مروری بر استاندارد های افزودنی های بتن

بتن _ مواد افزودنی شیمیایی ـ روش آزمون قسمت اول: بتن و ملات شاهد

1 هدف و دامنه کاربرد

هدف از تدوین این استاندارد مشخصات مصالح، روش ترکیب و اختلاط برای تولید بتن و ملات شاهد جهت آزمون‌های بررسی تاثیر و سازگاری مواد افزودنی های بتن مطابق بخش اول میباشد.

2 مراجع الزامی:

مدارک الزامی زیر حاوی مقرراتی است که در متن این استاندارد به آنها ارجاع داده شده است. بدین ترتیب آن مقررات جزئی از این استاندارد محسوب می‌شود. در مورد مراجع دارای تاریخ چاپ و یا تجدیدنظر، اصلاحیه‌ها و تجدیدنظرهای بعدی این مدارک مورد نظر نیست. معهذا بهتر است کاربران ذینفع این استاندارد، امکان کاربرد آخرین اصلاحیه‌ها و تجدیدنظرهای مدارک الزامی زیر را مورد بررسی قرار دهند. در مورد مراجع بدون تاریخ چاپ و یا تجدیدنظر آخرین چاپ و یا تجدید‌نظر آن مدارک الزامی ارجاع داده شده مورد نظر است استفاده از مراجع زیر برای کاربر این استاندارد الزامی است:

2-1) استاندارد ملی ایران به شماره 3203 سال 1371  بتن تازه ـ آزمایش روانی (اسلامپ)

2-2) بتن -  مواد افزودنی شیمیایی ـ ویژگیها

(قسمت اول:تعاریف، الزامات، انطباق، بسته‌بندی ‌وعرضه)

2-3) استاندارد ملی ایران به شماره 1692  سیمان: اندازه گیری عناصر اصلی سیمان پرتلند

2-4) استاندارد ملی ایران به شماره 1693 سال 1357  سیمان: اندازه گیری عناصر فرعی سیمان پرتلند

2-5) استاندارد ملی ایران به شماره 1695 سال 1381 سیمان: اندازه گیری اکسید سدیم و اکسید پتاسیم

2-6) استاندارد ملی ایران به شماره 393 سال 1370  سیمان: روش آزمون تاب فشاری و خمش ملات خمیری

2-7) استاندارد ملی ایران به شماره390 سال 1370 سیمان پرتلند: تعیین نرمی

2-8) استاندارد ملی ایران به شماره 391 سال 1370 سیمان پرتلند- تعیین انبساط

2-9) استاندارد ملی ایران به شماره 389 سال 1378  سیمان پرتلند – ویژگیها

2-10) BsEN 480-1:1998Admixtures for  concrete,mortar and  grout-testmethods

Part 1,Reference  concrete  and  reference  mortar  for  testing.

2-11) EN 480-4:1996 Admixtures for concrete, mortar and grout- part4, Determination of bleeding of concrete.

2-12) EN 196-1, Method of testing cement-Part 1: Determination of strength.

2-13) EN 196-2,Methods  of  testing  cement-Part 2:Chemical  analysis of  cement.

2-14) EN 413-2: Masonry cement – Part 2: Test merhods.

2-15) EN V197-1, Cement-composition,specification  and  conformity  criteria-Part 1:common  cement.

2-16) EN 12358: Tesing concrete- Determination of consistency – Flow table test.

3  مصالح

3-1  سیمان : سیمان مصرفی باید سیمان پرتلند مطابق با جدول 1 با C3A بین 7 تا 11 درصد وزنی و سطح ویژه 28000 تا 4000 باشد. برای بررسی اثر مواد افزودنی روی گیرش در حداکثر میزان مصرف توصیه شده در قسمت اول استاندارد، بند 3 جدول 1، می‌توان سه نوع سیمان آمیخته دیگر مطابق بند 3-1-1 را انتخاب کرد.

یادآوری: در صورت عدم دستیابی به سیمان فوق، می توان از سیمان پرتلند استاندارد ایران استفاده کرد. بدیهی است ویژگیها باید براساس استاندارد ایران کنترل شود.

 آزمایشهای شیمیایی و فیزیکی سیمان مطابق  EN196 یا استانداردهای ایران مطابق بند 2-10 تا 2-15 مراجع الزامی می‌باشد.

3-1-1 انواع سیمان

-  سیمان پرتلند

-سیمان پرتلند مخلوط: شامل:سیمان های پرتلند (سرباره ای،میکروسیلیسی،سیمان پرتلند پوزولانی ،خاکستر بادی وآهکی).

- سیمان سرباره ای

- سیمان پوزولانی

الزامات فیزیکی و مکانیکی سیمان مصرفی در جدول 1 ارائه گردیده است. 

جدول 1- ویژگیها فیزیکی و مکانیکی سیمان

3-2 سنگدانه

3-2-1 سنگدانه برای بتن : سنگدانه مورد مصرف باید سنگدانه متداول با وزن معمولی (غیر مصنوعی) و جذب آب پایین (کمتر از 2% ) و خشک شده در گرمخانه باشد. دانه‌بندی باید در محدوده تعیین شده در جدول 2 باشد.

 یادآوری 1- محدوده تعیین شده در جدول 2 برای هر دو نوع سنگدانه شکسته و غیر شکسته استفاده میشود.

یادآوری 2- انحراف میزان عبوری از هر الک برای هر دو مخلوط (کنترل و آزمایشی) نباید از 2% ± وزنی بیشتر شود.

جدول 2- محدوده دانه‌بندی سنگدانه مورد مصرف در بتن شاهد

3-3 سنگدانه برای ملات شاهد- ماسه مصرفی، ماسه استاندارد طبیعی (غیر مصنوعی) سیلیسی ترجیحاً گردگوشه با مقدار سیلیس حداقل 98 درصد باشد.

دانه‌بندی ماسه باید در محدوده تعیین شده در جدول 3 باشد. 

جدول 3- محدوده دانه‌بندی سنگدانه مورد مصرف در ملات شاهد

الک کردن ماسه تا زمانی که میزان ماسه عبوری از هر الک کمتر از g/min 5/0 برسد باید ادامه یابد. میزان رطوبت ماسه باید کمتر از 2% وزنی باشد. اندازه‌گیری میزان رطوبت بعد از 2 ساعت خشک شدن ماسه در خشک‌کن با دمای c ْ105 تا cْ 110 باید انجام گیرد.

4 بتن شاهد- برای بررسی عملکرد ماده افزودنی، مقایسه بتن شاهد و بتن حاوی افزودنی، با یک نوع سنگدانه و یک نسبت آب به سیمان باید ساخته شوند. الزامات بتن شاهد مطابق جدول4 می‌باشد.بتن تازه باید کاملاً متراکم شود و میزان هوا در آن از 2% تجاوز نکند.

جدول 4- الزامات بتن شاهد

4-1 مراحل ساخت بتن شاهد

4- 1- 1 نسبت‌های اختلاط

مقدار سیمان باید مطابق جدول 4  باشد.

سنگدانه باید خشک شده در خشک‌کن باشد در غیر اینصورت باید رطوبت اندازه‌گیری شده و وزنها تصحیح شود.مخلوط آزمایشی نیز باید با همینسنگدانه‌ها ساخته شود و نسبت سیمان هم به اندازه مخلوط کنترل باشد، اما مقدار آب به گونه‌ای تنظیم شود تا اسلامپ یا روانی مطابق جدول 4 باشد. مقدار آب بر اساس مقدار رطوبت سنگدانه و آب اختلاط و مقدار آب مواد افزودنی محاسبه می‌شود.در صورتی که مواد افزودنی روان کنندهیا فوق روان کننده و یا مواد افزودنی کاهنده جذب آب در نسبت آب به سیمان برابر در بتن استفاده شوند مقدار آب کاهش نمی‌یابد.

4- 1- 2 روش اختلاط

برای اختلاط مصالح باید موارد زیر رعایت شود و اختلاط مطابق با دستور زیر انجام گردد:

- قبل از اختلاط‌ دمای مصالح باید cْ 2 ± 20 باشد([1]). بلافاصله بعد از اختلاط دمای بتن تازه

 cْ 2 ± 20 باشد.(1)

- تیغه مخلوط کن باید نیروی لازم برای مخلوط کردن مصالح از ظرفیت حداقل 50درصد تا حداکثر 90درصد مخلوط کن را داشته باشد.

- ظرف مخلوط کن با پارچه خیس مرطوب شود.

ابتدا تمام سنگدانه و نیمی از آب اختلاط در مخلوط‌کن ریخته ‌شود. پس از 2 دقیقه اختلاط و 2 دقیقه انتظار برای جذب آب، (ضمن پوشش دستگاه مخلوط‌کن برای جلوگیری از تبخیر آب)، سیمان در فاصله زمانی 30 ثانیه و بقیه آب اختلاط نیز در طی 30 ثانیه بعدی افزوده ‌گردد و سپس بتن به مدت 2 دقیقه دیگر مخلوط ‌شود.

در صورتی که ماده افزودنی پودری باشد باید به مصالح خشک بتن اضافه شود مگر تولید کننده روش دیگری را مشخص کرده باشد.آزمایش کارآیی تا حدود 5 دقیقه بعد از کامل شدن عمل اختلاط باید انجام شود.اگر کارآیی خارج از محدوده جدول 4 بود، (بجز مخلوط‌های آزمایشی با نسبت آب به سیمان برابر)، مخلوط مردود میباشد وباید مراحل اختلاط با مقدار آب اصلاح شده تکرار شود.اندازه‌گیری مقدار هوا و ساخت نمونه‌ها تا 30 دقیقه بعد از اختلاط باید انجام شود.

5  ملات شاهد

5-1  مراحل ساخت ملات شاهد

5-1-1  نسبت های اختلاط

نسبت های اختلاط باید بصورت، یک قسمت وزنی سیمان، سه قسمت وزنی ماسه استاندارد مطابق بند 3-3 ، یک دوم قسمت وزنی آب باشد. میزان آب مخلوط آزمایشی باید به گونه ای تنظیم شود که روانی آن برابر روانی مخلوط کنترل باشد، بجز زمانی که ماده افزودنی کاهنده جذب آب با نسبت آب به سیمان برابر مورد آزمایش قرار گرفته است.

5-1-2 روش اختلاط

الزامات و درجه حرارت باید مطابق بند 4-1-2 باشد.

ابتدا ماسه و سیمان به مدت 30 ثانیه با سرعت پایین، مطابق جدول 5، مخلوط شوند. در30 ثانیه بعدی همه آب ( باضافه ماده افزودنی در مخلوط آزمایشی ) اضافه شوند. در صورتی که ماده افزودنی پودری و غیر قابل حل باشد به مصالح خشک اضافه گردند مگرتولید کننده روش دیگری را مشخص کرده باشد.عمل اختلاط به مدت 60 ثانیه با سرعت پایین ادامه یابد، سپس عمل اختلاط متوقف شود و مصالح مخلوط نشده از لبه‌های تیغه و ته ظرف جدا شوند این عمل باید در مدت 30 ثانیه انجام شود. دوباره مخلوط کن روشن شود و اختلاط به مدت 60 ثانیه با سرعت بالا، مطابق جدول 5 ، ادامه یابد. اختلاط باید در 3 دقیقه و 30 ثانیه تکمیل شود.

جدول 5- سرعت تیغه مخلوط کن

اندازه گیری روانی ملات مطابق بند 2-5 مراجع الزامی بصورت میز روانی یا کارآیی تا حدود 5 دقیقه بعد از پایان اختلاط انجام گردد.اگر روانی مخلوط آزمایشی ( بجز در مخلوط هایی که نسبت آب به سیمان یکسان در نظر گرفته شده است ) بیش از 5% با مخلوط کنترل تفاوت داشت ، مخلوط مردود میباشد و باید با اصلاح میزان آب مخلوط تکرار گردد.

اگر روانی توسط آزمون کارآیی اندازه گیری شود، در صورتی که مخلوط آزمایشی ویژگیهای زیر را بطورکامل برآورده نکند مردود میباشد.

 s 10     s  1 ± = t

s  30 ≤ تا 10 =  s  2 ± = t

 S 30      08/0 ± = t

= کارآیی مخلوط کنترل

 t= کارآیی مخلوط آزمایشی

6 گزارش آزمون

گزارش آزمون باید حاوی اطلاعات زیر در مورد بتن شاهد و یا ملات شاهد باشد.

6-1  برای بتن آزمایشی و کنترل:

6-1-1  سنگدانه

•منبع

•شکسته یا غیر شکسته

  •نوع

  •دانه بندی

6-1-2 سیمان

•نام کارخانه تولید کننده

•نتایج تجزیه شیمیایی

•مقدار C3A

•سطح ویژه

•نتایج روانی

•نتایج میزان هوا

•دمای بتن تازه

6-2 برای ملات آزمایشی و کنترل:

• نوع سیمان

•نام کارخانه تولید کننده

•انواع سیمان مصرفی

•رده مقاومت

•نتایج روانی

•دمای ملات تازه