چگالی بتن یکی از ویژگی‌های فیزیکی این ماده است که جرم آن در واحد حجم را نمایش می‌دهد. چگالی بر روی ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی بتن تاثیرگذار است. در این مقاله، به معرفی ویژگی‌های بتن، چگالی انواع بتن، عوامل موثر، پارامترهای متاثر و آزمایش چگالی بتن می‌پردازیم.

فهرست مطالب این نوشته پنهان کردن

چگالی چیست؟

«چگالی» (Density) یا جرم حجمی، معیاری برای توصیف میزان جرم ماده بر واحد حجم است. این کمیت، نزدیک بودن مولکول‌های یک ماده به یکدیگر را نمایش می‌دهد. چگالی مواد مختلف با یکدیگر متفاوت است. این کمیت به ساختار مولکولی، یکنواختی ترکیب و میزان تراکم ماده بستگی دارد. به عنوان مثال، چگالی فولاد (مولکول‌های نزدیک، ترکیب همگن و متراکم) برابر 8000 کیلوگرم بر متر مکعب و چگالی خاک (مولکول‌های فاصله‌دار، ترکیب غیر همگن و نامتراکم) حدود 2000 کیلوگرم بر متر مکعب است. چگالی از رابطه زیر محاسبه می‌شود:

$$
\rho=\frac{m}{V}
$$

  • ρ: چگالی یا جرم حجمی
  • m: جرم بر حسب کیلوگرم
  • V: حجم بر حسب متر مکعب

نکته: مفهوم چگالی با وزن مخصوص متفاوت است. چگالی بر خلاف وزن مخصوص به شتاب گرانش وابسته نیست و مقدار آن برای مواد جامد و مایع در شرایط محیطی مختلف تغییر زیادی نمی‌کند. با این وجود، در این مقاله عناوین چگالی و وزن مخصوص را به جای یکدیگر استفاده خواهیم کرد.

بتن چیست؟

بتن، یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی است که برای ساخت سازه‌های مختلفی نظیر ساختمان، پل، سد، نیروگاه، جاده و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد. بتن معمولا از موادی نظیر آب، سیمان، سنگدانه و افزودنی‌ها تشکیل می‌شود.

سد بتنی

مواد تشکیل دهنده بتن چه هستند؟

آب، سیمان و سنگدانه، مواد اصلی مورد استفاده در ساخت بتن هستند. البته در شرایط مختلف به منظور ساخت انواع مختلف بتن برای دستیابی به ویژگی‌های متناسب با کاربری‌های مورد نظر، امکان استفاده از افزودنی‌ها (شیمیایی، معدنی) و مواد مکمل سیمانی (خاکستر بادی، سیلیکا فیوم، سرباره و غیره) نیز وجود دارد. نقش هر یک از این اجزا عبارت است از:

  • مواد سیمانی: پیوند دهنده سنگدانه‌ها
  • آب: ایجاد خمیر سیمانی و یکی از ترکیبات مورد نیاز برای واکنش هیداراتاسیون
  • سنگدانه: پرکننده و تقویت کننده بتن
  • افزودنی: تغییردهنده خصوصیات مکانیکی بتن تازه و یا سخت دشه

ویژگی های بتن چه هستند؟

مشخصات بتن معمولا در دو حالت تازه و سخت شده مورد بررسی قرار می‌گیرند. این ویژگی‌ها به مواد اولیه، طرح اختلاط، روش تراکم و بتن ریزی بستگی دارند. از مهم‌ترین ویژگی‌های بتن تازه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • چگالی
  • کارایی: سهولت به کارگیری و بتن‌ریزی (روانی)
  • جداشدگی: جدا شدن سنگدانه‌ها از خمیر سیمانی
  • آب انداختن: خروج آب آزاد از درون مخلوط بتن و افزایش رطوبت سطح
  • جمع شدگی: کاهش حجم بتن به دلیل از بین رفتن آب ناشی از خشک شدن
  • گیرش: سفت شدن بتن به دلیل واکنش هیدراتاسیون (گیرش اولیه و نهایی)
  • دما: دمای مخلوط در حین گیرش

اصلی‌ترین ویژگی‌های بتن سخت شده نیز عبارت هستند از:

  • چگالی
  • مقاومت: استحکام بتن در برابر بارگذاری (فشاری، کششی، خمشی)
  • دوام: پایداری و عدم تخریب بتن در طول زمان
  • تخلخل: میزان هوای باقی مانده در بتن
  • نفوذپذیری: قابلیت جریان یافتن آب از درون فضای متخلخل

خواص بتن در حالت تازه و سخت شده بر روی چگالی آن تاثیرگذار هستند و چگالی بتن نیز بر روی این خواص تاثیرگذار است.

