بتن خود تراكم
چكيده

تراكم كامل بتن و جايگري مناسب آن در قالب از مهمترين نكات در اجراي صحيح سازه هاي بتني مي باشد متراكم نمودن بتن با استفاده از روشهاي معمول يعني استفاده از ويبراتورها مشكلات متعددي از جمله جداشدگي دانه ها ، شن نما شدن بعضي نقاط را به همراه دارد .

بتن خود تراكم راه حل بسيار مناسبي براي مقابله با اين مشكلاتاست كه اولين بار در دهه گذشته توسط دانشمندان ژاپني ابداع گرديد .
سطح تمام شده بهتر اطمينان از تراكم بتن بدون استفاده از ويبراتور افزايش سرعت اجرا و كاهش نيروي انساني مورد نياز براي اجرا از جمله مزاياي بين خود تراكم مي باشد .

۱- مقدمه
يكي از نكات مهم در اجراي صحيح سازه هاي بتني تراكم كامل بتن و جاگيري مناسبآن در قالب مي باشد اين مساله مورد آلمان هايي همچون ديوار برشب و ستون كه در آنها فشردگي ارماتور زياد و ابعاد مقطع بتن ريزي كوچك مي باشد از اهميت بيشتري برخوردار است .

استفاده از ويبراتور جهت متراكم كردن بتن مشكلات زيادي به همراه دارد كه از جمله آنها مي توان به موارد زير اشاره نمود :
– جداشدگي دانه بندي بتن به علت ويبره زياد در بعضي مناطق
– تراكم ناهمگن در نقاط مختلف سازه ودر نتيجه مقاومت فشاري متفاوت در مقاطع مختلف سازه
– گير كردن شيلنگ ويبره بين آرماتورها در حيناجرا

– كرمو شدن بعضي مناطق به علت غير قابل دسترس بودن
– كرمو شدن نقاطي از سطح بتن به علت ويبره بيش از حد و فرار شيره بتن
به موارد فوق بايد الگوي صوتي و خطرات جاني عمليات ويبره در مورد ديوارها و سونهاي بتني را نيز افزود .
بتن خود تراكم راه حلس است كه امروزه جهت رفع اين مشكلات و همچنين رسيدنبه بتني با كيفيت بالاتر مطرح مي باشد .

نظريهبتن خود خود تراكم كه انقلابي در زمينه تكنولوژي بن ناميده شده است اولين بار توسط پروفسور حجيم اموار از دانشگاه كوجي ژاپن در سال ۱۹۸۶ مطرح گرديد .
در سال ۱۹۸۸ اين نظر تكميل و براي اولين بار بتن خود تراكم گرديد .
در سال ۱۹۸۹ اولين مقاله درباره بتن خودتراكم در دومين كنفرانس مهندسي سازه و ساختمان آسياي شرقي ارائه شد .

امروزه بتن خودتراكم در پروژه هاي مختلف عمراني در سطح دنيا مورد استفاده قرار مي گيرد همچنين آزمايشات تحقيقي و پژوهشي در اين زمينه ادامه دارد .

۲- آشنايي كلي با بتن خودتراكم
بتن خودتراكم بتني است كه بدون اعمال هيچگونه انرژي خارجي و تحت اثر وزن خود متراكم گرد اين بتن كه ماده اي بسيار و روان و مخلوطي همگن است بسياري از مشكلات بتن معمولي نظير جدا شدگي آب انداختن جذب آب – نفوذ پذيري و … را رفع نموده و علاوه بر اين بدون نياز به هيچ لرزاننده ( ويبر ) داخلي يا ويبره بدنه قالب تحت اثر وزن خود متراكم مي شود .
اين بتن به راحتي توانايي پركردن قالب در محل شبكه هاي آرماتور فشرده ورا اداره مي باشد و حتي در جاهايي كه دسترسي به آنها دشوار است به راحتي عبور مي كند .

بتن خودتراكم در طرح اختلاط و ساختارش تفاوت عمده اي با بتن معمولي ندارد البته مواد خاصي جهت نيل به مشخصات ويژه اين بتن در توليد آن مورد مصرف قرار م يگيرد اين مواد عمدتا شامل فوق روان كننده ها مواد مضاف پوزولاني و فليرها ( پودر سنگ با قطر دانه هاي ريزتر از ۱۲۵ ميكرون ) مي باشند همچنين ملاحظات خاصي د رمورد دانه بندي سنگدانه هاي مورد مصرف در اين نوع بتن در نظر گرفته مي شود.

