طرح اختلاط بتنهای مختلف با یکدیگر متفاوت است. در برخی از موارد ممکن است نسبت مواد سیمانی به سنگدانهها و آب یکسان باشد اما نوع مواد سیمانی مورد استفاده به احتمال زیاد یکسان نخواهد بود. بتن معمولی از ۱۱ درصد سیمان، ۱۶ درصد آب، ۶۷ درصد سنگدانه و ۶ درصد هوا تشکیل میشود.
تاثیر توزیع دانه بندی سنگدانه بر چگالی بتن
شاید اینگونه به نظر برسد که به دلیل درصد بالای سنگدانهها در ترکیب بتن، این مواد تعیین کننده اصلی چگالی بتن هستند. با توجه تاثیر نزدیکی ذرات و تخلخل، چفتشدگی سنگدانهها نیز از اهمیت بالایی در کنترل وزن مخصوص بتن خواهد داشت. چفتشدگی به خصوصیات فیزیکی سنگدانهها نظیر ابعاد، شکل و توزیع دانهبندی بستگی دارد.
ترکیب بتن معمولی دارای 26 درصد سنگدانه ریز و ۴۱ درصد سنگدانه درشت است. هر چه توزیع دانهبندی سنگدانهها بهتر باشد، ذرات ریز فضای خالی بین ذرات درشت را بهتر پر میکنند. به علاوه، هر چه شکل ذرات سنگدانه گردتر باشد، فضاهای خالی بهتر پر میشود. به این ترتیب، چگالی بتن افزایش مییابد.
تاثیر نسبت آب به سیمان بر چگالی بتن
«نسبت آب به سیمان» (Water-Cement Ratio) یا W/C، از تقسیم وزن آب (چگالی آب ضرب در نسبت آب) بر وزن سیمان (چگالی سیمان ضرب در نسبت سیمان) در ترکیب بتن به دست میآید. این کمیت برای بتن معمولی برابر ۰.۴ تا ۰.۶ است. با افزایش W/C، چگالی بتن کاهش مییابد. در واقع، افزایش محتوای آب، تراکمپذیری بتن را کاهش میدهد.
توجه داشته باشید که برای ارزیابی تاثیر نسبت آب سیمان بر روی چگالی باید میزان سنگدانه، مواد مکمل سیمانی و افزودنیها را ثابت در نظر گرفت. در غیر اینصورت، نسبتهای آب به سیمان برابر میتوانند چگالیهای متفاوتی را برای بتن به همراه داشته باشند. به عنوان مثال، چگالی بتنی با 150 کیلوگرم بر متر مکعب آب و 300 کیلوگرم بر متر مکعب سیمان (W/C=0.5) کمتر از چگالی بتنی با 200 کیلوگرم بر متر مکعب آب و 400 کیلوگرم بر متر مکعب سیمان (W/C=0.5) است.
تاثیر رطوبت بر چگالی بتن
رطوبت با افزایش W/C و فاصله بین سنگدانهها، تراکم را کاهش میدهد. از اینرو، هر چه رطوبت ناخواسته در ترکیب بتن بیشتر شود، چگالی آن کمتر خواهد شد.
تاثیر عمل آوری بر چگالی بتن
کیورینگ یا عمل آوری، فرآیندی برای کنترل رطوبت و دمای هیدراتاسیون به منظور دستیابی به خواص مکانیکی مورد نظر است. روشهای مختلفی مانند روشهای آبرسانی و عایقی برای اجرای عمل آوری وجود دارند. این روشها بر اساس نوع بتن و شرایط محیطی انتخاب میشوند. در صورت عدم انتخاب صحیح روش عمل آوری، چگالی بتن به میزان مورد نظر نمیرسد.
تاثیر ضریب انبساط حرارتی بر چگالی بتن
انبساط حرارتی باعث تغییر فاصله بین ذرات میشود. این مسئله حجم ماده را تغییر میدهد اما تاثیر چندانی بر روی جرم آن ندارد. به ترتیب وزن مخصوص بتن کاهش میباید. ضریب انبساط حرارتی بتن حدود 6-10*10 بر درجه سانتیگراد (بین 6-10*7 تا 6-10*12 بر سانتیگراد) است. اگر یک دال بتنی 30 متری در معرض تغییر دمای 38 درجهای (تغییرات دمای تقریبی زمستان تا تابستان) قرار گیرد، طول آن حدود 1.5 تا 1.8 سانتیمتر تغییر میکند.