تحقیق بتن متراکم

چکیده

تراکم کامل بتن و جایگری مناسب آن در قالب از مهمترین نکات در اجرای صحیح سازه های بتنی می باشد متراکم نمودن بتن با استفاده از روشهای معمول یعنی استفاده از ویبراتورها مشکلات متعددی از جمله جداشدگی دانه ها ، شن نما شدن بعضی نقاط را به همراه دارد .

بتن خود تراکم راه حل بسیار مناسبی برای مقابله با این مشکلاتاست که اولین بار در دهه گذشته توسط دانشمندان ژاپنی ابداع گردید .

سطح تمام شده بهتر اطمینان از تراکم بتن بدون استفاده از ویبراتور افزایش سرعت اجرا و کاهش نیروی انسانی مورد نیاز برای اجرا از جمله مزایای بین خود تراکم می باشد .

مقدمه

یکی از نکات مهم در اجرای صحیح سازه های بتنی تراکم کامل بتن و جاگیری مناسبآن در قالب می باشد این مساله مورد آلمان هایی همچون دیوار برشب و ستون که در آنها فشردگی ارماتور زیاد و ابعاد مقطع بتن ریزی کوچک می باشد از اهمیت بیشتری برخوردار است .

استفاده از ویبراتور جهت متراکم کردن بتن مشکلات زیادی به همراه دارد که از جمله آنها می توان به موارد زیر اشاره نمود :

جداشدگی دانه بندی بتن به علت ویبره زیاد در بعضی مناطق

تراکم نا همگن در نقاط مختلف سازه ودر نتیجه مقاومت فشاری متفاوت در مقاطع مختلف سازه

گیر کردن شیلنگ ویبره بین آرماتورها در حیناجرا

کرمو شدن بعضی مناطق به علت غیر قابل دسترس بودن

کرمو شدن نقاطی از سطح بتن به علت  ویبره بیش از حد و فرار شیره بتن

به موارد فوق باید الگوی صوتی و خطرات جانی عملیات ویبره در مورد دیوارها و سونهای بتنی را نیز افزود .

بتن خود تراکم راه حلس است که امروزه جهت رفع این مشکلات و همچنین رسیدنبه بتنی با کیفیت بالاتر مطرح می باشد .

نظریهبتن خود خود تراکم که انقلابی در زمینه تکنولوژی بن نامیده شده است اولین بار توسط پروفسور حجیم اموار از دانشگاه کوجی ژاپن در سال 1986 مطرح گردید .

در سال 1988 این نظر تکمیل و برای اولین بار بتن خود تراکم گردید .

در سال 1989 اولین مقاله درباره بتن خودتراکم در دومین کنفرانس مهندسی سازه و ساختمان آسیای شرقی ارائه شد .

امروزه بتن خودتراکم در پروژه های مختلف عمرانی در سطح دنیا مورد استفاده قرار می گیرد همچنین آزمایشات تحقیقی و پژوهشی در این زمینه ادامه دارد .

2- آشنایی کلی با بتن خودتراکم

بتن خودتراکم بتنی است که بدون اعمال هیچگونه انرژی خارجی و تحت اثر وزن خود متراکم گرد این بتن که ماده ای بسیار و روان و مخلوطی همگن است بسیاری از مشکلات بتن معمولی نظیر جدا شدگی آب انداختن جذب آب - نفوذ پذیری و … را رفع نموده و علاوه بر این بدون نیاز به هیچ لرزاننده     ( ویبر ) داخلی یا ویبره بدنه قالب تحت اثر وزن خود متراکم می شود .

این بتن به راحتی توانایی پرکردن قالب در محل شبکه های آرماتور فشرده ورا اداره می باشد و حتی در جاهایی که دسترسی به آنها دشوار است به راحتی عبور می کند .

بتن خودتراکم در طرح اختلاط و ساختارش تفاوت عمده ای با بتن معمولی ندارد البته مواد خاصی جهت نیل به مشخصات ویژه این بتن در تولید آن مورد مصرف قرار م یگیرد این مواد عمدتا شامل فوق روان کننده ها مواد مضاف پوزولانی و فلیرها ( پودر سنگ با قطر دانه های ریزتر از 125 میکرون ) می باشند همچنین ملاحظات خاصی د رمورد دانه بندی سنگدانه های مورد مصرف در این نوع بتن در نظر گرفته می شود.

مزایای استفاده ا بتن خودتراکم به شرح زیر می باشد:

اطمینان از تراکم بخصوص در مقاطعی که کاربرد لرزاننده دشوار است .

جایگری آسانتر در قالب

سطح تمامشده بهتر

کاهش نیروی انسانی

اجرای سریعتر خصوصا در مورد مقاطع دیوار و ستون

آزادی عمل بیشتر در طراحی ( امکان ایجاد مقاطع نازک تر )

ماهش آلودگی صوتی ناشی از عملیات ویبره

مواد تشکیل دهنده بتن خودتراکم

3-1 - سنگدانه :

سنگدانه ها به دو دسته تقسیم می شوند :

 ماسه :

تمامی ماسه های متداول در تولید بتن معمولی در این صنعت نیز به کار می رود هر دو نوع ماسه شکسته و یا گرد گوشه اعم از سلیسی و یا آهکی م یتواند مورد استفاده قرار گیرد ذرات ریزتر از 125 میکرون که به عنوان یودر تلقی می شوند بر خواص روانی بتن خود تراکم بسیار موثر بوده و به منظور تولید بتن یکنواخت رطوبت آن باید دقیقا کنترل شود حداقل میزان ریز دانه ها ( از ماسه تا مواد چسباننده پودری ) به منظور جلوگیری از جدا شدگی دانه بندی از مقدار شخصی باید کمتر باشد .

