بتن خودتراکم (Self-Compacting Concrete) یا SCC نوعی بتن با روانی بسیار زیاد است که تحت وزن خود و بدون نیاز به هیچ گونه لرزاندن خارجی، قادر به پر کردن کامل قالب و فضاهای بین میلگردها می‌باشد.
این نوع بتن دارای ویژگی‌های زیر است:
ویژگی‌های بتن خودتراکم:
- روانی بالا: SCC به راحتی جریان می‌یابد و فضاهای پیچیده و دارای تراکم میلگرد زیاد را پر می‌کند.
- عدم جداشدگی: ترکیبات SCC به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در حین جریان یافتن، اجزای آن از یکدیگر جدا نمی‌شوند (مانند جدا شدن سنگدانه‌ها از خمیر سیمان).
- عبورپذیری: SCC قادر است بدون ایجاد انسداد، از بین موانعی مانند میلگردهای متراکم عبور کند.
- پرشوندگی: SCC تمام زوایای قالب را به طور کامل پر می‌کند و نیاز به لرزاندن برای تراکم ندارد.
- مقاومت در برابر آب انداختن: SCC به گونه‌ای طراحی می‌شود که آب اضافی آن به سطح نیاید.
- گرانروی متوسط: ویسکوزیته یا گرانروی SCC باید به اندازه‌ای باشد که ذرات جامد به طور یکنواخت در مخلوط معلق بمانند و از ته‌نشینی آن‌ها جلوگیری شود.
چرا از بتن خودتراکم استفاده می‌شود؟
- سهولت و سرعت اجرا: نیاز به لرزاندن بتن را از بین می‌برد و در نتیجه سرعت و سهولت بتن‌ریزی افزایش می‌یابد.
- کیفیت بالای سطح نهایی: سطحی صاف و یکنواخت بدون نیاز به پرداخت اضافی ایجاد می‌کند.
- کاهش هزینه نیروی کار: به دلیل عدم نیاز به لرزاندن، تعداد کارگران مورد نیاز کاهش می‌یابد.
- امکان بتن‌ریزی در فضاهای محدود و پیچیده: برای قطعات با تراکم میلگرد بالا، مقاطع نازک و اشکال پیچیده بسیار مناسب است.
- بهبود دوام: تراکم بهتر بتن منجر به کاهش نفوذپذیری و افزایش دوام سازه می‌شود.
- کاهش صدا: حذف صدای ناشی از لرزاندن بتن، محیط کار را آرام‌تر می‌کند.
- ایمنی بیشتر: حذف خطرات ناشی از کار با ویبراتورها برای کارگران.
- امکان طراحی‌های معماری نوآورانه: به دلیل روانی بالا، امکان ساخت اشکال پیچیده‌تر و ظریف‌تر فراهم می‌شود.
کاربردهای بتن خودتراکم:
- ساختمان‌های بلندمرتبه: در قسمت‌هایی با تراکم میلگرد زیاد.
- پل‌ها: به خصوص در قسمت‌های پیچیده و دارای آرماتوربندی متراکم.
- قطعات پیش‌ساخته بتنی: برای تولید قطعات با کیفیت سطح بالا و ابعاد دقیق.
- کف‌های صنعتی: برای ایجاد سطوح صاف و مقاوم.
- تونل‌ها: در قسمت‌هایی که دسترسی برای لرزاندن مشکل است.
- سازه‌های دریایی: به دلیل دوام بالا در محیط‌های خورنده.
- پارکینگ‌های طبقاتی: برای سهولت اجرا و کیفیت سطح.
- بتن معماری: برای ایجاد سطوح زیبا و طرح‌های پیچیده.
- تعمیر و مرمت سازه‌های بتنی: برای پر کردن ترک‌ها و فضاهای محدود.
- شمع‌های درجا: برای اطمینان از پر شدن کامل بتن در زمین.
به طور خلاصه، بتن خودتراکم یک فناوری پیشرفته در صنعت بتن است که با ارائه روانی بالا و قابلیت پر کردن خودکار، مزایای متعددی را در زمینه‌های اجرا، کیفیت و دوام سازه‌ها به همراه دارد.
چه آزمایش هایی بر روی بتن خودتراکم باید صورت بگیرد؟
برای ارزیابی کیفیت و عملکرد بتن خودتراکم (SCC) در حالت تازه و سخت شده، آزمایش‌های مختلفی انجام می‌شود. این آزمایش‌ها به منظور اطمینان از روانی، عبورپذیری، مقاومت در برابر جداشدگی و سایر ویژگی‌های مورد نظر SCC صورت می‌گیرند.
آزمایش‌های بتن خودتراکم تازه:
هدف از این آزمایش‌ها ارزیابی سه خاصیت اصلی بتن خودتراکم تازه است:
- قابلیت پرشوندگی (Filling Ability): توانایی بتن در پر کردن کامل قالب تحت وزن خود.
- آزمایش جریان اسلامپ (Slump Flow Test): متداول‌ترین آزمایش برای ارزیابی روانی و قابلیت پخش‌شوندگی بتن. قطر پخش‌شدگی بتن پس از برداشتن مخروط اسلامپ اندازه‌گیری می‌شود. زمان رسیدن بتن به قطر ۵۰۰ میلی‌متر (T₅₀) نیز ثبت می‌گردد که نشان‌دهنده ویسکوزیته بتن است.
