بتن انعطاف پذیر به معنای کامپوزیت سیمانی مهندسی شده است که به آن ECC یاEngineered Cementitious Composite نیز می گویند.
بتن انعطاف پذیر نوعی کامپوزیت است که بر پایه سیمان تولید می شود و با استفاده از قالب به راحتی می توان آن را به شکل مورد نظر درآورد. با این مقدمه در ادامه این نوشته از ساختمانچی به بررسی کامل این نوع بتن می پردازیم. تا انتها با ما همراه باشید.
ویژگی های بتن انعطاف پذیر
- این ماده توسط الیاف پلیمری مسلح می شود و دلیل انعطافی که دارد وجود الیاف پلی وینیل الکل است که 2 درصد ملات بتن را تشکیل می دهد.
- این الیاف به دلیل داشتن ویژگی هایی نظیر مقاومت کششی و مدول الاستیسیته بسیار بالا عملکرد خمشی بتن را بهبود می بخشند.
- پوشش سطحی الیاف پلی وینیل الکل دارای ضخامت نانومتری می باشد که برای اتصال بین الیاف و زمینه سیمانی طراحی می شود.
- بتن ECC دارای خاصیت انعطاف بسیار زیادی می باشد و وزن آن نسبت به بتن عادی 40 درصد سبک تر و مقاومت آن در برابر ترک خوردگی 500 بار بالاتر است.
- کامپوزیت سیمانی مهندسی 37 درصد ارزان تر از بتن معمولی است و انرژی که برای تولید آن صرف می شود 40 درصد کمتر است.
- علاوه بر آن این ماده انتشار دی اکسید کربن را تا 39 درصد کاهش می دهد.
- ظاهر بتن ECC مشابه بتن معمولی است، اما وجود الیاف در آن از شکنندگی بتن جلوگیری می کند و خاصیت انعطافی آن را بالا می برد.
- سطح سازی معابر با استفاده از بتن انعطاف پذیر باعث می شود ضریب اصطکاک سطح نسبت به سطوح بتنی معمولی کاهش پیدا کند.
مزایای بتن انعطاف پذیر
- استفاده از این نوع بتن زمان اتمام پروژه را به حداقل می رساند و ایمنی کارگران را افزایش می دهد. علاوه بر آن نیاز به نیروی کار کمتری برای انجام پروژه خواهد بود.
- طول عمر بتن انعطاف پذیر در مقایسه با بتن معمولی بالاتر است. بتن معمولی اگر تحت فشار قرار گیرد دچار ترک خوردگی می شود، اما این بتن از انعطاف پذیری بالایی برخوردار است.
- بتن ECC در پروژه های زیر بنایی نیز کاربرد دارد.
- بتن انعطاف پذیر نیاز به تعمیر و نگهداری زیاد ندارد.
- استفاده از این نوع بتن باعث کاهش وزن و ضخامت ورقه های پیش ساخته آسفالت می شود. به همین دلیل امکان نصب و میزان‌کردن قطعات را فراهم می سازد.
- مقاومت بتن منعطف در برابر ترمز ناگهانی اتومبیل بسیار بالاست.
- سختی بتن ECC مانند آهن است و به دلیل اینکه حداقل دوبار تحت خمش قرار می گیرد از استحکام بالایی برخوردار می باشد.
- بتن منعطف می تواند فشاری تا 70 مگا پاسکال را نیز تحمل نماید.
- همچنین مقاومت کششی این نوع بتن از 10 تا 15 مگا پاسکال می باشد.
- این بتن ها خاصیت خود ترمیمی نیز دارند.
- تنش کششی نهایی بتن انعطاف پذیر می تواند از 3 تا 5 درصد نیز حاصل شود.
- این نوع بتن نیاز به استفاده از فولاد تقویتی و میلگرد را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.
- اگر بخشی از بتن آسیب ببیند می توان قسمت آسیب‌دیده را خارج کرد و بتن تازه و سالم را جایگزین آن نمود.
معایب بتن انعطاف پذیر
- به نیروی کار ماهر جهت اجرا نیاز دارد.
- هزینه اولیه ساخت بتن زیاد می باشد.
- جمع آوری متریال های ویژه بتن ECC مشکل می باشد.
- کیفیت بتن منعطف به کیفیت متریال سازنده و شرایط محیطی که بتن در آن تولید شده بستگی دارد.
ترکیبات بتن انعطاف پذیر
در ترکیبات بتن های ECC دانه های درشت را از مخلوط خارج می کنند و جای آن را با الیاف پر می کنند. این نوع بتن به طور کلی از سیمان، الیاف، ابر روان‌کننده، شن و ماسه ریز و آب تشکیل می شود.
