آزمایش های بتن خودتراکم

آزمایش های بتن خودتراکم:

برای تعیین اینکه بتن اساساً خودتراکم است یا خیر و پس از اثبات خود تراکم بودن،اینکه از لحاظ تغییر شکل پذیری، لزجت و پرکنندگی در وضعیت مطلوبی بسر می برد،ابزاری برای آزمایش وجود دارد،که به توضیح آنها می پردازیم.با این توضیح که وسایل و ابزار آزمایش ممکن است از یک کشور به کشوری دیگر متفاوت باشد.

   1.مخروط اسلامپ(Slmp flow)

از این وسیله برای آزمایش تغییر شکل پذیری(Deformability) وروانی(Flow ability) بتن استفاده می شود.آزمایش اسلامپ معمولی برای بتن خود تراکم مناسب نیست. انجمن مهندس عمران ژاپن(JSCE)،آزمایش اسلامپ را بصورت جریان اسلامپ SCC تعریف می کند.این سنجش تغییر شکل پذیری و غلبه بر اصطکاک داخلی SCC را تحت اثر وزن خود نشان می دهد. روش انجام اینگونه است که مخلوط را در یک لایه از یک سر قیف وارد می کنند و سپس مخروط را بالا برده و دو قطر مخلوط پهن شده را اندازه گیری می کنند. شاخص T برای نتیجه این آزمایش تعریف می شود. مشخصات مخروي در شکل 1 نشان داده شده است.

شکل 1 مخروط اسلامپ

t=(d1d2-d02)/d02

 d0: قطر دهانه بزرگتر مخروط اسلامپ.

d1، d2: اندازه های جریان اندازه گیری شد.

   2.قیف V Funnel)V)

از این وسیله برای تعیین لزجت (Viscosity) استفاده می شود. نتیجه این سنجش،راهنما مناسبی برای اصلاح میزان پر کننده (Filler) به آب و نیز درصد افزودنی های است.آزمایش اینگونه است،مخلوط را از بالا در قیف V شکل می ریزند و از ثبت زمان لازم برای عبور بتن تحت وزن خود از دهانه خروجی، شاخص R را بدست می آورند.(شکل 2)

شکل 2

t.زمان لازم برای عبور بتن از دهانه خروجی

هر چه T بزرگتر باشد ، تغییر شکل پذیری بیشتر خواهد بود و مقدار کوچک R ، نشانگر لزجت بیشتر می باشد.

   3.جعبهL Flow) L)

این آزمایش برای تعیین درجه تراکم بتن انجام می شود. میزان مقاومت جدا شدگی استاتیکی و دینامیکی SCC و قابلیت جریان یابی از خلال موانع فشرده (شبکه آرماتور ها)، از طریق این سنجش قابل ارزیابی است. ارتفاع H2,H1 پس از جریان یابی بتن در جعبه اندازه گیری می شود،یکی ارتفاع بتن در پشت موانع و دیگری ارتفاع بتن رد شده از موانع است. هر چه نسبت H2,H1به یک نزدیکتر باشد،نشان دهنده کمتر بودن جدا شدگی ملات است و بتن مطلوب تری خواهیم داشت.(شکل3)

شکل 3

   4 .جعبه U Flow)U)

این وسیله نیز همانند جعبه L برای تعیین جداشدگی و قابلیت جریان یابی بتن استفاده می شود.بدین صورت که بتن از یکطرف وارد جعبه می شود و در پشت دریچه تعبیه شده گیر می کند. پس از باز کردن دریچه، بتن از خلال موانع جریان می یابدو در سمت دیگر جعبه بالا می رود.چنانچه ارتفاع بتن در سمت دیگر Uشکل بیش از 300mm شود،بتن،خود تراکم شونده محسوب می شود.

آزمایش جعبه L برای تشخیص بتن با امکان بالای جدایی بین درشت دانه ها و ملات مناسبتر است. چنانچه در طول این آزمایشات تشخیص داده شود که بتن از لحاظ خاصیت خود تراکمی نارس است،باید علت تعیین شود و نسبت اختلاط اصلاح گردد.(شکل4)

شکل 4

    5  .حلقه J

این دستگاه برای کنترل جریان یافتن SCCاز خلال میل گردها مورد استفاده قرار می گیرد.

   6.الک سنجی

این شیوه به منظور ارزیابی مقاومت جدا شدگی SCC مورد استفاده است. در این روش یک نمونه از بتن از بالای یک الک 5mm ریخته شده و مقدار ملات عبور کرده از خلال الک،دریک پریود 2 دقیقه ای اندازه گیری می شود.

   فاکتور های خود تراکم شوندگی تحت نتایج آزمایشگاهی:

فاکتورهای برآوردکننده خاصیت خود تراکمی در ادامه توضیح داده می شود.

   1.تاثیر درشت دانه ها با توجه به اندازه آنها:

هنگامی که ماکزیمم اندازه درشت دانه در بتن به کوچکترین فاصله بین آرماتور نزدیک است، نمی تواند همواره از درجه تراکم بتن در یک سازه با آرماتور بندی خاص خود و با استفاده از نتایج آزمایشگاهی، پیرامون درجه تراکم آن بتن در سازه ای دیگر پیشگویی کرد. در این مواقع دانه بندی درشت دانه ها باید لحاظ شود. برای مثال ارتفاع بالا آمدگی بتن در جعبه L به هنگام استفاده از دو مانع مختلف،به محتوای درشت دانه بتن بستگی دارد. نتایج نشان می دهد که جریان یابی بتن در خلال موانع،علاوه بر اندازه درشت دانه ها در بتن برای هر سازه با توجه به آزماتور بندی خاص خودش تعیین می گردد.