- آزمایش جعبه V (V-Funnel Test): زمان عبور بتن از قیف V شکل اندازه‌گیری می‌شود. زمان کوتاه‌تر نشان‌دهنده روانی بیشتر است. همچنین می‌توان زمان عبور بتن پس از ۵ یا ۱۰ دقیقه ماندن در قیف را اندازه‌گیری کرد تا میزان جداشدگی احتمالی مشخص شود.
- آزمایش جعبه U (U-Box Test): ارتفاع بتن در دو محفظه جعبه U پس از جریان یافتن بتن از بین میلگردها اندازه‌گیری می‌شود. اختلاف ارتفاع کمتر نشان‌دهنده عبورپذیری بهتر بتن است.
- آزمایش پر کردن جعبه (L-Box Test): مشابه آزمایش جعبه U است با این تفاوت که مانع عبور بتن به شکل L است. نسبت ارتفاع بتن در انتهای افقی به ارتفاع بتن در قسمت قائم (H₂/H₁) به عنوان شاخص عبورپذیری گزارش می‌شود.
- قابلیت عبور (Passing Ability): توانایی بتن در جریان یافتن از بین موانعی مانند میلگردها بدون انسداد.
- آزمایش حلقه J (J-Ring Test): آزمایش جریان اسلامپ با قرار دادن یک حلقه J شکل (دارای میلگردهای عمودی) در اطراف مخروط اسلامپ انجام می‌شود. اختلاف بین قطر پخش‌شدگی با و بدون حلقه J نشان‌دهنده قابلیت عبور بتن است.
- آزمایش جعبه L (L-Box Test): همانطور که در بالا ذکر شد، این آزمایش علاوه بر پرشوندگی، برای ارزیابی عبورپذیری نیز به کار می‌رود.
- مقاومت در برابر جداشدگی (Segregation Resistance): توانایی بتن در حفظ همگنی در حین جریان یافتن.
- آزمایش ستون جداشدگی (Segregation Column Test): بتن تازه در یک استوانه ریخته شده و پس از مدتی، نمونه‌ها از بالا و پایین استوانه گرفته شده و میزان سنگدانه‌های درشت آن‌ها مقایسه می‌شود. اختلاف زیاد نشان‌دهنده جداشدگی است.
- آزمایش الک (Sieve Segregation Test): مقدار شیره بتن عبور کرده از الک پس از مدت زمان مشخص اندازه‌گیری می‌شود. مقدار زیاد شیره عبوری می‌تواند نشان‌دهنده ناپایداری و جداشدگی باشد.
- معیار چشمی پایداری (Visual Stability Index – VSI): در حین انجام آزمایش جریان اسلامپ، ظاهر بتن از نظر جداشدگی و آب انداختن به صورت کیفی ارزیابی می‌شود.
آزمایش‌های بتن خودتراکم سخت شده:
پس از سخت شدن بتن خودتراکم، آزمایش‌های مشابه بتن معمولی برای ارزیابی خواص مکانیکی و دوام آن انجام می‌شود، از جمله:
- آزمایش مقاومت فشاری (Compressive Strength Test): برای تعیین مقاومت بتن در برابر نیروهای فشاری.
- آزمایش مقاومت خمشی (Flexural Strength Test): برای تعیین مقاومت بتن در برابر خمش.
- آزمایش مقاومت کششی (Tensile Strength Test): به روش‌های مختلف مانند کشش غیرمستقیم (برزیلی) انجام می‌شود.
- آزمایش مدول الاستیسیته (Modulus of Elasticity Test): برای تعیین میزان تغییر شکل بتن تحت بار.
- آزمایش نفوذپذیری آب (Water Permeability Test): برای ارزیابی میزان نفوذ آب به داخل بتن و دوام آن در برابر عوامل محیطی.
- آزمایش جذب آب (Water Absorption Test): برای تعیین میزان آب جذب شده توسط بتن.
- آزمایش مقاومت در برابر سیکل‌های یخ و ذوب (Freeze-Thaw Resistance Test): برای ارزیابی دوام بتن در مناطق سردسیر.
- آزمایش مقاومت در برابر حمله سولفات‌ها (Sulfate Attack Resistance Test): برای ارزیابی دوام بتن در معرض محیط‌های حاوی سولفات.
- آزمایش عمق کربناتاسیون (Carbonation Depth Test): برای ارزیابی میزان پیشرفت کربناتاسیون در بتن و تاثیر آن بر خوردگی آرماتور.
- آزمایش تعیین یون کلرید (Chloride Ion Penetration Test): برای ارزیابی میزان نفوذ یون‌های کلرید به داخل بتن و خطر خوردگی آرماتور در محیط‌های دریایی یا حاوی نمک.
انتخاب آزمایش‌های مورد نیاز بستگی به کاربرد بتن خودتراکم و الزامات پروژه دارد. معمولاً برای اطمینان از کیفیت SCC، مجموعه‌ای از آزمایش‌های بتن تازه و سخت شده انجام می‌شود.
