بتن چیست؟ کاربرد بتن

بتن چیست؟ کاربرد بتن

مقدمه:

بتن، پرکاربردترین مصالح ساختمانی ساخت بشر است. این ماده بعد از آب، بیشترین استفاده را روی کره زمین دارد. بتن‌های معمولی از ترکیب آب، سیمان و سنگدانه با نسبت‌های مشخص ساخته می‌شود. البته به منظور تغییر خواص بتن در برخی از موارد، افزودنی‌های مختلف نیز در ترکیب آن مورد استفاده قرار می‌گیرند. تنوع کاربرد، پایداری، مقاومت و هزینه مناسب بتن، آن را به یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی در دنیا تبدیل کرده است.

تاریخچه:

قدیمی‌ترین اثر از یک سازه بتنی، مربوط به حدود 7000 سال قبل از میلاد است که در سال 1985 میلادی و طی یک عملیات راه‌سازی در فلسطین کشف شد. این سازه، یک کف بتی آهکی است که حدس زده می‌شود از حرارت دادن به سنگ آهک و ترکیب کردن آن با آب و سنگدانه ساخته شده. بررسی‌های صورت گرفته نشان می‌دهند که بلوک‌های سنگی مورد استفاده در ساخت هرم بزرگ جیزه (2500 سال قبل از میلاد)، توسط یک ماده سیمانی بهم متصل شده‌اند.

بتن چیست؟

«بتن» (Concrete)، ترکیبی از شن، ماسه یا سنگ‌های خردشده با دانه‌بندی‌های مختلف (سنگدانه‌های ریز و درشت) است که توسط یک خمیر سیمانی به یکدیگر متصل شده‌اند. البته با توجه به خواص مورد نیاز، امکان استفاده از افزودنی‌های شیمیایی مانند کندگیر کننده، روان کننده و غیره یا افزودنی‌های معدنی مانند خاکستر بادی، سرباره و غیره نیز وجود دارد.

 سخت شدن مخلوط بتن، نتیجه یک فرآیند شیمیایی بین آب و سیمان است.«بتن سخت شده» (Hardened Concrete) را می‌توان به عنوان یک سنگ مصنوعی در نظر گرفت که در آن، فضای بین ذرات بزرگ‌تر (سنگدانه‌های درشت) توسط ذرات کوچکتر (سنگدانه‌های ریز) و فضای بین سنگدانه‌های ریز توسط سیمان پر شده‌اند. در یک مخلوط بتنی، مواد سیمانی و آب باعث تشکیل خمیری با عنوان «خمیر سیمان» (Cement Paste) می‌شوند.

وظیفه خمیر سیمان، پر کردن فضای خالی بین سنگدانه‌های ریز، پوشاندن سطح سنگدانه‌های ریز و درشت و پیوند بین تمام ذرات در حین فرآیند سخت شدن یا گیرش است.

بتن چیست؟ چه کاربردی دارد؟

بتن، یکی از بادوام‌ترین مصالح ساختمانی است که در ساخت سازه‌های مختلفی مانند سد، ساختمان‌های مسکونی، ساختمان‌های تجاری، جاده، سازه‌های دریایی، سازه‌های زیرآبی، ترمیم سطوح، مسیرهای انتقال آب، فاضلاب، فونداسیون، دیواره، پل و غیره کاربرد دارد.

خواص برجسته‌ای نظیر استحکام بالا، دوام بالا، نیاز به تعمیر و نگهداری پایین، صرفه جویی در مصرف انرژی و توسعه پایدار در سازه‌های ساخته شده با بتن را می‌توان به عنوان مهمترین عوامل موثر بر کاربرد گسترده این مصالح ساختمانی دانست. در ادامه به معرفی کاربردهای بتن می‌پردازیم.

برخی از انواع بتن:

بتن آهکی

از آهک به عنوان بایندر (ماده چسبنده) برای ساخت بتن‌های آهکی استفاده می‌شود. پیش از اختراع سیمان، بتن‌های آهکی پرکاربردترین نوع بتن بودند. امروزه این نوع بتن‌ها در کف، طاق و دیگر سطوح سازه مورد استفاده قرار می‌گیرند.

بتن غلطکی

«بتن غلطکی» (Roller Compacted Concrete)، اغلب به عنوان ماده پرکننده استفاده می‌شود. این نوع بتن‌ها مقاومت بیشتری نسبت به انواع دیگر ندارند. بتن‌های غلطکی نوعی «بتن مگر» (Lean Concrete) هستند که تراکم آن توسط غلطک‌های سنگین صورت می‌گیرد. میزان سیمان به کار رفته در این بتن‌ها بسیار کم است.

بتن استامپی

«بتن استامپی» (Stamped Concrete)، نوعی بتن معمولی با تفاوت‌های جزئی است که اغلب برای اهداف ظاهری و معماری مورد استفاده قرار می‌گیرد. زمانی که بتن‌های معمولی در حالت پلاستیک قرار دارند، یک قالب با شکل و طراحی متفاوت بر روی آن‌ها قرار می‌گیرد. این کار باعث ایجاد طرح‌های جذاب بر روی سازه می‌شود.

بتن قابل پمپاژ

بتن‌های قابل پمپاژ در ساختمان‌های بلندی که انتقال بتن با استفاده از روش‌های دیگر دشوار باشد مورد استفاده قرار می‌گیرد. این بتن‌ها به نحوی ساخته می‌شوند که انتقال آن‌ها در لوله به راحتی انجام گیرد. هر چه از مواد ریزتری استفاده شده باشد، فرآیند انتقال ساده‌تر خواهد بود.

بتن مکیده

در هنگام ساخت بتن‌های مکیده، آب زیادی مورد استفاده قرار می‌گیرد. پس از بتن‌ریزی در قالب، آب اضافی توسط مکش به بیرون منتقل می‌شود. هدف از این روش، دستیابی به مقاومت زیاد در اوایل گیرش است. مقاومت فشاری 10 روزه بتن‌های مکیده با مقاومت فشاری 28 روزه بتن‌های معمولی برابری می‌کند.

بتن اسفنجی

بتن‌های اسفنجی طوری ساخته می‌شوند که امکان عبور آب از درون آن‌ها وجود دارد. این بتن‌ها دارای 15 تا 20 درصد فضای خالی برای عبور هستند. بتن‌های اسفنجی برای مناطقی با احتمال رخ دادن سیل مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مزایا و معایب:

1. صرفه اقتصادی در طولانی مدت؛ به غیر از سیمان، باقی مواد را می‌توان از آب و سنگدانه‌های ریز و درشت در دسترس در منطقه تهیه کرد.
2. مقاومت فشاری بالا و مقاومت در برابر خوردگی و هوازدگی؛ در صورت ساخت اصولی بتن، مقاومت فشاری آن می‌تواند به اندازه یک سنگ سخت طبیعی باشد.
3. کارایی بالا برای استفاده در شکل و اندازه‌های مختلف؛ امکان استفاده چندباره از قالب‌ها در کارهای مشابه دیگر، هزینه‌ها را کاهش می‌دهد.
4. امکان ترکیب با تقویت‌کننده‌های فولادی؛ به دلیل ضریب انبساط تقریبا مشابه فولاد و بتن، ترکیب آن‌ها (محصولی با مقاومت فشاری و کششی بالا) را می‌توان در بسیاری از سازه‌ها به کار برد.
5. قابلیت ترمیم؛ شاتکریت، امکان پر کردن ترک‌های سطحی بتن و تقویت آن را فراهم کرده است.
6. قابلیت پمپاژ؛ این قابلیت، انتقال بتن به محل‌های دشوار را نیز آسان می‌کند.
7. دوام بالا، مقاومت در برابر آتش؛ نیاز به تعمیر و نگهداری بسیار کمتر از دیگر مصالح ساختمانی است.

معایب بتن، شامل موارد زیر می‌شوند:

1. مقاومت کششی پایین و ایجاد ترک؛ برای رفع این مشکل از تقویت‌کننده‌های فولادی، مش یا الیاف دیگر استفاده می‌شود.
2. کاهش حجم بتن تازه در هنگام خشک شدن و افزایش حجم بتن سخت شده در هنگام مواجه با رطوبت؛ باید برای پیشگیری از گسترش ترک ناشی از این مشکلات، تدابیر لازم در مورد اتصالات سازه اتخاذ شوند.
3. انبساط و انقباض ناشی از تغییرات دما؛ استفاده از اتصالات حرکتی می‌تواند تا حدی تبعات ناشی از این مسئله را برطرف کند.
4. خزش ناشی از تحمل بارگذاری مداوم؛ این مسئله باعث کاهش پیش تنش در سازه‌های پیش‌تنیده می‌شود.
5. «شوره زدن» (Efflorescence)؛ وجود رطوبت می‌تواند باعث حل نمک‌های محلول و ایجاد یک سطح شوره بر روی بتن شود.
6. حساسیت به مواد قلیایی و سولفات؛ امکان تجزیه و فروپاشی در مواجه با این مواد وجود دارد.
7. عدم شکل‌پذیری؛ این ویژگی به عنوان یکی از معایب مهم در طراحی سازه‌های مقاوم در برابر زلزله محسوب می‌شود.

بتن و محیط زیست

تحقیق و توسعه قابل توجهی برای کاهش انتشار یا تبدیل بتن به منبع ترسیب کربن و افزایش محتوای مواد خام بازیافتی و ثانویه در مخلوط برای دستیابی به یک اقتصاد دایره ای در حال انجام است. چیزی که مشخص است بتن یک ماده کلیدی برای سازه های مقاوم در برابر بلایای آب و هوایی میباشد، و همچنین راه حلی برای کاهش آلودگی سایر صنایع، جمع آوری زباله هایی مانند خاکستر بادی زغال سنگ یا باطله بوکسیت و پسماندها.

تولید بتن و تولید محصولات بتنی

بتن فراورده ایست که در ابتدای تولید بصورت روان میباشد اما وقتی از تولید آن میگذرد به مرور سفت و سخت شده بطوریکه میتوان از آن در ساخت سخت ترین و محکم تریم و مقاوم ترین محصولات ساختمانی بکار برد.هنگامی که سنگدانه با سیمان پرتلند خشک و آب مخلوط می شود، مخلوط یک دوغاب سیال تشکیل می دهد که به راحتی ریخته می شود و به شکل قالب در می آید.

سیمان از طریق فرآیندی به نام هیدراتاسیون بتن با آب واکنش می دهد که در طی چندین ساعت سخت می شود و ماتریکس سختی را تشکیل می دهد که مواد را به یکدیگر متصل می کند و به یک ماده سنگ مانند بادوام می رسد که کاربردهای زیادی دارد. این زمان به بتن اجازه می دهد تا نه تنها در قالب ریخته شود، بلکه انواع فرآیندهای ابزاری را نیز پیش ساخته باشد.

فرآیند هیدراتاسیون گرمازا است، به این معنی که دمای محیط نقش مهمی در مدت زمان گیرش بتن دارد. اغلب، افزودنی‌هایی (مانند پوزولان‌ها یا فوق روان‌کننده‌ها) در مخلوط گنجانده می‌شوند تا خواص فیزیکی مخلوط مرطوب را بهبود بخشند، زمان پخت را به تأخیر بیندازند یا تسریع کنند، یا مواد نهایی را تغییر دهند. بیشتر بتن با مواد تقویت کننده (مانند میلگرد) تعبیه شده برای ایجاد استحکام کششی ریخته می شود و بتن مسلح تولید می شود.

کاربرد قطعات پیش ساخته بتنی

این دیوارها و قالب‌های بتنی علاوه بر ساخت دیوار برای سایر پروژه‌های عمرانی و راه سازی کاربرد دارند و اگر آمارها را بررسی کنید خواهید دید که استفاده از نیوجرسی و همچنین دال‌های بتنی یا سنگدال بتنی در صنعت ساخت و ساز سابقه بسیار طولانی دارند.

هر چند از سالهای قبل تا الان پیشرفت چشمگیری در تولید این مصالح پیش ساخته بوجود آمده. درحال حاضر در هر پروژه و ساخت و سازی که کیفیت، سرعت و دقت مطرح است پای قطعات بتنی در میان میباشد.

بیشتر بخوانید:

سنگدال بتنی

بتن چیست؟ شما می توانید برای اطلاعات بیشتر درمورد قطعات بتنی شرکت بتن سازه تهران با شماره 09120912996 تماس بگیرید.