عیار بتن چیست و چه تاثیری بر سازه دارد؟

بتن مخلوطی از مواد سیمانی، سنگدانه و آب است. بتن از پرمصرف‌ترین مصالح ساختمانی در ساخت ‌و‌ ساز ساختمان‌ها است که کیفیت آن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. چرا که در کاهش خسارت‌های احتمالی و همچنین افزایش عمر مفید سازه تاثیر زیادی دارد. عیار بتن را می‌توان یکی از مهم‌ترین مولفه‌های تاثیرگذار در کیفیت بتن به حساب آورد. در این مقاله، به تعریف بتن، عیار بتن، تاثیر آن بر مقاومت و تمامی مسائل پیرامون آن میپردازیم.

عیار بتن چیست؟

بتن یکی از مصالح ساختمانی پرکاربردی است که از سیمان، سنگدانه ریز (ماسه) و سنگدانه درشت مخلوط با آب تشکیل شده است. گاهی اوقات از ضایعات آجر سفال نیز در ساخت بتن استفاده می‌شود. سنگدانه معمولاً پرکننده بی اثر در نظر گرفته می‌شود که ۶۰ تا ۸۰ درصد حجم و ۷۰ تا ۸۵ درصد وزن بتن را تشکیل می‌دهد. اگرچه سنگدانه به عنوان پرکننده بی اثر در نظر گرفته می‌شود، اما جزء ضروری است که خواص حرارتی و کشسانی و پایداری ابعادی بتن را مشخص می‌کند. در ساخت سازه‌های ساختمانی، بتن نقش کلیدی ایفا می‌کند. چرا که مشارکت گسترده‌ای در ساختمان‌ها، پل‌ها و اکثر پروژه‌های زیربنایی دارد. یکی از مهم‌ترین نکات مربوط به بتن، عیار بتن است. عیار بتن به عنوان حداقل مقاومتی که بتن باید پس از ۲۸ روز ساخت همراه با کیفیتی مناسب داشته باشد تعریف می‌شود. عیار بتن با پیشوند M و بر حسب MPa نشان داده می‌شود. به عنوان مثال، برای یک درجه بتن با مقاومت ۲۰ مگاپاسکال، آن را با M20 نشان می‌دهیم که M مخفف کلمه انگلیسی Mixture است و معمولاً به صورت M15، M20، M25، M30، M40 و غیره بیان می‌شود. به عنوان مثال، درجه M30 نشان می‌دهد که مقاومت فشاری مورد نیاز برای ساخت، ۳۰ مگا پاسکال (MPa) است. “M” مخلوط و عدد ۳۰ استحکام مورد نیاز در MPa را نشان می‌دهد. در همین حال با توجه به آزمایشات مختلف آزمایشگاهی، عیار بتن در نسبت‌های مخلوط ارائه می‌شود. ساخت بتن آرمه حداقل M20 دارد در حالی که برای کارهای سیمانی ساده معمولا از M15 استفاده می‌شود. درجه ساخت بتن بر اساس الزامات طراحی سازه انتخاب می‌شود. دو نوع مخلوط بتن وجود دارد، مخلوط اسمی و مخلوط طراحی. بتن اختلاط اسمی آنهایی هستند که عموماً برای ساخت و ساز در مقیاس کوچک و ساختمانهای مسکونی  که مصرف بتن در آنها زیاد نیست، استفاده می‌شوند. مخلوط اسمی از ضریب ایمنی در برابر مشکلات کنترل کیفیت مختلف که عموماً در طول ساخت و ساز بتن رخ می‌دهد، مراقبت می‌کند. در ساخت سازه‌ها جدای از بتن، آجرها نیز اهمیت زیادی در مقاومت سازه دارند. برای خرید انواع مختلفی از آجر مانند خرید آجر دکوراتیو و بتن و همچنین اطلاع از قیمت آجر و بتن، می‌توانید به سایت تولیدی اصفهان آجر مراجعه کرده و اطلاعات کافی کسب کنید.

