فرآورده‌های سیمانی — مبحث ۵ مقررات ملی ساختمان (فصل ۱۰)
خلاصه درسنامه، نکات کلیدی و نمونه سوال «فرآورده‌های سیمانی» (بند ۵-۱۰) از مبحث پنجم مقررات ملی ساختمان (مصالح و فرآورده‌های ساختمانی). این فصل در آزمون تعاملی سایت ۲۰ سوال دارد.
فهرست مطالب
- تعریف (۵-۱۰-۱)
- بتن پرمقاومت و بتن سبک (۵-۱۰-۲-۱ الف، ب)
- بتن‌های پاششی، پلیمری، خودمتراکم، الیافی و رنگی (۵-۱۰-۲-۱ پ تا چ)
- بلوک‌های سیمانی، موزاییک و ورق‌های الیاف‌دار (۵-۱۰-۲-۲ تا ۸)
- آب مصرفی و مواد افزودنی بتن (۵-۱۰-۳-۱-۱ و ۲)
- الزامات ویژه‌ی بتن پرمقاومت و بتن الیافی (۵-۱۰-۳-۱-۳ و ۴)
- بتن خودمتراکم‌شونده و بتن اصلاح‌شده با پلیمر (۵-۱۰-۳-۱-۵ و ۶)
- استانداردهای محصولات (۵-۱۰-۳-۱-۱۰ تا ۱۴)
- ایمنی/بهداشت و سازگاری (۵-۱۰-۴ و ۵-۱۰-۵)
خلاصه درسنامه
تعریف (۵-۱۰-۱)
- فرآورده‌های سیمانی، محصولاتی هستند که ماده‌ی چسباننده‌شان یکی از انواع سیمان‌های فصل سیمان هیدرولیکی همین مبحث است.
- مواد افزودنی بتن، موادی‌اند که علاوه بر سیمان، آب و سنگدانه، هنگام اختلاط به بتن یا سایر مواد پایه‌ی سیمانی اضافه می‌شوند و برخی خواص بتن تازه یا سخت‌شده را اصلاح می‌کنند.
بتن پرمقاومت و بتن سبک (۵-۱۰-۲-۱ الف، ب)
- بتن پرمقاومت: مقاومت فشاری مشخصه‌ی بیش از ۵۰ مگاپاسکال؛ برای مقاومت بیش از ۲۰ مگاپاسکال، نسبت‌های بهینه‌ی مخلوط باید از طریق مطالعات آزمایشگاهی تعیین شود.
- بتن سبک، سه نوع دارد: غیرسازه‌ای (تیغه/عایق صوتی کف؛ وزن مخصوص کمتر از ۸۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب؛ مقاومت فشاری ۰٫۳۵ تا ۷ مگاپاسکال)، سازه‌ای (وزن مخصوص ۱۴۰۰ تا ۱۹۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب؛ حداقل مقاومت فشاری ۱۷ مگاپاسکال)، و متوسط (وزن مخصوص ۸۰۰ تا ۱۴۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب؛ مقاومت ۷ تا ۱۷ مگاپاسکال).
بتن‌های پاششی، پلیمری، خودمتراکم، الیافی و رنگی (۵-۱۰-۲-۱ پ تا چ)
- بتن پاششی (شاتکریت): بتن یا ملاتی که پنوماتیک (ضربه‌ای) به سطح پاشیده می‌شود؛ دو گروه: مخلوط خشک (آب از سرلوله اضافه می‌شود) و مخلوط تر (آب پیش از پاشش مخلوط می‌شود). طبق استاندارد ۱۸۸۸۵ بتن پاششی خشک آماده به دو نوع و بر اساس خواص فیزیکی به ۴ دسته رده‌بندی می‌شود.
- بتن اصلاح‌شده با پلیمر: از ترکیبات پلیمری (لاتکس) برای بهبود خواص استفاده می‌کند. بتن خودمتراکم‌شونده: قابلیت جاری‌شدن، پوشش‌دادن آرماتور با تراکم زیاد، بدون جداشدگی و بدون لرزاندن مکانیکی.
