عیار بتن چیست؟ فرمول محاسبه و جدول آن کدام است؟

عیار بتن چیست؟

در اصطلاح عیار یک ماده به میزان مصرف آن ماده اطلاق می شود و هر چه مقدار آن ماده بیشتر باشد عیار آن بالاتر است. در حوزه عمران عیار بتن یکی از ویژگی های بتن است و به مقدار سیمان استفاده شده در بتن می گویند.

هنگام ساختن بتن، سیمان، آب و سنگدانه ها با یک نسبت مشخص با هم ترکیب می شوند و مقدار سیمان موجود در مخلوط، معیاری برای اندازه گیری عیار بتن می باشد. در واقع عیار بتن مقدار سیمان مصرف شده بر حسب کیلوگرم در واحد حجم بتن تولید شده بر حسب متر مکعب است. مثلا اگر در هر متر مکعب مخلوط بتن ۳۵۰ کیلوگرم سیمان استفاد شده باشد عیار آن بتن ۳۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب می باشد.

عیار بتن یکی از شاخصه های اصلی در استحکام و مقاومت سازه می باشد و به طور مستقیم در مقاومت فشاری ۲۸ روزه بتن اثرگذار می باشد و به طبع آن، مقاومت و دوام سازه به گرید بتن بستگی دارد. بتن با عیار بالاتر دارای مقاومت و دوام بیشتر می باشد. عیار بتن روی اسلامپ نیز تاثیرگذار می باشد و می تواند باعث افزایش یا کاهش آن شود. برای اطلاعات بیشتر در مورد اسلامپ بتن و تاثیر عیار بر اسلامپ مقاله اسلامپ بتن چیست؟ را مطالعه کنید.

تفاوت عیار و رده بتن

همانطور که گفته شد عیار بتن به مقدار سیمان مصرفی در هر متر مکعب بتن می گویند و واحد آن کیلوگرم بر متر مکعب می باشد. رده بتن و عیار بتن دو پارامتر جدا از هم هستند که با هم رابطه مستقیم دارند اما برخی به اشتباه این دو پارامتر را یکسان می دانند یا به جای هم به کار می برند. رده بتن با حرف C (مخفف Concrete) و یک عدد بعد از آن نمایش داده می شود مانند C25 که این عدد بیانگر مقاومت فشاری بتن در سن ۲۸ روز بر حسب مگاپاسکال است. مثلا در بتن با رده C25، مقاومت بتن ۲۵ مگاپاسکال یا ۲۵۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع است.

در مبحث ۹ مقررات ملی ساختمان رده بندی بتن بر اساس مقاومت فشاری مشخصه آن به ترتیب زیر است.

C5،C8،C10،C12،C16،C20،C25،C30،C35،C40،C45،C50،C55،C60،C65،C70،C75،C80،C85،C90،C95،C100،C110،C120

مطابق نشریه شماره ۵۵ (مشخصات فنی عمومی کارهای ساختمانی) نسبت های تقریبی اختلاط برای یک متر مکعب بتن متناسب با رده بتن به شرح جدول زیر است.

فرمول محاسبه عیار بتن

عیار بتن با استفاده از مقادیر وزن سیمان و حجم مخلوط یا با استفاده از مقاومت مشخصه بتن محاسبه می شود:

محاسبه با استفاده از وزن سیمان و حجم مخلوط

در این حالت از فرمول زیر استفاده می کنیم

عیار بتن = (وزن سیمان به کیلوگرم /  حجم بتن بر حسب متر مکعب)

محاسبه با استفاده از مقاومت فشاری

در این روش از فرمول زیر استفاده می کنیم

Fc = (w / ۱۰) – ۹

در فرمول فوق Fc مقاومت مشخصه بتن بر حسب آیین نامه بتن ایران (آبا) و نمونه استوانه ای استاندارد بر حسب مگاپاسکال و w عیار سیمان بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب می باشد. بنابر این می توان از مقاومت فشاری بر حسب مگاپاسکال، عیار بتن را بدست آورد.(هنگامی می توان عیار بتن را بر اساس این فرمول بدست آورد که بتن دارای افزودنی ها نباشد و شرایط محیطی خاصی وجود نداشته باشد)

مثلا برای بتن با رده C25 طبق فرمول یاد شده عیار بتن ۳۴۰ کیلوگرم بر متر مکعب بدست می آید که البته اعداد بدست آمده از این فرمول تقریبی است.

جدول عیار بتن و مقاومت فشاری

علاوه بر فرمول فوق می توان از جدول زیر برای محاسبه عیار سیمان بر حسب رده بتن (مقاومت فشاری ۲۸ روزه) استفاده کرد. لازم به ذکر است این جدول فقط یک راهنمای عمومی است و ممکن است با توجه به شرایط مختلف مانند نوع سیمان، نسبت آب به سیمان، افزودنی ها و روش عمل آوری تغییر کند.

انواع عیار بتن و کاربرد آن

عیار بتن یکی از شاخصه های مهم برای انتخاب کاربرد مناسب بتن است در واقع بتن ها با توجه به عیارشان در قسمت های مختلف ساختمان یا برای کاربرد های مختلفی استفاده می شوند. مثلا برای بتن مگر از بتن با عیار پایین (۱۵۰کیلوگرم بر متر مکعب) استفاده می شود. در این قسمت به بررسی انواع عیارهای بتن همراه با برخی کاربردهای آن می پردازیم. (لازم به ذکر است موارد زیر در صورت عدم وجود افزودنی ها یا شرایط خاص می باشد، با اضافه کردن افزودنی ها یا فوق روان کننده ها می توان از بتن با عیار ثابت، بتن هایی با مقاومت بالاتر تهیه کرد)

به طور کلی بتن ها از نظر عیار به دسته های زیر تفسیم می شوند :

بتن با عیار پایین

این بتن دارای عیار ۱۵۰ تا ۲۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب می باشد. این بتن مقاومت پایینی دارد و نهایتا مقاومت مشخصه آن ۱۰ مگاپاسکال می باشد.

کاربردها

• ساخت بتن غیر سازه ای(مانند بتن مگر)
• کفسازی جاده و کفسازی غیر سازه ای
• تثبیت خاک یا پر کردن فضای خالی

بتن با عیار متوسط

بتن با عیار متوسط دارای عیار ۲۰۰ تا ۳۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب می باشد. این بتن دارای مقاومت متوسط برای تحمل بار های معمولی می باشد و کاربرد بسیار گسترده ای در پروژه ها و ساخت و ساز دارد.

کاربردها

• ساخت تیر و ستون معمولی
• ساخت دیوار های معمولی
• بتن ریزی فونداسیون های سبک و معمولی
• ساخت دال ها
• بتن ریزی ساختمان های اداری و مسکونی معمولی

بتن با عیار بالا

این بتن دارای عیار ۳۵۰ تا ۴۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب می باشد. از ویژگی های این بتن می توان به مقاومت بالا و عملکرد بسیار خوب در شرایط محیطی سخت اشاره کرد و همچنین تهیه این بتن نیازمند هزینه بیشتری می باشد.

کاربردها

• استفاده در سازه هایی که نیاز به مقاومت بالا دارند
• سدها
• پل ها
• تیر و ستون های بزرگ
• فونداسیون های عظیم
• بتن های خاص 

بتن با عیار بسیار بالا

این نوع بتن ها، بتن هایی خاص هستند که دارای عیار بیش از ۴۵۰ کیلوگرم بر متر متر مکعب می باشند. از ویژگی های این بتن می توان به مقاومت بسیار عالی و دوام بالا آن اشاره کرد که البته به طبع نیازمند هزینه بالاتر می باشد.

کاربردها

• ساخت سازه های مهم و حساس مانند پل های سنگین و نیروگاه ها
• بتن های پیش ساخته
• قطعات پیش تنیده و پس تنیده
• آزادراه ها وتونل های ویژه

مطابق نشریه ۵۵ (مشخصات فنی عمومی کارهای ساختمانی)  کاربرد رده های مختلف بتن به شرح زیر می باشد.

انتخاب عیار مناسب بتن

انتخاب عیار مناسب بتن به عوامل و شرایط زیادی بستگی دارد از جمله مواردی که در انتخاب عیار مناسب بتن باید در نظر گرفت شامل موارد زیر است.

• نوع سازه
• کاربرد سازه
• مقاومت مورد نیاز بتن
• نوع بارگذاری
• بار طراحی
• شرایط محیطی
• شرایط اقتصادی و بودجه
• نسبت آب به سیمان
• افزودنی ها
• استانداردها و دستورالعمل ها

توجه داشت که انتخاب عیار مناسب بتن توسط مهندس محاسب انجام می شود.

عیار بتن سقف و ستون

ابتدا باید به این نکته توجه کرد که برای بتن سقف و ستون پارامتری که حائز اهمیت می باشد مقاومت فشاری می باشد و عیار بتن باید مقاومت فشاری مشخصی را تامین کند. ستون ها از آنجایی که در معرض بار زلزله هستند همچنین باید بار فشاری را انتقال دهند نیازمند مقاومت فشاری بالاتری هستند. به صورت کلی می توان گفت که مطابق آنچه از آیین نامه بتن ایران(آبا) برداشت می شود، حداقل مقاومت فشاری برای ستون ها ۲۵ مگاپاسکال است و برای سقف ها این مقدار حداقل می تواند از ۲۰ مگاپاسکال شروع شود. البته مقاومت فشاری مورد نیاز به عوامل متعددی بستگی دارد و نیازمند ملاحظات فراوان می باشد. عیار بتن سقف و ستون باید مقاومت های ذکر شده را تامین کند. با توجه به اینکه عوامل بسیار زیادی(مانند افزودنی ها و فوق روان کننده ها) در تامین مقاومت فشاری مورد نیاز موثر هستند، نمی توان عدد مشخصی برای عیار مورد نیاز بتن سقف و ستون لحاظ  کرد زیرا در یک ترکیب با سیمان کمتر (عیار پایین تر) و اضافه کردن افزودنی مشخص می توان به مقاومت مشخصه مورد نیاز رسید اما به طور کلی برای بتن معمولی و بدون وجود شرایط خاص ( مانند زلزله خیز بودن و خورندگی و بار های سنگین و…) می توان حداقل عیار مورد نیاز برای ستون را ۳۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب و  حداقل عیار مورد نیاز برای سقف را ۳۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب در نظر گرفت. طراحی دقیق ترکیب بتن باید با توجه به آیین نامه ها و شرایط اجرایی پروژه انجام گیرد.

