روش ساخت بتن خودتراکم ( طرح اختلاط بتن SCC )

طرح اختلاط بتن خود تراکم 

 مهمترين توسعه انقلابي در ساخت و اجراي بتن در چند دهه اخير ، استفاده از بتن هاي خود تراكم  ( خود تراز ) scc ميباشد . در ابتدا عمداً به عدم نياز به مهارت نيروي انساني و مزاياي اقتصادي آن توجه ميگرديد كه ميتوان اين مزايا را بصورت زير فهرست نمود .

– اجراي سريعتر

– كاهش نيروي انساني لازم

– پرداخت بهتر سطوح بتني

– جايدهي آسانتر

– محيط كار ايمنتر

– كاهش سر و صدا در غياب لرزش

– آزادي عمل بيشتر در طراحي

– امكان بكارگيري مقاطع نازكتر

– دوام بيشتر

اين بتن ابتدا در ژاپن معمول شد و سپس در اروپا بكار گرفته شد . ساخت بتن خود تراكم با بكارگيري فوق روان كننده در بتن امكان پذير گرديد . اين بتنها هم در كارگاه و هم در ساخت قطعات پيش ساخته بكار رفت . بكارگيري اين بتن در كارهاي اجرائي با تحقيقات بيشتر در زمينه ويژگيهاي فيزيكي و مكانيكي همراه شد كه در نتيجه آن محدوده وسيعي از دانش در اين زمينه ايجاد گرديد كه نتايج آن در اين راهنما آمده است اين متن در سال 2002 تهيه شده است اين مشخصات و راهنماي بتن خود تراكم محصول كار EFNARC ميباشد كه در سال 1989 پايه گذاري شده و در واقع يك تشكيلات اروپائي است كه در بريتانيا واقع ميباشد و زير نظر كميته اروپائي بتن CEB , FIB (FTP سابق ) به فعاليت ميپردازد و نتايج كار آن در آينده زمينه ساز استانداردها و آئين نامه هاي اروپائي است .

European Federation & National Trade Associations …

اين مؤسسه در زمينه بتن پاشي ، كار در تونلهاي داراي خاك نرم و بتن خود تراكم و همچنين تعمير و حفاظت بتن و ساخت كفهاي بتني و مصنوعي فعاليت نموده است و آدرسهاي پستي و پستي الكترونيك و اينترنتي مؤسسه در ذيل آمده است .

EFNARCt , Association , House , qq west street , farnhom , surrey Guq TEN

Tel : 00441252739147                fax : 00441252739140     v.k.                       

( پست الكترونيكي مربوط به دبير مؤسسه ميباشد )

در زمينه scc اين مؤسسه از كارهاي انجام شده دانشگاه paisley استفاده نموده است .

2- محدوده دامنه كاربرد :

 مشخصات اين مؤسسه ، نيازهاي خاص بتن خود تراكم را در زمينه مصالح ، نسبت ها و طرح اختلاط و كاربرد آن ارائه و تعريف ميكند . پيوستهاي موجود ، اطلاعات ارزشمندي را براي طراحان ، سازندگان و بكارگيرندگان آن و همچنين موسسات كارفرمائي و كنترل و آزمايش فراهم مينمايد .

3- استانداردهاي مرجع :

-1 EN197                          سيمان و تركيبات ، ويژگيها ، معيارهاي قبول و يكنواختي

-1 EN206                          بتن ، مشخصات ، عملكرد ، توليد و يكنواختي

EN450                             خاكستر بادي بتن ، تعاريف ، الزامات و كنترل كيفي

EN934 -2                          افزودنيهاي بتن ، تعاريف و الزامات

EN1008                            آب اختلاط بتن

EN1509001                       الزامات سيستمهاي مديريت كيفيت

EN12350 -1                      آزمايش بتن تازه – نمونه گيري

EN12350 -2                       آزمايش بتن تازه – آزمايش اسلامپ

EN12620                          سنگدانه‌هاي بتن

EN12878                          رنگدانه براي مصالح ساختماني حاوي سيمان

EN13263                          دوده سيلسي بتن – تعاريف و الزامات

4- تعاريف :

 در اين نوشته ، تعاريف زير بكارگرفته شده است .

4-1- مواد كمكي اضافي ( Addition) :

 مواد ريز دانه غير آلي ( معدني ) است كه در بتن براي بهبود خواص آن و دستيابي به خواص ويژه بكار ميرود و چسباندگي از خود بروز ميدهد . اين مواد به دو دسته تقسيم ميشود

• مواد نسبتاً خنثي و كم اثر ( نوع 1)
• مواد پوزولاني و هيدروليكي ( نوع 2 )

4-2- افزودني (Admixture ) :

موادي كه بهنگام اختلاط به مقدار كم به بتن يا اجزاء آن افزوده ميشود تا خواص بتن تازه يا سخت شده را تغيير دهد و اصلاح كند . اين مواد معمولاً درصد كمي از وزن سيمان است .

4-3- مواد چسباننده (Binder) :

تركيب سيمان پرتلند و مواد كمك سيماني هيدروليكي يا پوزلاني را مواد چسباننده مينامند .

4-4- قابليت رواني محدود شده :

 همان مفهوم قابليت عبور را دارد           Confined Flowability          Passing Ability

4-5- قابليت پر كردن ( قابليت رواني محدود نشده ) :

 نشانه قابليت بتن براي جريان يافتن و پر كردن كامل همه فضاي موجود در قالب را تحت وزن خود ، قابليت پر كردن مينامند . Filling Ability

4-6- مواد ريز دانه (Fines ) :

 معمولاً همان پودر سنگ ميباشد .

4-7- ملات (Mortar ) :

 بخشي از بتن كه شامل خمير (دو غاب ) مواد چسباننده و مواد ريز دانه سنگدانه هاي ريزتر از 4ميليمتر ميباشد .

4-8- خمير (Paste ):

 بخشي از بتن شامل پودر ( مواد ريز دانه ) ، آب و هوا ميباشد .

4-9- قابليت عبور ( قابليت رواني محدود شده ) :                                 passing ability

قدرت عبور ( جريان ) بتن خود تراكم از يك سوراخ مانند فضاي بين ميلگردها بدون جدا شدگي و انسداد را قابليت عبور يا قابليت رواني محدود شده مينامند .

4-10- پودر ( مواد ريزدانه ) powder or fines :

 مواد ريزتر از 125/0 ميليمتر را مواد پودري يا ريز دانه گويند اين مواد ميتوانند شامل بخشي از ماسه هاي ريز نيز باشد .

4-11- بتن خود تراكم (scc ) :

 بتني كه قادر است تحت وزنش روان شده و جريان يابد و قالب را كاملاً پر نمايد ، حتي اگر ميلگرد متراكم و انبوهي وجود داشته باشد و تياز به لرزش ندارد و در اين رابطه همگني خود را حفظ ميكند .

4-12- مقاومت در برابر جدا شدگي ( پايداري ): (stability) Segregation Resistarce

قابليت بتن خود تراكم براي اينكه در هنگام حمل و ريختن ، مخلوط همگن خود را از دست ندهد .

4-13- پايداري (stability ) :

 همان مقاومت در برابر جدا شدگي است .

4-14- قابليت جريان غير محدود :

 همان قابليت پر كردن ميباشد .

4-15- كارآرائي (Workability ) :

 معياري براي سهولت ريختن و تراكم بتن تازه است اين يك تركيب پيچيده از مفاهيم سياليت ، چسبندگي ، قابليت حمل ، قابليت تراكم (تراكم پذيري ) و چسبناكي ميباشد . ( چسبندگي امري دروني و چسبناكي موضوعي خارجي يا بروني است . (چسبندگي همان Cohesiveness و چسبناكي همان Sticness است .)

5- الزامات و نيازمنديهاي اجزاء متشكله بتن خود تراكم

5-1- كليات :

الزامات اجزاء متشكله بتن خودتراكم بطور كلي مانند الزامات بتن معمولي مندرج در EN206 است . مواد بايد براي مصرف در بتن مناسب بوده و داراي مواد مضره بيش از حد مجاز نباشد تا كيفيت و يا دوام بتن آسيب نبيند و باعث خوردگي ميلگردها نگردد .

5-2- سيمان :

 بطور كلي سيمان مناسب منطبق بر مشخصات EN197-1 ميباشد

5-3- سنگدانه ها :

سنگدانه ها بايد منطبق بر EN12620 باشد . حداكثر اندازه سنگدانه به كاربرد مورد نظر بستگي دارد و معمولاً به 20 ميليمتر محدود ميشود .

ذرات ريزتر از 125/0 ميليمتر جزو مقدار پودر ( مواد ريز دانه ) محسوب ميگردد . رطوبت سنگدانه بايد دقيقاً اندازه گيري و محاسبه شود و در ساخت بتن منظور گردد تا بتن خود تراكم از كيفيت و نسبت آب به سيمان ثابت برخوردار شود ( به بخش 8 توليد و ريختن مراجعه نماييد . )

5-4- آب اختلاط :

 آب اختلاط بايد مناسب و قابل شرب باشد و براي آبهاي تصفيه شده از پسابها بايد طبق EN1008 عمل نمود .

5-5- افزودنيها :

 افزودنيهاي مصرفي بايد منطبق بر  EN934 -2:2000شامل پيوست Aباشد . فوق روان كننده ها (روان كننده هاي ممتاز ) جزو ضروري بتن خود تراكم است تا كارآرائي لازم ايجاد گردد . انواع ديگر افزودني ممكنست بكار رود مثلاً مانند مواد اصلاح كننده لزحت Viscosity modifying Agent (vma) براي ايجاد پايداري و عدم جداشدگي يا ماده حبابزا Air Entraining Agent ( AEA) براي بهبود مقاومت در برابر يخبندان و آبشدگي و كندگير كننده براي ايجاد تأخير در گيرش و غيره. VMA در EN934 داراي مشخصات نيست اما بايد منطبق بر الزامات كلي مندرج در جدول 1 اين استاندار باشد عملكرد اين ماده بايد توسط توليد كننده و يا فروشنده مشخص گردد و منطبق بر آن باشد .

5-6- مواد كمكي اضافي ( شامل پر كنندههاي معدني و رنگدانه ها )

 مناسب بودن مواد نوع 1 ( نيمه خنثي ) طبق EN12620 براي مواد سنگدانه پركننده و EN12878 براي رنگدانه ها مشخص ميگردد . مناسب بودن مواد نوع 2 ( پوزلاني يا هيدروليكي ) بايد طبق EN450 براي خاكستر بادي و qr EN13263 براي دوده سيليسي و BS6699 براي سرباره آسياب شده ذوب آهن كنترل شود . بخاطر نيازهاي رئولوژيكي خاص بتن خود تراكم ، مواد كمكي اضافي خنثي يا فعال معمولاً براي بهبود و حفظ كارآرائي بكار ميرود همچنين عيار سيمان بايد با اين مواد تنظيم گردد تا گرمازائي بتن كاهش يابد . مواد كمكي اضافي نوع 2 ( فعال ) بطور مؤثر براي بهبود عملكرد دراز مدت بتن نيز بكار ميرود .

انواع مواد كمكي اضافي عبارتند از :

• پودرسنگ : پودر سنگ آهك ، دولوميت يا گرانيت ميتواند براي افزايش مقادير پودر بكار رود بخش ريزتر از 125/0 ميليمتر ميتواند مفيدتر باشد . دقت شود تادولوميت ها از خاصيت واكنش زائي با قليائيها برخوردار نباشد زيرا واكنش قليائي – كربناتي ميتواند مضر باشد .
• خاكستر بادي (Fly Ash ) : خاكستر بادي ماده اي غير آلي و ريز با خاصيت پوزولاني است كه ميتواند براي بهبود خواص بتن خود تراكم به مخلوط اضافه شود . بهر حال ثبات اندازه اي ( ابعادي ) ممكنست تحت تأثير قرارگيرد و بايد كنترل شود .
• دوده سيليسي ( ميكرو سيليس ) Silica Fume : دوده سيليسي خواص رئولوژيكي و مكانيكي و شيمائي را بشدت بهبود ميبخشد . هم دوام بتن را بالا ميبرد ( بويژه در برابر خوردگي ميلگرد ها )
• سرباره آسياب شده : سرباره ريز آسياب شده غالباً يك ماده چسباننده هيدروليكي تلقي ميشود كه همچنين ميتواند خواص رئولوژيكي بتن خودتراكم رابهبود بخشد .
• پودر شيشه آسياب شده : اين ماده بعنوان پر كنندهاند آسياب كردن شيشه هاي بازيافتي بدست مي آيد .     و ذرات اين پودر بايد كمتر از1/0 ميليمتر و سطح ويژه آن بايد بيش از cm²/gr 2500باشد . ذرات بزرگتر ممكنست موجب بروز واكنش قليائي سيليسي گردد .
• رنگدانه ها : رنگدانه بايد براي مصرف در بتن خود تراكم طبق مشخصات EN12878 باشد .

5-7-الياف :

الياف بايد طبق استاندارد ( در حال تهيه ) EN باشد . معمولاً الياف مصرفي از نوع فولادي يا پليمري ميباشد . الياف براي افزايش كيفيت بتن بكار ميرود . الياف فولادي معمولاً براي بهبود خواص مكانيكي بتن مانند مقاومت خمشي و طاقت يا چقريگي (Toughness ) بكار ميرود الياف پليمر مكنست براي كاهش جداشدگي و جمع‌شدگي و جمع‌شدگي خميري يا افزايش مقاومت در برابر آتش سوزي بكار ميرود . سهولت اختلاط و جايدهي طبق روش مورد نظر بايد با آزمايش كارگاهي مورد بررسي و تأئيد نظارت قرار گيرد زيرا ممكنست در اين رابطه مشكلاتي را بوجود آورد ( بويژه در مورد الياف فولادي اين امر از اهميت برخوردار ميباشد )

6-الزامات و نيازمنديهاي بتن خودتراكم :

6-1- محدوده كاربرد :

 بتن خود تراكم ميتواند در قطعات پيش ساخته يا در جا بكار رود . اين بتن ميتواند بصورت بتن آماده يا ساخته شده در كارگاه باشد و بتن آماده بوسيله تراك ميكيسر در كارگاه تحويل ميگردد اين بتن ميتواند به كمك پمپ يا وسيله ديگر در سازههاي افقي و قائم بكار رود . در طراحي مخلوط ، اندازه و شكل سازه ، اندازه و تراكم و انبوهي ميلگردها و پوشش بتني روي آن بايد در نظر گرفته شود . همه اينها برروي طرح اختلاط بتن خود تراكم و مشخصات خاص آن اثر ميگذارد . بخاطر خصوصيات رواني و جريان بتن خود تراكم نميتوان آنرا با سقوط آزاد در قالب ريخت مگر اينكه از طريق يك لوله ريخته شود .

بتن خود تراكم اين امكان را فراهم نموده است تا سازههاي بتني را با كيفيتي ايجاد نمائيم كه امكان توليد آن با بتن معمولي وجود نداشته است .

6-2- الزامات و نيازمنديها :

 بتن خود تراكم بايد به نحوي طراحي شود تا الزامات EN206 را برآورده سازد . اين الزامات شامل وزن مخصوص ، رشد مقاومت ، مقاومت نهائي و دوام ميباشد . بدليل مصرف پودر زياد ، بتن خود تراكم خواص جمع شدگي خميري را خزشي بيش از بتن معمول را از خود نشان ميدهد . اين موارد بايد در هنگام طراحي و تعيين مشخصات بتن خود تراكم در نظر گرفته شود . دانش امروزي در مورد اين خواص محدود است و نياز به تحقيقات بيشتري در اين رابطه احساس ميگردد . در شروع نگهداري و عمل آوري از بتن خود تراكم بايد دقت بيشتري را ملحوظ داشت و عمليات را سريعتر آغاز نمود . كار آئي بتن خود تراكم از بيشترين كارآئي مندرج در EN206 بيشتر و بالاتر است و ميتوانند با خواص زير مشخص گردد .

• قابليت پر كردن ( قابليت جريان رواني غير محدود )
• قابليت عبور ( قابليت جريان يا رواني محدود شده )
• مقاومت در برابر جداشدگي ( پايداري )

بتني را ميتوان خود تراكم تلقي نمود كه الزامات مربوط به اين سه خاصيت را برآورده سازد .

6-3- روشهاي آزمايش كارآئي :

آزمايشهاي مختلف متعددي ابداع شده تا خصوصيات رواني بتن خودتراكم را مشخص نمايد . تا كنون هيچ آزمايش واحد يا تركيبي نتوانسته است مورد تأئيد گسترده جهاني قرار گيرد و هر يك هواداران خاص خود را دارا هستند . همچنين هيچ آزمايشي ابداع نشده كه بتواند همه ابعاد و مفاهيم كارآئي را به نمايش گذارد و معمولاً اينكار با بيش از يك آزمايش انجام ميگردد .

