بتن مخلوطی از سیمان، آب و سنگدانه هایی مانند ماسه یا شن است. نسبت هر یک از این اجزا، کارایی بتن، مقاومت و عوامل دیگر از این قبیل را تعیین می کند. بسته به نیاز ساخت و ساز می توان از بتن با نسبت پیش فرض استفاده کرد و یا یک متخصص می تواند بر اساس الزامات ساخت نسبت را تعیین کند. در این مقاله در مورد نسبت مخلوط بتن و انواع آن صحبت می کنیم.
چرا نسبت اختلاط بتن مهم است؟
یک نسبت اختلاط بتن متعادل تضمین می کند که سازه شما از استحکام و پایداری لازم برخوردار است.
- نسبت نادرست می تواند منجر به مسائلی مانند ضعیف بودن بتن، ترک یا حتی خرابی سازه شود.
- برای دستیابی به بهترین نتایج، رعایت نسبت های توصیه شده برای کاربردهای مختلف، مانند اسلب و کف، ضروری است.
نسبت مخلوط بتن چیست؟
نسبت اختلاط بتن یا تناسب فرآیندی است که شامل انتخاب مواد مناسب و تعیین مقادیر آنها برای تولید مخلوط بتنی است که کار با آن آسان است اما از نظر استحکام و دوام بالایی نیز برخوردار است. نسبت مواد تشکیل دهنده بتن به ویژگی های آنها بستگی دارد.با استفاده از دستگاه بلوک زنی ، دستگاه جدول زنی و میکسر سیمان میتوانید محصولات اصولی و مقاوم از بتن و سیمان تولید نمایید.
متغیرهای بتن آب، سیمان و سنگدانه ها هستند. برای تشکیل یک مخلوط بتن، عامل اتصال، یعنی سیمان، خمیری را تشکیل می دهد که به چسبندگی سنگدانه ها کمک می کند. برای یک مخلوط بتن ایده آل عوامل زیر باید در نظر گرفته شوند:
- نسبت خمیر سیمان به سنگدانه ها
- نسبت آب و سیمان در خمیر سیمان
- نسبت سنگدانه های ریز (ماسه) و سنگدانه های درشت
- استفاده از هر گونه افزودنی برای به دست آوردن کیفیت مطلوب بتن
انواع نسبت مخلوط بتن
نسبت مخلوط بتن بسته به نسبت اجزای تشکیل دهنده آن می تواند انواع زیر باشد:
بتن مخلوط اسمی
در یک بتن مخلوط معمولی، نسبت بتن پیشوند مشخص می شود. به طور معمول، مخلوط اسمی برای ساخت و سازهای در مقیاس کوچک استفاده می شود. به عنوان مثال، در مورد بتن گرید M15، نسبت سیمان به ماسه به سنگدانه 1:2:4 است که یک نسبت ثابت است. گریدهای بتن از M5 تا M20 در دسته بتن مخلوط اسمی قرار می گیرند.
اگر مقدار آب در مخلوط باید افزایش یابد، محتوای سیمان برای هر مخلوط اسمی باید به طور متناسب افزایش یابد. دلایل افزایش محتوای آب می تواند شامل مسائل مربوط به قرار دادن بتن یا تراکم باشد.
نسبت بتن مخلوط اسمی
| درجه بتن | مقدار کل سنگدانه های خشک بر حسب جرم در هر 50 کیلوگرم سیمان به عنوان مجموع توده های منفرد سنگدانه های ریز و درشت، کیلوگرم، حداکثر. | نسبت سنگدانه ریز به سنگدانه درشت (بر اساس جرم) | مقدار آب در هر 50 کیلوگرم سیمان |
| M5 | 800 | به طور کلی، 1:2، اما مشروط به حد بالایی 1:1.5 و حد پایینی 1:2.5 | 60 |
| M7.5 | 625 | 45 | |
| M10 | 480 | 34 | |
| M15 | 330 | 32 | |
| M20 | 250 | 30 |
*توجه داشته باشید که نسبت سنگدانه های ریز به درشت باید از حد بالا به حد پایین به تدریج با ریزتر شدن دانه بندی سنگدانه های ریز و بزرگتر شدن حداکثر اندازه سنگدانه های درشت تنظیم شود. باید از سنگدانه درشت درجه بندی شده استفاده شود.
مخلوط بتن استاندارد
در یک مخلوط بتن استاندارد، نسبت ها یک قسمت سیمان، دو قسمت ماسه و چهار قسمت سنگدانه است. گریدهای بتن از M25 تا M50 در دسته مخلوط بتن استاندارد قرار می گیرند.
طراحی مخلوط بتن
هنگامی که صحبت از طراحی مخلوط بتن می شود، یک مهندس عمران حرفه ای پس از تجزیه و تحلیل خواص هر یک از مواد، نسبت های مخلوط را تعیین می کند. نسبت با توجه به الزامات کیفیت و مقاومت بتن تعیین می شود. برای بدست آوردن مقاومت مورد نظر بتن با توجه به الزامات ساختمانی می توان افزودنی های مختلفی را اضافه کرد.
درجات بتن
جدول زیر شامل داده های مربوط به درجات مختلف بتن و نسبت بتن مربوطه آنها می باشد:
| نوع بتن | درجه بتن | نسبت مخلوط (سیمان: ماسه: سنگدانه) | مقاومت فشاری مشخصه بتن در 28 روز در |
| بتن معمولی | M5 | 1:5:10 | 5 N/ mm2 |
| M7.5 | 1:4:8 | 7.5 N/ mm2 | |
| M10 | 1:3:6 | 10 N/ mm2 | |
| M15 | 1:2:4 | 15 N/ mm2 | |
| M20 | 1:1.5:3 | 20 N/ mm2 | |
| بتن استاندارد | M25 | 1:1:2 | 25 N/ mm2 |
| M30 | ترکیب طراحی | 30 N/ mm2 | |
| M35 | ترکیب طراحی | 35 N/ mm2 | |
| M40 | ترکیب طراحی | 40 N/ mm2 | |
| M45 | ترکیب طراحی | 45 N/ mm2 | |
| M50 | ترکیب طراحی | 50 N/ mm2 | |
| بتن با مقاومت بالا | M55 | ترکیب طراحی | 55 N/ mm2 |
| M60 | ترکیب طراحی | 60 N/ mm2 | |
| M65 | ترکیب طراحی | 65 N/ mm2 | |
| M70 | ترکیب طراحی | 70 N/ mm2 |
بتن مخلوط طرح بر مخلوط اسمی ترجیح داده می شود. با این حال، یک مهندس مسئول ممکن است ترکیب اسمی را برای گریدهای M20 یا پایین‌تر مجاز کند.
روشهای تناسب بتن
روش های مختلفی که برای تعیین نسبت سیمان، ماسه و سنگدانه استفاده می شود در زیر توضیح داده شده است:
- روش دلخواه
در روش دلخواه نسبت سیمان ، شن و ماسه و سنگدانه های درشت به صورت دلخواه انتخاب می شود. مقدار آب در خمیر سیمان بر اساس کارایی مورد نظر تنظیم می شود. برای فونداسیون ها و کارهای انبوه بتن، نسبت مخلوط بتن ترجیحی 1:4:8 است در حالی که کارهای ساختمانی معمولی می توانند با جیره های 1:1.5:3 و 1:2:4 کار کنند. کارهای ساختمانی که به بتن با مقاومت بالا نیاز دارند متعاقباً به بتن با عیار بالاتر با نسبت 1:1:2 نیاز دارند.
- روش مدول ظرافت
مدول ظرافت شاخصی است که اندازه های نسبی سنگدانه های درشت و ریز را توصیف می کند. سنگدانه های درشت و ریز از طریق غربال های استاندارد هند (IS) با اندازه های 80 میلی متر، 63 میلی متر، 50 میلی متر، 40 میلی متر، 31.5 میلی متر، 25 میلی متر، 20 میلی متر، 16 میلی متر، 12.5 میلی متر، 10 میلی متر، 600 میکرومتر، 300 میکرومتر، و غیره الک می شوند.
هر چه سنگدانه درشت تر باشد، ماژول ظرافت بالاتر و هر چه سنگدانه ریزتر باشد، ماژول ظرافت کمتر خواهد بود. ترکیبی از سنگدانه های ریز و درشت به صرفه تر است.
- روش حداکثر چگالی
این روش طراحی مخلوط بتن بر این ایده استوار است که یک مخلوط بتن با تناسب سنگدانه های آن به گونه ای ایجاد می شود که سنگین ترین وزن برای همان حجم متراکم ترین بتن را به دست می آورد. در نتیجه یک جعبه با مقادیر متغیری از ذرات ریز و درشت در این فرآیند پر می شود. برای کار از نسبتی که بیشترین وزن را تولید می کند استفاده می شود.
انتخاب مخلوط بتن مناسب
انتخاب مخلوط بتن پروژه شما تحت تأثیر تعدادی از متغیرها مانند کاربرد، مقاومت مورد نیاز و پرداخت مورد نظر قرار خواهد گرفت.
بتن پیش مخلوط و بتن آماده گزینه های محبوب برای کسانی هستند که به دنبال راحتی و تضمین کیفیت هستند. بتن پیش مخلوط مخلوط خشکی از سیمان، ماسه و سنگدانه است که می تواند در محل با آب مخلوط شود.
در حالی که بتن آماده، بتن پیش مخلوطی است که توسط تامین کننده بتن به محل ساخت و ساز تحویل داده می شود. هر دو بتن پیش اختلاط و بتن آماده کیفیت ثابتی را ارائه می دهند و برای پروژه های بزرگی که زمان در آنها اهمیت دارد، ایده آل هستند.
توجه به کیفیت، قابلیت اطمینان و هزینه در انتخاب تامین کننده بتن بسیار مهم است. تامین کننده ای که باید انتخاب شود، کسی است که سابقه ارائه بتن با کیفیت بالا و پشتیبانی مشتری درجه یک را داشته باشد.
مکان تامین کننده نیز باید در نظر گرفته شود زیرا ممکن است بر قیمت ها و تاخیرهای تحویل تاثیر بگذارد.
نسبت اختلاط بتن بر اساس کارایی
نسبت اختلاط بتن برای دال
انواع اسلب در ساخت و ساز نیاز به استحکام و دوام کافی دارند.
نسبت اختلاط معمولی بتن برای دال ها 1:2:4 است. این یعنی:
- یک قسمت سیمان
- دو قسمت ماسه
- چهار قسمت سنگدانه درشت
این نسبت تعادل عالی بین استحکام و کارایی ایجاد می کند و آن را برای تحمل وزن سازه ایده آل می کند.
با این حال، لازم است قبل از تعیین نسبت اختلاط بتن برای دال، عواملی مانند نوع بار تحمل شده دال، مقاومت فشاری مورد نیاز و شرایط محیطی را در نظر بگیرید.
به عنوان مثال، اگر دال شما در معرض شرایط آب و هوایی سخت یا بارهای سنگین قرار می گیرد، ممکن است لازم باشد نسبت را مطابق با آن تنظیم کنید.
نسبت اختلاط بتن برای کف
نسبت اختلاط بتن برای طبقات بسته به کاربری مورد نظر و مقاومت مورد نیاز متفاوت است.
نسبت رایج مورد استفاده برای طبقات مسکونی 1:3:6 است . به این معنا که:
- یک قسمت سیمان
- سه قسمت ماسه
- شش قسمت سنگدانه درشت
این نسبت تعادل خوبی بین استحکام و کارایی ایجاد می کند و آن را برای کفپوش های همه منظوره مناسب می کند.
برای کف های تجاری یا صنعتی که نیاز به تحمل بارهای سنگین یا ترافیک زیاد دارند، ممکن است به مخلوط بتن قوی تری نیاز باشد.
در چنین مواردی، نسبت 1:2:4 یا 1:1.5:3 ممکن است مناسب تر باشد.
مشورت با یک مهندس یا پیمانکار با تجربه برای تعیین بهترین نسبت اختلاط برای کاربرد کف خاص شما ضروری است.
نسبت اختلاط بتن برای تیرها
به طور معمول، سازندگان بتن را برای تیرها با نسبت 1:1.5:3 مخلوط می کنند.
- سیمان 1 قسمت
- 5 قسمت ماسه
- 3 قسمت کل
این نسبت برای کاربردهای سازه ای قوی مانند تیرهای بتن مسلح ایده آل است.
اگر به تعادل بین کارایی، استحکام و دوام نیاز دارید، نسبت 1:2:3 نیز کارساز خواهد بود.
نسبت اختلاط بتن برای ستون ها
نسبت مخلوط بتن ایده آل برای ستون ها 1:1:2 است.
- سیمان 1 قسمت
- 1 قسمت ماسه
- 2 قسمت کل
لطفاً توجه داشته باشید که این نسبت معمولی است اما می تواند با توجه به درجه بتن مورد استفاده متفاوت باشد.
نسبت اختلاط بتن برای گچ کاری
نسبت اختلاط بتن برای گچ کاری داخلی 1:6 است.
- سیمان 1 قسمت
- شن و ماسه 6 قسمت
از طرف دیگر نسبت اختلاط بتن برای گچ کاری بیرونی 1:4 است.
- سیمان 1 قسمت
- 4 قسمت ماسه
سوالات متداول
سنگدانه ها از کجا تامین می شوند؟
سنگدانه های ریز و درشت از معادن شن و ماسه، معادن سنگ، رسوبات زیرزمینی و … به دست می آیند. سنگدانه ها باید مطابق با استاندارد IS 383 باشند.
آیا می توان از آب دریا برای مخلوط کردن بتن استفاده کرد؟
اختلاط بتن با آب دریا به دلیل وجود املاح مضر توصیه نمی شود. همچنین اگر از آب دریا در بتن سیمانی مسلح استفاده شود، می تواند آرماتورهای فولادی را خورده و در نتیجه سازه بتنی را ضعیف کند.
مقاومت میانگین هدف مخلوط بتن چیست؟
مقاومت هدف بتن به مقاومت فشاری مشخصه آن در 28 روز بستگی دارد. این مقدار باید 1.65 برابر انحراف استاندارد اضافه شود.
میانگین قدرت هدف = قدرت مشخصه + 1.65 σ، که σ انحراف استاندارد است.