ویبره زدن یا لرزاندن بتن تازه ریخته‌شده، یکی از مهم‌ترین مراحل اجرای المان‌های بتنی است که نحوه انجام آن، تأثیر زیادی در کیفیت نهایی بتن دارد. این مرحله به قدری حساس و مهم است در بیشتر آیین‌نامه‌های دنیا به‌ویژه آیین‌نامه بتن ایران (آبا) دستورالعمل‌ها و توصیه‌هایی در خصوص آن ذکر شده. در این مطلب به نحوه ویبره زدن بتن با روش اصولی و درست برای مهندسان، عوامل اجرایی و دانشجویان عزیز پرداخته‌ایم.
ویبره زدن بتن چیست؟
بتن یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی در جهان است که نوعی ماده کامپوزیت به حساب می‌آید. هر کدام از اجزای مستقل سیمان، آب، شن و ماسه، افزودنی‌ها و هوا، درصد مشخصی از این مصالح کامپوزیت را تشکیل داده‌اند. به طوری که اگر هر کدام از این عوامل از محدوده مجاز خود کمتر یا بیشتر شوند، دوام و خواص مکانیکی بتن مورد نظر را به کلی تحت تأثیر قرار می‌دهند.
حباب هوای موجود در بتن که عامل اصلی ایجاد تخلخل است و درصد کمی از حجم را به خود اختصاص داده، در انواع خاصی از بتن به صورت عمدی و با افزودن مواد حباب‌ساز به وجود می‌آید. اما در دیگر موارد وجود حباب هوای اضافی مشکلاتی در بتن ایجاد می‌کند و باید در زمان بتن‌ریزی با روش‌ها مناسب از بتن خارج شود. تراکم بتن به معنای کاهش یا حذف هوای اضافی در بتن است که همزمان باعث روان‌تر شدن بتن و شکل‌دهی مناسب آن در قالب می‌گردد.
این کار با دو روش دستی و ویبره زدن انجام می‌شود. در روش دستی که مناسب پروژه‌های کوچک و کم‌اهمیت است، بتن ریخته‌شده به وسیله میله‌ای با طول و قطر مناسب کوبیده می‌شود تا به تراکم مطلوب برسد. این روش برای بتن‌هایی با اسلامپ متوسط به بالا کارایی دارد.
در روش ارتعاشی، از دستگاه لرزاننده مناسب برای بتن‌هایی با اسلامپ کم تا متوسط استفاده می‌شود. برای ویبره زدن بتن، لرزاننده‌های مختلفی وجود دارند که به دو روش ارتعاش داخلی و خارجی، بتن را متراکم می‌کنند.
ارتعاش داخلی: ویبراتورهای داخلی یا نفوذی در روش ارتعاش داخلی به کار می‌روند. این نوع ویبراتورها در یک مسیر دایره‌ای با شعاع کم حرکت می‌کنند و نیروی کافی جهت تراکم مخلوط بتن را فراهم می‌نمایند.
ارتعاش خارجی: ویبراتور قالب، شمشه لرزاننده و میز ویبراتور، لوازم ارتعاش خارجی بتن هستند. از این لوازم به عنوان مکمل ویبراتور داخلی در مقاطع خاص با دسترسی کم و آرماتورهای زیاد و نزدیک به هم استفاده می‌شود.
ضرورت ویبره زدن بتن
ویبره زدن بتن مزیت‌های زیادی دارد که شامل موارد زیر می‌شود:
- بتن، مخصوصا اگر اسلامپ آن پایین باشد، به خودی خود سیال نیست و به شکل قالب در نمی‌آید. با ویبره زدن بتن و غلبه بر اصطکاک میان اجزای آن، مخلوط روان‌تر می‌شود و به راحتی در میان شاخه‌های آرماتور حرکت می‌کند.
- ویبره زدن بتن باعث می‌شود تا میزان تخلخل‌های سطحی آن به حداقل برسد و ظاهر آن بهتر و یکدست‌تر شود.
- ویبره زدن و کاهش حباب‌های هوا، نفوذ پذیری بتن را کمتر می‌کند و موجب دوام بیشتر آن خواهد بود.
- با کاهش میزان تخلخل و رسیدن بتن به تراکم مطلوب، مقاومت و سایر خواص مکانیکی آن بهبود پیدا می‌کند.
البته به خاطر داشته باشید که ویبره زدن بتن اگر بیش از حد یا کمتر از حد لازم انجام شود، مشکلاتی در پی خواهد داشت. لرزاندن بتن به میزان کم، سبب غیریکنواختی سطح خواهد شد و با بالا بودن میزان حباب هوای محبوس در بتن، پدیده کرموشدگی اتفاق می‌افتد. لرزاندن بیش از حد نیز خطر جداشدگی بتن و فروریختن قالب را به همراه دارد.
