اجزای تشکیل دهنده بتن
یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی که در سراسر جهان و بسیاری از کشورهای پیشرفته مورد استفاده قرار می‌گیرد، بتن است. در بیشتر کشورها زیرساخت‌های بتنی نزدیک به 60 درصد از ساخت و سازها را دربرمی‌گیرند. امروزه بتن در صنعت ساخت و ساز، مسکن و توسعه پایدار شهرها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به طور یقین عمده دلیل پرطرفدار بودن بتن را به دلیل ویژگی‌هایی از قبیل مقاومت، دوام بالا، در دسترس بودن مواد اولیه و قابلیت انعطافپذیری آن نسبت به سازه فولادی و مناسب بودن قیمت بتن بیان کرد. همچنین مقرون به صرفه بودن، دوام و طول عمر بالا، هزینه کم برای نگهداری، مقاومت بالا و قابلیت انعطاف پذیری و غیرقابل احتراق بودن، از دیگر مزایای استفاده از بتن در صنعت ساخت و ساز است.
با این حال بتن با تمام ویژگی‌ها و کاربردهایی که در صنعت ساخت و ساز دارد، در مقایسه با سایر مصالح ساختمانی، از مقاومت، کشش و داکت پذیری نسبتا کمی برخوردار بوده و همچنین مستعد ترک‌خوردگی نیز است. البته بیشتر پیمانکاران برای بالا بردن مقاومت و کشش سازه‌های بتنی که توسط سیمان پرتلند تولید شده‌اند، از آماتورهای فلزی مانند میلگردهای فولادی استفاده می‌کنند. اجزای تشکیل‌دهنده بتن از ترکیب عناصر مختلفی مانند سیمان، سنگدانهها، آب و مواد افزودنی شیمیایی و مواد شیمیایی معدنی هستند که در فرآیند اختلاط بتن با شیوه‌های حرارت، بخار آب، اتوکلاو، خلاء، فشارهای هیدرولیکی و متراکم کننده‌های مختلف استفاده می‌شود.
آنچه در ادامه خواهید خواند :
عناصر تشکیل دهنده بتن و مقدار ترکیب آن
در ساده‌ترین حالت، بتن مخلوطی از خمیر (متشکل از سیمان پرتلند و آب) و سنگدانهها است. در این حالت از طریق واکنش شیمیایی هیدارتاسیون خمیر سفت و مقاوم شده و تبدیل به توده سنگ معروف یعنی بتن می‌شود. در این فرآیند بتن شبیه به پلاستیک است و هنگامی که تازه مخلوط شده بسیار انعطاف دارد، اما بعد از خشک شدن تبدیل به یک بتن مقام و بادوام می‌شود. برای دستیابی به یک بتن مقاوم و بادوام، باید مواد تشکیل‌دهنده دقیق تقسیم و مخلوط شود. مخلوطی که توانایی پرکردن تمام حفرههای موجود در سنگدانهها را نداشته باشد باعث تولید سطوح ناهموار و ایجاد فضاهای خالی، حفره و سوراخ می‌شود.
در بسیاری از مواقع در خمیرهای بتن از مقدار بیش از حد سیمان استفاده می‌شود که کار را راحت و باعث ایجاد سطح صاف می‌شود، اما بتن به دست آمده از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست و به راحتی ترک می‌خورد. کیفیت مخلوط و اجزای تشکیل‌دهنده، ویژگی‌های بتن را تعیین می‌کنند. مقاومت خمیر به نسبت آب به سیمان بستگی دارد. برای رسیدن به مقدار مناسب، باید نسبت آب و سیمان بر وزن سیمان تقسیم شود. به طور معمول کاهش مقدار آب نسبت به سیمان در رسیدن به یک نتیجه مطلوب و با کیفیت تاثیرگذار است.
یک مخلوط مطلوب و با کارآیی بالا که باعث تولید بتن تازه، مقاوم و محکم می‌شود به طور معمول، حدود 10 تا 15 درصد سیمان، 60 تا 75 درصد سنگدانه و 15 تا 20 درصد آب است. ممکن است 5 تا 8 درصد فضای بتن را هوا اشغال کند. برای اطلاع از قیمت سیمان میتوانید با کارشناسان شهر بتن در تماس باشید.
عوامل موثر در مقاومت بتن
علاوه بر این‌که مقدار ترکیب اجزای تشکیل‌دهنده بتن بسیار مهم است، کیفیت مواد اولیه، مانند سیمان، سنگدانه و آب نیز در محصول نهایی تاثیر گذار است. از دیگر عوامل مهم و موثر در تولید یک بتن مقاوم و با دوام می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- نسبت آب در سیمان
- میزان حفرههای هوا در بتن
- نسبت سنگدانهها در سیمان
- زمان عملآوری بتن
- استفاده از مواد افزودنی شیمیایی و معدنی مناسب و به اندازه
- میزان تراکم بتن و زمان پس از بتنریزی
همچنین رنگ و ظاهر نهایی بتن نیز به عوامل مختلفی بستگی دارند که عبارتند از :
- رنگ سیمان و مواد تکمیلی
- رنگ و مقدار رنگدانهها
- تمیزی و رنگ دانه‌های ریز و درشت
- ویژگی‌های آب
- میزان و نوع مواد افزودنی شیمیایی و معدنی
- نوع سطح بتن نهایی
توجه داشته باشید که مشخصات، رنگ و ظاهر نهایی بتن علاوه بر موارد ذکر شده به نوع سیمان، سنگدانه، مقاومت، چگالی و حرارت نیز بستگی دارد.
سایر مواد تشکیل دهنده بتن
تقریبا هر آب طبیعی قابل آشامیدن، فاقد طعم و بو می‌تواند به عنوان آب در مخلوط بتن استفاده شود. وجود ناخالصی در آب، نه تنها ممکن است بر زمان گیرش و مقاومت بتن تاثیر بگذارد، بلکه می‌تواند باعث گل آذین (بالا آمدن نمک‌های محلول و سایر مواد قابل پخش به سطح بتن و ملات)، تاثیر در رنگ‌پذیری، خوردگی، عدم ثبات در حجم و کاهش دوام شود. براساس مشخصات مخلوط بتن، معمولا محدودیت‌های برای کلریدها، سولفات‌ها، مواد قلیایی و مواد جامد در آب، تعیین می‌شود، مگر این‌که قبل از مخلوط کردن آب با مواد تشکیل دهنده بتن آزمایشاتی برای تعیین ناخالصی و تاثیر آن بر بتن نهایی انجام گیرد.
بیشتر آب‌های آشامیدنی برای اختلاط بتن مناسب هستند، بنابراین باید سنگدانهها را نیز با دقت انتخاب کنید زیرا سنگدانهها 60 تا 75 درصد از حجم بتن نهایی را تشکیل می‌دهند. نوع و اندازه سنگدانه مورد استفاده به ضخامت و کاربرد محصول نهایی بتن بستگی دارد. برای مقاطع ساختمانی نسبتا نازک، باید از سنگدانه کوچک استفاده شود، اگرچه سنگدانهها با قطر شش اینچ برای سدهای بزرگ کاربرد دارند. همچنین سنگدانهها باید تمیز و عاری از هرگونه ماده‌ای باشند که بر کیفیت بتن تاثیر نگذارند.
افزودنیهای شیمیایی و معدنی
از دیگر اجزای تشکیل‌دهنده بتن می‌تواند به مواد افزودنی پودر یا مایع اشاره کرد که در هنگام اختلاط به مقدار کم به مخلوط اضافه و مقدار مصرف آن براساس محتوای سیمان تعیین می‌شوند. مواد افزودنی که بر پایه شیمیایی و معدنی هستند تاثیر قابل توجهی بر خصوصیات بتن تازه و سخت شده می‌گذارند. رایج‌ترین نوع مواد افزودنی دیرگیر و زودگیر کننده‌ها هستند که در استفاده‌های معمولی کمتر از 5 درصد جرم سیمان است و در زمان مخلوط شدن به بتن اضافه می‌شوند. دیگر افزودنی‌ها عبارتند از:
- شتاب‌دهنده هیدراتاسیون
- بازدارنده‌های خوردگی
- رنگدانهها
- روان کننده
- فوق روان‌کننده و کاهنده آب
- دیرگیر کننده
- زودگیر کننده
- حباب هواساز
- افزودنی معدنی مانند پولازیون‌ها، خاکستر، دوده سیلیسی و ....