بتن-خودتراکم-self-compacting-concrete-یا-scc-نوعی-بتن-پیشرفته-است-که-بدون-نیاز-به-ویبره-و-تنها-تحت-اثر-وزن-خود-در-قالب-جریان-پیدا-می-کند-و-تمام-فضاهای-خالی-را-پر-می-کند-این-ویژگی-باعث-شده-است-که-استفاده-از-آن-در-سازه-های-متراکم-با-آرماتورهای-زیاد-بسیار-رایج-شود-با-این-حال-پیش-از-آغاز-اختلاط-بتن-لازم-است-تمام-اجزای-تشکیل-دهنده-بتن-خودتراکم-تحت-آزمایش-های-لازم-قرار-گیرند-و-نتایج-حاصل-با-استانداردهای-مربوطه-مقایسه-شود">بتن خودتراکم (Self Compacting Concrete یا SCC) نوعی بتن پیشرفته است که بدون نیاز به ویبره و تنها تحت اثر وزن خود در قالب جریان پیدا میکند و تمام فضاهای خالی را پر میکند. این ویژگی باعث شده است که استفاده از آن در سازههای متراکم با آرماتورهای زیاد بسیار رایج شود. با این حال، پیش از آغاز اختلاط بتن، لازم است تمام اجزای تشکیلدهنده بتن خودتراکم تحت آزمایشهای لازم قرار گیرند و نتایج حاصل با استانداردهای مربوطه مقایسه شود.
در شرایطی که بتن خودتراکم در قالبهایی حاوی آرماتور فولادی قرار میگیرد، باید یکنواختی مخلوط حفظ شود. همچنین هنگام جریان یافتن بتن، سنگدانهها نباید از ملات جدا شوند. برای بررسی این موضوع، آزمایش حلقه J به عنوان یکی از آزمایشهای مهم بتن تازه استفاده میشود. این آزمایش شرایط عبور بتن از میان میلگردها را شبیهسازی میکند و اطلاعات ارزشمندی درباره قابلیت عبور بتن ارائه میدهد.
روشهای سنجش خواص کارایی بتن خودتراکم
برای تشخیص اینکه یک بتن واقعاً خودتراکم است یا خیر، تنها مشاهده ظاهری کافی نیست. پس از اثبات خودتراکمی، لازم است ویژگیهایی مانند تغییرشکلپذیری، لزجت و توانایی پرکنندگی نیز بررسی شود. به همین دلیل مجموعهای از آزمایشهای تخصصی برای بتن SCC طراحی شده است.
هیچ روش آزمایشی واحدی نمیتواند تمام خصوصیات بتن خودتراکم را ارزیابی کند. هر آزمایش تنها بخشی از رفتار بتن تازه را بررسی میکند. به همین دلیل، مهندسان معمولاً چند آزمایش را به صورت همزمان انجام میدهند تا ارزیابی کاملتری از عملکرد بتن به دست آورند.
به بیان ساده، کنترل طرح اختلاط بتن خودتراکم زمانی قابل اعتماد است که بیش از یک روش آزمایش مورد استفاده قرار گیرد. هر آزمایش پارامتر خاصی از کارایی بتن را اندازهگیری میکند و ترکیب نتایج آنها تصویر دقیقتری از عملکرد بتن ارائه میدهد.
روش های سنجش خواص کارایی SCC
| ردیف | روش | ویژگی مورد سنجش |
| 1 | جریان اسلامپ | قابلیت پرکنندگی |
| 2 | جریان اسلامپ T50cm | قابلیت پر کنندگی |
| 3 | حلقه J | قابلیت گذرندگی |
| 4 | قیف V | قابلیت پر کنندگی |
| 5 | قیف V T5min | مقاومت در برابر جداشدگی |
| 6 | جعبه L | قابلیت گذرندگی |
| 7 | جعبه U | قابلیت گذرندگی |
| 8 | جعبه Fill | قابلیت گذرندگی |
| 9 | غربال سنجش پایداری GTM | مقاومت در برابر جداشدگی |
| 10 | اُریمت | قابلیت پرکنندگی |
امکان ترکیب آزمایشهای بتن خودتراکم
کنترل کیفیت بتن خودتراکم باید هم در آزمایشگاه و هم در محل پروژه انجام شود. استفاده از ترکیب مناسب آزمایشها میتواند اطلاعات دقیقتری درباره کارایی بتن تولیدی ارائه دهد.
