بتن یکی از پرکاربردترین محصولات ساختمانی است و انواع و اقسام مختلفی دارد. یکی از انواع پرکاربرد و محبوب آن نیز بتن خودمتراکم نام دارد.
این بتن به عدم نیاز به تجهیزات لرزشی (ویبراتور)، روان کنندگی و مقاومت بالای خود شهرت دارد و از آن در ساختمان سازی به خصوص ساخت و اجرای ستون، سقف و دیوار برشی و غیره استفاده می شود. استفاده از این بتن در ساختمان سازی ایران نیز رواج پیدا کرده و به یکی از پرتقاضاترین و پرفروش‌ترین مصالح ساختمانی تبدیل شده است. به همین دلیل هم قصد داریم در این مطلب همه چیز در مورد بتن خود تراکم را بررسی و شما را با مواد تشکیل دهنده، مزایا، معایب و کاربردهای آن آشنا کنیم. پس تا انتهای این مطلب همراه ما باشید.
بتن خود متراکم را با نام (SCC) نیز می شناسند. این بتن همچنین در ایران به نام بتن خود تراکم نیز مشهور است. بتن خودمتراکم یک بتن نوآورانه و مستحکم است که برخلاف سایر بتن ها، برای اجرا و تراکم نیازی به لرزش یا استفاده از تجهیزات لرزشی یعنی ویبراتورها ندارد. به معنای دیگر بر خلاف بتن معمولی که نیاز به تجهیزات مکانیکی مانند ویبراتورها دارد، بتن خودمتراکم برای تراکم پذیری نیازی به نیروی خارجی یا ارتعاش ندارد. بنابراین در مواقعی که امکان تراکم بتن با ویبراتور غیرممکن باشد، از بتن خود تراکم می توان استفاده کرد.
این بتن قادر است تحت وزن خود جریان یابد، قالب را کاملاً پر کرده و حتی در حضور آرماتورهای متراکم نیز به تراکم کامل برسد. بتن خودتراکم به دلیل چسبندگی بالاتر و منحنی دانه بندی ترکیبی متفاوت نسبت به بتن معمولی، دارای ریزدانه های بیشتری است. این خصوصیات، همراه با خاصیت روان کنندگی بالا، سیالیت و فشردگی ذاتی در این بتن ایجاد می کند. این فشردگی ذاتی در کنار طرح اختلاط بتن خود تراکم، باعث می شود این بتن بدون جدا شدگی و به صورت کاملاً یکپارچه در قالب بتن جریان پیدا کند.
در دهه ۱۹۸۰، صنعت ساخت و ساز در ژاپن با کاهش نیروی کار ماهر شدید مواجه شد. این وضعیت پیچیده و سخت نیاز به بتنی را برانگیخت که بتواند نیاز به نیروی کار و تجهیزات ساختمان سازی را به حداقل برساند. این امر منجر به ساخت و تولید بتن خود متراکم (SCC) شد. دکتر هاجیمه اوکامورا (پدر فناوری SCC) تولید این بتن خاص و کاربردی را آغاز کرد. در همان سال کمیته‌ای برای مطالعه خواص بتن خودتراکم، از جمله بررسی کارایی این بتن تشکیل و در نهایت در سال ۱۹۸۸، دانشگاه توکیو نسخه قابل استفاده بتن خود تراکم را روانه بازار کرد.
از آن زمان تا کنون و با ورود این بتن به بازار مصالح، ساخت سازه های بتنی وارد مرحله جدیدی شد. سازندگان می توانند این بتن را تقریباً در همه جا استفاده کنند و دیگر نیازی به استفاده از ویبراتور هم ندارند. اساساً این بتن به دو دلیل عمده استفاده می شود:
محبوبیت و کارایی این بتن به قدری زبانزد شد که امروزه ما تقاضای زیادی از بتن خود متراکم در ایران داریم و استفاده از آن را در پروژه هایی همچون تونل رسالت می بینیم. اما این بتن از چه موادی تشکیل شده است؟ در ادامه با هم می خوانیم.
مواد اولیه مورد استفاده در تولید بتن خود متراکم عبارتند از:
بتن خود تراکم را می توان با سیمان پرتلند معمولی در گریدهای ۴۳ یا ۵۳ تولید کرد.
اندازه سنگدانه درشت مورد استفاده در بتن SCC به ۲۰ میلی متر محدود شده است. با این وجود اگر آرماتوربندی سازه شلوغ باشد، اندازه سنگدانه می تواند ۱۰ تا ۱۲ میلی متر باشد. به علاوه انتخاب بهینه سنگدانه های بتن خود متراکم به شکل گرد یا مکعبی است. سنگدانه های ریز مورد استفاده در بتن SCC می توانند سنگدانه های طبیعی یا سنگدانه های ساخته شده با درجه بندی یکنواخت (M-Sand) باشند. معمولاً از سنگدانه های ریز با اندازه ذرات کمتر از ۰.۱۲۵ میلی متر استفاده می شود.
کیفیت آب مورد استفاده در تولید بتن خودمتراکم نیز مانند بتن مسلح و بتن پیش تنیده است.
ترکیبات معدنی مورد استفاده در ساخت و تولید این بتن بسته به طرح اختلاط بتن و کیفیت های مورد نیاز می تواند متفاوت باشد. برخی از افزودنی های معدنی و خواصی که ارائه می دهند در ادامه ذکر شده است:
از ذرات نانو برای افزایش مقاومت و کارایی بتن خودتراکم استفاده می شود. برخی ذرات نانو که در ساخت و تولید این بتن به کار می روند، به شرح زیر است:
پایداری و مقاومت فیزیکی، فشاری، کششی و خمشی بالای بتن خودمتراکم را مدیون نانو سیلیس ها هستیم. نانو سیلیس ها تحرک یون های کلر در این بتن را کاهش داده و با کاهش نفوذ پذیری آب، باعث می شوند بتن خود تراکم در زیر آب نیز کاربرد داشته باشد.
نانو ذرات اکسید آهن باعث کاهش میزان ترک خوردگی بتن خود متراکم شده و مقاومت فشاری و مقاومت در برابر آب این بتن را بالا می برد.
افزایش خاصیت الاستیسیته بتن خودتراکم مربوط به استفاده از نانو اکسید آلومینیوم در این بتن می شود.
افزودن نانو اکسید تیتانیوم به ساختار بتن خود تراکم باعث گیرش سریع بتن می شود. نانو اکسید تیتانیوم همچنین مقاومت فشاری و خمشی بتن را بالا برده و باعث می شود بتن به بتنی خود تمیز شونده تبدیل شود.
این نانو رس ها با افزایش میزان جمع شدگی بتن، موجب کاهش نفوذ آب به بتن و بالا بردن مقاومت فشاری آن می شوند.
این ذرات نانو مستقیماً روی خواص فیزیکی بتن خود متراکم تأثیر گذاشته و باعث افزایش مقاومت آن در برابر مواد شیمیایی و امواج الکتریکی می شوند. به همین دلیل هم این بتن ترک خوردگی کمتری نسبت به سایر بتن ها دارد.