انواع بتن کدام هستند؟

بتن ماده‌ای با تنوع بسیار زیاد است. همین مسئله باعث کاربرد گسترده آن در سازه‌های مختلف شده است. بتن بر اساس ترکیبات و ویژگی‌های مختلف به انواع زیر تقسیم می‌شود:

  • بتن معمولی
  • بتن مسلح
  • بتن سبک (فوم بتن، بتن اتوکلاو، بتن با سنگدانه سبک)
  • بتن سنگین
  • بتن آماده
  • بتن پیش ساخته
  • بتن پیش تنیده
  • بتن غلتکی
  • بتن شیشه‌ای
  • شاتکریت
  • بتن الیافی
  • بتن خود متراکم
  • بتن پلیمری
  • واش بتن
  • بتن پیش آکنده

هر یک از بتن‌های بالا دارای چگالی مختص به خود هستند که در ادامه به معرفی آن‌ها خواهیم پرداخت.

وزن مخصوص بتن چیست؟

وزن مخصوص یا چگالی بتن نسبت جرم به حجم آن است. چگالی بتن معمولی یا بتن C25 حدود 2400 کیلوگرم بر متر مکعب است. البته این مقدار به عوامل متعددی بستگی دارد و برای بتن‌های دیگر متفاوت است.

بلوک بتنی شناور در آب
برخی از بتن‌های سبک به دلیل چگالی کمتر از 1000 کیلوگرم بر متر مکعب بر روی آب شناور می‌شوند.

چگالی بتن چقدر است؟

چگالی بتن، کمیت ثابتی نیست و با توجه به عوامل مختلف، مقادیر متفاوتی دارد. جدول زیر، محدوده تقریبی چگالی بتن‌‌های مختلف را نمایش می‌دهد.

بتن چگالی (کیلوگرم بر متر مکعب)
معمولی 2200 تا 2500
مسلح 2400 تا 2500
بتن الیافی (پلیمر و کربن) 1400 تا 1600
بتن الیافی (فولاد) 2300 تا 2400
بتن سبک کمتر از 2000
فوم بتن 300 تا 1800
بتن اتوکلاو 400 تا 800
بتن سنگین 3000 تا 4000
بتن غلتکی 2400 تا 2500
شاتکریت 500 تا 3500
بتن خود متراکم 1600 تا 2400
بتن پلیمری 1600 تا 2200
بتن آماده 2000 تا 2600
بتن نفوذپذیر 1600 تا 2000
بتن استامپی 3100
بتن آسفالتی 2200
بتن شیشه‌ای 2600
بتن پیش تنیده و پیش ساخته 1200 تا 2200
بتن پیش آکنده 1800 تا 1900

جدول بالا، یک دید کلی از محدوده چگالی بتن‌های مختلف و تفاوت بین آن‌ها را فراهم می‌کند. در بخش بعدی، عوامل موثر بر چگالی و در واقع منشا این تفاوت‌‌ها را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

در رابطه با تکنولوژی بتن و اختلاط آن، فیلم آموزشی مفصلی در مجموعه فرادرس تهیه شده است که می‌تواند در فراگیری این مبحث به شما کمک کند. لینک این فیلم در ادامه آورده شده است.

عوامل موثر بر چگالی بتن چه هستند؟

چگالی، از ویژگی‌های فیزیکی مهم بتن است که به عوامل متعددی نظیر نوع مواد تشکیل‌دهنده، طرح اختلاط (نسبت مواد، توزیع دانه‌بندی)، تراکم، تخلخل، رطوبت و روش عمل آوری بستگی دارد. در ادامه به معرفی هر یک از این عوامل می‌پردازیم.

