بتن چیست؟

بتن از سه جز اساسی آب، سنگدانه (ماسه و شن) و سیمان پرتلند تشکیل شده است. سیمان و بتن با یکدیگر تفاوت دارند. در واقع سیمان یکی از مواد تشکیل دهنده ی بتن محصوب می شود.سیمان اغلب به صورت پودری بوده و در هنگام اختلاط به آب و سنگدانه اضافه می شود. ماده حاصل از این اختلاط پس از گذشت زمان سخت شده و به صورت منسجم در می آید که به آن بتن می گویند.

بتن به هر ماده یا ترکیبی گفته می شود که از یک ماده چسبنده با خاصیت سیمانی شدن تشکیل شده باشد. انواع مختلف سیمان، مواد افزودنی، پلیمرها، الیاف و غیره می تواند در ساخت بتن ، مقاوم سازی سازه های بتنی به کار رود. انواع مختلف بتن با مصالح مختلف که هر کدام خواص مخصوص به خود را دارند امروزه کاربردهای متنوعی پیدا کرده اند از جمله برای مقاوم سازی و مقاوم سازی ساختمان با frp .

بتن یکی از مصالحی است که در صنعت ساختمان سازی و سازه های عمرانی مورد استفاده قرار می گیرد و به دلیل آن که یک ماده سخت و پایدار است مورد توجه مهندسان عمران قرار گرفته است و همان گونه که در سطح شهر مشاهده می کنید، بیشتر ساختمان ها از بتن ساخته شده اند.

برای ساختن سازه های بتنی نیاز به طراحی و محاسبات پیچیده ایی می باشد که در آیین نامه بتن، تمام جزئیات محاسبات جمع آوری شده است که با استناد به آن و هم چنین نرم افزار های موجود و به روز ،می توان سازه های بتنی را طراحی و مقاوم سازی کرد.

مواد اولیه بتن ارزان و در دسترس هستند که از مزایای اصلی بتن محسوب می شود. در حالت کلی بتن از مخلوط آب با سیمان آبی و سنگدانه های مخنلف در اثر واکنش آب با سیمان حاصل می شود که دارای ویژگی های خاص است.انواع بتن، بتن های خاص، ترکیبات بتن، طرح اختلاط بتن ۳۵۰ ، طرح اختلاط بتن، افزودنی های بتن، ترمیم بتن، آب بندی بتن، بتن اکسپوز، وزن مخصوص بتن، عیار بتن، وزن مخصوص بتن مسلح، مقاومت بتن ۳۵۰ ، اسلامپ بتن

بتن چیست و چگونه ساخته می شود؟

همان گونه که در قسمت پیشین مقاله گفته شد ، بتن یک ماده بسیار مقاوم است که در صنعت ساخت و ساز مورد استفاده قرار می گیرد. از بتن می توان در صنعت ساختمان،سد سازی، جاده سازی و… استفاده کرد و عمر مفید سازه را بسیار بالا برد .باید ذکر شود که در صنعت ساختمان سازی از بتن تنها استفاده نمی کنند به دلیل آن که از مقاومت کششی پایینی برخوردار می باشد. بنابراین مهندسان از بتن مسلح ( بتن به همراه آرماتور ) استفاده می کنند.

آرماتور ها را هم در قسمت فشاری و هم در قسمت کششی بتن به کار می برند به دلیل آن که عمل کرد بتن را در هنگام بار گذاری بهبود بخشند، یکی از دلایلی که آرماتور ها را در قسمت فشاری بتن نیز به کار می برند این است که در هنگام تغییر لنگر عمل کرد بتن حفظ شود.

ویژگی های فیزیکی و مکانیکی بتن

مقاومت فشاری

به طور کلی مقاومت فشاری برای هر ماده میزان مقاومت آن در برابر خرابی تحت بار فشاری می گویند. در مورد بتن مقاومت فشاری در ارتباط با سیمان ، مصالح و مواد افزودنی می باشد و هرچه میزان آب آن کمتر باشد مقاومت بتن بالاتر است. معمولاً مقاومت فشاری بتن در آزمایشگاه  به وسیله اعمال فشار بار به بتونه تهیه شده سنجیده می شود. مقاومت فشاری یکی از عوامل مهم تعیین کننده طول عمر بتن می باشد.

مقاومت کششی

مقاومت کششی در حالت استاندارد بتن پایین است در مورد بتن خالص  وجود آن به عنوان ضعف بتن در نظر گرفته می شود. مقاومت کششی به گونه‌ای مورد نظر است که بتن در شرایط منعطف و تغییرپذیر استحکام لازم را داشته باشد به این معنا که در حالت لرزش و کشش درعین مقاومت به چه میزان انعطاف دارد. وجود این ویژگی امکان کاربرد بتن را در پروژه های سنگین فراهم می کند. معمولاً مقاومت کششی را با افزودن مواد مختلف نظیر الیاف های فولادی ، شیشه‌ای و سلولزی افزایش می‌دهند.

مقاومت الاستیسیته

در معنای کلی الاستیسیته بتن مربوط به خصوصیات بتن تحت کشش می باشد و هر چه میزان الاستیسیته بتن بالاتر باشد یعنی حالت ارتجاعی بتن در حرکت دادن و تغییر وضعیت بیشتربوده و کیفیت سازه بالاتر خواهد بود. میزان الاستیسیته بتن به طور قابل توجهی مرتبط با ترکیبات استفاده شده در ساخت بتن مانند: نوع ماسه سنگ ، نوع سیمان و مقدار و زمان اضافه شدن آب می باشد.

افت یا انقباض بتن

همانطور که از اسم این ویژگی مشخص است افت بتن نوعی کاهش حجم در طول زمان است.  وقوع افت بتن از از شروع گیرش بتن تا سخت شدن آن ادامه پیدا می کند. دلیل این کاهش حجم تولید آن باز می گردد چنانچه در تولید بتن نسبت های علمی آب و سیمان را در نظر نگیریم و میزان آب استفاده شده مازاد بر نیاز باشد مقدار آب اضافی باقیمانده در بتن باعث وقوع پدیده افت می شود. در ابتدای کار که بتن هنوز منعطف است، بتن می تواند جای خالیه آبی که پس از بالا آمدن از سطح بتن تبخیر می شود را پر کند اما با گذشت زمان و سفت شدن مواد، بتن می تواند جای خالی را به راحتی  با کاهش حجم پر کند بنابراین تمایل به کاهش حجم تنش کششی شده و به صورت ترکهای ریز نمایان می شود.

مکمل بتن پودری چیست؟

مکمل بتن پودری محصول کارآمد و مقرون به صرفه متشکل از پودر روان ساز پلی نفتالین، دوده سیلیسی یا پودر میکروسیلیس، الیاف پلی پروپیلن،‌ رزین پودری و کاتالیزورها و فیلرهای پرکننده می باشد و به صورت پودری و خشک قابل عرضه می باشد مکمل بتن پودری در واقع همان ژل میکروسیلیس می باشد ولی بدون آب، که به صورت خشک بسته بندی و عرضه می شود.

مکمل بتن پودری در مواردی نسبت به ژل میکروسیلیس برتری های فراوانی دارد و مورد توجه مجریان و سازندگان محترم می باشد. به طور مثال در مواردی که امکان کاهش آب بتن وجود ندارد و باید ماده افزودنی به بتن اضافه شود بهتر است مکمل بتن پودری به جای ژل میکروسیلیس به بتن اضافه شود تا حداقل آب اضافه توسط آب موجود در فرمولاسیون ژل میکروسیلیس وارد طرح اختلاط بتن شود و موجب کاهش مقاومت بتن و ایجاد ضعف در بتن نشود.

مکمل بتن پودری شامل روانساز پودری می باشد که پس از اختلاط با آب بتن موجب روانی بتن و افزایش اسلامپ بتن می شود و همچنین موجب حرکت ریزدانه های بتن به سوی فضای خالی بین سنگدانه ها می شود و به این ترتیب موجب نفوذناپذیر شدن و افزایش بهبود خواص بتن می شود.

وجود دوده سیلیسی یا پودر میکروسیلیس در ساختار مکمل بتن پودری نیز علاوه بر بهبود خواص بتن و افزایش مقاومت های مکانیکی بتن موجب می شود ذرات میکروسیلیس که به مراتب کوچکتر از ذرات سیمان هستند فضای خالی بین کوچکترین سنگدانه ها را پرکنند و به نفوذناپذیر شدن بتن و یکپارچگی بتن کمک کنند همچنین وجود الیاف پلی پروپیلن و رزین پودری و سایر کاتالیزورها و پرکننده های موجود در مکمل بتن پودری موجب افزایش و بهبود خواص بتن شده و نتایج حاصله از مصرف مکمل بتن پودری معمول است و مصرف ژل میکروسیلیس امری ناشناخته است.

مواد بتنی چیست و چگونه ترکیب می شود؟

بتن از آب و سیمان پرتلند و سنگدانه ( شن و ماسه ) تشکیل می شود. در واقع سیمان و آب وقتی با یک دیگر ترکیب می شوند یک ماده ی چسبنده را می سازند که باعث می شود شن و ماسه به یک دیگر بچسبند. ترکیب کردن مواد بتن باید به گونه ایی باشد که به مقاومت مورد نیاز برسیم.

آب را باید با مقدار مشخص با سیمان ترکیب کرد و نباید از حد مجاز آن بیشتر یا کمتر شود که به این نسبت ، نسبت آب به سیمان گفته می شود. اگر آب را از یک حدی بیشتر یا کم تر به بتن افزوده شود باعث تغییر در مقاومت ( کاهش مقاومت ) بتن می شود و بتن بیش از اندازه روان خواهد شد که عمل کرد سازه ایی و باربری خود را از دست خواهد داد، به همین دلیل نسبت آب به سیمان بسیار مهم است و باید رعایت شود. اگر بخواهیم بتن روان تر شود نباید از آب استفاده کرد و به جای آن بهتر است که از افزودنی های بتن بهره گرفته شود.

