بهترین دانهبندی ماسه و شن در بتن خود متراکم چیست؟
بهترین دانهبندی ماسه و شن در بتن خود متراکم چیست؟
بتن خود متراکم یا SCC بتنی بسیار روان و پایدار است که بدون ویبره، قالب و فضای میان میلگردها را پر میکند. دستیابی به این ویژگی تنها با افزایش روانکننده امکانپذیر نیست؛ بلکه دانهبندی صحیح ماسه و شن نقش اصلی را در ایجاد روانی، جلوگیری از جداشدگی و افزایش مقاومت بتن دارد.
دانهبندی مناسب ماسه در بتن خود متراکم
برای تولید SCC معمولاً از ماسه پیوسته در محدوده صفر تا ۴ یا صفر تا ۵ میلیمتر استفاده میشود. ماسه باید ترکیبی متعادل از ذرات ریز و درشت داشته باشد تا فضای خالی میان سنگدانهها کاهش یابد.
براساس راهنمای اروپایی بتن خود متراکم، میزان ماسه معمولاً حدود ۴۸ تا ۵۵ درصد وزن کل سنگدانهها در نظر گرفته میشود. ذرات کوچکتر از ۰٫۱۲۵ میلیمتر نیز جزو مواد پودری مخلوط محسوب شده و مقدار آنها باید بهدقت کنترل شود.
ماسه بیشازحد درشت، اصطکاک داخلی بتن را افزایش میدهد و ماسه بسیار ریز نیز مصرف آب و فوقروانکننده را بالا میبرد. بنابراین استفاده از ماسه شسته با دانهبندی پیوسته بهترین نقطه شروع برای طراحی مخلوط SCC است.
ابعاد مناسب شن در بتن SCC
حداکثر اندازه شن در بتن خود متراکم معمولاً بین ۱۲ تا ۲۰ میلیمتر محدود میشود. در قطعات دارای تراکم زیاد میلگرد، استفاده از شن با حداکثر اندازه ۱۲ یا ۱۶ میلیمتر انتخاب مطمئنتری است؛ زیرا احتمال گیرکردن سنگدانه میان آرماتورها را کاهش میدهد.
| مصالح | محدوده پیشنهادی |
| ماسه | ۰ تا ۴ میلیمتر |
| شن نخودی | ۴ تا ۸ میلیمتر |
| شن متوسط | ۸ تا ۱۲ یا ۱۶ میلیمتر |
این مقادیر نسخه ثابت برای تمام پروژهها نیستند و باید با توجه به فاصله میلگردها، شکل سنگدانه، اسلامپفلو و نتایج آزمایش
L-Box اصلاح شوند. سنگدانههای گردگوشه معمولاً اصطکاک و احتمال انسداد کمتری نسبت به سنگدانههای بسیار پولکی و تیزگوشه دارند.
تفاوت دانهبندی SCC با بتن معمولی
در بتن معمولی ویبرهای میتوان مقدار بیشتری شن درشت مصرف کرد؛ زیرا تراکم بتن توسط ویبراتور انجام میشود. اما در SCC، برای عبور آزاد بتن میان میلگردها، مقدار شن درشت کاهش یافته و سهم ماسه، ملات و خمیر افزایش پیدا میکند.
در نتیجه، بتن خود متراکم معمولاً دارای ویژگیهای زیر است:
• شن درشت کمتر؛
• ماسه و خمیر بیشتر؛
• نسبت آب به مواد پودری پایینتر؛
• مصرف بیشتر فوقروانکننده؛
• دانهبندی کنترلشدهتر.
این ساختار باعث کاهش اصطکاک و قفلشدگی سنگدانهها شده و بتن میتواند بدون ویبره متراکم شود.
مقایسه مقاومت SCC و بتن معمولی با عیار سیمان یکسان
برابر بودن عیار سیمان بهتنهایی برای مقایسه مقاومت دو بتن کافی نیست. نسبت آب به سیمان، نوع فیلر، مقدار هوا، دانهبندی، فوقروانکننده، تراکم و شرایط عملآوری نیز باید مشابه یا کنترلشده باشند.
در یک مطالعه آزمایشگاهی، بتن SCC و بتن ویبرهای با عیار سیمان یکسان ۳۶۰ کیلوگرم بر مترمکعب و نسبت آب به سیمان یکسان ساخته شدند. در مخلوط SCC از دانههای صفر تا ۴، ۴ تا ۸ و ۸ تا ۱۶ میلیمتر، فیلر سنگآهک و مقدار بیشتری فوقروانکننده استفاده شد.
نتایج همان مطالعه نشان داد مقاومت فشاری SCC در نمونههای مکعبی حدود ۱۵ درصد و در نمونههای استوانهای حدود ۵ درصد بیشتر از بتن معمولی بوده است. پژوهشگران علت این افزایش را پرشدن بهتر فضای خالی، کاهش تخلخل و بهبود پیوستگی میان خمیر سیمان و سنگدانه عنوان کردند. این درصدها نتیجه یک طرح اختلاط مشخص هستند و نباید برای تمام مصالح و پروژهها ثابت فرض شوند.
بتن خود متراکم SCC | بتن معمولی |
جمعبندی
برای تولید یک بتن خود متراکم مقاوم و پایدار، استفاده از ماسه صفر تا ۴ میلیمتر و شن با حداکثر اندازه ۱۲ تا ۱۶ میلیمتر، نقطه شروع مناسبی برای طرح آزمایشگاهی است. دانهبندی پیوسته، کاهش شن درشت و کنترل ذرات ریز میتواند روانی بتن را افزایش داده و فضای خالی مخلوط را کاهش دهد.
در عیار سیمان یکسان، SCC طراحیشده بهصورت اصولی معمولاً میتواند مقاومتی برابر یا کمی بیشتر از بتن معمولی ایجاد کند؛ اما نتیجه نهایی باید با طرح اختلاط آزمایشی، اسلامپفلو، L-Box و آزمایش مقاومت فشاری ۲۸روزه تأیید شود.
برای استعلام قیمت انواع بلوک سیمانی سبک ارزان که شامل بلوک دوجداره سبک، بلوک سه جداره سبک، بلوک چهار جداره سبک و بلوک نیمه سبک و بلوک سیمانی سنگین از فروشگاه آنلاین مصالح ساختمانی IAG به راحتی چند پیام ساده از طریق چت واتساپ در سایت، سفارش خود را ثبت نمایید.
پرسشهای متداول
حداکثر اندازه شن در بتن خود متراکم چقدر است؟
معمولاً حداکثر اندازه شن SCC بین ۱۲ تا ۲۰ میلیمتر است، اما برای قطعات با میلگرد متراکم، شن ۱۲ یا ۱۶ میلیمتری مناسبتر خواهد بود.
آیا ماسه صفر تا ۶ برای SCC مناسب است؟
قابل استفاده است، اما وجود ذرات درشتتر ممکن است اصطکاک داخلی و نیاز به خمیر را افزایش دهد. ترکیب صفر تا ۴ یا صفر تا ۵ میلیمتر معمولاً کنترل روانی و عبورپذیری را آسانتر میکند.
آیا مقاومت بتن SCC همیشه بیشتر از بتن معمولی است؟
خیر. در صورت ثابت بودن عیار سیمان و نسبت آب به سیمان، دانهبندی مناسب و تراکم بهتر SCC میتواند مقاومت را افزایش دهد؛ اما آب اضافی، جداشدگی یا مصرف نامناسب فوقروانکننده ممکن است مقاومت را کاهش دهد.
منابع علمی
- The European Guidelines for Self-Compacting Concrete — راهنمای اروپایی بتن خود متراکم، تهیهشده توسط نهادهای تخصصی صنعت بتن اروپا.
- Compressive Strength of Self Compacting Concrete — مطالعه مقایسهای مقاومت فشاری SCC و بتن ویبرهای با عیار سیمان و نسبت آب به سیمان یکسان.
- American Concrete Institute – Self-Consolidating Concrete — معرفی و الزامات عمومی بتن خودتراکم از مؤسسه بتن آمریکا.