تاثیر مواد تشکیل دهنده بر چگالی بتن

بتن از سه جز اصلی آب (چگالی ۹۹۷ کیلوگرم بر متر مکعب)، سیمان پرتلند (چگالی 2800 کیلوگرم بر متر مکعب) و سنگدانه (چگالی 1200 تا 1750 کیلوگرم بر متر مکعب) تشکیل می‌شود. علاوه بر این موارد، احتمال استفاده از مواد زیر در ترکیب بتن نیز وجود دارد:

  • خاکستر بادی: با چگالی 540 تا 860 کیلوگرم بر متر مکعب
  • سیلیکا فیوم: با چگالی ۲۰۰ تا ۶۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب
  • سرباره: با چگالی ۲۸۰۰ تا ۳۱۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب
  • متاکائولین: با چگالی ۹۰۰ تا ۱۰۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب
  • افزودنی‌ها: با چگالی حدود 1200 کیلوگرم بر متر مکعب

همان طور که مشاهده می‌کنید، بتن می‌تواند از مواد مختلف با چگالی‌های متفاوت تشکیل شود. حضور هر یک از این مواد، چگالی بتن را به میزان کم یا زیاد تغییر می‌دهد. به طور کلی، آب، مواد سیمانی و سنگدانه‌ها به طور مستقیم بر روی وزن مخصوص بتن تاثیر می‌گذارند. در صورتی که نسبت آن‌ها و مشخصات هر یک، چگالی بتن را به طور غیر مستقیم تحت تاثیر قرار می‌دهند.

تاثیر تخلخل بر چگالی بتن

تخلخل، میزان فضای توخالی درون یک ماده را نمایش می‌دهد. بتن یک ماده متخلخل است و از حدود 6 درصد هوا تشکیل می‌شود. میزان هوای درون مخلوط بتن تازه معمولا از پارامترهای طرح اختلاط به شمار نمی‌رود اما با روش‌های مختلف تراکم یا افزودنی‌ها قابل کنترل است. به دلیل چگالی بسیار پایین هوا (1.225 کیلوگرم بر متر مکعب)، افزایش آن در ترکیب بتن باعث کاهش چگالی بتن خواهد شد.

تراکم بتن

تراکم، یکی از مراحل بتن ریزی است که باعث خروج حباب‌های هوا از درون ترکیب بتن تازه و نزدیک شدن سنگدانه‌ها می‌شود. اجرای صحیح این فرآیند، چگالی بتن را افزایش می‌دهد. در صورت ثابت بودن مواد اولیه و نسبت آن‌ها، تراکم بهترین روش برای افزایش چگالی است. تراکم در اکثر بتن‌ها توسط ویبراتور و در بتن غلتکی توسط غلتک راه‌سازی انجام می‌شود.

تراکم بتن توسط ویبراتور
تراکم بتن تازه ریخته شده توسط ویبراتور

تاثیر طرح اختلاط بر چگالی بتن

طرح اختلاط بتن‌های مختلف با یکدیگر متفاوت است. در برخی از موارد ممکن است نسبت مواد سیمانی به سنگدانه‌ها و آب یکسان باشد اما نوع مواد سیمانی مورد استفاده به احتمال زیاد یکسان نخواهد بود. بتن معمولی از ۱۱ درصد سیمان، ۱۶ درصد آب، ۶۷ درصد سنگدانه و ۶ درصد هوا تشکیل می‌شود.

تاثیر توزیع دانه بندی سنگدانه بر چگالی بتن

شاید اینگونه به نظر برسد که به دلیل درصد بالای سنگدانه‌ها در ترکیب بتن، این مواد تعیین کننده اصلی چگالی بتن هستند. با توجه تاثیر نزدیکی ذرات و تخلخل، چفت‌شدگی سنگدانه‌ها نیز از اهمیت بالایی در کنترل وزن مخصوص بتن خواهد داشت. چفت‌شدگی به خصوصیات فیزیکی سنگدانه‌ها نظیر ابعاد، شکل و توزیع دانه‌بندی بستگی دارد.

منحنی دانه بندی
نمونه‌ای از منحنی توزیع دانه‌بندی

ترکیب بتن معمولی دارای 26 درصد سنگدانه ریز و ۴۱ درصد سنگدانه درشت است. هر چه توزیع دانه‌بندی سنگدانه‌ها بهتر باشد، ذرات ریز فضای خالی بین ذرات درشت را بهتر پر می‌کنند. به علاوه، هر چه شکل ذرات سنگدانه گردتر باشد، فضاهای خالی بهتر پر می‌شود. به این ترتیب، چگالی بتن افزایش می‌یابد.

تاثیر نسبت آب به سیمان بر چگالی بتن

«نسبت آب به سیمان» (Water-Cement Ratio) یا W/C، از تقسیم وزن آب (چگالی آب ضرب در نسبت آب) بر وزن سیمان (چگالی سیمان ضرب در نسبت سیمان) در ترکیب بتن به دست می‌آید. این کمیت برای بتن معمولی برابر ۰.۴ تا ۰.۶ است. با افزایش W/C،‌ چگالی بتن کاهش می‌یابد. در واقع، افزایش محتوای آب، تراکم‌پذیری بتن را کاهش می‌دهد.

ظروف حاوی سنگدانه‌هایی با دانه‌بندی مختلف
مقایسه چفت‌شدگی سنگدانه‌هایی با دانه‌بندی خوب (تصویر راست) و دانه‌بندی نامناسب (تصویر میانی و چپ)

توجه داشته باشید که برای ارزیابی تاثیر نسبت آب سیمان بر روی چگالی باید میزان سنگدانه، مواد مکمل سیمانی و افزودنی‌ها را ثابت در نظر گرفت. در غیر اینصورت، نسبت‌های آب به سیمان برابر می‌توانند چگالی‌های متفاوتی را برای بتن به همراه داشته باشند. به عنوان مثال، چگالی بتنی با 150 کیلوگرم بر متر مکعب آب و 300 کیلوگرم بر متر مکعب سیمان (W/C=0.5) کمتر از چگالی بتنی با 200 کیلوگرم بر متر مکعب آب و 400 کیلوگرم بر متر مکعب سیمان (W/C=0.5) است.

تاثیر رطوبت بر چگالی بتن

رطوبت با افزایش W/C و فاصله بین سنگدانه‌ها، تراکم را کاهش می‌دهد. از این‌رو، هر چه رطوبت ناخواسته در ترکیب بتن بیشتر شود، چگالی آن کمتر خواهد شد.

تاثیر عمل آوری بر چگالی بتن

کیورینگ یا عمل آوری، فرآیندی برای کنترل رطوبت و دمای هیدراتاسیون به منظور دستیابی به خواص مکانیکی مورد نظر است. روش‌های مختلفی مانند روش‌های آب‌رسانی و عایقی برای اجرای عمل آوری وجود دارند. این روش‌ها بر اساس نوع بتن و شرایط محیطی انتخاب می‌شوند. در صورت عدم انتخاب صحیح روش عمل آوری، چگالی بتن به میزان مورد نظر نمی‌رسد.

تاثیر ضریب انبساط حرارتی بر چگالی بتن

انبساط حرارتی باعث تغییر فاصله بین ذرات می‌شود. این مسئله حجم ماده را تغییر می‌دهد اما تاثیر چندانی بر روی جرم آن ندارد. به ترتیب وزن مخصوص بتن کاهش می‌باید. ضریب انبساط حرارتی بتن حدود 6-10*10 بر درجه سانتی‌گراد (بین 6-10*7 تا 6-10*12 بر سانتی‌گراد) است. اگر یک دال بتنی 30 متری در معرض تغییر دمای 38 درجه‌ای (تغییرات دمای تقریبی زمستان تا تابستان) قرار گیرد، طول آن حدود 1.5 تا 1.8 سانتی‌متر تغییر می‌کند.

تاثیر چگالی بر خواص بتن چیست؟

چگالی به عنوان یکی مهم‌ترین خواص بتن تازه و سخت شده، بر روی ویژگی‌های دیگری نظیر مقاومت فشاری، دوام، پیوند میلگرد، مقاومت در برابر آتش، عایق صدا و عایق حرارت تاثیرگذار است. در ادامه به معرفی هر یک از این موارد می‌پردازیم.

تاثیر چگالی بتن بر مقاومت فشاری

مقاومت فشاری بتن و به طور کلی خصوصیات مقاومتی آن ارتباط بسیار نزدیکی با چگالی دارند. چگالی بالای بتن نشان‌دهنده حفره‌های کوچک‌تر، نفوذپذیری کمتر و تراکم بهتر است. تمام این موارد باعث افزایش استحکام فشاری بتن می‌شوند. ارتباط چگالی با مقاومت به اندازه‌ای زیاد است که معمولا در مطالعات مختلف، این دو کمیت را در کنار یکدیگر مورد بررسی قرار می‌دهند. مقاومت فشاری بتن‌های سبک، با توجه به چگالی‌شان، بین ۱ تا ۱۰ مگاپاسکال تغییر می‌کند. در صورتی که این مقاومت برای بتن‌های معمولی بیشتر از ۲۵ مگاپاسکال است.