 شن ( درشت دانه ها ) :

تمامی انواع درشت دانه  در اینجا به کار می رود ولی حداکثر اندازه معمولی دانه ها 16 تا 20 میلی متر می باشد به هر حال سنگدانه های تا حدود 40 میلی متر نیز می تواند در بتن خود تراکم به کار رود استفاده از سنگدانه های شکسته سبب افزایش مقاومت بتن خود تراکم ( بدلیل افزایش قفل و بست بین ذرات ) می شود در حالیکه سنگدانه های گرد گوشه بدلیل گوشه بدلیل کاهش اصطکاک روانی آن را بهبود می بخشد .

سیمان :

به طور کلی تمامی انواع سیمان های استاندارد می تواند در بتن خودتراکن به کار رود انتخاب نوع سیمان بستگی به پارامترهای مورد انتظار بتن مثل مقاومت ، دوام و … دارد .

دامنه عمومی میزان مصرف سیمان در اینجا 350 تا 450 کیلو گرم در مترمکعب م یباشد میزان بیشتر از      500 می تواند سبب افزایش خطر جمع شدگی شود میزان کمتر از     350 نیز فقط رد صورتی قابل قبول می باشد که به همراه مو.اد پوزولانی - خاکسترهای بادی - دوده سیلیسی و … به کار رود.

حضور بیش از 10 % میزان    و    در سیمان می تواند سبب کاهش نگهداشت کارایی بتن گرد .

مواد مضاف :

مصالح بسیار ریز غیر آلی هستند که به منظور بهبود و یا ایجاد خواص مشخص در بتن به آن افزوده می شوند این مواد باعث بهبود کارآیی کاهش حرارت هیدراتاسیون و عملکرد بهتر بتن در دراز مدت می گردند .

مواد مضاف عمومی مورد استفاده عبارتند از :

 پودر سنگ :

ذرات شکسته بسیار ریز ( کوچکتر از 125 میکرون ) سنگ آهک ، دولومیت و یا گرانیت است که به منظور افزایش مواد پودری به کار می رود استفاده از پوردهای دولومیتی بدلیل واکنش های کربنات قلیایی می تواند دوام بتن را با مشکل مواجه نماید .

 خاکتر بادی :

ماده ای است که از سوختن زغال سنگحاصل می شود و دارای خصوصیات پوزولانی است که در بهبود خواص بتن خیلی موثر می باشد:

 میکرو سیلیس

میکروسیلیس در بتن خودتراکم باعث سیالیت بالای بتن شده و دوام بتن را افزایش می دهد نقش مهمی در چسبندگی و پرکنندگی بتن با عملکرد بالا دارد میکرو سیلیس دارای حدود 90 درصد دی اکسید سیلیس می باشد .

ذکر این تکته ضروری می نماید که استفاده از پرکننده در هر کشوری با توجه به ذخائر همان کشور تعیین می شود برای مثال در کشورهای اروپایی که هنوز از زغال سنگ به عنوان سوخت کربنی استفاده می شود به کاربردن خاکستر بادی امری بهینه و مفید است در کشورهایی که به لحاظ صنعت استفاده می شود به کاربردن خاکستر بادی امری بهینه مفید است در کشورهایی که به لحاظ صنعت ذوب آهن در مرحله صنعتی قرار دارند می توان از سرباره کارخانجات ذوب آهن استفاده نمود در کشور مانیز با توجه به در دسترس بودن و همچنین کارآیی آن پرکننده باید به دنبال ماده ای مناسب و مقرون به صرفه برای جایگزینی فیلرهای مرسوم در صنعت بتن خودتراکم اروپایی باشیم .

 مواد افزدونی :

موادی هستند که به منظور ایجاد و یا بهبود خواص مشخصی به بتن تازه و یا سخت شده در حین ساخت بتن به آن افزوده می شوند استفاده از فوق روان کننده ها برای تولید بتن خود تراکم به منظور ایجاد کارآیی مناسب ضروری می باشد از انواع دیگر مواد افزدنی می توان به عامل اصلاح لزجت (   ) به منظور اصلاح لزجت مواد افزودنی حباب زا (    )   به منظور بهبود مقاومت در برابر بخ زدگی و آب شدن کندگیر کننده ها به منظور کنترل گیرش و … اشاره نمود.

استفاده از    در حضور پودرها امکان جدا شدگی دانه بندی را کاهش داده و مخلوط را یکنواخت تر می کند ولی در استفاده از آن باید به اثرات آنها برروی عملکرد بلند مدت بتن توجه داشت . استفاده از فوق روان کننده ها می تواند تا حدود 20 % مصرف آب را کاهش دهند .

 آب مخلوط

مطابق استاندارد بتن های معمولی به کار می رود .