نیاز انسان به صنعت ساختمان، یک نیاز تمام‌نشدنی و بی‌انتهاست. هر روز انواع مختلفی از ساختمان‌ها با کاربردهای مختلف و جدید به وجود می‌آیند تا بتوانیم صنعت ساختمان را یک صنعت در حال گسترش بدانیم. در ابتدای یک‌جانشینی بشر، ساختمان‌سازی محدود به ساختن خانه‌های مسکونی ساده بود اما امروز بناهای اداری، تجاری، ساختمان‌های مرتفع و… دنیای جدیدی را پیش روی سازندگان قرار داده‌اند. حجم مصالح مورد نیاز برای ساخت این بناهای جدید، فراتر از تصور است. مصالح ساختمانی از طرفی باید به وفور قابل تهیه بوده و از طرف دیگر، باید دارای خواص مناسبی مانند ساخت یک ظاهر زیبا، مقاومت بالا در برابر بار، مقاومت در برابر ضربه، سهولت اجرا و… باشند. نمیتوان با استفاده از مصالح ساختمانی ضعیف، یک بنای قابل قبول ساخت زیرا مصالح نامناسب نه استحکام بالایی دارند و زیبایی خاصی را ارائه خواهند داد
از همین رو، ساختمان‌سازان دائما به دنبال مصالحی هستند که علاوه بر قابلیت تولید انبوه، هزینه پایینی داشته باشد و از همه مهم‌تر، خواص آن نظیر خاصیت مقاومت در برابر بار برای تحمل بارهای سنگین یک پروژه عمرانی مناسب باشند. در ابتدا، سازندگان این خواص را در چوب و شاخ و برگ گیاهان یافتند اما به تدریج و با گسترش دانش بشر، مصالح مناسب‌تری نظیر خشت، کاهگل و آجر نیز مورد استفاده قرار گرفتند.
بتن نیز در ادامه همین مصالح و با تولید سیمان به بازار راه یافت. مادهای که تمام عناصر سازنده آن در مقیاس انبوه وجود دارند و خواص آن، به خصوص در صورت ترکیب با افزودنیهای مناسب، تمامی ندارد. بتن با ویژگی‌های خوبی که دارد، امروزه در جای جای صنایع عمرانی نفوذ کرده و کاربردهای آن تمام نشدنی به نظر میرسند.
بتن چیست؟
بتن که یک محصول نام‌آشنا در صنعت ساختمان سازی به شمار میآید، ترکیبی از سیمان پرتلند، ریزدانه‌های ماسه و شن، افزودنیهای مختلف و البته آب است. این ماده علاوه بر ایجاد خاصیت چسبندگی، دارای مقاومت بالایی در برابر نیروهای فشاری میباشد و به همین دلیل، هر جا که نیاز به استحکام و تحمل بار شدید باشد، از این ماده بهره برده میشود.
بتن از نظر اقتصادی، چندان مصالح ساختمانی گران قیمتی محسوب نمیشود. مواد تشکیل دهنده بتن ساده و در دسترس هستند اما ویژگی‌های این ماده، بسیار شگفت‌انگیز است. ترکیب بتن و مواد تقویت کننده میتواند فوندانسیون بسیار محکمی برای یک ساختمان تولید کرده و مانند ریشه درخت، ساختمان را در دل زمین استوار نگه دارد. یک بتن ریزی مناسب میتواند مقاومت بنا در برابر زلزله یا سایر خطرات طبیعی را تا حد زیادی بالا ببرد و از فروپاشی آن با تهدیدات کوچک جلوگیری کند. امروزه بتن نه تنها در ساختمان‌سازی بلکه در طیف بزرگی از زندگی بشر، از سازه‌های عمرانی عظیم نظیر پل‌ها گرفته تا المان‌های کوچک شهری به کار برده میشود.
