انواع روش های متراکم کردن بتن
متراکم‌سازی بتن به‌معنای نزدیک کردن سنگ‌دانه‌های مخلوط بتن به یکدیگر و کاهش میزان هوای موجود در لابه‌لای آن‌ها است. این کار با فشرده کردن بتن در قالب‌ها و اطراف میلگرد انجام می‌شود. متراکم‌سازی به‌نحوی صورت می‌گیرد که میزان زیادی هوای محبوس را به بیرون هدایت کند و بتن کاملا شکل بگیرد. روش های متراکم کردن بتن را می‌توان به دو صورت دستی و مکانیکی انجام داد.
عملیات متراکم کردن بتن چیست؟
پس از انجام عملیات بتن‌ریزی در محل مورد نظر، مقداری هوا به‌صورت حباب یا فضای خالی در لابه‌لای سنگ‌دانه‌های مخلوط بتن باقی خواهد ماند. بنابراین در این زمان لازم است این فضای خالی بین دانه‌ها تخلیه شود. عملیات متراکم‌سازی بتن با هر کدام از روش های متراکم کردن بتن که صورت بگیرد به‌طور قابل توجهی به نوع بتن و میزان روانی آن، حجم بتن‌ریزی، روش انتقال و جایگذاری آن، شکل هندسی قالب‌ها، تعداد آرماتورها، فاصله بین آن‌ها و امکانات در دسترس بستگی دارد.
بتنی که به‌درستی مخلوط شود، جدا شدن دانه‌ها و آب‌آوری در آن به حداقل سطح خود می‌رسد. بتن کاملا متراکم‌شده به‌صورت توپر، محکم، بادوام و غیرقابل نفوذ در خواهد آمد. اگر عملیات تراکم به روش مناسب و درست صورت نگیرد، باعث افزایش میزان نفوذپذیری خواهد شد و حباب‌های هوا در لابه‌لای بتن، احتمال ایجاد ترک را در پی خواهند داشت. همچنین در هنگام متراکم‌سازی مخلوط‌های بتنی که بیش از اندازه آب دارند، شن‌های درشت‌تر ته‌نشین می‌شوند و درنتیجه لایه بالای بتن، ضعیف و نامطلوب خواهد بود.
روش‌های متراکم کردن بتن
به‌طورکلی عملیات متراکم کردن مخلوط‌های بتنی با به کار بردن روش های متراکم کردن بتن انجام می‌شود که به دو صورت دستی و مکانیکی صورت می‌گیرد:
تراکم دستی بتن
معمولا در پروژه‌های عمرانی کوچک که امکان استفاده از ابزارهای مکانیکی وجود ندارد، بهتر است از میله، تخماق دستی، بیل و حتی پا برای خارج کردن هوا از بتن کمک گرفته شود. دقت این روش در مقایسه با تراکم مکانیکی، کمتر خواهد بود.
تخماق ابزاری چکش‌مانند با دسته‌ای بلند و انتهایی به شکل دایره یا مربع است. معمولا در مخلوط‌های بتنی سفت از تخماق سرپهن، استفاده می‌کنند. به‌منظور متراکم‌سازی مخلوط بتنی به‌وسیله تخماق دستی، کارگران باید مقطع آن را به‌صورت عمودی و تا عمیق‌ترین نقطه بتن‌ریزی، داخل مخلوط فرو ببرند.
درصورتی‌که در روش دستی متراکم‌سازی بتن از میله برای انجام این کار بهره می‌گیرند، کارگران باید قطر میله را به اندازه‌ای در نظر بگیرند که به‌راحتی از بین میلگردها عبور کند.
متراکم‌سازی دستی با استفاده از بیل به این صورت انجام می‌شود که کارگران بیل را به‌صورت عمودی و آهسته در مخلوط فرو می‌برند و بیرون می‌آورد و بارها این کار را انجام می‌دهند. درواقع با حرکات رفت‌و‌برگشتی بیل، میله یا تخماق دستی، دانه‌های بزرگ موجود در مخلوط وادار خواهند شد در قالب حرکت کنند و به این ترتیب هوای داخل مخلوط تخلیه خواهد شد.
