ویژگی اصلی هر مخلوط بتنی، روانی و کارایی آن است که تعیین می‌کند بتن چگونه در قالب قرار می‌گیرد و چه‌طور حباب‌های هوا و درزهای احتمالی از آن خارج می‌شوند. برای سنجیدن روانی بتن، آزمایش اسلامپ (Slump Test) روشی ساده و رایج است. در این روش، بتن تازه داخل مخروط اسلامپ ریخته می‌شود تا پس از برداشت قالب، مقدار افت ارتفاع بتن (یا همان اسلامپ) اندازه‌گیری شود. این افت ارتفاع به‌طور سنتی نشانه کارایی، میزان آب مصرفی و قوام کلی بتن است.
البته فقط عدد اسلامپ نیست که باید لحاظ شود؛ ظاهر کلی بتن پس از برداشتن قالب نیز اطلاعات ارزشمندی درباره تمایل آن به جداشدگی دانه‌ها یا روانی بیش‌ازحد می‌دهد. در پروژه‌های ساختمانی، به‌ویژه در سازه‌های متعارف که نیاز به بتن با کارایی معمولی دارند، این آزمایش روشی مطمئن برای اطمینان از تطابق بتن با طرح اختلاط از پیش تعیین‌شده است.
این روش، اگرچه ساده است، اما نکات اجرایی ظریفی دارد: باید بتن تازه در سه مرحله داخل مخروط ریخته شود، هر لایه با میله فولادی استاندارد کوبیده شود و سطح بتن با میله تراز گردد. سپس قالب با یک حرکت مداوم رو به بالا برداشته شود تا افت بتن اتفاق بیفتد. اینکه این فرآیند چه‌قدر دقیق اجرا شود، تاثیر مستقیمی روی عدد نهایی اسلامپ خواهد گذاشت.
چرا آزمایش اسلامپ همچنان محبوب است؟
اصلی‌ترین دلیل، ساده بودن ابزارها و روش اجراست. یک مخروط فلزی استاندارد، میلگرد کوبش، خط‌کش و کمی مهارت اجرایی. در بیشتر کارگاه‌ها، با کمترین امکانات هم می‌توان این آزمایش را انجام داد. نتیجه آزمایش، مشخصه‌ای نسبتاً سریع از کارایی بتن می‌دهد. بسیاری از مهندسان در بازدیدهای روزانه، عدد اسلامپ را معیاری برای اطمینان از ثبات کیفی بتن می‌دانند.
البته باید یادآوری کرد که آزمایش اسلامپ فقط خصوصیات رئولوژیکی اولیه بتن را نشان می‌دهد. به‌عبارت دیگر، اگر ترکیب سنگدانه‌ها یا مواد افزودنی طوری باشد که بتن پس از مدتی دچار جداشدگی شود، آزمایش اسلامپ این موضوع را به‌صورت قطعی برملا نمی‌کند. برای کنترل بهتر کیفیت، آزمایش‌های دیگری مانند ضریب تراکم (Compacting Factor) یا بررسی مقاومت بعد از سنین مختلف نیاز است. اما همچنان، به‌دلیل سادگی و سرعت، اسلامپ پرکاربردترین آزمون در پروژه‌های عمرانی با سطح کارایی عادی است.
بتن خودمتراکم و مفهوم اسلامپ فلو
بتن خودمتراکم (Self-Consolidating Concrete یا SCC) نوعی بتن بسیار روان است که بدون نیاز به ویبره، فضای قالب را پر می‌کند و دور میلگردها یا گوشه‌های قالب را فرا می‌گیرد. طراحی چنین بتنی معمولاً شامل افزودنی‌های فوق‌روان‌کننده (Superplasticizer) و گاه مواد ملاحظه‌برانگیزی مانند پودر سنگ‌آهک یا سرباره است تا خواص رئولوژیکی مورد نیاز تامین شود.
در اینجا، پارامتری به‌نام اسلامپ فلو (Slump Flow) به کار می‌آید. آزمایش اسلامپ فلو شبیه همان آزمایش سنتی اسلامپ است—باز هم از مخروط اسلامپ استفاده می‌شود— اما معیار اصلی، میزان گسترش بتن بر روی صفحه‌ای افقی پس از برداشت قالب است. در واقع، به‌جای سنجش مقدار افت ارتفاع، شعاع پخش‌شدن بتن اندازه گرفته می‌شود. عدد حاصل می‌تواند در محدوده ۶۰ تا ۷۵ سانتی‌متر (یا حتی بیشتر) باشد. اگر بتن خودمتراکم از کیفیت خوبی برخوردار نباشد، ممکن است جداشدگی سنگدانه‌ها در حین پخش دیده شود یا حباب‌های هوا آزاد به شکل نامنظم روی سطح ظاهر شوند.
تفاوت اسلامپ بتن عادی و اسلامپ فلو در عمل
در یک پروژه معمولی ساختمان، وقتی بخواهید بتن را از نظر روانی بسنجید، باید دید طرح اختلاط مربوط به چه گونه‌ای از بتن است. اگر با یک بتن معمولی سر و کار دارید که نیاز به تراکم مکانیکی (لرزاننده) دارد، آزمایش سنتی اسلامپ انجام می‌شود. مخروط را پر می‌کنید، آن را بلند می‌کشید، سپس افت ارتفاع بتن را اندازه می‌گیرید. عددی مثلاً بین ۵ تا ۸ سانتی‌متر یا هر مقدار دیگری که مطابق با طرح باشد، برایتان کافی است تا متوجه شوید مخلوط به اندازه کافی کارا هست یا نه.
اما اگر یک بتن خودمتراکم را در دست داشته باشید—بتنی که بدون ویبره می‌خواهد در قالب پخش شود—آزمایش اسلامپ فلو جایگزین خواهد شد. در این سنجش، عددی به دست می‌آید که شعاع گسترش بتن روی سطح را نشان می‌دهد. هر چه این شعاع بیشتر باشد، بتن توانایی پخش‌شدن بالاتری دارد. برخلاف آزمایش اسلامپ بتن عادی، در بتن خودمتراکم ممکن است افت ارتفاع عملاً به‌صورت یک مخروط کوتاه یا حتی تخت باشد.
در چنین شرایطی، عدد سقوط ارتفاع چندان معنایی ندارد. به‌جای آن، شکل پخش بتن و عدم جداشدگی‌اش مهم است. در برخی نسخه‌های همین آزمایش، زمان عبور بتن از حلقه J (J-Ring) هم سنجیده می‌شود تا مشخص گردد بتن چگونه از میان میلگردها عبور می‌کند.
ویژگی ظاهری دیگر، تفاوت در قوام بتن است. بتن با اسلامپ استاندارد شاید سفت‌تر به نظر برسد و نیازمند تراکم دستی یا مکانیکی باشد. اما بتن خودمتراکم معمولاً پس از برداشتن قالب، آزادانه روی سطح پخش می‌شود. اگر در حین این پخش، دانه‌های درشت ته‌نشین شوند یا روی سطح آب بیفتد، یعنی طراحی اختلاط بهینه نیست. نمونه‌ای از این مشکل، پدیده “Segregation” است که در بتن‌های فوق‌روان خطرش بیشتر می‌شود.
کاربرد هریک از روش‌ها در صنعت ساخت‌وساز
در پروژه‌های بتنی رایج، وقتی المان سازه‌ای چندان پیچیده نیست یا تراکم بالایی از میلگرد مشاهده نمی‌شود، بتن معمولی کاملاً کفایت می‌کند. برای چنین مواردی، عدد اسلامپ باید مطابق جدول طرح اختلاط باشد و آزمایش سنتی پاسخ‌گوی نیازهای کارگاه است. از سوی دیگر، در پروژه‌هایی که تیر و ستون با ابعاد بزرگ یا سقف‌های پس‌تنیده یا دیوارهای برشی سنگین دارند، بتن خودمتراکم انتخابی ایدئال می‌شود. آرماتور فشرده و اشکال قالب پیچیده در این پروژه‌ها سبب می‌گردد روش‌های متعارف ویبره نتوانند به‌خوبی تراکم لازم را ایجاد کنند.
نکات اجرایی در انجام آزمون‌های اسلامپ و اسلامپ فلو
برای اینکه نتایج هر دو نوع آزمایش معتبر باشد، باید استانداردهای روش اجرا رعایت شود. در آزمایش اسلامپ عادی، مخروط باید روی سطحی صاف و غیرجاذب قرار گیرد. بتن در سه لایه داخل آن ریخته شود و هر لایه با ۲۵ ضربه میله کوبش فشرده گردد. سپس سطح بتن با ماله یا میله صاف شود. در انتها، قالب با یک حرکت پیوسته رو به بالا کشیده شود. هر‌گونه اشتباهی در کوبش یا مکث در هنگام کشیدن قالب، نتیجه نهایی را مخدوش می‌کند.
در آزمایش اسلامپ فلو، قطر صفحه کف باید به‌اندازه کافی باشد تا امکان پخش کامل بتن وجود داشته باشد. پس از پر کردن قالب و بلند کردن آن، بتن خودمتراکم روی صفحه جریان می‌یابد. شعاع نهایی گسترش سنجیده می‌شود. اگر در حاشیه بتن، جداشدگی یا آب‌انداختگی مشاهده شد، نشانه نامطلوب بودن مخلوط است. بهتر است زمان پخش (T50 یا زمانی که بتن به قطر ۵۰ سانتی‌متر برسد) نیز ثبت شود تا مشخص گردد سرعت پخش چقدر است. در برخی پروژه‌ها، همین سرعت پخش نشان‌دهنده یکی از فاکتورهای اساسی در زمان بتن‌ریزی است. اگر بتن بیش‌ازحد کند جریان یابد، ممکن است در گوشه‌های قالب به مشکل برخورد کند.
جمع‌بندی و اهمیت شناخت تفاوت‌ها
کارایی بتن در موفقیت یک سازه بتنی حرف اول را می‌زند. اسلامی که در بتن معمولی اندازه‌گیری می‌شود، با اسلامپ فلو در بتن خودمتراکم دو مفهوم نزدیک به هم اما متفاوت‌اند. در بتن معمولی، عدد اسلامپ نقش تعیین‌کننده‌ای در تشخیص میزان کارایی و لزوم استفاده از ویبره دارد. در بتن خودمتراکم هم اسلامپ فلو نشانه‌ای از توانایی پخش بدون نیاز به لرزاننده است.
در نهایت، هیچ‌کدام از این آزمایش‌ها به تنهایی تمامی ویژگی‌های بتن را نشان نمی‌دهد. گاهی لازم است شاخص جداشدگی، میزان هوای بتن، خواص ویسکوزیته و مقاومت نهایی نیز بررسی شود. سایت سی اف تی منبعی است که اطلاعات متنوعی در حوزه اختلاط بتن، افزودنی‌های شیمیایی و روش‌های کنترل کیفی بتن ارائه می‌دهد و می‌تواند برای متخصصان و مجریان پروژه‌ها الهام‌بخش باشد.
