بتن خود متراکم

بتن خود متراکم

بتن خود متراکم

بتن خود متراکم SCC

بتن خود متراکم یا بتن های خود متراکم SCC یکی از انواع بتن های موجود است که نسبت به بتن های متدوال دارای استحکام و طول عمر بالاتری است. بتن خود متراکم دارای کارایی بالاتری است و تحت تاثیر وزنی که دارد بدون نیاز به هیچ نیروی خارجی دیگری در قالب ریخته می شود و در زوایا و گوشه های متراکم می شود . بتن خود متراکم دارای سه ویژگی تراکم پذیری، فاقد معایب اولیه و استحکام نسبت به عوامل خارجی است. از این ماده می توان برای سبک سازی ساختمان استفاده کرد بعلاوه استفاده از بتن خود متراکم سبب صرفه جویی در زمان و هزینه های پروژه نسبت به بتن های معمولی می شود.
 

بتن scc

بتن scc همان بتن خود متراکم است که به اختصار به آن بتن scc گفته می شود. بتن SCC یا همان بتن خود متراکم SCC دارای قابلیت خود تحکیم شوندگی و خود متراکم شوندگی است. استفاده از بتن SCC در پروژه های ساختمانی دارای مزایای فراوانی نظیر صرفه جویی در زمان، نیروی انسانی و پیشبرد بهتر پروژه های صنعتی است. بتن SCC در هر گوشه ی قالب بدون نیاز به استفاده از ویبره قابلیت متراکم شدن دارد. در واقع بتن SCC یا همان بتن خود متراکم شونده برای تراکم نیازی به استفاده از ارتعاش ندارد و می تواند تنها از طریق وزن خود در سطح قالب جریان پیدا کند و آنرا بطور کامل پر کند، این ویژگی بتن SCC یا بتن خود متراکم در نواحی که به وسیله ی آرماتور نیز مسدود شده است بسیار کارا خواهد بود. در واقع بتن SCC یا بتن خود متراکم شونده جهت پخش شدن در سطح قالب نیازی به تجهیزات متراکم کننده ی مکانیکی ندارند. از مهم ترین تفاوت های بتن scc با بتن های معمولی در همین ویژگی های عدم نیاز به ویبره کردن، تلغیظ پذیری، استمرار در بتن ریزی و عدم بالا آمدن آب است که تمام این مزایا تاثیری مستقیمی در اجرای بتن ریزی خواهند داشت.
 

بتن خود متراکم چیست ؟

پایداری و مقاومت بتن خود متراکم نسبت به بتن های عادی بیشتر است. ین نوع بتن بدلیل خاصیت روانی زیاد و عدم جمع شدگی پس از ریخته شدن در نواحی مورد نظر قادر است بدون نیاز به نیروی های مکانیکی خارجی، بخش های خالی را به خوبی پر کند. همانطور که اشاره کردیم بتن خود متراکم از روانی مطلوبی برخوردار است لذا اسلامپ بتن آن زیاد است (حدود ۴۵۵ الی ۸۱۰ میلی متر) و براساس شرایط پروژه ی مورد نظر در مورد مقدار آن تصمیم گیری می شود.  بدلیل روانی مناسب بتن خود متراکم عملیات بتن ریزی با سهولت زیادی انجام می شود و بدلیل عدم نیاز به تجهیزات اضافی جهت ایجاد نیروهای خارجی، هزینه ی بتن ریزی تا مقدار زیادی کم می شود و از ایجاد آلودگی صوتی جلوگیری می شود، این ویژگی علاوه بر ایجاد سهولت در بتن ریزی سبب شکل پذیری مناسب بتن خود متراکم نسبت به بتن های معمولی و افزایش پمپاژ بتن خود متراکم می شود بعلاوه می توان بدون اجرای عملیات خاصی به سطوح صاف و صیقلی دست پیدا کرد. 
بطور کلی هزینه و زمان ساخت و ساز با استفاده از بتن خود متراکم کمتر از هنگامی است که از بتن های معمولی استفاده می شود. برجسته ترین خاصیت بتن خود متراکم پایداری و روانی این ماده است که سبب افزایش قدرت چسبندگی آن به میلگردهای سازه می شود. برای دست یابی به روانی و کارایی زیاد در بتن خود متراکم شونده از افزودنی های فوق کاهنده آب در طرح اختلاط آن استفاده می شود و برای رسیدن به پایداری و سختی بیشتر در آن باید مقدار مواد بکار رفته در بتن خود متراکم شوند را افزایش داد یا از افزودنی هایی که سبب ایجاد تغییر در ویسکوزیته ی این ماده می شوند استفاده کرد. که به معنای دیگر به مفهوم افزایش مقدار سیمان یا سنگدانه است. به بیان کلی بتن های خود متراکم نسبت به بتن های معمولی دارای چسب سیمان بیشتری هستند و از مقدار درشت دانه ها و ریز دانه های بکار رفته در آن به ترتیب کمتر و بیشتر است. عوامل مختلفی در فرآیند تولید بتن خود متراکم در کیفیت نهایی این ماده تاثیر گذار خواهند بود که از جمله این موارد می توان به کنترل میزان رطوبت و آب و هوای محل پروژه اشاره کرد برای مثال در صورتی که اجرای بتن خود متراکم در آب و هوایی بسیار گرم صورت بگیرد، کارایی و روان بتن تا مقدار زیادی کم می شود. یکی از مهم ترین ویژگی های بتن های خود متراکم شونده نسبت به بتن های معمولی وجود ماده به نام سیالیت است که بتن های معمولی فاقد آن هستند، وجود این ماده در بتن های خود متراکم شونده سبب نفوذ بهتر بتن در بخش هایی می شود که محدود و دارای آرماتور باشند این ویژگی سبب پیشگیری از کرمو شدن بتن نهایی می شود. 
 

