اسلامپ بتن چیست؟ انواع آن کدام است؟

اسلامپ بتن ( به انگلیسی Concrete slump) معیاری برای اندازه گیری میزان روانی بتن و عاملی تاثیرگذار بر کارایی بتن می باشد. در المان های سازه ای که از بتن و میلگرد ساخته می شوند باید بتن به خوبی درون قالب بتن ریخته و به راحتی بین میلگرد ها جریان پیدا کند؛ طی این فرایند باید سنگدانه ها همبستگی و یکپارچگی خود را حفظ کنند و از هم جدا نشوند. همچنین مخلوط تا حدی منسجم باشد که حباب هوا وارد آن نشود.

کیفیت بتن در پایداری و استحکام سازه تاثیر بسیار زیادی دارد بنابراین قبل از بتن ریزی باید آزمایش هایی روی بتن انجام گیرد تا از کیفیت و خواص آن اطمینان حاصل کرد. یکی از عوامل مهم در کیفیت ساخت و دوام سازه های بتنی اسلامپ بتن است. این مشخصه با آزمایش اسلامپ بتن (Concrete slump test) اندازه گیری می شود. تست اسلامپ علاوه بر اینکه به اطمینان از کیفیت بتن کمک می‌کند، باعث می شود اختلاط، حمل‌ونقل و بتن ریزی به صورت بهینه انجام شود. در واقع سنجش اسلامپ بتن مشخص می کند که مقدار آب موجود در مخلوط بتن مناسب می باشد یا نه.

میزان اسلامپ بتن بر اساس روش مندرج در استاندارد (دت۵۰۵) کنترل می شود. پیمانکار موظف است بتن موردنظر را بر اساس اسلامپ های خواسته شده در مشخصات فنی خصوصی و نقشه های اجرایی تهیه نماید

آزمایش اسلامپ بتن

سنجش اسلامپ بتن (به انگلیسی Concrete slump test) نیازمند وسایل و مراحلی است که در این قسمت به آن می پردازیم:

وسایل مورد نیاز :

• صفحه پایه : یک سینی فلزی به ابعاد ۵۰*۵۰ یا ۶۰*۶۰ از جنس غیر جاذب
• مخروط اسلامپ : یک مخروط ناقص به ارتفاع ۳۰۰ میلی متر که قطر پایین آن ۲۰۰ میلی متر و قطر بالای آن ۱۰۰ میلی متر است. همچنین ضخامت آن حداقل ۱.۵ میلی متر می باشد. این قالب مخروطی شکل نباید جاذب آب باشد همچنین نباید با بتن واکنش نشان دهد. دو دستگیره در دوسوم ارتفاع از کف و دو پاگیره در تراز پایین مخروط وجود دارد که محل تکیه پا و دست ها حین آزمایش می باشد.
• میله کوبه : یک عدد میلگرد ۶ به طول ۶۰۰ میلی متر با انتهای گرد
• یک متر یا خط کش : برای اندازه گیری طول

مراحل انجام آزمایش

ابتدا توجه کنید مخلوط بتن باید در ظرفی که قابلیت جذب آب ندارد ریخته شود؛ ظروف کاملا تمیز باشد و آزمایش اسلامپ ۱۵ دقیقه بعد از اختلاط بتن تازه انجام شود.

قاعده بزرگ مخلوط را روی سینی فولادی قرار دهید و روی آن بایستید تا مخروط تکان نخورد.

بتن باید در ۳ لایه داخل مخروط قرار گیرد به صورتی که ارتفاع هر لایه بعد از کوبیدن با میله حدود یک سوم ارتفاع مخروط شود. با استفاده از بیل یا بیلچه مخروط را طی ۳ مرحله با مخلوط بتن پر می کنیم. در هر مرحله با استفاده از میله با ۲۵ ضربه بتن را می کوبیم.(ضربات باید به گونه ای باشد که تمام مخلوط به طور یکنواخت کوبیده شود. همچنین تمامی نواحی روی سطح مقطع لایه را پوشش دهد.) دوباره با بیل یا بیلچه تا دو سوم مخروط را پر میکنیم و با میله ۲۵ ضربه جهت کوبیدن وارد میکنیم. در مرحله ی سوم مخروط را کاملا از بتن پر می کنیم و دوباره ۲۵ ضربه به آن وارد می کنیم تا خوب کوبیده شود.

