مقدمه:در دهه گذشته شاهد تئوريزه شدن موضوعات مختلفي در صنعت بتن بوديم.

بيشترين تمركز بر روي بتن هاي با مقاومت بالا (HSC) صورت گرفت.محققان توانستند مقاومت بتن را به بيش از 300MPa برسانند كه شايد حدود 20سال پيش يعني زماني كه پروفسور نويل مشغول نوشتن كتاب خود (تكنولوژي بتن) بود امري غير ممكن نشان ميداد.

اما امروزه ساخت بتن هاي با مقاومت بالا از سوژه تحقيقات كنار گذاشته شده و بيش از فاكتور مقاومت به عامل دوام و طول عمر بتن اهميت مي دهند.

امروزه بحث از ساخت سازه هايي با طول عمر 1000سال است. درصورتي كه متوسط طول عمر مفيد سازه هاي بتني در كشور ما 15سال ميباشد. در نتيجه ساخت بتن هاي HPC (با دوام بالا) باعث صرفه جويي در مصالح مصرفي و هزينه دراز مدت مي گردد؛ البته بايد توجه داشت كه هر بتن HSC يك بتن HPC است؛ ولي عكس آن صادق نمي باشد. 

فاكتورهاي مهم در ساخت HPC (High Performance Concrete):

1-كاهش نسبت آب به سيمان

2-استفاده از دانه هاي مناسب

3-استفاده از حداكثر ميزان مصالح سنگي

4-تراكم مناسب بتن

5-استفاده از سيمان هاي مقاوم در برابر حمله سولفات ها

6-استفاده از پزولان هاي مناسب

7-ساير مواد افزودني

تحقيقات نشان ميدهد كه در صورت محافظت بتن در برابر يون كلر و حمله سولفات ها همچنين جلوگيري از رسيدن آب و اكسيژن به قسمتهاي مركزي بتن دوام و طول عمر آن افزايش مي يابد . كليه فاكتور هاي فوق در جهت رسيدن به اين ويژگي ميباشد .

كاهش نسبت آب به سيمان:

ميزان آب لازم براي هيدراته كردن سيمان بسته به نوع سيمان بين (0.25-.02)ميباشد. مقداري از آب مورد مصرف نيز صرف مرطوب نمودن سطح دانه ها ميگردد. مصرف آب بيش از اين ميزان اثرات نامطلوبي بر روي بتن به جاي ميگذارد.

اين آب اضافي بر اثر خاصيت مويينگي به سمت سطح بتن جريان مي يابد . در  اين لوله ها در مرحله اول باعث كاهش مقاومت فشاري بتن ميگردند كه در ساخت بتن هاي با مقاومت بالا مورد بررسي قرار مي گيرند. و در مرحله دوم باعث مي شوند تا آب خارجي بتواند به درون بتن نفوذ نمايد . در صورتي كه اين آب داراي مواد خورنده باشد شرايط خوردگي ميلگرد در بتن را تشديد مينمايد. در بتن هاي با دوام بالا ، تأثير آب مصرفي در اين ضمينه مورد بررسي قرار مي گيرد.

در بتنهاي HPC توصيه مي شود كه آب اختلاط از W/C=0.4 كمتر در نظر گرفته شود. براي اينكه بتوان در نسبت هاي پايين به بتن با كارايي مناسب دست يافتاستفاده از فوق روانسازهاي اعلا اجتناب نبپذير ميباشد. (جهت ااطلاعات در مورد فوق روانسازها به بخش فوق روانسازهاي همين سايت مراجعه كنيد)

در ساخت بتنهاي با دوام بالا نميتوان از هر ماده آب بندي استفاده نمود و تنها آب بندهايي كه در برابر حرارت و خوردگي مقاوم مي باشند قابل استفاده در اينگونه بتن ها ميباشند. به هر حال عدم اضافه كردن چنين موادي به مراتب منطقي تر ميباشد.

  دانه هاي مناسب:

در ساخت بتن هاي HPC بهتر است از سنگدانه هاي سيليسي استفاده نمود. زيرا اين سنگدانه ها هم دوام وهم اقتصاد طرح را تأمين ميكنند. استفاده از سنگدانه هاي واكنشزا در اين بتن ها به هيچ عنوان مناسب نميباشد. شيست ها ،سنگدانه هاي  آهكي دگرگون نشده، توف ها و... از جمله اين سنگدانه ها ميباشند.

هرچه سنگدانه ها متراكم تر و تخلخل آنها كمتر باشد براي ساخت بتن هاي HPC مناسب تر ميباشند.

استفاده از حداكثر ميزان مصالح سنگي:

براي دست يافتن به اين امر دانه بندي بسيار مهم مي باشد. به طوركلي كليه دانه بنديهاي بتن هاي با مقاومت بالا براي اين منظور قابل قبول مي باشند. اما دانه بنديهاي بهتري را نيز ميتوان استفاده نمود.

براي رسيدن به يك دانه بندي مناسب HPC (يعني ماكزيمم مصرف مصالح سنگي) بهتر است از ميزان overfill درنظر گرفته شده در بتن هاي HSC كاست. همچنين استفاده از ذرات كوچكتر از 75 ميكرون ميتواند مفيد باشد.

تراكم و نگهداري:

تراكم و نگهداري بتن هاي با دوام بالا به مراتب حساس تر از ساير بتن ها ميباشد. به خصوص براي ساخت بتن هاي با عمر بالاي 200 سال اين موضوع فوق العاده حساس ميشود. عدم تراكم مناسب در يك قطعه مي تواند كليه فاكتورهاي ساخت و طراحي را تحت شعاع خود قرار دهد؛ بنابراين، در قطعاتي كه امكان تراكم ويژه موجود نميباشد. بايد بتن را با رواني بسيار بالا ساخت بايد توجه داشت كه براي رسيدن به اين منظور نبايد نسبت W/C را از 0.4 بيشتر كرد.

تعيين نوع سيمان:

بهترين سيمان براي ساخت اين نوع بتن پرتلند تيپ5 ميباشد. سيمان هاي ديرگير تيپ 2و5 نيز مناسب ميباشند. همچنين سيمانهاي منبسط شونده نيز در شرايط خاص ميتوان به كار برد.

استفاده از سيمانهاي بدون نقص (MDF) و (WAC) نيز باعث افزايش قابل توجه عمر بتن ميگردند اما بايد توجه داشت كه هدف اصلي در ساخت بتنهاي با دوام بالا اقتصاد ميباشد. در نتيجه استفاده از سيمانهاي (MDF) و (WAC) منطقي به نظر نمي رسد.

پزولان ها:

خاكستر بادي، دوده سيليسي، خاكستر پوسته برنج، روباره آهنگدازي آسياب شده پزولانهاي حاوي كوارتز و ميكا و... نقش بسيار مهمي در افزايش دوام بتن دارند. در ميان مواد فوق دوده سيليسي و روان كننده را به صورت ژل در مي آورند و به صورت مخلوط با آب به كار مي برند كه اثرات بسيار مطلوبي بر روي بتن دارند.

در صورت استفاده از سيمان هاي پرتلند، استفاده از پزولان ها كاملاً اجباري ميباشد