همه ‌چیز در خصوص بتن پیش آکنده و کاربرد آن

تکنیک قالب بندی در اجرای سازه‌های بتنی روش مؤثر برای خلق انواع ساختارهای مقاوم در فرم‌ها و اشکال گوناگون هندسی است. در شرایط عادی می‌توانیم از تزریق بتن داخل قالب‌ها برای ایجاد چنین ساختارهایی استفاده کنیم، اما در بسیاری از پروژه‌ها به بهره‌مندی از سنگدانه‌های درشت در ساختار بتن نیاز داریم که اجرای آن در تزریق بتن‌های معمولی غیرممکن است. بنابراین تکنیک مؤثر دیگری را ابداع کرده‌اند که با عنوان بتن پیش آکنده می‌شناسیم.

بتن پیش آکنده روش بهره‌مندی از سنگدانه‌های درشت در قالب‌های باریک بتنی است. این روش با چیدن سنگدانه‌ها در داخل قالب و تزریق ملات مخصوص از پایین قالب به داخل آن انجام می‌شود. عملیات پمپاژ ملات تا زمانی ‌که شیرابه بتن از هواکش بالای قالب خارج شود، ادامه پیدا می‌کند تا در نهایت یک ساختار پیوسته بتنی از سنگدانه‌های درشت ایجاد شود. این همان تکنیک مؤثر بتن پیش آکنده است که در این مقاله از گروه مت سل موتور جستجوی تخصصی صنعت ساختمان به بررسی طرح ساخت و الگوی کاربردی آن می‌پردازیم. به یاد داشته باشید که برای خرید قطعه بتنی می‌توانید از طریق مت سل اقدام کنید.

بتن پیش آکنده

مصالح مورد نیاز برای ساخت بتن پیش آکنده

در ابتدا قید کردیم که این بتن‌ها دارای سنگدانه‌های درشت و سنگین ‌وزن هستند و از آنجا که نمی‌توان این سنگدانه‌ها را به روش‌های کلاسیک در ملات بتن تهیه کرد، از چینش آنها قبل ‌از تزریق ملات برای شکل‌گیری ساختار بتنی استفاده می‌کنند. حالا وقتی ملات سیمان به داخل قالب تزریق می‌شود، عملاً تمام محیط اطراف سنگدانه‌ها را اشغال کرده و یک ساختار منسجم و بسیار مستحکم بتنی را می‌آفریند.

برای ساخت بتن پیش آکنده به مانند هر نوع بتن دیگر به مصالح پایه اعم از سیمان، سنگدانه‌ها، آب و افزودنی‌ها نیاز داریم. اما الگوی انتخاب مصالح در شکل‌گیری چنین بتن‌هایی متفاوت است. تفکیک این مصالح در ساخت بتن پیش آکنده به ‌قرار زیر است:

  • سیمان: از هر نوع سیمان پرتلند می‌توانید برای فرمول بتن پیش آکنده استفاده کنید. البته قطعاً می‌دانید که انواع سیمان پرتلند با توجه به شرایط محیطی، اقلیمی و نوع بار استاتیکی و دینامیکی سازه انتخاب می‌شوند. لذا با فرض آنکه از تمامی شرایط محیط و نوع کاربرد سازه اطلاع دارید، برای انتخاب نوع سیمان اقدام کنید.
  • ماسه: هدف از ساخت بتن پیش آکنده قرار دادن سنگدانه‌های درشت در قالب‌های بتنی است؛ اما برای تهیه ملات پرکننده به حضور ماسه نیز نیاز دارید. از آنجا که ملات پرکننده باید روان و نفوذپذیر باشد تا به‌ راحتی تمامی فضاهای خالی میان خرده سنگ‌های بزرگ را بپوشاند، لذا توصیه شده‌ است که از ماسه‌ها با دانه‌بندی ریز برای تهیه ملات پرکننده استفاده کنید. حداکثر قطر دانه بندی ماسه‌ها محصول عبور کرده از الک شماره ۲۰۰ است. اما حتی ممکن است تا برای تهیه ملات خیلی روان از الک نمره ۸ نیز استفاده کنند.
  • سنگدانه‌ها: سنگدانه‌ها درشت و برجسته هستند تا به ‌خوبی در داخل قالب چیده شوند؛ اما لازم است تا از خرده‌سنگ ها در اندازه یکدست و یکنواخت استفاده کنید. همچنین نوع سنگدانه‌ها یکسان از تیپ شکسته و یا گرد باشد. ترکیب سنگدانه‌های شکسته و طبیعی (گرد) در یکدیگر مجاز نیست. در عین ‌حال نوع دانه‌بندی به شکلی باشد که در صورت چیده شدن کنار هم کمترین فضای خالی میان آنها باقی بماند. حداکثر اندازه قطر سنگدانه‌ها نباید از دوسوم حداقل فاصله آزاد بین میلگردها بیشتر باشد تا به‌ خوبی در تمامی فضای محصور آرماتوربندی شده جابه‌جا شوند. همچنین در صورتی ‌که عرض قالب عضو بتنی کمتر از ۳۰ سانتی‌متر است، نمی‌توانیم از سنگدانه‌ها بزرگتر از قطر 13 میلی‌متری استفاده کنیم. برای سایر قالب‌ها که عرض بیشتر از ۳۰ سانتی‌متر دارند، حداکثر مجاز به استفاده از سنگدانه‌ها با قطر ۲۰ میلی‌متری هستیم. در نظر داشته باشید که استفاده از سنگدانه‌های کوچک نیز دردسرهای زیادی به‌ دنبال دارد. زیرا باعث انسداد عبور ملات میان تمام فضای قالب بتنی می‌شود.
  • افزودنی‌ها: افزودنی‌ها مواد تکمیلی در طرح اختلاط انواع بتن هستند که با اهداف گوناگون از جمله روان کنندگی، کند گیری، زودگیری و یا جلوگیری از یخ زدگی و... کارایی دارند. در طرح اختلاط و تهیه ملات برای بتن پیش آکنده نیز به فراخور شرایط پروژه انواع افزودنی‌های مجاز با درصد وزنی محاسبه شده استفاده می‌کنند. اما معمولاً استفاده از فیلر پوزولانی جهت بهبود کارایی بتن و گرد آلومینیوم جهت جلوگیری از جمع شدگی ملات حین سخت شدن بتن متداول است.

