مزایای بتن خم شونده و تفاوت آن با بتن معمولی
بتن خمشونده هم چنین به عنوان کامپوزیتهای سیمانی و مهندسی که به طور مختصر به آن ECC گفته شود، تعریف می شود. یک بتن خم شونده با الیاف پلیمر ریز مکانیکی مسلح شده است. الیاف به کار رفته در ECC معمولا ۲% از حجم کل را شامل می شود. مشخصات آن شکل پذیری بالا و کنترل عرض ترک است. این ماده قادر است انعطاف پذیری بالایی و قابل توجهی را از خودش به نمایش بگذارد. یک ECC ظرفیت کرنشی بیش از ۳ % را دارد و هم چنین بیشتر شبیه به یک فلز انعطاف پذیر رفتار می کند این در حالی است که بتن های معمولی تقریبا غیر قابل خمش بوده و تنها دارای ظرفیت کرنشی ۰٫۱ % می باشند از این رو بسیار شکننده هستند و این عدم قابلیت خمشی علت عمده ی شکست زیر کرنش است.
بتن خم شونده از همان مصالح بتن معمولی ساخته میشود با این تفاوت که در بتن خم شونده میزان بالای آب کاهش داده شده است و هم چنین درشت دانه ها در آن استفاده نمی شوند (از این رو ملات است تا بتن). محتوای پودری ECC نسبتا بالاست و ممکن است در آن علاوه بر سیمان از موادی مانند خاکستر، میکروسیلیس، سرباره کوره و … استفاده شود. ECC ثابت کرده است که ۵۰ برابر انعطاف پذیرتر و ۴۰ برابر سبک تر از بتن های معمولی است که حتی می تواند گزینه های طراحی در آسمان خراش ها را تحت تاثیر قرار دهد علاوه بر این خواص جذب انرژی بسیار عالی، آن را بصورت ویژه ای برای عناصر حیاتی در مناطق لرزه خیز مناسب کرده است. یکی دیگر از خواص بسیار جالب در مورد بتن های خم شونده این است که خاصیت خود ترمیمی دارند.
مزایای بتن خم شونده
- قادر است مانند فولاد خم شود
- قوی تر، با دوام تر، طول عمر بیشتر نسبت به بتن های معمولی
- غیر شکننده (الیاف تنها ۲% از حجم کل را شامل می شوند)
- ۵۰۰ برابر در برابر ترک و شکست مقاوم تر است
- بیش از ۴۰% سبک تر است
- کاهش یا حذف فولاد
- کاهش هزینه های پروژه
- بصورت پیش ساخته و یا ساخت آن در سایت سریع تر است
- هزینه های تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد
- اثرات زیست محیطی را کاهش می دهد
- کاهش هزینه ی چرخه ی عمر تا ۳۷%
- کاهش مصرف انرژی تا ۴۰%
- کاهش انتشار دی اکسید کربن تا ۳۹% (عامل اصلی گرمایش زمین)
تفاوت بتن خم شونده با بتن معمولی
- شکل پذیری
- مواد و مصالح اضافه شده
- اختلاط
- کارکرد بتن
- Surface
اساس طرح اختلاط
طرح اختلاط ECC بر اساس طراحی ریزمکانیک هاست. طرح اختلاط درهم کنش مکانیکی درون فیبر را ظبط می کند.
سنگ دانه ها
سنگ دانه هایی که اندازه ی ذرات آنها بزرگتر از متوسط فاصله فیبر هاست منجر به تعامل بیشتری از فیبر های که بین ذرات سنگ دانه های بزرگتر قرار دارند، می شود و اثر بیشتری بر حجم دارد و حداکثر اندازه ذرات سنگدانه را افزایش می دهد. از درشت دانه ها استفاده نمی شود زیرا که آنها تمایل به این دارند که بر روی رفتار انعطاف پذیر کامپوزیت اثرات منفی داشته باشند.
سیمان
ECC می تواند با استفاده از سیمان پرتلند معمولی ساخته شود. در مقایسه با بتن معمولی، ECC به طرز قابل توجهی دارای سیمان بیشتری است که به طور معمول ۲ تا ۳ برابر بیشتر از بتن معمولی است. سیمان یک جز اصلی است که تمام اجزا تشکیل دهنده را به هم می چسباند و به استحکام و مقاومت بتن کمک می کند .
خاکستر بادی
برای ساخت مخلوط های مختلف ECC از دو نوع مختلف از خاکستر بادی استفاده می شود، کلاس F و کلاس C که هر رو شامل SiO2, Al2O3, Fe2O3 می باشند.
PVA FIBER
این الیاف معمولا حجم کمی یعنی ۲% از حجم کل را استفاده می کنند، همچنین این الیاف کوتاه و ناپیوسته هستند. حجم کم فیبر همراه با اجزای معمول باعث انعطاف پذیری در سازه های ECC میشود. الیاف استفاده شده در ECC به منظور محدود کردن محدوده ی شکننده و تضمین توزیع یکنواخت تری از ترک های ریز، برای کار با ماتریس مناسب هستند. در ابتدا نسبتی از یک فوق روان کننده استاندارد و آب برای مواد سیمانی تنظیم می شود.