بتن پیش آکنده: بتن PAC

بتن پیش آکنده

مطمئناً تا کنون با پروژه‌های ترمیمی مانند ترمیم دیواره‌های تخریب‌شده‌ تونل برخورد کرده‌اید. در این پروژه‌ها برای ترمیم دیواره لازم است پیش از هر کاری بخش‌های بی‌کیفیت بتن را جدا کرده، قالب‌بندی انجام داده و آرماتوربندی آن بخش را تقویت کنید (در صورت نیاز به کاشت میلگرد، این کار را انجام دهید) و در نهایت، عملیات بتن‌ریزی را شروع کنید. اما مشکل اساسی در این نوع بتن‌ریزی‌ها (ترمیمی)، عدم استفاده از ویبره برای متراکم کردن آسان بتن است. یکی از بهترین راه‌حل‌های حل این مشکل، استفاده از بتن پیش آکنده یا preplaced aggregate concrete (PAC) است. در واقع بتن پیش آکنده نوع خاصی از بتن نیست، بلکه متد ویژه‌ای از بتن‌ریزی است. در این مقاله به بررسی کامل تاریخچه و مفهوم بتن پیش آکنده، مزایا، طرح اختلاط و روش‌های اجرایی این بتن می‌پردازیم.

بتن پیش آکنده

در تعریفی کلی، بتن پیش آکنده (PAC) نوعی بتن با سنگدانه‌های درشت است که عمدتاً برای ترمیم و تقویت سازه‌ها یا کارهای ساختمانی که تراکم آرماتور در آن بالاست و امکان استفاده از ویبراتور برای متراکم‌سازی بتن آن وجود ندارد، استفاده می‌شود. در واقع بتن پیش آکنده (PAC) نوعی روش اجرایی بتن است. در این روش، ابتدا سنگدانه درشت یا شن را در قالب به صورت اشباع و جداگانه قرار می‌دهند یا به عبارت دیگر، قالب را از سنگدانه‌های درشت پر می‌کنند. سپس فضاهای خالی بین آن‌ها را با دوغاب یا ملات سیمان آغشته می‌سازند.

تاریخچه

تاریخچه تولید و استفاده از بتن پیش آکنده به سال 1937 در شهر کالیفرنیا باز می‌گردد. در آن سال با استفاده از این روش، تونل راه آهنی را ترمیم کردند. اما ثبت این متد در سال‌های بعد از آن انجام شد. در واقع از سال 1937 تا 1940 تحقیقات و پژوهش‌های بسیاری روی این متد بتن‌ریزی انجام گرفت و در نهایت، ثبت اختراع بتن پیش آکنده همان زمان انجام شد. از مهم‌ترین موارد استفاده اولیه‌ای این بتن، ترمیم سد، پل و لاینینگ تونل بود.

مزایای بتن پیش آکنده

بتن پیش آکنده به دلیل مزایای منحصر به فردی که دارد، دارای کاربردهای متنوع و جذابی است که در ادامه به معرفی چند مورد از آن می‌پردازیم.

  • ترمیم
ترمیم دیواره با بتن پیش آکنده
ترمیم دیواره با بتن پیش آکنده
  • بتن‌ریزی بتن سنگین: یکی از معضلاتی که معمولاً در بتن سنگین با آن مواجه می‌شوید، سنگدانه‌های سنگینی است که در بتن سنگین استفاده می‌شود. این سنگدانه‌ها با سرعت بیشتر ته‌نشین شده و باعث جداشدگی در بتن می‌شوند، اما در روش بتن‌ریزی بتن پیش آکنده، جداشدگی و ته‌نشینی سنگدانه وجود نخواهد داشت؛ زیرا در این روش، سنگدانه درشت در قالب ریخته شده و سپس گروت را به آن تزریق می‌کنند.
  • سازه‌های آب‌بند: از دیگر کاربردهای بتن پیش آکنده، استفاده از این بتن در مخازن بتنی و مکان‌هایی است که آب‌بندی در آن حائز اهمیت است. دلیل استفاده از این بتن در این مناطق، تماس سر به سر سنگدانه‌های درشت است. این امر باعث کاهش جمع‌شدگی خمیری و جمع‌شدگی حرارتی (تقریباً نصف یا یک سوم بتن معمولی) در بتن می‌شود. با کاهش جمع‌شدگی، ترک خوردگی ناشی از جمع‌شدگی کمتر شده و طبیعتاً بحث آب‌بندی بهتر تأمین می‌شود.
مکانیزم انتقال تنش در سنگدانه‌ها
مکانیزم انتقال تنش در سنگدانه‌ها
  • سازه‌های پرآرماتور و بدون امکان ویبره: از این بتن می‌توان در مکان‌هایی که امکان استفاده از ویبره وجود ندارد و تراکم آرماتور بالا است، استفاده کرد.
  • سازه‌هایی با خزش کم: بتن‌های پیش آکنده دارای مدول ارتجاعی بیشتر و ضریب پواسون کمتری هستند. در نتیجه خزش کمتری نسبت به بتن معمولی دارند. بنابراین در مناطقی که نیاز به خزش کمتری است، می‌توان از این بتن کمک گرفت.
  • سازه‌هایی تحت پرتوزایی: از دیگر کاربردهای این روش بتن‌ریزی، می‌توان به استفاده از آن در ساخت راکتورهای انرژی اتمی و سازه‌هایی که تحت پرتوزایی هستند اشاره کرد؛ مانند بخش‌هایی از بیمارستان.
استفاده از بتن پیش آکنده در ساخت سازه‌های هسته‌ای
استفاده از بتن پیش آکنده در ساخت سازه‌های هسته‌ای

