ضد آب کردن بتن با فناوری کریستالی

بَسپار یا پلیمر (به انگلیسی: polymer) :

ماده‌ای شامل مولکول‌های بزرگی است که از به هم پیوستن واحدهای کوچک تکرار شونده که تکپار یا مونومر نامیده می‌شود، ساخته شده است.

بسپارها به دو دسته بسپارهای طبیعی و بسپارهای مصنوعی تقسیم می‌شوند. البته بسپارها را به روش های مختلف دیگری نیز دسته بندی نیز می‌کنند. دسته بندی زیر بر اساس ساختار بَسپار انجام شده است.بسپارها از نظر اثر پذیری در برابر حرارت به دو دسته گرمانرم‌ها (ترموپلاستیک‌ها ) و گرماسختها (ترموست‌ها ) تقسیم می‌شوند. گرمانرم‌ها ، پلیمرهایی هستند که در اثر گرم کردن ذوب می‌شوند در حالی که گرماسختها، بسپارهایی هستند که در اثر گرما ذوب نمی‌شوند بلکه در دماهای بسیار بالا به صورت برگشت ناپذیری تجزیه می‌شوند. بسپارها دارای خواص ویسکو الاستیک هستند و منشا این پدیده، در گرمانرم‌ها   گره خوردگی زنجیره‌ها و درگرماسختها  گره خوردگی زنجیره‌ها و اتصالات شبکه ای آن ها در هم است.

پلیمرها به سه گروه اصلی ترموپلاستیک‌ها، ترموست‌ها و الاستومرها تقسیم می شوند که بعضی انواع آن از نظر خواص فیزیکی و کاربردهای آنها بیان شد. نتیجه حاصل از بررسی انواع مختلف پلیمرها مشخص می‌کند که هر سه گروه مذکور داری مقاومت شیمیایی بسیار بالا در برابر اسیدهای معدنی بوده و تقریباً همه آنها در مقابل تابش اشعه UV، مخصوصاً تابش نور خورشید، بسیار حساس هستند.

ترموپلاستیک‌ها با توجه به خواص مکانیکی و شیمیایی مناسب، در بسیاری کاربردهای صنعتی نظیر لوله‌ها و تجهیزات انتقال، تجهیزات الکتریکی، پوشش‌ها، اتصالات و نظایر آن استفاده می‌شوند.

ترموست‌ها برخلاف ترموپلاستیک‌ها دارای مقاومت خوردگی پایینی هستند و در نتیجه استفاده از آنها در صنایع محدود به ساخت لوله‌ها، شیرها، پمپ‌ها، ظروف، پوشش‌های محفاظ، عایق‌کاری، چسبنده‌ها و … می شود.

الاستومرها نیز به عنوان مواد پوشش‌ مخازن، تانکها و لوله‌ها استفاده شده و از نظر شیمیایی در مقابل اسیدهای معدنی رقیق، قلیاها و نمکها مقاوم هستند.

حال به تفصیل ترموست‌ها میپردازیم:

ترموست‌ (به انگلیسی: Thermoset) یا گرماسخت :

به پلیمرهایی گفته می‌شود که در اثر اعمال حرارت در آنها پیوندهای عرضی با واکنش‌های شیمیایی ایجاد می‌شود و در نتیجه وزن مولکولی متوسط آنها بالا رفته و به حالت یکپارچه صلب درمی‌آیند. معمولا این رزبنهای مایع پس از ترکیب با هاردنر یا خشک کن و یا عامل تسریع کننده واکنش شروع به واکنش غیرقابل برگشت کرده و سخت میگردند. از این نوع رزینها میتوان به رزین پلی استر، وینیل استر ، اپوکسی و … نام برد.

مزایای پلیمر ترموست یا Thermosetting

1) پلیمرهای ترموست نسبت به پلیمرهای ترموپلاستیک قابلیت و عملکرد تحمل بار در درجه حرارت و فشار بالاتر را دارند (به دلیل این که فرآیند تشکیل این گونهپلیمرها دارای مراحل مختلف تشکیل چون liquid state , low viscousity و … می باشد)

2) پلیمرهای ترموست دارای وزن مولکولی کم و به صورت مایع یا ویسکوزیته پایین هستند که با استفاده از رادیکالهای آزاد در پیوند آنها به صورت جامد در می آیند.

3) پلیمرهای ترموست پایداری حرارتی مناسبی دارند.

4)پلیمرهای ترموست دارای مقاومت شیمیایی مناسب هستند.

Good thermal stability & suitable chmical resistance

5) عملکرد مناسب در برابر خزش و آسودگی تنش

Creep & stress relaxation

– معایب پلیمر ترموست یا Thermosetting

1- عمر کوتاه Short shelf life

2- بر اثر ترکیب با ماده عمل آوری یا Curing agent

الف) کرنش نهایی کم در زمان گسیختگی دارد

ب) مقاومت کم در برابر ضربه

ترموست‌ها به دو دسته تقسیم میشوند:

الف)پلی اورتان ها ب )پلاستیک های فوران

الف – پلی اورتان ها(PUR)

این پلیمرها در فرمهای مختلف نظیر فوم های انعطاف پذیر و سخت،الاستومرها و رزبنهای مایع استفاده می شوند. پلی اورتان ها در برابر اسیدها و بازهای قوی و حلال های آلی دارای مقاومت خوردگی پایین هستندو فوم های انعطاف پذیر عمدتاً برای کاربردهای خانگی (نظیر بسته بندی) استفاده می شوند، در حالیکه فوم های سخت به عنوان مواد عایق حرارتی برای انتقال سیالات کرایوژنیک و محصولات غذایی سرد بکار گرفته می شود.

انواع پلی اورتان:

چنان که اشاره شد در فرمول بندی پلی اورتان می توان از واکنشگرهای گوناگونی بهره گرفت. در نتیجه این خانواده از بسپارها دامنه ای گسترده از مواد سخت، خشک و فشرده را دربرمی گیرد. پلی اورتان ها را می توان چنین طبقه بندی کرد:

– فوم نرم سبک مناسب برای تهیه انواع مبل، صندلی خودروها و تخت خواب – فوم سخت سبک که در تهیه عایق های گرمایی به کار می رود. – الستومر جامد نرم (لاندا)الستومر سبک که در تولید کفش کاربرد دارد. -پالستیک نرم که برای تولید نوار و تسمه مناسب است – . پالستیک جامد سخت که در دستگاه های الکترونیکی، حسگرها و مدارهای خودروها استفاده می شود.

کاربردها :

هزینه تولید از جمله نکته هایی است که در کاربردهای یک ماده باید مورد توجه قرار گیرد. پلی اورتان های آلیفاتیک از انواع آروماتیک آن گران ترند. از این رو از پلی اورتان های گران تر، بیش تر به عنوان پوشش بیرونی وسایل استفاده پوشش پلی اورتان نسبت به لک یا روغن، الیه نازک، سخت و بادوام تری ایجاد می کند در حالی که،انواع آروماتیک و ارزان تر در تولید رنگ های پایه و پوشش های اولیه کاربرد دارند.

– چسب ها: چسب های پلی اورتان کارایی گسترده ای دارند و برای مواد گوناگون شامل چوب، فلز، بتون، شیشه و پالستیک مناسبند. خاصیت ضدآب این چسب ها، آن ها را به عنوان چسب چوب کاری معرفی کرده است. این چسب ها در برابر هوا، دماهای )40-( تا 100 درجه سلسیوس پایدارند و پس از خشک شدن انعطاف پذیری زیادی از خود نشان می دهند.

– کاربرد در پزشکی :3 در ساخت وسایل پلی اورتان های گرمانرم‌ مناسب برای کارگذاشتن در بدن استفاده می شود. این انواع پلی اورتان خواص مکانیکی خوبی دارند از جمله کشش پذیری، مقاومت در برابر ساییدگی و تخریب و سازگاری زیستی خوبی نیز از خود به نمایش می گذارند. این ویژگی ها آن ها را در گروه مواد مناسب جهت کاربردهای پزشکی قرار داده است. چنان که در تهیه پلی اورتان، از پلی اترها به عنوان واکنشگر )به جای پلی اول ها( استفاده شود می توان به ماده ای مناسب دست یافت که در تهیه اعضای مصنوعی بدن مانند قلب، کلیه و ریه مصنوعی، وسایلی برای کاشت های دندان و لثه، خارج کردن مایع از بافت ها، نمایش فشار رگ، جراحی و بستن رگ ها و… به کار می روند.

تخریب پلی اورتان ها :عوامل گوناگون از جمله آبکافت، نورکافت، اکسایش، گرما و عوامل زیست شناختی می توانند به تجزیه پلی اورتان ها بپردازند. در شکل زیست شناختی، یک عامل محیطی می تواند با َک در این بسپار زمینه تخریب سطحی ایجاد تَر را در آن فراهم کند. آنزیم ها و حمله موجودات زنده ذره بینی هم چون قارچ ها و کپک ها نیز می تواند به ساختار پلی اورتان ها آسیب بزند. در این جریان، پیوندهای استری و اورتانی موجود در ساختار پلی اورتان تجزیه می شوند؛ استرها به اسید و الکل تبدیل می شوند و پیوندهای اورتانی کربامیک اسید و الکل تولید می کنند.

ب )پلاستیک های فوران

این پلاستیک ها از فنولیگ گران تر هستند، اما استحکام کششی بالاتری دارند. بعضی مواد در این دسته دارای مقاومت قلیایی بیشتر هستند. مقاومت حرارتی این پلی استرها حدود 0C80 است

کفپوش های ورزشی پلی یورتان

بر اساس استاندارد و دستور العمل های موجود، پوشش کف سالنهای ورزشی چند منظوره با مواد مصنوعی می بایست دارای قابلیت ارتجاعی، برگشت پذیری سریع توپ،قابلیت یک پارچگی سطح جهت کاهش رشد آلودگی های میکروبی و بیولوژیکی ،بالاترین نیروی جذب ضربه و مقاومت بالا در برابر نیرو های دینامیکی و استاتیکی و همچنین جلو گیری از لغزش ورزشکاران  به سبب اصطکاک و گیرایی و خواص anti slipping کفپوش اجرا شده باشد.

بدین منظور کفپوش یکپارچه و بدون درز پلی اورتان که قابلیت اجرا با در نظر گرفتن الزامات بالا را داراست به عنوان مطلوبترین کفپوش ورزشی در جامعه ورزشی شناخته شده است . 

اجرای کفپوش ورزشی پلی اورتان از 3 میلیمتر تا 12 میلیمتر اجرا شده و از بخش های زیر تشکیل شده است:

 لایه زیره کفپوش پلی اورتان: این لایه شامل گرانول یا فوم پلی اورتان و PU BINDER است. این لایه به خواص ارتجاعی سطح کمک می کند.

لایه بعد wear coat  برای افزایش مقاومت سایشی کفپوش است

لایه نهایی top coat لایه نهایی و smooth و تراز، بدون درز و یکپارچه خواهد بود.

از ویژگی های این کفپوش می توان به موارد زیر اشاره کرد:

قابلیت ترمیم نقاط آسیب دیده در زمان کوتاه و با صرفه اقتصادی

مقاومت بالا در برابر تلورانس های دما

سرعت عمل در تنظیف و شستشوی سریع

مقاومت در برابر خش و سایش

دوام و ثبات رنگ در برابر، نور مرئی ،  اشعه خورشید و ماورا بنفش  در زمان طولانی

قابلیت رنگ بندی متفاوت دارد برای آشنایی با کد استاندارد رنگ ها به سایت www.ralcolor.com مراجعه نمایید.

برای کسب اطلاعات بیشتر و آشنایی با پروژه های انجام شده ، با واحد فنی کلینیک بتن ایران تماس حاصل فرمایید.

تصاویری از کفپوش های پلی یورتان ورزشی:

ارتقا خواص مکانیکی رزین درگروت های اپوکسی

اصطلاح اپوکسی به گروه یا خانواده ای از مواد شیمیایی گفته می شود که در آن ها یک اتم اکسیژن با دو اتم کربن دیگر که به نوعی به هم پیوند خورده اند، وجود داشته باشد.

ساختمان شیمیایی ایده آل اپوکسی ساده (اتیلن اکساید - Ethylene Oxide)

برای نمونه تصویر ساختمان شیمیایی نوعی اپوکسی پیچیده تری را در زیر مشاهده می فرمائید.

ساختمان شیمیایی ایده آل نوعی اپوکسی (دی گلیسیدیل اتر بیسفنول ای -  Diglycidyl ether of bisphenol A(

در شیمی اگر اپوکسی بدست آمده، ظاهری شبیه به صمغ درختان (Natural Plant Resin) (مایعی چسبناک و غلیظ) داشته باشند، آن ها را با عنوان رزین مصنوعی (Synthetic Resin) معرفی می کنند.

اکثر رزین های اپوکسی از واکنش بین اپی کلروهیدرین (Epichlorohydrin) و بیسفنول ای (Bisphenol A) به دست می آیند و عموما در رنگ های قهوه ای، زرد کهربایی و یا بی رنگ تولید می شوند.

برخی از ویژگی های انواع رزین های اپوکسی:

- عایق الکتریکی

- مقاومت خوب نسبت به مواد شیمیایی -اسیدها، بازها، چربی ها

- مقاومت بسیار خوب نسبت به آب و رطوبت

- جمع شدگی حجمی -آب رفتگی – Shrinkage-کم آن ها در مراحل پخت در مقایسه با رزین های پلی استری

- حساسیت کم نسبت به دمای محیط در زمان پخت -رزین های اپوکسی بسته به نوع می توانند در دمایی بین 5 تا 150 درجه سانتیگراد پخت شوند

- به دلیل نوع ساختار مولکولی رزین های اپوکسی (وجود گروه های حلقوی)، در جذب تنش های مکانیکی (خواص سفتی و چغرمگی) و تنش های حرارتی مقاوم می باشند.

امروزه خانواده بزرگ و متنوع رزین های اپوکسی دارای بالاترین کارآیی ها در بین رزین های موجود در صنعت می باشند.

برخی از کاربرد های انواع رزین های اپوکسی در تولید:

-ساخت قالب های مستحکم-مانند قالب های وکیوم فرمینگ

-گروت ها و ملات های ترمیمی در تنش هایی با بار دینامیکی بالا و محیط های آلوده به مواد نفتی یا اسید

- عایق و پوشش صنایع دستی

- عایق بندی و دفن قطعات الکتریکی

- لایه گذاری (لمینیت - Laminate) در صنایع کامپوزیت و فایبرگلاس

- پوشش دهنده ی کف -یکی از معروف ترین کاربردهای رزین اپوکسی پوششی است برای کف سالن ها، کارخانه ها، زمین های بازی، مکان های تولید لوازم بهداشتی و پزشکی

- به عنوان مواد اولیه در رنگسازی، چسب ها، خمیر های رزگیری، لعاب ها و آب بندی کننده ها (سیلر های رنگی و شفاف یا کیلر - Sealer)

پخت رزین  اپوکسی:

"پخت (Cure): فرآیند تبدیل رزین از حالت مایع به جامد"

رزین های اپوکسی به کمک یک هاردنر (سخت کننده - Hardener) پخت می شوند.

هاردنر که اغلب یک آمین (Amine) می باشد؛ پس از اختلاط در نسبت معین با اپوکسی (مولکول آمین و مولکول اپوکسی هم واکنش هستند)، از طریق واکنش افزایشی با اتصال به سر دو اپوکسی مجزا، تشکیل یک ساختمان مولکولی پیچیده سه بعدی را باعث می شود.

نمایش نموداری ساختمان پخت شده سه بعدی رزین اپوکسی

در فرم ساده تر می توان اینطور نوشت که:

پس از مخلوط کردن صحیح نسبت معینی اپوکسی و هاردنر، مخلوط مایع شروع به سخت شدن می کند تا به جسمی جامد تبدیل شود.

اگر اپوکسی و هاردنر به نسبت صحیح و بدرستی مخلوط نشوند، آن بخش از رزین یا سخت کننده که وارد واکنش نشده به همان شکل باقی خواهد ماند و باعث افت شدید فنی و مقاومتی محصول می شود.

تنوع در رزین های اپوکسی تولید شده بسیار زیاد است و هر رزین برای کار خاصی تولید گردیده و نمی توان رزینی که برای کارآیی بخصوصی طراحی شده را در کاربرد و با روش کار دیگری به مصرف رساند؛ از این رو مصرف کنندگان رزین های اپوکسی باید به مشخصات فنی و کاربرد هر رزین که توسط تولید کننده ارائه می شود، دقت داشته باشند.

تولید کنندگان معمولا اقلام زیر را در مشخصات فنی محصولات خود اعلام می کنند:

- نسبت و درصد میزان مخلوط کردن اپوکسی و هاردنر (با ذکر اندازه گیری در واحد وزنی یا حجمی)

- خواص و کاربردهای پیشنهادی رزین مربوطه

- زمان کار کرد پس از اختلاط، زمان ژل شدن (Gel-Time) و زمان پخت

- رنگ اپوکسی و هاردنر

- چگالی (دانسیته - Desity)

- گرانروی (ویسکوزیته - Viscosity)

- سختی (Shore)

- مقادیر حداکثری مقاومت های رزین

افزایش و توان بخشی خواص مکانیکی رزین های اپوکسی با افزودن آلومینا و فیلر به عنوان گروت اپوکسی

استفاده از پوشش‌های تابش‌پز به دلیل سرعت فرآیند بالا، سازگاری با محیط زیست ( درصد مواد فرار نزدیک به صفر و نیز کاهش مصرف انرژی ) و خواص فیزیکی- مکانیکی بسیار خوب مانند مقاومت به خراش، به طور قابل توجهی افزایش یافته است. پوشش‌های اپوکسی‌اکریلات به دلیل خواص عالی، در سیستم‌های تابش‌پز بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. به دلیل ویسکوزیته بالای این رزین‌ها، از رقیق‌کننده‌های فعال برای کاهش ویسکوزیته و همچنین بهبود واکنش‌های تشکیل اتصالات عرضی استفاده می‌شود. از طرف دیگر، در سال‌های اخیر، ذرات نانو، جهت بهبود خواص فیزیکی مکانیکی ) بخصوص مقاومت خراش(، در سیستم‌های پلیمری و نیز اینگونه رزین‌ها، مد نظر محققین دانشگاهی و صنعتی قرار گرفته است. در این پروژه، ابتدا رزین اپوکسی ‌اکریلات با استفاده از رزین اپوکسی بیس‌فنول A (EEW=190) و اکریلیک‌اسید در حضور تری‌اتیل‌آمین، به عنوان کاتالیزور، در محدوده دمایی C 60 تا C90 سنتز و سینیتیک آن بررسی شده است. برای مطالعه سینیتیک، از نسبت‌های مولی برابر گروه اپوکسی و کربوکسیلی استفاده شده است. سپس برای تعیین درجه واکنش نسبت به هر یک از واکنش‌دهنده‌ها، از روش فزونی (excess) استفاده شده است. سپس رزین سنتز شده، با مونومرهای تری‌متیلول‌پروپان‌تری‌اکریلات (TMPTA) ، تری‌پروپیلین‌گلیکول‌دی-اکریلات (TPGDA) و 1و6- هگزان‌دی‌ال‌دی‌اکریلات در فرمولاسیون‌های متفاوت فرموله شده است. میزان مونومرمرهای TMPTA ، TPGDA، HDDA و رزین اپوکسی ‌اکریلات در محدوده‌های 10-30، 5-30، 5-30 و 40-80 درصد وزنی انتخاب شده‌اند و به کمک طراحی آزمایش به روش مخلوط ، تاثیر نوع و میزان این رقیق‌کننده‌های فعال بر ویسکوزیته رزین و خواص فیزیکی-مکانیکی فیلم پخت‌شده، مورد بررسی قرار گرفته است. برای بررسی چگونگی تاثیر ذرات نانوآلومینا بر برخی خواص فیزیکی-مکانیکی مانند سختی، خراش و براقیت، 4% سوسپانسیون حاوی 30% نانوآلومینا در) TPGDA  1% جامد)، به دو فرمولاسیون‌ افزوده شد. کلیه فرمولاسیون‌ها حاوی 3% وزنی بنزوفنون به عنوان آغازگر و phr 10تری‌اتانول‌آمین به عنوان کمک‌آغازگر بوده و به مدت 5 ثانیه در حضور اشعه ماورائ بنفش (UV) پخت شدند. نتایج بدست آمده از مطالعات سینیتیکی نشان داده که واکنش گروه اپوکسی و گروه کربوکسیل در حضور کاتالیزور تری‌اتیل‌آمین، از درجه یک بوده و انرژی اکتیواسیون حدود 46 kJmol-1 و ضریب برخورد حدود min-1105 * 2/9 می‌باشد. همچنین درجه جزیی واکنش نسبت به گروههای اپوکسی و اسیدی به ترتیب صفر و یک بدست آمد. ویسکوزیته فرمولاسیون‌های تهیه-شده، با افزودن مونومرهای اکریلاتی بخصوص HDDA و TPGDA به شدت کاهش یافت. نتایج نشان داد که با افزایش میزان TMPTA سختی فیلم تشکیل‌شده افزایش می‌یابد. همچنین مشاهده شد که با افزودن ذرات نانو‌آلومینا، رویت خراش کاهش یافته و مقاومت پوشش‌ها در برابر خراش افزایش می‌یابد. نتایج همچنین افزایش خواص مقاومت فشاری و خمشی محصول را تایید می نماید. این تغییر فرمی یعنی استفاده از یک رزین ، هاردنر و فیلر مناسب به عنوان گروت اپوکسی، منجر به تولید محصولی مستقل فارغ از چسب ها و کف پوش ها ی اپوکسی می گردد. همینطور در آزمایشی دیگر بررسی‏های مکانیکی نشان داد که حضور نانوذرات اکسید تیتانیوم در ترکیب موجود باعث افزایش استحکام کششی از 25 به 41 مگاپاسکال و استحکام شکست فشاری از 180 به 210 مگاپاسکال می‏شود. همچنین آزمون ضربه نشان داد که حضور نانوذرات اکسید تیتانیوم منجر به کاهش انرژی شکست از8.17 به 7.35 کیلوژول بر متر و در نتیجه تردتر شدن ساختار می‏شود که آزمون DMA نیز این امر را تصدیق کرد.

نگاه اجمالی به کاربردهای بتن خود تراکم در دنیا و توسعه آن

کاربرد بتن خودتراکم در دنیا به سرعت رو به افزایش است. اگر چه کاربردهای اولیه عمدتاً برای مواردی مانند پل‌ها و پروژه های بزرگ بوده‌اند، اما با مرور زمان و آشنایی بیشتر صنعت با طرح های اختلاط و روش های کنترل این ماده، کاربرد آن در پروژه‌های دیگر نیز رو به افزایش است. خصوصاً با استاندارد شدن آزمایش‌های SCC و آشنا شدن بیشتر صنایع بتن پیش ساخته با این فناوری، کاربرد آن بسیار بیشتر و سرعت‌تر رشد خواهد یافت.

بتن خودتراکم در اجرای موارد خاصی از سازه های بتنی مزایایی دارد که به نمونه هایی از آنها اشاره می‌شود:

1- سازه‌های بتنی معماری- هنری که نیاز به ظرافت خاصی با میلگردگذاری فشرده دارند.

2- پلهای با دهانه های بزرگ که به دلیل طولانی بودن خط انتقال بتن اجرای آنها با بتن معمولی امکان پذیر نیست و در ضمن استفاده از بتن معمولی موجب قطورتر شدن اندازه پایه ها و نازیبایی سازه می‌گردد.

3- تونل‌های شهری و آبی که در آنها مسافت طولانی انتقال بتن معمولی و حفظ کیفیت و تراکم آن از مشکلات مهم اجرایی است.

4- ساختمان های بلند و برجها

5- ستون ها و دیوارهای بلند با میلگردهای متراکم

6- ستونهای بتن ریزی شده با پمپ

7- بتن ریزی بلوکهای بتنی

8- بتن ریزی کف ها و سطوح افقی

9- بتن‌ریزی در سازه های زیرآبی

دامون 68 مورد خاص کاربردهای استفاده درباره SCC را برای یک دوره 11 ساله مرور کرده است. او با استفاده از اطلاعات این موارد خاص، انواع اصلی کاربردهای بتن خودتراکم را معرفی می نماید، در عین حال ذکر می کند که توسعه کاربرد این نوع بتن چنان سریع است، که ادعاهای ارائه شده در مقاله وی، احتمالاً با گذشت زمان تغییر خواهد کرد. وی اطلاعات این 68 مورد مطالعه خاص را از مرور و بررسی 43 مقاله بدست آورده است. از این بین 75% پروژه‌ها تجاری و باقی آنها عمدتاً برای منظورهای آزمایش‌های مقیاس بزرگ بوده‌اند. بررسی های وی نشان می دهد که از نظر جغرافیایی، با توجه به اینکه توسعه SCC از ژاپن شروع شده است، بیشتر استفاده ها نیز در سالهای اول (5-1993) در ژاپن و آسیا بوده است. در سالهای 96-97 استفاده از آن در اروپا نیز رشد کرده و در سال 2000، حجم پروژه های کار شده در اروپا به مراتب از ژاپن و آسیا پیش می گیرد. در سالهای 3-2002، استفاده از SCC در آمریکای شمالی و جنوبی نیز افزایش نشان می‌دهد. همچنین بررسی های دامون نشان می دهد که استفاده از SCC تقریباً تمام کاربردها از پروژه‌های سنگین مانند پلهای بزرگ تا کارهای کوچک نظیر پروژه های تعمیراتی را شامل شده است. سازه های مختلفی با استفاده از بتن خودتراکم در دنیا اجرا شده‌اند که از جمله می‌توان به پل معلق آکاشی- کایکو (طولانی‌ترین و بلندترین پل دنیا با 3910 متر طول)، دیواره های مخازن عظیم LNG شرکت گاز اوزاکا در ژاپن، بازار بزرگ میدسامر در لندن، برج لند مارک در شهر یوکوهاما، پارکینگ روباز چاپمن در شهر کلوونا، ایالت بریتش کلمبیای کانادا، پروژه تونل غوطه‌ور در کوبه ژاپن و بسیاری پروژه‌های دیگر اشاره نمود. 

بتن خودتراکم، به دلایلی که اشاره شد، در دنیا به شدت در حال گسترش است و حتی از آن بعنوان آینده بتن یاد می شود. بنابراین دستیابی به دانش فنی آن در کشور ضروری است. از طرف دیگر، دانش فنی موجود در دنیا در خصوص رفتار بتن خودتراکم در برابر آتش بسیار اندک است و پژوهش‌ها در این زمینه به تازگی در حال تعریف و توسعه است.

بتن در سازه‌های مختلف، اعم از کاربردهای معمولی مانند مسکونی و اداری، کاربریهای صنعتی و ساختمان های خاص نظیر سیلوها، نیروگاهها، سازه های هسته ای و غیره کاربرد عمده‌ای دارد. بسیاری از این ساختمانها در معرض وقایع آتش سوزی احتمالی به علت حوادث پیش بینی نشده، وقوع حوادث در فرآیند تولید. حملات نظامی و غیره می‌باشند. مقاومت بتن در برابر آتش باید به گونه ای باشد که مقاومت مکانیکی خود در برابر دمای بالا را تا زمانی معقول (که براساس مقررات یا بر حسب نیاز طرح تعیین می شود) حفظ کند. این در حالی است که بر خلاف تصور عمومی، بتن همیشه هم مقاومت بالایی در برابر دمای بالا و آتش ندارد و به ویژه به طور کلی می توان گفت که هر چه تراکم و مقاومت مکانیکی بتن بالاتر باشد، مقاومت آن در برابر آتش کمتر می‌شود. تراکم مواد در بتن خودتراکم نیز تا حدود زیادی بالا است. بنابراین با توجه به زمینه مساعد برای توسعه قابل توجه این نوع بتن در ساخت و ساز، لازم است تا خواص مختلف آن به دقت بررسی و شناسایی شده و روش های بهبود آن توسعه یابد.

نکته مهم دیگر: توسعه سیستم قالب عایق ماندگار (ICF) برای بتن ریزی در ایران و دنیا است. در این سیستم، قالب که از جنس پلی استایرن منبسط است، در محل خود باقی مانده و نقش عایق را برای ساختار بتنی ایفا می کند. بنابراین به علت نیاز دنیا به صرفه جویی در انرژی، این سیستم بسیار مورد توجه قرار گرفته است. بتن خودتراکم به علت خواص جریان پذیری آن، قابلیت خوبی برای کاربرد در این سیستم دارد. اما هم شرایط ویژه سیستم ICF، به علت حفظ رطوبت در آن، و هم مشخصات خود بتن خودتراکم می‌تواند شرایط خطرناکی برای ترکیدن بتن در آتش سوزی و سقوط سازه ایجاد کند. بنابراین در مورد رفتار این نوع سیستم در برابر آتش باید تحقیقات و آزمایش های لازم صورت گیرد و راه حل های کاربردی ارائه شود

آزمایش التراسونیک بتن

 آزمایش اولتراسونیک شرکت فنی مهندسی کلینیک بتن ایران

 این روش با نام سرعت امواج پالسی ماورای صوت نیز شناخته می شود . اساس آن بر مبنای تعیین سرعت امواج پالسی ماورای صوت از میان اجسام قرار دارد . پالسهای ماورای صوت با اعمال یک تغییر ناگهانی پتانسیل از یک فرستنده محرک به یک کریستال پیزوالکتریک مبدل که ارتعاشی با فرکانس اصلی خود صادر مینماید ، ایجاد می شود . استفاده از مبدل هایی از جنس تیتانات باریم و تیتانات سرب برای این منظور مناسب می باشد .مبدل فرستنده در تماس با بتن و در امتداد ضخامت دیوار قرار می گیرد و لذا ارتعاشات پس از عبور از بتن توسط مبدل گیرنده که درتماس با سطح مقابل دیوار بتنی می باشد دریافت می شود . زمان عبور امواج پالسی از میان بتن توسط دستگاه گیرنده اندازه گیری شده واز تقسیم مسافت پیموده شده توسط پالس (که در حقیقت کوتاه ترین فاصله بین مبدلها می باشد) به زمان ثبت شده ، سرعت عبور امواج پالس تعیین می شو د.

داده های حاصل از این آزمایش شامل ، تعیین عمق ترک و وجود حفره void در جسم بتن، تعیین میزان سرعت نفوذ صوت در بتن velocity speed  که بر اساس استاندارد های ASTM C215 و  IS 13311 ( Part 1 ) : 1992 بیانگر کیفیت بتن خواهد بود. 

تاریخچه بتن خود تراکم

تاریخچه بتن خود تراکم

 بتن یکی از مسائل مهم است که دهه‌ها توجه و تحقیقات را به خود اختصاص داده است. در ژاپن نیز سالهای متمادی بر روی این موضوع پژوهش صورت گرفته است. یکی از معیارهای مهم برای رسیدن به بتن با دوام مناسب، متراکم کردن بتن است. اما کاهش تعداد کارگران فنی و حرفه ای که بتوانند این کار را به نحو مناسب انجام دهند، مشکلات زیادی را در سالهای قبل بوجود آورده بود. یکی از راههای اساسی برای رفع این مشکل، استفاده از بتن هایی بود که بتوانند تحت وزن خود در قالب و در تمام زوایا و گوشه‌ها متراکم شوند. بدون اینکه نیاز به لرزش و  نیروی خارجی داشته باشند. به این علت بتن خود تراکم نخست در سال 1986 توسط اوکامورا (okamura) در ژاپن پیشنهاد شد. در پی آن مطالعات و آزمایش‌های اساسی در دانشگاه توکیو توسط اوزاوا (ozawa) و میکاوا (meakawa) برای توسعه این بتن صورت گرفت. اولین نمونه این نوع بتن در سال 1988 با استفاده از مواد  و مصالح موجود در بازار ساخته شد و نتایج مناسبی از نظر جمع شدگی ناشی از خشک شدن و سخت شدن، گرمای هیدراسیون، سختی و سایر خواص به دست آمد که در مقاله ای منتشر شد. در ابتدا این بتن، بتن توانمند[1] (HPC) نامگذاری شد و سه خاصیت اصلی برای تعریف آن در نظر گرفته شد:

بتن تازه : تراکم پذیر

سنین اولیه: جلوگیری از معایب اولیه

بتن سخت شده: محافظت در برابر عوامل خارجی

اما همزمان، آیتسین و همکارانش، بتن HPC را به عنوان بتنی معرفی کردند که دارای مقاومت و دوم بالا در اثر نسبت آب به سیمان پایین باشد. بنابراین نام این نوع بتن توسط اوکامورا و همکارانش تغییر یافت و تحت عنوان «بتن خود تراکم توانمند» یا بطور خلاصه «بتن خود تراکم» نامگذاری شد. تفاوت بتن SCC با بتن HPC در این است که در بتن توانمند، جریان پذیری تنها تا حدودی بهبود یافته است، اما این بتن نمی‌تواند تحت وزن خود، قالب و یا فواصل بین تقویت کننده ها را پر کند، به عبارت دیگر بتن HPC کماکان به عملیات لرزش نیاز دارد.

در سال 1989پروفسور اوکامورا و همکارانش، یک کارگاه تخصصی در زمینه بتن SCC در دانشگاه توکیو ارائه کردند، بیش از 100 متخصص از مراکز تحقیقاتی و شرکت های بزرگ در این کارگاه شرکت داشتند، که باعث گسترش تحقیقات روی این موضوع در مراکز مختلف شد. در اوایل دهه 1990، استفاده از بتن خود تراکم در برخی پلها و سازه ها در ژاپن آغاز شد. ارائه مقالات تخصصی در کنفرانس بین المللی CANMET & ACI در سال 1992 و به دنبال آن کارگاه تخصصی بانکوک در 1994 و کنفرانس ACI در سال 1996 توجه به بتن خود تراکم را در سطح دنیا افزایش داد. در سال 1996 کشورهای اروپایی یک کنسرسیوم تشکیل داده و پروژه‌ای را با عنوان «تولید و محیط کاری بهبود یافته با استفاده از بتن خود تراکم» آغاز کردند. موفقیت این پروژه باعث گسترش سریع‌تر SCC در پروژه های مختلف ساختمانی اعم از پیش ساخته یا بتن‌ریزی در جا شد. امروزه بتن خود تراکم همزمان با کشور ژاپن، در مراکز دانشگاهی و تحقیقاتی کشورهای اروپایی، کانادا و آمریکا موضوع بحث بررسی و اجرایسازه‌های بتنی است. دستورالعمل‌هایی مانند (EFNARC) برای این بتن تهیه شده و استفاده از آن در بسیاری از کشورهای دنیا رو به توسعه است.

در ایران نیز استفاده از بتن خود تراکم از چند سال قبل آغاز شده و از مزایای آن بهره گرفته شده است. برای مثال می‌توان از مصرف بتن خود تراکم در لاینینگ تونل رسالت تهران، کتیبه‌ها و عناصر تزئینی در طرح توسعه حرم حضرت معصومه و قطعات پیش ساخته‌ برای عبور دستگاههای حفاری متروی شیراز را نام برد.