تراکم مکانیکی بتن
تراکم مکانیکی را با استفاده از دستگاه‌های ویبره انجام می‌دهند، البته در این روش به‌منظور جدا نشدن اجزای مخلوط بتنی از مواد افزودنی بتن و اصول استاندارد کمک خواهند گرفت. روش مکانیکی را مناسب‌ترین شیوه در بین روش های متراکم کردن بتن می‌دانند که برای متراکم‌سازی مخلوط‌های بتنی مورد استفاده قرار می‌گیرد. دستگاه‌های رایج در این روش ویبراتورهای خرطومی به‌شمار می‌روند.
ویبراتورهای خرطومی از یک محرک انعطاف‌پذیر تشکیل شده‌اند که میله مرکزی را می‌چرخاند. درنهایت با چرخش میله فلزی، قطعه متصل به آن به پوشش فلزی ضربه می‌زند و دستگاه شروع به لرزیدن می‌کند. میله فلزی موجود در دستگاه‌های ویبره با قطرهای متفاوتی از 2.5 تا 7.5 سانتی متر هستند.
نکات قابل توجه درهنگام استفاده از دستگاه ویبره برای متراکم کردن بتن
هنگامی که کارگران از دستگاه‌های ویبره استفاده می‌کنند، باید نکات زیر را مورد توجه قرار دهند.
- درهنگام استفاده از دستگاه‌های ویبره، ضخامت لایه بتن نباید از 150 میلی‌متر کمتر و از 500 تا 600 میلی‌متر بیشتر شود.
- درصورتی‌که در روش های متراکم کردن بتن، کارگران زمان زیادی از دستگاه ویبره استفاده کنند، مخلوط بتنی فرصتی برای روان شدن نخواهد داشت. اگرچه در این شرایط مخلوط بتن جاری نمی‌شود، اما سنگدانهها حرکت خواهند کرد و در اثر این حرکت، بتن متخلخل می‌شود.
- علاوه‌بر این اگر از دستگاه ویبره بیش‌از‌حد مجاز استفاده شود، بر روی سطح مخلوط بتن شیره جمع خواهد شد. این امر مشکلاتی همچون ایجاد ترک در سطح بتن، پایین آمدن مقاومت بتن و راحت جداشدن بتن از سطح زیرین را به‌دنبال دارد.
- در روش تراکم بتن، ویبراتور خرطومی را باید همچون تخماق دستی به‌صورت عمودی و در فواصل هم‌اندازه در مخلوط بتنی فرو کرد. کارگران باید از فرو بردن ویبراتور در بتن به‌صورت افقی یا مایل خودداری کنند.
- معمولا در مواقعی که سنگ‌دانه‌های مخلوط بتن بزرگ است از دستگاه‌هایی استفاده می‌کنند که میله‌ای با قطر بزرگ‌تر دارند.
- درصورت تماس دستگاه ویبره با میلگردها و قالب، آسیب جدی به آن‌ها وارد خواهد شد.
عوامل موثر در انتخاب روش مناسب متراکم‌سازی بتن
علاوه‌بر اندازه پروژه عمرانی، عوامل دیگری در انتخاب روش های متراکم کردن بتن دخیل هستند. براساس آیین‌نامه آمریکا (ACI) این عوامل شامل موارد زیر می‌شوند:
- نوع بتن
- اسلامپ بتن
- میزان آرماتورها و فواصل بین آن‌ها
- حجم بتن‌ریزی
- شکل قالب‌بندی
- نوع روش انتقال بتن
- امکانات موجود در محل پروژه
مزایای متراکم‌سازی بتن
متراکم‌سازی بتن با هر روشی که انجام شود، مزایای خاص خود را به‌همراه دارد که شامل موارد زیر هستند:
- روش های متراکم کردن بتن با کاهش حباب‌های موجود در مخلوط بتن، مقاومت نهایی بتن را افزایش می‌دهند. درواقع با کاهش یک درصد از هوای حبس‌شده در بتن، مقاومت آن 5 تا 6 برابر افزایش پیدا می‌کند.