مواد تشکیل دهنده بتن خود متراکم

بتن خود متراکم دارای مقدار زیای سیالیت است. مواد تشکیل دهنده ی بتن خود متراکم شامل سیمان، سنگدانه، آب، مواد افزودنی و مواد مضاعف است و نیازی به مقادیر زیادی سنگدانه ندارد و بطور کلی کاربرد زیادی در تعمیر و ترمیم بتن دارد. بطور کلی مواد تشکیل دهنده ی بتن خود متراکم مشابه بتن معمولی است با این تفاوت که استفاده از برخی افزودنی های شیمیایی و معدنی در آنها ضروری است. 
 

طرح اختلاط بتن خود متراکم

طرح اختلاط بتن خود متراکم شونده مشابه بتن های معمولی است با این تفاوت که بتن های خود متراکم شونده حاوی افزودنی های شیمیایی و معدنی است. از جمله افزودنی های بکر رفته در طرح اختلاط بتن های خود متراکم شوندع فوق روان کننده ها، لزج کننده ها، انواع پودر سنگ ها و ریزدانه های پوزولانی است. پوزولان بکار رفته در طرح اختلاط بتن خود تراکم شونده سبب افزایش ویژگی تازگی بتن و پایداری آن می گردد.

بتن خود متراکم شونده

روش ساخت بتن خود متراکم

روش ساخت بتن خود متراکم یا شیوه ی ساخت بتن SCC براساس استاندارد های انجمن بتن کانادا دارای مراحل زیر است:

۱)آماده سازی کارگاه برای اجرای بتن خود متراکم SCC : 
  • طرح اختلاط مورد نظر برای اجرای بتن خود متراکم scc باید شرایط کارگاه پروژه متناسب باشد و پیش از سفارش گیری این مورد بررسی شود. 
  • ضروری است مقدار و زمان مناسب پیمانه های مخلوط انتخاب گردند.
  • ضرروی است راه های آزمایش و تست پذیرش بتن خود تراکم SCC در کارگاه مستندسازی شوند و به تایید کارفرما، پیمانکار و تولید کننده ی بتن خود متراکم برسد.
  • لازم است در زمان مناسب پیمانه ها در مقادیر مشخص مخلوط شوند. 
  • ضروری است نسبت به طراحی و اجرای صحیح قالب ها اطمینان حاصل کرد. 
 
۲)انبارش مصالح بتن خود متراکم SCC : 
نحوه ی انبار کردن بتن های معمولی و بتن های SCC مشابه یکدیگرند هر چند بدلیل اینکه تولید بتن های SCC از حساسیت بالاتری برخوردارند باید نسبت به تغییرات پارامترهای در انبارش آنها توجه و دقت بیشتری صورت گیرد. سنگدانه های بکار رفته در تولید بتن SCC باید بصورت جداگانه از یکدیگر انبار شوند و مقدار رطوبت محیط به جهت در نظر گرفتن آن در تعیین نسبت های اختلاط به طور مداوم اندازه گیری شود. 
 
۳)ترکیب بتن خود متراکم SCC : 
برای ترکیب بتن خود متراکم یا بتن SCC می توان از هر دستگاه مخلوط کنی استفاده کرد البته باید نسبت به نحوه ی عملکرد آن اطمینان حاصل کرد تا مخلوط مورد نظر به شکل کاملا یکدست حاصل شود. عموما عملیات مخلوط کردن ترکیبات بتن خود متراکم با مخلوط کن نسبت به بتن معمولی نیازمند زمان بیشتری است، اینکار با هدف به حداقل رساندن اصطکاک و افزایش هر چه بیشتر خاصیت روانی بتن انجام می شود البته مدت زمان دقیقی مخلوط کردن بتن خود متراکم مشخص نشده است و این مقدار با آزمون و خطا بدست می آید. البته توصیه می شود تا پیش از هر اقدامی مخلوط های آزمایش تولید شوند تا به این وسیله زمان مورد نیاز و ترتیب افزودنی مصالح مشخص شوند. 
 
۴)روش مخلوط کردن ترکیبات بتن خود متراکم SCC :‌
براساس موارد آورده شده در دستورالعمل و استاندارد های اروپایی موجود بدلیل حجم زیاد خمیر و روان پذیری بتن SCC  دستیابی به مخلوطی یکدست نسبت به بتن های معمولی امری مشکل تر است و احتمال کلوخه شدن در آن ها بیشتر بیشتر است. باید توجه داشت که شکستن کاوخه ها پس از تشکیل شدن آنها مشکل است لذا توصیه می شود بتن SCC با مقادیر کمتری از آب و روان کننده تولید شوند و پس از بوجود آمدن مخلوط یکنواخت از بتن SCC به تدریج آب و روان کننده ی بیشتری به آن افزوده شود. باید توجه داشت که زمان اضافه کردن افزودنی های شیمیایی تاثیر مستقیمی در میزان موثر بودن آنها خواهد داشت. پس اندازه گیری دقیق مواد افزودنی باید آنها را به همراه آب به ترکیبات بتن اضافه کرد و از استفاده ی مستقیم آنها در مصالح خشک خودداری کرد. برای رعایت دقیق تریتیب افزودن مواد بهتر است ابتدا سنگدانه ها و سپس سیمان استفاده شود و پس از آن مخلوط آب به همراه فوق روان کننده مورد استفاده قرار گیرد. 
 
۵)انتقال بتن خود متراکم SCC :‌ 
انتقال بتن خود متراکم SCC می تواند مثل بتن های معمولی انجام شود هر چند که نیازمند دقت و احتیاط بسیار بیشتری است.
 
  • تراک میکسر
بدلیل اینکه بتن های خود متراکم SCC از روانی بالایی برخوردارند لذا حجمی که در جام کامیون ریخته می شود نباید از ۸۰ درصد بیشتر شود چرا که هنگام حرکت کامیون در شیب دیگر بتن به دوقسمت جلو و عقب جداسازی نمی شود. برای انتقال بتن های SCC با اسلامپ ۴۵۵ الی ۷۶۰ می توان از تراک میکسر استفاده کرد.
 
