آب انداختگی بتن چیست؟

گاهی اوقات آب انداختگی در بتن به عنوان افزایش آب در نظر گرفته می‌شود. این مهم یک شکل خاص از جداسازی است که در آن مقداری آب از بتن با کمترین وزن مخصوص در بین تمام اجزای بتن به سطح بتن می‌ریزد. آب انداختگی بیش از حد در اعضای نازک مانند دال سقف یا روسازی جاده و زمانی که بتن در هوای آفتابی قرار می‌گیرد، دیده می‌شود. برای شناخت بیشتر این موضوع با ما همراه باشید.

تعریف آب انداختگی بتن

بتن مخلوطی از سیمان، سنگدانه‌های ریز و درشت است. تعدادی از مشکلات ممکن است در بتن به دلیل اختلاط، عمل آوری و جاگذاری نامناسب ایجاد شوند، یکی از این مشکلات آب انداختگی بتن است. آب انداختگی (Bleeding) در بتن پدیده‌ای است که در آن آب آزاد موجود در مخلوط به سطح بالا می‌آید و خمیری از سیمان را بر روی سطح تشکیل می‌دهد.

آب انداختگی یا بلیدینگ در بتن زمانی اتفاق میفتد که سنگدانه‌های ته ‌نشین شده و آب آزاد به سطح بالا می‌آیند. این حرکت رو به بالا آب در حین عبور از پایین به بالا و از بین کانال‌های پیوسته ایجاد می‌شود. اگر نسبت آب سیمان استفاده شده 0.6 یا بیشتر باشد، کانال آب انداختگی ادامه خواهد داشت. این کانال‌های آب انداختگی اغلب مسئول نفوذپذیری در ساختار هستند.

در روند حرکت به سمت بالا، آب در زیر سنگدانه‌ها جمع می‌شود و فضای خالی ایجاد می‌کند و پیوند بین سنگدانه‌ها و خمیر را کاهش می‌دهد. به طور مشابه، آبی که در زیر میلگردهای تقویت کننده تجمع می‌یابد، پیوند بین آرماتور و بتن را کاهش می‌دهد. روند آب انداختگی اگر با سرعت معمول انجام شود، یک پدیده طبیعی است اما اگر با سرعت زیادی اتفاق بیفتد، می‌تواند باعث تضعیف پیوند مواد تشکیل دهنده بتن شود. آب انداختگی نوعی جداسازی است که در آن آب از کل مخلوط جدا می‌شود.

علل آب انداختگی در بتن

جداسازی، علت آب انداختگی در مخلوط بتن است. جداسازی پدیده‌ای است که در آن ذرات سنگدانه‌های سنگین ته نشین می‌شوند و در اثر ته‌ نشین شدن ذرات سنگین، آب به سطح بالا می‌آید و لایه‌ای را تشکیل می‌دهد. این حرکت آب به سمت بالا، ذرات ریز سیمان را نیز با خود حمل می‌کند.

سطح بالایی دال‌ها و روسازی‌ها جاده ها ممکن است از آب انداختگی رنج ببرند. زمانی که نسبت آب به سیمان بیشتر باشد، آب انداختگی در سطح بتن بیشتر خواهد بود. نوع سیمان مصرفی و مقدار سنگدانه ریز نیز نقش کلیدی در میزان بلیدینگ دارند.

عامل مهم دیگر در میزان آب انداختگی نسبت آب به سیمان است. نسبت بالاتر می‌تواند منجر به آب انداختگی بیش از حد شود. نوع سیمان و سنگدانه‌های ریز می‌توانند در تعیین میزان بلیدینگ نقش داشته باشند. هر چه سنگدانه‌های ریز کمتری در مخلوط خود داشته باشید، اب انداختگی بیشتری رخ می‌دهد. رابطه بین آب خروجی و ارتفاعات بتن به صورت خطی شروع می‌شود اما در نهایت در ارتفاع بیشتر غیرخطی می‌شود.

همچنین انواع مختلفی از آب انداختگی وجود دارد که به شرح زیر هستند:

• بلیدینگ طبیعی به نشت یکنواخت آب در کل سطح سازه اشاره دارد.
• آب انداختگی کانال به بالا رفتن آب از مسیرهای خاص اشاره دارد.

اثرات آب انداختگی

• در اثر آب انداختگی، بتن همگنی خود را از دست می‌دهد.
• آب انداختگی عامل ایجاد نفوذپذیری در بتن است.
• تا آنجا که به ایمنی مربوط می‌شود، آبی که در زیر میلگردهای تقویت کننده تجمع می‌یابد، پیوند بین آرماتور و بتن را کاهش می‌دهد.
• در فرآیند آب انداختگی تجمع آب باعث ایجاد حفره‌های آب شده و پیوند بین سنگدانه و خمیر سیمان را کاهش می‌دهد.
• به دلیل آب انداختگی، توانایی پمپاژ بتن کاهش می‌یابد.
• نسبت آب به سیمان بالا است.
• تجمع آب در بالا، منجر به تأخیر در سفت شدن سطح عضو بتنی می‌شود.

اگر میزان تبخیر آب با میزان آب انداختگی برابر باشد، آب انداختگی مضر نخواهد بود! در این شرایط بلیدینگ برای خواص بتن بسیار خوب است زیرا کارایی آن را افزایش می‌دهد. آب انداختگی جایگزین آب از دست رفته در اثر تبخیر می‌شود و از خشک شدن سریع سطح قبل از رسیدن به استحکام کافی برای مقاومت در برابر ترک جلوگیری می‌کند.

آب انداختگی زودهنگام زمانی که توده بتن حالتی خمیری دارد، ممکن است آسیب چندانی به همراه نداشته باشد زیرا بتن در شرایط کاملاً پلاستیکی فرو نشسته و متراکم می‌شود. آب انداختگی تأخیری زمانی است که بتن خاصیت پلاستیکی خود را از دست داده که این باعث آسیب نابجا به بتن می‌شود. لرزش مجدد کنترل شده نیز ممکن است برای غلبه بر اثر آب انداختگی به کار گرفته شود.

روش‌های کاهش آب انداختگی

استفاده از مواد سیمانی مکمل می‌تواند میزان بلیدینگ را به ویژه در هنگام استفاده از مخلوط‌ها با سنگدانه‌های ریزتر کاهش دهد. خاکستر بادی می‌تواند در کاهش میزان خونریزی مؤثر باشد. دود سیلیس بیشترین تاثیر را در کاهش آب انداختگی دارد.

همچنین نشان داده شده است که الیاف میکرو که در بتن استفاده می‌شوند، سرعت بلیدینگ را کاهش می‌دهند زیرا سرعت مهاجرت آب به سطح را کنترل می‌کنند و در عین حال از ته نشین شدن ذرات جامد جلوگیری می کنند.

به طور کلی، کاهش دهنده‌های آب باعث کاهش بلیدینگ می‌شوند اما ممکن است در نهایت بر اساس ترکیب شیمیایی خود، این میزان را افزایش دهند. افزودنی‌های حباب هوا نیز می‌توانند با افزایش انسجام در بتن تازه و کاهش جداسازی، آب انداختگی را کاهش دهند.

در هنگام آماده سازی مخلوط و روش اختلاط باید اقدامات مناسبی برای کاهش آب انداختگی انجام شوند زیرا این کار ممکن است منجر به ساختار ضعیف و تاخیر در چرخه ساخت شود. به طور کلی، در کاهش آب انداختگی می‌توان از موارد زیر استفاده کرد:

• از نسبت آب به سیمان (W/C) کم استفاده کنید. از مخلوط اسلامپ کمتر استفاده کنید.
• از مواد افزودنی شیمیایی برای کاهش تقاضای آب برای کارایی مورد نیاز استفاده کنید.
• مخلوط بتن را به درستی طراحی کنید (طرح اختلاط مهندسی).
• از خاکستر بادی یا سایر مواد سیمانی مکمل استفاده کنید.
• استفاده از مواد افزودنی حباب هوا در کاهش آب انداختگی بسیار موثر است.
• سیمان بیشتر و ریزتر در مخلوط استفاده کنید.
• اگر ماسه درشت‌تر است (مدول نرمی 2.5 تا 2.8 مناسب‌تر است)، مقدار سنگدانه ریز را در مخلوط افزایش داده و به نسبت سنگدانه‌ها را کاهش دهید.
• از مواد سیمانی مکمل استفاده کنید.

آزمایش آب انداختگی در بتن

روش تعیین میزان آب انداختگی مخلوط بتن به شرح زیر است:

• ظرف استوانه ای به ظرفیت 0.01 متر مکعب با قطر داخلی 250 میلی‌متر و ارتفاع داخلی 280 میلی‌متر استفاده می‌شود.
• نمونه‌ای از بتن تازه مخلوط شده در لایه‌های 50 میلی متری برای عمق 250 میلی‌متر (5 لایه) پر می‌شود.
• هر لایه با ضربه زدن به هم چسبیده و سطح را صاف می‌کند.
• با دانستن میزان آب موجود در مکعب 1 متری بتن، مقدار آب موجود در ظرف سیلندر نیز محاسبه می‌شود.
• ظرف را با یک درب بپوشانید. آبی که در بالا انباشته شده است در 40 دقیقه اول با فاصله 10 دقیقه با پیپت کشیده می‌شود تا آب انداختگی قطع شود. سپس آب انداختگی وزن می‌شود.

نحوه مقابله با آب انداختگی

قبل از ماله کشی و اتمام بتن کمی صبر کنید زیرا آب انداختگی تقریباً هیچ تأثیری بر نتیجه نهایی بتن نخواهد داشت. بهترین روش این است که صبر کنید و بگذارید آب تبخیر شود. اگر فینیشر شروع به اتمام بتن ریزی با آب جاری می‌کند، آب با فشار وارد لایه بالایی شده و بتن را به شدت ضعیف می‌نماید. اتفاقی که می‌تواند بیفتد این است که آب به زیر لایه نازکی سیمانی که سفت می‌شود، رانده خواهد شد.

هنگامی که آب تبخیر می‌شود، به یک حفره هوا تبدیل خواهد شد. لایه نازک پس از مدتی پوسته پوسته می‌شود. تنها با 30 دقیقه صبر کردن، بسته به شرایط آب و هوایی، آب انداختگی شما به خودی خود از بین می‌رود و برای تکمیل نهایی بتن آماده می‌شود. اگر یک میکسر حجمی بتن دارید، فقط مقدار آب را در طرح اختلاط خود کم کنید. این مهم منجر به بتن قوی‌تری می‌شود.

اگر از بتن آماده استفاده می‌کنید، فقط منتظر بمانید تا آب انداختگی کم شود یا از اپراتور درخواست نکنید که آب بیشتری اضافه کند. اگرچه آب انداختگی یک نگرانی رایج است اما به راحتی می‌توان آن را مدیریت کرد. استفاده از حداقل مقدار آب باعث حفظ کارآیی کافی، کلید بتن قوی است.

فواید آب انداختگی

تمام آب‌های ناشی از بلیدینگ به سطح بتن نمی‌رسند. مقداری از آب انداختگی ممکن است بالا بیاید و در زیر سنگدانه‌ها و تقویت کننده‌ها محبوس بماند. این منجر به ضعیف شدن پیوند بین خمیر و عناصر دیگر مخلوط بتنی می‌شود.

هدف لزوماً حذف آب انداختگی نیست بلکه مدیریت آن برای اطمینان از کیفیت بتن است. با اجازه دادن به آب آزاد برای مهاجرت به سطح و تبخیر، نسبت آب به سیمان سازه کاهش می‌یابد، در نتیجه تخلخل مویرگی کاهش می‌یابد و چگالی و دوام آن افزایش می‌یابد. همچنین می‌تواند برای کمک به عملیات نهایی بتن ریزی، کاهش ترک خوردگی و انقباض پلاستیک مفید باشد.

علاوه بر این، مهم است که قبل از تبخیر بیشتر آب، عملیات پایانی بتن ریزی را شروع نکنید. بازگرداندن آب به مخلوط باعث افزایش نسبت آب به سیمان در سطح بالایی عضو بتنی می‌شود. همچنین، این مهم می‎تواند منجر به افزایش نفوذپذیری شود. اگر سطح بالایی در معرض ترافیک یا محیط‌های تهاجمی قرار گیرد، ممکن است باعث لایه برداری زودرس، تاول زدن و ترک خوردن شود.

چند واقعیت مهم در مورد آب انداختگی بتن

• آب انداختگی در بتن به شکل جداسازی رخ داده است.
• سطح رویه بتن تازه به دلیل مشخص شدن لایه نازک آب، ضعیف‌تر است. این سطح در نهایت به دلیل بلیدینگ در بتن، باعث زشت شدن ظاهر بتن می‌شود.
• آب انداختگی بتن در صورت اختلاط بسیار مرطوب و نامناسب شن بتن، سیمان و آب مشاهده می‌شود.
• زمانی که میزان تبخیر برابر با سرعت ریزش باشد، آب انداختگی در بتن مضر نیست.
• پس از بتن ریزی و تراکم بتن تازه، حالت پلاستیکی در بتن به وجود می‌آید.

کلام آخر

آب انداختگی با ایجاد یک لایه آب در بالا یا سطح بتن تازه قرار داده شده است. علت این مشکل، نشست ذرات جامد (مانند سیمان و سنگدانه‌ها) و مهاجرت همزمان آب به سمت بالا است. شایان ذکر است که مقداری بلیدینگ طبیعی است و در صورتی که بتن به درستی جاگذاری، تکمیل و پخت شود، کیفیت آن را کاهش نمی‌دهد.

با این حال، آب انداختگی بیش از حد باعث افزایش نسبت آب به سیمان در لایه بتن بالایی در نزدیکی سطح بالایی می‌شود. این یک لایه رویی ضعیف با خواص ضعیف ایجاد می‌کند، به خصوص اگر عملیات تکمیل در حالی که آب جریان دارد اتفاق بیفتد.

 

منابع:

https://wecivilengineers.wordpress.com/2018/03/23/concrete-bleeding-its-prevention/

https://civilsir.com/bleeding-of-concrete-its-causes-reasons-effects-prevention/