1
بتن خود تراکم SCC
مشخصات اصلی که هر بتن باید داشته باشد عبارتند از :
الف- وقتی که بتن تازه تهیه شده و خمیری است: کارایی خوب داشته باشد، راحت ریخته و جا داده شود بدون اینکه سنگدانه های ریز و درشت از هم و از دوغاب سیمان جدا شوند، گوشه و زوایای قالب را پر کند و میلگردهای آرماتور را (در صورت وجود) احاطه نماید.
ب- پس از گرفتن و سخت شدن: مقاومت لازم را داشته باشد، جمع شدگی آن کم باشد، و . .
ج- مشخصه های خود را در طول عمر مفید پیش بینی شده، در حد مطلوب حفظ نماید.
هر بتنی که یکی یا تعدادی از این مشخصه ها را داشته باشد " بتن توانمند " یا " بتن با عملکرد ممتاز " یا اگر این مشخصه ها در سطح بسیار عالی باشند، " ابر بتن " نامیده می شود.
بتن خود تراکم " یکی از انواع بسیار جالب بتن های توانمند است که در بدو امر برای کاربرد در قطعات بتن آرمه پر آرماتور ابداع و ساخته شد و امروزه کاربرد این نوع بتن یکی از مشکلات عمده اجرای کارهای بتنی در محیط های شهری را حل می کند که عبارت از آلودگی صوتی ناشی از کاربرد ویبراتور برای لرزاندن و بتن ریزی است. این آلودگی صوتی، کاربرد شبانه بتن در محیط های شهری را غیر عملی می سازد ولی با کاربرد بتن خود تراکم، دیگر نیازی به لرزاندن بتن نیست و می توان کارهای اجرایی را در مدت شب نیز ادامه داد. امروزه در برخی از کشورها به منظور برجسته کردن این مشخصه بتن خود تراکم، به آن نام " بتن بی صدا " داده اند.
یکی از نکات مهم در اجرای صحیح سازه های بتنی تراکم کامل بتن و جا گیری مناسب آن در قالب می باشد . این مساله در مورد المان هایی همچون دیوار برشی و ستون که در آنها فشردگی آرماتور 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 ناهمگن در نقاط مختلف سازه و در نتیجه مقاومت فشاری متفاوت در مقاطع مختلف سازه · گیر کردن شیلنگ ویبره بین آرماتورها در حین اجرا · کرمو شدن بعضی مناطق به علت غیرقابل دسترس بودن · کرمو شدن نقاطی از سطح بتن به علت ویبره بیش از حد و فرار شیره بتن به موارد فوق باید آلودگی صوتی و خطرات جانی عملیات ویبره در مورد دیوارها و ستونهای بتنی را نیز افزود
در حال حاضر فرهنگ متعارف مهندسی بتن در کشور، استفاده از بتن با اسلامپ زیاد را قابل قبول نمی داند و دلیل این است که معمولاً چنانچه روانی بتن زیاد باشد، این افزایش به دلیل استفاده از آب زیاد (بیش از آنچه در طرح اختلاط پیش بینی شده است) و یا استفاده از افزودنی ها با درصد زیاد ایجاد شده است، که در هر دو صورت، بتن از حیث مقاومت و ژئولوژی بتن تازه با مشکل روبرو است. بتن خود تراکم که برای حل مشکلات ناشی از تراکم در بتن ریزی توسعه یافته است، در عین کارایی و روانی زیاد، دارای مقاومت کافی در برابر جداشدگی و آب انداختگی است و مشخصات مکانیکی آن نیز در حالت حداقل برابر بتن سنتی می باشد.
با توسعه روز افزون سازه های بتنی و با تاکید بر مقاومت و دوام آن از یک سو و کمبود یا نبود کارگران ماهر از سویی دیگر و گسترش صنایع پیش ساخته بتنی در دنیا موجب گردید که بتنی طراحی شود که برای تراکم و تحکیم خود نیازی به عمل لرزاندن در جریان بتن ریزی نداشته باشد. ساخت این نوع بتن با استفاده از افزودنی های شیمیایی (فوق روان سازه های نسل جدید) و معدنی امکان پذیر شده است.
