معایب و مزایا بتن خود متراکم چیست؟

بتن خود متراکم، نوید ساخت و سازی ایمن، ارزان و کارآمد. بتن خود متراکم (SCHPC) با قابلیت کم کردن زمان ساخت و ساز، نیاز به تجهیزات کمتر و ایجاد سر و صدای کمتر در ساختمان دارای مزایای فراروانی در مقایسه با بتن معمولی ارتعاشی می باشد.

تنها عیبی که این بتن دارد عدم مقاومت در برابر حریق است، به طوری که این بتن در برابر حریق پوسته پوسته شده و فرو می ریزد. در نتیجه ظرفیت باربری این بتن کاهش یافته و باعث فرو ریختن سازه می شود. در پی بروز چنین مشکلی دانشمندان اِمپا (Empa) راه حلی را کشف کرده اند.

آنها با استفاده از غلیظ کردن ترکیبات بتن با پلیمری خاص که گفته می شود باعث عملکرد بهتر بتن در حرارت بالا می باشد، به نوبه خود به حفظ انسجام و حفظ یکپارچگی بتن در مجاورت حریق کمک کرده اند.بتن انواع جالب دیگری هم دارد. فوم بتن یکی از این انواع است.بتن خود ترمیم شده نیز یکی دیگر از انواع جالب بتن است که به نسبت جدیدتر است و کمتر از آن در ساختمان سازی استفاده می شود.

واکنش بتن ارتعاشی معمولی در برابر حریق

اگر چه بتن به معنای متعارف آن نمی سوزد، اما به هنگام قرار گیری در مجاورت حریق پوسته پوسته می شود. این پدیده درست به همان دلیلی رخ می دهد که هیزم هنگام سوختن صدای تق تق تولید می کند.بدین معنی که آب درون مصالح به دام می افتد و در اثر دمای بالا تبخیر می شود، درون مصالح فشار ایجاد کرده و با شکافتن و پوسته پوسته شدن همراه است. چنین پدیده ای هنگامی که در بحث سقف، دیوارها و ستون های باربر مطرح می شود بسیار اهمیت پیدا می کند.

با اضافه کردن چند کیلوگرم فیبر پروپیلن (PP) به هر متر مکعب مخلوط بتن ارتعاشی معمولی، این مشکل قابل حل است. هنگامی که بتن حاوی این فیبر در مجاورت حریق قرار گیرد این فیبرها از بین رفته و شبکه ای از کانال های به هم پیوسته را به جا می گذارند که باعث خروج بخار آب می شود، یک ترفند تمیز و کوچک که فشار را از روی مصالح بر می دارد و به این ترتیب سازه بتنی فرو نمی پاشد.

واکنش بتن خود متراکم در برابر حریق

بتن خود متراکم در برابر چنین افزودنی (فیبر پروپیلن) کامل متفاوت عمل می کند. افزودن بیش از دو کیلوگرم فیبر پروپیلن به هر متر مکعب بتن خود متراکم قابلیت این محصول را در خود متراکم بودن از بین می برد. بنابراین میزان فیبری که در آن استفاده می شود بایستی بسیار کم باشد، کاربرد کم فیبر بدین معنی است که پس از قرارگیری مصالح در برابر حریق و از بین رفتن فیبر یک شبکه پیوسته از کانال ها ایجاد نمی شود و بتن ورقه ورقه می شود. در نتیجه دستیابی به بتنی شگفت انگیز که هم خاصیت خود تراکمی دارد و هم ضد حریق خواهد بود، درو از دسترس است.

سؤالی که در اینجا برای محققان و دانشمندان مطرح می شود این است که چگونه می توان بتنی خود متراکم داشت که در عین حال که نسبت کمی از فیبرهای پلیمری در آن استفاده می شود، در برابر حریق مقاوم است؟

در حال حاضر دانشمندان آزمایشگاه فدرال سوییس (EMPA) می گویند که یک راه حل پیداکرده اند. آنها یک سری دیوارهای بتنی نازک ساخته اند که همه آنها با فیبر پلی پروپیلن ترکیب شده بودند، اما تنها برخی از آنها حاوی موادی مصنوعی به نام پلیمر جذب کننده عالی با اختصار (SAP)بوده اند که توانایی جذب آب، با وزنی چندین برابر وزن خود را داشته اند.

این ایده به این ترتیب اجرا می شود که ابتدا پلیمر جذب کننده عالی را از قبل در آب می خیسانند تا چندین برابر حالت خشک خود متورم شود. سپس همچنان که بتن اجرا می شود آب جذب شده توسط پلیمر جذب کننده عالی از طریق ماتریس (افزایش حجم) سیمان متخلخل از آن خارج می شود.

به این ترتیب حجم پلیمر جذب کننده عالی کم شده و داخل بتن فضای خالی ایجاد شود. این فضاهای خالی سپس یا دیگر فضاهای خالی حاصل از بین رفتن فیبر ترکیب می شوند و شبکه ای از کانال ها را ایجاد می کند که باعث خروج بخار آب در هنگام احتراق شده و اصطلاحاً در برابر حریق مقاوم می شود.

این تیم، با استفاده از یک بخاری تابشی، تمامی دیوارهای بتی را در معرض دما تا 1000 درجه سانتی گراد قرار داده اند. 90 دقیقه بعد متوجه شدند که در بتن حاوی پلیمر جذب کننده عالی ترک های جزئی ایجاد شده است، در حالی که بتن های عاری از پلیمر جذب کننده عالی کاملاً پوسته پوسته شده و فرو ریخته است.

این شرکت جهت ثبت اختراع خود اقدام کرده است و پیش بینی می کند که اضافه کردن خاصیت ضد حریق بودن به ویژگی های بتن خود متراکم، بتنی کاملاً جدید و همه کاره در صنعت ساخت و ساز حاصل می کند.

مشخصات بتن خود متراکم شونده
ویژگی های بتن خود متراکم شونده را می توان در چند مورد زیر به صورت خلاصه وار ذکر کرد.

• بتن خود متراکم بسیار روان است. بدون استفاده از تجهیزات مخصوص از جمله ویبراتور قابل استفاده است.
• روانی بالا باعث می شود که در تمامی مراحل بت نریزی دارای تراکمی یکنواخت باشد.
• روانی بالا باعث می شود این بتن به راحتی در اطراف میلگردها جای گیرد. به طوری که استفاده از این بتن در سازه های بتنی با سیستم آرماتوربندی فشرده بسیار مناسب است.
• عواملی نظیر دانه بندی مصالح مورد نیاز و نوع فیلرها و مواد افزودنی در طرح اختلاط بتن نقش دارند و توجه به آن ها بر کیفیت و کارایی بتن تأثیرگذار خواهد بود.
• مقاومت بالا در برابر جدا شدن اجزاء و جریان پذیری از اصلی ترین ویژگی های بتن خود متراکم شونده است.
• تغییراتی که در اثر استفاده از پودر سیمان، پودر سنگ، افزودنی های معدنی و روان کننده های جدید در طرح اختلاط بتن رخ می دهند، جریان پذیری آن را بهبود می دهد.
• انتخاب دقیق سنگ دانه ها و دانه بندی مناسب آن ها از جمله مواردی هستند که در طرح مخلوط بتن باید مورد توجه قرار گیرند. بتن خود متراکم شونده پس از سخت شدن از مقاومت و استحکام بالاتری نسبت به بتن معمولی برخوردار خواهد بود.
• در مقایسه با بتنی که برای همگن سازی نیازمند ویبره است، بتن خود متراکم دچار ترک های حرارتی نمی شود و در برابر عواملی نظیر حمله سولفات ها، خوردگی، عوامل شیمیایی و انجماد مقاومت بسیار بالایی از خود نشان می دهد.

مزایای بتن خود متراکم

بعد از پرداختن به چیستی و ویژگی های این نوع از بتن، بد نیست به مزایای آن بپردازیم.

• به دلیل روان پذیری بالا به روان کننده یا تجهیزات مخصوص به منظور جای گیری در سازه های بتنی و شبکه های آرماتوربندی نیاز ندارد.
• به طور کامل میلگردها را پوشش می دهد و از این رو ماندگاری و مقاوت میلگرد را نیز بالا می برد.
• به دلیل روان بودن و عدم استفاده از ویبراتور و دیگر اقدامات حین بتن ریزی، اجرای آن بسیار سریع است.
• آلودگی های صوتی ناشی از آن به دلیل عدم استفاده از تجهیزاتی مانند ویبراتور بسیار کمتر است.
• در مقایسه با بتن های معمولی انعطاف پذیری بیشتری دارد و ساخت سازه های بتنی خاص را ممکن می سازد.
• زمان لازم برای خشک و سفت شدن آن در مقایسه با انواع معمولی بتن کمتر است.
• انعطاف پذیری بیشتر دست معمار و طراح را حین طراحی سازه باز می گذارد.
• پایداری این بتن در برابر جداشدگی دانه ها بالاست، زیرا مقدار شن مصرفی در آن به نسبت ماسه کمتر از بتن معمولی است و همان طور که می دانید دانه بندی اجزا بتن بر مشخصات این ماده تأثیرگذار می باشد.
• بتن خود متراکم در تمام قسمت های قالب تحت وزن خود روان می شود.
• در تولید این بتن با توجه به چگالی انباشتگی، از طرحی مناسب برای مخلوط استفاده می شود و میزان سیمان مصرفی کاهش می یابد، در نتیجه تولید بتن از نظر اقتصادی مقرون به صرفه خواهد بود.

معایب بتن خود متراکم

علی رغم تمامی مزایایی که در بالا در خصوص بتن خود متراکم عنوان شد، نباید از معایب آن هم چشم پوشید که در ادامه به مهم ترین آن ها اشاره شده است.

• همان طور که در بالا نیز عنوان شد، مقاومت کم در برابر آتش سوزی و حرارت های بالا مهم ترین نقطه ضعف بتن خود متراکم است.
• بتن ریزی سازه های مرتفع که ممکن است مشکلاتی در حین بتن ریزی آن ها وجود داشته باشد.
• ساخت سازه هایی که امکان ویبره کردن بتن در آن ها وجود ندارد از جمله سازه های زیر آب
• سازه هایی که معماری و طراحی آن ها بسیار ظریف است و نیازمند میلگردگذاری فشرده هستند.
• بتن ریزی ستون ها و دیوارهای بلند دارای میلگردهای متراکم
• بتن ریزی گوشه های درب و دریچه ها
• بتن ریزی بلوک های بتنی
• بتن ریزی تونل های آبی که انتقال بتن معمولی و تراکم سازی آن به علت مسافت طولانی امکان پذیر نیست.