SCC یا بتن خود متراکم چیست؟

بتن خود متراکم نمونه ای از انواع بتن است که در مقایسه با بتن معمولی از پایداری و مقاومت بالایی برخوردار می باشد.

در اجرای بتن ریزی های معمولی مشکلات بسیاری ممکن است وجود داشته باشند از جمله تراکم ناهمگن در اثر ویبره بتن، کرمو شدن بتن و تفکیک دانه های آن به دلیل ویبره زیاد و عدم دسترسی به ابزارهای مورد نیاز جهت اجرای ویبره.

عملیات ویبره بتن به منظور خارج نمودن هوای درون بتن و کاهش خلل و فرج های آن صورت می گیرد؛ از این رو در بتن ریزی حتماً باید بدین امر توجه شود.

مشکلاتی که در اثر ویبره یا لرزش بتن برای متراکم نمودن آن به وجود می آیند، تولیدکنندگان و متخصصین را بر آن داشته است

تا بتنی با کیفیت به بازار عرضه نمایند تا بدون نیاز به لرزش، از دانه بندی مناسب برخوردار بوده و تراکم آن در حد مطلوب باشد.

این محصول که بتن خود متراکم (Self-Consolidating Concrete) نام دارد نیاز سازندگان را در ساخت سازه های گوناگون برطرف نموده و در مقایسه با بتن معمولی پایداری و مقاومت بالاتری دارد.

این بتن با مقاومت بالا از جمله بتن های روان است که بدون نیاز به ویبره کردن با کارایی بالای خود در ساخت سازه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.

این بتن در تمام مراحل بتن ریزی، تراکم خود را حفظ می کند و حتی در مجاورت میلگردهای متراکم به طور یکنواخت در قالب جای می گیرد.

در ساخت سازه هایی که شبکه بندی آرماتور آن ها فشرده است، بتن خود متراکم یا بتن SCC بهترین گزینه می باشد.

عواملی نظیر دانه بندی مصالح مورد نیاز و نوع فیلرها و مواد افزودنی در طرح اختلاط بتن نقش دارند و توجه به آن ها بر کیفیت و کارایی بتن تاثیرگذار خواهد بود.

مهم ترین ویژگی بتن خود متراکم، مقاومت بالا در برابر جدا شدن اجزاء و جریان پذیری آن می باشد.

تغییراتی که در اثر استفاده از پودر سیمان، پودر سنگ، افزودنی های معدنی و روان کننده های جدید در طرح اختلاط بتن رخ می دهند، جریان پذیری آن را ارتقاء می بخشند.

علاوه بر آن، انتخاب دقیق سنگدانه ها و دانه بندی مناسب آن ها از جمله مواردی هستند که در طرح مخلوط بتن باید مورد توجه قرار گیرند.

بتن SCC پس از سخت شدن از مقاومت و استحکام بالاتری نسبت به بتن معمولی برخوردار خواهد بود.

در مقایسه با بتنی که برای همگن سازی نیازمند ویبره است، بتن خود متراکم دچار ترک های حرارتی نمی شود و در برابر عواملی نظیر حمله سولفات ها، خوردگی، عوامل شیمیایی و انجماد مقاومت بسیار بالایی از خود نشان می دهد.

مزایای بتن خود متراکم چیست؟

بتن خود متراکم از ویژگی ها و قابلیت هایی برخوردار است که آن را از بتن معمولی متمایز می سازد. در ادامه به بررسی برخی از آنها می پردازیم.

• بتن خود متراکم بدون نیاز به هیچ نوع متراکم کننده در تمام گوشه و کنار قالب ها تراکم یکسان ایجاد نموده و دوام سازه بتنی را تضمین می کند.
• این بتن سطح انواع میلگرد را به طور کامل پوشش می دهد، در نتیجه عمر آن ها افزایش می یابد.
• به دلیل عدم استفاده از ویبراتور یا لرزاننده برای متراکم سازی بتن، میزان آلودگی صوتی حین انجام پروژه ساخت و ساز کاهش می یابد.
• سرعت بتن ریزی با استفاده از بتن خود متراکم بالاست و می توان به میزان قابل توجه هزینه نیروهای انسانی را کاهش داد.
• بتن خود متراکم کیفیت سطوح بتنی را ارتقاء می دهد و امکان بتن ریزی با طرح های خاص را فراهم می نماید.
• این بتن از تراکم و فشردگی مناسب برخوردار است و حرارتی که در اثر هیدراتاسیون آن ایجاد میشود قابل قبول می باشد.
• بتن خود متراکم به نسبت بتن معمولی در کوتاه ترین زمان ممکن خشک شده و به سختی نهایی دست می یابد.
• پایداری این بتن در برابر جداشدگی دانه ها بالاست زیرا مقدار شن مصرفی در آن به نسبت ماسه کمتر از بتن معمولی است و همانطور که می دانید دانه بندی اجزای بتن بر مشخصات این ماده تاثیرگذار می باشد.

• تن خود متراکم در تمام قسمت های قالب تحت وزن خود روان می شود.
• در تولید این بتن با توجه به چگالی انباشتگی، از طرحی مناسب برای مخلوط استفاده می شود و میزان سیمان مصرفی کاهش می یابد، در نتیجه تولید بتن از نظر اقتصادی مقرون بصرفه خواهد بود.
• با استفاده از بتن SCC، کیفیت مکانیکی بتن افزایش پیدا می کند.
• این بتن را می توان در ساخت سازه های سنگین و ظریف مورد استفاده قرار داد و آزادی عمل بیشتری حین طراحی سازه داشت.

بتن SCC نوع جدیدی از بتن است که بدون نیاز به لرزش، از خاصیت پر کنندگی مطلوب برخوردار است. این بتن هم اکنون سهم بسزایی را در ساخت و ساز سازه های گوناگون به خود اختصاص داده و نه تنها هزینه استفاده از آن به علت مصرف افزودنی های معدنی به جای حجم بالای سیمان پرتلند کمتر از بتن معمولی است، بلکه به علت دوام و استحکام بالا، سازه ای با سطح یکنواخت و بدون تخلخل ایجاد می کند که طول عمر بالایی خواهد داشت.

طبق تحقیقاتی که بر روی فرمولاسیون بتن و ویژگی های آن صورت گرفته، بتن خود متراکم کاربردهای گسترده ای را به خود اختصاص داده که در ذیل به آن ها اشاره شده است.

• بتن ریزی سازه های مرتفع که ممکن است مشکلاتی در حین بتن ریزی آن ها وجود داشته باشد.
• ساخت سازه هایی که امکان ویبره کردن بتن در آن ها وجود ندارد از جمله سازه های زیر آب.
• سازه هایی که معماری و طراحی آن ها بسیار ظریف است و نیازمند میلگردگذاری فشرده هستند.
• بتن ریزی ستون ها و دیوارهای بلند دارای میلگردهای متراکم.
• بتن ریزی گوشه های درب و دریچه ها.
• بتن ریزی بلوک های بتنی.
• بتن ریزی تونل های آبی که انتقال بتن معمولی و تراکم سازی آن به علت مسافت طولانی امکان پذیر نیست.

نانو ذرات مورد استفاده در بتن خودمتراکم

در بتن خود متراکم برای افزایش مقاومت وکارایی بتن از ذراتی استفاده می شود که به شرح زیر می باشند.

نانو سیلیس ها

نانوسیلیس ها از جمله نانوذراتی هستند که پایداری بتن و خواص مکانیکی آن را افزایش می دهند و فواید بی شماری نظیر کاهش ترک خوردگی در اثر فرآیند هیدراتاسیون، کاهش نفوذپذیری آب، به حداقل رساندن مدت زمان گیرش بتن و افزایش مقاومت فشاری، کششی و خمشی در برابر حمله سولفات ها، یون کلر، مواد شیمیایی و مواد اسیدی را در پی دارند. نانوسیلیس ها تحرک یون های کلر و عمق نفوذ آن ها در بتن را به میزان قابل توجهی کاهش می دهند، از این رو از بتن خود متراکم می توان برای بتن ریزی سازه های زیر آب استفاده نمود. افزودن این ذرات به بتن سرعت هیدراتاسیون سیمان را بالا می برد و تمام خلل و فرج های مخلوط را پر می کند.

نانو رس ها

نانو رس ها مقاومت فشاری بتن را افزایش می دهند و رفتار آن را بهبود می بخشند. این نانو ذرات میزان جمع شدگی بتن را به حداقل می رسانند و آن را در برابر نفوذ کلریدها پایدار می نمایند. علاوه بر آن عملکرد پوزولانی نانو رس ها منجر به کاهش نفوذ آب در بتن خود متراکم می شود.

نانو اکسید تیتانیوم

نانو اکسید تیتانیوم از جمله نانوذراتی است که با افزایش سرعت هیدراتاسیون سیمان منجر به گیرش سریع بتن می شود. افزودن این ذرات به مخلوط بتن ساختارهای ریز آن را بهبود می بخشد و با کوچک شدن حفره های داخلی مقاومت فشاری و خمشی آن پایدار می گردد. نانو اکسید تیتانیوم علاوه بر اینکه خواص مکانیکی بتن را بهبود می بخشد، آن را به بتنی خود تمیز شونده تبدیل می کند.

نانو ذرات اکسید آهن

نانو ذرات اکسید آهن خاصیت پر کنندگی بتن را تقویت می کنند و مقاومت آن را در برابر نفوذ آب بالا می برند. این ذرات میزان ترک خوردگی بتن را کاهش داده و مقاومت فشاری آن را بالا می برند

نانو رشته ها و نانو لوله های کربنی

نانو رشته ها و نانو لوله های کربنی از جمله نانو ذراتی هستند که پایداری و خاصیت الاستیسیته آن ها بالا می باشد. این ذرات در صورت اضافه شدن به مخلوط بتن، خواص مکانیکی آن را بالا برده و این ماده را در برابر امواج الکتریکی و مواد شیمیایی مقاوم می کنند. با استفاده از این نانوذرات میزان ترک ها در بتن خود متراکم تقلیل یافته و بتن از خاصیت خود ترمیمی برخوردار می گردد.

به طور کلی می توان گفت این نانو ذرات از گسترش ترک در بتن جلوگیری خواهند کرد. لازم به ذکر است که فرآوری نانو رشته های کربنی در مقایسه با نانو لوله های کربنی آسان تر است و توزیع آن ها در سیمان راحت تر می باشد.

نانو اکسید آلومینیوم

با افزودن نانو اکسید آلومینیوم، خاصیت الاستیسیته بتن به میزان قابل توجه افزایش می یابد. این افزودنی ها بتن را متراکم می کنند و میزان حرارت آزاد شده در اثر واکنش هیدراتاسیون را کاهش می دهند. نانو اکسید آلومینیوم هر چند مدول الاستیسیته بتن را افزایش می دهد اما تاثیر خاصی بر مقاومت فشاری بتن نخواهد داشت.

همانطور که می دانید بتن از جمله مصالحی است که نقشی اساسی در ساخت و ساز ایفا می کند. این ماده منجر به استحکام و مقاومت سازه می شود، از این رو دوام بتن از جمله مسائلی است که همواره مورد توجه شرکت های ساختمانی قرار می گیرد. یک سازه بتنی باید از مقاومت بالا و تراکم مناسب برخوردار باشد که چنین سازه ای مسلتزم استفاده از بتنی مر