البته این نوع از مصالح ساختمانی را نمیتوان محدود به روزهای اخیر دانست بلکه ریشه تاریخی قابل توجهی برای آن یافته شده است. در بخش بعدی، حال که میدانیم بتن چیست، در قسمت بعدی به قدمت تاریخی آن خواهیم پرداخت.
تاریخچه بتن
ما به سبب زندگی در قرن بیست و یکم میدانیم بتن چیست اما خوب است بدانیم این ماده برای اولین بار در چه زمانی مورد استفاده قرار گرفته است. بتن در تعریف امروزی آن که ترکیبی از سیمان پرتلند، سنگدانه و آب است، قدمت چندانی ندارد و اختراع آن به اواخر قرن هجده میلادی و همزمان با تولید سیمان پرتلند باز میگردد. اما اگر با کمی اغماض بتن را حاصل ترکیب آب و موادی با پایه آهک در نظر بگیریم، سابقه طولانی و کهنی برای آن خواهیم یافت.
اولین استفاده‌ها از چنین ترکیبی به حدود 6000 سال پیش از میلاد مسیح یعنی حدود 9000 سال قبل بازمی‌گردد. جایی که قومی به نام قوم «نبطیان» که از ساکنین خاورمیانه امروزی بودند به کمک خواص آهن هیدرولیک، توانستند به ساخت و ساز بپردازند. 500 سال بعد در حوالی اروپای شرقی، باز هم به کمک نوعی ترکیب آهکی، مواردی از کفپوش ساختمانی تولید شد. این وضعیت در جای جای جهان ادامه داشت. به عنوان مثال، یونانی‌ها و سپس رومیان در سده‌های منتهی به میلاد مسیح موفق به کشف موادی شدند که امروز آنها را «پوزولان» مینامیم. این مواد که جنسشان سیلیس و آلومین بود، در مجاورت رطوبت خاصیت چسبندگی شبیه بتن از خود ارائه میدهند. رومیان از این مواد در ساخت‌وساز استفاده زیادی کردند. شاید بهترین مثال برای کارهای رومیان با پوزولان‌ها را بتوانیم معبد پانتئون بدانیم که حدود 125 سال بعد از میلاد مسیح ساخته شد و از آن به عنوان بزرگترین گنبد بتنی غیرمسلح تاریخ نام برده میشود.
این روند ادامه داشت تا جایی که در اوایل قرن هجدهم، سیمان پرتلند توسط جوزف آسپیدین بریتانیایی تولید شد. این نوع سیمان از پختن آهک و خاک رس آسیاب شده تولید شد و توانست نقطه عطفی در مصالخ ساختمانی باشد. ترکیب همین نوع سیمان با آب و سنگدانه‌ها، بتن امروزی را تولید میکند.
مواد تشکیل دهنده بتن
انواع مختلفی از بتن وجود دارد که دارای درصدهای مختلفی از استحکام و روان بودن هستند. به صورت خلاصه میتوان گفت درصد عناصر سازنده بتن میتواند تغییرات زیادی را در خواص و کاربرد بتن اعمال نماید. در ادامه به بررسی دقیق‌تر اجزای سازنده بتن می‌پردازیم.
سیمان پرتلند
در ساخت ترکیبات بتنی، از نوع خاصی از سیمان به نام سیمان پرتلند استفاده میشود که ترکیبی از آهک، سیلیس و آلومینیوم میباشد. تفاوت این نوع سیمان با سیمان معمولی در استحکام بیشتر، سرعت بالاتر در قوام گرفتن و مقاومت بیشتر در عوامل محیطی است. انواع مختلفی از سیمان پرتلند وجود دارد که معمولا بر اساس جنس خاک منطقه، نوع مناسب آن برای تولید بتن انتخاب میشود.
سنگدانه ها
در ساخت بتن از سنگدانه‌هایی نظیر شن، ماسه و خرده سنگ استفاده میشود که همانطور که میدانید، شن ابعاد بزرگتری نسبت به ماسه دارد. سنگدانه‌ها بیشترین درصد حجمی و جرمی را در بتن دارند. این ریزدانه‌ها میتوانند به کاهش مصرف آب و سیمان در بتن، قابلیت پمپاژ ساده‌تر و همچنین افزایش مقاومت فشاری آن میشود. امروزه برای تامین سنگدانه‌های بتن معمولا از مصالح ساختمانی بازیافتی استفاده میشود تا تولید بتن مقرون به صرفه‌تر باشد.
آب
واضح است که این مورد دیگر نیازی به معرفی ندارد. برای بهبود قابلیت پمپاژ و اختلاط بهتر مواد با یکدیگر از بستر آب استفاده میشود. درصد آب موجود در بتن میتواند در خواص کلی آن بسیار تعیین کننده باشد. به همین دلیل، از شاخص‌هایی به نام عدد اسلامپ برای معرفی میزان آب موجود در بتن استفاده میشود. عدد اسلامپ بالاتر نشان‌دهنده بتن روانتری است. بتن روان قابلیت پمپاژ بهتری دارد اما مقاومت و استحکام آن کمتر است. در مقابل، عدد اسلامپ پایین‌تر نشان‌دهنده بتنی با غلظت بالاتر است که قوام بیشتری دارد اما در برابر پمپاژ، مقاومتر خواهد بود و برای ریختن آن به پمپ‌های قویتری نیاز خواهیم داشت.
افزودنی ها
برای اینکه بتن تولید شده خواص بهتری داشته باشد یا برخی خواص به بتن اضافه شود که با محیط سازگاری بهتری داشته باشد، از برخی مواد افزودنی استفاده میشود که در بخشهای بعدی، به صورت مفصل به آن خواهیم پرداخت.
در جدول زیر، بازه درصد مواد تشکیل دهنده بتن را خواهید دید:
سیمان پرتلند | 10 الی 15 درصد |
ریزدانه ها | 55 تا 65 درصد |
آب | 10 تا 15 درصد |
مواد افزودنی | حدود 5 درصد |
مشخصات فنی بتن
حال که با بتن آشنا شدیم و ترکیبات سازنده آن را نیز شناختیم، بهتر است کمی دقیق‌تر و فنی‌تر در مورد آن صحبت کنیم و برخی از مهمترین مشخصات فنی آن را مورد بررسی قرار دهیم.
از نظر فیزیکی، بتن مادهای خاکستری رنگ است که بسته به نوع و درصد مواد سازنده آن، میتواند رنگ تیره یا روشنی داشته باشد. مشخصات بتن بر اساس کاربرد آن تفاوت قابل توجهی دارد. به عنوان مثال، چگالی بتن معمولی 2300 کیلوگرم بر متر مکعب است اما انواع بتن سبک یا بتن سنگین نیز با چگالی های متفاوت وجود دارند. با در نظر گرفتن این دو نوع بتن، محدوده چگالی بتن به عددی بین 800 تا 4000 کیلوگرم بر متر مکعب گسترش مییابد.
سایر مشخصات فنی مهم بتن را در ادامه بررسی خواهیم نمود:
ضریب پواسون: طبق تعریف، ضریب پواسون عبارت‌است از نسبت تغییر عرضی به تغییرات طولی در یک ماده تحت بارگذاری. مقدار این ضریب برای بتن معمولی حدود 0.2 است.
مدول الاستیسیته: در ادبیات مهندسی، مدول الاستیسیته از محاسبه تانژانت منحنی تنش – کرنش نسبت به محور افقی به دست میآید. برای بتن‌های معمولی، این عدد برابر 28 گیگاپاسکال است.
مقاومت فشاری: این خاصیت هم در بین انواع مختلف بتن، اعداد مختلفی دارد. برای بتن‌های معمولی، مقاومت فشاری بین 20 تا 50 مگاپاسکال میباشد.
مقاومت کششی: یکی از نقاط ضعف بتن، مقاومت کششی اندک آن است. نسبت به مقاومت فشاری بالای این ماده، مقدار مقاومت کششی به قدری پایین است که اغلب روی آن حسابی باز نمیشود. به منظور تقویت مقاومت کششی بتن، به روشهای مختلف از جمله تعبیه میلگردهای فولادی درون بتن، آن را تقویت میکنند.
ضریب انبساط حرارتی: برای بتن معمولی، ضریب انبساط حرارتی که بیانگر میزان تغییرات طول ماده به ازای تغییر 1 درجهای دمای محیط است، برابر 0.00001 گزارش میشود.
مدول گسیختگی: این پارامتر، معیاری برای تعیین مقاومت کششی بتن است و با انجام تست اعمال بار روی یک قطعه بتنی که طول آن حداقل 3 برابر ارتفاع آن باشد به دست میآید. باز هم برای بتن معمولی، این شاخص برابر با 0.62 تخمین زده میشود.
عیار بتن: منظور از عیار، مقدار سیمانی است که برای تولید یک متر مکعب بتن مورد استفاده قرار گرفته است. بتن با عیار بالاتر، درصد سیمان بالاتری دارد و در نتیجه خاصیت چسبندگی و قوام آن بیشتر است. به عنوان مثال، یکی از انواع پرکاربرد بتن، بتنی با عیار 350 است. یعنی در ساخت یک متر مکعب از این نوع بتن، 350 کیلوگرم سیمان مورد استفاده قرار گرفته است.
انواع بتن
تا اینجای کار مطمئنا دریافته‌اید که بتن چیست و با ترکیبات و مشخصات فنی آن آشنا شدهاید. همانطور که اشاره کردیم، بتن انواع مختلفی دارد و انتخاب نوع بتن مورد استفاده برای یک پروژه بر اساس کاربرد مدنظر سازندگان انجام میشود. مثلا برای برخی کاربردها، نیاز به مقاومت فشاری بسیار بالایی وجود ندارد و به همین دلیل، استفاده از بتنی با مقاومت فشاری بالا برای این کاربرد، به جز صرف هزینه اضافی، فایده دیگری ندارد.
در ادامه، انواع بتن کاربردی در صنعت ساختمان را بررسی میکنیم و به صورت اجمالی در مورد هر یک توضیحاتی را ارائه میدهیم:
- بتن معمولی
- بتن سبک: این نوع بتن درصد سیمان و در نتیجه وزن مخصوص کمتری دارد.
- بتن سنگین: این نوع بتن دارای مقاومت بالاتری نسبت به فشار و شرایط محیطی است.
- بتن پیش ساخته: نوعی از بتن که در فضای کارگاهی قالب‌گیری میشود تا سریعتر اجرا گردد.
- بتن آرمه: بتن ترکیب شده با فولاد که مقاومت کششی قابل قبولی دارد.
- بتن الیافی: بتن الیافی دارای درصد مشخصی از الیاف مصنوعی است و دوام آن نسبت به بتن معمولی بالاتر میباشد.
- بتن پیش تنیده: نیروهای موجود درون این نوع بتن به وسیله کابل‌های کشش کاملا خنثی میشود تا دوام و استحکام بسیار بالاتری برای بتن فراهم شود.
- بتن مگر: عیار این نوع بتن حدود 100 تا 150 است و از آن برای زیرسازی فوندانسیون بهره برده میشود.
- بتن هوادار: این نوع بتن، خاصیت عایق در برابر صوت و حرارت دارد.
- بتن پلیمری: برای ساخت این نوع بتن، به جای سیمان از نوعی پلیمر مقاومتر استفاده میشود.
- بتن اکسپوز: بتن اکسپوز نوعی بتن پیش ساخته و دارای سطح صاف است که در طراحی نمای داخلی و خارجی مورد استفاده قرار میگیرد.
- بتن خودمتراکم: این نوع بتن نیازی به فرآیند لرزش و هواگیری ندارد.
- بتن اسفنجی: مهمترین ویژگی این نوع بتن، فضای خالی زیاد درون آن است که عبور جریان آب از درون بتن را ممکن میسازد.
- بتن مکیده: این بتن در ابتدا با نسبت آب به سیمان بالاتری اجرا میشود و سپس آب اضافی بتن اجرا شده توسط دستگاه‌هایی مکیده میشود. نتیجه این کار، مقاومت بالاتر بتن است.
انواع افزودنی بتن
ترکیب سیمان، سنگدانه‌ها و آب، ماده بسیار مستحکمی تولید میکند که برای بسیاری از مصارف ساختمانی ساده کاملا کارآمد است. با این وجود، با گسترش صنعت ساختمان، گاهی لازم است خواص جدیدی نیز به بتن افزوده شود یا خواص بتن معمولی تقویت شود. برای این کار، موادی را به بتن می‌افزایند تا بتنی با مشخصات جدید به دست آید. این مواد، افزودنیهای بتن نام دارند که امروزه شامل طیف زیادی از مواد میشود. افزودنیها همچنین میتوانند به کاهش هزینه‌های جانبی بتن‌ریزی یا کاهش زمان لازم برای عمل آوری بتن نیز کمک کنند. در ادامه، پرکاربردترین مواد افزودنی به بتن را معرفی خواهیم کرد:
افزودنی کاهنده آب
این نوع افزودنیها که به عنوان روان‌کننده نیز شناخته میشوند، این قابلیت را دارند که مقدار آب مورد نیاز بتن را تا بیش از 10 درصد کاهش دهند. با افزودن این مواد، نیاز مخلوط به آب کاهش مییابد و در نتیجه، میتوان سیمان کمتری نیز برای تولید بتن مورد استفاده قرار داد. کاهش میزان سیمان مصرفی به کاهش هزینه تولید بتن و کاهش میزان انرژی مورد نیاز برای تولید بتن کمک خواهد کرد.
افزودنی کندگیرکننده
این نوع افزودنیها همانطور که از نامشان پیداست، مدت زمان گیرش اولیه بتن را طولانی‌تر میکنند. در شرایطی که دمای محیط بالاتر از حد معمول باشد، بتن با سرعت بیشتری خشک خواهد شد و این سرعت خشک شدن میتواند منجر به ترک خوردن یا کاهش مقاومت بتن نهایی شود. به همین دلیل، مواد دیرگیرکننده یا کندگیرکننده به بتن اضافه میشود تا فرآیند گیرش اولیه بیشتر از حالت طبیعی به طول بیانجامد و بتن فرصت داشته باشد به بهترین شکل فرمگیری کند.
مواد افزودنی فوق روان کننده
فوق روان کننده، نوع خاصی از افزودنی کاهنده اب است که مقدار آب لازم را تا 25 درصد کاهش میدهد. علاوه بر مزایای مواد کاهنده، فوق روان کننده میتواند جلوی هوا گرفتن بتن را بگیرد و در نتیجه، نیاز بتن به ویبره و هواگیری را برطرف نماید.
افزودنی زودگیرکننده
برخلاف دیرگیرکننده‌ها، این نوع افزودنی برای محیط‌های با دمای کمتر به کار برده میشود. در این محیط‌ها، بتن با سرعت بسیار کندی خشک میشود و این موضوع میتواند فرآیند ساخت و ساز را تا حد زیادی کند نماید. به همین دلیل، مواد زودگیرکننده به بتن اضافه میشوند تا سرعت کار افزایش یابد.
