بتن خود متراکم

مقدمه:{1}
سالهای زیادی است که از بتن بعنوان یک ماده ساختمانی مهم و با تحمل فشارهای بالا جهت ساخت و ساز انواع سازه ها استفاده می شود. ضعف این ماده مهم و پر مصرف ساختمانی در مقابل کشش با قرار دادن آرماتور تا حد زیادی جبران شده است. در سالهای اخیر و با بررسی دوام سازه های بتنی مسلح بویژه در مناطق خورنده و سخت برای بتن نظر اکثر کارشناسان و دست اندرکاران کارهای بتنی به این مساله جلب شده است که مقاومت به تنهایی نمی تواند جوابگوی کلیه خواص مربوط به بتن بخصوص دوام آن باشد و لازم است در طراحی بتن برای مناطق مختلف علاوه بر مساله مقاومت و تحمل بارها در طول مدت بهره دهی، پایایی و دوام آن نیز مد نظر قرار گیرد. در حال حاضر با اضافه نمودن مواد مختلف بتن و تغییرات در طرح اختلاط می توان به بتن هایی دست یافت که بدون تغییر قابل ملاحظه در مقاومت آنها از نقطه نظر دوام به بتن هایی با دوام بالا دست یافت. مساله محیط زیست وآلودگی آن نیز در سالهای اخیر نظر جهانیان را بخود معطوف ساخته است. کاربرد مواد و مصالحی که در ساخت آن آلودگی کمتری به محیط منتقل گردد و همچنین برداشت مصالح طبیعی که کمتر محیط را تخریب نماید، مورد توجه خاص قرار دارد. در این راستا محدودیت کاربرد سنگدانه ها، دستیابی به مواد جدید و نیز استفاده از مواد زائد کارخانه ها و آلاینده های محیط زیست در بتن در راس برنامه های تحقیقاتی پاره ای از کشورهای جهان قرار گرفته است.

علاوه بر خود بتن و مصالح تشکیل دهنده آن در سالهای اخیر بر روی آرماتور مصرفی در سازه های بتنی مسلح نیز تحولاتی صورت گرفته است. بعنوان مثال و برای پرهیز از خطر خوردگی آرماتور، از فولادهای ضد زنگ و نیز آرماتورهای ساخته شده با الیاف مختلف پلاستیکی و پلیمری در محیط های بسیار خورنده استفاده می شود. کار بر روی عملکرد دراز مدت چنین موادی هنوز ادامه دارد.

صنعت scc ابتدا درژاپن تولید وهم اینک در بسیاری از کشورهای جهان مورد استفاده.آزمایش و بررسی میباشد . این صنعت هم به صورت بتن درجا وهم به صورت بتن پیش ساخته کاربرد وسیعی دارد .
تعاریف :
* قابلیت روانی: توانایی scc برای جاری شدن و عبورازبین فضاهای کوچک شبکه آرماتور بدون توقف ویا جداشدگی.

* قابلیت پراکندگی:توانایی sccبرای برای جریان و پر کردن تمام فضاهای قالب تحت اثر وزن خود .
* مقاومت در اثر جداشدگی دانه بندی:توانایی scc برای یکنواخت و هموژن ماندن در طول حمل. قالب ریزی و …
* کارایی:میزان راحتی بتن تازه برای قالب ریزی و فشرده شدن. این این موضوع وجه مختلف چسبندگی انتقال و فشردگی را در بر میگیرد .
* بتن خود تراکم(scc) :بتنی است که توانایی جریان تحت اثر خویش را داردو بطور کامل و بدون نیاز به ویبره و حتی تحت تراکم شدید آرماتور در قالب جای گرفته بطوریکه در کلیه مراحل یکنواختی خود را حفظ نماید.

(معرفی بتن خودتراکم (SCC) و تحقیقات انجام شده در مورد آن در ایران){3}
بتن خودتراکم ((Self Compacting Concrete یک فن آوری نوپا در عرصه ساخت و ساز دنیاست. این نوع بتن که کارایی بسیار بالایی دارد میتواند تحت اثر وزن خودش و بدون جداشدن دانه ها در میان انبوه اجزای سازه ای جریان یابد. به عبارت دیگر این نوع بتن بدون نیاز به لرزاننده (ویبره) و به خاطر وزن خودش متراکم میشود. با توجه به فراگیرشدن این صنعت در دنیا و روی آوردن دست اندرکاران عرصه ساخت و ساز به استفاده از بتن خودتراکم، بر آن شدیم تا در طی یک روند ادامه دار به معرفی و ذکر نتایج تحقیقات انجام شده در مورد آن بپردازیم.
بخش مهندسی عمران دانشگاه شهید باهنر کرمان اولین تجلی گاه جدی ظهور بتن خودتراکم در ایران است. تحقیقاتی که توسط دانشجویان کارشناسی ارشد و زیر نظر دکتر مقصودی عضو هیئت علمی این بخش صورت گرفته و میگیرد شایان توجه و قابل تحسین است. در ادامه اولین فصل از این مقوله که به معرفی بتن خودتراکم اختصاص دارد میپردازیم.
حسام یزدانی دانشجوی کارشناسی ارشد مکانیک خاک و پی دانشگاه شهید باهنر کرمان