روشهاي آزمايش براي مشخص نمودن ابعاد مختلف كارآئي در جدول 1و2 ارائه شده است شرح آزمايش در پيوست وجود دارد .

جدول 1- فهرست آزمايشهاي خواص كارآئي بتن خودتراكم

رديف	نام آزمايش كارآئي	خاصيت و ويژگي مورد آزمايش
1	اسلامپ فلو با مخروط آبرام	قابليت پر كردن
2	T50cm اسلامپ فلو	قابليت پر كردن
3	حلقه J	قابليت عبور
4	قيفV	قابليت پر كردن
5	قيف V در T5MIN	پايداري در برابر جداشدگي
6	جعبه L	قابليت عبور
7	جعبه U	قابليت عبور
8	جعبه پر كردن	قابليت عبور
9	پايداري شبكه GTM	پايداري در برابر جداشدگي
10	روزنه سنجي Orimet	قابليت پر كردن

براي طرح اختلاط اوليه بتن خود تراكم هر سه نوع جنبه كارآئي بايد مورد ارزيابي قرار گيرد تا مطمئن شويم كه همه اهداف مورد نظر بر آورده شده اند . يك آزمايش بزرگ مقياس ( واقعي ) بايد انجام گيرد تا مشخصات بتن خودتراكم طرح منتخب براي كاربرد خاص تأئيد گردد .

براي كنترل كيفي كارگاهي ، دو نوع آزمايش معمولاً براي كنترل توليد كافي است . تركيب هاي معمول عبارتند از آزمايشهاي اسلامپ فلو ( جريان اسلامپ ) و قيف v يا جريان اسلامپ و حلقه J . حتي اگر فرد مجربي اين آزمايشها را انجام دهد ، يك آزمايش نيز ميتواند كافي باشد .

جدول 2- خواص كارآئي بتن خودتراكم و روش آزمايش مورد نظر

خاصيت	روش آزمايش آزمايشگاهي ( طرح مخلوط )	روش آزمايش كارگاهي ( كنترل كيفي )	اصلاح آزمايش با توجه به حداكثر اندازه سنگدانه
قابليت پر كردن	1-جريان اسلامپ 2-T5ocجريان اسلامپ 3-قيف V 4-سنجش روزنه orimet	جريان اسلامپ T5O جريان اسلامپ قيف V سنجش روزنه Orimet	نياز ندارد حداكثر 20 ميليمتر
قابليت عبور	5- جعبه L 6- جعبه U 7- جعبه پر كردن	حلقه J	سوراخهاي مختلف در جعبه L و جعبه U و حلقه J
پايداري جدا شدگي	8- پايداري شبكه GTM 9- قيفV در T5min	پايداري شبكه GTM قيفVدر T5min	نياز ندارد

6-4- معيار كارآئي براي بتن تازه خود تراكم :

 الزامات مربوط به اين نوع بتن بايد در زمان جايدهي بر آورده شوند . بنابراين تغييرات محتمل در كارآرائي به هنگام حمل بايد در زمان توليد مد نظر قرار گيرد . ملاكها و معيارهاي قبول بتن خودتراكم از نظر كارآئي در جدول 3 آماده است و براي حداكثر اندازه سنگدانه كمتر از 20 ميليمتر معتبر ميباشد .

جدول 3 – معيارهاي قبول بتن خودتراكم از نظر كارآئي

رديف	روش آزمايش	واحد	محدوده مقادير قابل قبول
			حداقل	حداكثر
1	جريان اسلامپ با مخروط آبرام	ميليمتر	650	800
2	T50cm جريان اسلامپ	ثانيه	2	5
3	حلقه J	ميليمتر	0	10
4	قيف V	ثانيه	6	12
5	افزايش زمان ، قيف V در T5min	ثانيه	0	3+
6	جعبه L	h2/h1	8/0	0/1
7	جعبه U	(h2-h1)mm	0	30
8	جعبه پر كردن	درصد	90	100
9	پايداري شبكه GTM	درصد	0	15
10	سنجش روزنه Orimet	ثانيه	0	5

ملاكها و نيازمنديهاي فوق براي هر آزمايش بر اساس دانش موجود و تجربيات فعلي ارائه شده است با توجه به پيشرفتهائي كه در آينده حاصل ميشود ممكنست به الزامات متفاوت منجر گردد . مقاديري خارج اين محدوده ها نيز ممكنست مورد قبول واقع شود در صورتيكه توليد كننده بتواند در شرايط خاص مانند فضاي زياد و كافي بتن ميلگردها يا ضخامت لايه كمتر از 500 ميليمتر و يا فاصله كوتاه جريان از محل تخليه تا استقرار يا طرح ساده قالب و موانع ناچيز و كم ثابت كند كه اين بتن بخوبي عمل مينمايد .

دقت زيادي بايد معمول گردد تا مطمئن شويم هيچ نوع جداشدگي در مخلوط بوجود نمي آيد . در حال حاضر آزمايش ساده و معتبري براي ارائه اطلاعات در مورد پايداري و جدا شدگي بتن خود تراكم در وضعيت هاي مختلف اجرائي وجود ندارد . اطلاعات بيشتر براي مناسب بودن روشهاي آزمايش در پيوست ارائه شده است .

7- تركيب مخلوط بتن خود تراكم :

7-1- كليات :

 تركيب مخلوط بايد همه معيارهاي عملكردي بتن تازه و سخت شده را ارضاء نمايد . براي بتن تازه با الزامات در بخش 6 تشريح شد . نيازهاي بتن سخت شده در EN206 آمده است .

7-2- تركيب مخلوط اوليه :

 در طرح مخلوط ، مفيدتر آنست كه نسبت هاي اجزاء حجمي بجاي وزني مد نظر قرار گيرد . محدوده نسبتهاي نوعي براي دستيابي به بتن خود تراكم در زير آمده است . اصلاحات بيشتر براي حصول به مقاومت و ساير نيازهاي اجرائي ضروري ميباشد .

• نسبت حجمي آب به پودر ( مواد ريز ) بين 8/0 تا 10/1 ميباشد .
• عيار كل مواد پودري در هر متر مكعب 160 تا 240 ليتر ( حدود 400 تا 600 كيلو گرم ) است .
• عيار سنگدانه درشت معمولاً 28 تا 35 درصد حجمي مخلوط ميباشد .
• نسبت آب به سيمان با توجه به En206 انتخاب ميشود . بطور كلي مقدار آب از 200 ليتر در متر مكعب تجاوز نميكند .
• عيار ماسه با توجه به ساير اجزاء بدست مي آيد . مقدار ماسه معمولاً بيش از 38 درصد حجمي ملات است ( در انگليس مقدار ماسه كمتر از 50 درصد حجم ملات و بيش از 50 درصد كل سنگدانه ميباشد . خمير بايد بيش از 40 درصد حجم مخلوط باشد . در ايتاليا ماسه بايد 45 تا 50 درصد حجم ملات باشد . )
• بطور كلي توصيه ميشود طراحي مخلوط بصورت محافظه كارانه انجام شود تا خواص بتن تازه عليرغم تغييرات كيفي مواد متشكله حفظ شود . برخي تغييرات در رطوبت سنگدانه بايد مدنظر قرار گيرد . معمولاً افزودنيهاي اصلاح كننده لزجت (VMA) ابزار مفيدي براي تنظيم نوسانات ناشي از تغييرات دانه بندي ماسه و رطوبت سنگدانه ميباشد .

7-3- تعديل مخلوط :

 مخلوط آزمون هاي آزمايشگاهي براي تأئيد خواص مخلوط اوليه بايد بكار رود . در صورت لزوم تعديل مخلوط پس از ساخت مخلوط آزمون انجام ميگردد . اگر همه نيازها برآورده شود بايد مخلوط را در مقياس واقعي در كارخانه بتن آمان يا در كارگاه ساخت و مورد آزمايش قرار داد .

اگر بتن حاصله رضايت بخش نباشد بايد در طرح مخلوط تجديد نظر نمود . بسته به مشكل موجود ، روند تعديل مقتضي بصورت زير است :

• استفاده از پركننده اضافي يا انواع ديگر پركننده ( در صورت امكان )
• اصلاح نسبت هاي ماسه يا سنگدانه درشت ( شن )
• استفاده از ماده اصلاح كننده لزجت ( درصورتيكه قبلاً در طرح مخلوط نباشد )
• تعديل ميزان مصرف فوق روان كننده و يا اصلاح كننده لزجت
• استفاده از افزودنيهاي ديگر ( فوق روان كننده يا VMA ) به نحوي كه با مواد موجود سازگارتر باشد .
• تعديل ميزان مصرف افزودني در ارتباط با تعديل مقدار آب و در نتيجه نسبت آب پودر

8- توليد و ريختن بتن :

8-1- كليات :

توليد بتن خودتراكم در كارگاههائي صورت ميگيرد كه وسايل و تجهيزات بتن سازي مناسب داشته باشد و بتوان بخوبي آنرا كنترل نمود . كارگاه يا كارخانه مزبور بايد داراي ISO 9000 مديريت كيفيت باشد و آنرا سامان دهد و يا روش مشابه يا منطبق با اين استاندارد را مورد توجه قرار دهد . توصيه ميشود مديريت توليد براي اينكار تربيت شده باشد و همچنين تجربه ساخت اين نوع بتن را داشته باشد .

8-2- توليد بتن :

8-2-1- انبار كردن اجزاء بتن :

در صورت امكان سطح سنگدانه بايد پوشيده شود تا نوسانات رطوبتي سنگدانه به حداقل برسد . لازمست محل لازم براي انبار كردن سنگدانه و مواد كمكي اضافي ( در صورت مصرف ) با كيفيت خوب فراهم شود . انبار كردن افزودنيها بايد مشابه بتن معمولي انجام گردد و توصيه هاي فروشنده يا توليد كننده بايد در نظر گرفته شود .

8-2-2- اختلاط بتن :

 نيازي به مخلوط كن خاص وجود ندارد مخلوط كن داراي پره چرخان (Forced Action )

شامل مخلوط كن هاي نوع paddle . مخلوط كن هاي ريزشي آزاد (Free Fall ) شامل تراك ميكيرها و ساير انواع مخلوط كن ميتواند بكار رود . مدت اختلاط در آزمايشهاي عملي كارگاهي بايد مشخص شود . بطور كلي زمان اختلاط طولاني تر از بتنهاي معمولي و سنتي است .

زمان افزودن افزودنيها از اهميت برخوردار است و با هماهنگي توليد كننده افزودني روش كار بايد مشخص شود . اگر بخواهيم رواني بتن را پس از اختلاط اوليه اصلاح كنيم ، ميتوان از افزودنيها استفاده نمود .

8-3- كنترل توليد :

8-3-1- سنگدانه ها :

 به هنگام توليد بتن خودتراكم ، آزمايشهاي دانه بندي و رطوبت سنجي بايد بصورت مرتب و به دفعات بيشتر نسبت به بتن معمولي انجام گيرد زيرا اين بتن نسبت به تغييرات حساس تر از بتني معمولي است .

8-3-2- نحوه اختلاط :

 در شروع يك اجزاء بتني و بدون هر گونه تجربه قبلي در زمينه طرح مخلوط خاص ، از منابع ديگر براي توليد اوليه اين بتن بايد استفاده نمود .

از آنجا كه كيفيت بتن تازه در شروع توليد ممكنست دچار نوسان باشد ، توصيه ميشود آزمايشهاي كارآئي توسط توليد كننده براي هر محموله انجام گردد تا به رواني و كارآئي مورد نظر دست يابيم و از اينكار تجربه لازم زا بدست آوريم . سپس در ادامه كار ميتوان هر محموله تحويلي را با چشم و نگاه قبل از حمل به كارگاه كنترل نمود و در نتيجه تواتر آزمايشها را مطابق EN206 در نظر گرفت .

در عمل معمولاً بايد با توجه به نتايج رطوبت سنجي سنگدانه ، نسبت هاي مخلوط بويژه مقدار آب را تعديل و اصلاح نمود .

8-4- تحويل و حمل بتن :

 با توجه به اندازه سازه بتني كه بتن خودتراكم در آن ريخته ميشود ، حجم و ظرفيت توليد ، زمان حمل و توان را بايد تنظيم نمود . توقف هاي غير منتظره توليد بتن ميتواند موجب تغييرات رواني گردد و بر روي نتايج كيفي بتن اثر گذارد .

بتن خودتراكم بايد طوري طراحي شود كه كارآئي آن الزامات موجود در قرارداد را برآورده نمايد . اگر از پمپ بتن استفاده شود ، بتن ريزي سريعتر ميگردد ، اما لازمست مطمئن شويم تحويل و ريختن بتن در زماني كامل گردد كه بتن مزبور كارآئي مورد نظر خود را از دست نداده باشد .(در زمان حفظ كارآئي Workability Retention Time)

8-5- ريختن بتن :

8-5-1- كليات :

 قبل از ريختن بتن خودتراكم بايد قالب و ميلگردها طبق نقشه و مشخصات كنترل شده باشد . قالب بايد داراي شرايط خوب و مطلوبي باشد اما ضوابط خاص براي جلوگيري از هدر رفتن شيره بتن ضروري نيست مقاطعه كاران ( پيمانكاران ) ممكنست بخواهند مزاياي ممكن پمپاژ بتن از كف قالب را مورد توجه قرار دهند . اگر بتن با باكتهاي مخصوص ( skip ) ريخته شود بايد دقت لازم را در بسته بودن دريچه آن رعايت نمود براي قالبهائي با ارتفاع بيش از 3 متر ، بتن را بايد بصورت مايع در نظر گرفت و فشار هيدروستاتيكي كامل را برروي قالب اعمال و طراحي مزبور را تصحيح نمود .

8-5-2- فاصله ( مسافت ) ريختن :

 هر چند ريختن بتن خودتراكم ساده تر از بتن معمولي است ، موارد زير براي كاهش جدا شدگي در بتن توصيه ميشود .

• سقوط آزاد بتن را به 5 متر محدود كنيد
• فاصله مجاز جريان افقي از نقطه تخليه را به 10 متر محدود كنيد .

( در چاپ قبلي اين نشريه ارتفاع لايه بتن ريزي به 50 سانتي متر محدود شده بود كه حذف شده است ) مقادير فوق بصورت محافظه كارانه توصيه شده است و ممكنست پيمانكار نشان دهد كه در يك كار معين ، تخطي از اين مواد امكان پذير بوده و مشكلاتي را پيش نمي آورد . به بخش 6 مراجعه شود .

8-5-3- درز سرد :

هر چند بتن خود تراكم با بتنهاي قبلاً ريخته شده پيوند خوبي برقرار ميكند اما نميتوان از خسارات ناشي از ايجاد درز سرد بوسيله لرزش جلوگيري نمود و از اين نظر شبيه بتن معمولي است .

8-5-4- پرداخت سطح :

 سطح بتن خودتراكم بايد كاملاً صاف شود تا به ابعاد و خواسته مورد نظر در مشخصات پروژه دست يابيم . عمل پرداخت بايد در زمان مقتضي و مناسب و قبل از سفت شدن بتن صورت گيرد . ممكنست مشكلاتي در راه پرداخت سطح بتن با روشهاي معمول در سطح افقي و بوسيله ماله كشي مكرر با ماله يا كمچه فولادي بوجود آيد كه در اين حالت استفاده از روشهاي ديگر يا استفاده از وسايل متفاوت ضروري است .

8-6- عمل آوري ( نگهداري ) بتن :

 بتن خود تراكم سريعتر از بتن معمولي خشك ميشود زيرا پديده آب انداختن در سطح آن مشاهده نميشود . بنابراين عمل آوري اوليه بايد هر چه زودتر پس از ريختن بتن آغاز شود تا خطر ترك خوردگي ناشي از جمع شدگي خميري به حداقل برسد .

9- كنترل كيفي :

9-1- كنترل كيفي توليد :

 بتن هاي خودتراكم بايد تحت كنترل توليد قرار گيرند و اين عمل طبق بند 9 دستورالعمل استاندارد EN206 انجام ميشود

9-2- قبول بتن در كارگاه :

 فروشنده و خريدار بتن خود تراكم بايد ظوابط قبول و ادعاهاي مورد نظر را در هنگام عقد قرارداد مطرح نموده و مورد توافق قرار دهند . اين مواد ميتواند شامل ضوابط حقوقي و قانوي در صورت عدم قبول بتن باشد . علاوه بر كنترلهاي معمول بتن در هنگام تحويل ، يك كنترل بصري نيز بايد انجام شود . كنترل كيفي كارگاهي بايد توصيه هاي بند 6-3 را در نظر داشته باشد .