  • جام شوت :
استفاده از جام شوت برای بتن ریزی سبب بتن ریزی دقیق در محل مورد نظر می شود، براساس استانداردها و دستورالعمل های اروپایی هنگام که برای بتن ریزی از شوت استفاده می کنید باید خروجی شوت به سمت دورترین نقطه ی قالب هدایت شود و با ادامه ی عملیات بتن ریزی شوت را حرکت داد. برای بتن ریزی در ابعاد کم حدودا ۱۲ الی ۲۰ مترمکعب می توان از جام شوت استفاده کرد. برای بتن ریزی بتن خود متراکم SCC بایو توجه داشت که در صورت ماندگار طولانی مدت مخلوط SCC در جاک و انتقال آهسته ی بتن احتمال سفت شدن و افزایش غلظت مخلوط افزایش پیدا می کند که همین مسئله خروج بتن از جام را مشکل می کند و می توان علائمی افقی بین لایه ها بوجود بیاورد. حجم محدود جام. می توان سبب بروز وقفه در بتن ریزی یا ایجاد درزهای سرد شود لذا می توان تنها برای بتن ریزی در حجم کم از جام شوت استفاده کرد. اسلامپ بتن در چنین شرایطی باید حدود ۶۱۰ الی ۷۱۰ باشد تا عملیات بتن ریزی با سهولت کافی انجام شود در حالیکه که همچنان تراکم بین مخلوط SCC تامین شود. 
توصیه های بتن ریزی با جام شوت براساس استانداردهای موجود به شرح زیر است :
۱)استفاده از جام شوت برای بتن ریزی مخلوط SCC در حجم کم توصیه می شود. 
۲)نرخ کند بتن ریزی با جام شوت می تواند سبب ایجاد لایه هایی افقی در لایه های بتن ریزی شود. 
۳)هنگام استفاده جام شوت هنگام بتن ریزی باید از ایجاد لرزش های شدید در آن جلوگیری کرد. 
۴)توصیه می شود ارتفاع شوت با جام حدود ۱ متر و جریان افقی آن به ۱۰متر در نظر گرفته شود. 
 
  • پمپاژ مخلوط SCC : 
در صورتی که مخلوط SCC بتن آماده شده نسبت به تفکیک ذرات شکیل دهنده از مقاومت مناسبی برخوردار باشد می توان برای بتن ریزی از پمپاژ‌بتن از بخش پایی قالب استفاده کرد. بتن ریزی مخلوط SCC به روش پمپاژ‌سبب دستیابی به سطحی صاف و یکنواخت می شود. بتن ریزی با پمپاژ‌مقدار هوای باقی مانده در مخلوط SCC را به حداقل می رساند و سبب افزایش سرعت بتن ریزی می شود. در پمپاژ‌بتن خود متراکم SCC حباب های هوا بصورت ماندگار در بتن باقی می مانند و فشار پمپ به میزان قابل توجهی نسبت به پمپاژ‌بتن معمولی کاهش پیدا می کند.  
 

