چگونگی شکل گیری و ساختار شیمیایی محلول های حفره ای در بتن

ساختار شیمیایی محلول حفره ای موجود در حفرات یک بتن، ممکن است دوام بالقوه آن را به شدت تحت تاثیر قرار دهد. پتانسیل ایجاد واکنش قلیایی سیلیسی ASR، خوردگی فولاد، حمله سولفات، «حمله آب دریایی» و تورق بتن همگی مستقیما تاثیر ساختار شیمیایی محلول حفره ای و تغییراتی که ممکن است در آن اتفاق بیفتد را منعکس می نمایند. متاسفانه، محلول های حفره ای بتن و تغییرات احتمالی آنها در شرایط محیطی مختلف موجود در محل، به خوبی توسط افرادی که به بحث دوام بتن اشتغال دارند شناخته نشده است.
در این بخش، امید آنمی رود که راهکاری واقع بینانه در ارتباط با منشا پیدایش و گسترش محلول های حفره ای در بتن ها و برخی تغییراتی که ممکن است بر اثر قرار گیری در معرض محیط های خارجی متفاوت ایجاد گردند، ارائه می شود.

منشا پیدایش و گسترش اولیه ی محلول های حفره ای

هنگامی که بتن مخلوط می شود، واکنش های شیمیایی بلافاصله پس از اضافه نمودن آب به مخلوط، آغاز می شوند.
آب مورد استفاده معمولا آب «آشامیدنی» می باشد. این واکنش ها به سرعت منجر به تغییر شدید ساختار شیمیایی آب می گردد. تنها در مدت چند دقیقه، این آب آشامیدنی تبدیل به یک محلول یونی قوی با خواص شیمیایی بسیار تغییر یافته می گردد. ساختار شیمیایی این محلول تا حد زیادی به ساختار شیمیایی سیمان بخصوص مورد استفاده، بستگی دارد.
پیش از آنکه گیرش اتفاق بیفتد، این «محلول اختلاط» غلیظ، فاز پیوسته ای را که ذرات سیمان و سنگدانه ها در آن معلق هستند، تشکیل می دهد. در طی گیرش، محلول اختلاط به صورت یکپارچه انتقال می یابد تا تبدیل به «محلول حفره ای» موجود در حفرات بتن گردد.
ترکیب این محلول اختلاط/محلول حفره ای همراه با وقوع تغییرات اساسی خصوصا در روز اول، به مرور زمان کامل می شود. این روند تکامل را می توان به طور همزمان در آزمایشگاه دنبال نمود. می توان محلول اختلاط را برای تحلیل شیمیایی، از خمیر مخلوط تازه سیمان (یا بتن) از طریق فیلتراسیون به کمک فشار، جداسازی نمود. نمونه گیری مکرر را می توان در فواصل زمانی انجام داد تا اینکه روند گیرش انجام نمونه گیری را ناممکن سازد.
پس از گیرش و ایجاد مقداری مقاومت، محلول های حفره ای را می توان مجددا برای تحلیل جدا نمود، مثلا توسط تجهیزات حداسازی محلول حفره ای که توسط بارنی بک و دیاموند، توصیف شده اند.
جدول 2-1 مجموعه ای گویا از نتایج تحلیل های مربوط به یک سری از چنین محلول های اختلاط/حفره ای را که در خمیر سیمان پرتلند ایجاد شده اند و ممکن است در یک بتن شبه اصلی نیز یافت شوند، ارائه می نماید. این خمیر از یک سیمان پرتلند با خاصیت قلیایی نسبتا پایین تهیه گردید (45% Na2Oequiv) و با یک نسبت w:c برابر 5/0 مخلوط شده است. این داده ها از پایان نامه پنکو گرفته شده است. انواع یون های فهرست شده در جدول 2-1 عموما با غلظت های بالا در محلول های اختلاط/ حفره ای تشکیل شده در مدت زمان هیدراسیون اولیه سیمان های پرتلند، یافت می شوند. این یون ها عبارتند از k+، Na+، Ca2+، 〖SO〗_4^(2-) و OH-. یون های آلومینیم، آهن و سیلیکات تنها در غلظت هایی با مرتبه بزرگی کمتر از غلظت های پنج یون فهرست شده، موجود می باشند.

جدول 2-1- تغییرات غلظت محلول حفره ای اندازه گیری شده در طول اولین روز هیدراسیون برای خمیر سیمان پرتلند با نسبت آب به سیمان 5/0

غلظت یون برحسب میلی اکیوالان بر لیتر
زمان (ساعت)	K+	NA+	Ca2+	SO42-	OH-
1 2 3 4 6 12 15 18	0/27 0/27 0/27 0/27 0/28 0/30 0/31 0/31	0/03 0/03 0/03 0/03 0/04 0/04 0/04 0/04	0/07 0/072 0/06 0/06 0/06 0/06 0/006 0/006	0/17 0/17 0/17 0/18 0/20 0/15 0/09 0/05	0/15 0/15 0/16 0/15 0/14 0/24 0/29 0/32

غلظت های بالای یون های فلز قلیایی و یون های سولفات که در جدول 2-1 مشاهده می شوند، از «ناخالصی های» سولفات قلیایی حمل شده توسط سیمان، به وجود می آیند. حتی با میزان قلیایی نسبتا پایین یک سیمان بخصوص، غلظت اولیه یون سولفات در محلول به میزان قابل ملاحظه ای نسبت به یک محلول اشباع سنگ گچ بیشتر می باشد. مهم تر آنکه این مقدار نسبت به مقدار موجود برای اترینگایت نیز بیشتر می باشد، و اترینگایت به محض ایجاد یون های آلومینات پس از دوره آرام، به سرعت عمل می کند.
برای خمیر مربوط به جدول 2-1، دوره آرام در یک مدت کمتر از سه ساعت پس از اختلاط، پایان یافته است. گیرش اولیه پس از حدود 5/3 ساعت و گیرش نهایی در کمی بیشتر از 5 ساعت اتفاق افتاده است. دمای حداکثر نشانگر حداکثر سرعت هیدراسیون پس از مدت 5/8 ساعت به دست آمد.
ملاحظه می شودکه غلظت های تقریبا مشابهی از یون های هیدروکسید از زمان اولین تحلیل، مشخص می سازد که اولین واکنش به انحلال سولفات های قلیایی محدود نشده، بلکه واکنش با C3S نیز وجود داشته است. در مورد کاتیون های فلز قلیایی، مشاهده می شود که غلظت K+ در کلیه مراحل تا حد زیادی از غلظت Na+ بیشتر می باشد. این یک ویژگی مشترک در سیمان های جدید می باشد که البته کلیت ندارد.

حفره در بتن

در جدول 2-1 مشاهده می شود که برخلاف آنکه در مدت حداقل شش ساعت اول، دوره آرام پایان یافته و هر دو گیرش اولیه و نهایی روی داده است، تغییر غلظت های هر یک از یون ها در طول این مدت اندک می باشد. این یک الگوی مشترک است یعنی آغاز هیدراسیون فعال پس از دوره آرام و وقوع گیرش، هیچکدام تغییرات عمده ای را در غلظت یونی محلول اختلاط/ حفره ای به وجود نمی آورند.
چند سال پیش مشخص شد که تشکیل سریع اترینگایت پس از پایان دوره آرام، موجب حذف سریع سولفات از محلول حفره ای می شود اما سولفات حذف شده از محلول به طور پیوسته توسط حل شدن پیوسته سنگ گچ، جایگزین می گردد. بنابراین، غلظت یون سولفات حل شده، لااقل تا زمانی که مقداری سنگ گچ جامد باقی مانده باشد، تقریبا ثابت می ماند و این پاسخ به تعادلی است که شامل حضور همزمان سینگانایت، سنگ گچ و اترینگایت می باشد. حل آخرین ذرات سنگ گچ جامد، نقطه عطفی محسوب می شود که درآن ته نشینی اترینگایت به صورت پیوسته منجر به کاهش غلظت سولفات محلول حفره ای می گردد که البته این روند برای سیمان های پرتلند ب فرمول بندی مناسب به صورت کاهش غلظت تا سطوح بسیار پایین تا انتهای روز اول می باشد. برای خمیر بخصوص مربوط به جدول 2-1، نقطه عطف مشخص شده توسط تقلیل سنگ گچ جامد، مشخصا اندکی پس از 6 ساعت اتفاق افتاده است.

مطالب مرتبط با این مقاله را در این بخش از کلینیک بتن ایران دنبال نمایید
دلایل ترک خوردگی بتن بعد از بتن ریزی

یک مشخصه بسیار مهم از تغییرات پس از نقطه عطف در ترکیب محلول حفره ای آن است که به موازات کاهش غلظت سولفات، خنثی بودن الکتریکی با افزایش تدریجی یون OH- به جای کاهش غلظت کاتیون های قلیایی، ایجاد می شود. بنابراین، با تقلیل سولفات در محلول، pH به شدت بالا می رود. با بالا رفتن pH، غلظت یون کلسیم که قبلا نسبتا در حد متوسط بوده است (متوسط به مفهوم مطلق و نه برحسب درجه فوق اشباع)، به میزان بسیار اندکی کاهش می یابد. نتیجه این تغییرات آن است که محلول اختلاط/ حفره ای موجود اولیه به تدریج به یک محلول غلیظ هیدروکسید سدیم پتاسیم تبدیل می شود. این تبدیل از نظر ایجاد احتمالی  ASR و حفظ و نگهداری و منفعل ساختن فولاد در انواع بتن، اثرات قابل ملاحظه ای دارد.
به نظر می رسد که این افزایش pH که در سیمان های پرتلند با فرمول بندی مناسب کلیت دارد، اجتناب ناپذیر می باشد. نشان داده شده است که در صورت اضافه نمودن سنگ گچ اضافی به میزان کافی در سیمان، خروج آلومینات موجود می تواند به ته نشینی اترینگایت پیش از تمام شدن کامل سنگ گچ جامد، پایان دهد. تحت این شرایط، تغییر معمول pH می تواند به طور نامحدودی به تاخیر اافتاده و یا از آن جلوگیری شود. برعکس در غیاب سنگ گچ، مثلا در آزمایش های آزمایشگاهی، هنگامی که کلینکر آسیاب شده بدون هرچونه سنگ گچ آسیاب شده میانی هدراته شود، کاهش غلظت یون سولفات و افزایش pH به همراه آن تقریبا بلافاصله پس از اختلاط آغاز شده و به سرعت کامل می شود.

نویسنده : کلینیک بتن ایران

توزیع مکانی حفرات در بتن ها

به نظر می رسد به طور کلی از آن چشم پوشی شده، اگر چه قبلا از آن نام برده شده است. برخی از خمیرهای سیمان در بسیاری از بتن های شبه اصلی، شامل وصله ها یا نواحی موضعی مشخصی می باشند که دارای تخلخل زیاد قابل مشاهده بوده و شامل دانه های درشت سیمان، در صورت وجود می باشند؛ این نواحی امیخته با نواحی دیگری هستند که به طور موضعی مملو از دانه های درشت سیمان بوده و تنها فضای حفره ای محدودی را از خود نشان می دهند. نمونه ای که در شکل 2-10 نشان داده شده، از یک بتن 28 روزه که با نسبت w:c برابر 45/0 در آزمایشگاه مخلوط شده، تهیه شده است. این نواحی (یا «وصله ها») با تخلخل موضعی به شدت متفاوت، توسط رایتر در ملات های آزمایشگاهی شناسایی شدند که برای الگوبرداری از ملات های مطالعه شده توسط وینسلو و همکاران، تهیه شده بودند، اما توسط آنها به صورت میکروسکوپی مورد بررسی قرار نگرفته بودند. نتایج MIP از این ملات ها که قبلا تفسیر شده بود، نفوذ و رد شدن از ITZها را برای ملات ها حاوی مقدار بالای ماسه، نشان داده بود.

شکل 2-10- نمونه ای از بخش های متخلخل و متراکم در یک بتن 28 روزه و با نسبت آب به سیمان 45/0

اندازه وصله های متخلخل، متغیر است ما معمولا عرض آنها برابر mµ200 می باشد؛ یعنی یک وصله تقریبا کروی با این ابعاد در بتن، شامل حجم خمیری معادل حدود m3µ 106×4 می باشد.
در بسیاری موارد، مرزهای میان وصله های متراکم و متخلخل مجاور یکدیگر، به طرز شگفت آوری مشخص و واضح می باشد.
شکل 2-11 چنین مرزی را در یک نمونه ملات هیدراته شده در آب آهک برای مدت زمان حدود 7 روز نشان می دهد. ملات نشان داده شده در واقع یکی از نمونه هایی است که در ابتدا توسط وینسلو و همکاران تهیه شده بود؛ بخشی از آن در سن 28 روزه برای آزمایش در MIP نمونه برداری شد و باقیمانده آن در آب آهک نگهداری گردید. در سال 2003، از این ملات مجددا نمونه برداری شد و در SEM مورد آزمایش قرار گرفت. مشاهده می شود که در عین حال که محصولات هیدراسیون در بلندمدت، ناحیه متراکم سمت راست را پر کرده اند و تنها چند حفره قابل مشاهده به جا مانده است، وصله متخلخل در سمت چپ برخلاف نگهداری بلندمدت در زیر آب، به طرز قابل توجهی بسیار متخلخل باقی مانده است.

شکل 2-11- مرز مشخص میان نواحی متخلخل و متراکم در ملات با نسبت آب به سیمان 45/0 هیدراته شده در آب آهک برای مدت تقریبی 7 سال. به پرشدگی اساسا کامل حفرات در خمیر متراکم در سمت راست مرز توجه نمایید.

نسبت وصله های متخلخل برای بتن هایی با نسبت های w:c بالاتر، به وضوح بیشتر می باشد. برای بتن های با نسبت های w:c حدود 4/0، یعنی کران پایین محدوده نسبت w:c در بتن های شبه اصلی، تعداد وصله های متخلخل نسبتا کم بوده و به طور کلی تمایل به جدایی از یکدیگر دارند. در مقابل، در بسیاری از بتن های با نسبت w:c بسیار بالا بررسی شده اند، نواحی متخلخل غالب بوده و تمایل به نفوذ را نشان می دهند؛ نواحی موضعی از خمیر متراکم، که از نظر ظاهری مشابه با نواحی متراکم در سمت راست شکل 2-11 می باشند؛ نیز یافت می شوند اما به نظر می رسد که آنها از یکدیگر جدا می باشند.
به ویژه در بتن های با نسبت w:c پایین تر، بسیاری از وصله های متخلخل همانند مثال نشان داده شده در شکل 2-10، از مرز دانه های ماسه تفکیک می شوند و البته برخی دیگر نیز به وضوح اینگونه نیستند. محدوده وصله های متخلخلی که از روی مرز دانه های ماسه تفکیک می شوند، حتی از بیشترین محدوده تخمینی ITZهای معمول نیز تجاوز می نمایند. باید توجه شود که اندازه چنین حفره های متخلخلی به اندازه بزرگی معمول فضاهای موجود بین بسیاری از دانه های ماسه در بتن ها می باشد.

مطالب مرتبط با این مقاله را در این بخش از کلینیک بتن ایران دنبال نمایید
انواع ملات های ساختمانی شامل چه مواردی است؟
چسب بتن چیست

باید ذکر شود که اخیرا وانگ و بونفلد وجود وصله های متراکم و متخلخل را مورد سوال قرار داده و حضور آنها در SEM پس پراکنش را به یک محصول مصنوعی مربوط به نفوذ ناقص رزین اپوکسی مورد استفاده در SEM پس پراکنش، نسبت دادند. در عین حال که وجود وصله های متخلخل و متراکم مکمل یکدیگر در ابتدا در SEM پس پراکنش مشاهده شده است، اما این وصله ها به سادگی در آزمایش SEM الکترونی ثانویه از سطوح صیقل یافته و نیز در میکروسکوپی نوری فلوئورسنت مقاطع نازک، قابل مشاهده می باشند. به علاوه، چندین سال پیش، لندیس، ملاتی با روش اختلاط معمولی و w:c برابر 6/0 را با استفاده از یک ماسه بتنی ریزدانه (حداکثر اندازه در حدود mm4/0) تهیه نمود. بخشی از ملات به صورت استوانه ای به قطر mm4 قالب گیری شد و برای مدت حدود 30 روز با رطوبت عمل آوری گردید و سپس در مدت زمان مشابه در هوا خشک گردید. تکه کوچکی از آن شکسته و جدا شد و در آزمایشگاه ملی بروکهاون و در مرکز ملی نور سینکروترون، در معرض یک دسته پرتو سینکروترون قرار گرفت تا داده های مربوط به تصویر برداری پرتونگاری مقطعی محاسبه شده، به دست آید. این نتایج با کمال میل به صورت یک سری از تصاویر شامل تقریبا 500 تصویر متوالی پردازش شده هر یک به فاصله mµ2/1 در اختیار قرار گرفت. وضوح درون صفحه ای نیز برابر mµ2/1 پیکسل می باشد.

شکل 2-11، یکی از این قطعات را نشان می دهد. قسمت های بزرگتر و اغلب به رنگ خاکستری یکنواخت، دانه های ماسه می باشند. ذرات سفیدرنگ کوچکتر و مجزا از هم، به وضوح هسته های سیمانی هیدراته نشده باقیمانده هستند که توسط توده ذرات احاطه شده اند. مشاهده می شود که در گوشه چپ پایین تکه ملات (با علامت 'A')، وصله متراکمی شامل هسته های ذرات سیمان هیدراته نشده به صورت فشرده، وجود دارد. در قسمت بالا و اندکی به سمت راست این وصله که کاملا ا زآن متمایز می باشد، ناحیه ای از خمیر متخلخل با وضوح بیشتری که شامل هیچگونه سیمان غیر هیدراته نیست، قابل مشاهده می باشد. این تمایز در یک ساختار وصله متراکم/ وصله متخلخل در نمونه ملات لندیس، از اهمیت ویژه ای برخوردار است، چرا که این آزمایش شامل هیچگونه آماده سازی نمونه نبود و بنابراین وجود هرگونه محصول مصنوعی مربوط به آماده سازی نمونه، غیرممکن می باشد.

شکل 2-12- تصویر پرتونگاری محاسبه شده از صفحه ای از یک تصویر سه بعدی از ملاتی با نسبت آب به سیمان 45/0 خشک شده در هوا. ناحیه گوشه سمت چپ پایین ('A') یک بخش متراکم را تشکیل می دهد که با بخشی متخلخل ('B') از دانه ماسه بالای آن جدا شده است.

تاکنون شاید اولین تشخیص روشن انتشار یافته از وجود و اهمیت احتمالی چنین وصله های موضعی در بتن، توسط آیدورن ارائه شده باشد که براساس مشاهدات صورت گرفته در آزمایش های مقطع نازک فلوئورسنت از یک بتن دریایی در حال تخریب می باشد.
نسبت کلی w:c بتن در حدود 45/0 بود، اما آیدورن وصله های متخلخل و متراکم متمایزی را با نسبت های موضعی w:c بسیار متفاوت، مشاهده نمود که این مطلب از طریق شدت موضعی فلوئورسنت مشخص گردید. او برآورد نمود که وصله های متخلخل، نسبت های w:c موضعی متمایل به سمت 0/1 را از خود نشان داده اند؛ و در مقابل، وصله های متراکم نسبت های w:c موضعی تنها در حدود 20/0 را از خود نشان داده اند.
آیدرون توجه نمود که ساختار وصله ای، از «ریزوصله های» متخلخل و متراکمی ایجاد شده است که قبلا در بتن تازه وجود داشته اند. بررسی دقیق تصاویر SEM پس پراکنش از ملات های تازه آماده شده توسط کیلسن، که یکی از آنها در شکل 2-2 نشان داده شده است، ظاهرا این ایده را تایید می کند.

حفرات در بتن تازه

بررسی شکل 2-2، تجمع دانه های بزرگ سیمان در نواحی موضعی و یجاد نواحی دیگری با مقدار آب موضعی بیشتر را که تقریبا خالی از چنین دانه های سیمان هستند، نشان می دهد.
این بررسی ها، بر این امکان دلالت دارند که وصله های موضعی ممکن است به سادگی ناشی از عدم اختلاط کافی باشند. با این وجود، در تلاشی به منظور بررسی ویژه این فرضیه، به روشنی مشخص گردید که اختلاط طولانی مدت بتن تازه در یک مخلوط کن کارآمد، موجب از بین رفتن وصله های موضعی نمی گردد. به علاوه، تلاشی که اخیرا صورت گرفته نشان داده است که با کمال تعجب، پخش کامل بتن تازه بر اثر استفاده از مقدار بالای فوق روان کننده نیز، موجب از بین رفتن این وصله نشده است.
توضیحات و دلایل ممکن برای این یافته ها از نظر ظرفیت نفوذ بتن و جنبه های دوام، مطلبی است که همچنان باقی است و باید به آن پرداخته شود. آیدرون خرابی بتن دریایی را که خود آزمایش نموده است، به طور ویژه به ورود آسان یون های خارجی به داخل وصله های متخلخل نسبت می دهد. مقدار موجود وصله های متخلخل موضعی ومیزان اتصال آنها در ساختار سه بعدی بتن های معمولی، موضوعی است که قطعا در خور تحقیق و بررسی می باشد.

نویسنده : کلینیک بتن ایران

اندازه گیری پارامترهای مربوط به ظرفیت نفوذ در بتن و راهکارها

مفهوم کلی ظرفیت نفوذ و اهمیت آن از نظر دوام بتن، قبلا معرفی شده است. در این بخش، برخی از چندین روش اندازه گیری مورد استفاده به منظور تعیین کمی جنبه های مختلف ظرفیت نفوذ در بتن ها، به طور مختصر مورد بررسی قرار می گیرد.

این روش های مختلف، توانایی یک بتن مشخص در انتقال آب مایع، بخار آب، جریان الکتریکی با یون ها را در درجه نخست از طریق حفرات موجود در چسباننده بتن، مشخص می سازند. روشن است که این توانایی به اندازه حفرات و نیز به درجه ارتباط موثر حفرات بزرگتر، بستگی دارد. درجه بالایی از ارتباط میان حفرات بزرگتر اغلب با عنوان «تراوایی» در مراجع عنوان می شود، و از بین رفتن تدریجی آن بر اثر پیشرفت هیدراسیون منجر به ایجاد «ناتراوایی» می گردد. اغلب اینگونه بیان می شود که در ناتراوایی، حفرات بزرگ تر به طور موثری مجزا می شوند به گونه ای که تنها ارتباط باقیمانده میان آنها از طریق «حفرات ژلی» می باشد. نویسنده حاضر با توجه به بحث قبلی خود در ارتباط با مفهوم حفرات ژلی، این ایده را بسیار غیر متحمل می داند. ایده باریک شدن پیش رونده «درزهای محدود شده» چنانکه در شکل 2-8 نشان داده شده است، بسیار منطقی تر به نظر می رسد.

اندازه گیری ظرفیت نفوذ از طریق نفوذپذیری آب

مقیاس کلاسیک ظرفیت نفوذ در بتن، نفوذپذیری است، یعنی مقیاس نرخ انتقال جرمی آب تحت یک حد فشار مشخص، پس از برقرار شدن جریان حالت پایدار (دائمی)، این مفهوم ساده است اما اندازه گیری آزمایشگاهی برای اغلب بتن ها دشوار می باشد. اختلاف مقادیر به دست آمده در اندازه گیری های مکرر، اغلب قابل ملاحظه بوده و پراکندگی کلی نتایج متاسفانه بسیار بالا است. مدوده معمول این مقادیر برای بتن های شبه اصلی بالغ از مرتبه 12-10 تا 14-10 می باشد که مقادیر کمتر برای بتن هایی با ترکیبات سیمانی مکمل، به دست آمده است.

مقادیر نفوذپذیری چنانکه انتظار می رود، عموما با افزایش هیدراسیون، کاهش می یابند. همچنین گزارش شده است که این مقادیر در مدت یک آزمایش بخصوص، کاهش هایی را با گذشت زمان نشان می دهند که این امر تا حدی شگفت آور می باشد.

اندازه گیری ظرفیت نفوذ از طریق هدایت الکتریکی DC

چندین مورد از روش های مختلف سنجش ظرفیت نفوذ شمل توانایی نمونه های بتنی در عبور جریان مستقیم می باشد. از میان این روش ها، روش اندازه گیری «نفوذپذیری کلرید» تاکنون پرکاربردترین آنها بوده و عموما برای محققان و کارشناسان بتن در آمریکای شمالی و دیگر نقاط، آشنا می باشد. روش استاندارد ASTM C1202-97، مقدار کلی عبور جریان (برحسب کلمب) در مدت شش ساعت از نقطه ای به ضخامت mm50 از بتن اشباع در حالت تماس با محلول های الکترود NaCl و NaOH را در اختیار می گذارد؛ در حالتی که ولتاژ در کل آزمایش برابر 60 ولت DC باقی بماند محدوده مقادیر مربوط به بتن های شبه اصلی (اندازه گیری شده در زمان 28 روز مشخص شده در استاندارد) بین حدود 6000 کلمب و 1500 کلمب می باشد که اغلب به نسبت w:c بستگی دارد.

همانند نفوذپذیری آب، مقادیر کلمب اندازه گیری شده برای بتن های با نسبت های w:c کمتر، کوچکتر بوده و این مقادیر برای بتن های شامل ترکیبات سیمانی مکل، باز هم کوچکتر می باشد. بتن هایی که به طور تناوبی به موازات پیشرفت هیدراسیون آزمایش می شوند، کاهش های پیش رونده ای را در مقادیر کلمب اندازه گیری شده نشان می دهند.

این روش سریع و نسبتا تکرارپذیر می باشد، ما ولتاژ بالای استفاده شده، اثرات حرارتی را در بتن های نفوذپذیرتر ایجاد می کند که منجر به پیچیدگی هایی می گردد. این روش در اصل به منظور تهیه ابزاری برای درجه بندی میزان کارآیی راهکارهای مختلف طراحی شده جهت طولانی نمودن عمر کاری بتن های عرشه پل در برابر خوردگی فولاد، ایجاد گردید و مشخصا برای اندازه گیری هدایت الکتریکی یا انتشار یون کلرید طراحی نشده است.

روش های اندازه گیری الکتریکی اساسی بیشتری برای ظرفیت نفوذ در بتن ها طی 25 سال گذشته ایجاد شده است. کار اولیه ویتینگتون و همکاران، مبنایی را برای درک اصول هدایت الکتریکی در بتن فراهم نمود. این کار نشان داد که هدایت الکتریکی به صورت نسبتا کاملی به هدایت چسباننده خمیر سیمان بستگی دارد و چنانکه انتظار می رفت، مشخص شد که هدایت الکتریکی برای بتن های با نسبت بالاتر w:c، بیشر می باشد و به تدریج که چسباننده بر اثر ادامه هیدراسیون نفوذناپذیرتر می گردد، هدایت الکتریکی با زمان کاهش می یابد.

بعدها کریستنسن و همکاران اصول مربوط به هدایت جریان در فاز چسباننده خمیر سیمان را خلاصه نمودند. مشخص شد که هدایت «حجمی» خمیر عموما چندین برابر کوچکتر از هدایت محلول حفره ای هیدروکسید قلیایی موجود در آن می باشد. روابط حاکم به صورت محصول توام سه عامل بیان شدند: قابلیت هدایت محلول حفره ای؛ کسر حجمی موثر «حفرات مویینه» حامل جریان؛ و «عامل β» که شاخص معکوس انحنای این کانال های حامل جریان می باشد. در حالی که قابلیت هدایت محلول حفره ای بیان شده ممکن است به اندازه جزئی با ادامه هیدراسیون افزایش یابد، اما این اثر با کاهش حجم موثر حفراتی که یون های حامل جریان از انها عبور می کنند و خصوصا با افزایش انحنای مسیر جریان (کاهش β) خنثی می گردد. نتیجه خالص آن است که هدایت الکتریکی به طور مداوم با هیدراسیون کاهش می یابد که همانند کاهش نشان داده شده در روش های دیگر اندازه گیری ظرفیت نفوذ می باشد.

بنابراین، هدایت DC می تواند به عنوان یک شاخص آسان ظرفیت نفوذ یک بتن به کار می رود، خصوصا اگر قابلیت رسانایی محلول حفره ای آن قابل تعیین یا تخمین باشد.

این ایده ها اخیرا توسط نوکن و هوتون به منظور شکل دادن روشی برای اندازه گیری عادی ظرفیت نفوذ از طریق اندازه گیری قابلیت هدایت DC، با هدف ایجاد پایه ای برای مشخصات دوام بتن، به کار گرفته شده است. در روش آنها، از دستگاه و شکل نمونه مطابق با ASTM C1202-97 استفاده می شود اما جزئیات اندازه گیری تا حد زیادی از روش ASTM متفاوت می باشد. برای اجتناب از اثرات حرارتی، ولتاژ تا 15 ولت و زمان اندازه گیری تا 15 دقیقه کاهش یافت و برای ایجاد تماس الکتریکی، ز M NaOH3/0 در هر دو وجه استفاده شد. مقادیر هدایت الکتریکی حجمی اندازه گیری شده با این روش برای بتن های شبه اصلی، بین تقریبا ms/cm800 برای بتن های نفوذپذیر تا حدود ms/cm100 برای بتن نفوذناپذیر، قرار گرفت. این مقادیر برای بتن های حاوی میکروسیلیس و خاکستر بادی، پایین تر بود.

محلول های حفره ای بتن توسط نوکن و هوتون توصیف شده و مود تحلیل قرار گرفتند و قابلیت هدایت محلول ها توسط روش اسیندر و همکاران محاسبه شد. مشخص شد که در عین حال که قابلیت هدایت محلول حفره ای چندین برابر بیشتر از قابلیت هدایت حجمی می باشد، اما با نرمال نمودن مقادیر اخیر (یعنی با تقسیم آنها بر قابلیت هدایت محلول)، تنها همبستگی کمی بهتری برای نفوذپذیری آب و دیگر روش های اندازه گیری ظرفیت نفوذ نسبت مقادیر خام قابلیت هدایت حجمی، به دست آمد.

روش های اندازه گیری ظرفیت نفوذ در بتن

اندازه گیری ظرفیت نفوذ از طریق مقاومت ظاهری (امپدانس) مختلط AC

بیشتر تمرکز تحقیقات بر روی اندازه گیری های خواص الکتریکی بتن ها (یا به طور عام، خمیرهای سیمان) شامل توسعه و تفسیر روش های طیف سنجی مقاومت ظاهری مختلط (ASIC) AC بوده است. این پیشرفت ها توسط کریستنسین و همکاران خلاصه شده است. چنین روش هایی، بررسی های بسیار دقیق تری از هدایت الکتریکی خمیرهای سیمان را امکان پذیر ساخته و عوامل مختلف مرتبطی مانند رفتار و خواص عایق های الکتریکی مربوط به انتشار یون ها را مشخص می نمایند. راهکارهای اخیر در این موضوع و ارتباط آن با پارامترهای حفره ای در بتن، توسط مک کارتر و همکاران و نیز بیودواین و مارچند ارائه گردیده است.

مطالب مرتبط با این مقاله را در این بخش از کلینیک بتن ایران دنبال نمایید

عوامل تاثیر گذار بر مقاومت بتن و آزمون های بتن

اندازه گیری ظرفیت نفوذ از طریق انتقال خار آب

روش های اندازه گیری انتقال بخار آب در داخل بتن به طور مختصر در مقدمه مغهوم ظرفیت نفوذ، ذکر گردید و ماهیت غیرعادی انتقال بخار آب در داخل نمونه های نسبتا خشک، در شکل 2-8 نشان داده شد. یک روش آزمایش استاندارد ASTM برای عبور بخار آب از مصالح (ASTM E96-00) روشی را برای اندازه گیری نرخ عبور بخار آب از ضخامت واحد مصالح از طریق ایجاد تفاوت فشار بین دو سطح مصالح، مشخص می نماید. این روش به طور ویژه برای بتن طراحی نشده است و درجه اشباع خود نمونه را مورد توجه قرار نمی دهد و این به طور مشخص، عامل کنترل کننده ای برای بتن نسبتا خشک می باشد.

یک مشخصه فنی ISO تا حدی مشابه اما انعطاف پذیرتر، به طور کلی برای مصالح ساختمانی طراحی گردید. این روش، امکان اندازه گیری های انتقال بخار آب تحت چندین شرایط مرزی متفاوت را به وجود آورده و بیشتر مشخص می کند که نمونه دارای شرایط RH %50 می باشد.

نیلسون با استفاده از نوع دیگری از روش های ISO، ضرایب انتشار بخار آب در بلندمدت را برای بتن های بسیار بالغ اندازه گیری کرده است، اما این کار تنها بین شرایط مرزی RH %65 و RH %100 انجام شده است. ضرایب انتشار رطوبت، وابستگی مورد انتظار به نسبت w:c را نشان دادند. چنانکه انتظار می رفت، مشخص شد که ضرایب انتشار رطوبت برای بتن های حاوی میکروسیلیس بسیار پایین تر و این ضرایب برای بتن های شامل میکروسیلیس و خاکستر بادی، به طور ویژه پایین بودند.

مطالعات تا حدی مشابه توسط جوس و رینهاردت انجام گرفت، اما در این مورد، مطالعه بر روی اثرات افزایش دما متمرکز گردید. مشخص شد که در دماهای بالاتر، ضرایب انتشار به میزان قابل ملاحظه ای افزایش می یابند. جوس و رینهاردت در تحلیل های خود، سهم و اثر مجزای ناشی از انتشار در داخل حفرات پر نشده و ناشی از انتقال مایع در داخل «نقاط مسدود» پر شده مانند آنچه در شکل 2-8 نشان داده شده، در ضرایب انتشار مشاهده شده را شناسایی نمودند، اما نتوانستند جریان کلی را به اجزاء جداگانه ای تفکیک نمایند. این مشکل اصلی است که باید حل شود.

اندازه گیری ظرفیت نفوذ از طریق انتشار یون ها

جنبه مهم (و در عین حال بسیار پیچیده) دیگری از ظرفیت نفوذ در بتن، شامل اندازه گیری مقادیر انتشار یون هاست.

ضرایب انتشار یون های ویژه، عمدتا یون های Cl-، برای سال های بسیاری در درجه اول در ارتباط با برآورد زمانی که یک پوشش بتن می تواند فولاد مسلح سازی را در برابر حمله کلرید حفظ نماید، مورد مطالعه قرار گرفته است . مقادیر معمول بیان شده برای ضرایب انتشار مشخص یون Cl- در بتن های شبه اصلی در حدود 12-10×2 تا حدود m2/s 12-10×10 می باشند.

چنانکه ممکن است انتظار رود، ضرایب انتشار برای بتن های با نسبت w:c کمتر، پایین تر بوده و برای بتن های با مقادیر زیاد خاکستر بادی، میکروسیلیس و سرباره، باز هم مقادیر کمتری به دست می آید.

چنانکه توسط دلاگراو و همکاران اشاره دشه است، مقادیر مشخص به دست آمده برای ضریب انتشار یون، تا حد بسیار زیادی به روش بخصوص اندازه گیری و روال محاسبه که مورد استفاده قرار می گیرد، بستگی دارد. با این وجود، هر یک از روش های بررسی شده توسط این نویسندگان، نسبت به تفاوت های موجود در ریزساختار بتن حساس می باشد و توصیه شد که هر یک از آنها را می توان به عنوان یک روش اندازه گیری ظرفیت نفوذ به مفهوم به کار رفته در این مقالات کلینیک بتن ایران، مورد استفاده قرار داد.

اما این نویسندگان اشاره نمودند که یون ها به طور مستقل منتشر نمی شوند؛ یعنی اندرکنش های میان انواع مختلف یون هایی که به طور همزمان منتشر می شوند و نیز در ریزساختارها، اتفاق می افتد. چنانکه ممکن است انتظار برود، اندرکنش ها در ریزساختارها، در نسبت های پایین w:c و نیز هنگامی که ترکیباتی مانند میکروسیلیس وجود داشته باشد، شدیدتر می باشد.

تلاش های بسیاری به منظور توصیف ریاضیاتی مهاجرت یون ها به عنوان بخشی از فرایندهای کلی تر انتقال یونی، در حال انجام می باشد. یک روش کلی برای انجام این کار برای کلیه یون ها، براساس نتایج آزمایش مهاجرت یون ها، اخیرا توسط سامسون و همکاران ارائه شده است.

رویکردهای اتی

چنانکه در مقالات ذکر شد، در این مقالات  عمدا بحث را به یافته هایی براساس شواهد آزمایشگاهی بجای مدلسازی، محدود ساخته است. مبنای حداقل برخی از مدل های موجود از نظر ارائه مشخصات و ویژگی های به دست آمده در بتن، تا حد زیادی غیر واقع بینانه می باشد. 

با این وجود، رویکرد آتی، یک توسعه رو به جلو برای مدل های واقع بینانه تر براساس درک عمیق تری از ریزساختارهای واقعی در بتن بوده و می تواند مشخص نماید که در واقع مشخصات ریزساختار چگونه فرایندهای انتقال موجود در نفوذ آب، یون ها و غیره را کنترل می کنند. پیشرفت های هر چه بیشتر رایانه ای نیز احتمالا در تسهیل این توسعه، مفید خواهد بود.

رویکرد آتی دیگری که ممکن است مورد توجه قرار گیرد، عبارت ست از به تصویر کشیدن ساختار سه بعدی واقعی خمیر سیمان –شامل حفرات- در بتن ها، از طریق روش های پرتونگاری مقطعی محاسباتی باکیفیت و بزرگنمایی بالا و به صورت کاملا واضح. چنانکه قبلا مشخص گردید، تصاویر پرتونگاری مقطعی محاسباتی در حال حاضر در اندازه های واکسل نزدیک به mµ1 و در محدوده های دینامیکی کافی به منظور تشخیص دانه های سیمان و حداقل حفرات درشت تر، قابل تولید می باشند. پیشرفت های ممکن در زمینه وضوح و کیفیت (و محدوده دینامیکی) برای پرتونگاری مقطعی محاسباتی، می تواند اطلاعات سه بعدی را با همان سطح جزئیات موجود در SEM پس پراکنش موجود، در اختیار ما قرار دهد. در عین حال، پیشرفت های صورت گرفته در دستگاه های SEM نیز یقینا می تواند مطالعه جزئیات حفرات و دیگر مشخصات ریزساختاری به صورت دو بعدی را تسهیل نماید. بخصوص جای امیدواری است که ترکیب پرتونگاری مقطعی محاسباتی، قابلیت SEM با وضوح بالاتر و مدلسازی واقع بینانه، بتواند جزئیاتی را که کنترل کننده نفوذ در بتن های واقعی هستند، آشکار نماید.

نویسنده : کلینیک بتن ایران

افزودنی های شیمیایی پرکاربرد در صنعت بتن

یک افزودنی ماده ای است فراتر از آب، سنگدانه ها، مواد سیمانی و تقویت کننده های فیبری که به منظور اصلاح ویژگی های تازه مخلوط، سخت شدگی و نیز گیرش بتن، به عنوان جزئی از مواد تشکیل دهنده بتن مورد استفاده قرار می گیرد که قبل از ترکیب شدن و یا بعد از آن به پیمانه (بچینگ) اضافه می شوند، تعدادی افزودنی های شیمیایی وجود دارند که اغلب آنها در SCC مورد استفاده قرار می گیرند.

افزودنی های شیمیایی که بیش از همه مورد استفاده قرار می گیرند به همراه علت اصلی استفاده از آنها در جدول  زیر آمده است.

علت استفاده

نوع افزودنی

کاهش میزان آب به منظور ایجاد ویسکوزیته کافی، تنظیم مقدار جهت افزایش یا کاهش جریان اسلامپ افزایش ویسکوزیته به منظور ارتقاء و پایداری مخلوط و کاهش آب دهی تامین و حفظ جریان اسلامپ / قابلیت کارایی بدون ایجاد کندسازی افزایش زود هنگام پیشرفت مقاومت فشاری، تسهیل گیرش نرمال در دمای سرد کاهش سرعت جذب آب سیمان جهت تاخیر در گیرش در دمای گرم، افزایش زمان قابلیت کارایی افزایش دوام در مقابل یخ زدگی / ذوب شدگی و افزایش میزان خمیر مخلوط جهت ارتقاء جریان و پایداری

کاهش دهنده آب طیف بالا (HRWR) افزایش اصلاح کننده ویسکوزیته (VMA) افزودنی حفظ قابلیت کارایی افزودنی کاتالیزور افزودنی کنترل جذب آب و کندگیر افزودنی هوا زا

وقتی که SCC برای اولین بار در بازار آمریکای شمالی معرفی شد، تصور نادرستی وجود داشت که این ماده یک افزودنی شیمیایی است. برخی تصور می کردند که می توان SCC را بدون استفاده از نسبت بندی مخلوط، ساخت. هر چند این مطلب واقعیت ندارد، اما این حقیقت را که وقتی به SCC فکر می کنیم تصوری از افزودنی های شیمیایی به ذهن می رسد، پر رنگ می کند. افزودنی ها به منظور کنترل ویژگی های معینی از مخلوط مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین ترکیب افزودنی ها نیز برای اصلاح همزمان ویژگی های چندگانه مخلوط استفاده می شود.

برای مثال می توان از کاهش دهنده آب طیف بالا (HRWR) و یا از افزودنی اصلاح ویسکوزیته به ترتیب جهت کاهش جریان اسلامپ و افزایش پایداری مخلوط استفاده کرد. این یکی از ویژگی های کلی مواد شیمیایی است که آن را به صورت ابزاری قدرتمند در آورده است. هیچ گاه نباید از افزایش آب برای افزایش جریان اسلامپ استفاده کرد، به لحاظ تئوریک یک HRWR را برای افزایش سیالیت مخلوط و بدون نیاز به هیچ تنظیم کننده دیگری، می توان به کار برد.

البته زمانی که حجم آب افزایش می یابد، حجم افزوده شده آب باید از طریق کاهش برخی دیگر از اجزاء تشکیل دهنده مخلوط، جبران شود و به موجب این عمل، ویژگی های دیگر مخلوط نیز تحت تاثیر قرار می گیرند. مشابه همین مطلب را برای استفاده از VMAها در برابر دیگر تکنیک نسبت بندی برای افزایش یا کاهش ویسکوزیته مخلوط SCC می توان بیان کرد.

البته استفاده از همه افزودنی های شیمیایی در زمان ساخت SCC ضروری نیست، ولی وجود افزودنی HRWR لازم و ضروری می باشد. SCC با کیفیت را نمی توان بدون استفاده از این نوع افزودنی ها ساخت. افزودنی های دیگر مانند VMA و افزودنی های حفظ کارآمدی، در بسیاری شرایط مفید هستند اما ممکن است همیشه ضروری نباشند.

کاهش دهنده آب با طیف بالا

افزودنی HRWR مهمترین افزودنی شیمیایی استفاده شده در ساخت SCC می باشد. کاربرد اصلی آنها پخش کردن ذرات سیمان است. از این طریق، سطح بالایی از سیالیت را بدون استفاده از آب، فراهم می کند. این در حالی است که ظرفیت آب دهی (شیردهی) و تفکیک را کاهش می دهد. علاوه بر کنترل سیالیت مخلوط، این قابلیت تغییر حجم آب، از طریق تنظیم مقدار HRWR، به استفاده کنندگان اجازه می دهد که ویسکوزیته مخلوط SCC را تغییر دهد تا برای کاربرد مورد نظر، مناسب تر باشد.

در طی سالیان متمادی، مواد شیمیایی پراکنده ساز (پاشنده) متعددی ساخته شده اند که سطوح مختلفی از قدرت پخش کنندگی را دارند. برخی از اولین و پر کاربردترین استفاده های HRWR، براساس خاصیت شیمیایی نفتالین است. این تولیدات هنوز هم در قسمت های مختلف جهان مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از آن در SCC محدودیت دارد و این به علت مقدار پاشندگی و پخش کنندگی مورد نیاز برای دستیابی به سیالیت SCC است.

مقدارهای بالاتر، می تواند موجب تاخیر در میزان سخت شدگی و نیز تاخیر در روند ایجاد مقاومت می شود که ویژگی نامطلوبی در کاربردهای مختلف محسوب می شود. HRWRهای ملامینی دارای نقص در زمینه کاهش سریع تر اسلامپ می باشد که استفاده از آنها را محدود کرده، زیرا حفظ کارایی برای مخلوط SCC حیاتی است.

HRWRها برپایه پلی کربوکسیلات اتر (PCE)، به خاطر عدم وجود نقایصی مانند نامناسب بودن مقدار، تاخیر افکنی و یا مسائل مربوط به حفظ کارآمدی آنها (نقایص مربوط به تکنیک های قبلی) دیگر محدود نمی باشد و می توان بطور گسترده تری از آنها در بخش های مختلف و کاربردهای مختلف، استفاده کرد. ظهور پراکنده سازها پایه PCE، آگاهی عمومی و توسعه SCC را تسهیل بخشیده است.

فناوری پلی کربوکسیلات اتر

سابقاً توانایی ساختار مولکول های پاشنده و پراکنده سازها محدود شده بود، اما معرفی پاشنده های PCE، آن را تغییر داد. درحالی که پاشنده های قبلی عمدتاً تولیدات جانبی دیگر صنایع بودند، اکنون برای مولکول های مختلفی این امکان وجود دارد که تنها با هدف پخش سیمان پرتلند توسعه یابند. PCEها پلیمرهای شانه ای هستند. یعنی اینگونه توصیف شده اند که دارای یک ستون اصلی (شبیه ستون فقرات) و نیز زنجیرهایی که در یک طرف این ستون آویزانند و این مولکول ها در طول ستون اصلی، در محل اتصال، بار منفی می گیرند (شکل 1).

ساختار مولکول را می توان به گونه ای تغییر داد که ویزگی های عملکردی مختلفی را برای مخلوط بتنی ایجاد کرد. برای مثال وزن مولکولی ستون اصلی و یا زنجیرهای جانبی را می توان تغییر داد. یعنی آنها را بزرگتر یا کوچکتر کرد. تراکم زنجیرهای جانبی و یا بخش های شارژ را در امتداد ستون اصلی می توان تنظیم کرد.

HRWRها با پایه PCE، دانه های سیمان را از طریق دو مکانیزم مکمل پراکنده می سازند. دفع الکترواستاتیکی و جلوگیری از تجمع.

دفع الکترواستاتیکی فرآیندی است که از طریق آن، در محل اتصال و در امتداد ستون اصلی، مولکول های پراکنده ساز (که عامل بار منفی می باشند) دانه های سیمان را جذب می کنند و به دلیل وجود همین بار روی سطح، دانه های سیمان یکدیگر را دفع می کنند و اکثر پراکنده سازها از این ترکیب عملکردی برخوردارند (شکل2).

PCEها همچنین دانه های سیمان پرتلند را از طریق ممانعت از تجمع نیز پخش می کنند که بیشتر یک فرآیند فیزیکی است. زنجیرهای جانبی معلق، از ذرات سیمان جدا می شوند و این عمل مانع از باز انباشتگی ذرات سیمان می شود (شکل 3).

شکل 1 ساختار PCE پلیمر شانه عمومی

رابطه ساختار / عملکرد PCE

توانایی در کنترل ساختار PCE، این اجازه را به یک شیمی دان می دهد تا پراکنده سازهای مختلفی را طراحی کند. مانند پاشنده (پراکنده سازی) ای که کاهش دهنده فوق العاده آب است و یا پاشنده ای که سطح بالای کار آمدی را در مدت زمان طولانی تری حفظ می کند.

شکل 2 دفع الکترواستاتیکی دانه های سیمان توسط مولکول های پراکنده ساز

شکل3 ممانعت فضایی دانه های سیمان پخش کننده

لازم به ذکر است که همه HRWRها با پایه PCE، مشابه یکدیگر نیستند، در نتیجه باید ویژگی های تولیداتی را که می خواهیم از آنها استفاده کنیم بدانیم. با تغییر ساختار مولکولی PCE، ویژگی های عملکردی را می توان اصلاح کرد، از جمله این عملکردها می توان به بازده پاشندگی، ویسکوزیته مخلوط بتن و حفظ کار آمدی اشاره کرد.

بازده پاشندگی

این عدد یا به عنوان افزایش سیالیت و یا به عنوان کاهش در هر واحد تغییر آب موجود در مقدار پاشنده (پراکنده ساز) اندازه گیری شده است. این یک ویژگی است که نهایتاً منجر به تولید مقدار مورد نیاز می شود. یک محصول که به مقدار ملایم تری نیاز دارد، سطح بالاتری از کنترل را از جانب تولید کننده می طلبد و این مطلب باعث تنظیم مقدارهای کوچک در مرحله تولید می گردد. ایجاد تنظیمات دقیق تر برای محصولات با مقدار بسیار پایین دشوارتر است.

شکل 4 مقدار مصرف را برای سه نوع متفاوت از HRWR با پایه PCE نشان می دهد. بازده مقدار PCE 2، بیشتر از PCE 1 و PCE 3 است. یک محصول با میزان مقدار مشابه PCE 2، در مکان هایی که مخلوط های SCC و بتن معمولی بطور محدود تولید می شوند، به راحتی قابل استفاده است، مانند کارگاه های پیش ساخته. میزان مقدار PCE 1 و PCE 2 در مکان هایی بیشتر استفاده می شوند که طیف وسیعی از انواع مخلوط تولید می شوند، مانند کارگاه ها و کارخانه های بتن آماده.

ویسکوزیته مخلوط بتن

ویسکوزیته یک مخلوط SCC بر تعدادی از ویژگی ها تاثیر می گذارد. از جمله قابلیت عبور، پایداری، پرداخت سطحی. ساختار یک مولکول PCE، می تواند بر ویسکوزیته یک مخلوط SCC تاثیر بگذارد. جدول2 ارائه دهنده اطلاعاتی مبنی بر مقایسه تاثیر ویسکوزیته سه نوع HRWR مبتنی بر پایه سه نوع مولکول متفاوت PCE می باشد.

پارامترهای رئولوژیکی (تغییر شکل ماده) به وسیله استفاده از رئومتر IBB بتن اندازه گیری می شود. میزان مقادیر ویسکوزیته به دست آمده از طریق تغییر HRWR مهم است. تغییر ویسکوزیته نیز در زمان های T50 منعکس شده است. PCE 2 دارای بالاترین میزان ویسکوزیته و زمان T50 است. درحالی که PCE 1 کمترین میزان ویسکوزیته و زمان T50 را دارد. تاثیر ویسکوزیته بر تفکیک، شیردهی (آّب دهی) و VSI نیز ارائه شده است. برای یک مخلوط مشخص با مقدار ثابت جریان اسلامپی، افزایش ویسکوزیته موجب افزایش پایداری مخلوط می شود.

حفظ کار آمدی

حفظ کارایی برای مخلوط SCC مهم و حیاتی است و بدون آن SCC مزایای خود را از دست می دهد.

شکل4 واکنش مقدارهای سه PCE برپایه HRWRها

مقدار مصرف محصولات HRWE

حفظ کارآمدی می تواند تحت تاثیر ساختار مولکولی پلیمر استفاده شده در یک HEWR با پایه PCE باشد.

جدول3 نشان دهنده مقایسه انجام شده میان دو ماده HRWR با پایه PCE و حفظ کارایی آنها در بیش از 80 دقیقه است. تمایل PCE 3 برای شروع کاهش کارآمدی در 30 دقیقه نخست، قابل توجه است، درحالی که PCE 4، کاهش درآمدی را تا پس از 55 دقیقه هم آغاز نکرده است. البته لازم به ذکر است که توانایی حفظ کارآمدی، تحت تاثیر نسبت بندی مخلوط، ترکیب نسبت پودرهای مخلوط و وجود سایر افزودنی ها می باشد.

PCE 3	PCE 2	PCE 1	HRWR
676	559	780	مقدار مصرف (ml/100 kg)
429	429	434	سیمان (kg/m3)
961	961	973	سنگدانه درشت (kg/m3)
853	853	865	سنگدانه ریز (kg/m3)
177	177	180	آب (kg/m3)
5/1	3/1	3/1	هوا %
100/0	100/0	200/0	بازده (g)
600/4	400/5	600/3	ویسکوزیته (چسبانیدگی)
660	660	660	رکود جریان (mm)
6/10	8/2	7/11	عامل تفکیک %
0	06/0	28/1	Bleed (%)
2/2	5/3	8/1	T50
5/1	1	2	VSI

جدول 2 تاثیر PCE بر ویسکوزیته و استقامت

PCE 2	PCE 1	HRWE
585	520	مقدار مصرف
339	340	سیمان نوع I (KG/M3)
60	60	خاکستر بادی کلاس F (kg/m3)
1070	1076	سنگدانه درشت (kg/m3)
822	827	سنگدانه ریز (kg/m3)
160	160	آب (kg/m3)
		رکود جریان (mm)
660	675	اولیه (ابتدایی)
660	535	30 دقیقه اولیه
660	420	55 دقیقه اولیه
580	335	80 دقیقه اولیه
		هوا %
4/1	9/0	اولیه (ابتدایی)
6/1	7/1	80 دقیقه اولیه

جدول 3 مقایسه حفظ کارایی بین دو PCE مختلف مبتنی بر HRWE ها

PCE همچنین بر میزان سخت شدگی و توسعه مقاومت فشاری اولیه مخلوط SCC بطور متفاوت تاثیر می گذارد. برخی موجب افزایش سرعت گیرش و برخی موجب افزایش سرعت مقاومت می شود، درحالی که بقیه باعث افزایش نرمال مقاومت می شوند. مقاومت زود هنگام، برای تولید کنندگان بتن پیش ساخته/ پیش تنیده، دارای اهمیت است زیرا مشخص می کند که جدا شدن از قالب چقدر سریع اتفاق می افتد. گیرش سریع یا افزایش سریع مقاومت نیز مفید است زیرا می توان مواد سیمانی مکمل بیشتری را وارد نسبت بندی مخلوط SCC کرد.

واکنش با سیمان پرتلند

عملکرد افزودنی های HRWE، جذب و پخش کردن دانه های سیمان پرتلند است. واکنش پاشنده PCE و سطح دانه های سیمان بسیار پیچیده است. کافی است که بگوییم اگر سیمان را بطور تصادفی تغییر دهیم در سیالیت اولیه SCC و یا نیاز به مقدار HRWR تغییرات حاصل می شود و درجه تغییر می تواند از بسیار کم تا بسیار زیاد متغیر باشد. باید به توصیه های تولید کنندگان مخلوط در رابطه با استفاده از یک نوع HRWR خاص عمل کنیم. بحث و بررسی درباره ویزگی های عملکردی HRWRها، با ارائه افزودنی های شیمیایی توصیه شده تا تفاوت عملکردهای نسبی را میان محصولاتی که در دسترس هستند بشناسیم.

افزودنی های اصلاح کننده ویسکوزیته

SCC به کمک فناوری ساخت بتن در زیر آب رشد و توسعه یافت. زمانی که بتن در زیر آب قرار می گیرد، باید بسیار کارآمد باشد و در برابر تفکیک و فرسایش مقاوم باشد.

سیمان پرتلند

افزودنی های ضد فرسایش به منظور افزایش چسبندگی و ویسکوزیته مخلوط های بتنی در زیر آب توسعه یافته اند و اجزاء جداساز مخلوط را یا حذف کرده و یا تا حد زیادی کاهش می دهد. افزودنی VMAها، اولین نمونه هایی هستند که اکنون به عنوان افزودنی های اصلاح کننده ویسکوزیته شناخته می شوند.

VMAها برای ارتقاء پایداری و ایجاد مقاومت برای مخلوط های SCC مورد استفاده قرار گرفته اند. انواع مختلفی از VMAها وجود دارند. برخی موجب غلیظ شدن خمیر سیمان می شوند و برخی دیگر موجب غلیظ شدن آب می شوند. 

تاثیر بر روی ویسکوزیته مخلوط، میزان شیردهی (آّب دهی) و تفکیک سنگدانه ها بستگی به VMA انتخاب شده دارد. برخی از آنها توانایی بیشتری در زمینه کنترل آب دهی محصولات دارند درحالی که بقیه بطور موثر مانع جدا شدن سنگدانه های درشت می شوند.

جدول4 نشان دهنده تاثیر سه VMA متفاوت بر پایداری مخلوط می باشد. مخلوط استفاده شده در این ارزیابی، به صورت هدفمند با هدف ناپایدار بودن، توسعه یافته است. به همین منظور تاثیر هر کدام از VMAها بطور واضح تری نشان داده شده است. برا یافزایش هدف ناپایداری، نسبت آب/ سیمان (W/C) بالاتر، شن کمتر و حجم سیمان پایین تر بعلاوه مقدار جریان اسلامپ بالاتر در نظر گرفته شده است. همه مخلوط های موجود در این ارزیابی از استاندارد ASTM نوع 1 برای سیمان، سنگدانه های ریز، سنگدانه های درشت و HRWR بر پایه PCE استفاده کرده اند.

VMAها طبق توصیه های تولید کننده، واحد بندی شده اند، تفکیک نیز با استفاده از آزمون ستون اندازه گیری شده است. میزان آب دهی (شیردهی) نیز با استفاده از ASTM C 232 اندازه گیری شده است. مخلوط مرجع بسیار ناپایدار ذکر شده است. هم درصد آب دهی (شیردهی) و هم درصد تفکیک بسیار بالاست. همان طور که VMAهای مختلف درون مخلوط SCC به هم متصل می شوند، عوامل جداساز کاهش می یابند. بعضی از اینها می تواند به کاهش جزئی جریان اسلامپ نسبت داده شود. به هر حال محرک اولیه VMA شیمی است. کاهش نسبی تفکیک سنگدانه ها نسبت به مخلوط مرجع در محصولات متغیر است.

VMAهای مختلف دارای نقاط ضعف و قوت مشخصی هستند. آنها ابزارهایی هستند که در مسیر توسعه مخلوط SCC مورد استفاده قرار می گیرند و انتخاب آنها وابسته به ویژگی های موادی دارد که در دسترس هستند.

از آنجایی که VMA 1 به میزان زیادی برکاهش آب دهی (شیردهی) تاثیرگذار بوده و نیز بطور قابل توجهی در کاهش نشست سنگدانه ها موثر می باشد، در مخلوط های نسبت بندی شده، که شامل سنگدانه های درشت و سنگدانه های ریز زاویه دار مفید می باشند مانند سنگدانه هایی که دارای اندازه محدود و مشخص برای عبور از الک 300 میکرومتر هستند.

در مخلوط هایی که ترجیح داده می شود که حجم کمی از پودر را نگه دارند، VMA 3 نیز کاهش متعادلی را در میزان آب دهی و هم در تفکیک سنگدانه ها در بتن به وجود می آورد و برای ایجاد پایداری در مخلوط هایی که نیاز به توسعه پایداری اندک و یا متوسط دارند، مفید است.

VMA 3	VMA 2	VMA 1	Reference
426	430	426	422	سیمان (kg/m3)
954	964	954	945	شن (kg/m3)
848	857	848	840	ماسه (kg/m3)
203	205	203	200	آب (kg/m3)
48/0	48/0	48/0	48/0	نسبت آب به سیمان
1066	1066	1268	1021	HRWR (ml/100 kg)
650	650	260	0	VMA (ml/100 kg)
781	730	787	826	جریان اسلامپ (mm)
7/0	1	3/1	9/0	T50 (s)
5/10	3//2	4/0	3/13	آبدهی (%)
36	24	37	49	عامل تفکیک (%)

جدول 4 تاثیر VMA برپایداری

VMA 2 که بطور قابل ملاحظه ای میزان آب دهی و همچنین تفکیک سنگدانه ای را کاهش می دهد یک محصول نیرومند بوده و در طیف وسیعی از مخلوط های SCC مفید است.

VMAها و قدرتمندی

قدرتمندی به درجه عدم حساسیت مخلوط SCC نسبت به نوسانات در ویژگی های مواد خام در طی مرحله تولید، اطلاق می شود. مانند میزان رطوبت در توزیع اندازه ذره و دیگر چیزهایی که می توانند منجر به تغییرات در ویژگی های تازه مخلوط شوند. قدرتمندی را می توان با اندازه گیری تغییرات هر ویژگی تازه SCC مانند جریان اسلامپ، زمان T50، تفکیک (جداشدگی)، قابلیت عبور و یا دیگر ویژگی ها ارزیابی نمود. عده ای از محققین نشان داده اند که VMAها در زمینه ایجاد قدرت در جریان اسلامپ و قابلیت عبور SCC مفید هستند. 

افزودنی های نگه دارنده قابلیت کارآمدی

همه افزودنی ها محدودیتی در زمان دارند که در طول این مدت، ویزگی های تازه و اصلی خود را حفظ می کنند. خارج از این محدوده زمانی، یک مخلوط SCC به یک مخلوط اسلامپ معمولی برای تراکم انرژی، کاهش خواهد یافت. اهمیت حفظ قابلیت کارآمدی مناسب برای SCC نباید دست کم گرفته شود بلکه باید برای آن برنامه ریزی کرد، بطور مثال یک تولید کننده پیش ساخته ممکن است زمان کمتری را برای انتقال و تکمیل بتن ریزی نسبت به پروژه ریخت درجا داشته باشد. معادله ساده ای که در زیر آمده است می تواند به تعیین مقدار حفظ قابلیت کارآمدی مورد نیاز کمک کند.

زمان مورد نیاز برای حفظ جریان اسلامپی = زمان بتن ریزی پیمانه بعدی + زمان بتن ریزی + زمان انتقال

زمان انتقال و زمان بتن ریزی خود به خود مشخص می شود. زمان مورد نیاز برای بتن ریزی هنگامی است که مطمئن شوید که خط بتن ریزی دیگر دیده نمی شود،  و یا زمانی که درز بتن ریزی اتفاق می افتد، یعنی زمان تخلیه متوالی، بتن در قسمت بالایی دیگری قرار گیرد. این زمان می تواند براساس بچینگ و نیز پروسه ترکیب به کار گرفته شده توسط تولید کننده، متفاوت باشد.

مجریان بتن همواره انتظار کاهش قابلیت کارآمدی را دارند و در زمان لازم برای جبران آن، یکی از  روش هایی را که در سال های اخیر ارائه شده بکار می گیرند. هر چند همه این روش ها، برای استفاده در SCC مناسب نیستند.

حرارت دهی دوباره به آب در کارگاه ساختمانی

با توجه به تجربیات نویسنده، این روش به ندرت در مورد SCC استفاده می شود. در SCC آب اضافی باید به منظور تنظیم بتن ساز توسط مسئول بچینگ و کنترل کیفیت، محدود شود. آب دارای تاثیر مستقیم و قابل ملاحظه ای بر ویسکوزیته مخلوط، توانایی آب دهی و توانایی جدا شدن (تفکیک) است و باید به دقت کنترل شود.

مقدار بندی کردن دوباره HRWR در کارگاه ساختمانی

این روش معمولاً در اجرا مورد استفاده قرار می گیرد و یک شخص به صورت تمام وقت و اختصاصی به عنوان مسئول افزودن HRWR در کارگاه پیش سازی، مورد نیاز است. اگر یک نفر برای انجام این مسئولیت تعیین نشود، ثابت و کیفیت محموله های SCC ممکن است به چالش کشیده شود.

بچینگ برای یک جریان اسلامپی بالاتر از هدف، برای جبران کاهش اسلامپ در طی انتقال تجربه نویسنده در SCC حباب دار نشان می دهد، این روش به ندرت استفاده می شود زیرا نیازمند کسی است برای پیمانه کردن مخلوط با میزان سیالیتی که تاثیر منفی بر پایداری اولیه و حجم هوا داشته باشد.

اضافه کردن یک افزودنی کنترل کننده یا افزودنی تاخیر دهنده جذب آب برای کاهش سرعت جذب آب و سفت شدن استفاده از روش به تاخیر انداختن یا کنترل جذب آب در افزودنی ها برای افزایش کارآمدی، روشی رایج و عملی است. اکثر تولید کنندگان بتن تجربیات و پیشینه ای در استفاده از این افزودنی ها دارند.

افزودنی های حفظ کارآمدی، سطح جدیدی از افزودنی ها هستند که فقط برای تاثیرگذاری بر زمان حفظ کارآمدی طراحی شده اند.

هر افزودنی دارای یک جریان اسلامپی به میزان 600 تا 675 میلی متر می باشد. مقدار انعطاف پذیری به تولید کنندگان بتن این اجازه را می دهد که به تغییرات دما، مواد و شرایط پروژه پاسخ دهند. این عملکرد، بدون کاهش سرعت جذب آب سیمان، به دست آمده است.

افزودنی های حباب زا و دیگر افزودنی ها

هوادهی در SCC امکان پذیر بوده و یک رویداد روزمره در بخش هایی از آمریکای شمالی می باشد. از آنجایی که میزان درصد هوای مورد نیاز در مخلوط ها متفاوت است، هوادهی افزودنی های بتن نیز باید دارای مقدار متفاوتی باشد. مشابه بتن معمولی هوازایی (حباب زایی) نیز تحت تاثیر تعدادی از فاکتورها می باشد، از قبیل اختلاط مخلوط (نسبت بندی)، درجه بندی سنگدانه های ریز، نوع مخلوط کن و کارایی مخلوط و همچنین وجود افزودنی های دیگر و نیز HRWR، هوازایی به ویژه در مورد SCC تحت تاثیر پایداری مخلوط است. هر چه پایداری مخلوط کمتر شود هوادهی به مخلوط سخت تر خواهد شد. زمانی که مخلوط نیاز به هوادهی دارد، تولید کننده بتن SCC باید پایداری مخلوط را ارزیابی کند، در عین حال که هوا باعث افزایش حجم خمیر می شود، پایداری مخلوط SCC نیز می تواند افزایش یابد. افزودنی های دیگری که می توانند بطور مداوم در تولید مخلوط های SCC به کار روند شامل کاهش دهنده های نرمال و متوسط آب علاوه بر افزودنی های ضدخوردگی افزودنی های رنگ مایع و غیره می باشند. اغلب افزودنی هایی که در تولید بتن معمولی استفاده می شود در SCC هم کاربرد دارد. همیشه توصیه های تولید کننده را برای ترکیب کردن مواد افزودنی چندگانه در مخلوط بتن، به کار گیرید. افزودنی های شیمیایی برای تولید مخلوط های SCC با کیفیت خوب مورد نیاز است. افزودنی های HRWR ضروری می باشند درحالی که دیگر افزودنی ها مانند VMAها و مخلوط های حفظ کارآمدی، معمولاً استفاده می شوند.

همه HRWRها با پایه PCE مشابه یکدیگر نیستند اما ممکن است در کارایی مقدارهای مختلف، اثر بر ویسکوزیته مخلوط، زمان حفظ کارایی، تاثیر بر میزان سخت شدگی و افزایش قدرت اولیه، متفاوت باشند. به همین صورت همه VMAها هم مشابه هم نیستند، آنها می توانند دارای تاثیرات متفاوتی بر روی میزان آب دهی، جداشدگی و قدرت داشته باشند. بسیار دارای اهمیت است که تولید کننده بتن و پیمانکار، جنبه های عملکردی ضروری را در مخلوط SCC تعیین کنند. تولید کننده بتن نیز باید با عرضه کنندگان مواد افزودنی مشورت کرده تا اطمینان دهد که این مخلوط ها در عمل برای کاربرد مورد نظر و مواد در دسترس، مناسب ترین گزینه است.

ترکیبات بتن خود تراکم و تعیین نسبت آنها

فرآیند ترکیب مواد خام برای ایجاد یک ترکیب SCC و فرآیند به کار رفته برای تعیین نسبت مربوط به بتن معمولی تفاوت زیادی با یکدیگر ندارند. روش حجم مطلق، برای تضمین حد تسلیم واقعی یک مکعب سنج یا یارد مکعب بتن بکار می رود. اگر چه فرآیند کلی مشابه می باشد، اما مفاهیمی وجود دارند که با جریان و پایداری بتن ارتباط دارند.

یک ترکیب بتن باید انتظارات عملکرد اکثر افراد یا گروه ها را در مدت زمان ماندگاری تامین کند، از تولید کننده بتن، پیمانکار و مجریان بتن ریزی تا مالک یا نماینده ایشان که هر یک از این گروه ها از نگرشی خاص نسبت به ویزگی های مهم مخلوط برخوردارند. طراحی مخلوط درست شامل ایجاد تعادل بین صرفه جویی، قابلیت کار، ویزگی های سخت شدگی و سهولت در باز تولید همین عملکرد، از یک بچینگ به بچینگ دیگر می باشد. هر یک از گروه های مذکور از SCC چه انتظاری دارند؟

• تولید کننده بتن: تمایل تولید کننده بتن توسعه یک مخلوط بتن است که نیازهای عملکرد مشتری را تامین می کند و به راحتی و با صرف تلاش و هزینه منطقی باز تولید شود.
• پیمانکار بتن: یک پیمانکار (یا تیم بتن ریزی در یک کارخانه تولید بتن پیش ساخته) مخلوط بتنی را می خواهند که به راحتی جایگیری شده و بدون تاخیر در زمان گیرش پرداخت شود ضمن اینکه به ویزگی های سخت شدگی لازم دست یابد (مطابق آنچه توسط مهندس طراحی شده است). پیمانکاری که ترکیب بتنی یکنواخت با ویزگی های تازگی و سخت شدگی می خواهد، باید هزینه منطقی آن را پرداخت نماید.
• مهندسین طراح یا مشاورین، مالک یا نماینده مالک، خواهان ترکیب بتنی هستند که دارای ویژگی های سخت شدگی نهایی و ضروری برای ساخت و ساز است، از جمله زیبایی شناسی و ظاهر سطح تا عمر طولانی را برای سازه تامین کند. این تعادل نیازها و خواسته های چندگانه اساس تعیین نسبت ترکیب برای انواع بتن از جمله SCC می باشد. برای توسعه ترکیباتی که تمام این نیازها را تامین می کند، یک فهم دقیق تر از واکنش ذرات تشکیل دهنده مخلوط ضروری است.
• ترکیب بتن: جدا کردن آن و قرار دادن هر کدام از آنها بر روی یکدیگر.

ویژگی های سخت شدگی برای تمام ترکیبات بتنی اهمیت خاصی دارد. SCC نسبت بندی می شود تا بتن ریزی و مقاومت را تسهیل بخشد، اما ویژگی تازه باید در مرحله دوم ویژگی هایی از قبیل مقاومت تراکمی، افت انقباض، خزش تراکمی، مدول الاستیسیته و سایر موارد قرار داشته باشد. متخصص بتن باید در مرحله اول به بازنگری ویژگی های سخت شدگی مورد نیاز برای پروژه بپردازد و تعیین کند که آیا آنها محدودیت هایی را بر انواع یا مقادیر مصالح به کار رفته در ترکیب SCC اعمال می کنند. ویژگی های سخت شدگی ممکن است بر نسبت آب به سیمان، محتویات آب، حجم مصالح دانه درشت، جمع خمیر و ترکیب پودر سیمانی و دیگر فاکتورها تاثیر بگذارند. در تعیین نسبت برای ویژگی های SCC باید این محدودیت ها را مدنظر قرار دهیم.

مواد تشکیل دهنده که برای نسبت ترکیبات SCC به کار می روند، غالباً همان موادی هستند که برای ترکیبات بتن معمولی به کار می روند: سیمان پرتلند، مصالح دانه ریز، مصالح دانه درشت، آب، ترکیبات شیمیایی، مصالح سیمانی مکمل و سایر موارد. یک تفاوت کاربرد پودرهای غیرسیمانی دانه ریز برای افزایش محتویات خمیری در SCC، همانند بتن معمولی می باشد. SCC می تواند از طریق بلوک هایی از خمیر و ملات ارزیابی گردد که در ذیل آن را تعریف می کنیم:

• خمیر + هوا = سیمان + سایر پودرها (شامل ممصالح دانه ریز از کل مصالح) + آب و هوا
• ملات = خمیر + مصالح دانه ریز
• بتن = ملات + مصالح دانه درشت

دیدگاه معتبر دیگر بررسی بتن به عنوان ترکیبی از فاز سیالیت (خمیر) و فاز جامد (مصالح دانه ریز و درشت) است. در بعضی از جنبه ها، بتن مترادف یا مشابه بدن انسان است، مصالح جامد از اسکلت و خمیر همانند عضله عمل می نماید. روشی که در آن عضله و اسکلت توام با هم عمل می کنند، تعیین کننده نقطه قوت و تحرک بدن است و مشابه آن، ترکیب خمیر و مصالح دانه درشت با هم تعیین کننده تحرک بتن و به ویژه مخلوط بتن SCC است.

در این فصل، نسبت SCC از نقطه نظر خمیر و مصالح بررسی (مصالح دانه ریز و درشت که ترکیب شده اند) و بر تاثیر ویزگی تازه آنها تمرکز خواهد شد.

بررسی مصالح

زمان تعیین نسبت بندی یک مخلوط SCC، اطلاعات ذیل در مورد سنگدانه ها به کار می رود.

سنگدانه با ماکزیمم اندازه (MSA)

این ویژگی بر پتانسیل سنگدانه ها، توانایی عبور و قدرتمندی مخلوط تاثیر می گذارد. سنگدانه های بزرگتر دارای یک پتانسیل تفکیک بالاتر بوده و سنگدانه های کوچکتر قدرت ترکیب SCC را فزایش خواهند داد. زمان بحث و بررسی MSA و قابلیت عبور، تمایز بین عبارات «اندازه ماکزیمم» و «اندازه نرمال ماکزیمم» مناسب است. چرا که آنها گاهی به جای یکدیگر مورد استفاده قرار می گیرند. ترمینولوژی بتن ACI آنها را به صورت ذیل تعریف می کند:

• اندازه ماکزیمم: در مشخصه های مربوط به سنگدانه ها و شرح آنها، کوچکترین شکاف الک که باید از میان آن کل مقادیر سنگدانه ها عبور کنند.
• اندازه ماکزیمم نرمال: در مشخصه های مربوط به سنگدانه ها و شرح آنها، کوچکترین شکاف الک که باید از میان آن کل مقادیر سنگدانه هایی که امکان عبور پیدا می کنند، یعنی درصد کمی از نمونه ها ممکن است در این الک باقی بمانند.

برای نمونه، در یک درجه یا گرید ASTM C 33#57 ، ماکزیمم اندازه 5/37 میلی متر بوده و ماکزیمم اندازه اسمی 25 میلی متر است. زمان انتخاب اندازه سنگدانه ها برای یک ترکیب بتن اسلامپ رایج، ACI 211 عنوان می کند که بزرگترین اندازه ممکن باید به کار رود چرا که منجر به کاهش نیاز کاربر بتن به خمیر می شود. این در دو روش اتفاق می افتد: توزیع اندازه ذرات را گسترده تر می کند و این امکان را می دهد که بسته بندی ذرات متراکم تر شوند (با فرض یک سنگدانه با درجه بندی خوب) و مساحت سطح را کاهش می دهد.

ACI211 همچنین محدودیت های ذیل را در مورد اندازه ماکزیمم اسمی ارائه می دهد.

• S 1/5 باریک ترین اندازه بین کناره های قالب
• S 1/3 عمق دال ها
• S 3/4 مینیمم فضای مشخص بین میله های تقویت جداگانه، دسته میله ها یا کابل های پیش تنیده.

وزن مخصوص

همانند تعیین نسبت در بتن معمولی، وزن مخصوص برای تبدیل جرم به حجم مطلق به کار می رود.

فضای خالی میان سنگدانه های ترکیبی

ارزیابی سنگدانه های محلی موجود به تعیین نسبت واقعی سنگدانه های ریز و درشت کمک می کند ولی جرم به کار رفته در یک ترکیب را تعیین نمی کند، اما غالباً نسبت واقعی سنگدانه ها تعیین می شود. زمانی که سنگدانه ها با یکدیگر ترکیب می شوند، ترکیب سنگدانه ها با یک حجم معین از فضای خالی بین ذرات ایجاد می شود. نسبت ترجیحی، نسبتی است که از کمترین حجم فضای خالی برخوردار باشد، چرا که این حجم خالی باید با خمیر گران قیمت تر پر گردد. فضای خالی ترکیبی به مفهوم تراکم در بسته بندی است. هر چقدر که توزیع اندازه ذره بیشتر باشد، سیستم به صورت متراکم تر بسته بندی می شود. انتخاب MSA نیز بر حجم فضای خالی تاثیر می گذارد. نسبت سنگدانه های موجود برای به حداقل رساندن فضای خالی می تواند از طریق انتخاب نسبتی سازی شود که با یک منحنی درجه بندی ایده آل بیشترین تناسب را دارد از قبیل مواردی که توسط فولر و تامسون و دیگران طراحی شدند.

شکل ذره و زاویه دار بودن ذرات

سنگدانه های گرد و هم اندازه از تراکم بسته بندی بالاتری نسبت به سنگدانه های گوشه دار و نامنظم برخوردارند. این اطلاعات نیز یک مسیر نسبی برای تعیین نسبت بندی ارائه می کند. هنگام نسبت بندی سنگدانه هایی که تخت و طویل می باشند، خمیر نسبتاً بیشتری برای دستیابی به جریان (به نسبت زمان استفاده از سنگدانه هایی با ابعاد برابر) مورد نیاز است. مشخصاً سنگدانه هایی با اشکال گوشه دار نیازمند خمیری بیشتر از سنگدانه های گرد است. ذرات هم اندازه و گرد نیز باعث ارتقاء و افزایش جابجایی و تحرک بهتر می شود.

تعیین درجه توزیع اندازه ذرات

درجه بندی کلی یک اسکلت سنگدانه ای نشانگر مساحت کل سنگدانه ها می باشد. با توجه به اینکه مساحت نسبتاض بالاتر و یا کمتر است شاخصی برای نسبت های اولیه و نیز تنظیمات آزمایشی ارائه می کند. برای ایجاد پایداری، آگاهی از میزان سنگدانه های عبوری از الک های 300 و 75 میکرومتر می تواند بر نسبت های سیمان یا سایر پودرهای موجود در این ترکیب تاثیر بگذارد.

بررسی بخش خمیر / سیال

خمیر برای عملکرد SCC حیاتی است، بدون خمیر کافی و مناسب ترکیب SCC مطلوب نخواهد بود (صرف نظر از اینکه چگونه سنگدانه ها درجه بندی شده و یا گرد و تمیز می باشند). هنگام نسبت بندی SCC، دو موضوع اصلی در خصوص خمیر مطرح است:

• اندازه: حجم خمیر مورد استفاده چقدر است؟
• رئولوژی خمیر چیست، چگونه مصالح جامد بدون ایجاد تفکیک و یا انسداد درون آن به راحتی حرکت می کنند؟

تصویر 8-2 به نمایش موضوعات متعدد برای کنترل خمیر (از حجم تا رئولوژی ترکیب) می پردازد.

تصویر1 آیتم هایی که در تعیین نسبت بخش خمیری / سیالیت در مخلوط SCC باید مورد توجه قرار گیرد

حجم خمیر

تئوری خمیر اضافی نشان می دهد که برای تقویت جریان بتن، نه تنها باید فضاهای خالی بین ذرات جامد و سطوحی پوشیده شده پر شوند، بلکه یک خمیر اضافی دیگر نیز لازم است تا ذرات جامد را از یکدیگر جدا کند.

با یک ترکیب خمیر ثابت، زمانی که حجم خمیر و ضخامت لایه های خمیر در اطراف ذرات افزایش یابد احتمال برخورد سنگدانه ها کاهش می یابد، در نتیجه جریان اسلامپ افزایش یافته و ویسکوزیته ترکیب کاهش می یابد.

حجم خمیر یکی از مهمترین عوامل کنترل در تعیین نسبت ترکیب SCC می باشد. این در حقیقت ساده این است، هر چقدر که حجم خمیر بالاتر باشد، به احتمال بیشتر بتن خمیر را حرکت می دهد (و شانس کمتر برای انسداد و تفکیک وجود دارد) چالش واقعی، ایجاد تعادل میان توسعه و ویژگی های تازه و الزامات ویژگی سخت شوندگی می باشد.

رئولوژی خمیر

کنترل رئولوژی خمیر پیچیده تر از کنترل حجم خمیر است. ابزارهای متعدد در کنترل رئولوژی خمیر مانند آب، کاهش دهنده آب با طیف بالا (HRWRs)، ویسکوزیتی اصلاح مواد افزودنی (VMAs)، سیمان، مواد سیمانی مکمل (SCMs) و سایر پودرهای ریز که در اختیار متخصص می باشد. تمام متخصصین بتن از نسبت آب به سیمان و نسبت مواد سیمانی با آب آگاهی دارند که هر کدام از طریق جرم محاسبه شده و برای کنترل ویژگی هایی از قبیل مقاومت فشاری و پایداری مورد استفاده قرار می گیرند. اکثر متخصصین بتنی می دانند که با فرض برابری تمام موارد دیگر زمانی که نسبت آب به سیمان کاهش می یابد، بتن چسبنده شده و یا ویسکوزیته آن بالا می رود. اکثر پودرهای به کار رفته برای تعیین نسبت SCC از وزن مخصوص متفاوت برخوردارند که همین امر محاسبه کل جرم را برای مقایسه ترکیبات و کنترل رئولوژی پندان اثربخش نمی داند. نسبتی که برای کنترل رئولوژی خمیر مفید است نسبت آب به پودر به لحاظ حجم (wv/pv) است. روش تعیین نسبت اصلی که توسط او کامورا طراحی شده است یک نسبت WV/pv بین 9/0 و 0/1 را پیشنهاد می کند که با نسبت آب به سیمان بین 29/0 و 32/0 مشابه است و صرفاً سیمان پرتلند در آن استفاده می شود.

براساس تجربه عملی این ترکیبات نسبتاً چسبنده بوده به این معنی که ویسکوزیته آنها بسیار بالا می باشد.

ترکیبات شیمیایی از قبیل HRWRs و VMAs برای کنترل رئولوژی خمیر و در نتیجه رئولوژی بتن، بدون نیاز به تنظیم نسبت های ترکیب، مورد استفاده قرار می گیرند. برای مثال، HRWRs برای افزایش سیالیت بدون افزودن آب به کار می روند که می توانند ویسکوزیته را کاهش دهند. VAMs برای افزایش ویسکوزیته به کار می رود درحالی که نه آب را کاهش داده و نه پودر را افزایش می دهد.

علاوه بر تنظیم میزان آب یا پودر و در نتیجه با دستکاری نسبت wv/pv یا به کار بردن افزودنی ها، ترکیب پودر می تواند برای نفوذ و تاثیر بر رئولوزی خمیر تقسیم شود.

ترکیب پودر

ترکیب پودر بر روی تمام بخش های ترکیب SCC تاثیر می گذارند، از ویژگی های تازه، رئولوژی، سفتی یا گیرش تا ویژگی های سخت شدگی، همچنین کارآمدی و مقدار مورد نیاز HRWR و انتخاب ترکیب مناسب پودر نیازمند دانش و شناخت مصالح محلی و سپس تصمیم گیری در مورد نسبت ترکیب آن مصالح است. انتخاب پودر و نسبت های آنها از طریق تاثیر آنها بر عملکرد، قابلیت دسترسی آنها، هزینه و توانایی کارخانجات تولیدی برای جابجایی پودرهای چندگانه تعیین می شود.

نقطه شروع برای ترکیب، پودر سیمان پرتلند است. سیمان زمانی انتخاب می شود که تعیین نسبت SCC دارای تاثیر بیشتری بر رئولوژی خمیر است، چرا که سیمان می تواند نیاز به آب داشته و واکنش به شیمی HRWR در آن وجود دارد. برای مثال اگر یک ترکیب ابتدا با یک سیمان خاص و یک سیمان جدید با یک میزان آب مورد نیاز کمتر، نسبت بندی شود و سپس با مواد اصلی جایگزین شود، این فرصت وجود دارد که یا میزان آب یا مقدار HRWR تغییر کند. با این وجود این تغییر می تواند منجر به تغییر رئولوژی خمیر گردد، به خصوص اگر میزان آب کاهش یافته باشد. به خاطر قابلیت تغییر در ویزگی درون پودرها و نیز بین انواع متفاوت پودرها، هیچ توصیف واحدی نمی تواند بیان کننده تاثیر یک پودر بر ویژگی SCC تازه باشد. اگر یک پودر برای جایگزینی سیمان به کار رود، تاثیر آن همیشه متناسب با ویزگی های آن ترکیب سیمان ویژه است. وقتی که ویزگی های سیمان تغییر می کند میزان نسبی تاثیر دیگر پودرها نیز تغییر می کند. بنابراین وقتی که یک پودر جدید در نظر گرفته می شود باید مورد آزمایش قرار گیرد. گزینش خمیر مناسب و ترکیب پودر می تواند عمیق ترین بخش تعیین نسبت یک ترکیب SCC باشد (باتوجه به آزمون موجود و این فرضیه که تولید کننده پودرهای متعدد را در اختیار دارد).

روش های تعیین نسبت SCC

بیش از پانزده روش تعیین نسبت ترکیب SCC در سراسر دنیا طراحی شده اند. از این تعداد تنها دو روش شامل مقاومت تراکمی (به عنوان بخشی از معیارهای موجود) می شود در حالی که اکثر روش ها برای دستیابی به ویژگی های SCC تازه به تعیین نسبت می پردازد. تکنیک هایی که بر ویژگی های تازه تمرکز دارند به دو گروه مهم تقسیم بندی می شوند:

1. آنهایی که براساس میزان محاسبه از طریق آزمون و نیز ارزیابی مواد خام مورد استفاده، به دست می آیند.
2. آنهایی که مبتنی بر انتخاب مصالح، پودر و مقادیر آب از یک سری جداول کلی هستند. با وجود این فرآیند، تمام روش ها نیازمند آزمون نسبت های انتخاب شده هستند. هیچ روشی وجود ندارد که ترکیب مطلوب را صرفاً از طریق بررسی ویزگی های مصالح ارائه کند. با این وجود متدولوژی ها، تعداد آزمایش های ضروری را کاهش می دهند. هدف درک و شناخت منطق موجود در تعیین نسبت ترکیبات SCC می باشد.

روش طراحی ترکیب منطقی

در روش طراحی ترکیب منطقی که توسط او کامورا و اوزاوا ارائه شده است 4 مرحله ذیل ارائه می شود:

1. میزان سنگدانه های درشت که در 50% حجم جامد تثبیت می شود.
2. میزان سنگدانه های ریز در 40% حجم ملات ثابت است.
3. نسبت wv/pv بین 9/0 و 0/1 قرار دارد (بسته به ویژگی های پودر).
4. مقدار روانسازها و نسبت wv/pv نهایی به گونه ای تعیین می شود که قابلیت خود تراکمی را ایجاد می کند.

روش CBI

در روش CBI که توسط بیلبرگ و دیگران ارائه شده است، سه مرحله ذیل مدنظر قرار می گیرند:

1. مینیمم حجم خمیر را مطابق با ویژگی های سنگدانه ای، معیارهای ویژگی سخت شدگی، معیارهای توانایی عبور (بیان دقیق جزئیات سازه ای) محاسبه کنید. محاسبات مربوط به تعیین میزان سنگدانه درشت براساس رابطه بین MSA و کوچکترین شکاف که از طریق آن بتن باید جریان یابد انجام می شود. یک متدولوژی جهت دستیابی به میزان حجم خمیر مورد نیاز، از طریق بررسی اطلاعات فوق و نیز فضای خالی بین اسکلت سنگدانه ها ارائه شده است.
2. ویژگی های بتن سخت شده و تازه را آزمون نموده و آن را کنترل کنید.

روش ICAR

این روش از سوی مرکز بین المللی تحقیقات مصالح طرح شده و شامل سه مرحله زیر می باشد:

1. سنگدانه ها و MSA به کار رفته را انتخاب کنید و آنها را برای تراکم، بسته بندی، شکل و براساس گوشه دار بودن، ارزیابی کنید و میزان فضای خالی برای انتخاب ترکیبات مختلف را تعیین کنید.
2. تعیین حجم مناسب خمیر برای پر کردن مطلوب و قابلیت عبور براساس میزان فضای خالی، ارزیابی شکل و گوشه دار بودن از مرحله 1 و ضروریات قدرتمندی.
3. تعیین ترکیبات خمیر براساس الزامات ویژگی تازه و سخت شدگی

روش ACI 237

ACI 237R-07 دستورالعمل های ذیل را برای تعیین نسبت ترکیبات SCC ارائه می کند که یکی از ویژگی های بتن scc به شمار می رود. (تعدادی از جداول حاوی این مراحل هستند، اما در اینجا ارائه نمی شوند):

1. تعیین الزامات جریان اسلامپ مناسب براساس کاربرد
2. تعیین ماکزیمم اندازه مناسب سنگدانه های درشت و میزان سنگدانه های درشت براساس الزامات توانایی عبور این روش میزان سنگدانه های درشت با 50% حجم مطلق ترکیب را پیشنهاد می کند. این براساس طراحی یک ترکیب منطقی است که قبلاً اشاره شد.
3. برآورد میزان سیمان / پودر مورد نیاز براساس الزام جریان اسلامپ
4. محاسبه حجم ملات و خمیر
5. انتخاب افزودنی های مناسب برای استفاده
6. بسته بندی مخلوط های آزمایشی
7. آزمون ترکیبات مربوط به ویژگی های مورد نیاز سخت شدگی و ویژگی تازه
8. براساس نتایج، نسبت ها را تنظیم کنید، مجدداً بسته بندی کرده و آزمون را انجام دهید.

باید با هر روش مربوط به تعیین نسبت SCC، به ویژگی های سخت شدگی توجه و دستورالعمل هایی را برای دستیابی به ویژگی های تازه مورد نیاز ارائه داد. در بعضی از موارد، توانایی عبور اهمیت دارد و از این رو انتخاب اندازه سنگدانه های درشت و حجم آنها اولین اولویت خواهد بود. اگر توانایی عبور اهمیت نداشته باشد، سایر الزامات عملکرد از قبیل اهمیت پرداخت سطحی ممکن است بر فرآیند غالب شوند و این الزامات باید از ابتدا مشخص باشند.

اندازه ماکزیمم سنگدانه ها را انتخاب کنید

این مورد اساساً درصدد تضمین میزان قابلیت عبور کافی می باشد، گرچه سنگدانه های بزرگتر دارای یک گرایش بیشتر برای تفکیک یا تجزیه هستند. این گزینه می تواند اساس تجربه قبلی با اجزاء بتن ریزی شده، صورت گیرد، اگر چنین تجربه ای وجود نداشته بادشد، پیشنهادات ACI در ذیل برای ماکزیمم اندازه اسمی محدودیت ها، می توانند به کار گرفته شوند:

• برای قالب ها، S 1/5 باریک ترین بعد بین اضلاع
• برای دال ها، S 1/3 عمق
• برای میلگردهای تقویت مجزا، دسته میلگردها، یا کابل های پیش تنیده، S 1/4 مینیمم فضای مشخص بین آنها.

برای تضمین قابلیت عبور، مولف پیشنهاد می کند که چنانچه هیچ تجربه قبلی وجود نداشته باشد و قابلیت عبور یک ویزگی عملکردی مهم تلقی شود، این تا سطح 1/2 مینیمم فاصله آزاد کاهش می یابد، و باید شامل فاصله آزاد بین آرماتور و اطراف قالب ها گردد.

انتخاب ترکیب

نسبت مناسب سنگدانه باعث به حداقل رسانی فضای خالی اسکلت سنگدانه های ترکیبی می شود. این ترکیب می تواند از طریق اندازه گیری فضای خالی سنگدانه های ترکیبی یا تناسب کل درجه بندی ترکیبی با یک منحنی درجه بندی ایده آل از قبیل قدرت منحنی 45/0، منحنی بولومی یا سایر منحنی ها تعیین شود. الزامات توانایی عبور نیز بر ترکیب سنگدانه های کار رفته تاثیر بگذارد. روش CBI حاوی یک معادله برای محاسبه محتوای سنگدانه های درشت براساس اندازه سنگدانه ها می باشد.

انتخاب یک میزان سنگدانه های درشت

در این روش ممکن است زمانی در اولویت باشد که ویژگی های سخت شدگی معین از قبیل مدول الاستیسیته مورد توجه قرار گیرد. جدول 1 زیر به نمایش حجم مصالح دانه درشت براساس اندازه سنگدانه (حاصل از آنالیز دومونی) می پردازد. یک محدوده کامل از حجم مصالح دانه درشت عملاً مورد استفاده قرار گرفته اند. حجم سنگدانه ها بیشتر است و این محدوده برای MSA بزرگتر است.

محدوده %	حد فاصل %	میانگین %	میلی متر
9/34- 3/28	9/30	0/31	˂ 20
3/42- 28	7/31	3/32	= ˃ 20

جدول 1 حجم مصالح دانه درشت در هر مترمکعب در برابر MSA

تعیین کمیت خمیر مورد نیاز

میزان فضای خالی اسکلت سنگدانه ها، مساحت، شکل ذره سنگدانه و هدف جریان اسلامپ تماماً بر حجم مورد نیاز خمیر تاثیر می گذارند. جدول 2 به ارائه اطلاعات از آنالیزهای مطالعه موردی توسط مولف و نیز دومونی می پردازد که شامل حجم خمیر محاسبه شده از آنالیز توسط مولف می باشد. در بعضی موارد فاقد محتویات هوا و بعضی اوقات شامل محتویات هوا بوده است. در این موارد مولف یک محتوی هوای ایجاد شده 2 درصد را در نظر می گیرد.

در مقایسه میان خمیر دارای هوا و بدون هوا، حجم خمیر دارای هوا ماکزیمم مقادیر موجود به میزان قابل توجهی افزایش نمی یابد. با این وجود مینیمم مقادیر تا حد 6 درصد افزایش یافته و کل محدوده را از 8 تا 12 درصد کاهش می دهد.

همان طور که قبلاً بررسی نمودیم، حجم خمیر مورد نیاز با برخی عوامل در نوسان خواهد بود، از جمله فضای خالی سنگدانه ها. فضای خالی در اثر تراکم بسته بندی ایجاد می شود که تحت تاثیر از ماکزیمم اندازه سنگدانه ها می باشد. در آنالیز مطالعه موردی دومونی، محتویان خمیر میانی بالاتر برای ترکیباتی که از سنگدانه های ماکزیمم دانه درشت با سایز کوچک تری استفاده می کنند نیز مشاهده شده است. نیاز به مصرف خمیر نیز تحت تاثیر شکل ذره قرار دارد. در همان آنالیز ضرورت مصرف بالاتر خمیر با سنگدانه های خرد شده مشاهده شد. این نتایج غیر منتظره بود و مثال دیگری از نحوه تشابه قوانین حساب سرانگشتی برای ویژگی های ترکیب SCC با قوانین سرانگشتی بتن معمولی ارائه شده است.

به محض افزایش جریان اسلامپ، کاربرد محتویات بالاتر خمیر توصیه می شود: ACI 237 این روند را از طریق میزان پودر بالاتر برای اهداف جریان اسلامپ بالاتر پیشنهاد می کند. اگر ترکیب SCC با خمیر ناکافی نسبت بندی شود گرایش متخصص به سمت افزایش در HRWR خواهد بود. با این وجود، این می تواند خمیر را پراکنده نموده و منجر به آب دهی و ناپایداری گردد.

محدوده %	حد فاصل %	حد وسط %
43- 35	38	39	Author's with air
41- 29	34	35	Author's with air
42- 30	35	35	Domone's

جدول 2 به داده های حجم خمیر براساس آنالیز مطالعه موردی

انتخاب محتویات آب به عنوان اول در تجزیه و تحلیل مطالعات موردی دامنه محتویات آب از 148 تا 200 کیلوگرم در هر متر مکعب و میانگین 174 کیلوگرم در هر متر مکعب می باشد. به عنوان یک جزء اولیه خمیر، محتوی آب دارای تاثیر چشمگیری بر خمیر و در نتیجه بر ویسکوزیته بتن می باشد. ویسکوزیته یک مخلوط SCC می تواند بر مزایای حاصل در یک پروژه مشخص تاثیر بگذارد. پس در بعضی از موارد، محتوی آب می تواند برای دستیابی به یک ویسکوزیته و در نتیجه تاثیر گذاری بر مزایای مطلوب و معین انتخاب شود. برای اجزاء مسلح فشرده نیاز به میزان آب کمتر است. این منطقی است، زیرا ویسکوزیته خمیر برای اجتناب از انسداد سنگدانه های درشت اهمیت دارد. ضمناً این امکان وجود دارد که این روند تحت تاثیر الزامات مقاومت تراکمی پروژه قرار داشته باشد. زمانی که پرداخت سطحی اهمیت داشته باشد، محتوی آب به سمت بخش انتهای فوقانی این محدوده متمایل می شود که در این زمان کاهش ویسکوزیته خمیر (برای دستیابی به سطح یکنواخت، حباب سطحی) کاملاً منطقی است. زمانی که دسترسی محدود و لزوم کاربرد اشکال پیچیده اهمیت داشته باشند، محتویات آب به صورت یکنواخت توزیع می شوند.

انتخاب نسبت W/C و محتویات هوا، براساس مقاومت فشاری و الزامات قابلیت پایداری

در اکثر موارد، مقاومت فشاری یک ترکیب SCC بالاتر از مقاومت یک ترکیب اسلامپ معمولی با همان نسبت آب به سیمان می باشد با این وجود، نقطه شروع می تواند براساس تجربه قبلی با مصالح موجود انتخاب شود.

تعیین ترکیب پودر نهایی و کنترل نسبت wv/pv را براساس الزام عملکرد ویسکوزیته و سیالیت

به صورت فرضی، حجم خمیر، محتوی آب و ماکزیمم نسبت آب به سیمان مورد نیاز برای پروژه از قبل تعیین شده اند. از این اطلاعات، حجم آب، و سیمان می توانند تعیین شوند. اگر سایر پودرها در دسترس باشند، این مصالح باید در مقادیر مورد نیاز برای دستیابی به حجم خمیر نهایی افزوده گردد. اگر پودر دیگری در دسترس نباشد، باید محتویات سیمان و آب افزایش یابد (با همان نسبت). برای رسیدن به حجم خمیر مطلوب، ویسکوزیته یک ترکیب بتن می تواند از طریق تنظیم حجم یا ویسکوزیته خمیر تغییر یابد.. حجم خمیر پایین تر دارای نسبت های بالاتر wv/pu می باشد (به صورت فرضی در تلاش برای حفظ یک ویسکوزیته منطقی ترکیب بتن) در تلاش برای حفظ ویسکوزیته پایین تر ترکیب، در صورت امکان به منظور کنترل هزینه ها روش ترجیحی افزایش نسبت wv/pv به جای حجم کل خمیر توصیه می شود، اما بایستی در برابر الزامات ویژگی سخت شدگی متعادل گردد.

تعیین نسبت ترکیبات SCC تفاوت زیادی با تعیین نسبت ترکیبات اسلامپ معمولی ندارد. در اکثر موارد اساسی، این خمیر (شامل هوا) مخلوط است که جریان و ویزگی پایداری مخلوط را کنترل می کند. خمیر همچنین تاثیر سنگینی بر ویزگی های سخت شدگی و هزینه مخلوط دارد. در کنترل خمیر، حجم و یا ترکیب خمیر باید اطلاح گردد، بهینه سازی اسکلت سنگدانه ها (از شکل ذرات گرفته تا توزیع اندازه ذرات و چگالی بسته بندی) به حفظ مقادیر محتویات خمیر و کاهش نسبی هزینه ها کمک خواهد کرد.

تعداد متعددی از رویه های نسبت بندی SCC طراحی شده و دستورالعمل خوبی برای انتخاب نسبت های اولیه ارائه کرده اند.

همانند تمام روش های نسبت بندی مخلوط، خواه برای بتن اسلامپ معمولی یا برای SCC، آزمون و ارزیابی نسبت های انتخاب شده ضروری می باشد. لذا در صورت لزوم، تنظیم در نسبت ها باید به منظور دستیابی به عملکرد نهایی مطلوب، انجام شود.

جهت اطلاعات تکمیلی درباره محصولات و هرآنچه درمورد بتن لازم دارید که بدانید، می توانید به وبسایت www.clinicbeton.ir مراجعه نمایید.