نحوه ی عملکرد بتن

وقتی سنگدان‌ها باسیمان پرتلند خشک و آب ترکیب می‌شود، مخلوط روان و سیال گونه‌ای به وجود می‌آید که به‌راحتی در قالب ریخته شده و شکل می‌گیرد. سیمان با آب و سایر مواد تشکیل‌دهنده واکنش شیمیایی انجام داده و باعث تشکیل ماده سخت، بادوام و سنگ مانندی می‌شود که کاربرد فراوانی دارد. در اغلب موارد، مواد افزودنی (مانند پوزولان ها یا فوق روان کننده‌ها) به‌منظور بهبود خواص فیزیکی بتن خیس یا سخت شده مورداستفاده قرار می‌گیرد. به‌منظور بهبود مقاومت کششی، اکثراً بتن به همراه مصالح تقویت‌کننده (مانند میلگرد) استفاده می‌شود که در این صورت به آن بتن مسلح گفته می‌شود.برای مسلح کردن بتن از میلگردهای تقویتی، شبکه‌های توری تقویتی، صفحات فلزی یا الیاف تقویتی استفاده می‌گردد.

انواع بتن:

بتن ها انواع مختلفی دارند ک می توان از آن ها برای هر عملیاتی استفاده کرد و هر کدام به صورت زیر می باشد:

  • بتن مسلح
  • بتن پیش تنیده
  • بتن پیش ساخته
  • بتن عادی
  • بتن شاتکریت
  • بتن با مقاومت بالا ( پر مقاومت )
  • بتن پلیمری و …

مواد افزودنی بتن:

افزودنی های بتن موادی هستند که به بتن اضافه خواهد شد و باعث می شود که کیفیت و عمر مفید بتن بالاتر برود و افزایش یابد. به طور کلی هر ماده ایی که به جز آب و سیمان و سنگدانه به بتن افزوده شود ،آن را افزودنی های بتن می نامند.

افزودنی های بسیاری وجود دارد که هر کدام خواص خود را دارا می باشند و باید برای بهبود عمل کرد بتن ، به آن افزوده شود و لازم به دکر است که قبل از افزودن این مواد به بتن باید درباره آن ها اطلاعات کاملی داشته باشیم تا بدانیم در چه حالتی از کدام مواد افزودنی باید استفاده کنیم.

افزودنی های بسیاری وجود دارد که هر کدام خواص خود را دارا می باشند و باید برای بهبود عمل کرد بتن، به آن افزوده شود و لازم به دکر است که قبل از افزودن این مواد به بتن باید درباره آن ها اطلاعات کاملی داشته باشیم تا بدانیم در چه حالتی از کدام مواد افزودنی باید استفاده کنیم.

افزودنی بتن چیست؟

افزودنی های متفاوتی برای بتن وجود دارد که در زیر به چند نمونه از آن اشاره می کنیم:

  • روان کننده ها و فوق روان کننده های بتن
  • الیاف پلیمری بتن
  • ضد یخ ها
  • بهبود دهنده های ویسکوزیته
  • مواد پوزولانی
  • آب بندها
  • انواع رنگ ها و …

مواد تشکیل‌دهنده بتن با چه تناسبی باهم مخلوط می‌شوند؟

کلید دستیابی به یک بتن مقاوم در تناسب مواد تشکیل‌دهنده آن و رعایت نسبت دقیق آن‌ها در زمان مخلوط کردن مواد می‌باشد. اگر خمیر بین سنگدان‌ها های تشکیل‌دهنده بتن به مقدار کافی نباشد، تمام حفره‌های موجود در بین سنگدان‌ها ها پر نشده و درنتیجه با یک بتن متخلخل با سطحی ناهموار روبرو خواهیم بود.
درعین‌حال اگر میزان سیمان یا همان خمیر بین سنگدان‌ها بیش‌ازحد لازم باشد بتن ازلحاظ اقتصادی مقرون‌به‌صرفه نبوده و به‌راحتی در اثر عوامل مختلف طبیعی دچار ترک‌خوردگی می‌شود.

سیمان پرتلند در هنگام برخورد با آب ازلحاظ شیمیایی فعال می‌شود. ترکیب سیمان و آب یک ماده خمیری شکل را تشکیل می‌دهد که سطح ذرات سنگ و ماسه و سنگدان‌ها را پوشانده و از طریق یک واکنش شیمیایی به نام هیدراته شدن، خمیر سفت شده و یک بتن محکم را تشکیل می‌دهد.