استانداردها و دستورالعمل ها

• گاهی اوقات برای مقابله با حمله ضعیف سولفاتها و سرما، توصیه می شود عیار سیمان در ملات بیشتر اختیار شود، ولی باید در نظر داشت که هنگام نشست نامتعادل، کارهای پرسیمان ترکهای بزرگتری برمیدارند، در حالی که در ملات های ضعیف ترکها در تمام کار پخش شده و به صورت مویی ظاهر می شوند. (۹-۳-۹ نشریه ۵۵)
• عیار سیمان ملات بندکشی، باید از نوع ملاتی باشد که در ساختمان به کار رفته، حداقل عیار سیمان ۴۰۰ کیلوگرم در مترمکعب ملات و حداکثر قطر سنگدانه ها ۱ میلیمتر خواهد بود.(۱۳-۳ نشریه۵۵)
• برای پوشش کف باید یک قشر بتن c16 (عیار ۲۰۰ کیلوگرم سیمان در متر مکعب بتن) به ضخامت ۵ سانتی متر ریخته شود. (نشریه ۵۵)
• در بام می توان پس از ماسه ریزی، موزائیک را با ملات ماسه سیمان فرش نمود که در آن صورت ملات باید کم عیار و کم آب بوده و سعی شود که ماسه زیرین جابه جا نشود و سپس نسبت به دوغاب ریزی اقدام گردد. (۱۷-۳-۱-۲ نشریه ۵۵)
• برای پله های موزائیکی بتن مصرفی باید از رده c35 (عیار ۴۰۰ کیلوگرم سیمان) باشد. (۱۷-۳-۲-۱ نشریه ۵۵)
• طوقه چینی با آجر آبدیده و ملات ماسه سیمان ( به عیار ۳۵۰ کیلوگرم) به صورت گنبدی اجرا می شود. (۲۲-۲-۳ نشریه ۵۵)
• در کانال های جمع کننده آب سطحی و باران، کف کانال با بتن به عیار ۲۵۰ گیلوگرم سیمان در مترمکعب کفسازی شود. (۲۳-۱۰-۳ نشریه ۵۵)
• در سطوح بتنی عیار سیمان ملاتی که برای تعمیر به کار می رود، باید برابر با عیار بتن اصلی باشد. (۲۴-۲-۵-۳ نشریه ۵۵)
• عیار سیمان لوله بتنی مسلح و غیر مسلح هیچ گاه نباید کمتر از ۳۵۰ کیلوگرم در متر مکعب بتن باشد. (۱۱-۳-۷ نشریه ۱۰۱ )
• عیار سیمان مصرفی دربتن پمپ شونده در حدود ۳۵۰ تا ۴۰۰ کیلوگرم باشد تا چسبندگی کافی بین اجزای بتن برقرار شود. (مبحث نهم ۹-۸-۵)
• در بتن جانشین در شرایط خاص میتوان عیار سیمان را تا حدود ۳۰۰ کیلوگرم کاهش و یا حداکثر تا ۴۰۰ کیلوگرم در مترمکعب افزایش داد. (۲۴-۲-۱۳-۵ نشریه ۵۵)
• زمانی که بهبود کارایی مورد نیاز باشد بیشتر اوقات افزایش عیار سیمان یا دانه های ریز، کارایی مورد نیاز را تأمین میکند. (۲-۱۱-۲-۶ نشریه ۵۵)
• به منظور ایجاد چسبندگی کامل بین بتن و بستر سنگی و تراز نمودن آن، بستر سنگی باید با ملات ماسه سیمان به عیار ۳۰۰ کیلوگرم سیمان در متر مکعب و به ضخامت حدود ۲.۵ سانتیمتر روکش شود. (۵-۷-۴ نشریه ۵۵)
• یکی از عوامل موثر بر کاهش نفوذپذیری بتن بهینه سازی عیار سیمان می باشد. (مبحث نهم ۶-۳-۱)

الزامات عیار بتن کلاف و دیوار

مطابق مبحث ۸ مقررات ملی ساختمان الزامات زیر برای عیار بتن قایل توجه است:

• برای بتن سیمانی، بتن باید با عیار سیمان حداقل ۲۵۰ کیلوگرم در هر متر مکعب بتن ساخته شود.
• در تراز زیر دیوار، کلاف افقی باید با عیار سیمان حداقل ۲۵۰ کیلوگرم در متر مکعب بتن ساخته شود.
• کلاف های قایم با عیار سیمان حداقل ۲۵۰ کیلوگرم بر مترمکعب ساخته شود.
• اجرای دیوار ملات ماسه سیمان با (عیار سیمان حداقل ۲۵۰ کیلوگرم در متر مکعب) استفاده شود.