1. پائیداری کی خصوصیات
UHPC کنکریٹ کے اہم اہداف میں سے ایک چٹان کی طرح پائیدار ہونا اور معیار کے نمایاں نقصان کے بغیر طویل عرصے تک قائم رہنا ہے۔ عام طور پر، کنکریٹ کے ڈھانچے وہاں قائم کیے جا سکتے ہیں جہاں وہ فوری ماحول کے مطابق ہوں اور ناگزیر سخت حالات جیسے کہ: پانی کا داخل ہونا، کیمیائی حملہ، سٹیل کی سنکنرن، الکلی سلکا کے رد عمل، منجمد پگھلنے کے چکر، اور کاربونک ایسڈ کی تبدیلی کا سامنا کرنا پڑ سکتا ہے۔ . اس طرح کے سخت حالات میں طویل مدتی نمائش کنکریٹ کے ڈھانچے کو خراب کرنے کا سبب بن سکتی ہے، جس کے نتیجے میں ساختی دیکھ بھال کے اخراجات میں اضافہ ہوتا ہے۔ پائیداری کے ان مسائل میں ایک اہم نکتہ کنکریٹ میٹرکس کی پارگمیتا ہے۔ اگر کنکریٹ کم پارگمی ہے تو یہ زیادہ پائیدار ہوگا۔ UHPC کنکریٹ کے لیے استعمال ہونے والے اجزاء کے مواد اور نئی ٹیکنالوجیز کی اقسام غیر معمولی پائیداری کے ساتھ کنکریٹ کی ترقی کو قابل بنائے گی جو سخت ماحول کو برداشت کر سکتی ہے اور طویل سروس کی زندگی رکھتی ہے۔
پارگمیتا کو کنٹرول کرنے والے اہم عوامل کثافت مائیکرو اسٹرکچر اور کنکریٹ میٹرکس کی پورسٹی ہیں۔ موٹے مجموعی کو چھوڑ کر، باریک اور انتہائی باریک ذرات جیسے ٹیلے کی ریت اور سیلیکا فیوم کو شامل کرنا، بائنڈر اور ڈائلوٹ سپر پلاسٹکائزر میں پانی کے تناسب کو کم کرنا مرکب کو ہم آہنگ کرنے کے لیے مل کر کام کرے گا، اس طرح اس کے چھیدوں کو بہت کم کر دے گا۔
پانی جذب کرنے کی صلاحیت UHPC کنکریٹ کا پارگمیتا گتانک ہے اور اسے اس کی اعلی پائیداری کی علامت سمجھا جا سکتا ہے۔ کنکریٹ کی پانی جذب کرنے کی صلاحیت میں کمی کا مطلب ہے کنکریٹ میٹرکس کی پورسٹی میں کمی۔ جب بائنڈر سے پانی کا تناسب کم ہوجاتا ہے، تو یہ سوراخ کم ہوجاتے ہیں۔ چونکہ UHPC کنکریٹ کا واٹر بائنڈر تناسب روایتی کنکریٹ کے مقابلے میں بہت کم ہے، Dobias et al کا مطالعہ۔ نے ظاہر کیا کہ UHPC کا پانی جذب کرنے کا گتانک روایتی کنکریٹ سے 5 گنا کم ہے۔ جب سوراخ عام کنکریٹ کے دسویں حصے سے کم ہوں تو UHPC کنکریٹ کا میٹرکس ناقابل عبور ہوگا۔
اچھی پائیداری کی ایک اور نشانی کنکریٹ کی کلورائیڈ آئنوں جیسے کیمیائی حملوں کے خلاف مزاحمت کرنے کی صلاحیت ہے۔ اگر کنکریٹ میٹرکس پارگمی ہے تو، کلورائڈ آئن میٹرکس میں گھس سکتے ہیں، سٹیل کے گزرنے کو ختم کر سکتے ہیں، اور سنکنرن کے عمل کے آغاز کو فروغ دے سکتے ہیں۔ اسٹیل کو ایک غیر فعال الکلائن پرت کے ذریعہ سنکنرن سے محفوظ کیا جاتا ہے جسے کلورائڈ آئنوں کے سنکنرن عمل سے نقصان پہنچ سکتا ہے۔ تاہم، UHPC کنکریٹ کے گھنے اور ناقابل تسخیر میٹرکس کی وجہ سے، کلورائیڈ آئنوں کی رسائی نہ ہونے کے برابر ہے، اور UHPC کنکریٹ سٹیل کے سنکنرن کے خلاف اچھی مزاحمت ظاہر کرتا ہے۔
بہت سے محققین نے مختلف ماحولیاتی نمائشوں کا مطالعہ کیا ہے جیسے منجمد پگھلنا اور موسمی سلوک۔ منجمد پگھلنا اس وقت ہوتا ہے جب کنکریٹ میٹرکس میں داخل ہونے والے پانی کے ذرات جم جاتے ہیں اور کنکریٹ کے سوراخوں کے باہر پھیل جاتے ہیں۔ بہت سے محققین نے سیکڑوں منجمد پگھلنے کے 800 چکروں کے بعد تھوڑا سا بگاڑ اور معیار کے نہ ہونے کے برابر نقصان کا مشاہدہ کیا ہے۔ مزید برآں، حکیم، آزاد اور احمد نے گیلے خشک اور گرم سرد سائیکلوں کا مطالعہ کیا۔ انہوں نے ظاہر کیا کہ UHPC نے جارحانہ نمائش کے حالات میں اپنی طاقت کو برقرار رکھا۔ درحقیقت، کنکریٹ کا سبسٹریٹ اتنا پائیدار ہوگا کہ کوٹنگز یا پینٹ کی ضرورت کے بغیر زیادہ دیر تک چل سکے۔
2. مکینیکل خصوصیات
تجرباتی مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ UHPC میں تعمیراتی مواد کے طور پر بہترین مکینیکل خصوصیات ہیں۔ دبانے والی طاقت UHPC کنکریٹ کی بنیادی مکینیکل خاصیت ہے اور یہ یقینی بنانے کے لیے اہم ہے کہ ڈھانچہ مخصوص بوجھ کو برداشت کر سکے۔ اسے دیگر مکینیکل خصوصیات کے ساتھ ساتھ اعلی پائیداری کا بھی اشارہ سمجھا جاتا ہے۔ درحقیقت، اعلیٰ کنکریٹ کی طاقت دو اہم اصولوں کا نتیجہ ہے: مادی ذرات کی پیکنگ اور پانی کا بائنڈر سے تناسب۔ UHPC کمپریسیو طاقت پر واٹر بائنڈر تناسب کا اثر۔ سیلیکا فیوم کا مواد بھی کمپریشن طاقت کو بڑھا سکتا ہے۔ علاج کرنے کا طریقہ کمپریسیو طاقت پر بھی نمایاں اثر ڈالتا ہے، بھاپ کیورنگ عام علاج سے بہتر ہوتی ہے۔
اسٹیل کے ریشوں کا کمپریشن طاقت پر کوئی خاص اثر نہیں ہوتا ہے، لیکن دوسری طرف، UHPC کنکریٹ کی تناؤ کی طاقت کو بڑھا سکتا ہے۔ سٹیل کے ریشوں کے لیے، UHPC کی تناؤ کی طاقت عام طور پر 15-20MPa کی حد میں ہوتی ہے، جو کہ سٹیل کے ریشوں کے بغیر UHPC کی تناؤ کی طاقت کی قدر سے تقریباً دوگنا ہے۔ یہ قدر UHPC کنکریٹ کی کمپریسیو طاقت کا تقریباً ایک دسواں سے دو دسواں حصہ ہے۔
دبانے والی طاقت کی قدر کے بارے میں، کچھ محققین کا کہنا ہے کہ کمپریسیو طاقت عام طور پر 120 MPa سے زیادہ ہوتی ہے، جب کہ دوسرے کہتے ہیں کہ یہ 150 MPa سے شروع ہوتی ہے۔ دونوں صورتوں میں، یہ عام کنکریٹ سے کہیں زیادہ مضبوط ہے۔ ان محققین کے مطابق، UHPC کی کمپریشن طاقت اور تمام مکینیکل خصوصیات عام کنکریٹ سے کہیں زیادہ برتر ہیں۔
مزید برآں، UHPC کی لچکدار طاقت کی قدر 30 MPa تک دکھائی گئی ہے، جو کہ زیادہ درجہ حرارت سے ٹھیک ہونے والی حالت میں یا 28 دنوں کی طویل مدتی نارمل حالت میں حاصل ہوتی ہے۔ یہ قدر بہت سے حوالوں میں بیان کی گئی ہے۔ اس کا تذکرہ 30 MPa سے زیادہ، زیادہ سے زیادہ 40 MPa، یا 30-50 MPa کی حد میں کیا گیا ہے۔ چونکہ مطالعہ سے اخذ کردہ نتائج کا حوالہ دیا گیا ہے، اوسط 28- دن کی لچکدار طاقت 31 MPa ہے، اور انگوٹھے کا حوالہ اصول یہ بتاتا ہے کہ UHPC کی لچکدار طاقت عام کنکریٹ سے پانچ گنا زیادہ ہے، لچکدار طاقت UHPC کو ہمارے جدول میں 30 MPa تک کی قدروں کے طور پر دکھایا گیا ہے۔
UHPC کی تقسیم کرنے والی تناؤ کی طاقت کو ٹیبل میں 20 MPa کی زیادہ سے زیادہ قیمت کے طور پر دکھایا گیا ہے۔ یہ قدر بہت سے حوالوں میں بیان کی گئی ہے۔ مثال کے طور پر، حوالہ یہ بتاتا ہے کہ "فائبر ایڈڈ UHPC میٹرکس میں عام طور پر 15-20MPa" کی حد میں تناؤ کی طاقت ہوتی ہے۔ مزید برآں، حوالہ یہ بتاتا ہے کہ "مرکب میں 8-15MPa" کی حد میں تقسیم تناؤ کی طاقت ہونے کی اطلاع دی گئی ہے۔ UHPC کی تناؤ کی طاقت کو اس کی دبانے والی طاقت کا دسواں حصہ سمجھا جا سکتا ہے، یعنی، اگر کمپریسیو طاقت 150MPa ہے، تو یہ 15 MPa کی ٹینسائل طاقت ہے۔
سیمنٹیٹیئس کمپوزٹ میٹرکس کی ٹینسائل کریکنگ کی صلاحیت اور فائبر ری انفورسمنٹ کے کریک برجنگ رویے کی وجہ سے UHPC کی ٹینسائل خصوصیات روایتی کنکریٹ سے مختلف ہیں۔ فائبر سے تقویت یافتہ روایتی کنکریٹ کے مقابلے میں، UHPC کریک لوکلائزیشن، فائبر نکالنے، اور تناؤ کی صلاحیت کے نقصان سے پہلے اہم، کریکنگ کے بعد پائیدار ٹینسائل صلاحیت کی نمائش کر سکتا ہے۔
چونکہ UHPC جدید تعمیرات میں تیزی سے استعمال ہو رہا ہے، اس کے ساختی رویے، عددی ماڈلنگ، اور فریکچر میکانکس کا مطالعہ کرنے کے لیے اس کی تناؤ اور دبانے والی خصوصیات کا تعین بہت ضروری ہے۔
ڈو وغیرہ۔ نے نشاندہی کی کہ فائبر کی خصوصیات جیسے فائبر مواد، شکل، پہلو کا تناسب، واقفیت، اور تقسیم کا فائبر سے تقویت یافتہ الٹرا ہائی پرفارمنس کنکریٹ کی تناؤ کی خصوصیات پر بہت زیادہ اثر ہوتا ہے۔ فائبر کے مواد میں اضافہ ٹینسائل خصوصیات کو بہتر بنانے کا سب سے زیادہ قابل اعتماد طریقہ ہے، بشمول تناؤ کی طاقت اور توانائی کی صلاحیت کو توڑنا۔ اس کا مطلب ہے کہ کافی مقدار میں فائبر کا استعمال کرکے مطلوبہ تناؤ کی طاقت حاصل کی جاسکتی ہے۔
ہیبل وغیرہ۔ تین مختلف ٹینسائل رویوں کا ایک اسکیمیٹک خاکہ دکھایا جو UHPC دکھا سکتا ہے: I) کریکنگ سے پہلے لکیری لچکدار رویہ؛ II) کریکنگ اور منتشر مجرد کریکنگ کے بعد سختی کا رویہ؛ اور III) سٹرین لوکلائزیشن کے دوران کریک مخصوص نرمی رویہ۔