تاریخچه :
برای ایجاد سازه های بتنی بادوام، به تراکم کافی تامین شده توسط نیروی کار ماهر نیاز است. بحران کاهش نیروی کار ماهر در صنعت ساخت و ساز ژاپن در اوایل دهه 80 میلادی از یک سو، تراکم نامناسب ناشی از افزایش حجم آرماتورهای مصرفی به منظور بهبود عملکرد سازه ای و همچنین تمایل به استفاده از آرماتورهای با قطر کمتر به منظور کنترل ترک خوردگی از طرف دیگر باعث کاهش کیفیت کارهای اجرائی انجام گرفته گردید[1]. این موضوع برای چندین سال مورد بحث و بررسی قرار گرفت تا اینکه نظریه بتن خودتراکم (Self Compacting Concrete) به عنوان راه حلی برای رفع مشکل دوام سازه های بتنی توسط Okamura در سال 1986 مطرح گردید[1].
بتن خودتراکم (SCC)، بتنی است که تحت اثر وزن خود متراکم شده و نیاز به هیچ لرزاننده ای (ویبره) برای ایجاد تراکم ندارد. این مساله باعث صرفه جویی اقتصادی و کاهش زمان ساخت و ساز و در نتیجه بالارفتن راندمان نهایی می شود. بتن خودتراکم با عمر کمتر از 20 سال زمینه ساز حل بسیاری از مشکلات سازه های بتنی به خصوص در مقاطع با تراکم زیاد میلگرد گردیده است. از دیگر خصوصیات ویژه این بتن میتوان به کارایی بالا، مقاومت زیاد در برابر جداشدگی و تسریع در عملیات ساخت و ساز اشاره کرد. چنین مشخصاتی باعث شده است تا کاربرد آن به خصوص در اعضا با تراکم بالای آرماتور روز به روز بیشتر گردد.
بتن خودتراکم علاوه بر استفاده فراوانی که در سازه های با تراکم بالای آرماتور دارد گاهی نیز بصورت غیرمسلح، مثلاً در خاکریزها مورد استفاده قرار می گیرد. از مزایای دیگر استفاده از آن میتوان به کاهش آلودگی صوتی ناشی از سر و صدای لرزاننده ها، کاهش نیروی انسانی، جلوگیری از بیماریهای ناشی از استفاده از لرزاننده ها و حفظ سلامت کارگران و بالارفتن کیفیت محصولات نهایی اشاره کرد.
در مقایسه با ژاپن، تحقیقات در اروپا و آمریکا چندی پیش آغاز گردیده و در حالیکه اکنون در ژاپن به بتن خودتراکم از نقطه نظر بتن با مقاومت بالا نگاه می شود، در اروپا بتن خودتراکم با مقاومت متوسط همچنان مورد نظر می باشد. این در حالی است که تا قبل از شروع فعالیت ها در بخش مهندسی عمران دانشگاه شهید باهنر کرمان، در ایران هیچگونه گزارش تحقیقاتی در مورد چنین بتن هایی مشاهده نشده بود.
در بخش مهندسی عمران دانشگاه شهید باهنرکرمان، تحقیقات در قالب پایان نامه کارشناسی ارشد سازه در مورد طراحی، ساخت و بررسی بعضی خواص مکانیکی بتن خودتراکم زیر نظر استاد راهنمای پایان نامه (مهندس علی اکبر مقصودی) آغاز گردید و در دفاع از پایان نامه مزبور از داوری اساتیدی چون دکتر رمضانیانپور و دکتر فدائی بهره گرفته شد.
در حال حاضر تعدادی از دانشجویان کارشناسی ارشد بخش مزبور مشغول بررسی خواص آزمایشگاهی و تئوریک بتن های خودتراکم با مقاومت بالا (HSSCC) بوده و تعداد دیگری از دانشجویان ارشد به طور همزمان درگیر تحقیق در مورد نانو بتن ها (nano-concrete)، از دو دیدگاه تکنولوژی بتن و سازه میباشند.
از پروژه های مطرحی که در ساخت آنها از بتن خودتراکم استفاده شده، می¬توان به موارد ذیل اشاره کرد:
1- برج Landmark: این برج با 296 متر ارتفاع و 70 طبقه مرتفع ترین برج در ژاپن بوده و در یوکوهاما واقع شده است. برای پرکردن 66 ستون در نه طبقه ابتدایی آن از بتن خودتراکم استفاده شده است. در این پروژه مجموعاً m3885 بتن مصرف شده است.
2- پل معلق Akashi-Kaikyo: این پل به طول 3.910 کیلومتر بلندترین پل معلق جهان می باشد و در سال 1998 افتتاح شده است. در این پروژه حدود m3290000 بتن خودتراکم استفاده شده و در نتیجه 20 درصد در زمان ساخت و ساز صرفه جویی شده است.
3- منبع گاز :LNG در دیواره های این منبع که در ازاکای ژاپن قرار دارد m312000 بتن خودتراکم استفاده شده است. با کاربرد این بتن، برای دیواری به ارتفاع 38.4 متر، تعداد قطعات (lots) از 14 به 10، تعداد کارگرها از 150 به 50 نفر و زمان اجرا از 22 ماه به 18 ماه کاهش یافت.
در ادامه به طور خلاصه به معرفی بیشتر چنین بتنی پرداخته شده است.
طرح اختلاط
در حال حاضر سه شیوه مختلف برای تولید SCC در نظر گرفته می شود. در مقایسه با بتن معمولی (NC) برای تولید SCC در شیوه اول، میزان مولد پودری افزایش پیدا می کند، درحالت دوم از مواد لزج کننده استفاده می شود و در حالت سوم ترکیبی از دو حالت قبل بکار گرفته می شود. لازم به یادآوری است، میزان فوق روان کننده مصرفی نسبت به بتن معمولی در هر سه حالت افزایش می یابد.
* نمودار پیشرفت کار sccدر ژاپن

ویژگیهای بتن خودتراکم تازه{1}
در حال حاضر معیار جهانی استانداری برای پذیرش بتن SCC وجود ندارد. با این وجود، چند آزمایش که بارها در گزارشات تکرار شده اند به عنوان آزمایشات مورد قبول برای سنجش ویژگیهای بتن تازه خودتراکم در نظر گرفته می شود.

آزمایشهای SCCشکل-1

-1 جریان اسلامپ:(Slump Flow)
آزمایش جریان اسلامپ به منظور تعیین آزادی حرکت SCC در سطح افق به هنگام نبود مانع صورت می گیرد .انجمنJSCE آزمایش جریان اسلامپ را برای scc تعریف نمود. اساس آزمایش بر اصولی استوار است که آزمایش اسلامپ معمولی بر آن بنا نهاده شده است. قطر دایره ای که بتن پس از پخش شدن می سازد، معیار سنجش قابلیت پرکنندگی بتن خواهد بود. نتایج این آزمایش هیچ اشاره ای به توانایی گذشتن بدون انسداد بتن از خلال موانع ندارد اما می تواند ملاکی برای ارزیابی مقاومت در برابر جداشدگی نیز باشد.
روش انجام آزمایش:
حدود 6 لیتر بتن مورد نیاز است. ابتدا صفحه ی فلزی بدنه ی داخلی مخروط اسلامپ را تر کنید. سپس صفحه فلزی را روی سطح متعادلی محکم کنید. استوانه در مرکز صفحه قرار گرفته و داخل آنرا به کمک پیمانه از بتن پر کنید. هیچ ضربه ای نباید به بدنه ی استوانه زده شود. مواد زائد را از اطراف آن بزدائید، سپس مخروط را بصورت عمودی بالا کشیده و اجازه دهید بتن آزادانه به بیرون جریان یابد. در همین لحظه، زمان سنج را فعال نموده و زمانی را که طول می کشد تا بتن به قطر500 میلیمتر پهن شود، ثبت نمایید. این همان جریان اسلامپ T50cm است. قطر نهایی بتن پهن شده را در دو جهت عمود برهم اندازه گیری نموده، میانگین آنها را به عنوان قطر نهایی بتن پهن شده ثبت کنید). این اندازه،جریان اسلامپ برحسب میلیمتر است(.

-2حلقه:(J Ring )J شکل-2

این آزمایش جهت اندازه گیری قابلیت گذرندگی بتن بکار می رو در حلقه ی میلگردی نشان داده شده در شکل، قطر و فاصله ی میان میلگردهای اختیاری است. طبق توافقات برای آرماتورهای معمولی، 3 برابر بزرگترین اندازه ی دانه ی سنگی برای فاصله میان میلگردها منظور می شود. قطر حلقه ی میلگردی عمودی 300 میلیمتر و ارتفاع میلگردها 100 میلیمتر می باشد. نتایج آزمایش حلقه ی J می تواند مکمل مناسبی برای آزمایش های جریان اسلامپ، اریمت و قیف V باشد. این آزمایشهای ترکیبی،توانائی جریانیابی و گذرندگی بتن را کنترل می کنند پس از اتمام آزمایش، اختلاف ارتفاع بتن درون و بیرون حلقه J اندازه گیری شود این مقدار نشانه
ای برای قابلیت گذرندگی و یا درجه ای است که نشان می دهد چه حدودی از فاصله بین میلگردها برای عبور بتن قابل استفاده است.
روش انجام آزمایش:
حدود 6 لیتر بتن برای انجام آزمایش مورد نیاز می باشد. صفحه ی فلزی و درون مخروط را تر کنید. صفحه ی فلزی را روی یک سطح محکم قرار دهید حلقه ی J را در مرکز صفحه ی فلزی قرار دهید سپس مخروط اسلامپ را در مرکز آن نهاده و محکم کنید. مخروط را با پیمانه از بتن پر کنید. از هرگونه ضربه زدن به مخروط جلوگیری شود. مخروط را بطور عمودی بالا کشیده و اجازه دهید بتن آزادانه خارج شود. قطر بتن پهن شده را در دو جهت عمود برهم اندازه گیری نموده و میانگین آنها را به عنوان قطر نهایی و برحسب میلیمتر ثبت نمایید. اختلاف ارتفاع بتن را درون و بیرون حلقه ی میلگردها در 4 نقطه اندازه گیری نموده و میانگین آنها را به عنوان اختلاف ارتفاع نهایی ثبت کنید.

شکل- 3

-3قیف :(V Funnel )V
این آزمایش به منظور اندازه گیری قابلیت پرکنندگی بتن با حداکثر اندازه ی دانه ی 20 میلیمتر بکارمی رود. زمان لازم برای جریان پیدا کردن بتن از میان دستگاه اندازه گیری می شود. سپس قیف دوباره از بتن پر شده و مدت 5 دقیقه در همان حالت باقی مانده و دوباره آزمایش فوق صورت می گیرد. چنانچه بتن دچار جداشدگی شود، زمان جریان یابی آن بطورمحسوسی افزایش می یابد.

روش انجام آزمایش قیف: V
حدود 12 لیتر بتن برای انجام آزمایش لازم است. قیف را بصورت متعادل روی زمین قرار داده و محکم کنید. سطح درونی قیف را تر کنید. درب زانویی دستگاه را باز کنید تا هرگونه آب مازاد تخلیه شود. درب زانویی را بسته و سطلی زیر آن قرار دهید. دستگاه را کاملاً از بتن پر کنید. هیچگونه فشرده کردن، پر کردن حفره ها یا ضربه زدنی به بدنه ی دستگاه به وسیله ی بیلچه نباید صورت گیرد. 10 ثانیه پس از پرشدن کامل دستگاه، درب زانویی را باز کنید تا بتن تحت وزن خود به بیرون جریان یابدزمان سنج را هنگام باز کردن درب زانویی فعال کیند و زمان تخلیه ی کامل را ثبت نمایید. این زمان مربوط به آزمایش قیف V می باشد. زمان سنج هنگامی متوقف می شود که بتوان نور را از بالای دستگاه در دریچه تخلیه دید. همه آزمایش باید در 5 دقیقه انجام گیرد
روش انجام آزمایش: V T5minute
سطح داخلی دستگاه را V تمیز یا تر نکنید. درب زانویی را بسته و قیف را بلافاصله پس از اندازه گیری زمان جریان یابی از همان بتن پر نمایید. سطل را در زیر قرار دهید. درب زانویی را 5 دقیقه پس از دومین پر کردن دستگاه بگشایید و اجازه دهید بتن آزادانه و تحت وزن خود جریان یابد. همزمان با باز کردن درب، زمان سنج را فعال نموده و زمان تخلیه ی کامل را ثبت نمایید. این زمان، همان V5min خواهد بود. برای SCCزمان جریان یابی 10 ثانیه اختصاص یافته است. شکل معکوس مخروطی دستگاه جریان را محدود می کند و زمان جریان یابی را طولانی می کند. این می تواند اشاره ای به حساسیت اختلاط نسبت به انسداد باشد. پس از 5 دقیقه قرارگیری جداشدگی بتن بطور پیوسته با افزایش زمان جریان یابی خود را نشان خواهد داد.

شکل-4
-4جعبه:(L box )L
این آزمایش جریان یابی بتن و همچنین انسداد ناشی از فاصله ی میلگردها را تشریح می کند. از نتیجه ی این آزمایش، شیب قرارگیری بتن در حالت استراحت حاصل می شود که معیاری برای قابلیت گذرندگی یا درجه ای از حدود فاصله ی میلگردها برای گذر بتن خواهد بود. قسمت افقی جعبه می تواند 200 تا 400 میلیمتر از دریچه امتداد داشته باشد. زمان لازم برای پر شدن این فاصله به عنوان T20 و T 40 شناخته شده و معیاری برای قابلیت پرکنندگی است. قطر میلگردها و فاصله آنها از هم اختیاری است. براساس قرارداد،در صورت استفاده از میلگردهای معمولی، 3 برابر بزرگترین اندازه ی دانه ی سنگی باید برای فاصله ی میلگردها از هم رعایت شود.
روش انجام آزمایش:
حدود 14 لیتر بتن مورد نیاز است. دستگاه را روی یک سطح صاف و محکم قرار دهید. از باز شدن راحت دریچه اطمینان حاصل کنید و سپس آنرا ببندید. سطح داخلی دستگاه را مرطوب نمایید و آبهای اضافی را خارج کنید. قسمت عمودی دستگاه را از بتن پر کنید. به مدت 1 دقیقه آنرا به حال خود رها کنید تا در محل خود قرار گیرد. دریچه را بازکنید تا بتن آزادانه به قسمت افقی دستگاه جریان یابد. همزمان با باز کردن دریچه، زمان سنج را فعال نموده و زمان لازم برای پهن شدن بتن در طول 200 یا 400 میلیمتر در قسمت عمودی را ثبت نمایید. وقتی بتن از جریان ایستاد، مقادیر) H1 ارتفاع بتن در انتهای قسمت افقی دستگاه) و H2( ارتفاع بتن در پشت دریچه) را اندازه گیری نمایید.

* نسبت انسداد را نشان می دهد). تمام آزمایش باید در 5 دقیقه انجام گیرد).
مقادیر T 20 و T 40 می توانند اطلاعاتی پیرامون آسانی حرکت در اختیار گذارند اما هیچ محدوده مناسبی بطور عمومی برای آنها مورد تاییدقرار نگرفته است.انسداد و گیر کردن درشت دانه ها در پشت میلگردهای دستگاه را می توان بصورت شهودی دید.

-5 جعبه:(U box) U
این آزمایش به منظور ارزیابی قابلیت پرکنندگی بتن خود تراکم صورت می گیرد. عموماً در محل دریچه ی میانی دو قسمت،میلگردهایی با قطر 13 میلیمتر با فاصله ی 50 میلیمترقرار می گیرند.
روش انجام آزمایش:
حدود 20 لیتر بتن مورد نیاز است. دستگاه را در حالت متعادل روی یک سطح صاف قرار دهید. اطمینان حاصل کنید که درب کشویی دستگاه براحتی باز و بسته می شود و سپس آنرا ببندید . بدنه ی داخلی دستگاه را مرطوب کنید. شکل- 5
وهرگونه آب اضافی را خارج نمایید. یکی از دهلیزهای دستگاه را از بتن پر کرده و 1 دقیقه به حال خود رها کنید. حال درب کشویی را کشیده و اجازه دهید بتن آزادانه به قسمت دیگر وارد شود. وقتی بتن به حالت استراحت درآمد، ارتفاع آن را در قسمتی که ابتدا پر شد، در دو نقطه اندازه گیری نمایید و میانگین آن نمایید و میانگین آن را H1بنامید ارتفاع. بتن را در قسمت دیگر به همین روش اندازه گیری کرده و آن را H2بنامید. اختلاف ارتفاع H1-H2ارتفاع پرکنندگی لقب دارد .تمام آزمایش باید در 5دقیقه انجام شود.
-6 جعبه پرکننده:(Fill box)

شکل – 6

از نتایج این آزمایش به منظور ارزیابی قابلیت پرکنندگی بتن خودتراکم با حداکثر اندازه ی دانه ی 20 میلیمتر استفاده می شود. ابعاد و اندازه ی دستگاه در شکل مقابل قابل دسترسی است. ظرف از طریق لوله پرکننده پر می شود و اختلاف ارتفاع بین دو طرف ظرف معیار سنجش قابلیت پرکنندگی SCC خواهد بود.
روش انجام آزمایش:
حدود 45 لیتر بتن مورد استفاده می باشد. دستگاه را روی یک سطح هموار قرار دهید. سطح داخلی آن را مرطوب نموده و آب اضافی را خارج کنید. دستگاه را با بتن پر کنید. پر کردن ظرف بدین صورت انجام می گیرد که هر 5 ثانیه یک پیمانه حاوی 1/5 تا 2 لیتر بتن تازه به داخل قیف ریخته می شود. این عمل تا زمانی که بتن موانع ردیف اول بالایی را پوشش می دهد ادامه می یابد. پس از به سکون رسیدن بتن اندازه گیری ارتفاع در دو نقطه از آن در طرفی از ظرف که پر شده است صورت گیرد و میانگین محاسبه شود( H1) این اندازه گیری در سمت دیگر ظرف نیز صورت می گیرد H2)) درصد پرکنندگی میانگین بدین شکل تعیین می گردد:
: درصد پرکنندگی میانگین (%) % * 100{ F = {(h1 + h2 ) / 2 * h1
تمام آزمایش باید در مدت 8 دقیقه به اتمام برسد. چنانچه بتن به آزادی آب جریان یابد، در حالت سکون به حالت افقی درآمده و درصد درصدپرکنندگی برابر 100 خواهد شد.

:(Screen stability test) GTM -7
GTM آزمایش مناسب برای ارزیابی مقاومت در برابر جداشدگی) پایداری) در بتن خودتراکم است. اساس آزمایش بر آن است که حدود 10 لیتر بتن را به مدت مشخصی، در حالت سکون قرار داده و اجازه می دهیم که تمام جداشدگی درونی آن آشکار شود. سپس نیمی از آن را روی الک 5 میلیمتری به قطر 35 میلیمتر ریخته، روی ته الک قرار داده ومجموعه را روی ترازو قرار می دهیم. پس از دو دقیقه ملاتی که از خلال الک گذشته را وزن نموده و آن را بصورت درصدی از مصالح اولیه روی الک بیان می کنیم.
روش انجام آزمایش:
حدود 10 لیتر بتن برای این آزمایش مورد نیاز است. بتن را در سطلی ریخته و روی سطح آن را به منظور جلوگیری ازتبخیر با کلاهکی بپوشانید و به مدت 15 دقیقه در حالت سکون رها کنید. وزن الک و ته الک خالی را تعیین کنید.سطح بتن را پس از گذشت زمان مقرر مورد بررسی قرار دهید و جمع شدگی آب روی آن را در صورت وجود یادداشت کنید. بیش از2 لیتر یا4/8 kg± 0/2kg از بتن داخل سطل را در ظرف دیگری بریزید. ظرف حاوی بتن را وزن کنید تمام بتن موجود در ظرف را از ارتفاع 500 میلیمتری و در یک حرکت پیوسته و مدام روی الک بریزد. ظرف خالی را وزن کنید و وزن بتن خالص ریخته شده روی الک را محاسبه نمایید(Ma). اجازه دهید تا ملات در یک دوره ی زمانی 2 دقیقه ای از خلال الک به داخل ته الک جریان پیدا کند. سپس الک را جدا نموده و وزن ته الک پر شده را محاسبه نمایید. حال با داشتن وزن ته الک خالی و وزن موجود، وزن ملات گذشته از الک را تعیین کنید(Mb). نسبت وزنی ملات جدا شده از بتن، درصد جداشدگی را تشکیل می دهد.

شکل – 7
برای درصد جداشدگی 5 تا 15 درصد وزنی از کل نمونه، مقاومت دربرابر جداشدگی بتن مناسب خواهد بود. کمتر از 5% مقاومت بیش از حد را بدنبال دارد و به احتمال زیاد روی سطح تمام شده ی بتن تاثیری می گذارد (سوراخهای هوایی احتمالی.( در بیش از 15 % ومخصوصا بیش از 30 %، با یک جداشدگی قوی روبرو خواهیم بود.
-8 اریمت:(Orimet)
این روش برای تشخیص کارایی زیاد و روانی بتن تازه مخلوط شده در کارگاه ساختمانی بکار می رود. مراحل این آزمایش به شکل ساده شامل پر کردن اریمت با بتن و سپس باز کردن دریچه و اندازه گیری زمان طی شده تامرحله دیدن نور از دریچه زیرین لوله در نگاه از بالاست.
روش انجام آزمایش:
حدود 8 لیتر بتن برای آزمایش اریمت مورد نیاز است. دستگاه را روی یک سطح هموار قرار دهید. سطحداخلی آن رامرطوب نموده و دریچه خروجی را باز کنید تا آب اضافی خارج شود. دریچه را بسته و سطلی زیر آن قرار دهید. دریچه را 10 ثانیه پس از پر کردن دستگاه از بتن باز کنید تا بتن تحت وزن خود جریان یابد در این هنگام زمان سنج را بکارانداخته و زمان لازم برای تخلیه کامل بتن را ثبت نمایید. به این زمان، زمان جریان یابی اطلاق می شود. همه مراحل آزمایش باید در کمتر از 5 دقیقه انجام گیرد. زمان جریان یابی کوتاهتر نشاندهنده ی کارایی بیشتر است. به طورمعمول برای بتن خودتراکم، زمان جریان یابی 5 ثانیه یا کمتر درنظر گرفته شده است.

