در این مقاله می خوانید:
از زمان معرفی بتن خودتراکم تا به امروز روش های متعددی برای طرح اختلاط بتن خود تراکم ارائه شده است. این روش ها یا به صورت مقاله از طرف پژوهشگران ارائه شده و یا توصیه هایی است که از طرف انجمن ها و مؤسسات بین المللی مطرح شده است. نکته قابل توجه این است که هنوز یک روش استاندارد با مقبولیت جهانی معرفی نشده است.
بعضی از روش های موجود طرح نسبت های مخلوط بتن خود تراکم بر مبنای چگالی انباشتگی و بعضی دیگر بر اساس نظریه حداقل مقدار خمیر سیمان و تعدادی از روش ها نیز بر مبنای تجربه مطرح شده اند.
جدول زیر به طور خلاصه روش ها و یا توصیه نامه های موجود برای طرح اختلاط بتن خود تراکم را به همراه سال ارائه نشان می دهد. سپس هرکدام از این روش ها گام به گام شرح داده خواهند شد.
ارائه دهنده روش یا راهنما | سال ارائه | |
۱ | انجمن مهندسین ژاپن | ۱۹۹۶ |
۲ | و همکاران Su | ۲۰۰۱ |
۳ | EFNARC | ۲۰۰۲ |
۴ | اتحادیه اروپایی | ۲۰۰۵ |
۵ | انجمن بتن آمریکا ACI 237 | ۲۰۰۷ |
۶ | موسسه ICAR | ۲۰۰۷ |
۷ | Santhanam و همکاران | ۲۰۱۰ |
۸ | Shen و همکاران | ۲۰۱۰ |
۹ | Ghazi و همکاران | ۲۰۱۰ |
اساس این روش که توسط Su و همکاران ارائه شده مفهوم چگالی انباشتگی ذرات است که به صورت فاکتور انباشتگی بیان شده است. مراحل گام به گام این روش به شرح زیر می باشد.
در این مرحله با استفاده از معادلات ۱ و ۲ مقدار وزنی سنگدانه ریز Ws و مقدار سنگدانه درشت Wg محاسبه می شود.
که Wg1 و Ws1 به ترتیب جرم حجمی سنگدانه های ریز و درشت اشباع با سطح خشک در حالت غیرمتراکم و PF فاکتور انباشتگی است که به صورت نسبت جرمی سنگدانه های متراکم شده در بتن خودتراکم به سنگدانه های غیرمتراکم می باشد. S/a نسبت حجمی سنگدانه ریز به کل سنگدانه است که این نسبت عددی بین ۵۰ تا ۵۷ درصد است.
در این مرحله مقدار وزنی سیمان محاسبه می شود. با توجه به این که در تایوان و ژاپن به ازای هر کیلو سیمان، مقاومت فشاری بتن PSI 20 یا ۰.۱۴ مگا پاسکال است. از معادله زیر مقدار سیمان (C) بر حسب کیلوگرم در متر مکعب محاسبه می شود.
که f’c برابر مقاومت فشاری مورد نیاز بتن خود تراکم در پروژه برحسب PSI است.
در این مرحله، مقدار آب آزاد بتن خود تراکم (Wwc) از معادله زیر محاسبه می شود.
که W/C برابر نسبت وزنی آب به سیمان است و می تواند از مقادیر ACI 318 و یا دیگر توصیه نامه های بتن خود تراکم تعیین شود.
در این مرحله مقدار حجمی خاکستر بادی Vpf و سرباره Vpb در صورتی که در بتن خود تراکم استفاده شده باشد محاسبه شود. ابتدا مقدار مجموع Vpf+Vpb از معادله زیر به دست می آید.
در این معادله:
Gg و Gs و Gc و Gw به ترتیب برابر وزن مخصوص سنگدانه درشت، سنگدانه ریز، سیمان و آب و Va درصد مقدار هوا در بتن خود تراکم است.
حال از معادله زیر مقدار کل مواد پوزولانی استفاده شده در بتن خودتراکم Wpm محاسبه می شود.
در این معادله
A و B به ترتیب درصد وزنی استفاده از خاکستر بادی و سرباره در بتن و Gf و Gb به ترتیب برابر وزن مخصوص خاکستر بادی و سرباره است. سپس از معادله های زیر مقدار خاکستر بادی Wf و سرباره Wb بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب محاسبه می شود.
حال از معادله های زیر به ترتیب مقادیر آب مورد نیاز خمیر ساخته شده با خاکستر بادی Wwf و سرباره WwB محاسبه می شود. در این معادلات، W/F برابر نسبت وزنی آب به خاکستر بادی و W/S نسبت وزنی آب به سرباره است.
در این مرحله مقدار آب اختلاط Ww از رابطه زیر محاسبه می شود. در این مقاله با توجه به توصیه جامعه مهندسان ژاپن درباره مقدار آب اختلاط بتن خودتراکم که بین ۱۶۰ تا ۱۸۵ کیلوگرم در مترمکعب است، بیان گردیده که مقدار آب اختلاط محاسباتی باید در این محدوده باشد.
در این مرحله مقدار فوق روان کننده مورد نیاز Wsp و مقدار آب موجود در فوق روان کننده Wwsp از معادله های زیر محاسبه می شود.
که در این معادله n درصد استفاده از فوق روان کننده به مواد پودری و m درصد مواد جامد در فوق روان کننده است.
مزایا و محدودیت های روش ارائه شده برای طرح اختلاط بتن خود تراکم توسط SU و همکاران به شرح زیر است.
این نوشته در حال بروزرسانی است و به مرور سایر روش ها به آن اضافه می شود.
منبع : کتاب بتن خود متراکم، دکتر پرویز قدوسی، علی اکبر رمضانیان پور، دکتر محمد شکرچی زاده و همکاران