8-9- طراحی مخلوط و مخلوط‌های آزمایشی

8- 9-1- طراحی مخلوط

طراحی مخلوط ممکن است بر اساس یکی از روش‌های نظری1 و یا ترکیبی از این روش‌ها انجام شود و یا بر اساس روش تجربی سعی و خطا در آزمایشگاه صورت گیرد.

 و مانند آن‌ها Rood Note No.4, DOE, ACI مثلا -1

پیمانکار موظف است برای هر یک از ردههای بتن، جداگانه نتایج تمام طراحی‌ها و آزمایش‌های انجام‌شده را، 6 هفته قبل از آغازعملیات، به مهندس ناظر گزارش کند. پیمانکار باید طراحی‌های مخلوط موردنظر خود را (همراه با نتایج آزمایش‌های انجام‌شده برمخلوط‌های آزمایشی) پیشنهاد و تأییدیه مهندس ناظر را کسب کند. تنها طراحی‌های مخلوط مورد تائید مهندس ناظر می‌تواند درعملیات مورداستفاده قرار گیرد.

طراحی‌ها بر اساس مقاومت متوسطی انجام می‌شود که به‌اندازه ثابتی بیش‌تر از مقاومت مقرر باشد، چرا که فقط 5 درصد آزمایش‌ها در طول کارهای بتنی مجازند از مقاومت مقرر کم‌تر باشند. اندازه ثابت مذکور که بر اساس روش‌های آماری در طول اجرای عملیات تصحیح خواهد شد، در ابتدای عملیات برای مقاومت فشاری تمام رده‌های بتن 7 مگاپاسکال خواهد بود.

طراحی مخلوط باید قادر باشد اقتصادی ترین مخلوط هایی را موجب شود که مشخصات مندرج در جدول ردهبندی بتن که در دفترچه مشخصات خصوصی آمده است (به بند 8-4رجوع کنید)، را تأمین کند.

8- 9-2- مخلوط‌های آزمایشی

پیمانکار موظف است بر اساس طراحی‌های مخلوط موردنظر خود، مخلوط‌های آزمایشی تهیه کند و برای هر یک از طراحی‌ها حداقل دو قالب (استوانه یا مکعب) برای آزمایش مقاومت 7 روزه، حداقل 2 قالب برای آزمایش 28 روزه و حداقل 2 قالب برای آزمایش 90 روزه ساخته و در شرایط آزمایشگاهی نگهداری کند. در صورت لزوم (یا دستورالعمل مهندس ناظر) نمونه هایی نیز برای آزمایش مقاومت کششی یا مقاومت فشاری تسریع شده (1 روزه) ساخته خواهد شد.

مکعبی یا استوانه ای بودن نمونهها بر اساس دستورالعمل مهندس ناظر و با توجه به آیین نامه مورداستفاده در محاسبات سازهای تعیین خواهد شد. در صورت لزوم می توان از ضرایب تبدیل این انواع قالب به یکدیگر نیز استفاده کرد. ابعاد نمونه‌ها باید بر اساس بزرگی سنگدانهها و استانداردهای ASTM تعیین شود.

هر مخلوط آزمایشی با همان مصالحی (آب، سیمان، سنگدانه و افزودنی) ساخته خواهد شد، که در کارهای بتنی مورداستفاده خواهد بود. مخلوط‌های آزمایشی باید بر اساس ASTM C192 و در صورت لزوم بر اساس ASTM C31 ساخته و نگهداری شود و آزمایش مقاومت فشاری بر اساس ASTM C39 انجام خواهد شد. آزمایش افت، تعیین درصد هوای موجود در بتن تازه و نمونه گیریهای استوانهای پس از عبور از الک 38 میلیمتر (برای بتن حجیم) باید بر اساس استانداردهای ASTM C31, ASTM C173 و ASTM C143 انجام شود. ساخت و آزمایش نمونه‌های مخلوط‌های آزمایشی به شکل مکعب بر اساس B.S.1881 خواهد بود.

8-10- تضمین کیفیت و معیارهای انطباق مخلوط‌های بتن

تضمین کیفیت بتن در حالت‌های تازه و سخت شده به تمام عواملی وابسته است که در این دفترچه آمده است و تمام بندهای این مشخصات و دفترچه مشخصات فنی خصوصی باید به دقت اجرا شود.

هر کیفیت ویژه‌ای که برای مواد اولیه، روش‌های تولید و اجرا و مخلوط‌های بتن در حالت‌های تازه و سخت شده در مشخصات فنی خصوصی قید شده باشد و یا توسط مهندس ناظر ابلاغ شود، باید به دقت و صحت تأمین شود.

معیارهای تطابق برای مخلوط‌های بتن به شرح 8-10-1 تا 8 -10-8 هستند.

8- 10-1- کلیاتی درباره معیارهای انطباق مقاومتی

معیارهای انطباق مقاومتی در شرایطی که تعداد آزمایش‌ها کمتر از سه آزمایش باشد، معتبر نیستند. اگر بین دو نوبت بتن‌ریزی

(یک رده بتن) بیش‌تر از یک ماه فاصله باشد، نتایج آزمایش‌های قبل از این فاصله زمانی با نتایج آزمایش‌های جدید یک مجموعه آماری واحد تشکیل نمیدهد و باید جداگانه بررسی شود. اگر مقدار نمونهگیری از نوبت‌ها و احجام بتنریزی تغییر کند، مجموعه آماری جدیدی به وجود میآید که جدای از مجموعه آماری پیش از تغییر در مقدار نمونهگیری بررسی خواهد شد. درصورتی‌که بتن یک سازه در دو یا چند محل مختلف تولید می‌شود و یا اگر اجرای بتن یا سازه (حمل، ریختن و جای گذاری و غیره) با روش‌های مختلف انجام می‌شود، مجموعه‌های آماری متفاوتی از نتایج آزمایش‌های مقاومتی حاصل می‌شود که باید جداگانه بررسی شود. نتایج منفرد آزمایش‌ها، درصورتی‌که در دفترچه مشخصات فنی خصوصی درج شده باشد، برای تطبیق اجرا با مشخصات ملاک خواهد بود (سامانه پذیرش کیفیت)، اما کنترل کیفیت همواره بر اساس آنالیزهای آماری خواهد بود.

بدیهی است که تمام ضرایب تصحیح از جمله ضرایب تصحیح برای شکل نمونه ها، ضرایب تصحیح برای عمر نمونه‌ها و ضرایب تصحیح برای ابعاد نمونه‌ها باید اعمال شوند و نتیجه گزارش شده نتیجه ای باشد که حاصل اعمال ضرایب لازم در قرائتی باشد که بر دستگاه آزمایش خوانده می‌شود. به‌طور کلی برای هر رده بتن، از روش‌هایی استفاده خواهد شد که با یک جامعه آماری واحد بتوان در مورد انطباق آن با مشخصات قضاوت کرد، مگر آن‌که مهندس ناظر و یا دفترچه مشخصات فنی خصوصی بهگونه دیگری تعیین کرده باشند.

8- 10-1- 1- معیارهای انطباق مقاومت فشاری

اگر ملاک انطباق بتن با مشخصات، مقاومت فشاری باشد، هنگامی‌که هر دو شرط زیر تأمین شود، بتن منطبق بر مشخصات تلقی خواهد شد:

8- 10-1- 1- 1- شرط اول

میانگین آخرین سه آزمایش فشاری متوالی بر نمونه‌های بتن باید همواره بیش‌تر از مقاومت فشاری مقرر باشد.

8- 10-1- 1- 2- شرط دوم

نتیجه مقاومت فشاری هیچ نمونه ای نباید بیش از MPa 4 کم‌تر از مقاومت فشاری مقرر باشد.

8- 10-1- 2- معیارهای انطباق مقاومت کششی

اگر معیار انطباق بتن با مشخصات مقاومت کششی باشد، هنگامی‌که هر دو شرط زیر تأمین شود، بتن منطبق بر مشخصات تلقی خواهد شد:

8- 10-1- 2- 1- شرط اول

میانگین آخرین سه آزمایش مقاومت کششی متوالی بر نمونه‌های بتن باید همواره بیش‌تر از مقاومت کششی مقرر باشد.

8- 10-1- 2- 2- شرط دوم

نتیجه مقاومت کششی هیچ نمونه ای نباید بیش‌تر از 2N/mm 3/0کم‌تر از مقاومت کششی مقرر باشد.

8- 10-2- معیارهای انطباق برای چگونگی و تعداد نمونه گیری

 هر نمونه منفرد متشکل خواهد بود از حداقل 5 قالب استوانه ای که به روش ASTM C31 ساخته می‌شود. در صورت استفاده از قالب مکعبی، نمونه گیریها به روش B.S.1881(Part 101) انجام خواهد شد و به روش (B.S.1881 (Part 108 به‌صورت مکعبی قالب گیری خواهد شد. آزمایش مقاومت فشاری با دستگاه‌های منطبق بر (B.S.1881 (Part 115 و منطبق بر روش‌های ASTM C39 و یا B.S.1881 (Part 116) انجام خواهد شد. قالب‌های نمونه استوانه ای منطبق بر ASTM C470 و قالب‌های مکعبی منطبق بر B.S.1881 (Part 108) خواهد بود. آزمایش تعیین مقاومت کششی نمونه‌های بتن باید بر اساس ASTM C496 باشد.

 حداقل دفعات نمونه گیری باید به‌گونه‌ای باشد که هر 4 نمونه گیری متوالی (حداقل 20 قالب) معرف حداکثر 60 متر مکعب بتن باشد. هنگامی‌که یک نتیجه آزمایش، معیارهای مندرج دربندهای 8-10-1-1-2 و یا 8-10-1-2-2 را تأمین نکند، تنها پیمانهای که نمونه گیری از آن انجام‌شده است، مورد تردید خواهد بود.

8- 10-3- معیارهای انطباق حداقل و حداکثر مقدار سیمان

8- 10-3- 1- بازرسی‌های عینی و ثبت کامپیوتری

هنگامی‌که در دفترچه مشخصات فنی خصوصی مشخص‌شده باشد که مقدار سیمان باید با بازرسی‌های عینی یا با استفاده از ثبت کامپیوتری پیمانه‌ها کنترل شود، مقدار سیمان هرگز نباید از 95 درصد مقدار مشخص‌شده برای حداقل مقدار سیمان کم‌تر یا از 105 درصد مقدار مشخص‌شده برای حداکثر مقدار سیمان بیش‌تر باشد.

8- 10-3- 2- آزمایش تعیین مقدار سیمان

هنگامی‌که در دفترچه مشخصات فنی خصوصی مشخص‌شده باشد که برای تعیین مقدار سیمان در بتن تازه باید از آزمایشB.S.1881 (Part 2) استفاده شود، مقدار سیمان هرگز نباید از 90 درصد مقدار مشخص‌شده برای حداقل مقدار سیمان کمتر و یا از 110 درصد مقدار مشخص‌شده برای حداکثر مقدار سیمان بیشتر باشد.

8- 10-4- معیارهای انطباق حداکثر نسبت آب به سیمان

8- 10-4- 1- استفاده از آزمایش افت (افت بتن)

اگر ثابت شده باشد که برای مصالح موجود در کارگاه رابطه قابل تعریفی بین نسبت آب به سیمان و نتایج آزمایش افت وجود دارد، می‌توان از آزمایش افت برای کنترل حداکثر نسبت آب به سیمان استفاده کرد. در این صورت باید این اطمینان حاصل شود که کیفیت مصالح و روش‌های تولید یکسان باقی می ماند. اگر رابطه یاد شده در بالا تعریف شد، نسبت آب به سیمان هرگز نباید از 105 درصد حداکثر مجاز نسبت آب به سیمان بیش‌تر شود.

8- 10-4- 2- آزمایش آنالیز بتن تازه

اگر برای کنترل نسبت آب به سیمان از آزمایش آنالیز بتن تازه (B.S.1881 Part 2) استفاده می‌شود، نسبت آب به سیمان هرگزنباید از 110 درصد نسبت آب به سیمان مقرر بیش‌تر باشد.

8- 10-5- معیارهای انطباق کارایی بتن

کارایی بتن برحسب نتایج آزمایش افت باید منطبق بر جدول (8-18) و مشخصات فنی خصوصی باشد.

8- 10-6- معیارهای انطباق مقدار هوای موجود در بتن

درصد هوای موجود در بتن تازه که بر روی نمونه‌های برداشته شده از محل بتن‌ریزی آزمایش می‌شود بر اساس ASTM C231 تعیین خواهد شد و باید در محدوده 5/1 %± از درصد مقرر برای هوای موجود در بتن باشد. میانگین نتایج چهار آزمایش متوالی متاخر به روش فوق باید 1%± درصد مقرر برای هوای موجود در بتن باشد.

8- 10-7- معیارهای انطباق درجه حرارت بتن تازه

درجه حرارت بتن تازه در محل بتن‌ریزی باید در دامنه حداکثر 2± درجه سانتی‌گراد درجه حرارت مقرر باشد.

8- 10-8- معیارهای انطباق چگالی بتن کاملاً متراکم

چگالی بتن کاملاً متراکم شده نباید از 95% حداقل مقدار مقرر کم‌تر و یا از 105% حداکثر مقدار مقرر بیش‌تر باشد.

8- 10-9- عدم انطباق

8- 10-9- 1- بتن تازه

درصورتی‌که در آزمایش‌های بتن تازه معلوم شود که بتن بر مشخصات فنی انطباق ندارد، پیمانه هایی از مخلوط‌های بتن که کیفیت آن‌ها بدون انطباق با مشخصات تشخیص داده می‌شود، باید به سرعت از محل بتن‌ریزی دور و در محل موردنظر مهندس ناظر تخلیه شود. تمام خسارات و هزینه‌های مواد اولیه، ساخت، حمل و ارجاع این قبیل مخلوط‌ها و سایر هزینه‌های مترتب بر آن‌ها به عهده پیمانکار خواهد بود.