آزمایش مقاومت فشاری فوم بتن
شکست فوم بتن (یکی از انواع بتن‌های سبک) در آزمایش مقاومت فشاری

تاثیر چگالی بتن بر دوام

بتن با چگالی بیشتر، مقاومت بیشتر و حفره‌های کمتری خواهد داشت. به این ترتیب، جذب مواد تخریب‌کننده کاهش و دوام بتن افزایش می‌یابد.

تاثیر چگالی بتن بر پیوند میلگرد

پیوند میلگرد و بتن، یکی از پارامترهای مهم در سازه‌های بتن آرمه است. مطالعات صورت گرفته بر روی بتن‌های سبک، معمولی و سنگین نشان می‌دهند که افزایش چگالی می‌تواند باعث افزایش زبری و مقاومت برشی بین ذرات بتن و المان‌های تقویت‌کننده شود. به این ترتیب، چگالی بالاتر، پیوند بین میلگرد و بتن را بهبود می‌بخشد.

تاثیر چگالی بتن بر مقاومت در برابر آتش

بتن به عنوان یک ماده مقاوم در برابر آتش شناخته می‌شود. چگالی بتن بر روی این ویژگی تاثیر پیچیده‌ای دارد. مطالعات صورت گرفته بر روی بتن‌های سبک نشان می‌دهند که با افزایش چگالی بتن (در محدوده چگالی بتن‌های سبک)، مقاومت در برابر آتش نیز افزایش می‌یابد. با این وجود، مقاومت در برابر آتش بتن معمولی از بتن‌های سبک کمتر است. در مجموع، به منظور ارزیابی مقاومت در برابر آتش باید علاوه بر چگالی، نوع سنگدانه، رطوبت، نفوذپذیری و ضخامت را نیز در نظر گرفت.

اعمال آتش بر بتن خودمتراکم ضد آتش
بررسی مقاومت در برابر آتش نمونه‌های بتن خودمتراکم

تاثیر چگالی بتن بر عایق صدا

ویژگی عایق صدا، تابعی از ساختار و میزان حفره‌های درون بتن است. هر چه تعداد حفره‌های درون بتن بیشتر بوده و حفره‌ها دارای ساختار منظم‌تری باشند، جذب و عایق صدا بهتر خواهد بود. از این‌رو، معمولا بتن‌های سبک با چگالی کم از عایق صدای بهتری نسبت به انواع دیگر بتن‌ها بهره می‌برند.

تاثیر چگالی بتن بر عایق حرارت

ویژگی‌های حرارتی بتن از جمله گرمای ویژه و هدایت حرارتی، به عواملی نظیر چگالی، نوع سنگدانه و میزان رطوبت بستگی دارند. به طور کلی، افزایش چگالی باعث کاهش عایق حرارتی می‌شود. به همین دلیل، بتن‌های سبک معمولا از عایق حرارتی بهتری نسبت به بتن‌های معمولی برخوردار هستند. البته عایق حرارتی نباید با مقاومت در برابر آتش اشتباه گرفته شود.

مقایسه چگالی انواع بتن و دلیل تفاوت بین آن‌ها

در بخش‌های قبلی، با عوامل موثر بر چگالی بتن آشنا شدید. به منظور درک بهتر این عوامل،‌ چگالی برخی از انواع بتن‌های پرکاربرد و منشا تفاوت بین آن‌ها را مورد بررسی قرار می‌هیم.

چگالی بتن سبک چقدر است؟

چگالی انواع بتن سبک معمولا کمتر از 2000 کیلوگرم بر متر مکعب است. در واقع هر بتنی که در این محدود از چگالی قرار بگیرد با عنوان بتن سبک شناخته می‌شود. در بتن‌های سبک، از روش‌های متنوعی برای کاهش چگالی استفاده می‌شود. بر این اساس می‌توان بتن‌های سبک را به سه دسته زیر تقسیم کرد:

  • بتن بدون ریزدانه
  • بتن هوادرا (بتن اسفنجی)
  • بتن با سنگدانه سبک

چگالی بتن ریزدانه

در بتن بدون ریزدانه، به دلیل عدم استفاده از سنگدانه‌های ریز (پرکننده)، بیشتر فضای بین سنگدانه‌های درشت خالی باقی می‌ماند. همین موضوع، درصد تخلخل بتن را افزایش و چگالی آن را کاهش می‌دهد. این بتن دارای نفوذپذیری بالایی است.

چگالی بتن هوادار

بتن هوادار نیز مانند بتن بدون ریزدانه، تخلخل بالایی دارد. البته منشا این تخلخل متفاوت است. در انواع بتن‌های گازی یا هوادار مانند فوم بتن یا بتن اتوکلاو شده، از یک عامل کف‌زا (پودر آلومینیوم یا فوم) در ترکیب بتن استفاده می‌شود. این عامل باعث ایجاد حباب‌های هوا و کاهش چگالی بتن می‌شود. مکانیزم کاهش چگالی در بتن هوادار و بتن بدون ریزدانه، ایجاد تخلخل در ساختار ماده است و نحوه ایجاد تخلخل در این دو با یکدیگر تفاوت دارد.

چگالی بتن با سنگدانه سبک

در بتن با سنگدانه سبک، از مواد طبیعی (سنگ پا، دیاتومیت، خاک‌اره، پوشته برنج، خاکستر آتشفشانی، پوکه معدنی) یا مصنوعی (فوم سرباره، خاکستر بادی تف جوشی، رسم متورم شده، ذغال کک، پرلیت منبسط شده و غیره) با چگالی پایین استفاده می‌شود. به دلیل درصد بالای سنگدانه در مخلوط بتن، چگالی آن طبیعتا کاهش خواهد یافت. در اینجا، مکانیزم کاهش چگالی، نوع مواد اولیه مورد استفاده است.

چگالی بتن غلتکی چقدر است؟

بتن غلتکی، نوعی بتن متراکم شده است که برای ساخت روسازی و سدسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ساخت بتن RCC از مخلوط سیمانی با اسلامپ صفر استفاده می‌شود. به منظور رساندن اسلامپ به این مقدار، باید نسبت آب به سیمان را کاهش داد. این کار در صورت توزیع مناسب دانه‌بندی سنگدانه‌ها، قابلیت تراکم‌پذیری بتن را به میزان قابل‌توجهی افزایش می‌دهد. تراکم پذیری به معنای نزدیک شدن ذرات و افزایش چگالی است. چگالی بتن RCC معمولا بین 2400 تا 2500 کیلوگرم بر متر مکعب است. مکانیزم افزایش چگالی در این بتن، دانه‌بندی مناسب (افزایش پرکنندگی با نرمه) و کاهش نسبت آب به سیمان (افزایش تراکم‌پذیری) است.

چگالی بتن سنگین چقدر است؟

بتن سنگین برای مقاصد خاصی نظیر ساخت نیروگاه‌های هسته‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. چگالی این بتن معمولا بالاتر از 3000 کیلوگرم بر متر مکعب است. مکانیزم اصلی افزایش چگالی در این نوع بتن، استفاده از سنگدانه‌هایی با چگالی بالا (معمولا بیشتر از 4000 کیلوگرم بر متر مکعب) نظیر مگنتیت، باریت و آهن بازیافتی است. البته، به منظور بهبود خواص بتن سنگین می‌توان از افزودنی‌هایی مخصوص برای جلوگیری از جداشدگی نیز استفاده کرد.

معرفی فیلم تکنولوژی بتن و اختلاط آن

بتن، از پرکاربردترین مصالح ساختمانی است. این ماده انواع مختلفی دارد که هر یک برای کاربری‌های متفاوت مورد استفاده قرار می‌گیرند. آشنایی با خواص فیزیکی بتن نظیر چگالی، مقاومت، نفوذپذیری و غیره می‌تواند فرآیند انتخاب بتن مناسب برای کاربری مورد نظر را تشریع بخشد. به منظور آشنایی دانشجویان، فارغ‌التحصیلان و علاقه‌مندان، فرادرس، یک فیلم آموزشی در زمینه تکنولوژی بتن و اختلاط آن تهیه کرده است. این آموزش طی 4 ساعت و 19 دقیقه و در قالب شش درس به معرفی خواص بتن می‌پردازد.

درس یکم تا ششم این آموزش، به معرفی مواد اولیه، ویژگی‌ها (وزن مخصوص بتن سبک و سنگین)، افزودنی‌ها، روش‌های مناسب مراقبت، طراحی اختلاط به روش آیین نامه ACI – 211 و طراحی اختلاط به روش آیین نامه BS می‌پردازد.

