مهم ترین آزمایش های بتن خود متراکم چیست؟

آزمایش بتن خود متراکم مجموعه ای از روش های کنترل کیفیت بتن تازه است که برای بررسی قابلیت جریان، سرعت حرکت، عبور از میان میلگردها و مقاومت مخلوط در برابر جداشدگی انجام می شود. بتن خود متراکم باید بدون ویبره خارجی، تنها تحت اثر وزن خود قالب را پر کند و تمام گوشه ها و فضاهای میان آرماتورها را بپوشاند؛ بنابراین روان بودن زیاد به تنهایی نشانه کیفیت مناسب آن نیست. مخلوطی که بیش از حد روان باشد ممکن است دچار ته نشینی سنگدانه، آب انداختگی یا جداشدگی شود و مخلوطی با لزجت زیاد نیز نمی تواند از شبکه متراکم میلگردها عبور کند. کنترل دقیق این ویژگی ها در پروژه هایی که مصرف سیمان، افزودنی، قالب بندی و تغییرات قیمت آهن بر هزینه اجرای سازه اثر می گذارد، اهمیت بیشتری پیدا می کند. استانداردها برای ارزیابی این رفتارها، آزمایش هایی مانند جریان اسلامپ، T500، حلقه J، جعبه L، قیف V و الک پایداری را پیشنهاد می کنند.

هر یک از آزمایش های بتن خود متراکم تنها بخشی از رفتار بتن خود متراکم را نشان می دهد و نمی توان با یک نتیجه منفرد درباره مناسب بودن مخلوط تصمیم گرفت. آزمایش جریان اسلامپ قابلیت پرکنندگی و گسترش آزاد بتن را می سنجد، زمان T500 نشانه ای از سرعت جریان و لزجت است، حلقه J و جعبه L توانایی عبور بتن از موانع شبیه سازی شده میلگرد را بررسی می کنند و آزمایش قیف V اطلاعاتی درباره زمان تخلیه و ویسکوزیته ارائه می دهد. آزمایش الک پایداری نیز برای تشخیص تمایل مخلوط به جداشدگی کاربرد دارد. در این مقاله مرکزآهن، روش اجرای هر آزمایش، تجهیزات مورد نیاز، نحوه ثبت نتایج، معیارهای پذیرش و خطاهای موثر بر اندازه گیری بررسی می شود تا خواننده بتواند کیفیت بتن تازه را پیش از بتن ریزی ارزیابی کند.

آزمایش بتن خود متراکم چیست؟

آزمایش بتن خود متراکم مجموعه ای از آزمون های استاندارد است که برای ارزیابی رفتار بتن تازه پیش از بتن ریزی انجام می شود. هدف اصلی این آزمایش ها بررسی سه ویژگی اساسی شامل قابلیت پرکنندگی، توانایی عبور از میان آرماتورها و پایداری مخلوط در برابر جداشدگی است. برخلاف بتن معمولی که کیفیت آن تا حد زیادی با میزان اسلامپ سنجیده می شود، در این نوع بتن تنها روانی اهمیت ندارد و باید اطمینان حاصل شود که مخلوط بدون نیاز به ویبره، تمامی بخش های قالب را پر کرده و در عین حال دچار ته نشینی سنگدانه یا آب انداختگی نمی شود. به همین دلیل، مهندسان علاوه بر نتایج آزمایش مقاومت فشاری بتن در سنین مختلف، وضعیت بتن تازه را نیز با چندین آزمون مکمل کنترل می کنند تا از عملکرد صحیح آن در زمان اجرا مطمئن شوند. استانداردهای اروپایی EFNARC و استانداردهای ASTM نیز انجام مجموعه ای از این آزمایش ها را برای کنترل کیفیت بتن خود متراکم توصیه کرده اند.