   2 .نقش ملات به عنوان سیال در بتن تازه

هنگامی که بتن هنوز تراست و به هنگام بتن ریزی و قالب گیری، ملات مانند سیالی عمل می کند که موجب روانی دانه های سنگی می شود،تا بتن بتواند تحت وزن خود در سازنده ها متراکم شود و نیازی به ویبراتور نداشته باشد. همچنین ملات با لزجت زیاد موجب نزدیکی درشت دانه ها به هم و جلوگیری از جداشدگی آنها می شود. آزمایشهای قیفV و اسلامپ، هم برای ملات (mortar) (TC,Rm)و هم برای بتن(TC,Rc)  صورت می گیرد.وجود یک ترکیب بهینه برای تغییر شکل پذیری و لزجت مناسب ملات به جهت دستیابی به خود تراکمی در بتن تازه ضروری است.

  3 . نقش ملات بعنوان جزء جامد

علاوه بر نقش مایع ذکر شده در قسمت بالا،ملات بعنوان یک جسم جامد هم ایفای نقش می کند،به بیان دیگر،ملات هم مانند دیگر اجزاء تحت تنش قرار می گیرد. وقتی اجزای درشت دانه به هم نزدیک می شوند و ملات بین اجزاء درشت دانه تحت تنش نرمال قرار می گیرد،خاصیت ملات به عنوان انتقال دهنده فشار ظاهر می گردد. میزان کاهش تغییر شکل برشی در ملات تا حد زیادی به خصو صیات فیزیکی ذرات جامد درملات بستگی دارد.

   5.طرح اختلاط

با چشم اندازی به ترکیبات بتن خودتراکم، درمی یابیم که این بتن از اجزایی مشابه بتن معمولی که با ویبراسیون متراکم می شود،نظیرسیمان،سنگدانه،آب،افزودنی و موارد ترکیبی دیگر تشکیل شده است.این موارد ترکیبی عبارتند از:

(1)فوق روان کننده(Super plasticizer)

برای افزایش کارایی بتن و کاهش میزان آب به نرمدانه در بتن کاربرد دارد.

(2)پرکننده (Filler)

برای پر کردن فضاهای خالی بین ذرات بتن،سختی و استحکام بیشتر ملات و کاهش ضریب تخلخل و موئینگی (بالا رفتن آب از منافذ مویین)درملات مورد استفاده قرار می گیرد. پرکننده ها دارای انواع مختلف و اثرات گوناگونی هستند.

(3) مواد نانوساختار

این مواد باعث جلوگیری از آب افتادگی و افزایش مقاومت می گردد. که این نقش را بطور معمول میکروسیلیس در بتن نرمال بعهده دارد. مواد نانواساختار مثل  نانو سیلیس  در سطح گسترده تری علاوه بر پوشش خواص مواد سیلیکافوم، باعث ایجاد پایداری و مقاومت بیشتری دربتن سخت شده نیز می شوند.

خود تراکم شوندگی تا حد زیادی از خواص مواد و نسبت اختلاط تاثیر می پذیرد. در یک طرح اختلاط ساده که توسط اوکامورا در سال 1995 پیشنهاد گردید،مقدار درشت دانه ها و ریز دانه هادربتن ثابت فرض شد. بنابراین خود تراکمی براحتی و تنها با تنظیم نسبت آب به نرمدانه و مقدار فوق روان کننده،قابل دستیابی است.

اصول این طرح بدین صورت می باشد:

  • مقدار ذرشت دانه ها در 50% از حجم جامد بتن ثابت شد.
  • مقدار ریز دانه ها در حجم ملات ثابت شد.
  • نسبت آب به نرمدانه در حجم از9/0تا 1 وبسته به خواص مواد نرمه فرض شد.
  • مقدار فوق روان کننده و نسبت نهایی آب به نرمدانه برای تامین خودتراکم شوندگی تعیین می گردد.

بر خلاف بتن نرمال که نسبت آب به سیمان با توجه به برآورد مقاومت لازم می شود، دربتن خودتراکم نسبت آب به نرمدانه باید بر اساس دستیابی به خصلت خودتراکمی تعیین گردد،زیرا خودتراکم شوندگی به شدت به این نسبت (w/p) حساس می باشد. برای دستیابی به لزجت بالا و تغییر شکل پذیری مناسب در بتن خودتراکم،از فوق روان کننده که سبب کاهش نسبت آب به نرمدانه می شود استفاده می گردد. خواص نرمدانه ها و فوق روان کننده تاثیر زیادی روی خواص ملات دارد،پس این مشخصه ها باید در همان مرحله، مورد آزمایش قرار گیرند.بنابر این یک طرح اختلاط تعیین می شود و خودتراکمی با آزمایشهای جعبه U ، اسلامپ وقیف V مورد بررسی قرار می گیرد. ارتباط بین خواص ملات در بتن خودتراکم و نسبت اختلاف،مورد تحقیق قرار گرفته و فرموله می شود.این فرمولها می توانند راهنمای مناسبی برای تعیین نسبت آب به نرمدانه و مقدار فوق روان کننده جهت دستیابی به لزجت و تغییر شکل پذیری مناسب باشد.این فرمولها تجربی بوده و به نوع مواد مکمل مصرف بستگی دارد.

هنوز هیچ طرح اختلاط ثابت و کاملی برای بتن خودتراکم ارائه نشده است و همه ترکیبات و نسبتهای اختلاط بصورت نسبی و تجربی تعیین می گردند.

انتشار مطالب با ذکر منبع بلامانع می باشد.

گردآوری: الهام قوپرانلو

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *