بتن خود تراکم

بررسی آماری بتن خودتراکم

بررسی آماری بتن خودتراکم
Rate this post

بررسی آماری نسبت های اختلاط بتن خود تراکم

بررسی آماری نسبت های اختلاط بتن خود تراکم در این قسمت به منظور مطالعهی آماری تحقیقات انجام شده در زمینه ی طرح مخلوط بتن خودتراکم، تعدادی از مخلوط های آزمایشگاهی ساخته شده در ایران و سایر کشورها که در حالت تازه شرایط مورد نیاز بتن خود تراکم را ارضا نموده اند، جمع آوری و مورد بحث و بررسی قرار گرفته است، برای این منظور، تعداد ۵۰ مخلوط ساخته شده در دانشگاه ها و مراکز تحقیقاتی داخل کشور و نیز ۵۰ مخلوط بتنی ساخته شده در مراکز علمی و پژوهشی کشورهایی از قبیل فرانسه، اسپانیا و ترکیه انتخاب شده است.

جزییات تحقیقات منجر به ساخت این ۱۰۰ مخلوط بتن خودتراکم که همگی طی ۱۵ سال اخیر انجام شده اند، در منابع معتبر علمی منتشر شده و موجود می باشند. باید توجه داشت که مطالعه و مقایسه ی موردی هر یک از این تحقیقات نیازمند در نظر گرفتن هدف از انجام تحقیق مورد نظر، مواد و مصالح مصرفی، روش اختلاط و سایر موارد می باشد، با این وجود بررسی کلی این مخلوط ها نیز می تواند نکاتی را در ارتباط با نگرش موجود در زمینه ی طرح مخلوط و نسبت های اختلاط بتن خودتراکم به دست دهید.

 

خاکستر بادی

با توجه به تأثیر مثبت استفاده از خاکستر بادی بر کارایی بتن خودتراکم که در قسمتهای گذشته به آن اشاره شد، در تحقیقات منتخب سایر کشورها، این پوزولان بیشترین استفاده را در مقایسه با سایر مواد داشته است. کاهش میزان مصرف افزودنی فوق روان کننده در اثر بهبود کارایی با استفاده از این پوزولان مصنوعی، در کنار توجه به خواص بتن سخت شده می تواند دلایل اصلی انتخاب آن به عنوان ماده ی مکمل سیمان در بتن خودتراکم باشد. از سوی دیگر مشاهده میشود که در تحقیقات داخلی دوده ی سیلیسی پرکاربردترین پوزولان مصرفی می باشد. علاوه بر بهبود رئولوژی و افزایش پایداری بتن تازه که البته در صورت استفاده ی بهینه از این پوزولان حاصل می شود.

بهبود قابل توجه خواص بتن سخت شده مخصوصا در سنین اولیه، موارد توجیه کننده ی استفاده از دوده ی سیلیسی در بتن خودتراکم می باشند. علاوه بر این کاربرد وسیع دوده ی سیلیسی می تواند نشانگر وجود دیدگاهی مبنی بر لزوم عملکرد مشابه بتن خودتراکم با بتن پرمقاومت در حالت سخت شده نزد محققین ایرانی باشد. به هر حال قیمت زیاد این پوزولان در داخل کشور و نیز لزوم رعایت برخی مسائل اجرایی در صورت مصرف این ماده عوامل مهمی هستند که استفادهی گسترده از آن را در پروژه های عمرانی با محدودیت کرده و باید در کنار مزایای مطرح شده در نظر گرفته شوند.

با فرض کفایت خواص بتن شده، به نظر می رسد ایجاد پایداری و دیگر خواص مورد نیاز در بتن خودتراکم به ی موادی مانند پرکننده های معدنی و یا برخی دیگر از پوزولان ها که به میزان بیشت دسترس هستند، به عنوان راهکارهای اقتصادی تر باید مورد توجه قرار گیرد همان گونه که مشاهده می شود در جامعهی آماری مورد مطالعه، ۵۰ درصد تحقیقات می داخل کشور و ۳۰ درصد تحقیقات سایر کشورها بر مبنای عدم استفاده از مادهی مکمل صورت گرفته است.

 

اهمیت اقتصادی بتن خودتراکم

با توجه به اهمیت قابل توجه این مواد از بعد فنی، اقتصادی و زیست محیط می توان با بهره گیری درست و آگاهانه از این مواد در بتن خود تراکم علاوه بر دست یابی به خواص مورد نظر در بتن تازه، کیفیت این بتن را در حالت سخت شده نیز ارتقا داد، به گونتهای که به عنوان مثال استفاده از آن در شرایط محیطی خورنده نیز با اطمینان صورت پذیرد. علاوه بر این با توجه به آلودگی های زیست محیطی بیشماری که فرایند تولید سیمان پرتلند به محیط تحمیل می کند، جایگزینی آن با مواد دیگر در مقیاس وسیع سبب کاهش خسارتهای وارد شده به محیط زیست می گردد.

این مسئله در کشور ایران با توجه به وجود منابع فراوان پوزولان های طبیعی از اهمیت بیشتری برخوردار بوده و باید مورد توجه قرار گیرد. علاوه بر پوزولان های طبیعی، مواد زائد صنعتی همانند روبارهی کورهی آهن گدازی نیز با توجه به تأثیرات آن بر بتن تازه، پتانسیل بالایی برای جایگزینی سیمان (حتی در درصدهای جایگزینی زیاد) و استفادهی گسترده در بتن خود تراکم دارد.

البته این امر در گرو رعایت مواردی در فرایند تولید این ماده (به خصوص فرایند سرد کردن) می باشد. تا محصول نهایی از کیفیت لازم و حداقل تغییرات برخوردار بوده و برای استفاده در بتن مناسب باشد. در شکل ۲-۱۲ نسبت های اختلاط انتخاب شده از نظر نسبت آب به مواد سپمانی مورد بررسی قرار گرفته اند. همان گونه که مشاهده می شود درصد زیادی از مخلوط های بتنی ساخته شده در مراکز تحقیقاتی کشور (۸۰ درصد) دارای نسبت آب به مواد سیمانی 0.3 تا 0.4 بودند.

نکته ی قابل توجه تأثیرپذیری این نسیت از الزامات بتن سخت شده می باشد. به گونه ای که با توجه به مسائلی چون مقاومت فشاری هدف و شرایط محیطی قرار گیری بتن محدودیت هایی در ارتباط با حداکثر نسبت آب به مواد سیمانی مجاز باید اعمال شود. در این صورت با کاهش میزان آب مخلوط و متعاقبا کاهش روانی بتن تازه، معمولا نیاز به مصرف میزان بیشتر فوق ” روان کننده به وجود می آید که از نظر اقتصادی امری نامطلوب است.

البته استفاده از مواد مکمل سیمانی که باعث افزایش روانی بتن تازه می شوند، همانند خاکستر بادی و روبارهی کوره ی آهن گدازی می تواند تا حدی این مسئله را جبران نماید. در مواردی که الزامات بشن سخت شده محدود کننده نباشد، استفاده از نسبت های آب به مواد سیمانی بیشتر تا جایی که پایداری بتن تازه دچار مشکل نشود. می تواند منجر به کاهش میزان مصرف فوق روان کننده شود.

 

مخلوط بتن

مخلوطهای بتنی انتخاب شده با توجه به میزان مواد پودری طبقه بندی شده اند. همان گونه که مشاهده می شود در هر دو گروه مطالعات صورت گرفته، بیشترین مخلوط ها در بازهی ۴۰۰ تا ۵۰۰ کیلوگرم در مترمکعب قرار گرفته اند. این امر بیانگر این مسئله می باشد که برای دست یابی به خاصیت خودتراکمی به کار گیری مواد پودری به میزان حداقل ۴۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب می تواند تا حدودی موجب سهولت کار گردد. البته باید توجه داشت که به کار گیری مقادیر زیاد مواد پودری مترادف با عیار بالای سیمان پرتلند نمی باشد؛ مصرف پرکننده های معدنی و مواد مکمل سیمان می تواند به عنوان راه حل اقتصادی تر در رسیدن به خواص مطلوب راهگشا باشد.

با مقایسه ی مخلوطهای ساخته شده در ایران و سایر کشورها، می توان استفاده از مقادیر بسیار بیشتر سیمان پرتلند را در تحقیقات پژوهشگران ایرانی مشاهده نمود. در واقع می توان حدس زد که برای تأمین ویژگی هایی چون قابلیت پرکنندگی و عبور، راهکار اصلی انتخاب شده در ساخت این مخلوطها افزایش عیار سیمان بوده است، این در حالی است که امروزه در کنار مسائل اقتصادی، زیان های زیست محیطی سیمان پرتلند باعث شده است.

محققین برای کاهش میزان مصرف سیمان پرتلند در صنعت بتن تلاش فزاینده ای داشته باشند. دلیل دیگری که در پاره ای از موارد می تواند منشأ کاربرد مقادیر بیشتر سیمان پرتلند در این مخلوطها باشد، نوسان در ویژگی های سیمان های پرتلند تولید شده در کشور است، این مسئله مهندسین را ناگزیر از افزایش عیار سیمان پرتلند به منظور تامین مقاومت فشاری و ثبات مورد نیاز در بتن خودتراکم می نماید.

 

انتخاب درست مصالح و نسبت اختلاط

نتایج مطالعات مختلف نشان می دهد در صورت انتخاب درست مصالح و نسبت های اختلاط می توان با به کار گیری عیار سیمان پرتلند به میزان کمتر از ۳۵۰ کیلوگرم در متر مکعب نیز به مخلوط بتن خود تراکم دست پیدا کرد. رمضانیان پور و کاظمیان (۱۳۹۰) با انجام آزمایش هایی موفق به ساخت مخلوط بتن خودتراکم حاوی ۲۶۰ کیلوگرم در مترمکعب سیمان پرتلند شدهاند. این افراد برای کاهش نیاز به حجم زیاد خمیر سیمان، از دانه بندی با چگالی تراکمی زیاد و برای تأمین پایداری مورد نیاز در مخلوط بتن تازه، از پوزولان زئولیت طبیعی و نیز پودر سنگ آهک (مادهی پرکننده ی معدنی) استفاده کرده و موفق به ساخت مخلوط های بتن خود تراکم فاقد افزودنی اصلاح کنندهی لزجت و دارای مقاومت فشاری لازم برای مقاصد سازه ای شده اند.

در نهایت با توجه به نمودارها و موارد مطرح شده در این قسمت، به نظر می رسد شناخت انتظارات از بتن خودتراکم تازه و سخت شده (تفکیک مفاهیم “بتن خودتراکم” و “بتن پر مقاومت”) و نیز انتخاب درست مواد و مصالح مصرفی می تواند تأثیر فراوانی در مرحلهی تعیین نسبت های اختلاط داشته باشد. با مطالعه ی تأثیر پارامترهای مختلف بر ویژگی های بتن تازه و سخت شده و حتی الامکان به کارگیری مصالح بومی می توان با صرف هزینه ی کمتر به مخلوطهای خود تراکمی با ویژگی های مناسب در حالات تازه و سخت شده و پایایی بیشتر در برابر عوامل محیطی مهاجم دست پیدا کرد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *