کتاب خاکستری بتن: نظارت بر اجرای سازه های بتنی

پیش گفتار

از آنجایی که ساخت هر سازه ای با توجه به نوع کاربری، مستلزم رعایت استاندارد های جاری برای انتخاب مصالح مناسب، بارگذاری، آنالیز، طراحی و اجرا است، لذا کیفیت استاندارد هر یک از آنها از اهمیتی زیاد و به یک اندازه برخوردار می باشند. همچنین بروز هرگونه ایراد و نقصی در هر قسمت از اعضای متشکله سیستم، پایداری و مقاومت همه جانبه سازه ها را کاهش می دهد. با توجه به آمارهای موجود، بیشترین خسارات وارده به ساختمان ها، ناشی از تأثیر عوامل گوناگون، به ویژه نیروهای ناشی از زلزله به عدم رعایت استانداردها در مرحله اجرا و کنترل کیفیت مصالح مربوط مشاهده شده است که این ناهماهنگی بین طراحی و اجرا باید به نحوی برطرف شود.
یکی از این راهکارهای اساسی، تربیت نیروی انسانی متخصص برای مرحله اجرا از طریق برگزاری دوره های آموزشی و بازآموزی اجرایی در کلیه سطوح علمی و منطقه ای و همچنین آموزش تکنسین ها و کارگران به صورت گسترده است. در تهیة این کتاب سعی شده مطالب بیشتر گرایش عمومی و کاربردی داشته باشند و مشخصات فیزیکی، شیمیایی کمتر ذکر شود و بیشتر به مواردی که بتواند با وسایل عمومی و با اجرای درست به حداقل های استاندارد در سطح کشور دست یافت و عملکرد نیروی انسانی را به سمت صحیح هدایت کرد و نیز برای اکثر دست-اندرکاران کارهای بتنی قابل استفاده باشد بپردازد.

شهروز وکیلی

فهرست مطالب

 گام اول موارد ایمنی در کار 1
 1.1 رعایت مراحل ذیل قبل از شروع عملیات ساختمانی 2
 2.1 مسؤولیت ایمنی 2
 3.1 وسایل حفاظت فردی 3
 4.1 ایمنی در کارهای بتنی 4
 5.1 ایمنی کارگران در مواجهه با ترافیک وسایل نقلیه 5
 6.1 تجمع آب 5
 7.1 انواع تابلو و علائم تصویری و کاربرد هر یک 5
 8.1 خاک و سنگ های شل و سست 8
 9.1 جوشکاری و خطرات بهداشتی آن 8
 1.9.1 خطرات بهداشتی جوشکاری 8
 2.9.1 خطرات ایمنی جوشکاری 9

 گام دوم اصول تخریب، گودبرداری و سازه های نگهبان 11
 1.2 تخریب ساختمان 12
 1.1.2 علل عمدة حوادث در عملیات های تخریب 12
 2.1.2 مخاطرات فیزیکی عملیات های تخریب 12
 3.1.2 مخاطرات شیمیایی عملیات های تخریب 13
 4.1.2 روش های تخریب 13
 5.1.2 عملیات اولیه تخریب 13
 2.2 عملیات های مقدماتی و آماده سازی 13
 3.2 اصول‌ کلی‌ تخریب‌ 15
 4.2 تخریب‌ و برچیدن‌ دیوارها 16
 5.2 سقوط 17
 1.5.2 علل سقوط می تواند به دلیل شرایط زیر باشد 17
 6.2 عملیات‌ مقدماتی‌ گودبرداری‌ و حفاری‌ 18
 7.2 اصول‌ کلی‌ گودبرداری‌ و حفاری‌ 19
 8.2 پیش برنامه ریزی در برابر ریزش 21
 9.2 عوامل مؤثر بر ریزش 22
 10.2 خاک های مازاد موقت 22
 11.2 سیستمهای محافظتی خاک در برابر ریزش 22
 12.2 شمع بندی (Shoring) 22
 13.2 انواع سیستمهای شمع گذاری 23
 14.2 ایمنی ساختمانهای مجاور گودبرداری 23
 15.2 ایمنی لبة گودیها و شیارها 23
 16.2 حفر طبقات زیرزمین و پی‌کنی ساختمان‌ها 24
 17.2 ایمنی عملیات های گودبرداری 25
 1.17.2 آثار حوادث در گود برداری ها و حفاریها 25
 2.17.2 عوامل خارجی تاثیرگذار بر ریزش دیواره های گود 25
 18.2 مقاوم سازی جدارة گود به روش میخ کوبی (Nailing) 26
 1.18.2 نکات آیین  نامه ای مربوط به روش میخ کوبی 28

 گام سوم ماشین آلات کارهای بتنی و تدارکات 31
 1.3 کلیات 32
 1.1.3 نکات مهم اجرایی 32
 2.3 ماشین آلات بتن سازی 32
 1.2.3 انواع مخلوط کن های بتن 32
 3.3 نکات مهم 33
 4.3 بتن ساز مرکزی (Batching) 34
 5.3 ماشین آلات حمل بتن (Transporting Concrete Machines) 34
 1.5.3 نکات اجرایی 35

 گام چهارم سنگدانه ها ( مشخصات، انتخاب و تدارکات)Aggregates 39
 1.4 کلیات 40
 2.4 نامگذاری دانه ها 41
 3.4 نمونه گیری 41
 4.4 آزمایشها 42
 5.4 استخراج و حمل سنگدانه ها 44
 6.4 نکات اجرایی 44
 7.4 انبار کردن سنگدانه ها 44

 گام پنجم سیمان ( مشخصات، کاربرد، تدارکات)(Cement) 47
 1.5 کلیات 48
 2.5 مشخصات عمومی سیمان های پرتلند و موارد کاربردی 49
 3.5 کاربرد انواع سیمانهای پرتلند 50
 4.5 نمونه گیری 53
 5.5 آزمایش های سیمان 53
 6.5 تدارکات سیمان 53
 7.5 انبار کردن و نگهداری سیمان 55
 8.5 پیامدهای مصرف سیمان کهنه و فاسد 56
 9.5 موارد ایمنی 57

 گام ششم آب مصرفی در بتنConcrete Mixing Water 57
 1.6 کلیات 58
 2.6 اثرات مواد زیان آور بر خواص بتن 58
 3.6 تدارکات 59

 گام هفتم میلگردها (مشخصات، انتخاب و تدارکات)(Bars) 61
 1.7 کلیات 62
 2.7 انواع میلگردها 63
 3.7 مشخصات میلگردها 65
 1.3.7 مشخصات رویة میلگرد 65
 2.3.7 انواع آج 65
 4.7 طبقه بندی میلگردها از نظر روش ساخت 66
 5.7 نقش و اهمیت میلگرد در عضو بتنی 67
 6.7 نمونه برداری 67
 7.7 آزمایش هایی که باید روی میلگرد انجام شود 68
 1.7.7 آزمایش قبل از تحویل در کارخانه 68
 2.7.7 آزمایش کنترل بعد از تحویل 68
 3.7.7 آزمایش کشش 68
 4.7.7 آزمایش تاشدگی 68
 5.7.7 آزمایش جوش پذیری 69
 6.7.7 آزمون خمش 70
 8.7 نشانه گذاری و بسته بندی میلگردها 70
 9.7 ضوابط حمل و نقل، انبار کردن و نگهداری میلگردها 71
 10.7 نگهداری از میلگردها در کارگاه 71

 گام هشتم قالب بندیFormwork 73
 1.8 کلیات 74
 2.8 شرایط قالب بندی 75
 3.8 نکات اجرایی قالب بندی 75
 4.8 انواع قالب 76
 1.4.8 قالب آجری(بیشتر برای پی سازی ساختمان های معمولی استفاده می شوند) 76
 2.4.8 قالب چوبی (سبک و کاربرد آن آسان است) 77
 3.4.8 قالب فلزی 77
 4.4.8 قالب های از جنس مواد شیمیایی ( فایبر گلاس، پلی اتیلن) 78
 5.4.8 قالب های لغزنده (moving form) 78
 6.4.8 قالب های پیش آکنده 78
 7.4.8 قالب های ماندگار 79
 5.8 فشار جانبی بتن  بر روی قالب دیوار ها 79
 6.8 فشار جانبی بتن بر روی قالب ستونها 80
 7.8 نصب پایه های اطمینان Props 80
 8.8 داربست Scaffolding 81
 9.8 روا داریهای قالب ها برای ساختمان ها و قطعات متداول بتن آرمه 81

