بتن آماده (Ready Mixed Concrete)؛ راهنمای جامع تولید، استانداردها و مزایا
۱. مقدمه
بتن یکی از اجزای اصلی یک سازه، بهویژه یک سازه چندطبقه است، جایی که در آن ۳۰٪ – ۵۰٪ از هزینه کل را به خود اختصاص میدهد. کیفیت بتن نیز تأثیر بسیار مستقیمی بر مقاومت و دوام کل سازه به عنوان یک کل دارد. در همین راستا است که بتن آماده (RMC) اهمیت پیدا میکند.
تولید بتن در محل کارگاه ساختمانی از معدود کارهایی است که میتواند بسیار دشوار و کلافهکننده باشد. کیسههای سیمان، ماسه، سنگدانه (شن) و احتمالاً سایر افزودنیها باید به محوطه ساختوساز تحویل داده شوند. تأمین آب پاکیزه نیز همراه با یک میکسر قیفی اجارهای ضروری است. حتی پس از بارگیری تمام مواد پودری و سنگین در قیف، یک خطای کوچک در نسبت تر به خشک میتواند کل دسته بتن را غیرقابل استفاده کند. یک راهکار رایج برای این مشکل پرزحمت و زمانبر، «بتن آماده» است.
RMC یک ماده تخصصی است که در آن سیمان، سنگدانهها و سایر اجزا در یک کارخانه در یک میکسر مرکزی یا کامیون میکسر، پیش از تحویل به سایت ساختوساز در شرایطی آماده برای جایدهی توسط سازنده، به صورت وزنی پیمانهبندی (Weigh-batched) میشوند. بدین ترتیب، بتن «تازه» در کارخانهای دور از محل ساختوساز تولید شده و در مدت زمان سفر لازم حمل میشود. تأمینکننده بتن آماده دو خدمات ارائه میدهد، اولی فرآوری مواد برای ساخت بتن تازه و دومی، حمل محصول در مدت زمان کوتاه.
این امر امکان جداسازی محلهای تولید و مصرف بتن را فراهم کرده و آنها را از طریق عملیات حملونقل مناسب پیوند میدهد. این تکنیک در سایتهای شلوغ یا در محلهای کاری متنوع مفید است و مصرفکننده را از دردسرهای تأمین، ذخیرهسازی و جابجایی مواد بتن رها میکند. بتن آماده تحت شرایط کارخانهای تولید میشود و امکان کنترل دقیق تمام عملیات ساخت و حمل بتن تازه را فراهم میآورد. به دلیل دوام، هزینه پایین و قابلیت سفارشیسازی برای کاربردهای مختلف، بتن آماده یکی از منعطفترین و محبوبترین مصالح ساختمانی است.
بتن آماده (RMC) معمولاً در واحدهای یارد مکعب یا متر مکعب سفارش داده میشود. استفاده از RMC از طریق یک «دکل بتنریز» (Boom Placer) نصب شده بر روی کامیون تسهیل میشود که میتواند محصول را برای استفاده فوری در سایتهای ساختمانی چندطبقه پمپاژ کند. یک دکل بتنریز میتواند بتن را تا ۸۰ متر پمپاژ کند.
بتن باید تا زمانی که آماده ریختن شود در حرکت بماند، در غیر این صورت سیمان ممکن است شروع به سفت شدن کند. بتن آماده عموماً از قیف در یک جریان نسبتاً یکنواخت از طریق یک سیستم هدایتکننده رها میشود. کارگران از بیل و کجبیل برای هدایت بتن به محل نهایی استفاده میکنند.
۲. تاریخچه (History)
بتن آماده برای اولین بار در سال ۱۹۰۳ در آلمان به ثبت رسید؛ اما عرضه تجاری آن به دلیل نبود نیازهای حملونقلی امکانپذیر نبود. اولین تحویل تجاری در سال ۱۹۱۳ در بالتیمور آمریکا انجام شد. اولین میکسر حملکننده از نوع درام دوار (Revolving Drum Type) در سال ۱۹۲۶ توسعه یافت.
در سال ۱۹۳۱، یک کارخانه RMC برای احداث فرودگاه هیترو لندن برپا شد. در اواسط دهه ۹۰ میلادی، حدود ۱۱۰۰ کارخانه RMC در بریتانیا وجود داشت که حدود ۴۵٪ از سیمان تولید شده در آن کشور را مصرف میکردند. تا سال ۱۹۹۷، در اروپا ۵۸۵۰ شرکت وجود داشت که در مجموع ۳۰۵ میلیون واحد بتن آماده تولید میکردند.
