بتن خود تراكم

بتن خود تراكم

بتن خود تراكم چیست و چه کاربردهایی دارد؟

بتن خود تراكم، شامل بازه‌ی گسترده‌ای از طرح‌های اختلاط است که خواص بتن تازه و سخت شده لازم برای کاربری‌های خاص دارا است. اگرچه مقاومت هم چنان معیار اصلی موفقیت این بتن هستند اما ویژگی‌های بتن تازه آن، بسیار گسترده‌تر از بتن معمولی و متراکم شده توسط لرزاننده‌ها است. این خواص مطلوب باید در زمان، محل و بتن ریزی حفظ شوند. بتن خود تراكم در مواردی که شبکه‌بندی آرماتورها فشرده است، گزینه‌ای مطلوب است. هم چنین‌عدم نیاز به لرزاننده، آلودگی صوتی محیط را به نحو قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌دهد. علی رغم ویژگی‌های مطلوب، طرح اختلاط و اجرای این نوع بتن به عوامل متعددی از قبیل دانه‌بندی مصالح سنگی، نوع مواد افزودنی و همچنین فیلرهای مورد استفاده بستگی دارد. در نظر گرفتن هر یک از معیارهای فوق، کیفیت بتن سخت شده و کارپذیری بتن تازه را تحت تاثیر قرار می‌دهد.

زمان، هزینه و کیفیت سه عامل مهم در اجرا است که تاثیر مهمی در صنعت ساخت دارند. هر گونه پیشرفت و یا توسعه‌ای که باعث بهبود این سه عامل شود، همواره مورد علاقه مهندسان عمران خواهد بود. هرگاه این پیشرفت‌ها در صنعت ساخت و ساز تاثیر گذار باشد باید تحقیقات کافی بر روی فواید و مضرات آن‌ها انجام گرفته و اقدامات لازم برای اجرایی ساختن آن‌ها در صنعت ساخت و ساز صورت پذیرد. بتن خود تراكم با توجه به خصوصیات ویژه خود یکی از این توسعه هاست که میتواند تاثیر قابل توجهی بر صنعت ساخت داشته باشد.

تاریخچه‌ی بتن خود متراکم چیست؟

برای سالیان متمادی دست‌یابی به بتنی با قابلیت خودترازی (خود تراکمی) بدون افت در مقاومت، روانی و یا جداشدگی، آرزوی مهندسین در کشورهای مختلف بوده است در اوایل قرن بیستم به دلیل خشک بودن مخلوط بتنی، تراکم بتن تنها از طریق اعمال ضربه‌های سنگین در مقاطع وسیع و در دسترس ممکن بود. با شیوع استفاده از بتن‌های مسلح و آشکار شدن مشکلات اجرایی کاربرد مخلوط‌های خشک، گرایش به استفاده از مخلوط‌های مرطوب‌تر گسترش یافت اما شناسایی تاثیر نسبت آب به سیمان در دهه ۱۹۲۰ نشان داد که افزایش این نسبت می‌تواند موجب افت در مقاومت بتن شود. در سال‌های بعد، توجه به مسئله دوام بتن همچنین تاثیر مخرب افزایش نسبت آب به سیمان را به نفوذپذیری و کاهش دوام بتن آشکار ساخت. این همه باعث گردید تا توجه ویژه‌ای بر خواص کارایی و رئولوژی بتن و نیز روش‌های تراکم، با هدف بهبود خواص مقاومت و دوام آن صورت گیرد. این تحقیقات در نهایت منجر به معرفی بتن خود متراکم در ژاپن شد. بتنی با قابلیت جریان زیاد که می‌تواند تنها تحت تاثیر نیروی ثقل و بدون نیاز به انجام هرگونه فرآیند دیگری تمامی زوایای قالب را پر کرده و آرماتور‌ها دربرگیرد، بدون آنکه جداشدگی یا آب انداختن ایجاد شود.

بررسی رئولوژی و کارایی، تاثیر بالایی بر تعیین خواص بتن خود تراكم را نشان می‌دهد؛ لذا بر اساس روابط مایع لزج نیوتنی، پارامترهای موثر در تعریف رفتار جریان بتن خود تراكم را معرفی می‌کند و آزمایش جی – رینگ آزمایش ساده و مناسبی برای اندازه گیری مقاومت بتن در مقابل جداشدگی سنگدانه‌ها است و چنانچه مقدار آب و خصوصاً فوق روان کننده از یک حد معینی افزایش یابد مقاومت جداشدگی بتن کاهش می‌یابد و از آزمایش دو نقطه ایی می‌توان بدست آورد که ثابت‌های رئولوژی می‌توانند خواص رئولوژی، خصوصا” توانمندی بتن از نظر حرکت‌پذیری و پرشدگی را به خوبی تعیین نماید.

بتن خود تراكم نخست در سال ۱۹۸۶ توسط H. okamura در ژاپن پیشنهاد شد و در سال ۱۹۸۸ 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 تراكم همزمان با کشور ژاپن در مراکز دانشگاهی و تحقیقاتی کشورهای اروپایی، کانادا و آمریکا تحت عنوان self – consolidating concrete موضوع بحث بررسی و اجرای سازه‌های بتنی است. در ایران نیز استفاده از بتن خود تراكم از چند سال قبل آغاز شده و مزایای آن بهره گرفته شده است برای مثال می‌توان از مصرف بتن خود تراكم در تونل رسالت در تهران نام برد.

 

مبانی طراحی مخلوط بتن خود تراكم

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

سیمان

نوع و مقدار سیمان بر اساس خواص و دوام مورد نیاز تعیین می‌شود. معمولاً مقدار سیمان بین ۳۵۰ – ۴۵۰ kg/m3 است.

سنگدانه درشت

تمام سنگدانه‌های درشت که برای بتن معمولی استفاده می‌شود، قابل مصرف در scc است. اندازه حداکثر معمولاً بین ۱۶ – ۲۰ میلیمتر است. به طور کلی مقدار سنگدانه درشت در scc کمتر از بتن معمولی است زیرا سنگدانه درشت انرژی زیادی مصرف می‌کند که باعث کاهش جاری شدن بتن می‌شود و در هنگام عبور از موانع مانند آرماتور سبب مسدود شدن بتن می‌شود.

سنگدانه ریز

تمام سنگدانه‌های ریز که برای بتن معمولی استفاده می‌شود برای scc نیز مناسب است هر دو نوع ماسه شامل شکسته و گرد گوشه قابل استفاده است هرچه مقدار ماسه در مخلوط بیشتر باشد، مقاومت برشی مخلوط بیشتر است.

مواد افزودنی بتن

انواع مواد افزودنی بتن 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 می‌گیرد. از جمله این موارد می‌توان میکروسیلیس، سرباره و روباره را نام برد.

فوق روان کننده بتن

فوق کاهنده آب یا فوق روان کننده‌ بتن از مواد بسیار مهم برای ساخت scc محسوب می‌شوند.

مواد اصلاح کننده ویسکوزیته

مواد اصلاح کننده ویسکوزیته برای افزایش مقاومت جداشدگی در scc مصرف می‌شود.

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 می‌گیرد.

 

تنظیم طرح مخلوط برای بتن خود متراکم چگونه است؟

پس از ساخت مخلوط‌های آزمایشی، اگر عملکرد آن‌ها مطلوب نباشد، باید طرح مخلوط مجدداً انجام شود. بسته به مشکلاتی که در خواص بتن تازه ایجاد می‌شود، ممکن است واکنش‌های زیر انجام شود:

  • اضافه کردن فیلر یا استفاده از نوع دیگر فیلر
  • تجدید نظر در مقادیر شن و ماسه
  • تغییر در مقدار فوق روان کننده یا ماده اصلاح کننده ویسکوزیته
  • تغییر در مقدار آب و نسبت آب به پودر

 

کاربرد بتن خود متراکم چیست؟

از نظر کارایی یک بتن خود تراكم مناسب دارای خواص زیر خواهد بود: در حالت معمولی دارای جریان اسلامپی بیش از ۶۰۰ میلی متر و بدون جداشدگی، حفظ روانی به مدت حداقل ۹۰ دقیقه، توانایی مقاومت در شیب ۳ ٪ در سطح افقی آزاد، قابلیت پمپ شدن در لوله‌ها بطول حداقل ۱۰۰ متر و به مدت ۹۰ دقیقه، مقاومت فشاری ۲۸ روزه حدود ۶۰۰-۲۵۰ 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 تراكم مزایایی در اجرای موارد خاصی از سازه‌های بتنی دارد که به نمونه‌هایی از آن‌ها اشاره می‌شود:

سازه‌های بتنی معماری با بتن خود متراکم

  • هنری که نیاز به ظرافت خاص با میلگرد گذاری فشرده دارند.
  • پل‌های با دهانه بزرگ که به دلیل طولانی بودن خط انتقال بتن اجرای آن‌ها با بتن معمولی امکان‌پذیر نیست و در ضمن استفاده از بتن معمولی موجب قطورتر شدن اندازه پایه‌ها و نازیبایی سازه می‌شود.
  • تونل‌های شهری و آبی که در آن‌ها مسافت طولانی انتقال بتن معمولی و حفظ کیفیت و تراکم آن از مشکلات اجرایی است
  • ساختمان‌های بلند و برج‌ها
  • ستون‌ها و دیوارهای بلند یا میلگردهای متراکم
  • ستون‌های بتن ریزی شده با پمپ
  • بتن ریزی بلوک‌های بتنی
  • بتن ریزی کف‌ها و سطوح افقی
  • بتن ریزی در سازه‌های زیر آبی

 

مزایای بتن خود متراکم چیست؟

  • مزایای چشمگیر بتن خود تراكم موجب گسترش سریع آن در دنیا شده است که به طور اجمالی می‌توان به مواردی از آن‌ها اشاره نمود:
  • توسعه سازه‌های بتنی در دنیا و نیاز به بتن‌های با خواص ویژه
  • کمبود کارگران ماهر بتن ریزی به ویژه کارگران ویبره زن
  • افزایش سرعت اجرای سازه‌های بتنی در سهولت بتن ریزی
  • امکان بهبود کیفیت مکانیکی بتن
  • امکان اجرای سازه‌های 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 سازه‌های بتنی
  • کاهش سر و صدا و آلودگی صوتی محیط کار به ویژه در صنایع پیش ساخته بتنی

 

نمونه‌های استفاده از بتن خود متراکم در دنیا

 

سازه‌های مختلفی با استفاده از بتن خود تراكم در دنیا اجرا شده‌اند که به نمونه‌هایی از آن‌ها در سراسر دنیا اشاره می‌شود. قابل ذکر است که اجرای بعضی از این پروژه‌ها بدون استفاده از بتن خود تراكم امکان اجرا نداشته‌اند.

 

دیواره‌های مخازن عظیم LNG شرکت گاز Osaka در ژاپن

حجم بتن خود تراكم مصرفی = ۱۲۰۰۰ متر مکعب (تکمیل بتن ریزی در سال ۱۹۹۸)

صرفه جویی در تعداد کارگران = حدود ۶۷ درصد در مقایسه با بتن معمولی

صرفه جویی در مدت زمان ساخت = حدود ۱۸ درصد در مقایسه با بتن معمولی

صرفه جویی در تعداد کارگاه‌ها = حدود ۲۹ درصد در مقایسه با بتن معمولی

 

بازار بزرگ Midsummer Place واقع در لندن – انگلستان

ستون‌های بیضوی با میلگردهای خیلی تراکم به ارتفاع ۸.۵ – ۱۰ متر

صرفه جویی در مدت زمان ساخت = حدود ۴۰ درصد در مقایسه با بتن معمولی

صرفه جویی در هزینه = حدود ۱۰ درصد در مقایسه با بتن معمولی

 

برج Landmark در شهر یوکوهاما ژاپن

ستونهای ۹ طبقه اول این برج با استفاده از بتن خود تراكم اجرا شده است (با توجه به فشردگی میلگردها)

تعداد ستون‌های ۹ طبقه = ۶۶ ستون

مقدار بتن خود تراكم مصرفی = ۸۸۵ متر مکعب

بتن خود تراكم

بتن خود تراكم

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 .

  • 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 1986 مطرح گرديد .

در سال 1988 اين نظر تكميل و براي اولين بار بتن خود تراكم گرديد .

در سال 1989 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 .

2- 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 125 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
  • مواد تشكيل دهنده بتن خودتراكم

3-1 – سنگدانه :

سنگدانه ها به دو دسته تقسيم مي شوند :

3-1-1- 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 125 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 .

  • 2-1 – شن ( درشت دانه ها ) :

تمامي انواع درشت دانه  در اينجا به كار مي رود ولي حداكثر اندازه معمولي دانه ها 16 تا 20 ميلي متر مي باشد به هر حال سنگدانه هاي تا حدود 40 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 .

3-2 – 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 350 تا 450 كيلو گرم در مترمكعب م يباشد ميزان بيشتر از      500 مي تواند سبب افزايش خطر جمع شدگي شود ميزان كمتر از     350 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 10 % ميزان    و    در سيمان مي تواند سبب كاهش نگهداشت كارايي بتن گرد .

3-3 – 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 :

3-3-1- پودر سنگ :

ذرات شكسته بسيار ريز ( كوچكتر از 125 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 .

3-3-2- 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:

3-3-3- 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 90 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 .

3-4- 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 20 % مصرف آب را كاهش دهند .

 3-5 – آب مخلوط

مطابق استاندارد بتن هاي معمولي به كار مي رود .

4- 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 )

4-1- 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 .

4-2- 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.

4-3- 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 .

4-4- لزجت ( ويسكوزيته )

به خاصيتي كه باعث مقاومت در برابر جاري شدن سريع بتن مي گردد مي گويند بتن داراي لزجت پايين به سرعت جريان مي يابد و توقف مي كند ولي بتن با لزجت زياد مدت زمان بيشتري حركت مي كند تا متوقف شود .

اين ويژگي بوسيله آزمايش قيف V سنجيده مي شود .

  • آزمايشات بتن خود تراكم

در اينجا به اختصار اشاره اي به روش انجام آزمايشات مربوط به خواص بتن خود تراكم مي گردد .

5-1- آزمايش جريان اسلامپ

آزمايش جريان اسلامپ به منظور تعيين آزادي حركت بتن خود تراكم در سطح افق به هنگام نبود مانع صورت مي گيرد اساس آزمايش بر اصولي استوار است كه آزمايش اسلامپ معمولي بر آن پنا نهاده شده است قطر دايره اي كه بتن پس از پخش دن مي سازد معيار سنجش قابليت پر كنندگي بتن خواهد بود نتايج اين آزمايش هيچ اشاره اي به توانايي گذشتن بدون انسداد بتن از خلال موانع ندارد اما مي تواند ملاكي براي ارزيابي مقاومت در برابر جدا شدگي نيز باشد .

روش انجام آزمايش :

حدود 6 ليتر بتن مورد نياز است ابتدا بدنه ي داخلي مخروط اسلامپ را تر كنيد سپس صفحه فلزي را روي سطح متعادلي محكم كنيد استوانه در مركز صفحه قرار گرفته و داخل آنرا به كمك پيمانه از بتن پر كنيد هيچ ضربه اي نبايد به بدنه ي استوانه زده شو مواد زائد را از اطراف آن بزدايد سپس مخروط را بصورت عمودي بالا  كشيده و اجازه دهيد بتن آزادانه به بيرون جريان يابد .

در همين لحظه زمان سنج را فهعال نموده و زماني را كه طول مي كشد تا بتن به قطر 500ميليمتر پهن شود ثبت نماييد اين همان جريان اسلامپ      است قطر نهايي بتن پهن شده را در دو جهت عمود بر هم اندازه گيري نموده ميانگين آنها را به عنوان قطر نهايي بتن پهن شده ثبت كنيد اين اندازه جريان اسلامپ بر حسب ميليمتر است .

5-2- آزمايش جعبه  L  

اين آزمايش جريان يابي بتن و همچنين انسداد ناشي از فاصله ي ميلگردها را تشريح مي كند از نتيجه ي اين آزمايش شيب قرار گيري بتن در حالت توقف حاصل مي شود كه معياري براي قابليت گذرندگي با درجه اي از حدود فاصله ي ميلگردها براي گذر بتن خواهد بود قسمت افقي جعبه م يتواند 200 تا 400 ميليمتر از دريچه امتداد داشته باشد زمان براي پر شدن اين فاصله به عنوان     و     شناخته شده و معياري براي قابليت پركنندگي است قطر ميلگردها و فاصله  آنها از هم اختياري است بر اساس قرار داد در صورت استفاده از ميلگردهاي معمولي فاصله بين آنها به مقدار سه برابر بزرگترين اندازه دانه ي سنگي در نظر گرفته مي شود .

روش انجام آزمايش :

حدود 14 ليتر بتن مورد نياز است دستگاه را روي يم سطح صاف و محكم قرار دهيد از باز شدن راحت دريچه اطمينان حاصل كنيد و. سپس آن را ببنديد سطح داخلي دستگاه را مرطوب نماييد و آبهاي اضافي را خارج كنيد قسمت عمودي دستگاه را از بتن پر كنيد به مدت يك دقيقه آن را به حال خود رها كنيد تا در محل خود قرار گيرد دريچه را باز كنيد  تا بتن آزادانه به قسمت افقي دستگاه جريان يابد همزمان با باز كردن دريچه زمان سنج را فعال نموده و زمان لازم براي پهن شدن بتن در طول 200 تا 400 ميليمتر در قسمت عمودي را ثبت نماييد وقتي بتن از جريان ايستاد مقادير H  ( ارتفاع بتن در انتهاي قسمت افقي دستگاه ) و H  ( ارتفاع بتن در پشت دريچه ) را اندازه گيري نماييد .

   نسبت انسداد را نشان مي دهد تمام آزمايش بايد در 5 دقيقه انجام گيرد مقادير    و     مي توانند اطلاعاتي پيرامون آساني حرمت در اختيار گذارد اما هيچ محدوده مناسبي به طور عمومي براي آنها مورد تاييد قرار نگرفته است انسداد و گير كردن درشت دانه ها در پشت ميلگردها دستگاه را مي توان به شهودي ديد .

5-3- آزمايش پاياني الك :

براي ارزيابي مقاومت در براب رجداشدگي اين آزمايش روش مناسبي در بتن خود تراكم است اساس آزمايش بر آن است كه حدود 10 ليتر بتن را به مخدت مشخصي در حالت سكون قرار داده و اجازه مي دهيم كه تمام جداشدگي دروني آن آشكار شود سپس نيمي از آن را روي الك 5 ميليمتري به قطر 30 سانتي متر ريخته روي ته الك قرار داده و مجموعه را روي صورت درصدي از مصالح اوليه روي الك بيان مي كنيم .

روش انجام آزمايش :

حدود 10 ليتر بتن براي اين آزمايش مورد نياز است بن را در سطلي ريخته و روي سطح آن را به منظور جلوگيري از تبخير با كلاهكي بپوشانيد و به مدت 15 دقيقه در حالت سكون رها كنيد وزن الك و ته الك خالي را تعيين كنيد سطح بتن را پس از گذشت زمان مقرر مورد بررسي قرار دهيد و جمع شدگي آب روي آن را در صورت وجود يادداشت كنيد بيش از 2 ليتر يا از بتن داخل سطل را در ظرف ديگري بريزي ظرف حاوي بتن را وزن كنيد تمام بتن موجود در ظرف را از ارتفاع 500 ميليمتري و در يك حركت پيوسته و مدام روي الك بريزد ظرف خالي را وزن كنيد و وزن بتن خالص ريخته شده روي الك را محاسبه نماييد (   )  اجازه دهيد تا ملات در يك دوره زماني 2 دقيقه اي از خلال الك به داخل ته الك جريان پيدا كند سپس الك را جدا نموده و وزن ته الك پر شده را محاسبه نماييد حال با داشتن وزن ته الك خالي و وزن موجود وزن ملات گذشته از الك را تعيين كنيد   (   ) نسبت وزني ملات جدا شده از بتن درصد جداشدگي را تشكيل مي دهد .