در این مرحله اگر مخروط از بتن پر نشده بود مقداری بتن اضافه میکنیم تا کاملا پر شود و سپس با یک میله بتن اضافی را از روی مخروط کنار می زنیم تا سطح یکنواخت و صاف شود. بتن ریخته شده به اطراف را پاک می کنیم.

مخروط را به آرامی در مدت ۵ الی ۱۰ ثانیه به سمت بالا کشیده (هیچ حرکت جانبی یا چرخشی نباید وجود داشته باشد) و در کنار مخلوط بتن قرار می دهیم.

عدد اسلامپ بتن

با بالا کشیدن قالب، مخروط بتن تحت تاثیر وزنش به سمت پایین رانش می کند. با استفاده از متر یا خط کش ارتفاع مخروط بتنی و مخروط فولادی را اندازه می گیریم. اختلاف ارتفاع این دو مخروط عدد اسلامپ بتن (به انگلیسی Concrete slump number) نامیده می شود که بر حسب میلی متر و با تقریب ۱۰ میلی متر بیان می شود. این عدد از ۲۵ الی ۱۰۰ میلی متر متغیر است. این مقدار در تصویر زیر با h بیان شده است.

تمامی مراحل از پر کردن قالب تا بالا کشیدن مخروط فولادی باید طی ۱۵۰ ثانیه (۲.۵ دقیقه) و بدون وقفه انجام شود.

انواع اسلامپ بتن

در این آزمایش ۴ حالت برای نمونه مورد آزمایش ممکن است اتفاق بیفتد:

اسلامپ ریزشی (Collapsed slump)

این حالت هنگامی اتفاق می افتد که بعد از بلند کردن مخروط فولادی، مخلوط بتن به طور کامل فرو می ریزد یا اصطلاحا وا می رود.

اسلامپ برشی (Shear slump)

نیمه ای از بتن به یک طرف متمایل می شود و در یک سطح برشی فرونشست می کند. در این صورت آزمایش دوباره باید تکرار شود و در صورت وقوع این حالت اسلامپ برشی به عنوان نتیجه آزمایش گزارش می شود.

اسلامپ صفر (Zero slump)

در این حالت بعد از برداشتن مخروط فولادی، بتن هیچ گونه نشستی ندارد و به همان حالت قالب اسلامپ باقی می ماند.

اسلامپ واقعی (True slump)

در این حالت سنجش اسلامپ بتن مورد قبول می باشد. در اسلامپ واقعی مخروط بتن فقط مقداری نشست می کند.

نتایج آزمون اسلامپ

• اسلامپ ریزشی بیانگر این است که میزان آب نسبت به سیمان بالا می باشد یا روان کننده ها به مقدار زیاد در بتن وجود دارد.
• اسلامپ برشی بعد از تکرار در دو مرحله آزمایش بیانگر این است که بتن به مقدار کافی انسجام ندارد.
• اسلامپ صفر بیانگر کم بودن آب نسبت به سیمان می باشد که منجر به خشک بودن مخلوط می شود.
• اسلامپ واقعی بیانگر این است که بتن در وضعیت مناسبی قرار دارد و نتیجه مورد قبول می باشد.

اسلامپ مجاز بتن

بتن بر اساس کاربردی که دارد و همچنین با توجه به اینکه در چه عضوی استفاده می شود، دارای اسلامپ های متفاوتی می باشد. در واقع مقدار مجاز اسلامپ بتن به کاربرد آن بستگی دارد.

میزان اسلامپ برای اعضا و قطعات بتنی مطابق جدول زیر است.(نشریه ۵۵ جدول ۵-۳-۲-۱)

با توجه به جدول فوق اسلامپ مجاز برای شالوده و پی و دالها حداقل ۲۵ میلی متر و حداکثر ۷۵ میلی متر می باشد. برای ستون ها و تیر ها و دیوار ها اسلامپ می تواند از حداقل ۲۵ میلی متر تا حداکثر ۱۰۰ میلی متر متغیر باشد و اگر بتن ریزی برای قطعات و عضو های حجیم باشد این عدد در محدوده ۲۵ میلی متر تا ۵۰ میلی متر قابل تغییر است.

عوامل موثر بر اسلامپ بتن

از عوامل موثر بر اسلامپ بتن می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• نسبت آب ب سیمان: نسبت آب به سیمان مهم ترین عامل تاثیرگذار بر اسلامپ بتن می باشد. با افزایش مقدار آب به سیمان، اسلامپ و کارایی بتن افزایش می یابد. اما باید توجه داشت که اضافه کردن بی رویه آب اثرات نامطلوبی بر کیفیت بتن خواهد گذاشت.

• نوع و شکل سنگدانه: بتن شامل سنگدانه های درشت و ریز می باشد. سنگدانه های ریز برای مرطوب شدن سطح نیاز به آب بیشتری دارند. همچنین اگر دانه ها زاویه دار و نامنظم باشند نسبت به دانه های گرد گوشه آب بیشتری جذب می کنند.

• دمای بتن: درجه حرارت و اسلامپ بتن باهم رابطه عکس دارند. هرچه دمای مخلوط بیشتر باشد اسلامپ کمتر خواهد شد. به طور کلی با هر ۱۰ درجه افزایش دمای آب، اسلامپ بتن ۲۰ تا ۲۵ میلی متر کاهش می یابد. از این رو آب مصرفی باید کاملا خنک باشد و در صورت لزوم توسط یخ خنک شود.

• افرودنی ها: افزودنی ها با توجه به نوعشان می توانند منجر به افزایش یا کاهش اسلامپ شوند. روان کننده ها منجر به افزایش اسلامپ بتن خواهند شد.

• عیار سیمان: افزایش عیار بتن به معنای افزایش مقدار سیمان در بتن است. سیمان بیشتر می تواند موجب چسبندگی بیشتر و کاهش اسلامپ شود، زیرا سیمان به آب بیشتری برای هیدراتاسیون نیاز دارد. اما در صورتی که با افزایش عیار مقدار آب افزایش یابد یا از افزودنی ها در بتن استفاده شود، ممکن است اسلامپ افزایش پیدا کند.

• زمان: مدت زمان بین اختلاط بتن و انجام آزمایش در اسلامپ بتن بسیار موثر است؛ با گذشت زمان و سفت شدن بتن اسلامپ بتن کاهش می یابد.
• مدت زمان آزمایش: مدت زمان انجام ازمایش باید طبق استاندارد رعایت شود. در صورت کاهش یا افزایش مذت زمان ازمایش اسلامپ بتن متغییر خواهد بود.

همچنین موارد زیر در نتیجه آزمایش اسلامپ موثر می باشد.

• خواص بتن شامل خواص شیمیایی و اندازه ذرات سازنده
• شرایط آزمایش (روش آزمایش و وضعیت تجهیزات)
• مدت زمان اختلاط
• طرح اختلاط و روش حمل و نقل بتن
• میزان، ترکیب و ترتیب اضافه نمودن مواد بهم دیگر
• میزان هوای موجود

استاندارد های سنجش بتن

نحوه اجرای سنجش اسلامپ بتن در استاندارد کشورهای مختلقی وجود دارد که البته چندان تفاوتی باهم ندارند. از جمله این استانداردها  میتوان به موارد زیر اشاره کرد.

• استاندارد آمریکا: سنجش اسلامپ بتن در آمریکا مطابق استاندارد ASTM C143 و AASHTO T119 اجرا می شود. در این آزمایش مخروط دارای ارتفاع 12in با قطر بالایی 4in و قطر پایینی 8in می باشد. همچنین بالا کشیدن مخروط کاملا عمودی و بدون چرخش صورت میگیرد. نتیجه آزمایش با تقریب ۵ میلی متر گزارش می شود.
• استاندارد انگلیس: در کشور انگلیس سنجش اسلامپ بتن مطابق BS 1881-102 انجام می پذیرد. در این استاندارد لازم نیست مخروط به صورت عمودی بالا کشیده شود.
• استاندارد ایران: سنجش اسلامپ بتن در ایران مطابق استاندارد ISIRI 3203-2 اجرا می شود. شرایط آزمایش مطابق آنچه در قسمت فوق بیان شد، می باشد.

روانی بتن و کلاس اسلامپ بتن

روانی بتن شاخصه ایست ذاتی که با آزمایش اسلامپ بتن تعیین می شود. در واقع روانی بتن به توانایی جاری شدن بتن و جا گرفتن میان اجزای اجرایی و قالب ها می باشد. بتن با اسلامپ بالا روان تر است و برای مواردی با فضا تنگ و پیچیده مناسب تر است؛ به هرحال اسلامپ بتن باید تحت نظر دستگاه نظارت تعیین شود. بر اساس استاندارد ملی ایران شماره ۳۵۱۹ روانی بتن بر حسب اسلامپ آن به چهار کلاس (از S1 تا S4) به صورت زیر طبقه بندی می شود.

همچنین مطابق نشریه ۱۰۱ بتن با توجه به کاربرد بر اساس طبقه بندی روانی و میزان اسلامپ در دسته های زیر طیقه بندی می شود.

نکات کلیدی اسلامپ

• در صورتی که اسلامپ بتن در موقع تحویل برای مصرف کمتر از میزان مقرر باشد باید از مصرف آن خودداری شود، در چنین شرایطی برای افزودن اسلامپ تا هنگامی که هنوز از مخلوط کن تخلیه نشده، فقط با اجازه دستگاه نظارت و با افزودن دوغاب سیمان یا بدون مواد افزودنی روانساز میسر می باشد مشروط بر اینکه نسبت آب به سیمان از حداکثر مقدار مجاز طرح فراتر نرود. (نشریه ۱۰۱- ۳-۶-۵-۴)
• در صورتی که از مواد افزودنی روان کننده استفاده نمی شود اسلامپ بتن نباید بیشتر از ۵۰ میلیمتر انتخاب گردد. (نشریه ۱۰۱- ۴-۳-۶-۴)
• حداکثر اسلامپ برای بتن مقاوم در برابر سایش، ۷۵ میلی متر است. توصیه می شود اسلامپ بتن برای لایه روکش مقاوم در برابر سایش، حدود ۲۵ میلی متر اختیار شود.
• برای تلمبه کردن بتن، میزان اسلامپ باید ۱۵۰ تا ۲۰۰ میلی متر باشد.(نشریه ۵۵- ۵-۶-۴-۶)
• برای تخلیه بتن با لوله تخلیه اسلامپ بتن از ۷.۵ تا ۱۵ سانتی متر باشد.(تشریه ۵۵- ۵-۷-۸-۴)
• برای تخلیه بتن با تسمه نقاله، توصیه می شود اسلامپ بتن ۶.۵ تا ۷.۵ سانتی متر باشد.(نشریه ۵۵- ۵-۷-۸-۵)
• برای جلوگیری از جاری شدن بتن روی سطح شیبدار بهتر است بتن با اسلامپ کم مصرف شود. در این حالت جا انداختن و لرزاندن بتن باید با دقت صورت گیرد تا بتن کرمو نشود. برای سهولت اجرا توصیه می شود اسلامپ بتن ار ۶.۵ سانتی متر کمتر اختیار شود. بتن با اسلامپ یاد شده به راحتی روی شیب جا انداخته می شود.(نشریه ۵۵- ۵-۷-۸-۹)

آزمایش اسلامپ بتن خود تراکم

در بتن خودتراکم آزمایش اسلامپ که برای ارزیابی جریان آزاد افقی بتن صورت میگیرد به این صورت است که یک لایه بتن بدون تراکم و کوبیدن داخل مخروط قرار میگیرد و سطح آن با ماله صاف می شود. قالب به آرامی به بالا کشیده می شود و به بتن اجاره داده می شود که جریان یابد. در نهایت میانگین دو قطر عمود بر هم دایره ی ایجاد شده از بتن معیاری از روانی بتن خودتراکم می باشد. برای این بتن می توان از آزمایش جریان اسلامپ T50cm نیز بهره گرفت. هم زمان با بلند کردن قالب مخروطی کرونومتر را فعال کرده و زمان رسیدن قطر دایره به ۵۰ سانتی متر اندازه گیری می شود. این آزمایش معیاری ثانویه برای تعیین روانی بتن خود متراکم است.