بتن انعطاف پذیر یا ECC چیست؟

بتن انعطاف پذیر یا ECC

بتن انعطاف پذیر به معنای کامپوزیت سیمانی مهندسی شده است که به آن ECC یا Engineered Cementitious Composite نیز گفته می شود. بتن انعطاف پذیر نوعی کامپوزیت است که بر پایه سیمان ساخته شده و با استفاده از قالب به راحتی می توان آن را به شکل مورد نظر درآورد.

ویژگی ها و مزایا بتن انعطاف پذیر

• این ماده توسط الیاف پلیمری مسلح می شود و دلیل انعطاف پذیری آن وجود الیاف پلی وینیل الکل است که ۲ درصد ملات بتن را تشکیل می دهد. این الیاف به دلیل داشتن ویژگی هایی نظیر مقاومت کششی و مدول الاستیسیته بسیار بالا عملکرد خمشی بتن را بهبود می بخشند.
• پوشش سطحی الیاف پلی وینیل الکل دارای ضخامت نانومتری می باشد که برای اتصال بین الیاف و زمینه سیمانی طراحی شده است.
• بتن انعطاف پذیر ECC دارای حداکثر خاصیت انعطاف پذیری است و وزن آن نسبت به بتن عادی ۴۰ درصد سبک تر و مقاومت آن در برابر ترک خوردگی ۵۰۰ بار بالاتر می باشد.
• کامپوزیت سیمانی مهندسی ۳۷ درصد ارزان تر از بتن معمولی است و انرژی که برای تولید آن صرف می شود ۴۰ درصد کمتر است.
• علاوه بر آن این ماده انتشار دی اکسید کربن را تا ۳۹ درصد کاهش می دهد.
• ظاهر بتن ECC مشابه بتن معمولی است اما وجود الیاف در آن از شکنندگی بتن جلوگیری می کند و خاصیت انعطاف پذیری آن را بالا می برد.
• سطح سازی معابر با استفاده از بتن انعطاف پذیر باعث می شود ضریب اصطکاک سطح نسبت به سطوح بتنی معمولی کاهش پیدا کند.
• استفاده از این نوع بتن زمان اتمام پروژه را به حداقل می رساند و ایمنی کارگران را افزایش می دهد. علاوه بر آن نیاز به نیروی کار کمتری برای انجام پروژه خواهد بود.
• طول عمر بتن انعطاف پذیر در مقایسه با بتن معمولی بالاتر است. بتن معمولی اگر تحت فشار قرار گیرد دچار ترک خوردگی می شود اما این بتن از انعطاف پذیری بالایی برخوردار است.
• بتن ECC در پروژه های زیر بنایی نیز کاربرد دارد.
• بتن انعطاف پذیر نیاز به تعمیر و نگهداری زیاد ندارد.
• استفاده از این نوع بتن باعث کاهش وزن و ضخامت ورقه های پیش ساخته آسفالت می شود، به همین دلیل امکان نصب و میزان نمودن قطعات را فراهم می سازد.

• مقاومت بتن انعطاف پذیر در برابر ترمز ناگهانی اتومبیل بسیار بالاست.
• سختی بتن ECC مانند آهن بوده و به دلیل اینکه حداقل دوبار تحت خمش قرار می گیرد از استحکام بالایی برخوردار می باشد.
• بتن منعطف می تواند فشاری تا ۷۰ مگا پاسکال را نیز تحمل نماید.
• همچنین مقاومت کششی این نوع بتن از ۱۰ تا ۱۵ مگا پاسکال می باشد.
• این بتن ها خاصیت خود ترمیمی نیز دارند.
• تنش کششی نهایی بتن انعطاف پذیر می تواند از ۳ تا ۵ درصد نیز حاصل شود.
• این نوع بتن نیاز به استفاده از فولاد تقویتی و میلگرد را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.
• اگر بخشی از بتن آسیب ببیند می توان قسمت آسیب دیده را خارج کرد و بتن تازه و سالم را جایگزین آن نمود.

معایب بتن انعطاف پذیر

• به نیروی کار ماهر جهت اجرا نیاز دارد.
• هزینه اولیه ساخت بتن زیاد می باشد.
• بدست آوردن متریال های ویژه بتن انعطاف پذیر مشکل می باشد.
• کیفیت بتن انعطاف پذیر به کیفیت متریال سازنده و شرایط محیطی که بتن در آن تولید شده بستگی دارد.

ترکیبات بتن انعطاف پذیر

در ترکیبات بتن های ECC دانه های درشت را از مخلوط خارج می کنند و جای آن را با الیاف پر می کنند. این نوع بتن به طور کلی از سیمان، الیاف، ابر روان کننده، شن و ماسه ریز و آب تشکیل شده است.

الیاف

الیاف سیلیس، الیاف شیشه ای، الیاف آزبست و الیاف استیل از جمله رایج ترین انواع الیاف در ساخت بتن انعطاف پذیر محسوب می شوند. این متریال سبب خاصیت انعطاف پذیری در بتن می شود و آن را تقویت می کند.

این الیاف ها با روکش ضد اصطکاک نیز تولید می شوند که این روکش ها سبب لغزش الیاف بر روی یکدیگر می شود. این روکش سبب ایجاد اصطکاک در بین الیاف نمی شود و از ترک خوردگی در بتن جلوگیری می کند.

شن وماسه ریز

ماسه ریز برای تصفیه کردن آب، بهترین گزینه برای بتن انعطاف پذیر می باشد. در صورت عدم دسترسی به ماسه ریز، می توانید از ماسه های معمولی استفاده نمایید. برخی از متریال ها مانند دود سیلیس، خاکستر بادی و سرباره کوره آتشفشانی نیز می توانند در ساخت این نوع بتن ها مورد استفاده قرار بگیرند.

ابر روان کننده ها

برای افزایش کارایی بتن انعطاف پذیر باید به آن ابر روان کننده ها را اضافه نمود. لیگنین، نفتالین، ملامین فرمالدئید، سولفونات، پلی کربوکسیلات اتر و لیگنوسولفونات برخی از این روان کننده ها می باشند.

کاربرد بتن انعطاف پذیر

• ساخت راه ها و پل ها
• ساخت پیاده روها
• ساخت ساختمان های مقاوم در برابر زلزله
• ساخت بوم و کرباس بتنی