بتن خود متراکم

فهرست : 

1. بتن خود متراکم چیست
2. کاربردها
3. مزایا
4. معایب
5. موارد مصرف
6. چگونگی تولید
7. رئولوژی
8. ویژگی ها
9. تست ها و آزمایش ها
10. رده مقاومتی
11. استانداردهای بین المللی
12. استانداردهای ایران
13. اجزای تشکیل دهنده
14. نگهداری
15. نکات ایمنی

بتن خود متراکم چیست

بتن خود متراکم یا بتن خودتراکم  ( Self-Compacting Concrete ) بتنی است که بدون نیاز به ویبره کردن قادر است خودش را متراکم کند. این بتن دارای کارایی بالایی است و می تواند به راحتی در قالب ها و مناطق مسدود پخش شود. خاصیت خودمتراکمی این بتن به دلیل استفاده از مواد افزودنی ویژه و نسبت آب به سیمان بالاتر نسبت به بتن معمولی است.

کاربردهای بتن خودمتراکم

کاربردهای بتن خودتراکم عبارتند از:

• ساخت ستون ها و دیوارهای باربر در سازه های بتنی پیچیده که نیاز به متراکم سازی دشوار دارند
• پر کردن قالب های مسلح و فضاهای محدود و باریک
• اجرای بتنریزی در مناطق مسکونی که صدای کمتری تولید می کند
• ساخت المان های پیش ساخته بتنی با جزئیات و طرح های پیچیده
• اجرای کف های صنعتی با سطح صاف و کیفیت بالا
• بهبود عملکرد و دوام بتن در محیط های خورنده
• کاهش هزینه صرفه جویی در زمان و نیروی کار ماهر برای ویبره کردن

مزایای استفاده از بتن خودتراکم :

• سهولت و سرعت اجرا بدون نیاز به ویبره
• کاهش نیروی کار ماهر مورد نیاز
• بهبود کیفیت سطح و ظاهر بتن
• پرکردن کامل قالب‌ها و فضاهای محدود
• کاهش حباب‌های هوا و ترک‌ها
• افزایش یکنواختی و همگنی بتن
• بهبود خواص مکانیکی بتن
• افزایش دوام بتن در برابر خوردگی
• کاهش هزینه‌های نگهداری
• صرفه‌جویی در زمان و هزینه پروژه
• امکان اجرا در محل‌هایی که دسترسی محدود است

معایب استفاده از بتن خود متراکم :

از معایب استفاده از بتن خودتراکم می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• هزینه اولیه بالاتر نسبت به بتن معمولی به دلیل استفاده از مواد افزودنی گران‌قیمت
• نیاز به کنترل دقیق مواد و روش اختلاط
• حساسیت بیشتر نسبت به جداشدگی و خونی شدن
• احتمال انسداد میلگردها و فضای آزاد کمتر برای ویبراتور به دلیل ویسکوزیته بالا
• مشکلات اجرایی در هوای گرم و آب و هوای خشک
• دشواری انتقال و پمپاژ بتن به دلیل ویسکوزیته بالا
• حجم بالای مصالح مورد نیاز در مقایسه با بتن معمولی
• نشت بتن در اثر فشار بیش از حد در قالب‌های نفوذپذیر
• نیاز به دانش فنی و تجربه کافی جهت اجرا

موارد مصرف بتن خود متراکم؟

بتن خودتراکم در مکان های زیر استفاده می شود:

• ستون های با مقطع ضخیم یا پیچیده که ویبره کردن دشوار است
• دیوارهای باربر و غیرباربر با آرماتوربندی پیچیده
• سقف های با طرح های پیچیده و آرماتوربندی زیاد
• فونداسیون ها و شمع های بتنی
• سازه های پیش ساخته و پیش تنیده بتنی
• اجرای بتن در مناطق محدود و با دسترسی کم
• تونل ها، کانال ها و سازه های زیرزمینی
• کف های صنعتی با نیاز به سطح صاف و کیفیت بالا
• مناطقی که نیاز به بتن ریزی پیوسته و بدون وقفه است

بتن خودمتراکم چگونه تولید می شود

بتن خودتراکم از طریق فرایند زیر تولید می‌شود:

• استفاده از سنگدانه‌های درشت با گرادیشن مناسب
• افزایش میزان ماسه در مخلوط
• کاهش نسبت آب به سیمان
• استفاده از انواع سوپرپلاستیسایزرها برای بهبود خواص رئولوژیکی
• استفاده از افزودنی‌هایی مانند پودر سنگ آهک و خاکستر بادی برای بهبود کارایی
• اختلاط دقیق مواد به مدت طولانی‌تر
• کنترل دمای مخلوط بتن
• حمل و انتقال ملایم بتن برای جلوگیری از جداشدگی
• اجتناب از ویبره کردن و متراکم‌سازی بتن
• با کنترل این فرایندها بتنی با قابلیت خودتراکمی بالا تولید می‌شود.
• چگونگی استفاده از بتن خود متراکم
• بتن خودتراکم به روش‌های زیر مورد استفاده قرار می‌گیرد:
• قبل از بتن‌ریزی باید قالب‌بندی محکم و ایستا انجام شود تا از نشت و فروریزش جلوگیری شود.
• می‌توان از پمپ‌ها و میکسرهای مخصوص بتن خودتراکم استفاده کرد.
• بتن باید به آرامی و بدون اعمال فشار یا ویبراسیون در قالب ریخته شود تا خودش متراکم شود.
• ارتفاع ریختن بتن نباید زیاد باشد تا از جداشدگی اجتناب شود.
• می‌توان از لوله‌های انتقال بتن برای ریختن بتن در فواصل دورتر استفاده کرد.
• بعد از قالب‌گیری، مراقبت‌های لازم مانند عمل‌آوری بتن انجام می‌شود.
• کنترل دقیق طرح اختلاط و فرایند تولید بتن ضروری است.

رئولوژی بتن خود متراکم

رئولوژی (خواص جریان) بتن خودتراکم از اهمیت زیادی برخوردار است. مهمترین جنبه‌های رئولوژیکی عبارتند از:

• ویسکوزیته : مقاومت بتن در برابر جریان یافتن که باید پایین باشد.
• کارایی جریان سیالیت : توانایی عبور بتن از موانع و میلگردها بدون گیرکردن
• مقاومت در برابر جداشدگی : توانایی بتن برای حفظ یکپارچگی و عدم جدا شدن اجزا
• توانایی پرکنندگی : توانایی پر کردن کامل فرم‌ها و قالب‌ها
• ماندگاری : حفظ خواص رئولوژیکی در طول زمان

کنترل این خواص با استفاده از افزودنی‌ها و روش‌های مناسب اختلاط بسیار مهم است.

ویژگی های بتن خودمتراکم

ویژگی‌ها و خصوصیات مهم بتن خودتراکم عبارتند از:

• قابلیت عبورپذیری بالا - توانایی عبور از میلگردها و منافذ بدون گیر کردن
• ویسکوزیته پایین - جریان‌پذیری و کارایی بالا
• مقاومت بالا در برابر جداشدگی - حفظ یکپارچگی مخلوط
• تراکم‌پذیری بالا - توانایی پر کردن کامل قالب‌ها بدون ویبره
• مقاومت فشاری بالاتر از بتن معمولی
• دوام و مقاومت بالا در برابر سایش و خوردگی
• ظاهر و کیفیت سطح بهتر
• کاهش حباب هوا و عیوب در بتن
• بهبود رفتار در برابر آتش‌سوزی

تست ها و آزمایش های بتن خودمتراکم

آزمایش‌های اصلی بتن خودتراکم عبارتند از:

• آزمایش وی‌ فان (V-funnel) - برای بررسی سرعت ریزش و قابلیت عبورپذیری
• آزمایش جعبه L -  برای بررسی قابلیت پرکنندگی و عبور از موانع
• آزمایش حلقه J -  برای سنجش مقاومت در برابر جداشدگی
• آزمایش انتشار اسلامپ - برای اندازه‌گیری گسترش و پخش‌شدگی بتن
• آزمایش ویسکوزیته - برای تعیین مقاومت بتن در برابر جریان
• آزمایش فشاری و خمشی روی نمونه‌های سخت شده

انجام این آزمایشات برای تایید خواص بتن خودتراکم ضروری است.

رده مقاومتی بتن خودمتراکم

بتن خودتراکم معمولاً در رده مقاومتی بالاتر از بتن معمولی طراحی و تولید می‌شود. 

رده‌های مقاومتی استاندارد بتن خودتراکم عبارتند از:

C30/37 

C35/45

C40/50 

C45/55

C50/60

C55/67

C60/75

C70/85

C80/95

اعداد نشان‌دهنده مقاومت فشاری مشخصه بتن بر حسب مگاپاسکال هستند. مقاومت فشاری بتن‌های خودتراکم معمولاً در محدوده 60 تا 80 مگاپاسکال طراحی می‌شوند.

انتخاب رده مقاومتی مناسب بستگی به نوع پروژه، شرایط محیطی و بارهای وارده دارد و توسط مهندس طراح تعیین می‌گردد.