مزاياي استفاده ا بتن خودتراكم به شرح زير مي باشد:
– اطمينان از تراكم بخصوص در مقاطعي كه كاربرد لرزاننده دشوار است .
– جايگري آسانتر در قالب
– سطح تمامشده بهتر
– كاهش نيروي انساني
– اجراي سريعتر خصوصا در مورد مقاطع ديوار و ستون
– آزادي عمل بيشتر در طراحي ( امكان ايجاد مقاطع نازك تر )

– ماهش آلودگي صوتي ناشي از عمليات ويبره

۳- مواد تشكيل دهنده بتن خودتراكم
۳-۱ – سنگدانه :
سنگدانه ها به دو دسته تقسيم مي شوند :
۳-۱-۱- ماسه :
تمامي ماسه هاي متداول در توليد بتن معمولي در اين صنعت نيز به كار مي رود هر دو نوع ماسه شكسته و يا گرد گوشه اعم از سليسي و يا آهكي م يتواند مورد استفاده قرار گيرد ذرات ريزتر از ۱۲۵ ميكرون كه به عنوان يودر تلقي مي شوند بر خواص رواني بتن خود تراكم بسيار موثر بوده و به منظور توليد بتن يكنواخت رطوبت آن بايد دقيقا كنترل شود حداقل ميزان ريز دانه ها ( از ماسه تا مواد چسباننده پودري ) به منظور جلوگيري از جدا شدگي دانه بندي از مقدار شخصي بايد كمتر باشد .

۲- ۲-۱ – شن ( درشت دانه ها ) :
تمامي انواع درشت دانه در اينجا به كار مي رود ولي حداكثر اندازه معمولي دانه ها ۱۶ تا ۲۰ ميلي متر مي باشد به هر حال سنگدانه هاي تا حدود ۴۰ ميلي متر نيز مي تواند در بتن خود تراكم به كار رود استفاده از سنگدانه هاي شكسته سبب افزايش مقاومت بتن خود تراكم ( بدليل افزايش قفل و بست بين ذرات ) مي شود در حاليكه سنگدانه هاي گرد گوشه بدليل گوشه بدليل كاهش اصطكاك رواني آن را بهبود مي بخشد .

۳-۲ – سيمان :
به طور كلي تمامي انواع سيمان هاي استاندارد مي تواند در بتن خودتراكن به كار رود انتخاب نوع سيمان بستگي به پارامترهاي مورد انتظار بتن مثل مقاومت ، دوام و … دارد .
دامنه عمومي ميزان مصرف سيمان در اينجا ۳۵۰ تا ۴۵۰ كيلو گرم در مترمكعب م يباشد ميزان بيشتر از ۵۰۰ مي تواند سبب افزايش خطر جمع شدگي شود ميزان كمتر از ۳۵۰ نيز فقط رد صورتي قابل قبول مي باشد كه به همراه مو.اد پوزولاني – خاكسترهاي بادي – دوده سيليسي و … به كار رود.

حضور بيش از ۱۰ % ميزان و در سيمان مي تواند سبب كاهش نگهداشت كارايي بتن گرد .
۳-۳ – مواد مضاف :
مصالح بسيار ريز غير آلي هستند كه به منظور بهبود و يا ايجاد خواص مشخص در بتن به آن افزوده مي شوند اين مواد باعث بهبود كارآيي كاهش حرارت هيدراتاسيون و عملكرد بهتر بتن در دراز مدت مي گردند .
مواد مضاف عمومي مورد استفاده عبارتند از :

۳-۳-۱- پودر سنگ :
ذرات شكسته بسيار ريز ( كوچكتر از ۱۲۵ ميكرون ) سنگ آهك ، دولوميت و يا گرانيت است كه به منظور افزايش مواد پودري به كار مي رود استفاده از پوردهاي دولوميتي بدليل واكنش هاي كربنات قليايي مي تواند دوام بتن را با مشكل مواجه نمايد .

۳-۳-۲- خاكتر بادي :
ماده اي است كه از سوختن زغال سنگحاصل مي شود و داراي خصوصيات پوزولاني است كه در بهبود خواص بتن خيلي موثر مي باشد:

۳-۳-۳- ميكرو سيليس
ميكروسيليس در بتن خودتراكم باعث سياليت بالاي بتن شده و دوام بتن را افزايش مي دهد نقش مهمي در چسبندگي و پركنندگي بتن با عملكرد بالا دارد ميكرو سيليس داراي حدود ۹۰ درصد دي اكسيد سيليس مي باشد .
ذكر اين تكته ضروري مي نمايد كه استفاده از پركننده در هر كشوري با توجه به ذخائر همان كشور تعيين مي شود براي مثال در كشورهاي اروپايي كه هنوز از زغال سنگ به عنوان سوخت كربني استفاده مي شود به كاربردن خاكستر بادي امري بهينه و مفيد است

در كشورهايي كه به لحاظ صنعت استفاده مي شود به كاربردن خاكستر بادي امري بهينه مفيد است در كشورهايي كه به لحاظ صنعت ذوب آهن در مرحله صنعتي قرار دارند مي توان از سرباره كارخانجات ذوب آهن استفاده نمود در كشور مانيز با توجه به در دسترس بودن و همچنين كارآيي آن پركننده بايد به دنبال ماده اي مناسب و مقرون به صرفه براي جايگزيني فيلرهاي مرسوم در صنعت بتن خودتراكم اروپايي باشيم .

۳-۴- مواد افزدوني :
موادي هستند كه به منظور ايجاد و يا بهبود خواص مشخصي به بتن تازه و يا سخت شده در حين ساخت بتن به آن افزوده مي شوند استفاده از فوق روان كننده ها براي توليد بتن خود تراكم به منظور ايجاد كارآيي مناسب ضروري مي باشد از انواع ديگر مواد افزدني مي توان به عامل اصلاح لزجت ( ) به منظور اصلاح لزجت مواد افزودني حباب زا ( ) به منظور بهبود مقاومت در برابر بخ زدگي و آب شدن كندگير كننده ها به منظور كنترل گيرش و … اشاره نمود.

استفاده از در حضور پودرها امكان جدا شدگي دانه بندي را كاهش داده و مخلوط را يكنواخت تر مي كند ولي در استفاده از آن بايد به اثرات آنها برروي عملكرد بلند مدت بتن توجه داشت . استفاده از فوق روان كننده ها مي تواند تا حدود ۲۰ % مصرف آب را كاهش دهند .

۳-۵ – آب مخلوط
مطابق استاندارد بتن هاي معمولي به كار مي رود .
۴- خصوصيات ويژه بتن خودتراكم
اين بتن مي تواند براي ساخت هر نوع سازه با ويژگيهاي مطلوب دوام مقاومت و … به كار رود به لحاظ مقاومت فشاري كششي مدول الاستيسيته و … با بتن هاي معمولي فرق نمي كند و تمامي پارمترها و فرمول هاي طراحي بتن معمولي اينجا نيز كاربرد اارد بدليل استفاده از مقادير زياد مواد پودري انقباض خميري و خزش بيشتري را نسبت به بتن معمولي انتظار داريم لذا سرغت در شروع عمليات عمل آوري در بتن خودتراكم يك امر ضروري است .

جهت بررسي خواص بتن تازه مهمترين فاكتور مطرح رواني بتن مي باشد كه عموما بوسيله آزمايش اسلامپ سنجيده مي شود ولي در مورد بتن خود تراكم بايد فاكتورهاي بيشتري مورد بررسي قرار گيرد تا از توانايي بتن ساخته شده جهت تراكم خودكار اطمينان حاصل شود اين پارامترها به شرح ذيل مي باشد :
– رواني

– توان عبور
– مقاومت در برابر جداشدگي
– لزجت ( ويسكوزيته )
۴-۱- رواني

به قابليت جريان يابي روان و آسان بتن تازه وقتي مانعي بر سر راه آن نباشد رواني گويند اين ويژگي با آزمايش جريان اسلامپ سنجيده مي شود .

۴-۲- توان عبور :
به توانايي بتن خود تراكم در جاري شدن و عبور از بين فضاي كوچك شبكه آرماتور بدون توقف يا جداشدگي توان عبور گويند .
اين ويژگي با آزمايش جعبه L سنجيده مي شود.

۴-۳- مقاومت در برابر جداشدگي :
به توانايي بتن خودتراكم براي يكنواخت و همگن ماندن طي مراحل حمل و بتن ريزي گويند .
مقاومت در برابر جداشدگي به وسيله آزمايش پاياني الك سنجيده مي شود .