راهنمای خرید یونولیت سقفی
الزامات آیین‌نامه‌ای تراکم و ویبره زدن بتن
بخش 7-5 جلد دوم از آیین‌نامه بتن ایران (ویرایش 1400) به الزامات و توصیه‌هایی در خصوص تراکم بتن اشاره دارد. تراکم بتن با اعمال لرزش، ضربه و فشار یا ترکیبی از این‌ها صورت می‌گیرد. این کار کمک می‌کند تا پس از باز کردن قاب‌ها، سطح بتن صاف و دارای کمترین نواقص و حفرات باشد.
ویبره زدن بتن معمولا با لرزاننده‌های داخلی انجام می‌شود. البته برای المانی‌هایی با ضخامت کم مثل دیوارهای نازک، ممکن است نیاز باشد از ویبراتور قالب استفاده شود. هنگام ویبره زدن هر لایه از بتن‌ریزی، باید ویبراتور را تقریبا 5 تا 10 سانتی‌متر در لایه قبلی فرو ببریم تا لایه‌های متوالی به طور کامل یکپارچه شوند.
ویبراتورهای داخلی انواع مختلفی دارند و باید بر اساس حجم بتن‌ریزی، اسلامپ و نوع سازه، از ویبراتوری با قطر، فرکانس، دامنه نوسان و شعاع عمل مناسب استفاده گردد. برای انتخاب ویبراتور متناسب با هر پروژه به جدول 7-3 از جلد دوم آیین‌نامه بتن ایران مراجعه کنید.
بر اساس بند 7-5-2-2 فواصل فرو بردن ویبراتور و مدت زمان نگداشتن آن باید به طوری تعیین شود که بتن تا حد مطلوب متراکم گردد. عمل خارج کردن ویبراتور باید با ملایمت و آرامی انجام شود تا در اثر بیرون آوردن آن، ردی روی بتن به جا نماند. ویبراتور باید به صورت عمودی وارد بتن و از آن خارج شود. از دیگر نکات مهم در روش صحیح ویبره زدن بتن، فواصل نقاطی است که ویبراتور در بتن فرو می‌رود. تعیین محل‌های فرو رفتن ویبراتور بر اساس شعاع اثر آن صورت می‌گیرد. به طوری که حداکثر فاصله بین نقاط باید 1.5 برابر شعاع اثر باشد. در نزدیکی قالب‌ها، ویبراتور باید حداکثر 0.75 برابر شعاع اثر از دیواره قالب فاصله داشته باشد. به خاطر داشته باشید که باید از چسباندن ویبراتور به آرماتورها و بدنه قالب اجتناب گردد.
عمل تراکم تا زمانی انجام می‌شود که سطح بتن در اثر رو زدن شیره آن، براق شود و دیگر شاهد خروج حباب هوا از مخلوط نباشیم. یکی از اقداماتی که کیفیت بتن را ارتقا می‌دهد و از بروز ترک‌های ناشی از نشست خمیری جلوگیری می‌کند، لرزاندن مجدد بتن است. این کار باید قبل از گیرش اولیه در شرایطی که هنوز امکان فروبردن ویبراتور در بتن باشد، انجام گیرد.
ویبره زدن بتن با لرزاننده خارجی
در مواردی که به دلیل ابعاد و شکل خاص اجزای بتنی، تراکم با ویبراتور داخلی غیرعملی باشد، با نصب لرزاننده خارجی روی بدنه قالب این کار را انجام می‌دهند. در این شرایط باید به انتخاب لرزاننده مناسب، محل اتصال و نحوه نصب آن توجه شود. ویبراتور قالب حداکثر تا شعاع 30 سانتی‌متر عمل می‌کند. برای مثال در دیوارهایی با ضخامت حداکثر 60 سانتی‌متر، می‌توان در دو طرف قالب، لرزاننده‌ای با این شعاع اثر نصب کرد؛ اما اگر ضخامت دیوار بیشتر باشد باید بخش میانی را با ویبراتور داخلی متراکم نمود.
جمع‌بندی
عمل تراکم و ویبره زدن بتن، یکی از حساس‌ترین مراحل اجرایی است که لزوما باید توسط افراد ماهر و باتجربه انجام شود. از ان جا که ویژگی‌های بتن مصرفی در پروژه‌های مختلف یکسان نیست، عمل به الزامات آیین‌نامه موجب پیشگیری از روش‌های ویبره زدن غیر اصولی و آسیب رسیدن به بتن خواهد شد.