استانداردهای بین المللی بتن خودمتراکم

استانداردهای بین‌المللی مهم در زمینه بتن خودتراکم عبارتند از:

• ASTM C1611 - استاندارد آزمون بتن خودتراکم آمریکا
• ASTM C1621 - استاندارد مشخصات بتن خودتراکم آمریکا
• BS EN 206 - استاندارد بتن اروپا
• EN 12350 - آزمون‌های بتن تازه اروپا
• EN 12390 - آزمون‌های بتن سخت شده اروپا
• EFNARC - انجمن اروپایی بتن آماده
• JSCE-F551 - استاندارد بتن خودتراکم ژاپن
• ACI 237R - گزارش ACI در مورد بتن خودتراکم

این استانداردها خواص، طرح اختلاط، آزمایش و کاربرد بتن خودتراکم را مشخص می‌کنند.

استانداردهای ایران بتن خودمتراکم

استانداردهای مهم ایران در خصوص بتن خودتراکم عبارتند از:

• استاندارد ملی ایران شماره 394 - آزمون بتن - بتن خودتراکم (خودمتراکم)
• استاندارد ملی ایران شماره 457 - طرح اختلاط بتن - بتن خودتراکم
• آیین‌نامه بتن ایران - بخش مربوط به بتن خودتراکم
• مبحث نهم مقررات ملی ساختمان - بتن و بنایی
• دستورالعمل طرح اختلاط بتن خودتراکم سازمان برنامه و بودجه

این استانداردها و آیین‌نامه‌ها ضوابط لازم برای طراحی، تولید و اجرای بتن خودتراکم در ایران را پوشش می‌دهند.

اجزای بتن خودمتراکم

اجزا و مواد تشکیل دهنده بتن خودتراکم عبارتند از:

• سیمان : معمولاً از سیمان پرتلند نوع 2 استفاده می‌شود.
• سنگدانه‌: دانه‌بندی سنگدانه‌ها باید به گونه‌ای باشد که حداکثر جرم در حداقل حجم ممکن جای گیرد.
• ماسه : میزان ماسه نسبت به بتن معمولی بیشتر است.
• آب : مقدار آب کمتر از بتن معمولی است.
• افزودنی‌ : شامل فوق روان کننده ، کاهنده آب و افزودنی‌های کنترل کننده ویسکوزیته
• پوزولان‌ : معمولا خاکستر بادی یا میکروسیلیس استفاده می‌شود.
• نسبت و ترکیب این مواد بسیار حائز اهمیت است.

نگهداری از بتن خودمتراکم

نکات مهم در نگهداری و مراقبت از بتن خودتراکم عبارتند از:

• مراقبت‌های اولیه مانند عمل‌آوری مرطوب بسیار مهم است تا خواص بتن حفظ شود.
• پوشش و محافظت از سطوح بتن در برابر صدمات فیزیکی و شرایط محیطی
• اجتناب از بارگذاری زودهنگام روی بتن تازه‌ساخت
• بازرسی منظم سازه‌های بتنی برای شناسایی زودهنگام ترک‌خوردگی‌ها
• تعمیر ترک‌ها با استفاده از ملات‌های پلیمری یا اپوکسی
• پاک‌سازی و نگهداری مناسب سطوح بتن در معرض یخ‌زدگی 
• استفاده از روش‌های مناسب آب‌بندی در سازه‌های در معرض نفوذ آب
• اجتناب از استفاده مواد شیمیایی خورنده روی سطوح بتنی

نکات ایمنی در هنگام استفاده از بتن خود متراکم

استفاده از بتن خودتراکم از لحاظ ایمنی دارای نکات زیر است:

• رعایت نکات ایمنی هنگام اختلاط و ریختن بتن مانند استفاده از تجهیزات حفاظت فردی الزامی است.
• بتن تازه خصوصیات قلیایی دارد و می‌تواند باعث آسیب‌های پوستی و چشمی شود.
• در هنگام قالب‌بندی باید استحکام و پایداری قالب‌ها کنترل شود تا از ریزش جلوگیری شود.
• وزن زیاد بتن می‌تواند با فشار اضافی، باعث آسیب به قالب‌ها و سازه‌های نگهدارنده شود.
• لرزاندن یا ویبره کردن بتن خودتراکم ممنوع است و می‌تواند باعث جداشدگی و کاهش کیفیت شود.
• در هوای گرم باید از خشک شدن سریع بتن جلوگیری کرد.
• کنترل دقیق طرح اختلاط و فرآیند تولید بتن الزامی است.

با رعایت نکات فوق می‌توان از بتن خودتراکم به طور ایمن استفاده نمود