بهترین عیار بتن برای ساختمان

بررسی جامع عیار بتن

در پروژه‌های ساختمانی اصطلاح «عیار » را در زمان تعیین طرح اختلاط بتن به وفور می‌شنویم. اهمیت عیار بتن به قدری بالاست که می‌تواند تعیین کننده مقاومت مشخصه نهایی بتن باشد. این مهم مواد تشکیل دهنده بتن را تعیین می‌کند و باعث می‌شود پیمانکاران بدانند که برای هر عضو از سازه اعم از تیر، ستون، فونداسیون، سقف، به چه مقدار مصالح نیاز دارند. به همین دلیل، ما در این مقاله به تفصیل دربارۀ عیار بتن صحبت می‌کنیم.

تعریف عیار بتن

عیار بتن دلالت بر میزان سیمان مخلوط بتنی دارد. برای مثال، می گویند: «بتن با عیار 150» این عدد بدین معناست که مقدار سیمان مخلوط بتنی در یک متر مکعب برابر با 150 کیلوگرم است. برای هر عضو سازه‌ای یک مقدار عیار تعیین می‌شود تا مقاومت مورد نظر حاصل شود. مقدار تعیین حجم مصرفی براساس نوع کاربرد، مقاومت (رده بتن) و روابط تجربی انجام می‌شود.

از داربست مثلثی برای دسترسی به نقاط دشوار استفاده می شود که نصب آن بسیار راحت می باشد.

استفاده از بتن با عیارهای متفاوت یکی از عوامل مهم در ساخت و سازهای امروزی است. در یک پروژه ساختمانی هر عضو از سازه اعم از سقف، فونداسیون، ستون، دیوار و غیره نیاز به یک مقاومت مشخصه تعیین شده دارند زیرا هر کدام مقدار بار متفاوتی را تحمل می‌کنند. اینجاست که مقدار عیار و در امتداد آن، مواد تشکیل دهنده بتن اعم از شن، ماسه و آب تعیین می‌شوند.

در حقیقت، عیار سه عامل مهم زیر را تعیین می‌کند :

• استحکام یا همان مقاومت فشاری
• دیگر مواد تشکیل دهنده
• عضو سازه‌ ای

با توجه به موارد بیان شده در بالا، مقدار عیار کارهای ساختمانی از قبل تعیین شده‌اند که شامل موارد زیر هستند:

• عیار ستون، تیر، فونداسیون و اعضای سازه‌ای معمولاً بین 300 تا 500 کیلوگرم سیمان در یک متر مکعب بتن
• عیار سقف تیرچه بلوک 350 کیلوگرم در یک متر مکعب بتن
• عیار سقف عرضه فولادی 350 کیلوگرم در یک متر مکعب بتن
• عیار ملات سیمانی بین 150 تا 350 کیلو گرم سیمان در یک متر مکعب ملات
• عیار سیمان مصرفی در کفسازی 225 کیلوگرم در یک متر مکعب ملات
• عیار سیمان مصرف برای کاشی کاری 400 کیلوگرم در متر مکعب دوغاب
• عیار دوغات سیمانی برای نمای سنگی 430 کیلوگرم در مترمکعب دوغاب
• عیار ملات ماسه سیمان بین 150 تا 350 کیلوگرم سیمان در یک متر مکعب ملات
• عیار سیمان بلوک بین 100 تا 300 کیلو سیمان در یک متر مکعب ملات
• عیار در بتن مگر برابر با 150 کیلوگرم سیمان در یک متر مکعب بتن
• عیار سیمان برای اندودکاری 300 کیلوگرم سیمان سفید در یک متر مکعب مخلوط

اگر به دنبال خرید انواع قالب برای پروژه های عمرانی هستید، می توانید از شرکت سپنتا بزرگترین تولید کننده قالب های فلزی در کشور دید نمایید.

رابطه عیار و مقاومت مشخصه

می‌توان به راحتی درک کرد که مقدار سیمان رابطه مستقیمی با مقاومت نهایی بتن دارد. هرچه سیمان مصرفی بیشتر باشد مقاومت بتن نیز افزایش می‌یابد. این افزایش مقدار سیمان حد معینی دارد زیرا خصوصیات بتن را تحت تأثیر قرار می‌دهد. به همین دلیل، با توجه به روابط تئوری – تجربی و مقدار رده بتن می‌توان مقدار سیمان مصرفی را تخمین زد.

برای مثال، رده بتن C35 نشان دهنده بتنی با مقاومت 28 روزه تحت آزمون‌های استوانه‌ای برابر35 نیوتون متر مربع است. برای رسیدن به این مقدار از مقاومت، عیار سیمان باید 450 کیلوگرم بر متر مربع باشد.

