در سازههای بتنی برای رسیدن بـه مقاومـت مـورد نیـاز و کـاهش تخلخـل و هـوای درون بـتن، همچنـین حصـول پایـایی، بـتن بـه روشهای مختلف لرزانده میشود. با استفاده روزافـزون از بـتن وکمبود کارگران مـاهر سـاختمانی و مشـکلات عدیـده در اجـرا ومتراکمسازی بتن، از جمله سروصدا و هزینۀ بالای امـور اجرایـی،تراکم بتن به طور کامل و رضایتبخش صـورت نگرفتـه و سـبب ایجاد مشـکلاتی در مقاومـت هـای مکـ انیکی بـتن مـی گـردد.
لـذا ساخت بتنی بدون نیاز به امور اجرایی برای متراکم کردن، رؤیـای متخصصان بتن بوده تا بتوانند با استفاده از مواد افزودنی مختلف و تغییر در درصدهای مصالح به کار رفته، به این مهم دست یابنـد و با ایجاد بتن خودتراکم این نقص را رفع کنند از سویی هزینههای بالای ساختوساز، به خصوص هزینـه هـای تحمیـل شـده از سـو بـارمـرده، طراحـان و مجریـان را بـه فکـر کاهش بار مرده به کار رفته در سازههـا، بـه خصـوص سـازه هـای مرتفع، و به تبع آن کاهش هزینههای سـاخت وسـاز انداخته اسـت .
ایجاد و استفاده از بتن سبک با استفاده از سنگدانـه هـای سـبک،راهی برای کاهش این بار مرده میباشد که تلفیق این خاصیت بـا خاصیت خودتراکمی، سبب ایجاد بتن سبک خودتراکم میشـود .
بتن سبک خودتراکم برای اولین بار توسط Mouler و همکـاران در سال ۲۰۰۳ 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 انرژی لازم برای 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، بـرای ارضـای خاصـیت خودتراکمی بتن و جلـوگیری از جداشـدگی ذرات، بسـیار حـائز اهمیـت مـیباشـد. از آنجـایی کـه دوام و پایـایی بـتن وابسـته بـه نفوذپذیری لایۀ بیرونی آن است، لذا اسـتفاده از مـواد پرکننـده
فیلر جهت پر نمودن فضاهای خالی درون بتن و کاهش تخلخل درصد هوای داخل بتن، لازم و ضروری 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 بتنهای معمولی میباشـد ایـن مقاومـت کم به علت تراکم بالای بتن خودتراکم، کمبود درصد هوای بتن و گازهای زیاد متصاعد شده از بـتن در حـین حـرارت مـی باشـد .
نتایج آزمونهای آتش، تفاوتهای قابل توجهی را بین رفتار بـتن خودتراکم و بتنهای 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 بـالای 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 تنشهای حرارتی، فشار بخار آب و فشار ناشی از گازهای متصاعد شده از تغییر ساختار سنگدانههـا، دچار پدیده پوستهای شدن میشود که باعث شکست اجزای بتنی میگـردد . اسـتفاده از الیـاف پـروپیلن بـرای جلـوگیری از پدیـده پوستهای شدن و ترکیدن بتنهـای توانمنـد در دماهـای بـالا ی 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 بــرای ایــن امــر، پــس از بررســی ویژگیهای دو نوع بتن خودتراکم (یکـی حـاوی میکروسـیلیس ودیگری حاوی خاکستر بادی)، به بررسی اثر حرارت بر آنها تحت○ ۲۵۰ تا C ○ اثر دمایی C 600 پرداخته است. نتایج نشان داده کـه بهترین مقاومت حرارتی برای بتن حـاوی ۵ %میکروسـیلیس و ۵ % خاکستر بادی جایگزین سیمان بوده است. همچنین بتن حاوی۱۰ %میکروسیلیس جایگزین سیمان دارای بیشـترین و بـتن حـاوی ۱۰% خاکستر بادی جایگزین سیمان، دارای کمترین ترک و ریزش در برابر حرارت بوده است.
کردی و همکاران در تحقیقی تغییـرات مقاومـت فشـار بتن مقاومت بالا در دماهـای مختلـف را مـورد ارزیـابی قـرار داده است. در این تحقیـق، نمونـه هـای حـاوی الیـاف پـروپیلن، تحـت C دماهـــای ○ C ،۱۰۰ ○ C ،۲۰۰ ○ C ،۴۰۰ ○ C و ۶۰۰ ○ ۸۰۰ قـــرار گرفتهاند. آزمایشها نشان دادهانـد کـه بـا افـزایش دمـا، مقاومـت فشاری به شدت شروع به کاهش کـرده، تـا جـایی کـه در دمـایC○ ۸۰۰ ،مقاومت فشاری به ۱۸/۰ مقاومت اولیه رسیده است.
Alonso و همکاران نیز با بررسی نمونههای مختلف بتنی با درصدهای مختلف نسبت آب به مواد پودری، با اعمال حرارتC○ C ،۲۰۰ ○ C ،۴۰۰ ○ C و۶۰۰ ○۸۰۰ ،مشـــاهده کردنـــد کـــه نمونههای فاقد الیـاف در ۱۵دقیقـه 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 پودری، درصد افت وزن نسبی نمونهها، کاهش یافته است. در این تحقیق با افزودن الیاف فولادی به بتن سبک خودتراکم، تأثیر این الیاف بر عملکرد مقاومتی این بتن در برابر حـرارت هـای بالا و همچنین عملکرد مقاومتی بتن در برابر چرخه های یخزدگی و آبشدگی پرداخته میشود. برای این آزمایشهـا در کـل ۲۱۳ نمونه بتنی تهیه شده و برای تعیین مقاومت نمونـه هـا از میـانگین ۳ نمونه استفاده شده است. برای این منظور ابتـدا ۱۰ طـرح اخـتلاط بتن سـبک خـودتراکم اولیـه در نظـر گرفتـه شـده اسـت . پـس از سـاخت هـر طـرح اخـتلاط، بـا توجـه بـه نتـایج حاصـل شـده از آزمایشهای بتن تازه، سعی شده تا با تغییر در میزان مصالح، طرح اختلاط بعدی نتایج مطلوبتری را دارا باشد. پـس از سـاخت ۱۰ طرح اولیه،طـرح اختلاطـی کـه مطلـوب تـرین نتـایج را از لحـاظ خواص تراکمپذیری و خـواص مکـانیکی دارا بـوده، بـرای ادامـه آزمایشها بهعنوان طرح شاهد انتخاب شده است. پس از انتخاب طرح شاهد، الیـاف فـولادی بـه مقـدار ۵/۰ ،%۱ %و ۵/۱ %حجمـی بتن، به بتن افزوده شده و علاوه بر انجام آزمـایش هـای بـتن تـازه، آزمایش مقاومت فشاری بر نمونههای مکعبـی بـا ابعـاد cm 15 و کششی بر نمونههای استوانهای cm 30 ×cm 15 در سـنین ۷ ،۲۸ و ۹۰ روزگی و آزمایش خمشی بر تیرهایی با ابعـاد cm 40×cm 10 ×cm 10 در ســن ۹۰ روزگــی، بــرای بررســی تــأثیر الیــاف فولادی بر رفتار مکانیکی بتن انجام شده اسـت .
همـین طـور بـرای بررسی اثر الیاف فولادی بـر عملکـرد بـتن سـبک خـودتراکم در برابـــر حـــرارت، آزمـــایش حرارتـــی در ســـن ۹۰ روزگـــی وآزمـایشهـای مقاومـت فشـاری و کششـی پـس از آن، بـر روی نمونههـا صـورت گرفتـه اسـت . بـرای بررسـی اثـر ایـن الیـاف بـر عملکرد بتن در برابر یخزدگی و آبشدگی، آزمایش یـخ زدگـی و آبشدگی در سن ۲۸ روزگی و آزمایشهای مقاومت فشـاری و خمشی پس از آن بر روی نمونهها انجام گرفته اسـت . همچنـین برای بررسی اثر رطوبت نمونهها بر مقاومتهای مکانیکی در حین اعمال حرارت، یک نمونـ ۀ فشـاری و یـک نمونـ ۀ کششـی از هـر ○ درصد از بتن الیافی، قبل از اعمـال حـرارت در آون بـا دمـای C 100 به مدت ۲۴ ساعت گذاشته شده و بعد از آن به کـوره منتقـل شده اند و یک سری از نمونه ها نیز مستقیماً در کوره قرار گرفته اند تا اثر رطوبت بر عملکـرد حرارتـی بـتن سـنجیده شـود . از سـویی دیگر وجود الیاف فولادی در بـتن سـبک خـودتراکم ، مـی توانـد گزینۀ مناسبی برای جبران افـت مقاومـت هـای مکـانیکی ناشـی از کاهش چگالی بتن سبک خودتراکم نسبت بـه بـتن هـای معمـولی باشد.