 گام نهم آرماتوربندیTir Bar 83
 1.9 کلیات 84
 2.9 بستن آرماتورها 84
 3.9 وصله های میلگردها 84
 1.3.9 وصله پوششی 84
 2.3.9 وصلة جوشی 54
 3.3.9 وصله مکانیکی 87
 4.3.9 وصله اتکایی 87
 5.3.9 نکات خاص آیین نامه ای 87
 4.9 خم کردن میلگرد 88
 1.4.9 میلگردهای اصلی 88
 2.4.9 میلگردهای عرضی (برشی) 88
 5.9 ضوابط خم قلاب 89
 6.9 برش میلگردها 89
 7.9 خم کردن میلگرد در کارگاه 89
 1.7.9 نکات مهم اجرایی خم کردن میلگرد 90
 8.9 تمیزی میلگردها 91
 9.9 آرماتوربندی 92
 10.9 پوشش بتنی روی میلگردها 93
 11.9 فاصله نگهدار 94
 12.9 نکات مهم دیگر آرماتوربندی 94
 13.9 شکل پذیری میلگرد و روش پذیرش تنش آن (Fy ) 95
 14.9 رواداریها 97
 15.9 آزمایشات فولاد ساختمانی 98
 16.9 استفاده از آرماتورهای غیرفولادی در بتن 98

 گام دهم مواد افزودنیAdmixtures 101
 1.10 کلیات 102
 2.10 اثرات مواد افزودنی 103
 3.10 تقسیم بندی مواد افزودنی 104
 4.10 افزودنی های حباب ساز (Air-entraining Admixtures) 105
 1.4.10 نکات مهم 105
 2.4.10 مزیت های مواد افزودنی حباب ساز 106
 3.4.10 موارد مصرف ـ مقدار مصرف ـ روش مصرف 106
 5.10 روان کننده ها (Plasticizer) 107
 1.5.10 اهداف استفاده از مواد افزودنی روان کننده 107
 2.5.10 انواع روان کننده ها 107
 3.5.10 محدودیتهای مصرف روان کننده ها 107
 4.5.10 اثرات دیگر روان کننده ها 108
 5.5.10 موارد مصرف ـ مقدار مصرف ـ روش مصرف 108
 6.10 مواد دیرگیرکننده (Concrete Retarding Admixture) 108
 1.6.10 نکات اجرایی 109
 2.6.10 موارد مصرف ـ روش ـ مقدار مصرف 109
 7.10 مواد زود گیرکننده (Acceleration Admixture) 110
 1.7.10 موارد استفاده از مواد زودگیرکننده 110
 2.7.10 نکات اجرایی 110
 3.7.10 موارد مصرف ـ روش و میزان مصرف 111
 8.10 فوق روان کننده ها (Super Plasticizer) 111
 9.10 میکروسیلیس 112
 1.9.10 خواص فیزیکی و شیمیایی میکروسیلیس 112
 10.10 مواد افزودنی مناسب با کاربردهای گوناگون 113

 گام یازدهم طرح اختلاط بتن و مخلوط کردن آن Concrete Mix Design and Mixing Concrete 115
 1.11 کلیات 116
 2.11 طرح اختلاط 116
 3.11 نسبت آب به سیمان 116
 4.11 روشهای مخلوط کردن بتن 119
 5.11 اهم نکات اجرایی اختلاط بتن 119
 6.11 اختلاط 128

 گام دوازدهم انتقال بتنTransporting of Concrete 161
 1.12 کلیات 162
 2.12 نکات نظارتی 162
 3.12 نکات نظارتی در هنگام بتن ریزی به وسیلة پمپ 164
 4.12 وظائف مهندس ناظر در هنگام بتن ریزی 166

 گام سیزدهم ریختن بتن در هوای معتدلPouring Concrete in Moderate weather 167
 1.13 کلیات 168
 2.13 نکات مهم اجرایی 168

 گام چهاردهم بتن ریزی در هوای سردPouring Concrete in Cold weather 175
 1.14 کلیات 176
 2.14 نکات اجرایی 176

 گام پانزدهم بتن ریزی در هوای گرمPouring Concrete in Hot weather 179
 1.15 کلیات 180
 2.15 عوامل تشدید کننده خسارات در هوای گرم 181
 3.15 اثرات نامطلوب گرما بر مقاومت 182
 4.15 تمهیدات مربوط به حفظ خنکی بتن در طول عملیات بتن ریزی 182
 5.15 مشکلات بتن ریزی در مناطق گرمسیر 183
 6.15 نکات اجرایی 183

 گام شانزدهم نمونه برداری Sampling 185
 1.16 کلیات 186
 2.16 شیوه نمونه برداری 186
 3.16 نکات اجرایی نمونه برداری 186

 گام هفدهم ارتعاش دادن بتن و متراکم کردن آنVibration & Compaction of Concrete 189
 1.17 کلیات 190
 2.17 نکات فنی و اجرایی 190
 3.17 عوامل موثر بر انتخاب روش تراکم 193
 4.17 روش میله کوبی 193
 5.17 روش بیل زنی 193
 6.17 انواع مکانیسم موجود در دستگاههای تراکم بتن 194
 7.17 میزهای لرزان یا میزهای ویبره 195

 گام هجدهم درزهای اجراییConstruction Joints 197
 1.18 کلیات 198
 2.18 نکات اجرایی 198
 3.18 انواع دیگر درزها 199
 1.3.18 درزگیرها 200
 2.3.18 واتر استاپ 200
 3.3.18 نکات اجرایی 201

 گام نوزدهم قالب برداریRemoval of Forms 203
 1.19 کلیات 204
 2.19 نکات مهم قالب برداری 204
 3.19 مواد ضدچسبندگی بتن با قالب (مواد رهاساز) 205
 4.19 نکات اجرایی 206
 5.19 برچیدن پایه های اطمینان 206
 
 گام بیستم عمل آوری بتن تازه در هوای معتدلCuring of Concrete in Moderate weather 207
 1.20 کلیات 208
 2.20 نکات اجرایی 208

 گام بیست و یکم عمل آوری بتن تازه در هوای سردCuring of Concrete in Cold Weather 211
 1.21 کلیات 212
 2.21 نکات اجرایی 212

 گام بیست و دوم عمل آوری بتن تازه در هوای گرمCuring of Concrete in Hot Weather 215
 1.22 کلیات 216
 2.22 نکات اجرایی 216

 گام بیست و سوم پرداخت بتنConcrete Finishing 217
 1.23 کلیات 218
 2.23 نکات اجرایی 218

 گام بیست و چهارم کنترل کیفیت بتن (آزمایش ها)Concrete Quality Control (CQC) 221
 1.24 کلیات 222
 2.24 نکات مهم 222
 3.24 ضوابط پذیرش بتن 223
 4.24 کنترل ترک و رفتارنگاری آن 226
 5.24 انواع ترک 226

