اتصالات تیر- ستون

مطالعات اخیر روی اتصالات تیر- ستون مقاوم در برابر زلزله با استفاده از الیاف فولادی به جای بخشی از میلگردهای حلقوی ، حاکی از بهبود قابل ملاحظه مقاومت ، نرمی و جذب انرژی اتصال است .

ملاحظات مربوط به خستگی خمشی

تحقیقات اخیر نشان می دهد که افزودن الیاف به تیرهای بتنی مسلح به میلگرد عمر خستگی را و تغییر مکانها و عرض ترکها را کاهش می دهد. بر اساس این تحقیقات نتیجه گرفته می شود که اثر مفید الیاف با افزایش میزان میلگردها کاهش می یابد.

برش در تیرها

داده های آزمایشگاهی زیادی که در دست هستند نشان میدهند که الیاف اساساً ظرفیت برشی (مقاومت کششی قطری) تیرهای بتنی را افزایش می دهند. به کار بردن الیاف به جای خاموتهای قائم یا میل گردهای خم شده یا برای کمک به آنها مزایای چندی را ایجاد می کند که عبارتند از :

الف - الیاف در حجم بتن به طور یکنواخت توزیع شده و خیلی بیشتر از میلگرد های تقویتی برشی به یکدیگر نزدیک هستند .

ب - مقاومت کششی در نخستین ترک و مقاومت کششی نهایی هر دو توسط الیاف افزایش می یابند .

ج - مقاومت برشی اصطکاکی افزایش می یابد.

با استفاده از الیاف دارای انتهای آجدار می توان از انهدام فاجعه آمیز تیرهای بتنی در اثر کشش قطری جلوگیری کرد. برخی از پژوهشگران تحلیل هایی ارائه داده اند که نشان می دهد الیاف می توانند از لحاظ اقتصادی جایگزین خاموتها شوند الیاف دارای انتهای چین خورده می توانند به افزایشی چشمگیر در مقاومت برشی منجر شود . در برخی آزمایشها این افزایش حتی به 100 درصد بالغ گردیده است .

اخیرا بر اساس نتایج آزمایشگاهی روی 7 تیر دارای الیاف که چهار تیر آن خاموت هم داشته اند معادله زیر جهت برآورد Vcf پیشنهاد شده است .

Vcf=2/3Ft(d/a)0.25

Ft مقاومت کششی بتن است که از نتایج کشش مستقیم استوانه هاى 6×12 اینچی (15×30 سانتیمتری) به دست می اید.

( d/a ) نسبت عمق مؤثر به دهانه برشی است . اثرات انواع مختلف الیاف از طریق پارامتر Ft در معادله بررسی می شود. روش طراحی پیشنهاد شده همان طریق ACI 318 را در مورد محاسبه سهم خاموت در ظرفیت برشی دنبال می کند که به آن نیروی مقاوم بتن نیز که بر اساس تنش برش معادله بالا محاسبه می شود اضافه میگردد.

برش در دالها

مطالعات اخیر نشان داده اند که با افزودن الیاف فولادی قلابدار به ارماتور در دالهای بتنی مسلح ، مقاومت برشی انها بسته به درصد الیاف تا 42 درصد افزایش یابد.

شات کریت

شات کریت (بتن پاشى) دارای الیاف فولادی در ساختن سازه های گنبدی شکل ، پوشش دادن ، پایداری سنگریزه ها ، تعمیر بتن فرسوده و غیره به کار می رود. طرح سازه ها به همان طریق سازه های مرسوم مورت می گیرد ، فقط مشخصات بهبود یافته فشاری ، برشی و کششی بتن الیافی در محاسبات وارد میشوند.

فرسایش در اثر کاویتاسیون

بتن مسلح به الیاف فولادی براى تعمیر آبروهای خروجی ، حوضچه های ارامش سرریزها و قسمتهای دیگر بعضی از سدها به کار رفته است . در هر مورد از زمان تعمیر تاکنون ، با وجود ارتفاع زیاد این سدها و شگرف بودن قدرت آب خروجی بتن الیافی به بهترین نحو پایداری کرده است .

کاربردهای دیگر

بتن مسلح به الیاف و بویژه فولادی در بسیاری از جاهای دیگر نیز به کار رفته که روشهای طراحی خاص و روشنی نداشته اند. به طور مثال این موارد شامل : پیاده روها ، حفاظت خاکریزها ، پی ماشین الات ، پوشش آدم روها ، سدها ، پوشش نهرها ، تانکهای ذخیره مواد و اعضای پیش ساخته نازک می شود. مسلما با گذشت زمان و انجام تحقیقات بیشتر و کاملتر ، موارد استفاده از این نوع بتن متنوع تر و کاربرد آن نیز رایج تر خواهد شد.

استفاده و کاربرد بتن الیافی در ایران

بر اساس مطالب یاد شده بتن الیافی با مزایای ویژه خود می تواند کاربردهای وسیعی داشته باشد ، لیکن جهت به کار گیری آن در ایران لازم است که دو نکته اساسی در نظر باشد.

مورد اول :

لازم است که حداقل مقاومتی براى بتن در کلیه سازه های بتنی اعمال شود ، که این خود در کیفیت بتن ، بدون واردکردن هیچ گونه الیافی نقش موثر دارد. بدین معنی که باید اول کیفیت بتن بدون الیاف را ارتقا دهیم .

مورد دوم :

نظر به اینکه باید از پدیده «گلوله شدن» در بتن الیافی جلوگیری به عمل اید ، لذا لازم است نحوه صحیح مخلوط کردن الیاف با بتن و همچنین استفاده از روان سازها جهت افزایش کارایى فراهم اید . لازم است به این صنعت نو پا با کاربردهای فراوان ، توجه بیشتری معطوف شود و الیاف مختلف اعم از مصنوعی (مانند الیاف پلی پروپیلن) و فولادی ، به شکل مطلوب و با کیفیت مناسب ساخته شوند. سرمایه گذاری جهت ساخت الیاف و اینکه صنعت پتروشیمی به ساخت الیاف پلی پروپیلن و صنعت فولاد به ساخت الیاف فولادی مبادرت ورزند، میتواند راه گشا باشد .

بتن ریزی کف ، بتن سخت

شرکت سدید سازه مجری عملیات آرماتور بندی و بتن ریزی کف ها و سطوح صنعتی با استفاده از ماله پروانه ای می باشد . از مزایای استفاده از ماله پروانه ای ، سرعت ودقت بالا و داشتن سطحی بسیار صاف وصیقل و همچنین کاهش هزینه اجرا می باشد .
همچنین توصیه می شود با استفاده صحیح از چهار ماده به شرح ذیل، بتنی با مقاومتهای فشاری، خمشی، کششی وسایشی بالاتر از بتن معمول بدست آورد.
ساخت بتن پر مقاومت با نسبت آب به سیمان پایین
برای کاهش نسبت آب به سیمان که منجر به افزایش کارائی بتن می شود توصیه می شود یکی از مواد فوق روان کننده Conplast SP 430 یا Conplast SP 432 MS به میزان 1 درصد وزن بتن بکار رود با این کار مقاومت فشاری بتن افزایش می یابد .
استفاده از الیاف افزودنی PPF
برای افزایش مقاومت کششی وخمشی بتن، این الیاف به میزانKg/m³ 1 به بتن ساخته شده ردیف قبلی اضافه می گردد. استفاده از این الیاف باعث جلوگیری از ترک خوردگی تحت بارگذاریهای متعدد می گردد .
استفاده از پودر سخت کننده پاششی Hardtop بر روی بتن تازه
این کار همزمان با بتن ریزی انجام می شود ودر هر متر مربع حدود 7 کیلوگرم پودر بر روی بتن پاشیده
می شود وسپس با استفاده از ماله پروانه ای به پرداخت آن بر روی سطح بتن می پردازیم به نحوی که با غشاء خارجی بتن درآمیخته شود. این روش مقاومت سایشی بتن را 3 برابر می کند ضمن اینکه این مواد سخت کننده در رنگ طوسی، قرمز آجری، سبز وآبی موجود است.
استفاده از ماده عمل آوری Concure 90
در نهایت برای عمل آوری بتن می توان از ماده Concure 90 روی بتن عمل کرد.با این کار ضمن عدم نیاز به استفاده روشهای قدیمی عمل آوری،ترک های ناشی ازDrying shrinkage وPlastic shrinkage به حداقل می رسد .
5- حدود سه الی چهار هفته بعد از بتن ریزی در صورت نیاز می توان پوشش اپوکسی مناسب را بر روی این بتن اجرا نمود ویا تنها برای از بین بردن غبار زائی بتن، ماده ای نفوذی بنام Nitoflor Lithurin را بر رو آن اعمال کرد تا بدون تغییر ظاهر آن مسئله غبار زائی کاهش داده شود.

