چکيده
 

امروزه با ابداع و ترويج تکنيک هاي نوين توليد بتن (بتن آماده)، ديگر روش هاي سنتي و دستي جايگاه خود را از دست داده اند. اما از آنجا که به دليل متعدد، جايگزيني کامل روش هاي سنتي در بسياري از مناطق و شهرها (از جمله اصفهان، به علت بافت تاريخي و تنگي معابر) امري بسيار مشکل و شايد غيرممکن است، لذا به نظر مي رسد در شرايط فعلي اصلاح اين روش ها بسيار مفيدتر و کم هزينه تر از تلاش براي جايگزيني کامل آن ها باشد. اما قبل از هر تصميمي در اين مورد بايد ديدي واقع بينانه نسبت به وضعيت اجراي بتن و دلايل ضعف بتن خلاطه اي در شهر داشت. در راستاي مقايسه ي کيفيت بتن سنتي (خلاطه) و بتن مدرن (بتن آماده) اجرا شده در شهر اصفهان، مطالعه اي بر روي مستندات و مدارک يک ساله ي اخير يکي از آزمايشگاه هاي بتن شهر انجام گرفت و مقاومت نمونه هاي 28 روزه ي استوانه اي بتن خلاطه اي و بتن آماده ي شکسته شده در اين آزمايشگاه مقايسه شد.
بررسي ها نشان داد که در اين مدت، 33 درصد از نمونه هاي بتن خلاطه اي و 5/1 درصد از نمونه هاي بتن آماده، مقاومتي پايين تر از 190 داشته اند. پس از آن، دلايل اصلي اين مسأله مورد بررسي قرار گرفت و مشخص شد که مهم ترين عامل کيفيت پايين بتن خلاطه اي در شهر، عدم حضور ناظر در هنگام بتن ريزي است.

کليد واژه: بتن آماده، بتن خلاطه اي، مقاومت فشاري، آزمايشگاه بتن، ناظر
 

مقدمه
 

اکنون بيش از 15 سال از ورود خلاطه به ايران مي گذرد. استفاده از خلاطه در ساخت و ساز هاي شهري جهش بزرگي در افزايش کيفيت بتن که تا آن زمان عمدتاً به صورت دستي و آخوره توليد مي شد، به حساب مي آمد. اما کم کم با ورود استانداردهاي ساخت و ساز به عرصه ي مهندسي کشور و بحث مقاوم سازي ساختمان ها در مقابل زلزله، انتظارات از کييت بتن بيش تر شد و سخت گيري و دقت بيش تري بر فرايند توليد و اجراي بتن اعمال گرديد؛ لذا خلاطه ها ديگر قادر به تهيه ي بتن (يکنواخت و با کيفيت بالاي) مورد نياز صنعت ساختمان نبودند.
در سال هاي اخير، استفاده از بتن آماده در پاسخ به نياز صنعت ساختمان به بتن با کيفيت بالا، افزايش چشم گيري داشته است. اين نوع بتن به دلايل متعدد از جمله نظارت دقيق بر فرايند توليد، اختلاط کامل، به کارگيري مصالح مرغوب، همگن بودن و ... مشکلات بتن خلاطه اي را ندارد و گزينه ي مناسبي براي استفاده (به خصوص در بتن ريزي سقف ها و فنداسيون) به شمار مي آيد.
اما با اين که امروزه بتن آماده بر هيچ کس پوشيده نيست و با وجود تمام فشارهاي سازمان نظام مهندسي به مهندسان و پيمانکاران به منظور جايگزيني کامل بتن خلاطه اي با بتن آماده، باز هم بسياري از افراد مشغول در صنعت ساختمان اقدام به استفاده از بتن خلاطه اي مي نمايند. اين مساله نشان دهنده ي اين است که هنوز بسترهاي لازم جايگزيني کامل بتن خلاطه اي با بتن آماده (حداقل در اصفهان) فراهم نشده است. اين جايگزيني فرايندي زمان بر و شايد غير ممکن است و معلوم نيست چه مدت به دراز بيانجامد؛ لذا بهتر است به جاي شعارهاي ايده آل گرايانه و غير عملي در کوتاه و ميان مدت، فکري موثر و عملي به منظور ارتقاي کيفيت بتن خلاطه اي در حداقل زمان، انديشيده شود.
در اين پژوهش ابتدا به کمک اطلاعات يک ساله ي اخير يکي از آزمايشگاه هاي بتن شهر، به بررسي کيفيت بتن هاي (خلاطه اي و آماده) اجرا شده خواهيم پرداخت تا بينش واقع بينانه تري نسبت به وضعيت اجراي بتن در شهر بيابيم. سپس علل اصلي کيفيت پايين بتن خلاطه اي در اصفهان را بررسي خواهيم نمود. در آخر نيز پيشنهاداتي جهت ارتقاي کيفيت بتن خلاطه اي در حداقل زمان، مطرح مي شود.