ابزارها و تجهیزات در تکنیک تزریق بتن پیش آکنده

بتن پیش آکنده طی دو مرحله ساخته می‌شود. مرحله اول، بخش تخلیه خرده سنگ‌ها و چیدمان آنها در فضای داخل قالب بتنی است. این مرحله به ‌سادگی و با خالی کردن خرده سنگ‌ها در قالب انجام می‌شود. اما مرحله دوم که پمپاژ ملات سیمانی است، بخش چالش ‌برانگیزی در ساخت این نوع بتن است. برای این منظور از برخی ابزارها و تجهیزات به ‌قرار زیر استفاده می‌کنند:

  • قالب بتنی: قالب، اصلی‌ترین تجهیز در شکل‌گیری بتن‌ریزی پیش آکنده است که باید طرح ساختی کاملاً محکم و درزبندی شده داشته باشد. فشار ملات حین تزریق در حد فاصل خرده سنگ‌ها بسیار زیاد است که به سطح جداره قالب فشار می‌آورد. لذا استحکام قالب برای تحمل این فشار سنگین الزامی است. در عین ‌حال مقدار درجه درزبندی جداره قالب‌ها باید کوچکتر از ۱.۵ میلی‌متر باشد تا از نشست ملات بسیار روان سیمانی جلوگیری شود.
  • لوله‌های تزریق ملات: برای تزریق ملات سیمانی در فضای میان خرده سنگ‌ها از تکنیک پمپاژ بتن استفاده می‌کنند. برای این منظور به لوله‌هایی متصل شده به بخش پایین قالب نیاز داریم. ملات از پایین تزریق می‌شود تا به ‌خوبی تمامی فضاهای خالی میان خرده سنگ‌ها پر شود. اما لوله‌ها را از نوع فلزی با قطرهای ۲ الی ۵ سانتی‌متری انتخاب می‌کنند. در عین ‌حال لازم است تا از پمپ بتن قدرتمند برای عبور ملات با سرعت در محدوده ۰.۶ الی ۱.۲ متر بر ثانیه استفاده کنید.
  • لوله‌های تخلیه هوا: مادامیکه ملات سیمان از بخش زیرین قالب در حال پمپاژ شدن است، هوای حبس شده در فضای خالی میان خرده سنگ‌ها نیز باید به ‌طور کامل تخلیه شود. برای اطمینان از تخلیه کامل هوا از لوله‌هایی مستقر شده در میان خرده سنگ‌ها استفاده می‌کنند. این لوله‌ها باریک هستند تا چندان فضایی را اشغال نکرده باشند. حداکثر قطر لوله‌های تخلیه هوا ۱۳ میلی‌متر است.
  • لوله‌های بازدید: برای اطمینان از توزیع یکنواخت بتن در عمق قالب‌ها و توزیع یکدست میان خرده سنگ‌ها از لوله‌های بازدید استفاده می‌کنند. این لوله‌ها با قطرهای نسبتاً پهن ۴۰ الی ۵۰ میلی‌متری قابلیت ردیابی و عمق سنجی ملات تزریق بتن را دارند.
  • اتصالات و شیرهای پمپاژ ملات سیمانی: در مسیر پمپاژ ملات سیمانی به داخل قالب بتن پیش آکنده برخی از اتصالات و شیرها نصب هستند که برای تغییر مسیر پمپاژ ملات کارایی دارند. شیرها نباید از نوع کشویی باشند. همچنین در تعداد خم‌ها و یا بهره‌مندی از سه راهی‌ها و چند راهی‌ها و یا هر نوع زانویی در مسیر پمپاژ ملات محدودیت‌هایی وجود دارد که لازم است تا طبق دستورالعمل جامع پمپاژ بتن استفاده شوند. از طرفی سعی بر آن است که با استفاده از لوله‌های انعطاف ‌پذیر به نصب سه راهی‌ها و زانویی‌ها کمتری نیاز داشته باشیم.

کاربرد بتن پیش آکنده

طرح اختلاط بتن پیش آکنده

منظور از طرح اختلاط بتن پیش آکنده همان تولید ملات سیمانی است که با استفاده از ترکیب ماسه‌های نرم و سبکدانه در سیمان پرتلند و آب و افزودنی‌ها تهیه می‌شود و قرار است تا از طریق تکنیک پمپاژ به فضای داخل قالب تزریق شود. این ملات باید بافت همگن و یکنواختی داشته باشد و هر بار که برای ساخت ملات جدید اقدام می‌کنید، از نظر ساختار و فرمول، مشابه ملات قبلی باشد.

فرمول تهیه ملات سیمانی برای تزریق در یک متر مکعب بتن پیش آکنده به قرار زیر است:

  • سیمان پرتلند به مقدار ۱۰۰ کیلوگرم
  • ماسه سبکدانه به مقدار ۱۷۰ کیلوگرم
  • افزودنی‌های پوزولانی به مقدار ۴۰ کیلوگرم
  • آب به نسبت سیمان مصرف شده

ترکیب این مصالح پایه می‌تواند با توجه به نوع پروژه، اقلیم، شرایط بار دینامیکی و استاتیکی تغییر کند. دقت کنید که اعداد پیشنهاد شده برای تزیین ملات در خرده سنگ‌های درشت گرد گوشه با قطر ۲۰ الی ۱۵۰ میلی‌متر و یا شکسته با قطر ۲۰ الی ۶۳ میلی‌متر هستند. برای شرایط خاص و ترکیب متفاوتی از خرده سنگ‌ها نوع فرمول تهیه ملات سیمانی اندکی تغییر می‌کند.

کاربرد بتن پیش آکنده

هدف از طرح تکنیکی بتن پیش آکنده استفاده از خرده سنگ‌های درشت در بافت بتن است تا بتوانیم سازه‌های بسیار مقاوم و سرسخت بتنی را بیافرینیم. به ‌عنوان مثال از این بتن‌های سرسخت برای ساخت سپرهای حفاظتی بیولوژیکی در طراحی راکتورهای هسته‌ای استفاده می‌کنند.

اصولاً کاربرد بتن پیش آکنده برای ساخت سازه‌های بسیار مستحکم بتنی است. به شکلی که می‌توانیم از حضور خرده سنگ‌های بزرگ در بافت متراکم بتن برای ایجاد سازه‌ای هر چه مقاوم‌تر استفاده کنیم. عموم موارد استفاده از بتن پیش آکنده به‌ قرار زیر هستند:

  • پروژه‌های سدسازی و یا تعمیر و بازسازی رویه بتنی جداره سدها
  • اجرای سازه‌های سنگین بتن مسلح
  • هر نوع تعمیر و بازسازی سازه‌های بتن مسلح
  • طراحی و ساخت پایه پل‌های بتنی و یا هر نوع مراحل تعمیر و بازسازی پایه پل‌ها
  • ساخت شمع‌ها و یا اجرای پی‌های عمیق و ساخت اسپری‌ها به‌ صورت درجا
  • بتن‌ریزی زیر آبی
  • بتن‌ریزی در شرایط نامساعد جوی مانند هوای خیلی سرد و یا خیلی گرم
  • بتن‌ریزی سازه‌های ساحلی که تحت تأثیر جزر و مد هستند.
  • بتن‌ریزی سازه‌هایی که احتمال قرار گرفتن آنها در مقابل جریان‌های تند آب زیاد است.
  • هر نوع پروژه‌ بتن‌ریزی که شرایط آنها برای بتن‌ریزی به روش‌های کلاسیک امکان‌پذیر نیست.

موارد استفاده از بتن پیش آکنده

روش اجرایی تزریق و تولید بتن پیش آکنده

برای آغاز فاز اجرایی به تهیه قالب با درزبندی کامل و تجهیزات پمپاژ ملات و تمامی ابزارهای کنترلی و هواگیری نیاز داریم. قالب‌ها از نوع معمولی هستند؛ اما بهتر است از متریال‌هایی که جذب رطوبت کمی دارند استفاده شود. لذا قالب‌های فلزی بهترین ابزار تزریق و تولید بتن پیش آکنده هستند.