آزمایشات بتن سخت شده{4}
در تحقیقات انجام شده برای سه شرط عمل آوری متفاوت (شرایط عمل آوری غرقاب)، (شرایط عمل آوری محیط معمولی) و (شرایط عمل آوری محیط سولفات) نمونه های بتنی (SCC) ساخته شده و با انجام آزمایشات مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته، مقاومت گسیختگی بتن، انقباض و انبساط نمونه ها در سنین کوتاه و طولانی مدت تعیین و گزارش شده است. تصویر-1 ویژگیهای مصالح:{2}
1- سنگدانه ها : حداکثر اندازه سنگدانه به کاررفته در ا ین نوع بتن بستگ ی به کاربرد عمل ی آن دارد ولی عموما حداکثر اندازه آن به20 mm محدود می شود
. سنگدانه ها به 2 دسته تقسیم می شوند:
* ماسه: تمامی ماسه ها ی متداول در تولید بتن معمولی در ا ین صنعت نیز به کار می رود. هر دو نوع ماسه شکسته و یا گرد گوشه اعم از سلیسی و یا آهکی می تواند مورد استفاده قرار گیرد. ذرات ریزتر از. 0.125 mm که به عنوان" پودر" تلقی می شوند برخواص روانی S.C.C بسیار موثر بوده و به منظور تولید بتن یکنواخت، رطوبت آن باید دقیقا کنترل شود . حداقل میزان ریزدانه ها) از ما سه تا موا دچسباننده پودری(به منظور جلوگیری از جداشدگی دانه بندی ضروری است.
* شن( درشت دانه ها): تمامی انواع درشت دانه در ا ینجا به کار می رود ولی حداکثر اندازه معمولی دانه ها 16-20) ) میلی متر می باشد . به هر حال سنگدانه ها ی تا حدود40 mm نیز می تواند در S.C.C به کار رود.
استفاده از سنگدانه ها ی شکسته سبب افزا یش مقاومت S.C.C (بدلیل افزا یش قفل و بست بین ذرات) می شود در حالیکه سنگدانه ها ی گرد گوشه بدلیل کاهش اصطکاک داخل ی روانی آن را اصلاح می کنند. استفاده از دانه بند ی گسسته بطور معمول به دلیل کاهش اصطکاک داخلی و افزایش روانی نسبت به دانه بندی پیوسته مطلوب تر می باشد
2- سیمان : به طور کلی تمامی انواع سیمان های استاندارد می تواند در S.C.C 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- 450) کیلوگرم بر متر مکعب می باشد. میزان بیشتر از500 kg/m3 می تواند سبب افزایش خطر جمع شدگی شود. می زان کمتر از 350 kg/m3 نیز فقط در صورتی قابل قبول می باشد که به همراه مواد پزولانی، خاکسترهای بادی، دوده سیلیسی و… بکاررود حضور بیش از% 10 میزان C3A (تری کلسیم آلومینات) در سیمان می تواند سبب کاهش نگهداشت کارا یی بتن گردد. C3A) اکسیدی درسیمان است که خودبه خود در مراحل تولید سیمان ایجاد شده و عامل اصلی حمله سولفاتها می باشد) .
3- مواد مضاف : مصالح بسیار ریزغیرآلی هستند که به منظور بهبود و یا ا یجاد خواص مشخص در بتن به آن افزوده می شوند و بر اساس عملکرد خود به 2 دسته تقسیم می شوند:
مواد مضاف نیمه فعال( نوعI ): شامل ریزدانه ها و رنگدانه ها می باشد
مواد مضاف فعال) نوع ( II: شامل خاکستر بادی، دوده سیلیسی و…
بدلیل خواص و یژه S.C.C استفاده ازهر 2 نوع ماده مضاف به منظور بهبود کارا یی ضروری است . از طرف ی استفاده از مواد مضاف باعث کاهش حرارت هیدراتاسیون می شود مواد مضاف نوع II می تواند عملکرد دراز مدت بتن را بهبود بخشد.
مواد مضاف عمومی مورد استفاده عبارتند از:
. پودر سنگ ‚ دوده سیلیسی ‚ رنگدانه ها ‚ خاکسترهای بادی ‚ پر کننده های شیشه ای ‚ سرباره های دانه ای غیر کریستالی کوره ذوب آهن
4- فیبر: فیبرهای را یج مصرفی عموما پلیمری یا فلزی می باشند .نحوه کاربرد آن در S.C.C همانند بتن معمولی است. فیبرهای فلزی به منظور افزایش مقاومت مکانیکی بتن مانند افزایش مقاومت " خمشی" و یا" سختی" به کارمی رود. فیبرهای پلیمری ممکن است به منظور کاهش جداشدگی دانه بندی و کاهش انقباض خمیری و یا به منظور افزا یش مقاومت در برابر آتش به کار روند. به طور کلی فیبرهای بسیار ریز مصنوعی ممکن است مانع از روانی بتن شوند لذا مقدار آن نباید از1کیلو گرم بر متر مکعب تجاوز کند.
5- مواد افزودن ی: موادی هستند که به منظور ا یجاد و یا بهبود خواص مشخصی به بتن تازه و یا سخت شده در حین ساخت بتن به آن افزوده می شو ند. استفاده از فوق روان کننده ها برا ی تولید S.C.C به منظورایجاد کارایی لازم ، ضروری می باشد. از انواع دیگر مواد افزودنی می توان به عامل اصلاح لزجت (V.M.A) به منظور اصلاح پا یداری ، مواد افزودنی حباب زا (A.E.A) به منظور بهبود مقاومت در برابر یخ زدگی و آب شدن،کندگیر کننده ها به منظور کنترل گیرش و … اشاره نمود.استفاده از V.M.A در حضور پودرها امکا ن جداشدگی دانه بندی را کاهش داده و مخلوط را یکنواخت تر می کند ولی در استفاده ازآن با ید 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 دهد.
6- آب مخلوط: مطابق استاندارد بتن های معمولی به کار می رود.

مزایای استفاده از بتن خودمتراکم:{4}
مهمترین مزایای بتن SCC عبارتند از :
1- کاهش دوره ساخت سازه بتن.
۲- اطمینان از تراکم بخصوص در مقاطعی که کاربرد لرزاننده دشوار است.
** دیگر مزایای استفاده از بتن SCC عبارتند از:
۱- پوشش سطحی بتن بهتر
۲- جایگیری راحتر
۳- دوام بهتر
۴- قدرت آزادی بیشتر در طراحی سازمان
۵- ساخت بخشهای ناز کتر به وسیله بتن
۶- کاهش آلودگی صدا ناشی از ویبره
۷- صرف انرژی کمتر
۸- محیط کار امن تر
۹- کاهش نیروی انسانی در نتیجه کاهش هزینه
طبق تحقیقات انجام شده در سوئد حدود ۵۰ درصد هزینه بتن ریزی به صورت معمولی، هزینه مربوط به نیروی انسانی است لذا با استفاده از بتن SCC علیرغم این که به کاربردن هزینه مصالح جهت ساخت بتن افزایش می یابد
اما در هزینه های نیروی انسانی کاهش بسزایی را داریم.
در واقع از نیروی انسانی متخصص کارآمد ولی در میزان کمتر در این نحوه بتن ریزی نیاز میباشد صرفه جویی در هزینه نیروی انسانی بیشتر از هزینه های خرید مصالح می باشد.

خصوصیات بتن SCC{4}
قابلیت پراکنندگی :(filling ability) یکی از ویژگیهای بتن SCC پرکردن و جای گرفتن آسان در لابه لای آرماتوربندی سازه به وسیله وزن خود است.
قابلیت گذردهی :(passing ability) یکی از ویژگیهای بتن SCC قابلیت گذردهی است یعنی؛ در بین تنگناها مانند فضای بین در آرماتور بدون جداشدگی و گرفتگی به راحتی عبور م یکند
پایداری:(stability) خاصیت پایداری و حفظ همگن در طول حمل و نقل و بت نریزی را گویند.
کارایی:(workability) منظور جایگیری به طور آسان در مکان مورد نظر و متراکم شدن تحت وزن خود.

