ستونهای CFT چگونه ضعفهای مکانیکی بتن بازیافتی را جبران میکنند؟
استفاده از سنگدانههای بتن بازیافتی (RCA) راهکاری پایدار برای کاهش نخالههای ساختمانی است، اما افت مقاومت و خزش بالا مانع کاربرد سازهای آن میشود. در این مقاله به بررسی مکانیزم محصورشدگی لولههای فولادی (CFT) در خنثیسازی نقاط ضعف بتن بازیافتی و ایجاد سازههای باربر سبز میپردازیم.
با افزایش تخریب سازههای قدیمی و مصرف سرسامآور منابع طبیعی، بازیافت بتنهای تخریبشده و استفاده مجدد از آنها به عنوان سنگدانه بازیافتی (RCA) به اولویتی اساسی در مهندسی عمران پایدار تبدیل شده است. با این حال، کاربرد این مصالح در اعضای باربر اصلی سازه همواره با تردیدهایی روبرو بوده است.
راهکار پیشرفته مهندسان برای رفع این موانع، تزریق بتن بازیافتی به درون مقاطع لولهای فولادی (RAC-CFT) است.
نقاط ضعف ذاتی بتنهای بازیافتی چیست؟
سنگدانههای حاصل از بازیافت بتن به دلیل وجود ملات سیمانی کهنه چسبیده به سطح سنگها، دارای ویژگیهای نامطلوبی هستند:
تخلخل و جذب آب بسیار بالا: ملات قدیمی آب اختلاط را به سرعت جذب کرده و کارایی بتن تازه را مختل میکند.
کاهش مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته: مقاومت بتن بازیافتی معمولاً ۱۵ تا ۳۰ درصد کمتر از بتن معمولی با سنگدانه طبیعی است.
افزایش شدید جمعشدگی و خزش: بتن بازیافتی به دلیل ساختار متخلخل، افت ابعادی و تغییرشکلهای درازمدت بیشتری از خود نشان میدهد.
محصورشدگی CFT چگونه ضعفهای بتن بازیافتی را مهار میکند؟
قرار گرفتن بتن بازیافتی درون لوله فولادی جداربسته، رفتار مکانیکی آن را از طریق سه مکانیزم دگرگون میسازد:
ایجاد تنش محصورشدگی سهمحوره: هنگامی که ستون تحت بار محوری شدید قرار میگیرد، تمایل هسته بتنی به ترکخوردگی جانبی توسط لوله فولادی مهار میشود. این فشار جانبی دائمی، ریزترکهای ملات قدیمی را مسدود کرده و مقاومت فشاری هسته بتن بازیافتی را تا سطح بتن معمولی (و حتی فراتر از آن) ارتقا میدهد.
مهار کامل افت ناشی از جمعشدگی و خزش: لوله فولادی مانند یک سد نفوذناپذیر، مانع تبخیر رطوبت داخلی بتن میشود. در نتیجه، پدیده جمعشدگی ناشی از خشکشدگی تقریباً به صفر میرسد و نرخ خزش درازمدت به شدت افت میکند.
حفظ شکلپذیری و جذب انرژی لرزهای: بتن بازیافتی تحت فشار محصورکننده، رفتار نرمتر و شکلپذیرتری پیدا میکند که همراه با مقاومت کششی جداره فولادی، پایداری ستون در برابر زلزله را تضمین میکند.
الزامات طرح اختلاط بتن بازیافتی برای مقاطع CFT
اشباع اولیه سنگدانهها: سنگدانههای بازیافتی باید پیش از اختلاط به حالت اشباع با سطح خشک (SSD) برسند تا آب مورد نیاز هیدراتاسیون را جذب نکنند.
استفاده از ابرروانکنندههای پایه پلیکربوکسیلات: برای جبران افت روانی ناشی از زبری سنگدانهها و دستیابی به بتن خودتراکم (SCC) بدون افزایش آب.
محدودسازی درصد جایگزینی: برای اعضای سازهای فوقسنگین، جایگزینی ۳۰ تا ۵۰ درصدی سنگدانه درشت طبیعی با سنگدانه بازیافتی، بهترین تعادل بین عملکرد مکانیکی و اهداف زیستمحیطی را ارائه میدهد.
برچسبها:
تیم تحریریه و مهندسی اسمارت بتن
ارائهدهنده راهکارهای هوشمندسازی، مدیریت یکپارچه کارخانجات بتن آماده، کالیبراسیون و طراحی پیشرفته طرحهای اختلاط.
