background-1-min

درباره بتن خودتراکم

بتن به عنوان یکی از پرمصرف ترین مواد در صنعت ساخت و ساز در دنیا شناخته می‌شود، طبق آمار، میزان تولید سیمان بالغ بر 4.2 میلیارد تن در سال 2022 بوده که برآورد می‌شود حدود 14 میلیارد متر مکعب بتن و ملات نیز تولید شده باشد. اگرچه میزان تولید بتن هرساله با رشد همراه بوده است. این ماده که در تعریف کلاسیک کامپوزیتی از سیمان، آب و سنگدانه است، طی یک دوره طولانی چند هزار ساله مورد مصرف انسان ها قرار گرفته و کاربردهای متنوعی داشته است، با گذشت سالیان دراز و توسعه و پیشرفت علم و دانش در تمامی حوزه ها، بتن نیز دستخوش تغییرات اساسی بر اساس نیاز و خواستگاه جامعه مصرف کننده شده است. با در نظر گرفتن گستره ی کاربرد این محصول در صنعت جهت پاسخگویی به نیازهای جدید مهندسی یک بخش مجزا از علوم مهندسی تحت عنوان "تکنولوژی بتن" شروع به فعالیت نمود، این بخش به صورت زیرساختی به بررسی تمامی اجزای بتن در مقیاس های مختلف می‌پردازد و تولید این محصول را به شکلی مهندسی و علمی ممکن می‌سازد، بر اساس این روش بتن‌ها با محوریت‌های مختلفی دسته بندی می‌شوند و یکی از آنها کارایی یا کارپذیری است.

طی سالیان متمادی تنها راه تشخیص کارایی یا کارپذیری مناسب بتن جهت استفاده در مقاطع متنوع بتنی، آزمایشی تحت عنوان آزمایش تعیین اسلامپ بوده که صرفا در محدوده بتن های متعارف یا CVC (conventional vibrated concrete) را تحت پوشش خود قرار می‌داد.

در سالهای پس از 1983میلادی، مشکل دوام سازه‌های بتنی، مهمترین زمینه تحقیقات در ژاپن بوده است. از طرف دیگر، کاهش تدریجی کارگران ماهر در صنعت ساخت ژاپن باعث کاهش کیفیت ساخت و افزایش هزینه کارگران ماهر شد.  بر همین اساس در سال 1986 لزوم استفاده از بتن خودتراکم یا SCC توسط Okamura پیشنهاد شد . اولین مقاله‌های تحقیقاتی که نگاهی به اصول مورد نیاز SCC در ژاپن داشتند، حدود 1989تا 1991منتشر شدند. این مطالعات تحت عناوین بتن توانمند و بتن فوق کارا بر خواص بتن تازه مانند قابلیت پُرکنندگی، جاری شدن و مقاومت در مقابل جداشدگی متمرکز بودند.

نمونه اول SCC در سال 1988 تکمیل شد. این بتن، «بتن توانمند» نامیده شد، در حالی که در همان زمان بتن توانمند توسط Aitcin و همکاران به بتن با «دوام و مقاومت زیاد» اطلاق شد. از آن زمان در دنیا، بتن با مقاومت زیاد به بتن توانمند موسوم شد. بنابراین Okamura و  Ouchiاز آن زمان نام بتن «خودتراکم توانمند» را پیشنهاد دادند. هرچند در مقاله ها با نام های فوق العاده کارا، جاری شونده در حد زیاد ، خود پخش شونده  نیز نامیده شده است . در سال 1995 اولین مقاله ها در مورد استفاده واقعی از SCC تحت عنوان خودتراکم منتشر شدند. اولین کارگاه SCC در سال 1998در دانشگاه Kochi ژاپن برگزار شد. در سال 1999 اولین دستورالعمل برای کاربرد SCC در ژاپن توسط انجمن مهندسین عمران ژاپن  JSCEمنتشر شد.  سوئد اولین کشور اروپایی بود که توسعه SCC را آغاز کرد. در سال 1993 نیز تحقیقات گسترده‌ای تحت عنوان پروژه Brite-Euram با همکاری کشورهای اروپایی در نروژ آغاز شد و پروژه های واقعی عمرانی و خانه سازی ساخته شدند . به موازات این پروژه، CBI با همکاری سازمان راهسازی سوئد، اولین پُل را خارج از ژاپن در سال 1998 به اتمام رساندند. گزارش پروژه نشان داد که SCC نسبت به بتن معمولی از مقاومت و دوام بهتری برخوردار بود؛ و در عین حال هزینه ها را حدود 10 درصد کاهش داد. اولین سمینار SCC توسط RILEM در سوئد در سال 1999 برگزار شد. 23 مقاله از آسیا، 38 مقاله از اروپا، 5 مقاله از آمریکا و یک مقاله از استرالیا در این کنفرانس ارائه شدند. دیگر کشورهای اروپایی نیز فعالیت های خود را از نظر پژوهش و پروژه های واقعی آغاز کردند و تقریباً تا سال 2003 اکثر کشورهای اروپایی دستورالعمل هایی برای SCC منتشر کردند. از جمله اولین گزارش توسط

 

موسسه EFNARC در انگلیس به سفارش کمیته اروپایی بتن انتشار یافت. در سال 2005 راهنمای اروپایی بتن خودتراکم (مرجع) به همت 5 موسسه CEMBUREAU ، EFCA،EFNARC ،ERMCO و bibm  ارایه گردید.  در آمریکای شمالی از سال 2000 پژوهش های گسترده ای آغاز شد و پژوهش های متعددی در دانشگاه Sherbrooke و Laval انجام شدند. کمیته هایی در ASTM ،ACI و PCI فعال شدند. گزارش کمیته ACI 237 در سال 2007 منتشر شد. در این گزارش ضعف هایی مشاهده می‌شود. این مشکل بی دلیل نیست، چون هنوز راه طولانی برای توسعه و تثبیت کاربرد SCC در پیش می‌باشد.

در کشور ایران تقریبا 2 دهه از معرفی و ورود بتن خودتراکم می‌گذرد و در راستای این موضوع طی چندین سال گذشته چندین سمینار، کنفرانس، کنگره، کارگاه و سخنرانی برگزار شده و این مسئله موجب شده تا در عرصه ساخت و ساز نیز این محصول نقش خود را تا جای ممکن ایفا نماید، با توجه به ذات بتن و خصوصیات آن موقعیت جغرافیایی یکی از عوامل مهم و تاثیر گذار به شمار می‌آید که طی سالیان گذشته جهت تدقیق و حصول اطمینان آیین نامه ها، استانداردها و تعدادی کتاب با محوریت این نوع بتن در کشور به چاپ رسیده است، اما همانگونه که قبلا نیز بیان شد به دلیل نیاز به توسعه و کسب دانش فنی و اجرایی نیاز مبرم به گردهمایی های مرتبط با این موضوع در جامعه مهندسی احساس می‌شود.

در ادامه به تعدادی از اتفاقات و برنامه هایی که از ابتدای ساخت و ابداع این نوع بتن تا کنون در جهان و کشور ایران برگزار شده است اشاره شده، دلیل این مسئله نیز نشان دادن میزان اهمیت موضوع است.

تعدادی از گردهمایی، همایش، کنفرانس، کنگره و سایر رویدادهای مرتبط با بتن خودتراکم در جهان :

  • 1997—RILEM Technical Committee (TC 174-SCC) on SCC is formed.
  • 1998—International Conference on SCC is held in Kochi, Japan.
  • 1999—First International RILEM Symposium on SCC is held in Stockholm, Sweden.
  • 2001—ASTM International Subcommittee C 09.47 on Self-Consolidating Concrete is formed.
  • 2001—Second International RILEM Symposium on SCC is held in Tokyo, Japan.
  • 2002—First North American Conference on SCC is held in Chicago, Illinois, USA.
  • 2003—ACI Technical Committee 237—Self-Consolidating Concrete is formed.
  • 2003—Third International RILEM Symposium on SCC is held in Reykjavik, Iceland.
  • 2005—Fourth International RILEM Symposium and Second North American Conference on SCC are held in Chicago.
  • 2005–06—ASTM approves test methods for fluidity, passing ability and segregation resistance.
  • 2007—Fifth International RILEM Symposium on SCC is held in Ghent, Belgium.
  • 2008—Third North American Conference on SCC is held in Chicago.
  • 2010—Sixth International RILEM Symposium and Fourth North American Conference on SCC is held in Montreal, Quebec, Canada.

During this 13-year period, numerous guidelines and test methods have been published globally, including those from Italy, France, Sweden, Norway, and the United States. The following is a partial list of the published consensus or committee-based documents:

  • “AIJ Recommended Practice for High Fluidity Concrete for Building Construction”, Architectural Institute of Japan, 1997
  • “Recommendation for Construction of Self-Compacting Concrete”, Japan Society of Civil Engineers, 1998
  • “Report rep023: Self-Compacting Concrete—State-of-the-Art Report,” RILEM TC 174-SCC, 2000
  • “The European Guidelines for Self-Compacting Concrete: Specification, Production and Use,” Self-Compacting Concrete European Project Group, 2005
  • “Report rep035: Casting of Self-Compacting Concrete—Final Report,”RILEM TC 188-CSC, 2006
  • “Report rep038: Durability of Self-Compacting Concrete—State-of-the Art Report,” RILEM Technical Committee 205-DSC, 2007
  • “ACI 237R-07, Self-Consolidating Concrete,” American Concrete Institute, 2007.
  • The newest event: 10th international RILEM symposium on self-compacting concrete and 5th international symposium on design, performance and use of self-compacting concrete and 2nd international workshop on Rheology and pumping of fresh concrete (2024, China )