مواد تشکیل دهنده بتن خودمتراکم:{2}
1- افزودنی ها
پتانسیل کاهش هزینه های سیمان و به طور کلی کاهش هزینه های نیروی انسانی و انرژی جهت تولید بتن عامل اصلی حمایت در تولید و توسعه افزودنی هاست.
2 -فوق روانکننده ها
در تولید بتن بدون انرژی ترکیبی از افزودنی های فوق روان کننده که دارای خاصیت جانبی افزایش مقاومت زودرس و افزایش دوام می باشد. مصرف افزودن یهای شیمیایی فو ق روا نکننده بر پایه پل یکربوکلسیک اتو PCE) ) و افزودنی اصلاح کننده قوام( نوبت(VWA جهت تولید بتن خودمتراکم به کار می رود. از آنجایی که ساخت افزودنی های شیمیایی برمبنای PCE جهت کاربردهای خاص و مختلف بسیار مناسب می باشد، توسعه افزودنی نوین با خاصیت مقاوم دهی زودرس برای مخلوطهای بتن خودمتراکم را امکان پذیر نموده است.
* فوق روا نکننده های) VMA میزان درجه ویسکوزیته) در همگن و عدم جداشدگی نقش مهمی ایفا می کند.
*فوق روا نکننده های هوازا(AEA) برای بهبود در مقابل سیلک های ذوب یخ و کارایی دیرگیرکننده و برای کنترل گیرندگی و . . .
*فوق روا نکننده های MRWR (روا نکنند ههایی که کاهنده آب در میزان متوسط را دارا هستند.)
و قابلی تهایی جانبی به بتن م یدهند نظیر:
۱- قابلیت پرداخت افزایش م یدهد (Flatwork)
۲- قابلیت پمپاژ
۳- استقرار بدون ویبره
ویژگیهای افزودنیهای MRWR ویژگیهای گیرایی کنترل شده، کارایی عالی، کارپذیری، قابلیت پمپاژ، پرداخت
افزایش یافته، مقاوم تدهی لولیه و نهایی افزایش یافته، حفظ یکپارچگی و . . . م یباشد.
لازم به ذکر است نقش روان کننده ها در طرح اختلاط آن است که باعث جدایی دانه های سیمان از یکدیگرمی شوند که سبب می شود دانه های سیمان به صورت گسترده در بتن در حال میکس پخش شوند و روان کننده ها از این طریق باعث کم کردن نسبت آب به سیمان شده نه آن که اصطکاک بین سنگ دانه ها با هم می شوند، فوق روانکننده ها اگر از میزان ماکسیمم بیشتر استفاده شوند باعث می شود چسبندگی در بتن از بین برود وباعث عدم گیرایی می شوند.
3- پودرسنگ
پودرسنگ آهک، دولمیت، گرانیت خردشده ریز که میزان اندازه آنها ریزترازاندازه ماسه ها D< 0.125 می باشد و در قسمت پراکنده ها قرار گرفته و فواید زیادی از جمله پرکردن منافذ خالی و در دوام و مقاومت ایفا می شود و در بتن خود متراکم نقش اساسی ایفا میکنند.
پودرسنگ دولومیت دوام بتن را در مقابل واکنش های قلیایی کربنا تها افزایش می دهد.
4- خاکستر بادی
ماده ای است غیرآلی با خصوصیات پوزولانی که تاثیر زیادی در بهبود خواص بتن همانند پایداری را داراست.
5- میکروسیلیس
میکروسیلیس در بتن SCC باعث سیالیت بالای بتن شده و دوام بتن را نیز افزایش می دهد و نقش های مهمی در چسبندگی و پراکندگی در توسعه بتن با عملکرد بالا دارد میکروسیلیس دارای حدود ۹۰ درصد دی اکسید سیلیس می باشد.
6- نانوسیلیس
محلول نانوسیلیس دی اکسید سیلیس ( SiO2) است که اندازه ذرات آن در ابعاد نانومتری می باشد محلول نانوسیلیس متشکل از ذراتی است گلوله ای متشکل که با قطر کمتر از nm۱۰۰ یا به صورت ذرات خشک پودر یا به صورت معلق در مایع محلول قابل انتشار می باشد.
محصول نانوسیلیس یکی از محصولات شیمیایی جدید می باشد. نانو سیلیس معلق کاربردهایی چندمنظوره از خود نشان میدهد. مانند: خاصیت ضد سایش ، خاصیت ضد لغزش، ضد حریق، ضد انعکاس سطوح اجزاء شکل.
آزمایشاتی در زمینه تفاوت میکروسیلیس و نانوسیلیس صورت گرفته است. که واکنش محلول سیلیس با
هیدروکسید کلسیم در مقایسه با میکروسیلیکا بسیار سریعتر انجام گرفته و مقدار بسیار کم این مواد همان تاثیر
پوزولانی مقدار بسیاری میکروسیلیکا را در سنین اولیه دارا می باشد. این خاصیت ماده به دلیل ریز بودن ذرات محلول نانوسیلیس معلق می باشد.
گروت نانوسیلیکا در مقایسه با میکروسیلیکا هیچ جداشدگی و آب اندازی از خود نشان نمی دهد
7- سنگدانه ها
ماسه تمامی ماسه هایی که دربتن معمولی استفاده می شود در بتن خود متراکم هم کاربرد دارد. کمترین اندازه سنگدانه ها mm۱۲۵/۰ می باشد و ریزتر از این مقدار را به عنوان پودر استفاده می شود که در روانی بتن خود متراکم بسیار مهم است و کاربرد فراوانی دارد.
اندازه ماکزیمم معمول سنگدانه ها در بتن SCC بین nm۲۰-۱۶ می باشد. اگرچه اجزایی که تا nm ۴۰نیز می باشد در بتن SCC استفاده شده اند (میزان درجه غلظت در این قسمت بسیار مهم است) درباره خصوصیت انواع سنگدانه ها، سنگدانه های گوشه دار باعث بهبود مقاومت می شوند، زیرا قسمتهای گوشه دار با هم اتصال برقرار می کنند.
سنگدانه های گردگوشه روانی بتن را بهبود می بخشد زیرا اصطکاک درونی کاهش می یابد، فاصله درجه بندی بین سنگدانه ها غالباً بهتر از درجه بندی پیوسته در سنگدانه ها ست. زیرا تجربه نشان داده است که این عمل باعث افزایش اصطکاک درونی وتقلیل افتادگی می شود.
معمولاً قطر سنگدانه های درشت nm) ۴(D> می شود وقتی درصد حجم سنگدانه های درشت، زیادتر از حد می شود برخورد بین سنگدانه ها و اجزای تشکیل دهنده بیشتر می شود و ریسک در بلوکه شدن بیشتر می شود در واقع هنگامی که بین فضاها عبور می کند. باید ماکزیمم اندازه سنگدانه کاهش داده، افزایش نسبت سنگدانه های درشت میزان سنگدانه های گردگوشه را نسبت به سنگدانه های گوشه دار بیشتر استفاده کرد. ماسه بین nm۱۶۲/۰ تا nm۴ می باشد.

بررسی آزمایشهای :SCC{4}
1- آزمایش ها
پیش از آغاز اختلاط بتن کلیه اجزاء تشکیل دهنده SCC باید تحت آزمایشهای لازم قرار گرفته و نتایج بدست آمده با حدود و استانداردهایی که در آیی ننام ههای مربوط به هر ماده قابل دسترسی است، کنترل شود.
برای تعیین اینکه بتن اساساً خود تراکم است یا خیر و پس از اثبات خودتراکمی، اینکه بتن از لحاظ تغییر شکل پذیری، لزجت و پرکنندگی دروضعیت مطلوبی بسر می برد، باید آزمایشهای مخصوصی برای SCC درنظر گرفت.هیچ روشی به تنهایی یا ترکیبی از روشها نمی تواند بطور جامع خواص SCC را پوشش دهد و هریک توابع خاص خود را دارد. به بیانی دیگر هیچ روش آزمایشی به تنهایی یافت نشده که تمام جنبه های کارآیی مناسب را تایید نماید. پس هر طرح اختلاط باید با بیش از یک روش آزمایش کنترل شود تا پارامترهای مختلف کارآیی مورد بررسی قرار گیرد. روشهای مختلف پیشنهادی آزمایش SCC در جدول زیر آورده شده است.
جدول- 2 روش های سنجش خواص کارایی scc

2- ترکیب آزمایشها
کیفیت SCC در هر دو مرحله آزمایشگاه و سایت باید توسط آزمایشات لازم کنترل گردد. ترکیبی مناسب از
روشهای آزمایش میتواند کارآیی بتن تولیدی را بررسی نماید. برای مثال ترکیب آزمایش جریان اسلامپ و قیف V یا ترکیب آزمایش جریان اسلامپ و حلقه )) .Jدر صورت استفاده از موادی با کیفیت یک دست، یک آزمایش که بوسیله ی تکنسین ورزیده و با تجربه انجام شود، کافی خواهد بود)).
جدول-3 ترکیب های پیشنهادی آزمایش ها

3- ضوابط پذیرش آزمایش ها
شرایط و حدود مشخص شده برای نتایج آزمایشها چه در زمان تولید و چه در زمان اجرا باید در محدوده ی استاندارد قرار گیرد. برای مثال تغییر کارآیی در زمان حمل و نقل باید در محاسبات طرح اختلاط لحاظ شود. اصل یترین ضوابط پذیرش برای بتن خود تراکم با دانه هایی کوچکتر از 20 میلیمتر در جدول 3 آورده شده است.
شرایطی که در مقابل هر آزمایش آورده شده است، براساس اطلاعات و علم جاری و موجود و تجربه بنا نهاده شده است. پیشرفته ای آینده ممکن است به شرایط و ضوابط متفاوتی ختم شود. مقادیری هم که خارج از این حدود باشند هم ممکن است مورد پذیرش قرار گیرند و این در صورتی است که سازنده بتواند کارایی رضایت بخش آن را در شرایط ویژه اثبات نماید. مثلاً فاصله زیاد بین میلگردهای مسلح کننده، ضخامت کمتر از 500 میلیمتر در لایه ها، فاصله کوتاه محل جریان یابی از نقطه تخلیه، انسدادهای بسیار کوچک برای عبورکردن در قالب، شکل ساده طرح قالب بندی و غیره

جدول -4 شرایط ضوابط پذیرش برای بتن خود تراکم

* طرح اختلاط: {1}
* طرح اولیه اختلاط
طرح اختلاط SCC را باید به نحوی تنظیم نمود که تمام خواص و ویژگیهای بتن تازه و سخت شده را برآورده نماید. یک طرح اختلاط زمانی م یتواند جزء گروه بتن خودتراکم طبق هبندی شود که هر سه فاکتور زیر را بطور کامل تامین نماید.
– توانایی پرکنندگی
– قابلیت گذر از میان موانع
– مقاومت در برابر جداشدگی
چنانچه طرح اختلاط براساس واحد حجم محاسبه گردد مفیدتر خواهد بود تا براساس جرم. هنوز هیچ طرح اختلاط ثابت و کاملی برای بتن خود تراکم ارائه نشده است و همه ترکیبات و نسبتهای اختلاط به صورت نسبی و تجربی بدست آمده است که توصیه گردید.
مراتب دستیابی به یک طرح اختلاط مناسب با طرح نسبتهای اختلاط اولیه براساس حدود تجربی بدست آمده آغاز شده و با بررسی ویژگیهای حاصل به اصلاح نسبتهای اولیه ختم می شود.
حدود شاخص های SCC به قرار زیر است:
1- نسبت حجمی پودرو آب 8/0 تا 1/1
2- محتوای پودری 160 تا 240 لیتر(400 تا 600 کیلوگرم) به ازاء هر مترمکعب
3- مقدار درشت دانه بطور معمول 28 تا 35 درصد حجمی از مخلوط
4- نسبت آب به سیمان براساس شرایط EN 206 انتخاب شود. در نهایت محتوای آب نباید از 200lit/m3 تجاوز کند.
مقدار سنگدانه ها بطور کلی باید حجم دیگر اجزاء اصلی را به تعادل برساند. این امر به منظور دستیابی به ویژگیهای مشخص شده ی SCC در حالت تازه با وجود دگرگونی های پیش بینی نشده در کیفیت مواد خام می باشد. اختلاف در مقدار رطوبت سنگدانه ها نسبت به اسلوب طرح اختلاط قابل انتظار و در حدود مشخص شده مجاز است.
طبیعتاً لزجت و تغییر شکل پذیری حاصل از افزودنی های بتن وسیله ای مناسب برای جبران نوسانات ناشی از اختلاف دانه بندی و مقدار رطوبت سنگدانه هاست.

**اصلاح طرح اختلاط اولیه
آزمایشهای لازم در محیط آزمایشگاه برای بازبینی خواص نخستین ترکیب انجام می شود. تمامی شرایط از پیش تعیین شده باید تامین گردد. مخلوط باید در اندازه ی طبیعی در محل کارگاه آزمایش شود. در صورتی که عملکرد رضای تبخش بدست نیاید، باید بصورت بنیادی به طراحی مجدد پرداخت. بسته به مشکلات آشکار شده، دور ههای اصلاحی زیر م یتواند به طرح اختصاص یابد:
1- استفاده از افزودن ی یا نوعی دیگر از پرکننده (در صورت در دسترس بودن)
2- بازبینی خواص شن و ماسه
3- استفاده از یک عامل اصلاح لزجت
4- استفاده از نوع دیگری از فوق روان کننده که با مصالح محلی سازگارتر باشد
5- تنظیم نسبت افزودن یها به منظور اصلاح مقدار آب و براساس آن اصلاح محتوای پودری

* افت یا انقباض خودبخود(Autogenous shinkage):{1}
یکی از پدیده هایی که در بتن شاهد آن میگردد افت یا انقباض خودبخودی بتن است که موجب ترک خوردگی بتن در سن جوانی آن( چندروز اول) می گردد . روند شکل گیری این افت بدین صورت می باشد:
پس از طی دوران سکون در طول 24 ساعت اول که موجب شکل گیری آثار دیرهنگام فوق روان کننده روی هیدراتاسیون سیمان می شود، بتن شروع به افت (انقباض) می کند. این انقباض در اثرجمع شدن دونوع تغییرشکل متضاد است :
-1 افت شیمیایی بدلیل هیدراتاسیون سیمان
-2 انبساط دمایی بدلیل افزایش دما در بتن
پس از گذشت چند ساعت، انبساط دمایی چیره می شود که حاصل آن انبساط ناچیزی است . از این پس دما در بتن کاهش می یابد. در همین زمان انقباض شیمیایی ادامه می یابد . انقباض بدلیل کاهش دما وافت شیمیایی پیشی می گیرد وبتن مجددا کوچک می شود

* خزش (creep):{1}
به دلیل محتوای زیاد پودری،SCC ، ممکن است افت پلاستیکی یا خزش بیشتری را نسبت به بتن معمولی از خود نشان دهد. بنابراین، مسئله خزش باید در طول طراحی درنظر گرفته شود. خزش از مسائل پراهمیت در اعضاء سازه های بتنی است که نادیده گرفتن آن اثرات مخربی را به همراه دارد.اطلاعات رایج پیرامون خزش SCC محدود بوده و تحقیقات وسیعتری را می طلبد.

بررسی رفتار خمشی تیرهای ساخته شده از بتن خود متراکم:{3}
برنامه آزمایشگاهی
-1مصالح مصرفی
در این تحقیق 4 تیر بتن مسلح با ابعاد یکسان مورد آزمایش قرار گرفت. طول کلیه این تیرها 190 سانتیمتر در نظر گرفته شد که بر روی تکیه گا ههایی با دهانه 180 سانتیمتر(L=180cm) مورد بارگذاری و آزمایش قرار گرفتند. عرض مقطع این تیرها 12 سانتیمتر(b =12cm) ، ارتفاع مقطع 20 سانتیمتر (h =20cm) و عمق موثر 16 سانتیمتر (d =16cm) میباشد مشخصات و مقاومت تسلیحات به کار رفته در تیرها در جدول زیر نشان داده شده است.

جدول-5 مشخصات و مقاومت تسلیحات بکار رفته در تیرها

مقادیر اجزاء مخلوط بتن SCC به کار رفته در ساخت تیرها و نتایج آزمایشهای بتن تازه به ترتیب در جداول (* و ** ) آمده است.
جدول-6 * مقادیر اجزاء مخلوط بتن خود تراکم ((scc بکار رفته در ساخت تیرها

جدول-7 ** مقادیر متوسط نتایج آزمایشات بتن خود تراکم (scc) تازه

مشخصات هندسی یکسان تیرها نسبت به بارهای وارده و نیز نحوه آرایش میلگردها برای هرکدام از آنها در شکل زیر نشان داده شده است. عدد نشان داده شده بعد ازحرف F بیانگر قطر میلگرد طولی بکار رفته می باشد
جدول-8 مشخصات تیرهای مورد آزمایش

2 – چگونگی آزمایش تیرها
آزمایش کلیه تیرها پس از گذشت 28 روز از تاریخ بتن ریزی انجام گرفت. قبل از اعمال بار بر روی تیرها،برای مشخص شدن مسیر ترکها که بر اثر اعمال بار به وجود می آیند، سطح تیر با رنگ سفید پوشانده شد و پس از آن محل دقیق اعمال بار، محل تکیه گاهها، محل قرارگیری خیز سنج در مرکز تیر و نقاط مربوط به سنجش کرنشها به طور دقیق تعیین و علامتگذاری شدند. پس از علامتگذاری نقاط موردنظر برای سنجش کرنش در ارتفاع تیر، برروی نقاط مربوطه دکمه های مورد نیاز برای دستگاه کرنش سنج، با چسب سنگ چسبانده می شود. شکل( 8( مدل تیر مورد آزمایش را همراه با موقعیت اعمال بار )دو بار متمرکز به فاصله یک سوم طول دهانه) و دکمه های سنجش کرنش نشان می دهد. کرنش سنج D دقیقاً در وسط دهانه تیر و با تقریب خوبی در آخرین تار کششی و کرنش سنج A دقیقاً در وسط دهانه تیر و با تقریب خوبی درآخرین تار فشاری قرار گرفت. دلیل استفاده از این مناطق بررسی رفتار قسمت کششی و فشاری تیر براساس کرنش و بار وارده می باشد.