در ایالات متحده تا سال ۱۹۹۰، حدود ۷۲٪ (بیش از ۲/۳) سیمان تولیدی توسط کارخانههای مختلف RMC مصرف میشد. در ژاپن اولین کارخانه RMC در سال ۱۹۴۹ تأسیس شد. تا سال ۱۹۹۲، ژاپن بزرگترین تولیدکننده بتن آماده در آن زمان بود و حدود ۱۸,۱۹۶ میلیون تن بتن تولید میکرد. در بسیاری از کشورهای دیگر جهان از جمله برخی کشورهای در حال توسعه مانند تایوان، مالزی و غیره، صنعت RMC به خوبی توسعه یافته است.
تأمینکننده پیشرو RMC در سطح جهان، شرکت مکزیکی بتن و سیمان CEMEX است و رقیب اصلی آنها شرکت Lafarge مستقر در فرانسه میباشد. در هند، کارخانه RMC در دهه ۱۹۵۰ وارد شد و استفاده از RMC تنها به پروژههای ساختمانی بزرگ مانند سد بهاکرا محدود بود. بعدها RMC برای سایر پروژههای بزرگ مانند احداث پلهای با دهانه بلند، مجتمعهای صنعتی و غیره استفاده شد. کارخانه RMC در سال ۱۹۹۳ در پونا تأسیس گردید.
مفهوم RMC هنوز در این کشور در حال جا افتادن است، شرکتهای بزرگ سیمان به شدت بر ورود گسترده به این حوزه جدید تمرکز کردهاند. شرکتهای بزرگ سیمان، از جمله Associated Cement Companies، Grasim، L&T، India cements، Priyadarshini cements، Chettinad cement و Madras cements، در حال ورود به کسبوکار RMC هستند و انتظار میرود سهم RMC از سطوح فعلی حدود ۵٪ از کل تولید سیمان به میانگین جهانی ۷۰٪ افزایش یابد.
مشکلات اولیه توسط صنعت RMC برطرف شده و در حال حاضر بیش از ۳۷ کارخانه RMC ماهانه بیش از ۱۰۰ هزار متر مکعب بتن آماده تحویل میدهند. کارخانههای RMC در منطقه دهلی نیز فعال هستند.
۲. تاریخچه (History)
بتن آماده برای اولین بار در سال ۱۹۰۳ در آلمان به ثبت رسید؛ اما عرضه تجاری آن به دلیل نبود نیازهای حملونقلی امکانپذیر نبود. اولین تحویل تجاری در سال ۱۹۱۳ در بالتیمور آمریکا انجام شد. اولین میکسر حملکننده از نوع درام دوار (Revolving Drum Type) در سال ۱۹۲۶ توسعه یافت.
در سال ۱۹۳۱، یک کارخانه RMC برای احداث فرودگاه هیترو لندن برپا شد. در اواسط دهه ۹۰ میلادی، حدود ۱۱۰۰ کارخانه RMC در بریتانیا وجود داشت که حدود ۴۵٪ از سیمان تولید شده در آن کشور را مصرف میکردند. تا سال ۱۹۹۷، در اروپا ۵۸۵۰ شرکت وجود داشت که در مجموع ۳۰۵ میلیون واحد بتن آماده تولید میکردند.
در ایالات متحده تا سال ۱۹۹۰، حدود ۷۲٪ (بیش از ۲/۳) سیمان تولیدی توسط کارخانههای مختلف RMC مصرف میشد. در ژاپن اولین کارخانه RMC در سال ۱۹۴۹ تأسیس شد. تا سال ۱۹۹۲، ژاپن بزرگترین تولیدکننده بتن آماده در آن زمان بود و حدود ۱۸,۱۹۶ میلیون تن بتن تولید میکرد. در بسیاری از کشورهای دیگر جهان از جمله برخی کشورهای در حال توسعه مانند تایوان، مالزی و غیره، صنعت RMC به خوبی توسعه یافته است.
تأمینکننده پیشرو RMC در سطح جهان، شرکت مکزیکی بتن و سیمان CEMEX است و رقیب اصلی آنها شرکت Lafarge مستقر در فرانسه میباشد. در هند، کارخانه RMC در دهه ۱۹۵۰ وارد شد و استفاده از RMC تنها به پروژههای ساختمانی بزرگ مانند سد بهاکرا محدود بود. بعدها RMC برای سایر پروژههای بزرگ مانند احداث پلهای با دهانه بلند، مجتمعهای صنعتی و غیره استفاده شد. کارخانه RMC در سال ۱۹۹۳ در پونا تأسیس گردید.