پمپاژ ملات سیمانی با قدرت زیادی انجام می‌شود. بنابراین توجه به آب‌بندی تمامی درزها برای جلوگیری از جریان یافتن شیرابه بتن الزامی است. از طرفی لازم است تا پیش‌ بینی‌های لازم برای خروج هوای قالب بتنی صورت‌ گرفته باشد.

در گام نخست باید سنگدانه‌ها به داخل قالب ریخته شود؛ اما این سنگدانه‌های درشت باید در شرایط بهینه بدون خطر شکسته شدن انجام پذیرد. در گام بعدی از لوله‌های عمودی در فواصل ۱.۵ متری از یکدیگر برای تزریق ملات به داخل قالب استفاده می‌کنند. فاصله لوله‌های تزریق از یکدیگر و تعداد آنها به عوامل متعددی از جمله ابعاد قالب، اندازه سنگدانه‌ها و فشردگی اقلام مدفون بستگی دارد.

نکته‌های اجرایی در تزریق ملات بتن پیش آکنده

  • برای فشرده‌سازی خرده سنگ‌ها و کاستن فاصله خالی میان آنها می‌توانیم از کوبیدن میله و یا ارتعاش قالب استفاده کنیم.
  • در صورتی ‌که سنگدانه‌ها بیش ‌از حد فشرده هستند، لازم است تا از لوله‌هایی برای خروج هوا در عمق خرده سنگ‌ها استفاده کنید.
  • پمپاژ ملات باید یکنواخت و پیوسته صورت بگیرد.
  • هر نوع عملیات لرزش قالب حین تزریق ملات به توزیع یکدست و خارج شدن حباب‌ها و پر شدن کامل قالب کمک می‌کند.
  • تزریق ملات، تا ناپدید شدن همه سنگدانه‌ها مادامیکه همه آنها توسط ملات احاطه شده‌اند، ادامه پیدا می‌کند.
  • از روان‌کننده ها می‌توانید برای تهیه دوغاب پرکننده سیمانی استفاده کنید.

مزایای بتن پیش آکنده

این نوع بتن با هدف بهره‌مندی از خرده سنگ‌های بزرگ در یک ساختار منسجم بتنی ابداع شده ‌است و قاعدتاً در هر نوع سازه‌ای کارایی ندارد. بتن‌های پیش آکنده از سری بتن‌های سنگین‌ وزن هستند که برای ساخت بخش‌های زیرین سازه‌های بزرگ عمرانی و یا ساخت سازه‌ها تحت فرسایش دائمی آب استفاده می‌شود. مزایای بتن پیش آکنده به قرار زیر است:

  • در شکل‌گیری بتن سنگین انسجام خوبی دارد که تحت تأثیر بارهای سنگین دینامیکی متلاشی نمی‌شود.
  • مقدار جمع شدگی این نوع بتن در حالت خمیری حین مراحل سخت شدن بسیار کم است.
  • در محیط‌ها تحت تهاجم عناصر خورنده و یا حضور نمک‌های اکسید کننده مقاومت بالایی دارد.
  • در مراحل ساخت این نوع بتن به تراکم سازی نیاز نداریم.
  • امکان استفاده از دانه‌بندی گسسته فراهم است.
  • تجهیز کارگاه برای ساخت بتن آکنده ساده است و از هزینه‌های اجرایی پروژه می‌کاهد.

بتن پیش آکنده گزینه‌ای مقاوم و کاربردی

بتن پیش آکنده تکنیک عملیاتی برای ایجاد ساختارهای سنگین و بسیار مقاوم بتنی است. به ‌سختی می‌توانیم خرده سنگ‌های درشت را در حجم بزرگ بتنی قرار دهیم و این در حالی است که برای تداوم استحکام سازه‌های بتنی به این خرده سنگ‌ها نیاز داریم. در روش‌های کلاسیک، خرده سنگ‌های بزرگ نمی‌توانند به‌ خوبی در کل بتن توزیع شوند و در نهایت بافت یکدستی ایجاد نمی‌شود. اما با بهره‌مندی از بتن‌های پیش آکنده از قبل فکر همه ‌چیز برای توزیع یکدست خرده سنگ‌ها را کرده‌ایم.

از تزریق ملات در نهایت میان تمامی این خرده سنگ‌ها انجام می‌شود که منجر به بتنی سخت و سنگین و کارآمد خواهد شد. اما دقت کنید که ملاحظات کاربردی این نوع بتن در سازه‌های سنگین توصیه شده ‌است و نباید از این تکنیک در ساخت بتن مسلح سازه‌های سبک استفاده کنیم. هم اگر نیازمند کسب اطلاعات درباره بتن اسفنجی هستید این مقاله را از دست ندهید.

