ویژگی های بتن خود تراکم و روش های آزمون

نویسنده : کلینیک بتن ایران
تاریخ ثبت : 1398/10/30

بتن خود تراکم چه ویژگی هایی دارد

ویژگی های مهم بتن تازه در هر مبحثی از SCC، شامل آن ویژگی هایی است که بر بتن ریزی و مقاومت بتن تاثیر می گذارند. به خاطر وجود همین ویژگی است که SCC درخشید و از سایر مخلوط ها متمایز گشت. این که بگوییم ویژگی های سخت شدگی SCC باید فراموش شود، صحیح نمی باشد. آنها نباید مورد بی توجهی قرار گیرند، چرا که این ویژگی ها برای بتن SCC بسیار مهم هستند. با این وجود در اکثر فناوری های بتنی فعلی، یک درک واقعی درباره تنظیم نسبت بندی مواد برای دستیابی به ویژگی های سخت شدگی مخلوط وجود دارد. چنانچه این آگاهی وجود نداشته باشد، دستوالعمل های مشخص و یا منابع دیگری وجود دارند که می توانند به راحتی این روش ها را ارائه دهند. سطح آگاهی گسترده ای از صنعت بتن SCC و ویژگی های تازه آن هنوز وجود ندارد، زیرا اکثراً ویژگی عملکردهای جدید را  نشنیده ایم و یا عملکردهای آن رلا تجربه نکرده ایم. بنابراین، اینکه درک صریح و روشنی از ویژگی های بتن SCC داشته باشیم دارای اهمیت است. ویژگی هایی که آن را با دیگر مخلوط ها متمایز می سازد و این که بدانیم چرا SCC مهم است و چگونه ویژگی ها با یکدیگر واکنش می دهند، چگونه اندازه گیری می شوند و معیار کلیدی برای کنترل SCC و ایجاد تعادل میان ویژگی های تازه آن چیست؟

SCC و رئولوژی بتن

مخلوط SCC سیال تر از مخلوط بتن معمولی است. بنابراین روشی که توسط آن شناسایی می شود نیازمند یک دیدگاه متفاوت و تکنیک اندازه گیری جدید می باشد. رئولوژی علمی است که به بررسی جریان مواد می پردازد.
 SCC در حال حاضر بتنی به صنعت ارائه نموده است که مبنای واقعی آن براساس ویژگی های رئولوژیکی ساخته شده است. در SCC ویژگی های سیال یک مخلوط بتن شامل رئولوژی آن می باشد و مقادیر زیاد آن به ما کمک کرده تا عملکرد آن را در روش بنیادین شناخته و متمایز کنیم. مدل های رئولوژیکی متعددی وجود دارند، اما اکثر شواهد نشان می دهند رئولوژی بتن باید مطابق با مدل بینگهام توصیف شود. این مدل دو تعریف ثابت را در جریان (روانی) مواد پیشنهاد می دهد: تنش تسلیم که به مقدار نیروی لازم جهت شروع جریان یک ماده اطلاق می شود و ویسکوزیته پلاستیک که به عنوان مقاومت داخلی مواد در برابر جریان تعریف می شود. در مورد بتن، این پارامترها از طریق کاربرد یک رئومتر بتن اندازه گیری می شوند که چند نوع از آنها به صورت تجاری در دسترس می باشند. گرچه همه این رئومترها عملکرد نسبی مخلوط ها را با یک روش اندازه گیری می کنند ولی مقادیر ارائه شده از سوی هر کدام متفاوت است و این روند، مقایسه اطلاعات جمع آوری شده از رئومترهای مختلف در آزمایشگاه های مختلف را مشکل می سازد. با این وجود مطالعه عملکرد بتن از طریق آنها بسیار مفید است. رئومتر ویژه بتن، میزان گشتاور را در یک نمونه از بتن (که مقادیر مختلف برش خورده است) اندازه گیری می کند. این نوع از اندازه گیری طرح مشابه به آنچه که در تصویر 3-1 نشان داده شده را ارائه می دهد. طرح موجود در تصویر 3-1 نشان می دهد افزایش گشتاور در ایمپلر به اندازه ای است که با افزایش بتن به چرخش در می آید، این مترادف با تنش موجود در بازوی فرد است.
زمانی که فرد مایه کیک را در کاسه هم می زند، هرچه بخواهد سریع تر مخلوط را آماده کند، تنش بیشتری بر بازوی وی اعمال می شود و این هم زدن دشوارتر می شود. داده های رئولوژیکی از طریق طراحی یک خط مناسب بوسیله مجموعه ای از نقاط، به دست می آید. نقطه برون یابی شده نقطه ای است که در آن مخلوط در حالت تسلیم قرار گرفته و شروع به جاری شدن می کند.

رئومتر بتن

تصویر خروجی نمونه از یک رئومتر بتن

سطوح تنش به کار برده شده در بالای نقطه، منجر به جاری شدن بتن شده اما پایین تر از سطح بتن حرکت نمی کند.
تنش تسلیم، رابطه نسبی معکوسی با اسلامپ بتن دارد. یک مقایسه اسلامپ در برابر تنش تسلیم را می توان در تصویر 3-2 مشاهده کرد. داده های رئولوژیکی در این تصویر با استفاده از رئومتر IBB ارائه شده اند. دو مخلوط بتن معمولی را در نظر بگیرید که یکی با اسلامپ پایین و دیگری با اسلامپ بالا، یک تنش بالاتر باید برای یک مخلوط بتن با اسلامپ پایین تر به کار رود تا آن را در طی جریان بتن ریزی حرکت دهد. در مقایسه با یک مخلوط با اسلامپ بالا که تنش لازم برای شروع حرکت، پایین تر است. در مورد SCC تنش تسلیم باید آنقدر پایین باشد تا مواد براساس وزن خود جریان یابند و تکنیک های ضروری برای بتن ریزی مقاومت بتن معمولی در SCC ضروری نیست. به این دلیل تکنیک های اندازه گیری معمولی از قبیل اندازه گیری اسلامپ برای شناسایی SCC کفایت نمی کند.
زمان اندازه گیری اسلامپ SCC، این مقدار همیشه بسیار بالاست و فاقد توانایی تمایز میان مخلوط ها است.
همان طور که قبلاً نیز ذکر شد، علاوه بر تنش تسلیم، میزان ویسکوزیته پلاستیک یک مخلوط بتن می تواند با استفاده از رئومتر بتن تعیین شود. ACI 238 ویسکوزیته را به صورت مقاومت یک سیال در برابر تغییر شکل، تحت تنش برش تعریف می کند. چیزی که در این مورد برای متخصص یا کارشناس بتن معنی می دهد این است که مخلوط اگرچه کم و بیش سیال است، کم و بیش چسبناک نیز می باشد. تفاوت بین آب و عسل را در نظر بگیرد، هر دو سیال هایی هستند با تنش تسلیم صفر یا نزدیک به صفر. اما عسل دارای ویسکوزیته بالاتر از آب است. ویسکوزیته بالاتر سیالاتی شبیه عسل، به دو دلیل برای SCC اهمیت دارد، آنها آرام تر از سیالاتی شبیه آب جریان می یابند. اگرچه فاصله جریان نهایی ممکن است مشابه باشد و حرکت مواد جامد در داخل سیالاتی شبیه عسل دشوارتر از حرکت در میان سیالاتی شبیه آب است. ویسکوزیته ترکیبات SCC بسته به نوع مواد، نسبت اختلاط مواد و افزودنی ها، متفاوت می باشد. بعضی از ترکیبات می توانند از ویسکوزیته پلاستیک بالاتر همانند عسل برخوردار باشند، درحالی که سایر ترکیبات ویسکوزیته پایین تری دارند و این زمانی مهم خواهد بود که بتواند ویژگی های عملکردی معینی از قبیل مقاومت در برابر تفکیک (جدا شدگی) را تحت تاثیر قرار دهد. پس به لحاظ رئولوژیکی ترکیبات SCC دارای یک تنش تسلیم پایین، همچنین ویسکوزیته ای که میزان آن برای کاربردهای مختلف، متفاوت است، می باشد.

مقدار IBB G در برابر اسلامپ بتن

تصویر مقدار IBB G در برابر اسلامپ بتن

ابزار قیفی V

تصویر ابزار قیفی V

جدا از کاربرد رئومتر بتن، سایر روش های آزمون دیگری نیز وجود دارند که می توانند شاخص ویسکوزیته پلاستیک را در اختیار متخصصین قرار دهد، یکی از آنها آزمون قیف v است که در ذیل شرح داده می شود. در آزمون قیف v درون قیف را که شبیه v می باشد با مخلوط SCC پر می کنیم، سپس دریچه انتهایی قیف را باز میکنیم و زمان تخلیه کامل قیف را محاسبه می کنیم. این آزمون با ویسکوزیته بتن مرتبط بوده. چنانچه زمان تخلیه طولانی باشد و هیچ انسدادی رخ ندهد، بیانگر ویسکوزیته بالاتر است.
آزمون دیگر برای ویسکوزیته همان آزمایش T50 است همراه با آزمون جریان اسلامپ برای ارزیابی قابلیت پر کردن که در همین بخش بیان خواهد شد.

ویژگی های تازه SCC

بیشتر مجریان بتن، به رئومتر دسترسی ندارند، بنابراین ویزگی هایی که راحت تر اندازه گیری می شود و برای توصیف کاربرد عملی SCC مفید است، جایگزین خواهد شد. سه ویژگی اولیه ای که عملکرد SCC را بیان می کنند عبارتند از قابلیت پر کردن، قابلیت عبور و  قابلیت پایداری. این بخش به توضیح هر یک از این ویژگی ها می پردازد. سپس روش های آزمون ویژه ای را که برای اندازه گیری این ویژگی ها مورد استفاده قرار می گیرد ارائه می دهد. روش های ارائه شده استاندارد بوده و بطور معمول مورد استفاده قرار می گیرد.

قابلیت پر کردن

قابلیت پر کردن، توانایی مخلوط بتن تازه برای جاری شدن داخل قالب بندی و پر کردن آنها تحت وزن خود می باشد و واژه های «قابلیت پر کردن»، «سیالیت» و یا «روانی» چنانچه مربوط به SCC باشند، گاهی اوقات به جای یکدیگر به کار می روند. آزادانه روان شدن تحت وزن خود سرتاسر قالب، ویزگی هایی هستند که با دیدن آنها می توان به وجود مخلوط SCC پی برد و اکثر مردم معتقدند که اینها ویژگی های اولیه ای است که SCC توسط آنها توصیف می شود. اما دیگر ویژگی هایی ذکر شده که می توان مقدار وجود آن را در مخلوط بیشتر یا کمتر کرد، بستگی به لزوم وجود آن در کاربرد مورد نظر دارد. اما وجود ویژگی قابلیت پر کردن کافی در مخلوط SCC لازم و ضروری می باشد.

روش های آزمون

آزمون جریان اسلامپ

در این آزمون، مخروط استاندارد آبرامز را با یک حرکت و بدون به کارگیری میله ها پر می کنیم. زیرا بتن تحت اثر وزن خود متراکم می شود. می توان مخروط را به صورت استاندارد، قائم و یا در وضعیت معکوس قرار داد. زمانی که مخروط پر شد، آن را بلند می کنیم و به جای اندازه گیری ارتفاع بتن خالی شده، قطر بتن پخش شده را اندازه گیری می کنیم.
در شکل 3-4 علاوه بر اندازه گیری بتن پخش شده دیگر شاخصه ها و مشاهدات را نیز می توان ارزیابی کرد.
به محض اینکه مخروط برداشته می شود و تا زمانی که قطر مخلوط پخش شده به 50 سانتی متر می رسد، زمان اندازه گیری می شود. معیارها، این اندازه ها را به صورت T20، T50 و T500 به ترتیب اینچ، سانتی متر و میلی متر ارزیابی کرده اند، که T50 از بقیه موارد معمول تر ست. مخلوط هایی که میزان جریان اسلامپ مشابهی دارند، زمان جریان اسلامپ نشان دهنده میزان تقریبی ویسکوزیته مخلوط است. زمان بالای T50 جریان اسلامپ، بطور کلی نشان دهنده ویسکوزیته بالا می باشد (در شرایطی که میزان جریان اسلامپ نهایی مشابه باشد). پارامتر مهم دیگر که همراه با جریان اسلامپ قابل ارزیابی است، میزان شاخص پایداری (ثبات) چشمی است.

قابلیت عبور

به توانایی مخلوط SCC برای عبور از میان فضاهای محدود که دسترسی به آنها مشکل است، بدون انسداد، قابلیت عبور می گویند. این ویژگی شامل عبور سنگدانه ها از میان آرماتور، عبور جریان از میان بخش های باریک در قالب بندی و یا عبور جریان از داخل شیلنگ پمپ بتن زمانی که تبدیل سر راه آن قرار دارد،  می باشد. جایی که ذرات جامد در بتن، به منظور عبور جریان (از موانع) مجبور به تغییر آرایش می شوند، ویزگی قابلیت عبور از اهمیت خاصی برخوردار می گردد.

آزمون حلقه J

این آزمون شامل اجرای جریان اسلامپ با استفاده از یک حلقه که میله هایی را در اطراف پایه مخروط نگه می دارد، می باشد. (شکل 3-6) راه های مختلف برای اندازه گیری به وسیله این آزمون وجود دارد. می توان اختلاف ارتفاع را در داخل حلقه و بیرون حلقه به دست آورد و یا اختلاف میزان جریان اسلامپ را با حلقه و بدون حلقه محاسبه کرد. هر چه میزان اختلاف به دست آمده کمتر باشد، مخلوط SCC قابلیت عبور بهتری دارد. همچنین ارزیابی چشمی داخل و بیرون حلقه نشان دهنده پایداری و یا مقاومت ملات در مقابل تفکیک سنگدانه های درشت می باشد.

نمونه هایی از انسداد سنگدانه ای و عبور جریان از میان فضای محدود

تصویر نمونه هایی از انسداد سنگدانه ای و عبور جریان از میان فضای محدود

آزمون جعبه L

این آزمون شامل یک جعبه به شکل L و یک دریچه کشویی است که بخش های عمودی و افقی جعبه را از هم جدا می کند. (شکل 3-7) در قسمت بیرون دریچه میله هایی وجود دارند، زمانی که بتن جریان پیدا می کند از قسمت عمودی وارد شده، از میله ها عبور کرده و وارد قسمت افقی می شود. میزان ارتفاع در قسمت مقابل انتهای بخش عمودی و نیز ارتفاع در قسمت افقی محاسبه می شود. هر چه این عدد بزرگتر باشد مخلوط از قابلیت عبور بهتری برخوردار است. سرعت عبور جریان از میان بخش افقی می تواند اندازه گیری شود که نشان دهنده ویسکوزیته مخلوط است.

آزمون جعبه L

تصویر آزمون جعبه L (همه اندازه ها برحسب میلی متر می باشد)

آزمون جعبه U

این آزمون شامل یک جعبه U شکل می باشد، که به وسیله یک دیواره نازک عمودی و یک دریچه کشویی به دو قسمت تقسیم شده است. در انتهای دیواره، میله هایی کنار هم به عنوان مانع قرار گرفته، این میله ها هم می تواند فشرده تر و با فاصله کمتری کنار هم قرار گیرند (درجه 1) و هم می توانند با فاصله بیشتری از یکدیگر قرار گیرند (درجه 2، شکل 3-8). بتن در یک طرف جعبه ریخته می شود، سپس دریچه کشویی باز می شود، بتن جریان می یابد و از میان موانع میله ای وارد بخش مقابل می شود. ارتفاع بالا آمده بتن در طرف خالی جعبه (طرف مقابل) اندازه گیری می شود. میزان ارتفاع بیشتر، نشان دهنده قابلیت عبور بهتر مخلوط است. این آزمون می تواند بدون موانع میله ای نیز انجام شود. (درجه 3)
انجمن دولتی مهندسین ژاپن، حداقل ارتفاع بالا آمده را 300 میلی متر پیشنهاد کرده اند (8/11 اینچ).

آزمون جعبه U و موانع

تصویر آزمون جعبه U و موانع (اندازه ها برحسب میلی متر است)

پایداری / مقاومت در برابر تفکیک

این ویژگی به توانایی یک بتن خود تراکم یا مخلوط SCC، برای مقاومت در برابر تفکیک اجزاء تشکیل دهنده اش اطلاق  می شود. پایداری (ثبات) تحت دو شرایط دینامیک و استاتیک تعیین می شود. پایداری دینامیک مربوط می شود به مقاومت مخلوط در برابر تفکیک در طی انتقال و جابجایی تا مرحله ای که پایداری استاتیک (ثابت) ایجاد شود. دو مثال در این رابطه، یکی پایداری مخلوط در طی انتقال بتن در تجهیزات بدون همزن و دیگری پایداری (ثبات) در طی مسیرهای طولانی می باشد.
در بسیاری از کارخانه های تولیدات پیش ساخته، بتن به شکل قالب های مجزا و بدون تجهیزات همزن حمل می شود. اگر مخلوط بتن بطور مناسب طراحی نشود، بر اثر ارتعاش و ضربه در طی حمل و نقل، سنگدانه ها نشست می کنند. به علاوه، اگر یک مخلوط به درستی نسبت بندی نشود، بتن چنانچه در یک مسیر طولانی حمل شود، سنگدانه های ریز ملات از بتن جدا می شود. تکنیک توسعه پایداری دینامیک در SCC شامل کاهش میزان سطح جریان اسلامپ و نیز کاهش سنگدانه های درشت و چگالی می باشد. امروزه هیچ روش استانداردی برای اندازه گیری پایداری دینامیک وجود ندارد.
پایداری استاتیک به توانایی اجزاء تشکیل دهنده مخلوط برای مقاومت در مقابل تفکیک نشست، در زمانی که مخلوط بی حرکت رها می شود، اطلاق شده و این کار می تواند به شکل نشست سنگدانه ها و یا خروج آب و هوا از داخل به طرف سطح مخلوط انجام شود.

آزمون جدانشینی (تفکیک) ستون

در این آزمون، یک ستون 650 میلی متر (26 اینچ) استفاده می شود، این ستون طوری ساخته شده که یک چهارم فوقانی و تحتانی ستون می تواند برداشته شود. در طی این مرحله، ستون با مخلوط SCC پر می شود و اجازه می دهیم به مدت 15 دقیقه در این شرایط باقی بماند (شکل 3-9)، پس از این زمان بتن را از یک چهارم فوقانی و تحتانی بیرون آورده، شستشو می دهیم و از غربال 75/4 عبور می دهیم، بطوری که سنگدانه های درشت باقی بماند. اختلاف اندازه بین سنگدانه های درشت بین بخش فوقانی و تحتانی جدا شده مشخص می شود، در نتیجه درصد تفکیک (جدانشینی) محاسبه می شود.

آزمون تفکیک ستون

تصویر آزمون تفکیک ستون

آزمون مقاومت در برابر تفکیک (جدانشینی) غربال

در این روش، نمونه ای از مخلوط SCC تازه جمع آوری می گردد. به مدت 15 دقیقه آن را رها می کنیم، سپس قسمت بالایی مخلوط را در الک (غربال) می ریزیم تا آب، خمیر و ملات از الک خارج شده و داخل ظرفی که زیر آن قرار دارد بریزد، سپس میزان مواد عبوری از الک را به عنوان درصدی از نمونه اصلی اندازه می گیریم.

آزمون نفوذ ابزار

در این آزمون یک لوله خالی را بر روی نمونه ای از یک بتن تازه که در قالب ریخته شده قرار می دهیم و عمق نفوذ لوله را به داخل بتن در زمان مشخص اندازه گیری می کنیم. معمولاً لوله به نفوذ در داخل مخلوط بتن ادامه می دهد تا زمانی که به سنگدانه های درشت برخورد کند، زمانی که سنگدانه های درشت نشست می کنند، به تدریج لوله به میزان بیشتری به داخل نمونه، نفوذ می کند. این روش برای درجه بندی کردن آزمون جدانشینی (تفکیک) ستون نیز استفاده می شود که در مورد آزمایش پایداری بسیار مفید است.

شاخص پایداری بصری (VSI)

این روش به عنوان بخشی از آزمون جریان اسلامپ می باشد که قبلاً توضیح داده شد. این آزمون شامل مشاهده چشمی است بر روی جریان اسلامپ لایه ای و عددی بین صفر تا 3 به عنوان شاخص تعیین شده است که درجه پایداری را نشان می دهد.
مخلوط با شاخص ثبات چشمی صفر، از میزان پایداری برخوردار است. درحالی که مخلوط به 3VSI= کاملاً ناپایدار است در این شیوه همچنین توصیه می شود که بتن در فرقون و میکسر مورد مشاهده و بررسی قرار بگیرد. این موضوع از آنجایی اهمیت دارد که عمق بتن در فرقون بیشتر از جریان اسلامپ پدی (لایه ای) بوده و نشست آن بیشتر قابل مشاهده است. این روش اصولاً به عنوان ابزار ثانویه برای کنترل پایداری و ثبات SCC در محل کار است و جایگزین آزمون ارزیابی عملکرد در آزمایشگاه می باشد.
بیشتر اوقات می توان شواهد واضحی در مورد تفکیک در داخل فرقون ملاحظه نمود که در آزمون جریان اسلامپ لایه ای، قابل مشاهده نیست و آنچه را که در این روش تجربی مشاهده شد می توان طبقه بندی و ارائه کرد. اصولاً میزان مورد پذیرش VSI بین صفر و یک می باشد. معمولاً ترکیبات با VSI صفر یا 3 نامناسب هستند (یا خیلی ناپایدارند و یا پایداری بیش از حد دارند). همچنین به راحتی قابل تشخیص هستند و توانایی تشخیص و درجه بندی مخلوط با میزان VSI یک و یا دو نیاز به تجربه بیشتری در SCC دارد. به همین دلیل است که تصاویری در این زمینه به آزمایشگاه های کنترل کیفیت فرستاده می شود تا متخصصین مربوطه میزان VSI مخلوط را تعیین کنند.

آب دهی

اندازه گیری آب دهی در بتن معمولی یک آزمون کاملاً استاندارد است و می تواند در مورد بتن SCC نیز استفاده شود. آب دهی حالت دیگری از پایداری بتن SCC است. بعضی از مخلوط های SCC بیش از بقیه آب دهی دارند که بستگی به مواد، افزودنی ها، نسبت اختلاف استفاده شده در مخلوط دارد. به هر حال عدم وجود آب دهی تضمینی بر ثبات (پایداری) مخلوط نیست. زیرا نشست سنگدانه های درشت، چه آب دهی وجود داشته باشد و چه وجود نداشته باشد، اتفاق می افتد.

عوامل موثر بر ویژگی های SCC

تعدادی از مواد و نیز نسبت اختلاط مخلوط، عواملی هستند که بر ویژگی های تازه SCC تاثیر می گذارند. جدول زیر بیانگر یک رابطه کلی میان این عوامل و ویژگی های عملی بیشتری از SCC هستند. ACI 238.IR به تشریح مفصلی از چگونگی تاثیر مواد بر ویژگی های رئولوژیکی بتن ارائه می دهد.

  قابلیت پرسازی قابلیت عبور پایداری
پودرها چگالی بسته بندی، شکل ذرات (زاویه داریا کروی) و واکنش پذیری ترکیب پودرهای مورد استفاده می تواند بر روی آب و یا تقاضا در مورد افزودنی ها در یک SCC تاثیر بگذارد. فاقد تاثیر و یا تاثیر حداقل بر روی قابلیت عبور مخلوط SCC و تنها صرفاً تاثیر زیادی بر روی قابلیت پرسازی و پایداری دارند. ریز بودن ذرات می تواند
ویزگی های آب دهی و ویسکوزیته را تحت تاثیر قرار دهد و میزان ویسکوزیته به نوبه خود بر نشست سنگدانه ها تاثیر می گذارد.
سنگدانه ها تراکم بسته بندی مطلوب و وجود ذرات کروی شکل بیشتر موجب افزایش قابلیت پرسازی مخلوط SCC می شود. وجود ذرات یا اشکال زاویه دار، موجب کاهش توانایی ذرات در آرایش جایگیری در میان فضای محدود می شوند. ذرات کوچکتر موجب سهولت عبور جریان از میان فضای محدود می شود. ذرات کوچکتر، تمایل بهتری برای نشست و تفکیک دارند، در نتیجه وجود ذرات ریزتر بیشتر در مخلوط موجب کاهش آب دهی می شود.
کاهش دهنده آب طیف بالا (HRWR) موجب افزایش سیالیت بخش خمیری مخلوط بتن می شود. در یک طراحی مناسب مخلوط SCC، این سیالیت بالاتر خمیر موجب افزایش قابلیت پرسازی، قابلیت عبور و پایداری می شود. در یک طراحی ضعیف مخلوط SCC، مانند ناکافی بودن حجم خمیر، موجب ایجاد اوردوز (Ovedrdose) در HRWR شده و در نتیجه پایداری کاهش یافته، آب دهی افزایش می یابد و قابلیت پرسازی کاهش می یابد.
افزایش ویسکوزیته بخش خمیری مخلوط SCC در یک نسبت بندی مناسب SCC، که موجب حداقل اثرگذاری بر روی قابلیت عبور شده و حتی باعث افزایش قابلیت عبور و پایداری خواهد شد. یک نسبت بندی ضعیف در مخلوط، موجب افزایش ویسکوزیته خمیر و در نتیجه کاهش قابلیت پرسازی و قابلیت عبور می شود.
پودرها با یک میزان منطقی نسبت آب/ پودر، محتوای پودری افزایش می یابد. در نتیجه حجم خمیر و ویسکوزیته خمیر نیز افزایش می یابد و این موجب افزایش قابلیت عبور، قابلیت پرسازی و پایداری در مخلوط SCC
می گردد. افزایش قابل توجه پودر بدون افزایش آب، موجب بالا رفتن ویسکوزیته مخلوط شده منجر به کاهش قابلیت پرکردن و قابلیت عبور می شود.
سنگدانه ها افزایش سنگدانه های مربوط به حجم خمیر باعث کاهش قابلیت عبور می شود. تراکم خیلی بالای ذرات بزرگتر موجب انسداد و در نتیجه کاهش قابلیت عبور می شود. تراکم به وسیله توزیع اندازه ذرات همراه (درجه بندی) با نسبت بندی مخلوط تعیین می گردد. میزان سنگدانه های ریز موجب کاهش آب دهی و نیز کاهش نشست سنگدانه ها می شود.
آب افزایش آب موجب افزایش حجم خمیر و قابلیت پر کردن (تا زمانی که تفکیک رخ ندهد) می شود. گاهی اوقات افزایش در میزان آب از طریق افزایش حجم خمیر و بهبود قابلیت پرسازی، قابلیت عبور را افزایش می دهد و در بعضی دیگر از موارد، می تواند موجب کاهش خیلی زیاد ویسکوزیته و در نتیجه کاهش قابلیت عبور شود. سطح بسیار بالای آب می تواند آب دهی و ناپایداری را افزایش دهد.

ارتباط میان ویژگی های SCC و روش های آزمون

وقتی یک تغییر کوچک در مخلوط SCC به وجود آید، تقریباً هیچ تغییری در پارامتر عملکردی به وجود نمی آید. درک اینکه چگونه تغییر در یک پارامتر (شاخص) دیگر پارامترها را تحت تاثیر قرار می دهد و همچنین تغییر اساسی رئولوژیکی، به شما کمک می کند تا اطلاعات داده شده در مورد SCC را بطور موثرتری تفسیر کنید. به علاوه، توجه به این موضوع که اندازه های به دست آمده از روش های آزمون براساس یک ویژگی است و یا چندین ویژگی، دارای اهمیت است.

ارتباط جریان اسلامپ، تنش تسلیم و ویسکوزیته پلاستیکی

مانند جریان اسلامپ در بتن معمولی، چنانچه تسلیم کاهش یابد، میزان روانی اسلامپ در SCC افزایش می یابد. به هر حال، همه ترکیبات SCC نسبتاً دارای میزان تنش تسلیم پایین هستند و به منظور رسیدن به مرحله خود متراکمی باید میزان آن پایین تر از مقدار ماکزیمم معین باشد و برعکس میزان ویسکوزیته در SCC باید نسبتاً زیاد باشد. بنابراین با توجه به پارامترهای رئولوژیکی، زمانی که سطح جریان اسلامپ شکل می گیرد، به دنبال آن ویسکوزیته پلاستیک به منظور کنترل عملکرد مخلوط ایجاد می شود.
ارتباط قیف V و T50 قبلاً تشریح شده است. بطور کلی هر چه میزان قیف V یا  آزمون T50 افزایش یابد، ویسکوزیته نیز افزایش می یابد. اگر چه این آزمون ها میزان ویسکوزیته واقعی را نشان نمی دهند، اما روشی ارائه می دهند که بدون نیاز به رئومتر، می توان تغییرات به وجود آمده در ویسکوزیته که خود موجب ایجاد تغییراتی در مخلوط SCC نیز می شود، را ارزیابی کرد.

ویسکوزیته و مقاومت در برابر تفکیک (جدانشینی)

قانون استوکز بیان می کند که نیروی اصطکاک بر روی کره باعث افزایش حرکت سیال می شود و ویسکوزیته سیال افزایش می یابد. افزایش نیروی اصطکاک باعث کاهش میزان تفکیک می شود. مدل سازی تفکیک سنگدانه های بتن بسیار پیچیده تر از اینهاست. به ویژه وقتی ذرات متعددی با شکل ها و سایزهای مختلف ارائه می شود و همچنین ویزگی های رئولوژیکی بتن که وابسته به مقیاس زمان است. بطور کلی می توان گفت که افزایش ویسکوزیته SCC موجب بهبود پایداری مخلوط می شود.

میزان جریان اسلامپ و مقاومت در برابر تفکیک

زمانی که یک مخلوط نسبت بندی شده و پیمانه می شود، با افزودن کاهنده آب با طیف بالا، جریان اسلامپ به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. در مخلوط مورد نظر، هر چه جریان اسلامپ افزایش می یابد، میزان تفکیک سنگدانه ها نیز افزایش می یابد. رابطه میان جریان اسلامپ و تفکیک در گروهی از مواد و نسبت آنها در مخلوط ارائه شده، منحصر به فرد است. با افزایش تفکیک هر جزء، افزایش جریان اسلامپ به وسیله مخلوط متفاوت خواهد بود.
جدول زیر( رکود جریان و استقامت مواد) نشان دهنده اطلاعات ارائه شده در مورد دو گروه 4 تایی مخلوط SCC است. هر گروه 4 تایی مخلوط ها، بطور مشخص نسبت بندی شده اند. 4 جریان اسلامپی با میزان متفاوت که با افزایش HRWR (کاهش دهنده آب با طیف بالا) افزایش می یابد. دو گروه در میزان استفاده از سیمان (435 کیلوگرم در هر متر مکعب) با دو گروه دیگر (498 کیلوگرم در هر مترمکعب) متمایز شده اند.
توجه داشته باشید زمانی که میزان جریان اسلامپ از مخلوط 1 تا مخلوط 4 و نیز از مخلوط 5 تا مخلوط 8 افزایش می یابد، ضریب تفکیک هر ASTM C 1610، درصد آب دهی هر ASTM C 262 و نیز VSI، همگی افزایش می یابند.
میزان درجه تغییر بین دو گروه نسبت های مخلوط متفاوت است، در این مورد تنها تفاوت در میزان محتوای بیشتر سیمان در مخلوط های 5 تا 8 می باشد. مخلوط SCC می تواند طوری نسبت بندی شود که در تمامی سوح، جریان اسلامپ دارای پایین ترین میزان تفکیک در سنگدانه ها و آب دهی کنترل شده باشد. آگاهی از این ارتباطات برای استفاده در مخلوط مهم و ضروری است.
اطلاعات ارائه شده در جدول بیانگر این است که تنها اندازه گیری میزان جریان اسلامپ برای شناسایی ویزگی های SCC کافی نیست، به منظور شناسایی کامل یک مخلوط SCC و کنترل تولید و عملکرد آن، علاوه بر جریان اسلامپ، آزمون های ویژگی تازه نیز باید به کار گرفته شود.

ویسکوزیته، جریان اسلامپ و قابلیت عبور

قابلیت عبور در مخلوط SCC نه تنها تحت تاثیر تغییر در نسبت بندی مخلوط است بلکه تعادل بین جریان اسلامپ و ویسکوزیته مخلوط نیز بر روی آن تاثیر می گذارد. در برخی از کشورها میزان نرمال جریان اسلامپ بین 500 تا 550 میلی متر، و در برخی دیگر این میزان 650 تا 700 می باشد.
قابلیت عبور خوب، که از طریق اختلاف میزان جریان اسلامپ با حلقه J و نیز بدون آب اندازه گیری می شود، نیازمند میزان ویسکوزیته متفاوت است، (بر این اساس که کدام میزان جریان اسلامپ مورد استفاده قرار گیرد). یک جریان اسلامپ بالا، برای ایجاد توانایی در قابلیت عبور مناسب، نیازمند ویسکوزیته نسبتاً بالایی می باشد.
چنانچه ویسکوزیته مخلوط خیلی پایین باشد تفکیک (جدانشینی) سنگدانه ها از ملات راحت تر اتفاق می افتد، که این خود موجب مهار شدن و مسدود شدن جریان می شود.
به عبارت دیگر مخلوطی با میزان جریان اسلامپ پایین تر برای ایجاد تغییر شکل لازم بتن در اطراف موانع، نیازمند ویسکوزیته نسبتاً پایین تری می باشد.
چنانچه میزان ویسکوزیته یک مخلوط خیلی بالا باشد، درحالی که میزان جریان اسلامپ این مخلوط پایین تر باشد، قابلیت عبور و قابلیت پر کردن کافی نخواهد داشت.

8 7 6 5 4 3 2 1 شماره مخلوط
498 496 496 493 439 437 433 431 سیمان
980 977 977 970 983 980 970 967 سنگدانه درشت
820 817 817 812 873 871 862 859 سنگدانه ریز
181 180 180 179 181 181 179 178 آب (kg/m3)
865 696 611 553 956 767 683 631 اتر پلی کربکسی لیت (HRWR)(ML/100KG)(PCE)
2/1 3/1 3/1 6/1 5/0 2/1 3/1 5/2 هوا (%)
737 660 584 514 743 660 610 514 افت جریان
8/30 9/15 6/6 0/0 2/31 3/21 3/10 1/8 عامل تفکیک (%)
9/0 9/0 4/0 5/0 8/1 96/0 1/1 62/0 bleed
1/1 5/1 8/2 5/2 2/1 4/1 5/1 3 T50(s)
3 5/1 5/0 0 3 5/1 5/0 0 VSI

جدول رکود جریان و استقامت مواد

موضوع اساسی در SCC، کنترل و تعادل میان ویژگی های تازه آن می باشد. درک اساسی از علم رئولوژی ضروری نبوده بلکه تنها آگاهی از مفهوم کلی آن کافی است. در عمل، کنترل روزانه، قابلیت پر کردن، قابلیت عبور و پایداری مهمترین اصول می باشند و آگاهی از فعل و انفعالات در فرآیند عیب یابی مفید خواهد بود. در طی توسعه مخلوط، می توان تعدادی آزمون انجام داد و ارتباط آنها با سایر آزمون ها و ویژگی ها را مشخص کرد ا بتوان فرآیند کنترل کیفیت را انجام داد و آزمون های موثرتری نیز بدست آورد.

سایر مقالات
سیستم آببند کننده کاپیلارهای بتن و ملات چیست
سیستم آببند کننده کاپیلارهای بتن و ملات چیست

MTOPAN 501 سیستم آب بندی مطمئن و دائمی سطوح بتنی و یا مواد سیمانی برای کنترل رطوبت، نشت و یا فرار آب می باشد. ترکیبات آببند نفوذگر MTOPAN 501 با کاربردهای فراوان در بسته بندی های متفاوت تشکیل و توسعه کریستال های غیر محلول در داخل لوله های مویینه و ریز ترک ها باعث مسدود شدن دائمی آنها شده و از عبور و یا نشت آب جلوگیری نموده و تا پایان عمر سازه آن را آب بندی می نماید

ادامه مطلب
بررسی ابر روان کننده MTOBUILD C80 محصول کلینیک بتن ایران
بررسی ابر روان کننده MTOBUILD C80 محصول کلینیک بتن ایران

 MTOBUILD C80

ابر روان کننده MTOBUILD C80

MTOBUILD C80 به نسل جدید فوق روان کننده های برپایه پلی کربوکسیلیک اتر می باشد. 

ادامه مطلب
روان کننده ها و افزودنی های دیگر
روان کننده ها و افزودنی های دیگر
روان کننده ها میزان آب مورد نیاز مخلوط را کاهش می دهند و کارایی را بهبود می بخشند، ملات چسبنده تر شده و بهتر در قالب جای می گیرد.
ادامه مطلب
بتن استامپی چیست؟
بتن استامپی چیست؟
بتن استامپی یکی از هوشمندانه‌ترین و خلاقانه‌ترین نوآوری‌ها در صنعت بتن‌سازی می‌باشد که به صورت گسترده در پاسیوها، گاراژها و پیاده‌روها از آن استفاده می‌شود. ایده‌ی استفاده از بتن به صورت قطعات استامپی، نه تنها باعث افزایش مقاومت کف‌پوش‌ها می‌شود، بلکه زیبایی ظاهری هم به آن می‌افزاید. استفاده از بتن استامپی می‌تواند جایگزین خوبی برای انواع سنگ‌های کف‌پوش از جمله گرانیت‌ها باشد که هزینه‌های زیادی نیز روی دست شما می‌گذارند.
ادامه مطلب