طرح اختلاط

طرح اختلاط این بتن مانند طرح اختلاط بتن معمولی است، با این تفاوت که:

  • سنگدانه‌های درشت‌دانه را به صورت جدا در بتن پیش آکنده ریخته و مقدار شن از ماسه معمولاً بیشتر است.
  • ملاتی که برای این بتن ساخته می‌شود، ملات ریزدانه شامل میکروسیلیس است.
  • بکارگیری پوزولان‌ها در این گونه بتن‌ها بسیار مفید است.
  • در بتن پیش‌ آکنده به مقدار بیشتری از روان کننده بتن استفاده می‌شود تا ملات روانی بالاتری داشته و بتواند بین سنگدانه‌ها حرکت کند و بدین‌ترتیب، میان سنگدانه‌های درشت را به راحتی پر نماید.
  • عیار سیمان این بتن مانند بتن معمولی است و تفاوت خاصی ندارد.
افزایش بیشتر روانی ملات با استفاده از روان کننده‌ها
افزایش بیشتر روانی ملات با استفاده از روان کننده‌ها

بیشتر بخوانید: روان کننده مناسب بتن

روش اجرای بتن پیش آکنده

در این روش بتن‌ریزی، رعایت نکات ذیل الزامی است:

  • سنگدانه‌های درشت باید خیس باشد و سپس در قالب اضافه شود.
  • برای تزریق ملات می‌توان از دو روش ریختن ملات از بالا و تزریق ملات از پایین استفاده کرد. در روش تزریق از بالا، نازل را از بین سنگدانه‌های درشت پایین فرستاده و آرام آرام ملات تزریق میان سنگدانه‌ها تزریق شده و نازل بالا می‌آید. در این روش به تدریج ملات میان سنگدانه‌های درشت را پر می‌کند و قالب پر می‌شود. اما در روش تزریق از پایین، نازل را به پایین قالب متصل کرده و با فشار زیاد ملات تزریق می‌شود. بنابراین ملات از پایین قالب را پر کرده و ملات بالا می‌آید.
  • توجه داشته باشید بسته به نوع پروژه ممکن است نیازی به ویبره بدنه جهت تراکم بتن وجود نداشته باشد.
مکانیزم تزریق ملات از بالا
مکانیزم تزریق ملات از بالا

همان‌طور که پیش از این گفته شد، فرآیند آماده‌سازی بتن پیش آکنده شامل دو مرحله اصلی انباشت سنگدانه‌های درشت به روش ویژه در قالبی آماده و استفاده از ملات فرموله شده برای پر کردن فضاهای خالی است. با این روش اسکلت سنگدانه‌ای با ملات پر شده و با انجام عمل هیدراتاسیون سیمان به بدنه‌ای یکپارچه تبدیل می‌شود. بنابراین، بتنی درشت‌دانه و به هم پیوسته تشکیل می‌شود. این بتن در مکان‌هایی که استفاده از بتن معمولی در آن کار دشواری است، مانند بتن‌ریزی‌های بتن سنگین، سازه‌های تحت پرتوزایی، سازه‌های آب‌بند، سازه‌هایی با خزش کم و مناطقی که در آن تراکم بالایی از آرماتور بدون امکان ویبره وجود دارد، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در این مقاله سعی شد به موارد مهم روش اجرا و طرح اختلاط بتن پیش آکنده پرداخته شود. شما می‌توانید با مطالعه کامل این مقاله که مجموعاً 4 تا 5 دقیقه از زمان شما را به خود اختصاص می‌دهد، با تمام آنچه لازم است درباره این بتن بدانید، به صورت مختصر و مفید آشنا شوید.

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

پیام در واتساپ
به کمک نیاز دارید؟
سلام
چطور میتونم کمکتون کنم؟