انواع بتن و هرآنچه باید راجع به آن بدانید (قسمت اول)

در عصر حاضر از آنجا که همه روزه شاهد به وجود آمدن ساختمان های مرتفع در اقسام نقاط دنیا هستیم به نظر می رسد انواع بتن به عنوان یکی از مصالح ساختمانی مستحکم از جایگاه بالایی در این صنعت برخور دار است. بتن با داشتن مزایای بی شماری از جمله، دوام و استحکام زیاد، شکل پذیری، هزینه کم، مقاومت فشاری بالا، به عنوان پر مصرف ترین مصالح ساختمانی در جهان تبدیل شده است. به طوری که از بتن از ابتدای عملیات ساختمان سازی تا انتهای آن در موارد و جایگاه های مختلفی استفاده می شود. علاوه بر صنعت ساختمان سازی، از بتن در تونل سازی، پل سازی و غیره نیز استفاده می شود. در این مقاله و مقاله بعدی قصد داریم شما را با انواع بتن در صنعت ساختمان سازی، نحوه ساخت و مزایا و معایب آن آشنا سازیم.

مواد تشکیل دهنده بتن

بتن در واقع یک نوع سنگ مصنوعی است که از مخلوط کردن یک ماده چسبناک و یک ماده پر کننده ساخته شده است. به ماده چسباننده بتن دوغاب سیمان که متشکل از آب و سیمان است و به ماده پر کننده آن سنگدانه(شن و ماسه) گفته می شود. توجه داشته باشید که مقدار كمي و كيفي آب، سيمان و سنگدانه ها تاثیر بسزایی بر مقاومت بتن دارد.

در كل مقاومت بتن به موارد زیر وابسته است:

– نوع، کیفیت و مقدار سیمان
– کیفیت و مقدار آب مصرفی در آن
– نوع و جنس و میزان سنگ دانه ها
– نحوه ساخت بتن
– عمر بتن

آب مورد استفاده در بتن

براي تهيه انواع بتن بايد از آب آشاميدني بدون بو و مزه استفاده كرد. استفاده از گندآبها، پسابها، فاضلاب شهري و آب مردابها در ساخت بتن جایز نیست. همچنین میزان سختی آب نباید به مقداری باشد که آهک سیمان را در خود حل کند و باید عاری از ناخالصی باشد زیرا این ناخالصی ها طی مدت بر سیمان تاثیر گذاشته و باعث دیرتر شدن زمان گیرش سیمان می شود. به طور کلی مقدار آب مورد نیاز در انواع بتن به عوامل زیر بستگی دارد.
– غلظت بتن مورد نیاز: هر چه بتن غلیظ تری نیاز باشد، آب کمتری مصرف می شود.
– مقدار سیمان مصرفی: هرچه میزان سیمان کم تر مصرف شود، آب کمتری مورد نیاز است.
– اندازه سنگدانه های مصرفی: هرچه سنگدانه ها درشت تر باشند آب کمتری مورد نیاز است.
– رطوبت سنگدانه ها: هرچه این سنگدانه ها مرطوب تر باشند، آب کمتری مورد نیاز است.

سيمان مورد استفاده در بتن

همان طور كه اشاره شد مقدار سيمان، نوع و كيفيت آن بر مقاومت بتن تأثير می گذارد. افزایش مقدار سیمان، مقاومت بتن را افزایش می دهد. با این حال کیفیت خود سیمان به مراتب بیشتر از تاثیر مقدار آن میباشد. در حالت کلی میزان سیمان باید به مقداری باشد که دوغاب آن روی سنگدانه ها را کامل بپوشاند و همچنین فضای خالی بین سنگدانه ها را پر کند.

سنگدانه های مورد استفاده در بتن

سنگدانه هاي مورد استفاده در بتن از شن و ماسه تشکیل شده اند که از خرد شدن سنگ ها به صورت طبیعی یا مصنوعی به دست می آیند. سنگدانه ها عامل اصلی ایجاد مقاومت در انواع بتن هستند. ویژگی سنگدانه های مرغوب عبارت است از:

• سالم و بدون پوسیدگی اند.
• متخلخل نبوده و آب جذب نمی کنند.
• در برابر مواد شیمیایی، رطوبت و نیز یخبندان مقاوم اند.
• عاری از گرد و غبار، رس، مواد آلی و هرگونه ناخالصی اند.

نحوه ساخت بتن

امروزه براي توليد انواع بتن از دستگاه های ویژه ای استفاده می شود. در این دستگاه ها ابتدا شن و ماسه با یکدیگر مخلوط شده و برای یکدست شدن خوب هم زده می شود. سپس سیمان به آن ها اضافه شده و دوباره چندین بار هم زده می شود. در نهایت در هنگام چرخیدن دستگاه و مخلوط شدن مواد با یکدیگر، آب نیز به آن ها اضافه شده و کاملا مخلوط می شوند. پس از ساخت بتن، بتن باید با توجه به نوع کاربرد آن از لحاظ خمیری و روانی کنترل شود. بدین صورت که برای آزمایش روانی بتن از یک مخروط ناقض به قط تحتانی ۲۰ و ارتفاع ۳۰ سانتيمتر استفاده مي كنند. بدين صورت كه مخروط را از سر آن در سه لايه مساوي از بتن پر ميكنند و هنگام ريختن هر لايه، به مخروط ۲۵ ضربه چوب ميزنند تا بتن كاملاً در آن جا گيرد. سپس مخروط را برميدارند. ميزان نشست بتن از ارتفاع اوليه، بر حسب سانتيمتر را عدد اسلامپ گويند كه معرف رواني بتن است.

خواص بتن

خواص فیزیکی

•  وزن مخصوص: هرچه سنگدانه ها سبک تر باشند، بتن حاصل سبک تر بوده و مقاومت مکانیکی آن کمتر است. وزن مخصوص بتن های مختلف اصولا بین ۰٫۳- ۵ گرم بر سانتی متر مکعب می باشد.
• مقاوم در برابر سرما و یخبندان : بتنی در برابر عوامل جوی و یخبندان مقاوم است که میزان تخلخل آن بین ۲۵-۸% باشد.
• بافت بتن : بتن سخت شده در حالت عادی بدون بافت است ولی می توان با استفاده از قالب هایی که جدار داخلی آنها طرح دار است، سطخ بتن را بافت دار نمود.

خواص شیمیایی

•  تاثیر اسیدها و بازها روی بتن: تماس مستقیم بتن با برخی از بازهای غلیظ باعث آسیب آن می شود. همچنین در مناطق صنعتی، گازهای اسیدی مانند SO2 , CO2 باعث حل شدن سیمان سخت شده و باعث نرمی بتن می شود.
• نمک های ذوب یخ: تاثیر نامطلوبی روی بتن دارند.

خواص مکانیکی

• مقاومت فشاری: این میزان مقاومت معمولا ناشی از سنگدانه های بتن است و مقدار آن در بتن های مختلف متفاوت است. مقاومت بتن در سه دوره:بعد از ۳ روز، بعد از ۷ روز، بعد از ۲۸ روز سنجیده می شود.
• مقاومت کششی: این پارامتر در بتن بسایر کم و فقط ۱۰% مقاومت فشاری آن است.
• مقاومت خمشی: مقاومت خمشی بتن بین ۱٫۳- ۱٫۹ برابر مقاومت کششی آن است.
• مقاومت برشی: مقدار این مقاومت بین ۱٫۵ تا ۲ برابر مقاومت کششی بتن است.
•  سختی بتن: این مقاومت همبستگی مستقیمی با جنس سیمان، سختی سنگدانه ها دارد. هرچه جنس سیمان بهتر و سنگدانه ها سخت تر باشند، سختی بتن افزایش می یابد.

انواع بتن

بتن ها بر اساس تفاوت در وزن و خواص مواد تشکیل دهنده شان به سه دسته کلی بتن سبک، بتن معمولی و بتن سنگین تقسیم می شوند.

بتن سبک

از انواع بتن های سبک در ساختمان سازی های صنعتی یا ساخت قطعات پیش ساخته با وزن کم و غیره استفاده می شود. بتن های سبک دارای وزن مخصوص و حدود ۰٫۳-۱٫۸ گرم بر سانتی متر مکعب هستند و به سه روش ساخته میشوند که عبارت اند از :

• با حذف ریزدانه از دانه های بتن معمولی
• جانشین کردن سنگدانه های بتن معمولی با دانه های دیگری مانند دانه رس منبسط شده، پرلیت، شیل و غیره.
• ایجاد حباب هوا یا گازهای دیگر در دوغاب سیمان

از ویژگی های بتن سبک می توان به صرفه جویی در هزینه حمل و دستمزد بنایی، کاهش بار مرده ساختمان و سرعت اجرای بالای این محصول اشاره نمود. در کنار مزایای ذکر شده، این بتن دارای معایبی از جمله کم مقاوم بودن در قبال زلزله و آتش سوزی می باشد بنبابراین قبل از استفاده از این بتن باید تمام جوانب کار را مد نظر قرار داد.

بتن معمولی

بتن معمولی دارای وزن مخصوص ۱٫۸-۲٫۵ گرم بر سانتی متر مکعب می باشد و در ساخت آن از شن و ماسه طبیعی یا مصنوعی استفاده شده است.

بتن سنگین

بتن سنگین دارای وزن مخصوص ۲٫۵-۵ گرم بر سانتی متر مکعب می باشد و از سنگدانه های سنگین نظیر سنگهای آهنی، باریت و غیره ساخته شده است. از این بتن در ساخت پناهگاه ها و راکتورهای هسته ای بسیار استفاده می شود.