بتن و اجزای تشکیل دهنده‌ی آن
یکی از مصالح پرمصرف در صنعت ساختمان سازی، بتن می‌باشد. بتن متشکل از سیمان، سنگدانه درشت یا مصالح سنگی درشت دانه (شن)، سنگدانه‌ی ریز یا مصالح سنگی ریزدانه (ماسه) و آب می‌باشد. علاوه بر این مصالح که مواد اصلی تشکیل دهنده‌ی بتن می‌باشند، مواد اصلاح کننده‌ی خواص بتن، یعنی مواد افزودنی، پوزولان‌ها و مواد شبه سیمانی، نیز می‌توانند در بتن استفاده شوند. این افزودنی‌ها می‌توانند خواص بتن را بسته به شرایط پروژه عوض کنند. به عنوان مثال بتن را دیرگیر یا زودگیر می‌کنند. یا از آن در برابر حمله‌ی سولفات‌ها محافظت می‌کنند.
سیمان مورد استفاده در بتن
سیمان‌های مورداستفاده در بتن معمولاً همان سیمان‌های پرتلند هستند. سیمان پرتلند، نوعی سیمان هیدرولیکی است که در پنج نوع عمده و چند نوع خاص تولید می‌شود. هر یک از انواع سیمان ترکیبات و کاربرد به خصوصی دارند. برای آشنایی بیشتر با انواع سیمان‌های مورد استفاده در بتن، می‌توانید به بند ۹-۳-۲ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان مراجعه نمایید.
سنگدانه یا مصالح سنگی بتن
سنگدانه‌ها را بر اساس اندازه شان به دو دسته تقسیم می کنند: اگر قطرشان بیش از ۴.۷۵ میلی متر باشد (هم اندازه با چشمه‌های الک نمره ۴)، به آن‌ها شن یا سنگدانه درشت می‌گویند، و اگر کوچکتر از ۴.۷۵ میلی متر باشند، به عنوان ماسه یا سنگدانه ریز شناخته می‌شوند. سنگدانههای درشت مورد استفاده در بتن نباید بیش از حد بزرگ باشند چرا که سنگدانههای خیلی درشت در کیفیت بتن به دست آمده و کارایی بتن تأثیر منفی خواهند داشت.
برای تعیین حداکثر اندازه سنگدانه ها در بتن معیارهای مشخصی در نظر گرفته می شود که برای اطمینان از کیفیت و استحکام بتن و جلوگیری از مشکلات در فرآیند ساخت، باید رعایت شوند. هر کدام از این موارد به شرایط خاصی در طراحی و اجرای بتن مربوط می‌شوند:
- یک پنجم کوچک ترین بعد داخلی قالب بتن: این یعنی اندازه سنگدانه ها نباید از یک پنجم کوچک ترین بعد قالب بتن بزرگ تر باشد. به این ترتیب، سنگدانه ها به راحتی در قالب جا می روند و فضای کافی برای جریان بتن وجود خواهد داشت.
- یک سوم ضخامت دال: در اینجا، حداکثر اندازه سنگدانه ها نباید از یک سوم ضخامت دال (تخته بتن) بیشتر باشد. اگر سنگدانه ها بزرگتر از این اندازه باشند، ممکن است باعث ایجاد مشکلاتی در توزیع یکنواخت بتن و کاهش کیفیت نهایی شود.
- سه چهارم حداقل فاصله آزاد بین میلگردها: این مورد به فاصله بین میلگردها (آرماتورها) اشاره دارد. سنگدانه ها باید به گونه‌ای انتخاب شوند که حداکثر اندازه آن ها از سه چهارم فاصله آزاد میان میلگردها بیشتر نباشد تا میلگردها به درستی در بتن پوشش داده شوند.
- سه چهارم ضخامت پوشش روی میلگردها: اندازه سنگدانه‌ها نباید از سه چهارم ضخامت پوشش بتن روی میلگردها بزرگتر باشد. این کار باعث می شود که میلگردها به طور کامل در بتن پوشش داده شوند و از خوردگی آن ها جلوگیری شود.
- ۳۸ میلی متر (۱.۵ اینچ) در بتن مسلح: در بتن مسلح (بتنی که در آن میلگردها یا آرماتور وجود دارد)، حداکثر اندازه سنگدانه نباید از ۳۸ میلی‌متر (۱.۵ اینچ) بیشتر باشد تا به استحکام و یکپارچگی بتن آسیب نرسد.
- ۶۳ میلی متر (۲.۵ اینچ) در بتن غیر مسلح: در بتن غیر مسلح (بتنی که آرماتور ندارد)، حداکثر اندازه سنگدانه‌ها می تواند کمی بزرگ تر باشد و به ۶۳ میلی متر (۲.۵ اینچ) برسد.
تاریخچه بتن
بتن دارای تاریخچه ای طولانی است که به هزاران سال پیش باز می گردد. تمدن‌های باستانی از جمله رومی ها در استفاده از مصالحی مشابه بتن پیشگام بودند. رومی ها نوع خاصی از بتن به نام بتن رومی را توسعه دادند که در ساخت بناهایی مانند پانتئون و آب انبارها به کار می رفت. این بتن اولیه از خاک آتشفشانی، آهک و آب دریا ساخته می شد که به آن کمک می کرد تا در زیر آب نیز سفت شود.
با این حال، دوران مدرن بتن در قرن ۱۸ میلادی آغاز شد، زمانی که مهندس انگلیسی جوزف اسپدین در سال ۱۸۲۴ سیمان پرتلند را اختراع کرد. این اختراع تحولی در صنعت ساخت و ساز ایجاد کرد و مصالحی قوی تر و با انعطاف پذیری بیشتر، برای استفاده در پروژه های ساختمانی مختلف معرفی شد. با گذشت زمان، توسعه بتن مسلح که شامل تقویت آن با فولاد برای افزایش استحکام کششی بود، کاربردهای بتن را گسترش داد.
امروزه بتن همچنان به عنوان یکی از اساسی ترین مصالح در صنعت ساخت و ساز استفاده می شود و کاربرد آن در ساخت آسمان خراش ها، جاده ها، پل ها و خانه ها ادامه دارد.
مواد سازنده بتن
بتن از ترکیب سه ماده اصلی تشکیل شده است: سیمان، سنگدانه ها و آب. بسیاری از افراد فکر می کنند که بتن و سیمان یکی هستند، اما این دو کاملا متفاوت می باشند. سیمان یکی از مواد اصلی است که بتن را تشکیل می دهد. این مخلوط درواقع از سیمان پرتلند، سنگدانه ها و آب تشکیل شده است. سیمان و آب در این ترکیب با هم واکنش شیمیایی انجام می دهند و با کمک سنگدانه ها، باعث سخت شدن و شکل گیری بتن می شوند.
سیمان پرتلند
سیمان پرتلند در سال ۱۸۲۴ توسط جوزف آسپیدین، مهندس انگلیسی، اختراع و ثبت شد. این سیمان به عنوان ماده پیوند دهنده در بتن به کار می رود و ترکیبی از آهک و شیل یا آهک و خاک رس است. پیش از ترکیب با آب، سیمان پرتلند به صورت پودر ریز است. زمانی که آب به آن اضافه می شود، واکنش شیمیایی رخ می دهد و به همراه سنگدانه ها، فرآیند سخت شدن بتن آغاز می شود.
سنگدانه ها
سنگدانه ها موادی مانند شن، ماسه یا سنگ خرد شده هستند. نقش اصلی سنگدانه ها پر کردن بتن و ایجاد استحکام است. سنگدانه ها به انواع مختلفی تقسیم می شوند. به عنوان مثال، شن به عنوان سنگدانه خشن و ماسه به عنوان سنگدانه نرم تر شناخته می شود.
معرفی انواع بتن
بتن انواع مختلفی دارد که شامل بتن معمولی، بتن غیر مسلح، بتن مسلح، بتن پیش ساخته، بتن پیش تنیده، بتن سبک، سنگین و می شود.
بتن معمولی: این نوع بتن از ترکیب سیمان، سنگدانه و آب ساخته می شود و در اکثر پروژه های ساختمانی کاربرد دارد. مقاومت آن برای پروژه های کم فشار مناسب است. اغلب برای ساختمان ها و سازه های غیر تحمل فشار بالا استفاده می شود.
