سنگ مصنوعی UHPC (Ultra-High Performance Concrete) یا بتنهای فوق العاده توانمند با عملکرد بالا، یک نوع بتن است که به دلیل خواص مکانیکی و فیزیکی بسیار بالا، در برخی از طرح های ساختمانی و عمرانی حائز اهمیت است.
این نوع بتن ( و سنگ مصنوعی )از ترکیبات و مواد خاصی تشکیل شده است که باعث میشود خواصی بسیار منحصر به فرد و برتریهای مختلف را نسبت به بتنهای سنتی داشته باشد (همچنین بهای تمام شده آن چند برابر بتن نرمال خواهد بود).
خواص و ویژگی‌های بتن UHPC ( سنگ مصنوعی سمنت پلاست )عبارتند از:
مقاومت بالا: بتن UHPC دارای مقاومت فشاری بسیار بالا است که به صورت معمول در محدوده 150 تا 250 مگاپاسکال در نظر گرفته میشود. این مقاومت بیش از چند برابر بتن سنتی است.
مقاومت خمشی و کششی: بتن UHPC دارای مقاومت بالا در برابر خمش و کشش است که به طور قابل توجهی بیشتر از بتن سنتی است.
این ویژگی‌ها باعث میشود که بتن UHPC برای ساخت قطعاتی با باربری بالا و نیاز به مقاومت بالا مناسب باشد.
چسبندگی بالا: بتن UHPC دارای چسبندگی بسیار بالا به فولاد است که از نظر عملکرد در سازه‌های مسلح بسیار مفید است.
سختی بالا: بتن UHPC دارای سختی بسیار بالایی است که در نتیجه ترکیبات خاصی از سیمان، مواد پرکننده، افزودنیهای بتن و فیبرهای فلزی یا سنتتیک بدست می آید.
چگالی بالا: بتن UHPC دارای چگالی بسیار بالایی است که باعث میشود مقاومت در برابر نفوذ آب و مواد آلاینده به سازه‌ها افزایش یابد.
بتن UHPC در ساخت قطعات پیش‌ساخت، پل‌ها، سازه‌های دریایی، سازه‌های بازدیدکننده منهول چاه و برج‌ها و سایر قسمتهایی که مقاومتهای بسیار بالا مد نظر باشد، نیز کاربرد دارد.
برای تهیه بتن UHPC، یک فرمول معمولاً شامل مواد زیر است:
سیمان: معمولاً از سیمان پرتلند سیمان نوعی با درجه بالا استفاده میشود. میزان استفاده از سیمان در فرمول به میزان 450 تا 600 کیلوگرم بر متر مکعب بتن می‌رسد.
پودر های سیلیسی: این پودر سیلیسی میتواند از سیلیس فعال، خاک رس سیلیسی و یا پودر سیلیس و.. باشد. میزان استفاده از پودر سیلیسی در فرمول معمولاً بین 600 تا 900 کیلوگرم بر متر مکعب بتن است.
معمولا ابعاد در نظر گرفته شده تا 2 میلیمتر می باشد. اما میتوان تا 8 میلیمتر هم از انواع سنگدانه های سیلیسی استفاده کرد.
مواد پرکننده: از مواد پرکننده هایی مانند میکروسیلیس، پودر کوارتز، پودر آهک و یا خاکستر فعال استفاده میشود. میزان استفاده از مواد پرکننده در فرمول معمولاً بین 500 تا 800 کیلوگرم بر متر مکعب بتن است.
فیبرهای تقویت کننده: به منظور افزایش مقاومت کششی و خمشی، می توان از الیاف فولادی مقاوم یا الیافهای سنتتیک مثل پلی‌پروپیلن و سایر الیافهای دیگر ( در سنگ مصنوعی ) استفاده کرد.
میزان استفاده میتواند تا 5 درصد حجمی باشد.
آب: میزان استفاده از آب نیز بستگی به خصوصیات مورد نیاز بتن UHPC دارد و معمولاً بین 12 تا 15 لیتر بر هر 100 کیلوگرم سیمان است.
روان کننده بتن: معمولا از فوق روان کننده پلی کربوکسیلات با نهایت دوز مصرف آن استفاده میشود تا میزان آب مصرفی کاهش یابد. بهترین حالت در میزان مصرف آب/سیمان 7 الی 10 درصد می باشد.
مهم است برای تهیه بتن UHPC، رعایت نسبت‌های مناسب بین مواد و ترکیب‌ها، استفاده از تجهیزات مناسب و رعایت شرایط آمیزش و مخلوط‌سازی صحیح باشد.