 گام بیست و پنجم بتن های ویژه(بتن پیش تنیده، بتن پیش ساخته، بتن گوگردی)Special Concretes(Prestressed Concrete,Precast Concrete,Sulfur Concrete) 229
 1.25 سیستم پیش  تنیده و پس تنیده 230
 1.1.25 کلیات 230
 2.1.25 کاربرد بتن پیش تنیده 230
 3.1.25 دلیل استفاده از روش پیش تنیدگی 230
 4.1.25 دو روش اعمال تنیدگی در اعضای بتنی 231
 2.25 اصول طراحی دالهای پس کشیده 232
 1.2.25 مزایای پس¬تنیدگی در المانهای پیش ساخته بتنی 233
 2.2.25 وسایل لازم برای تنیدگی 233
 3.2.25 ابزار آلات مورد نیاز 234
 3.25 بتن پیش ساخته 235
 1.3.25 تولید قطعات پیش ساخته در کارخانه 235
 2.3.25 قالب سازی 237
 3.3.25 آرماتور بندی 237
 4.3.25 بتن ریزی 238
 5.3.25 حداقل مقاومت بتن هنگام بلندکردن عضو 238
 6.3.25 مواد رهاساز و عمل آورنده 238
 7.3.25 کد شناسایی قطعه 239
 8.3.25 حمل و جابه جایی در کارخانه 239
 9.3.25 مقاومت بتن هنگام جابجائی 240
 10.3.25 انبارکردن 240
 11.3.25 حفاظت در برابر ضربه 241
 12.3.25 حمل ونقل 241
 4.25 سیستمهای اصلی سازه های پیش ساختۀ بتنی 241
 5.25 سیستم های متشکل از قطعات بزرگ 242
 6.25 ترکیب های اصلی 242
 7.25 بتن گوگردی (Sulfur Concrete) 244
 1.7.25 کلیات 244
 2.7.25 خواص فیزیکی بتن گوگردی 245
 3.7.25 عوامل مؤثر در خواص مکانیکی بتن گوگردی 245
 4.7.25 نکات تخصصی و اجرایی 245
 8.25 بتن حاوی خاکستر سبوس برنج (RHA) 248
 1.8.25 کلیات 248
 2.8.25 نکات تخصصی 248
 9.25 بتن سبک (Leightweight Concrete) 250
 1.9.25 کلیات 250
 2.9.25 تعریف 250
 3.9.25 تاریخچه و روند توسعه بتن سبک 250
 4.9.25 طبقه بندی بر اساس زمینۀ کاربرد 250
 5.9.25 بتن های سبکدانه 251
 6.9.25 تولید سبکدانه ها 251
 7.9.25 ساختار داخلی سبکدانه ها 252
 8.9.25 تخلخل 252
 9.9.25 رطوبت و جذب آب سبکدانه ها 253
 10.9.25 مقاومت سبکدانه ها 253
 11.9.25 مقاومت در برابر ذوب و انجماد 253
 12.9.25 انواع سبکدانه ها 253
 13.9.25 مشخصات پومیس و ویژگیهای آن 254
 10.25 بتن سبک با بافت سلولی (CLC) 255
 1.10.25 طبقه بندی بتن سبک بر مبنای مقاومت 256
 11.25 بتن سبک غیر سازه ای 256
 12.25 بتن سبک با مقاومت متوسط 257
 13.25 بتن سبک سازه ای 258
 14.25 بتن سبک (فوم بتن) 259
 15.25 فرآیند اختلاط سبک دانه ها 259
 16.25 نکات تخصصی و اجرایی 260

 گام بیست و ششم دوام سازه های بتنی (Durability of Concrete Structures) 261
 1.26 کلیات 262
 2.26 ضوابط و نکات قابل توجه در ساخت سازه های با دوام 262
 3.26 فاکتورهای تأثیرگذار بر دوام بتن 2635
 4.26 عوامل تأثیرگذار بر کاهش نفوذ فاکتورهای مخرب در بتن 263
 5.26 بتن های با عملکرد و دوام زیاد 263
 6.26 بتن های با نرمی بالا 264
 7.26 طرح کلی عوامل تأثیرگذار بر تخریب بتن 265
 8.26 نگاهی بر مراحل تعمیر سازه های بتنی 271
 9.26 علت و تأثیر آسیب دیدگی بتن 275
 10.26 مقابله با خوردگی بتن 277
 11.26 واکنش قلیا- سیلیس (ASR) در بتن 277
 1.11.26 مکانیسم بروز ASR 278
 2.11.26 نکات تخصصی پدیده ASR 280
 3.11.26 راهکارهای مقابله با پدیدۀ ASR در بتن 281
 4.11.26 استفاده از افزودنی های حاوی لیتیوم برای مقابله با پدیدۀ ASR در بتن 281

 نمونه سوالات آزمون های حرفه ای مهندسی عمران ـ نظارت 283

 پیوست ها 381

 منابع و مراجع 417

 فهرست الفبایی 418