خريدار بايد مطمئن باشد كه تمام آزمايشهاي مربوط به قبول بتن در كارگاه توسط افراد مجرب و آموزش ديده و در شرايط محيطي مناسب ( بدور از باران و باد و با وسايل و تجهيزات مناسب و كاليبره شده و برروي سطح تراز و محكم) انجام شده است .

پيوست A (

آزمايشهاي كارآئي بتن خودتراكم (SCC) يا خودتراز (SLC)

آزمايشهاي كارآئي معمول مانند اسلامپ ، اسلامپ تستر K (     ) ، درجه تراكم پذيري ، ضريب تراكم و گلوله كلي ، پهن شدگي آلماني و معمولاً در تعيين كارآئي بتنهاي خودتراكم كاربردي ندارند و در محدوده اعتبار آنها نيست . تنها آزمايش مناسب از بين اينها آزمايش دو نقطه اي است كه بر اساس رئولوژي سيالات غير نيوتني پايه ريزي شده و از رابطه و مدل Bing ham تبعيت مينمايد . ادعا شده است كه آزمايشهائي مانند اسلامپ تستر k براي بتنهاي روان نيز كاربرد دارد .

1. آزمايش دو نقطه اي Two points :

آقاي Tatter sall نسبت به انجام آزمايشهاي كارآئي كه در آن فقط يك عامل مورد سنجش قرار ميگيرد معترض بود ايشان معتقد بود كه بتن تازه را بايد يك سيال غير نيوتني فرض كرد و با توجه به مدل بنيگهام دو پارامتر را در آن بدست آورد .

tيا S برشي ، t0 يا S0 تنش برشي تسليم ( عرض محل قطع خط با محور عمودي ) ، µ يا V لزجت و يا ويسكوزيته خميري ( پلاستيك ) و gيا g شيب خط سيال غير نيوتني ( بتن ) در اين آزمايش ميباشد هدف اين آزمايش تعيين دو پارامتر (t0 و µ) يا ( v,s0 ) بصورت همزمان ميباشد . لذا نام آنرا دو نقطه اي ( دو پارامتري ) نهاده‌اند . s0 ياt0 تنش برشي تسليم در واقع تنش لازم براي شروع سيلان ( جريان ) سيال مورد نظر ( بتن ) ميباشد كه رابطه نزديكي با اسلامپ دارد . لزجت خميري نمايانگر افزايش تنش برشي در ازاء افزايش در روند برش ميباشد . آقاي تاترسال ، با استفاده از يك مخلوط كن روشي را براي سنجش لنگر ( گشتاور ) پيچشي (torque) ابلاغ نمود . اين مخلوط كن شبيه مخلوط كنهاي Forced Action يا مخلوط كنهاي خميرگيري قنادي است .

وي با حداقل دو سرعت مختلف ، دو لنگر پيچشي را براي بتن بدست آورد كه در نهايت موجب رسم يك خط مايل و تعيين t0 و µ يا v,s0 ميگردد . افراد ديگري نيز كار وي را دنبال و دستگاه را اصلاح كردند و توانسته معيارهاي كمي براي پتانسيل ( استعداد ) جدا شدگي بتن را به نمايش گذارند .

اين آزمايش صرفاً آزمايشگاهي است و انجام آن به افراد متخصص براي نتيجه گيري و تفسير نياز دارد . امروزه در كارگاه برروي بتن ريخته شده با كمك دستگاههاي كوچك روبات شكل آزمايش را انجام ميدهند و تنش نقطه تسليم s0 يا t0 لزجت خميري vو µ را بدست مي آورند و ميتوان اثر زمان و دما را نيز برروي اين دو پارامتر بدست آورد . افرادي تنش برشي تسليم را به اسلامپ مربوط نموده اند و روابطي را ارائه كرده اند كه هنوز د . ) صحت آنها ثابت نشده است . ( اين آزمايش در متن اصلي نبوده است و توسط مترجم بدان افزوده )

1. آزمايش Slump Flow و آزمايش T50cm( پهن شدگي اسلامپ – زمان 50 سانتي متري )

2-1- مقدمه :

 در آزمايش اسلامپ فلو ( پهن شدگي اسلامپ ) ، ميزان پهن شدگي بتن در سطح افقي مشخص ميشود و براي بتن هاي scc مناسب است . در ابتدا اين آزمايش در ژاپن و براي ارزيابي بتن هاي ترمي Tremie كه در بتن‌ريزي زير آب مورد استفاده قرار ميگيرد بكار رفت . نحوه انجام آزمايش مانند آزمايش اسلامپ است اما بجاي اندازه گيري افت و فرو نشستن مخروط بتن ، قطر متوسط بتن پهن شده در سطح زمين اندازه گيري ميشود و قابليت پر كردن ( قابليت سيلان و جريان ) را نشان ميدهد.

2-2- روش آزمايش :

2-2-1- وسايل كار :

در اين آزمايش از يك مخروط ناقص اسلامپ به قطر تحتاني 200 ميليمتر و قطر فوقاني 100 ميليمتر و ارتفاع 300 ميليمتر استفاده ميشود . يك صفحه فلزي و غير جاذب به حداقل ابعاد 700 ميليمتر ( ترجيحاً 800 ميليمتر ) نياز است كه صلب و غير جاذب باشد و روي اين صفحه دواير متحدالمركز به قطر 200 ميليمتر تا 800 ميليمتر ( هر 50 ميليمتر ) رسم شده باشد و بويژه دايره‌اي به قطر 500 ميليمتر بصورت بارز و روشني مشخص گردد. ماله ، سرتاس ، خط كش ( متر ) و كرونومتر ( درصورت انجام آزمايش T_50co )لازمست  .

2-2-2- نحوه كار :

6 ليتر بتن كه به روش استاندارد نمونه گيري شده است براي آزمايش لازم ميباشد .

سطح صفحه فلزي و درون مخروط ناقص اسلامپ را مرطوب نمائيد و مخروط را روي صفحه فلزي و در مركز آن قرار دهيد و با پا يا دست محكم آنرا در جهت قائم روي صفحه فشار دهيد . سپس بتن را با سرتاس درون مخروط ناقص بريزيد و بدون اينكه به آن ضربه‌اي بزنيد يا بلرزانيد ، پر كنيد و بدون اعمال ضربه يا لرزش بتن اضافي را با ماله يا خط كش برداريد و صاف كنيد . بتن اطراف پاي مخروط را كاملاً تميز نمائيد . مخروط را بصورت قائم بالا بكشيد تا بتن به سهولت و بدون مايع روان شود . در صورتيكه قصد شما اندازه گيري براي آزمايش T_50cm ( زمان 50 سانتي متري ) باشد همزمان با بالا كشيدن قالب مخروط ناقص ، كرونومتر را بكار بيندازيد و زمان لازم براي رسيدن بتن به دايره 500 ميليمتري را با دقت 1/0 ثانيه اندازه بگيريد .

براي تعيين پهن شدگي اسلامپ ( اسلامپ فلو ) لازمست پس از توقف بتن روي صفحه كف ، قطر نهائي و متوسط پهن شدگي را كه براي دو قطر عمود بر هم بدست آمده است با تقريب25 ±  ميليمتر گزارش نمائيد .

همچنين لازمست مشاهدات خود را در مورد همگني بتن در مركز و در پيرامون بتن از نظر درشتي و ريزي و ميزان خمير سيمان بيان و تشريح نمائيد .

2-3- تفسير و ارزيابي نتايج آزمايش :

هر چه اسلامپ (SF ) بزرگتر باشد معرف قابليت بيشتر پر كردن قالب و روان شدگي بتن تحت وزن خود ميباشد . حداقل نتيجه 600 ميليمتر براي بتن خودتراكم مورد نياز است و توصيه شده است . معمولاً اختلاف نتيجه 50± ميليمتر در آزمايشهاي مختلف براي يك بتن قابل توجيه است .

اين آزمايش سريع و ساده است و نياز به يك تا دو نفر ( بويژه براي آزمايش T_50cm ) دارد و ميتواند در كارگاه و در آزمايشگاه بكار گرفته شود . كاربرد آن در دنيا وسعت زيادي پيدا نموده است . هر چند “بخوي قابليت پر كردن “را نشان ميدهد اما قابليت عبور از بين ميلگردها بدون انسداد را نميتواند به نمايش گذارد . اين آزمايش تا حدود زيادي مقاومت به جدا شدگي را نشان ميدهد . براي تكميل اين آزمايش سعي كرده‌اند كه محدوديتهائي را در اطراف آن با قفس ميلگرد و وسايل مشابه ايجاد نمايند و قابليت عبور را نيز بسنجند . همزمان با اين آزمايش ميتوان آزمايش T_50cm را با همان وسايل و امكانات ( بجز كرونوتر ) بدست آورد . زمان كمتر نشانه قابليت رواني و سيلان بيشتر است . مؤسسه تحقيقاتي نروژي Brite Eu Ram مقادير 3 تا 7 ثانيه را بعنوان حدود قابل قبول در كاربردهاي مهندسي عمران و 2- 5 ثانيه را براي كاربردهاي پيشنهاد نموده است .

در جدا شدگي شديد بيشتر سنگدانه هاي درشت در مركز توده بتن و ملات و ضمير سيمان در پيرامون توده به چشم ميخورد . در جدا شدگي جزئي يك ملات به عرض كم بدون درشت دانه در لبه اطراف توده بتن مشاهده ميشود اگر هيچيك از اين پديدهها مشاهده نگرديد بايد با اطمينان گفت كه هيچ جدا شدگي وجود ندارد .

3-آزمايش حلقه J (J Ring )

3-1- مقدمه :

 اين آزمايش نيز احتمالاً ژاپني است اما ابداع كننده آن ناشناس ميباشد . آزمايش حلقه J در دانشگاه  Paisley توسعه يافته است . اين آزمايش براي تعيين قابليت عبور بتن بكار گرفته ميشود در واقع اين وسيله بهمراه يكي از دو آزمايش ( وسيله ) اسلامپ فلو و Orimet نميتواند بكار رود .

به اين حلقه ميلگردهائي وصل ميشود كه قفسي را ميسازد كه با امكان عبور بتن از ميان ميلگردها ميتوان قابليت عبور را تعيين نمود .

3-2- روش آزمايش :

3-2-1- وسايل آزمايش :

الف) اگر بخواهيم از وسيله مخروط ناقص اسلامپ فلو استفاده نماييم : يك مخروط ناقص اسلامپ بكار ميرود كه پاگيره هاي آن بايد حذف شود . صفحه مربعي را به ابعاد حداقل 700 ميليمتر بصورت محكم و غير جاذب با دواير متحدالمركز به قطرهاي 200 تا 700 ميليمتر و دايره مشخص 500 ميليمتر كمچه يا ماله ، سرتاس ، خط كش و نهايتاً حلقه J شامل يك حلقه فولادي باز به مقطع    ^mm 25*30 كه سوراخهاي عمودي روي آن ايجاد شده است و در اين سوراخها ميلگردهائي به طول ^mm 100و قطر 10 ميليمتر و فاصله 2± 48 ميليمتر نصب گرديده است (ميلگردها معمولاً بصورت رزوه شده درون سوراخ حديده شده قرار ميگيرد و پيچ ميشود ) قطر حلقه در محل ميلگردها 300 ميليمتر و ارتفاع آن از زمين ( با قرار گيري ميلگردها ) 100 ميليمتر است .

ب) اگر بخواهيم از وسيله Orimet استفاده نمائيم . دستگاه Orimet كه توضيح آن بعداً داده خواهد شد و در بخش 9 آمده است لازم ميباشد كمچه يا ماله ، سرتاس ، كرونومتر ، خط كش و حلقه J با توضيحات فوق بكار ميرود . لازم به ذكر است كه آزمايشگر ميتواند ميلگردهائي با قطر دلخواه و فواصل مورد نياز را نيز بكار برد اما فاصله آزاد ميلگردها خوبست از 3 برابرحداكثر اندازه سنگدانه ها كوچكتر نباشد . اين موارد بايد در نتيجه آزمايش ذكر شود .

3-2-2- نحوه آزمايش :

الف ) با استفاده از مخروط ناقص اسلامپ فلو : حدود 6 ليتر بتن نمونه گيري شده تحت شرايط استاندارد مورد نياز است . صفحه و داخل قيف را مرطوب نمائيد و صفحه را روي سطح محكم و تراز قرار دهيد . حلقه J را در وسط صفحه قرارداده و مخروط ناقص اسلامپ را در داخل آن بگذاريد به نحوي كه در مركز صفحه قرار گيرد و آنرا محكم نگهداريد . با سرتاس مخروط ناقص را پر كنيد (بدون لرزش و ضربه ) و همچنين بتن اضافي مخروط ناقص را بكمك ماله يا كمچه صاف كنيد و در اين رابطه ضربه اي اعمال ننمائيد . بتن اضافي ريخته شده در پاي قالب اسلامپ را برداريد . قالب را بصورت قائم بالا بكشيد و اجازه دهيد بتن به سمت خارج روان گردد . در اين حالت نيز قطر نهائي متوسط را با اندازه گيري دو قطر عمود برهم بتن پهن شده و بدست آوريد و برحسب ميليمتر با دقت 25 ميليمتر گزارش كنيد . اختلاف ارتفاع بتن در داخل و خارج حلقه J ( قفس ) در مجاورت ميلگردهاي عمودي را در چهار نقطه تعيين كنيد و متوسط آنرا برحسب ميليمتر ( با دقت 1 ميليمتر) گزارش نمائيد . مشاهدات خود را در مورد كيفيت اطراف و پيرامون توده بتن و جداشدگي احتمالي قيد نمائيد . وجود ملات يا خمير سيمان فاقد سنگدانه درشت را مشخص كنيد .

ب ) با استفاده از دستگاه Orimet : حدود 8 ليتر بتن تازه كه طبق استاندارد نمونه گيري شده است در اين آزمايش بكار ميرود . دستگاه Orimet را روي زمين محكمي قرار دهيد سطوح داخل لوله بتن ريزي و سوراخ خروجي ( روزنه ) را مرطوب نمائيد و اجازه دهيد آب اضافي از دريچه روزنه زيرين بيرون بريزد . دريچه تحتاني را ببنديد و زير آن يك سطل ( ظرف خاص مانند استانبولي يا مشابه آن) قرار دهيد . ( اين كار در اين آزمايش ، يعني با حلقه J لازم نيست و بجاي آن حلقه قرار ميگيرد ) دستگاه را كاملاً با بتن بدون اعمال تراكم و ضربه پر كنيد و بتن اضافي را به آرامي با ماله يا كمچه از سطح آن پاك كنيد . دريچه تحتاني را پاك كنيد و اجازه دهيد بتن تحت وزن خود بيرون بريزد . همزمان با باز كردن دريچه تحتاني كرنومتر را روشن كرده و زمان خروج كامل بتن را به عنوان “زمان جريان” مشخص و ثبت نمائيد . زمان خروج كامل بتن وقتي است كه اگر از بالا به داخل دستگاه نگاه كنيد نور ديده شود . كل آزمايش بايد ظرف 5 دقيقه انجام شود . با وجود حلقه J بايد قطر متوسط بتن پهن شده بدست آيد . ( دو قطر عمود برهم ) و بر حسب ميليمتر گزارش شود ضمناً بايد اختلاف ارتفاع متوسط سطح بتن داخل و خارج قفس ( در مجاورت ميله هاي قائم ) در چهار نقطه بدست آورد و گزارش گردد . همچنين بايد وضعيت جداشدگي به ويژه در محيط اطراف توده بتن مورد بررسي قرار گيرد و گزارش شود .

3-3- تفسير و ارزيابي نتايج آزمايش :

 تركيب آزمايش حلقه J با اسلامپ فلو و يا Orimet معمولاً از نظر قابليت عبور حائز اهميت است هر چند قابليت پر كردن و رواني را نيز به نمايش ميگذارد . مثلاً ميتوان نتيجه اين آزمايش توأم با اسلامپ فلو ( آزمايش مقيد ) را با آزمايش اسلامپ فلو ( غير مقيد ) مقايسه نمود و مشاهده كرد چه تفاوتي حاصل شده است .

همچنين ميتوان آزمايش Orimet محدود نشده را با آزمايش محدود شده توسط حلقه J مقايسه نمود. آزمايش Orimet يك آزمايش ديناميكي است و وضعيت بتن ريزي مداوم در عمل را تداعي ميكند . بهرحال در اين آزمايشهاي توأم غالباً به دو نفر آزمايشگر نياز است . نتايج آزمايش از نظر قابليت رواني و عبور از يكديگر مجزا و مستقل نيستند ، مگر اينكه با آزمايش غير مقيد و محدود مقايسه شود . قابليت انسداد كمتر تحت تاثير ويژگيهاي رواني است و بوضوح ميتوان گفت ، اختلاف بيشتر در اختلاف ارتفاع ها نشانه قابليت عبور كم بتن ميباشد . قابليت انسداد ( بلوكه شدن ) و يا جداشدگي را ميتوانيد آشكارا ديد كه غالباً اين مشاهده به ذكر نتايج كمي و محاسبات ارجح است .

4-آزمايش قيف V و آزمايش قيف V در 5 دقيقه ( T_5min )

 4-1-مقدمه :

 اين آزمايش در كشور ژاپن و توسط Ozawa و همكاران وي ابداع و توسعه يافته است . در واقع از يك قيف V شكل براي اين آزمايش استفاده ميشود و با تعيين زمان خروج بتن پر شده در آن قابليت پر كردن ( رواني ) بدست مي آيد . حجم قيف 12 ليتر و اين وسيله براي با بتن هائي حداكثر اندازه سنگدانه 20 ميليمتر كاربرد دارد . گاه در ژاپن و ساير كشورها از قيفي با مقطع دايرهاي استفاده شده است كه قيف O نام دارد .

در نوع ديگري از اين آزمايش ، پس از پر كردن قيف اجازه ميدهيم 5 دقيقه در قيف بماند سپس زمان خروج بدست مي آيد كه در اين حالت زمان خروج جداشدگي را با توجه به افزايش قابل ملاحظه خود نشان ميدهد .

4-2-روش آزمايش :

4-2-1- وسايل آزمايش :

 قيف V مانند شكل 4 ، سطل يا ظرف 12 ليتري ، ماله ( كمچه ) ، سرتاس ، كرونومتر در اين آزمايش بكار ميرود .

4-2-2- نحوه انجام آزمايش :

 در حدود 12 ليتر بتن براي انجام آزمايش لازمست كه بايد طبق دستور استاندارد معمول نمونه گيري شده باشد و قيف V را روي جاي محكمي قرار دهيد . سطوح داخلي آنرا مرطوب نمائيد . دريچه تحتاني را باز نگهداريد تا آب اضافي تخليه شود . سپس دريچه را ببنديد و يك سطل را زير آن بگذاريد . قيف را كاملاً با بتن بدون اعمال تراكم يا ضربه پر نمائيد و بتن اضافي آنرا با ماله يا كمچه برداشته و سطح آنرا به آرامي صاف كنيد . 10 ثانيه پس از پر كردن قيف ، دريچه تحتاني را باز كنيد و زمان خروج تمام بتن را ثبت و بعنوان زمان جريان قيف V يادادشت و گزارش نمائيد . وقتي ميتوان گفت كه بتن خارج شده كه اگر از بالا به داخل قيف نگاه كنيم نور را از زير ( بعلت خروج بتن ) ببينيم . كل آزمايش بايد ظرف 5 دقيقه انجام شده باشد .

براي انجام آزمايش قيف V درT_5min (زمان 5 دقيقه ) نبايد سطوح داخلي قيف راپس از انجام آزمايش فوق پاك كنيد يا مرطوب نمائيد بلكه بايد دريچه تحتاني را ببنديد و مجدداً قيف را با سرعت و فوراً ( پس از اندازگيري زمان جريان ) پر نمائيد . سطل را زير آن بگذاريد و با روشي كه در فوق به آن اشاره شد بايد قيف پر شده و سطح آن صاف گردد . 5 دقيقه پس از اينكه قيف پر شد دريچه تحتاني را باز كنيد و اجازه دهيد بتن در اثر وزن خود خارج شود و زمان جريان را با روش فوق الذكر بدست آوريد . در مراحل قبلي وقتي دريچه باز ميشود بايد بطور همزمان كرونومتر را بكار انداخت و پس از خروج بتن و مشاهده نور، كرنومتر را از كار انداخت و زمان را قرائت نمود . در اين مرحله زمان جريان را “زمان جريان در زمان 5 دقيقه” مينامند .

4-3-تفسير و ارزيابي نتايج آزمايش :

گرچه آزمايش قابليت جريان را اندازه گيري مينمايد نتيجه تحت تاثير ساير خواص بتن نيز واقع ميشود . بطور مثال اگر سنگدانه درشت زيادي در بتن موجود باشد موجب ميشود بدليل شكل قيف بخوبي جريان نيابد و انسداد صورت گيرد همچنين اگر بدليل لزجت زياد خمير و يا اصطكاك زياد بين ذرات ، بتن مانند خمير سفت ميشود و زمان جريان افزايش مييابد وسيله آزمايش داراي شكل ساده اي است و اثر زاويه قيف و اثر جدار بر جريان روشن نيست . نتيجه كمتر نشانه قابليت رواني بيشتر است .

براي بتن SCC ، زمان جريان 2± 10 ثانيه مناسب در نظر گرفته شده است . شكل قيف ( مخروط وارونه ) جريان را مقيد ميكند و زمان جريان طولاني تر برخي مشخصه هاي مخلوط را در رابطه با انسداد بدست ميدهد .

وقتي پس از 5 دقيقه تأخير و ماندن بتن در قيف زمان جريان را اندازه ميگيريم ، جداشدگي ناشي از ته نشيني سنگدانه هاي بتن باعث افزايش جريان ميشود . افزايش بيش از 3 ثانيه ابداً مناسب نيست و مسلماً كاهش زمان را نيز شاهد نخواهيم بود.

5-آزمايش جعبه L (L Box test Method  )

5-1- مقدمه :

 اين آزمايش بر اساس يك طرح ژاپني براي بتن زير آب ( ترمي ) بنا نهاده شده است و توسط Petersson مورد استفاده قرار گرفته و تشريح شده است . اين آزمايش رواني بتن را مورد ارزيابي قرار ميدهد و همچنين تا حدي قابليت انسداد بتن را در برابر ميلگردها نشان ميدهد . دستگاه مربوطه در شكل 5 نشان داده شده است . وسيله مورد نظر شامل يك جعبه با مقطع مستطيل و به شكل يك L ميباشد و داراي يك بخش افقي و يك قسمت قائم است كه توسط يك دريچه متحرك از يكديگر جدا شده اند . در جلوي دريچه ميلگردهائي بصورت قائم قرار دارد كه پس از باز شدن دريچه بتن بخش قائم ميتواند از دريچه و ميلگردها عبور كرده و به بخش افقي وارد شود . با توقف جريان ارتفاع بتن در انتهاي بخش افقي و بتن باقيمانده بخش قائم بدست مي‌آيد و از تقسيم ايندو برهم ، شيب بتن در حالت سكون را نشان ميدهد و قابليت عبور از ميله ها را به نمايش ميگذارد . بخش افقي ميتواند در فواصل 200 و 400 ميليمتري دريچه علامت گذاري شود و زمانهاي رسيدن بتن به اين نقاط اندازه گيري گردد . اين زمانها بعنوان زمان T₄₀,T₂₀ شناخته ميشود و مشخصه اي براي قابليت پر كردن (رواني ) است .

قطر ميلگردها و فاصله آنها ميتواند با آنچه در شكل آمده است متفاوت باشد و طبق شرايط واقعي پروژه تغيير يابد . معمولاً سه برابر حداكثر اندازه سنگدانه ميتواند فاصله مناسب تلقي شود با اين حال براي مشخص كردن قابليت عبور بتن ميتوان فواصل ديگري ( كمتر يا بيشتر ) را مد نظر قرار داد .

5-2- روش آزمايش :

5-2-1- وسايل آزمايش :

 دستگاه جعبه L كه با ماده محكم و غير جاذب ساخته شده است و ترجيح دارد طلقي و از جنس Perspex , plaxiglass باشد تا درون آن ديده شود ( مطابق شكل 5 ) ماله يا كمچه ، سرتاس ، كرونومتر ، خط كش

5-2-2- نحوه انجام آزمايش :

حدود 14 ليتر بتن مورد نياز را كه طبق استاندارد نمونه گيري شده است بايد مورد استفاده قرار داد . ابتدا وسيله را روي سطح محكم و تراز ( افقي ) قرار دهيد . مطمئن شويد كه دريچه كشوئي بخوبي كار ميكند و براحتي بالا و پائين ميرود و دريچه را ببنديد . داخل قسمت قائم را آب بريزيد و دريچه را باز كنيد تا آب خارج شود و بخش افقي نيز مرطوب گردد . بهرحال آب را از دستگاه خارج كنيد . دريچه را بسته و بخش قائم را با بتن پر كنيد . اجازه دهيد بمدت يك دقيقه بتن در اين قسمت باقي بماند . سپس دريچه را باز كنيد تا بتن به بخش افقي وارد شود . همزمان بايد كرونومتر را بكار اندازيم و زمان رسيدن بتن به علامت 200 و 400 ميليمتري اندازه گيري نمائم وقتي بتن از حركت باز ماند ارتفاع ارتفاع H₂,H₁   ( در ابتدا و انتهاي بتن ) را اندازه‌گيري نمائيد . نسبت H₂/H₁ را محاسبه كنيد ، اين نسبت را ضريب انسداد يا نسبت بلوكه شدن مينامند . تمام آزمايش بايد ظرف 5 دقيقه انجام شود .

5-3- تفسير و ارزيابي نتايج آزمايش :

اگر بتن همچون آب جريان يابد 1 =H₂/H₁ ميگردد . هر چه بتن نتواند بخوبي جريان يابد و از ميلگردها رد شود نسبت مزبور از 1 ميشود و از يك فاصله ميگيرد . گروه تحقيقات EU حداقل نسبت انسداد را 8/0 پيشنهاد داده‌ است اين نسبت مشخصه اي براي سهولت جريان را نشان ميدهد اما بطور كلي توافقي در مورد مقدار اين نسبت وجود ندارد . درصورتيكه سنگدانه هاي درشت انسداد آشكاري را در پشت ميلگردها بوجود آورد ميتوان آنرا از طريق مشاهده مشخص نمود .

آزمايش جعبه L بصورت گسترده‌اي ميتواند در آزمايشگاه مورد استفاده قرار گيرد و شايد بتوان در كارگاه نيز از آن بهره گرفت نتيجه آزمايش قابليت پر كردن و عبور را نشان ميدهد و مورد ارزيابي قرار ميگيرد . همچنين فقدان پايداري جدي ( جداشدگي ) را ميتوان با چشم مشاهده نمود . درصورتيكه جعبه از نوع طلقي و قابل مشاهده نباشد بايد آنرا بريد و داخل آنرا ديد .

متاسفانه فعلاً در مورد جنس ، ابعاد و ميلگردهاي دستگاه توافقي وجود ندارد . بنابراين مقايسه نتايج موجود در تحقيقات ، مشكل بنظر ميرسد روشن نيست كه اثر جداره دستگاه بر رواني بتن چگونه است ؟ اما قطر و فاصله ميلگردها تا حدي بايد مشابه وضعيت معمول در كارگاه باشد .

براي آزمايش دو نفر آزمايشگر ( بويژه براي اندازه گيري زمان ) لازم است . خطا تا حدي در اين آزمايش از جانب آزمايشگر غير قابل اجتناب است .

6- آزمايش جعبه U (U Box Test Methot )

6-1- مقدمه :

اين آزمايش در مركز تحقيقات تكنولوژي شركت Taisei ژاپن ابداع و توسعه يافته است گاه اين وسيله به شكل جعبه بوده و نام آن آزمايش جعبه شكل (Box- Shared Test ) مي باشد . اين آزمايش براي اندازه گيري قابليت پر كردن ( رواني ) بتن خودتراكم بكار ميرود . وسيله مورد نظر شامل يك ظرفي است كه بكمك يك ديواره مياني به دو بخش R₂,R₁ مانند شكل 6 تقسيم شده است . دريچه كشوئي متحركي بين دو قسمت تعبيه شده است . ميليگردهائي با قطر اسمي 13 ميلي متر در پشت دريچه قرار ميگيرد كه فاصله مركز تا مركز ميلگردها 50 ميليمتر ( فاصله آزاد حدود 35 ميليمتر ) ميباشد . بخش سمت چپ با حدود 20 ليتر بتن پر ميگردد و سپس دريچه بالا كشيده ميشود و بتن به قسمت ديگر وارد ميشود و به سمت بالا جريان مييابد . سپس ارتفاع بتن در اين قسمت اندازه گيري ميشود.

طرح ديگري از اين جعبه با اصول مشابه ، توسط انجمن مهندسين عمران ژاپن (JSCE)بكار رفته و توصيه شده است .

6-2- روش آزمايش :

6-2-1- وسايل آزمايش :

جعبه u شكل از جنس مواد غير جاذب و سخت و محكم مانند شكل 6 ، ماله يا كمچه ، سرتاس كرونومتر

6-2-2- نحوه انجام آزمايش :

 در حدود 20 ليتر بتن براي انجام آزمايش لازم است كه بايد بطور معمول از نمونه گيري استاندارد بدست آيد . دستگاه را روي سطح محكمي قرار دهيد و مطئن شويد دريچه كشوئي به خوبي كار ميكند و سپس دريچه را ببنديد . سطح داخلي وسيله را مرطوب كرده و آب اضافي را تخليه نمائيد . يك قسمت از وسيله را با نمونه بتن پر كنيد و اجازه دهيد به مدت حدود يك دقيقه در اين حالت باقي بماند . سپس دريچه را بالا كشيده و اجازه دهيد بتن به بخش ديگر وارد شود . وقتي بتن از حركت باز ايستاد ، ارتفاع H₂,H₁ را در هر دو قسمت دستگاه اندازه گيري نمائيد . و سپس اختلاف ايندو يعني ( H₁–H₂ ) را بنام اختلاف ارتفاع پر كردن محاسبه نمائيد . تمام آزمايش بايد ظرف مدت5دقيقه انجام گيرد .

6-3- تفسير و ارزيابي نتايج آزمايش :

 اگر بتن مانند آب باشد H₁-H₂=0 ميشود بنابراين اعداد نزديك به صفر، رواني بهتري را به شما نمايش ميگذارد . اين آزمايش بسيار ساده است اما ساخت وسيله ممكنست كمي مشكل باشد . در اين آزمايش ارزيابي خوبي از قابليت پر كردن بدست مي‌آيد . در صورتيكه از ميلگرد و در پشت دريچه (جلو دريچه ) استفاده گردد و به نوعي قابليت عبور نيز نشان داده ميشود . فاصله 35 ميليمتري بين ميلگردها ممكنست كم بنظر برسد .

در مورد اينكه آيا ارتفاع پر شده H₂ به ميزان كمتر از 30 سانتيمتر ميتواند براي اين بتنها قابل قبول تلقي شود يا خير هنوز شك وجود دارد .

7- آزمايش جعبه پر كردن (Fill Box Test Method )

7-1- مقدمه :

اين آزمايش بنام آزمايش Kajima نيز شناخته ميشود . هدف آزمايش تعيين قابليت پر كردن متن خود تراكم با حداكثر اندازه سنگدانه 20 ميلي متري است . وسيله آزمايش شامل يك ظرف شفاف (معمولاً شيشه‌اي يا از نوع پلاكسي گلاس ) با سطح صاف و تخت ميباشد درون ظرف 35 ميله يا لوله بصورت مانع از جنس pvc با قطر 20 ميليمتر و فاصله مركز تا مركز 50 ميليمتر تعبيه شده است . در قسمت فوقاني يك لوله جهت پر كردن به قطر 100ميلي متر و ارتفاع 500 ميليمتر بهمراه قيفي به ارتفاع 100 ميلي متر تعبيه شده است ظرف مزبور پايين ريخته شده توسط لوله و قيف پر ميگردد و اختلاف ارتفاع بين دو طرف ظرف بعنوان قابليت پر كردن بدست مي‌آيد .

7-2- روش آزمايش :

7-2-1- وسايل آزمايش :

 جعبه پر كردن از جنس طلقي يا شيشه اي شفاف و محكم و غير جاذب طبق  سرتاس به حجم 5/1 تا 2 ليتر ، خطكش ، كرونومتر

7-2-2- نحوه انجام آزمايش :

 حدود 45 ليتر بتن كه طبق استاندارد نمونه گيري شده است براي اين آزمايش لازم ميباشد دستگاه را بصورت تراز روي زمين محكمي قرار دهيد . سطوح داخلي وسيله را مرطوب كرده و آب اضافي را تخليه نمائيد با ريختن هر سرتاس بتن 5/1 تا 2 ليتري در هر 5 ثانيه از طريق قيف و لوله ، ظرف را تا رسيدن بتن به اولين سطح بالائي ميله هاي مانع پر نمائيد . پس از اينكه بتن به حالت سكون در آمد، ارتفاع بين در هر طرف ظرف را در دو محل اندازه گيري نمائيد و ميانگين هر كدام را بدست آوريد . بدين ترتيب h1,h2 در دو سمت بدست مي‌آيد درصد متوسط پر كردن F از رابطه زير بدست مي‌آيد

كل آزمايش بايد در مدت 8 دقيقه انجام گردد.

F= {(h1+h2)/ 2*h1} * 100%

7-3- تفسير و ارزيابي نتايج آزمايش :

 اگر بتن مانند آب فرض شود نتيجه درصد متوسط پر كردن برابر 100 درصد بدست مي آيد بنابراين نزديكي به 100درصد مطلوبتر است . انجام آزمايش در كارگاه بدليل پيچيدگي ساختمان دستگاه و وزن زياد بتن مورد استفاده مشكل ميباشد . اين آزمايش نشان ميدهد حتي اگر بتني قابليت پر كردن و رواني خوبي را داشته باشد اما قابليت عبور و مقاومت به جداشدگي ضعيفي را دارا باشد نتيجه خوب نخواهد بود .

8-آزمايش پايداري شبكه ( الك ) GTM (GTM Screen Stability Test Method)

8-1-مقدمه :

 اين آزمايش توسط يك پيمانكار فرانسوي بنام GTM براي ارزيابي مقاومت در برابر ارزيابي مقاومت در برابر جداشدگي ( پايداري ) بتن خودتراكم ابداع شده و توسعه يافته است . در اين آزمايش نمونه 10 ليتري بتن در حالت سكون قرار ميگيرد تا جداشدگي داخلي احتمالي آن صورت گيرد . سپس با ريختن نيمي از آن روي الك به قطر 350 ميليمتر و اندازه چشمه 5 ميليمتر اجازه ميدهم از آن عبور كرده و به درون زير الكي بريزد . پس از 2 دقيقه ملات عبوري از الك وزن ميشود و بصورت درصدي از وزن نمونه اوليه بتن روي الك گزارش ميگردد .

8-2- روش آزمايش :

8-2-1- وسايل آزمايش :

 يك ظرف يا سطل در دار به حجم 10 ليتر ، الك به قطر 350 ميليمتر و چشمه 5 ميليمتر ، زير الكي ، ترازو به ظرفيت 20 كيلو گرم و دقت حداقل 20 گرم ، كرونومتر و …

8-2-2- نحوه انجام آزمايش :

حدود 10 ليتر نمونه بتن لازمست تا آزمايش انجام گردد . ابتدا بتن را در يك ظرف در دار ( براي جلوگيري از تبخير ) به مدت 15 دقيقه نگهداري كنيد . سپس سطح بتن را بررسي كنيد و مسئله آب انداختن را مورد توجه قرار دهيد و گزارش كنيد وزن زير الكي خالي در اين مدت بدست آوريد . حدوداً 2 ليتر از بتن فوقاني داخل سطل در دار به وزن

2/0±8/4 كيلو گرم را از طريق خالي كردن سطل در يك ظرف يا سرتاس بزرگ بريزيد و وزن بتن ريخته شده و ظرف را بدست آوريد . سپس اين بتن را به آرامي از ارتفاع 500 ميليمتر و بطور پيوسته روي الك بريزيد در حاليكه زير الكي را در زير الك قرار داده ايد . جرم بتن ريخته شده روي الك را با كسر وزن ظرف خالي از وزن ظرف بتن مشخص نمائيد (M_a ) اجازه دهيد به مدت 2 دقيقه ملات بتن از الك به داخل زير الكي سرازير شود . سپس با توزين زير الكي و ملات ، وزن ملات داخل آنرا بدست آوريد ( M_b ). درصد وزن ملات به بتن را بعنوان ضريب يا نسبت جداشدگي محاسبه و گزارش نمائيد.

 100% * ( M_b/M_a ) = ضريب يا نسبت جدا شدگي

8-3- تفسير و ارزيابي نتايج آزمايش :

 مشاهدات تجربي حاكي از آنست كه اگر درصد ملات عبوري از الك بين 5 تا 15 درصد وزن نمونه باشد ، پايداري در برابر جداشدگي رضايت بخش است . نتايج زير 5 درصد نشانه پايداري و مقاومت شديد در برابر جداشدگي است و بنظر ميرسد بر ظاهر بتن در امر پرداخت سطح اثر بد بگذارد . نتايج بيش از 15 درصد و بويژه بالاي 30 درصد نماينگر جداشدگي شديد است .

 مهندسيني كه اين آزمايش را بكار گرفته‌اند ميگويند اين آزمايش راه بسيار مؤثري در ارزيابي پايداري بتن خود تراكم در برابر جداشدگي است . بهر حال عليرغم سادگي آزمايش ، سرعت آن مناسب نيست و آزمايش كندي محسوب ميشود و نياز به توزيع و دقت در آن دارد و لذا بعنوان آزمايش كارگاهي چندان مناسب نميباشد . قابليت تكرار نتايج آزمايش نيز تأمل بر انگيز است .

9-آزمايش روزنه (Meter Orifice Rheometer يا Orimet Test )

9-1- مقدمه :

 اين آزمايش در دانشگاه  Paisleyتعميم يافته است و روشي براي ارزيابي كارآئي زياد مخلوطهاي بتن روان مصرفي در كارگاههاي اجرائي است . اين وسيله در شكل 9 مشاهده ميشود .

آزمايش بر اين اصل استوار است كه بتن از يك روزنه فرو ميريزد و سنجش رئومتري روزنه اي انجام ميگردد . دستگاه شامل يك لوله قائم براي ريختن بتن ميباشد كه به يك روزنه مخروطي شكل وارونه قابل تعويض مجهز است كه در پائين لوله قرار دارد و داراي دريچه اي است كه ميتوان آنرا سريع باز يا بسته نمود . روزنه معمولاً قطر داخلي 80 ميليمتر را دارا است كه براي آزمايش مخلوطهاي با حداكثر اندازه سنگدانه كمتر از 20 ميليمتر مناسب ميباشد . روزنه‌هاي ديگر كه معمولاً بين 70 تا 90 ميليمتر قطر دارند ميتوانند بجاي روزنه معمولي بكار روند .

با ريختن بتن درون لوله و پر كردن آن و باز كردن دريچه تحتاني لوله ميتوان بسادگي زمان تخليه آنرا اندازه گيري نمود .

9-2- روش آزمايش :

9-2-1- وسايل آزمايش :

 وسيله Orimet كه از مصالح سخت و محكم و غير جاذب ساخته شده است طبق شكل 9 سطل با ظرفيت حدود 10 ليتر ، سرتاس ، كرونومتر ، ماله يا كمچه

9-2-2- نحوه انجام آزمايش :

 حدود 8 ليتر بتن نمونه گيري شده طبق دستور استاندارد براي انجام آزمايش ضروري است . دستگاه را روي سطح محكم قرار دهيد و سطوح داخلي آنرا مرطوب نمائيد و آب اضافي را تخليه كنيد . دريچه تحتاني را ببنديد و سطل را زير لوله و دريچه قرار دهيد . سپس وسيله را بتن بودن هرگونه ضربه يا لرزش پر كنيد و بتن اضافي را با ماله يا كمچه بدون ضربه به آرامي برداريد و سطح آنرا صاف و تراز كنيد .

دريچه را باز كرده و اجازه دهيد تحت وزن خود ، بتن جريان يابد . زمان تخليه را با كرونومتر اندازه بگيريد و بعنوان زمان جريان گزارش نمائيد . لازم به ذكر است دريچه بايد 10 ثانيه پس از پر كردن و صاف كردن سطح بتن لوله باز شود و كل آزمايش بايد در طي مدت 5 دقيقه انجام گردد .

9-3- تفسير و ارزيابي نتايج آزمايش :

 اين آزمايش معياري براي سهولت رواني و جريان بتن است . زمانهاي كمتر نشانه قابليت رواني بيشتر ميباشد . براي بتن هاي خودتراكم زمانهاي كمتر از 5 ثانيه مناسب است . قيف وارونه جريان را مقيد و محدود ميكند و زمان را طولاني تر مينمايد و ميتواند مشخصه و معياري براي قابليت مسدود شدن يا جدا شدگي به حساب آيد .

اين آزمايش ميتواند شبيه به ريختن بتن بصورت واقعي در كارگاه باشد و رواني بتن را مورد ارزيابي قرار دهد . اين آزمايش سريع ميباشد و داراي وسيله ساده اي است كه براحتي در محل مستقر ميشود. اين آزمايش ويژگيهاي مفيدي را در رابطه با تمايز بتن هاي كارا و مخلوطهاي روان از غير روان دارد و ميتواند در كارگاه بصورت متوالي بعنوان كنترل بكار رود . اندازه گيري زمان معمولاً حاوي خطاست و مانند ساير آزمايشهائي كه در آن به اندازه گيري زمان نياز است بهترين حالت استفاده از دو نفر آزمايشگر ميباشد .

تهيه و تنظيم : دكتر محسن تدين

پيوست B ) نكات مهم راهنما در بتن خودتراكم

ترجمه و تنظيم : محسن تدين

1- دامنه كاربرد:

دامنه كاربرد نكات راهنما شامل توصيه هاي عملي در ارتباط با نكاتي است كه در مشخصات ذكر نشده است . دستورالعملهاي ملي گاه بدليل دسترسي به سيمانها و مواد كمكي ، خواص سنگدانه ها يا شرايط اقليمي داراي تفاوتهائي هستند .

شبكه اروپائي EFNARC در زمينه اجراي حرفه اي نكاتي را در ارتباط با مفاهيم مفيد تجربي در طراحي ، توليد و ريختن بتن خودتراكم بدين ترتيب ارائه مي دهد .

2- الزامات و نيازمنديهاي مواد متشكله :

2-1- سيمان :

 همه انواع سيمان كه منطبق بر EN197 باشند مناسب هستند . انتخاب نوع سيمان به خواسته هاي بتن ارتباط دارند كه به مقاومت و دوام و غيره بستگي دارد .

C₃A سيمان بالاتر از 10 درصد موجب حفظ كارآئي ضعيف ميگردد و با افت كارآئي زود هنگام مواجه ميشويم . عيار سيمان معمولاً بين 350 تا 450 كيلو گرم در متر مكعب ميباشد . عيار سيمان بالاتر از kg/m³ 500 خطرناك ميتواند تلقي شود و موجب افزايش جمع شدگي گردد . عيار سيمان كمتر از kg/m³ 350 فقط وقتي ميتواند مناسب باشد كه ساير مواد زير پركننده مانند خاكستر بادي و پوزولان و غيره در بتن موجود باشد .

2-2- سنگدانه ها :

2-2-1- ماسه ( سنگدانه ريز ) :

 همه ماسه هايي كه براي بتن معمولي بكار ميرود براي بتن خودتراكم نيز مناسب است ماسه هاي شكسته و گرد گوشه ميتواند مصرف شود . ماسه هاي سيسيلي و كربناتي آهكي نيز قابل مصرف است. مقدار مواد ريزتر از 125/0 ميليمتر بعنوان پودر تلقي ميشود و از نظر رئولوژيكي براي بتن خودتراكم خيلي مهم است . حداقل مقدار مواد ريزدانه ( پودر كه از مواد چسباننده و ماسه تشكيل ميشود ) بايد تأمين گردد تا از جداشدگي پرهيز و اجتناب نشود .

2-2-2- سنگدانه درشت ( شن ) : همه انواع سنگدانه درشت بتن معمول مناسبند . حداكثر اندازه سنگدانه بطور كلي 16 تا 20 ميليمتر ميباشند هر چند سنگدانه هائي به درشتي 40 ميليمتر يا بيشتر نيز در بتن خودتراكم بكار رفته است . پيوستگي و انسجام دانه بندي سنگدانه از اهميت حياتي برخوردار ميباشد .

با توجه به خصوصيات انواع مختلف سنگدانه ، سنگدانه هاي شكسته موجب بهبود خصوصيات مقاومتي ميشود زيرا قفل و بست و درگيري ذرات تيز گوشه بهتر است ، در حاليكه سنگدانه هاي گرد گوشه ، جريان و رواني را بدليل اصطكاك داخلي كمتر بهبود مي بخشد . سنگدانه هائي با دانه بندي ناقص ( ناپيوسته ) غالباً بهتر از پيوسته هستند كه اصطكاك داخلي بيشتري را ايجاد و رواني را كاهش ميدهند.

2-3- افزودنيها :

بهترين افزودنيها ، فوق روان كننده ها يا كاهندهاي قوي آب مي باشند (SP or HRWRA )كه بيش از 20 درصد كاهش آب را بوجود مي آورند . مصرف توأم روان كننده معمولي و فوق روان كننده توصيه شده است . استفاده از اصلاح كننده هاي لزجت  ( VMA )امكان بيشتري را براي كنترل جداشدگي بويژه هنگامي كه ميزان پودر محدود است بوجود مي آورد . اين نوع افزودني به ايجاد همگني بسيار خوب و كاهش تمايل به جداشدگي كمك ميكند .

2-4- مواد كمكي (اضافي ) :

مواد كمكي معمولاً براي بتن خودتراكم بدليل نياز به مواد ريز اضافي بكار ميرود همه مواد كمكي منطبق بر استانداردهاي اروپا براي اين كار مناسبند . بخاطر نياز به خواص رئولوژيكي خاص در اين نوع بتن ، مواد كمكي خنثي يا فعال براي بهبود و حفظ كارآئي بكار ميرود تا ضمن تنظيم و كاهش عيار سيمان ، گرمازائي كاهش يابد . مواد كمكي نوع 2 (II) ميتواند بطور قابل توجهي عملكرد دراز مدت بتن را بهبود بخشد . ميزان مواد كمكي ( پركننده ) به مواد چسباننده در حدود 30 تا 40 درصد توصيه ميشود .

2-5- الياف :

 الياف مصنوعي بسيار ريز ممكنست از جريان و رواني بتن جلوگيري نمايد بطور كلي عيار آن نبايد از 1 كيلوگرم بر متر مكعب تجاوز نمايد ( مانند الياف پروپيلني كه از پلميرهاي كم ضخامت و ريز و با طولهاي متفاوت و دلخواه تشكيل شده اند و در ايران نيز توليد ميشود – مترجم )

3-نيازهاي بتن خودتراكم :

 بتن خودتراكم از نظر خواص بتن تازه و بواسطه سهولت ريختن از بتن معمولي و سنتي متفاوت تلقي ميشود . مفاهيم و ابعاد مختلف كارآئي كه با قابليت پر كردن ، قابليت عبور و مقاومت در برابر جداشدگي شناخته ميشود نياز به كنترل دقيق دارد تا بتوان بتن را از نظر قابليت ريختن قابل قبول تلقي نمود .

3-1- كارآئي :

سطح سياليت بتن خودتراكم عمدتاً به ميزان مصرف فوق روان كننده بستگي دارد ، هر چند مصرف بيش از حد اين مواد ميتواند منجربه جداشدگي و انسداد گردد . بنابراين براي تأمين خصوصيات بتن خودتراكم نياز به كنترل دقيق كارآئي با استفاده از حداقل 2 نوع آزمايش متفاوت داريم.

3-2- پايداري در برابر جداشدگي :

بدليل رواني و سياليت زياد بتن خودتراكم خطر جداشدگي و انسداد بسيار زياد است . بنابراين جلوگيري از جداشدگي از اهميت زياد برخوردار است تمايل به جداشدگي ميتواند با استفاده از مقادير كافي ريز دانه ( ريزتر از 125/0 ميليمتر ) يا بكارگيري (VMA ) كاهش يابد .

3-3 زمان كاري (Open Time  ) :

 زماني كه بتوان با بتن خودتراكم و با خواص رئولوژيكي مطلوب كاركرد تا نتايج خوبي را در امر جايدهي بدست آوريم از اهميت برخوردار است . اين زمان را ميتوان با انتخاب نوع مناسب فوق روان كننده يا تركيب اين مواد با روان كننده ها و ديرگير كننده ها بدست آورد و تأمين نمود افزودنيهاي مختلف خواص متفاوتي را بر زمان كاري دارند و بسته به نوع سيمان در زمان حمل و ريختن بكار ميروند .

4-طرح مخلوط :

4-1- كليات :

انتخاب و تعديل طرح مخلوط ميتواند طبق روش زير به انجام رسد .

در طرح مخلوط بسيار مفيد خواهد بود كه از نسبت هاي حجمي بجاي وزني استفاده نمائيم .

درصورتيكه عملكرد رضايت بخش حاصل نگردد ، توجه به طراحي مجدد اصولي مخلوط بايد مد نظر قرار گيرد . بسته به نوع شكل ، اقدامات زير ميتواند به صورت مقتضي به انجام رسد .

• استفاده از انواع مختلف پر كننده ( درصورت امكان ) و مصرف مقادير اضافي پر كننده
• اصلاح نسبت ها و سهم ماسه و شن
• استفاده از ماده اصلاح كننده لزجت ( درصورتيكه ) در مخلوط مصرف نشده باشد )
• تنظيم و تعديل ميزان مصرف فوق روان كننده و يا اصلاح كننده لزجت
• استفاده از انواع ديگر فوق روان كننده و يا اصلاح كننده لزجت بنحوي كه با مواد موجود سازگارتر باشد
• تغيير ميزان نسبت آب به مواد  با اصلاح مقدار آب به كمك تغيير مصرف افزودني

4-2-روش طرح اختلاط :

مثالي از روش طراحي مخلوطهاي بتن خودتراكم در زير ارائه ميشود . اين روش بر اساس تعميم كار Okamura بنا نهاده شده است . بايد بدانيم نتيجه اين روش ممكنست با آنچه در بخش 7-2- ارائه شده است متفاوت باشد . ترتيب كار به شرح زير ميباشد .

الف) مشخص نمودن مقدار درصد هواي مطلوب ( غالباً 2 درصد )

ب) تعيين حجم سنگدانه درشت (شن )

ج) تعيين مقدار ماسه ( سنگدانه ريز )

د) طرح مخلوط خمير بتن

ه) تعيين نسبت بهينه آب به پودر و ميزان مصرف فوق روان كننده در ملات

و) ارزيابي خواص بتن به كمك آزمايشهاي استاندارد

مشخص نمودن درصد هواي مطلوب : بطور كلي 2 درصد هوا در بتن منظور ميشود و ممكنست مقدار هوا براي ايجاد دوام در برابر يخبندان و آبشدگي به ميزان بالاتري در نظر گرفته شود .

4-2-1-مشخص نمودن درصد هواي مطلوب :

 بطور كلي 2 درصد هوا در بتن منظور ميشود و ممكنست مقدار هوا براي ايجاد دوام در برابر يخ بندان و آبشدگي به ميزان بالاتري در نظر گرفته شود.

4-2-2- تعيين حجم سنگدانه درشت (شن ) :

حجم شن با توجه به دانسته حجمي آن مشخص ميشود . بطور كلي حجم سنگدانه درشت (D>4^mm) بايستي بين 50 تا 60 درصد باشد .

وقتي حجم سنگدانه درشت در بتن از حد معيني تجاوز كند ، فرصت براي اصطكاك و تماس بين ذرات شن سريعاً افزايش مي يابد و خطر مسدود شدن در حين عبور بتن از فضاي بين ميلگردها زياد ميشود و قابليت عبور كم ميشود . مقدار بهينه سنگدانه درشت به عوامل زير بستگي دارد .

• حداكثر اندازه سنگدانه ، با كاهش حداكثر اندازه ، سهم سنگدانه درشت بالاتر ميرود .
• گردگوشه گي و تيز گوشگي سنگدانه هاي گردگوشه ، سهم سنگدانه درشت ميتواند بيشتر از سنگدانه شكسته باشد .

4-2-3-تعيين مقدار ماسه :

 در اين ، ماسه به سنگدانه هاي برزگتر از 125/0 ميليمتر و كوچكتر از 4 ميليمتر اطلاق ميگردد . مقدار ماسه به كمك دانسته حجمي آن مشخص ميشود . درصد حجمي بهينه ماسه در ملات بين 40 تا 50 درصد بسته به خواص خمير تغيير ميكند .

4-2-4 طرح مخلوط خميري:

در ابتدا نسبت آب به پودر براي رواني صفر (β_p)در خمير بكمك انتخاب نسبت هاي سيمان و مواد كمكي ( اضافي ) تعيين ميشود . آزمايشهاي مخروط رواني با نسبتهاي حجمي آب به پودر مختلف مانند 1/1 ، 2/1 ، 3/1 ، 4/1 انجام ميشود كه در آن از تركيب هاي انتخابي پودر استفاده ميگردد . نمونه مثالي از اينكار در شكل 1 ديده ميشود . نقطه تقاطع خط ترسيمي با محور قائم مقدار β_p (براي رواني صفر ) را بدست ميدهد . اين مقدار β_p عمدتاً براي كنترل كيفي آب مورد نياز براي مقادير جديد سيمان و پركننده بكار ميرود .

4-2-5- تعيين نسبت حجمي آب به پودر و فوق روان كننده در ملات :

 آزمايشهائي با مخروط رواني و قيف V براي ملات با نسبتهاي مختلف آب به پودر و در محدوده β_p بين 8/0 تا 9/0 و مقادير مختلف فوق روان كننده انجام ميشود . فوق روان كننده به منظور تعديل خواص رئولوژيكي خمير بكار گرفته ميشود .

حجم ماسه در ملات همان مقدار تعيين شده در بندهاي قبلي (4-2-3)باقي ميماند . مقدار مطلوب اسلامپ فلو ( براي ملات ) 24 تا 26 سانتي متر است در حاليكه در آزمايش قيف V زمان مطلوب 7 تا 10 ثانيه (براي ملات ) ميباشد .

در اسلامپ فلو 24 تا 26 سانتيمتر هنگاميكه زمان قيف V كمتر از 7 ثانيه است نسبت آب به پودر را كاهش دهيد . در اسلامپ فلو هدف ( 24 تا 26 سانتي متر ) وقتي قيف V نتيجه بيش از 11 ثانيه را ميدهد بايد نسبت آب به پودر افزايش يابد اگر اين معيارها و ضابطه ها بر آورده نشود ، اين نسبتها و تركيب مصالح خاص ناكافي بنظر ميرسد . آزمايش ديگر با فوق روان كننده متفاوت ارجحيت دارد . راه حل دوم استفاده از ماده كمكي جديد و در نهايت سيمان جديد ميباشد .

4-2-6-آزمايشهاي بتن :

 وقتي تركيب بتن پس از تعيين مخلوط ملات مشخص شد مقدار بر اساس آزمايشهاي رواني (كارآئي) بتن دقيقاً انتخاب ميشود .

روش ساخت بتن خودتراکم ( طرح اختلاط بتن SCC )

تركيب مخلوط بتن خود تراكم :

7-1- كليات :

 تركيب مخلوط بايد همه معيارهاي عملكردي بتن تازه و سخت شده را ارضاء نمايد . براي بتن تازه با الزامات در بخش 6 تشريح شد . نيازهاي بتن سخت شده در EN206 آمده است .

7-2- تركيب مخلوط اوليه :

 در طرح مخلوط ، مفيدتر آنست كه نسبت هاي اجزاء حجمي بجاي وزني مد نظر قرار گيرد . محدوده نسبتهاي نوعي براي دستيابي به بتن خود تراكم در زير آمده است . اصلاحات بيشتر براي حصول به مقاومت و ساير نيازهاي اجرائي ضروري ميباشد .

–         نسبت حجمي آب به پودر ( مواد ريز ) بين 8/0 تا 10/1 ميباشد .

–         عيار كل مواد پودري در هر متر مكعب 160 تا 240 ليتر ( حدود 400 تا 600 كيلو گرم ) است .

–         عيار سنگدانه درشت معمولاً 28 تا 35 درصد حجمي مخلوط ميباشد .

–         نسبت آب به سيمان با توجه به En206 انتخاب ميشود . بطور كلي مقدار آب از 200 ليتر در متر مكعب تجاوز نميكند .

–         عيار ماسه با توجه به ساير اجزاء بدست مي آيد . مقدار ماسه معمولاً بيش از 38 درصد حجمي ملات است ( در انگليس مقدار ماسه كمتر از 50 درصد حجم ملات و بيش از 50 درصد كل سنگدانه ميباشد . خمير بايد بيش از 40 درصد حجم مخلوط باشد . در ايتاليا ماسه بايد 45 تا 50 درصد حجم ملات باشد . )

–         بطور كلي توصيه ميشود طراحي مخلوط بصورت محافظه كارانه انجام شود تا خواص بتن تازه عليرغم تغييرات كيفي مواد متشكله حفظ شود . برخي تغييرات در رطوبت سنگدانه بايد مدنظر قرار گيرد . معمولاً افزودنيهاي اصلاح كننده لزجت (VMA) ابزار مفيدي براي تنظيم نوسانات ناشي از تغييرات دانه بندي ماسه و رطوبت سنگدانه ميباشد .

7-3- تعديل مخلوط :

 مخلوط آزمون هاي آزمايشگاهي براي تأئيد خواص مخلوط اوليه بايد بكار رود . در صورت لزوم تعديل مخلوط پس از ساخت مخلوط آزمون انجام ميگردد . اگر همه نيازها برآورده شود بايد مخلوط را در مقياس واقعي در كارخانه بتن آمان يا در كارگاه ساخت و مورد آزمايش قرار داد .

اگر بتن حاصله رضايت بخش نباشد بايد در طرح مخلوط تجديد نظر نمود . بسته به مشكل موجود ، روند تعديل مقتضي بصورت زير است :

–         استفاده از پركننده اضافي يا انواع ديگر پركننده ( در صورت امكان )

–         اصلاح نسبت هاي ماسه يا سنگدانه درشت ( شن )

–         استفاده از ماده اصلاح كننده لزجت ( درصورتيكه قبلاً در طرح مخلوط نباشد )

–         تعديل ميزان مصرف فوق روان كننده و يا اصلاح كننده لزجت

–         استفاده از افزودنيهاي ديگر ( فوق روان كننده يا VMA ) به نحوي كه با مواد موجود سازگارتر باشد .

–         تعديل ميزان مصرف افزودني در ارتباط با تعديل مقدار آب و در نتيجه نسبت آب پودر

8- توليد و ريختن بتن :

8-1- كليات :

توليد بتن خودتراكم در كارگاههائي صورت ميگيرد كه وسايل و تجهيزات بتن سازي مناسب داشته باشد و بتوان بخوبي آنرا كنترل نمود . كارگاه يا كارخانه مزبور بايد داراي ISO 9000 مديريت كيفيت باشد و آنرا سامان دهد و يا روش مشابه يا منطبق با اين استاندارد را مورد توجه قرار دهد . توصيه ميشود مديريت توليد براي اينكار تربيت شده باشد و همچنين تجربه ساخت اين نوع بتن را داشته باشد .

 

8-2- توليد بتن :

8-2-1- انبار كردن اجزاء بتن :

در صورت امكان سطح سنگدانه بايد پوشيده شود تا نوسانات رطوبتي سنگدانه به حداقل برسد . لازمست محل لازم براي انبار كردن سنگدانه و مواد كمكي اضافي ( در صورت مصرف ) با كيفيت خوب فراهم شود . انبار كردن افزودنيها بايد مشابه بتن معمولي انجام گردد و توصيه هاي فروشنده يا توليد كننده بايد در نظر گرفته شود .

8-2-2- اختلاط بتن :

 نيازي به مخلوط كن خاص وجود ندارد مخلوط كن داراي پره چرخان (Forced Action )

شامل مخلوط كن هاي نوع paddle . مخلوط كن هاي ريزشي آزاد (Free Fall ) شامل تراك ميكيرها و ساير انواع مخلوط كن ميتواند بكار رود . مدت اختلاط در آزمايشهاي عملي كارگاهي بايد مشخص شود . بطور كلي زمان اختلاط طولاني تر از بتنهاي معمولي و سنتي است .

زمان افزودن افزودنيها از اهميت برخوردار است و با هماهنگي توليد كننده افزودني روش كار بايد مشخص شود . اگر بخواهيم رواني بتن را پس از اختلاط اوليه اصلاح كنيم ، ميتوان از افزودنيها استفاده نمود .

8-3- كنترل توليد :

8-3-1- سنگدانه ها :

 به هنگام توليد بتن خودتراكم ، آزمايشهاي دانه بندي و رطوبت سنجي بايد بصورت مرتب و به دفعات بيشتر نسبت به بتن معمولي انجام گيرد زيرا اين بتن نسبت به تغييرات حساس تر از بتني معمولي است .

8-3-2- نحوه اختلاط :

 در شروع يك اجزاء بتني و بدون هر گونه تجربه قبلي در زمينه طرح مخلوط خاص ، از منابع ديگر براي توليد اوليه اين بتن بايد استفاده نمود .

از آنجا كه كيفيت بتن تازه در شروع توليد ممكنست دچار نوسان باشد ، توصيه ميشود آزمايشهاي كارآئي توسط توليد كننده براي هر محموله انجام گردد تا به رواني و كارآئي مورد نظر دست يابيم و از اينكار تجربه لازم زا بدست آوريم . سپس در ادامه كار ميتوان هر محموله تحويلي را با چشم و نگاه قبل از حمل به كارگاه كنترل نمود و در نتيجه تواتر آزمايشها را مطابق EN206 در نظر گرفت .

در عمل معمولاً بايد با توجه به نتايج رطوبت سنجي سنگدانه ، نسبت هاي مخلوط بويژه مقدار آب را تعديل و اصلاح نمود .

8-4- تحويل و حمل بتن :

 با توجه به اندازه سازه بتني كه بتن خودتراكم در آن ريخته ميشود ، حجم و ظرفيت توليد ، زمان حمل و توان را بايد تنظيم نمود . توقف هاي غير منتظره توليد بتن ميتواند موجب تغييرات رواني گردد و بر روي نتايج كيفي بتن اثر گذارد .

بتن خودتراكم بايد طوري طراحي شود كه كارآئي آن الزامات موجود در قرارداد را برآورده نمايد . اگر از پمپ بتن استفاده شود ، بتن ريزي سريعتر ميگردد ، اما لازمست مطمئن شويم تحويل و ريختن بتن در زماني كامل گردد كه بتن مزبور كارآئي مورد نظر خود را از دست نداده باشد .(در زمان حفظ كارآئي Workability Retention Time)

8-5- ريختن بتن :

8-5-1- كليات :

 قبل از ريختن بتن خودتراكم بايد قالب و ميلگردها طبق نقشه و مشخصات كنترل شده باشد . قالب بايد داراي شرايط خوب و مطلوبي باشد اما ضوابط خاص براي جلوگيري از هدر رفتن شيره بتن ضروري نيست مقاطعه كاران ( پيمانكاران ) ممكنست بخواهند مزاياي ممكن پمپاژ بتن از كف قالب را مورد توجه قرار دهند . اگر بتن با باكتهاي مخصوص ( skip ) ريخته شود بايد دقت لازم را در بسته بودن دريچه آن رعايت نمود براي قالبهائي با ارتفاع بيش از 3 متر ، بتن را بايد بصورت مايع در نظر گرفت و فشار هيدروستاتيكي كامل را برروي قالب اعمال و طراحي مزبور را تصحيح نمود .

8-5-2- فاصله ( مسافت ) ريختن :

 هر چند ريختن بتن خودتراكم ساده تر از بتن معمولي است ، موارد زير براي كاهش جدا شدگي در بتن توصيه ميشود .

–         سقوط آزاد بتن را به 5 متر محدود كنيد

–         فاصله مجاز جريان افقي از نقطه تخليه را به 10 متر محدود كنيد .

( در چاپ قبلي اين نشريه ارتفاع لايه بتن ريزي به 50 سانتي متر محدود شده بود كه حذف شده است ) مقادير فوق بصورت محافظه كارانه توصيه شده است و ممكنست پيمانكار نشان دهد كه در يك كار معين ، تخطي از اين مواد امكان پذير بوده و مشكلاتي را پيش نمي آورد . به بخش 6 مراجعه شود .

8-5-3- درز سرد :

هر چند بتن خود تراكم با بتنهاي قبلاً ريخته شده پيوند خوبي برقرار ميكند اما نميتوان از خسارات ناشي از ايجاد درز سرد بوسيله لرزش جلوگيري نمود و از اين نظر شبيه بتن معمولي است .

8-5-4- پرداخت سطح :

 سطح بتن خودتراكم بايد كاملاً صاف شود تا به ابعاد و خواسته مورد نظر در مشخصات پروژه دست يابيم . عمل پرداخت بايد در زمان مقتضي و مناسب و قبل از سفت شدن بتن صورت گيرد . ممكنست مشكلاتي در راه پرداخت سطح بتن با روشهاي معمول در سطح افقي و بوسيله ماله كشي مكرر با ماله يا كمچه فولادي بوجود آيد كه در اين حالت استفاده از روشهاي ديگر يا استفاده از وسايل متفاوت ضروري است .

8-6- عمل آوري ( نگهداري ) بتن :

 بتن خود تراكم سريعتر از بتن معمولي خشك ميشود زيرا پديده آب انداختن در سطح آن مشاهده نميشود . بنابراين عمل آوري اوليه بايد هر چه زودتر پس از ريختن بتن آغاز شود تا خطر ترك خوردگي ناشي از جمع شدگي خميري به حداقل برسد .

9- كنترل كيفي :

9-1- كنترل كيفي توليد :

 بتن هاي خودتراكم بايد تحت كنترل توليد قرار گيرند و اين عمل طبق بند 9 دستورالعمل استاندارد EN206 انجام ميشود

9-2- قبول بتن در كارگاه :

 فروشنده و خريدار بتن خود تراكم بايد ظوابط قبول و ادعاهاي مورد نظر را در هنگام عقد قرارداد مطرح نموده و مورد توافق قرار دهند . اين مواد ميتواند شامل ضوابط حقوقي و قانوي در صورت عدم قبول بتن باشد . علاوه بر كنترلهاي معمول بتن در هنگام تحويل ، يك كنترل بصري نيز بايد انجام شود . كنترل كيفي كارگاهي بايد توصيه هاي بند 6-3 را در نظر داشته باشد .

خريدار بايد مطمئن باشد كه تمام آزمايشهاي مربوط به قبول بتن در كارگاه توسط افراد مجرب و آموزش ديده و در شرايط محيطي مناسب ( بدور از باران و باد و با وسايل و تجهيزات مناسب و كاليبره شده و برروي سطح تراز و محكم) انجام شده است .

 

بتن خودتراکم

پژوهشگران عرصه مصالح ساختمانی طی سال‌ها در تلاش بوده‌اند تا با ایجاد تغییراتی در اجزای مختلف این ماده، اصلاحاتی را مطابق با نیازهای موجود اعمال کرده و به خواص جدید یا برتری از بتن دست پیدا کنند. این تلاش‌ها در طی سالها منجر به پیدایش بتن‌های توانمند، فوق توانمند، سبک، الیافی و غیره شده است. یکی از این انواع بتن که ظهور آن به چندین دهه قبل بازمی‌گردد، بتن خودتراکم است که با ویژگی‌های خاص خود، امکانات جدیدی را در اختیار مهندسین قرار داده است که با استفاده از آنها می‌توان بر مشکلات ناشی از عدم تراکم مناسب در سازه‌های بتنی، از جمله کاهش عمر مفید و دوام سازه‌ها فائق آمد. با اینکه در ابتدا بتن خودتراکم در زمرهٔ بتن‌های خاص و پیچیده محسوب می‌شد، توانایی‌ها و مشخصات فوق‌العاده، این نوع بتن را به سرعت به یکی از انواع پرکاربرد در کشورهای پیشرفتهٔ دنیا تبدیل کرد. با این حال، در کشورهایی مانند کشور ایران، هنوز این بتن یک فناوری جدید در عرصهٔ ساخت و ساز به شمار می‌آید و می‌توان گفت استفاده از آن هنوز محدود می‌باشد و آشنایی و دانش کافی دربارهٔ آن نزد اغلب مهندسین وجود ندارد.

بتن خودتراکم عبارت است از «بتنی با کارایی زیاد و عدم جداشدگی که می‌تواند پس از ریخته شدن در محل موردنظر، فضای قالب را پر کند و اطراف آرماتورها را بدون نیاز به تراکم مکانیکی فرا بگیرد.

ویژگی‌های بتن خودتراکم

خواص بتن تازه در بتن‌های خودتراکم از حساسیت بیشتری نسبت به انواع دیگر برخوردار است زیرا مزایای این بتن غالباً از خواص آن در حالت تازه ناشی می‌گردد و به همین دلیل نیز آزمایش‌های خاصی برای ارزیابی رفتار بتن خودتراکم تازه بکار گرفته می‌شود. بتن خودتراکم در حالت تازه عموماً با سه ویژگی زیر شناخته می‌شود:

• قابلیت پرکردن
• قابلیت عبور
• مقاومت در برابر جداشدگی (پایداری)

باید توجه داشت که یک مخلوط بتن فقط هنگامی می‌تواند در طبقه‌بندی بتن خودتراکم قرار گیرد که الزامات مربوط به هر سه ویژگی را دارا باشد. به عبارت دیگر این سه ویژگی کارایی بتن خودتراکم را توصیف می‌کنند. طبق تعریف، کارایی بتن نشانگر سهولت اختلاط، جای‌دهی، تراکم و پرداخت سطح بتن تازه است. این ویژگی در بتن خودتراکم توسط آزمایش‌های ویژه‌ای مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. قابلیت پرکردن (جریان در حالت آزاد) توانایی بتن خودتراکم برای جریان و پرکردن همهٔ فضاهای داخل قالب، تحت وزن خود را نشان می‌دهد. این ویژگی هنگام انتخاب روش بتن ریزی و نیز تعیین فاصلهٔ مجاز بین نقاط بتن ریزی اهمیت خاصی می‌یابد. قابلیت عبور (جریان در حالت محبوس) به توانایی بتن برای عبور از موانع مختلف و فضاهای باریک در قالب، بدون وقوع انسداد جریان (اصطلاحاً بلوکه شدن) اشاره دارد. بلوکه شدن در نتیجهٔ جداشدگی موضعی سنگدانه‌ها در مجاورت موانع رخ می‌دهد و منجر به توقف جریان در غیاب تراکم دینامیکی می‌گردد. بتن خودتراکم هنگامی می‌تواند ظرفیت پرکنندگی زیادی داشته باشد که حد مناسبی از قابلیت عبور و قابلیت پرکنندگی را به صورت همزمان داشته باشد تا بتواند یک مقطع خاص را فقط تحت نیروی ثقل پر کند. پایداری بتن تازه به توانایی آن برای حفظ توزیع همگن اجزای مختلف در حین جریان و گیرش گفته می‌شود. برای بتن خودتراکم دو نوع ویژگی پایداری حائز اهمیت هستند: پایداری دینامیکی و استاتیکی. پایداری دینامیکی، مقاومت بتن در برابر جداشدگی اجزا حین جای دهی در قالب می‌باشد. هنگامی که شرایط آرماتوربندی به‌گونه‌ای باشد که نیازمند عبور بتن از فضاهای کوچک باشد، بتن خودتراکم مذکور باید پایداری دینامیکی کافی داشته باشد. پایداری استاتیکی نشانگر مقاومت بتن در برابر آب انداختگی، جداشدگی و نشست سطحی بعد از بتن ریزی و در حالی که بتن هنوز در حالت خمیری است، می‌باشد. در اغلب موارد، افزودنی اصلاح کنندهٔ لزجت و یا مقدار مواد پودری زیاد برای بهبود پایداری بتن تازه استفاده می‌شود. افزودنی اصلاح کنندهٔ لزجت برای بهبود رئولوژی مصالح سیمانی در حالت خمیری و کاهش خطر جداشدگی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخلاف بتن معمولی، حادترین نوع جداشدگی در بتن خودتراکم هنگامی رخ می‌دهد که عملیات بتن ریزی انجام شده است و مخلوط بتنی در حالت سکون قرار دارد. در واقع در صورتی که مخلوط بتن از پایداری کافی برخوردار نباشد، سنگدانه‌های درشت تمایل به ته‌نشینی در ملات پیدا می‌کنند و حاصل کار بتن ناهمگن با خواص نامطلوب خواهد بود.

مزایای بتن خودتراکم

کاربرد صحیح بتن خودتراکم می‌تواند تأثیرات مثبت فراوانی بر روند ساخت سازه‌های بتنی داشته باشد. «افزایش بهره‌وری» یکی از موارد مهمی است که با استفاده از بتن خودتراکم می‌توان به آن دست پیدا کرد. باید توجه داشت که در کنار تلاش برای کاهش هزینه‌ها، افزایش بهره‌وری در امر بتن ریزی نیز از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. این مسئله برای تمام رده‌های کاربرد، از پروژه‌های معمولی تا پیچیده‌ترین سازه‌ها، صادق است. مسئله بتن ریزی و تراکم در قسمت‌هایی از سازه که در آن‌ها بتن با مقاومت متوسط و مخصوصاً بتن پرمقاومت استفاده می‌شود، دارای اهمیت بیشتری است. به‌عنوان نمونه در اجزایی مانند دیوار برشی و ستون که معمولاً دارای تراکم زیاد آرماتور و ابعاد کوچک مقطع بتن ریزی می‌باشند، تراکم ناکافی ناشی از فاصلهٔ کم آرماتورها می‌تواند منجر به پیدایش نقاط ضعف در عضو بتنی شود. حذف کامل عملیات تراکم با به‌کارگیری بتن خودتراکم، باعث افزایش سرعت کار و کاهش هزینه‌ها می‌شود که نتیجهٔ آن افزایش بهره‌وری است. افزایش سرعت بتن ریزی نه تنها از منظر کاهش هزینه‌ها، بلکه از بُعد کاهش کل زمان ساخت حائز اهمیت است. بر این اساس، به‌کارگیری بتن خودتراکم می‌تواند از طریق کاهش هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری نقش کلیدی در ارتقای جایگاه صنعت بتن در عرصهٔ ساخت‌وساز داشته باشد. استفاده از بتن خودتراکم افزایش بهره‌وری را در حمل‌ونقل و بتن‌ریزی، علاوه بر فرایند تراکم، ممکن می‌سازد. رفتار شبه مایعِ بتن خودتراکم تازه سبب می‌شود بتوان روش‌های جدیدی را برای پمپ کردن بتن و هدایت آن به درون قالب بکار گرفت؛ مسئله‌ای که باعث پیدایش روش‌های نوین بتن ریزی شده است که نمونه‌های موفقی از به‌کارگیری آن‌ها در کشور ژاپن موجود است. با حذف نیاز به تراکم خارجی و وجود قابلیت جریان، درجهٔ بالاتری از اتوماسیون و صنعتی سازی در ساخت سازه‌های بتنی دست یافتنی است. این مسئله منجر به تحول سامانه‌های تولید (مخصوصاً در صنعت پیش ساختگی) و در نهایت افزایش بیش از پیش بهره‌وری در روند ساخت‌وساز می‌گردد. «افزایش همگنی» یکی دیگر از مزایای مهم استفاده از بتن خودتراکم می‌باشد. در واقع یکی از نگرانی‌های اصلی که موجب پیدایش بتن خودتراکم شد، کاهش دوام بتن به دلیل ناهمگنی اعضای بتنی بود. در بسیاری از سازه‌ها نیاز به بهبود عملکرد سازه‌ای و متعاقباً افزایش حجم آرماتور مصرفی در بتن، باعث ایجاد مشکلاتی در روند عملیات بتن‌ریزی و تراکم می‌شود که نتیجهٔ امر، تراکم ناکافی و ناهمگنی بتن خواهد بود. حتی در سازه‌های معمولی و در حجم کم آرماتور نیز استفاده از نیروی انسانی آموزش ندیده و عدم اعمال نظارت دقیق بر روند تراکم بتن باعث بروز این مشکلات می‌شود؛ بنابراین بهبود کیفیت عضو بتنی با تراکم زیاد آرماتور از طریق به‌کارگیری بتنی که خود انجام عملیات تراکم را تضمین نماید و با برخورداری از خصوصیت «پایداری» همگنی را در قسمت‌های مختلف فراهم کند، یک هدف مهم از تولید و به‌کارگیری بتن خودتراکم می‌باشد. علاوه بر موارد مطرح شده، بتن خودتراکم مزایای دیگری را نیز در اختیار سازندگان قرار می‌دهد. به‌طور خلاصه موارد زیر را می‌توان به‌عنوان مزایای اصلی استفاده از این نوع بتن ذکر نمود: ۱- افزایش سرعت اجرای سازه‌های بتنی و تسریع پیشرفت کار ۲- بهبود کیفیت ساخت – به دلیل اطمینان از تراکم کافی در مناطق با تراکم زیاد آرماتور ۳- کاهش آلودگی صوتی و توجه بیشتر به مسائل ایمنی و زیست‌محیطی در محیط کار- با توجه به حجم زیاد صدا ناشی از عملیات تراکم حین بتن‌ریزی و نیز در نظر گرفتن خطر ابتلای کارگران به سندروم انگشت سفید ۴- صرفه جویی اقتصادی- علی رغم هزینهٔ بیشتر مواد و مصالح مورد استفاده برای ساخت بتن خودتراکم، در بسیاری موارد در نتیجهٔ کاهش هزینه‌های تجهیزات و نیروی انسانی از قبیل عوامل تراکم، نظارت و غیره، استفاده از بتن خودتراکم سبب کاهش مجموع هزینه‌ها می‌شود ۵- کمک به معماری سازه با توجه به شکل پذیری بیشتر- با توجه به روانی فوق‌العادهٔ بتن خودتراکم انواع قالب متنوع‌تری را می‌توان برای بتن‌ریزی استفاده و اجزای معماری گسترده‌تری را با توجه به مسائل زیباشناختی اجرا نمود ۶- بهبود دوام بتن در نتیجهٔ تراکم بهتر بتن تازه ۷- آزادی بیشتر در طراحی سازه- به دلیل میسر شدن اجرای سازه‌های بتنی ظریف و سنگین و انتخاب مقاطع کوچک با آرماتورهای انبوه ۸- سطح تمام‌شدهٔ بهتر و ارتقای کیفیت محصول نهایی ۹- کمک به توسعهٔ صنعت پیش ساختگی قطعات بتنی ۱۰- افزایش ایمنی در کارگاه- استفاده از بتن خودتراکم به میزان زیادی خستگی و تنش‌های فیزیکی کارگران را کاهش می‌دهد و با پایین آوردن احتمال خطرات و صدمات فیزیکی، ایمنی کارگاه را افزایش می‌دهد قابل ذکر است که همانند هر پدیدهٔ دیگر، استفاده از بتن خودتراکم نیز می‌تواند دشواری‌ها و معایبی داشته باشد. افزایش هزینهٔ مصالح، حساسیت زیاد در برابر تغییرات ویژگی‌های مواد و مصالح، نیاز به کنترل دقیق بتن در حالت تازه، افزایش هزینهٔ قالب بندی به دلیل فشار احتمالی بالاتر وارده و نیاز به مهارت زیاد برای تهیه و کنترل مخلوط‌های بتنی از مواردی هستند که باعث می‌گردد کاربرد بتن خودتراکم در هر پروژه‌ای توصیه نشود. تجزیه‌وتحلیل مسائل اجرایی و اقتصادی، درک درست شرایط خاص هر پروژه و در نهایت قضاوت مهندسی صحیح می‌تواند منجر به استفاده بجا از این نوع بتن و بهره‌مندی از مزایای آن گردد

مزایای چشمگیر بتن خود تراکم موجب گسترش سریع آن در دنیا شده است که بطور اجمال میتوان به مواردی از آنها اشاره نمود:

– توسعه سازه های بتنی در دنیا و نیاز به بتن های با خواص ویژه

– کمبود کارگران ماهر بتن ریزی بویژه 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 مقاطع کوچک یا میلگردهای فشرده

– توسعه صنایع پیش ساخته بتنی

– صرفه جویی اقتصادی با توجه به کاهش نیروی انسانی لازم و زمان ساخت

– توجه به سطوح تمام شده زیبا و مرغوب سازه های بتنی

– کاهش سر و صدا و آلودگی صوتی محیط کار بویژه در صنایع پیش ساخته بتنی

سازه های مختلفی با استفاده از بتن خود تراکم در دنیا اجرا شده اند که به نمونه هایی 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

معرفی بتن خودتراکم

بتن خودتراکم یک نوع بتن جدید با کارایی بالا با مقاومت در برابر جداشدگی و تغییرشکل‌پذیری بالا است. بتن خودتراکم، بدون نیاز به ویبره تحت وزن خود متراکم می‌شود و تمام فضای خالی قالب و بین آرماتورها را بدون این‌که حباب هوا ایجاد گردد، می‌پوشاند و بتنی نسبتاً همگن تولید می‌نماید. حتی در جاهایی که امکان دسترسی وجود نداشته باشد و یا تراکم آرماتورها زیاد باشد با طراحی صحیح بتن خودتراکم می‌توان به بتنی متراکم و یکنواخت دست یافت. بتن خودتراکم عموماً برای کاربردهای بتن‌ریزی در محل و کارهای پیش‌ساخته می‌تواند استفاده شود.

در سال‌های اخیر استفاده از این نوع بتن در پروژه‌های شهری به دلیل کاهش چشم‌گیر سروصدای تراکم، امکان اجرای آسان در مقاطع با تراکم آرماتور بالا و امکان ایجاد سطوح صاف و نمایان و پیاده‌کردن طرح‌های متفاوت معماری، رواج مناسبی یافته است. همچنین استفاده از بتن خودتراکم خصوصاً به دلیل عدم نیاز به لرزاننده جهت ایجاد تراکم، باعث صرفه‌جویی در نیروی کار ماهر شده است. به‌طورکلی بتن خودتراکم دارای مؤلفه‌های اساسی مشابه با بتن معمولی و بتن با کارایی بالا است. اگرچه به علت میزان بالای پرکننده‌ها نظیر پودر سنگ‌آهک و خاکستر بادی، ریزساختار آن متفاوت خواهند بود. عموماً بتن خودتراکم شامل میزان بالای مواد سیمانی و نسبت آب به سیمان پایین‌تر از بتن‌های معمولی است و می‌تواند مقاومت بالایی را ایجاد نماید.

تاریخچۀ بتن خودتراکم

به تحقیقات و کارهایی که سال‌های پیش توسط محققین، از جمله اوکامورا، اوزاوا و ماکاوا و همکارانشان به انجام رسیده است می‌توان به شرح زیر اشاره کرد. نظریۀ بتن خودتراکم، بتنی که خودش متراکم می‌شود و احتیاج به تراکم توسط ویبراتور ندارد به‌عنوان راه‌حلی برای رفع مشکل دوام سازه‌های بتنی توسط اوکامورا در سال ۱۹۸۶ پیشنهاد گردید و تحقیقات برای گسترش این نوع بتن توسط ازاوا و ماکاوا در دانشگاه توکیو به‌انجام رسید. اوکامورا، در خلال تحقیقات خود دریافت که دلیل اصلی کاهش دوام و میزان کارایی بتن در سازه‌ها، عدم یکپارچگی و عدم همگنی در هنگام بتن‌ریزی می‌باشد.

با تولید و توسعۀ این نوع بتن، اوکامورا ضعف دوام و کارایی بتن در ژاپن را تا اندازه‌ای برطرف نمود. اوزاوا در ادامۀ تحقیقات خود به این نتیجه رسید که با به کارگیری فوق‌روان‌کننده و موادی نظیر سرباره و خاکستر بادی به‌عنوان جایگزین بخشی از سیمان، می‌توان مقاومت در برابر جداشدگی بتن خودتراکم را کنترل نمود و به میزان جریان‌پذیری بتن افزود. وی میزان ۱۰ تا ۲۰ درصد خاکستر بادی و ۲۵ تا ۴۵ درصد سرباره به نسبت آب به سیمان را به‌عنوان بهینه‌ترین مقدار برای افزایش جریان‌پذیری و پیشرفت مقاومتی بتن پیشنهاد نمود.

از ابتدای سال ۱۹۹۰ به‌کارگیری بتن خودتراکم به‌عنوان بتنی که نیاز به هیچ‌گونه ویبره نداشت، در ژاپن شدت گرفت و در ساخت پل‌ها، تونل‌ها و ساختمان‌ها استفاده شد. به‌طوری‌که مصرف این بتن در سال ۲۰۰۰ میلادی در صنعت بتن درجا و پیش‌ساخته به ۴۰۰هزار مترمکعب رسید. اولین مقاله دربارۀ بتن خودتراکم در دومین کنفرانس مهندسی سازه و ساختمان آسیای شرقی در سال ۱۹۸۹ ارائه شد و توسط مقالۀ دیگر در همایش بین‌المللی بتن امریکا در سال ۱۹۹۲ ادامه یافت.

در سال ۱۹۹۶ چندین کشور اروپایی پروژۀ مشترکی را تحت عنوان “تولید منطقی و گسترش استفاده از بتن خودتراکم” به‌منظور مشخص‌شدن منابع مهم در رابطه با بتن خودتراکم تعریف کردند و به‌انجام رساندند. در سال ۱۹۹۷ کمیتۀ RILEM TCI 47 در زمینۀ بتن خودتراکم شروع به فعالیت نمود. امروزه بتن خودتراکم در هر کنفرانس مربوط به بتن موردبررسی قرار می‌گیرد. در امریکا صنعت بتن خودتراکم از سال ۲۰۰۰ با کاربرد بیشتر در صنعت بتن پیش‌ساخته و همچنین در ساخت چندین پروژۀ تجاری مورداستفاده قرار گرفت.

انواع بتن خودتراکم

بتن‌های خودتراکم به سه گروه به شرح زیر تقسیم می‌شوند:

۱) نوع پودری

بتن خودتراکم به نحوی نسبت‌بندی می‌شود که نیاز خودتراکم‌بودن را بدون استفاده از مواد اصلاح‌کنندۀ ویسکوزیته و با بهره‌گیری از پودر تأمین می‌کند. با استفاده از پودر، مقاومت مناسب در مقابل جداشدگی ذرات در مخلوط بتن ایجاد می‌شود و با به‌کارگرفتن مواد افزودنی کاهندۀ آب و هوازا، تغییرشکل زیاد تأمین می‌شود.

۲) نوع دارای مواد اصلاح‌کنندۀ ویسکوزیته

در این گروه بتن خودتراکم، از مواد اصلاح‌کنندۀ ویسکوزیته برای ایجاد مقاومت در برابر جداشدگی ذرات استفاده می‌شود و مواد افزودنی کاهندۀ آب و هوازا برای ایجاد تغییرشکل زیاد استفاده می‌شوند.

۳) نوع ترکیبی

در این گروه از بتن خودتراکم از پودر همزمان با مواد اصلاح‌کنندۀ ویسکوزیته استفاده می‌شود و مواد اصلاح‌کنندۀ ویسکوزیته برای کاهش تغییرات کیفیت بتن تازه استفاده می‌شود.

مزایا و معایب بتن خودتراکم

توسعۀ بتن خودتراکم در دهه‌های اخیر به علت مزایای اقتصادی و صرفه‌جویی در نیروی کار گسترش یافته است. بتن خودتراکم باعث کاهش هزینۀ نیروی کار و بهبود کارایی سازه‌ها در کارگاه و افزایش سرعت ساخت سازه‌ها می‌شود. استفاده از بتن خودتراکم باعث بتن‌ریزی آسان و بهبود دوام بتن و سطح کار تمام‌شدۀ بهتر برای سازه‌ها می‌شود. قابلیت جاری‌شدن از میان میلگردهای متراکم و در قالب‌هایی با شکل پیچیده و انعطاف‌پذیری بیشتر در پخش‌شدن در قالب‌ها و در نتیجه نیاز کمتر به تعدد نقاط بتن‌ریزی نیز از مزایای استفاده از بتن‌های خودتراکم می‌باشد. با استفاده از بتن خودتراکم به دلیل کاهش ویبره در عملیات بتن‌ریزی، سروصدای ناشی از عملیات تراکم و صدای مزاحم کاهش می‌یابد. بتن خودتراکم آزادی بیشتری در حین طراحی سازه‌ها به محاسب می‌دهد و از آن برای مقاطع نازک بتنی می‌توان استفاده کرد.

در کنار مزایای گفته‌شده بتن خودتراکم دارای محدودیت‌ها و ضعف‌های مشخصی است که از جمله آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

۱) افزایش ریسک و عدم قطعیت به دلیل تغییر ماهیت مواد جدید مانند نسل جدید فوق‌روان‌کننده، مادۀ اصلاح‌کنندۀ ویسکوزیته و پودر سنگ و احتمال تغییرات عمده در خواص بتن تازه و سخت‌شده به دلیل تغییرات جزیی در نوع و مقدار مادۀ مصرفی.

۲) نیاز به منابع انسانی ماهر و متخصص در هنگام انتخاب مصالح، طرح مخلوط و انجام‌دادن آزمایش‌ها.

۳) افزایش هزینۀ قالب‌ها به دلیل افزایش احتمالی فشار بر روی قالب و نیاز به درزبندی مناسب‌تر.

۴) کاهش مقاومت در برابر آتش‌سوزی: بتن خودتراکم به دلیل استفاده از مقدار بیشتر مواد پرکننده نسبت به بتن سنتی، مقاومت کمتری در برابر موارد آتش‌سوزی از خود نشان می‌دهد.

۵) مقاومت کمتر در مقابل سولفات‌ها: بتن خودتراکم در صورت استفاده از پودر سنگ به‌عنوان پرکننده، مقاومت کمتری نسبت به بتن‌های معمولی در برابر سولفات‌ها از خود نشان خواهد داد.

۶) مشکلات ساخت بتن خودتراکم: ساخت بتن خودتراکم در مقایسه با بتن معمولی نیاز به دقت و مهارت بیشتری دارد. لذا در صورت عدم نظارت دقیق در ساخت این بتن، مشکلاتی به‌وجود خواهد آمد و بتن به کیفیت مطلوب نخواهد رسید.

تکنولوژی بتن خودتراکم

با توجه به حساسیت در انتخاب نوع و نسبت‌های مصالح به‌کاررفته و همین‌طور مراحل و تکنیک‌های ساخت بتن خودتراکم در بچینگ نمی‌توان اذعان کرد که تهیۀ این بتن به راحتی بتن معمولی است. درواقع همان‌طور که انتخاب مواد افزودنی و مصالح سنگی و فیلر مناسب برای ساخت بتن خودتراکم لازم است استفاده از پرسنل فنی کارآزموده و خلاق، ماشین‌آلات مناسب و مهم‌تر از آن ایمان به تکنولوژی پیشرفته و اعتماد به نتایج آزمون‌های آزمایشگاهی و کارگاهی (صحت و دقت آزمایش) نیز لازمۀ رسیدن به بتن خودتراکم می‌باشد.

گاهی پیش آمده که در پروژه‌های مختلف به دلایل فنی و اجرایی ساخت بتن خودتراکم توسط دفتر فنی، کارفرما و یا مشاور ابلاغ شده و طرح اختلاط مناسبی نیز به‌دست آمده باشد، اما به دلیل عدم آگاهی و اطمینان یکی از عوامل اجرایی (از رئیس کارگاه گرفته تا رانندۀ میکسر، اپراتور بچینگ و یا پمپ بتن)، مخلوط بتن ساخته‌شده غیرقابل استفاده بوده (به‌عنوان مثال: غیرقابل پمپاژ) و مسئله به فراموشی سپرده شده است.

حساسیت بتن خودتراکم در مرحلۀ طراحی، ساخت و اجرا در مقایسه با بتن معمولی

همان‌طور که اشاره شد، بتن خودتراکم می‌تواند برای ساخت هر نوع سازه با ویژگی‌های مطلوب دوام و مقاومت به‌کار رود. این نوع بتن به لحاظ پارامترهایی نظیر مقاومت فشاری، مقاومت کششی، مدول الاستیسیته و … با بتن‌های معمولی تفاوت چندانی نداشته و همچنین تمامی پارامترها و فرمول‌های طراحی بتن معمولی، در مورد آن کاربرد دارد.

به دلیل استفاده از مواد افزودنی کاهندۀ آب و فوق‌روان‌کننده، مادۀ اصلاح‌کنندۀ ویسکوزیته و مواد پودری در ساخت بتن خودتراکم، طراحی طرح مخلوط و ساخت این نوع بتن از حساسیت بیشتری نسبت به بتن معمولی برخوردار بوده و در صورت عدم دقت در لحاظ‌نمودن صحیح پارامترهای طراحی، بتن موردنظر، مشخصات بتن خودتراکم را تأمین نخواهد نمود. همچنین به دلیل استفاده از مقادیر زیاد مواد پودری در بتن خودتراکم، جمع‌شدگی خمیری و خزش بیشتری را نسبت به بتن معمولی انتظار داریم لذا سرعت در شروع عملیات عمل‌آوری در بتن خودتراکم یک امر ضروری است. لذا موارد گفته‌شده همگی بر لزوم کنترل دقیق پارامترهای طراحی، ساخت و اجرای بتن خودتراکم در مقایسه با بتن معمولی دلالت دارند.

عملکرد بتن خودتراکم در مقایسه با سایر بتن‌های متداول مورداستفاده در پروژه‌ها

مقایسۀ اجزای سازندۀ بتن خودتراکم و بتن‌های متداول

اجزای اصلی سازندۀ بتن خودتراکم همان اجزای تشکیل‌دهندۀ بتن معمولی است. با این وجود برای تأمین ویژگی‌های خودتراکمی معمولاً تغییراتی در نسبت‌بندی مصالح انجام می‌شود و در صورت عدم تأمین مشخصات موردنظر از مصالح کمکی استفاده می‌شود.

مواد مورد نیاز برای ساخت SCC به شرح زیر است:

سیمان و مواد سیمانی

انواع مختلف سیمان‌هایی که در بتن معمولی قابل‌استفاده هستند را می‌توان در بتن خودتراکم به‌کار برد. حجم خمیر که شامل ریزدانه‌ها، سیمان و آب و مواد افزودنی معدنی است در بتن خودتراکم بیشتر از بتن معمولی انتخاب می‌شود. دلیل این امر افزایش فاصلۀ بین سنگ‌دانه‌ها و کاهش اصطکاک میان آن‌ها برای بهبود روانی و کارپذیری بتن تازه است. استفاده از مواد پودری ریز نیز برای افزایش حجم خمیر در بتن خودتراکم ضروری است. نوع و مقدار سیمان بر اساس خواص و دوام مورد نیاز تعیین می گردد. معمولا مقدار سیمان در بتن خود تراکم بین kg/m3 450-350 است.

سنگدانه درشت

تمام سنگدانه های درشت که برای بتن معمولی استفاده می شود، قابل مصرف در SCC است.

اندازه حداکثر معمولا بین mm 20-16 است. بطور کلی مقدار سنگدانه درشت در SCC کمتر از بتن معمولی است زیرا سنگدانه درشت انرژی زیادی مصرف می کند که باعث کاهش جاری شدن بتن می شود و در هنگام عبور از موانع مانند آرماتور سبب مسدود شدن بتن می گردد.

 سنگدانه ریز

تمام سنگدانه ها ی ریز که برای بتن معمولی استفاده می شود، برای SCC نیز مناسب است. هر دو نوع ماسه شامل شکسته و گردگوشه قابل استفاده می باشد.

مواد افزودنی معدنی

انواع مواد افزودنی معدنی یا پوزولان ها را می توان در SCC مصرف کرد. این مواد برای بهبود خواص بتن تازه و یا بتن سخت شده و دوام مورد استفاده قرار می گیرند. از جمله این مواد می توان میکروسیلیس، سرباره و روباره را نام برد.

آب

آب به‌کاررفته در بتن خودتراکم باید همان ویژگی‌های ملزومات آب به‌کاررفته در بتن معمولی را فراهم نماید. نسبت آب به سیمان در بتن خودتراکم برابر یا کمتر از نسبت آب به سیمان در بتن معمولی است. به دلیل آنکه افزایش مقدار آب باعث افزایش احتمال ناپایداری بتن می‌شود و از طرف دیگر کاهش زیاد آب باعث افزایش بیش‌ازاندازۀ لزجت بتن می‌شود. تنظیم نسبت آب به سیمان یکی از مهم‌ترین بخش‌های طراحی نسبت اختلاط بتن خودتراکم است.

فوق کاهنده آب

فوق کاهنده آب یا فوق روان کننده ها از مواد بسیار مهم برای ساخت SCC محسوب می شوند.

مواد اصلاح کننده ویسکوزیته

مواد اصلاح کننده برای افزایش مقاومت جداشدگی در SCC مصرف می شود. استفاده از این مواد نه تنها ویسکوزیته مخلوط را افزایش می دهد بلکه اثر تغییر در آب مخلوط را کاهش می دهد. به هر حال مخلوط های بتن خودتراکمی که عملکرد عالی پایداری از خود نشان می دهند و از سطح کافی ویسکوزیته برخوردارند تا از جدا شدگی جلوگیری کنند، نیاز به مواد اصلاح کننده ویسکوزیته ندارند.

فیلرها

به دلیل الزامات رئولوژی خاص SCC، هر دو مواد افزودنی فعال و خنثی برای بهبود کارایی و همچنین برای تعادل در مقدار مصرف سیمان، مورد استفاده قرار می گیرند. استفاده از فیلرها مانند پودر سنگ گرانیت سبب پایداری مخلوط بتن خودتراکم می شود، در نتیجه می توان جایگزین مواد اصلاح کننده ویسکوزیته مصرف نمود. اندازه فیلرها معمولا کمتر از ۰/۱۲۵mm است.

 مواد افزودنی شیمیایی

دو نوع مادۀ افزودنی شیمیایی به‌صورت عمده در بتن خودتراکم استفاده می‌شود.

مواد افزودنی فوق‌روان‌کننده: برای افزایش روانی بتن تازه

مواد قوام‌آور: برای بهبود پایداری بتن

مواد افزودنی فوق‌روان‌کنندۀ مناسب برای کاربرد در بتن خودتراکم عمدتاً فوق‌روان‌کننده‌های نسل جدید بر پایۀ پلی‌کربکسیلاتی هستند. مقدار مصرف این مواد در حدود ۰٫۵ تا ۱٫۵ درصد وزنی سیمان است. در این میان مواد قوام‌آور کاربرد کمتری دارند و درصورتی‌که نتوان با روش‌های دیگر پایداری موردنیاز را تأمین نمود از این مواد استفاده می‌شود. مقدار مصرف این مواد در حدود ۰٫۱ تا ۰٫۵ درصد وزنی سیمان است.