همه ‌چیز در خصوص بتن پیش آکنده و کاربرد آن

تکنیک قالب بندی در اجرای سازه‌های بتنی روش مؤثر برای خلق انواع ساختارهای مقاوم در فرم‌ها و اشکال گوناگون هندسی است. در شرایط عادی می‌توانیم از تزریق بتن داخل قالب‌ها برای ایجاد چنین ساختارهایی استفاده کنیم، اما در بسیاری از پروژه‌ها به بهره‌مندی از سنگدانه‌های درشت در ساختار بتن نیاز داریم که اجرای آن در تزریق بتن‌های معمولی غیرممکن است. بنابراین تکنیک مؤثر دیگری را ابداع کرده‌اند که با عنوان بتن پیش آکنده می‌شناسیم.

بتن پیش آکنده روش بهره‌مندی از سنگدانه‌های درشت در قالب‌های باریک بتنی است. این روش با چیدن سنگدانه‌ها در داخل قالب و تزریق ملات مخصوص از پایین قالب به داخل آن انجام می‌شود. عملیات پمپاژ ملات تا زمانی ‌که شیرابه بتن از هواکش بالای قالب خارج شود، ادامه پیدا می‌کند تا در نهایت یک ساختار پیوسته بتنی از سنگدانه‌های درشت ایجاد شود. این همان تکنیک مؤثر بتن پیش آکنده است که در این مقاله از گروه مت سل موتور جستجوی تخصصی صنعت ساختمان به بررسی طرح ساخت و الگوی کاربردی آن می‌پردازیم. به یاد داشته باشید که برای خرید قطعه بتنی می‌توانید از طریق مت سل اقدام کنید.

بتن پیش آکنده

مصالح مورد نیاز برای ساخت بتن پیش آکنده

در ابتدا قید کردیم که این بتن‌ها دارای سنگدانه‌های درشت و سنگین ‌وزن هستند و از آنجا که نمی‌توان این سنگدانه‌ها را به روش‌های کلاسیک در ملات بتن تهیه کرد، از چینش آنها قبل ‌از تزریق ملات برای شکل‌گیری ساختار بتنی استفاده می‌کنند. حالا وقتی ملات سیمان به داخل قالب تزریق می‌شود، عملاً تمام محیط اطراف سنگدانه‌ها را اشغال کرده و یک ساختار منسجم و بسیار مستحکم بتنی را می‌آفریند.

برای ساخت بتن پیش آکنده به مانند هر نوع بتن دیگر به مصالح پایه اعم از سیمان، سنگدانه‌ها، آب و افزودنی‌ها نیاز داریم. اما الگوی انتخاب مصالح در شکل‌گیری چنین بتن‌هایی متفاوت است. تفکیک این مصالح در ساخت بتن پیش آکنده به ‌قرار زیر است:

  • سیمان: از هر نوع سیمان پرتلند می‌توانید برای فرمول بتن پیش آکنده استفاده کنید. البته قطعاً می‌دانید که انواع سیمان پرتلند با توجه به شرایط محیطی، اقلیمی و نوع بار استاتیکی و دینامیکی سازه انتخاب می‌شوند. لذا با فرض آنکه از تمامی شرایط محیط و نوع کاربرد سازه اطلاع دارید، برای انتخاب نوع سیمان اقدام کنید.
  • ماسه: هدف از ساخت بتن پیش آکنده قرار دادن سنگدانه‌های درشت در قالب‌های بتنی است؛ اما برای تهیه ملات پرکننده به حضور ماسه نیز نیاز دارید. از آنجا که ملات پرکننده باید روان و نفوذپذیر باشد تا به‌ راحتی تمامی فضاهای خالی میان خرده سنگ‌های بزرگ را بپوشاند، لذا توصیه شده‌ است که از ماسه‌ها با دانه‌بندی ریز برای تهیه ملات پرکننده استفاده کنید. حداکثر قطر دانه بندی ماسه‌ها محصول عبور کرده از الک شماره ۲۰۰ است. اما حتی ممکن است تا برای تهیه ملات خیلی روان از الک نمره ۸ نیز استفاده کنند.
  • سنگدانه‌ها: سنگدانه‌ها درشت و برجسته هستند تا به ‌خوبی در داخل قالب چیده شوند؛ اما لازم است تا از خرده‌سنگ ها در اندازه یکدست و یکنواخت استفاده کنید. همچنین نوع سنگدانه‌ها یکسان از تیپ شکسته و یا گرد باشد. ترکیب سنگدانه‌های شکسته و طبیعی (گرد) در یکدیگر مجاز نیست. در عین ‌حال نوع دانه‌بندی به شکلی باشد که در صورت چیده شدن کنار هم کمترین فضای خالی میان آنها باقی بماند. حداکثر اندازه قطر سنگدانه‌ها نباید از دوسوم حداقل فاصله آزاد بین میلگردها بیشتر باشد تا به‌ خوبی در تمامی فضای محصور آرماتوربندی شده جابه‌جا شوند. همچنین در صورتی ‌که عرض قالب عضو بتنی کمتر از ۳۰ سانتی‌متر است، نمی‌توانیم از سنگدانه‌ها بزرگتر از قطر 13 میلی‌متری استفاده کنیم. برای سایر قالب‌ها که عرض بیشتر از ۳۰ سانتی‌متر دارند، حداکثر مجاز به استفاده از سنگدانه‌ها با قطر ۲۰ میلی‌متری هستیم. در نظر داشته باشید که استفاده از سنگدانه‌های کوچک نیز دردسرهای زیادی به‌ دنبال دارد. زیرا باعث انسداد عبور ملات میان تمام فضای قالب بتنی می‌شود.
  • افزودنی‌ها: افزودنی‌ها مواد تکمیلی در طرح اختلاط انواع بتن هستند که با اهداف گوناگون از جمله روان کنندگی، کند گیری، زودگیری و یا جلوگیری از یخ زدگی و... کارایی دارند. در طرح اختلاط و تهیه ملات برای بتن پیش آکنده نیز به فراخور شرایط پروژه انواع افزودنی‌های مجاز با درصد وزنی محاسبه شده استفاده می‌کنند. اما معمولاً استفاده از فیلر پوزولانی جهت بهبود کارایی بتن و گرد آلومینیوم جهت جلوگیری از جمع شدگی ملات حین سخت شدن بتن متداول است.

