بتن انعطاف پذیر به لاتین Engineered Cementitious Composite یا مخفف آن ECC می باشد. بتن انعطاف پذیر به کامپوزیت سیمانی مهندسی اشاره دارد. بتن انعطاف پذیر نوعی ترکیب است که بر پایه سیمان تولید می شود و به راحتی با استفاده از قالب به شکل دلخواه در می آید. شکل پذیری بتن ECC به دلیل وجود 2 درصد الیاف پلی وینیل الکل در ملات این بتن است. الیاف مورد استفاده در بتن انعطاف پذیر به دلیل استحکام کششی و مدول الاستیسیته ایده آل، عملکرد خمشی بتن را بهبود می بخشد. در ادامه این مطلب از آشیان پی به بررسی کامل این نوع بتن می پردازیم. تا انتها با ما همراه باشید.
مشخصات بتن انعطاف پذیر (ECC) چیست؟
چندین ویژگی منحصر به فرد دارد، از جمله از جمله مشخصات کششی بهتر از کامپوزیت‌های مسلح شده با الیاف. همچنین سهولت فرآوری، استفاده از مقدار کمی الیاف (2%)، عرض ترک کوچک و عدم وجود صفحات ناهمسانگرد ضعیف از جمله این خواص منحصر به فرد دیگر است. این خواص عمدتاً به دلیل برهمکنش بین الیاف و ماتریس سیمانی است که با طراحی میکرومکانیکی قابل دستکاری است. اساساً الیاف به جای چند ترک بسیار بزرگ، ریزترک های زیادی ایجاد می کنند. این اجازه می دهد تا ECC بدون شکست تصادفی تغییر شکل دهد. این ویژگی ترک های بسیار ریز باعث مقاومت بهتری در برابر خوردگی می شود. هم چنین منجر به خود ترمیمی می‌شود.
این ویژگی خودترمیمی در گروهی از سیمان‌‌ها و بتن‌های معمولی دیده شده است. با این حال، برای مقادیر بزرگتر از عرض ترک، این فرآیند خود ترمیمی کمتر موثر است. در ECC، عرض میکروترک کنترل می شود. این تضمین می کند که تمام ترک ها در صورت قرار گرفتن در معرض محیط طبیعی به طور کامل بهبود یابند.
هنگامی که با یک ماده رسانا تر ترکیب می شود، تمام مواد سیمانی می‌توانند افزایش یابند و برای اندازه گیری آسیب استفاده شوند. این اساساً بر این واقعیت استوار است که رسانایی هنگام آسیب تغییر می کند. منظور از افزودن مواد رسانا این است که تغییرات رسانایی به وضوح قابل مشاهده باشد. اگرچه ECC به خودی خود این ماده نیست، اما ECC نیمه هادی برای تشخیص آسیب در حال توسعه است.
ویژگی ها و مزایا بتن انعطاف پذیر
- این ماده با الیاف پلیمری تقویت می شود و دلیل خاصیت ارتجاعی آن وجود الیاف پلی وینیل الکلی است که ۲ درصد ملات بتن را تشکیل می دهد. همان طور که در مقدمه هم گفته شد این الیاف به دلیل خواصی مانند مقاومت کششی و مدول الاستیسیته بسیار بالا، خواص خمشی بتن را بهبود می بخشد.
- الیاف پلی وینیل الکل دارای پوشش سطحی به ضخامت نانومتر هستند که برای اتصال بین الیاف و زمینه سیمانی در نظر گرفته شده است.
- بتن انعطاف پذیر ECC انعطاف پذیری بالایی دارد، وزن آن 40 درصد سبک تر از بتن معمولی است و مقاومت آن در برابر ترک خوردن 500 برابر بیشتر است.
- کامپوزیت سیمانی مهندسی شده 37 درصد ارزان تر از بتن معمولی است و انرژی مصرف شده برای تولید آن 40 درصد کمتر است.
- علاوه بر این، این ماده انتشار دی اکسید کربن را تا 39 درصد کاهش می دهد.
- ظاهر بتن ECC شبیه بتن معمولی است اما وجود الیاف در آن از شکنندگی بتن جلوگیری می کند و انعطاف پذیری آن را افزایش می دهد.
- سطح سازی معابر با استفاده از بتن انعطاف پذیر ضریب اصطکاک سطح را در مقایسه با سطوح بتنی معمولی کاهش می دهد.
- استفاده از این نوع بتن زمان اتمام پروژه را کاهش می دهد و ایمنی کارگران را بهبود می بخشد. علاوه بر این، برای تکمیل پروژه به نیروی کار کمتری نیاز خواهد بود.
- طول عمر بتن انعطاف پذیر بیشتر از بتن معمولی است. بتن معمولی تحت فشار ترک می خورد، اما این بتن خاصیت ارتجاعی بالایی دارد.
- بتن ECC همچنین در پروژه های زیربنایی استفاده می شود.
- بتن انعطاف پذیر نیاز به نگهداری زیادی ندارد.
- استفاده از این نوع بتن باعث کاهش وزن و ضخامت ورق های پیش ساخته آسفالت می گردد. به همین دلیل قابلیت نصب و اندازه گیری قطعات را ارائه می دهد.
- این نوع بتن خاصیت خود ترمیمی نیز دارد.
- تنش کششی نهایی بتن انعطاف پذیر می تواند 3-5٪ باشد.
- این نوع بتن نیاز به استفاده از فولاد تقویت کننده و میلگرد را تا حد زیادی کاهش می دهد.
- اگر بخشی از بتن آسیب دیده باشد، می توان قسمت آسیب دیده را جدا کرد و با بتن جدید و سالم جایگزین کرد.
- و…
کاربرد بتن انعطاف پذیر
بعضی از کاربردهای بتن انعطاف‌پذیر عبارت است از:
ساخت راه‌ها و پل‌ها
بتن انعطاف پذیر به دلیل خواص مکانیکی و شکل پذیری می تواند در ساخت و تعمیر راه ها و پل ها استفاده شود. این خواص به عنوان استراتژی به نام “بتن انعطاف پذیر برای پل” شناخته می شود که باعث افزایش مقاومت در برابر زلزله و تغییرات حرارتی می شود.
ساخت پیاده‌روها
از بتن انعطاف پذیر می توان در ساخت پیاده روها استفاده کرد. این ویژگی ها باعث می شود که پیاده رو ها در برابر انقباض و انبساط حرارتی و تغییرات جوی مقاومت بیشتری داشته باشند.
ساخت سازه های مقاوم در برابر زلزله
بتن انعطاف پذیر به دلیل خاصیت انعطاف پذیری و دوام بالا در ساخت ساختمان های مقاوم در برابر زلزله کاربرد دارد. این ویژگی ها به ساختمان ها اجازه می دهد تا نیروهای لرزه ای را جذب و مقاومت کنند و از آسیب های قابل توجه جلوگیری کنند.
ساخت بوم و کرباس بتنی
بتن انعطاف‌پذیر می‌تواند در ساخت بوم و کرباس‌های بتنی مورد استفاده قرار بگیرد. این ویژگی ها به سازه ها اجازه می دهد تا در برابر نیروهای جانبی و انتقال انعطاف پذیر اجسام مختلف مقاوم باشند.
نتیجه گیری
بتن یکی از مهم ترین مصالح ساختمانی در ساخت و سازها و زیرساخت های مختلف است. با گذشت زمان، نیاز به بتن با خواص و ویژگی های عملیاتی بهتر احساس می شود. بتن انعطاف‌پذیر یا ECC نوعی بتن متمرکز است که خواص منحصر به فردی دارد و برای کاربردهای خاص استفاده می شود. به طور کلی بتن منعطف به دلیل خواص منحصر به فرد خود در کاربردهایی که نیاز به انعطاف و مقاومت بالایی دارد استفاده می شود.امیدواریم این مقاله اطلاعات لازم را در اختیار شما کاربران گرامی قرار داده باشد و به سوالات شما در این زمینه پاسخ کافی داده باشد.