شکل- 8- نمایش نحوه اعمال نیرو و موقعیت کرنش سنج ها

پس از قرار دادن تیر بر روی تکیه گاهها، از موقعیت صحیح تکیه گاه ها و محل اعمال بار و تراز بودن تیر وتکیه گاهها اطمینان حاصل می شود . تصویر (2)طرح کلی دستگاه بارگذاری که قرائت بار و خیز توسط کامپیوتر قرائت میشود را همراه با دستگاه کرنش سنج نشان می دهد.

تصویر (2)- دستگاه انجام آزمایش

ارزیابی نتایج آزمایش:{3}
-1 بررسی سختی و تغییر مکان تیرها
برای بررسی سختی و تغییر مکان تیرها، منحنی بار – خیز تیرها درنمودار (1) نشان داده شده است. همانطوری که افزایش میزان میلگرد طولی نیز مانند بتن های SCC در این شکل دیده میشود ، در تیرهای ساخته شده از بتن دیگر سبب افزایش شیب منحنی ها گردید که این امر نشان دهنده افزایش سختی و کاهش تغییر مکان ها در تیر دارای میلگرد کششی بیشتر می باشد.
نمودار-1 بار خیزهای 2F14 . F12 . F16 . F8

-2 نمودار بار – کرنش فشاری A
در این بخش منحنی های بار- کرنش A را که تقریبا در آخرین تار ناحیه فشاری در وسط دهانه تیر قرار دارد مطابق شکل قبل بررسی می شوند. لازم به ذکر است که دلیل استفاده از این منطقه برای سنجش میزان کرنش،بدلیل بحران یتر بودن آن و همچنین کنترل کرنش نهایی بتن و مقایسه آن با کرنش نهایی پیشنهادی آیین نامه بتن ایران( آبا) می باشد. با مقایسه نمودار ) 2(، با توجه به شرایط کاملا یکسان مقاومت بتن برای کلیه تیرها مشخص می شود که افزایش میلگرد طولی کششی سبب کاهش کرنش منفی گردیده است.
نمودار- 2 – نموداربار- کرنش فشاری (A) در تیرهای F8 . F16 . F12 . 2F14

-3 نمودار بار – کرنش خمشی D
نمودار3، منحنی های بار – کرنش D را که در ناحیه کششی در روی آخرین تار کششی در وسط دهانه تیر مطابق نمودار (2) قرار دارد نشان می دهد. دلیل استفاده از این منطقه ، بررسی رفتار قسمت کششی تیر براساس کرنش کششی و بار وارده می باشد. همانطوری که در نمودار((3 مشاهده میشود، کلیه تیرهای این نمودار تا قبل از اولین ترک رفتار خطی و بعد از شکل گیری ترکها رفتار غیر خطی دارند و با افزایش بار، شیب منحنی در بارهای نزدیک به بار گسیختگی کاهش می یابد که این امر به دلیل تسلیم شد ن میلگرد کششی می باشد که بعد به صورت ناگهانی افزایش می یابد. نکته دیگر اینکه تا D از جاری شدن با افزایش ناچیز بار، کرنشهای کششی قبل از تشکیل اولین ترک ، نمودارها به هم نزدیک تر بود که این نزدیکی در تیرها با فولاد کششی بالاترمحسوس تر می باشد و بعد از آن یک انحناء قابل توجه به دلیل بروز اولین ترک خ مشی در وسط تیر در نمودار بوجود می آید.
نمودار3- نمودار بار- کرنش در ناحیه فولاد کششی (D)در تیرهایF8 . F16 . F12 . 2F14

4 – بررسی ترک خوردگی و الگوی ترکها
نتایج آزمایشها درمورد نحوه ترک خوردگی تیرها نشان می دهد که با افزایش فولاد کششی تعداد بیشتری ترک برشی- خمشی در حالت نهایی به وجود خواهد آمد ، در کلیه تیرها به جهت عملکرد خاموتها در کنترل ترک و نیز به دلیل کمتر بودن فولاد خمشی از فولاد حداکثر مقطع ، شکست از ناحیه جاری شدن فولاد بوده است. اشکال مربوط با الگوی ترک خوردگی مربوط به این تیرها در تصویر( 3) آمده است.
تصویر3- نحوه آزمایش و ترک خوردگی تیرهایF8 . F16 . F12 . 2F14

-5 مقایسه لنگر تجربی نهایی با مقادیر محاسباتی براساس آیین نامه بتن ایران)آبا):{3}
مقادیر لنگر تجربی و تئوری و هم چنین مد های شکست و درصد افزایش بار طراحی در جدول ( 9) آمده است.آیین نامه بتن ایران در مورد طراحی بتن خود تحکیم مسکوت می ب اشد ولی با توجه به درصد افزایش بار بدست آمده می توان نتیجه گرفت که برای طراحی حالت نهایی در مقابل خمش می توان از آیین نامه بتن ایران بدون هیچ گونه تغییری در مورد بتن خود تحکیم استفاده کرد.
جدول9- لنگر تئوری و تجربی تیرهای مورد آزمایش قرار گرفته

* نتیجه گیری:
کاربرد تکنولوژی بتن خود متراکم به لحاظ ملاحظات اقتصادی و سهولت اجرائی ارجحیت دارد . بدلیل عدم نیاز به ویبره و به سبب روانی زیاد استفاده از آن می تواند ضعف سازه های بتنی را در ایران که تا حدود زیادی متاثر از عدم ویبره مناسب )بخصوص در تراکم شدید آرماتور ) و غیر یکنواختی بتن است کاهش دهد ولی باید در استفاده از آن ملاحظات خاصی را به کاربرد تمامی فرمولها و پارامترهای مورد استفاده در ساخت و طراحی سازه های بتن آرمه در اینجا نیز عینا به کار می رود.

* منابع:
1- بررسی خواص بتن خود تراکم(SCC)
(یازدهمین کنفرانس دانشجویان عمران سراسر کشور CESC 2004 – دانشگاه هرمزگان – )
(Self Compacting Concrete) 2- بتن خود متراکم(مولف:هرمز فامیلی – دانشکده عمران دانشگاه علم و صنعت ایران)
3 – بررسی رفتار خمشی تیرهای ساخته شده از بتن خود متراکم
(مرتضی حسینعلی بیگی، استادیار دانشکده فنی و مهندسی بابل، دانشگاه مازندران
جواد واثقی امیری، استادیار دانشکده فنی و مهندسی بابل، دانشگاه مازندران
پیام شفیق، عضو هیئت علمی موسسه آموزش عالی شمال – آمل
رضا مولوی، کارشناسی ارشد عمران – سازه دانشگاه علوم و فنون بابل، مازندران)
4- ویژگی های بتن خود تراکم( SCC) و جنبه های کاربردی آن (دومین کنفرانس بین المللی بتن و توسعه 10-12 اردیبهشت 1384 تهران – ایران)

1