اجرای بتن خود متراکم SCC

پیش از اجرای بتن خود متراکم SCC براساس استانداردهای موجود باید تطابق قالب و آرماتورها با نقشه های از پیش تعیین شده بررسی شود و اجرای بتن خود تراکم در طول مناسب مانع از ایجاد هوای اضافی در بتن شد البته باید توجه داشت که طول جریان از ۱۰ متر بیشتر نشود چرا که افزایش این مقدار می تواند احتمال تفکیک دینامیکی ذرات را افزایش دهد از طرفی بتن ریزی با سرعت بالا و با شکل عمودی مانع از خروج هوا از بتن می شود و مقدار حباب های هوارا درون بتن افزایش می دهد. در اجرای بتن خود تراکم برای اینکه مانع از ایجاد تغییر رنگ در سطح شد باید عملیات بتن ریزی را بصورت مستمر انجام داد و توقف بتن ریزی خود داری کرد. بدلیل اینکه برخی از مخلوط های SCC احتمال تلغیظ پذیری بالایی دارند ممکن است بافت آنها در زمان استراحت شروع به سفت شدن کند لذا توصیه می شود پیش از اجرای بتن SCC و زمان انتقال آنها با بهم زدن مخلوط SCC با سرعت آهسته مانع از سفت شدن آن شد. عملیات بتن ریزی مخلوط SCC باید بدون توقف و بصورت مستمر از ارتفاعی محدود انجام گیرد و پس از بتن ریزی با تلغیظ آن می توان از فشار قالب ها و نشتی درزها کاست. بعد از اینکه بتن ریزی یک لایه بصورت کامل انجام گرفت می توان بتن ریزی لایه ی بعد را انجام داد. توصیه می شود ارتفاع مطلوب را با انجام آزمایش بدست آورد و بطور کلی ارتفاع آزاد بتن ریزی باید ۵ متر و فاصله ی افقی آن به ۱۰ متر محدود شود. با استفاده از مخلوط SCC می توان اجزای مختلف سازه را اجرا کرد که هر کدام به شیوه ای مخصوص انجام می گیرد ضمنا می توان با تعبیه ی موانع در قالب مانع از حرکت مخلوط SCC در جهات مختلف شد.
با مخلوط SCC می توان تیرهای عمیق هم به سهولت بتن ریزی کرد. برای اینکه تمام حجم قالب توسط مخلوط SCC پر شود باید نقطه ی بتن ریزی را در نزدیکی انتهای تیر انتخاب شود. برای بتن ریزی تیرهای عمیق که دارای تعداد زیادی آرماتور هستند باید از مخلوطی با اسلامپ جاری ۶۱۰ تا ۷۱۰ استفاده کرد.
برای بتن ریزی دیوارها با مخلوط SCC باید آنها را در بخش مرکزی دیوار ریخت تا خود مخلوط به دو طرف انتهای دیوار جاری شود و حرکت کند. برای بتن ریزی دیوارها با مخلوط SCC علاوه بر روش ذکر شده می توان از پمپ تعبیه شده در پایین قالب نیز استفاده کرد. اجرای بتن خود متراکم به این شیوه باعث خروج هوای SCC از قالب می شود. برای اینکه مخلوط SCC بتن خود متراکم دارای انرژي بیشتری در تخلیه باشد باید عملیات بتن ریزی را در یک امتداد انجام داد. عموما اسلامپ مناسب برای دیوارها ۶۶۰ الی ۷۰۰ میلی متر است. در بتن ریزی دیوارها و ستون ها با مخلوط SCC باید توجه داشت که عملیات بتن ریزی توقف نداشته باشد و به صورت مستمر انجام شود و از بتن ریزی خارج از محدوده ی سقوط آزاد خودداری کرد. البته در برخی شرایط اگر پیش از بتن ریزی بوسیله ی آزمایش ها مشخص شود که طراحی بتن به گونه ای بوده که می توان آنرا با سقوط آزاد اجرا کرد، استفاده از این شیوه مانعی ندارد. در اجرای SCC نیازی به ویبره نمی باشد چراکه ویبره کردن مخلوط SCC باعث می شود سنگدانه های درشت آن جدا شوند اما در صورتیکه مشخص شود مخلوط SCC نیازمند ویبره است باید نسبت مخلوط و مواد معدنی را دوباره بررسی کرد. در صورتیکه پس از چک کردن نسبت های مخلوط و مشخصات ترکیبات بکار رفته خطایی دیده نشد و همچنان نیاز به ویبره کردن مخلوط SCC بود باید مشخصات فنی SCC را بررسی کرد. استفاده از ویبره فقط تحت شرایطی خاص مانعی ندارد، این شرایط به شرح زیر است:
۱)در برخی از اجزای سازه ممکن است بدلیل شکل به خصوص قالب ها احتمال محبوس شدن حباب های هوا در بخش هایی از قالب افزایش یابد در چنین شرایطی می توان از میله زنی در محل های مورد نظر استفاده کرد. 
۲)برای داشتن سطح پرداخت مورد قبول در شرایطی که بتن از اسلامپ کمی برخوردار است می توان از ویبره ی بسیار ضعیف یا میله زنی استفاده کرد.
۳)در شرایطی که ناچار به توقف عملیات بتن ریزی مخلوط SCC هستیم برای پیشگیری از ایجاد درز سرد می توان از میله زنی با سرعت کم استفاده کرد.

بتن خود تراکم سبک

مهندسین و پژوهشگزان با تلاش جهت کاهش ویژگی های نامطلوب بتن و ایجاد اصلاحاتی مبتنی بر نیازهای روز صنعت ساخت و ساز توانستند با بتنی با ویژگی های جدید و برتری هایی نسبت به بتن های معمولی موجود، دست یابند که بتن خود متراکم SCC نامیده شد. بتن خود متراکم یا SCC ماده ای با کارایی بالا، سبک و توانمند با پایداری زیاد است که با تکیه بر ویژگی های به خصوص آن مهندسین از امکانات بیشتری برخوردارند و برخی از محدودیت های آنها در گذشته را حذف می کند. با استفاده از بتن خود تراکم سبک بعضی از محدودیت ها و مشکلات ناشی از عدم تراکم مطلوب بتن بدلیل وجود اشکال پیچیده یا تراکم بالای آرماتورهای در محیط های محدود از بین می رود و علاوه بر سهولت اجرا برای پیمانکاران می توان به سازه ای با پایداری بالا و طول عمر مناسب دست یافت. مهندسین همواره به دنبال روشی بودند که بدون کاهش خواص بتن بتوانند ویژگی روانی بتن برای سهولت در اجرای سازه های بتنی را افزایش دهند و با بوجود آمدن بتن های خود متراکم شونده SCCراه حل این مشکل پیدا شد. با ظهور این نوع بتن امکان داشتن بتنی با خاصیت خود متراکم بدون کاهش سختی و پایداری و افت کیفیت سازه به عنوان یه خواسته ی دیرینه برای مهندسین ایجاد شد.
 

