مقدار سیمان مصرفی در انواع ملات و سیمانکاری

این مقاله جامع،توسط کلینیک بتن برای مخاطبان حرفه ای شامل مهندسین، پیمانکاران و استادکاران،به عنوان یک مرجع عملیاتی تدوین شده است تا روش های تعیین دقیق مقدار سیمان، ماسه و سایر افزودنی های بتن در انواع ملات های ساختمانی را تشریح کند. هدف ما ارائه فرمول های عملی و جداول استاندارد است تا محاسبات کارگاهی با بالاترین دقت انجام پذیرد ..

دسته بندی انواع ملات های ساختمانی بر اساس کاربرد

ملات ها بر اساس ترکیب مواد اولیه و محل مصرف، دسته بندی می شوند. شناخت این تفاوت ها،اولین گام برای تعیین نسبت اختلاط مناسب است .

ملات های بنایی (Masonry Mortars)

این ملات ها برای اتصال واحدهای ساختمانی (آجر،بلوک سیمانی یا سفالی) به کار می روند و وظیفه تحمل بارهای فشاری را دارند . معمولاً از ماسه و سیمان و در برخی موارد آهک تشکیل شده اند:

• ملات ماسه سیمان (M/S): پرکاربردترین ملات در بنایی با نسبت هایی مانند ۱:۳ (برای پی و سازه های در معرض رطوبت)، ۱:۴ و ۱:۵ (برای دیوارچینی داخلی و خارجی).
• ملات باتارد (Batard Mortar): ترکیبی از سیمان، آهک و ماسه (به نسبت حجمی سیمان:آهک:ماسه). افزودن آهک، خاصیت کارپذیری ملات را افزایش داده و آن را در برابر نفوذ آب مقاوم تر می سازد (معمولاً ۱:۱:۶ یا ۱:۲:۸).
• ملات ماسه آهک: عمدتاً در ساختمان های قدیمی و یا مناطقی که مقاومت کمتری نیاز است،استفاده می شود .

ملات های اندودکاری و تزئینی (Rendering and Finishing Mortars)

این ملات ها برای پوشاندن سطوح، محافظت در برابر عوامل جوی و یا ایجاد سطوح تزیینی به کار می روند:

• اندود ماسه سیمان: لایه های آستر و تخته ماله در سیمان کاری با نسبت های ۱:۴ تا ۱:۶.
• ملات پودر سنگ و خاک سنگ: برای لایه های رویه سیمان کاری یا ساخت ملات موزائیک.
• دوغاب سیمان و خاک سنگ (یا پودر سنگ): عمدتاً برای بندکشی کاشی و سرامیک یا آب بندی .
• ملات گچ و خاک: برای آستر زیر سفیدکاری (اندودکاری داخلی).
• ملات گچ: برای سفیدکاری نهایی و تزیینات.

توضیح تفاوت: ملات بنایی باید مقاومت فشاری خوبی داشته باشد، در حالی که ملات اندودکاری علاوه بر مقاومت،باید خاصیت کارپذیری بالا و حداقل ترک خوردگی را هنگام خشک شدن تضمین کند .

مبانی محاسباتی: روش تعیین مقدار مصالح مصرفی

تعیین مقدار مصالح بر پایه حجم خشک مواد اولیه انجام می گیرد که باید در نهایت به حجم مشخصی از ملات تر تبدیل شود. حجم ملات تر معمولاً کمتر از مجموع حجم خشک مصالح است، زیرا ماسه، سیمان و آب در حفره های یکدیگر نفوذ می کنند .

وزن مخصوص مصالح و تبدیل واحدها

برای تبدیل نسبت های حجمی (که معمولاً در جداول کارگاهی استفاده می شود) به وزن (کیلوگرم) سیمان،باید وزن مخصوص حجمی مصالح را بدانیم:

مصالح	وزن مخصوص حجمی (کیلوگرم بر متر مکعب)	توضیحات
سیمان پرتلند	۱۲۵۰ تا ۱۴۰۰	بسته بندی نشده (فله)
ماسه شسته و خشک	۱۵۰۰ تا ۱۷۰۰	بستگی به دانه بندی و رطوبت
آهک شکفته پودری	۵۰۰ تا ۷۰۰
آب	۱۰۰۰

مفهوم افت مصالح و اهمیت اعمال ضریب تصحیح

افت مصالح به تلفاتی گفته می شود که در حین حمل، نگهداری،پیمانه گیری و اختلاط رخ می دهد. این تلفات در ماسه به دلیل بادبردگی، ریزش و رطوبت،و در سیمان به دلیل نشت کیسه یا ماندگاری در ظروف اختلاط،اجتناب ناپذیر است.

درصدهای پیشنهادی برای ضریب افت:

• ماسه (شن و ماسه): معمولاً ۵ تا ۱۰ درصد .
• سیمان: معمولاً ۲ تا ۵ درصد .
• پودر سنگ و خاک سنگ: ۵ تا ۷ درصد.
• گچ و آهک: ۳ تا ۶ درصد.

برای محاسبات دقیق در برآورد، همواره باید مقادیر جدول را در ضریب افت (۱ + درصد افت) ضرب کنیم.

جدول جامع مقدار مصالح مصرفی در انواع ملات (بدون احتساب افت)

این جدول مقادیر تقریبی مصالح مورد نیاز برای تولید یک متر مکعب ملات آماده (تر) را بر اساس نسبت های حجمی رایج نشان می دهد . برای این محاسبات، فرض شده است که مجموع حجم خشک مواد اولیه برای تولید یک متر مکعب ملات تر،حدود ۱.۲۲ متر مکعب است (ضریب کاهش حجم معادل ۱ .۲۲). (عیار سیمان بر اساس کیسه های ۵۰ کیلوگرمی محاسبه شده است).

نوع ملات و نسبت حجمی (سیمان:ماسه)	حجم سیمان (متر مکعب)	حجم ماسه (متر مکعب)	وزن سیمان (کیلوگرم)	تعداد کیسه سیمان (۵۰ کیلوگرمی)	عیار سیمان (کیلوگرم بر متر مکعب ملات تر)
ملات ۱:۳ (مقاوم،پی، ملات های کاشی)	۰.۳۰۵	۰ .۹۱۵	۴۲۷	۸.۵	۴۲۷
ملات ۱:۴ (دیوارچینی سازه ای و اندود آستر)	۰.۲۴۴	۰.۹۷۶	۳۴۱	۶.۸	۳۴۱
ملات ۱:۵ (دیوارچینی داخلی و سیمان کاری)	۰.۲۰۳	۱.۰۱۷	۲۸۴	۵.۷	۲۸۴
ملات ۱:۶ (دیوارچینی سبک و زیرسازی)	۰.۱۷۴	۱.۰۴۴	۲۴۴	۴.۹	۲۴۴
ملات باتارد ۱:۱:۶ (سیمان:آهک:ماسه)	۰ .۱۵۲	۰.۱۵۲ (آهک)	۲۱۵	۴ .۳	۲۱۵
ملات موزائیک ۱:۳ (پودر سنگ)	۰ .۳۰۵	۰.۹۱۵ (پودر سنگ)	۴۲۷	۸ .۵	۴۲۷

جدول مقایسه ویژگی های اصلی انواع ملات ساختمانی

به منظور کمک به انتخاب ملات مناسب و درک تفاوت های عملکردی، مقایسه ای بین سه ملات رایج انجام شده است:

ویژگی مقایسه	ملات ماسه سیمان ۱:۴	ملات باتارد ۱:۱:۶	ملات گچ و خاک
کاربرد اصلی	دیوارچینی، اندود آستر خارجی، کف سازی	دیوارچینی (بهبود کارایی)،مناطق مرطوب کم فشار	آستر زیرسازی داخلی،عایق حرارتی
مقاومت فشاری	بالا (عیار ۳۴۱)	متوسط تا خوب (بهتر از آهک خالص)	ضعیف تا متوسط
کارپذیری و انعطاف	متوسط (سخت تر از باتارد)	بسیار خوب (به دلیل وجود آهک)	عالی (سرعت گیرش بالا)
حداقل کیسه سیمان مورد نیاز (۵۰ کیلوگرم)	۶ .۸ کیسه در متر مکعب	۴.۳ کیسه در متر مکعب	(فاقد سیمان)

محاسبه مقادیر دقیق با در نظر گرفتن ضریب افت مصالح

همان طور که ذکر شد، مقادیر جدول فوق بدون احتساب افت مصالح است . در محیط های کارگاهی که مدیریت ضعیفی بر مواد وجود دارد،باید مقادیر افزایش یابند.

فرمول محاسبه مصرف مصالح با در نظر گرفتن افت

$$\text{مقدار نهایی مصالح} = \text{مقدار محاسبه شده بدون افت} \times (۱ + \text{درصد افت})$$

اگر ضریب افت ماسه و سیمان را به ترتیب ۱۰٪ و ۳٪ در نظر بگیریم، محاسبات برای یک متر مکعب ملات ۱:۴ به شرح زیر خواهد بود:

مثال محاسباتی برای ۱ متر مکعب ملات ماسه سیمان ۱:۴

۱. محاسبه سیمان:

• مقدار سیمان بدون افت: ۳۴۱ کیلوگرم (یا ۶ .۸ کیسه)
• ضریب افت سیمان: ۳٪ (۰ .۰۳)
• مقدار نهایی سیمان مورد نیاز: $۳۴۱ \times (۱ + ۰.۰۳) = ۳۵۱.۲۳$ کیلوگرم
• تعداد کیسه نهایی: $۳۵۱.۲۳ \div ۵۰ \approx ۷.۰۲$ کیسه

۲. محاسبه ماسه:

• مقدار ماسه بدون افت: ۰.۹۷۶ متر مکعب
• ضریب افت ماسه: ۱۰٪ (۰.۱)
• مقدار نهایی ماسه مورد نیاز: $۰ .۹۷۶ \times (۱ + ۰.۱) = ۱.۰۷۳۶$ متر مکعب

نتیجه: برای تولید یک متر مکعب ملات تر ۱:۴ در کارگاه با احتساب تلفات، به حدود ۷ کیسه سیمان و ۱.۰۷ متر مکعب ماسه نیاز خواهیم داشت .

مقدار مصالح مورد نیاز برای سیمانکاری (سطح)

پیمانکاران اغلب نیاز دارند مصالح را برای هر متر مربع سیمان کاری محاسبه کنند . ضخامت لایه اندود سیمانی (آستر و رویه) معمولاً حدود ۲ تا ۳ سانتی متر است .

مثال: سیمان کاری به ضخامت ۲.۵ سانتی متر (۰ .۰۲۵ متر)

• حجم ملات تر مورد نیاز برای یک متر مربع: $۱ \text{ متر مربع} \times ۰ .۰۲۵ \text{ متر} = ۰.۰۲۵ \text{ متر مکعب}$
• اگر ملات ۱:۵ با عیار ۲۸۴ کیلوگرم بر متر مکعب استفاده شود:
• وزن سیمان برای ۱ متر مربع: $۲۸۴ \text{ کیلوگرم/متر مکعب} \times ۰.۰۲۵ \text{ متر مکعب} = ۷.۱ \text{ کیلوگرم}$
• حجم ماسه برای ۱ متر مربع (بدون افت): $۱ .۰۱۷ \text{ متر مکعب} \times ۰.۰۲۵ \text{ متر مکعب} = ۰.۰۲۵۴ \text{ متر مکعب}$

این محاسبات نشان می دهد که برای سیمان کاری دقیق و استاندارد،تنها ۷ کیلوگرم سیمان در هر متر مربع سطح نیاز است. (این عدد باید با ضریب افت تعدیل شود .)