کیفیت خمیر حاصله، ویژگی‌های بتن را تعریف می‌کند. مقاومت خمیر نیز به‌نوبه خود به نسبت آب به سیمان بستگی دارد. این نسبت در اصل حاصل تقسیم وزن آب مخلوط شده بر وزن سیمان است. هرچقدر که نسبت آب به سیمان کمتر باشد کیفیت بتن حاصله بالاتر خواهد بود، اما باید توجه داشت که کاهش این نسبت نباید موجب از بین رفتن کارایی بتن و امکان قرارگیری آن در فضاهای لازم شود.

یک مخلوط که به‌درستی طراحی‌شده باشد دارای قابلیت کارکرد مطلوب در حالت بتن تازه و دوام و استقامت بالا در حالت بتن سفت شده، است. به‌طورمعمول، یک مخلوط مناسب از حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد سیمان، و ۶۰ تا ۷۵ درصد سنگ‌دانه و ۱۵ تا ۲۰ درصد آب تشکیل‌شده است. ۵ تا ۸ درصد باقیمانده را هم در بسیاری از مخلوط‌های بتن، توسط هوا اشغال‌شده است.

بتن چیست؟

بتن (به فرانسوی: Béton)، از ریشه لاتین (به لاتین: Bitume) در مفهوم وسیع به هر ماده یا ترکیبی که از یک ماده چسبنده با خاصیت سیمانی شدن تشکیل شده باشد گفته می‌شود. بتن ممکن است از انواع مختلف سیمان ونیز پوزولان‌ها، سرباره کوره‌ها، مواد مضاف، گوگرد، مواد افزودنی، پلیمرها، الیاف و غیره تهیه شود. همچنین در مقاله ای دیگر در مورد تست بتن توضیحی داده شده است که می توانید به آن مراجعه کنید.

همچنین در نحوه ساخت آن ممکن است حرارت، بخار آب، اتوکلاو، خلا، فشارهای هیدرولیکی و متراکم کننده‌های مختلف استفاده شود. با توجه به گسترش و پیشرفت علم و پیدایش تکنولوژی‌های فراوان در قرن اخیر، شناخت بتن و خواص آن نیز توسعه قابل ملاحظه‌ای داشته است، به نحوی که امروزه شاهد کاربرد انواع مختلف بتن با مصالح مختلف هستیم که هر یک خواص و کاربری مخصوص به خود را داراست. در حال حاضر انواع مختلفی از سیمان ها که شامل پوزولان ها، سولفورها، پلیمرها، الیاف های مختلف و افزودنی های متفاوتی هستند، تولید می‌شوند.

توضیحات دیگر در مورد بتن چیست؟

در واقع بتن به هر ماده یا ترکیبی گفته می شود که از یک ماده چسبنده با خاصیت سیمانی شدن تشکیل شده است. که برای مقاوم سازی سازه های بتنی کاربرد دارد. انواع مختلف سیمان، مواد افزودنی، پلیمرها، الیاف و غیره می تواند در ساخت بتن به کار رود.انواع مختلف بتن با مصالح مختلف که هر کدام خواص مخصوص به خود را دارند امروزه کاربردهای متنوعی پیدا کرده اند. مواد اولیه بتن ارزان و در دسترس هستند که از مزایای اصلی بتن محسوب می شود.

در حالت کلی بتن از مخلوط آب با سیمان آبی و سنگدانه های مخنلف در اثر واکنش آب با سیمان حاصل می شود که دارای ویژگی های خاص است. در دسترس بودن مصالح بتن، دوام نسبتاً زیاد و نیاز به ساخت و سازهای فراوان سازه های بتنی شامل ساختمان ها، سدها، پل ها، تونل ها، راه ها و غیره این ماده را بسیار پر مصرف نموده است.

دوام بتن در محیط های مختلف مساله ای است که در چند سال اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. بتن باید همگن، کارا، مقاوم، پایا و کم تراوا باشد. در بسیاری از موارد با انتخاب مصالح، نسبت های اختلاط مناسب، به کار بستن روش های درست، استفاده از تجهیزات مناسب و افراد کار آزموده می توان به این ویژگی ها دست یافت.بهره گیری از افزودنی های شیمیایی در کنار مزایای بیشماری که دارند، دستیابی به این ویژگی ها را امکان پذیرتر و آسان تر خواهد کرد.

دلایل برتری بتن نسبت به فولاد

یکی از خواص مهم بتن که موجب برتری استفاده آن نسبت به فولاد شده است سیال بودن و تغییر شکل‌پذیری و دارا بودن حالت خمیری در حین اجرا می‌باشد، بتن به‌راحتی تغییر شکل داده شکل قالب را به خود می‌گیرد و پس‌ازآن سفت‌وسخت می‌شود نکته جالب‌توجه این است که بتن و فولاد باهم سازگاری بسیار خوبی دارد و در سازه‌ها ترکیبی از این دو نتایج مورد انتظار را حاصل می‌نماید بتن باکیفیت مورد انتظار بتنی است که از مواد استاندارد و مرغوب تهیه‌شده و طبق طرح اختلاط ارائه‌شده با تجهیزات و تکنولوژی مناسب ساخته شود.

