در مقاله بتن توانمند HPC ویژگی ها و کاربردهای این بتن بررسی شد در این مقاله ، بتن با مقاومت اولیه بالا (HIGH-EARLY-STRENGTH-CONCRETE) و ویژگی ها و کاربردهای آن در صنعت ساخت و سازهای عمرانی بررسی می شود.
بتن با مقاومت اولیه بالا که بتن سریع نیز نامیده می شود، مقاومت مشخص شده خود را در سنین پایین تر از بتن معمولی به دست می آورد. دوره زمانی که در آن باید یک استحکام مشخص به دست آید ممکن است از چند ساعت (یا حتی دقیقه) تا چند روز متغیر باشد. با استفاده از مواد بتن سنتی و روش های بتن ریزی می توان به مقاومت اولیه بالا دست یافت، اگرچه گاهی اوقات به مواد یا تکنیک های خاصی نیاز است. بسته به زمانی که بتن باید به مقاومت مورد انتظار برسد همچنین اختلاط، می توان با استفاده از یکی یا ترکیبی از موارد زیر، استحکام اولیه بالایی را به دست آورد:
- سیمان با مقاومت بالا نوع III یا HE
- حجم سیمان بالا (400 تا 600 کیلوگرم بر متر مکعب یا 675 تا 1000 پوند در هر متر مکعب)
- نسبت مواد آب به سیمان کم (0.20 تا 0.45 در جرم)
- دمای بتن تازه مخلوط شده بالاتر
- دمای عمل آوری بالاتر
- مواد افزودنی شیمیایی
- دوده سیلیس (یا سایر مواد سیمانی تکمیلی)
- عمل آوری اتوکلاو ( عمل آوری بتن تحت فشار زیاد)
- ایزوله مناسب برای حفظ گرمای هیدراتاسیون
- استفاده از سیمان های مخصوص سخت شدن سریع.
بتن با مقاومت اولیه برای ساخت بتن پیش تنیده استفاده می شود تا تنش اولیه را امکان پذیر کند. بتن پیش ساخته برای تولید سریع عناصر؛ ساخت و ساز ، جایگذاری در محل با سرعت بالا، ساخت و ساز در هوای سرد، تعمیر سریع روسازی ها برای کاهش زمان توقف ترافیک، سنگفرش سریع؛ و چندین کاربرد دیگر استفاده می شود.
در روسازی سریع، استفاده از مخلوطهای با مقاومت اولیه باعث میشود که در عرض چند ساعت پس از قرار دادن بتن، جاده قابل استفاده باشد. نمونه ای از مخلوط بتن سریع مورد استفاده برای پوشش بتنی بزرگراه شامل 380 کیلوگرم (640 پوند) سیمان تیپ 3، 42 کیلوگرم (70 پوند) خاکستر بادی نوع C ، درصد هوا 61⁄2%، افزودنی کاهنده آب و نسبت آب به مواد سیمانی 0.4 است. داده های مقاومت برای این بتن با اسلامپ 40 میلی متری در جدول زیر آورده شده است.
نمودارهای زیر توسعه مقاومت اولیه بتن هایی را نشان می دهد که به گونه ای طراحی شده اند که ظرف 4 ساعت پس از قرار دادن ، قابل استفاده باشند.
Strength development of a high-early strength concrete mixture using 39 kg/m3 (657 lb/yd3) of rapi hardening cement, 676 kg/m3 (1140 lb/yd3) of sand, 1115 kg/m3 (1879 lb/yd3) of 25 mm (1 in.) nominal max. size coarse aggregate, a water to cement ratio of 0.46, a slump of 100 to 200 mm (4 to 8 in.), and a plasticizer and retarder. Initial set was at one hour (Pyle 2001)
Strength development of high-early strength concrete mixtures made with 504 to 528 kg/m3 (850 to 890 lb/yd3) of Type III or Type II/III cement, a nominal maximum size coarse aggregate of 25 mm (1 in.), a water to cement ratio of 0.30, a plasticizer, a hydration control admixture, and an accelerator. Initial set was at one hour (Pyle 2001)
نمودار زیر مزایای عمل آوری پوشش را جهت ایجاد استحکام اولیه برای کاربردهای وصله یا سریع نشان می دهد.
هنگام طراحی مخلوط های با استحکام اولیه، توسعه استحکام تنها معیاری نیست که باید مدنظر قرار گیرد. دوام، سفت شدن زودرس، انقباض خود به خود تولید شده، انقباض خشک شدگی، افزایش دما و سایر خواص نیز باید از نظر سازگاری با پروژه ارزیابی شوند. ممکن است برای کنترل ترک خوردگی ناشی از انقباض پلاستیک، به روشهای عمل آوری خاصی مانند مهپاشی نیاز باشد.
نتیجه گیری:
بتن های توانمند و فوق توانمند به دلیل ویژگی هایی مانند استحکام، مقاومت، دوام بالا و نفوذپذیری کم، مصون ماندن بیشتر در برابر عوامل شمیایی و همچنین گیرایی سریعتر در صنعت ساخت و سارهای مدرن عمر انی ارجحیت خاصی نسبت به بتن معمولی پیدا کرده اما هزینه بالای اجرای این نوع بتن ها در برخی موارد برای طراحان چالش برانگیز است. در آینده با پیشرفت های تکنولوژی ساخت و توسعه این بتن ها فراگیرتر خواهد شد و در ایران نیز تمایل بیشتری جهت ساخت این نوع بتن ها ایجاد می شود.