موضوع: بتن خود تراکم (‎ (Self Compacting Concrete

[حمید رستمی]

بتن خود تراکم‎ (Self Compacting Concrete) ‎یک فن آوری نوپا در ‏‎>‎عرصه ساخت و ساز ‏دنیاست. این نوع بتن که کارایی بسیاربالایی دارد میتواند تحت اثر وزن خودش و بدون جداشدن ‏دانه ها در میان انبوه اجزای سازه ای جریان یابد. به عبارت دیگر این نوع بتن بدون نیاز به لرزاننده ‏‏(ویبره) و به خاطر وزن خودش متراکم میشود‎. 
با توجه به فراگیرشدن این صنعت دردنیا و روی آوردن دست اندرکاران عرصه ساخت وساز به ‏استفاده از بتن خودتراکم، بر آن شدیم تا در طی یک روند ادامه دار به معرفی و ذکر نتایج  ‏تحقیقات انجام شده در مورد آن بپردازیم‎. 
بخش مهندسی عمران دانشگاه شهید باهنر کرمان اولین تجلی گاه جدی ظهور بتن خودتراکم ‏در ایران است. تحقیقاتی که توسط دانشجویان کارشناسی ارشد و زیر نظردکترمقصودی عضو ‏هیئت علمی این بخش صورت گرفته و میگیرد شایان توجه و قابل تحسین است. در ادامه اولین ‏فصل از این مقوله که به معرفی بتن خودتراکم اختصاص دارد میپردازیم‎. 
تاریخچه ‏‎
برای ایجاد سازه های بتنی بادوام، به تراکم کافی تأمین شده توسط نیروی کار ماهرنیاز است. ‏بحران کاهش نیروی کار ماهر در صنعت ساخت و ساز ژاپن در اوایل دهه 80 میلادی از یک سو، ‏تراکم نامناسب ناشی از افزایش حجم آرماتورهای صرفی به منظور بهبود عملکرد سازه ای و ‏همچنین تمایل به استفاده از آرماتورهای با قطرکمتر به منظور کنترل ترک خوردگی از طرف دیگر ‏باعث کاهش کیفیت کارهای اجرایی انجام گرفته گردید. این موضوع برای چندین سال مورد ‏بحث و بررسی قرار گرفت ‏‎
تا اینکه نظریه بتن خودتراکم‎ (SelfCompacting Concrete) ‎به عنوان راه حلی برای رفع مشکل ‏دوام سازه های بتنی توسط‎ Okamura ‎در سال 1986 مطرح گردید. بتن خودتراکم‎ (SCC>)‎، ‏بتنی است که تحت اثر وزن خود متراکم شده و نیاز به هیچ ‏‎
لرزاننده (ویبره) ای برای ایجاد تراکم ندارد. این مسأله باعث صرفه جویی اقتصادی و کاهش ‏زمان ساخت و ساز و در نتیجه بالارفتن راندمان نهایی میشود‎. 
بتن خودتراکم با عمر کمتر از 20 سال زمینه‌ساز حل بسیاری از مشکلات سازه های بتنی به ‏خصوص در مقاطع با تراکم زیاد میلگرد گردیده است. از دیگرخصوصیات ویژه این بتن میتوان به ‏کارایی بالا، مقاومت زیاد در برابر جداشدگی وتسریع در عملیات ساخت و ساز اشاره کرد‎. ‎چنین ‏مشخصاتی باعث شده است تا ‏‎
کاربرد آن به خصوص در اعضا با تراکم بالای آرماتور روز به روز بیشتر گردد‎. 
بتن خودتراکم علاوه بر استفاده فراوانی که در سازه های با تراکم بالای آرماتوردارد گاهی نیز ‏بصورت غیرمسلح، مثلاً در خاکریزها مورد استفاده قرار میگیرد‎. 
از مزایای دیگر استفاده از آن میتوان به کاهش آلودگی صوتی ناشی از سر وصدای لرزاننده ها، ‏کاهش نیروی انسانی، جلوگیری از بیماریهای ناشی از استفاده ازلرزاننده ها و حفظ سلامت ‏کارگران و بالارفتن کیفیت محصولات نهایی اشاره کرد‎. 
در مقایسه با ژاپن، تحقیقات در اروپا و آمریکا چندی پیش آغاز گردیده و در حالیکه اکنون در ژاپن ‏به بتن خودتراکم از نقطه نظر بتن با مقاومت بالا نگاه میشود، دراروپا بتن خودتراکم با مقاومت ‏متوسط همچنان مورد نظر می باشد. این در حالی است که تا قبل از شروع فعالیت ها در بخش ‏مهندسی عمران دانشگاه شهید باهنر کرمان،در ایران هیچگونه گزارش تحقیقاتی در مورد چنین ‏بتن هایی مشاهده نشده بود‎. 
در بخش مهندسی عمران دانشگاه شهید باهنرکرمان،تحقیقات در قالب پایان نامه کارشناسی ‏ارشد سازه در مورد طراحی، ساخت و بررسی بعضی خواص مکانیکی بتن خودتراکمزیر نظر ‏استاد راهنمای پایان نامه (نگارنده) آغاز گردید و در دفاع از پایان نامه مزبور از داوری اساتیدی ‏چون دکتر رمضانیانپور و دکتر فدایی بهره گرفته شد‎. 
در حال حاضر تعدادی از دانشجویان کارشناسی ارشد بخش مزبور مشغول بررسی خواص ‏آزمایشگاهی و تیوریک بتن های خودتراکم با مقاومت بالا‎ (HSSCC) ‎بوده و تعداد دیگری از ‏دانشجویان ارشد به طور همزمان درگیرتحقیق در مورد نانو بتن ها‎ (nano-concrete)‎، از دو ‏دیدگاه تکنولوژی بتن و سازه می ‏‎
باشند‎. 
از پروژه های مطرحی که در ساخت آنها از بتن خودتراکم استفاده شده، می توان به موارد ذیل ‏اشاره کرد‎: 
‎1- ‎برج‎ Landmark: ‎این برج با 296 متر ارتفاع و 70 طبقه مرتفع ترین برج در ژاپن بوده و در ‏یوکوهاما واقع شده است‎. ‎برای پرکردن 66 ستون در نه طبقه ابتدایی آن از بتن خودتراکم ‏استفاده شده است. در این پروژه مجموعاً‎ m3885 ‎بتن مصرف شده است‎. 
Akashi-Kaikyo: ‎این پل به طول 3‏‎. 910 ‎کیلومتر بلندترین پل معلق جهان می باشد ودر سال ‏‏1998 افتتاح شده است. در این پروژه حدود‎ m3290000 ‎بتن خودتراکم استفاده شده و در نتیجه ‏‏20 درصد در زمان ساخت وساز صرفه جویی شده است‎. 
LNG ‎در دیواره های این منبع که در ازاکای ژاپن قرار دارد 312000 بتن خودتراکم استفاده شده ‏است. با کاربرد این بتن، برای دیواری به ارتفاع 38. 4 متر، تعداد قطعات‎ (lots) ‎از 14 به 10، ‏تعداد کارگرها از 150 به 50 نفر و زمان اجرا از 22 ماه به 18 ماه کاهش یافت‎. 
در ادامه به طور خلاصه به معرفی بیشتر چنین بتنی پرداخته شده است‎. 
‎2- ‎پل معلق ‏‎
‎3- ‎منبع گاز ‏‎
طرح اختلاط ‏‎
در حال حاضر سه شیوه مختلف برای تولید‎ SCC ‎در نظر گرفته میشود. در مقایسه با بتن ‏معمولی‎ (NC) ‎برای تولید‎ SCC ‎در شیوه اول، میزان مولد پودری افزایش پیدا میکند، درحالت دوم ‏از مواد لزج کننده استفاده میشود و در حالت سوم ترکیبی از دو حالت قبل بکار گرفته میشود. ‏لازم به یادآوری است، میزان فوق روان کننده مصرفی نسبت به بتن معمولی در هر سه حالت ‏افزایش می یابد‎. 
‎
ویژگیهای بتن خودتراکم تازه ‏‎
در حال حاضر معیار جهانی استانداری برای پذیرش بتن‎ SCC ‎وجود ندارد. با این وجود، چند ‏آزمایش که بارها در گزارشات ‏‎
تکرار شده اند به عنوان آزمایشات مورد قبول برای سنجش ویژگیهای بتن تازه خودتراکم در نظر ‏گرفته میشود‎. 
Slump flow test) 
این آزمایش توسط انجمن مهندسین عمران ژاپن به منظور ارزیابی قابلیت تغییرشکل بتن تحت ‏وزن خود بدون حضور هیچ قیدی بجز اصطکاک صفحه جریان براساس اصول آزمایش مخروط ‏‎
اسلامپ برای بتن های معمولی تدوین شد. در این آزمایش قطر توده بتن پخش شده به عنوان ‏معیار سنجش مدنظر می باشد. همچنین جداشدگی در صورت وقوع در اطراف لبه های توده ‏پخش شده قابل مشاهده می باشد‎. 
LBox Test - L 
با این آزمایش خواص متفاوتی از قبیل قابلیت روانی، انسداد و جداشدگی بتن مورد سنجش ‏قرارمی گیرد. در این آزمایش قسمت قائم جعبه ابتدا تا حدود 12. 7لیتر از بتن پر میشود و بعد از ‏یک دقیقه دریچه باز شده و بتن پس از عبور از سفره ‏‎
آرماتور در قسمت افقی جریان می یابد‎. ‎پس از توقف کامل بتن، ارتفاع بتن درانتهای قسمت ‏افقی‎ (h¬2) ‎و همچنین ارتفاع بتن مانده در قسمت قائم‎(h1) ‎اندازه گیری شده و نسبت‎ h2/h1 ‎به عنوان معیار سنجش عبورکنندگی مطرح می گردد‎. 
‎
‎3- ‎آزمایش قیف‎ (V-funnel test) 
این آزمایش به منظور سنجش توانایی بتن برای تغییر جهت جریان و عبور ازمیان مقاطع مسلح و ‏مقید بدون جداشدگی و وقوع انسداد در جریان انجام می گیرد‎. 
در این آزمایش زمان خروج کامل بتن از قیف بعد از بازشدن دریچه به عنوان معیار سنجش در ‏نظر گرفته میشود‎. 
‎
آزمایشات بتن سخت شده ‏‎
در تحقیقات انجام شده برای سه شرط عمل آوری متفاوت (شرایط عمل آوری غرقاب)،(شرایط ‏عمل آوری محیط معمولی) و (شرایط عمل آوری محیط سولفات) نمونه های بتنی‎ (SCC) ‎ساحته شده و با انجام آزمایشات مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته،مقاومت گسیختگی بتن، ‏انقباض و انبساط نمونه ها در سنین کوتاه و طولانی مدت تعیین و گزارش شده است‎. 
منبع: وبلاگ اسماعیل محمدی‎ - mohandesi-sakhteman.blogfa.com ‎



Linkback: https://irmeta.com/meta/b1374/t7599/

[Fabir]

دست یابی به بتنی با قابلیت خودترازی و خود تراکمی  بدون افت در مقاومت، روانی و یا جداشدگی، یکی از دست آوردهای مهم در عرصه عمران در کشورهای مختلف بوده است. 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 مخلوط های خشک، گرایش به استفاده از مخلوطهای مرطوب تر گسترش یافت اما شناسایی تاثیر نسبت آب به سیمان در دهه 1920 نشان داد که افزایش این نسبت می تواند موجب افت در مقاومت بتن گردد. در سال های 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 روش های تراکم، با هدف بهبود خواص مقاومت و دوام آن صورت گیرد. این تحقیقات در نهایت منجر به معرفی بتن خود متراکم در ژاپن گردید. که بتن خودتراکم بتنی با قابلیت جریان زیاد که می تواند تنها تحت تاثیر نیروی ثقل و بدون نیاز به انجام هرگونه فرآیند دیگری تمامی زوایای قالب را پر کرده و آرماتور ها دربرگیرد، بدون آنکه جداشدگی یا آب انداختن ایجاد گردد.
زمان هزینه و کیفیت سه عامل مهم در اجرا  بتن خودتراکم  و هر پروژه بتن ریزی می باشد که تاثیر مهمی در صنعت ساخت دارند . هر گونه پیشرفت و یا توسعه ای که باعث بهبود این سه عامل گردد، همواره مورد علاقه مهندسان عمران خواهد بود. هرگاه این پیشرفت ها در صنعت ساخت و ساز تاثیر گذار باشد باید تحقیقات کافی بر روی فواید و مضرات آن ها انجام گرفته و اقدامات لازم برای اجرایی ساختن آن ها در صنعت ساخت و ساز صورت پذیرد. بتن خود تراکم با توجه به خصوصیات ویژه خود یکی از این توسعه هاست که میتواند تاثیر قابل توجهی بر صنعت ساخت داشته باشد.