بتن

امروزه بتن یکی از پُرکاربردترین مصالح ساختمانی است که جایگاه ویژه ای در صنعت ساخت و ساز به خود اختصاص داده است. نقش بتن در تأمین دوام و پایداری سازه‌ها یک نقش انکارناپذیر ارزیابی می شود. پیشینۀ بتن در صنعت ساخت و ساز به دوران یونانیان باستان برمی‌گردد. پیشرفت بتن در ساخت و ساز از یک روند تصاعدی برخوردار بوده است؛ تا این که امروزه تبدیل به یکی از اصلی ترین مصالح مورد نیاز در صنعت ساختمان شده است.

بتن چیست؟ 

بتن یک مادۀ مخلوط است که در حالت عادی باید به صورت روان باشد. اما با گذشت زمان تبدیل به یک جسم سخت و مقاوم می گردد. بتن بر پایۀ موادی که در ساخت آن به کار رفته اند، دارای انواع گوناگونی است و با توجه به مکان و استحکام مورد نیاز مورد استفاده قرار می گیرد. بتن بر اساس خصوصیاتی همچون پایداری، چگالی، مقاومت گرمایی و شیمیایی و کاربرد مورد انتظار از آن، برای هر سازه ای متفاوت است.

امروزه بتن نه تنها در مرحله سفت کاری ساختمان بلکه به صورت بلوکه های بتنی و دال بتنی به عنوان یکی از مصالح مورد استفاده برای پوشش کف، دیوار و  نمای بیرونی ساختمان نیز مورد استفاده قرار می گیرد. بتنی که در نمای بیرونی ساختمان به کار می‌رود، بتن اکسپوز نام دارد. به این نکته توجه داشته باشید که بتن یک ماده قابل بازیافت است و می‌تواند دوباره برای مصارف گوناگون دیگر مورد استفاده قرار گیر. 

معمولاً از بتن بازیافتی برای پی ریزی، اجرای فونداسیون،  پوشش پیاده‌روها و همچنین برای ساخت المان های دکوراتیو در داخل ساختمان استفاده می شود.

آتشفشان پوتزولی) گفته می‌شد.

چگونگی تشکیل بتن

 معمولاً برای درست کردن بتن، سیمان به صورت پودر شده با آب مخلوط می‌شود و یک خمیر چسبنده به وجود می‌آید. این خمیر با مصالح گوناگون ترکیب می‌شود و همه آنها را به هم می‌چسباند. به مخلوط پایانی به دست آمده بتن گفته می‌شود.

مفاهیم پایه مربوط به بتن 

E خزش بتن

خزش بتن به معنی تغییر شکل سازه بتنی بر اثر نیروی اعمار شده می باشد. فاکتورهایی که درخشش بتن تاثیرگذار هستند عبارتند از سنگدانه های موجود در بتن، نسبت استفاده از  اجزای مخلوط بتن و سن بتن

بتن کرمو

بتن کرمو یا بتن شن نما یا بتن لانه زنبوری  به بتنی گفته می شود که در آن، فضای خالی بین ذرات درشت، به اندازه کافی از ملات پر نشده و فضاهای خالی زیادی در دل آن به چشم می خورد. این پدیده علاوه بر ایجاد یک منظرۀ نامطلوب، موجب کاهش مقاومت فشاری بتن، افت دوام بتن و کاهش عمر مفید آن می شود.

بتن پیش تنیده

پیش تنیدگی بتن به معنی ایجاد یک تنش ثابت است که بر اثر آن بخشی از بارهای مُرده و زنده در آن خنثی می‌شود. این امر موجب بالارفتن مقاومت باربری بتن نیز می شود.

اسپیسر بتن

اسپیسر بتن یک نمونه از جدیدترین انواع اسپیسرها است که مقاومت فشاری بالایی دارد و در افزایش طول عمر مفید سازۀ بتنی نقش مؤثری دارد.

 عیار بتن 

عیار بتن بستگی به میزان ملات یا سیمان به کار رفته در آن دارد و بر اساس واحد حجمی بیان می شود. بدین معنی که اگر حجم بتن استفاده شده در یک کندانسیون برابر با ۳۰۰ باشد، به این معنی است که عیار بتن برابر با 300 است و در هر متر مکعب از آن حدود ۳۰۰ کیلوگرم سیمان به کار رفته است.

پرایمر بتن

پرایمر بتن یک ماده چسبناک است که از سازه های بتنی در برابر واکنش های شیمیایی موجود در محیط محافظت به عمل می‌آورد.