درصد جداشدگي =

براي درصد جداشدگي 5 تا 15 درصد وزني از كل نمونه مقاومت در برابر جداشدگي بتن مناسب خواه بود كمتر از 5 % مقاومت بيش از حد را بدنبال دارد و به احتمال زياد روي سطح تمام شده ي بتن اثير مي گذارد ( سوراخهاي هوايي احتمالي ) در بيش از 15 % و مخصوصا بيش از 30 % يا يك جداشدگي قوي روبرو خواهيم بود .

5-4- آزامايش قيف V  :

اين آزمايش به منظور اندازه گيري قابليت پر كنندگي بتن با حداكثر اندازهي دانه ي 20 ميليمتر بكار مي رود زمان لازم براي جريان پيدا كردن بتن از ميان دستگاه اندازه گيري مي شود سپس قيف دوباره از بتن پر شده و مدت 5 دقيقه در همان حالت باقي مانده و دوباره آزمايش فوق صورت مي گيرد چنانچه بتن دچار جداشدگي شد زمان جريان يابي آن بطور محسوسي افزايش مي يابد .

روش انجام آزمايش قيف V  :

حدود 12 ليتر بتن براي انجام آزمايش لازم است قيف V را بصورت متعادل روي زمين قرار داده و محكم كنيد سطح دروني قيف را تر كنيد درب زانويي دستگاه را باز كنيد تا هر گونه آب مزاد تخليه شود درب زانويي را بسته و سطلي زير آن قرار دهي دستگاه را كاملا از بتن پر كنيد هيچگونه فشرده كردن پر كردن حفره ها يا ضربه زدني به بدنه ي دستگاه به وسيله ي بيلچه نبايد صورت گيرد .

10 ثانيه پس از پر شدن كامل دستگاه درب زانويي را باز كنيد تا بتن تحت وزن خود به بيرون جريان يابد زمان سنج را هنگام باز كرن درب زانويي فعال كنيد و زمان تخليه ي كامل را ثبت نماييد اين زمان مربوط به آزمايش قيف V مي باشد زمان سنج هنگامي متوقف مي شود كه بتوان نور را از بالاي دستگاه در دريچه خليه ديد همه آزمايش بايد در 5 دقيقه انجام گيرد .

روش انجام آزمايش       :

سطح داخلي دستگاه را تميز يا تر نكنيد درب زانويي را بسته و قيف را بلافاصله پس از اندازه گيري زمان جريان يابي از همان بتن پر نماييد سطل را در زير قرار دهيد درب زانويي را 5 دقيقه پس از دومين پر كردن دستگاه بگشاييد و اجازه دهيد بتن آزادانه و تحت وزن خود جريان يابد همزمان با باز كردن درب زمان سنج را فعال نموده و زمان تخليه ي كامل را ثبت نماييد اين زمان همان     خواهد بود براي بتن خودتراكم زمان جريان يابي 10 ثانيه اختصاص يافته است شكل معكوس مخروطي دستگاه جريان را محدود م يكند و زمان جريان يابي را طولاني مي كند اين مي تواند اشاره اي به حساسيت اختلاط نسبت به انسداد باشد پس از 5 دقيقه قرار گيري جدا شدگي بتن بطور پيوسته با افزايش زمان جريان يابي خود را نشان خواهد داد .

  • طرح اختلاط

6-1- طرح اوليه اختلاط

طرح اختلاط بتن خود تراكم را بايد به نحوي تنظيم نمود كه تمام خواص و ويژگيهاي بتن تازه و سخت شده را برآورده نمايد يك طرح اختلاط زماني مي تواند جزء گروه بتن خود تراكم طبقه بندي شود كه هر سه فاكتور زير را بطور كامل تامين نمايد .

رواني

قابليت گذر از ميان موانع

مقاومت در برابر جدا شدگي

محاسبه طرح اختلاط بر اساس واحد حجم محاسبه بهتر از محاسبه بر اساس جرم مي باشد هنوز هيچ طرح اختلاط ثابت و كاملي براي بتن خودتراكم ارائه نشده است و همه تركيبات و نسبتهاي اختلاط به صورت نسبي و تجربي بدست آمده است .

مراتب دسيابي به يك طرح اختلاط مناسب با طرح نسبتهاي اختلاط اوليه بر اساس حدود تجربي بدست آمده آغاز شده و با بررسي ويژگيهاي حاصل اصلاح نسبتهاي اوليه ختم مي شود .

حدود شاخص هاي بتن خود تراكم به قرار زير است :

نسبت حجمي پودر به آب : 8/0 تا 1/1

محتواي پودري : 160 تا 240 ليتر ( 400 تا 600 كليو گرم ) به ازاي هر متر مكعب

مقدار درشت دانه : بطور معمول 28 تا 35 درصد حجمي از مخلوط

نسبت آب به سيمان : مي تواند هر مقدار عملي باشد ولي در نهايت محتواي آب نبايد از    200 تجاوز كند ميزان ماسه بايد بيش از 50 درصد وزن كل سنگدانه ها و بيشتر از 40 درصد حجم مخلوط باشد .

6-2 – اصلاح طرح اختلاط اوليه :

آزمايش هاي لازم محيط آزمايشگاه براي باز بيني خواص اوليه مخلوط انجام مي شود تمامي شرايط از پيش تعيين شده بايد تامين گرد مخروط بايد به اندازه ي طبيعي در محل كارگاه آزمايش شود در صورتي كه عملكرد رضايت بخش به دست نيايد بايد به صورت بنيادي به طراحي محدد پرداخت بسته به مشكلات پيش آمده عكس العمل هاي زير به كار مي رود :

  • استفاده از مواد مضاف يا موارد ديگر پر كننده
  • اصلاح نسبت ماسه و سنگدانه درشت در مخلوط
  • استفاده از يك عامل اصلاح لزجت ( )
  • استفاده از نوع ديگري از فوق روان كننده كه با مصالح محلي سازگارتر باشد
  • تنظيم نسبت افزودني ها به منظور اصلاح مقدار آب وبر اساس آن اصلاح محتواي پودري

 

6-3- مسير طراحي

در زير نمونه مسير طراحي كه توسط آكمورا در ژاپن ابداع شده آورده شدهاست نتايج حاصل از روش زير ممكن است با مقادير مندرج در قبل به عنوان طرح اختلاط يكسان نباشد .

تعيين هواي مخلوط ( عمومت 2 % ) ممكت است به سبب نياز بهمقاومت بيشتر در برابر يخ زدگي مقدار بيشتري لحاظ شود

ماسبه مقادير حجمي درشت دانه: اين ميزان به دليل برخورد سنگدانه ها و خطر توقف بتن نبايد بيش از 60 درصد حجم مخلوط شود لذا ميزان بهينه درشت دانه ها بر اساس دو پارامتر حداكثر اندازه سنگدانه و شكسته يا گرد گوشه بودنآن بدست مي آيد كاهش حداكثر اندازه سنگدانه ها و يا استفاده از گردگوشهها سبب افزايش سهم نسبي درشت دانه مي شود .

  • محاسبه ميزان ماسه ميزان بهينه ماسه در حدود 40 – 50 درصد كل مخلوط مي باشد
  • محاسبه ميزان نسبت آب به پودر و فوق روان كننده ها با آزمايشهاي مختلف اسلامپ و قيف V ميزان بهينه آب به مواد پودري 8/0 – 9/0 مي باشد

يا آزمايشات متعدد مي توان ميزان بهينه فوق روان كننده را نيز متناسب با كارايي مطلوب بدست آورد

در صورت عدم ارضاي مشخصات مورد نياز اولين گام تغيير تركيب مصالح خواهد بود در مرحله بعد مي توان از افزودني ديگر استفاده نمود ودر نهايت مي توان با تغيير نوع سيمان به هدف مطلوب رسيد .

 

دسته بندی: برچسب ها: