتیب نباید بیش از 4 درصد، 0.5 درصد و 375000 میلی‌متر مربع بر گرم باشد. همچنین دقت کنید که تغییر در مقدار سولفات (SO₃) باید به 0.2± درصد محدود شود.
• هرچند افزایش نرمی سیمان سبب افزایش سرعت واکنش هیدراسیون می‌شود، اما نرمی بسیار زیاد قابل قبول نیست. چرا که میزان آب مصرفی بیشتر می‌شود. پس باید در مواردی که مقاومت زیاد زودرس مورد نیاز باشد از سیمان پرتلند نوع 3 استفاده شود.
• جهت کسب دوام و مقاومت فشاری بتن پر مقاومت در محدوده موردنظر می‌توان از مواد افزودنی معدنی از جمله پوزولان‌ها همانند بتنهای معمولی استفاده کرد. برای آشنایی بیشتر با مواد افزودنی به مقاله ” مواد افزودنی بتن ” مراجعه کنید.
• از مواد افزودنی شیمیایی در ساخت بتنی با مقاومت بالا مانند بتنهای معمولی می‌توان استفاده کرد، اما باید از سازگار بودن سیمان و مواد افزودنی خصوصاً فوق روان کننده مطمئن شد. یکی از روش‌های بررسی این مورد، آزمایش اسلامپ است.

طرح اختلاط بتن پرمقاومت

در این بخش نکات مهمی که در رابطه با طرح اختلاط بتنی با مقاومت بالا باید بدانید را بر اساس مبحث نهم مقررات ملی توضیح خواهیم داد:

• فرمول‌های لازم

• مقاومت فشاری متوسط لازم جهت تعیین نسبت اختلاط بتن پر مقاومت ، باید بیشترین مقدار از بین دو مقدار به دست آمده از روابط زیر باشد:

f_{c = مقاومت فشاری}

S = انحراف استاندارد از داده‌ها

• در صورتی که انحراف استاندارد از داده‌های گذشته در دسترس نباشد، مقاومت فشاری متوسط لازم بر اساس رابطه زیر باید حساب گردد:

• سیمان

در ادامه بررسی طرح اختلاط بتنی پر مقاومت به میزان مناسب سیمان می‌رسیم.

مقدار مناسب سیمان بین 390 تا 560 کیلوگرم بر متر مکعب است. در صورتی که مقاومت فشاری لازم با استفاده از این مقدار سیمان کسب نشد، باید با کاهش میزان آب به سیمان مخلوط و مواد افزودنی معدنی مناسب به مقاومت فشاری متوسط لازم دست یافت.

• سنگدانه‌ها

• حجم سنگدانه درشت در بتنهای پرمقاومت معمولاً بیشتر از بتنهای معمولی است. با مدول نرمی ماسه بین 2.5 تا 3.2 و بر مبنای اندازه حداکثر سنگدانه برابر با 9.5، 12.5، 19 و 25 میلی‌متر، حجم شن در مخلوط به ترتیب برابر با 0.65، 0.68، 0.72 و 0.75 پیشنهاد می‌شود.
• جهت ساخت بتن مقاومت بالا که دارای مقاومت فشاری تا 60 مگاپاسکال باشد، اندازه حداکثر شن باید 19 یا 25 میلی‌متر و برای مقاومت فشاری تا 100 مگاپاسکال، اندازه حداکثر شن باید 9.5 یا 12.5 میلی‌متر باشد.

• آب اختلاط

میزان آب اختلاط و نسبت آب به سیمان باید بر اساس مقاومت فشاری موردنظر تعیین شود.

مقاومت فشاری بالا با نسبت آب به سیمان بین 0.3 تا 0.5 قابل کسب است. این مقدار آب برای هیدراتاسیون و تامین کارایی لازم است.

نسبت آب به سیمان نباید کمتر از 0.26 انتخاب شود.

اگر می‌خواهید تمامی نکات مهم در رابطه با آب اختلاط را بدانید، مقاله کامل ” آب اختلاط بتن ” را از دست ندهید!

نکته مهم

• پس از تعیین نسبت مخلوط، باید مخلوط‌های آزمون در آزمایشگاه ساخته شوند. مخلوط‌های آزمون باید الزامات کارایی و مقاومت را تأمین کنند.

اگر این گونه نبود، باید مقدار یا نوع اجزای مخلوط اصلاح شوند.

برای مطالعه بیشتر در مورد طرح اختلاط به مقاله ” طرح اختلاط بتن “ سر بزنید.

• مقاومت فشاری بتنهای پرمقاومت باید در سن 56 روز اندازه‌گیری شود، مگر اینکه بتنهای پر مقاومت زودرس در نظر باشد که باید مقاومت در سن 28 روز معیار و مورد اندازه‌گیری قرار گیرد.

نکات اجرایی بتن پر مقاومت (بتن با مقاومت بالا)

1. مصالح

• به دلیل حساسیت بتنهای پرمقاومت به مصالح مصرفی، باید جهت یکنواختی، تغییرات در خصوصیات و خواص مصالح به حداقل برسد. تغییرات دانه‌بندی ماسه باید به تغییرات در مدول نرمی 0.2± باشد.
• جهت کاهش افت اسلامپ، پیشنهاد می‌شود که پیش از پیمانه کردن، تمام سنگدانه‌ها اشباع شوند، اما میزان آب آزاد در سطح سنگدانه‌ها باید در توزین بر اساس نسبت آب به سیمان موردنظر، محاسبه شود. از آنجایی که فوق روان کننده اثر کوتاه مدتی در تأمین اسلامپ دارد، جهت کسب اسلامپ موردنظر باید فوق روان کننده بیشتر در کارگاه اضافه شود و از افزودن آب بیشتر به مخلوط خودداری کرد.
• جهت کنترل مدت گیرش مخلوط، دمای مخلوط بتنی در هنگام جاگذاری باید بین 15 تا 25 درجه سلسیوس باشد.
• از آنجایی که مخلوط‌های بتنی پرمقاومت (بتنی با مقاومت بالا) چسبنده است، باید از تراز و ماله دستی چوبی خودداری کرد و به جای آن از جنس فلزی استفاده کرد.

2. عمل آوری

• مخلوط‌های بتنی پرمقاومت مستعد جمع شدگی خمیری هستند، چون سرعت آب آوری آن‌ها بسیار کم است. بنابراین بلافاصله پس از اتمام عملیات پرداخت، سطح مخلوط بتنی باید با استفاده از پوشش پلاستیک حفاظت شود و از تبخیر آب سطحی جلوگیری شود.
• برای جلوگیری از خشک‌شدگی و جمع شدگی خود به خود بتن مقاومت بالا ، باید از عمل آوری عایقی خودداری کرد. تنها از روش‌های عمل آوری آب‌رسانی مانند ایجاد حوضچه بر روی دال‌ها یا پوشش چتایی خیس روی مخلوط بتنی، استفاده شود. مدت زمان عمل آوری باید بیشترین مقدار از دو مورد زیر باشد:

1. ده روز
2. تا زمانی که هفتاد درصد مقاومت 28 روزه کسب شود.

• جهت تعیین مقاومت فشاری بتن پر مقاومت در ساختمان باید سه نمونه استوانه استاندارد در کنار ساختمان نگهداری و مورد آزمایش مقاومت قرار بگیرند.

روش عمل آوری این نمونه‌ها باید مشابه روش عمل آوری در ساختمان باشد. جهت افزایش مقاومت و دوام مخلوط بتنی باید به مدت زمان ذکر شده، افزوده شود.

در رابطه با عمل آوری بتن، مقاله جامع و کامل ” عمل آوری بتن ” را از دست ندهید!

کاربرد بتن پر مقاومت

بتن با مقاومت بالا دارای کاربردهای متعددی است که در ادامه برایتان مهم‌ترین موارد را آورده‌ایم:

• سازه‌های بلند مانند برج‌ها
• ساختمان‌ها و سازه‌های ساحلی
• پایه پل‌ها
• ساخت جایگاه تماشاگران و سقف در استادیوم ورزشی
• بزرگراه‌ها
• تولید بتنهای پیش ساخته و غیره

در صورتی که می‌خواهید به تمام ریزه کاری‌های اجرای ساختمان مسلط شوید توصیه می‌کنیم به پکیج صفر تا صد اجرای ساختمان سر بزنید.

مسیر پیشنهادی مطالعه مقالات آکادمی عمران

مشاهده مسیر یادگیری