خصوصیات بتن خود متراکم 

۱-سهولت و سرعت بالای اجرا در بتن های خود تراکم
۲-پیشرفت سریع پروژه با استفاده از بتن های خود متراکم
۳-صرفه جویی در هزینه ها و زمان پروژه
۴-بهبود کیفیت ساخت و سازه تراکم مناسب بتن های خود متراکم در نواحی محدود که دارای تراکم زیاد آرماتورها هستند.
۵-کاهش آلودگی صوتی و هزینه های پروژه بدلیل عدم نیاز به تجهیزات و نیروهای خارجی برای ایجاد تراکم در بتن
۶-امکان استفاده از قالب های متنوع حین ساخت با تکیه بر خاصیت روانی و شکل پذیری بالایی بتن های خود متراکم شونده
۷-بهبود دوام و پایداری بتن 
۸-عدم محدودیت در طراحی و معماری سازه بدلیل امکان اجرای سازه ای ظریف و سنگین و انتخاب سطح مقاطع کوچک با تکیه بر ویژگی های بارز بتن خود تراکم
۹-کیفیت نهایی بالای پروژه
۱۰-امکان گسترش صنعت بتن های پیش ساخته و آماده
۱۱-صرفه جویی در نیروی انسانی بدلیل ویژگی های بتن خود متراکم در کاهش خستگی و تنش های فیزیکی نیروهای پروژه
۱۲-امکان بتن ریزی بدون نیاز به ابزارهای ویژه برای متراکم سازه بتن و صرفه جویی در وقت و هزینه
۱۳-ایجاد سطوح یکنواخت در بتن با کاهش اشتباهات نیروهای انسانی پروژه
۱۴-کم کردن مدت زمان ساخت کلی 
۱۵-پمپاژ راحت بتن بدلیل خاصیت روانی زیاد بتن خود متراکم
۱۶-عدم نیاز به حرکت دادن مداوم ابزارهای بتن ریزی جهت گسترش حرکت بتن در قالب
۱۷-عدم ایجاد آلودگی صوتی به ویژه در مناطق پر جمعیت شهری 
۱۸-داشتن سطوح نهایی یکنواخت، صاف و هموار بدون داشتن ترک در بتن و بروز پدیده ی آب انداختن بتن
 

آزمایش بتن خود متراکم شونده

روش آزمایش بتن خود متراکم شونده و کیفیت سنجی آنها با آزمایش بتن های عادی متفاوت می باشد. بطور کلی برای داشتن ویژگی های بتن خود متراکم شونده می توان از آزمایش های زیر استفاده کرد: 
۱-آزمایش جریان اسلامپ برای اندازه گیری مقدار تراکم در بتن های خود متراکم شونده
۲-آزمایش لزجت بتن خود متراکم شونده برای سنجش لزجت بتن
۳-آزمایش ظرفیت پرکنندگی برای تعیین ظرفیت پر کنندگی بتن خود متراکم شونده
۴-آزماش نشست سطحی بتن خود متراکم برای اندازه گیری میزان نشست بتن تر 
۵-آزمایش جدایش سنگدانه و ملات برای تعیین میزان گسستگی سنگدانه و ملات در بتن خود متراکم 
۶-آزمایش مقاومت فشاری بن برای سنجش میزان مقاومت فشاری بتن خود متراکم
۷-آزمایش کارایی در نقطه ای بتن خود متراکم 
۸-آزمایش تعیین ثبات سیستم حفره های هوا ی بتن خود متراکم شونده
در مقاله ی آزمایش بتن خود متراکم شونده بطور کلی به جزییات روش های موجود پرداخته شده است.