? مطالعه بیشتر: موارد تاثیر گذار بر عمر سوله ?

عیار بتن چه اهمیتی دارد؟

عیار بتن یک عامل و فاکتور مهم در تولید محصولات بتنی پیش ساخته است چرا که کارایی سازه‌های بتنی را تضمین می‌کند. همچنین به داشتن بالاترین مقاومت در هر سازه بتنی پیش ساخته، برای جلوگیری از ریزش‌های احتمالی در آینده کمک می‌کند. عیار بتن همچنین به مهندسان عمران کمک می‌کند تا در هزینه‌ها نیز صرفه جویی کنند، چرا که مقاومت مناسب دیگر نیازی به انجام آزمایشات متعدد در آزمایشگاه ندارد. این به این دلیل است که پایین‌ترین عیار بتن به معنای اندازه بزرگتر عناصر و مقادیر بیشتر بتن می‌باشد. از طرف دیگر استحکام بیشتر بتن به معنی اندازه کمتر عناصر و مقادیر کمتر بتن است. عیار بتن یک عامل حیاتی و از الزامات مقاومت بتن برای ساخت است. مهندسان عمران در محل ساخت سازه، مقاومت بتن را با یک مکعب یا یک استوانه اندازه گیری می‌کنند. این مکعب یا استوانه در هنگام ریخته گری سازه ساخته می‌شود و پس از سخت شدن به مدت ۲۸ روز عمل آوری می‌شود. مقاومت بتن با استفاده از آزمایش مکعب‌ها در روزهای ۷ و ۲۸ اندازه گیری می‌شود. عیار سه نکته مهم، استحکام یا مقاومت فشاری، مواد تشکیل دهنده و عضو سازه‌‌ای را تعیین می‌کند.

? مطالعه بیشتر: قیرگونی بهتر است یا ایزوگام؟ هر آنچه باید قبل از عایق سازی بدانید! ?

