طی سال‌ها، با پیشرفت تکنولوژی و آزمایش‌های مکرر، خواص بتن SCC بهبود یافته و استفاده از آن در سازه‌های مختلف، از پل‌ها و سدها تا ساختمان‌های بلند، رو به افزایش است. بهبود و توسعه‌ی مداوم در فرمولاسیون و استفاده از افزودنی‌ها و تکنیک‌های جدید، بتن SCC را به یکی از گزینه‌های محبوب در صنعت ساخت و ساز تبدیل کرده است.
اجزای تشکیل‌دهنده بتن خود متراکم با بتن معمولی یکی است؛ اما مقدار مصالح استفاده شده اندکی تغییر کرده است. متریال لازم برای طرح اختلاط بتن SCC به شرح زیر است:
- سیمان
- سنگدانه‌های ریز و درشت
- آب
- مواد افزودنی معدنی مانند میکروسیلیس، سرباره و روباره
- فوق کاهنده آب
- مواد اصلاح‌کننده ویسکوزیته
- فیلرهایی مانند پودر سنگ گرانیت
- مواد افزودنی شیمیایی مانند مانند مواد فوق روان‌کننده و یا مواد قوام‌آور
بتن خود متراکم در ویکی پدیا
تلاش‌های گسترده پژوهشگران در عرصه مصالح ساختمانی به مدت سال‌ها، به منظور بهبود خصوصیات بتن و تطبیق آن با نیازهای متغیر، منجر به ایجاد نوعی بتن با ویژگی‌های جدید و برتر شده است. بتن‌های توانمند، فوق‌توانمند، سبک و حاوی الیاف و… از جمله این پیشرفت‌ها هستند. یکی از این نوآوری‌ها، بتن خودمتراکم است که ظهورش به چندین دهه پیش باز می‌گردد و با ویژگی‌های منحصر به فرد خود، مهندسان را قادر می‌سازد تا مشکلات ناشی از عدم تراکم مناسب در سازه‌های بتنی را برطرف کنند، از جمله کاهش دوام و عمر مفید آن‌ها. در ابتدا، بتن خودمتراکم در رده‌ی بتن‌های خاص و پیچیده قرار داشت، اما با توانایی‌ها و خصوصیات فوق‌العاده‌ای که دارد، به سرعت به یکی از محبوب‌ترین انواع بتن در کشورهای پیشرفته تبدیل شد.
با این وجود، در کشورهایی مانند ایران، استفاده از این بتن هنوز به‌عنوان یک فناوری نوظهور در حوزه ساخت و ساز شناخته می‌شود و بسیاری از مهندسان دانش کافی درباره آن را ندارند. بتن خودمتراکم به این صورت تعریف می‌شود که “بتنی با کارایی بالا و عدم جداشدگی است که پس از ریخته شدن در محل موردنظر، فضای قالب را بدون نیاز به تراکم مکانیکی پر کند و اطراف آرماتورها را بپوشاند.”
De Schutter و همکارانش در سال ۲۰۰۸ پارامترهای اساسی برای یک مخلوط خودمتراکم را عبارت از توانایی جریان تحت وزن خود، پر کردن تمامی فضای خالی (فضای قالب) و ایجاد یک مخلوط همگن بدون نیاز به عملیات تراکم، معرفی کردند.
برای تهیه بتن خودمتراکم، مواد مشابه بتن معمولی به‌کار می‌روند و در برخی موارد از مقادیر بیشتری از مواد روان‌کننده و افزودنی‌هایی برای تغییر ویژگی‌ها استفاده می‌شود. به‌طور کلی، شناخت درست از رفتار، مزایا و معایب و در نهایت ارائه یک فرمولاسیون مناسب برای بتن خودمتراکم، یک هنر است که با استفاده از آن می‌توان بهترین نتیجه را در دستیابی به ویژگی‌های بتن موردنظر، مانند عملکرد بالا و عدم جداشدگی، به‌دست آورد.
معیارهای کارایی بتن خودمتراکم دی ویکی پدیا، به سه ویژگی اصلی اشاره می‌کند: سهولت اختلاط و جای‌دهی، توانایی پر کردن تمامی فضاها، و پایداری در حالت تازه. این ویژگی‌ها با آزمون‌های خاصی ارزیابی می‌شوند. قابلیت پرکردن به توانایی بتن خودمتراکم برای پر کردن فضاهای خالی در قالب، تحت وزن خود اشاره می‌کند و این ویژگی در انتخاب روش بتن‌ریزی و فاصله بین نقاط بتن‌ریزی تأثیرگذار است. قابلیت عبور نیز به توانایی بتن برای عبور از موانع در قالب بدون بلوکه شدن جریان اشاره دارد، که این موضوع نشان‌دهنده قدرت آن در پرکردن فضاهای باریک تحت فشار است. پایداری تازه بتن نیز به توانایی حفظ توزیع یکنواخت مواد مختلف در حین جریان و گیرش بتن اشاره دارد. پایداری دینامیکی و استاتیکی نیز به ترتیب به مقاومت بتن در برابر جداشدگی اجزا در حین جای دهی و مقاومت در برابر آب‌انداختگی و نشست سطحی بتن تازه می‌پردازد.
کاربرد بتن خود تراکم چیست؟
بتن خودمتراکم به دلیل ویژگی‌های منحصر به فردش در انواع مختلفی از سازه‌ها و ساختمان‌ها به کار می‌رود. این بتن به دلیل توانایی پرکردن فضای قالب بدون نیاز به ارتعاش و تراکم مکانیکی، در موارد زیر استفاده می‌شود:
- سازه‌های پیچیده:
در مواردی که ساختار قالب‌ها پیچیده و دسترسی به نقاط مختلف آن مشکل است، بتن خودمتراکم به عنوان یک گزینه عالی برای پر کردن فضاهای مختلف و شکل‌گیری در این قالب‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- سازه‌های با آرماتور متراکم:
بتن خودمتراکم به دلیل توانایی خود در پر کردن فضاهای پیرامون آرماتورها و اطراف آن‌ها بدون نیاز به ارتعاش مکانیکی، در سازه‌های با آرماتور متراکم که نیاز به توجه دقیق به اطراف آرماتورها دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. می توان از این نوع بتن برای ساخت فونداسیون بتنی استفاده نمود.
- سدها و پل‌ها:
در سدها و پل‌ها که نیاز به بتن‌ریزی در مکان‌های دسترسی محدود و پیچیده دارند، استفاده از بتن خودمتراکم برای جلوگیری از نواحی لانه زنبوری و ایجاد تراکم مناسب در این نقاط بسیار مفید است.
- ساختمان‌های بلند:
در بتن‌ریزی ستون‌ها و بخش‌هایی که دسترسی به آن‌ها مشکل است و نیاز به پر کردن بخش‌های بالایی از ساختمان دارند، بتن خودمتراکم به‌خوبی عمل می‌کند.
- سازه‌های با معماری خاص:
در مواردی که شکل سازه به‌طور خاصی طراحی شده و نیاز به بتن‌ریزی در قوس‌ها یا شکل‌های پیچیده دارند، بتن خودمتراکم به‌عنوان گزینه‌ای مناسب برای شکل‌گیری دقیق در این نواحی به‌کار می‌رود.
بتن خودمتراکم در سازه‌های مشهور جهان به‌عنوان عنصر اصلی استفاده شده است:
- موزه ملی سرخ‌پوستان در واشنگتن ایالات متحده
- پایه‌های ضربدری برج میلاد در تهران
- دیوار عکس‌العمل در آزمایشگاه سازه دانشگاه شربروک کانادا
- بازار بزرگ Midsummer Place در لندن
- تونل رسالت در تهران
- طرح توسعه‌ی حرم حضرت معصومه در قم
- هتل و برج Trump در شیکاگو
- فرودگاه بین‌المللی پیرسون در تورنتو
- پل Ritto در ژاپن
- بزرگراه طبقاتی شهید صدر در تهران
مزایا استفاده از بتن خود متراکم چیست؟
مزایای استفاده از بتن خودمتراکم شامل موارد زیر می‌شود:
- سهولت در ریختن و شکل‌گیری:
بتن خودمتراکم بدون نیاز به ارتعاش مکانیکی و با خودکفایی در پر کردن فضاهای قالب، به سهولت در ریختن و شکل‌گیری در ساختمان‌ها و سازه‌های پیچیده کمک می‌کند.
- بهبود کیفیت سطحی:
این بتن، به دلیل توانایی خود در پرکردن تمامی فضاهای خالی درون قالب و عدم جداشدگی، باعث بهبود کیفیت سطحی سازه می‌شود و نواحی لانه زنبوری را کاهش می‌دهد.
- صرفه‌جویی در زمان و هزینه:
استفاده از بتن خودمتراکم به دلیل اینکه نیاز به ارتعاش و تراکم مکانیکی ندارد، زمان بیشتری را صرفه‌جویی می‌کند و در نتیجه هزینه‌های مربوط به این فرآیندها کاهش می‌یابد.
- کاهش نیروی کار:
عدم نیاز به ارتعاش و تراکم مکانیکی، به معنای کاهش نیاز به نیروی کار برای فرآیند بتن‌ریزی و فشردن بتن است.
- کاهش خرابی‌های ناشی از عدم تراکم مناسب:
بتن خودمتراکم به دلیل توانایی خود در پر کردن فضاهای خالی و اطراف آرماتورها، کاهش خرابی‌های ناشی از عدم تراکم مناسب در سازه‌ها را فراهم می‌کند.
معایب استفاده از بتن خود متراکم چیست؟
معایب استفاده از بتن خودمتراکم شامل مواردی مانند افزودنی‌های بیشتر و هزینه‌های بالاتر برای تولید این نوع بتن است. همچنین، نیاز به دقت و شناخت صحیح در مورد طراحی مخلوط و فرآیند تولید برای جلوگیری از جداشدگی مواد ممکن است. عدم صحت در اندازه‌گیری و محاسبه مقادیر دقیق افزودنی‌ها و رفتار ناپیوسته بتن ممکن است منجر به کاهش کیفیت و مقاومت نهایی سازه‌ها شود. همچنین، نیاز به تجربه و دانش فنی برای استفاده از این نوع بتن در ساخت و سازهای بزرگ و پیچیده می‌تواند یک مشکل باشد و در صورت عدم دانش کافی، اجرای بهینه‌ی این فرآیند ممکن است دشوار باشد. در ادامه برای آشنایی و اطلاعات بیشتر با معایب بتن پیش ساخته مطالعه ” مزایا و معایب بتن پیش ساخته چیست؟ ” را پیشنهاد می کنیم.
روش اجرایی بتن خود متراکم چگونه است؟
روش اجرایی بتن خودتراکم شامل مراحل زیر است:
- طراحی مخلوط بتن:
در ابتدا، مخلوط بتن بر اساس نیازها و خصوصیات مورد انتظار مشتری یا پروژه طراحی می‌شود. این شامل انتخاب مواد و افزودنی‌های مناسب است که بتواند ویژگی‌های مطلوب بتن خودمتراکم را فراهم کند.
- آماده‌سازی مواد:
مواد مورد استفاده شامل سیمان، ماسه، شن، آب و افزودنی‌هاست. این مواد بر اساس فرمولاسیون مورد نیاز تهیه و آماده می‌شوند.
- مخلوط کردن و آماده‌سازی بتن:
مواد به‌طور دقیق با توجه به فرمولاسیون مخلوط می‌شوند و به‌طور کامل با هم ترکیب می‌شوند تا یک مخلوط یکنواخت و خوب شکل‌دهی شود.
- ریختن بتن:
بعد از تهیه مخلوط، بتن در سازه یا قالب مورد نظر ریخته می‌شود. این بتن به‌طور خودکار و بدون نیاز به ارتعاش مکانیکی، قادر به پر کردن فضای قالب و تکیه به وزن خود برای تراکم است.
- تراکم و شکل‌دهی بتن:
بعد از ریختن، بتن خودمتراکم به طور خودکار توسط وزن خودش تراکم می‌شود و فضاهای خالی درون قالب را پر می‌کند. این بتن به‌طور همگن شکل می‌گیرد و سپس به طور مناسب شکل‌دهی می‌شود.
- مراحل پایانی:
پس از شکل‌گیری و تراکم بتن، مراحل پایانی مانند خشک شدن و تثبیت شدن بتن در قالب صورت می‌گیرد. سپس، بتن آماده استفاده در ساختمان یا سازه می‌شود.
نحوه آزمایش کردن بتن خودمتراکم
آزمایش بتن خود متراکم یک روش است که برای ارزیابی و اندازه‌گیری ویژگی‌های بتن خاصی استفاده می‌شود. این آزمون‌ها به طور خاص برای تعیین توانایی بتن در جریان و پرکردن قالب‌ها با استفاده از وزن خودش استفاده می‌شوند.
برای آزمایش بتن خود متراکم ابتدا یک قالب مخصوص این منظور استفاده می‌شود. سپس مخلوط بتنی به طور معمول در داخل این قالب ریخته می‌شود. پس از ریختن بتن، قالب با سرعت ثابت به صورت عمودی بالا انداخته می‌شود تا بتن در داخل قالب جریان پیدا کرده و فضاهای خالی را پر کند.
آزمون جریان در حالت آزاد از مهمترین آزمون‌های انجام شده بر روی بتن خود متراکم است. در این آزمون، بتن در داخل قالب تحت وزن خود جریان پیدا می‌کند و توانایی آن در پرکردن فضاهای داخل قالب ارزیابی می‌شود. اندازه‌گیری قطر دایره‌ای بتن پس از جریان به عنوان یکی از معیارهای اصلی این آزمون در نظر گرفته می‌شود.
آزمایش جریان در حالت محبوس همچنین از اهمیت بالایی برخوردار است. در این آزمون، بتن توانایی عبور از فضاهای باریک و بدون انسداد در داخل قالب را نشان می‌دهد. این آزمون نیز به وسیله اندازه‌گیری قطر دایره‌ای بتن پس از جریان انجام می‌شود و معیاری برای تشخیص عملکرد بتن خود متراکم ارائه می‌دهد.
با این آزمون‌های مختلف، می‌توان ویژگی‌های مهم بتن خود متراکم را ارزیابی کرد و اطمینان حاصل کرد که این نوع بتن، در پروژه‌های ساختمانی با کیفیت و عملکرد مطلوب مورد استفاده قرار می‌گیرد.
تفاوت بتن خود متراکم و بتن پیش ساخته چیست؟
بتن خودمتراکم و بتن پیش‌ساخته دو نوع بتن با ویژگی‌ها و کاربردهای متفاوت هستند. بتن خودمتراکم، نوعی بتن است که بدون نیاز به ارتعاش مکانیکی، توانایی تراکم و شکل‌گیری را درون قالب دارد. این بتن، با توانایی در پر کردن فضاهای خالی و اطراف آرماتورها، عملکرد بسیار خوبی در بتن ریزی دارد. از آن‌جایی که نیاز به ارتعاش و تراکم مکانیکی ندارد، زمان بیشتری را برای ریختن و شکل‌گیری سازه‌ها صرفه‌جویی می‌کند.
بتن پیش‌ساخته، نوعی بتن است که در محل‌های دیگری در دستگاه‌ها یا محیط‌های کارخانه‌ای تولید و سپس به محل ساختمان منتقل می‌شود. این بتن با استفاده از فرآیندهای تولیدی و تکنولوژی‌های خاص در محیط کارخانه تهیه می‌شود. بعد از تولید و شکل‌دهی در محیط کارخانه، به صورت پیش‌ساخته و آماده‌ی نصب و استفاده به محل ساختمان منتقل می‌شود. این نوع بتن به دلیل استفاده از فناوری‌های پیشرفته و شرایط کارخانه‌ای، می‌تواند دقت بیشتری در کیفیت و مشخصات داشته باشد. در ادامه برای آشنایی با سازه های ساخته شده از پیش ساخته می توانید به مطالعه “کانکس پیش ساخته چیست؟” بپردازید.
قیمت بتن خود متراکم چقدر است؟
قیمت بتن خودمتراکم ممکن است متغیر باشد و بسته به عواملی مانند منطقه جغرافیایی، نوع مواد اولیه، هزینه‌های تولید و ارائه، هزینه‌های حمل و نقل و همچنین بازار محلی، متفاوت باشد. این قیمت‌ها ممکن است بر اساس هر متر مکعب یا هر تن بتن محاسبه شود و ممکن است تاثیرگذاران مختلف دیگری همچون مقدار سفارش و شرایط معاملاتی نیز داشته باشند. به‌طور کلی، بتن خودمتراکم به دلیل فرآیندهای تولید و مواد مورد استفاده‌اش ممکن است قیمتی بیشتر نسبت به بتن معمولی داشته باشد.
نکات پایانی در مورد بتن خود متراکم
استفاده از بتن خودمتراکم در کشورهای پیشرفته به عنوان عنصر مهمی در ساخت و سازها رشد چشمگیری داشته است، در حالی‌که این نوع بتن در سازه‌های بتنی در ایران به صورت گسترده مورد استفاده قرار نگرفته است. یک مطالعه موردی، با بررسی ۱۰ پروژه با ساختار بتنی و ارزیابی طرح‌های مختلف اختلاط و هزینه‌های اجرای اجزای سازه، نشان داد که اگرچه هزینه تولید و مواد اولیه بتن خودمتراکم نسبت به بتن معمولی ۴۴ درصد بیشتر است، اما با محاسبه هزینه‌های اجرایی، متوسطاً ۶۳/۲ درصد کاهش هزینه در این زمینه دیده شد که نشان از مزایای اقتصادی این نوع بتن است. احتمالاً دلیل اصلی عدم ترویج استفاده از بتن خودمتراکم در کشور، پیچیدگی‌های اجرایی آن در محل ساخت و تولید قطعات پیش‌ساخته است که با افزایش مطالعات آزمایشگاهی و بهره‌گیری از تجربیات سایر کشورها، این نقص قابل حل به نظر می‌رسد.