آب بندی بتن

شاید قرار به استفاده از یک سازه بتنی در شرایط رطوبتی بالا یا در معرض مواد شیمیایی باشد. در این گونه مواقع، آب بندی بتن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار خواهد بود. به عنوان نمونه، آب بندی مخازن بتنی یکی از مهم‌ترین مباحث در پروژه‌های عملیاتی مربوط به ساخت این گونه مخازن می‌باشد. برای آب بندی بتن، از عایق‌های آکریلیک تک جزئی و دو جزئی، عایق‌های الاستومری یک
جزئی، یا پودرهای پلیمری استفاده می‌شود.

الیاف بتن 

از الیاف بتن برای ساخت بتن مسلح استفاده می‌شود.  الیاف بتن موجب بالا رفتن مقاومت کششی بتن می‌شود و از ترک خوردگی آن  در حین گیرایی جلوگیری به عمل می آورد.

آزمایشگاه بتن

آزمایشگاه بتن یک محل تخصصی و مجهز به تجهیزات مکانیکی، اولتراسونیک، و ... برای کمک به افراد متخصص در زمینه ساخت بتن و رسیدن به مقاومت و شرایط مورد نظر می باشد.

ژل میکروسیلیس بتن

ژل میکروسیلیس بتن برای ساخت بتن‌هایی با مقاومت بالا مصرف می‌شود. این ژل باعث افزایش مقاومت بتن می گردد.

اجزای تشکیل دهندۀ بتن 

سیمان پرتلند

سیمان پرتلند یکی از رایج‌ترین و کاربردی‌ترین نوع سیمان برای تولید بتن است. از سیمان پرتلند برای تهیه انواع ملات استفاده می‌شود. سیمان پرتلند نسبت به اجزای دیگر تشکیل دهندۀ بتن، برای ترکیب نیاز به انرژی بیشتری دارد. حاصل ترکیب سیمان با آب، یک مادۀ چسبنده است که سنگدانه‌ها و ماسه را در کنار یکدیگر می‌چسباند. 

سنگدانه‌ها

سنگدانه‌ها بیشترین سهم در یک مخلوط بتنی را به خود اختصاص داده‌اند. سنگدانه‌ها بر اساس ابعادی که دارند، می‌توانند به صورت ماسه، شن درشت و سنگ‌های خرد شده (مثل سنگ‌های گرانیتی و یا آهکی) باشند. به طور معمول، حدود ۷۰ درصد از حجم مخلوط بتن، به سنگدانه‌های آن اختصاص دارد. بنابراین بدیهی است که سنگدانه در ساختار بتن نقش بسزایی دارد. 

حجم آب و سیمان مورد نیاز برای تولید بتن، بر اساس سایزبندی سنگدانه‌های آن مشخص می شود. بدین معنی که اگر برای تهیه بتن از سنگدانه‌های درشت استفاده شده باشد، برای پر کردن فضای خالی بین آنها به سنگدانه‌های ریزتر نیاز است. پس از آن برای چسباندن سنگدانه‌ها به یکدیگر اقدام به ملات ریزی می شود. 

با انتخاب سنگدانه‌هایی که ابعاد مختلف دارند، می‌توان میزان نیاز به ملات را کاهش داد و بدین ترتیب از هزینۀ تمام شده برای تولید بتن کم کرد. 

جالب است بدانید که در حال حاضر سنگدانه‌های بازیافتی که حاصل نخاله‌های تخریب ساختمان، احیای بافت‌های فرسوده، ساخت و ساز و یا حفاری می باشند، در تولید بتن به کار می‌رود که به دلیل جایگزینی مناسب برای سنگدانه‌های طبیعی، بسیار مقرون به صرفه می‌باشند.

آب

بر اثر ترکیب آب با سیمان، فرایند هیدراتاسیون اتفاق می افتد. هیدراتاسیون یک فرایند شیمیایی است که موجب سخت شدن و گیرایی مخلوط بتن می شود. مخلوط آب و سیمان فضاهای خالی بین سنگدانه‌ها را پر می‌کند و باعث چسبیدن آنها به یکدیگر می‌شود. اگر میزان آب مصرفی نسبت به سیمان کمتر باشد، بتن پایداری بهتری پیدا می‌کند، ولی اگر میزان آب مصرفی در مقایسه با سیمان بیشتر باشد، اسلامپ بتن افزایش پیدا می‌کند.

علل استفاده از بتن در صنعت ساخت و ساز

بتن پُرکاربردترین و رایج‌ترین مصالح مورد استفاده در سراسر دنیا و در تمام سازه‌ها می‌باشد و مزیت‌های ویژۀ آن باعث گردیده که عملاً مقاوم‌ترین مصالح ساختمانی نیز به شمار ‌رود. دلایل استفاده از بتن به عنوان یک مادۀ پایدار در صنعت ساختمان سازی را می‌توان به این صورت بیان کرد:

دوام و ماندگاری بالا

 تولید و عمل‌آوری بتن برای سازگاری با شرایط آب و هوایی و میزان مقاومت مورد انتظار، تابع یک سری استانداردهای اجباری می باشد. لذا بتونی که با رعایت اصول فنی و استاندارد تولید شده باشد، از پایداری و ماندگاری بالایی برخوردار است و می تواند تا سال‌ها بدون هیچ گونه ایرادی شکل اولیه خود را حفظ کند.

بتن در برابر عوامل گوناگون از مقاومت بالایی برخوردار است. بنابراین استحکام و ماندگاری آن جای اطمینان دارد. یکی از کاربردهای اصلی بتن استفاده از آن در اجرای دال بتنی است. دال بتنی، یک سازۀ یکپارچه از جنس فولاد و بتن است که در احداث سقف یا کف کاربرد دارد. استحکام دال بتنی به دلیل استفاده از بتن، بسیار بالا است.

دسترس‌پذیری آسان 

اجزای اصلی بتن شن و ماسه هستند که در تمام نقاط کشور به فور وجود دارند. گذشته از فراوانی و دسترس‌پذیری اجزای اصلی مورد استفاده در بتن، تهیه آنها نیز از قیمت مناسبی برخوردار است.

شکل‌پذیری ایده‌آل

 شکل روان بتن به آن امکان می دهد که در هر قالبی ریخته شود و شکل هر ساختاری را به خود بگیرد. بنابراین، بتن را می‌توان در موقعیت‌های گوناگون مورد استفاده قرار داد.

مقاومت گرمایی بالا

بتن از مقاومت گرمایی بسیار زیادی در برابر آتش و گرما برخوردار است. سازه‌هایی که با بتن مسلح ساخته شده‌اند، اگر دارای پوشش محافظتی مناسبی باشند، می‌توانند تا ساعت‌ها در برابر آتش مقاومت کنند. 

مقاومت فشاری بالا

 بتن توان تحمل فشارهای بسیار بالا را دارد و در عین حال بدون آسیب باقی می‌ماند. بنابراین به دلیل همین مقاومت فشاری بالا می‌تواند در تمامی سازه‌ها مورد استفاده قرار گیرد.

عوامل تأثیرگذار بر میزان کارایی بتن 

t نسبت آب به سیمان

t نوع پروژۀ ساختمانی

t روش ترکیب بتن

t میزان تقویت بتن

t شیوه متراکم ساختن بتن

t ضخامت بخشی بتن

t چگونگی قرارگیری بتن

t شرایط محیطی اجرای بتن

t فاصلۀ حمل بتن از محل تولید تا محل اجرا

روش‌های افزایش کارایی بتن

به منظور بالا بردن کارایی بتن، موارد زیر پیشنهاد می‌شوند:

t بالا بردن نسبت آب به سیمان در فرمول بتن

t استفاده از توده حجیم تر

t بالا بردن مدت زمان و دمای مخلوط شدن

t استفاده از توده‌هایی با شکل منظم و کاملاً گرد به جای اشکال نامنظم

t بهره‌گیری از مواد دارای ویژگی غیر متخلخل و اشباع

t اضافه کردن ترکیبات افزودنی مناسب

t استفاده از مواد تولید کنندۀ حباب (حباب سازها)

انواع بتن

با توجه به شرایط محیطی و انتظاراتی که از بتن می‌رود، انواع مختلف بتن وجود دارند که به این صورت طبقه بندی می شوند:

بتن معمولی

بتن معمولی متشکل از سیمان، آب و سنگدانه است. بتن معمولی دارای یک مقاومت متوسط به آب می‌باشد که در بازۀ ۱۰ تا ۴۰ مگاپاسکال قرار دارد. مدت‌ زمان گیرش بتن معمولی، به وضعیت آب و هوایی منطقه و عیار سیمان موجود در بتن بستگی دارد.

بتن سبک

بتن سبک دارای سنگدانه‌های سبک‌تری  نسبت به بتن سنگین است. بازۀ مقاومتی بتن سبک بین ۷ تا ۴۰ مگاپاسکال در نوسان است 

بتن متخلخل

این بتن همان‌گونه که از نام آن نیز مشخص است، دارای فضاهای توخالی و خلل و فرج زیادی است که می‌تواند آب یا هوا را از داخل روزنه‌های خود عبور دهد. بتن‌های متخلخل به دو صورت بتن سبک گازی و بتن گازی تقسیم می‌شوند.

بتن با مقاومت بالا

در این نوع بتن، نسبت آب به سیمان کمتر است و کیفیت سنگدانه‌های به کار رفته در آن بالاتر می‌باشد. بتن با مقاومت بالا دارای مواد افزودنی هم هست. این بتن مقاومت بالای ۴۰ مگاپاسکالی دارد.

بتن هوادار

بتن هوادار بین ۳ تا ۶ درصد هوا دارد. این هوا با استفاده از افزودنی‌های هوازا در داخل فرمول بتن ایجاد می‌شود.

بتن خود متراکم

 بتن خود متراکم در زمان اجرا به وسیله نیروی گرانش خود متراکم و سخت می‌شود و نیازی به ویبره ندارد. این بتن به قدری روان است که بر اثر نیروی وزن خود و روانی بالایی که دارد، وارد تمام روزنه‌های موجود می‌شود و تقریباً تمام فضاهای توخالی را پر می‌کند.

بتن شاتکریت یا پاششی

بتن شاتکریت را می‌توان با استفاده از نازل‌های ویژه‌ای بر روی سطح مورد نظر پاشید.

بتن با عملکرد بالا

این نوع بتن دارای دوام و ماندگاری بسیار بالایی است. بتن با کارایی بالا به سادگی در محل اجرا می‌شود و گیرش سریعی دارد. مقاومت این بتن در حدود ۷۰ تا ۱۰۰ مگاپاسکال است. سایر مزیت‌های بتن شاتکریت عبارتند از: مقاومت مکانیکی بالا، گرمای هیدراتاسیون، تراکم، سختی، طول عمر و حجم ثابت. 

بتن آهکی

در بتن آهکی، آهک جایگزین سیمان می شود. آهنگ یک مادۀ تجدیدپذیر است و از نظر زیست محیطی مضر ارزیابی نمی‌شود. از بتن آهکی برای ساخت سازه‌های گنبدی و کف سازی استفاده می‌شود.

بتن پلیمری

در بتن پلیمری، به جای سیمان از مواد پلیمری استفاده می‌شود. استفاده از مواد پلیمری باعث کاهش حجم حباب‌های داخل بتن می‌شود و از این رو با وجود سنگدانه‌ها، فضای خالی موجود در بتن به کم‌ترین میزان ممکن می‌رسد و در نتیجه بتن از تراکم و چگالی بالایی برخوردار خواهد شد. 

بتن مسلح (بتن آرمه)

به بتنی گفته می‌شود که به وسیلۀ الیاف فیبری یا میل‌گرد تقویت شده باشد. در سازه‌های امروزی بیشتر از بتن آرمه استفاده می‌شود. چرا که به نحوی مقاوم‌سازی شده که می‌تواند بارهای فشاری و کششی بسیار زیادی را تحمل کند. در نظر داشته باشید که  مهم‌ترین عامل در تعیین میزان استحکام بتن مسلح، میزان چسبندگی بین بتن و عامل تقویت کننده می‌باشد. تقویت کننده‌های فولادی به شکل آرماتور میل‌گرد در داخل بتن قرار می‌گیرند.

بتن شیشه‌ای 

بتن شیشه‌ای یا بتن لیتراکن از شیشه‌های بازیافتی تولید می‌شود. این بتن که جنبۀ دکوری دارد، به زیبایی و ماندگاری سازه هم کمک می کند و یک نوع عایق گرمایی نیز به شمار می‌رود.

بتن مگر

بتن مگر یا بتن پوششی یک نوع بتن با عیار سیمان پایین است که برای آماده‌سازی بستر خاک‌برداری اجرا می‌شود و از نفوذ سیمان به خاک زیر آن جلوگیری می‌کند.

بتن آماده

بتن آماده یا همان ملات، به ترکیب آب و سیمان گفته می‌شود که دارای سنگدانه‌های ریز و درشت است. از بتن‌های آماده در موارد گوناگونی استفاده می‌شود. نکته مهم در مورد بتن‌های آماده، نصب تصحیح بین مواد تشکیل دهندۀ آنها می‌باشد.

بتن غلتکی

بتن غلطکی که در سازه‌های بزرگ استفاده می شود، با بهره گیری از ماشین آلات سنگین و ویژه اجرا می‌گردد.