بتن ریزی در آب

بتن ریزی در آب

حتی المقدور باید از بتن ریزی در زیر آب اجتناب شود. به این منظور باید از طریق انحراف مسیر آب زهکشی چاههای زهکشی و تلمبه ویا هر روش دیگر از نفوذ آب به محوطه کار ویا حداقل به داخل قالب جلوگیری به عمل آورد در صورتی که لایه ی تدریج آب را به عقب براند و جانشین آن شود در این حالت بتن در محدوده کمی با آب در تماس بوده وحداقل تقلیل کیفیت درآن به وجود می آید. این روش در صورت قابل ملاحظه بودن ضخامت لایه آب قابل کاربرد نیست و در این حالت باید بتن ریزی هرگز نباید در آب جاری که به احتمال زیاد سیمان بتن را خواهد شست ونیز آبی که کمتر از 1 درجه سانتیگراد حرارت دارد انجام پذیرد. بتن مناسب دارای کارایی زیاد اسلامپ در حدود 18 سانتیمتر وعیار سیمان نسبتا زیاد 400 کیلوگرم بر متر مکعب بتن است روشهای بتن ریزی در زیر آب بشرح زیر می باشند

1) بتن ریزی با جامهای زیر آبی

در این روش جام حاوی بتن به کف قالب برده شده و دریچه آن با آهستگی و به نحوی باز می شود که بتن به آرامی تخلیه شده و تلاطمی در آب ایجاد نکند وبتن با آب مخلوط نشود جام بعدی در بتن از قبل ریخته شده فرو رفته ودریچه ْآن باز می شود وبتن جدید داخل بتن مرحله اول تخلیه می شود و به این ترتیب بتن سایر جامها با آب در تماس قرار نمی گیرند. اگر باز شدن دریچه جام با لوله های هوای فشرده انجام می شود باید جام دارای وسایلی باشد که هوای خروجی درآب ایجاد تلاطم نکرده ودر بالای سطح آب بیرون بیاید. سطح فوقانی جامهای زیر آبی ، به نحوی ساخته می شوند که دارای سقفی مجهز به قیف باشند و به این ترتیب آب کمترین تماس را با سطح فوقانی بتن درون جام پیدا نماید .بتن مناسب بین 300 تا 400 کیلو گرم بر متر مکعب سیمان و 15 سانتیمتر اسلامپ دارد . حئاکثر اندازه دانه های آن بین 40 تا 50 میلیمتر ونسبت وزن ماسه به وزن کل سنگدانه ها در حدود 40 در صد یا بیشتر است .

استفاده از جام مخصوص بتن ریزی در زیز آب برای شروع بتن ریزی باقیف ولوله نیز مناسب است وقتی 60 تا ترجیحا 90 سانتی متر از ضخامت عضو مورد نظر بتن ریزی شد، سر لوله قیف ولوله در بتن قرار گرفته وبقیه بتن ریزی با آن ، با سرعت بیشتری انجام می پذیرد .

2) قیف ولوله

جا دادن بتن قیف و لوله به این ترتیب انجام می شود که سر لوله در پایین لوله قرار گرفته وبتن از درون یک قیف به داخل لواه رفته واز آنجا در قالب ریخته می شود. ترمی یا قیف ولوله متشکل است از یک لوله به قطر داخلی 25 تا 30سانتی متر ( 10 تا 12 اینچ) ویک قیف در انتهای فوقانی لوله . این وسیله باید به نحوی روی برجها سوار شود که بتوان آن را با بالا آمدن سطح بتن در قالب ، بالا آورد.

لوله های ترمیها نباید از یکدیگر بیش از 5/ 3 تا 5 متر واز دیوارها ی قالب بیش از 5/2متر فاصله داشته باشند. بتن توسط جامهای حمل بتن ، پمپ و یا تسمه نقاله به داخل قیف حمل می شود . حمل بتن باید بدون انقطاع صورت پذیرد زیرا در غیر این صورت ممکن است درز سرد بوجود آید و نیز حرکت مناسب بتن تازه به داخل بتن تازه به داخل بتن از قبل ریخته شده ، مختل گردد. شروع بتن ریزی با ترمی بسیار مهم است .نخستین لایه های بتن باید بسیار کنترل شده وچسبنده و پر سیمان بوده و به آهستگی هر چه تمامتر وارد قالب شوند . دو روش اصلی شروع بتن ریزی عبارتند از روش لوله تر وروش لوله خشک.

روش لوله تر برای عمق آب کمتر از 30 متر و حجم زیاد بتن ریزی قابل کاربرد است. در این روش در حالی که انتهای لوله درزیر آب به کف قالب چسبیده است ،یک توپی از جنس پارچه کرباسی یا استوانه ازجنس پی وی سی و یا یک توپ کاملا جفت شده به لوله در داخل لوله در تراز آب قرار داده می شود. این توپ از قیف فاصله دارد و بنابراین بتن بالایی برای فرو بردن آن به سمت پایین کافی است. از روی حجم بتن داخل لوله می توان دریافت که در چه موقع توپی به انتهای لوله رسیده. پس از این زمان می توان با آهستگی لوله را به سمت بالا کشید تا توپی بتواند خارج شود. بمجرد خروج توپی مجددا لوله به سمت پایین فرستاده شده وبتن از داخل قیف به داخل لوله فرستاده می شود وبدون متلاطم کردن آب وارد قالب می شود. پس از اولین لایه بتن ریزی می توان سرعت ورود بتن به داخل لوله را افزایش داد .

روش لوله خشک برای عمقهای بیشتر و قسمتهای محدود مناسب می باشد . در این روش یک در به صورت آب بند به انتهای لوله متصل میشود . لوله باید نسبتاً سنگین باشد تا در اثر نیروی شناوری به سوی بالا نیاید ، پایین فرستاده شده وبه قالب می چسبد. سپس یک مخلوط بسیار پر سیمان ، خمیری وچسبنده بتن برای شروع بتن ریزی وارد لوله می شود و به مجرد رسیدن بتن به انتهای لوله ، لوله کمی به بالا کشیده می شود تا فشار بتن بندهای نگه دارنده در انتهایی را گسسته بتن وارد قالب شود در این روش مقدار بالا کشیده شدن اولیه لوله بقدر روش لوله تر نبوده و بتن کمتر با آب مخلوط می شود. در صورتی که بتن به صورت دائم و بدون انقطاع وارد لوله نشود ولوله توسط بتن داخل قالب مسدود شود، معمولا با چند سانتیمتر بالا آوردن سریع لوله می توان مانع را رفع نموده وبتن ریزی را ادامه داد. سریع پایین بردن (انداختن) لوله می تواند به انسداد بیشتر، منجر گردد. سرلوله بهتر است بین 90 تا 150 سانتیمتر داخل بتن قرار گیرد. لوله نباید هر بار بیش از 15 تا 20 سانتیمتر به سمت بالا کشیده شود. نمونه گیری از بتن در زمانهای مختلف و نیز کنترل ارتفاع بتن در قالب با علامت گذاری لوله ضروری است .جا دادن بتن برای حجم زیاد بتن باید از مرکز قالب به سمت خارج انجام گیرد. پمپهایی که در لبه خارجی قالب قرار داده شده اند می توانند گلی را که کف قالب بوده و توسط بتن به سمت دیوار قالب رانده می شود به خارج از قالب تلمبه کنند. بتن ترمی باید کارایی زیادی داشته باشد. اسلامپ 17 سانتیمتری و عیار سیمان 400 کیلوگرم برمتر مکعب بتن، سنگدانه هایی با حداکثر اندازه 40 تا 50 میلیمتر ونسبت وزنی ماسه به کل سنگدانه حدود 45 درصد مناسب هستند. استفاده کردن از عواملی از قبیل مواد حباب ساز و پوزولانها ،سنگدانه های غلتیده بجای شکسته ،افزایش مقدار ماسه که باعث افزایش کا رایی می شوند ،مناسب است.

3) روش بتن ریزی با سنگدانه پیش اکنده :

در بسیاری از پروژه های دریایی بتن ریزی زیر آب یک فناوری مورد تقاضا و دشوار بوده که عمدتاَ در برنامه زمان بندی پروژه یک مسیر بحرانی تلقی می شود . لذا مستلزم داشتن برنامه ریزی دقیق می باشد . بخش بتن ریزی زیر آب در یک پروژه در واقع جایی است که طراحی ماهرانه و برنامه ریزی دقیق و حساب شده در آن می تواند موجب کاهش احتمال بروز خطر و نیز قیمت تمام شده گردد .به طور کل در سدهای بتنی ، بتن ریزی با مشکلاتی نظیر بالا رفتن دمای هسته مرکزی و گرمازایی همراه می باشد که این دو عامل می توانندسبب ایجاد ترک و نفوذپذیری زیاد شوند. غالباً برای رفع مشکلات مذکور میتوان روشهایی نظیر افزایش حداکثراندازه سنگدانه ها کاهش مصرف سیمان وآب مصرفی استفاده از پوزولانها استفاده ازافزودنیهای روانساز و کندگیرکننده بهره گیری از سیمانهای کند گیر و استفاده ازفنون پیش تبرید و پس تبرید را به خدمت گرفت. اما وجود مشکلاتی مانند کارآیی ،متراکم ساختن بتن ، جدایی سنگدانه ها و حمل و پخش و دیگر مسائل اجرایی سبب می گردند که روشهای مشروحه در عمل با هزینه هایی سنگین همراه بوده و عدم دقت در هر یک از روشها میتواند به کیفیت بتن نیز لطمه بزند. لذا روش نوینی در اجرای سد های بتنی که ضمن برطرف نمودن عیوب مشروحه سبب سر مایه گذاری کمتر درتجهیز کارگاه می شود معرفی می گردد که به روش بتن پیش آکنده معروف می باشد.

در این روش ابتدا سنگدانه درشت تک اندازه را در قالب ریخته و سپس از درون لوله هائی که درون سنگدانه قرار گرفته است ملات ریز دانه ای را به داخل سنگدانه های درشت پیش آکنده تزریق می نمائیم تا بتن مناسب حاصل گردد و جسم یکپارچه ای بوجود آید. ملات سیمانی که متشکل از ماسه ریز است به کمک روان کننده ها ، روانی زیادی پیدا می کند و به راحتی می تواند بین سنگدانه ها رسوخ کند. در این نوع بتن جداشدگی اتفاق نمی افتد و در نتیجه یک بتن متراکم ، آب بندی شده و با دوام تولید می شود. در ضمن هیچگونه ویبراتور داخلی به کار برده نمی شود ولی برای پرداخت سطح می توان از ویبراتورهای سطحی بهره برد.

بتن پیش آکنده از جمع شدگی ناچیزی برخوردار است و عیار سیمان مصرفی آن نیز کم می باشد . تأمین نسبت آب به سیمان کم ، نفوذ ناپذیری مطلوب و مقاومت زیاد با این روش کاملا"میسر است . همگنی بتن و عدم جداشدگی از ویژگیهای این نوع بتن ریزی است . حداکثر اندازه سنگدانه به حداقل بعد قطعه محدود می شود و حداکثر اندازه ماسه ملات باید به حدود حداقل اندازه اسمی سنگدانه درشت محدود گردد . ملات مصرفی بسیار پر عیار بوده و همچنین شل و آبکی می باشد و معمولا" از مواد پوزولانی مناسب و روان کننده ها در ملات استفاده میشود ضمن اینکه به کندگیر کننده ها نیز احتیاج مبرمی داریم .

4) بتن ریزی با پمپ :

برای بتن ریزی با پمپ ، باید طرح اختلاط بتن چنان انتخاب شود که نسبت آب به سیمان کمترین مقدار ممکن را داشته و مقدار آن از 0.6 تجاوز ننماید . مقدار سیمان باید نسبتا" زباد باشد ( در محدوده 350 تا 400 کیلو گرم در متر مکعب ) تا چسبندگی کافی بتن تأمین شود و خطر شسته شدن سیمان از بین برود . به منظور افزایش کارائی بتن می توان از سنگدانه های گردگوشه استفاده نمود . استفاده از دانه بندی پیوسته با حداکثر اندازه 38 میلیمتر و همچنین مقدار کافی ریزدانه ضروری است . چنانچه سنگدانه ها حاوی مقدار کافی ریزدانه نباشد ، می توان با افزودن مواد ریز چسبندگی کافی را در بتن ایجاد نمود .

بتنی که پمپ می شود باید تا حدی روان تر باشد تا از مسدود شدن لوله ها جلوگیری شود . به منظور آنکه آب به سیمان از حد مجاز بالاتر نرود باید برای تأمین روانی از مواد افزودنی مناسب نظیر روان کننده ها و فوق روان کننده ها یا مواد افزودنی آب نگهدار استفاده شود . جز در مواردی که افزودنیهای ویژه مصرف می شود ، باید از سقوط آزاد بتن به داخل آب جلوگیری کرد تا پدیده جداشدگی ذرات رخ ندهد .

در این روش لوله پمپ ، با یک توپی داخل قالب قرار داده میشود و فشار بتن پمپ شده توپی را خارج کرده ( همانند روش لوله ی تر ) و بتن داخل قالب ریخته میشود. با افزایش فشار بتن ریزی به دلیل افزایش عمقی که سر لوله در بتن قرار گرفته، لوله به آهستگی به بالا کشیده میشود. باید بتن، مقداری از بالای قالب سرریز کند تا لایه ی اولیه ی بتن که قدری با آب مخلوط شده است از قالب خارج شود. هنگام بتن ریزی باید اختلاف فشار هیدرولیکی داخل و خارج قالب از بین رفته و سطح آب در داخل و خارج قالب در یک تراز باشد ..

5) کار با کیسه : (bag work)

کار با کیسه احتمالا یکی از قدیمی ترین و ساده ترین تکنیکهای قرار دادن بتن زیر آب است. این متد یک بسط طبیعی استفاده از مصالح بنایی است، اما دارای انعطاف پذیری است که بلوک های سا ختمانی را قادر می سازد که به هم قالب بندی شوند ، که در نتیجه قید خوبی پیدا می کنند.این روش ساخت متمرکز بر کار کارگر است اما توافق پذیری زیادی با نوع کار دارد. پروژه های قدیمی مهندسی از کیسه ها برای ساخت المان های بزرگ موقتی و کارهای دایم استفاده شده است.اگر چه پیشرفتهای جدید در بتن ریزی زیر آب باعث شده این متد بی مصرف به نظر آید، اما نباید آن را تا این حد دست کم گرفت. یک برای جمعframe work استفاده رایج از کیسه ها در ساخت دیوار های حایل برای عمل به عنوان

کردن بتن پاشی. دیگر استفاده رایج آن در قراردهی سریع کیسه ها برای فرم دادن به حرکا ت غیر طبیعی و مکرر سیال. برای کار های ترمیمی کوچک کیسه ها به مهندسان راه حل ارزان ، ساده و مورد استفاده در خیلی از موارد ارایه می دهند. این تکنیک در مورد کارهای با دوام نباید با روش های مدرن مقایسه شود اما برای کارهای موقتی و یا کوتاه مدت این روش باید مد نظر قرارگیرد.

کیسه های مورد استفاده در این فرایند معمولا از پارچه مقاوم کنفی هستند و سایز آنها باید به صورتی باشد که برای انسان قابل حمل باشد. حداکثر اندازه دانه ها در حدود 12 میلی متر است . نصف کیسه باید با یک بتن خیلی پلاستیک پر شود. کیسه ها قابل انعطاف خواهند بود، بنابراین آنها را قادر می سازد که در هم قفل شوند. خمیر سیمان از بین بافت های کنف تراوش می کند ووصل کردن کیسه ها به هم کمک می کند. زیاد پر کردن کیسه انعطاف پذیری مورد نیاز کیسه ها را برای قراردهی کاهش می دهد.

کیسه ها با دست در جایشان گذاشته می شوند به همان نوع ارتباط دادنی که در کارهای آجری استفاده می شود. همان طور که کیسه قرار داده می شوند با کاری مانند میخ کوبی به وسیله طول کوتاهی از فولاد مسلح می شوند.

6 ) Placing non dispersible concrete (N.D.C)

این نوع بتن برای کمتر کردن جدایی به کار می رود، همچنین دارای خاصیت جاری شدن و خود تراز شدن را دارد. در نتیجه ، این ماده خیلی مرتجع ایت نسبت به تکنیکهای ضعیف قراردهی. چسپندگی بتن مرطوب به وسیله پلیمر از جدایی جلوگیری می کند حتی در شرایطی که بتن از بین آب ریخته می شود. خاصیت سیالیت آن باعث که بتن به صورت مناسبی قابل مسلح کردن باشد یا درشرایطی که بتن بتن باید متراکم شود به راحتی استفاده شود. بیشترین اثر این بتن در سهولت تولید بتن با کیفیت بالا در زیر آب است. خاصیت ذاتی چسبنده بتن اجازه می دهد از چند متر بالا تر ، بتن از میان آب ریخته شود.

با استفاده از روشهای مرسوم و بتن های معمولی ، سطح تماس بتن و آب در معرض فرسایش و مخلوط شدن قرار دارند، بنابراین ریختن بتن تازه در بالا بر روی بتن ریخته شده قبلی سبب به وجود آمدن لایه ضعیفی از مواد می شود. اما در مورد این نوع بتن خاصیت ویسکوزیته طبیعی مخلوط از این مشکل سطحی جلوگیری می کند، بنابراین قراردهی بر بتن قبلی را میسر می سازد.

پمپ کردن این نوع بتن احتمالا راحت ترین راه قراردهی است ، کیفیت مواد یک سرعت حمل نسبتا سریع را اجازه خواهد داد به طوریکه نگهداری از پوشش بتن دیگر ضروری نیست. خاصیت ویسکوزیته طبیعی بتن در تولید افت های فشاری بالاتر در هنگام پمپ کردن موثر است . در کل افت فشار در هنگام استفاده از این بتن می تواند تا 50 در صد بیشتر از افت فشار در بتن های معمولی باشد

برای اندازه گیری توانایی عود ترازی این نوع بتن ، بتن در یک لوله که 20 متر طول دارد و از آب پر شده ریخته شد. بتن در قالب ریخته شد و اجازه داده شد در همان ترازی که به صورت راحت قرار می گیرد بایستد. در اتمام این آزمایش ، مقاومت فشاری بتن به وسیله نمونه برداری اندازه کیری شد .بین آزمایش نشان می دهد که ابن نوع بتن کیفیت خود ترتزی بالایی دارد و مقدار از دست دادن مقاومت آن بر اثر جریان بتن خیلی کم است.

کنترل و نظارت:

کنترل کیفیت بتن دارای اهمیت بسیار زیادی است در فرایند بتن ریزی زیر آب. سد شدن در یک لوله و قیف سبب نتایج خیلی بدی خواهد شد. بنابراین تمام بتن هایی که وارد محل اجرا می شوند باید قبل از استفاده تست شوند. سرعت حمل و نقل نیز یک عامل بسیار مهم است. در فرایند قراردهی و حالت آماده نگهداشتن سطح ضروری است. در موارد استفاده از قیف و لوله در حجم بزرگ ، یک برنامه دقیق باید برای مطمئن شدن از حمل و نقل صحیح و پیوسته بتن آماده شود.

دیده بانی فرایند قراردهی بتن در زیر آب اغلب غیر ممکن است. غواص ها می توانند برای دیده بانی فرایند پیشرفت بتن ریزی استفاده شوند ولی در اکثر موارد امکان دید زیر آب به حالتی است که غواصی به عنوان یک کنترل گر بی نتیجه خواهد بود. عموما ، بر اساس بررسی انتهایی انجام می گیرد. بعد از ریختن بتن بازرسی های غواص باید انجام گیرد تا میزان حباب هایی که پس از بتن ریزی در سطح بتن ایجاد می گردند اندازه گیری شود و از بین بروند.