بتن خودمتراکم و ویژگی های آن

بتن خودمتراکم :

بتن خودمتراکم چیست؟

بتن خودمتراکم این روز ها نامی آشنا برای ما مهندسین میباشد. بتن به عنوان پر تولیدترین ماده صنعتی در جهان می باشد که انواع و اقسام مختلفی دارد. ساختار بتن مجموعه ای از ذرات شن و ماسه به وسیله چسبی متشکل از سیمان و آب بهم متصل شده اند  که این مواد به نسبت مشخصی باهم مخلوط میشوند، این میزان مشخص طرح اختلاط نام دارد که بر اساس فرمول و محاسب معین می‌گردد بنابراین بسته به بزرگی ذرات شن و ماسه و میزان آب و سیمان می تواند مقاومت های مختلفی داشته باشد و در جاهای مختلف بسته به نوع کاربری و هدف مورد نظر مورد استفاده قرار گیرد. یکی از این انواع بتن ، بتن خودمتراکم (SCC) می باشد. در این مقاله قصد داریم ابتدا به معرفی بتن خودمتراکم پرداخته و پس از ذکر ویژگی های آن در رابطه با طراح اختلاط آن ها بحث کنیم.

بتن خودمتراکم یا بتن SCC بتنی است که توانایی تراکم تحت اثر وزن خود را دارد و در مواردی که قطعه موردنظر ما از لحاظ آرماتور تراکم بالایی دارند بسیار مناسب بوده و نیاز به تراکم اضافه ندارد. به عبارتی دیگر این بتن بدون احتیاج به لرزاننده و متراکم کننده میتواند به راحتی در میان فضای بین میلگردها تحت اثر وزن خود جریان یابد. توليد بتن خودمتراكم در كارگاههائي صورت ميگيرد كه وسايل و تجهيزات بتن سازي مناسب داشته باشد و بتوان بخوبي آن را كنترل نمود.

بتن خودمتراكم يكي از انواع بسيار جالب بتن هاي توانمند است كه در بدو امر براي كاربرد در قطعات بتن آرمه پر آرماتور ابداع و ساخته شد ولی امروزه كاربرد اين نوع بتن يكي از مشكلات عمده اجراي كارهاي بتني در محيط هاي شهري را حل مي كند كه عبارت از آلودگي صوتي ناشي از كاربرد ويبراتور براي لرزاندن و جادادن بتن است. اين آلودگي صوتي، كاربرد شبانه بتن در محيط هاي شهري را غير عملي مي سازد ولي با كاربرد بتن خود تراكم، ديگر نيازي به لرزاندن بتن نيست و مي توان كارهاي اجرايي را در مدت شب نيز ادامه داد. امروزه در برخي از كشورها به منظور برجسته كردن اين مشخصه بتن خودمتراكم، به آن نام بتن بي صدا داده اند.

نظريه بتن خودمتراکم، بتني که خودش متراکم می شود و احتياج به تراکم توسط ويبراتور ندارد به عنوان راه حلي براي رفع مشکل دوام سازه هاي بتني توسط اوکامورا در سال ۱٩٨٦ پيشنهاد گردید و تحقيقات براي گسترش اين نوع بتن توسط ازاوا و ماکاوا در دانشگاه توکيو به انجام رسید. اوکامورا، در خلال تحقيقات خود دريافت که دليل اصلی کاهش دوام و میزان کارایی بتن در سازه ها، عدم یکپارچگی و عدم همگنی در هنگام بتن ریزی می باشد. با تولید و توسعه این نوع بتن ، اوکامورا ضعف دوام و کارایی بتن در ژاپن را تا اندازه ای برطرف نمود. اوزاوا در ادامه تحقیقات خود به این نتیجه رسید که به به کارگیری فوق روان کننده و مواد نظیر سرباره و خاکستر بادی به عنوان جایگزین بخشی از سیمان، می توان مقاومت در برابر جداشدگی بتن خودمتراکم را کنترل نمودو به میزان روانی بتن اضافه کرد.او به میزان ۱۰ الی ۲۰ درصد خاکستر بادی و ۲۵ الی ۴۵ درصد سرباره به نسبت وزنی سیمان را به عنوان بهینه ترین مقدار برای جریانپذیری و پیشرفت مقاومتی بتن پیشنهاد نمود.

استفاده از بتن خود تراكم از اواخر دهه ۸۰ ميلادي در كشور ژاپن آغاز شد و سپس در كشورهاي ديگر گسترش يافت. امروزه در كشورهاي پيشرفته بتن خود تراكم در زمره بتن هاي متداول و رايج محسوب مي شود. در اوایل قرن بیستم به دلیل خشک بودن مخلوط بتنی، تراکم بتن تنها از طریق اعمال ضربه های سنگین در مقاطع وسیع و در دسترس ممکن بود. با شیوع استفاده از بتن های مسلح و آشکار شدن مشکلات اجرایی کاربرد مخلوطهای خشک، گرایش به استفاده از مخلوطهای مرطوب تر گسترش یافت اما شناسایی تاثیر نسبت آب به سیمان در دهه ۱۹۲۰ نشان داد که افزایش این نسبت می تواند موجب افت در مقاومت بتن گردد. در سالهای بعد، توجه به مسئله دوام بتن همچنین تاثیر مخرب افزایش نسبت آب به سیمان را به نفوذ پذیری و کاهش دوام بتن آشکار ساخت. این همه باعث گردید تا توجه ویژه ای بر خواص کارایی و رئولوژی بتن و نیز روشهای تراکم، با هدف بهبود خواص مقاومت و دوام آن صورت گیرد. این تحقیقات در نهایت منجر به معرفی بتن خود متراکم در ژاپن گردید.

بتن خودمتراکم را بر مبنای نوع مواد افزوذنی که در اختلاط آن به کار می برند می توان در سه دسته تقسیم بندی نمود :

1. گروه دارای مواد پودری
2. گروه دارای مواد قوام آور
3. گروه مواد ترکیبی

• بتن خودمتراکم دارای مواد پودری :

این نوع از بتن خودمتراکم دارای میزان بالای مواد پودری می باشد که مقصود از مواد پودری مصالح و دانه های کوچکتر از ۰٫۱۵ میلی متر می باشد و شامل ذرات سیمان و ماسه می باشد.

• بتن خودمتراکم دارای مواد قوام آور :

دراین نوع بتن خودمتراکم میزان مواد پودری پایین می باشد و افزودنی هایی همانند روان کننده ها به این نوع بتن اضافه می شود.

• بتن خودمتراکم مواد ترکیبی

این نوع از بتن خودمتراکم دارای ویژگی دو گروه بالا بصورت همزمان می باشد به عبارتی در عین حال که میزان مواد ریزدانه بالاست از طرفی از مواد قاوم آور و افزودنی هایی همانند روان کننده ها به آن افزوده شده است.

• کارآیی بتن خود متراکم :

در حالت معمولی دارای اسلامپ بیش تر از ۶۰ سانتی متر بوده و جداشدگی هم وجود ندارد.

قادر است که روانی خود را برای حدود یک ساعت و نیم حفظ کند.

قابلیت پمپاژ در لوله های بلند بطول های حداقل ۱۰۰ متر را دارد.

توانایی مقاومت در سطوحی با شیب ۳ درصد

• دوام بتن خود متراکم:

مقاومت در مقابل خوردگي ، تهاجم سولفات ها، كلريدها و ديگر عوامل شيميايي

مقاومت در مقابل انجماد ، ذوب مطابق استانداردها

کاهش خطر ترك هاي حرارتي در مقايسه با بتن معمولي ویبره شده

-سازه های بتنی که دارای طراحی خاص معماری بوده و نیازمند ظرافت بالا و دارای تراکم میلگردی بالا می باشد.

-پل هاي با دهانه هاي بزرگ كه به دليل طولاني بودن خط انتقال بتن اجراي آن ها با بتن معمولي امكانپذير نمي باشد و در ضمن استفاده از بتنمعمولي موجب قطورتر شدن اندازه پايه ها و نازيبايي سازه مي گردد.

-ستون ها و یا دیوارهای بلند یا میلگرد های متراکم

-ستون های بتن ریزی شده با پمپ

-بتن ریزی بلوک های بتنی

سیمان: نوع و مقدار سیمان براساس خواص و دوام مورد نیاز تعیین می گردد. معمولا مقدار سیمان بین   ۴۵۰- ۳۵۰  کیلوگرم بر مترمکعب می باشد.

سنگدانه درشت: تمام سنگدانه های درشت که برای بتن معمولی استفاده می شود ، قابل مصرف در بتن خودمتراکم است. اندازه حداکثر معمولا بین  ۲۰-۱۶ میلی متر است. به طور کلی مقدار سنگدانه درشت در بتن خودمتراکم کمتر از بتن معمولی است زیرا سنگدانه درشت انرژی زیادی مصرف می کند که باعث کاهش جاری شدن بتن می شود و در هنگام عبور از موانع مانند آرماتور سبب مسدود شدن بتن می گردد.

سنگدانه ریز: تمام سنگدانه های ریز که برای بتن معمولی استفاده می شود برای بتن خودمتراکم نیز مناسب است هر دو نوع ماسه شامل شکسته و گرد گوشه قابل استفاده میباشد هرچه مقدار ماسه در مخلوط بیشتر باشد، مقاومت برشی مخلوط بیشتر است.

مواد افزودنی معدنی: انواع مواد افزودنی معدنی یا پوزولان را می توان در بتن خودمتراکم مصرف کرد این مواد برای بهبود خواص بتن تازه و یا بتن سخت شده و دوام مورد استفاده قرار می گیرد. از جمله این موارد می توان میکروسیلیس، سرباره و روباره را نام برد.

فوق کاهنده آب: فوق کاهنده آب یا فوق روان کننده ها از مواد بسیار مهم برای ساخت بتن خودمتراکم محسوب می شوند.

مواد اصلاح کننده ویسکوزیته: مواد اصلاح کننده ویسکوزیته برای افزایش مقاومت جداشدگی در بتن خودمتراکم مصرف می شود.

•  قابلیت عبور و جریان
•  قابلیت پرکنندگی
•  مقاومت در برابر جداشدگی با حفظ قابلیت پایداری
•  ترکیب همگن و کاملا یکنواخت
•  حذف آلودگی های صوتی ناشی از استفاده از ویبراتورها
•  صرفه جویی در زمان

اگر نیاز به مراجع بین المللی داشتید میتوانید برروی اینجا کلیک کنید.