عمل آوری بتن
مقدار آبی که برای گیرش سیمان لازم است در حدود30% وزن سیمان می باشد. )30% = (E/Cاما به طوری که ملاحظه شد برای تامین و تسهیل کار در بتن ریزی صحیح مقدار آب را به 40% تا 70% می رسانند، مگر این که افزونه هایی برای روان کردن بتن به آن اضافه کنند.
با توجه به طول مدت گیرش سیمان، لازم است در تمام این مدت آب به مقدار لازم موجود باشد، و لاذا باید از تبخیر سطحی جلوگیری شود و یا روی سطح بتن آب پاشی شود. این کار "عمل آوردن بتن" نامیده می شود.
اگر این عمل آوری خوب انجام نشود، بتن به مقاومت لازم نمی رسد، و کاهش حجم آن زیاد تر می گردد، به طوری که در سطح آن ترک هایی ظاهر می شود، و یا گردی روی آن را می گیرد که مضر به حال بتن از لحاظ طول مدت دوام آن ، و حفظ میله های آهن داخل آن ، و ظاهر نما می باشد.
عمل آوری بتن باید روی تمام نمای آن به طور یکنواخت انجام شود. اگر شرایط این کار یکسان نباشد روی نما قسمت هایی با تفاوت رنگ ظاهر می شود، که از بین نخواهد رفت.
1- روش های عمل آوری بتن
* حفاظت موقتی ناتراوا
این نوع حفاظت به 3 طریق تامین می شود:
با بکار بردن قالبهای ناتراوا که در تمامی طول مدت عمل آوری بر جا خواهند بود. باید توجه داشت که بر نداشتن قالب مانع کاهش حجم بتن می گردد، پس این نکته باید مد نظر باشد.
با بکار بردن روپوش برزنتی که مستقیما در تماس با بتن باشد و یا در اطراف بتن خلاء نسبی به وجود آورد می توان منظور را حاصل کرد. جداره ها نباید با برزنت تماس داشته باشند.
روش دیگر، کاربرد مواد ویژه عمل آوری است ، به شرط این که: 
اگر روی سطح بتن بعدا پوشش می شود، ماده مذکور نباید زیانی از لحاظ پوشش داشته باشد. پس از وصول به مقصود غالبا با برس زنی ماده ویژه گیرش را از روی بتن پاک می کنند.
اگر سطح بتن پوشش دیگری نداشته باشد نباید مواد ویژه رنگی بکار برده شود.
* مرطوب نگاهداشتن 
این منظور با یکی از روش های زیر تامین می شود:
نگاهداری زیر آب،
آب پاشی یکنواخت با وسایل مکانیکی،
به کار بردن حصیر، گونی، یا پارچه کرباسی ضخیم ولی قابل نفوذ آب و یا ماسه که با آب پاشی مرتب مرطوب نگاه داشته شود،
به وجود آوردن پوششی از مه با آب پاشی به صورت گرد که قسمت مورد نظر ساختمان را در بر گیرد.
برای اینکه از ضربات حرارتی اجتناب شود، گرمای آب نباید بیش از 10 درجه سانتیگراد کمتر از دمای بتن باشد. اگر قسمتهای مختلف دارای ماند سریع التغییر باشند، احتیاطات ویژه باید رعایت شود.

1- بتن ریزی در هوای سرد 
اگر گرمای هوا بین صفر و 5 درجه سانتی گراد باشد ، مدت لازم برای گیرش طولانی تر است و سخت شدن هم آهسته تر صورت می گیرد . در زیر صفر درجه سانتی گراد ، عمل سخت شدن بتن متوقف می شود . اگر سرما به ده درجه زیر صفر برسد ، معمولاً بتن ریزی را متوقف می نمایند و صبر می کنند تا هوا مساعد شود . 
* در مرحله بتن سازی و به حسب شدت سرما ، رعایت نکات زیر مفید است : 
سیمانی که انتخاب می شود از نوع "زود سخت شونده" باشد و مقدار آن در متر مکعب از 350 کیلوگرم کمتر نشود .
فرمول بتن طوری انتخاب شود که نسبت آب به سیمان E/c کوچک باشد ، یعنی فقط در حدی باشد که برای کارآیی بتن لازم است . 
مواد تسریع کننده گیرش و یا موادی که مقدار آب مورد لزوم را کم می کند به کار برده شوند .
از روی شن و ماسه برف و یخ را پاک کنند . 
آب را تا حداکثر 70 درجه سانتی گراد گرم کنند ، تا از پدیده گیرش کاذب اجتناب شود . 
از تکنیک "گرم کردن از پیش" [29] که در قبل از عنوان اعمال حرارتی شرح داده شده ، استفاده گردد.
اطمینان حاصل شود که ، با ترتیباتی که پیش بینی شده ، می توان بتنی ساخت که در موقع ساخت گرمای آن از 5 درجه کمتر و از 40 درجه زیادتر نباشد و در موقع بتن ریزی و در زمان گیرش و شروع سخت شدن ، گرمای آن بین 15 تا 20 درجه سانتی گراد باشد . 
* در مرحله بتن ریزی در قالب باید نکات زیر رعایت شود : 
برف و یخ از روی قالبها و آهن بندیها پاک شود، 
قالبها "گرما نگهدار" باشند و احیاناً قبل از بتن ریزی باز گرم شوند ،
با احداث پناهگاههایی که در صورت لزوم گرم هم خواهند شد ، حفظ سطوح بتن در برابر سرما تامین گردد ، 
عملیات گرمایش انجام پذیر. 
هر موقع که مقاومت فشاری بتن بهMPa 5 برسد ، حفظ آن دیگر در برابر سرما ضرورت ندارد .
می توان بنابر دماهای متفاوت ، احتیاطات زیر را برای بتن ریزی در هوای سرد به عمل آورد .

2- بتن ریزی در هوای گرم 
گرما سبب تسریع در گیرش و سخت شدن بتن می شود و آب بتن را تبخیر می کند . نتیجه آن کاهش حجم (جمع شدگی) سریع است ، که خطر ترک برداری در جهات مختلف را زیاد می کند و مقاومت را پایین می آورد . 
هر قدر هوا خشک تر و محل کار بیشتر در معرض باد باشد ، اثر گرما زیادتر است ، لذا در هوای گرم باید احتیاطات لازم به عمل آید . 
* در مرحله بتن سازی 
سیمانی که به کار می رود باید با گیرش کند و حرارت هیدراتاسیون کم بوده و احیاناً ماده ای جهت به تاخیر انداختن گیرش به آن اضافه کنند . 
ترکیبی انتخاب شود که در آن نسبت E/C بزرگ باشد ، ولی این کار از مقاومت بتن می کاهد و بهتر است ماده ای رقیق کننده اضافه شود . 
مصالحی که به کار می روند ، باید در گرمای هوا پوشانده شده و با آب پاشی روی مواد سنگی و حتی خنک کردن حفاظت شوند ، به طوری که دمای بتن از 30 درجه سانتی گراد تجاوز نکند . 
برای بتن سازی آب سرد مصرف شود و در صورت اقتضا از یخ خرد شده استفاده گردد . 
* در مرحله بتن ریزی 
در صورت امکان ، به وسیله آب پاشی و احیاناً سایبان بندی برای قالبها و آهن بندیها محل بتن ریزی خنک نگاه داشته شود . 
از به کار بردن قالب فلزی تیره و کامیون سیاه رنگ برای حمل بتن خودداری گردد . 
از فاصله زمانی بین بتن سازی و بین ریزی در حد امکان کاسته شود . 
برای بتن کاریهای حجم (مانند سدهای وزنی) ، با کار گذاردن قبلی لوله های مارپیچی که از داخل آن آب سرد جریان داده می شود . داخل بتن خنک نگاهداشته شود . 
در ترتیبات عمل آوری بتن ، دقت کافی مبذول گردد . 
بتن های پاشیده شده [30] 
در این تکنیک بتن از داخل لوله ای به محل کار رسانده شده و با فشار از سر لوله به طرف جداری که باید ساخته شود ، پاشیده می شود . 
این روش در کار تونل سازی ، برای پوشش داخلی ، و در روی شیروانی ها و برشهای خاکبرداری شده ، در تثبیت جدارهای سنگی (با توام کردن با مهارهای فلزی) ، و در اجرای تعمیرات ابنیه فنی به کار می رود . 
1- روشهای بتن پاشی 
پاشیدن بتن به دو روش صورت می گیرد ، یکی روش خشک و دیگری روش مرطوب . در هر دو روش هوای فشرده به کار برده می شود . 
* بتن پاشی به صورت خشک 
در این روش ، مواد تشکیل دهنده بتن ، به صورت خشک (بدون مخلوط شدن با آب) ، به وسیله هوای فشرده ، به داخل لوله ای تا نزدیک پاشنده سرلوله به پیش رانده می شود ، و در آنجا با آب مخلوط می گردد . محلی که آب به مواد خشک افزوده می شود ، چند متر با دهانه بتن پاش فاصله دارد و در این فاصله همگن می گردد . 
* بتن پاشی به صورت مرطوب 
در این روش بتن آماده (مخلوط با آب) یا به وسیله هوای فشرده و یا با تلمبه مخصوص بتن به داخل لوله رانده می شود و پاشیدن آن از سرلوله به کمک هوای فشرده صورت می گیرد . 
2- مشخصات مصالح پاشیده شده 
به اقتضای کاری که باید انجام شود ، یا ملات سیمان ، که درشتی سنگدانه های آن حداکثر 5 میلیمتر باشد ، مصرف می کنند که گونیت [31] نامیده می شود ، یا بتنی که حداکثر درشتی دانه های شن آن از 16 میلی متر برای پاشیدن به روش خشک و 10 میلی متر برای پاشیدن به روش مرطوب بزرگتر نباشد ، به کار می برند . 
در این ملاتها و بتن ها مصالح زیر به کار برده می شود : 
سیمان به عیار بالا ، در روش خشک حداقل 300 کیلوگرم و در روش مرطوب حداقل 400 کیلوگرم ، 
مواد افزودنی از قبیل ماده تسریع کننده گیرش در روش خشک و ماده روان کننده در روش مرطوب ، 
الیاف فلزی یا الیاف پلی پروپیلن که می توان برای کاستن از کم شدن حجم یا برای افزایش مقاومت در برابر ضربه و مقاومت کششی و تغییر شکل قبل از گسستگی ، به کار برد (این نوع بتن ها را بتن الیاف دار می نامند) .

بتن ریزی در زیر آب

بتن ریز در زیر آب در ساختمانهای دریایی و آبی به کار می رود و لازمه آن : 
کاربرد روشهای ویژه برای جلوگیری از خطر آب شستگی است ، 
استفاده از فرمول مخصوص برای ترکیب بتن ، تا بتن همگنی خود را به هنگام فرو رفتن در آب حفظ کند . 
1- روشهای مورد استفاده 
برای بتن ریزی در زیر آب، چندین روش به کار برده می شود که تمام آنها حاصل یک اصل می باشند : به استثنای اولین بتنی که در زیر آب قرار داده می شود ، بقیه باید طوری ریخته شوند که در تماس با آب واقع نشوند ، بیشترین طرق مورد استفاده به شرح زیرند : 
* روش پشته پیشرو 
این روش در جاهایی به کار می رود که عمق آب کم بوده (حداکثر 8ر0متر9 و آب به حد کافی آرام باشد . روش این است که ابتدا مقداری بتن در آب ، روی شیب ساحل ، می ریزند، تا سطح بتن به بالای آب برسد ، سپس بتن ریزی را روی آن ادامه می دهند . بتن جدید مقداری را که اول ریخته شده به طرف آب می راند ، و این بتن است که در ادامه بتن ریزی ، در تماس با آب خواهد بود و بقیه محفوظ خواهد ماند . 
* روش بتن ریزی با لوله در داخل آب 
این روش به کار می رود و نتیجه بهتری دارد . طریقه عمل این است که لوله ای فلزی ، به قطر 25 تا 45 سانتی متر ، که به طور موقت پاین آن را بسته اند ، در آب فرو برده می شود و از داخل آن بتن را به پایین می فرستند ، و موقعی که وزن بتن ریخته شده از رانش آب روی دهانه بیشتر می شود ، بتن بیرون می ریزد و توده هایی به شکل حباب تشکیل می دهد که به تدریج که بتن اضافه می کنند ، بزرگتر می شود . 
لازم است که انتهای لوله در داخل بتن ریخته شده باقی بماند تا اثر آب فقط بر رویه حباب محدود گردد . این روش ، به ویژه برای بتن ریزی در زیر آب پی پیاه های پلها (تحت حفاظت سیرهای فلزی یا سد موقتی) و برای بتن ریزی شمع ها و دیوارهای جدا کننده ، در زر گل بنتونیت ، به کار برده می شود . 
2- مشخصات بتن ریخته شده در زیر آب 
مشخصات بتن مورد استفاده در زیر آب را باید آزمایشگاه متخصص و با سابقه در این نوع کار تعیین کند ، و نکات زیر رعایت شود :
چون بتن را زیر آب نمی توان لرزش داد ، لذا باید سفتی بین 14 تا 16 سانتی متر داشته باشد که با اضافه کردن موادی که حالت خمیری به بتن بدهد و یا آن را روان تر نماید می توان تامین کرد . 
مواد ریز کوچکتر از 80 میکرون (که ذرات سیمان هم جزو آن است) بیشتر از 400 کیلوگرم در متر مکعب بتن باشد ، تا در مقابل آب شستگی بهتر مقاومت کند . 
غالباً افزودنی های کاهنده مقدار آب و دیر گیراننده به کار گرفته می شوند . 
موسساتی که بتن آماده به کار تهیه می کنند ، در این موارد موادی از نوع کولوییدها به صورت گرد به بتن در حال مخلوط شدن اضافه می نمایند . این مواد با اجزای ریز بتن پوششی را به وجود می آورند ، که در برابر شسته شدن مقاوم است .

برقراری پناهگاه حفاظتی
این عمل در تکمیل روش هایی که ذکر شد و برای کاهش اثرات تشعشع آفتاب یا باران بر روی بتن تازه انجام می شود. ضمنا نباید برقرار کردن پرده هایی را در دو طرف ساختمان که جریان هوا را از روی بتن محدود می کند (جریان هوایی که سبب تسریع تبخیر می شود) فراموش کرد.
2- شرایط اجرایی عمل آوری
عمل آوری بتن پس از قالب برداری و بر حسب طول مدتی که قالب بر قرار بوده انجام می شود.
اگر روی بتن قالب بندی نداشته باشد مانند کف ها ، سطوح بالای تیرها ، و سطوح از سرگیری بتن ریزی ، عمل آوری بتن بلافاصله پس از اینکه آب زیادی را از دست داد (سطح بتن مات شد)، انجام می شود : 
طول مدت ادامه عمل آوری تابع چندین عامل است: 
سرعت سخت شدن بتن که تابع طبقه مقاومت بتن است، 
رطوبت نسبی هوا، 
گرمای هوا، 
باد، 
تابندگی آفتاب، 
از سرگیری بتن ریزی 
کمتر اتفاق می افتد که یک سازه بتنی در یک مرحله بتن ریزی شود . لذا باید در پایان بتن ریزی مرحله اول، و در ابتدای مرحله بعدی، ترتیباتی اتخاذ گردد که ظاهر بتن قابل پسند شود، و به پیوستگی مکانیکی هم خدشه ای وارد نگردد . 
برای تامین زیبایی منظر ، به هنگام تهیه طرح ، مقاطع از سرگیری بتن ریزی را مشخص می نمایند و برای حسن انجام کار باید: 
روی قالب ها ، در نقاط تعیین شده قطعه چوبهای تراشیده ای قرار داد تا در سطح بتن یک خط صاف به وجود آورد ، و یا در خط از سرگیری بتن ریزی "فرو رفتگی ایجاد شود که جزیی از منظره بنا به چشم آید . ضمناً ضخامت پوششی میله های فولادی در مقطع فرو رفته باید کافی باشد . 
نقشه آهن بندی باید طوری تهیه شود که از سرگیری بتن ریزی در مقطع پیش بینی شده میسر باشد ، البته آهنهای انتظاری که احیاناً لازم باشند ، در نقشه منظور شده باشد . 
در از سرگیری بتن ریزی باید دو گونه آماده سازی ، هر دو روی بتن مرحله اول رعایت شود : یکی بعد از بتن ریزی مرحله اول و دوم قبل از شروع بتن ریزی مرحله دوم . 
1- آماده سازی بعد از بتن ریزی مرحله اول 
از سرگیری بتن ریزی ممکن است در سطحی افقی یا سطحی قائم انجام شود ، ولی در هر حال باید سطح بتن قبلی زبر و عاری از شیره سیمان و گردوخاک و برآمدگی و تیزی قابل خورد شدن و ضایعات بتن و هر نوع ماده خارجی باشد . 
اگر سطح بتن ریزی افقی باشد ، ولو اینکه در آن آهنهای انتظار وجود داشته باشد ، بتن ریزی به سهولت انجام و سطح افقی به آسانی به دست می آید . ولی برای سطوح قائم لازم است قالبی قبلاً قرار داد تا کار به نتیجه برسد . 
قالب برای از سرگیری بتن در سطح قائم ممکن است : 
مانند سایر سطوح قسمت مورد عمل بنا باشد، 
به ترتیب فوق ولی با نصب شبکه فولادی یا قطعه فلز گسترده ، 
یا با شبکه فلزی ریز بافت که به وسیله گیره هایی کشیده شده و در جا نگهداری شده باشد . 
آماده کردن محل از سرگیری بت ممکن است در زمانهای مختلف پس از بتن ریزی مرحله قبلی انجام شود: 
- حالت بتن نسبتاً تازه و یا در حال گیرش (حدود 2 تا 3 ساعت پس از بتن ریزی) . 
آماده سازی محل از سرگیری بتن ، در این حالت تنها در سطوح افقی میسر است ، و عبارت است از شستن سطح بتن با آب تحت فشار خفیف (5 بار) که شیره سیمان را پاک کرده و سنگدانه های داخل بتن را آشکار می سازد . 
- حالت بعد از پایان گیرش بتن (3 تا 24 ساعت پس از بتن ریزی) . 
در این حالت ، آماده سازی ممکن است هم در سطوح افقی و هم در سطوح قائم ، بلافاصله پس از قالب برداری و کندن شبکه فلزی انجام شود . طرز عمل این است که سطح بتن با آب تحت فشار تا حدی که مورد نظر است پاک شود . 
- حالت پس از سخت شدن بتن 
این روش که در تمام موارد قابل اجراست ، از سایر موارد گرانتر است و در آن چکش هوایی یا کلنگ حجاری به کار برده می شود و در پی آن ، با هوای تحت فشار سطح بتن را پاک می کنند . این روش تنها در صورتی که نتوانسته باشند در شرایط قبلی اقدام کرده باشند ، اجرا می شود . 
- به تاخیر انداختن سخت شدن بتن 
یک ماده تاخیر کننده گیرش روی سطح بتن می پاشند ، تا بتوانند بدون مشکلات اضافی ، کار از سرگیری بتن را به تاخیر اندازند . در این مورد باید حداکثر توجه به سطح مورد نظر معطوف گردد ، زیرا هر تجاوزی که به سطح مورد نظر بشود ، در موقع به کار برد هوا فشرده یا آب تحت فشار ، منجر به خسارت دیدن آن خواهد شد . 
برای سطوح قائم ، بهتر است یک کاغذ مخصوص آغشته به ماده تاخیر کننده روی سطح مورد نظر چسبانده شود . در مواردی که آب تحت فشار به کار برده می شود ، باید آب یا شی به حد وفور انجام شود تا تمام آبهای آلوده به شیره سیمان تخلیه گردد . 
2- آماده کردن محل قبل مرحله دوم بتن ریزی 
برای اینکه بتن مرحله دوم بتواند گیرش را در شرایط مناسب انجام دهد ، و با بتن مرحله اول یک پارچه گردد ، کاری که معمولاً انجام می دهند ، اشباع کردن سطح بتن مرحله اول از آب است تا سطح خشک بتن مرحله ، آب بتن مرحله دوم را نکشد . 
بررسیهای زیادی جهت تهیه چسبهایی خاص برای بتن انجام شده ، که از سرگیری بتن ریزی آسان گردد . این مواد گاهی "مواد چسبان" نامیده می شود . هر چند آنها گران قیمت هستند ، ولی نتیجه کاربردشان رضایت بخش است . با این وجود در هر مورد حساسیت آنها به آب باید بررسی شود . 
کاربرد بتن در شرایط جوی سخت 
هنگامی که در کارگاه ، درجه گرمای هوا کمتر از 5 درجه سانتی گراد ، و یا بالاتر از 25 درجه باشد ، باید ترتیبات خاصی هم در مرحله بتن سازی و هم در مرحله کاربرد آن اتخاذ شود .