استفاده از بتن خود تراکم از اواخر دهه 80 میلادی در کشور ژاپن آغاز شد و سپس در کشورهای دیگر گسترش یافت. امروزه در کشورهای پیشرفته بتن خود تراکم در زمره بتن های متداول و رایج محسوب می شود. وجود هوای تصادفی ناشی از عدم تراکم کافی موجب ضعف مشخصات مکانیکی بتن می شود به طوری که هر یک درصد هوا تقریباً پنج درصد افت مقاومت فشاری را به همراه دارد.
صنعت scc ابتدا در ژاپن تولید و هم اینک در بسیاری از کشورهای جهان مورد استفاده، آزمایش و برر سی میباشد. این صنعت هم به صورت بتن درجا و هم به صورت بتن پیش ساخته کاربرد وسیعی دارد در اشکال زیر نشان داده شده.
نمودار گسترش کاربردscc در سالهای اخیر ، در ژاپن ، دلیلی بر اقتصادی بودن آن می باشد.
بتن در جا
بتن پیش ساخته
بتن پیش ساخته در طراحی
نمودار پیشرفت کاربرد scc در ژاپن
بتن خود تراکم نخست در سال 1986 توسط H.Okamura در ژاپن پیشنهاد گردید و در سال 1988 این نوع بتن در کارگاه ساخته شد و نتایج قابل قبولی را از نظر خواص فیزیکی و مکانیکی بتن ارائه داد. مقاله ای در مورد این نوع بتن توسط K.Ozawa و همکارانش در سال 1989 منتشر گردید.
تعریف P.Bartos : بتن خود تراکم بتنی است که تحت وزن خود جاری شده و بدون نیاز به هر نوع لرزاندنی به طور کامل قالب ها را پر کرده (حتی با وجود میلگردهای متراکم) و حالت همگن بودن خود را حفظ نماید.
تعریف K.Ozawa : بتن خود تراکم تازه باید خواص زیر را داشته باشد :
الف- توانائی پر کنندگی : جاری شدن بتن خود تراکم در تمام فضاهای قالب ها تحت وزن خود.
ب- توانایی عبور : امکان عبور از فواصل تنگ میلگردها و قالب ها تحت وزن خود.
ج- مقاوم در مقابل جدا شدگی : بتن خود تراکم ضمن دارا بودن خواص (الف) و (ب) باید شکل و ترکیب یکنواخت خود را در جریان حمل و بتن ریزی حفظ نماید.
مواد تشکیل دهنده بتن خود تراکم
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 دونوع ماسه شکسته و یا گرد گوشه اعم از سلیسی و یا آهکی می تواند مورد استفاده قرار گیرد . ذرات ریزتر از 125 میکرون که به عنوان " پودر" تلقی میشوند، برخواص روانی بتن خود تراکم بسیار موثر بوده و به منظور تولید بتن یکنواخت ، رطوبت آن باید دقیقاً کنترل شود. حداقل میزان ریزدانه ها (از ماسه تا مواد چسباننده پودری ) به منظور جلوگیری از جداشدگی دانه بندی از مقدار مشخصی نباید 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 داخلی روانی آن را بهبود می بخشد.
سیمان :
به طور کلی تمامی انواع سیمان های استاندارد می تواند در بتن خود تراکم 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 کیلوگرم در مترمکعب می باشد .. میزان بیشتر از 500 می تواند سبب افزایش خطر جمع شدگی شود . میزان کمتر از 350 نیز فقط در صورتی قابل قبول می باشد که به همراه مواد پوزولانی ، خاکسترهای بادی ، دوده سیلیسی و … به کار رود .