انجام آزمايشات و تحليل آماري داده ها
 

تمامي مراحل نمونه برداري، مراقبت و شکستن نمونه ها در آزمايشگاه و مطابق با استاندارد 6044 ايران انجام پذيرفت. مقاومت فشاري طرح تمام نمونه هاي مورد بررسي، 210 بود. (3) اما با توجه به اين که در عمل بسياري از مهندسان ناظر و محاسب با کمي تخفيف حد مقاومت 190 را به عنوان کمينه ي مقاومت 28 روزه استوانه اي اين نمونه ها مي شناسند، در تحليل هاي آماري انجام شده به منظور طبقه بندي و تعيين درصد بتن مشکل دار و با کيفيت پايين مقاومت 190 معيار عمل واقع گرديد.

 

ميانگين مقاومت	43/225
انحراف معيار	70/53
درصد نمونه هاي قابل قبول	5/72

جدول 1: بتن خلاطه (تابستان 87)
 

ميانگين مقاومت	44/219
انحراف معيار	74/70
درصد نمونه هاي قابل قبول	21/65

جدول 2: بتن خلاطه (پاييز 87)
مقاومت 190 معيار عمل واقع گرديد.
پس از جمع آوري اطلاعات، داده ها توسط کامپيوتر و نرم افزار Excel آناليز، به منظور مشاهده ي مرکزيت و ميزان پراکندگي داده ها، از دو شاخص آماري ميانگين حسابي و انحراف معيار استفاده شد.
 

بتن خلاطه اي
 

نزديک به 400 نمونه بتن خلاطه اي در اين مدت مورد آزمايش قرار گرفت. نتايج حاصل از تحليل آماري داده هاي به دست آمده از اين آزمايشات در جداول و نمودارهاي شماره 1 تا 4 قابل مشاهده اند.

 

ميانگين مقاومت	07/219
انحراف معيار	90/68
درصد نمونه هاي قابل قبول	17/66

جدول 3: بتن خلاطه (زمستان 87)
 

ميانگين مقاومت	73/212
انحراف معيار	65/69
درصد نمونه هاي قابل قبول	71/60

جدول 4: بتن خلاطه (بهار 88)
 

بتن آماده
 

در اين مدت حدود 500 نمونه بتن آماده نيز مورد آزمايش قرار گرفت. نتايج حاصل از تحليل آماري داده هاي به دست آمده از اين آزمايشات در جداول و نمودارهاي شماره ي 5 تا 8 ارائه شده اند.

 

ميانگين مقاومت	90/247
انحراف معيار	12/38
درصد نمونه هاي قابل قبول	73/94

جدول 5: بتن آماده (تابستان 87)
 

ميانگين مقاومت	34/274
انحراف معيار	43/38
درصد نمونه هاي قابل قبول	100

جدول 6: بتن آماده (پاييز 87)
 

نتايج و بحث
 

با مشاهده و مقايسه ي جداول و نمودارهاي بالا، نتايج زير حاصل مي شود:
1- ميانگين مقاومت فشاري نمونه هاي خلاطه از ميانگين مقاومت فشاري نمونه هاي بتن آماده در مدت مشابه کم تر بوده و بيش ترين اختلاف در فصول سرد سال مشاهده مي شود. به بيان ديگر، به نظر مي رسد که بتن خلاطه اي در مقابل سرما بسيار آسيب پذيرتر از بتن آماده است.
2- پراکندگي نمونه هاي بتن خلاطه اي بسيار بيش تر از پراکندگي نمونه هاي بتن آماده است. اين مساله در نمودارهاي 1 تا 8 نيز کاملاً قابل مشاهده است.
3- تقريباً 33 درصد نمونه هاي خلاطه، مقاومت 28 روزه ي استوانه اي کم تر از 190 داشته اند و باعث ايجاد مشکلات متعدد از جمله عقب افتادن کار، هزينه ي کُرگيري، هزينه ي چکش و يا محاسبه ي مجدد و سبک سازي گشته اند. اين مساله در حالي است که در اين مدت، تنها 5/1 درصد نمونه هاي بتن آماده با چنين مشکلي رو به رو شده اند.
4- در يک سال اخير تقريباً 5/15 درصد کل نمونه ها (خلاطه و آماده)، مقاومت 28 روزه ي استوانه اي کم تر از 190 داشته اند.