انواع محصولات بتنی 
با قرار دادن اعضای کششی در قطعات بتنی توان کششی آنها را بالا می برند. این تکنیک محصولات بتنی را به دو دسته اصلی قطعات بتنی غیر مسلح و قطعات بتنی مسلح تقسیم می نماید.
با بالا رفتن مهاجرت به شهر و گسترش جمعیت در آنها ، نیاز به ابنیه روز به روز افزایش می یابد. این مساله متخصصان دانش ساختمانی را بر آن داشت که در شرایط مطلوبی که در کارخانه ها فراهم می آورند در تمام طول سال قطعات بتنی را در مدت زمان کوتاه ریخته و آماده مصرف نمایند.این پیشرفت قطعات بتنی را به دو سته کلی محصولات بتنی در محل ریخته شده و محصولات بتنی پیش ساخته تقسیم می نماید.

بتن مسلح
بتن در برابر فشار مقاوم است ، مقاومت آن در برابر خورد شدگی بین N/mm2 20 – 40 است و این مقدار در بتن های محکم N/mm2100 می باشد. با این حال مقاومت بتن در برابر کشش فقط 10 در صد مقاومت فشاری آن است. فولاد به عنوان یک ماده تقویت کننده در همه جا پذیرفته شده، چون مقاومت کششی بالایی دارد و ضریب انبساط حرارتی آن نزدیک به بتن است. قرار گیری فولاد در بتن مسلح بسیار مهم است. و باید اطمینان حاصل کرد که نیروه های کششی و برشی بر فولاد منتقل می شوند. میلگردهای طولی نیروهای کششی را تحمل می کنند در حالی که میلگرد های عرضی ( خاموت) نیروهای برشی را متحمل می شوند و همچنین فولا را در داخل بتن ثابت نگه می دارند . به همبن دلیل خاموت ها بیشتر در محل هایی که نیروی برشی زیاد است و جود دارند، هرجند می توان از خم کردن میلگرد نیز برای این منظور استفاده کرد.
فولاد مورد استفاده در بتن مسلح به صورت میلگرد ، میلگرد آجدار و یا میلگرد آجدار تاییده تولید می شود . فولاد با مقاومت بالا نیز با نورد گرم به میلگرد آج دار تبدیل می شود و همچنین با آهنکاری سرد به به میلگردهای تاییده آجدار تبدیل می شود.
حد اقل مقاومت متوسط فولاد با مقاومت بالا N/mm2460 است ، تقریبا دو برابر فولاد معمولی . از فولاد ضد رنگ می توان در جاهایی که خطر خوردگی و جود دارد برای بتن مسلح استفاده کرد. شبکه های فولادی جوش کاری شده ( مش ) نیز برای تقویت دال های بتنی ، راه ها و بتن پاشیده شده به کار می رود.
پیوند بین بتن و فولاد 
برای اینکه بتن مسلح بتواند به عنوان یک ماده مرکب عمل کند باید پیوند بین بتن و فولاد محکم باشد ، به این ترتیب همه نیروهای کششی به فولاد منتقل می شوند.
شکل و وضعیت سطح فولاد و کیفیت بتن همگی بر قدرت پیوند تاثیر می گذارند.
برای اینکه کارآتر ین پیوند ممکن به دست بیاید ، باید سطح فولاد پوسته به صورت زنگ نداشته و چرب نباشد ، ولی لایه نازک رنگی را که معمولا در نگه داری در کارگاه ایجاد می شود نباید برداشت. استفاده از انتهای قلاب شده در میلگرد معمولی خط بیرون آمدن میلگردها از بتن را تحت بار کاهش می دهد، ولی بهترین چسبندگی در میلگردها ی آجدار ، که در تمام طول خود با بتن با بتن درگیر می شوند ، به و جود می آید.گاهی تقویت بتن با استفاده از قفس های پیش ساخته ( که می توان آنها را به جای بست ها و با مفتول های آهنی با جوش کاری به هم متصل کرد) انجام می شود . البته باید دانست که جوش کاری خیلی به ندرت در کارگاه بر روی خاموت ها انجام می گیرد.
این اتصالات را می توان به راحتی با مفتول فولادی که با پیچاندن سفت می شود ، محکم کرد. از فاصله نگه دارها برای تامین فاصله مناسب بین تقویت کننده ها و سطح قالب بندی استفاده می شود.
بتن مرغوب چگال بهترین پیوند با فولاد را ایجاد می کند، باید بتن اطراف میلگردها را به خوبی متراکم کرد. بنا بر این اندازه دانه بندی سنگی در بتن نباید بیش از حد اقل فاصله قطعات فلز باشد.
خوردگی فولاد در بتن مسلح
فولاد در صورتی که بتن اطراف آن مرغوب باشد به خوبی متراکم شده و خود گیری آن کامل باشد ، خودگی ندارد محیط قوی قلیایی داخل بتن ( بر اثر سیمان هیدراته ) فولاد را حفظ می کند . اما ، اگر به دلیلی فضای خالی ایجاد شود یا پوشش کافی نباشد فولاد خراب می شود. ازدیاد حجمی که در اثر زنگ زدگی ایجاد می شود سطح فولاد را پوسته پوسته می کند و در نتیجه فولاد عریان می شود و زنگ زدگی پیشرفت می کند و در نهایت زنگ در به سطح بتن رسوب می کند. در بتن مسلح نباید از زود گیرهای کلرید کلسیم استفاده کرد.چون پس مانده آن باعث خوردگی سریع فولاد می شود.برای محافظت بیشتر در برابر خوردگی می توان از فولاد ضد زنگ یا فولاد گالوانیزه ، با پوشش اپوکسی استفاده کرد.
سطح بتن بر اثر عمل کربناسیون حالت قلیایی خود را از دست می دهد و این باعث عدم محافظت از فولاد می شود . عمق کربناسیون به نفوذ پذیری بتن ، مقدار رطوبت و ترک خوردگی در سطح آن بستگی دارد. به همین دلیل میزان اسمی پوشش محافظتی فولاد داخل بتن بر اساس میزان پیش بینی شده شرایط محیطی و درجه بندی مقاومت بتن محاسبه می شود.
میزان محافظت شده محاسبه شده برای همه نو مسلح کننده از جمله میلگرد ، مفتول و الیاف مسلح کننده ثابت اعتبار دارد . گاهی می توان میزان کربناسیون را با استفاده از پوشش های محافظتی کاهش داد.
در حالی که در مورد ضخامت بتن پوششی اطراف اجزای کششی شک داریم می توان با یک دستگاه پوشش سنج ضخامت بتن را اندازه گرفت. اگر فولاد در بتن در حال پوسیدگی باشد می توان از محافظت کاتدیک به
وسیله یک جریان پیوسته که به فولاد وارد می شود برای جلو گیری از پوسیدگی بعدی استفاده کرد، این کار بتن کربناته را دوباره قلیایی می کند.

