سالیان بسیار زيادي است که بتن بعنوان يک ماده ساختماني مهم و کاربردی در ساخت و سازه‌هاي بتني چون ساختمانها، سدها، پلها، تونلها، راهها، اسکله‌ها و برجها و سازه‌هاي خاص ديگر کاربرد دارد.

 

در اکثر موارد به بتن بعنوان ماده‌اي مقاوم در برابر نيروهاي فشاري نگريسته مي‌شده است. انجام پروژه‌هاي وسيع تحقيقاتي بر روي مواد مختلف تشکيل دهنده بتن و ازمايش‌ بتن‌هاي مختلف با مواد جديد در سالهاي آخر قرن اخير منجر به پيدايش بتن‌هايي شده است که علاوه بر تأمين مقاومت خواص ديگري از اين ماده نظير دوام، کارايي، نرمي و مقاومت در برابر عواملي چون آتش و محيط و هوازدگي را دستخوش تغييرات اساسي نموده است.

 

امروزه بر اساس تکنولوژي رايج بتن، ساخت بتن‌هاي با مقاومت‌هاي فشاري زياد و دور از انتظار که مي‌تواند براي طراحي سازه‌هاي اجرايي رايج مورد استفاده قرار گيرند، امکان‌پذير مي‌باشد. اگر چه اغلب آيين‌نامه‌هاي بتن هنوز مقاومت بتن مورد استفاده در سازه‌ها را به MPa 60 محدود مي‌کنند، اما آيين‌نامه‌هاي جديد اخيراً حدي بالاتر از MPa 105 را نيز در نظر گرفته‌‌اند.

 

یکی از انواع بتن های جدید که خاصیت های جدیدی دارد بتن توانمند میباشد.

 

همانطور که در بالا گفته شده بتن توانمند به طور کلی به بهبود کیفیت ومقاومت خمیر سیمان میپردازد.

همچنین بتن توانمند ( HPC ) عامل اصلی کاهش تخلخل در بتن میشود و فضاهای ارتباطی مویینه را قطع میکند که این عوامل خود باعث کاهش نفوذ پذیری میشود.

همچنین لازم به ذکر است  بتن توانمند بهبود پایداری حجمی بتن بسیار کمک میکند و میتوان از آن استفاده نمود.

 

این ماده ی تازه (بتن توانمند ) خواص تازه ای را پیدا میکند از جمله ی این خواص ها میتوان به کارآیی فوق العاده ، زمان گیرش لازم ، نرخ افزایش مقاومت مورد نیاز اشاره کرد.

به طور عمده بتن های توانمند و یا  ( High Performance Concrete ) از سه ویژگی عمده نسبت به سایر بتن ها بهره مند میباشند :

• بتن توانمند مقاومت خمیر سیمان بالایی دارد.
• بتن توانمند مقاومت ناحیه ی انتقال  ITZ بیشتری دارد.
• بتن تونماند مقاومت سنگدانه بیشتری دارد.

 

 

افزایش مقاومت خمیر سیمان در بتن هوشمند :

به طور کاملا ثابت و قانون مشخص شده  همیشه خمیر سیمان به عنوان یک کریستال تک فازی با نرخ تخلخل بتن ارتباط تنگاتنگ دارد و بتن های توانمنند با کاهش نرخ تخلخل خود موجب افزایش  مقاومت خمیر سیمان میشوند.

 

 

مهم ترین عاملی که بر روی مقاومت خمیر سیمان در بتن توانمند تاثیر میگذارد نسبت آب به سیمان میباشد و به طور کلی هر چه این نسبت کمتر باشد مقاومت بیشتری حاصل میشود.

البته دانستن این نکته بسیار ضروری است که جمله ی بالا همیشه صادق نیست و باید مقدار آب به اندازه ای باشد تا اصلا عوامل تشکیل دهنده ی بتن توانمند بتوانند با هم واکنش شیمیایی بدهند.

همچنین نسبت آب به سیمان کم باعث بهبود دانسیته و مقاومت ، کاهش زمان گیرش ، افزایش حرارت زایی و کاهش کارایی میشود.

 

بتن‌هاي ابداعي برای افزایش مقاومت در بتن توانمند :
در بعضي موارد با تغيير در مواد تشکيل‌ دهنده بتن و با روش‌هاي ابداعي مي‌توان پاره‌اي از خواص نامطلوب بتن را حذف نمود و بتن های با قابلیت بالا و یا همان بتن توانمند را درست کرد.اين امر منجر به پيدايش بتن‌هاي خاص با خواص ويژه‌اي مي‌گردد.

 

 بتن‌هاي با مقاومت بالا یا همان بتن توانمند معمولاً با سيمان زياد و نسبت آب به سيمان کم و اضافه و جايگزين نمودن سيمان با دوده سيليس ساخته مي‌شوند. در حين عمل هيدراسيون سيمان و سخت شدن اين بتن‌ها چون آب داخل بتن کافي نيستَ، مقداري آب از سطح خارجي به قسمت داخلي براي تکميل عمل فوق مي‌رسد. 

 

بنابراين بتن توانمند در ساعت اوليه سخت شدن دچار جمع‌شدگي ذاتي قابل ملاحظه‌اي مي‌شوند. ممکن  است اثرات منفي ديگري نظير حساسيت به ترک‌خوردگي بيشتر در اين بتن‌ها مشاهده شود.

 

اين معايب را مي‌توان با روش ساده‌اي برطرف نمود. در يک عمل ابداعي مي‌توان حدود ۲۵ درصد از حجم سنگدانه را با سنگدانه سبک وزن قبلاً خيس شده جايگزين نمود. اين سنگدانه‌ها باعث ايجاد ذخيره آب در بتن شده و محيطي با عمل‌آوري مرطوب فراهم مي‌سازند. نتيجه اضافه کردن سنگدانه پيش اشباع شده به بتن با مقاومت زياد، کاهش جمع‌شدگي ذاتي و کم شدن و حذف ترکهاي مويي خواهد بود.

 

همچنين تراکم و دانسيته بالاي بتن‌هاي با مقاومت زياد سبب کاهش مقاومت در برابر آتش اين بتن‌ها مي‌شود که بعنوان يک عيب محسوب مي‌شود. در دماي بالا آب شيميايي خمير سيمان بخار شده ولي به علت متراکم بودن بتن با مقاومت زياد نمي‌تواند از آن خارج شود. در نتيجه پوشش بتني بصورت ورقه جدا شده و ظرفيت بارپذيري ستون کاهش مي‌يابد.

 

در يک کار ابداعي مي‌توان الياف پروپيلني به بتن اضافه نمود. در دماي بالا الياف ذوب شده و کانالهايي براي فرار و خروج بخار آب از بتن فراهم مي‌سازند و از ورقه ورقه شدن بتن جلوگيري بعمل مي‌آورند

 

 

افزايش مقاومت ناحية انتقال ( ITZ ) در بتن توانمند :

اين ناحيه ذاتا یرای نسبت آب به سیمان بزرگتر از ۰٫۵ ناحية ضعيفي به شمار میآید و همچنین ما شاهد ريزترك ها در اين ناحية در اثر خشك شدگي ناشي از جمع شدگي و انقباض حرارتي هستیم.

 

برای بهبود مقاومت ناحیه ی انتقال سیمان و مواد افزودنی وانتخاب نوع مناسب آن ها بسیار به ما کمک میکند.

 

 

بهبود مقاومت سنگدانه در بتن توانمند :

به طور کلی سنگدانه ی مقاوم موجو در بتن توانمند دارای ۴ ویژگی میباشد:

• صفحات كليواژي ضعيف ندارد.
• شديدا هوازده نيست.
• دارای تخلخل زیاد نیست.
• معمولا حداکثر اندازه ی آن کوچک است.

 

اگر نیاز به مقاله ی بین المللی دارید میتوانید اینجا کلیک کنید.