- بتن الیافی: از سیمان، آب، شن، ماسه و الیاف (فولاد، پلیمر، شیشه، طبیعی) ساخته می‌شود؛ الیاف مقاومت کششی را افزایش و عرض ترک را کنترل می‌کند.
- بتن رنگی: با رنگدانه‌های پایدار در برابر اشعه‌ی آفتاب تولید می‌شود؛ باید تمهیداتی برای جلوگیری از تراوش آهک به سطح (که جلوه‌ی رنگ را کم می‌کند) اندیشیده شود.
بلوک‌های سیمانی، موزاییک و ورق‌های الیاف‌دار (۵-۱۰-۲-۲ تا ۸)
- بلوک سیمانی: باربر/غیرباربر، و بلوک سیمانی سقفی (توخالی، بین دو تیرچه). بلوک سیمانی سبک‌دانه بر اساس چگالی ظاهری خشک دو دسته دارد: سبک (کمتر از ۱۷۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب) و نیمه‌سبک (۱۷۰۰ تا ۲۰۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب)؛ طبق استاندارد ۷۷۸۲ در چهار رده‌ی وزن مخصوص (۵۰۰-۷۰۰، ۷۰۰-۱۰۰۰، ۱۰۰۰-۱۷۰۰، ۱۷۰۰-۲۰۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب).
- بلوک بتن هوادار اتوکلاوشده (بتن گازی): با عامل حباب‌ساز (مانند پودر آلومینیم) و عمل‌آوری تحت فشار بخار؛ سه رده‌ی مقاومتی (۲٫۵، ۵ و ۷٫۵ مگاپاسکال)؛ جرم حجمی اسمی ۴۰۰ تا ۸۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب.
- بلوک بتنی سبک اسفنجی (سلولی، CLC): تخلخل با ماده‌ی کف‌ساز یا فرآیند شیمیایی، بدون اتوکلاو؛ چهار رده‌ی مقاومتی (۲، ۲٫۵، ۳٫۵ و ۶٫۵ مگاپاسکال)؛ جرم حجمی اسمی ۴۰۰ تا ۸۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب.
- موزاییک: کف‌پوش متراکم‌شده از مصالح سنگی، سیمان و آب؛ به روش پرس/ویبره/هر دو تولید می‌شود؛ انواع: موزاییک سیمانی ساده (بدون سنگدانه‌ی تزئینی) و موزاییک سنگ‌دار (با سنگدانه‌ی صیقل‌پذیر، در ۵ گروه بر اساس اندازه‌ی دانه).
- ورق‌های سیمانی الیاف‌دار (تخته‌های سیمانی): از چسباننده‌ی هیدرولیکی یا سیلیکات کلسیمی با الیاف آلی/سنتزی (آزبست ممنوع؛ جایگزین‌ها: الیاف شیشه، پلی‌پروپیلن، فولاد، آرامید و...)؛ نوع الف برای کاربری بیرونی (در معرض تابش/بارش) و نوع ب برای کاربری داخلی یا بیرونی محافظت‌شده.
آب مصرفی و مواد افزودنی بتن (۵-۱۰-۳-۱-۱ و ۲)
- آب آشامیدنی تمیز و بی‌بو را می‌توان بدون آزمایش در بتن به کار برد (مگر سوابق قبلی نامناسب‌بودنش را نشان دهد). حداکثر مواد زیان‌آور آب طبق استاندارد ۱۴۷۴۸.
- شرایط آب غیرآشامیدنی قابل‌قبول: مقاومت ۷ و ۲۸ روزه‌ی ملات ساخته‌شده با آن حداقل ۹۰٪ نمونه‌ی ساخته‌شده با آب مقطر؛ زمان گیرش اولیه بیش از یک ساعت تفاوت نداشته باشد؛ چربی معدنی آب از ۲٫۵٪ وزن سیمان بیشتر نباشد.
- افزودنی‌های بتن باید با استاندارد ۲-۲۹۳۰ مطابقت داشته باشند؛ کلرید کلسیم فقط در بتن بدون فولاد مجاز است و حداکثر مصرفش ۲٪ وزنی سیمان است.