توجه شود که :
حضور بیش از 10% میزان افزودنی در سیمان می تواند سبب کاهش کارایی بتن میگردد .
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 کارایی ، 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 پودرهای دولومیتی، بدلیل واکنش های کربنات قلیایی می تواند دوام بتن را با مشکل مواجه نماید .
خاکستر بادی :
ماده ای است که از سوختن زغال سنگ حاصل می شود و دارای خصوصیات پوزولانی است که در بهبود خواص بتن خیلی موثر می باشد .
میکرو سیلیس
میکرو سیلیس در بتن خود تراکم باعث سیالیت بالای بتن شده و دوام بتن را افزایش می دهد و نقش مهمی در چسبندگی و پرکنندگی بتن با عملکرد بالا دارد. میکروسیلیس دارای حدود 90 درصد دی اکسید سیلیس می باشد .
ذکر این نکته 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 میشود.
به کاربردن خاکستر بادی امری بهینه و مفید است، در کشورهایی که به لحاظ صنعت ذوب آهن در مرحله صنعتی قراردارند ، میتوان از سرباره کارخانجات ذوب آهن استفاده نمود در کشور ما نیز 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 خود تراکم اروپایی باشیم .
مواد افزودنی :
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 میشوند. استفاده از فوق روان کننده ها برای تولید بتن خود تراکم به منظور ایجاد کارآیی مناسب، ضروری می باشد. از انواع دیگر مواد افزودنی میتوان به عامل اصلاح لزجت (V.M.A) به منظور اصلاح لزجت و مواد افزودنی حباب زا (A.E.A) به منظور بهبود مقاومت در برابر یخ زدگی و آب شدن و کندگیر کننده ها به منظورکنترل گیرش و . . . اشاره نمود .
استفاده از V.M.A 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 تاحدود 20% مصرف آب را کاهش دهند .
آب مخلوط : مطابق استاندارد بتن های معمولی به کار می رود.
طرح اختلاط
طرح اولیه اختلاط
طرح اختلاط بتن خود تراکم را باید به نحوی تنظیم نمود که تمام خواص و ویژگیهای بتن تازه و سخت شده را برآورده نماید . یک طرح اختلاط زمانی می تواند جزء گروه بتن خود تراکم طبقه بندی شود که هر سه فاکتور زیر را بطور کامل تامین نماید .
روانی
قابلیت گذر از میان موانع
مقاومت در برابر جدا شدگی
محاسبه طرح اختلاط براساس واحد حجم محاسبه بهتر از محاسبه بر اساس جرم می باشد. 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 .
مراتب دستیابی به یک طرح اختلاط مناسب، با طرح نسبتهای اختلاط اولیه براساس حدود تجربی بدست آمده، آغاز شده و با بررسی ویژگیهای حاصل اصلاح نسبتهای اولیه ختم می شود
———————————————————————
حدود شاخص های بتن خود تراکم به قرار زیر است :
· نسبت حجمی پودر به آب: 0.8 تا 1/1
· محتوای پودری: 160تا 240 لیتر (400تا600کیلوگرم) به ازای هر مترمکعب
· مقدار درشت دانه: بطور معمول 28 تا 35 درصد حجمی از مخلوط
· نسبت آّب به سیمان: می تواند هر مقدار عملی باشد ولی در نهایت محتوای آب نباید از 200 تجاوز کند .
میزان ماسه باید بیش از 50 درصد وزن کل سنگدانه ها و بیشتر از 40 درصد حجم مخلوط باشد .
خلاصه طرح اختلاط پیشنهادی اکامورا
روال طرح اختلاط اکامورا بر روی سه موضوع تکیه می کرد:
کاهش محتوی سنگدانه درشت به جهت کاهش اصطکاک، زیاد چسبندگی بین آنها، افزایش سیالیت کلی بتن.