اجرای صحیح این آزمایش ها تاثیر مستقیمی بر کیفیت نهایی سازه دارد؛ زیرا بسیاری از مشکلاتی که پس از سخت شدن بتن مشاهده می شوند، ریشه در رفتار نامناسب بتن تازه دارند. برای مثال اگر بتن نتواند به راحتی از میان میلگردهای متراکم عبور کند یا در حین حرکت دچار جداشدگی شود، حتی در صورت کسب مقاومت فشاری مطلوب نیز احتمال ایجاد حفره، کرموشدگی و کاهش دوام سازه وجود خواهد داشت. به همین علت، نتایج این آزمون ها معمولا در کنار آزمایش نمونه مکعبی بتن بررسی می شوند تا هم کیفیت بتن تازه و هم عملکرد بتن سخت شده مورد ارزیابی قرار گیرد. در واقع آزمایش های بتن خود متراکم مکمل یکدیگر هستند و تنها زمانی می توان درباره مناسب بودن یک طرح اختلاط اظهار نظر کرد که نتایج تمام آزمون های اصلی در محدوده قابل قبول استاندارد قرار داشته باشند.

انواع آزمایش های بتن خود متراکم

انواع آزمایش بتن خود متراکم بر اساس ویژگی مورد ارزیابی در سه گروه اصلی قرار می گیرند: آزمایش های قابلیت پرکنندگی، آزمایش های توانایی عبور و آزمایش های پایداری در برابر جداشدگی. قابلیت پرکنندگی نشان می دهد بتن تازه تا چه اندازه می تواند فقط تحت اثر وزن خود در قالب پخش شود و فضای خالی را پر کند. آزمایش جریان اسلامپ و زمان T500 برای بررسی این ویژگی کاربرد دارند. هنگام طراحی مخلوط، دانستن این که عیار بتن چیست نیز اهمیت دارد؛ زیرا مقدار مواد سیمانی، نسبت آب به مواد پودری و نوع افزودنی فوق روان کننده بر روانی، چسبندگی و پایداری بتن اثر مستقیم می گذارند. با این حال، افزایش عیار یا روان کننده به تنهایی تضمین کننده عملکرد مطلوب نیست و نتیجه باید با آزمایش کنترل شود.

آزمایش حلقه J، جعبه L و جعبه U برای سنجش توانایی عبور بتن از میان موانعی شبیه میلگردهای متراکم انجام می شوند. این آزمون ها مشخص می کنند که آیا سنگدانه ها هنگام عبور از فاصله محدود، مسیر جریان را مسدود می کنند یا خیر. آزمایش قیف V نیز زمان تخلیه بتن را اندازه گیری کرده و اطلاعاتی درباره لزجت و یکنواختی جریان ارائه می دهد. برای ارزیابی مقاومت مخلوط در برابر جداشدگی، آزمایش الک پایداری به کار می رود و مقدار ملات عبوری از الک، تمایل بتن به تفکیک اجزا را نشان می دهد. هیچ یک از این روش ها به تنهایی تمام ویژگی های بتن تازه را مشخص نمی کنند؛ بنابراین انتخاب مجموعه آزمایش ها باید با توجه به تراکم آرماتور، شکل قالب، روش انتقال بتن و سطح کنترل کیفی پروژه انجام شود.

آزمایش اسلامپ بتن خود متراکم

آزمایش اسلامپ بتن خود متراکم که با عنوان آزمایش جریان اسلامپ نیز شناخته می شود، برای اندازه گیری قابلیت گسترش آزاد و پرکنندگی بتن تازه انجام می گیرد. در این روش برخلاف آزمایش اسلامپ بتن معمولی، میزان افت ارتفاع مخروط معیار اصلی نیست؛ بلکه قطر نهایی پخش شدن بتن روی صفحه صاف اندازه گیری می شود. برای اجرای آزمایش، صفحه فلزی یا غیرجاذب باید تمیز، تراز و مرطوب باشد. سپس مخروط اسلامپ در مرکز صفحه قرار می گیرد و بدون ضربه زدن، میله زدن یا متراکم کردن، در یک مرحله با بتن پر می شود. پس از صاف کردن سطح بتن، مخروط به صورت عمودی و با حرکت یکنواخت بالا کشیده می شود تا مخلوط تحت اثر وزن خود روی صفحه گسترش پیدا کند. استاندارد ASTM C1611 این روش را برای تعیین جریان اسلامپ بتن خود متراکم در آزمایشگاه یا کارگاه معرفی می کند.

پس از توقف جریان، بزرگ ترین قطر گسترش یافته بتن و قطر عمود بر آن اندازه گیری می شوند. میانگین این دو مقدار به عنوان جریان اسلامپ ثبت می شود. اگر اختلاف دو قطر زیاد باشد، ممکن است سطح آزمایش تراز نباشد، مخروط به شکل نادرست برداشته شده باشد یا مخلوط یکنواختی کافی نداشته باشد. شکل نهایی بتن نیز باید از نظر تجمع سنگدانه در مرکز، ایجاد هاله ملات در اطراف و نشانه های آب انداختگی بررسی شود؛ زیرا قطر مناسب به تنهایی پایداری مخلوط را تایید نمی کند. آزمایش اسلامپ بتن خود متراکم قابلیت جریان آزاد و یکنواختی مخلوط را نشان می دهد، اما برای ارزیابی سرعت جریان، توانایی عبور از میان میلگردها و مقاومت در برابر جداشدگی باید در کنار آزمایش T500، حلقه J و الک پایداری تفسیر شود. استاندارد EN 12350-8 نیز جریان اسلامپ و زمان T500 را به عنوان شاخص های ارزیابی بتن خود متراکم مشخص می کند.

آزمایش T500

آزمایش T500 بخشی از آزمایش جریان اسلامپ بتن خود متراکم است و برای اندازه گیری سرعت گسترش بتن تازه روی صفحه استفاده می شود. در این روش، زمان از لحظه آغاز بالا کشیدن مخروط اسلامپ تا زمانی ثبت می شود که لبه بتن برای نخستین بار به دایره ای با قطر 500 میلی متر برسد. برای اجرای دقیق آزمون، صفحه باید صاف، تراز، مرطوب و دارای علامت دایره 500 میلی متری باشد. مخروط بدون کوبیدن یا متراکم کردن با بتن پر می شود و پس از صاف کردن سطح، به صورت عمودی بالا کشیده می شود. همزمان با شروع حرکت مخروط، زمان سنج فعال شده و در لحظه رسیدن بتن به خط مشخص شده متوقف می شود. استاندارد EN 12350-8 این آزمون را همراه با جریان اسلامپ برای ارزیابی رفتار بتن خود متراکم معرفی می کند.

نتیجه T500 بر حسب ثانیه گزارش می شود و اطلاعاتی درباره سرعت جریان و لزجت ظاهری مخلوط ارائه می دهد. زمان کوتاه تر معمولا نشان دهنده جریان سریع تر و لزجت کمتر است، در حالی که زمان طولانی تر می تواند بیانگر چسبندگی یا مقاومت بیشتر بتن در برابر حرکت باشد. با این حال، پایین بودن زمان همیشه مطلوب نیست؛ زیرا مخلوط بسیار سریع ممکن است مستعد جداشدگی باشد. زمان زیاد نیز می تواند عبور بتن از میان آرماتورهای متراکم و پر شدن گوشه های قالب را دشوار کند. نتیجه این آزمایش باید همراه با قطر جریان اسلامپ، ظاهر لبه بتن و آزمون های عبور یا پایداری تفسیر شود. همچنین اگر مخروط کج برداشته شود، صفحه تراز نباشد یا زمان سنج با تاخیر فعال شود، مقدار ثبت شده اعتبار کافی نخواهد داشت. در روش استاندارد، زمان رسیدن بتن به قطر 500 میلی متر از شروع بالا کشیدن مخروط اندازه گیری می شود.

آزمایش حلقه J

آزمایش حلقه J برای بررسی توانایی عبور بتن خود متراکم از میان آرماتورهای متراکم و ارزیابی احتمال انسداد سنگدانه ها انجام می شود. این آزمون در واقع نسخه تکمیل شده آزمایش جریان اسلامپ است که در آن یک حلقه فلزی مجهز به تعدادی میلگرد عمودی در اطراف مخروط اسلامپ قرار می گیرد. این میلگردها شرایط واقعی عبور بتن از میان شبکه آرماتور را شبیه سازی می کنند. پس از قرار دادن مخروط در مرکز حلقه، بتن بدون اعمال ضربه یا ویبره داخل آن ریخته شده و سطح آن صاف می شود. سپس مخروط به صورت عمودی بالا کشیده می شود تا بتن تحت اثر وزن خود از میان میلگردهای حلقه عبور کرده و روی صفحه پخش شود. هرچه بتن راحت تر از این مانع عبور کند، عملکرد آن در قالب های دارای تراکم بالای میلگرد مطلوب تر خواهد بود. استاندارد EN 12350-12 روش اجرای این آزمایش و نحوه ارزیابی نتایج را تشریح کرده است.

پس از پایان جریان، قطر نهایی گسترش بتن و اختلاف ارتفاع مرکز و لبه بتن اندازه گیری می شود. همچنین نتایج این آزمون با آزمایش جریان اسلامپ مقایسه می شوند تا میزان کاهش قابلیت عبور مشخص شود. اگر اختلاف قطر یا اختلاف ارتفاع زیاد باشد، احتمال گیر کردن سنگدانه های درشت میان میلگردها و کاهش قابلیت عبور بتن وجود دارد. مشاهده تجمع سنگدانه در اطراف حلقه یا نامتقارن شدن شکل جریان نیز می تواند نشانه مناسبی از انسداد باشد. با این حال، آزمایش حلقه J تنها توانایی عبور بتن را بررسی می کند و برای ارزیابی کامل کیفیت بتن تازه باید همراه با آزمایش اسلامپ بتن خود متراکم، آزمایش T500، جعبه L و آزمایش الک پایداری تفسیر شود. ترکیب نتایج این آزمون ها دید دقیق تری از رفتار بتن در شرایط واقعی اجرا ارائه می دهد و احتمال بروز کرموشدگی یا پر نشدن کامل قالب را کاهش می دهد.

آزمایش جعبه L

آزمایش جعبه L یکی از مهم ترین روش های ارزیابی توانایی عبور بتن خود متراکم از میان آرماتورهای متراکم است. در این آزمایش از یک محفظه L شکل استفاده می شود که بخش عمودی آن محل ریختن بتن و بخش افقی آن مسیر حرکت مخلوط است. در محل اتصال این دو قسمت، چند میلگرد فولادی با فاصله مشخص نصب شده اند تا شرایط عبور بتن از میان شبکه میلگردها شبیه سازی شود. ابتدا دریچه بین دو بخش بسته می شود و محفظه عمودی با بتن تازه پر می گردد. پس از مدت کوتاهی، دریچه باز شده و بتن تنها تحت اثر وزن خود وارد قسمت افقی می شود. در این فرآیند هیچ گونه ویبره یا اعمال نیروی خارجی انجام نمی شود و حرکت بتن کاملا به ویژگی های رئولوژیکی آن وابسته است. استاندارد EN 12350-10 روش اجرای این آزمایش و تجهیزات مورد نیاز را به طور دقیق مشخص کرده است.

پس از توقف جریان، ارتفاع بتن در انتهای بخش افقی و ارتفاع باقی مانده در بخش عمودی اندازه گیری می شود و نسبت این دو مقدار با عنوان H2/H1 گزارش می شود. هرچه این نسبت به عدد یک نزدیک تر باشد، بتن توانایی بیشتری برای عبور از میان موانع بدون انسداد خواهد داشت. اگر سنگدانه های درشت میان میلگردها گیر کنند یا جریان بتن به سختی انجام شود، مقدار این نسبت کاهش پیدا می کند و نشان دهنده ضعف در قابلیت عبور است. علاوه بر نسبت ارتفاع، ظاهر بتن نیز باید بررسی شود؛ زیرا مشاهده تجمع سنگدانه، جداشدگی ملات یا توقف جریان پیش از رسیدن به انتهای جعبه می تواند بیانگر نامناسب بودن طرح اختلاط باشد. آزمایش جعبه L به تنهایی برای ارزیابی کیفیت بتن کافی نیست و معمولا همراه با آزمایش اسلامپ بتن خود متراکم، آزمایش T500، حلقه J و قیف V تفسیر می شود تا تصویر دقیق تری از رفتار بتن تازه در شرایط واقعی اجرا به دست آید.