- افزودنی‌های رایج: کندگیرکننده، حباب‌هواساز، زودگیرکننده، زودسخت‌کننده، نگه‌دارنده‌ی آب، روان‌کننده، فوق‌روان‌کننده و کاهنده‌ی جذب آب؛ می‌توانند تک‌منظوره یا چندمنظوره باشند.
الزامات ویژه‌ی بتن پرمقاومت و بتن الیافی (۵-۱۰-۳-۱-۳ و ۴)
- در بتن پرمقاومت: مقدار سیمان مناسب بین ۳۹۰ تا ۸۶۰ کیلوگرم بر مترمکعب؛ نسبت آب به سیمان بین ۰٫۳ تا ۰٫۵ (هرگز کمتر از ۰٫۲۶)؛ برای مقاومت تا ۶۰ مگاپاسکال، حداکثر اندازه‌ی شن ۱۹ یا ۲۵ میلی‌متر؛ برای تا ۱۰۰ مگاپاسکال، ۹٫۵ یا ۱۲٫۵ میلی‌متر؛ مقاومت فشاری باید در سن ۵۶ روز اندازه‌گیری شود (مگر بتن زودرس، که در ۲۸ روز سنجیده می‌شود).
- در بتن الیافی: برای مقاومت فشاری بیش از ۶۰ مگاپاسکال، مقاومت کششی الیاف فولادی باید بیش از ۱۵۰۰ مگاپاسکال باشد؛ برای جلوگیری از قلوه‌کندگی در آتش‌سوزی، می‌توان از الیاف پلی‌پروپیلن به مقدار ۰٫۳۵٪ حجم بتن استفاده کرد؛ برای سنجش کارایی نباید از اسلامپ، بلکه باید از اسلامپ معکوس یا آزمون زمان ویبی استفاده شود.
بتن خودمتراکم‌شونده و بتن اصلاح‌شده با پلیمر (۵-۱۰-۳-۱-۵ و ۶)
- بتن خودمتراکم‌شونده سه مشخصه‌ی اصلی دارد: قابلیت جاری‌شدن، قابلیت عبور از شبکه‌ی آرماتور، و قوام (پایداری، بدون جداشدگی سنگدانه). حداکثر اندازه‌ی سنگدانه توصیه‌شده ۲۰ میلی‌متر است؛ روانی مخلوط با فوق‌روان‌کننده‌های ممتاز مانند پلی‌کربوکسیلات تأمین می‌شود.
- بتن اصلاح‌شده با پلیمر (لاتکس): فقط لاتکس‌های غیریونی باید استفاده شوند (کاتیونی/آنیونی پایداری لازم را ندارند)؛ تمام لاتکس‌ها باید حاوی ماده‌ی ضدکف باشند؛ پلیمرهای حاوی کلراید در بتن آرمه ممنوع‌اند (خوردگی میلگرد)؛ مقدار بهینه‌ی لاتکس بین ۸ تا ۲۰٪ وزن سیمان است.
استانداردهای محصولات (۵-۱۰-۳-۱-۱۰ تا ۱۴)
- بلوک سیمانی توخالی طبق استاندارد ۱-۷۰؛ بلوک سبک طبق ۷۷۸۲؛ بلوک بتن هوادار اتوکلاوشده طبق ۸۵۹۳؛ بلوک بتن سبک اسفنجی طبق ۱۴۵۰۴؛ موزاییک داخلی/خارجی طبق ۱-۷۵۵ و ۲-۷۵۵.
- ورق صاف سیمانی الیاف‌دار طبق استاندارد ۷۵۱۵؛ ورق موج‌دار سیمان‌الیافی بام‌پوش طبق ۱۲۲۷۶؛ ملات بنایی آماده طبق ۲-۷۰۶؛ سقف‌پوش بتنی طبق ۱۲۶۰۳؛ سنگ بتنی طبق ۱۲۰۳۸.
- آزمایش‌های بلوک سیمانی توخالی (استاندارد ۲-۷۰): ابعاد و رواداری، مقاومت فشاری، جذب آب، وزن مخصوص توده‌ای؛ آزمایش‌های موزاییک (استاندارد ۷۵۵): ابعاد، گونیابودن، مقاومت خمشی، سایش، سرخوردن، جذب آب و یخ‌زدگی.
