منظور از عیار بتن مقدار سیمان مصرفی بر حسب کیلوگرم در واحد حجم بتن می باشد (که واحد حجم بتن در ایران متر مکعب می باشد.) عیار بتن با مقاومت نهایی آن رابطه ی مستقیم دارد. ولی با توجه به فرآیند ساخت بتن و واکنش هیدراتاسیون در آن با افزایش بی نهایت سیمان به مقاومت بتن در بی نهایت دست نخواهیم یافت.با توجه به روابط تجربی می توان مقدار سیمان مصرفی برای رسیدن به مقاومت مشخص را تعیین کرد علاوه بر این رایج است که بتن را بر حسب عیار سیمان مصرفی نامگذاری می کنند.

در ایران، عیار بتن با عددی مشخص میشود به عنوان مثال، عیار 350 به این معناست که در یک متر مکعب بتن، حدود 350 کیلوگرم سیمان مصرف شده است. مقاومت بتن نیز رابطه مستقیمی با عیار آن دارد.

برای مقایسه وزنی عیار با کل بتن، باید عدد عیار را بر 2450 تقسیم کنیم. به عبارت دیگر، بتنی با عیار 350 حدود 14% وزنی سیمان دارد.

 

روابط محاسبه مقاومت بتن

مقاومت بتن به صورت مگاپاسکال بیان می‌شود. برای تعیین روابط بین مقاومت و عیار سیمان، نتایج مطالعات تجربی به روابط ریاضی تبدیل می‌شود. به عنوان مثال، می‌توان با استفاده از فرمول زیر، مقاومت مشخصه بتن را بر اساس عیار سیمان محاسبه کرد؛

[ F_c = \frac{w}{10} - 9 ]

در این فرمول، ( F_c ) مقاومت مشخصه بتن بر اساس آیین‌نامه است و ( w ) عیار سیمان بر حسب کیلوگرم است. مثلاً یک نمونه بتن با ۳۵۰ کیلوگرم سیمان، مقاومتی در حدود ۲۶ مگاپاسکال دارد.

 

اهمیت عیار بتن

تعیین مقدار سیمان، مهمترین بخش کار در طرح اختلاط بتن است. سیمان در بتن نقش اتصال و چسبندگی دارد. برای مقابله با تنش های مختلف، تعیین مقاومت کلی یک نمونه بتن به مقدار و نوع سیمان وابسته است.

در واقع ملاک عیار بتن در مقدار سیمان موجود در آن است.  سیمان یکی از اجزای اصلی بتن است که برای چسباندن مخلوط بتن به کار می رود. بدون سیمان، بتن هیچگونه استحکامی ندارد. حضور سیمان در بتن، ملاک جدی در تعریف استحکام آن است. بنابراین استفاده از این ماده باید در یک محدوده مشخصی قرار بگیرد.

از این ‌رو در یک حجم تعریف ‌شده، هر چه درصد مصرف سیمان در حجم بتن بالاتر باشد، انتظار استحکام بالاتری از بتن را داریم. البته تا جایی می توانیم این حضور درصد بالاتر را دنبال کنیم. چرا که در مقادیر بالاتر از 400 کیلوگرم سیمان به ‌ازای هر متر مکعب بتن درجه استحکام نهایی بتن افت پیدا خواهد کرد.

در نتیجه برای رسیدن به بتن استاندارد باید نسبت حضور سیمان در هر متر مکعب بتن را در بین اعداد 100 الی 400 کیلوگرم در نظر بگیرید. در بتن با عیار پایین میبینیم که ۱۰۰ الی ۱۵۰ کیلوگرم سیمان در هر متر مکعب بتن استفاده میشود.

در بتن با عیار بالا نیز از حدود 250 الی 400 کیلوگرم سیمان به ‌ازای هر متر مکعب بتن استفاده می شود. اما آنچه ملاک ساخت است، رسیدن به بتن با عیار متوسط است که در آن از حدود 150 الی 250 کیلوگرم سیمان به ‌ازای هر متر مکعب بتن استفاده خواهد شد.

بتن مرغوب همراه با طرح اختلاط استانداردی است. اما همه بتن ‌های استاندارد به یک نسبت برابر از سیمان، ماسه، آب و… ساخته نمی ‌شوند. در واقع بسته به نیاز پروژه ساخت ‌و ساز و یا موقعیت فضای بتن ریزی در عملیات ما نیاز به درجات گوناگون از مقاومت بتن داریم.

مثلاً هرگز نمی ‌توانید بتن به کار رفته در پی یک بنای چند صد متری را با طرح ساخت بتن با استحکام کافی برای ساخت یک بنای ساده مسکونی یکسان در نظر بگیرید. به ‌این ‌ترتیب ملاکی با عنوان عیار بتن را مطرح می ‌کنند. این ملاک معرف درجه مقاومت بتن است. هر چه عدد عیار بالاتر باشد، باید انتظار بتن مقاوم تری داشته باشیم.

 ممکن است این‌ طور به نظر برسد که چرا در همان ابتدای کار تمام بتن ‌های ساخته شده را با بالاترین عیار در نظر نگیریم؟

 به ‌این ‌ترتیب از پس یک برج بلند مسکونی تا یک واحد ساختمانی ساده ویلایی همگی با بهترین و مقاوم ‌ترین متریال ها ساخته می شوند.

اما بهتر است موضوع هزینه ساخت بتن با عیار بالاتر را نیز ملاک انتخاب خود داشته باشید.چرا که میشود برای هر بنا از بتن با بالاترین عیار استفاده کرد؛ اما باید منتظر هزینه های سرسام آور آن باشید.

بناهای امروزی را دسته ‌بندی شده بررسی می کنند. در این دسته ‌بندی ‌ها هر سازه ای باید درجات استحکام استانداردی را تامین نماید. لذا در بسیاری از بناهای مسکونی می ‌توانید با یک بتن در عیار 150 که اتفاقاً چندان هزینه بردار نیست، مقدار استحکام استاندارد تعریف ‌شده را تهیه کنید.

 

 

انتخاب عیار مناسب برای سازه بتنی

عیار بتن بر اساس الزامات طراحی سازه مورد نظر انتخاب می‌شود. به طور کلی، دو نوع طرح اختلاط اسمی و طراحی برای بتن وجود دارد.

طرح اختلاط اسمی: طرح از پیش تعیین شده‌ای است که معمولا برای ساخت و سازه‌های کوچک مقیاس و ساختمان‌های مسکونی کوچک (پروژه‌هایی با مصرف پایین بتن) مورد استفاده قرار می‌گیرد. به کارگیری طرح اختلاط اسمی، ضریب اطمینان کافی را به همراه خواهد داشت. این موضوع، از کنترل کیفیت مداوم و رخ دادن مشکلات عمومی مانند... در حین ساخت و ساز جلوگیری می‌کند.

طرح اختلاط طراحی: در این نوع طرح اختلاط، نسبت مواد تشکیل دهنده بتن از طریق آزمایش‌های مختلف به دست می‌آید. طرح اختلاط طراحی نیازمند کنترل کیفیت مناسب در حین انتخاب مواد، مخلوط کردن، انتقال و جانمایی بتن است. طرح اختلاط بتن در این حالت بر مبنای مواد در دسترس و مسائل اقتصادی موجود (در پروژه‌های بزرگ مقیاس) انتخاب می‌شوند.

بنابراین در سازه‌های بتنی کوچک، معمولا استفاده از طرح اختلاط اسمی متناسب با عیارهای M15 تا M25 و برای سازه‌های بتنی بزرگ که مقاومت بالایی نیاز دارند نیز به کارگیری طرح اختلاط طراحی متناسب با عیارهای M30 به بالا توصیه می‌شود.