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، قیمت و خرید بتن آماده و سفارش بتنهای با مقاومت بالا میتوانید با کارشناسان سپهر بتن یزد تماس بگیرید.
همچنین برای 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.
بتن توانمند چیست؟
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.
تاریخچه بتن توانمند به دهههای اخیر بازمیگردد، زمانی که نیاز به سازههایی با مقاومت و دوام بالاتر، محققان را به توسعه و استفاده گسترده از این نوع بتن سوق داد.
نکات مهم در ساخت بتن توانمند
در ساخت بتن hpc لازم است به بعضی از موارد و فاکتورها توجه ویژهای داشته باشیم.
- 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
آزمایشگاه بتن در کنترل کیفیت مواد و بررسی خواص بتن توانمند نقش اساسی دارد و به ساخت و انتقال سریع بتن به محل سازه کمک میکند.
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
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
طرح اختلاط بتن توانمند
جدول زیر نمونهای از طرح اختلاط بتن توانمند را نشان میدهد که نسبت آب به سیمان پایین و استفاده از مصالح و افزودنیهای خاص از ویژگیهای آن است. این مقادیر بسته به شرایط پروژه، نوع سیمان و دیگر عوامل ممکن است تغییر کند.
مشاوره و طرح اختلاط بتن به متخصصان این امکان را میدهد که با توجه به شرایط پروژه، نوع سیمان و دیگر عوامل، مقادیر را بهصورت بهینه تغییر دهند.
مواد اولیه | مقدار پیشنهادی برای هر مترمکعب بتن توانمند |
سیمان | 450 کیلوگرم |
آب | 150 کیلوگرم |
ماسه | 600 کیلوگرم |
شن (مصالح سنگی) | 900 کیلوگرم |
پوزولانها (میکروسیلیس) | 50 کیلوگرم |
فوق روانکنندهها | 10 لیتر |
الیاف (در صورت نیاز) | 1 کیلوگرم |
مواد افزودنی دیگر | به مقدار موردنیاز |
طبق گفته وبسایت barrowmixconcrete.com برای افزایش مقاومت بتن، میتوان مقدار سیمان را افزایش داد و از سیمان با مقاومت زودرس بالا (نوع III) استفاده کرد. اما این کار باید با در نظر گرفتن چندین عامل انجام شود:
- کنترل انقباض:در هنگام افزایش مقدار سیمان، باید به مسئله انقباض بتن نیز توجه کرد، زیرا ممکن است در طول زمان به ترکخوردگی منجر شود.
- تأثیرات زیستمحیطی: استفاده بیشتر از سیمان میتواند منجر به افزایش انتشار کربن و سایر آثار منفی بر محیط زیست شود.
- تحلیل هزینه: افزایش مقدار سیمان و استفاده از سیمان خاص ممکن است هزینههای پروژه را بالا ببرد، بنابراین باید هزینهها به دقت بررسی شوند.
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.
سپهر بتن یزد با ارائه بتنهای توانمند، نقش مهمی در ارتقای کیفیت سازهها و افزایش دوام آنها ایفا میکند.
گروه کارشناسان مجله سپهر بتن یزد در مقالات متعدد درباره انواع بتن، روشهای نوین بتنریزی، تکنیکهای افزایش دوام سازهها و کاربردهای مختلف بتن در صنعت ساختوساز، اطلاعات جامعی را در اختیار سازندگان و فعالان این صنعت در کشور قرار میدهد.
سوالات متداول
1. مقاومت بتن توانمند چقدر است؟
بتن توانمند معمولاً دارای مقاومت فشاری بالای ۴۰ مگاپاسکال است.
2. مقایسه بتن توانمند با بتن معمولی چیست؟
بتن توانمند مقاومت و دوام بیشتری دارد و به همین دلیل میتواند در شرایط سختتر مورد استفاده قرار گیرد.
3. چه عواملی بر مقاومت بتن توانمند تأثیر میگذارند؟
نسبت آب به سیمان، نوع مواد افزودنی و زمان عملآوری از جمله عوامل تأثیرگذار هستند.
4. مدت زمان خشک شدن بتن توانمند چقدر است؟
زمان خشک شدن بسته به شرایط محیطی و نوع ترکیب میتواند بین ۲۴ تا ۷۲ ساعت باشد.