به عنوان نمونه، ترکیب آزمایش جریان اسلامپ با قیف V یا ترکیب جریان اسلامپ با آزمایش حلقه J از روشهای رایج در ارزیابی بتن SCC محسوب میشود. این ترکیبها کمک میکنند تا ویژگیهای مختلفی مانند روانی، سرعت جریان و قابلیت عبور بتن بررسی شود.
در شرایطی که مصالح مصرفی کیفیت یکنواختی داشته باشند و آزمایش توسط تکنسین باتجربه انجام شود، گاهی یک آزمایش دقیق نیز میتواند برای کنترل کیفیت بتن کافی باشد. با این حال در بیشتر پروژهها استفاده از چند آزمایش به صورت همزمان توصیه میشود.
ترکیب های پیشنهادی آزمایش ها
| روشهای آزمایش | ویژگی | ||
| اصلاح روش آزمایش بر اساس حداکثر اندازه سنگدانه | کارگاه | آزمایشگاه | |
| حداکثر اندازه دانه :20میلیمتر | 1-جریان اسلامپ2-جریان اسلامپ T50 cm3- قیف V4- اُ ریمت | 1-جریان اسلامپ2-جریان اسلامپ T50 cm3- قیف V4- اُ ریمت | قابلیت پرکنندگی |
| تغییر اندازه دهانه در آزمایشهای جعبه L جعبه U و حلقه J | 1- حلقه J | 1- جعبه L2- جعبه U3- جعبه Fill | قابلیت گذرندگی |
| 1- آزمایش GTM2- قیف VT5min | 1- آزمایش GTM2- قیف VT5min | مقاومت در برابر جداشدگی | |
آزمایش حلقه J چیست؟
تعریف آزمایش حلقه J
آزمایش حلقه J یکی از مهمترین آزمایشها برای ارزیابی قابلیت عبور بتن خودتراکم است. این آزمایش با استفاده از یک حلقه شامل میلگردهای عمودی انجام میشود و شرایط عبور بتن از میان آرماتورهای موجود در سازه را شبیهسازی میکند.
قطر حلقه میلگردی معمولاً حدود 300 میلیمتر است و ارتفاع میلگردهای نصب شده روی آن حدود 100 میلیمتر در نظر گرفته میشود. فاصله بین میلگردها به طور معمول سه برابر بزرگترین اندازه سنگدانه در مخلوط بتن تعیین میشود. در بتنهای الیافی نیز فاصله میلگردها بر اساس طول الیاف تنظیم میشود.
نتایج حاصل از این آزمایش اغلب به عنوان مکمل آزمایشهای دیگری مانند جریان اسلامپ، اُریمت و قیف V استفاده میشود. ترکیب این آزمایشها اطلاعات کاملتری درباره رفتار بتن تازه ارائه میدهد.
روش انجام آزمایش حلقه J
برای انجام آزمایش حلقه J حدود 6 لیتر بتن تازه مورد نیاز است. ابتدا صفحه فلزی و داخل مخروط اسلامپ مرطوب میشود تا از چسبیدن بتن جلوگیری شود.
در ادامه مراحل زیر انجام میشود:
- صفحه فلزی روی سطحی صاف و محکم قرار میگیرد.
- حلقه J در مرکز صفحه فلزی نصب میشود.
- مخروط اسلامپ در مرکز حلقه قرار داده و ثابت میشود.
- مخروط با استفاده از پیمانه از بتن تازه پر میشود.
- در این مرحله از وارد کردن ضربه به مخروط باید خودداری کرد.
- مخروط به صورت عمودی بالا کشیده میشود تا بتن آزادانه پخش شود.
پس از خروج بتن از مخروط، قطر بتن پخششده در دو جهت عمود بر هم اندازهگیری میشود و میانگین آن به عنوان قطر نهایی ثبت میشود.
در مرحله بعد اختلاف ارتفاع بتن در داخل و خارج حلقه میلگردی در چهار نقطه اندازهگیری میشود. میانگین این اندازهها به عنوان اختلاف ارتفاع نهایی ثبت میشود و نشاندهنده میزان قابلیت عبور بتن است.
تجهیزات مورد نیاز برای انجام آزمایش
برای اجرای این آزمایش تجهیزات زیر مورد استفاده قرار میگیرد:
مخروط اسلامپ
مخروط ناقص مورد استفاده در آزمایش اسلامپ مطابق استاندارد EN 12350 با ابعاد زیر:
- قطر بالا: 10 سانتیمتر
- قطر پایین: 20 سانتیمتر
- ارتفاع: 30 سانتیمتر
صفحه پایه
صفحهای صاف، سخت و غیرجاذب با ابعاد 90 در 90 سانتیمتر که روی آن دایرهای هممرکز با قطر 50 سانتیمتر مشخص شده است.
حلقه میلگردی
حلقهای با قطر 30 سانتیمتر که میلگردهایی با قطر 14 میلیمتر و ارتفاع 10 سانتیمتر روی آن نصب شدهاند. فاصله بین میلگردها معمولاً سه برابر اندازه بزرگترین سنگدانه در بتن است.
سایر ابزارها
پیمانه برداشت بتن
متر مدرج حداقل 100 سانتیمتری
ماله و کمچه
تفسیر نتایج آزمایش حلقه J
در آزمایش حلقه J اختلاف ارتفاع بتن در داخل و خارج حلقه میلگردی معیار اصلی ارزیابی قابلیت عبور بتن است. هرچه این اختلاف ارتفاع بیشتر باشد، عبور بتن از میان آرماتورها دشوارتر خواهد بود.
بر اساس تجربیات آزمایشگاهی، مهندسان اختلاف ارتفاع مجاز برای بتن خودتراکم را معمولاً حدود 10 میلیمتر در نظر میگیرند. اگر این مقدار از 10 میلیمتر فراتر رود، خطر ایجاد انسداد میان میلگردها افزایش مییابد.
با این حال، پژوهشها نشان میدهد که برخی بتنها با لزجتهای متفاوت میتوانند اختلاف ارتفاعی بیش از این مقدار نیز ایجاد کنند. بنابراین این آزمایش به تنهایی نمیتواند تمام ویژگیهای رئولوژیکی بتن تازه را مشخص کند.
از سوی دیگر، زمانی که جریان اسلامپ افزایش مییابد و تنش تسلیم بتن کاهش پیدا میکند، مقدار اختلاف ارتفاع معمولاً کمتر میشود. با وجود این، پژوهشگران حتی در بتنهایی با جریان اسلامپ یکسان نیز اختلاف ارتفاعی بین صفر تا 40 میلیمتر گزارش کردهاند.
در نتیجه، مهندسان معمولاً آزمایش حلقه J را در کنار سایر آزمونهای بتن تازه به کار میبرند تا بتوانند عملکرد بتن را دقیقتر ارزیابی کنند.
برخی طرحهای اختلاط که از پودرهایی مانند متاکائولن استفاده میکنند، لزجت مخلوط به شدت کاهش مییابد. در این حالت بتن با سرعت زیادی پخش میشود و شکل پخششدگی آن حالت گلبرگی پیدا میکند.
همچنین آزمایشگران میتوانند مشابه آزمون جریان اسلامپ، آب جمعشده در اطراف بتن را مشاهده کنند و میزان آبانداختگی را بهصورت کیفی ارزیابی کنند.