بتن خود تراکم

بتن خود تراکم ، شامل بازه‌ی گسترده‌ای از طرح‌های اختلاط است که خواص بتن تازه و سخت شده لازم برای کاربری‌های خاص دارا است. اگرچه مقاومت هم چنان معیار اصلی موفقیت این بتن هستند اما ویژگی‌های بتن تازه آن، بسیار گسترده‌تر از بتن معمولی و متراکم شده توسط لرزاننده‌ها است. این خواص مطلوب باید در زمان، محل و بتن ریزی حفظ شوند. بتن خود تراكم در مواردی که شبکه‌بندی آرماتورها فشرده، گزینه‌ای مطلوب است. هم چنین‌عدم نیاز به لرزاننده، آلودگی صوتی محیط را به نحو قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌دهد. علی رغم ویژگی‌های مطلوب، طرح اختلاط و اجرای این نوع بتن به عوامل متعددی از قبیل دانه‌بندی مصالح سنگی، نوع مواد افزودنی و همچنین فیلرهای مورد استفاده بستگی دارد. در نظر گرفتن هر یک از معیارهای فوق، کیفیت بتن سفت و کارپذیری بتن تازه را تحت تاثیر قرار می‌دهد.

زمان، هزینه و کیفیت سه عامل مهم در اجرا است که تاثیر مهمی در صنعت ساخت دارند. هر گونه پیشرفت و یا توسعه‌ای که باعث بهبود این سه عامل شود، همواره مورد علاقه مهندسان عمران خواهد بود. هرگاه این پیشرفت‌ها در صنعت ساخت و ساز تاثیر گذار باشد باید تحقیقات کافی بر روی فواید و مضرات آن‌ها انجام گرفته و اقدامات لازم برای اجرایی ساختن آن‌ها در صنعت ساخت و ساز صورت پذیرد. بتن خود تراكم با توجه به خصوصیات ویژه خود یکی از این توسعه هاست که میتواند تاثیر قابل توجهی بر صنعت ساخت داشته باشد.

تاریخچه‌ی بتن خود متراکم چیست؟

برای سالیان متمادی دست‌یابی به بتنی با قابلیت خودترازی (خود تراکمی) بدون افت در مقاومت، روانی و یا جداشدگی، آرزوی مهندسین در کشورهای مختلف بوده است در اوایل قرن بیستم به دلیل خشک بودن مخلوط بتنی، تراکم بتن تنها از طریق اعمال ضربه‌های سنگین در مقاطع وسیع و در دسترس ممکن بود. با شیوع استفاده از بتن‌های مسلح و آشکار شدن مشکلات اجرایی کاربرد مخلوط‌های خشک، گرایش به استفاده از مخلوط‌های مرطوب‌تر گسترش یافت اما شناسایی تاثیر نسبت آب به سیمان در دهه ۱۹۲۰ نشان داد که افزایش این نسبت می‌تواند موجب افت در مقاومت بتن شود.

در سال‌های بعد، توجه به مسئله دوام بتن همچنین تاثیر مخرب افزایش نسبت آب به سیمان را به نفوذپذیری و کاهش دوام بتن آشکار ساخت. این همه باعث گردید تا توجه ویژه‌ای 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 شد. بتنی با قابلیت جریان زیاد که می‌تواند تنها تحت تاثیر نیروی ثقل و بدون نیاز به انجام هرگونه فرآیند دیگری تمامی زوایای قالب را پر کرده و آرماتور‌ها دربرگیرد، بدون آنکه جداشدگی یا آب انداختن ایجاد شود.

نتیجه بررسی ها

بررسی رئولوژی و کارایی، تاثیر بالایی بر تعیین خواص بتن خود تراكم را نشان می‌دهد؛ لذا بر اساس روابط مایع لزج نیوتنی، پارامترهای موثر در تعریف رفتار جریان بتن خود تراكم را معرفی می‌کند و آزمایش جی – رینگ آزمایش ساده و مناسبی برای اندازه گیری مقاومت بتن در مقابل جداشدگی سنگدانه‌ها است و چنانچه مقدار آب و خصوصاً فوق روان کننده از یک حد معینی افزایش یابد مقاومت جداشدگی بتن کاهش می‌یابد و از آزمایش دو نقطه ایی می‌توان بدست آورد که ثابت‌های رئولوژی می‌توانند خواص رئولوژی، خصوصا” توانمندی بتن از نظر حرکت‌پذیری و پرشدگی را به خوبی تعیین نماید.

بتن خود تراكم نخست در سال ۱۹۸۶ توسط H. okamura در ژاپن پیشنهاد شد و در سال ۱۹۸۸ این نوع بتن در کارگاه ساخته شد و نتایج قابل قبولی را از نظر خواص فیزیکی و مکانیکی بتن ارائه داد. مقالات متعددی در ارتباط با توسعه بتن خودتراکم در دنیا ارائه شد امروزه بتن خود تراكم همزمان با کشور ژاپن در مراکز دانشگاهی و تحقیقاتی کشورهای اروپایی، کانادا و آمریکا تحت عنوان self – consolidating concrete موضوع بحث بررسی و اجرای سازه‌های بتنی است. در ایران نیز استفاده از بتن خود تراكم از چند سال قبل آغاز شده و مزایای آن بهره گرفته شده است برای مثال می‌توان از مصرف بتن خود تراكم در تونل رسالت در تهران نام برد.

مبانی طراحی مخلوط بتن خود تراكم

سیال و پایدار بودن از مبانی طراحی مخلوط scc هست، اما غیر از این خصوصیات، عامل اقتصادی نیز باید در طراحی در نظر گرفت. چالش مهم در طراحی مخلوط scc، معادل بودن مشخصات مورد نیاز با مشخصات واقعی است.

مواد مورد نیاز برای ساخت scc به شرح زیر است:

سیمان

نوع و مقدار سیمان بر اساس خواص و دوام مورد نیاز تعیین می‌شود. معمولاً مقدار سیمان بین ۳۵۰ – ۴۵۰ kg/m3 است.

سنگدانه درشت

تمام سنگدانه‌های درشت که برای بتن معمولی استفاده می‌شود، قابل مصرف در scc است. اندازه حداکثر معمولاً بین ۱۶ – ۲۰ میلیمتر است. به طور کلی مقدار سنگدانه درشت در scc کمتر از بتن معمولی است زیرا سنگدانه درشت انرژی زیادی مصرف می‌کند که باعث کاهش جاری شدن بتن می‌شود و در هنگام عبور از موانع مانند آرماتور سبب مسدود شدن بتن می‌شود.

سنگدانه ریز

تمام سنگدانه‌های ریز که برای بتن معمولی استفاده می‌شود برای scc نیز مناسب است هر دو نوع ماسه شامل شکسته و گرد گوشه قابل استفاده است هرچه مقدار ماسه در مخلوط بیشتر باشد، مقاومت برشی مخلوط بیشتر است.

مواد افزودنی بتن

انواع مواد افزودنی بتن یا پوزولان را می‌توان در scc مصرف کرد این مواد برای بهبود خواص بتن تازه و یا بتن سخت شده و دوام مورد استفاده قرار می‌گیرد. از جمله این موارد می‌توان میکروسیلیس، سرباره و روباره را نام برد.

فوق روان کننده بتن

فوق کاهنده آب یا فوق روان کننده‌ بتن از مواد بسیار مهم برای ساخت scc محسوب می‌شوند.

مواد اصلاح کننده ویسکوزیته

مواد اصلاح کننده ویسکوزیته برای افزایش مقاومت جداشدگی در scc مصرف می‌شود.

فیلرها

به دلیل الزامات رئولوژی خاص scc هردو مواد افزودنی فعال و خنثی برای بهبود کارایی و همچنین برای تعادل در مقدار مصرف سیمان مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تنظیم طرح مخلوط برای بتن خود متراکم چگونه است؟

پس از ساخت مخلوط‌های آزمایشی، اگر عملکرد آن‌ها مطلوب نباشد، باید طرح مخلوط مجدداً انجام شود. با توجه به مشکلاتی که در خواص بتن تازه ایجاد می‌شود، ممکن است واکنش‌های زیر انجام شود:

• اضافه کردن فیلر یا استفاده از نوع دیگر فیلر
• تجدید نظر در مقادیر شن و ماسه
• تغییر در مقدار فوق روان کننده یا ماده اصلاح کننده ویسکوزیته
• تغییر در مقدار آب و نسبت آب به پودر

کاربرد بتن خود متراکم چیست؟

از نظر کارایی یک بتن خود تراكم مناسب دارای خواص زیر خواهد بود:

در حالت معمولی دارای جریان اسلامپی بیش از ۶۰۰ میلی متر و بدون جداشدگی، حفظ روانی به مدت حداقل ۹۰ دقیقه، توانایی مقاومت در شیب ۳ ٪ در سطح افقی آزاد، قابلیت پمپ شدن در لوله‌ها بطول حداقل ۱۰۰ متر و به مدت ۹۰ دقیقه، مقاومت فشاری ۲۸ روزه حدود ۶۰۰-۲۵۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع، مقاومت در مقابل خوردگی تهاجم سولفات‌ها و کلریدها و انجماد و ذوب مطابق استاندارد، کاهش خطر ترک‌های حرارتی در مقایسه با بتن معمولی لرزانده شده بتن خود تراكم مزایایی در اجرای موارد خاصی از سازه‌های بتنی دارد که به نمونه‌هایی از آن‌ها اشاره می‌شود:

<b>سازه‌های بتنی معماری با بتن خود تراکم

• هنری که نیاز به ظرافت خاص با میلگرد گذاری فشرده دارند.
• پل‌های با دهانه بزرگ که به دلیل طولانی بودن خط انتقال بتن اجرای آن‌ها با بتن معمولی امکان‌پذیر نیست و در ضمن استفاده از بتن معمولی موجب قطورتر شدن اندازه پایه‌ها و نازیبایی سازه می‌شود.
• تونل‌های شهری و آبی که در آن‌ها مسافت طولانی انتقال بتن معمولی و حفظ کیفیت و تراکم آن از مشکلات اجرایی است
• ساختمان‌های بلند و برج‌ها
• ستون‌ها و دیوارهای بلند یا میلگردهای متراکم
• ستون‌های که با پمپ بتن ریزی می شوند.
• بتن ریزی بلوک‌های بتنی
• بتن ریزی کف‌ها و سطوح افقی
• بتن ریزی در سازه‌های زیر آبی

></span&gt;<b>مزایای بتن خود تراکم چیست؟

• توسعه سازه‌های بتنی در دنیا و نیاز به بتن‌های با خواص ویژه
• کمبود کارگران ماهر بتن ریزی به ویژه کارگران ویبره زن
• افزایش سرعت اجرای سازه‌های بتنی در سهولت بتن ریزی
• امکان بهبود کیفیت مکانیکی بتن
• امکان اجرای سازه‌های بتنی ظریف و سنگین و انتخاب مقاطع کوچک یا میلگردهای فشرده
• توسعه صنایع پیش ساخته بتنی
• صرفه جویی اقتصادی با توجه به کاهش نیروی انسانی لازم و زمان ساخت
• توجه به سطوح پایانی زیبا و مرغوب سازه‌های بتنی
• کاهش سر و صدا و آلودگی صوتی محیط کار به ویژه در صنایع پیش ساخت بتنی

نمونه‌های استفاده از بتن خود متراکم در دنیا

<p>سازه‌های مختلفی با استفاده از بتن خود تراکم در دنیا اجرا شده‌اند که به نمونه‌هایی از آن‌ها در سراسر دنیا اشاره می‌شود. قابل ذکر است که اجرای بعضی از این پروژه‌ها بدون استفاده از بتن خود تراكم امکان اجرا نداشته‌اند.

دیواره‌های مخازن عظیم LNG شرکت گاز Osaka در ژاپن

• حجم بتن خود تراكم مصرفی = ۱۲۰۰۰ متر مکعب (تکمیل بتن ریزی در سال ۱۹۹۸)
• صرفه جویی در تعداد کارگران = حدود ۶۷ درصد در مقایسه با بتن معمولی
• صرفه جویی در مدت زمان ساخت = حدود ۱۸ درصد در مقایسه با بتن معمولی
• صرفه جویی در تعداد کارگاه‌ها = حدود ۲۹ درصد در مقایسه با بتن معمولی

بازار بزرگ Midsummer Place واقع در لندن – انگلستان

ستون‌های بیضوی با میلگردهای خیلی تراکم به ارتفاع ۸.۵ – ۱۰ متر

صرفه جویی در مدت زمان ساخت = حدود ۴۰ درصد در مقایسه با بتن معمولی

صرفه جویی در هزینه = حدود ۱۰ درصد در مقایسه با بتن معمولی

برج Landmark در شهر یوکوهاما ژاپن

ستونهای ۹ طبقه اول این برج با استفاده از بتن خود تراكم اجرا گردید. (با توجه به فشردگی میلگردها)

تعداد ستون‌های ۹ طبقه = ۶۶ ستون

مقدار بتن خود تراكم مصرفی = ۸۸۵ متر مکعب

دژ شیمی سازه با تولید انواع افزودنی های بتن رسالت خود میداند که محصولات خود را با کیفیت بالا در اختیار همراهان قرار دهد.

ما را در اینستاگرام دنبال کنید.