- با انجام این عملیات، پیوند بین اجزای تشکیل‌دهنده بتن به‌شکل بهتری صورت خواهد گرفت.
- متراکم‌سازی بتن باعث کاهش نفوذپذیری آن خواهد شد و کاهش نفوذپذیری به نوبه خود دوام و مقاومت بتن را افزایش می‌دهد.
- درصورتی‌که مخلوط بتنی به اندازه کافی متراکم و غیر قابل نفوذ شود، درنتیجه سطح کمتری از آن در معرض هوا و عوامل خورنده قرار خواهد گرفت. بنابراین این امر به افزایش مقاومت سایشی و طول عمر بتن منجر خواهد شد.
- درواقع با انجام هر یک از روش های متراکم کردن بتن و کاهش حباب‌ها، سطح تماس و چسبندگی مخلوط بتن با میلگرد افزایش پیدا می‌کند.
- انجام عملیات متراکم‌سازی بتن، کاهش ویژگی‌های انقباضی و خزش بتن را در پی خواهد داشت.
- درنهایت انجام این عمل باعث یکنواخت شدن مخلوط بتنی خواهد شد.
محدودیت زمانی در انجام عملیات متراکم سازی بتن
تا زمانی که میله یا ابزار مورد استفاده در این عملیات به‌راحتی به داخل مخلوط بتن فرو می‌رود و بدون ایجاد حفره خارج می‌شود، انجام روش های متراکم کردن بتن امکان‌پذیر خواهد بود. اگرچه با به تاخیر انداختن این فرآیند، ممکن است مقداری از کیفیت آن نیز کاسته شود، اما هرگز نمی‌توان یک محدودیت زمانی ثابت برای انواع بتن‌‌ها تعیین کرد. زیرا زمان دقیق انجام این عملیات به سفتی مخلوط بتن، غلظت بتن، درجه حرارت و وجود مواد افزودنی بتن بستگی دارد.
معمولا در روزهای سرد و مرطوب 3 تا 4 ساعت بعد از تهیه مخلوط بتنی و بتن‌ریزی، متراکم‌سازی بتن امکان‌پذیر است. درحالی‌که در روزهای گرم و خشک به‌ویژه زمانی که مخلوط بتن با غلظت زیاد به دست می‌آید، برای متراکم‌سازی بتن تقریبا ۳۰ دقیقه زمان وجود دارد.
درصورتی‌که متراکم‌سازی بتن به‌درستی انجام نشود، چه پیامدهایی دارد
اگر عمل متراکم‌سازی را با شیوه درست و موثر انجام ندهند، هوای محبوس‌شده در بتن هم خارج نخواهد شد و همین امر، کاهش پیوستگی و درنهایت کاهش مقاومت نهایی را به همراه خواهد داشت. علاوه‌بر این حباب‌ها و فضاهای خالی جامانده در بتن به افزایش نفوذپذیری بتن منجر خواهند شد، درنتیجه امکان ترک خوردن بتن وجود دارد.
جمع‌بندی
متراکم‌سازی بتن به‌معنای فشردن آن پس از عملیات بتن‌ریزی است، به‌طوری‌که تمام زوایای قالب و اطراف میلگردها به‌خوبی با بتن و مواد روان کننده بتن پر و تمام هوای موجود در مخلوط بتن خارج شود. روش های متراکم کردن بتن به‌صورت دستی و مکانیکی انجام خواهد شد. در روش دستی از ابزاری همچون میله، تخماق دستی و بیل استفاده می‌شود. درحالی‌که متراکم کردن مکانیکی با استفاده از دستگاه ویبره صورت می‌گیرد.