بتن پیش فشرده
مقاومت بتن در برابر فشار بالا است ولی در مقابل کشش ضعیف است. ایجاد پیش فشردگی در بتن با کابل های فولادی باعث می شود بتن همواره در تنش فشاری باقی بماند و در نتیجه میزان بار بری آن افزایش خواهد یافت. چون کابل ها در حالت فشرده قرار دارند و هر نیرویی را به نیروی فشاری تبدیل می کند و هیچ ضعفی در مقطع بتنی ایجاد نمی کند و بتن فقط تحت بارهای بسیار زیاد به کشش می افتد و ترک می خورد.
برای پیش فشرده کردن بتن دو سیستم متفاوت وجود دارد . در پیش کشیدن ، کابل ها قبل از خود گیری بتن کشیده می شود و در پس کشیدن کابل ها پس از سخت شدن بتن کشیده می شوند.
پیش کشیدن
تعداد زیادی از قطعات بتن پیش فشرده ، از جمله دال ها ی کف با روش پیش کشیدن تولید می شوند. کابل ها را به صورت آزاد در داخل قالب قرار می دهند و با دستگاه مخصوص کشش لازم را وارد می کنند. بتن ریزی را انجام می دهند و به کمک لرزاندن ، هوای آن را تخلیه می کنند و شرایط لازم برای انجام خود گیری سریع تر را فراهم می کنند.طول اضافی کابل ها را که در دو انتها به کمک قطعات مخصوص صابت شده اند می برند و بتن را تحت فشار رها می کنند . مانند بتن مسلح پیش ساخته مقطع و محل قرار گیری کابل ها بر اساس بارها ی محاسبه شده مشخص و رعایت می شود .
پس کشیدن
در روش پس کشیدن ، کابل ها را در قالب کار، داخل غلاف هایی قرار می دهند ، بتن ریزی را انجام می دهند و وقتی به اندازه کافی خود را گرفت دو سر کابل ها را به طرف بیرون می کشند . این کار به وسیله گوه های مخصوصی که به دو سر سیم ها بسته می شوند و پس از قطع شدن کشش محکم می شوند انجام می گیرد.
معمولا بتن را به ویژه در نزدیکی گوه
ها ، مسلح می کنند . در یک روش پس از کشیدن فضاهای خالی داخل غلاف را با دوغاب مخصوص پر می کنند . این کار فشار بر قلاب ها را کاهش می دهد. البته در روش دیگر سیم ها رها می مانند تا در داخل بتن آزادانه حرکت کنند. غلاف ها از تسمه های گالوانیزه یا پلی تن سنگین ساخته می شوند. ضریب پس کشیدن بر پیش کشیدن این است که می توان آنها را خمیده کرد تا در مسیر تنش قرار گیرند. به این ترتیب می توا ن بتن را به شکلی ریخت که کمترین حجم ممکن را داشته باشد . در تخریب یا دوباره سازی بهتر است بتن های پیش فشرده نچسبیده را از فشار خلاص کرد. البته تجربه نشان داده است که در صورت آزاد نکردن قطعه از فشار خطری ایجاد نمی شود. در دوباره سازی و تعییرات، سیم های تحت فشار گاهی باید دوباره قلاب دار و فشرده شوند. البته استفاده از بتن پیش فشرده جلوی جا به جایی سازه ای را نمی گیرد

بتن در نما
در بتن نما ، چه پیش ساخته چه در کارگاه نه تنها به کنترل کیفیت بالایی نیاز است بلکه باید مشخصات و جزئیات مصالح را کاملا و با دقت در نظر گرفت . و یک سطح پایانی مرغوب که هوا زدگی شکل آن را به هم نریزد به دست آورد.
عوامل اصلی موثر در ظاهر بتن عبارتند از :
- ترکیب مخلوط اولیه ( نسبت ها ، نوع مواد )

بتن پیش ساخته
قطعات بتن پیش ساخته به صورت عمودی یا افقی هستند.البته نوع دوم فراوان است.به هر حال در قطعه نما دار و یا بدون نما رعایت مشخصات وکنترل کیفیت از اهمیت زیادی برخوردار است.قالب ها معمولا از تخته چند لا یا فولاد ساخته می شوند. هرچند قالب های فولادی با دوام ترند و برای استفاده مداوم منااسب می باشند، در کارهایی که فرم های پیچیده دارند از قالب های چوبی استفاده می شود. زیرا آنها را راحت تر می توان به شکل مورد نظر درآورد. قالب ها طوری طراحی می شوند که بتن به آنها نچسبد و اندازه های آنها دقیق باشد تا از کیفیت کاراطمینان حاصل شود.
از آنجایی که برای ساخت قالب ها قیمت بالایی پرداخت می شود ، در کارها ی اقتصادی باید تعداد طرح های مختلف را کاهش داد. این مضوع می تواند اثر محسوسی در زیبایی ساختمان بگذارد .اتصالات و نگاهدارنده ها باید در داخل بتن کارگزاشته شوند و معمولا به قطعات کششی داخل بتن وصل می شند.

بتن کارگاهی
کیفیت بتن کارگاهی بستگی زیادی به قالب کار دارد، چون هر نقصی در بتن منعکس می شود. قاب باید به اندازه کافی محکم باشد تا فشار بتن تازه را تحمل کند و اتصالات باید بتوانند جلوی نشت بتن یا دوغاب آن را بگیرند. که در غیر این صورت سطح بتن به هم می ریزد . برای ساخت قالب می توان از انواع چوب ، فلزات و پلاستیک ها بسته به سطح نهایی دلخواه استفاده کرد.

مواد افزودنی [1]
اینها موادی هستند سوای سیمان ، سنگدانه و آب ، که خواص بتن را بهبود می بخشند . این مواد به مقدار بسیار کم (که به دقت اندازه گیری می شود) به کار گرفته می شوند و به هنگام اختلاط بتن به ان اضافه شده یا در سطوح مشهود ، بلافاصله پس از کاربرد بتن افزوده می شوند . 
باید توجه داشت که با مصرف این مواد نمی توان نقص در "بررسی و مطالعه قبلی بتن" یا در به کارگیری آن را جبران کرد . 
مواد افزودنی به صورت گرد ، مایه یا پولک [2]می باشند و هر کدام به اسم سازنده آن شناخته می شوند . بعضی از آنها مورد قبول دفتر معیارهای فرانسه [3] است . بدین طریق که از طرف کمیسیونی خاص بررسی شده و پس از آزمایشهای معیاربندی تایید شده است . 
اتخاذ یک ماده تقویت کننده برای موردی خاص و با توجه به نیاز کارگاه پس از آزمایشهایی که تاثیر آن ماده را تایید کند ، صورت می گیرد . باید توجه داشت که اثر بعضی از این مواد به حسب نوع سیمانی که به کار برده می شود متفاوت است . 
مواد افزودنی را به حسب خواصی که دارا می باشند ، به شرح زیر دسته بندی می کنند : 
- موادی که حالت خمیری به بتن می دهد (خمیری کننده ها) 
این ماده مایع یا به صورت گرد بسیار نرم می باشند و بتن ریزی را در قالب تسهیل می نمایند . آنها را در بتن های لاغر (کم سیمان) و یا در بتن های که ماسه مصرفی در آنها فاقد دانه هایی ریز به حد کافی باشد به کار می برند . خاصیت دیگر این افزودنی ها این است که مقدار آب لازم را تقلیل می دهند و لذا "کم کننده آب" می باشند . 
- مواد روان کننده [4] 
این مواد معمولاً مایع می باشند و در موقع بتن سازی در دستگاه بتن ساز ریخته می شوند و سبب کم شدن مالش دانه ها بین هم می گردند .

- مواد افزودنی حباب ساز [5] 
غالباً به صورت مایع و گاهی هم به صورت گرد می باشند و به آبی که برای تهیه بتن به کار می رود اضافه می شوند . خاصیت آنها این است که هوا را به صورت حبابهای بسیار زیر [6] با توزیع منظم به داخل بتن می کشانند . این حبابها بتن را روان تر کرده ، کار کردن با آن را ساده تر می کنند ؛ و سبب می شوند که بتوان از مقدار آب برای بتن سازی کاست . خاصیت دیگر این حبابها حفات بتن در برابر اثرات یخبندان است ، به این ترتیب که حبابهای هوا اثر افزایش حجم آب را خنثی کرده و بتن را حفظ می کنند . این گونه افزودنی از مقاومت بتن می کاهد . 
- افزودنی های تندگیر کننده بتن و سخت شدن آن 
این مواد را هم به هنگام ساخت بتن به آن اضافه می کند . خاصیت آنها این است که سرعت هیدراتاسیون سیمان را زیاد می کنند . این مواد که برای کارهای فوری و یا بتن کاری در سرما مفید می باشند ، باید با احتیاط به کار برده شوند ، زیر بعضی از آنها کلرورهایی دارند که به فولاد بتن مسلح زیان می رسانند . ضمناً باید دانست که کاربرد این مواد در طول زمان سبب کم شدن توان بتن می گردد . 
- افزودنی های کند گیر کننده
این مواد سبب کند شدن هیدراتاسیون سیمان می شود و در بتن ریزی در هوای گرم و یا در مواردی که زمان بیشتری برای مصرف بتن لازم باشد به کار می روند . اغلب مواد کند گیر خاصیت روان کننده نیز دارند . کاربرد کند کننده گیرش توان بتن را در طول زمان زیاد می کند . 
- افزودنی های ناتراوا کننده (پادنم ها) 
این مواد ناتراوایی بتن را در برابر آب تحت فشار افزایش می دهند و از این جهت در ساختمانهای آبی و یا در تهیه ملاتهای ناتراوا به کار برده می شوند . اگر بتن به حد کافی توپر [7] نباشد ، اثر این مواد محدود خواهد بود . این گونه افزودنی به طور کلی توان بتن را کم می کند . 
- افزودنی های ضد یخ بتن 
اثر این مواد به دو گونه است : 
موادی که با تسریع در گیرش سیمان از یخبندان بتن در طول مدت گیرش جلوگیری می کنند [8] . 
موادی که بعد از گیرش بتن مانع یخبندان می شوند [9] . 
در عمل یک نوع ماده که دارای هر دو خاصیت است یعنی هم تند و گیرکننده و هم جاذب حبابهای هوا می باشد ، به کار می برند . 
- افزودنی های عمل آور بتن 
این مواد که به صورت غشایی نازک و ناتراوا می باشند ، وری سطح خارجی بتن کشیده می شوند تا از تبخیر آب لازم برای گیرش سیمان جلوگیری شود . در هر مورد به حسب آنچه که می خواهند بعداً روی نما انجام دهنده ، احتیاط خاصی باید منظور شود . مثلاً اگر قرار باشد روی بتن نماسازی شود ، باید تمام غشا را برداشت و گرنه پوشش در قسمتهای که غشاء در آن باقی مانده به بتن نخواهد چسبید . 
- دیگر مواد افزودنی بتن 
صورت مجموع مواد افزودنی که سازندگان عرضه می کنند بسیار مفصل است . مثلاً می توان : مواد برای جلوگیری از ایجاد گردوخاک ، مواد سخت کننده نما ، مواد مخصوص برای تزریق در لوله های بتنی پیش تنیده ، موادی که حجم بتن را زیاد می کنند و غیره را ذکر کرد .

  لغزش زمین :

از  احداث ساختمان روی شیبهای ناپایدار و همچنین زمینهای که دارای لغزش کلی می باشند باید خود داری نمود، زیرا جلوگیری از لغزش این نوع زمینها تقریبا غیر ممکن است و این گونه زمینها غالبا با مطالعات زمین شناسی قابل تشخیص می باشند.  

 چنانچه احداث ساختمان در اینگونه زمینه ضرورت داشته باشد باید تدابیری لازم پیش بینی شود تا حرکات لفزشی زمین موجب بروز خرابی در ساختمان نگردد.  

بتن و بتن آرمه

مصالح

 سیمان

 سیمان پرتلند مورد مصرف در بتن باید مطابق ویژگیهای استانداردهای زیر باشد :

 الف – سیمان پرتلند، قسمت دوم تعیین و یژگیها، شماره 389 ایران.  

  ب – سیمان پرتلند، قسمت دوم تعیین نرمی، شماره 390 ایران.  

پ – سیمان پرتلند قسمت سوم تعیین انبساط، شماره 391 ایران.  

ت – سیمان پرتلند، قسمت چهارم تعیین زمان گیرش، شماره 392 ایران.  

 ث – سیمان پرتلند، قسمت پنجم تعیین تاب فشاری و تاب خمشی شماره 393 ایران.  

ج سیمان پرتلند،قسمت سوم تعیین ییدارتاسیون، شماره 394 ایران

سیمان مصرفی باید فاسد نبوده ودرکیسه های سالم  و یا  قمرنهای مخصوص سیمان تحویل و در سیلو  و یا محلی محفوظ از بارندگی و رطوبت نگهداری شود.  سیمانی که بواسطه عدم دقت در نگهداری و یا هر علت دیگر فاسد شده باشد باید فورا از محوطه کارگاه خارج شود.   مدت سفت شدن سیمان پرتلند خالص در شرایط متعارف جوی باید از 45 دقیقه زودتر و سفت شدن نهایی آن از 12 ساعت دیرتر نباشد  در انبار کردن کیسه های سیمان  باید مراقبت شود که کیسه های سیمان طبقات  تحتانی تحت فشار زیاد کیسه هایی که روی آن قرار گرفته است واقع نشود در نقاط خشک قرار دادن کیسه ها روی یک دیگر نباید از رده ردیف و در نقاط مرطوب حداکثر از 4 ردیف بیشتر باشد.  محل نگهداری سیمان باید کاملاً خشک باشد تا رطوبت به آن نفوذ ننماید.  

شن و ماسه

شن و ماسه  باید از سنگهای سخت مانند گرانیت، سیلیس و غیره، باشد.  بکار بردن ماسه های شیستی یا آهکی سست ممنوع است.  ویژگیهای شن و ماسه مصرفی باید مطابق با استاندارد های زیر باشد :

 الف – استاندارد شن برای بتن وبتن مسلح شماره 302 ایران.  

ب – استاندارد مصالح سنگی ریز دانه برای بتن و بتن مسلح شماره 300 ایران.  

 مصالح سنگی بتن را می توان از شن وماسه طبیعی و رود خانه ای تهیه نمود.  به جز موارد زیر که در آن صورت باید مصالح شکسته مصرف گردد :

در مواردی که بکار بردن مصالح شکسته طبق نقشه و مشخصات و یا دستور دستگاه نظارت خواسته شده باشد.  

 هر گاه مصالح طبیعی و یا رودخانه ای طبق مشخصات نبود ه و یا مقاومت مورد نیاز را دارد.  

 در صورتی که بتن از نوع مارک 350 و یا بالاتر باشد.  

چنانچه مخلوط دانه بندی شده با ویژگیهای استاندارد مطابقت نکند ولی بتن ساخته شده با آن دارای مشخصات مورد لزوم از قبیل تاب، وزن مخصوص و غیره باشد، دستگاه نظارت می تواند با مصرف بتن مزبور موافقت نماید.  

 شن و ماسه  باید تمیز بوده ودانه های آن پهن و نازک و یا دراز نباشد.  مقامت سنگهایی که باری تهیه شن وماسه شکسته  مورد استفاده قرار می گیرند نباید دارای مقاومت فشار کمتر از 300  کیلوگرم بر سانیتمتر مربع باشد.  

 دانه بندی ماسه باید طبق اصول فنی باشد. ماسه ای که برای کارهای بتن مسلح بکار می روند نود وپنج درصد آن باید از الک 76/4 میلیمتر عبور کند و تمام دانه های ماسه باید از سرندی که قطر سوراخهای آن 5/9 میلیمتر است عبور نماید.  دانه بندی ماسه برای بتن و بتن مسلح باید طبق جدول (4 -1-2  الف ) باشد.  

جدول شماره ( 4-1-2 – الف )

 باقیمانده مصالح بین هر دو الک متوالی  جدول فوق نباید بیش از 45 درصد وزن کل نمونه باشد.  

حداکثر لای و ذرات ریز در ماسه نباید از مقادیر زیر تجاوز نماید :

 الف – در ماسه طبیعی و یا ماسه بدست آمده از شن طبیعی                    3% حجم

ب – در ماسه تهیه شده از سنگ شکسته                                  10% حجم

برای کنترل ارقام فوق باید آزمایش زیر در محل انجام گیرد :

 در یک استوانه شیشه ای مدرج به گنجایش 200 سانتیمتر مکعب مقدار 100 سانتیمتر مکعب ماسه ریخته و سپس آب تمیز به آن اضافه کنید تا مجموع حجم 150 سانتیمتر مکعب برسد، بعد آنرا بشدت تکان داده و برای سه ساعت  به حال خود باقی گذارید.  پس از سه ساعت ارتفاع ذرات ریز که بر روی ماسه ته نشین شده و بخوبی از آن  متمایز است از روی درجات خوانده می شود و برحسب درصد ارتفاع ماسه در استوانه محاسبه می گردد درصد رس و لای ذرات ریز که بدین ترتیب بدست می آید نباید از مقادیر مشخص شده در بالا تجاوز نماید.  

 مصرف شن و ماسه ای که از خرد کردن سنگهای مرغوب و سخت در کارخانه بدست می آید  مشروط بر آنکه ابعاد دانه های  آنها در جدول دانه بندی فوق قرار گرفته باشند، نسبت به شن و ماسه طبیعی ارجحیت دارد.  

 شن وماسه بصورت حجمی و یا وزنی با پیمانه ها ویا ترازوهایی که بدین منظور تهیه شده اند اندازه گیری می شوند.  مقدار شن و ماسه مصرفی در بتن جدولی که بعدا خواهد آمد مشخص شده است.  

 ابعاد شن مصرفی برای بتن باید طوری باشد که 90 درصد دانه های آن بر روی الک 76/4 میلیمتری باقی بماند.  دانه بندی شن نباید از حدود مشخص شده در جدول شماره ( 4-1-2- ب ) تجاوز نماید.  اندازه الک طبق استاندارد شماره 295 ایران خواهد بود.   انبار کردن شن و ماسه باید به نحوی باشد که موارد خارجی  و زیان آور به آنها نفوذ نکنند.  مصالح سنگی باید بر حسب اندازه دانه ها تهیه و در محلهای مختلف انباشته شوند. مصالح درشت دانه ( شن ) باید حداقل در دو اندازه جداگانه تهیه و انباشته گردد.  مصالحی که دانه بندی آنها حدودا  بین 76-4 تا 1/38 میلی متر است باید از مرز دانه های 05/19 میلیمتری و مصالحی که دانه بندی آنها بین 76/4 تا 8/50 یا 5/64 میلیمتر است باید از مرز دانه های 4/25 میلیمتری به دو گروه تقسیم گردند.  

 آب

 آب مصرفی بتن باید تمیز و عاری از روغن و اسید و قلیایی ها واملاح و مواد قندی و آلی و یا مواد دیگر یکه برای بتن و فولاد زیانبخش است، باشد.  منبع تأمین آب باید به تایید دستگاه نظارت برسد.  آب مورد مصرف باید در مخازنی نگهداری شوند که از آلودگی با مواد مضر محافظت گردد :

 حداکثر مقدار مواد خارجی موجود در آب بشرح زیر است :

 الف – حداکثر مواد اسیدی موجود در آب باید به اندازه ای باشد که 10 میلیمتر مکعب سود سوز آور سی نرمال بتواند یک سانتیمتر مکعب آب را خنثی کند.  

 ب -   حداکثر مواد قلیایی موجود در آبباید به اندازه ای باشد که 50 میلیمتر مکعب اسدی کلریدریک دسی نرمال  بتواند یک سانتیمتر مکعب آب را خنثی کند.  

 پ – درصد مواد موجود در آب نباید از مقادیر زیر تجاوز کند :

 مواد آلی – دو دهم در هزار

 مواد معدنی – سه در هزار

 مواد قلیایی – یک درهزار

 سولفاتها – نیم در هزار

در حالتی که کیفیت آب مصرفی مورد تردید باشد در صورتی  می توان از آن استفاده نمود که تاب فشاری بتن نمونه ساخته شده با این آب حداقل 90 درصد تاب فشاری بتن نمونه ساخته شده با آب مقطر باشد.  بطور کلی مصرف آبهای آشامیدنی تصفیه شده برای ساختن بتن بلامانع است.

3-2-  انواع پی های عمیق از نظر اجرایی

چنانکه گفته شد بر اساس استاندارد  BS 8004  بریتانیا شمع ها به سه دسته طبقه می شوند:

الف- «شمع های با تغییر مکان بزرگ» که هنگام نصب و رانش درون زمین، تغییر مکان زیادی در خاک ایجاد می کنند. این شمع ها معمولاً دارای مقاطع توپر و یا تو خالی ته بسته می باشند که با شیوه کوبشی یا جک زدن به درون خاک رانده می شوند. شمع های کوبیدنی با تغییر مکان های بزرگ شامل موارد زیر هستند:

-           چوبی با مقاطع دایره ای یا مربعی، یکسره یا با اتصالات وصل شده

-           بتنی پیش ساخته شده با مقاطع تو پر یا توخالی

-           پیش تنیده با مقاطع تو پر یا توخالی

-           لوله فولادی ته بسته

-           جعبه ای فولادی ته بسته

-           لوله ای باریک شونده

-           لوله ای فولادی ته بسته و رانده شده با جک

-           استوانه ای بتنی توپر، پیش ساخته و قطور رانده شده با جک

ب- شمع های «کوبیدنی- ریختنی با تغییر مکان های بزرگ» نیز موارد زیر را شامل می شوند:

-          لوله های فولادی کوبیده شده و بعد از بتن ریزی یا بتدریج بیرون کشیده می شوند.

-          پوسته های بتنی پیش ساخته که با بتن پر می شوند.

-          پوسته های فولادی جدار نازک که داخل خاک کوبیده شده سپس با بتن پر می شوند.

پ- «شمع های با جابجایی کم»

اینگونه شمع ها نیز بصورت کوبشی یا با جک درون زمین نصب می شوند و لیکن دارای سطح مقطع نسبتاً کوچکی هستند. مثالهایی از این نوع عبارتند از مقاطع فولادی H  یا  I  شکل، لوله ها یا جعبه های فولادی ته باز که در حین نصب، خاک وارد قسمت های حفره ای مقطع می شود. اگر در حین کوبش این شمع ها درون زمین، توده خاک در حوالی نوک شمع تشکیل و قفل شود بطوریکه مانع نفوذ ستون خاک به درون حفرات مقطع شود شمع از نوع با جابجایی زیاد محسوب می شود.

«شمع های با جابجایی کم» شامل انواع زیر هستند:

-          بتنی پیش ساخته با مقاطع لوله ای ته باز کوبشی با ضربه
-          بتنی پیش تنیده با مقاطع لوله ای ته باز کوبشی با ضربه
-          مقاطع فولادی H  شکل
-          مقاطع فلزی لوله ای ته باز کوبشی که در صورت ضرورت خاک وارد شده درون لوله تخلیه می  شوند.

ت- «شمع های بدون جابجایی» یا «شمع های جایگزینی»

برای نصب این نوع شمع ها نخست حفره محل شمع با روش های حفاری مناسب حفاری شده و درون آن بتن ریزی می شود. بتن ممکن است درون غلاف ریخته شود و یا بدون غلاف بتن ریزی انجام شود. غلاف ممکن ست با پیشرفت بتن ریزی بیرون کشیده شود. در بعضی موارد ممکن است شمع های آماده چوبی، بتنی یا فولادی درون حفره قرار داده شود.

«شمع های بدون جابجایی» یا «شمع های جایگزینی» شامل انواع زیر می شوند:

-        حفر چاهک توسط روشهای متد دورانی، چنگک، بالابر هوایی و پر کردن آن بتن(در جاریز)

-        حفر چاهک با روشهای فوق و قرار دادن لوله و پر کردن آن با بتن در صورت لزوم

-        حفر چاهک و قرار دادن قطعات پیش ساخته بتنی درون آن

-        تزریق ملات سیمان یا بتن درون چاهک

-        مقاطع فولادی قرار داده شده درون چاهک

-        حفر چاهک و قرار دادن لوله فولادی بطور همزمان

2-3-  سیستم های مورد استفاده در نصب شمع

2-3-1-در شیوه استفاده از سقوط چکش برای نصب، شمع در حین فرو رفتن درون زمین در اثر ضربات چکش، به کمک دستگاه در حالت قائم نگه داشته می شود. اپراتور می تواند به کمک سیستم هیدرولیکی یا کابلی ابزار هدایت کننده را در راستای مورد نظر حرکت دهد. در این شیوه نصب، انتخاب مناسب چکش شمع کوب در عملیات نقش تعیین کننده ایدارد. تعداد ضربات چکش های معمولی که از ارتفاع رها شده و به سر شمع ضربه می زنند، تقریباً  3  تا  12  ضربه در دقیقه است. امروز غالباًاین چکش ها برای نصب سپرها و نیز برای نصب شمع در خاک های رسی خیلی نرم استفاده می شوند.

چکش های هیدرولیکی نوعی دیگر هستند که همراه سایر ملحقات کوبش بصورت گروهی عمل می کنند.

این چکش ها از چکش های پرتابی کمی سنگین ترند ولی ارتفاع پرتاب بسیار کمتری دارند و انرژی کمتری به سر شمع وارد می کنند. چکش های پنوماتیک بعداً استفاده شده و امروزه چکش های هیدرولیکی به وفور مورد استفاده قرار می گیرند. چکش های عمل کننده با سیستم بخار، فشار هوا(پنوماتیک) و یا چکش های هیدرولیکی بصورت یک طرفه عملکنند(single acting) یا دو طرفه عمل کننده(double acting) وجود دارند. چکش های عمل کننده با سیستم بخار و پنوماتیک در شرایط ساختگاهی نرم آهسته تر کار می کنند و با افزایش مقاومت زمین سرعتشان بیشتر می شود. چکش های هیدرولیکی بر عکس عمل می کنند. چکش های دیزلی بیشترین راندمان را در شرایط ساختگاهی سخت دارند و در خاک های نرم به سختی کار می کنند. معمولاًدر اوایل شمع کوبی این شرایط پیش می آید. اگر ساختگاه مناسب باشد ضربات این چکش ها زیاد است. این چکش ها باعث آلودگی هوا می شوند.

چکش های ارتعاشی به کمک جرم های دوار با خروج از مرکزیت کار می کنند و ضربات قائم بر سر شمع وارد می کنند. فرکانس این چکش ها تا  150  هرتز هم می رسد و می توان فرکانس کارکرد آن را با فرکانس طبیعی شمع ها همسان کرد. این چکش ها برای نصب شمع در خاک های ماسه ای بسیار مناسب بوده و ارتعاشات و سر و صدای کمتری نسبت به چکش های معمولی ایجاد می کنند. در خاک های رسی و یا محتوی قطعات سنگ مؤثر نیست.

2-3-2-شمع های نصب شونده درون حفره خود(Drilled shaft=DS)

تفاوت اساسی بین شمع ها و شافت های نصب شونده درون حفره ایجاد شده آنست که شمع ها عناصر پیش ساخته ای هستند که درون زمین کوبیده می شوند در حالیکه این شافت ها با شیوه نصب در محل اجرا می شوند مراحل اجرای این شافت ها عبارتند از:

-     حفاری محل نصب و ایجاد حفره درون زمین تا عمق مورد نظر برای قرار گیری شافت

-     پر کردن انتهای حفره با بتن

-     قرار دادن قفسه میلگرد درون حفره

-     بتن ریزی حفره

مهندسین و پیمانکاران ممکن است برای این نوع شالوده های عمیق اصطلاحات دیگری استفاده کنند از جمله:

-            پایه (Pier)

-            پایه با حفره از قبل ایجاد شده (Bored Pile)

-            شمع در جا ریخته شده (Cast-in-Place Pile)

-            صندوقه (Caisson)

-            صندوقه با حفره از قبل حفاری شده (Drilled Caisson)

-            شالوده در جاریز درون حفره از قبل حفاری شده (Cast-in-drilled-hole foundation)

سایر نکات لازم در خصوص شالوده های DS  عبارتند از:

-     استفاده از غلاف گذاری یا گل حفاری برای جلوگیری از ریزش ماسه های تمیز زیرتر از آب زیر زمینی که باعث گسترش حفرات در جهات جانبی می شود.

-     استفاده از غلاف گذاری یا گل حفاری برای رس های نرم، سیلت ها یا خاک های آلی به منظور جلوگیری از حرکت اینگونه خاکها به درون چاهک در هنگام حفاری

-     استفاده از کف پهن تر از تند شالوده برای افزایش باربری فشاری نوک به ویژه در خاک های مقاوم یا سنگ و همچنین افزایش توان باربری شالوده در کشش، لیکن باید به خطرات احتمالی برای عوامل اجرایی توجه داشت.

-         اسلامپ بتن برای جلوگیری مناسب درون حفره  100  تا  200  میلیمتر بسته به قطر شافت و استفاده از گل حفاری

-         امکان استفاده از سیمان متورم شونده به منظور افزایش اصطکاک جداری شالوده در تماس با خاک

3-3-2-کیسون ها (Caissons)

این شالوده ها از جعبه تو خالی تشکیل شده که به تراز دلخواه در عمق رسانده و با بتن پر می کنند. این نوع پی ها در پایه های پل زیر تر از آب رودخانه ها و دریاها قرار می گیرند. این شالوده ها می توانند با شناور شدن به محل نصب انتقال داده شده و نصب شوند. کیسون های درب باز از سمت فوقانی خود باز هستند و در انتها نوک تیز هستند تا به سهولت به درون خاک نفوذ پیدا کنند. گاهی اوقات قبل از ورود شالوده به محل لایروبی صورت می گیرد که این شیوه اقتصادی تر از حفاری از درون کیسون است. با اتکای شالوده بر روی بستر، خاک درون آن حفاری و آب نیز پمپ می شود. این عملیات تا نفوذ کیسون به عمق مطلوب ادامه می یابد.

4-3-2-شالوده های پوسته ای کوبشی و پر شده با بتن

با ترکیب خصوصیات و عملکرد شمع های کوبشی و شافت های حفاری شده(DS) می توان شالوده های پوسته را معرفی کرد که نخست پوسته با چکش به عمق مورد نظر رانده می شود و قفسه میلگرد درون آن گذاشته شده و متعاقباً با بتن پر می شود. مزایای این روش:

-       ایجاد سطح صاف برای بتن شالوده توسط لوله

-       جابجایی ایجاد شده توسط سطح کنگره ای پوسته باعث افزایش اصطکاک جداری شالوده می شود.

-       ابزار نصب به سهولت باز و بسته می شوند و دارای قابلیت نقل و انتقال خوبی است.

لیکن باید توجه داشت که:

-            هزینه ها مانند شمع کوبی زیاد است

-            قطعات شالوده قابل اتصال نیستند لذا محدودیت طول با ارتفاع شمع کوب متناسب است.

2-4-آسیب پذیری شمع ها در حین نصب

همه شمع ها هنگام نصب در معرض خطر هستند به ویژه در زمینهای خیلی سخت یا زمینهایی که سنگلاخی باشند. یک روش برای کاهش خطرات و افزایش بازده پی سازی، استفاده از پیش حفاری، استفاده از جت آب و سوراخکاری یا ابزار سخت است.

در روش پیش حفاری، حفره ای قائم با قطر کوچکتر از قطر شمع درون خاک ایجاد می گردد. با این شیوه اتصال شمع-خاک تأمین می شود و بالا زدگی خاک در سطح زمین و جابجایی خاک در جهات افقی کاهش می یابد. در روش جت آبی فشار آب از طریق روزنه انتهای لوله که در حوالی ته شمع قرار گرفته است باعث سست شدن خاک می گردد و باعث نفوذ بیشتر شمع می گردد. این شیوه در خاکهای ماسه ای و شنی مناسب و در خاکهای رسی غیر مؤثر است. غالباً از این شیوه برای رد کردن شمع از درون لایه ماسه ای و رساندن به لایه مقاوم و باربر زیرین استفاده می شود. در شیوه ای دیگر با رانش ابزارهای آهنی و حفاری خاک، شمع به درون حفره ایجاد شده رانده می شود. این شیوه زیاد معمول نیست و فقط در لایه های نازک سنگ های مستحکم استفاده می شود.

2-5-مطالعات موردی مشکلات ایجاد شده در بعضی ساختگاه های مسئله ساز در حین اجرا

در بعضی ساختگاه ها اجرای شمع با مشکلاتی مواجه بوده است. در اینگونه موارد ممکن است اخذ نمونه های خاک و داده های ژئوتکنیکی نیز دچار همان مشکلات می شود. لذا مهندس طراح و پیمانکار در این شرایط باید نهایت دقت را در برخورد صحیح با مسئله داشته باشد. تجارت موجود نشان می دهد در بعضی ساختگاه ها اجرای شمع با مشکلاتیمواجه شده است. بعضی از این ساختگاه ها عبارتند از: خاک های کربنی، ماسه های میکادار، سنگ های ضعیف، تخته سنگ های مجزا و منفرد، سنگ های ریخته شده در کف دریا، سنگ های درشت، حضور خاک های ضعیف در عمق.

به عنوان یک استراتژی و راهکار کلی می توان موارد زیر را مد نظر داشت:

-         وجود تجهیزات متنوع برای استفاده در موارد پیش بینی نشده

-         استفاده از چکش  یک سایز بزرگتر از آنچه در طراحی بدست آمده است.

-         وجود جت آب و پمپ قوی

-         توجه بیشتر به طراحی رأس و انتهای شمع برای کاهش صدمات احتمالی

-     استفاده از چوب نر