بتن توانمند (بتن با عملکرد بالا) HPC

بتن توانمند (بتن با عملکرد بالا)

در صورتی که تمامی عملکرد مورد نیاز به ­گونه رضایت بخش در بتن با مقاومت بالا (HSC) گنجانده شود می­توان آن را تحت بتن توانمند (HPC) طبقه بندی نمود. اینکه بتن به عنوان بتن توانمند و یا بتن پرمقاومت شناخته شود می­ بایست دو ویژگی را برآورده سازد. هر دوی این ویژگی­ ها باید قابلیت ساخت و دوام باشند. قوی بودن بتن الزاماً به معنای با دوام بودن آن نیست.

در بسیاری از اوقات، عبارات بتن با مقاومت بالا و بتن توانمند می­توانند به‌جای یکدیگر به‌کار روند و ایجاد تمایز بین این دو عبارت می­تواند کمی گمراه کننده باشد. این دو چه تفاوتی باهم دارند؟ چرا این مفاهیم به‌جای یکدیگر استفاده می‌شوند؟ شاید منبع اصلی سر در گمی این باشد که مقاومت بالا پیش نیاز عملکرد بالا نیست. با این حال، در عمل این امر رایج است که طی مراحلی به‌منظور بهبود خواص مرتبط با دوام، مقاومت نیز افزایش می­یابد. هنگامی که این مراحل از طریق کاهش نفوذپذیری برای مهار نفوذ مواد مضر انجام می‌شوند، مقاومت بتن افزایش می‌یابد. امّا کاهش نفوذپذیری به تنهایی متضمن دوام نخواهد بود.

 

در سراسر جهان تعاریف متعددی برای HPC ایجاد شده است. هر یک از آن تعاریف دارای یک اعتبار هستند امّا در معنا کمی متفاوت می‌باشد (۱۹۹۹Russell,). استاندارد‌های اروپا و انگلستان، HPC را به عنوان بتنی با عملکرد و الزامات ویژه و یکپارچه یاد کرده است که همواره و ‌به‌طور‌ معمول نمی­توان با استفاده از مصالح، آمیختن، بتن­ ریزی و عمل‌آوری متعارف آن را تولید کرد. الزاماتی که شامل ویژگی­ های پیشرفت ه­ای همچون بتن ­ریزی و تراکم بدون جداشدگی، خصوصیات مکانیکی بلند مدت، مقاومت اوّلیه، طاقت و یا چقرمگی، پایداری حجمی و عمر خدمت در شرایط محیطی شدید است. اصطلاح عملکرد بالا می­تواند به هر نوع بتنی که ویژگی‌های خمیری و سخت شده­ اش بیش از بتن متعارف باشد تعلق گیرد. علاوه بر بتن با مقاومت بالا، نمونه‌های دیگر بتن­ های توانمند می­تواند شامل بتن­ های زیر باشد:

 

• بتن با اسلامپ جریانی؛

• بتن خود متراکم (SCC)؛

• بتن سبک وزن؛

• بتن سنگین وزن؛

• بتن منفذ­دار (فاقد ریز دانه)؛

• بتن با نفوذ­پذیری کم؛

• بتن بدون جمع ­شدگی.

تفسیر ACI از بتن توانمند

بتن توانمند: بتنی است که اجماعی از ترکیبات عملکرد و الزامات ویژه و یکپارچه را دارد و همیشه و ‌به‌طور‌ معمول نمی­توان با استفاده از اجزای تشکیل­ دهنده متعارف، آمیختن، بتن­ریزی و شیوه­ های عمل‌آوری عادی به آن دست یافت.

تفسیر

بتن توانمند بتنی است که ویژگی ­های معینی برای یک کاربرد و شرایط محیطی خاص در آن گسترش یافته است.

نمونه ­های از ویژگی­ ها که ممکن است برای یک کاربرد حیاتی باشند عبارتند از:

• سهولت در بتن ­ریزی؛

• تراکم بدون جداشدگی؛

• مقاومت اوّلیه؛

• خواص مکانیکی بلند مدت؛

• نفوذپذیری؛

• چگالی؛

• حرارت هیدراسیون؛

• طاقت و یا چقرمگی؛

• پایداری حجمی؛

• عمر خدمت در شرایط محیطی شدید.

ویژگی­ های بتن توانمند به­ دلایل بسیاری با یکدیگر مرتبط هستند. تغییر در یک ویژگی منجر به تغییر در یک و یا چند ویژگی دیگر می­ شود. بنابراین، اگر می­بایست چند ویژگی در تولید بتن برای یک کاربرد مد نظر باشند، هر یک از این ویژگی­ ها باید به وضوح در اسناد پیمان مشخص شوند.

Paul Zia استاد عالی قدر بازنشسته دانشگاه و رئیس پیشین کمیته ACI 363 تمایز زیر را در یک مکالمۀ خصوصی مطرح کرده است:

هیچگاه بتن با مقاومت بالا و بتن توانمند یک مفهوم را ندارند. بتن توانمند در مقایسه با بتن پرمقاومت مظهر بسیاری از ویژگی‌ها است، امّا بتن با مقاومت بالا در ویژگی مقاومت برجسته است. بتن تواتمند بتنی است که اجماعی از ترکیبات عملکرد و الزامات ویژه و یکپارچه را دارد و همیشه و ‌به‌طور‌ معمول نمی­توان با استفاده از مصالح متعارف و آمیختن، بتن­ری زی و شیوه ­های عمل‌آوری عادی به آن دست یافت. الزاماتی که شامل ویژگی­ های پیشرفت ه­ای همچون بتن­ ریزی و تراکم بدون جداشدگی، خصوصیات مکانیکی در بلند مدت، مقاومت اوّلیه، طاقت و یا چقرمگی، پایداری حجمی و عمر خدمت در شرایط محیطی شدید است. بنابراین، یک بتن توانمند ممکن است مقاومت نسبتاً پایینی داشته باشد امّا الزامات دیگر را تأمین می­کند (۱۹۹۹Russell,).