عیار بتن
یکی از مفاهیم پرکاربرد در صنعت ساخت‌وساز، عیار بتن محسوب می‌شود که معیاری برای سنجش میزان مقاومت و کیفیت بتن است و مقدار سیمان را در هر مترمکعب آن نشان می‌دهد. مهندسان و معماران برای اینکه بدانند چه مقدار مصالح برای هر قسمت از سازه مانند سقف، ستون، فونداسیون و غیره نیاز دارند، باید ابتدا میزان این عیار را مشخص کنند. در این مقاله از مجله پایون می‌خواهیم به‌طور مفصل ولی به زبانی ساده، اهمیت آن، محاسبه‌های لازم و استانداردهای مختلف مرتبط با این مبحث مهم را بررسی کنیم. خواندن این مقاله حدود 10 بیشتر از شما زمان نمی‌برد، اما اطلاعات مهمی را به شما می‌دهد.
عیار بتن چیست و چه اهمیتی دارد؟
بتن و ترمیم بتن، یکی از مهم‌ترین مفاهیم در صنعت ساختمان‌سازی است. انواع مختلف بتن از مقدار مساوی سیمان و ماسه و آب تشکیل نمی‌شوند، بلکه برای هرکدام بنا بر کاربرد آن‌ها در ساختمان از ترکیب‌های ویژه‌ای استفاده می‌شود. این مسئله باعث ایجاد مفهومی به نام عیار بتن(Grade of Concrete) شده است. این پارامتر رابطه مستقیمی با مقاومت فشاری سازه بتنی و تأثیر بسیاری در میزان بقا و پایداری آن خواهد داشت. سیمان از اجزای اصلی تشکیل‌دهنده بتن است، باعث چسبندگی این مخلوط می‌شود و بدون سیمان، بتن هیچ استحکام و مقاومتی ندارد؛ اما مصرف بیش‌ازحد و غیراصولی آن نیز مشکل‌ساز خواهد بود.
درواقع، این عیار مقدار سیمانی است که در یک واحد حجمی از بتن به کار می‌رود و مقدار برابر با 350 است؛ یعنی در هر مترمکعب بتن، 350 کیلوگرم سیمان به‌کاررفته است. چگالی بتن به‌طورمعمول 2450 کیلوگرم بر مترمکعب است و برای مقایسه وزنی عیار بتن نسبت به کل بتن، مقدارش را بر 2450 تقسیم می‌کنیم. به‌طور مثال، حدود 14درصد از وزن بتنی با عیار 350 را سیمان تشکیل می‌دهد.
میزان عیار در بتن را با مقاومت فشاری مگاپاسکال می‌سنجند و واحد آن در تمامی استانداردها با حرف انگلیسی M نشان داده می‌شود. به‌طور مثال وقتی می‌گوییم عیار برابر M15 است؛ یعنی این بتن مقاومت فشاری برابر با 15 مگاپاسکال دارد. اگر بتن سبک باشد، از حرف C و اگر بتن معمولی باشد از حروف LC در ابتدای آن استفاده می‌شود. در ادامه برای درک بیشتر، چند نمونه را به‌طور خلاصه بررسی می‌کنیم.
- عیار بتن 350: در هر مترمکعب بتن، 350 کیلوگرم سیمان به‌کار رفته و برای تهیه بتنی با عیار 350، مقدار ترکیبات به این صورت است: بین 1000 تا 1100 کیلوگرم شن، 800 تا 900 کیلوگرم ماسه، 170 لیتر آب و حدود 350 کیلوگرم سیمان.
- عیار بتن c25: بتنی با مقاومت 25 مگاپاسکال و عیار 350.
- عیار بتن مگر: بتن مگر نوعی بتن نظافتی است و برای زیرسازی آرماتورها استفاده می‌شود. هدف آن ایجاد یک لایه حائل است و به عیار بالایی نیاز ندارد. عیار انواع بتن معمولاً 150 است و گاهی می‌توان مقدار سیمان در هر مترمکعب آن را تا 100 کیلوگرم کاهش داد.
- عیار بتن c30: مخلوطی با مقاومت 30 مگاپاسکال که مقدار سیمان در هر مترمکعب آن 400 کیلوگرم است.
حال که با مفهوم عیار در بتن آشنا شدید و به اهمیت آن پی‌بردید، در ادامه با مفهوم مقاومت فشاری نیز بیشتر آشنا می‌شویم و نحوه محاسبه آن‌ها را بررسی می‌کنیم.
رابطه عیار بتن و مقاومت فشاری
مقاومت فشاری بتن به‌صورت عددی با واحد مگاپاسکال نشان داده می‌شود و با مقدار عیار بتن رابطه مستقیمی دارد. معمولاً استحکام فشاری بتن بعد از 28 روز به حداکثر توان مقاومت واقعی خود می‌رسد؛ برای همین به‌طور معمول وقتی از مقاومت فشاری بتن نام می‌بریم، منظور همان مقاومت 28 روزه آن است. در جدول زیر می‌توانید رابطه این عیار و مقاومت فشاری آن را مشاهده کنید:
| عیار در بتن | مقاومت فشاری 7 روزه بر اساس مگاپاسکال | مقاومت فشاری 28 روزه بر اساس مگاپاسکال |
| M15 | 10 | 15 |
| M20 | 13.5 | 20 |
| M25 | 17 | 25 |
| M30 | 20 | 30 |
| M35 | 23.5 | 35 |
| M40 | 27 | 40 |
| M45 | 30 | 45 |
جدول رابطه عیار بتن و مقاومت فشاری
محاسبه مقاومت فشاری بتن
برای به‌دست آوردن مقاومت فشاری بتن، میزان حداکثر بار قابل‌تحمل توسط بتن را که در آزمایش‌های متعددی به‌دست‌آمده است بر مساحت سطح مقطع نمونه مورد آزمایش تقسیم می‌کنیم. وقتی فشار بر بتن به نهایت خود برسد، بتن متلاشی می‌شود. دو فرمول برای محاسبه آن وجود دارد که در ادامه خواهید دید. S میزان انحراف استاندارد مقاومت فشاری است و باید بزرگ‌ترین عددی را که از این دو فرمول به‌دست می‌آید در محاسبات استفاده کنیم.
- F=Fc+1.34s+1.5
- F=Fc+2.33s-4
فرمول محاسبه انواع عیار بتن
برای محاسبه عیار انواع بتن باید نوع سیمان را مدنظر قرار دهید. اینکه تیپ سیمان چیست و میزان نرمی و اندازه ذرات آن چقدر است، در محاسبه میزان عیار تأثیر می‌گذارد. از موارد دیگری که باید به آن توجه کنید آب‌وهوا و سایر مواد افزودنی بتن است. مثلاً در هوای گرم، شما نیاز دارید تا حرارت ناشی از هیدراتاسیون را کاهش دهید؛ بنابراین باید مقدار سیمان را کمتر کنید تا مقدار عیار و مقاومت آن کم شود. همچنین آب بندی بتن یکی از مباحث مهم و اصولی در ساختمان‌سازی است و به مقاوم‌سازی سازه‌ها کمک شایانی می‌کند.
در پروژه‌های ساختمانی، میزان عیار در بتن مورد نیاز هر قسمت از اجزای ساختمان، به‌طور تقریبی با فرمول‌هایی که در ادامه ذکر می‌کنیم محاسبه می‌شود. در این فرمول‌ها دو مقدار Fc و W وجود دارد که به شرح زیر است:
Fc: مقاومت فشاری مشخصه بتن و نمونه‌های استوانه‌ای استاندارد برحسب مگاپاسکال
w: مقدار عیار برحسب کیلوگرم بر مترمکعب.
- فرمول اول برای محاسبه عیار در بتن: Fc=(w/10)-9: مثلاً اگر مقاومت مشخصه بتن 30 مگا پاسکال باشد، بر اساس این فرمول میزان عیار برابر 390 کیلوگرم بر مترمکعب است.
- فرمول دوم برای محاسبه عیار یک بتن: w=10Fc+80: با همان فرض مقاومت مشخصه بتن برابر با 30 مگا پاسکال، می‌بینید که مقدار عیار 380 کیلوگرم بر مترمکعب به دست می‌آید که تقریباً همانند فرمول قبل است.
دقت کنید که در هر دو فرمول، عیار به‌دست‌آمده تقریبی است و باید حتماً با در نظر گرفتن اطلاعات پروژه، میزان دقیق‌تر و عملی بودن آن بررسی شود.
جدول دسته بندی عیار بتن
بخش عددی عیار، نشان‌دهنده حداقل مقاومت فشاری 28روزه برحسب مگاپاسکال است؛ از بتن با عیار M15 برای ساخت بتن معمولی و از بتن با عیار M20 به بالا برای ساخت بتن مسلح در مقاوم سازی سازه ها استفاده می‌شود. در ادامه انواع عیار در بتن و کاربردهای آن را مشاهده کنید.
1. عیار در بتن معمولی:
| عیار بتن | کاربرد |
| M5 | بتن مگر- ایجاد یک سطح یکنواخت جهت جلوگیری از تماس مستقیم خاک و پی |
| M10 | بتن معمولی - ساخت جاده، پی دیوار و غیره |
| M15 | بتن معمولی - زیرسازی، تسطیح جاده و غیره |
| M20 | بتن مسلح -زیرسازی، ستون، تیر، لارده و غیره |
جدول نشان‌دهنده عیار بتن معمولی و کاربردهای آن
2. عیار در بتن استاندارد:
| عیار بتن | کاربرد |
| M25 | بتن مسلح - تیر، ستون، لارده، زیرسازی و غیره |
| M30 | بتن مسلح - تیر، ستون، لارده، زیرسازی و غیره |
| M35 | بتن مسلح - تیر، ستون، لارده، زیرسازی و غیره |
| M40 | بتن مسلح - لارده، تیر، ستون، زیرسازی، شاه‌تیر بتنی پیش‌تنیده و غیره |
| M45 | بتن مسلح - سازه‌های مسلح مانند آزادراه، بتن پیش‌تنیده، ستون، تیر پیش‌تنیده، جاده و غیره |
رابطه عیار بتن استاندار و کاربردهای آن
3. عیار در بتن بسیار مقاوم:
| عیار در بتن | کاربرد |
| M50 | بتن مسلح - سازه‌های مسلح مانند آزادراه، بتن پیش‌تنیده، ستون تقویت‌شده، تیر پیش‌تنیده، جاده و غیره |
| M55 | بتن مسلح - پایه پل از پیش‌تنیده شده، شاه‌تیر و غیره |
| M60 | بتن مسلح - روکش‌های فوق نازک، پل‌های طولانی، آسمان‌خراش‌ها و غیره |
| M65 | بتن مسلح - روکش‌های فوق نازک، پل‌های طولانی، آسمان‌خراش‌ها و غیره |
| M70 | بتن مسلح - روکش‌های فوق نازک، پل‌های طولانی، آسمان‌خراش‌ها و غیره |
جدول رابطه عیار در بتن مقاوم با کاربردهای آن
در جدول زیر نیز می‌توانید به‌طور تقریبی مقدار سیمان و آب مورد نیاز در شرایط مختلف را ببینید:
| شرایط | حداقل میزان سیمان | حداکثر نسبت آب به مواد سیمانی |
| متوسط A | 300 کیلوگرم | 0.5 |
| شدید B | 325 کیلوگرم | 0.45 |
| شدید C | 350 کیلوگرم | 0.45 |
| خیلی شدید D | 350 کیلوگرم | 0.4 |
| فوق‌العاده شدید E | 375 کیلوگرم | 0.4 |
جدول نسبت آب به مواد سیمانی برای ساخت سیمان با عیار مختلف
نکات مهم برای انتخاب عیار بتن متناسب با پروژه
عیار یک بتن را بر اساس ملزومات طراحی سازه انتخاب می‌کنیم. یکی از موارد مهم هنگام انتخاب بتن، توجه به طرح اختلاط آن است؛ دو نوع طرح اختلاط داریم که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم:
طرح اختلاط اسمی:
معمولاً در ساخت‌وسازهای کوچک مانند منازل شخصی که مصرف بتن آن‌ها کم است، مورداستفاده قرار می‌گیرد. این طرح از ضریب اطمینان کافی برخوردار است و از مشکلات عمومی هنگام ساخت‌وساز جلوگیری می‌کند. در این طرح، معمولاً از عیار M15 الی M25 استفاده می‌شود.
طرح اختلاط طراحی:
در این طرح، مواد تشکیل‌دهنده بتن مورد نیاز را با آزمایش‌های تخصصی مختلفی تعیین می‌کنند که نیازمند کنترل کیفیت مناسب، چه در هنگام انتخاب مواد و چه زمان مخلوط کردن و جای‌گذاری آن، است. طرح اختلاط طراحی براساس مواد در دسترس و هزینه‌های پروژه‌های بسیار بزرگ انتخاب و از عیار بالای M30 استفاده می‌شود.
عیار بتن؛ مفهمومی مهم در صنعت ساختمان سازی
در این مقاله به زبان ساده و به‌طور مختصر و مفید مفهوم عیار بتن، نحوه محاسبه و کاربردهای آن را بررسی کردیم. امیدواریم این مطالب برای شما مفید بوده و استفاده لازم را از آن برده باشید. با توجه به اینکه میزان عیار در بتن رابطه مستقیمی با دوام و استحکام سازه شما دارد، می‌توانید سؤالات و نظرات خود را در قسمت کامنت‌ها با ما به اشتراک بگذارید تا در اسرع وقت به آن‌ها پاسخ دهیم.
شرکت مقاوم سازان پایون شرکتی ساختمانی است که به صورت تخصصی در زمینه طراحی و اجرای مقاوم‌سازی و ترمیم سازه‌ها در برابر زلزله، افزایش بار، تغییر کاربری، شرایط مخرب آب‌وهوایی، خوردگی و دیگر مشکلات سازه‌ای فعال است. در صورتی که هرگونه سؤالی دارید با کارشناسان ما تماس بگیرید.
سؤالات متداول
1. استانداردهای مختلف ایران برای عیار یک بتن چیست؟
این استانداردها در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان و آیین‌نامه بتن آمده و مشخصات فنی بتن و سیمان در استاندارد ملی ایران به شماره‌های ۳۸۹ و ۳۰۲ به‌طور کامل توضیح داده شده است.
2. در یک مترمکعب بتن از چه مقدار شن و ماسه، آب و سیمان استفاده کنیم؟
بستگی به نوع پروژه طرح اختلاط دارد و اینکه در چه بخشی از ساختمان به‌کار می‌رود.
3. عیار مناسب بتن به کار رفته در تیرچه بلوک سقف باید چقدر باشد؟
عیار انواع بتن در تیرچه‌بلوک معمولاً 350 است؛ یعنی 350 کیلوگرم سیمان در یک مترمکعب بتن.