طرح اختلاط بتن خودمتراکم باید به صورت دقیق و استاندارد طراحی و با همین دقت اجرا شود، چراکه قابلیت پر شدن، قابلیت عبور و پایداری و به طور کلی مقاومت و کارایی این بتن به طرح اختلاط آن برمی گردد. بنابراین قبل از طراحی اختلاط باید الزامات پروژه بررسی شود. بدین منظور برآورد الزامات و نسبت ها برای طرح اختلاط این بتن باید به ترتیب زیر اتفاق بیفتد:
بعد از به دست آوردن طرح اختلاط بتن خود تراکم، می توانیم سراغ نحوه ساخت بتن خود متراکم برویم. روش ساخت این بتن مشابه سایر بتن ها است و تنها در طرح اختلاط بتن تفاوت دارد. برای تولید بتن خودتراکم ابتدا باید دو سوم مقدار آب مشخص شده در طرح اختلاط را با سیمان و سنگدانه مشخص شده، ترکیب کرد. بعد از آن سراغ اضافه کردن آب باقیمانده به این مخلوط یکنواخت رفته و همراه با آب، سایر مواد فوق روان کننده نیز اضافه می شود. بعد از آن نوبت به اضافه کردن اصلاح کننده های لزجت و مواد افزودنی شیمیایی به مخلوط بتن می رسد. اما چند نکته مهم در ساخت بتن خود تراکم:
یکی از مهم‌ترین خواص بتن خود متراکم که باعث رواج استفاده از آن در ساختمان سازی شده است، مقاومت بالاتر آن نسبت به سایر بتن ها است. بتن خود تراکم با همان نسبت سیمان آب یا چسب سیمان دارای مقاومت کمی بالاتر از بتن معمولی است. این مقاومت بالا نیز به دلیل رابطه بهبود یافته بین سنگدانه و خمیر سیمانی است.
بتن SCC به دلیل مواد افزودنی معدنی خود که پیشتر نیز به آن‌ها اشاره کردیم، در برابر جداسازی مقاومت بالایی از خود نشان می دهد. این خاصیت باعث می شود تا بتن خودتراکم نیازی به تجهیزات لرزشی یا همان ویبراتورها نداشته باشد. یکی دیگر از خواص بتن خودمتراکم که کارایی آن را زیاد کرده است، خاصیت جریان پذیری بالای این بتن است. بسیاری از پروژه‌ها آرماتوربندی شلوغی دارند و فواصل بین میلگردها بسیار کم است. در چنین شرایطی بتن معمولی نمی تواند به راحتی داخل این فواصل رفته و جاهای خالی را پر کند. اینجاست که بتن خود تراکم کارایی بی نظیر خود را نشان می دهد زیرا خاصیت جریان پذیری، روان کنندگی و انعطاف پذیری بالایی دارد و می تواند تمام این فواصل را به راحتی پر کند.
خواص و مزایای برجسته بتن خودمتراکم باعث شده تا این بتن به یکی از پرفروش‌ترین بتن‌ها تبدیل شود. در ادامه نگاهی می اندازیم به مزایای بتن خود تراکم و علت محبوبیت این بتن مقاوم:
بتن خود متراکم در کنار کاربردهای فوق العاده و مزایایی که دارد، معایبی هم دارد که در ادامه به آن‌ها می پردازیم:
موارد زیر کاربردهای اصلی بتن خودتراکم هستند:
بتن خودمتراکم مزایا و کاربردهای زیادی دارد که پیشتر به آن ها اشاره کردیم. اما این مزایا تنها در صورتی خود را نشان می دهند که به درستی و با رعایت دقت و توجه مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین برای دستیابی به بهترین نتایج، باید هنگام استفاده از این نوع بتن به نکات زیر توجه کرد :
سازه های بتنی بخش بزرگی از ساخت و ساز کشور را تشکیل می دهند، بنابراین کیفیت و دوام و مقاومت بالای بتن به کار رفته در هر سازه اهمیت بسیار زیادی دارد. یکی از انواع بتن هایی که در ساخت سازه های بتنی مورد استفاده قرار می گیرد نیز بتن خودمتراکم است. این بتن مزایای قابل توجهی از نظر کارایی، دوام، یکپارچگی سازه و زیبایی دارد و آن را به انتخابی ارجح در کاربردهای مختلف ساختمانی تبدیل می کند. در این مطلب صفر تا صد بتن خود تراکم را آموختیم. اگر شما نیز تجربه کار با این بتن را دارید خوشحال می شویم آن را با ما و سایر مخاطبان این صفحه به اشتراک بگذارید.