همچنین می‌توانید از فرمول تجربی Fc=(w/10)-9 برای تعیین مقدار سیمان و مقاومت استفاده کنید. در این رابطه، Fc مقاومت مشخصه بتن بر اساس آیین نامه بتن ایران (آبا) و نمونه‌های استوانه ای استاندارد بر حسب مگاپاسکال و w عیار سیمان بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب است.

بگذارید با یک مثال توضیح دهیم:

اگر مقاومت مشخصه بتن برابر 25 مگاپاسکال باشد، عیار سیمان حدوداً برابر 350 کیلوگرم بر متر مکعب خواهد بود.

حالا با به دست آوردن مقدار سیمان و با در دست داشتن نسبت آب به سیمان، مقدار شن و ماسه نیز به صورت کارگاهی قابل محاسبه است.

منظور از عیار بتن چیست؟

در این متن به شرح کامل عیار بتن پرداخته خواهد شد. باید توجه داشت عیار بتن مصرفی در هر نوع سازه برابر نقشه های طراحی انتخاب و اجرا می گردد.

منظور از عیار بتن مقدار سیمان مصرفی بر حسب کیلوگرم در واحد حجم بتن می باشد که واحد حجم بتن در ایران متر مکعب می باشد. عیار بتن با مقاومت نهایی آن رابطه ی مستقیم دارد. ولی با توجه به فرایند ساخت بتن و واکنش هیدراتاسیون در آن با افزایش بی نهایت سیمان به مقاومت بتن در بی نهایت دست نخواهیم یافت.با توجه به روابط تجربی می توان مقدار سیمان مصرفی برای رسیدن به مقاومت مشخص را تعیین کرد علاوه بر این رایج است که بتن را بر حسب عیار سیمان مصرفی نامگذاری می کنند.

بر اساس نوع کار و مقاومت فشاری مورد نیاز جدول عیار بتن انتخاب میشود. به عنوان مثال برای بتن مگر که یک بتن نظافتی به منظور آماده سازی بستر خاکبرداری شده برای آرماتوربندی و صفحه گذاری اجرا می گردد عیار بتن کم و برابر ۱۵۰Kg/m3 میباشد و برای ملات آجر کاری و بنایی عدد آن ۲۵۰ و برای بتن معمولی این عدد ۳۵۰ میباشد. این عدد برای بلوک های بتن سبک (گازی) بسیار کمتر از بلوک های سیمانی است، و ۲۵ کیلوگرم سیمان در هر مترمکعب بنایی با آن به کار می‌رود. برای دوغاب پشت کار نمای سنگی و کاشی کاری ۴۳۰ کیلوگرم سیمان استفاده می‌شود.

در پروژه های ساختمانی عیار مناسب بتن اهمیت زیادی دارد زیرا کارایی سازه ها را تضمین می کند و همچنین به گرفتن بهترین استحکام برای هر سازه ای برای جلوگیری از فروپاشی آینده کمک می نماید. مدیران و پیمانکاران ساختمانی با تعیین این عیار می توانند در هزینه ها صرفه جویی کنند زیرا مقاومت مناسب از انجام آزمایشات آزمایشگاهی بیشتر جلوگیری می کند. در یک پروژه ساختمانی، هر یک از اعضای سازه از قبیل سقف، پی، ستون، دیوار و غیره به نیاز دارند زیرا هر یک از آنها می توانند بار متفاوتی را تحمل کنند. اینجاست که میزان عیار و در امتداد آن اجزای بتن شامل ماسه، شن و آب تعیین می شود. عیار سه عامل مهم زیر را تعیین می‌کند :

• استحکام یا همان مقاومت فشاری
• دیگر مواد تشکیل دهنده
• عضو سازه‌ ای

با توجه به موارد فوق، مقدار عیار کارهای ساختمانی مانند عیار بتن سقف و ستون از قبل تعیین شده‌اند که شامل موارد زیر می باشد:

• عیار ستون، تیر، فونداسیون و اعضای سازه‌ای معمولاً بین 300 تا 500 کیلوگرم سیمان در یک متر مکعب بتن
• عیار سقف تیرچه بلوک 350 کیلوگرم در یک متر مکعب بتن
• عیار سقف عرضه فولادی 350 کیلوگرم در یک متر مکعب بتن
• عیار ملات سیمانی بین 150 تا 350 کیلو گرم سیمان در یک متر مکعب ملات
• عیار سیمان مصرفی در کفسازی 225 کیلوگرم در یک متر مکعب ملات
• عیار سیمان مصرف برای کاشی کاری 400 کیلوگرم در متر مکعب دوغاب
• عیار دوغات سیمانی برای نمای سنگی 430 کیلوگرم در مترمکعب دوغاب
• عیار ملات ماسه سیمان بین 150 تا 350 کیلوگرم سیمان در یک متر مکعب ملات
• عیار سیمان بلوک بین 100 تا 300 کیلو سیمان در یک متر مکعب ملات
• عیار در بتن مگر برابر با 150 کیلوگرم سیمان در یک متر مکعب بتن
• عیار سیمان برای اندودکاری 300 کیلوگرم سیمان سفید در یک متر مکعب مخلوط

نکته: زمانی که شما سفارش بتن را به یک می‌دهید، آن‌ها بتن را با یک عیار مشخص به شما می‌دهند که می‌توانید محاسبات خاص خود را بر مبنای آن داشته باشید.

واحد عیار بتن

در تمامی استانداردها این عدد را به صورت حرف انگلیسی M (Mixture) سپس عدد مقاومت بر حسب مگاپاسکال نمایش می دهند. به این صورت که اگر این عدد را به صورت M30 مشاهده کردید به این معناست که این بتن مقاومت فشاری برابر با ۳۰ مگاپاسکال را دارا می باشد.

تفاوت مقاومت، مشخصه و عیار بتن چیست؟

این عیار و مقاومت فشاری آن دارای رابطه مستقیمی هستند به این صورت که با افزودن سیمان در بتن این ملات به مقاومت فشاری بیشتری دست می یابد. با این حال افزودن سیمان متناسب با سایر متریال باید براساس استاندارد باشد زیرا در مواردی این عیار برای استفاده در جاهای مختلف ساختمان نیز متفاوت است، به عنوان مثال عیار بتن سقف و ستون با همین مقیاس مورد استفاده در فونداسیون تفاوت دارد که در ادامه توضیح خواهیم داد.

نحوه محاسبه عیار بتن

چنانچه بخواهیم قانون کلی از محاسبه این مقدار را برای شما عزیزان شرح دهیم باید خدمت شما عرض شود که این میزان بر حسب الزامات طراحی سازه تعیین می شود و به دو دسته ی کلی تقسیم بندی می شود. مطابق با آنچه در ادامه ذکر میکنیم بهتر است در ساختمان های کوچک با مصرف پایین از طرح اختلاط اسمی با عیار M15 تا M25 و در پروژه های بزرگ با مقاومت بالا از طرح اختلاط طراحی متناسب با معیار M30 بهره ببرید.

طرح اختلاط طراحی: برای به دست آوردین این معیار باید کیفیت متریال مورد استفاده در مراحل تولید انتقال و جانمایی را از طریق آزمایش های مختلف مورد بررسی قرار دهند. این طرح برای احداث پروژه های بزرگ مناسب است.

طرح اختلاط اسمی: اما این طرح که برای پروژه های کوچک مناسب است در واقع از پیش تعیین شده می باشد. این طرح از ضریب اطمینان کافی برخوردار بوده و از بروز مشکلات در حین ساخت جلوگیری می کند، بهتر است از آن برای احداث ساختمان هایی با مصرف پایین مورد استفاده قرار گیرد.

 اهمیت عیار بتن

تعیین مقدار سیمان، مهم‌ترین بخش کار در طرح اختلاط بتن است. سیمان در بتن نقش اتصال و چسبندگی دارد. از آن‌جا که بتن برای مقابله با تنش‌های مختلف طراحی می‌شود، تعیین مقاومت کلی یک نمونه، به مقدار و نوع سیمان وابسته است.

عیار پارامتری مهم در تعیین مقاومت است و در روابط متعددی، مقاومت بتن مستقیماً از عیار آن به دست می‌آید. در ادامه بعضی از این روابط ارائه شده است.

رابطه عیار و مقاومت مشخصه

مقاومت بتن به صورت مگاپاسکال بیان می‌شود. روش تعیین مقاومت فشاری بتن، با یک نمونه ۲۸ روزه مکعبی با ضلع ۱۰ سانتی‌متر تعیین می‌شود. برای تعیین روابط بین مقاومت و عیار سیمان، بیشتر نتایج مطالعات تجربی به یک رابطه ریاضی تبدیل می‌شود.

نمونه استوانه‌ای بتن، جهت تخمین مقاومت فشاری بتن

رابطه‌ای برای محاسبه مقاومت مشخصه بر حسب عیار سیمان در فهرست بها ارائه شده است که Fc=(w/10)-9 فرمول آن است. در این رابطه Fc مقاومت مشخصه بتن بر اساس آیین‌نامه یا همان نمونه استوانه‌ای بر حسب مگاپاسکال و w عیار سیمان بر حسب کیلوگرم است. مثلاً یک نمونه بتن با ۳۵۰ کیلوگرم سیمان، مقاومتی در حدود ۲۶ مگا پاسکال دارد.

در رابطه دیگری از مقدار عیار، ۵۰ واحد کم کرده تا مقاومت فشاری ۲۸ روزه نمونه مکعبی بر حسب کیلوگرم بر سانتی‌متر مکعب به دست آید. برای محاسبه مقاومت نمونه ۷ روزه، کافی است مقاومت نمونه ۲۸ روزه در ۰٫۷۵ ضرب شود.

در روابط موجود اگر مقاومت مشخصه، مستقیم ارائه نشده باشد، باید ابتدا مقاومت نمونه مکعبی یا استوانه‌ای را با استفاده از ضرایب مناسب تبدیل کرد و سپس برای تعیین دقیق عیار به کار برد.

انتخاب عیار مناسب برای سازه

یکی از دیدگاه‌های رایج و غلط در مورد بتن، مصرف زیاد سیمان برای افزایش مقاومت است. در واقع مصرف بی‌نهایت سیمان سبب افزایش مقاومت بی‌نهایت بتن نخواهد شد؛ یعنی یک حد بیشینه مقاومت برای بتن در اثر مصرف زیاد سیمان وجود داشته و حتی امکان تضعیف بتن در اثر افزودن مجدد سیمان نیز وجود دارد.

هر سازه بتنی برای طراحی به عیاری متفاوت نیاز دارد.

برای این منظور طبق مشاهدات قبلی برای رسیدن به مقاومت مد نظر بتن، مقداری کلی برای مقاومت مشخصه ارائه می‌شود. مثلاً برای مقاومت ۲۵ مگاپاسکال، عیار ۳۰۰ کیلوگرم مقدار مناسبی است.

عیار سیمان دیوار، سقف، فونداسیون

در یک ساختمان قسمت‌های دیوار، سقف و فونداسیون نیاز به بتن قوی و مستحکم دارند؛ یعنی مقاومت بتن باید استانداردهای لازم را داشته باشد. به طور معمول بتن سازه‌ای با مقاومت ۲۵ مگاپاسکال، کمترین حد قابل قبول آن است.

البته برخی برای پی ساختمان حد مجاز ۲۰ مگا پاسکال را نیز قبول می‌کنند. پس در یک ساختمان، کمترین عیار سیمان مربوط به پی است، ولی بتن دیوار، ستون، طبقات، سقف و دال بتنی نیاز به مقادیر بیشتری سیمان دارد.

اسلامپ بتن، جزو عوامل مؤثر در تعیین عیار بتن است.

عیار بتن پی و فونداسیون حدود ۳۰۰ کیلوگرم و نسبت حجمی ماسه ۴ واحد و نسبت شن ۲ واحد و مقدار سیمان را یک واحد در نظر می‌گیرند. نسبت آب به سیمان هم در بتن‌های عادی نهایتاً برابر ۰٫۵ در نظر گرفته می‌شود. با توجه به افزایش نیاز مقاومت، عیار هم در سایر قطعات سازه‌ای افزایش می‌یابد.

بتن مگر یا نظافت برای مسطح نمودن و صاف کردن سطح کار است. برای مثال برای اجرای فونداسیون یا کفسازی بتنی و حتی راهسازی، از بتن مگر استفاده می‌شود. این بتن حد فاصل بین لایه زیرین و نامسطح، مثل مناطق سنگلاخی یا حتی شن‌های ناپایدار است. پس نباید انتظار مقاومت چندانی از این لایه بتنی داشت.

روش محاسبه عیار بتن

طرح اختلاط، بهترین روش محاسبه مقدار سیمان است. یکی از مهم‌ترین فاکتورهای محاسبه عیار سیمان، مقاومت لازم است. برای محاسبه عیار، لازم است کارایی یا روانی بتن در نظر گرفته شود. دوام و پایایی بتن نیز در تعیین دقیق مقدار سیمان لازم مؤثر است. عیار سیمان در کارهای کوچک به صورت تجربی و در محل تعیین می‌شود، ولی عیار سازه‌ای پروژه‌های بزرگ باید در کارخانه ساخت بتن و توسط مهندس کنترل کیفی تعیین شود.

در تعیین مقدار سیمان لازم برای ساخت بتن، باید خود سیمان و نوع آن ‌را هم در نظر گرفت. تیپ سیمان، نرمی سیمان و اندازه ذرات سیمان نیز در مصرف عیار مؤثر هستند. در محاسبه عیار سیمان لازم است تأثیرات آب و هوا و حتی مواد را هم در نظر بگیرید. یکی از موارد مؤثر در مقدار سیمان، جایگزینی پوزولان به جای سیمان است. در مواردی مانند هوای گرم، نیاز به کاهش سیمان برای کاهش حرارت ناشی از هیدراسیون وجود دارد.