بتن خود تراکم (SCC) بتنی است که تحت اثر وزن خود، متراکم میشود و کارایی بالایی دارد. مواد مورد استفاده برای بتن خودتراکم عبارتند از: سیمان، سنگدانه، آب، عامل اصلاحکننده ویسکوزیته (VMA)، مواد افزودنی شیمیایی و غیره. از جمله مزایای بتن خود تراکم میتوان به کاهش نفوذپذیری سازه بتنی، از بین رفتن مشکلات مرتبط با ویبره، افزایش کیفیت ساخت و غیره اشاره کرد.
بتن خود تراکم (SCC) بتنی است که به دلیل وزن خود متراکم میشود و تقریباً به طور کامل حباب زدایی میشود (بدون هوای حبس شده). در اعضای سازهای با آرماتورهای متراکم، تمام فضاهای خالی را به طور کامل پر می‌کند و پس از بتن ریزی، سطح تقریباً افقی را تآمین می‌کند.
محدود کردن مقدار و اندازه درشت دانه ها در جلوگیری از کارایی پایین موثر است. کارایی بالا با استفاده از یک فوق روان کننده که نسبت w/p را به مقدار بسیار پایین نگه میدارد، حاصل میشود. شکل زیر فرآیند دستیابی به خود تراکمپذیری را با کمک نمودار جریان توضیح میدهد.
به طور کلی نسبت فضای خالی بتن خود تراکم در سطوح تماس بین خمیر سیمان و سنگدانه، کمتر است و منافذ نسبت به بتن معمولی، بسیار یکنواخت‌تر توزیع میشوند.
مواد اصلی مورد استفاده در طراحی بتن خود تراکم عبارتند از:
۱ – سیمان
نوع و مقدار سیمان بر اساس خواص و دوام مورد نیاز تعیین می گردد. معمولاً مقدار سیمان بین ۳۵۰ تا ۴۵۰ کیلوگرم بر مترمکعب است.
۲ – مصالح؛ سنگدانه های ریز
به منظور اطمینان از کارایی کافی و در عین حال محدود کردن خطر جداشدگی، SCC حاوی مقدار زیادی ذرات ریز (حدود ۵۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب) است. با این وجود، حجم بالای خمیر در مخلوط‌های SCC به کاهش اصطکاک داخلی بین ذرات ریزدانه کمک می‌کند، اما شن و ماسه به خوبی درجه‌بندی شده و یا سنگدانه ریز، هنوز بسیار مهم است. به منظور جلوگیری از تولید گرمای بیش از حد، سیمان پرتلند به طور کلی با مواد افزودنی معدنی مانند پرکننده های سنگ آهک و خاکستر بادی جایگزین می شود. ماهیت و مقدار پرکننده های اضافه شده به منظور مطابقت با الزامات استحکام و دوام سازگار هستند.
۳ – آب
کیفیت آب مصرفی همان است که برای ساخت بتن مسلح و بتن پیش تنیده استفاده میشود.
۴ – مواد اصلاح کننده ویسکوزیته (VMA)
این مواد ممکن است برای کاهش جداشدگی و حساسیت مخلوط به دلیل تغییر در سایر اجزاء به ویژه در میزان رطوبت، مورد استفاده قرار گیرد.
۵ – مواد افزودنی معدنی
افزودنی های معدنی مورد استفاده می توانند بر اساس طرح مخلوط و خواص مورد نیاز متفاوت باشند. از جمله این موارد می توان میکروسیلیس، سرباره و روباره را نام برد.
۶ – مواد افزودنی معدنی
در طراحی مخلوط بتن خود تراکم معمولاً فوق روان کننده های نوع جدید مورد استفاده میگیرند. به منظور بهبود مقاومت در برابر یخ زدگی و برفک سازه بتنی، از عوامل حباب ساز استفاده میشود. برای کنترل زمان گیرش بتن نیز از کندکننده ها استفاده میشود.
جریان پذیری و ویسکوزیته خمیر با انتخاب دقیق و تناسب سیمان و مواد افزودنی با محدود کردن نسبت آب و سپس با افزودن یک فوق روان کننده و عوامل اصلاح کننده ویسکوزیته تنظیم و متعادل می شود. با کنترل دقیق این اجزای SCC می توان به سازگاری و تعامل آنها، قابلیت پرکردن و عبور خوب و مقاومت در برابر تفکیک دست یافت.
برای کنترل افزایش دما و ترک خوردگی انقباض و همچنین مقاومت، می توان نسبت پودر در بتن را افزایش داد. خمیر وسیله نقلیه حرکت سنگدانه است، بنابراین حجم خمیر باید بیشتر از حجم خالی در سنگدانه باشد. نسبت دانه درشت به دانه ریز در مخلوط باید کم باشد تا توانایی عبور خوب بین آرماتورهای متراکم حاصل شود.
بنابراین SCC باید دارای شرایط زیر باشد:
مقدار کم درشت دانه
افزایش مقدار خمیر
نسبت آب کم
افزایش دوز فوق روان کنندهها
گاهی اوقات می توان از VMA استفاده کرد.
الزامات بتن خود تراکم با ویژگیهای آن در حالت تازه به دست میآید. سه ویژگی اصلی SCC عبارتند از:
لذا آزمایش های مختلفی برای تعیین ویژگی های ذکر شده در بتن خود تراکم انجام میشود. آزمایش های انجام شده بر روی بتن خود تراکم را می توان به سه دسته طبقه بندی کرد:
آزمون هایی که تحت دسته های ذکر شده در بالا قرار می گیرند در زیر جدول بندی شده اند.
مزایای اصلی بتن خود تراکم عبارتند از:
نفوذپذیری سازه بتنی کاهش می یابد
SCC باعث آزادی عمل در طراحی سازههای بتنی میشود
ساخت SCC سریعتر است
مشکلات مرتبط با ویبره از بین می رود
بتن به راحتی در محل مورد استفاده قرار میگیرد که منجر به صرفه جویی زیادی در هزینه میشود
کیفیت ساخت افزایش می یابد
دوام و قابلیت اطمینان سازه بتنی در مقایسه با سازه های بتنی معمولی بالاست
ساخت SCC با محدودیتهای زیر روبرو است:
عمده ترین کاربردهای این نوع از بتن عبارتند از:
