در سازههاي بتنی براي رسیدن بـه مقاومـت مـورد نیـاز و کـاهش تخلخـل و هـواي درون بـتن، همچنـین حصـول پایـایی، بـتن بـه روشهاي مختلف لرزانده میشود. با استفاده روزافـزون از بـتن وکمبود کارگران مـاهر سـاختمانی و مشـکلات عدیـده در اجـرا ومتراکمسازي بتن، از جمله سروصدا و هزینۀ بالاي امـور اجرایـی،تراکم بتن به طور کامل و رضایتبخش صـورت نگرفتـه و سـبب ایجاد مشـکلاتی در مقاومـت هـاي مکـ انیکی بـتن مـی گـردد.
لـذا ساخت بتنی بدون نیاز به امور اجرایی براي متراکم کردن، رؤیـاي متخصصان بتن بوده تا بتوانند با استفاده از مواد افزودنی مختلف و تغییر در درصدهاي مصالح به کار رفته، به این مهم دست یابنـد و با ایجاد بتن خودتراکم این نقص را رفع کنند از سویی هزینههاي بالاي ساختوساز، به خصوص هزینـه هـاي تحمیـل شـده از سـو بـارمـرده، طراحـان و مجریـان را بـه فکـر کاهش بار مرده به کار رفته در سازههـا، بـه خصـوص سـازه هـاي مرتفع، و به تبع آن کاهش هزینههاي سـاخت وسـاز انداخته اسـت .
ایجاد و استفاده از بتن سبک با استفاده از سنگدانـه هـاي سـبک،راهی براي کاهش این بار مرده میباشد که تلفیق این خاصیت بـا خاصیت خودتراکمی، سبب ایجاد بتن سبک خودتراکم میشـود .
بتن سبک خودتراکم براي اولین بار توسط Mouler و همکـاران در سال 2003 سـاخته شـد . ایـن بـتن هماننـد بـتن خـودتراکم معمولی بسیار روان بـود ه وبـدون نیـاز بـه لرزاننـده و تحـت وزن خـود، متـراکم مـی گـردد . از سـویی کـاهش چگـالی بـتن سـبک خودتراکم باعث کاهش انرژي لازم براي تـراکم و جریـان یـافتن
بتن در قالبها خواهد شد و به همین سبب طرح اخـتلاط، نـوع و میزان مصالح بـه کـار رفتـه در ایـن بـتن، بـراي ارضـاي خاصـیت خودتراکمی بتن و جلـوگیري از جداشـدگی ذرات، بسـیار حـائز اهمیـت مـیباشـد. از آنجـایی کـه دوام و پایـایی بـتن وابسـته بـه نفوذپذیري لایۀ بیرونی آن است، لذا اسـتفاده از مـواد پرکننـده
فیلر جهت پر نمودن فضاهاي خالی درون بتن و کاهش تخلخل درصد هواي داخل بتن، لازم و ضروري میباشد. همچنین وجـود پرکننده در بتن خودتراکم، سبب بهبود کارایی بتن و مقاومت آن در برابر جداشدگی و آبانداختگی میگردد. یکی از معایب مهم بتن خودتراکم، مقاومت کـم آن در برابـر حرارت در مقایسه با بتنهاي معمولی میباشـد ایـن مقاومـت کم به علت تراکم بالاي بتن خودتراکم، کمبود درصد هواي بتن و گازهاي زیاد متصاعد شده از بـتن در حـین حـرارت مـی باشـد .
نتایج آزمونهاي آتش، تفاوتهاي قابل توجهی را بین رفتار بـتن خودتراکم و بتنهاي معمولی نشـان داده اسـت کـه نتیجـ ۀ مقـدار تراکم، نسبت آب به سیمان ، پودرها و مواد افزودنی در این بتنها مـیباشـد وجـود سـبکدانـه اشـباع بـا درصـد بـالاي جـذب رطوبت، میتواند با آزاد کردن بخـار آب قابـل تـوجهی در حـین اعمـالحــرارت و اعمــال فشــار داخلــی توســط ایــن بخــار آب، ناتوانایی بتن سبک خودتراکم در برابـر حـرارت را تشـدید کنـد . بتن سبک خودتراکم به علت تنشهاي حرارتی، فشار بخار آب و فشار ناشی از گازهاي متصاعد شده از تغییر ساختار سنگدانههـا، دچار پدیده پوستهاي شدن میشود که باعث شکست اجزاي بتنی میگـردد . اسـتفاده از الیـاف پـروپیلن بـراي جلـوگیري از پدیـده پوستهاي شدن و ترکیدن بتنهـاي توانمنـد در دماهـاي بـالا ي راه افزایش مقاومت بتن در برابر حرارت میباشد .
جهت خرید الیاف فولادی کلیک کنید
Heiza و همکاران در تحقیقی به بررسی اثـر حـرارت بـر بــتن خــودتراکم پرداختــهانــد و بــراي ایــن امــر، پــس از بررســی ویژگیهاي دو نوع بتن خودتراکم (یکـی حـاوي میکروسـیلیس ودیگري حاوي خاکستر بادي)، به بررسی اثر حرارت بر آنها تحت○ 250 تا C ○ اثر دمایی C 600 پرداخته است. نتایج نشان داده کـه بهترین مقاومت حرارتی براي بتن حـاوي 5 %میکروسـیلیس و 5 % خاکستر بادي جایگزین سیمان بوده است. همچنین بتن حاوي10 %میکروسیلیس جایگزین سیمان داراي بیشـترین و بـتن حـاوي 10% خاکستر بادي جایگزین سیمان، داراي کمترین ترك و ریزش در برابر حرارت بوده است.
کردي و همکاران در تحقیقی تغییـرات مقاومـت فشـار بتن مقاومت بالا در دماهـاي مختلـف را مـورد ارزیـابی قـرار داده است. در این تحقیـق، نمونـه هـاي حـاوي الیـاف پـروپیلن، تحـت C دماهـــاي ○ C ،100 ○ C ،200 ○ C ،400 ○ C و 600 ○ 800 قـــرار گرفتهاند. آزمایشها نشان دادهانـد کـه بـا افـزایش دمـا، مقاومـت فشاري به شدت شروع به کاهش کـرده، تـا جـایی کـه در دمـايC○ 800 ،مقاومت فشاري به 18/0 مقاومت اولیه رسیده است.
Alonso و همکاران نیز با بررسی نمونههاي مختلف بتنی با درصدهاي مختلف نسبت آب به مواد پودري، با اعمال حرارتC○ C ،200 ○ C ،400 ○ C و600 ○800 ،مشـــاهده کردنـــد کـــه نمونههاي فاقد الیـاف در 15دقیقـه اولیـ ۀ آزمـایش، پوسـته پوسـته شدهاند. همچنین، علاوه بر مشاهده کاهش مقاومت با افزایش دما، به این نتیجه نیز رسیدهاند که با افزایش نسبت آب به مواد پودري، درصد افت وزن نسبی نمونهها، کاهش یافته است. در این تحقیق با افزودن الیاف فولادي به بتن سبک خودتراکم، تأثیر این الیاف بر عملکرد مقاومتی این بتن در برابر حـرارت هـاي بالا و همچنین عملکرد مقاومتی بتن در برابر چرخه هاي یخزدگی و آبشدگی پرداخته میشود. براي این آزمایشهـا در کـل 213 نمونه بتنی تهیه شده و براي تعیین مقاومت نمونـه هـا از میـانگین 3 نمونه استفاده شده است. براي این منظور ابتـدا 10 طـرح اخـتلاط بتن سـبک خـودتراکم اولیـه در نظـر گرفتـه شـده اسـت . پـس از سـاخت هـر طـرح اخـتلاط، بـا توجـه بـه نتـایج حاصـل شـده از آزمایشهاي بتن تازه، سعی شده تا با تغییر در میزان مصالح، طرح اختلاط بعدي نتایج مطلوبتري را دارا باشد. پـس از سـاخت 10 طرح اولیه،طـرح اختلاطـی کـه مطلـوب تـرین نتـایج را از لحـاظ خواص تراکمپذیري و خـواص مکـانیکی دارا بـوده، بـراي ادامـه آزمایشها بهعنوان طرح شاهد انتخاب شده است. پس از انتخاب طرح شاهد، الیـاف فـولادي بـه مقـدار 5/0 ،%1 %و 5/1 %حجمـی بتن، به بتن افزوده شده و علاوه بر انجام آزمـایش هـاي بـتن تـازه، آزمایش مقاومت فشاري بر نمونههاي مکعبـی بـا ابعـاد cm 15 و کششی بر نمونههاي استوانهاي cm 30 ×cm 15 در سـنین 7 ،28 و 90 روزگی و آزمایش خمشی بر تیرهایی با ابعـاد cm 40×cm 10 ×cm 10 در ســن 90 روزگــی، بــراي بررســی تــأثیر الیــاف فولادي بر رفتار مکانیکی بتن انجام شده اسـت .
همـین طـور بـرای بررسی اثر الیاف فولادي بـر عملکـرد بـتن سـبک خـودتراکم در برابـــر حـــرارت، آزمـــایش حرارتـــی در ســـن 90 روزگـــی وآزمـایشهـاي مقاومـت فشـاري و کششـی پـس از آن، بـر روي نمونههـا صـورت گرفتـه اسـت . بـراي بررسـی اثـر ایـن الیـاف بـر عملکرد بتن در برابر یخزدگی و آبشدگی، آزمایش یـخ زدگـی و آبشدگی در سن 28 روزگی و آزمایشهاي مقاومت فشـاري و خمشی پس از آن بر روي نمونهها انجام گرفته اسـت . همچنـین براي بررسی اثر رطوبت نمونهها بر مقاومتهاي مکانیکی در حین اعمال حرارت، یک نمونـ ۀ فشـاري و یـک نمونـ ۀ کششـی از هـر ○ درصد از بتن الیافی، قبل از اعمـال حـرارت در آون بـا دمـاي C 100 به مدت 24 ساعت گذاشته شده و بعد از آن به کـوره منتقـل شده اند و یک سري از نمونه ها نیز مستقیماً در کوره قرار گرفته اند تا اثر رطوبت بر عملکـرد حرارتـی بـتن سـنجیده شـود . از سـویی دیگر وجود الیاف فولادي در بـتن سـبک خـودتراکم ، مـی توانـد گزینۀ مناسبی براي جبران افـت مقاومـت هـاي مکـانیکی ناشـی از کاهش چگالی بتن سبک خودتراکم نسبت بـه بـتن هـاي معمـولی باشد.