חומרי בניה/בטונים מיוחדים/בטון מצטופף מעצמו
בטון מצטופף מעצמו (באנגלית Self Consolidating Concrete, או בקיצור SCC) הוא בטון בעל תכונות ריאולוגיות שמאפשרות יציקה ללא גריפה או ריטוט של הבטון.
רקע
עריכהבטון מצטופף מעצמו פותח ביפן מתוך כוונה לחסוך בעלויות כח-אדם ביציקות בטון ולשפר את אבטחת האיכות בתהליך היציקה.
התכונות הנדרשות מבטון כזה הן:
- יכולות מילוי תבניות
- יכולת מעבר בין ברזלי זיון (מעברים צרים)
- התנגדות לסגרגציה (הפרדות מרכיבי הבטון השונים)
היתרונות של בטון כזה הן:
- יעילות בעבודה
- שיפור בסביבת העבודה
- הומוגניות של הבטון
- אפשרות ביצוע של מבנים מיוחדים בעלי צורה מורכבת או זיון צפוף
תכונות
עריכהבטון הוא חומר טיקסוטרופי. הוא מאופיין בנוסף לצמיגות, בעומס מינימלי דרוש למעבר מהתנהגות של מוצק להתנהגות של נוזל. בבטון מצטופף מעצמו המטרה היא לא להוריד את הצמיגות אלא את עומס הכניעה, העומס בו הבטון יתנהג כנוזל.
בטון הוא מערכת רב-פאזית. הוא מורכב מנוזל (מים), מוצקים (אגרגט גס, אגרגט דק ואבקות) ואויר. צמיגות נמוכה של תערובת הבטון גורמת לסגרגציה, התמיינות של החומרים בבטון, כלומר שקיעה של האגרגטים על-פי גודלם ועליה של המים כלפי מעלה. מכיוון שבטון מצטופף מעצמו מתנהג כנוזל, נדרשת בו דווקא צמיגות גבוה יותר.
טכנולוגיה
עריכהתערובת הבטון לבטון מצטופף מעצמו מכילה נפח קטן של אגרגטים גסים (כ- 50% ממשקל האגרגטים הדרושים למלא את הנפח במהודק), כמות חול כמחצית מנפח המלט, כמות מים קטנה, ויתר הנפח נתפס על ידי אבקות (חלקיקים קטנים מ- 90 מיקרון). התערובת מכילה מוסף מפחית מים רחב טווח (סופר פלסטיסייזר) כדי להוריד את עומס הכניעה. האבקות ומוספים מצמיגים משמשים לשמירה על צמיגות גבוהה של התערובת.
בדיקות עבידות
עריכהלא ניתן להשתמש בקונוס אברהמס לבדיקת הירד של בטון מצטופף מעצמו, מכיוון שהוא משאיר מתחת לקונוס שלולית בגובה של בערך האגרגט המרבי. לכן פותחו מספר בדיקות ייעודיות לעבידות של בטון מצטופף מעצמו.
בדיקת שׂירוע
עריכהבבדיקה זו ממלאים קונוס אברהמס, שמונח על-גבי משטח חלק, בבטון. מרימים את הקונוס ובודקים את משך הזמן בו הבטון ממשיך לזרום, ואת קוטר שלולית הבטון המתקבלת (ראה תמונה).
בדיקת זרימה בתבנית L
עריכהבדיקה זו מדמה מילוי של תבנית בטון עם זיון. תבנית L מורכבת מחלק אנכי וחלק אופקי. בין החלקים יש שׂריג של ברזלי זיון, ומחסום זחיח. ממלאים את החלק האנכי בתבנית בצורת L שחלקה התחתון חסום (ראה תמונה). מרימים את המחסום ומודדים את משך הזמן הדרוש לבטון להגיע לגובה מוסכם בחלקו המרוחק של החלק האופקי (ראה תמונה).
בדיקת זרימה בתבנית U
עריכהבדיקה זו מדמה מילוי של תבנית בטון עם זיון. תבנית U מורכבת משני חלקים אנכיים. בין החלקים יש שׂריג של ברזלי זיון, ומחסום זחיח. ממלאים את החלק הגבוה של התבנית בבטון (ראה תמונה). מרימים את המחסום ומודדים את הזמן עד לשוויון גבהים בין שני חלקי התבנית (ראה תמונה).