ایمنی/بهداشت و سازگاری (۵-۱۰-۴ و ۵-۱۰-۵)
- هنگام تولید فرآورده‌های سیمانی باید ضوابط فصل سیمان رعایت شود؛ در تماس مستقیم با مواد افزودنی باید از دستکش استفاده شود؛ در دفع مواد افزودنی باید از آلودگی محیط زیست جلوگیری شود.
- در نقاط مرطوب، فرآورده‌های سیمانی نباید مستقیما مجاور گچ قرار گیرند؛ از مواد اسیدی و پاک‌کننده‌های اسیدی روی فرآورده‌های سیمانی باید پرهیز شود؛ نمای بتنی باید در برابر باران اسیدی با پوشش مناسب حفاظت شود.
- ملات/بتن اصلاح‌شده با لاتکس، در معرض دائمی آب، خواص مکانیکی‌اش افت می‌کند؛ بنابراین نباید در ساختمان‌های مستمرا در معرض آب استفاده شود. در طراحی مخلوط برای شرایط آسیب‌رسان محیطی، مراجعه به مبحث نهم ضروری است.
اعداد و ضوابط کلیدی این فصل
| موضوع | مقدار / ضابطه |
|---|---|
| مرز مقاومت بتن پرمقاومت | بیش از ۵۰ مگاپاسکال |
| مقاومت فشاری بتن سبک سازه‌ای | حداقل ۱۷ مگاپاسکال؛ وزن مخصوص ۱۴۰۰-۱۹۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب |
| مقدار سیمان مناسب در بتن پرمقاومت | ۳۹۰ تا ۸۶۰ کیلوگرم بر مترمکعب |
| نسبت آب به سیمان بتن پرمقاومت | ۰٫۳ تا ۰٫۵ (هرگز کمتر از ۰٫۲۶) |
| سن سنجش مقاومت بتن پرمقاومت | ۵۶ روز (یا ۲۸ روز برای نوع زودرس) |
| مقاومت کششی حداقل الیاف فولادی (بتن >۶۰ مگاپاسکال) | بیش از ۱۵۰۰ مگاپاسکال |
| سه مشخصه‌ی بتن خودمتراکم‌شونده | قابلیت جاری‌شدن، قابلیت عبور، قوام (پایداری) |
| رده‌های مقاومتی بتن گازی اتوکلاوشده | ۲٫۵، ۵ و ۷٫۵ مگاپاسکال |
| رده‌های مقاومتی بلوک بتنی سبک اسفنجی (CLC) | ۲، ۲٫۵، ۳٫۵ و ۶٫۵ مگاپاسکال |
| مرز چگالی بلوک سیمانی سبک/نیمه‌سبک | کمتر از ۱۷۰۰ / ۱۷۰۰-۲۰۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب |
| حداکثر مصرف کلرید کلسیم | ۲٪ وزنی سیمان، فقط در بتن بدون فولاد |
| مقدار بهینه‌ی لاتکس در بتن پلیمری | ۸ تا ۲۰٪ وزن سیمان |
| قاعده‌ی کلیدی سازگاری بتن لاتکسی | نباید در ساختمان‌های مستمرا در معرض آب استفاده شود |
نمونه سوال با پاسخ تشریحی
سوال ۱: فرآورده‌های سیمانی طبق بند ۵-۱۰-۱-۱ چگونه تعریف می‌شوند؟
الف) محصولاتی که ماده‌ی چسباننده‌شان یکی از انواع سیمان‌های فصل سیمان هیدرولیکی است
ب) فقط محصولات ساخته‌شده از آهک
ج) هر محصولی که حاوی شن باشد
د) فقط رنگ‌های پایه‌ی سیمانی
پاسخ صحیح: گزینه الف — محصولاتی که ماده‌ی چسباننده‌شان یکی از انواع سیمان‌های فصل سیمان هیدرولیکی است
طبق بند ۵-۱۰-۱-۱، فرآورده‌های سیمانی محصولاتی هستند که ماده‌ی چسباننده‌شان یکی از انواع سیمان‌های گفته‌شده در فصل سیمان هیدرولیکی همین مبحث است.
طبق بند ۵-۱۰-۱-۱، فرآورده‌های سیمانی محصولاتی هستند که ماده‌ی چسباننده‌شان یکی از انواع سیمان‌های گفته‌شده در فصل سیمان هیدرولیکی همین مبحث است.
سوال ۲: تفاوت اصلی بتن پاششی مخلوط خشک و مخلوط تر، طبق بند ۵-۱۰-۲-۱ (پ)، در چیست؟
الف) در مخلوط خشک اکثر آب از سرلوله اضافه می‌شود؛ در مخلوط تر آب پیش از ورود به بخش پاشنده مخلوط می‌شود
ب) مخلوط خشک هرگز آب ندارد
ج) مخلوط تر فقط برای سقف استفاده می‌شود
د) تفاوتی با هم ندارند
پاسخ صحیح: گزینه الف — در مخلوط خشک اکثر آب از سرلوله اضافه می‌شود؛ در مخلوط تر آب پیش از ورود به بخش پاشنده مخلوط می‌شود
طبق بند ۵-۱۰-۲-۱ (پ)، در بتن پاششی مخلوط خشک اکثر آب مخلوط از محل سرلوله اضافه می‌شود، در حالی که در بتن پاششی مخلوط تر آب و سایر مصالح عمدتا پیش از ورود به بخش پاشنده مخلوط می‌شوند.
طبق بند ۵-۱۰-۲-۱ (پ)، در بتن پاششی مخلوط خشک اکثر آب مخلوط از محل سرلوله اضافه می‌شود، در حالی که در بتن پاششی مخلوط تر آب و سایر مصالح عمدتا پیش از ورود به بخش پاشنده مخلوط می‌شوند.
سوال ۳: بلوک‌های بتن هوادار اتوکلاوشده، طبق بند ۵-۱۰-۲-۴، از نظر رده‌ی مقاومتی در چند دسته و با چه مقادیری تقسیم می‌شوند؟
الف) دو دسته: ۱ و ۲ مگاپاسکال
ب) سه دسته: ۲٫۵، ۵ و ۷٫۵ مگاپاسکال
ج) چهار دسته: ۲، ۲٫۵، ۳٫۵ و ۶٫۵ مگاپاسکال
د) بدون رده‌بندی مقاومتی
پاسخ صحیح: گزینه ب — سه دسته: ۲٫۵، ۵ و ۷٫۵ مگاپاسکال
طبق بند ۵-۱۰-۲-۴، بتن‌های گازی (بلوک بتن هوادار اتوکلاوشده) از نظر رده‌ی مقاومتی به سه دسته با مقاومت‌های ۲٫۵، ۵ و ۷٫۵ مگاپاسکال تقسیم می‌شوند (چهار دسته‌ی ۲، ۲٫۵، ۳٫۵ و ۶٫۵ مربوط به بلوک سبک اسفنجی CLC است).
طبق بند ۵-۱۰-۲-۴، بتن‌های گازی (بلوک بتن هوادار اتوکلاوشده) از نظر رده‌ی مقاومتی به سه دسته با مقاومت‌های ۲٫۵، ۵ و ۷٫۵ مگاپاسکال تقسیم می‌شوند (چهار دسته‌ی ۲، ۲٫۵، ۳٫۵ و ۶٫۵ مربوط به بلوک سبک اسفنجی CLC است).
سوال ۴: طبق بند ۵-۱۰-۳-۱-۳ (ذ)، مقاومت فشاری بتن‌های پرمقاومت باید در چه سنی اندازه‌گیری شود؟
الف) ۷ روز، همیشه
ب) ۵۶ روز (مگر بتن پرمقاومت زودرس که در ۲۸ روز سنجیده می‌شود)
ج) ۹۰ روز، بدون استثنا
د) ۱ روز
پاسخ صحیح: گزینه ب — ۵۶ روز (مگر بتن پرمقاومت زودرس که در ۲۸ روز سنجیده می‌شود)
طبق بند ۵-۱۰-۳-۱-۳ (ذ)، مقاومت فشاری بتن‌های پرمقاومت باید در سن ۵۶ روز اندازه‌گیری شود، مگر آنکه بتن پرمقاومت زودرس مدنظر باشد که مقاومت در سن ۲۸ روز معیار قرار می‌گیرد.
طبق بند ۵-۱۰-۳-۱-۳ (ذ)، مقاومت فشاری بتن‌های پرمقاومت باید در سن ۵۶ روز اندازه‌گیری شود، مگر آنکه بتن پرمقاومت زودرس مدنظر باشد که مقاومت در سن ۲۸ روز معیار قرار می‌گیرد.
سوال ۵: سه مشخصه‌ی اصلی بتن خودمتراکم‌شونده، طبق بند ۵-۱۰-۳-۱-۵ (الف)، کدام‌اند؟
الف) قابلیت جاری‌شدن، قابلیت عبور از شبکه‌ی آرماتور، و قوام (پایداری)
ب) رنگ، بو و طعم
ج) وزن، حجم و دما
د) زمان گیرش اولیه، ثانویه و نهایی
پاسخ صحیح: گزینه الف — قابلیت جاری‌شدن، قابلیت عبور از شبکه‌ی آرماتور، و قوام (پایداری)
طبق بند ۵-۱۰-۳-۱-۵ (الف)، بتن خودمتراکم‌شونده سه مشخصه‌ی اصلی دارد: قابلیت جاری‌شدن، قابلیت عبور از فضاهای تنگ شبکه‌ی آرماتور، و قوام (پایداری بدون جداشدگی سنگدانه).
طبق بند ۵-۱۰-۳-۱-۵ (الف)، بتن خودمتراکم‌شونده سه مشخصه‌ی اصلی دارد: قابلیت جاری‌شدن، قابلیت عبور از فضاهای تنگ شبکه‌ی آرماتور، و قوام (پایداری بدون جداشدگی سنگدانه).
سوال ۶: طبق بند ۵-۱۰-۳-۱-۶ (ح)، مقدار بهینه‌ی لاتکس در بتن پلیمری چه بازه‌ای دارد؟
الف) ۸ تا ۲۰ درصد جامدات خشک پلیمر و وزن سیمان
ب) ۵۰ تا ۷۰ درصد
ج) کمتر از ۱ درصد
د) بدون محدودیت بالا
پاسخ صحیح: گزینه الف — ۸ تا ۲۰ درصد جامدات خشک پلیمر و وزن سیمان
طبق بند ۵-۱۰-۳-۱-۶ (ح)، مقدار بهینه‌ی لاتکس‌ها بین ۸ تا ۲۰ درصد جامدات خشک پلیمر و وزن سیمان است؛ مقدار کمتر یا بیشتر باعث اثرات نامطلوب بر بتن می‌شود.
طبق بند ۵-۱۰-۳-۱-۶ (ح)، مقدار بهینه‌ی لاتکس‌ها بین ۸ تا ۲۰ درصد جامدات خشک پلیمر و وزن سیمان است؛ مقدار کمتر یا بیشتر باعث اثرات نامطلوب بر بتن می‌شود.
سایر فصل‌های مبحث ۵
فصل ۱: کلیاتفصل ۲: سیمان هیدرولیکیفصل ۳: آهک و فرآورده‌های آنفصل ۴: گچ و فرآورده‌های آنفصل ۵: ملات‌های ساختمانیفصل ۶: سنگ‌های ساختمانیفصل ۷: سنگدانه‌هافصل ۸: کاشی سرامیکیفصل ۹: فرآورده‌های سفالی و آجرهافصل ۱۱: قیر و قطرانفصل ۱۲: عایق‌های رطوبتیفصل ۱۳: عایق‌های حرارتیفصل ۱۴: شیشهفصل ۱۵: یراق‌آلات ساختمانیفصل ۱۶: رنگ و پوشش‌های ساختمانیفصل ۱۷: پلیمرهای ساختمانیفصل ۱۸: چوب و فرآورده‌های آنفصل ۱۹: آهن، فرآورده‌های آهنی و مصالح جوشکاریفصل ۲۰: فلزات غیرآهنیفصل ۲۱: نانومواد
مباحث مرتبط
مبحث ۵: مصالح و فرآورده‌های ساختمانیهمه مباحث ۲۴گانهآزمون آنلاینابزارهای محاسباتی