مقایسه بین خواص بتن خود متراکم(scc) با بتن معمولی

مقایسه بین خواص بتن خود متراکم(scc) با بتن معمولی

در این مقاله سعی داریم که خواص بتن خود تراکم بررسی کنیم و آن را با بتن معمولی بااستفاده از نتایج آزمایشگاهی مقایسه کنیم: 

آنچه در این صفحه میخوانید:

خلاصه ی مقاله


بتن خود تراکم بتنی است که بدون نیاز به ویبره، تحت اثر وزن خود متراکم می شود.

در این نوشتار ابتدا به معرفی بتن خود تراکم پرداخته و مزایای استفاده از این نوع بتن و بکار گیری روان کننده ها در بتن خود تراکم مورد بررسی قرار گرفته است.

در نهایت به ذکر نتایج آزمایشگاهی که مقایسه ای است بر روی خصوصیات مکانیکی بتن معمولی و خود تراکم اشاره می شود.

در ادامه به شرح جزییات این مقاله می پردازیم 

مقدمه مقاله و تعریف بتن خود متراکم


بتن خود متراکم (scc) چیست؟

بتن خود متراکم، بتنی است که به خودی خود و بدون صرف هیچگونه انرژی خارجی و تحت اثر وزن خود متراکم می گردد.

این بتن با روانی و کارایی بسیار بالا به راحتی و بدون نیاز به ایجاد ارتعاش، در میان اجزای سازه ای قرار می گیرد.

لازم به ذکر است بتن خود تراکم (SCC) با بتن هایی که در گذشته با روانی بالا کاربرد داشتند، تفاوت اساسی دارد چرا که در گذشته با بالا بردن نسبت آب به سیمان این امر میسر می شده که مضرات زیادی برای بتن دارد که در ادامه اشاره می گردد

ليكن در طرح مخلوط بتن خود تراکم میزان آب به سیمان حذف گردیده و با استفاده از مواد افزودنی دیگر به بتن با روانی بالا رسیده ایم.

 

تاریخچه بتن خود تراکم


از زمانی که استفاده از بتن مسلح تبدیل به یک روش ساخت عمومی شد و به دنبال آن مقاطع ساختمانی باریکتری مورد استفاده قرار گرفت، سازندگان در یافتند که مخلوط های خشک نمی توانند در قالبهای باریک که با آرماتور پر شده اند متراکم شوند و در نتیجه مخلوطهایی با اسلامپ بالاتر ساختند.

تا قبل از سال ۱۹۲۰، که مفهوم نسبت آب به سیمان مطرح نشده بود، سازندگان خود متوجه شده بودند که مخلوطهایی با اسلامپ بالا، مقاومت و دوام کمتر و جمع شدگی بیشتری نسبت به بتن های خشک تر دارند.

سالهای متمادی استفاده از ویبراتورها برای متراکم کردن بتن متداول بود.

هزینه زیاد، سختی اجرا، سر و صدای دستگاه های لرزاننده و گاهی عدم دسترسی به سطح بتن برای لرزاندن آن، مهندسان را بر آن داشت که بتنی با کارایی بهتر و اسلامپ بالاتر (بیشتر از ۲۰۰ میلی متر)، مقاومت فشاری بالاتر، آب و هوای افزودنی کمتر با استفاده از فوق روان کننده ها بسازند.

البته استفاده افراطی از این مواد برای تولید بتن باعث جداشدگی مواد تشکیل دهنده می شد و مشکلات متعددی را در پی داشت.

در ژاپن بتن جدیدی با اسلامپ بیشتر از ۶۲۰ میلیمتر تولید شد که دارای روانی و کارایی بالا و بدون نیاز به استفاده از ویبراتور بود.

در آن زمان این بتن با استفاده از مواد افزودنی مانند میکروسیلیس،پودر سر باره، سیمان سر باره ای و خاکستر بادی تولید شد.

این بتن را فوق روان کننده بتن نامیدند که توانایی پر کردن یک شبکه با شکل پیچیده و آرماتورگذاری متراکم را داشت.

تحقیقاتی که در سوئد در زمینه هزینه های اجرایی پروژه ها انجام شد، نشان داد که ۵۰٪ کل هزینه های اجرایی در پروژه ها مربوط به نیروی انسانی می باشد.

بنابراین علیرغم اینکه با به کار بردن بتن فوق روان، هزینه های مصالح افزایش خواهد یافت، اما صرفه جویی که به علت کاهش هزینه های نیروی انسانی در پروژه ها صورت می گیرد، بسیار چشمگیر تر می باشد.

 

مزایای استفاده از بتن خودتراکم


مهمترین مزایای بتن (SCC) عبارتند از:

  1. کاهش دوره ساخت سازه بتن

2. اطمینان از تراکم به خصوص در مقاطعی که کاربرد لرزاننده دشوار است.
3. پوشش سطحی بتن بهتر
4. جاگیری راحتر
5. دوام بهتر
6. قدرت آزادی بیشتر در طراحی
7. ساخت بخش های نازک تر به وسیله بتن
8. کاهش آلودگی صدا ناشی از ویبراتور
9 .صرف انرژی کمتر
10. ایجاد محیط کار امن تر
11. کاهش بهره گیری از نیروی انسانی
12. کاهش هزینه

نکته:

طبق تحقیقات انجام شده در سوئد حدود ۵۰ درصد هزینه بتن ریزی به صورت معمولی، هزینه مربوط به نیروی انسانی است.

لذا با استفاده از بتن (SCC) علیرغم اینکه هزینه مصالح جهت بتن ریزی افزایش می یابد، اما هزینه های نیروی انسانی کاهش بسزایی خواهد داشت.

در واقع از نیروی انسانی متخصص کار آمد ولی در میزان کمتر در این نحوه بتن ریزی استفاده می گردد.

 

خصوصیات بتن خود متراکم (scc)


  1. قابلیت پراکندگی یکی از ویژگی های بتن (SCC) ، برای پر کردن و جای گرفتن آسان در لابلای آرماتوربندی سازه، به وسیله وزن خوداست.

2. قابلیت گذردهی یکی از ویژگیهای بتن (SCC) است که با این قابلیت عبور سنگدانه ها از بین تنگناها مانند فضای بین آرماتورها بدون جداشدگی و گرفتگی به راحتی ممکن می گردد.

3. قابلیت پایداری و همگن بودن بتن در طول حمل و نقل و بتن ریزی را شامل می گردد.

4. قابلیت کارایی بالا و جایگیری آسان در مکان مورد نظر و متراکم شدن تحت وزن خود را شامل می گردد.

 

مواد تشکیل دهنده بتن خود متراکم


تولید و گسترش استفاده از افزودنی ها در بتن به دلیل کاهش هزینه های نیروی انسانی و انرژی جهت تولید بتن عامل اصلی حمایت برای تولید بتن خود تراکم می باشد.

همچنین بتن خود تراکم از تعدادی مصالح خاص و متفاوت نسبت به بتن های معمولی ساخته می شود

حال سوال پیش می آید که:

مواد تشکیل دهند ی بتن خود متراکم شامل چه چیزهایی میباشد؟

شامل:

فوق روان کننده ها

پودر سنگ

خاکستر بادی

میکروسیلیس 

نانوسلیس

در ادامه به توضیح اکثر این مصالح ونقش آنها اشاره شده است:

 


فوق روان کننده های بتن

افزودنی های فوق روان کننده ، دارای خاصیت ایجاد زودرس مقاومت و افزایش داوم می باشند.

افزودنی های شیمیایی فوق روان کننده بر پایه کربوکسیلات اتر جهت تولید بتن خود متراکم به کار می رود.

از آنجایی که ساخت افزودنی های شیمیایی بر پایه (PCE) جهت کاربردهای خاص و مختلف بسیار مناسب می باشد،

لذا توسعه افزودنی های نوین با خاصیت مقاوم دهی زودرس برای مخلوطهای بتن خود متراکم را امکان پذیر نموده است.

 

فوق روان کننده های هوازا (AEA)

برای ایجاد مقاومت در برابر سیلک های یخ زدگی و ذوب آن و دیر گیر کنندگی کاربرد دارد.

فوق روان کننده های (MRWR)

 جهت کاهش مصرف آب در حد متوسط بکار می روند و قابلیت های زیر را به بتن می دهند:

  1. افزایش قابلیت پرداخت
  2. افزایش قابلیت پمپاژ
  3. استقرار بدون ويبره
  4. ایجاد گیرایی کنترل شده
  5. ایجاد کارایی مناسب
  6. افزایش گیرش اولیه و نهایی
  7. افزایش حفظ یکپارچگی

نقش روان کننده ها در طرح اختلاط

باعث جدایی دانه های سیمان از یکدیگر می شود و به این ترتیب باعث پخش شد گی گسترده دانه های سیمان در بتن در حین انجام اختلاط شده و نهایتا باعث کم شدن نسبت آب به سیمان می گردد.

لازم به ذکر است روان کننده ها اصطکاک بین سنگ دانه ها را تغییر نمی دهد و اگر از روان کننده ها بیشتر از میزان مناسب استفاده شود، باعث از بین رفتن چسبندگی در بتن شده و نهایتا منجر به از بین رفتن گیرایی می گردد.


پودر سنگ

پودر سنگ آهک، دولومیت و گرانیت خرده شده ریز که میزان اندازه آنها ریز تر از قطرD < ۰.۱۲۵ mm باشد بکار می رود و مزایای زیادی از جمله پر کردن منافذ خالی و ایجاد دوام و مقاومت در بتن خود متراکم را دارد.

همچنین پودر سنگ دولومیت دوام بتن را در مقابل واکنش های قلیایی کربنات ها افزایش می دهد


خاکستر بادی

ماده ای است غیر آلی با خصوصیات پوزولانی که تاثیر زیادی در بهبود خواص بتن همانند پایداری را داراست.


میکروسیلیس

میکروسیلیس که دارای حدود ۹۰ درصد دی اکسید سیلیس می باشد، در بتن خود تراکم باعث سیالی شدن بالای بتن شده و دوام بتن را نیز افزایش می دهد و نقش مهمی در چسبندگی و پراکندگی بتن با عملکرد بالا دارد.

 


نانوسیلیس

 محلول نانوسیلیس چیست؟

محلول نانو سیلیس همان دی اکسید سیلیس بوده که اندازه ذرات آن در ابعاد نانومتری می باشد.
و متشکل از ذراتی گلوله ای شکل یا به صورت ذرات پودر خشک یا به صورت معلق در مایع محلول قابل انتشار می باشد.

یکی از محصولات شیمیایی جدید می باشد.

کاربردهایی چند منظوره نانوسیلیس معلق

ايجاد خاصیت ضد سایش، ضد لغزش، ضد حریق و ایجاد خاصیت ضد انعکاس سطوح را دارد.

 

آزمایشهایی که در زمینه تفاوت میکروسیلیس و نانو سیلیس انجام شده است چه چیزی را نشان می دهد ؟

واکنش محلول سیلیس با هیدروکسید کلسیم در مقایسه با میکروسیلیکا بسیار سریع تر انجام گرفته و مقدار بسیار کم این مواد به لحاظ تاثیر گذاری، با مقدار بسیار میکروسیلیکا در سنین اولیه معادل است.

این خاصیت ماده از ریز بودن ذرات محلول نانوسیلس معلق نشات می گیرد.

همچنین گروت نانوسیلیکا در مقایسه با میکرو سیلیکا هیچ جداشدگی و آب اندازی از خود نشان نمی دهد.

سنگدانه ها


ماسه استفاده شده در بتن معمولی، در بتن خود تراکم هم کاربرد دارد.

 

کمترین اندازه سنگدانه ها ۰.۱۲۵min بوده و ریز تر از این مقدار به عنوان پودر
استفاده می شود که در روانی بتن خود تراکم بسیار مهم است و کاربرد فراوانی دارد.

 

ماکزیمم اندازه سنگدانه ها در بتن (SCC) بين mm۱۶-۲۰ می باشد.

اگر چه سنگدانه هایی با اندازه ۴۰mm نیز در بتن (SCC) قابل استفاده است.

 

سنگدانه های گوشه دار به دلیل اتصال قسمتهای گوشه دار به هم باعث بهبود مقاومت این نوع بتن می شوند،

در حالیکه سنگدانه های گرد گوشه، به دلیل کاهش اصطکاک درونی، روانی بتن را بهبود می بخشند.

به این ترتیب در انتخاب سنگدانه ها باید طوری عمل گردد که این ۲ خاصیت در بتن ایجاد گردد.

 

زمانیکه درصد حجم سنگدانه های درشت، زیادتر از حد مناسب می گردد، برخورد بین سنگدانه ها و اجزای تشکیل دهنده بیشتر می شود و ریسک در بلوکه شدن سنگدانه ها در هنگام عبور از بین فضاها بیشتر می گردد.

نتایج آزمایشگاهی


در پروژه انجام شده، مقایسه ای بین بتن خود تراکم و بتن معمولی از لحاظ خصوصیات مکانیکی همچون مقاومت فشاری، مقاومت کششی صورت گرفته است.

در این راستا ۱۷ نوع نمونه بتنی مختلف ساخته شده که ۹ نوع آن بتن خود تراکم و ۸ نوع آن بتن معمولی می باشد .


مقاومت فشاری

در شرایط استاندارد به منظور تعیین مقاومت فشاری و بررسی آن در طول زمان، نمونه های مکعبی مطابق با استاندارد (۱۱۶
BS ۱۸۸۱, Part ) به ابعاد ۱۰*۱۰*۱۰ سانتیمتری ساخته شده و مورد آزمایش قرار گرفته است.

 

همانطور که در شکل زیر دیده می شود،

مقاومت فشاری ۲۸ روزه بتن خود تراکم مقدار بیشتری را در نسبت آب به سیمان یکسان نسبت به بتن معمولی از خود نشان می دهد.

همچنین با افزایش نسبت آب به سیمان، نرخ افزایش مقاومت بتن خود تراکم نسبت به بتن معمولی نیز بیشتر شده است.

تغییرات مقاومت فشاری در نسبتهای آب به سیمان متفاوت


مقاومت کششی

جهت بررسی کشش، از نمونه های استوانه ای استاندارد ۲۰*۱۰ سانتیمتری به روش دو نیم کردن (برزیلی) استفاده شده است.

با بررسی نتایج ارائه شده در شکل زیر مشاهده می شود که ترتیب افزایش مقاومت کششی نیز همانند مقاومت فشاری می باشد.

مقاومت کششی

مطابق شکل زیر میانگین مقاومت کششی 28 روزه برای بتن خود تراکم کمی بیشتر از بتن معمولی در نسبت آب به خمیر یکسان میباشد.

همچنین با تغییر نسبت آب به سیمان، همچنان بتن خودتراکم مقاومت بیشتری را نسبت به بتن معمولی از خود نشان میدهد.

نتیجه گیری و جمع بندی این مقاله


با توجه به توضیحات داده شده در این مقاله و همچنین آزمایشهای انجام شده نتایج زیر بدست آمده است:

 

. ترکیب پودرهای میکروسیلیس و سنگ تراورتن، میکروسیلیس و پودر سنگ آهک، مناسب ترین پودر برای بتن خود تراکم می باشد.

 

. پودر سنگ آهک باعث روانی بیشتر بتن خود تراکم می شود، ولی از طرفی مصرف زیاد این پودر باعث جداشدگی سنگدانه های بتن خود تراکم می گردد.

 

.  ترکیب پودر سنگ آهک و میکروسیلیس برای بتن خود تراکم بسیار مناسب می باشد ولی باید دقت کرد که میزان مصرف پودر سنگ آهک از یک حدی بیشتر نشود، زیرا باعث جداشدگی سنگدانه های بتن می گردد.

همچنین مصرف میکروسیلیس به همراه پودر سنگ آهک باعث می شود از جداشدگی سنگدانه های بتن جلو گیری شود و بدین ترتیب بتن خود تراکم پایداری خود را حفظ کند.

همچنین پودر میکروسیلیس باعث چسبندگی بتن و پایداری بتن می شود و در نتیجه در صورتی که از ترکیب این دو پودر به صورت مناسبی استفاده شود میتوان از خصوصیات مثبت هر دو پودر بهره جست و یک بتن خود تراکم روان و پایدار (بدون جداشدگی) تولید کرد.


. مقاومت فشادی ۲۸ روزه بتن خود تراکم و بتن معمولی مقدار یکسانی را در نسبت آب به سیمان یکسان نشان می دهد ولی نرخ کاهیدگی مقاومت بتن معمولی نسبت به بتن خود تراکم همزمان با افزایش نسبت آب به سیمان بیشتر است.

با توجه به این مساله می توان گفت که بتن خود تراکم حساسیت بتن معمولی را نسبت به افزایش نسبت آب به سیمان نداشته و مقاومت آن به طور موثر تحت تاثیر افزایش نسبت آب به سیمان قرار نمی گیرد.

 

. میانگین مقاومت کششی برای بتن خود تراکم کمی بیشتر از بتن معمولی در نسبت آب به سیمان یکسان بوده ولی نرخ کاهش تفاوت آنچنانی ندارد.

این مساله نشان دهنده آن است که بتن خود تراکم عملکرد مشابهی را نسبت به بتن معمولی از حيث مقاومت کششی داشته است.

 

 

برای دیدن ویدیو های مفید و آموزشی و معرفی محصولات به صورت خلاصه و چکیده به اینستاگرام ما بپیوندید

و یکی از راه های ارتباطی ما واتساپ ماست، مشتاقانه منتظر کمک به شما هستیم:

به این صفحه امتیاز دهید
ارسال نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

تخصص کلینیک بتن آریا


  • روان کننده های بتن
  • فوق روان کننده بتن
  • ابر روان کننده بتن
  • نوار واتر استاپ
  • نوار واتراستاپ
  • هیدروفیلی
  • نوار واتراستاپ پی وی سی
  • گروت منبسط شونده
  • گروتg2
  • روان کننده های بتن در کرمان

پروژه ها


ترمیم بتن دیوار برشی
کاشت میلگرد شیب کف استخر کرمان
کاشت بولت در بتن کرمان
ترمیم و آب بندی مخزن کرمان
اجرای استخر ورزشی در کرمان
کاشت میلگرد ستون کرمان

اطلاعات ما


با ما تماس بگیرید