آزمایش قیف V

آزمایش قیف V برای سنجش زمان جریان، لزجت ظاهری و قابلیت پرکنندگی بتن خود متراکم انجام می شود. وسیله اصلی این آزمون یک قیف فلزی V شکل با دریچه ای در قسمت پایین است. پیش از شروع، سطح داخلی قیف باید تمیز و مرطوب شود، اما آب اضافی نباید در آن باقی بماند. سپس دریچه بسته و قیف بدون کوبیدن، میله زدن یا اعمال ویبره با بتن تازه پر می شود. سطح بتن در دهانه بالایی صاف شده و پس از مدت تعیین شده در روش آزمون، دریچه باز می شود. همزمان با باز شدن دریچه، زمان سنج فعال شده و هنگامی متوقف می شود که برای نخستین بار بتوان از بالا، دهانه خروجی قیف را مشاهده کرد. زمان ثبت شده بر حسب ثانیه، زمان جریان قیف V نام دارد. استاندارد EN 12350-9 این روش را برای تعیین زمان تخلیه بتن خود متراکم معرفی می کند و استفاده از آن برای مخلوط های دارای سنگدانه بسیار درشت مناسب نیست.

زمان کوتاه تر معمولا نشان دهنده حرکت سریع تر و لزجت کمتر مخلوط است، در حالی که زمان طولانی می تواند به چسبندگی زیاد، اصطکاک داخلی بالا یا احتمال انسداد در دهانه خروجی مربوط باشد. با این حال، تخلیه بسیار سریع نیز همیشه مطلوب نیست و ممکن است همراه با جداشدگی ملات و سنگدانه باشد. جریان بتن باید پیوسته و بدون توقف انجام شود؛ در صورت قطع شدن جریان، گیر کردن سنگدانه یا تخلیه نامنظم، نتیجه باید با احتیاط تفسیر یا آزمایش تکرار شود. نتیجه آزمایش قیف V باید در کنار جریان اسلامپ، T500 و آزمایش های عبور بررسی شود، زیرا این آزمون به تنهایی توانایی عبور بتن از میان آرماتورها یا مقاومت کامل آن در برابر جداشدگی را مشخص نمی کند.

آزمایش جعبه U

آزمایش جعبه U یکی از روش های استاندارد برای ارزیابی قابلیت عبور و پرکنندگی بتن خود متراکم در شرایطی است که مسیر حرکت بتن با موانعی مشابه میلگردهای سازه محدود شده باشد. تجهیزات این آزمون از یک محفظه U شکل تشکیل شده است که به دو بخش مجزا تقسیم می شود. این دو بخش توسط یک دریچه از یکدیگر جدا شده اند و در محل عبور بتن، مجموعه ای از میلگردهای فولادی با فاصله مشخص قرار دارد. در ابتدای آزمایش، دریچه بسته است و بتن تازه در یکی از محفظه ها ریخته می شود. پس از مدت کوتاهی، دریچه باز می شود تا بتن تنها تحت اثر وزن خود از میان میلگردها عبور کرده و وارد محفظه مقابل شود. اگر مخلوط از روانی، چسبندگی و پایداری مناسبی برخوردار باشد، بدون گیر کردن سنگدانه ها یا ایجاد انسداد، به راحتی در بخش دوم جریان پیدا می کند. به همین دلیل، آزمایش جعبه U یکی از آزمون های مهم برای شبیه سازی شرایط واقعی بتن ریزی در اعضای با تراکم زیاد آرماتور محسوب می شود.

پس از پایان جریان، اختلاف ارتفاع بتن در دو محفظه اندازه گیری می شود. هرچه اختلاف ارتفاع کمتر باشد، بتن توانایی بیشتری برای عبور از میان موانع و پر کردن قالب خواهد داشت. در مقابل، اختلاف ارتفاع زیاد معمولا نشان دهنده کاهش قابلیت عبور، گیر کردن سنگدانه های درشت یا لزجت بیش از حد مخلوط است. هنگام تفسیر نتایج، ظاهر بتن نیز اهمیت زیادی دارد؛ زیرا مشاهده جداشدگی، تجمع سنگدانه ها یا توقف جریان پیش از پر شدن کامل محفظه دوم می تواند بیانگر ضعف در طرح اختلاط باشد. نتیجه این آزمون باید همراه با آزمایش اسلامپ بتن خود متراکم، آزمایش T500، حلقه J و جعبه L بررسی شود تا تصویر کامل تری از رفتار بتن تازه به دست آید. استفاده همزمان از این آزمایش ها باعث می شود تصمیم گیری درباره کیفیت بتن خود متراکم بر پایه مجموعه ای از شاخص های معتبر انجام شود و تنها یک نتیجه منفرد به عنوان ملاک قرار نگیرد.

آزمایش الک پایداری

آزمایش الک پایداری برای بررسی مقاومت بتن خود متراکم در برابر جداشدگی ایستایی انجام می شود. در این آزمون مشخص می شود که آیا ملات و خمیر سیمان تمایل دارند از سنگدانه های درشت جدا شوند یا مخلوط در حالت سکون یکنواخت باقی می ماند. ابتدا حدود 10 لیتر بتن تازه در یک ظرف ریخته شده و بدون حرکت دادن، برای مدت تقریبی 15 دقیقه نگهداری می شود. سپس مقدار مشخصی از بخش بالایی نمونه، معمولا حدود 4.8 کیلوگرم، از ارتفاع تعیین شده روی الکی با چشمه 5 میلی متر ریخته می شود. بتن به مدت حدود 120 ثانیه روی الک باقی می ماند تا بخش های ریزتر و ملات جدا شده از منافذ آن عبور کنند. در تمام مراحل باید از لرزاندن الک، وارد کردن فشار به بتن یا جابجایی غیر ضروری نمونه جلوگیری شود؛ زیرا این اقدامات می توانند مقدار جداشدگی اندازه گیری شده را تغییر دهند. استاندارد EN 12350-11 این روش را برای تعیین مقاومت بتن خود متراکم در برابر جداشدگی معرفی کرده است.

پس از پایان زمان آزمایش، جرم مواد عبور کرده از الک اندازه گیری و نسبت آن به جرم اولیه نمونه به صورت درصد گزارش می شود. افزایش درصد عبوری نشان می دهد مقدار بیشتری از ملات از سنگدانه جدا شده و پایداری مخلوط کاهش یافته است. نتیجه پایین تر معمولا بیانگر انسجام بهتر بتن است، اما مقدار بسیار پایین همراه با جریان ضعیف می تواند نشانه لزجت بیش از حد باشد. بنابراین نتیجه آزمایش الک پایداری باید در کنار آزمایش اسلامپ بتن خود متراکم، زمان T500 و آزمون های عبور تفسیر شود. این روش برای بتن های حاوی الیاف یا سنگدانه سبک مناسب نیست و در چنین مخلوط هایی باید از روش ارزیابی دیگری استفاده شود.

معیار پذیرش آزمایش های بتن خود متراکم

معیار پذیرش آزمایش بتن خود متراکم باید پیش از تولید و با توجه به نوع عضو، تراکم آرماتور، فاصله جریان و روش بتن ریزی مشخص شود. بر اساس راهنمای EFNARC، جریان اسلامپ در سه رده SF1 برابر 550 تا 650 میلی متر، SF2 برابر 660 تا 750 میلی متر و SF3 برابر 760 تا 850 میلی متر طبقه بندی می شود. برای ارزیابی سرعت جریان، زمان T500 در رده VS1 حداکثر 2 ثانیه و در رده VS2 بیشتر از 2 ثانیه است. در آزمایش قیف V نیز رده VF1 زمان تخلیه حداکثر 8 ثانیه و رده VF2 زمان 9 تا 25 ثانیه را شامل می شود. این اعداد به معنای برتری یک رده بر رده دیگر نیستند؛ بلکه هر محدوده باید متناسب با شرایط اجرایی پروژه انتخاب شود.

برای سنجش قابلیت عبور با جعبه L، نسبت ارتفاع H2 به H1 در رده های PA1 و PA2 باید حداقل 0.80 باشد؛ تفاوت این دو رده به تعداد میلگردهای مانع مربوط است. در آزمایش الک پایداری نیز مقدار جداشدگی برای رده SR1 حداکثر 20 درصد و برای SR2 حداکثر 15 درصد در نظر گرفته می شود. پذیرش نهایی نباید تنها بر پایه یک عدد انجام شود. شکل جریان، نبود هاله ملات، تجمع نکردن سنگدانه، پیوستگی خروج از قیف و عدم انسداد نیز باید بررسی شوند. همچنین محدوده های پذیرش قراردادی یا استاندارد پروژه ممکن است با حدود طبقه بندی تفاوت داشته باشند؛ بنابراین نتایج باید با مشخصات فنی مصوب، طرح اختلاط تایید شده و شرایط واقعی عضو مقایسه شوند.

عوامل موثر بر نتایج آزمایش بتن خود متراکم

نتایج آزمایش بتن خود متراکم به ویژگی های طرح اختلاط، شرایط تولید و نحوه نمونه برداری وابسته است. نسبت آب به مواد سیمانی، حجم خمیر، دانه بندی و حداکثر اندازه سنگدانه، مقدار فوق روان کننده و استفاده از مواد اصلاح کننده لزجت، رفتار جریان را تغییر می دهند. افزایش بیش از حد آب یا افزودنی می تواند قطر جریان اسلامپ را بالا ببرد، اما احتمال جداشدگی را نیز افزایش دهد. در مقابل، کمبود خمیر یا ریزدانه، حرکت بتن از میان آرماتورها را دشوار می کند. رطوبت سنگدانه ها نیز باید در محاسبه آب مخلوط لحاظ شود؛ زیرا تغییر آن می تواند بدون اصلاح طرح اختلاط، نتیجه آزمایش T500، قیف V و الک پایداری را به طور محسوسی تغییر دهد.

دمای بتن، مدت اختلاط، فاصله زمانی میان تولید و آزمایش و نحوه حمل از دیگر عوامل موثر هستند. افزایش دما معمولا افت سریع تر روانی و تغییر عملکرد افزودنی را به دنبال دارد. توقف طولانی تراک میکسر یا تاخیر در نمونه برداری نیز ممکن است زمان جریان را افزایش دهد. نمونه باید معرف کل محموله باشد و پیش از آزمایش، مطابق روش استاندارد آماده شود. تراز نبودن صفحه، خیس بودن بیش از حد تجهیزات، باقی ماندن بتن خشک شده در قیف یا جعبه و تفاوت سرعت بالا کشیدن مخروط نیز نتیجه را مخدوش می کند. حتی نحوه پر کردن ابزار، زمان باز کردن دریچه و دقت اپراتور در ثبت زمان اهمیت دارد. به همین دلیل، دمای بتن، زمان سپری شده از پایان اختلاط و هرگونه انحراف از روش آزمون باید در گزارش ثبت شود تا امکان مقایسه درست نتایج آزمایش های بتن خود متراکم فراهم باشد.

خطاهای رایج در انجام آزمایش های بتن خود متراکم

بخش مهمی از خطاهای آزمایش بتن خود متراکم به آماده سازی نامناسب تجهیزات و نمونه مربوط است. تراز نبودن صفحه جریان اسلامپ، باقی ماندن آب اضافی روی سطح، خشک بودن بیش از حد ابزار یا وجود بتن سخت شده در قیف و جعبه می تواند مسیر حرکت مخلوط را تغییر دهد. نمونه برداری غیر اصولی نیز نتیجه را غیر قابل اعتماد می کند؛ برای مثال برداشتن بتن فقط از ابتدای تخلیه تراک، نماینده کل محموله نیست. تاخیر زیاد میان نمونه برداری و اجرای آزمون نیز باعث افت روانی و افزایش زمان جریان می شود. در آزمایش اسلامپ بتن خود متراکم، کوبیدن بتن داخل مخروط، بلند کردن کج یا آهسته مخروط و تکان دادن صفحه از خطاهای جدی هستند. در آزمایش T500 نیز شروع یا توقف دیرهنگام زمان سنج، نتیجه ثبت شده را تغییر می دهد.

در آزمایش های جعبه L، جعبه U و حلقه J، باز نشدن کامل دریچه، جابجایی میلگردهای مانع یا اندازه گیری نادرست ارتفاع بتن می تواند قابلیت عبور را بیشتر یا کمتر از مقدار واقعی نشان دهد. در آزمایش قیف V، باز کردن ناقص دریچه، باقی ماندن مصالح در دهانه خروجی و تشخیص اشتباه لحظه پایان تخلیه از خطاهای رایج هستند. در آزمایش الک پایداری نیز لرزاندن الک، ریختن نمونه از ارتفاع نامناسب یا تغییر زمان ماندگاری بتن روی الک، درصد جداشدگی را مخدوش می کند. برای کاهش این خطاها باید تجهیزات کالیبره و تمیز باشند، روش استاندارد به صورت یکنواخت اجرا شود و دما، زمان نمونه برداری، مشخصات مخلوط و مشاهدات ظاهری در گزارش ثبت شوند.

تفاوت آزمایش بتن خود متراکم با بتن معمولی

تفاوت اصلی آزمایش بتن خود متراکم با بتن معمولی در نوع رفتاری است که باید ارزیابی شود. در بتن معمولی، آزمایش اسلامپ بیشتر برای سنجش میزان روانی و افت ارتفاع نمونه انجام می شود و پس از بتن ریزی نیز تراکم با ویبراتور صورت می گیرد. اما بتن خود متراکم باید بدون اعمال لرزش، تمام فضای قالب را پر کند و از میان آرماتورهای متراکم عبور کند؛ بنابراین تنها اندازه گیری روانی برای کنترل کیفیت آن کافی نیست. در آزمایش اسلامپ بتن خود متراکم، به جای افت ارتفاع مخروط، قطر گسترش بتن روی صفحه اندازه گیری می شود. علاوه بر آن، زمان T500 برای بررسی سرعت حرکت مخلوط ثبت می گردد تا مشخص شود بتن با چه سرعتی در سطح پخش می شود و بررسی شود که لزجت آن با شرایط پروژه تناسب داشته باشد.

در بتن معمولی معمولا نیازی به آزمایش های حلقه J، جعبه L، جعبه U یا قیف V وجود ندارد؛ زیرا توانایی عبور بدون ویبره، شاخص اصلی عملکرد آن محسوب نمی شود. در مقابل، آزمایش های بتن خود متراکم باید سه ویژگی قابلیت پرکنندگی، توانایی عبور و مقاومت در برابر جداشدگی را به صورت همزمان بررسی کنند. به همین دلیل، آزمایش حلقه J و جعبه L برای شبیه سازی عبور از میان میلگردها و آزمایش الک پایداری برای سنجش جداشدگی به کار می روند. همچنین در بتن معمولی ممکن است یک اسلامپ بالا با استفاده از ویبره قابل کنترل باشد، اما در بتن خود متراکم روانی زیاد بدون پایداری می تواند باعث ته نشینی سنگدانه و تشکیل لایه ملات شود. بنابراین معیار پذیرش این دو نوع بتن متفاوت است و نتایج باید متناسب با روش اجرا، تراکم آرماتور و مشخصات فنی پروژه تفسیر شوند.

آزمایش بتن خود متراکم برای کنترل رفتار بتن تازه انجام می شود. این بتن باید بدون ویبره، قالب را پر کند، از میان میلگردها عبور کند و در برابر جداشدگی پایدار بماند. آزمایش جریان اسلامپ و T500 میزان گسترش و سرعت حرکت بتن را نشان می دهند. حلقه J، جعبه L و جعبه U برای بررسی قابلیت عبور کاربرد دارند و قیف V لزجت و زمان جریان را ارزیابی می کند. آزمایش الک پایداری نیز احتمال جداشدگی ملات و سنگدانه را مشخص می سازد. برای پذیرش بتن، تفسیر یک نتیجه کافی نیست و باید مجموعه آزمایش های بتن خود متراکم، ظاهر مخلوط، شرایط پروژه و معیارهای استاندارد بررسی شوند. نمونه برداری صحیح، تجهیزات تمیز و تراز، کنترل دما و اجرای دقیق روش آزمون برای دستیابی به نتایج معتبر و جلوگیری از مشکلات اجرایی ضروری است.

سوالات متداول