الیاف
الیاف سیلیس، الیاف شیشه ای، الیاف آزبست و الیاف استیل از جمله رایج ترین انواع الیاف در ساخت بتن ECC محسوب می شوند. این متریال سبب خاصیت انعطاف پذیری در بتن می شود و آن را تقویت می کند.
این الیاف ها با روکش ضد اصطکاک نیز تولید می شوند که این روکش ها سبب لغزش الیاف بر روی یکدیگر می شود. این روکش سبب ایجاد اصطکاک در بین الیاف نمی شود و از ترک خوردگی در بتن جلوگیری می کند.
شن و ماسه ریز
ماسه ریز برای تصفیه‌کردن آب، بهترین گزینه برای بتن ECC می باشد. در صورت عدم دسترسی به ماسه ریز، می توانید از ماسه های معمولی استفاده نمایید.
برخی از متریال ها مانند دود سیلیس، خاکستر بادی و سرباره کوره آتشفشانی نیز می توانند در ساخت این نوع بتن ها مورد استفاده قرار بگیرند.
ابر روان کننده ها
برای افزایش کارایی بتن انعطاف پذیر باید به آن ابر روان کننده ها را اضافه نمود. لیگنین، نفتالین، ملامین فرمالدئید، سولفونات، پلی کربوکسیلات اتر و لیگنوسولفونات برخی از این روان کننده ها می باشند.
کاربرد بتن انعطاف پذیر
بتن انعاف‌پذیر یا ECC برخلاف بتن سنتی که معمولاً شکننده است، دارای قابلیت انعطاف‌پذیری و مقاومت در برابر ترک خوردگی می باشد. در زیر به برخی از کاربردهای این نوع بتن اشاره می کنیم:
- ساخت سازه‌های مقاوم: ECC به دلیل خاصیت انعطاف‌پذیری بالای خود، می تواند در سازه‌هایی که تحت بارگذاری متناوب و تنش‌های دینامیکی قرار دارند، مانند پل ها و ساختمان های بلند، استفاده شود.
- دیوارهای برشی و سازه‌های ضد زلزله: استفاده از ECC در دیوارهای برشی به دلیل کاهش احتمال ترک خوردگی و افزایش مقاومت در برابر تحریکات زلزله مؤثر است.
- بازیابی و ترمیم سازه‌ها: ECC معمولاً به عنوان مواد ترمیمی برای سازه‌های قدیمی و آسیب‌دیده، به خصوص در مناطق زلزله‌خیز، مورد استفاده قرار می گیرد.
- ساخت پنل های پیش‌ساخته: ECC می تواند در تولید پنل های بتنی پیش‌ساخته استفاده شود که به دلیل وزن نسبتاً سبک و مقاومت در برابر ترک خوردگی، مورد توجه قرار دارد.
- محصولات زیرزمینی: در پروژه های زیرزمینی، مانند تونل ها و دیگر سازه‌های زیر سطحی، استفاده از ECC می تواند به کاهش خطر ترک خوردگی و بهبود دوام کمک کند.
- سازه‌های هنری و معماری: به دلیل قابلیت های طراحی و شکل‌پذیری بالا، ECC می تواند در پروژه های هنری و معماری خاص مورد استفاده قرار گیرد.
- کاربردهای صنعتی: این نوع بتن می تواند در زمینه های صنعتی مانند پشتیبانی از تجهیزات سنگین و ساخت سازه‌های صنعتی مورد استفاده قرار گیرد.
به طور کلی، ECC به دلیل ویژگی های قابل توجه خود، در پروژه های سازه‌ای مدرن و بهسازی سازه‌ها به طور گسترده‌ای مورد توجه مهندسان و طراحان قرار گرفته است.
نکات پایانی
بتن ECC یا قابل خمش توسط پروفسوری به نام ویکتور لی در دانشگاه میشیگان توسعه پیداکرد. همانطور که گفتیم بتن انعطاف پذیر نوعی کامپوزیت سیمانی مهندسی می باشد که ویژگی های بتن معمولی مانند ماهیت شکنندگی و دوام و استحکام آن را بهبود می بخشد.
امیدواریم این نوشته بتواند اطلاعات موردنیاز شما کاربران عزیز را فراهم کند و به سوالات شما در این زمینه پاسخ های مناسبی را ارائه دهد.
نظرات، پیشنهادات و انتقادات خود را با اهالی ساختمانچی در میان بگذارید. آیا شما سازه‌ای را می شناسید که با بتن ECC ساخته شده باشد؟ عکس های آن را با ما به اشتراک بگذارید.
ممنونم از مطالب خوبتون لطفا طرح اختلاط این نوع بتن رو هم بزارید ممنونم