آزمایش چگالی بتن چیست؟

آزمایش چگالی بتن، مجموعه روش‌های استانداردی است که به منظور اندازه‌گیری چگالی بتن تازه و تایید کیفیت آن مورد استفاده قرار می‌گیرد. استاندارد آزمایش تعیین چگالی برای بتن‌های مختلف متفاوت است. البته اصول این آزمایش‌ها تفاوت چندانی با یکدیگر نداشته و برخی از آن‌ها کاربرد عام دارند.

تعیین چگالی بتن تازه چگونه انجام می‌شود؟

آزمایش بتن تازه برای اندازه‌گیری چگالی، معمولا بر اساس استاندارد 3821 ایران مطابق با ASTM C138 (تعیین چگالی، بازدهی و مقدار هوای بتن به روش وزنی) انجام می‌گیرد. در این آزمایش از تجهیزاتی نظیر ترازو، کوبه، ویبراتور، محفظه اندازه‌گیری، چکش، سرتاس و ماله تخت استفاده می‌شود.

صاف کردن سطح بتن درون محفظه برای تعیین چگالی بتن

روند کلی اجرای این آزمایش به صورت زیر است:

  1. مرطوب کردن محفظه اندازه‌گیری و خارج کردن آب اضافی آن
  2. اندازه‌گیری وزن و حجم داخل محفظه خالی
  3. قرار دادن محفظه بر روی یک سطح صاف و تراز
  4. در صورت استفاده از میله کوبشی؛ ریختن بتن درون محفظه در سه لایه، تراکم هر لایه با 25 ضربه و وارد کردن 10 تا 15 ضربه به بدنه محفظه
  5. در صورت استفاده از ویبراتور؛ ریختن بتن درون محفظه در دو لایه و تراکم هر لایه با وارد کردن ویبراتور به سه نقطه مختلف
  6. صاف کردن سطح نمونه و برادشتن بتن اضافی
  7. وزن کردن محفظه پر

به این ترتیب، امکان محاسبه چگالی، تسلیم و درصد هوای بتن تازه فراهم می‌شود.

استانداردهای چگالی بتن

برخی دیگر از استانداردهای اندازه‌گیری چگالی به روش‌های مختلف و برای بتن‌های مختلف عبارت هستند از:

  • استاندارد 19249 ایران مطابق با ASTM C948: چگالی انبوهی مرطوب و خشک، جذب آب و تخلخل ظاهری مقاطع نازک بتن تقویت شده با الیاف شیشه
  • استاندارد 22694 ایران مطابق با ASTM C1688: تعیین چگالی و حجم فضلی خالی بتن متخلخل تازه
  • استاندارد 5-3201 ایران مطابق با ISO 1920-5: چگالی و عمق نفوذ آب بتن سخت شده
  • استاندارد 9680 ایران مطابق با EN 992: تعیین چگالی خشک بتن سبک‌دانه با ساختار باز
  • استاندارد 17733 ایران مطابق با ASTM C567: تعیین چگالی بتن سبک سازه‌ای
  • استاندارد 8129 ایران مطابق با ASTM C943: ساخت نمونه‌های استوانه‌ای و منشوری جهت تعیین مقاومت و چگالی بتن پیش آکنده در آزمایشگاه
  • استاندارد ASTM C1849: تعیین چگالی و درصد هوای بتن غلتکی تازه

چگالی اجزای اصلی بتن نیز مطابق با استانداردهای زیر اندازه‌گیری می‌شوند:

  • استاندارد 7148 ایران مطابق با ASTM C188: تعیین چگالی سیمان‌های هیدرولیکی
  • استاندارد 13679 ایران مطابق با ISO 6782: تعیین چگالی ظاهری سنگدانه‌های مورد مصرف در بتن

اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌ها و مطالب زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

«حسین زبرجدی دانا»، کارشناس ارشد مهندسی استخراج معدن است. فعالیت‌های علمی او در زمینه تحلیل عددی سازه‌های مهندسی بوده و در حال حاضر آموزش‌های مهندسی عمران، معدن و ژئوتکنیک مجله فرادرس را می‌نویسد.

بر اساس رای 1 نفر

آیا این مطلب برای شما مفید بود؟

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *