نسبت آب به سیمان چیست؟

مهم‌ترین نکته در زمان تولید ملات توجه به نسبت موادی که با هم مخلوط می‌کنیم. زیرا کیفیت محصول نهایی که به دست می‌آید به نسبت مواد مخلوط شده بستگی دارد. همچنین این نسبت در زمان بتن ریزی بسیار اهمیت دارد و در مقاومت بتن تاثیر بسزایی خواهد گذاشت. در ادامه به برسی بیشتر اهمیت این اهمیت خواهیم پرداخت.

نسبت آب به سیمان

نسبت وزنی آب به سیمان به نسبت آب به سیمان معروف است. در یک تعریف دیگر از نسبت آب به سیمان می‌توان گفت که: وزن آب موجود در یک ترکیب، تقسیم بر وزن مواد سیمانی. مواد سیمانی عبارتند از: سیمان پرتلند، سیمان مخلوط و انواع افزودنی بتن مانند خاکستر بادی، سیلیکا فوم و سرباره. به همین دلیل ممکن است به نسبت آب به سیمان، نسبت آب به مصالح سیمانی نیز گفته شود که به اختصار W/C نیز نامیده می‌شود. مقدار آب اضافه شده به سیمان در حین آماده سازی مخلوط بتن، تأثیر زیادی بر کیفیت بتن دارد.
اولین بار در سال 1918 پس از میلاد کشف شد. مقاومت بتن / ملات به مقدار خالص آب مصرفی در هر کیسه سیمان بستگی دارد. سیمان و آب تنها دو عنصر فعال شیمیایی در بتن هستند. با ترکیب آنها یک خمیر چسب مانند تشکیل می دهند که ذرات سنگدانه های معدنی بی اثر را احاطه کرده و می پوشاند، گیر می کند و پس از سخت شدن، کل محصول را به یک توده مرکب متصل می کند. بعد از سیمان، آب مهمترین عنصر در بتن است که بر تمام خصوصیات بتن سیمانی مانند دوام، استحکام و ضد آب بودن حاکم است.

وظایف اختلاط آب

برای مرطوب کردن دانه‌ها و جلوگیری از جذب آب ضروری برای ترکیب شیمیایی بین سیمان و آب که آبگیری نامیده می‌شود . برای پراکندگی مواد بر روی سطح ذرات سنگ دانه‌ها به طوری که بتوان آن را به راحتی و به صورت یکنواخت بین میله‌های تقویتی و در گوشه‌های آن قرار داد . یکی از جدیدترین پیشرفت ها در تولید بتن، کنترل آب در مخلوط است. نسبت مقدار آب به مقدار سیمان بر حسب وزن را نسبت آب به سیمان می‌گویند و مقاومت بتن به این نسبت بستگی دارد. آب تا حد زیادی بر خواص، دوام و مقاومت بتن تأثیر می گذارد.
بنابراین، باید در مصرف مقدار آب در مخلوط بسیار دقت کنید. آب بیش از حد می تواند کارایی را افزایش دهد، اما بر استحکام و دوام بتن نیز تأثیر منفی می گذارد. و آب مصرفی به مقدار کم می تواند مقاومت و دوام بتن را افزایش دهد اما کارایی آن را کاهش می دهد. به همین دلیل است که باید مقدار آبی که باید در مخلوط استفاده شود را با دقت انتخاب کنید. مشاهده می‌شود که زمانی که بتن برای دستیابی به استحکام بالاتر ارتعاش داده می‌شود، می‌توان از نسبت سیمان آب کمتری استفاده کرد.
در حالی که در مقایسه با بتن، نسبت سیمان آب بالاتری در هنگام متراکم شدن با دست مورد نیاز است. در هر دو مورد، زمانی که نسبت آب سیمان کمتر از حد عملی باشد، مقاومت بتن به سرعت به دلیل ایجاد حفره های هوا کاهش می یابد. ایجاد حفره ها همیشه قدرت آن را کاهش می دهد. از این رو، تلاش می شود تا “نسبت آب سیمان” را تا حد امکان پایین نگه دارد تا یک مخلوط بتن قوی و متراکم به دست آید.
هر مقدار آب اضافی که در زمان اختلاط به مواد تشکیل دهنده بتن اضافه شود نیز باعث جدا شدن سنگدانه ها در حین حمل و جابجایی می شود. این یکی دیگر از نقص های آب اضافی اضافه شده به مخلوط بتن است.

اعمال آب در بتن

یکی از بزرگترین عوامل تاثیر گذار بر مقاومت بتن خوب متراکم شده، سبت آب به سیمان است. این مقاومت به دو عامل بستگی دارد:

1. نسبت آب به سیمان
2. درجه‌ی تراکم

علاوه بر این، حفره‌های هوا در بتن، به این نسبت بستگی دارد. هرچه مقدار آب در این نسبت بیشتر باشد، حفره های هوا در بتن نیز بیشتر خواهد بود. در این صورت مقاومت بتن کاهش پیدا خواهد کرد. به طور کلی در بتن سخت شد، مقاومت بتن با نسبت آب به سیمان رابطه‌ی عکس دارد.

کارایی بتن

سهولت حمل و نقل بتن بدون جداسازی به عنوان کارایی بتن شناخته می شود. کارایی بتن به مقدار آب مصرفی در آن بستگی دارد.

