همه چیز در مورد بتن خودمتراکم
این مقاله درباره بتن خودمتراکم (SCC) ، یکی از نوآوری‌های مهم در صنعت ساختمان است که در سال‌های اخیر رواج پیدا کرده است. بتن خودمتراکم به خاطر ویژگی‌های خاصش مانند عدم نیاز به ویبراتور برای تراکم، روانی، و مقاومت بالا، در ساختمان‌سازی به ویژه در اجرای ستون، سقف و دیوار برشی استفاده می‌شود.
متین رستمی منش 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.
لیست به روز قیمت قالب بتن
بتن خود متراکم (SCC)چیست؟
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.
تاریخچه بتن خود متراکم
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:
- مقاومت فشاری بالاتر
- کارایی و سازگاری
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.
مطلب مرتبط: همه چیز در مورد بتن اتوکلاو؛ ویژگی‌ها، مزایا و معایب
مواد تشکیل دهنده بتن خود متراکم
مواد اولیه مورد استفاده در تولید بتن خود متراکم عبارتند از:
سیمان
بتن خود تراکم را می توان با سیمان پرتلند معمولی در گریدهای ۴۳ یا ۵۳ تولید کرد.
سنگدانه ها
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.
آب
کیفیت آب مورد استفاده در تولید بتن خودمتراکم نیز مانند بتن مسلح و بتن پیش تنیده است.
ترکیبات معدنی
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:
- سرباره کوره بلند (GGBS): افزودن GGBS خواص روان کنندگی بتن خود متراکم را بهبود می بخشد.
- خاکستر بادی: ذرات ریز خاکستر به پر کردن ماتریس داخلی بتن کمک می کنند و در نتیجه منافذ کمتری در این بتن ایجاد می شود. این امر کیفیت و دوام سازه های ساخته شده از بتن خود متراکم را افزایش می دهد.
- بخار سیلیس: افزودن بخار سیلیس به بتن خود تراکم، کیفیت مکانیکی آن را بهبود می بخشد.
ذرات نانو در بتن خودمتراکم
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:
نانو سیلیس ها
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
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.
نانو اکسید آلومینیوم
افزایش خاصیت الاستیسیته بتن خودتراکم مربوط به استفاده از نانو اکسید آلومینیوم در این بتن می شود.
مطلب مرتبط: همه چیز در مورد بتن غیر مسلح
نانو اکسید تیتانیوم
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.
نانو رس ها
این نانو رس ها با افزایش میزان جمع شدگی بتن، موجب کاهش نفوذ آب به بتن و بالا بردن مقاومت فشاری آن می شوند.
نانو رشته ها و نانو لوله های کربنی
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 خود تراکم
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:
- تعیین جریان اسلامپ
- انتخاب مقدار سنگدانه درشت مناسب
- برآورد مقدار آب و محتوای سیمانی مورد نیاز
- محاسبه مقدار خمیر و ملات مورد نیاز
- انتخاب مواد افزودنی شیمیایی مناسب
- انجام طرح مخلوط آزمایشگاهی
- آزمون جریان اسلامپ برای سنجش پایداری و قابلیت عبور
- تطابق طرح مخلوط بر اساس نتایج آزمون جریان اسلامپ و ساخت دوباره طرح مخلوط آزمایشگاهی
روش ساخت بتن خود تراکم
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:
- پایبندی به میزان مشخص شده طرح اختلاط بتن، تضمین کننده مقاومت و کیفیت بالای این بتن است. بنابراین ساخت بتن باید با دقت انجام شود.
- برای اطمینان بیشتر بهتر است در هر مرحله مقدار و میزان مواد تشکیل دهنده اولیه و همچنین حجم و وزن مخلوط به دست آمده کنترل شود.
- دقت داشته باشید که ساخت بتن خودمتراکم به زمان بیشتری نسبت به ساخت سایر بتن ها نیاز دارد.
خواص بتن خود متراکم
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.
مطلب مرتبط: صفر تا صد بتن اسفنجی یا بتن متخلخل
مزایای بتن خودمتراکم
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:
- کاهش هزینه نیروی کار و تجهیزات
- ساخت با دوام ستون ها، سقف ها، دیوارهای برشی و…
- کاهش نفوذپذیری در سازه بتنی
- کاهش فضاهای خالی در فونداسیون و آرماتوربندی
- سطح نهایی صاف و زیبا
- اجرای سریع‌تر
- مصرف بتن کمتر
- کیفیت و دوام بالا
- عدم نیاز به لرزش از آسیب شنوایی افراد داخل پروژه جلوگیری کرده و ارتباطات محل کار را بهبود می بخشد.
- مزاحمت کمتر سایر مشاغل یا همسایگان
معایب بتن خودمتراکم
بتن خود متراکم در کنار کاربردهای فوق العاده و مزایایی که دارد، معایبی هم دارد که در ادامه به آنها می پردازیم:
- مواد مورد استفاده برای ساخت بتن SCC باید با دقت انتخاب شوند. از این رو فرآیند انتخاب مواد سخت‌تر از سایر بتن ها است.
- استفاده از یک ترکیب برنامه ریزی شده مستلزم چندین دسته ارزیابی و تست های آزمایشگاهی است.
- سرعت جریان بیشتر بتن خود تراکم نسبت به بتن معمولی، ممکن است علاوه بر فشار هیدرواستاتیکی بتن ریخته شده در قالب، منجر به فشار دینامیکی شود.
- حفظ استانداردهای کیفیت در هنگام استفاده از این بتن می تواند چالش برانگیز باشد.
- این بتن در برابر آتش سوزی مقاومت پایینی دارد.
کاربردهای بتن خودمتراکم
موارد زیر کاربردهای اصلی بتن خودتراکم هستند:
- از بتن SCC اغلب در ساخت و سازهایی که آرماتوربندی شلوغ و پیچیده نیاز دارند، استفاده می شود.
- از بتن خود متراکم برای ساخت دیوارهای برشی بسیار محکم و بادوام استفاده می شود.
- به علت انعطاف پذیری بالای بتن خود تراکم، در پروژه های معماری خاص می توان از آن بهره برد.
- به علت نفوذ کم آب به این بتن، از آن در ساخت پروژه های زیر آب یا تونل های آبی استفاده می شود.
- ساخت پل های با دهانه بزرگ، ستون ها، سقف ها و بلوک های بتنی از دیگر کاربردهای بتن SCC است.
نکاتی در استفاده از بتن خود متراکم
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 :
- ساخت بتن خود تراکم نیاز به تجربه و توجه بیشتری نسبت به بتن معمولی دارد. بنابراین برای طراح اختلاط و اجرای این بتن باید از نیروهای ماهر و کار آزموده استفاده کرد.
- قالب بتن ریزی باید طوری ساخته شود که فشار بتن خود تراکم را تحمل کند. چرا که فشار این بتن از فشار بتن معمولی بیشتر است.
- به دلیل سیالیت زیاد بتن خودتراکم، استفاده از میکسرها با حداکثر ظرفیت پیشنهاد نمی شود.
- شرایط محیطی و دمایی روی کیفیت بتن خود تراکم تأثیر مستقیم دارد؛ بنابراین استفاده از این بتن در هوای بسیار گرم توصیه نمی شود.
- کاهش سایز سنگدانه های به کار رفته در بتن خود متراکم، طراحی و کنترل آن را آسان تر می کند.
- تست مناسب و روش های کنترل کیفیت برای اطمینان از عملکرد بتن و برآورده کردن الزامات خاص پروژه ضروری است.
کلام آخر
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.
