بتن خودمتراکم
تعریف بتن خودتراکم (SCC)
بتن خودمتراکم یا خودتراکم بتنی است که با جریان پذیری بالا، بدون جدا شدگی در درون قالب قرار میگیرد و نیازی به تجهیزات ارتعاش مکانیکی ندارد. در حالت کلی، SCC بتنی است که با مصالح متعارف و در برخی از موارد با افزودنی اصلاح کننده ویسکوزیته (VMA)[1] ساخته میشود.
همچنین بتن خودتراکم با نام های بتن خودمتراکم، بتن خودتراز و برخی از نام های دیگر شناخته می شوند که همگی جزء زیر گروه های SCC میباشند. در این گزارش، واژه بتن معمولی اشاره به بتنی است که تعاریف SCC را برآورده نمیکند.
[1]. viscosity-modifying admixture
مزایا
بتن خودمتراکم که به صورت صحیح ساخته و بتن ریزی شود دارای مزیت های فنی و اقتصادی بی شماری است. صرفه جویی در بتن ریزی و ارتقاء عملکرد و یا هردو، دلایل توجیه استفاده از بتن خودتراکم است.
مزایای بتن خودتراکم عبارتند از:
- کاهش کاربرد تجهیزات و نیروی انسانی؛
- عدم نیاز به ارتعاش (تراکم مکانیکی) برای اطمینان از تراکم. این امر سبب صرفه جویی در هزینه های مربوط به تهیه، نگهداری و کاربری تجهیزات دستگاه ویبره میشود.
- نیاز کمتر به انجام عملیات ماله کشی و تسطیح برای رسیدن به سطوح صاف (ویژگی خودترازی)؛
- فارغ از مهارت خدمه عملیات تراکم و تسطیح، ویژگی خود تراکمی بتن سبب رسیدن به خواص مکانیکی مدنظر میشود.
- افزایش سرعت ساخت و ساز بهواسطه افزایش نرخ بتن ریزی؛
- تسهیل و تسریع در پر شدن مقاطع با تراکم آرماتور زیاد و قالب های با هندسه پیچیده در حالی که کیفیت بتن حفظ می شود. این امر باعث بهبود بهرهوری، کاهش هزینه تجهیزات و یا هردو میشود.
- انعطاف پذیری بیشتر در نقاط تخلیه بتن و کاهش آن در طی بتن ریزی: ویژگی جاری شدن بتن خودمتراکم میتواند جابجایی مکرر تراک میکسر و جابجایی لوله های پمپ بتن را کاهش دهد (کاهش تعداد پمپ ها، تعداد نیروهای پمپ و غیره). این امر باعث انعطاف پذیری بیشتر در برنامه ریزی ساخت و فراهم نمودن منابع مورد نیاز زمانی و مالی میشود.
- کاهش سر و صدا در محل ساخت پروژه (بویژه در مناطق شهری که آسایش ساکنین پیرامون پروژه در اولویت است و در مقاطع مورد بتن ریزی، نیاز به علمیات ویبره زنی سنگین برای تراکم وجود دارد).
- کاهش نیاز به ویبره برای ساخت و ساز هایی که معمولاً نیاز به ویبره زنی سنگین دارند (مانند بتن های دارای الیاف و قطعات پیش ساخته)؛ در برخی از موارد، بتن ریزی بدون سر و صدا می تواند پتانسیل افزایش مدت زمان بتن ریزی را در نواحی شهری به همراه داشته باشد.
کاهش حق بیمه
- تجهیزات قطعات پیش ساخته برای تراکم بتن، آلودگی صوتی زیادی تولید میکنند و این امر تولید کنندگان را ملزم به پرداخت حق بیمه به موسسات بیمه میکند که مسئول پرداخت درمان کارگران کم شنوا هستند. کاهش حق بیمه تا حد زیادی میتواند هزینه های بتن خودتراکم را جبران نماید. این امر مورد توجه تولیدکنندگان قطعات پیش ساخته بتنی است.
- کاهش آسیب ها و صدمات کارمندان و کارگران بواسطه تسهیل کار ایمن در محیط کار بواسطه کاهش خطرات سفر و همچنین حذف سیم های برق در محیط کار و کاهش مسافرت در خطوط هوایی و زمینی (Walraven 2003).
- انعطاف پذیری بیشتر برای اجرای جزییات آرماتور های تقویتی: بواسطه بتن خودتراکم میتوان در مناطقی که آرماتور های تقویتی در فواصل کمتری نسبت به هم قرار دارند را بدون ایجاد مشکل کرموشدگی بتن ریزی کرد.
- سطوح صاف عاری از کرموشدکی و نشانه آب انداختگی بتن و رنگ پریدگی با استفاده از بتن خودتراکم و قالب با کیفیت و روغن قالب مناسب بدست میآید. کیفیت سطح عالی در بتن هایی که جنبه زیبایی شناختی دارند در ساخت و ساز های مسکونی حائز اهمیت است.
- حذف نیاز به اجرای لایه تراز کننده سطح برای کف نهایی که در آن کاشی و سرامیک و یا صفحات دیگر بکار میرود.
تاریخچه توسعه بتن خودتراکم
در سال 1980 بتن خودمتراکم مورد استقبال گسترده ای در ژاپن قرار گرفت. در ابتدای گسترش این فناوری، برای اطمینان از تراکم مناسب در پروژه هایی که دوام و عمر خدمت بتن مورد نگرانی بود، روش ها و دستورالعمل های مناسبی توسعه داده شد.
در گام های بعدی، بتن خودتراکم برای تسهیل اجرای ساخت و کاهش هزینه های زمانی و مالی مورد استفاده قرار گرفت. از آن زمان SCC در مقاطع با تراکم آرماتور بالا و نواحی با دسترسی محدودی برای عملیات بتن ریزی و ویبره زنی، استفاده شده است.
این مناطق عبارتند از لاینیگ مقاطع تونل و بتن ریزی مقطع ستون های فولادی که با بتن پر میشوند و غیره. منابع زیادی در مورد استفاده و کاربرد بتن خودتراکم در کاربریهای مختلف وجود دارند که عبارتند از:
- Tanaka و همکاران (1993)
- Hayakawa و همکاران (1993، 1995)
- Miura و همکاران (1993)
- Okamura و همکاران (1994)
- Takeuchi و همکاران (1994)
- Izumi و همکاران (1995)
- Fukute و همکاران (1996)
- Kitamura و همکاران (1996)
- Ushijima و همکاران (1995).
استفاده از بتن خودمتراکم در کانادا و سوئیس
اخیراً SCC یا بتن خودمتراکم در ترمیم سازه های بتنی در کانادا و سوئیس مورد استفاده قرار گرفته است. سازه هایی مانند پایه و عرشه پل، اسکله دریایی، مقاطع تونل، پارکینگها و دیوارهای حائل که در آنها با استفاده از SCC، پر شدن قالب در فضای کم با سطح کیفی مناسب بدست داده است. ( Jacobs و Hunkeler 2001؛ Khayat و Morin 2002).
پس از توسعه بتن خودتراکم در ژاپن، این نسل جدید از بتن با عملکرد بالا در کشورهای بسیاری در سازههای درجاساز و پیش ساخته مورد استفاده قرار گرفت ( RILEM 2000؛ Khayat و Aïtcin 1998؛ Skarendahl 2001؛ Walraven 2001؛ Ouchi 2001).
بتن خودتراکم در آمریکا شمالی
استفاده از بتن خودمتراکم در آمریکای شمالی به ویژه در صنعت پیش ساخته رشد چشمگیری داشته است. در کارخانه های صنایع قطعات پیش ساخته ایالات متحده بتن خودتراکم بهطور مستمر از سال 2000 مورد استفاده قرار میگیرد.
عمده مصرف بتن خودتراکم در تولید المان های پیش ساخته، ساخت پارکینگ های طبقاتی و پنلهای معماری اکسپوز میباشد. حجم مصرف بتن خودتراکم در صنعت پیش ساخته در سال 2000 برآورد 135،000 متر مکعب بود که در سال 2003 به 8/1 میلیون مکعب رسید.
در سال 2002 تقریباً 40 درصد از صنایع پیش ساخته در آمریکا از بتن خودتراکم استفاده میکردند. در حال حاضر در برخی از موارد نیز کارخانه های جدید با ایده استفاده از تکنولوژی بتن خودتراکم تاسیس میگردند. از سوی دیگر استفاده از SCC در صنعت بتن آماده کماکان در مراحل ابتدایی خود میباشد و در سال 2002 برآورد 100،000 مترمکعبی انجام شده است (Vachon و همکاران، 2002).
