بتن چیست؟ | انواع بتن، ویژگی ها و کاربرد بتن

قدیمی ترین اثر یک سازه بتنی به حدود 7000 سال قبل از میلاد برمی گردد که در سال 1985 در جریان یک عملیات راه سازی در فلسطین کشف شد. این سازه یک کف بتنی آهکی است که تصور می شود از گرم کردن سنگ آهک و ترکیب آن با آب و سنگدانه ها ساخته شده است. بررسی ها نشان می دهد که بلوک های سنگی مورد استفاده برای ساخت هرم بزرگ جیزه (2500 سال قبل از میلاد) توسط یک ماده سیمانی به یکدیگر متصل شده اند.

کولوسئوم

نمای بیرونی کولوسئوم در رم. ساخت این سازه بتنی در سال 80 پس از میلاد به پایان رسید. امروزه بیشتر کولوسئوم دست نخورده باقی مانده است. در حدود 500 سال قبل از میلاد، هنر ساخت ملات آهک در یونان باستان آغاز شد. این نوع ملات عمدتاً در ساخت کاخ ها و معابد یونانی استفاده می شد. در حدود 200 سال قبل از میلاد، رومی ها نوع خاصی از خاکستر آتشفشانی استخراج شده از ناحیه پوتزوولی ایتالیا را با آهک مخلوط کردند و دریافتند که این ترکیب از مواد بیشتری ساخته شده است. این ماده بعدها به «پوزولان» معروف شد. بسیاری از سازه‌های پوزولانی رومی، یونانی، هندی و مصری که هزاران سال پیش ساخته شده‌اند، اکنون قابل مشاهده هستند. این امر باعث پایداری بسیار خوب سازه های بتنی و دلیل تداوم آن در چند هزار سال گذشته تا به امروز است.

بتن چیست؟

"بتن" (بتن) ترکیبی از ماسه، شن یا سنگ خرد شده با سنگدانه های مختلف (دانه های ریز و درشت) است که توسط خمیر سیمان به یکدیگر متصل می شوند. اما بسته به خواص مورد نیاز می توان از افزودنی هایی مانند شکر، روان کننده ها و ... یا افزودنی هایی مانند خاکستر بادی، سرباره و ... نیز استفاده کرد. سخت شدن مخلوط بتن نتیجه فرآیند شیمیایی بین آب و سیمان است.

 

«بتن سخت شده» را می توان سنگ مصنوعی دانست که در آن فضای بین ذرات بزرگتر (دانه های درشت) با ذرات کوچکتر (دانه های ریز) پر شده و فضای بین سنگدانه های ریز با سیمان پر می شود. در مخلوط بتن، مواد سیمانی و آب خمیری به نام «خمیر سیمان» تشکیل می دهند. وظیفه خمیر سیمان ایجاد فضایی بین سنگدانه های ریز، پوشاندن سطوح سنگدانه های ریز و درشت و چسباندن تمام ذرات در طول فرآیند سخت شدن یا گیرش است.

عملکرد عناصر بتنی چیست؟

هر جزء بتن عملکرد خاص خود را دارد. نقش سیمان تبدیل سیمان از مایع به جامد است. با ترکیب آب با سیمان پرتلند و تامین رطوبت، دما و زمان، مخلوط حاصل شروع به سفت شدن می کند. به این فرآیند درمان می گویند. فرآوری سیمان پرتلند با تبخیر آب انجام نمی شود. در عوض، از طریق واکنش شیمیایی هیدراتاسیون یا پوشش آب انجام می شود. در واقع، آب در طول فرآیند هیدراتاسیون به بخشی از بتن پخت تبدیل می شود. بنابراین نباید اجازه داد سیمان در حین عمل آوری خشک شود. این می تواند از هیدراتاسیون کامل جلوگیری کند و از رسیدن مخلوط به قدرت نهایی خود جلوگیری کند. با توجه به این مواد «اگر فقط آب و سیمان باعث کارکرد و سفت شدن سیمان شود، نقش ماسه و سنگدانه چیست؟

بخش بتنی

سطح مقطع بتنی سنگ آهک خرد شده (راست) و ماسه (چپ). مخلوط آب و خمیر سیمان به طور کامل سنگدانه ها را می پوشاند و فضای خالی بین آنها را پر می کند. برای پاسخ به این سوال، به تصویر بالا نگاه کنید. همانطور که می بینید، خمیر سیمان تمام اتصالات را به خوبی و محکم نگه می دارد و شکاف بین آنها را پر می کند.

 

استفاده از مخلوط آب ساده و سیمان می تواند گران باشد. بنابراین استفاده از سنگدانه ها هزینه کل را کاهش می دهد. علاوه بر این، استفاده از این مواد منجر به افزایش مقاومت و کاهش انقباض (به دلیل آزاد شدن آب در حین پردازش) خواهد شد. در نهایت ترکیب همه این اجزا، بتن را به یکی از مناسب ترین مصالح ساختمانی تبدیل می کند. در ادامه به معرفی انواع مواد افزودنی و تاثیر آنها بر سازه های بتنی می پردازیم.

مخلوط بتن چیست و چه کاربردهایی دارد؟

افزودنی های بتن موادی هستند که قبل از اختلاط یا در حین اختلاط به مخلوط بتن اضافه می شوند. هدف از استفاده از این مواد کاهش هزینه ها، تغییر خواص، بهبود کیفیت و افزایش بهره وری در هنگام اختلاط، انتقال، بتن ریزی و عملیات است. امروزه بسیاری از مخلوط های بتن از یک یا چند افزودنی استفاده می کنند. هزینه مکمل ها به نوع و کیفیت آنها بستگی دارد. به طور کلی مواد افزودنی به دو گروه افزودنی های شیمیایی و افزودنی های معدنی تقسیم می شوند.

انواع افزودنی های شیمیایی بتن چیست؟

افزودنی های بتن به شش گروه بازدارنده شعله، حباب گیر هوا، کاهنده آب، کاتالیزور تقسیم می شوند. به معرفی هر ماده افزودنی و تاثیر آن بر خواص بتن می پردازیم.

کندگیر بتن

"Retarding" (Set Retarding) شروع واکنش شیمیایی لازم برای انجماد را به تاخیر می اندازد. این نوع افزودنی معمولاً برای غلبه بر شروع انجماد به دلیل دمای بالای محیط استفاده می شود. استفاده از کندگیر در ساخت روسازی باعث افزایش زمان در دسترس برای پرداخت بتن تازه، کاهش هزینه های اضافی ناشی از راه اندازی محل بچینگ و کاهش احتمال ترک خوردگی می شود. افزودن یک کندگیر به دال بتنی مقاومت این سازه در برابر ترک را افزایش می دهد.

جمع بندی

بتن پرمصرف ترین مصالح ساختمانی ساخت بشر است. پس از آب، این ماده بیشترین مصرف را روی کره زمین دارد. بتن معمولی از ترکیب آب، سیمان و سنگدانه ها در نسبت های معینی ساخته می شود. البته برای تغییر خواص بتن در مواردی از مواد افزودنی مختلفی نیز در ترکیب آن استفاده می شود. تطبیق پذیری، پایداری، مقاومت و هزینه مناسب بتن آن را به یکی از پرمصرف ترین مصالح ساختمانی در جهان تبدیل کرده است.
 

 

منبع: پولیش بتن