ترتیب دادن ویسکوزیته خمیر به ترتیبی که موجب کاهش ریسک بلوکه شدن سنگدانه در هنگام ریختن بتن در میان موانع گردد.
به دلیل این که بتن معمولی با استفاده از انرژی خارجی ریخته می شود. احتیاجی به خواص روانه شناسی خاصی نمی باشد در حقیقت شدت انرژی به کار رفته در بتن خود متراکم تراکم مطابق با جبران نمودنخاصیت پلاستیک ویبره کردن م یباشد.
افت یا انقباض خودبخود 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 میگیرد وبتن مجددا کوچک می شود. خزش (creep) 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 هایبتنی است که نادیده گرفتن آن اثرات مخربی را به همراه دارد .اطلاعات رایج پیرامون خزش SCC محدود بوده و تحقیقات وسیع تری را می طلبد.
جهت بررسی خواص بتن تازه مهمترین فاکتورمطرح، روانی بتن می باشد که عموماً بوسیله آزمایش اسلامپ سنجیده می شود ولی در مورد بتن خود تراکم باید فاکتورهای بیشتری مورد بررسی قرار گیرد تا از توانایی بتن ساخته شده جهت تراکم خودکار اطمینان حاصل شود ، این پارامترها به شرح ذیل می باشد:
– روانی :
به قابلیت جریان یابی روان و آسان بتن تازه وقتی مانعی بر سر راه آن نباشد، روانی گویند این ویژگی با آزمایش جریان اسلامپ سنجیده می شود.
– توان عبور
به توانایی بتن خود تراکم در جاری شدن وعبور از بین فضای کوچک شبکه آرماتور بدون توقف یا جدا شدگی توان عبور گویند .
این ویژگی با آزمایش جعبه L سنجیده می شود .
– مقاومت در برابر جدا شدگی
به توانایی بتن خود تراکم برای یکنواخت و همگن ماندن، طی مراحل حمل و بتن ریزی گویند .
مقاومت در برابر جدا شدگی به وسیله آزمایش پایایی الک سنجیده می شود .
– لزجت (ویسکوزیته)
به خاصیتی که باعث مقاومت دربرابر جاری شدن سریع بتن می گردد گویند . بتن دارای لزجت پایین به سرعت جریان می یابد و توقف می کند ولی بتن با لزجت زیاد مدت زمان بیشتری حرکت می کند تا متوقف شود . این ویژگی بوسیله آزمایش قیف V سنجیده می شود .
مشخصات بتن خود تراکم
ویژگی ها و پارامترهای خاص بتن خود متراکم
این بتن می تواند برای ساخت هر نوع سازه با ویژگی های مطلوب دوام ، مقاومت و … به کار رود. به لحاظ مقاومت فشاری ، کششی ، مدول الاستیسیته و … با بتن های معمولی فرق نمی کند و تمامی پارامترها و فرمول های طراحی بتن معمولی اینجا نیز کاربرد دارد.بدلیل استفاده از مقادیر زیاد مواد پودری ، انقباض خمیری و خزش بیشتری را نسبت به بتن معمولی انتظار داریم لذا سرعت در شروع عملیاتcuring درscc یک امر ضروری است.
الف- کارآئی : از نظر کارآئی یک بتن خود تراکم مناسب دارای خواص زیر خواهد بود:
در حالت معمولی دارای جریان اسلامپی بیش از 600 میلی متر و بدون جدا شدگی.
حفظ روانی به مدت حداقل 90 دقیقه (در صورت نیاز).
توانائی مقاومت در شیب 3% در سطح افقی آزاد (در صورت نیاز).
قابلیت پمپ شدن در لوله ها به طول حداقل 100 متر و به مدت حداقل 90 دقیقه (در صورت نیاز).
ب- مشخصات مکانیکی : از نظر مقاومت فشاری دو محدوده زیر برای بتن خود تراکم منظور می گردد:
مقاومت فشاری 28 روزه حدود 600-250 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع.
مقاومت فشاری اولیه برای بتن های مصرفی در خانه سازی حدود 200-50 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع در 15-12 ساعت اولیه در دمای 20 درجه .
ج- دوام : از نظر دوام برای بتن خود تراکم سخت شده نکات زیر قابل ذکر است : – مقاومت در مقابل خوردگی، تهاجم سولفات ها- کلریدها و دیگر عوامل شیمیایی. – مقاومت در مقابل انجماد- ذوب مطابق استانداردها. – کاهش خطر ترک های حرارتی در مقایسه با بتن معمولی لرزانده شده.
دلایل گسترش بتن خود تراکم در دنیا
توسعه سازه های بتنی در دنیا و نیاز به بتن های با خواص ویژه
کمبود کارگران ماهر بتن ریزی به ویژه کارگران ویبره زن
افزایش سرعت اجرای سازه های بتنی در سهولت بتن ریزی
امکان بهبود کیفیت مکانیکی بتن
امکان اجرای سازه های بتنی ظریف و سنگین و انتخاب مقاطه کوچک با میلگردهای فشرده (آزادی عمل بیشتر در طراحی)
کاربردهای اجرائی ویژه با بتن خود تراکم
سازه های بتنی معماری- هنری که نیاز به ظرافت خاصی با میلگرد گذاری فشرده دارند.
پل های با دهانه های بزرگ که به دلیل طولانی بودن خط انتقال بتن اجرای آن ها با بتن معمولی امکان پذیر نمی باشد و در ضمن استفاده از بتن معمولی موجب قطورتر شدن اندازه پایه ها و نازیبایی سازه می گردد.
تونل های شهری و آبی که در آنها مسافت طولانی انتقال بتن معمولی و حفظ کیفیت و تراکم آن از مشکلات مهم اجرایی است.
ساختمان های بلند و برج ها
ستون ها و دیوارهای بلند با میلگردهای متراکم
ستون های بتن ریزی شده با پمپ
بتن ریزی بلوک های بتنی
سازه های مختلفی با استفاده از بتن خود تراکم در دنیا اجرا شده اند که به نمونه هائی از آنها در سراسر دنیا اشاره می شود . قابل ذکر است که اجرای بعضی از این پروژه ها بدون استفاده از بتن خود تراکم امکان اجرا نداشته اند .
دیواره های مخازن عظیم LNG شرکت گاز Osaka در ژاپن
حجم بتن خود تراکم مصرفی = 12000 متر مکعب ( تکمیل بتن ریزی در سال 1998 )
صرفه جویی در تعداد کارگران = حدود 67 درصد در مقایسه با بتن معمولی
صرفه جویی در مدت زمان ساخت = حدود 18 درصد در مقایسه با بتن معمولی
صرفه جویی در تعداد کارگاهها = حدود 29 درصد در مقایسه با بتن معمولی
بازار بزرگ Midsummer Place واقع در لندن – انگلستان
ستونهای بیضوی با میلگردهای خیلی تراکم به ارتفاع 8.5 – 10 متر
صرفه جویی در مدت زمان ساخت = حدود 40 درصد در مقایسه با بتن معمولی
صرفه جویی در هزینه = حدود 10 درصد در مقایسه با بتن معمولی
برج Landmark
در شهر یوکوهاما ژاپن
ستونهای 9 طبقه اول این برج با استفاده
از بتن خود تراکم اجرا شده است
( با توجه به فشردگی میلگرد ها)
تعداد ستونهای 9 طبقه = 66 ستون
مقدار بتن خود تراکم مصرفی = 885
متر مکعب
آزمایش های بتن خود تراکم
در اینجا به اختصار اشاره ای به روش انجام آزمایشات مربوط به خواص بتن خود تراکم می گردد .
آزمایش جریان اسلامپ
آزمایش جریان اسلامپ به منظور تعیین آزادی حرکت بتن خود تراکم در سطح افق به هنگام نبود مانع صورت می گیرد. اساس آزمایش بر اصولی استوار است که آزمایش اسلامپ معمولی برآن 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 جدا شدگی نیز باشد .
روش انجام آزمایش :
حدود 6 لیتر بتن مورد نیاز است . ابتدا 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 بزداید ، سپس مخروط را بصورت عمودی بالا کشیده و اجازه دهید بتن آزادانه به بیرون جریان یابد . درهمین لحظه ، زمان سنج را فعال نموده و زمانی را که طول می کشد تا بتن به قطر 500 میلیمتر پهن شود ، ثبت نمایید . این همان جریان اسلامپ T50cm است . قطر نهایی بتن پهن شده را در دو جهت عمود بر هم اندازه گیری نموده ، میانگین آنها را به عنوان قطر نهایی بتن پهن شده ثبت کنید . این اندازه جریان اسلامپ بر حسب میلیمتر است .
آزمایش جعبه U – (U BOX) 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 میلیمتر از هم قرارمی 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 و هرگونه 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 را H1
بنامید. ارتفاع بتن را در قسمت دیگر به همین روش اندازه گیری کرده و آن را H2 بنامید. اختلاف ارتفاع H2-H2 ارتفاع پرکنندگی لقب دارد. تمام آزمایش باید در 5 دقیقه انجام شود.
آزمایش حلقه
این آزمایش جهت اندازه گیری قابلیت گذرندگی بتن بکار میرود.در حلقه ی میلگردی نشان داده شده در شکل، قطر و فاصله ی میان میلگردهای اختیاری است. طبق توافقات برای آرماتورهای معمولی، برای فاصله ی میان میلگردها 3 برابر بزرگترین اندازه ی دانه ی سنگی منظور می شود. قطر حلقه ی میلگردی عمودی300 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 فاصله بین میلگردها برای عبور بتن قابل استفاده است.
روش 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 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 مشیلگردها در 4 نقطه اندازه گیری نموده و میانگین آنها را به عنوان اختلاف ارتفاع نهایی ثبت کنید.
آزمایش جعبه L
این آزمایش جریان یابی بتن و همچنین انسداد ناشی از فاصله ی میلگردها را تشریح می کند . از نتیجه ی این آزمایش ، شیب قرار گیری بتن در حالت توقف 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 وT40 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 ، فاصله بین آنها به مقدار سه برابر بزرگترین اندازه دانه ی سنگی در نظر گرفته می 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 آن را ببندید. سطح داخلی دستگاه را مرطوب نمایید و آبهای اضافی را خارج کنید قسمت عمودی دستگاه را از بتن پر کنید به مدت یک دقیقه آن را به حال خود رها کنید تا در محل خود قرار گیرد. دریچه را باز کنید تا بتن آزدانه 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 افقی را ثبت نمایید. وقتی بتن از جریان ایستاد ، مقادیر (ارتفاع بتن در انتهای قسمت افقی دستگاه ) و (ارتفاع بتن در پشت دریچه ) را اندازه گیری نمایید. H2/H1 نسبت انسداد را نشان می دهد. تمام آزمایش باید در 5 دقیقه انجام گیرد. مقادیر20T 40 T می توانند اطلاعاتی پیرامون آسانی حرکت در اختیار گذارند اما هیچ محدوده مناسبی بطور عمومی برای آنها مورد تایید قرار نگرفته است.
آزمایش پایایی الک :
برای ارزیابی مقاومت در برابر جداشدگی این آزمایش روش مناسبی 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 30 سانتی متر ریخته، روی ته الک قرار داده و مجموعه را روی ترازو قرار می دهیم . پس از دو دقیقه ملاتی که از خلال الک گذشته را وزن نموده و آن را به صورت 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 از تبخیر 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 از 2 لیتر یا kg 2/0 kg8/4 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 ومدام روی الک بریزد. ظرف خالی را وزن کنید و وزن بتن خالص ریخته شده روی الک را محاسبه نمایید ( m) اجازه دهید تا ملات در یک دوره 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 میدهد.
برای درصد جداشدگی 5 تا 15 درصد وزنی از کل نمونه ، مقاومت در برابر 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 تاثیر می گذارد (سوراخهای هوایی احتمالی). در بیش از 15% و مخصوصاً بیش از 30% ، با یک جداشدگی قوی روبرو خواهیم بود.
آزمایش قیف v :
این آزمایش به منظور اندازه گیری قابلیت پرکنندگی بتن با حداکثر اندازه ی دانه ی20 میلیمتر بکار می 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 بطور محسوسی افزایش می یابد .
روش انجام آزمایش V T5minute :
سطح داخلی دستگاه را 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 بازکردن درب، زمان سنج را فعال نموده و زمان تخلیه ی کامل را ثبت نمایید . این زمان ، همان V5min خواهد بود. برای بتن خود تراکم زمان 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 .
در مورد بتن خود تراکم آزمایش های دیگری نیز وجود دارند که بدلیل وقت کم فقط اسم آنها را بیان میکنم : آزمایش جعبه پر کننده (fill box) آزمایش (Screen stability test) GTM آزمایش اریمت (orimet)
منابع [1]EFNARC;Specification and Guidelines for SELF-COMPACTING CONCRETE;february2002 [2] Hajime okamura,Masahiro Ouchi;self_ compacting conerete;Journal of advanced conerete technology ; Vol 1,5-15 , April 2003 [3] Frank Dehn , Klaus Holschemacher , Dirk weiBe ; self compacting conerete (Scc) time development of the material properties and Bond behaviour ; Lacer No . 5 , 2000 [4] Masahiro ouchi ; self – compacting conerete development application and investigation [5]Takda,k ; self-compacting concrete produced by Japanese method with Duch materials ; collection 12, European congress about central mix concrete ; ERMCO , Lisbon 1998 [6]Jianxin Ma , Jorge Dietz ; ultra high performance self_zompacting concrete ; lacer No.7, 2oo2 [7]S.Subramanianand , D.chattoppadhyay ; Eyperiments for mix proportioning of self compacting concrete ; the indian conerete Journal ; January 2002, 13-20 [8]Bartos,p.J..M,An appraisal of the orimet test as a method for ON-site assessmentof fresh SCC concrete,proceedings of international workshop on self-compacting concrete,(japan,august 1998)121-13
[1] Chang, P. K., Peng, Y. N., "Influence of Mixing Techniques on Properties of High Performance Concrete," Cement and Concrete Research, V.31, 2001, pp. 87-95. [2] ACI Committee 304, "Guide for Measuring, Mixing, Transporting and Placing Concrete," 2000, pp. 10-11. [3] ASTM C192, "Practice for making and curing concrete test specimens in the laboratory," 1995, (04.02). [4] DIN-51290 Teil 3, 1991. [5] ASTM C109, "Test for compressive strength of cements mortars," 1995,(04.01). [6] Khalaf, R. S., "Technique of multi-step concrete mixing," Mater. Struct, V.12, 1995, pp. 230-234. [7] ACI Committee 211, "Guide for Selecting Proportions for High-Strength Concrete with Portland Cement and Fly Ash," 1993, pp. 4-10. [8] Master Builders Technologies, "High-range, water-reducing admixture specially formulated for precast/prestressed concrete.," 2000. [9] Holland, T. C. and Luther, M. D., "Improving Concrete Durability with Silica Fume," Concrete and Concrete Construction, Lewis H. Tuthill Int. Symposium, ACI SP-104, Detroit, Michigan, 1987, pp. 107-220. [10] ACI Committee 234, "Guide for the Use of Silica Fume in Concrete," 1996, pp. 38-41.
با تشکر از توجه شما