بتن غیر مسلح: این بتن فاقد میلگرد یا تقویت کننده های دیگر است و بیشتر در فضاهایی که فشار و تنش کمتری وجود دارد، مانند پیاده روها و دیوارهای غیر حساس، استفاده می شود.
بتن مسلح: با اضافه شدن میلگردهای فولادی به بتن، این نوع بتن قادر به تحمل کشش و فشار می باشد. این ویژگی باعث استفاده گسترده آن در ساخت سازه هایی مانند پل ها و ساختمان های چند طبقه می شود.
بتن پیش ساخته: این بتن در کارخانه تولید می شود و سپس قطعات آن به محل پروژه حمل می شوند. استفاده از این بتن باعث کاهش زمان اجرا و افزایش دقت در ساخت می شود.
بتن پیش تنیده: در این بتن، میلگردهای فولادی قبل از بتن ریزی تحت کشش قرار می گیرند تا بتن در برابر فشارهای بالا مقاوم تر شود. بتن پیش تنیده معمولا در سازه هایی که نیاز به مقاومت بالا دارند مانند پل ها کاربرد دارد.
بتن سبک: این بتن از سنگدانه های سبک مانند پرلیت یا پوکه ساخته می شود. از آن برای کاهش وزن سازه ها و بهبود ویژگی های حرارتی و صوتی استفاده می شود.
مهم ترین کاربردهای بتن
بتن به عنوان یک ماده پرکاربرد در جهان شناخته می شود و در واقع به عنوان یک ماده چند منظوره در صنایع مختلف استفاده می شود.
- جاده ها: بتن برای آسفالت جاده ها به دلیل دوام و هزینه کم پس از جنگ جهانی دوم بسیار استفاده می شود.
- پایه های ساختمان: بتن به عنوان زیرساختی مقاوم و پایدار برای ساختمان‌ها انتخاب می‌شود.
- پارکینگ ها: بتن برای ساخت پارکینگ ها و جلوگیری از تداخل فضاها مناسب است.
- کاشی ها: کاشی های بتنی به دلیل زیبایی و استحکام در دیوارها و کف استفاده می شوند.
- درب ها: درب های بتنی به بهبود عایق صدا و گرما کمک می کنند.
- پیاده روها: پیاده روهای بتنی مقاومت بیشتری در برابر چاله ها دارند و ایمنی بیشتری فراهم می‌کنند.
- زیرزمین ها: بتن از زیرزمین ها در برابر تغییرات دما و رطوبت محافظت می کند.
طرح اختلاط بتن
نسبت میزان استفاده از آب، سیمان و مصالح سنگی در بتن را “طرح اختلاط بتن” می‌گویند. تعیین نسبت‌های اختلاط بتن باید به گونه‌ای باشد که شرایط زیر را برآورده سازد:
- کارایی و روانی بتن (اسلامپ) به اندازه‌ی کافی باشد تا بتن بتواند به سهولت در قالب‌ها ریخته شود و به خوبی اطراف میلگردها را بپوشاند بدون اینکه جدایی دانه‌ها یا آب انداختن زیاد روی دهد.
- ملزومات پایایی بتن برای شرایط محیطی مختلف، باید مطابق فصل ششم مبحث نهم مقررات ملی ساختمان باشد.
- مقاومت متوسط هدف و مقاومت مشخصه‌ی بتن تأمین شود.
نسبت‌های اختلاط مواد تشکیل دهنده‌ی بتن براساس تجارب کارگاهی و استفاده از مخلوط‌های آزمایشگاهی در آزمایشگاه، مبتنی بر روش‌های متداول با مصالح مصرفی کارگاه تعیین می‌شوند. برای بتن‌های پایین‌تر از رده‌ی ۲۰C (مقاومت فشاری مشخصه‌ی ۲۰ مگاپاسکال) می‌توان نسبت‌های اختلاط را براساس تجارب قبلی و بدون مطالعات آزمایشگاهی تعیین کرد و یا به شرط آنکه مصالح مصرفی استاندارد باشد، “نسبت‌های اختلاط استاندارد” مطابق دفترچه مشخصات فنی عمومی را ملاک قرار داد.
برای بتن‌های رده‌ی ۲۰C و بالا‌تر، تعیین نسبت‌های بهینه‌ی اختلاط، باید از طریق مطالعات آزمایشگاهی و با در نظر گرفتن ضوابط طراحی براساس دوام صورت گیرد. طرح اختلاط بتن به طور کلی با توجه به کاربرد آن و سازه‌ای که قرار است بتن در آن مورد استفاده قرار بگیرد، باید تعیین شود. روش‌های تجربی و علمی زیادی در تعیین طرح اختلاط بتن وجود دارد. مقدار آب مورد استفاده در یک متر مکعب بتن، اسلامپ، اندازه‌ی دانه‌ها، نسبت آب به سیمان، مقاومت فشاری بتن و شرایط محیطی در هنگام بتن ریزی از عوامل مؤثر در تعیین طرح اختلاط بتن می‌باشند.
مواد مورد نیاز طرح اختلاط بتن
آب
آب به سه صورت در بتن به کار می‌رود؛ آب مصرفی برای شستشوی سنگدانه‌ها، آب به عنوان یکی از اجزای تشکیل دهنده‌ی بتن که در هنگام ساخت آن به کار می‌رود و آب مصرفی برای عمل آوری بتن. آب مصرفی بتن در کارگاه‌ها باید به گونه‌ای حمل و نقل و نگهداری شود که احتمال ورود مواد مضر به داخل آن و نیز رشد خزه‌ها و مواد آلی در آن‌ها وجود نداشته باشد.
مواد افزودنی
مواد افزودنی یا چاشنی‌های بتن موادی هستند که غیر از مواد اصلی (سیمان، آب و مصالح سنگی)، در حین اختلاط به بتن یا ملات افزوده می‌شوند. مقدار استفاده از افزودنی‌ها در ترکیب بتن به طور کلی خیلی کم است و در تعیین نسبت‌های اختلاط بتن به حساب نمی‌آیند. این مواد یک یا چند ویژگی بتن تازه یا سخت شده را تغییر می‌دهند و هدف از کاربرد آن‌ها اصلاح برخی از این ویژگی‌ها است، هرچند این مواد ممکن است موجب اختلال و بروز عیب‌هایی در ویژگی‌های مطلوب بتن بشوند، که این امر نباید خارج از محدوده‌ی مجاز استاندارد باشد. هنگام استفاده از افزودنی‌ها همواره باید سازگاری آن‌ها با یکدیگر و نیز با سیمان را مورد بررسی قرار داد. حداکثر میزان مواد افزودنی ۵ درصد وزنی سیمان می‌باشد. برای آشنایی بیشتر با نقش مواد افزودنی در بتن می‌توانید به بند ۹-۳-۵ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان مراجعه نمایید.
بتن آرمه (بتن مسلح)
بتن ماده‌ای است که پس از سخت شدن مقاومت فشاری مطلوبی از خود نشان می‌دهد اما در کشش ضعف دارد. برای جبران ضعف بتن در کشش رایج‌ترین راهکار استفاده از میلگرد می‌باشد. بتن و میلگرد با یکدیگر سازگار بوده و استفاده از میلگرد در ناحیه‌ی کششی، بتن به خوبی این ضعف را برطرف می‌کند. بتن تقویت شده با میلگرد را اصطلاحاً بتن آرمه یا بتن مسلح می‌گویند. فصل ۹-۴ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان توضیحات کاملی را در خصوص انواع میلگردها ارائه داده است.
شرکت تنها پولاد در زمینه تولید و فروش انواع قالب های بتن و تجهیزات و متعلقات قالب بندی بتن فعالیت می نماید. برای کسب اطلاعات بیشتر به صفحه محصولات سایت مراجعه نمایید. همچنین جهت سفارش خرید و اطلاع از قیمت روز انواع قالب های بتنی و تجهیزات قالب بندی با شماره های مندرج در سایت تماس حاصل نمایید.
بدون دیدگاه