تجربیات زلزله‌های مصیبت بار که جان هزاران انسان را به خطر انداخته است در کنار خسارات سنگین مالی که بر جای میگذارد باعث شده است که محققان همواره تلاش کنند میزان این خسارات را به حداقل برسانند.افزایش کارایی بتن با استفاده از بتن سبک یا استفاده از افزودنی‌ها و الیاف یکی از راهکارهایی است که میزان خسارت را کاهش میدهد و علاوه بر این در زمینه ایجاد عایق‌های صوتی و حرارتی و کاهش جرم و به تبع آن کاهش نیروی وارده ناشی از زلزله به ساختار سازه کمک خواهد کرد.
بتن سبک دانه را می‌توان یکی از مهم‌ترین انواع بتن سبک دانست که در اعضای غیرسازه‌ای به عنوان پر کننده و یا نیمه سازه‌ای مانند دال و کف و یا حتی بعضا در اعضای سازه‌ای تیر ستون نیز با رعایت الزاماتی به کار می‌رود.
سال‌هاست که تحقیقات در زمینه بتن انجام می‌شود و این روزها لزوم کاهش بار مرده ساختمان به منظور بهبود عملکرد لرزه‌ای سازه اثبات شده است. هر چه وزن بتن را کاهش دهیم، عملکرد مناسب‌تری در برابر زلزله خواهد داشت و در نهایت سبک سازی بتن گامی اساسی در زمینه بهبود وضعیت سازه خواهد بود.
۴ اصل مهم در افزایش کارایی بتن
به طور خلاصه می‌توان چهار هدف اساسی را در زمینه افزایش کارایی بتن در نظر گرفت. مواردی که هم از نظر فنی و هم از نظر افتصادی بسیار مهم است و دو جنبه عملکرد سازه‌ای و عملکرد شیمیایی بتن را مد نظر قرار میدهد، چهار بحث زیر در زمینه بهبود عملکرد بتن مطرح است:
- بحث اول در زمینه افزایش کارایی بتن شرایط اقتصادی پروژه است. پروژه از نظر اقتصادی باید به صرفه باشد و تولید بتن باید با کاهش هزینه‌ها همسو باشد.
- بحث دوم بالا بردن میزان مقاومت بتن سبک دانه است که در نتیجه آن لازم است تا در دانه بندی و مدول نرمی و میزان استفاده از سبکدانه تغییراتی ایجاد کرد.
- بحث سوم در زمینه افزایش کارایی بتن، ایجاد شرایطی است که بدون جداشدگی بتن سبکدانه به کارایی مورد نظر برسد که در این راستا نیاز است که از افزودنی‌های بتن استفاده شود. افزودنی‌های روان‌ساز در سال‌های اخیر پیشرفت چشمگیری داشته‌اند.
- بحث چهارم در افزایش کارایی بتن کاهش میزان نفوذپذیری است. در این زمینه لازم است که میزان نفوذ رطوبت مورد توجه قرار گیرد و عملکرد بتن در زمینه یخ زدگی و حمله یونهای مخرب بررسی شود. هم بتن سبکدانه و هم بتن میکروسیلیس فرصت‌های متعددی در زمینه کنترل نفوذ پذیری در اختیار شما قرار خواهند داد.
افزایش کارایی بتن با استفاده از بتن سبک دانه
چالش‌هایی در زمینه جایگزینی بتن سبکدانه با بتن معمولی وجود دارد که پژوهش‌ها عمدتا بر رفع این چالش‌ها تمرکز داشته است. این زمینه بتن سبکدانه حاوی لیکای در ایران بیشتر مورد توجه قرار گرفته و نتیجه آنالیزها نشان میدهد که از نظر مقاومت سازه‌ای عملکرد چندان مثبتی نداشته است. اگر میان بتن لیکای تولید داخل با انواع خارجی مقایسه‌ای صورت گیرد مشخص خواهد شد که لازم است تغییراتی در پروسه تولید لیکای داخلی داده شود. تاثیری که چگالی بتن بر میزان مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته میگذارد قابل اغماض نیست.
افزایش کارایی بتن و بهبود عملکرد آن با استفاده از الیاف
تخریب بتن در درجه اول به تشکیل تَرَک‌های ریز و درشت وابسته است. این ترک‌ها نشان میدهد که شرایط مقاومتی بتن خوب نیست. هرچه بارگذاری افزایش پیدا می‌کند، ترک‌های ریز بزرگتر می‌شود و به ترک‌های درشت‌تر می‌پیوندد و تخریب کلی سازه سرعت می‌گیرد. به منظور مبارزه با این تَرَک‌ها و افزایش کارایی بتن در سال‌های اخیر استفاده از الیاف در ساختار بتن بیش از پیش مورد توجه بوده است. بتن مسلح الیافی نوعی کامپوزیت است که از ملات سیمان هیدرولیکی به همراه سنگدانه‌های ریز ساخته می‌شود که با الیاف شیشه تقویت شده باشد. الیاف شیشه باعث افزایش کارایی بتن می‌شود. میزان مقاومت کششی را افزایش میدهد و در بهبود مقاومت خمشی نیز عملکرد مناسبی دارد. مقاومت بتن را در برابر ضربه افزایش داده و باعث می‌شود تا میزان انرژی بیش‌تری جذب شود. با استفاده از الیاف شیشه‌ای، رفتار بتن در ناحیه غیر خطی بهبود پیدا می‌کند و شکل‌پذیری افزایش میابد. البته در زمینه مقاومت فشاری استفاده از الیاف شیشه باعث کاهش میزان این مقاومت می‌شود راهکارهایی وجود دارد که این کاهش مقاومت به حداقل برسد.
افزودنی‌ها باعث بهبود عملکرد و افزایش کارایی بتن می‌شود
تحقیقات نشان میدهد که جایگزینی ۱۰ تا ۱۵ درصدی میکروسیلیس به جای سیمان به بهبود مقاومت و کاهش میزان تراوایی بتن کمک خواهد کرد. چسبندگی بتن به دلیل استفاده از میکروسیلیس افزایش یافته و عملکرد بتن را بهبود خواهد داد. روان کننده شیمیایی میکروسیلیس باعث کاهش میزان آب مصرفی در حین ساخت بتن می‌شود و کاهش آب مصرفی به معنای بهبود مقاومت بتن است.