مفهوم RMC هنوز در این کشور در حال جا افتادن است، شرکتهای بزرگ سیمان به شدت بر ورود گسترده به این حوزه جدید تمرکز کردهاند. شرکتهای بزرگ سیمان، از جمله Associated Cement Companies، Grasim، L&T، India cements، Priyadarshini cements، Chettinad cement و Madras cements، در حال ورود به کسبوکار RMC هستند و انتظار میرود سهم RMC از سطوح فعلی حدود ۵٪ از کل تولید سیمان به میانگین جهانی ۷۰٪ افزایش یابد.
مشکلات اولیه توسط صنعت RMC برطرف شده و در حال حاضر بیش از ۳۷ کارخانه RMC ماهانه بیش از ۱۰۰ هزار متر مکعب بتن آماده تحویل میدهند. کارخانههای RMC در منطقه دهلی نیز فعال هستند.
۳. روشهای تولید (Methods of Production)
دو روش کلی برای تولید RMC وجود دارد:
- مخلوطسازی در حین حمل یا کامیون-میکسر (Transit or Truck mixing)
- مخلوطسازی مرکزی (Central Mixing)
- مخلوطسازی انقباضی (Shrink Mixing)
۳.۱ مخلوطسازی در حین حمل (Transit Mixing)
در مخلوطسازی در حین حمل، مواد خشک در کارخانه RMC پیمانهبندی میشوند، در حالی که افزودن آب و عملیات مخلوط کردن در مسیر رسیدن به پروژه در یک کامیون-میکسر انجام میشود که اساساً شامل یک درام میکسر نصب شده بر روی یک شاسی متعارف است. نیروی چرخش درام یا از موتور کامیون و یا از یک موتور بنزینی مستقل تأمین میشود. کامیون-میکسر مجهز به مخزن ذخیره آب با تجهیزات اندازهگیری کیفیت آب ورودی به درام و یک دورشمار برای نشان دادن میزان اختلاط است.
به محض اینکه درام میکسر با دسته کامل مواد از کارخانه پیمانهبندی بارگیری شد، کامیون به سمت نقطه بتنریزی حرکت میکند و عملیات اختلاط در مسیر انجام میشود، در حالی که سطح آب و کنترلهای اختلاط توسط راننده مدیریت میشود؛ در مواردی که طول مسیر طولانی است، با شروع عملیات اختلاط در اواخر مسیر، از تحویل بتن تازه مخلوط شده اطمینان حاصل میشود. در بدو ورود به سایت کارگاه، بتن از طریق شوتهای جداشونده به ظروف یا مستقیماً به داخل قالبها تخلیه میشود.
۳.۲ مخلوطسازی مرکزی (Central Mixing)
در مخلوطسازی مرکزی، هر دو عملیات پیمانهبندی و اختلاط در یک کارخانه پیمانهبندی انجام شده و بتن مخلوط شده توسط یک کامیون همزن (Agitator Truck) به سایت تحویل داده میشود که بتن را در فرم صحیح نگه میدارد. در مورد نوع مخلوط مرکزی، درام حامل بتن به آرامی میچرخد تا از «جدایی» (Segregation) بتن مخلوط شده جلوگیری کرده و مانع از سفت شدن آن به دلیل گیرش اولیه شود.
زمانی به مخلوطسازی مرکزی روی آورده میشود که احتمال وجود فاصله زمانی قابل توجهی بین زمان اختلاط و زمان جایدهی وجود داشته باشد. با استفاده از همزن، حداکثر یک ساعت و نیم زمان بین اختلاط و جایدهی مجاز است. ملاحظه مهم دیگر به نفع روش مخلوطسازی مرکزی، این واقعیت است که وقتی از کامیون-میکسر به عنوان همزن استفاده میشود، بتن بیشتری را میتوان در یک سفر حمل کرد. نتیجه این کار کاهش هزینههای حملونقل است، در حالی که سایر عوامل برابر هستند.
۳.۳ مخلوطسازی انقباضی (Shrink Mix)
بتنی که به صورت جزئی در میکسر کارخانه مخلوط شده و سپس برای تکمیل اختلاط در درام کامیون-میکسر تخلیه میشود، بتن مخلوط انقباضی نامیده میشود. کارخانههای مخلوط مرکزی که دارای یک میکسر ثابت نصب شده در کارخانه هستند، اغلب در واقع برای مخلوط انقباضی یا مخلوط کردن جزئی بتن استفاده میشوند. میزان اختلاط مورد نیاز در کامیون-میکسر در این کاربردها متفاوت است و باید از طریق آزمایشهای یکنواختی میکسر تعیین شود. عموماً حدود ۳۰ دور در درام کامیون، یا حدود دو دقیقه با سرعت اختلاط، برای مخلوط کردن کامل بتن مخلوط انقباضی کافی است.
۴. مواد مورد نیاز برای بتن آماده (RMC)
افزودنیها (Admixtures): مادهای که به بتن پایه اضافه میشود تا یک یا چند ویژگی بتن را تغییر دهد، یعنی مواد الیافی برای مسلحسازی، تصفیه دفعکننده آب و ترکیبات رنگزا.
- افزودنیهای حبابساز: عمدتاً در بتنهای در معرض چرخههای انجماد و ذوب استفاده میشود.
- افزودنیهای کاهشدهنده آب و روانکنندهها: کاهش دوز آب در عین حفظ کارایی.
- افزودنیهای کندگیرکننده: عمدتاً در هوای گرم برای به تأخیر انداختن واکنش هیدراتاسیون استفاده میشود.
- فوق روانکننده یا کاهشدهنده قوی آب: کاهش قابل توجه دوز آب در عین حفظ کارایی.
- افزودنیهای متفرقه: مانند بازدارنده خوردگی، کاهشدهنده انقباض، رنگزا، پمپاژ و غیره.
سنگدانه (Aggregate): ذرات خنثی (یعنی شن، ماسه و سنگ) که به سیمان و آب اضافه میشوند تا بتن را تشکیل دهند.
سیمان (Cement): پودر خشکی که با آب واکنش شیمیایی داده تا ذرات سنگدانه را به هم بچسباند و بتن ایجاد کند. سیمان پرتلند معمولاً در تولید بتن استفاده میشود.
خاکستر بادی (Fly Ash): خاکستر بادی یک محصول جانبی نیروگاههای تولید برق با سوخت زغالسنگ است. عمدتاً از عناصر سوختنی مانند کربن، هیدروژن و اکسیژن (نیتروژن و گوگرد عناصر فرعی هستند) و ناخالصیهای غیرقابل اشتعال (۱۰ تا ۴۰٪) که معمولاً به شکل رس، شیل، کوارتز، فلدسپات و سنگ آهک هستند، تشکیل شده است. همانطور که زغالسنگ از منطقه با دمای بالا در کوره عبور میکند، عناصر سوختنی زغالسنگ میسوزند، در حالی که ناخالصیهای معدنی زغالسنگ ذوب شده و به صورت شیمیایی با هم ترکیب میشوند تا فازهای کریستالی مختلف خاکستر مذاب را تولید کنند.
خاکستر مذاب در گاز دودکش معلق شده و هنگام خروج از منطقه احتراق به سرعت سرد میشود (مثلاً از ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد به ۲۰۰ درجه سانتیگراد در چند ثانیه) و به ذرات کروی و شیشهای تبدیل میشود. بیشتر این ذرات با جریان گاز دودکش خارج میشوند و بنابراین خاکستر بادی نامیده میشوند. خاکستر بادی سپس در رسوبدهندههای الکترواستاتیک یا کیسهخانهها جمعآوری میشود و نرمی خاکستر بادی را میتوان با نحوه و محل جمعآوری ذرات کنترل کرد.
۵. کارخانه بتن آماده (Ready Mix Concrete Plant)
یک کارخانه بتن آماده، یک تأسیسات دائمی با جابجایی مکانیکی برای ذخیرهسازی، پیمانهبندی و اختلاط مواد است. مکان، اندازه و چیدمان کارخانه تحت تأثیر تعدادی از ملاحظات است که به شرایط محلی بستگی دارد و نیازمند مطالعه دقیق پیش از طراحی و ساخت کارخانه است.
۵.۱ مکانیابی (Location)
در عملیات مربوط به بتن آماده، حملونقل بتن به محل پروژه عموماً یکی از گرانترین موارد است و کارخانه بتن آماده باید تا حد امکان در مرکز بازار واقع شود. این ممکن است در شهرهای بسیار بزرگ که پروژههای نیازمند بتن آماده ممکن است فراتر از شعاع اقتصادی برای عملیات باشند، گزاره دشواری باشد. در چنین مواردی؛ ممکن است به جای تمرکز تولید در یک کارخانه بزرگ واحد، راه اندازی دو یا چند کارخانه کوچک که برای کاهش طول مسیر حملونقل پراکنده شدهاند، اقتصادیتر باشد.
ملاحظه مهم دیگر در انتخاب سایت، سهولت تحویل مواد به کارخانه است. مکانیابی در نزدیکی خط راهآهن، که از طریق آن بتوان یک خط فرعی به کارخانه احداث کرد، در تخلیه مستقیم مواد از واگنها به مخازن ذخیره مربوطه مزایای بیشتری خواهد داشت.
۵.۲ اندازه کارخانه (Size of Plant)
اندازه کارخانه عمدتاً به تقاضای بالقوهای بستگی دارد که کارخانه باید به آن پاسخ دهد. این امر به نوبه خود به کیفیت ساختوساز بتنی انجام شده در یک شهر بستگی دارد. شهرها و شهرکهایی که تحت فشار بحران کمبود مسکن هستند یا آنهایی که در فرآیند گسترش صنعتی میباشند، طبیعتاً زمینه باروری را برای عملیات بتن آماده فراهم میکنند.
با این حال، با افزایش اعتماد در میان معماران، مهندسان، پیمانکاران و عموم مردم به محصولی با کیفیت تضمین شده و ارائه شده با نرخهایی که به اندازه کافی رقابتی هستند تا باعث پذیرش بتن آماده به جای بتن مخلوط در محل شوند، تقاضا افزایش خواهد یافت. بنابراین اندازه باید با در نظر گرفتن افزایش بالقوه تولید در آینده انتخاب شود.
۵.۳ چیدمان (Layout)
چیدمان کارخانه باید به گونهای ترتیب داده شود که ملاحظات زیر را برآورده کند: اولاً، حداکثر کارایی در عملیات را تضمین کند؛ ثانیاً، فضای کافی برای ذخیرهسازی مواد فراهم آورد و ثالثاً، مانع توسعه آینده نشود.
برای عملیات سریعتر و به منظور کاهش خطرات ترافیکی در داخل کارخانه، ترافیک یکطرفه باید با وسایل نقلیهای که از دروازههای جداگانه وارد و خارج میشوند اتخاذ شود و تجهیزات باید به گونهای ترتیب داده شوند که کامیون-میکسرها ابتدا مواد خشک را از پیمانهسازهای وزنی و سپس آب را جمعآوری کرده و مستقیماً به خیابان خارج شوند. به منظور کاهش بیشتر میزان رانندگی، ترجیحاً تمام تجهیزات توزین باید در نزدیکی جلوی سایت یا نزدیک به خروجی خیابان قرار گیرند و بخش عقب برای دریافت و ذخیرهسازی مواد باقی بماند.
تخلیه و ذخیرهسازی سنگدانهها باید تا حد امکان به مخازن بخش فوقانی نزدیک باشد تا حداقل طول تسمه نقاله مورد نیاز باشد. علاوه بر کاهش سرمایهگذاری اولیه، این کار عملیات سریعتر و کاهش هزینه تولید را فراهم میکند.
فضای کافی برای ذخیرهسازی مواد جهت مقابله با تأمین نامنظم سیمان و سنگدانه بسیار ضروری است. این امر نیازمند پیشبینی فضای کافی برای جای دادن ذخیرهسازی مواد جهت فراهم کردن ذخیره احتیاطی سیمان و سنگدانه معادل مصرف عادی ۷ تا ۱۰ روز است.
۶. تجهیزات ثابت (Static Equipment)
تجهیزات ثابت مورد نیاز برای کارخانه بتن آماده را میتوان به دستههای زیر تقسیم کرد:
- تجهیزات تخلیه سنگدانه و سیمان، انبار کردن آنها در مناطق ذخیرهسازی مربوطه و بالابری آنها به مخازن بخش فوقانی.
- مخازن بخش فوقانی برای ذخیرهسازی سیمان و اندازههای مختلف ماسه، سنگدانههای درشت با پیمانهسازهای وزنی برای نسبتبندی دقیق و شوتهای تخلیه.
- مخزن ذخیره آب.
- میکسرهای ثابت برای کارخانههای مخلوط مرکزی.
- ساختمان اداری و آزمایشگاه تست.
۶.۱ تخلیه، انبار کردن و بالابری مواد
سنگدانهها ممکن است در واگنهای راهآهن، لاریها یا در دوبهها (اگر کارخانه در نزدیکی اسکله باشد) به کارخانه تحویل داده شوند. ترتیبات برای تخلیه مواد ممکن است مکانیکی یا دستی باشد، اما جابجایی مکانیکی همواره برای بالا بردن به مخازن ذخیره اتخاذ میشود.
در مورد یک سیستم کاملاً مکانیزه، از جرثقیل خزنده، دکل یا تسمه نقاله برای عملیات مختلف استفاده میشود. یک جرثقیل خزنده یا دکل با سطل تاشو (clamshell) سنگدانهها را تخلیه کرده، آنها را روی زمین انبار میکند و سنگدانهها را در مخازن بخش فوقانی قرار میدهد. برای انجام کارآمد این عملیات، جرثقیل یا دکل باید دارای طول بومی باشد که بتواند به راحتی به بالای مخازن ذخیره فوقانی برسد.
سیمان عموماً یا به صورت فله یا در کیسه به کارخانه تحویل داده میشود و ذخیرهسازی آن تحت شرایط ضد رطوبت بسیار ضروری است. سیمان را میتوان توسط یک نقاله مارپیچ، یک بالابر سطلدار نوع بسته یا توسط یک پمپ قابل حمل که سیمان را از طریق یک خط لوله به مخزن ذخیره فشار میدهد، تخلیه و ذخیره کرد.
۶.۲ مخازن خطی (Inline Bins)
مواد خام خنثی مانند سنگدانههای ریز و درشت در مخازنی به نام «مخازن خطی» ذخیره میشوند، جایی که کامیونهای حامل سنگدانه ریز و درشت میتوانند مواد را به راحتی تخلیه کنند. سنگدانههای مورد نیاز توسط نوار نقاله سنگدانه تغذیه میشوند. در نوار نقاله سنگدانه، سنگدانهها به طور خودکار به وسیله کامپیوتر از اتاق کامپیوتر موجود در کارخانه توزین میشوند.
۶.۳ سیلوها (Silos)
سیمان و خاکستر بادی در ظروف نفوذناپذیر هوا به نام «سیلو» ذخیره میشوند؛ مقدار مورد نیاز سیمان و خاکستر بادی توسط سیلوها استخراج میشود. سیمان و خاکستر بادی باید به کمک یک نقاله مارپیچ (Screw Conveyor)، قیف نگهدارنده را تغذیه کنند. بدنه نقاله مارپیچ و مارپیچ از لوله کلاس C سنگین ساخته شدهاند و پرهها از ورق ۵ میلیمتری طراحی شدهاند تا حرکت روان مواد را تضمین کنند.
۶.۴ ذخیره آب (Water Storage)
یک کارخانه RMC عموماً پیشبینیهایی برای ذخیره آب کافی جهت تأمین نیازهای ۲ تا ۳ روزه انجام میدهد. کنترل بر مقدار آب اختلاط یک نیاز ضروری در ساخت بتن است زیرا رابطه مستقیمی با مقاومت و کیفیت محصول نهایی دارد. تجهیزات برای اندازهگیری دقیق آب، بنابراین، یک مورد ضروری در هر کارخانه بتن آماده است.
۶.۵ میکسر ثابت (Stationary Mixer)
میکسر ثابت مورد استفاده در کارخانه مخلوط مرکزی دو نوع است:
- میکسر دورانی (Rotary mixer): درام استوانهای است و حول یک محور افقی میچرخد.
- میکسر کجشونده (Tilting mixer): مجهز به یک درام مخروطی یا کاسهای شکل است که حول یک محور شیبدار میچرخد و بتن با کج شدن درام تخلیه میشود.
۶.۶ ساختمان اداری و آزمایشگاه تست
پیشبینی یک ساختمان اداری برای اسکان پرسنل مورد نیاز جهت دریافت سفارشها و مدیریت روزانه کارخانه ضروری است. همچنین یک آزمایشگاه تست کوچک، مجهز به دستگاههایی برای طراحی علمی میکسرهای بتن و تست نمونهها (مانند جک بتنشکن) برای بررسی اینکه مقاومت و کیفیت مشخص شده در حال دستیابی است، یک ضمیمه حیاتی برای هر کارخانه معتبر بتن آماده است.
۷. انواع کارخانههای تولید (Types of Production Plants)
به طور کلی کارخانههای تولید بتن آماده بر اساس نحوه چیدمان و انتقال مواد به دو دسته اصلی تقسیم میشوند:
- کارخانه تولید عمودی (Vertical Production Plant)
- کارخانه تولید افقی (Horizontal Production Plant)
۷.۱ کارخانه تولید عمودی
در این نوع، سنگدانهها بالای عناصر پیمانهبندی و اختلاط، در یک یا چند سیلو ذخیره میشوند. این کارخانهها برای جابجایی در فواصل زمانی کوتاه مناسب نیستند. از آنجایی که سنگدانهها در سیلوها ذخیره میشوند، محافظت از آنها در برابر دمای بسیار پایین در دوره زمستان نسبتاً آسان است.
۷.۲ کارخانه تولید افقی
کارخانههای افقی تنوع بیشتری دارند و میتوان آنها را به چهار نوع زیر طبقهبندی کرد:
- ذخیرهسازی سنگدانه با الگوی ستارهای
- ذخیرهسازی در سیلوی بلند
- ذخیرهسازی در سیلوی جیبی
- سیلوهای ذخیره سنگدانه خطی
ذخیره سنگدانه در مخزن ستارهای در هند عمدتاً به دلیل شرایط اقلیمی محبوبترین است. سنگدانهها را میتوان در معرض دمای محیط در بخشهای مختلف که یک الگوی نوع ستارهای را تشکیل میدهند، ذخیره کرد. ظرفیت ذخیرهسازی تا ۱۵۰۰ متر مکعب در این نوع امکانپذیر است. سنگدانههای الگوی ستارهای در چهار تا شش بخش ذخیره میشوند. آنها در زاویه جریان ۴۵ درجه در برابر دیواره جداکننده کارخانه پیمانهبندی و دیوار جداکننده بخشها با استفاده از یک لودر دراگلاین نوع بوم انباشته میشوند.
کارخانه نوع مخزن ستارهای به فضای بیشتری نیاز دارد و از آنجایی که سنگدانهها در فضای باز ذخیره میشوند، در دمای محیط بالا گرم شده و در دمای بسیار پایین منجمد میشوند؛ بنابراین برای شرایط آبوهوایی سخت مناسب نیستند. در مقابل، در ذخیرهسازی نوع سیلو، سنگدانهها تا ۵۰۰ متر مکعب در فضاهای کوچک ذخیره شده و در شرایط اقلیمی سخت به خوبی محافظت میشوند. بارگیری در این سیستم کاملاً خودکار و بسیار تمیز است.
۸. تحویل بتن آماده (Delivery of RMC)
در حالی که بتن آماده را میتوان به روشهای مختلفی به نقطه جایدهی تحویل داد، اکثریت قریب به اتفاق آن در میکسرهای درام چرخشی نصب شده بر روی کامیون به سایت ساختوساز آورده میشود. کامیون-میکسرها دارای یک درام چرخشی با محور شیبدار نسبت به افق هستند. در داخل پوسته درام میکسر، یک جفت تیغه یا فین وجود دارد که به صورت مارپیچ از سر تا دهانه درام پیچیده شدهاند. این پیکربندی امکان مخلوط شدن بتن را زمانی که درام در یک جهت میچرخد فراهم میکند و باعث تخلیه آن زمانی که جهت معکوس میشود، میگردد.
برای بارگیری، یا پر کردن مواد خام از یک کارخانه مخلوط در حین حمل یا بتن مخلوط مرکزی به داخل کامیون، درام باید با سرعت بسیار بالا در جهت بارگیری چرخانده شود. پس از بارگیری و مخلوط شدن بتن، معمولاً با چرخش درام با سرعتی کمتر از ۲ دور در دقیقه به محل پروژه حمل میشود.
از زمان پیدایش آن در اواسط دهه ۱۹۲۰، کامیون-میکسر سنتی بتن را از عقب کامیون تخلیه کرده است. با این حال، واحدهای تخلیه از جلو به سرعت در حال محبوب شدن میان پیمانکاران هستند. راننده کامیون تخلیه از جلو میتواند مستقیماً وارد سایت شود و میتواند به طور مکانیکی موقعیت شوت تخلیه را بدون کمک پرسنل پیمانکار کنترل کند. در حال حاضر، به دلیل قوانین وزن، کامیون-میکسر معمولی یک واحد ۹ تا ۱۱ یارد مکعبی است.
درامها با حداکثر ظرفیت نامی ۶۳٪ از حجم کل درام به عنوان میکسر و ۸۰٪ از حجم درام به عنوان همزن طراحی شدهاند. عموماً تولیدکنندگان بتن آماده، کامیونهای خود را با مقداری در حد یا نزدیک به ظرفیت نامی میکسر بارگیری میکنند. بتن تازه یک محصول فاسدشدنی است که ممکن است بسته به دما، زمان رسیدن به نقطه تحویل در محل پروژه و عوامل دیگر دچار افت اسلامپ شود.
آب نباید به مخلوط اضافه شود مگر اینکه اسلامپ کمتر از مقدار مشخص شده باشد. اگر آب اضافه شود، باید همه به صورت یکجا اضافه شود و درام کامیون-میکسر باید حداقل ۳۰ دور، یا حدود دو دقیقه، با سرعت اختلاط چرخانده شود. استاندارد ASTM C 94، مشخصات بتن آماده، نشان میدهد که بتن باید در محل پروژه ظرف ۹۰ دقیقه و قبل از ۳۰۰ دور پس از اضافه شدن آب به سیمان تخلیه شود. خریدار ممکن است در صورت فراهم بودن شرایط، از این الزامات صرفنظر کند.
در شرایط خاص، ممکن است نیاز باشد افزودنیهای حبابساز، کاهشدهنده آب، کندگیرکننده یا فوقروانکننده پیش از تخلیه به بتن اضافه شود تا از دست رفتن حباب هوا، دمای بالا یا زمان طولانی تحویل جبران شود. تولیدکننده بتن آماده در چنین شرایطی به خریدار کمک خواهد کرد.
۹. بتن آماده در مقایسه با بتن مخلوط در سایت
جدول زیر مقایسهای جامع بین فرآیند تولید، کیفیت و عملیات اجرایی بتن آماده (RMC) و بتن سنتی مخلوط شده در محل پروژه را نشان میدهد:
| موارد | بتن مخلوط در محل | بتن آماده (RMC) |
|---|---|---|
| تولید | ||
| مواد خام | نزدیک میکسر در سایت | در کارخانه پیمانهبندی |
| توزین | دستی | کامپیوتری |
| کنترل رطوبت | تقریبی | کنترل آزمایشگاهی |
| نسبت آب به سیمان | دستی (تقریبی) | کامپیوتری |
| دوز افزودنی | دستی (تقریبی) | کامپیوتری |
| اختلاط | میکسر کجشونده | میکسر تکمحوره غیر کجشونده |
| تخلیه | پلتفرم | کامیون-میکسر/پمپ |
| نرخ تولید | ۳ متر مکعب در ساعت | ۳۰ متر مکعب در ساعت |
| کیفیت | ||
| درجه کنترل | متوسط | عالی |
| بازده | متغیر | ثابت |
| تست بتن تازه | یک بار در ۲۵ دسته | هر دسته |
| مواد اولیه | ||
| انتخاب/منبعیابی | مشتری/مشاور | پرسنل ماهر RMC |
| تست | مشتری/مشاور | پرسنل ماهر RMC |
| ذخیرهسازی | چند مکانی | تک نقطهای |
| نیاز به فضای ذخیره | بزرگ | محدود و فشرده |
| تحویل | دستی | کامیون-میکسر |
| جایدهی | ||
| حالت | دستی/بالابر/جرثقیل | پمپ بتن |
| نرخ جایدهی | ۱.۵ متر مکعب در ساعت | ۳۰ متر مکعب در ساعت |
۱۰. بررسی مزایا و معایب بتن آماده (RMC) در پروژههای ساختمانی
استفاده از بتن آماده به جای بتنریزی سنتی، تحولی در صنعت ساختمان ایجاد کرده است. در ادامه به بررسی دقیق مزایا و چالشهای این محصول میپردازیم:
✅ مزایای بتن آماده (Advantages of RMC)
بتن آماده (Ready Mixed Concrete) برای مصرفکننده هم از جنبههای فنی و هم اقتصادی ساخت بتن سودمندتر است:
- تضمین کیفیت و مقاومت بالا: از طریق کنترل دقیق و کامپیوتری وزن سنگدانهها، سیمان و آب بر اساس دقیقترین طرحهای اختلاط بتن.
- کاهش زمان اجرای پروژه: تسریع ساختوساز به دلیل تحویل برنامهریزی شده در سایت و حذف فرآیند زمانبر اختلاط دستی.
- بهینهسازی فضای کارگاه: حذف نیاز به فضای بزرگ برای انبار کردن سیمان، ماسه و شن در سایتهای شلوغ شهری.
- کاهش هدررفت مصالح: به حداقل رساندن هدررفت سیمان به دلیل جابجایی به صورت فله و مدیریت پسماند.
- حفظ محیط زیست: ایجاد یک محیط تمیز، بدون گرد و غبار و کاهش آلودگی صوتی در محل پروژه.
- کاهش هزینههای نیروی انسانی: آزاد شدن انرژی کارگران برای تمرکز بر جایدهی و پرداخت نهایی بتن.
❌ چالشها و معایب بتن سنتی (مخلوط در محل)
اگرچه بتن آماده استاندارد طلایی محسوب میشود، اما در روشهای سنتی (مخلوط در کارگاه) چالشهای زیر همواره وجود دارد که باید مدیریت شوند:
- هزینههای پنهان جابجایی: جابجایی مضاعف مصالح در سایت که منجر به افزایش هزینه کارگری و اتلاف وقت میشود.
- نیاز به انبارداری گسترده: ضرورت ایجاد فضاهای بزرگ و مسقف برای جلوگیری از فاسد شدن سیمان و محافظت از مواد اولیه.
- آلودگی سنگدانهها: نفوذ ناخالصیها، گرد و غبار و رطوبت به دلیل جابجایی نادرست یا وزش باد در محیط باز کارگاه.
نتیجهگیری فنی: با مقایسه مزایا و معایب، مشخص است که خرید بتن آماده (RMC) به دلیل کنترل کیفیت آزمایشگاهی، بهترین گزینه برای پروژههایی است که دوام و سرعت اجرا در اولویت آنهاست. مرجع این مقاله : Scribid
با تکیه بر بزرگترین ناوگان منطقه، اجازه نمیدهیم حتی یک ثانیه پمپ پروژه شما خشک بماند. همین حالا برای رزرو نوبت و استعلام قیمت اقدام کنید.
بدون دیدگاه