امروزه تحولات نوینی در صنعت تولید بتن، در جهت افزایش کیفیت و مقاومت و همچنین کاهش هزینه‌های ترمیم و نگهداری اتفاق افتاده است. بتن خود ترمیم یا زنده و بتن سبز از انواع بتن ساختمانی نوین هستند که استفاده از آنها مزایای زیادی به همراه دارد. در این مقاله از کیلیدمگ ضمن معرفی انواع بتن ساختمانی و انواع سیمان به تحلیل و بررسی ویژگی‌های کارکردی آنها می‌پردازیم.
بتن به عنوان دومین ماده پر مصرف جهان شناخته شده است. امروز میزان مصرف سالانه بتن در جهان 5/5 بیلیون تن است. استفاده از بتن و سیمان برای مقاومت و استحکام هر سازه‌ای ضرورت دارد. مقاومت بالای بتن در برابر آب و رطوبت آن را به پرکاربردترین مصالح ساختمانی دنیا بدل کرده‌است. مقاومت بتن بسیار بیشتر از فولاد است از این رو نسبت مصرف بتن در مقابل فولاد در دنیا تقریبا 10 به 1 است. شناخت انواع بتن ساختمانی و ویژگی‌های آنها به دلیل نقشی که در حفظ جان انسانها دارند حائز اهمیت است.
انواع بتن ساختمانی
بتن ترکیبی است از ماده‌ای چسبنده که از مخلوط آب، سیمان و سنگدانه‌ها طی فعل و انفعالاتی در شرایط محیطی خاص تشکیل می‌شود. ملات سیمان و کیفیت و مقدار آب مصرفی در فرآیند تولید بتن حائز اهمیت است. سنگدانه‌ها تقریبا سه چهارم حجم بتن را تشکیل می‌دهند و خواص فیزیکی و حرارتی آنها در کیفیت بتن تاثیر زیادی دارد. انواع بتن ساختمانی بر اساس کاربرد، مقاومت و سایر ویژگی‌ها از هم متمایز می‌شوند. برخی از انواع بتن ساختمانی عبارتند از :
بتن معمولی
بتن معمولی یکی از انواع بتن ساختمانی است که با ترکیبی از سیمان پرتلند، آب، شن و ماسه تولید می‌شود. بتن معمولی در ساخت سازه‌ها، پی و راه‌ها همراه آرماتور یا بدون آن استفاده می‌شود. نسبت ترکیب شن،ماسه و سیمان در بتن معمولی از 1:1:2 تا 3:3:6 متغیر است.
بتن ساده حجیم
بتن ساده یکی از انواع بتن ساختمانی است که در بتن‌ریزی‌های حجم بالا مانند بتن‌ریزی پی سدها بدون استفاده از آرماتور به کار می‌رود.
|
در همین رابطه بخوانید: |
بتن بستر
بتن بستر یکی از انواع بتن ساختمانی است که در ترکیب آن سیمان کمتر و شن بیشتری وجود دارد و بیشتر برای آماده سازی خاک برای آرماتور بندی استفاده می‌شود. از این بتن همچنین به عنوان پر کننده یا به عنوان یک لایه محافظ برای بتن‌های سازه‌ای استفاده می‌شود.
بتن سازه‌ای
بتن سازه‌ای یکی از انواع بتن ساختمانی است که وزن و تراکم بالایی دارد و برای قسمت‌های باربر سازه استفاده می‌شود. اگر بتن سازه از مواد سبکی ساخته شده باشد با تمهیداتی در طراحی می‌توان مقاومت آن را بالاتر برد.
بتن مسلح یا آرمه
بتن مسلح یکی از انواع بتن ساختمانی است که به آرماتور یا میلگرد مجهز شده است. مقاومت کششی میلگرد زیاداست و بدین طریق نیروهای کششی وارد بر بتن مسلح به میلگرد منتقل می‌شود .
بتن پیش ساخته
بتن پیش ساخته یکی از انواع بتن ساختمانی است که در کارخانه به صورت قالب بندی شده تولید می‌شود و هنگام نیاز در محل نصب می‌شود.این نوع از بتن برای تولید بلوک، جدول و دیوار مناسب است.
بتن الیاف
بتن الیاف یکی از انواع بتن ساختمانی است که مقاومت بالایی دارد و از الیاف شیشه،فولاد،پلی‌اتیلن و… ساخته شده است. این تارها درتمام حجم بتن به طور یکنواخت پراکنده می‌شوند و مقاومت بتن را در برابر ضربه بالا می‌برند.
انواع بتن ساختمانی
امروزه تحولات نوینی در صنعت تولید بتن در جهت افزایش کیفیت و محافظت از محیط زیست اتفاق افتاده است. بتن خودترمیم یا زنده و بتن سبز از انواع بتن ساختمانی نوین هستند که استفاده از آنها مزایای زیادی به همراه دارد.
بتن خود ترمیم
بتن خودترمیم یکی از انواع بتن ساختمانی نوین است که انعطاف پذیری و مقاومت بالایی دارد و به واسطه وجود نوعی باکتری به محض آغاز تخریب و ایجاد ترک شروع به ترمیم خود می‌کند. منبع نغذیه این باکتری کلسیم‌الکتات است که در این نوع بتن وجود دارد.
مکانیسم عمل بتن خود ترمیم هنگام ترک خوردگی بتن به این صورت است که مواد سیمانی خشک شده با دی‌اکسید کربن و آب واکنش شیمیایی نشان می‌دهند و کربنات کلسیم تولید می‌شود، کربنات کلسیم مانع از گسترش ترک می‌شود و بعد طی یک واکنش شیمیایی طی 3 هفته بتن ترمیم و بازسازی می‌شود. این واکنش شیمیایی به دلیل وجود یک نوع باکتری غیر فعال در بتن است که در مجاورت آب فعال می‌شود.
بتن خود ترمیم با الهام از بدن موجودات زنده ساخته شده است و باکتری موجود در آن عمر 200 ساله دارد و در برابر قارچ‌ها نیز مقاومت می‌کند. بتن خود ترمیم مقاومت خمشی و مقاومت فشاری بالاتری نسبت به بتن معمولی دارد. مهمترین نقطه ضعف بتن خود ترمیم هزینه بالای آن است. استفاده از بتن خود ترمیم در دراز مدت و در مناطقی با هوای بسیار خشک و یا بسیار سرد توجیه اقتصادی دارد.
مزایای بتن خود ترمیم
استفاده از بتن خود ترمیم یک تحول نوین در صنعت ساختمان‌سازی است که عمر سازه را بیشتر می‌کند و هزینه‌های تعمیرات و نگهداری آن را کاهش می‌دهد. برخی از مهمترین مزایای بتن خود ترمیم عبارتند از:
- مقاومت زیاد در برابر سرما و گرما
- انعطاف پذیر و قابلیت شکل‌پذیری بالا
- ماندگاری و طول عمر زیاد
- نفوذپذیری پایین در مقابل آب و سایر مواد آسیب زننده
- بهبود خواص مکانیکی بتن
- وزن کمتر در عین مقاومت بیشتر
- کاستن از هزینه تعمیرات و نگهداری بتن
- پیشگیری از آسیب سازه و زنگ زدگی آرماتورها
|
در همین رابطه بخوانید: |
بتن سبز
در فرآیند تولید بتن، دی‌اکسیدکربن زیادی تولید می‌شود و موجب آلودگی هوا می‌گردد. سنگدانه‌ها یکی از مواد اصلی تشکیل دهنده بتن است که استخراج بی‌رویه آنها از معادن طبیعی موجب آسیب به محیط زیست شده است. بتن سبز یکی از انواع بتن ساختمانی نوین است که با استفاده از مواد زائد و نخاله‌های ساختمانی به جای مواد خام و طبیعی تولید می‌شود.
بتن سبز یک بتن ارزان قیمت و بی ضرر برای محیط زیست است که انرژی کمتری صرف تولید آن می‌شود و رواج استفاده از آن موجب کاهش چشمگیر تولید گازهای گلخانه‌ای خواهد شد.
همچنین با استفاده از بتن سبز می‌توان انرژی و منابع طبیعی را برای آیندگان حفظ کرد. در فرآیند تولید بتن سبز ضایعاتی که پس از تخریب سازه‌های بتنی برجا می‌مانند مجدد استفاده می‌شوند و نهایتا مقدار ضایعات موجود در سطح زمین که خود یکی از مشکلات فضاهای شهری است کمتر می‌شود.
مزایای بتن سبز
- مقدار سیمان مورد نیاز برای تولید بتن سبز کمتر و مقاومت آن بیشتر از بتن معمولی است.
- بتن سبز یک فناوری جدید برای حفظ محیط زیست است که طول عمر و ماندگاری بسیار بالایی دارد.
- بتن سبز ضمن آنکه از کیفیت قابل قبولی برخوردار است قیمت مناسب و مقرون به صرفه‌ای هم دارد.
- مقاومت بتن سبز در برابر سرما، گرما و مواد اسیدی بسیار بالا است و مقاومت فشاری آن دوبرابر بتن معمولی است.
- مقاومت بالای بتن سبز میزان مصرف بتن، میلگرد و آرماتور را در سازه کاهش می‌دهد و نیاز به تعمیرات و نگهداری کمتری دارد.
انواع سیمان
سیمان به طور کلی به دو دسته پورتلند و غیر پورتلند تقسیم می‌شود. سیمان غیر پورتلند که در گذشته بیشتر از آن استفاده می‌شداز موادی مانند گچ، قیر و آهک تشکیل می‌شود. سیمان پورتلند از مواد پلیمری ساخته می‌شود، قیمت بالایی دارد و خواص آن در طول زمان تغییر می‌کند . طبق استاندارد ASTM سیمان پورتلند پنج تیپ اصلی دارد.
نوع اول: سیمان معمولی یکی از انواع سیمان پورتلند است که اگر ویژگی خاصی در کار مد نظر نباشد از آن استفاده می‌شود. مقاومت بیست و هشت روزه این نوع سیمان 5/32 MPA است. این نوع سیمان برای بتن‌ریزی‌های حجیم و استفاده در مناطق گرمسیر مناسب نیست.
نوع دوم: سیمان اصلاح شده یکی از انواع سیمان پورتلند است که در مسیر تولید آن میزان C3A به حدود 8 درصد تقلیل یافته است. این کار با کاهش میزان استفاده از خاک رس در ماده اولیه امکان پذیر است. کاهش C3A موجب مقاومت بیشتر سیمان در برابر سولفات‌ها می‌شود. با توجه به سرعت پایین هیدراتاسیون سیمان اصلاح شده، این نوع از سیمان برای بتن‌ریزی در مناطق سردسیر مناسب نیست.
نوع سوم: سیمان زود سخت شونده یکی از انواع سیمان پورتلند است که زمان لازم برای گرفتن آن مثل سیمان معمولی است اما مقاومت اولیه آن در سه روز معادل هفت روز مقاومت سیمان معمولی است. سیمان زود سخت شونده برای بتن‌ریزی در مناطق سردسیر مناسب است.اما برای مناطقی که دمایی زیر 4 درجه دارند باید به همراه ضد یخ استفاده شود.
نوع چهارم: سیمان با حرارت کم یکی دیگر از انواع سیمان پورتلند است که در آن حرارت هیدراتاسیون طی فرآیند محدود کردن C3A و C3S کاهش می‌یابد. این نوع از سیمان در بتن‌ریزی‌های پر حجم استفاده می‌شود.
نوع پنجم: سیمان ضد سولفات یکی از انواع سیمان پورتلند است که درصد C3A تا میزان حداکثر 5 درصد محدود می‌شود. حرارت هیدراتاسیون سیمان نوع پنجم بسیار کم است، در بتن‌ریزی‌های حجیم کاربرد دارد و در برابر حملات سولفاتی بسیار مقاوم است.
|
در همین رابطه بخوانید: |
جمع‌بندی
- بتن ماده‌ای چسبنده است که از ترکیب آب، سیمان و سنگدانه‌ها طی فعل و انفعالاتی در شرایط محیطی خاص تشکیل می‌شود.
- برخی از انواع بتن ساختمانی عبارتند از : بتن معمولی، بتن ساده حجیم، بتن بستر، بتن سازه‌ای، بتن مسلح، بتن پیش ساخته و بتن الیاف.
- بتن خودترمیم یکی از انواع بتن ساختمانی نوین است که انعطاف پذیری و مقاومت بالایی دارد و به واسطه وجود نوعی باکتری به محض آغاز تخریب و ایجاد ترک شروع به ترمیم خود می‌کند.
- مهمترین نقطه ضعف بتن خود ترمیم هزینه بالای آن است. استفاده از بتن خود ترمیم در دراز مدت و در مناطقی با هوای بسیار خشک و یا بسیار سرد توجیه اقتصادی دارد.
- بتن سبز یکی از انواع بتن ساختمانی نوین است که با استفاده از مواد زائد و نخاله‌های ساختمانی به جای مواد خام و طبیعی تولید می‌شود.
- سیمان در یک نگاه کلی به دو دسته پورتلند و غیر پورتلند تقسیم می‌شود. سیمان غیرپورتلند که در گذشته کاربرد بیشتری داشت از موادی مانند گچ، قیر و آهک تشکیل می‌شد.
- سیمان پورتلند از مواد پلیمری ساخته می‌شود قیمت بالایی دارد و خواص آن در طول زمان تغییر می‌کند . طبق استاندارد ASTM سیمان پورتلند پنج تیپ اصلی دارد.
