تراکم بتن (ویبره کردن بتن)
تراکم بتن عبارت است از فشرده سازی بتن تازه به صورتی که در اطراف قالب‌ها و میلگردها دقیقاً شکل گرفته و دور آنها را بپوشاند. نحوه تراکم بتن رابطه مستقیم با نحوه بتن ریزی دارد. تراکم بتن هوای محبوس را تا حدود زیادی از بتن خارج کرده و سنگدانه‌ها را به یکدیگر نزدیک و از کرمو شدن بتن جلوگیری می‌کند. تراکم بتن با لرزاندن یا اصطلاحاً ویبره کردن آن بوسیله لرزاننده یا ویبراتور انجام میشود و در نتیجه آن هوای محبوس ناخواسته در بتن به کمتر از ۱/۵٪ تقلیل می‌یابد.
روش تراکم باید به گونه‌ای انتخاب و اجرا شود که جداشدگی در اجزاء اصلی بتن ایجاد نشود و نکته مهم آنکه عموماً جداشدگی اجزاء قابل رؤیت نیست و لذا لازم است عوامل اجرایی با روش‌های صحیح انجام تراکم به طور کامل آشنا باشند.
عوارض ناشی از اجرای تراکم به روش نامناسب
- حباب هوا، میزان تماس بین بتن و میلگرد را کاهش داده و در نتیجه پیوستگی کمتر، باعث نقصان در عملکرد عضو بتنی میشود.
- افزایش نفوذپذیری.
- حباب هوا باعث ایجاد ترک در رویه بتنی میشود.
انواع روش‌های تراکم بتن
روش‌های دستی
- میله کوبی
- وزنه کوبی بر روی بتن
- بیل زنی
روش‌های ماشینی (مکانیکی)
- ویبراتورهای درونی
- میزهای سقوط کننده
- دستگاه‌های با کوبنده موتوری
- دستگاه‌های لرزاننده یا ویبراتورها
- دستگاه‌های مبتنی بر نیروی گریز از مرکز
- ویبراتورهای بیرونی (ویبره‌های قالب، ویبراتورهای سطحی، میزهای لرزان).
موثرترين روش تراكم بتن با كارايی متوسط (اسلامپ رده‌های S2 , S3) استفاده از لرزاننده يا ويبراتور است. زيرا بتنهای خيلی سفت به فشار و بتنهای شل به لرزش حساس هستند. عمل لرزاننده كاهش دادن اصطكاک داخلی بين سنگدانه‌هاست تا آنها به يكديگر نزديک شده و حباب‌های هوا به سطح برسند. در ابتدای عمل تراكم، سنگدانه‌های درشت از لرزاننده دور می‌شوند، زيرا جرم سنگدانه‌های درشت بيشتر از سنگدانه‌های ريز است. پس از برخورد سنگدانه‌های درشت، ملات شروع به جاری شدن بين سنگدانه‌ها می‌كند.
تراكم دستی
در كارهای كوچک و محدود كه امكان استفاده از لرزاننده‌ها و وسايل مكانيكی وجود ندارد می‌توان برای تراكم بتن از وسائل دستی به شرح زير استفاده كرد .
- در مخلوط‌های خميری و روان (با اسلامپ بيش از ۵۰ ميلی‌متر، رده S2 به بالا)، می‌توان با اجازه دستگاه نظارت از ميله فولادی (تخماق) يا وسائل مشابه برای تراكم بتن استفاده نمود. ميله بايستی به اندازه كافی وارد بتن شود تا بتواند به راحتی به انتهای قالب يا انتهای لايه مربوط به همان بتن‌ريزی برسد، ضخامت ميله بايستی چنان انتخاب شود كه به راحتی از بين ميلگردها عبور نمايد.
- با عملياتی شبيه بيل‌زنی می‌توان ظاهر سطوح بتنی قالب گيری شده را بهتر كرد. يك وسيله بيل مانند بايد مكرراً به درون بتن و در مجاورت قالب فرو برده و بيرون آورده شود. اين عمل درشت دانه‌های بزرگتر را وادار می‌سازد تا از قالب رانده شود و حباب‌های هوای محبوس بتوانند بالا بيايند. در اين خصوص بايد دقت كرد تا به وضعيت ميلگردها و قالب‌ها آسيبی نرسد. در اين حالت، ضخامت بتن حدود ۳ متر توصيه میشود.
- برای تراكم بتن دال‌هايی با ضخامت كمتر از ۱۵ متر می‌توان از ماله چوبی و اعمال ضربه به سطح بتن استفاده نمود.
تراكم مكانيكی (لرزاننده‌ها)
متراكم كردن بتن، با وسايل مكانيكی مناسب‌ترين روش برای تراكم بتن است. معمولترين نوع وسايل مكانيكی، ويبراتور يا لرزاننده داخلی (خرطومی) است. هر چند در مواردی كه تراكم ميلگرد زياد است می‌توان از لرزاننده‌های قالب نيز استفاده نمود.
لرزاننده خرطومی از يک محرک انعطاف پذير (در درون پوشش) كه سبب چرخش ميله مركزی میشود، تشكيل شده است. بر اثر چرخش ميله مركزی، يك قطعه فلزی كه به ميله متصل است به پوشش فلزی ضربه می‌زند كه سبب لرزاندن آن میشود. لرزاننده‌ها بر اساس قطر آن طبقه‌بندی می‌شوند، قطر لرزاننده تا حد ۱۵ سانتيمتر موجود است، اما معمولاً در كارگاه‌های ساختمانی، قطر ۵/۲ تا ۵/۷ سانتيمتر به كار گرفته میشود.
در هنگام استفاده از لرزاننده خرطومی بايد موارد زير رعايت شود.
- برای اجتناب از حبس هوا، لايه بتن بايد دارای ضخامت کم و نازک باشد، ولی در هر صورت لايه نبايد كمتر از ۱۵۰ ميليمتر يا سه برابر حداكثر اندازه سنگدانه بتن باشد. معمولاً حداكثر ضخامت لايه ۵۰۰ تا ۶۰۰ ميليمتر است.
- معمولاً زمان كافی برای اعمال لرزش با لرزاننده خرطومی بين ۵ تا ۱۵ ثانيه است. اما مدت زمان دقيق بايد بر اساس ظاهر شدن شيره بتن بر سطح و تغيير صدای لرزاننده تعيين شود. اگر زمان لرزاندن كم باشد سنگدانه‌ها حركت می‌كنند، اما ملات فرصت كافی برای جاری شدن ندارد و بتن متخلخل میشود. اگر زمان لرزاندن زياد باشد، مقدار زيادی شيره بتن به سطح آمده كه باعث جداشدگی در بتن و ايجاد ترک و كاهش مقاومت سطح بتن و كرمو شدن قسمت‌های زيرين بتن میشود.
- برای حذف مؤثر هوا، ويبراتور بايد سريعاً به داخل بتن وارد شود و با حركت ملايم بالا – پايين به آهستگی ويبراتور خارج شود. نفوذ سريع ويبراتور سبب میشود تا بتن به طرف بالا و خارج حركت كرده و هوا خارج میشود. در زمانی كه ويبراتور به آهستگی خارج میشود، هوای بالای ويبراتور به طرف بالا رانده میشود و از طرف ديگر، باعث جاری شدن ملات به صورت يكنواخت میشود. ضمناً در بتن‌هایی سفت جای ميله ويبراتور به اين ترتيب پر میشود.
- لرزاننده بايد به صورت عمودی و در فواصل يكنواخت به داخل بتن فرو برده شود و از خواباندن لرزاننده به صورت كاملاً مايل يا افقی پرهيز شود، مگر برای دال‌ها با ضخامت بیش از ۱ متر و قطر خرطومی مناسب. فواصل مورد نظر بر اساس شعاع عمل لرزاننده تعيين میشود. از طرف ديگر، شعاع‌های عمل بايد تا چند سانتيمتر يكديگر را پوشش دهند. معمولاً اين فاصله ۵/۱ برابر شعاع عمل لرزاننده توصيه میشود. اين فاصله برای لرزاننده‌های تا قطر ۷۵ ميليمتر بين ۱۵۰ تا ۵۰۰ ميليمتر است و به قطر لرزاننده و نوع بتن مورد استفاده بستگی دارد.
- لرزاننده نبايد با سطح قالب و ميلگرد تماس داشته باشد، زيرا ممكن است باعث صدمه زدن به سطح قالب شود و يا سبب لرزش ميلگردها در بتن قبلی كه در حال گيرش مي‌باشند، گرديده و موجب كاهش پيوستگی بتن و ميلگرد شود. همچنين لرزش قالب در قسمت‌هايی كه بتن آن در حال گيرش است، می‌تواند به نمای قسمت سطحی آسيب رساند.
- لرزاننده نبايد برای حركت جانبی و هل دادن بتن استفاده شود، زيرا سبب جداشدگی اجزای مخلوط بتن مي‌شود. برای صاف و تراز كردن سطح بتن می‌توان لرزاننده را به وسط توده بتن داخل كرده تا بتن هموار شود و از هر گونه حركت جانبی اجتناب شود.
- به عنوان يک قانون كلی، هر چه سنگدانه‌ها بزرگتر باشند و كارايی (اسلامپ) كمتر باشد، نياز به ويبراتوری با قطر بزرگ احساس میشود. معمولاً قطر ۵/۲ سانتيمتر برای مقاطع پر ميلگرد و كوچک استفاده میشود. در چنين مواردی، دامنه نوسان ويبراتور كم بوده و قدرت تراكم نسبتاً كاهش می‌يابد.
عوامل موثر بر انتخاب روش تراکم بتن
- نوع بتن
- روانی بتن
- امکانات موجود
- حجم بتن ریزی
- میزان آرماتورها، فاصله بین آنها، و تراکم آنها
- پیچیدگی قالب بندی و شکل هندسی عضو یا اعضا
- نوع روش انتقال و جای دادن بتن (نظیر استفاده از پمپ بتن).