افزودنی حباب‌زا
در محیط‌های سردسیر که درجه حرارت هوا تا مرز یخبندان کاهش مییابد، رطوبت موجود در بتن افزایش حجم میدهد و ممکن است به ساختار بتن آسیب وارد شود. افزودنی حباب‌زا، مقداری فضای خالی در بتن ایجاد میکند تا افزایش حجم آب، فشاری به سنگدانه‌ها یا ساختار بتن وارد نکند. البته باید توجه داشت که این مواد، مقاومت فشاری بتن را تا حدی کاهش میدهند اما این کاهش، نسبت به کاهش مقاومت ناشی از ترک‌خوردگی بتن، قابل اغماض است.
افزودنی پوزولانی
مواد پوزولانی را در قسمتهای قبل توضیح دادیم. این مواد هنگام تماس با رطوبت، خواص چسبندگی پیدا میکنند. افزودنیهای پوزولانی در بتن میتوانند چگالی بتن را افزایش دهند و بتن را برای ساخت دیوار حائل آب آماده کنند.
افزودنی آببند
برای اینکه بتن در برابر نفوذ آب مقاوم شود، باید فضاهای خالی درون آن به بهترین شکل پر شوند. افزودنیهای آببند میتوانند این وظیفه را به انجام برسانند و با پر کردن فضاهای خالی، جلوی ورود آب به بتن را بگیرند. این افزودنیها در سه حالت پودری، خمیری و مایع در بازار موجود است.
رنگ ها
برخی از انواع بتن، در طراحی دکوراسیون به کار گرفته میشوند. در امور طراحی دکوراسیون، رنگ اهمیت زیادی دارد. از این رو، افزودنیهای رنگی نیز برای بتن تولید میشوند تا با رنگی کردن بتن، پای این ماده مستحکم و مقاوم را به طراحی داخلی و خارجی سازه باز کنند.
افزودنی ضدخورندگی
این نوع افزودنیها برای کاهش نرخ خوردگی فولاد در بتن‌های مسلح یا آرمه به کار میروند. استفاده از این افزودنیها نرخ اکسایش فولاد درون بتن را کاهش میدهد تا مقاومت آن برای مدت زمان طولانی‌تری حفظ شود.
البته موارد بالا، تمام افزودنیهای بتن نیستند؛ بلکه در این مقاله به مهمترین افزودنیها پرداختیم. برای اینکه با تمام افزودنیهای بتن آشنا شوید، میتوانید مقاله افزودنیهای بتن را مطالعه کنید.
دلیل استفاده از بتن
بتن یکی از مصالح پرطرفدار این روزهای صنایع عمرانی است. خواص بتن معمولی از یک سو و خواص اضافی ناشی از افزودنیهای بتن از سوی دیگر، بتن را به یک ماده همه‌کاره تبدیل کرده است. در این قسمت، برخی از خواص بتن را بیان میکنیم تا دلیل استفاده فزاینده از این ماده در صنعت ساختمان را بهتر درک کنید.
مقاومت بالا
شاخصه اصلی بتن، مقاومت بالای آن زیر بار شدید است. این ترکیب سیمانی میتواند وزن بسیار بالایی را بدون آسیبدیدگی تحمل کند. یک فوندانسیون اصولی بتنی میتواند وزن یک ساختمان چند طبقه را تحمل کند. در بخش بررسی خواص فنی بتن، عدد دقیق مربوط به مقاومت فشاری بتن را نیز بیان نمودیم که به صورت میانگین حدود 35 مگاپاسکال میباشد.
هزینه مناسب
بتن از سیمان، شن، ماسه و آب تشکیل میشود. هیچ ماده سازنده گران‌قیمتی در این ترکیب وجود ندارد. اگرچه حجم بالای بتن ممکن است عدد قابل توجهی را بسازد اما به صورت میانگین در بین مصالح مقاوم امروز بازار، هیچ یک به اندازه بتن مقرون به صرفه و در عین حال کارآمد نیست. با این وجود، استفاده از برخی افزودنیها در ترکیب بتن میتواند صرفه اقتصادی آن را باز هم افزایش دهد.