روش های ساخت و نکات کاربردی عملیاتی

کیفیت ملات صرفاً به نسبت اختلاط محدود نمی شود؛ روش تهیه و اجرای آن نیز اهمیت تعیین کننده ای دارد.

ساخت با دست و مخلوط کن مکانیکی

• ساخت با دست: در حجم های کوچک،ملات به صورت دستی تهیه می شود. نکته کلیدی در این روش، پیمانه گیری دقیق حجمی با سطل یا پیمانه های استاندارد است. این روش اغلب دقت کمتری نسبت به روش مکانیکی دارد.
• مخلوط کن مکانیکی (بچینگ): برای حجم های متوسط و بزرگ، استفاده از دستگاه مخلوط کن (ملات ساز یا بتونیر) ضروری است. این روش یکنواختی ملات را تضمین کرده و باعث کاهش تلفات و افت مصالح می شود.

نسبت آب به سیمان و کنترل رطوبت

آب مصرفی باید تمیز و عاری از مواد آلی یا نمک ها باشد . نسبت آب به سیمان در ملات (بر خلاف بتن) برای رسیدن به کارپذیری مطلوب، معمولاً کمی بالاتر است،اما باید در حدی باشد که ملات از حالت خمیری خارج نشود . آب زیاد باعث کاهش مقاومت، افزایش جمع شدگی و ترک خوردگی می شود.

نکات کاربردی و تجربی

1. تاثیر نوع ماسه: استفاده از ماسه شسته و دارای دانه بندی مناسب (بدون ریزدانه زیاد) حیاتی است. ماسه های دارای مواد رسی، کیفیت ملات و چسبندگی آن را به شدت کاهش می دهند .
2. محل تهیه ملات: تهیه ملات در محلی نزدیک به محل مصرف (پای کار) باعث کاهش زمان حمل و نقل و در نتیجه کاهش افت و تبخیر آب می شود.
3. انتخاب ملات مناسب:

• در شرایط رطوبت بالا: استفاده از ملات های با عیار سیمان بالا (مانند ۱:۳) یا ملات های باتارد (به دلیل آهک) توصیه می شود.
• اندودکاری داخلی (گچ): ملات گچ باید سریعاً مصرف شود، زیرا زمان گیرش کوتاهی دارد .
• اندود نمای خارجی: باید از ملات های مقاوم در برابر یخ زدگی و ذوب شدگی استفاده کرد، مانند سیمان پرتلند تیپ ۲ .

1. اهمیت عمل آوری: پس از اجرای اندود سیمانی،به ویژه در روزهای گرم،عمل آوری مرطوب (آب دهی) برای جلوگیری از خشک شدن سریع و ترک خوردگی (شِرینکیج) سیمان حیاتی است .

نتیجه گیری

محاسبه مقدار سیمان مصرفی در انواع ملات ها، نه یک تخمین،بلکه یک ضرورت مهندسی است . این مقاله نشان داد که برآورد دقیق مصالح،نیازمند درک نسبت های استاندارد حجمی، دانش تبدیل واحدها (از حجم به وزن سیمان)، و اعمال ضریب افت مصالح بر اساس شرایط اجرایی کارگاه است.

رعایت استانداردها و استفاده از جداول دقیق عیار سیمان، به ویژه مقادیر حدود ۲۸۰ تا ۳۵۰ کیلوگرم سیمان در هر متر مکعب ملات تر برای کاربردهای رایج، کیفیت و اقتصاد پروژه را تضمین می کند . استفاده از روش های اندازه گیری مستقیم در کارگاه و ارزیابی مستمر تلفات می تواند به مدیریت بهتر موجودی و کاهش هزینه های پنهان کمک کند.