ابزارها و تجهیزات در تکنیک تزریق بتن پیش آکنده

بتن پیش آکنده طی دو مرحله ساخته می‌شود. مرحله اول، بخش تخلیه خرده سنگ‌ها و چیدمان آنها در فضای داخل قالب بتنی است. این مرحله به ‌سادگی و با خالی کردن خرده سنگ‌ها در قالب انجام می‌شود. اما مرحله دوم که پمپاژ ملات سیمانی است، بخش چالش ‌برانگیزی در ساخت این نوع بتن است. برای این منظور از برخی ابزارها و تجهیزات به ‌قرار زیر استفاده می‌کنند:

  • قالب بتنی: قالب، اصلی‌ترین تجهیز در شکل‌گیری بتن‌ریزی پیش آکنده است که باید طرح ساختی کاملاً محکم و درزبندی شده داشته باشد. فشار ملات حین تزریق در حد فاصل خرده سنگ‌ها بسیار زیاد است که به سطح جداره قالب فشار می‌آورد. لذا استحکام قالب برای تحمل این فشار سنگین الزامی است. در عین ‌حال مقدار درجه درزبندی جداره قالب‌ها باید کوچکتر از ۱.۵ میلی‌متر باشد تا از نشست ملات بسیار روان سیمانی جلوگیری شود.
  • لوله‌های تزریق ملات: برای تزریق ملات سیمانی در فضای میان خرده سنگ‌ها از تکنیک پمپاژ بتن استفاده می‌کنند. برای این منظور به لوله‌هایی متصل شده به بخش پایین قالب نیاز داریم. ملات از پایین تزریق می‌شود تا به ‌خوبی تمامی فضاهای خالی میان خرده سنگ‌ها پر شود. اما لوله‌ها را از نوع فلزی با قطرهای ۲ الی ۵ سانتی‌متری انتخاب می‌کنند. در عین ‌حال لازم است تا از پمپ بتن قدرتمند برای عبور ملات با سرعت در محدوده ۰.۶ الی ۱.۲ متر بر ثانیه استفاده کنید.
  • لوله‌های تخلیه هوا: مادامیکه ملات سیمان از بخش زیرین قالب در حال پمپاژ شدن است، هوای حبس شده در فضای خالی میان خرده سنگ‌ها نیز باید به ‌طور کامل تخلیه شود. برای اطمینان از تخلیه کامل هوا از لوله‌هایی مستقر شده در میان خرده سنگ‌ها استفاده می‌کنند. این لوله‌ها باریک هستند تا چندان فضایی را اشغال نکرده باشند. حداکثر قطر لوله‌های تخلیه هوا ۱۳ میلی‌متر است.
  • لوله‌های بازدید: برای اطمینان از توزیع یکنواخت بتن در عمق قالب‌ها و توزیع یکدست میان خرده سنگ‌ها از لوله‌های بازدید استفاده می‌کنند. این لوله‌ها با قطرهای نسبتاً پهن ۴۰ الی ۵۰ میلی‌متری قابلیت ردیابی و عمق سنجی ملات تزریق بتن را دارند.
  • اتصالات و شیرهای پمپاژ ملات سیمانی: در مسیر پمپاژ ملات سیمانی به داخل قالب بتن پیش آکنده برخی از اتصالات و شیرها نصب هستند که برای تغییر مسیر پمپاژ ملات کارایی دارند. شیرها نباید از نوع کشویی باشند. همچنین در تعداد خم‌ها و یا بهره‌مندی از سه راهی‌ها و چند راهی‌ها و یا هر نوع زانویی در مسیر پمپاژ ملات محدودیت‌هایی وجود دارد که لازم است تا طبق دستورالعمل جامع پمپاژ بتن استفاده شوند. از طرفی سعی بر آن است که با استفاده از لوله‌های انعطاف ‌پذیر به نصب سه راهی‌ها و زانویی‌ها کمتری نیاز داشته باشیم.

کاربرد بتن پیش آکنده

طرح اختلاط بتن پیش آکنده

منظور از طرح اختلاط بتن پیش آکنده همان تولید ملات سیمانی است که با استفاده از ترکیب ماسه‌های نرم و سبکدانه در سیمان پرتلند و آب و افزودنی‌ها تهیه می‌شود و قرار است تا از طریق تکنیک پمپاژ به فضای داخل قالب تزریق شود. این ملات باید بافت همگن و یکنواختی داشته باشد و هر بار که برای ساخت ملات جدید اقدام می‌کنید، از نظر ساختار و فرمول، مشابه ملات قبلی باشد.

فرمول تهیه ملات سیمانی برای تزریق در یک متر مکعب بتن پیش آکنده به قرار زیر است:

  • سیمان پرتلند به مقدار ۱۰۰ کیلوگرم
  • ماسه سبکدانه به مقدار ۱۷۰ کیلوگرم
  • افزودنی‌های پوزولانی به مقدار ۴۰ کیلوگرم
  • آب به نسبت سیمان مصرف شده

ترکیب این مصالح پایه می‌تواند با توجه به نوع پروژه، اقلیم، شرایط بار دینامیکی و استاتیکی تغییر کند. دقت کنید که اعداد پیشنهاد شده برای تزیین ملات در خرده سنگ‌های درشت گرد گوشه با قطر ۲۰ الی ۱۵۰ میلی‌متر و یا شکسته با قطر ۲۰ الی ۶۳ میلی‌متر هستند. برای شرایط خاص و ترکیب متفاوتی از خرده سنگ‌ها نوع فرمول تهیه ملات سیمانی اندکی تغییر می‌کند.

کاربرد بتن پیش آکنده

هدف از طرح تکنیکی بتن پیش آکنده استفاده از خرده سنگ‌های درشت در بافت بتن است تا بتوانیم سازه‌های بسیار مقاوم و سرسخت بتنی را بیافرینیم. به ‌عنوان مثال از این بتن‌های سرسخت برای ساخت سپرهای حفاظتی بیولوژیکی در طراحی راکتورهای هسته‌ای استفاده می‌کنند.

اصولاً کاربرد بتن پیش آکنده برای ساخت سازه‌های بسیار مستحکم بتنی است. به شکلی که می‌توانیم از حضور خرده سنگ‌های بزرگ در بافت متراکم بتن برای ایجاد سازه‌ای هر چه مقاوم‌تر استفاده کنیم. عموم موارد استفاده از بتن پیش آکنده به‌ قرار زیر هستند:

  • پروژه‌های سدسازی و یا تعمیر و بازسازی رویه بتنی جداره سدها
  • اجرای سازه‌های سنگین بتن مسلح
  • هر نوع تعمیر و بازسازی سازه‌های بتن مسلح
  • طراحی و ساخت پایه پل‌های بتنی و یا هر نوع مراحل تعمیر و بازسازی پایه پل‌ها
  • ساخت شمع‌ها و یا اجرای پی‌های عمیق و ساخت اسپری‌ها به‌ صورت درجا
  • بتن‌ریزی زیر آبی
  • بتن‌ریزی در شرایط نامساعد جوی مانند هوای خیلی سرد و یا خیلی گرم
  • بتن‌ریزی سازه‌های ساحلی که تحت تأثیر جزر و مد هستند.
  • بتن‌ریزی سازه‌هایی که احتمال قرار گرفتن آنها در مقابل جریان‌های تند آب زیاد است.
  • هر نوع پروژه‌ بتن‌ریزی که شرایط آنها برای بتن‌ریزی به روش‌های کلاسیک امکان‌پذیر نیست.

موارد استفاده از بتن پیش آکنده

روش اجرایی تزریق و تولید بتن پیش آکنده

برای آغاز فاز اجرایی به تهیه قالب با درزبندی کامل و تجهیزات پمپاژ ملات و تمامی ابزارهای کنترلی و هواگیری نیاز داریم. قالب‌ها از نوع معمولی هستند؛ اما بهتر است از متریال‌هایی که جذب رطوبت کمی دارند استفاده شود. لذا قالب‌های فلزی بهترین ابزار تزریق و تولید بتن پیش آکنده هستند.

پمپاژ ملات سیمانی با قدرت زیادی انجام می‌شود. بنابراین توجه به آب‌بندی تمامی درزها برای جلوگیری از جریان یافتن شیرابه بتن الزامی است. از طرفی لازم است تا پیش‌ بینی‌های لازم برای خروج هوای قالب بتنی صورت‌ گرفته باشد.

در گام نخست باید سنگدانه‌ها به داخل قالب ریخته شود؛ اما این سنگدانه‌های درشت باید در شرایط بهینه بدون خطر شکسته شدن انجام پذیرد. در گام بعدی از لوله‌های عمودی در فواصل ۱.۵ متری از یکدیگر برای تزریق ملات به داخل قالب استفاده می‌کنند. فاصله لوله‌های تزریق از یکدیگر و تعداد آنها به عوامل متعددی از جمله ابعاد قالب، اندازه سنگدانه‌ها و فشردگی اقلام مدفون بستگی دارد.

نکته‌های اجرایی در تزریق ملات بتن پیش آکنده

  • برای فشرده‌سازی خرده سنگ‌ها و کاستن فاصله خالی میان آنها می‌توانیم از کوبیدن میله و یا ارتعاش قالب استفاده کنیم.
  • در صورتی ‌که سنگدانه‌ها بیش ‌از حد فشرده هستند، لازم است تا از لوله‌هایی برای خروج هوا در عمق خرده سنگ‌ها استفاده کنید.
  • پمپاژ ملات باید یکنواخت و پیوسته صورت بگیرد.
  • هر نوع عملیات لرزش قالب حین تزریق ملات به توزیع یکدست و خارج شدن حباب‌ها و پر شدن کامل قالب کمک می‌کند.
  • تزریق ملات، تا ناپدید شدن همه سنگدانه‌ها مادامیکه همه آنها توسط ملات احاطه شده‌اند، ادامه پیدا می‌کند.
  • از روان‌کننده ها می‌توانید برای تهیه دوغاب پرکننده سیمانی استفاده کنید.

مزایای بتن پیش آکنده

این نوع بتن با هدف بهره‌مندی از خرده سنگ‌های بزرگ در یک ساختار منسجم بتنی ابداع شده ‌است و قاعدتاً در هر نوع سازه‌ای کارایی ندارد. بتن‌های پیش آکنده از سری بتن‌های سنگین‌ وزن هستند که برای ساخت بخش‌های زیرین سازه‌های بزرگ عمرانی و یا ساخت سازه‌ها تحت فرسایش دائمی آب استفاده می‌شود. مزایای بتن پیش آکنده به قرار زیر است:

  • در شکل‌گیری بتن سنگین انسجام خوبی دارد که تحت تأثیر بارهای سنگین دینامیکی متلاشی نمی‌شود.
  • مقدار جمع شدگی این نوع بتن در حالت خمیری حین مراحل سخت شدن بسیار کم است.
  • در محیط‌ها تحت تهاجم عناصر خورنده و یا حضور نمک‌های اکسید کننده مقاومت بالایی دارد.
  • در مراحل ساخت این نوع بتن به تراکم سازی نیاز نداریم.
  • امکان استفاده از دانه‌بندی گسسته فراهم است.
  • تجهیز کارگاه برای ساخت بتن آکنده ساده است و از هزینه‌های اجرایی پروژه می‌کاهد.

بتن پیش آکنده گزینه‌ای مقاوم و کاربردی

بتن پیش آکنده تکنیک عملیاتی برای ایجاد ساختارهای سنگین و بسیار مقاوم بتنی است. به ‌سختی می‌توانیم خرده سنگ‌های درشت را در حجم بزرگ بتنی قرار دهیم و این در حالی است که برای تداوم استحکام سازه‌های بتنی به این خرده سنگ‌ها نیاز داریم. در روش‌های کلاسیک، خرده سنگ‌های بزرگ نمی‌توانند به‌ خوبی در کل بتن توزیع شوند و در نهایت بافت یکدستی ایجاد نمی‌شود. اما با بهره‌مندی از بتن‌های پیش آکنده از قبل فکر همه ‌چیز برای توزیع یکدست خرده سنگ‌ها را کرده‌ایم.

از تزریق ملات در نهایت میان تمامی این خرده سنگ‌ها انجام می‌شود که منجر به بتنی سخت و سنگین و کارآمد خواهد شد. اما دقت کنید که ملاحظات کاربردی این نوع بتن در سازه‌های سنگین توصیه شده ‌است و نباید از این تکنیک در ساخت بتن مسلح سازه‌های سبک استفاده کنیم. هم اگر نیازمند کسب اطلاعات درباره بتن اسفنجی هستید این مقاله را از دست ندهید.