up
Search      menu
ساختمان و معماری :: مقاله بتن PDF
QR code - بتن

بتن

بتن خود تراکم SCC

بتن خود تراکم SCC
بتن خود تراکم ، شامل بازه گسترده اي از طرح هاي اختلاط مي باشد که خواص بتن تازه و سخت شده لازم براي کاربري هاي خاص دارا مي باشند . اگرچه مقاومت هم چنان معيار اصلي موفقيت اين بتن مي باشند اما ويژگي هاي بتن تازه آن ، بسيار گسترده تر از بتن معمولي و متراکم شده توسط لرزاننده ها مي باشد . اين خواص مطلوب بايد در زمان ، محل و بتن ريزي حفظ شوند . بتن خود تراکم در مواردي که شبکه بندي آرماتور ها فشرده است ، گزينه اي مطلوب مي باشد . هم چنين عدم نياز به لرزاننده ، آلودگي صوتي محيط را به نحو قابل ملاحظه اي کاهش مي دهد . علي رغم ويژگي هاي مطلوب ، طرح اختلاط و اجراي اين نوع بتن به عوامل متعددي از قبيل دانه بندي مصالح سنگي ، نوع مواد افزودني و همچنين فيلرهاي مورد استفاده بستگي دارد . در نظر گرفتن هر يک از معيارهاي فوق ، کيفيت بتن سخت شده و کار پذيري بتن تازه را تحت تاثير قرار ميدهد .
زمان هزينه و کيفيت سه عامل مهم در اجرا مي باشد که تاثير مهمي در صنعت ساخت دارند . هر گونه پيشرفت و يا توسعه اي که باعث بهبود اين سه عامل گردد ، همواره مورد علاقه مهندسان عمران خواهد بود . هرگاه اين پيشرفت ها در صنعت ساخت و ساز تاثير گذار باشد بايد تحقيقات کافي بر روي فوايد و مضرات آنها انجام گرفته و اقدامات لازم براي اجرايي ساختن آنها در صنعت ساخت و ساز صورت پذيرد . بتن خود تراکم با توجه به خصوصيات ويژه خود يکي از اين توسعه هاست که ميتواند تاثير قابل توجهي بر صنعت ساخت داشته باشد .
براي ساليان متمادي دست يابي به بتني با قابليت خودترازي ( خود تراکمي ) بدون افت در مقاومت ، رواني و يا جداشدگي ، آرزوي مهندسين در کشورهاي مختلف بوده است در اوايل قرن بيستم به دليل خشک بودن مخلوط بتني ، تراکم بتن تنها از طريق اعمال ضربه هاي سنگين در مقاطع وسيع و در دسترس ممکن بود . با شيوع استفاده از بتن هاي مسلح و آشکار شدن مشکلات اجرايي کاربرد مخلوطهاي خشک ، گرايش به استفاده از مخلوطهاي مرطوب تر گسترش يافت اما شناسايي تاثير نسبت آب به سيمان در دهه 1920 نشان داد که افزايش اين نسبت مي تواند موجب افت در مقاومت بتن گردد . در سالهاي بعد ، توجه به مسئله دوام بتن همچنين تاثير مخرب افزايش نسبت آب به سيمان را به نفوذ پذيري و کاهش دوام بتن آشکار ساخت . اين همه باعث گرديد تا توجه ويژه اي بر خواص کارايي و رئولوژي بتن و نيز روشهاي تراکم ، با هدف بهبود خواص مقاومت و دوام آن صورت گيرد . اين تحقيقات در نهايت منجر به معرفي بتن خود متراکم در ژاپن گرديد . بتني با قابليت جريان زياد که مي تواند تنها تحت تاثير نيروي ثقل و بدون نياز به انجام هرگونه فرآيند ديگري تمامي زواياي قالب را پر کرده و آرماتور ها دربرگيرد، بدون آنکه جداشدگي يا آب انداختن ايجاد گردد . بررسي رئولوژي و کارايي ، تاثير بالايي بر تعيين خواص بتن خود تراکم را نشان مي دهد ؛ لذا بر اساس روابط مايع لزج نيوتني ، پارامترهاي موثر در تعريف رفتار جريان بتن خود تراکم را معرفي مي کند و آزمايش جي – رينگ آزمايش ساده و مناسبي براي اندازه گيري مقاومت بتن در مقابل جداشدگي سنگدانه ها است و چنانچه مقدار آب و خصوصا فوق روان کننده از يک حد معيني افزايش يابد مقاومت جداشدگي بتن کاهش مي يابد و از آزمايش دو نقطه ايي ميتوان بدست آورد که ثابت هاي رئولوژي ميتوانند خواص رئولوژي ، خصوصا توانمندي بتن از نظر حرکت پذيري و پرشدگي را بخوبي تعيين نمايد .
بتن خود تراکم نخست در سال 1986 توسط H.okamura در ژاپن پيشنهاد گرديد و در سال 1988 اين نوع بتن در کارگاه ساخته شد و نتايج قابل قبولي را از نظر خواص فيزيکي و مکانيکي بتن ارائه داد . مقالات متعددي در ارتباط با توسعه بتن خودتراکم در دنيا ارائه شد امروزه بتن خود تراکم همزمان با کشور ژاپن در مراکز دانشگاهي و تحقيقاتي کشورهاي اروپايي ، کانادا و امريکا تحت عنوان self – consolidating concrete موضوع بحث بررسي و اجراي سازه هاي بتني است . در ايران نيز استفاده از بتن خود تراکم از چند سال قبل آغاز شده و مزاياي آن بهره گرفته شده است براي مثال مي توان از مصرف بتن خود تراکم در تونل رسالت در تهران نام برد .
مباني طراحي مخلوط بتن خود تراکم
سيال و پايدار بودن از مباني طراحي مخلوط scc هست ، اما غير از اين خصوصيات ، عامل اقتصادي نيز بايد در طراحي در نظر گرفت . چالش مهم در طراحي مخلوط scc ، معادل بودن مشخصات مورد نياز با مشخصات واقعي است مواد مورد نياز براي ساخت scc به شرح زير است :
1. سيمان : نوع و مقدار سيمان براساس خواص و دوام مورد نياز تعيين مي گردد . معمولا مقدار سيمان بين 350 – 450 kg m3 است .
2. سنگدانه درشت : تمام سنگدانه هاي درشت که براي بتن معمولي استفاده مي شود ، قابل مصرفدر scc است . اندازه حداکثر معمولا بين 16 – 20 ميليمتر است. به طور کلي مقدار سنگدانه درشت در scc کمتر از بتن معمولي است زيرا سنگدانه درشت انرژي زيادي مصرف مي کند که باعث کاهش جاري شدن بتن مي شود و در هنگام عبور از موانع مانند آرماتور سبب مسدود شدن بتن ميگردد .
3. سنگدانه ريز : تمام سنگدانه هاي ريز که براي بتن معمولي استفاده ميشود براي scc نيز مناسب است هر دو نوع ماسه شامل شکسته و گرد گوشه قابل استفاده ميباشد هرچه مقدار ماسه در مخلوط بيشتر باشد ، مقاومت برشي مخلوط بيشتر است .
4. مواد افزودني معدني : انواع مواد افزودني معدني يا پوزولان را ميتوان در scc مصرف کرد اين مواد براي بهبود خواص بتن تازه و يا بتن سخت شده و دوام مورد استفاده قرار ميگيرد . از جمله اين موارد ميتوان ميکروسيليس ، سرباره و روباره را نام برد .
5. فوق کاهنده آب : فوق کاهنده آب يا فوق روان کننده ها از مواد بسيار مهم براي ساخت scc محسوب ميشوند .
6. مواد اصلاح کننده ويسکوزيته : مواد اصلاح کننده ويسکوزيته براي افزايش مقاومت جداشدگي در scc مصرف ميشود .
7. فيلرها : به دليل الزامات رئولوژي خاص scc هردو مواد افزودني فعال و خنثي براي بهبود کارايي و همچنين براي تعادل در مقدار مصرف سيمان مورد استفاده قرار ميگيرد.
تنظيم طرح مخلوط
پس از ساخت مخلوط هاي آزمايشي ، اگر عملکرد آنها مطلوب نباشد ، بايد طرح مخلوط مجددا انجام شود . بسته به مشکلاتي که در خواص بتن تازه ايجاد ميشود ، ممکن است واکنش هاي زير انجام گردد : - اضافه کردن فيلر يا استفاده از نوع ديگر فيلر – تجديد نظر در مقادير شن وماسه – تغيير در مقدار فوق روان کننده يا ماده اصلاح کننده ويسکوزيته – تغيير در مقدار آب و نسبت آب به پودر – تغيير در نوع مواد اصلاح کننده ويسکوزيته يا فوق روان کننده
امروزه براي بتن خود تراکم مشخصات کلي زير را پيشنهاد مي کنند :
کارآيي ؛ از نظر کارآيي يک بتن خود تراکم مناسب داراي خواص زير خواهد بود : در حالت معمولي داراي جريان اسلامپي بيش از 600 ميلي متر و بدون جداشدگي ، حفظ رواني به مدت حداقل 90 دقيقه ، توانايي مقاومت در شيب 3 % در سطح افقي آزاد ، قابليت پمپ شدن در لوله ها بطول حداقل 100 متر و به مدت 90 دقيقه ، مقاومت فشاري 28 روزه حدود 600-250 کيلوگرم بر سانتيمتر مربع ، مقاومت در مقابل خوردگي تهاجم سولفاتها و کلريدها و انجماد و ذوب مطابق استاندارد ، کاهش خطر ترکهاي حرارتي در مقايسه با بتن معمولي لرزانده شده
بتن خود تراکم مزايايي در اجراي موارد خاصي از سازه هاي بتني دارد که به نمونه هايي از آنها اشاره ميشود :
* سازه هاي بتني معماري – هنري که نياز به ظرافت خاص با ميلگرد گذاري فشرده دارند .
* پل هاي با دهانه بزرگ که بدليل طولاني بودن خط انتقال بتن اجراي آن ها با بتن معمولي امکان پذير نمي باشد و در ضمن استفاده از بتن معمولي موجب قطور تر شدن اندازه پايه ها و نازيبايي سازه مي گردد.
* تونل هاي شهري و آبي که در آنها مسافت طولاني انتقال بتن معمولي و حفظ کيفيت و تراکم آن از مشکلات اجرايي است
* ساختمان هاي بلند و برج ها
* ستونها و ديوارهاي بلند يا ميلگردهاي متراکم
* ستونهاي بتن ريزي شده با پمپ
* بتن ريزي بلوک هاي بتني
* بتن ريزي کف ها و سطوح افقي
* بتن ريزي در سازه هاي زير آبي
مزاياي چشمگير بتن خود تراکم موجب گسترش سريع آن در دنيا شده است که بطور اجمال ميتوان به مواردي از آنها اشاره نمود :
* توسعه سازه هاي بتني در دنيا و نياز به بتن هاي با خواص ويژه
* کمبود کارگران ماهر بتن ريزي بويژه کارگران ويبره زن
* افزايش سرعت اجراي سازه هاي بتني در سهولت بتن ريزي
* امکان بهبود کيفيت مکانيکي بتن
* امکان اجراي سازه هاي بتني ظريف و سنگين و انتخاب مقاطع کوچک يا ميلگردهاي فشرده
* توسعه صنايع پيش ساخته بتني
* صرفه جويي اقتصادي با توجه به کاهش نيروي انساني لازم و زمان ساخت
* توجه به سطوح تمام شده زيبا و مرغوب سازه هاي بتني
* کاهش سر و صدا و آلودگي صوتي محيط کار بويژه در صنايع پيش ساخته بتني
سازه هاي مختلفي با استفاده از بتن خود تراکم در دنيا اجرا شده اند که به نمونه هائي از آنها در سراسر دنيا اشاره مي شود . قابل ذکر است که اجراي بعضي از اين پروژه ها بدون استفاده از بتن خود تراکم امکان اجرا نداشته اند .
ديواره هاي مخازن عظيم LNG شرکت گاز Osaka در ژاپن
* حجم بتن خود تراکم مصرفي = 12000 متر مکعب ( تکميل بتن ريزي در سال 1998 )
* صرفه جويي در تعداد کارگران = حدود 67 درصد در مقايسه با بتن معمولي
* صرفه جويي در مدت زمان ساخت = حدود 18 درصد در مقايسه با بتن معمولي
* صرفه جويي در تعداد کارگاهها = حدود 29 درصد در مقايسه با بتن معمولي
بازار بزرگ Midsummer Place واقع در لندن – انگلستان
* ستونهاي بيضوي با ميلگردهاي خيلي تراکم به ارتفاع 8.5 – 10 متر
* صرفه جويي در مدت زمان ساخت = حدود 40 درصد در مقايسه با بتن معمولي
* صرفه جويي در هزينه = حدود 10 درصد در مقايسه با بتن معمولي
برج Landmark در شهر يوکوهاما ژاپن
* ستونهاي 9 طبقه اول اين برج با استفاده از بتن خود تراکم اجرا شده است ( با توجه به فشردگي ميلگرد ها
* تعداد ستونهاي 9 طبقه = 66 ستون
* مقدار بتن خود تراکم مصرفي = 885 متر مکعب

بتن اساسا از دو قسمت دانه­هاي سنگي (Aggregates) و خمير سيمان (Concrete) تشکيل شده است. خمير سيمان که در واقع مخلوطي از سيمان پرتلند و آب مي­باشد. - در ...

بتن اساسا از دو قسمت دانه ­هاي سنگي (Aggregates) و خمير سيمان (Concrete) تشکيل شده است. خمير سيمان که در واقع مخلوطي از سيمان پرتلند و آب مي­باشد. - د ...

مباني بتن بتن اساسا از دو قسمت دانه­هاي سنگي (Aggregates) و خمير سيمان (Concrete) تشکيل شده است. خمير سيمان که در واقع مخلوطي از سيمان پرتلند و آب مي­ ...

علل مختلفي که باعث فرسودگي و تخريب سازه هاي بتني مي شوند - علائم هشدار دهنده که کار مرمت را الزامي مي دارند. ۱) علل فرسودگي و تخريب سازه هاي بتني (CAU ...

▪ پي سازي چند مرحله دارد : ۱) آزمايش زمين از لحاظ مقاومت ۲) پي کني ۳) پي سازي پي وسيله اي است که بار و فشار وارد از نقاط مختلف ساختمان و همچنين بارهاي ...

آجر سنگي است ساختگي (مصنوعي) که نوع رسي آن از پختن خشت (گل شکل داده شده) و نوع ماسه آهکي آن از عمل آوردن خشت ماسه آهکي (که از فشردن مخلوط همگن ماسه سي ...

شهر «مل مو» در کشور سوئد از جمله شهرهايي است که برنامه هاي توسعه بسيار دقيقي در آن اجرا شده است. به طوري که پس از بررسي هاي فراوان و دقيقي که به وسيله ...

با توجه به وسعت کشور ايران و شرايط اقليمي متفاوت در نواحي مختلف اين سرزمين لازم است روشهاي ساختمان سازي متناسب با ويژگيهاي خاص منطقه اي تدوين و به مور ...

دانلود نسخه PDF - بتن