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).
موثرترین روش تراکم بتن با کارایی متوسط (اسلامپ ردههای S2 , S3) استفاده از لرزاننده یا ویبراتور است. زیرا بتنهای خیلی سفت به فشار و بتنهای شل به لرزش حساس هستند. عمل لرزاننده کاهش دادن اصطکاک داخلی بین سنگدانههاست تا آنها به یکدیگر نزدیک شده و حبابهای هوا به سطح برسند. در ابتدای عمل تراکم، سنگدانههای درشت از لرزاننده دور میشوند، زیرا جرم سنگدانههای درشت بیشتر از سنگدانههای ریز است. پس از برخورد سنگدانههای درشت، ملات شروع به جاری شدن بین سنگدانهها میکند.
تراکم دستی
در کارهای کوچک و محدود که امکان استفاده از لرزانندهها و وسایل مکانیکی وجود ندارد میتوان برای تراکم بتن از وسائل دستی به شرح زیر استفاده کرد .
- در مخلوطهای خمیری و روان (با اسلامپ بیش از ۵۰ میلیمتر، رده S2 به بالا)، میتوان با اجازه دستگاه نظارت از میله فولادی (تخماق) یا وسائل مشابه برای تراکم بتن استفاده نمود. میله بایستی به اندازه کافی وارد بتن شود تا بتواند به راحتی به انتهای قالب یا انتهای لایه مربوط به همان بتنریزی برسد، ضخامت میله بایستی چنان انتخاب شود که به راحتی از بین میلگردها عبور نماید.
- با عملیاتی شبیه بیلزنی میتوان ظاهر سطوح بتنی قالب گیری شده را بهتر کرد. یک وسیله بیل مانند باید مکرراً به درون بتن و در مجاورت قالب فرو برده و بیرون آورده شود. این عمل درشت دانههای بزرگتر را وادار میسازد تا از قالب رانده شود و حبابهای هوای محبوس بتوانند بالا بیایند. در این خصوص باید دقت کرد تا به وضعیت میلگردها و قالبها آسیبی نرسد. در این حالت، ضخامت بتن حدود ۳ متر توصیه میشود.
- برای تراکم بتن دالهایی با ضخامت کمتر از ۱۵ متر میتوان از ماله چوبی و اعمال ضربه به سطح بتن استفاده نمود.
تراکم مکانیکی (لرزانندهها)
متراکم کردن بتن، با وسایل مکانیکی مناسبترین روش برای تراکم بتن است. معمولترین نوع وسایل مکانیکی، ویبراتور یا لرزاننده داخلی (خرطومی) است. هر چند در مواردی که تراکم میلگرد زیاد است میتوان از لرزانندههای قالب نیز استفاده نمود.
لرزاننده خرطومی از یک محرک انعطاف پذیر (در درون پوشش) که سبب چرخش میله مرکزی میشود، تشکیل شده است. بر اثر چرخش میله مرکزی، یک قطعه فلزی که به میله متصل است به پوشش فلزی ضربه میزند که سبب لرزاندن آن میشود. لرزانندهها بر اساس قطر آن طبقهبندی میشوند، قطر لرزاننده تا حد ۱۵ سانتیمتر موجود است، اما معمولاً در کارگاههای ساختمانی، قطر ۵/۲ تا ۵/۷ سانتیمتر به کار گرفته میشود.
در هنگام استفاده از لرزاننده خرطومی باید موارد زیر رعایت شود.
- برای اجتناب از حبس هوا، لایه بتن باید دارای ضخامت کم و نازک باشد، ولی در هر صورت لایه نباید کمتر از ۱۵۰ میلیمتر یا سه برابر حداکثر اندازه سنگدانه بتن باشد. معمولاً حداکثر ضخامت لایه ۵۰۰ تا ۶۰۰ میلیمتر است.
- معمولاً زمان کافی برای اعمال لرزش با لرزاننده خرطومی بین ۵ تا ۱۵ ثانیه است. اما مدت زمان دقیق باید بر اساس ظاهر شدن شیره بتن بر سطح و تغییر صدای لرزاننده تعیین شود. اگر زمان لرزاندن کم باشد سنگدانهها حرکت میکنند، اما ملات فرصت کافی برای جاری شدن ندارد و بتن متخلخل میشود. اگر زمان لرزاندن زیاد باشد، مقدار زیادی شیره بتن به سطح آمده که باعث جداشدگی در بتن و ایجاد ترک و کاهش مقاومت سطح بتن و کرمو شدن قسمتهای زیرین بتن میشود.
- برای حذف مؤثر هوا، ویبراتور باید سریعاً به داخل بتن وارد شود و با حرکت ملایم بالا – پایین به آهستگی ویبراتور خارج شود. نفوذ سریع ویبراتور سبب میشود تا بتن به طرف بالا و خارج حرکت کرده و هوا خارج میشود. در زمانی که ویبراتور به آهستگی خارج میشود، هوای بالای ویبراتور به طرف بالا رانده میشود و از طرف دیگر، باعث جاری شدن ملات به صورت یکنواخت میشود. ضمناً در بتنهایی سفت جای میله ویبراتور به این ترتیب پر میشود.
- لرزاننده باید به صورت عمودی و در فواصل یکنواخت به داخل بتن فرو برده شود و از خواباندن لرزاننده به صورت کاملاً مایل یا افقی پرهیز شود، مگر برای دالها با ضخامت بیش از ۱ متر و قطر خرطومی مناسب. فواصل مورد نظر بر اساس شعاع عمل لرزاننده تعیین میشود. از طرف دیگر، شعاعهای عمل باید تا چند سانتیمتر یکدیگر را پوشش دهند. معمولاً این فاصله ۵/۱ برابر شعاع عمل لرزاننده توصیه میشود. این فاصله برای لرزانندههای تا قطر ۷۵ میلیمتر بین ۱۵۰ تا ۵۰۰ میلیمتر است و به قطر لرزاننده و نوع بتن مورد استفاده بستگی دارد.
- لرزاننده نباید با سطح قالب و میلگرد تماس داشته باشد، زیرا ممکن است باعث صدمه زدن به سطح قالب شود و یا سبب لرزش میلگردها در بتن قبلی که در حال گیرش میباشند، گردیده و موجب کاهش پیوستگی بتن و میلگرد شود. همچنین لرزش قالب در قسمتهایی که بتن آن در حال گیرش است، میتواند به نمای قسمت سطحی آسیب رساند.
- لرزاننده نباید برای حرکت جانبی و هل دادن بتن استفاده شود، زیرا سبب جداشدگی اجزای مخلوط بتن میشود. برای صاف و تراز کردن سطح بتن میتوان لرزاننده را به وسط توده بتن داخل کرده تا بتن هموار شود و از هر گونه حرکت جانبی اجتناب شود.
- به عنوان یک قانون کلی، هر چه سنگدانهها بزرگتر باشند و کارایی (اسلامپ) کمتر باشد، نیاز به ویبراتوری با قطر بزرگ احساس میشود. معمولاً قطر ۵/۲ سانتیمتر برای مقاطع پر میلگرد و کوچک استفاده میشود. در چنین مواردی، دامنه نوسان ویبراتور کم بوده و قدرت تراکم نسبتاً کاهش مییابد.
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).