 

ميانگين مقاومت	03/307
انحراف معيار	73/36
درصد نمونه هاي قابل قبول	100

جدول 7: بتن آماده (زمستان 87)
 

ميانگين مقاومت	23/259
انحراف معيار	62/36
درصد نمونه هاي قابل قبول	100

جدول 8: بتن آماده (بهار 88)
 

علل اصلي کيفيت پايين بتن خلاطه اي
 

به کارگيري مصالح نامرغوب
 

به کارگيري مصالح نامرغوب از علل شايع پايين بودن کيفيت بتن خلاصه اي است . خريد و استفاده از شن گل آلود، ماسه ي نامناسب و سيمان مانده مي تواند مقاومت بتن توليدي را تا حد بسيار زيادي کاهش دهد.
بارها نيز ديده شده است مصالح مرغوبي که مدت ها قبل از بتن ريزي خريداري گشته و در کارگاه دپو شده اند، کيفيت خود را از دست داده و منجر به توليد بتن با کيفيت پايين گرديده اند.

عدم آگاهي و يا عدم احساس مسئوليت مالک خلاطه و کارگران به کارگرفته شده
 

بارها ديده شده که کارگران خلاطه قبل از حضور آزمايشگاه در محل و يا بلافاصله پس از انجام نمونه گيري (با اطمينان خاطر) اقدام به ساخت بتن شُل و با کيفيت پايين نموده و در مقابل اعتراض ناظر و آزمايشگاه بي تفاوت عمل کرده و کار خود را از پيش برده اند. اين بي تفاوتي يا ناشي از اعتماد و اطمينان به روش غلط خويش و يا از روي سودجويي و عدم احساس مسئوليت در قبال کيفيت بتن توليدي است. بارها شاهد برخورد لفظي و يا حتي فيزيکي اين افراد با ناظر و يا نماينده ي آزمايشگاه بوده ايم.

مشکلات مکانيکي دستگاه ها
 

در بسياري از بتن ريزي ها به دليل از کار افتادن دستگاه خلاطه و يا بالابر (به دلايل مختلف) بتن ريزي متوقف مي شود و تا شروع مجدد آن مدت زماني طول مي کشد. اين مساله باعث ايجاد اتصال سرد در بتن ريخته شده مي گردد و بتن کيفيت خود را از دست مي دهد.

تعويض مصالح در حين کار
 

در هنگام بسياري از بتن ريزي ها پيمانکار و يا کارفرما متوجه کم بودن مصالح پاي کار شده و سريعاً اقدام به خريد مصالحي مي نمايد که ممکن است کيفيت و خصوصيات مصالح اوليه را نداشته باشند. اين مساله همگني بتن ريخته شده را دچار مشکل مي نمايد.

طرح اختلاط نامناسب
 

با توجه به پيمانه ي حجمي مصالح در هنگام بتن ريزي با خلاطه (فرغون، بيل و سطل) و تغيير دانه بندي و رطوبت مصالح در پروژه ها و فصول مختلف، استفاده از يک اختلاط (با فرمول مشخص) با بتن ريزي هاي متفاوت مناسب نيست.

علت انحراف معيار بالاي داده هاي بتن خلاطه اي
 

عدم يکنواختي در طرح اختلاط مهم ترين عاملي است که باعث پراکندگي بالاي نمونه هاي بتن خلاطه اي مي گردد.
از آن جا که در اغلب موارد، به علت عدم حضور مهندس ناظر در هنگام بتن ريزي، نمونه گيري بر عهده ي آزمايشگاه قرار مي گيرد، لذا نمونه هاي گرفته شده در اکثر اوقات (علي رغم تلاش آزمايشگاه) معرف بتن ريخته شده نيستند، چرا که کارگران خلاطه به محض مراجعه به رؤيت بالا مي نمايند. در بعضي از موارد اندک نيز آزمايشگاه موفق به غافلگيري کارگران خلاطه و نمونه گيري از بتن واقعي مي گردد. در نتيجه اين که نمودارهاي 1 تا 4 حاصل مي شوند که در آن ها پراکندگي داده ها بالاست، و نمونه ها يا بسيار ضعيف و يا بسيار قوي هستند.
اما مهم ترين عامل ضعف بتن خلاطه اي در شهر اصفهان که شايد به نوعي تمام عوامل قبلي را تحت تأثير قرار دهد، عدم نظارت دقيق ناظر بر فرايند بتن ريزي است که البته با وجود تمام سخت گيري هاي سازمان نظام مهندسي، باز هم متأسفانه اين مساله مورد غفلت بسياري از مهندسان واقع مي شود.

پيشنهادات
 

همان گونه که گفته شد، جايگزيني کامل بتن خلاطه اي با بتن آماده به دلايل مختلف از جمله بافت قديمي و تاريخي شهر و عدم امکان تردد کاميون ها و تراک ميکسرها در بعضي از خيابان ها و کوچه هاي تنگ، فرايندي زمان بر و چه بسا غيرممکن است و بنابراين، نياز به راه حلي کوتاه مدت احساس مي شود. در ادامه برخي از راه حل هاي کوتاه مدت اين مساله را بررسي مي نماييم.
1- تمامي مالکان خلاطه هاي مشغول به کار در شهر و کارگران ثابت ايشان شناسايي، و پس از دادن آموزش هاي لازم، به آن ها گواهي و اجازه ي کار داده شود.
2- به هر دستگاه خلاطه يک پلاک تعلق گيرد و اين پلاک بر روي دستگاه به صورت خوانا نصب گردد. اين پلاک بايد شخصي باشد و در صورت فروش و يا تغيير مسؤول خلاطه، شماره ي آن تعويض گردد.
3- تمامي دستگاه ها به صورت منظم مورد معاينه ي فني قرار گيرند.
4- به هر مالک خلاطه يک برگه ي سابقه تعلق گيرد که درآن مشخصات کارفرماهاي قبلي و گزارش هاي آزمايشگاه از نحوه ي کار خلاطه و يا تخلفات احتمالي درج گردد و در صورت تکرار تخلف، گواهي کار باطل شود.
5- قبل از شروع کار پروه از کارفرما تعهدنامه اي مبني بر به کارگيري خلاطه کارهاي مجاز گرفته شود و در صورت به کارگيري نيروهاي غيرمتعهد، پروژه تحت بررسي هاي مجدد (آزمايشات بتن سخت شده) قرار گيرد.
6- فشار سازمان نظام مهندسي به مهندسان ناظر به منظور نظارت دقيق تر بر پروژه ها (مخصوصاً بتن ريزي ها) بيش تر گردد.
اميد است با به کارگيري روش ها و طرح هاي مفيد از طرف صاحب نظران و متخصصان در صنعت اجراي ساختمان هاي شهري، گامي موثر در جهت ارتقاي کيفيت و افزايش مقاومت ساختمان ها در برابر خطرات احتمالي طبيعي برداشته شود.

پي نوشت ها :
 

1- دانشجوي کارشناسي ارشد دانشگاه صنعتي اصفهان
Email: pooya_paydary@Yahoo.com
2- کارشناس ارشد سازه از دانشگاه يزد – مدير مسول آزمايشگاه بتن و سنگدانه شرکت مهندسي ساختماني اصفهان پارس
Email: mr.ghasemian@Gmail.com
3- اعداد گزارش شده همگي بيان گر مقاومت فشاري استوانه اي نمونه هاي 28 روزه هستند.
4- منظور از درصد نمونه هاي قابل قبول، درصد نمونه با مقاومت بالاتر از 190 است.
 

منابع:
1- مستندات آزمايشگاه بتن و سنگدانه ي شرکت مهندسي ساختماني اصفهان پارس
2- مستوفي نژاد، داوود، تکنولوژي و طرح اختلاط بتن، انتشارات ارکان، 1379.
منبع: نشريه دانش نما، شماره 176-178