دوام در برابر ضربه
از دیگر ویژگی‌های بتن این است که در برابر ضربه مقاومت بالایی دارد و به آسانی شکسته نمیشود. این ویژگی در کنار تحمل وزن بالا، بتن را به یک مصالح ساختمانی ایده‌آل تبدیل میکند.
شکل پذیری
با توجه به اینکه بتن در ابتدای ساخت خود حالت مایع دارد، میتوان آن را به شکل دلخواه قالب‌گیری نمود و با آن هر هندسه‌ای را تولید کرد. بتن در صورت قالب‌گیری مناسب، بدون شکستگی و درز و ترک، شکل قالب را به خود میگیرد و سطح جامد مستحکمی به آن شکل را تحویل میدهد. ویژگی شکل‌پذیری در بتن‌هایی که عدد اسلامپ بالاتری دارند، بیشتر خود را نشان میدهد. به عبارت دیگر، هر چه عدد اسلامپ بتن بیشتر باشد، بتن شکل‌پذیرتر است.
مقاومت در برابر شرایط محیطی
بسیاری از مصالح مورد استفاده در صنعت ساختمان، نسبت به شرایط محیطی نامناسب نظیر سرمای شدید، گرمای شدید، حجم زیاد نزولات جوی یا نوسانات زیاد دما مقاومت کمی دارند و به سادگی دچار شکستگی و آسیب میشوند. بتن اما در برابر شرایط محیطی مقاومت بالایی دارد. با این حال، توصیه میشود مواد افزودنی مناسب برای تقویت مقاومت دمایی در مناطق بد آب و هوا به بتن اضافه شود.
خواص افزودنی بتن
همانطور که در بخش افزودنیها گفتیم، این مواد میتوانند برخی خواص را در بتن تقویت کرده یا خواص جدیدی به آن بیافزایند. به عنوان مثال، افزودنیهای مناسب میتواند بتن را به مادهای با خاصیت عایق دما و صوت تبدیل کند. خاصیت آببند بودن یا خواص مقاومتی ویژه نیز از دیگر مزایای بتن است که با مواد افزودنی به آن اضافه میشود.
کاربردهای بتن
امروزه بتن یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی موجود است که در مصارف مختلفی مورد استفاده قرار میگیرد. در این بخش میتوانید انواع حوزه‌های کار بتن را مطالعه کنید.
- ساخت فوندانسیون ساختمان با هر نوع ابعاد
- ساخت ستون‌ها، سقف‌ها، دالها و سایر بخشهای ساختمانی
- تولید بلوکه‌های بتنی برای دیوارچینی
- استفاده در طراحی داخلی یا نمای سازه
- ساخت کانالهای زیرزمینی و فاضلاب
- ساخت راه‌آبه‌ها و جوی‌های آب در شهرها و روستاها
- پل سازی و ساخت تقاطع های غیرهمسطح
- ساخت استخر و فضای تجمع آب
- سدسازی و استفاده برای مهار فشار آب در رودخانه‌ها و یا سازه‌های ساحلی و دریایی
- ساخت جاده‌ها و خیابان‌ها
- ساخت المان‌های خانگی نظیر اپن آشپزخانه، کفپوش گاراژ، شومینه و برخی ظروف کوچک نظیر جاشمعی و ظروف
مزایا و معایب بتن
حال که به صورت کامل با بتن آشنا شدیم و دریافتیم که بتن چیست، میتوانیم مزایا و معایب آن را به صورت مختصر بیان کنیم. مهمترین مزایای بتن در دنیای امروز صنایع عمران عبارت اند از:
- مقاومت فشاری بسیار بالا و توانایی تحمل وزن ساختمان
- مقاومت بالا در برابر ضربه تا بیش از 10 مگاپاسکال
- دوام بالا در شرایط سخت آب و هوایی شامل گرما، سرما یا بارندگی شدید
- هزینه نگهداری بسیار پایین و عدم نیاز به رسیدگی قابل توجه
- ترمیم‌پذیری و قابلیت مرمت با هزینه اندک
- انطباق با شرایط پروژه‌های مختلف با توجه به وجود انواع مختلف بتن
اما بتن مادهای نیست که تماما مزیت باشد. در یک دید کلی‌تر، هیچ یک از مصالح ساختمانی بدون عیب نیستند و بتن نیز از این قاعده مستثنی نمی‌باشد. در ادامه، برخی از معایب بتن را بررسی میکنیم:
- مقاومت کششی آن کم است و برای افزایش آن باید از فولاد در ساختار آن استفاده کرد که این موضوع، هزینه بتن ریزی را افزایش میدهد.
- رسیدن بتن به بیشترین میزان مقاومت آن، به زمان زیادی نیاز دارد.
- از نظر وزنی، بتن ماده سنگینی محسوب میشود.
نحوه به عمل آوری و اجرای بتن
برای آنکه بتن مقاومت خوبی داشته باشد و بتواند به خوبی فشار وارده بر خود را تحمل کند، باید مراحل اجرای آن با دقت بالایی انجام شود. به طور کلی، مراحل اجرای بتن را میتوانیم به … مرحله خلاصه کنیم:
- تهیه طرح اختلاط بتن متناسب با شرایط آب و هوایی، جنس خاک و میزان بار وارده بر آن. این مرحله را میتوانیم مهمترین و البته پیچیده‌ترین مرحله بتن ریزی بدانیم که به دانش بالای فنی و مهندسی نیازمند است. تعیین نحوه مخلوط شدن و درصد مواد بتن از طریق روابط و الگوریتم‌های مهندسی عمران انجام میشود.
- در مرحله بعد، بتن طبق طرح اختلاط به دست آمده تهیه میشود.
- بتن تهیه شده در این مرحله برای انجام آزمایشات و تستهای تعیین اسلامپ و مقاومت به آزمایشگاه میرود و تستهای مربوطه را پشت سر میگذارد.
- در صورتی که نتایج آزمایشات راضی‌کننده باشد و مقاومت و کارایی بتن اثبات شود، بتن در ابعاد مورد نظر به محل احداث پروژه انتقال مییابد.
- در این مرحله، بتن با روش مدنظر سازنده ریخته میشود. بتن ریزی میتواند به روشهای گوناگونی نظیر استفاده از چرخ دستی، ناوه شیب دار، جرثقیل، تسمه نقاله، پمپ یا روش شاتکریت در محل مورد نظر ریخته میشود.
- این مرحله نیز یکی دیگر از مراحل بسیار مهم بتن ریزی است که کیورینگ یا عمل آوری بتن نام دارد. در این مرحله، باید دما و شرایط مورد نظر را برای بتن فراهم نمود تا به آرامی خودش را بگیرد و مقاومت خود را به دست آورد. این مرحله بین 6 روز تا 2 هفته ممکن است به طول بیانجامد. در طی این مدت باید دمای بتن تنظیم شود که این کار به روشهای مختلفی امکان‌پذیر است مانند:
- آب ریختن با شیلنگ روی بتن
- آب ریختن روی بتن به صورت مستمر با اسپرینکلر
- انداختن کنف های مرطوب روی بتن
- غرق کردن بتن زیر آب
- عایق کردن سطح بتن به وسیله ورقهای پخت، مواد حافظ دما و یا قالب بتن
جمع بندی
بتن یکی از مصالح مقاوم ساختمانی است که از آن برای مصارف زیادی استفاده میشود. این ماده که ترکیبی از سیمان، آب و سنگدانه‌های مختلف است، دارای مقاومت فشاری و ضربه‌ای بالایی است و به نسبت هزینه ساخت عجیب و غریبی ندارد. البته بتن ماده سنگینی است و وزن آن یکی از نقاط ضعفش محسوب میشود. از این ماده برای مصارف مختلفی، از ساخت فوندانسیون گرفته تا آلاچیق‌های بتنی پیش ساخته استفاده میشود.