آیا عیار بتن بر مقاومت آن تاثیرگذار است؟

مقاومت یک ماده به توانایی و مقاومت آن در برابر تنش‌ها و ضربه‌ها بدون بروز شکست در آن، گفته می‌شود. شکست در برخی از مواقع با ظاهر شدن ترک‌ها اتفاق می‌افتد. مقاومت بتن بر حسب kg/cm2 تعیین می‌شود. به هر حال بایستی توجه داشت که بتن برخلاف بسیاری از مصالح ساختمانی حتی پیش از قرار گرفتن در زیر بارهای خارجی دارای ریز ترک‌هایی می‌باشد. بنابراین در بتن، مقاومت به تنش مورد نیاز برای شکست آن گفته می‌شود که در واقع مترادف با درجه گسیختگی است که در آن تنش وارده به حداکثر میزان خود می‌رسد. در کنترل کیفیت بتن، مقاومت خاصیتی است که اغلب، مقدار آن مشخص می‌گردد. دلیل این امر آن است که در مقایسه با سایر خواص، مقاومت بتن به آسانی قابل آزمایش و اندازه‌گیری است. علاوه بر این بسیاری از خواص بتن نظیر مدول ارتجاعی با همان مدول یانگ، ضد آب بودن یا نفوذ ناپذیری و مقاومت در مقابل هوازدگی و عوامل ایجاد کننده آن، نظیر آب مستقیماً با مقاومت مربوط بوده و می‌توان از نتایج مقاومت به آن خواص پی برد. بتن‌ها به دو نوع بتن تازه و بتن سخت ‌شده دسته بندی می‌شوند که اصلی ترین ویژگی بتن سخت ‌شده، مقاومت مشخصه آن است. مقاومت مشخصه، مقاومت بتن را در مقابل نیروی وزن نشان می‌دهد. به این معنا که مقدار نیرویی که باید به بتن وارد شود بدون این که بتن ترک بخورد، تغییر شکل بدهد و یا بشکند. برای اینکه مقاومت مشخصه بتن مشخص شود، به زمان ۲۸ روزه از هنگام عمل‌ آوری بتن نیاز است (مقاومت فشاری بتن پس از ۲۸ روز به ۹۹ درصد مقاومت واقعی خود می‌رسد.) مقاومت مشخصه بتن با گذشت زمان افزایش می‌بابد، به این معنا که هر چه سن بتن بالاتر می‌رود، مقاومت آن نیز بیش‌تر می‌شود. از میان مواد شکل دهنده و سازنده بتن، عاملی که منجر به استحکام آن شده و همچنین امکان چسبیدن ماسه و سنگ را به یک‌دیگر فراهم می‌کند، سیمان است. و از آنجایی که عیار بتن یا همان Grade of Concrete، میزان سیمان به کار برده شده بر حسب کیلوگرم، در واحد میزان بتن تولید شده بر حسب متر مکعب است، بتن را مطابق با عیار آن مشخص و نام‌گذاری می‌کنند. برای نمونه، اگر گفته شود که عیار یک بتن برابر با ۱۵۰ می‌باشد، به این معنا است که در یک مترمکعب بتن، ۱۵۰ کیلوگرم سیمان به کار برده شده است. به طور کلی، رابطه مستقیمی میان عیار بتن و مقاومت نهایی آن وجود دارد. اما با توجه به پروسه ساخت بتن و واکنش هیدراتاسیونی که در آن رخ می‌دهد، با افزایش زیاد سیمان، مقاومت بتن بیشتر نخواهد بود. چرا که باید افزودن سیمان با سایر متریال‌ها متناسب بوده و براساس استاندارد باشد. میزان سیمان میبایست بر اساس الزامات طراحی سازه مشخص شود که در این صورت، همان طور که گفته شد به دو دسته‌ی کلی گروه‌بندی می‌شود. این دو گروه عبارتند از: اختلاط طراحی و اختلاط اسمی. در به دست آوردن طرح اختلاط طراحی، میبایست به کیفیت مواد اولیه به کار برده شده در مراحل تولید و انتقال توجه کرد. این طرح مناسب احداث پروژه‌های بزرگ است. طرح اختلاط اسمی ضریب اطمینان کافی دارد که از رخ دادن مشکلات احتمالی در طول انجام یک پروژه جلوگیری می‌کند و برای پروژه‌های کوچک استفاده می‌شود.

? مطالعه بیشتر: آزبست، خطری خاموش در نزدیکی ما?

بهترین عیار بتن

در ساخت و ساز ساختمان‌های مختلف، با توجه به نوع سازه و موادی که استفاده شده است، از بتن‌هایی با عیارهای مختلف استفاده می‌شود. برای مثال، بتن‌های تا ۱۵ مگا پاسکال(M15) که مقاومت فشاری پایینی دارند، اغلب در سازه‌هایی با ابعاد کوچک و بتن‌های تا ۲۵ مگاپاسکال (M 25) که مقاومت فشاری بالایی دارند، در ساخت سازه‌هایی با ابعاد بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند. به عنوان نمونه، در آرماتور بندی ساختمان از عیار بتن پایین برابر با ۱۵۰، در ملات آجر‌کاری و از عیار برابر با ۲۵۰ و در بتن معمولی، از عیار ۳۵۰ استفاده می‌شود. عیارهای M 5، M 10 و M 15 برای کارهای PCC (بتن سیمانی ساده) استفاده می‌شود. M 20 برای کارهای RCC (بتن غلتکی) مانند تیرها، ستون ها، پایه و غیره، M 25، M 30 و M 35 برای RCC (بتن غلتکی) مانند فونداسیون‌ها، ستون‌های پایه، تیرها و غیره، گرید M-40 برای کارهای بتن پیش تنیده، گریدهای M45 و M50 برای RCC، جاده های بتنی (POQ)، تیرهای بتنی پیش تنیده، ستون های RCC، تیرهای پیش تنیده و غیره، عیار M-55 برای تیرها و پایه های بتنی پیش تنیده و M-60، M-65 و M-80 برای کارهای RCC استفاده می‌شوند که در آن‌ها به مقاومت فشاری بالایی نیاز است. مانند ساختمان‌های مرتفع، پل‌های بلند، سرریز سدها، ساخت و ساز ساحلی و غیره.  طبق استاندارد IS456:2000، بتن به ۱۵ نوع طبقه بندی می شود که شامل، بتن معمولی M10، M15، M20، بتن استاندارد M25، M30، M35، M40، M45، M50، M55، و بتن با مقاومت بالا M60، M65، M70، M75، M80. دسته بندی بتن مطابق با مقاومت مشخصه آن پس از گذشت ۲۸ روز از عمل آوری بتن که کیورینگ بتن نامیده می‌شود، صورت می‌گیرد. برای مثال، بتن مخلوط کلاس C7.5. یک بتن تقریبا ضعیف است که از آن به عنوان بتن پرکننده استفاده می‌شود. بتن کلاس C40، یک بتن تقریبا قوی است که در جهت امورات بتن باربر به کار برده می‌شود.

? مطالعه بیشتر: سازه Lsf چیست؟ بررسی مهم ترین نکات آن ?

عیار بتن چگونه محاسبه می شود؟

مخلوط‌های بتن بر اساس درجه آن‌ها طبقه‌بندی می‌شوند که دارای مقاومت خردشدگی مشخص شده در ۲۸ روز است که در شرایط استاندارد با یک مکعب ۱۵۰ میلی‌متر × ۱۵۰ میلی‌متر × ۱۵۰ میلی‌متر اندازه‌گیری می‌شود و به این معنا است که عیار بتن با مقاومت فشاری مشخصه آن مطابقت دارد. برای مثال،‌ M-20 نشان می‌دهد که قدرت خرد شدن آن مکعب با اندازه ۱۵۰ میلی متر × ۱۵۰ میلی متر × ۱۵۰ میلی متر در ۲۸ روز ۲۰ نیوتن بر میلی متر مربع است. همان طور که گفته شد، عیار بتن با حرف M  نشان داده شده و پس از آن عددی که مقاومت فشاری آن بتن در ۲۸ روز بر حسب N/mm2 به دست آمده است، نشان داده می‌شود. در تعیین عیار بتن، جدولی به نام جدول عیار بتن وجود دارد. در تمامی استانداردها عدد مربوط به عیار را را با حرف انگلیسی M که از کلمه (Mixture) گرفته شده است، و همچنین عدد مقاومت بر حسب مگاپاسکال، نمایش می‌دهند. محاسبه عیار بتن از این جهت اهمیت دارد که میزان سیمان مورد نیاز برای تهیه بتن را مشخص می‌کند. برای این کار ابتدا میبایست نوع سیمان، میزان نرمی سیمان، ابعاد ذرات و تیپ سیمانی که به کار برده می‌شود را مورد بررسی قرار داد. نکات دیگری مانند سایر موارد افزودنی و آب و هوای منطقه نیز از مواردی هستند که باید به ان‌ها توجه داشت. چرا که برای نمونه، در آب و هوای گرم، سیمان مصرفی باید کمتر باشد. برای مثال، در بتنی با مقاومت ۲۵ مگاپاسکال، مقدار را در عدد ۱.۲ ضرب کرده و سپس عدد به دست آمده را با عدد ۵۰ جمع می‌کنیم. به طور کلی، محاسبه‌ی عیار بتن به مولفه‌های مختلفی چون میزان مقاومت بتن، تیپ بتن، نرمی و اندازه ذرات سیمان، میزان و کیفیت افزودنی‌های بتن و غیره بستگی دارد. در یک سازه، بخش‌های مختلفی مانند دیوار، سقف و فونداسیون به بتنی قوی‌تر و مقاوم‌تر نیاز دارند و عیار این قسمت‌های ساختمان، به طور معمول از ۳۰۰ تا ۶۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب متغیر است.