دوام بتن

در ابتدا باید بدانید که دوام بتن به معنای عمر بی‌نهایت بتن نمی‌باشد و یا نمی‌توان گفت که بتن می‌تواند با هر شرایطی رویارو شود و آن را تحمل کند. به طوری کلی سه عامل آب، دی‌اکسید کربن و اکسیژن می‌توانند به داخل بتن وارد شده  و بر دوام آن تاثیر بگذارند. دوام بتن به سهولت وارد شدن این سیالات به آن گفته می‌شود که به اصطلاح نفوذ پذیری بتن نامیده می‌شود.
برا خمیرهای سیمانی که به یک اندازه هیدراته شده‌اند، هرچه نسبت آب به سیمان کمتر باشد نفوذپزیری نیز کمتر خواهد بود. یک استثنا برای این مطلب وجود دارد که خشک شدن خمیر سیمان، نفوذپذیری آن را افزایش خواهد داد. این امر ممکن است به دلیل جمع شدگی باشد که قسمتی از ژل موجود بین لوله‌های مویینه شکسته شود و مجاری‌هایی را برای عبور آب ایجاد کند.

تاثیر آب دادن به سیمان در بتن چیست؟

در این صورت، به ازای هر واحد از وزن سیمان در مخلوط بتن، مقدار زیادی آب وجود دارد و تعداد زیادی حفره‌ در حجم ثابتی از بتن وجود خواهد داشت. در صورت بروز چنین اتفاقی، هنگامی که واکنش هیدراتاسیون در سیط ذرات سیمان شروع می‌شود، فرآورده‌های ژل مانند هیدراتاسیون در آب به دور از سطح ذرات سیمان رسوب می‌کنند و در نهایت سبب کاهش مقاومت بتن خواهند شد و این امر دو دلیل دارد:

1. فرآورده‌های خارجی هیدراتاسیون ابعاد بزرگی دارند چرا که فضای بزرگی برای آن‌ها وجود دارد. با توجه به قانون اثر اندازه، ذرات بزرگتر مقاومت کمتری نسبت به ذرات کوچک‌تر دارند.
2. مقدار آب اضافی در واکنش مهم نیست، همین که آب بیشتر از مقدار طبیعی خود باشد، در زمان سخت شدگی بتن و آماده‌ی استفاده شدن، همچنان مقداری آب باقی خواهد ماند. این آب اضافی به مرور تبخیر شده و حفره‌هایی را در بلوک بتنی باقی می‌گذارد که سبب کاهش مقاومت بتن می‌شود.

اگر نسبت آب به سیمان در بتن کم باشد چه اتفاقی می‌افتد؟

اگر این حالت رخ دهد، زمانی که بتن در قالب ریخته می‌شود، مقدار کمی از آب در قالب بلوک باقی خواهد ماند پس حفرات کمتری خواهیم داشت. همچنین در زمان واکنش هیدراتاسیون، ژل‌های تشکیل شده، فضای کافی برای انتقال و رسوب در حفرات را ندارند بنابراین در سطح ذرات سیمان رسوب می‌کنند. این فرآورده‌ها، فرآورده‌های داخلی هیدراتاسیون نامیده می‌شوند.

چرا اگر نسبت آب به سیمان کم باشد، مقاومت بتن بیشتر خواهد بود؟

1. دلیل اول با توجه به همان تاثیر قانون اندازه می‌باشد. ژل‌های تشکیل شده با اندازه‌ی کوچک‌تر در این مورد، مقاومت بیشتری در مقایسه با زمانی که نسبت آب به سیمان بالا است، دارند.
2. با توجه به کمتر بودن مقدار آب برای هیدراتاسیون، تقریبا تمام آن در طول واکنش استفاده می‌شود. پس در واقع آبی برای تبخیر شدن باقی نخواهد ماند و از این رو، کاهش مقاومت به دلیل تشکیل حفرات، زمانی که نسبت W/C کم است، پایین‌تر خواهد بود.

تولید بتن با توجه به نسبت آب به سیمان

برای تولید بتن در محیط آزمایشگاه با ظرفیت 100 لیتر بتن، ابتدا سنگدانه‌ها را به همراه مقداری آب در بتونیر به مدت 2 دقیقه مخلوط می‌شوند. پس از این مرحله سیمان و میکروسیلیس به آن اضافه می‌شوند و در مرحله‌ی آخر آب و فوق روان کننده را در حالتی که عمل اختلاط ادامه دارد به آن اضافه می‌کنند. عمل اختلاط باید به مدت 4 تا 5 دقیقه ادامه یابد. پس از انجام آزمایش اسلامپ، بتن درون قالب‌های در نظر گرفته شده ریخته می‌شود و به مدت 24 ساعت در محیط آزمایشگاه قرار می‌گیرد.
پس از آن از محصول بدست آمده نمونه گیری می‌شود و به مدت 3 الی 4 روز در آب معمولی قرار داده می‌شود. سپس وزن آن را اندازه گیری کرده و زمانی که خشک شد مجددا آن‌ها را وزن و مقدار جذب آب را در 6 حالت مطابق جدول بدست می‌آید.

جدول مربوط به میزان نسبت جذب آب

 سخن پایانی

در واقع نسبت آب به سیمان در کیفیت محصول نهایی بسیار تاثیر گذار خواهید بود و باید در زمان تولید محصول خود حتما به این نکته توجه کنید تا بتوانید دوام و مقاومت سازه‌ی خود را بالا ببرید. همانطو که گفته شد این نسبت در تولید بتن اهمیت دارد و بر مقاومت آن تاثیر خواهد گذاشت. سیوان لند با د نظر گرفتن تمام جوانب مربوط به تولید بتن از جمله نسب آب به سیمان سعی کرده تا محصولی با کیفیت را به دست شما برساند. این پلتفرم آنلاین صنعت ساختمان تمام نیاز شما را جهت ساخت سازه، برطرف می‌نماید. شما می‌توانید جهت خرید و استعلام قیمت روز بتن به سیوان لند مراجعه کنید.