پر کاربردترین مصالح ساختمانی کدام است؟

بتن از پر کاربردترین مصالح ساختمانی است. ویژگی اصلی بتن ارزان بودن و در دسترس بودن مواد اولیه آن است( شایان به ذکر است که مواد تشکیل دهنده بتن در کشور ما به طور فراوان وجود دارد) . هم چنین می‌توان خاطر نشان کرد که تولید انواع بتن با استفاده از حرارت، بخار، اتوکلاوم، تخلیه هوا، فشار هیدرولیکی ویبره و قالب انجام می‌گیرد. بتن به طور کلی محصولی است که از اختلاط آب با سیمان آبی و سنگدانه‌های مختلف در اثر واکنش آب با سیمان در شرایط محیطی خاصی به حاصل می‌شود و دارای ویژگی های خاص است.

بتن اینک با گذشت بیش از ۱۷۰ سال از پیدایش سیمان پرتلند به صورت کنونی توسط یک بنّای لیدزی، دستخوش تحولات و پیشرفت های شگرفی شده است. در دسترس بودن مصالح آن، دوام نسبتاً زیاد و نیاز به ساخت و سازهای فراوان سازه‌های بتنی چون ساختمان‌ها، سازه‌ها، سدها، پل‌ها، تونل‌ها و راه‌ها ، این ماده را بسیار پر مصرف نموده است.

اینک حدود سه تا چهار دهه است که کاربرد این ماده در شرایط خاص مورد استقبال کاربران آن قرار گرفته است. امروزه با پیشرفت علم و تکنولوژی مشخص شده است که صرف توجه به مقاوت به عنوان یک معیار برای طرح بتن برای محیط های مختلف و کاربردهای مختلف نمی‌تواند جوابگوی مشکلاتی باشد که در درازمدت در سازه‌های بتنی ایجاد می‌گردد. چند سالی است که مسأله دوام بتن در محیط‌های مختلف مورد توجه قرار گرفته است.

مشاهده خرابی‌هایی با عوامل فیزیکی و شیمیایی در بتن‌ها در اکثر نقاط جهان و با شدتی بیشتر در کشورهای در حال توسعه، افکار و اذهان را به سمت طرح بتن‌هایی با ویژگی خاص و با دوام لازم سوق داده است.در این راستا در پاره‌ای از کشورها دستورالعمل‌ها و استانداردهایی نیز برای طرح بتن با عملکرد بالا تهیه شده و طراحان و مجریان در بعضی از این کشورهای پیشرفته ملزم به رعایت این دستورالعمل‌ها گشته‌اند.

بتن ممکن است بر اثر جمع شدگی در آن ترک هایی به وجود آید یا بعد از مدتی که سازه در حال بهره برداری می باشد، در آن ترک هایی مشاهده شود و اگر این ترک ها عمیق نباشد معمولا مشکل ساز نخواهد بود.اما برای جلوگیری از ترک خوردگی و بهبود رفتار بتن باید در آن از آرماتور نیز بهره ببریم و هیچ گاه برای مصارف سازه ایی مانند دیوار ها و ستون ها و دال ها و هم چنین دیوارهای برشی از بتن تنها استفاده نشود.در کل برای مصارف سازه ایی باید از بتن مسلح یعنی بتنی که در آن آرماتور وجود دارد استفاده شود تا همان گونه که وب سایت آرین تیس برای کاربران شرح داد، بتوان رفتار بتن را در برابر بار های جانبی مانند زلزله بهبود بخشید.

ارتباط بین مواد تشکیل دهنده مخلوط بتن چیست؟

اولین سوالاتی که در اینجا مطرح است این است که ارتباط بین مواد تشکیل دهنده مخلوط بتن چیست؟ سه امکان وجود دارد:

  • ابتدا ممکن است تصور شود که اصل ماده ساختمانی ماده چسبنده ای استکه از هیدراتاسیون سیمان و آب ناشی شده است و سنگدانه ها بعنوان مواد ارزان و پرکننده این ماده چسبنده می باشد.
  • امکان دوم این است که سنگدانه های درشت بعنوان سنگ های بنائی که توسط ملات بهم پیوسته اند درنظر گرفته شود و این ملات دوغاب سیمان و سنگدانه های ریزدانه می باشد.
  • امکان سوم آن است که بتن بعنوان ماده ای از دوفاز مختلف یعنی سیمان هیدراته و دانه های سنگی در نظر گرفته شود. بنابراین خواص بتن به خواص هر یک از فازها و فصل مشترک این دو فاز بستگی دارد.

هر یک از نظریات دوم و سوم محدودیت هایی داشته  و می توانند برای بیان رفتار بتن بکار روند. لیکن در نظریه اول این مسائل وجود ندارد. اگر تصور شد که می توان سیمانی ارزان تر از سنگدانه ها نیز تهیه کرد این سئوال پیش می آید که آیا می توان سیمان و آب را به تنهایی بعنوان یک ماده ساختمانی(بتن) بکاربرد؟

پاسخ قطعاً منفی خواهد بود و علت آن تغییرات حجمی بالای خمیر سیمان می باشد.جمع شدگی خمیر خالص سیمان تقریباً به ۱۰ برابر جمع شدگی بتنی با ۲۵۰ کیلوگرم سیمان در مترمکعب می رسد. همین مسائل برای خزش و وارفتگی نیز مطرح است.پاسخ قطعاً منفی خواهد بود و علت آن تغییرات حجمی بالای خمیر سیمان می باشد.جمع شدگی خمیر خالص سیمان تقریباً به ۱۰ برابر جمع شدگی بتنی با ۲۵۰ کیلوگرم سیمان در مترمکعب می رسد. همین مسائل برای خزش و وارفتگی نیز مطرح است.

علاوه بر این حرارت زیاد تولید شده ناشی از مصرف سیمان به مقدار زیاد، بخصوص در آب و هوای گرم سبب ایجاد ترک خواهد شد. هم چنین باعث می شود که سنگدانه ها نسبت به خمیر سیمان در مقابل حملات مواد شیمیایی پایدارترند اگرچه خمیر سیمان نیز در این محیط های خورنده نسبتاً پایدار است. بنابراین صرف نظر از قیمت مواد سنگی در بتن بسیار مفید خواهند بود.

شرح کامل مواد تشکیل دهنده بتن

همان گونه که ذکر شد بتن یکی از مصالح پر کاربرد می باشد که از مواد زیر تشکیل می شود:

نکته بسیار مهم:

سیمان (Cement)

سیمان پرتلند از مخلوط و آسیاب کردن سنگ آهگ و خاک رس به نسبت ۳به۱، و پختن گرد همگن و یکنواخت زیردمای ۱۰۰۰درجه، تا CO2 از سنگ آهک و آب شیمیایی از خاک رس جدا شوند. در گرمای زیر ۱۲۰۰ درجه سانتی گراد آهک با سیلیس و رس ترکیب می‌شود.در گرمای بالای ۱۲۰۰درجه، رویه دانه‌های گرد داغ شده و ضمن عرق گردن به هم می‌چسبند و به صورت کلوخ‌های کلینکر درمی آیند. از سرد کردن کلوخ‌ها و سپس آسیاب کردن آن ها با کمی سنگ گچ، سیمان تولید می‌شود.

آب (Water)

کیفیت آب در بتن از آن جهت حائز اهمیت است که ناخالصی‌های موجود در آن ممکن است در گیرش سیمان اثر گذاشته و اختلالاتی به وجود اورند. همچنین آب نامناسب ممکن است روی مقاومت بتن اثر نامطلوب گذاشته و سبب بروز لکه‌هایی در سطح بتن و حتی زنگ زدن آرماتور بشود.

در اکثر اختلاط‌ها آب مناسب برای بتن آبی است که برای نوشیدن مناسب باشد. مواد جامد چنین آبی به ندرت بیش از ۲۰۰۰ قسمت در میلیون ppm خواهد بود به طور معمول کمتر از ۱۰۰۰ ppm می‌باشد. این مقدار به ازای نسبت آب به سیمان ۰٫۵ معادل ۰٫۰۵ وزن سیمان می‌باشد.

معیار قابل آشامیدن بودن آب برای اختلاط مطلق نیست و ممکن است یک آب اشامیدنی به جهت داشتن درصد بالایی از یون های سدیم و پتاسیم که خطر واکنش قلیایی دانه‌های سنگی را به همراه دارد، برای بتن سازی مناسب نباشد.به عنوان یک قاعده کلی هر آبی که PH (درجه اسیدیته) آن بین ۶ الی ۸ بوده و طعم شوری نداشته باشد می‌تواند برای بتن مصرف شود. رنگ تیره و بو لزوماً وجود مواد مضر در آب را به اثبات نمی‌رساند.

مقدار آب مصرفی

مقدار آب مصرفی در داخل بتن بسیار با اهمیت است. به منظور تکمیل فرایند واکنش سیمان با آب مقدار مشخصی آب مورد نیاز است. در صورتی که این مقدار کمتر از آن حد باشد قسمتی از سیمان برای واکنش آب کافی دریافت نمی‌کند و واکنش نداده باقی می‌ماند.

در صورتی که بیش از مقدار مورد نیاز آب به مخلوط بتن اضافه شود پس از تکمیل واکنش، مقداری آب به صورت آزاد در داخل بتن باقی می‌ماند که پس از سخت شدن بتن باعث پوکی آن و نتیجتاً کاهش مقاومت خواهد شد. به همین دلیل دقت در مصرف نکردن آب زیاد در داخل بتن به منظور حصول مقاومت بالا ضروری است.

مقدار آب لازم برای تکمیل واکنش به صورت پارامتر نسبت آب به سیمان تعریف می‌شود. این نسبت برای سیمان پرتلند معمولی حدود ۲۵ درصد است. با این مقدار آب بتن فاقد کارایی لازم خواهد بود و معمولاً نسبت آب به سیمان مورد استفاده در کارگاه های ساختمانی بیش از این مقدار است.

در تعیین نسبت اختلاط بتن پارامتری لحاظ می‌شود که مقدار رطوبت سنگدانه‌ها را نیز قبل از افزودن آب به بتن لحاظ می‌کند که در تعیین مقدار آب مورد نیاز حائز اهمیت است. این رطوبت اضافی (یا کمبود رطوبت) مقدار رطوبت مازاد (کمبود رطوبت) سنگدانه‌ها از حالت اشباع با سطح خشک SSD یا (Saturated Surface Dry) است.

عمل آوری در بتن چیست؟

با ادامه یافتن Hydration مقاومت بتن افزایش می‌یابد و این واکنش عامل افزایش مقاومت بتن یا همان گیرش سیمان است. برای عمل آوری یا ادامه یافتن فرآیند Hydration  باید رطوبت نسبی حداقل ۸۰ درصد باشد.

در صورتی که رطوبت کمتر از این مقدار شود عمل آوری متوقف شده و درصورتی رطوبت تسبی به بالای ۸۰ درصد بازگردد فرایند هیدراسیون یا Hydration دوباره شروع خواهد شد. به دلیل تبخیر قسمتی از آب مورد نیاز قبل از تکمیل واکنش بین آب و سیمان (که چندین روز طول می‌کشد) قسمتی از سیمان موجود در مخلوط بتن واکنش نداده باقی می‌ماند.

پس از بتن ریزی باید بلافاصله توجه لازم به فرایند عمل آوری معطوف گردد. عمل آوری عبارت است از حفظ رطوبت بتن تا زمانی که واکنش بین سیمان و آب تکمیل شود. این عمل می‌تواند به وسیله عایق کاری موقت، پاشش آب یا تولید بخار صورت گیرد. از دیدگاه عملی، حفظ رطوبت بتن برای ۷ روز توصیه می‌شود. در شرایطی که این کار ممکن نباشد حداقل زمان عمل آوری بتن نباید کمتر از ۲ روز باشد.

سنگدانه‌ها (Aggregates) در بتن چیست؟

سنگدانه‌ها در بتن تقریباً سه چهارم حجم آن را تشکیل می‌دهند از اینرو کیفیت آن ها از اهمیت خاصی برخوردار است. در حقیقت خواص فیزیکی، حرارتی و پاره‌ای از اوقات شیمیایی آن ها در عملکرد بتن تاثیر می‌گذارد.دانه‌های سنگی طبیعی معمولاً بوسیله هوازدگی و فرسایش و یا به طور مصنوعی باخرد کردن سنگ‌های مادر تشکیل می‌شوند. البته این مطلب نباید درمورد سنگدانه ها فراموش شود. سطح سنگدانه های اگر آغشته به گل و لای باشد باید سطح آن تمیز شود حتی الامکان باید شسته شود در صورت لزوم.

اندازه دانه‌های سنگی در بتن چیست؟

بتن عموماً از سنگدانه‌هایی به اندازه‌های مختلف که حداکثر قطرآن بین ۱۰ میلیمتر و۵۰ میلیمتر می‌باشد ساخته می‌شود. به طور متوسط از سنگدانه‌هایی با قطر ۲۰ میلیمتر استفاده می‌شود. توزیع اندازه ذرات به نام « دانه بندی سنگدانه » مرسوم است. به طور کلی دانه‌های با قطر بیشتر از چهار یا پنج میلیمتر به نام شن و کوچکتر از آن به نام ماسه نامگذاری شده‌اند که این حد فاصل توسط الک ۴٫۷۵ میلیمتری یا نمره چهار مشخص می‌گردد.

حد پایین ماسه عموماً ۰٫۰۷ میلیمتر یا کمی کمتر می‌باشد. مواد با قطر بین ۰٫۰۶ میلیمتر و ۰٫۰۲ میلیمتر به نام لای (سیلت) و مواد ریزتر رس نامگذاری شده‌اند. گل ماده نرمی است که شامل مقادیر نسبتاً مساوی ماسه و لای و رس می‌باشد.

کانی های مهم در بتن چیست؟

کانی های مهم و متداول سنگدانه‌ها در زمینه استفاده در بتن عبارتند از: کانی‌های سیلیسی (کوارتز، اوپال، کلسه دون، تریمیت، کریستوبالیت) فلدسپات ها، کانی های میکا، کانی های کربناتی، کانی های سولفاتی، کانی های سولفور آهن، کانی های فرومنیزیم، کانی های اکسیدآهن، زئولیت‌ها و کانی های رس.

در استاندارد ASTM سنگ ها از لحاظ شکل ظاهری به پنج گروه تقسیم شده‌اند: کاملاً گردگوشه، گردگوشه، نسبتاً گردگوشه، نسبتاً تیزگوشه و تیزگوشه.

در استاندارد BS این نامگذاری به صورت: گردگوشه، بی شکل – بی نظم، پولکی، تیزگوشه، طویل، پولکی طویل می‌باشد.

طبقه‌بندی براساس شکل ظاهری
افزودنی‌ها آرتاپ (Admixtures)

ماده افزودنی بتن آرتاپ یا (Admixtures) ماده‌ای است به غیر از سیمان پرتلند، سنگدانه، و آب، که به صورت گرد یا مایع، به عنوان یکی از مواد تشکیل دهنده بتن و برای اصلاح خواص بتن، کمی قبل از اختلاط یا در حین اختلاط به آن افزوده می‌شود. مواد افزودنی به دو گروه مواد افزودنی‌های شیمیایی و مواد افزودنی‌های معدنی تقسیم می‌شوند.

انواع معمول مواد افزودنی بتن به شرح زیر است.

شتاب دهنده سرعت هیدراتاسیون بتن (سخت شدن).

کاهش دهنده سرعت گیرش بتن.

افزودنی‌های حباب زا باعث ایجاد حباب‌های با هندسه کروی و بسیار ریز درون بتن می‌شوند. افزودنی‌های حباب زا عمداً برای ایجاد و تثبیت حباب‌های میکروسکوپی هوا در بتن استفاده می‌شود.

روان‌ساز بتن که به منظور کاهش دهنده مقدارآب بتن استفاده می‌گردد.

دوام بتن به چه عواملی بستگی دارد؟

صرف توجه به مقاومت به عنوان یک معیار برای داشتن بهترین و باکیفیت ترین بتن در ساخت و ساز ها و محیط های مختلف با کاربردهای متفاوت نمیتواند جوابگوی مشکلاتی باشد که در دراز مدت در سازه های بتنی ایجاد می گردد، بنابراین مساله دوام بتن نیز بسیار حائز اهمیت است.

به منظور افزایش دوام بتن حین افزایش مقاومت ضمن کاربرد دوده سیلیس و کم کردن آب و مصرف فوق روان کننده، مقدار سیمان کاهش یافته و در عوض مواد پوزولانی همچون دوده سیلیس، خاکستر بادی، سرباره کوره های آهن گدازی، خاکستر پوسته برنج و بالاخره پوزولان های طبیعی به صورت مواد ریزدانه جایگزین آن گردید. امروز شاهد ساخت بتن هایی با دوام که نفوذپذیری کمی دارند و در مقابل حملات شیمیایی کلرورها و سولفات ها و گاز کربنیک و بعضاً واکنش قلیایی پایدارتر می باشند، هستیم.

کاربرد دیرگیرکننده در مواد افزودنی بتن چیست؟

کار مواد افزودنی دیرگیرکننده بتن به تاخیر انداختن گیرش بتن است. مواد افزودنی دیرگیرکننده بتن در بتن ریزی‌های حجیم استفاده می‌شود. مواد افزودنی دیرگیرکننده بتن برای جلوگیری از ترک‌های ناشی از گیرش در بتن‌ریزی‌های پشت سر هم مناسب می‌باشد. مواد افزودنی دیرگیرکننده بتن برای حمل بتن در فاصله‌های زیاد استفاده می‌شود.

از جمله از مواد افزودنی بتن می‌توان از ژل میکروسیلیس میکروسیلیکا ژل سیلیکافیوم نام برد همچنین گروت انواع روان‌کننده‌ها فابیر نیز از انواع افزودنی بتن می‌باشند. معمولاً به جای استفاده از یک سیمان بخصوص، این امکان وجود دارد که بعضی از خواص سیمان های معمولی مورد استفاده را به وسیله ترکیب کردن آن با یک افزودنی تغییر داد.

قابل توجه اینکه نباید عبارات “مواد ترکیبی” و “مواد افزودنی” با معانی مترادف به کار روند، زیرا مواد ترکیبی موادی هستند که در مرحله تولید به سیمان اضافه می‌شوند در حالی که مواد افزودنی در مرحله مخلوط کردن به بتن اضافه می‌شوند.

افزودنی‌های شیمیایی اساساً عبارتند از:تقلیل دهنده‌های آب، کندگیر کننده‌ها و تسریع کننده‌های گیرش که در ایین نامه ASTM به ترتیب تحت عنوان‌های تیپ‌های C،B،A طبقه‌بندی شده‌اند.دسته بندی افزودنی‌ها در استاندارد BS نیز مشابه می‌باشد. در ضمن افزودنی‌های دیگری نیز وجود دارند که هدف اصلی از کاربرد آن ها محافظت بتن از اثرات زیان آور یخ زدگی و ذوب یخ است.

کندگیر کننده‌ها در بتن چیست؟

افزودنی‌هایی هستند که زمان گیرش بتن را به تاخیر می‌اندازند. این مواد در هوای خیلی گرم که زمان گیرش معمولی بتن کوتاه می‌شود و همچنین برای جلوگیری از ایجاد ترک‌های ناشی از گیرش در بتن ریزی‌های متوالی مفید می‌باشند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *