بتن یکی از مهم‌ترین و کاربردی‌ترین مصالح ساختمانی در دنیا است که به دلیل داشتن ویژگی‌هایی مانند تنوع کاربرد، پایداری، مقاومت و هزینه‌ی مناسب، در ساخت و سازهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اما خصوصیت اصلی بتن، مقاومت آن در برابر انواع فشار می‌باشد که همین موضوع باعث آغاز انجام تحقیقات در این زمینه در جهت افزایش مقاومت و کارایی این ماده‌ی ساختمانی بوده است. علاوه بر مقاومت، یکی دیگر از مواردی که باید در طراحی سازه‌های بتنی مورد توجه قرار بگیرد، عوامل محیطی مخربی هستند که به راحتی منجر به خرابی سازه خواهند شد.
امروزه با توجه به آیین‌نامه‌های جدید لازم است حدود مقاومت بتن بالاتر از 105 MPa قرار بگیرد که یکی از انواع بتن مورد تایید با عدد مشخص شده و راهکار پیشنهادی اکثر دستورالعمل‌های ساختمانی، استفاده از بتن توانمند یا اصطلاحاً بتن با دوام بالا می‌باشد.
در مقایسه با بتن‌های معمولی، بتن‌های توانمند دارای مقاومت و کارایی بسیار بالایی هستند که در ادامه‌ی مقاله به آن می‌پردازیم. سپهر بتن یزد یکی از تولید کنندگان انواع بتن توانمند با استفاده از جدیدترین تکنولوژی‌ها و به روزترین ابزارها در کشور می‌باشد.
برای استعلام قیمت بتن مگر و سفارش بتن‌های با مقاومت بالا می‌توانید با کارشناسان سپهر بتن یزد تماس بگیرید.
تعریف بتن توانمند
پیش از هر چیز لازم است بدانیم بتن توانمند چیست؟ بر اساس تعریف ACI 116R بتن توانمندHPC یا (High Performance Concrete) به زبان ساده به معنای بتنی با مقاومت و دوام بالا است. این بتنها کارایی بیشتری نسبت به بتن‌های معمولی دارند و به دلیل داشتن طول عمر مفید و حفظ خواص اولیه، به افزایش طول عمر سازه نیز کمک می‌کنند.
مجله سپهر بتن یزد در این مقاله اطلاعات جامعی را در اختیار سازندگان و فعالان صنعت ساخت‌وساز کشور قرار می‌دهد.
نکات مهم در ساخت بتن توانمند
در ساخت بتن توانمند لازم است به بعضی از موارد و فاکتورها توجه ویژه‌ای داشته باشیم. مواد تشکیل‌دهنده‌ی بتن توانمند، مهم‌ترین دلیل در بالاتر بودن قیمت بتن آماده با مقاومت بالا هستند.
- میزان آب به سیمان مصرفی در هنگام ساخت این بتن در مقایسه با بتن معمولی کمتر است.
- حداکثر میزان مصالح سنگی در ساخت بتن توانمند مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- استفاده از دانه‌های مناسب در مراحل تولید بتن توانمند
- به کار بردن سیمان‌های مقاوم در برابر حمله سولفات‌ها در ساختار بتن توانمند
- استفاده از پوزولان‌های مناسب
- ساخت و انتقال سریع به محل سازه
ویژگی‌های بتن توانمند
بتن توانمند در مقایسه با بتن‌های معمولی دارای سه ویژگی اصلی است می‌باشد:
افزایش مقاومت خمیر سیمان بتن توانمند
کاهش نرخ تخلخل در بتن توانمند باعث افزایش مقاومت در خمیر سیمان می‌گردد. هر چقدر نسبت آب به سیمان در بتن کمتر باشد، مقاومت بتن بالاتر خواهد بود.
همچنین کاهش این نسبت باعث بهبود دانسیته، کاهش زمان گیرش، افزایش حرارت زایی و کاهش کارایی خواهد بود که با استفاده از روش‌های خاص و همچنین تغییر مواد اولیه تشکیل دهنده می‌توان خصوصیات نامطلوب را حذف و بتن توانمند با ویژگی‌ها و قابلیت‌های منحصر به فرد تولید نمود.
افزایش مقاومت ناحیه‌ی انتقال ITZ
برای حذف نمودن امکان ایجاد ریز ترک‌ها در ناحیه‌ی انتقال به دلیل خشک شدگی پس از جمع شدگی و انقباض حرارتی و همچنین افزایش مقاومت در این ناحیه، انتخاب نوع مناسب و میزان سیمان و مواد دیگری که مورد استفاده قرار می‌گیرند بسیار مهم هستند.
افزایش مقاومت سنگ‌دانه
سنگ‌دانه‌های مقاوم موجود در بتن توانمند به دلیل ویژگی‌هایی مانند نداشتن صفحات کلیواژی ضعیف، هوازده نبودن، نداشتن تخلخل زیاد و کوچک بودن حداکثر اندازه، به افزایش مقاومت در این بتن کمک می‌کنند.
کاربردهای بتن توانمند
بتن توانمند در ساخت سازه‌های خاص و ویژه مانند پل‌ها، تونل‌ها، برج‌ها، ساختمان‌ها، اسکله‌ها و سدها کاربرد دارد.
مزایا و معایب استفاده از بتن توانمند
استفاده از بتن توانمند در مقایسه با بتن‌های معمولی دارای مزایا و معایبی است که در ادامه به بررسی بعضی از این موارد می‌پردازیم:
مزایای بتن توانمند
- مقاومت بتن توانمند در مقایسه با بتن معمولی در کلیه‌ی مراحل اولیه و پایانی
- قابلیت استفاده آسان از بتن توانمند در هنگامی که تراکم میلگرد در ساختمان سازی بالا است.
- امکان ایجاد سطوح یکنواخت و متراکم
- عدم نیاز به ویبره مقاطع سطحی در صورت استفاده از بتن توانمند
- کنترل کامل هیدراسیون بتن توانمند در مقایسه با بتن معمولی
- قابلیت پرداخت بالا و امکان اجرا در هوای سرد و گرم
- روان بودن
- قابلیت پمپاژ
- برخوردار بودن از مدول الاستیسیته بالا
- دوام و کارایی بالا
- سهولت جایدهی
معایب بتن توانمند
- هزینه اختلاط بالا
- نیاز به کنترل دقیق در اختلاط بتن توانمند در مقایسه با بتن معمولی
- نیاز به قالب بندی آب بندی در صورت استفاده از بتن توانمند
بتن فوق توانمند چیست؟
طبق تعریف ACI 239R بتن فوق توانمند UHPC یا به اختصارUHPC (Ultra High Performance Concrete) به بتنی گفته می‌شود که علاوه بر کارایی و مقاومت بسیار بالا دارای انعطاف پذیری و شکل پذیری مناسبی نیز می‌باشد.
مقاومت فشاری این بتن بیشتر از 1500 مگاپاسکال است و معمولاً از ماسه ریزدانه کوارتز (ماسه سیلیسی)، فوق روان کننده یا ابر روان‌کننده‌های پایه پلی کربوکسیلات اتر، الیاف فلزی و پوزولون تشکیل شده است.
ویژگی‌ها و دلایل استفاده از بتن فوق توانمند
با بررسی ویژگی‌های منحصر به فرد بتن فوق توانمند می‌توان دلایل استفاده از آن را به راحتی درک نمود.
ویژگی‌های بتن فوق توانمند
بتن فوق توانمند به دلیل داشتن خصوصیاتی مانند استفاده از ریزدانه‌ها در آن، اصلاح دانه بندی و در نتیجه افزایش دانسیته، استفاده از الیاف در ملات بتن و ارتقا شکل پذیری آن، دارای ویژگی‌های زیر می‌باشد:
- بهبود مقاومت مکانیکی و در نتیجه کم کردن نسبت آب به سیمان
- استحکام و دوام بالا بتن فوق توانمند
- مقاومت بسیار بالا در برابر مواردی مانند مایعات خورنده، جملات کلریدی، عبور بخار و همچنین چرخه‌های یخ زدگی و ذوب شدن
- مقاومت در برابر آتش سوزی
- مقاومت در برابر سایش
دلایل استفاده از بتن فوق توانمند
پس از ورود بتن فوق توانمند به بازار، به دلیل داشتن قیمت 5 برابری در مقایسه با بتن معمولی و مقرون به صرفه نبودن، با استقبال چندانی روبه رو نشد. اما با گذشت زمان و استفاده از آن در پروژه‌های بزرگ دنیا مانند پل استیسی در هلند، آرام آرام جای خود را در میان سازنده‌ها باز نمود.
امروزه دلیل اصلی استفاده از بتن فوق توانمند کاهش 10 درصدی هزینه‌های تمام شده سازه‌ها در مقایسه با به کارگیری بتن معمولی می‌باشد. علاوه بر آن دلایلی مانند افزایش کارایی بتن، کاهش جمع شدگی، امکان طراحی دهانه‌های بلندتر در ساخت پل‌ها و خزش در سازه‌ی نهایی نیز باعث به کارگیری بیشتر بتن توانمند، در مقایسه با بتن‌های معمولی می‌شود.
کاربردهای بتن فوق توانمند
از بتن فوق توانمند به دلیل استفاده از الیاف در بافت آن و بهبود خاصیت شکل پذیری می‌توان در ساخت پل‌های بزرگراهی خاص با طول دهنه‌ی بزرگ‌تر و ضخامت عرشه‌ی کمتر استفاده نمود. از دیگر کاربردهای این بتنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- پل‌های پیاده‌رو بدون پایه و با دهانه طولانی
- نوسازی و بهسازی لرزه‌ای
- ساخت
- ساخت شمع‌های پیش ساخته و پیش تنیده بتنی
- سازه‌های هسته‌ای
- مخازن
- ساخت دال‌های سقف گسترده
مزایای بتن فوق توانمند
- مقاومت در برابر زمین لرزه
- دوام و استحکام بالا
- کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری
- کاهش میزان از هم گسیختگی و در نتیجه کاهش میزان خرابی
- کاهش پیچیدگی و اندازه هر عنصر از سازه
- بهبود خاصیت ارتجاعی سازه
- کاهش اندازه‌ی تیرها و ستون‌ها در سازه به دلیل مقاومت فشاری بالا
- راحت‌تر بودن ساخت و ساز به دلیل خاصیت انعطاف پذیری
- افزایش سرعت ساخت و ساز
- کاهش زمان نگهداری و سایش
- تخمین عمر مفید در حدود 100 سال
کلام آخر
بتن توانمند به دلیل داشتن ساختار و خصوصیات منحصر به فرد، دارای مقاومت بالا در برابر فشار، گرما، سرما و حرارت زیاد و همچنین دوام و طول عمر بسیار بالا می‌باشد. گروه کارشناسان مجله سپهر بتن یزد در این مقاله، با مقایسه‌ی ویژگی‌ها و مزایای بتن توانمند در مقایسه با بتن‌های معمولی، اطلاعات کاملی را در اختیار خواننده قرار داده است.
برای مشاوره، ارائه طرح اختلاط بتن بر اساس شرایط سازه و همچنین استعلام قیمت بتن عیار 250، قیمت بتن آماده 450، بتن آماده عیار 200، بتن با عیار 150 و سفارش انواع بتن با بهترین کیفیت می‌توانید با کارشناسان ما در سپهر بتن یزد تماس بگیرید.
