بتن خود تراکم SCC (self – consolidating concrete)

منجر به معرفی بتن خود متراکم در ژاپن گردید . 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 .         بررسی رئولوژی و کارایی ، تاثیر بالایی بر تعیین خواص بتن خود تراکم را نشان  می دهد ؛ لذا بر اساس روابط مایع لزج نیوتنی ، پارامترهای موثر در تعریف رفتار جریان بتن خود تراکم را معرفی می کند و آزمایش جی – رینگ آزمایش ساده و مناسبی برای اندازه گیری مقاومت بتن در مقابل جداشدگی سنگدانه ها است و چنانچه مقدار آب و خصوصا فوق روان کننده از یک حد معینی افزایش یابد مقاومت جداشدگی بتن کاهش می یابد و از آزمایش دو نقطه ایی می توان بدست آورد که ثابت های رئولوژی می توانند خواص رئولوژی ، خصوصا توانمندی بتن از نظر حرکت پذیری و پرشدگی را بخوبی تعیین نماید .

بتن خود تراکم نخست در سال 1986 توسط H.okamura در ژاپن پیشنهاد گردید و در سال 1988 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 تراکم همزمان با کشور ژاپن در مراکز دانشگاهی و تحقیقاتی کشورهای اروپایی ، کانادا و امریکا تحت عنوان  self – consolidating concrete  موضوع بحث، بررسی و اجرای سازه های بتنی است.

   درایران نیز استفاده از بتن خود تراکم از چند سال قبل آغاز شده و از مزایای آن بهره گرفته شده است برای مثال می توان از مصرف بتن خود تراکم در تونل رسالت در تهران نام برد .

 

مبانی طراحی مخلوط بتن خود تراکم

   سیال و پایدار بودن از مبانی طراحی مخلوط scc هست ، اما غیر از این خصوصیات، عوامل اقتصادی را 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 :

1 – سیمان : نوع و مقدار سیمان براساس خواص و دوام مورد نیاز تعیین می گردد . معمولا مقدار سیمان بین kg/m3 450- 350 است .

2 – سنگدانه درشت : تمام سنگدانه های درشت که برای بتن معمولی استفاده می شود ، قابل مصرف در scc است . اندازه حداکثر معمولا بینmm20-16  است. به طور کلی مقدار سنگدانه درشت در  scc  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 .

3 - سنگدانه ریز : تمام سنگدانه های ریز که برای بتن معمولی استفاده می شود برای scc 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 .

4 – مواد افزودنی معدنی : انواع مواد افزودنی معدنی 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 می گیرد . از جمله این موارد می توان میکروسیلیس ، سرباره و روباره را نام برد .

5 – فوق کاهنده آب : فوق کاهنده آب یا فوق روان کننده ها از مواد بسیار مهم برای ساخت scc محسوب می شوند .

6 – مواد اصلاح کننده ویسکوزیته : مواد اصلاح کننده ویسکوزیته برای افزایش مقاومت جداشدگی در scc مصرف می شود .

7 – 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 می گیرد.

تنظیم طرح مخلوط

پس از ساخت مخلوط های آزمایشی ، اگر عملکرد آنها مطلوب نباشد ، باید طرح مخلوط مجددا انجام شود . بسته به مشکلاتی که در خواص بتن تازه ایجاد می شود ، ممکن است واکنش های زیر انجام گردد : - اضافه کردن فیلر یا استفاده از نوع دیگر فیلر –  تجدید نظر در مقادیر شن وماسه – تغییر در مقدار فوق روان کننده یا ماده اصلاح کننده ویسکوزیته – تغییر در مقدار آب و نسبت آب به پودر – تغییر در نوع مواد اصلاح کننده ویسکوزیته یا فوق روان کننده

امروزه برای بتن خود تراکم مشخصات کلی زیر را پیشنهاد می کنند :

الف ) کارآیی

   از نظر کارآیی یک بتن خود تراکم مناسب دارای خواص زیر خواهد بود :

   در حالت معمولی دارای جریان اسلامپی بیش از 600 میلی متر و بدون جداشدگی ، حفظ روانی به مدت حداقل 90 دقیقه ، توانایی مقاومت در شیب 3 % در سطح افقی آزاد ، قابلیت پمپ شدن در لوله ها بطول حداقل 100 متر و به مدت 90 دقیقه ، مقاومت فشاری 28 روزه حدود 600-250 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 تراکم مزایایی در اجرای موارد خاصی از سازه های بتنی دارد که به نمونه هایی از آنها اشاره میشود :

   -  سازه های بتنی معماری – هنری که نیاز به ظرافت خاص با میلگرد گذاری فشرده دارند .

   -  پل های با دهانه بزرگ که به دلیل طولانی بودن خط انتقال بتن اجرای آن ها با بتن معمولی امکان پذیر نمی باشد و در ضمن استفاده از بتن معمولی موجب قطور تر شدن اندازه پایه ها و نازیبایی سازه می گردد.

    -  تونل های شهری و آبی که در آنها مسافت طولانی انتقال بتن معمولی و حفظ کیفیت و تراکم آن از مشکلات اجرایی است.

   -  ساختمان های بلند و برج ها

   -  ستونها و دیوارهای بلند یا میلگردهای متراکم

   -  ستونهای بتن ریزی شده با پمپ

   -  بتن ریزی بلوک های بتنی

   -  بتن ریزی کف ها و سطوح افقی

   -  بتن ریزی در سازه های زیر آبی

مزایای چشمگیر بتن خود تراکم موجب گسترش سریع آن در دنیا شده است که بطور اجمال میتوان به مواردی از آنها اشاره نمود :

   -  توسعه سازه های بتنی در دنیا و نیاز به بتن های با خواص ویژه

   -  کمبود کارگران ماهر بتن ریزی بویژه کارگران ویبره زن

   -  افزایش سرعت اجرای سازه های بتنی در سهولت بتن ریزی

   -  امکان بهبود کیفیت مکانیکی بتن

   -  امکان اجرای سازه های 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 تمام شده زیبا و مرغوب سازه های بتنی

   - کاهش سر و صدا و آلودگی صوتی محیط کار بویژه در صنایع پیش ساخته بتنی

 

سازه های مختلفی با استفاده از بتن خود تراکم در دنیا اجرا شده اند که به نمونه هایی از آنها در سراسر دنیا اشاره می شود . قابل ذکر است که اجرای بعضی از این پروژه ها بدون استفاده از بتن خود تراکم امکان اجرا نداشته اند .

 

 دیواره های مخازن عظیم LNG شرکت گاز  Osaka در ژاپن

حجم بتن خود تراکم مصرفی = 12000 متر مکعب ( تکمیل بتن ریزی در سال 1998 )

صرفه جویی در تعداد کارگران = حدود 67 درصد در مقایسه با بتن معمولی

صرفه جویی در مدت زمان ساخت = حدود 18 درصد در مقایسه با بتن معمولی

صرفه جویی در تعداد کارگاهها = حدود 29 درصد در مقایسه با بتن معمولی

بازار بزرگ  Midsummer Place  واقع در لندن انگلستان

   ستونهای بیضوی با میلگردهای خیلی تراکم به ارتفاع 8.5 – 10 متر

   صرفه جویی در مدت زمان ساخت = حدود 40 درصد در مقایسه با بتن معمولی، صرفه جویی در هزینه = حدود 10 درصد در مقایسه با بتن معمولی

 

 

برج  Landmark  در شهر یوکوهاما ژاپن

 

   ستونهای 9 طبقه اول این برج با استفاده از بتن خود تراکم اجرا شده

 است

   (با توجه به فشردگی میلگرد ها)

   تعداد ستونهای 9 طبقه = 66 ستون

   مقدار بتن خود تراکم مصرفی = 885 متر مکعب

 

 

 

 

 

 

/ 0 نظر / 17 بازدید