بتن چیست؟ دومین ماده پرمصرف دنیا و اجزای آن را بهتر بشناسید!

بتن چیست؟

جهت احداث هر ساختمان، مانند واحدهای مسکونی، ساختمان‌های اداری، مراکز آموزشی، سدهای خاکی و مخزنی، راه‌های گوناگون، تأسیسات دریایی و…، عوامل گوناگون مورد مطالعه قرار می‌گیرند که نتیجه هر مطالعه، انتخاب پارامترهای ویژه‌ در آن زمینه است. از جمله زمینه‌هایی که در هر عملیات ساختمانی باید بررسی شود، مصالح مصرفی آن پروژه است. بتن یکی از مصالحی است که افزایش روزافزون استفاده از آن، باعث شده آشنایی با روش تولید، خواص و کاربردهای آن اهمیت خاصی پیدا کند. بتن دومین ماده پرمصرف دنیاست که در این مقاله از بلاگ رامکا، قصد داریم ضمن تبیین این سؤال که «بتن چیست؟»، تاریخچه، انواع و کاربردهای این ماده پرمصرف را برای شما بیان کنیم. تا انتها همراه ما باشید.

تاریخچه بتن چیست؟

بتن پرمصرف‌ترین مصالح ساختمانی است. این ماده، به طور معمول از مخلوط سیمان پرتلند، ماسه، سنگ شکسته و آب ساخته می‌شود. در سال ۱۹۹۲ میلادی، در آمریکا ۶۳ میلیون تن سیمان پرتلند به ۵۰۰ میلیون تن بتن تبدیل شد که این خود پنج برابر مصرف فولاد، به صورت وزنی در مدت مشابه بود.

در اغلب کشورهای جهان نسبت مصرف بتن به فولاد از ۱۰ به ۱ نیز فراتر رفته است. کل بتنی که در سال ۹۱ میلادی در جهان مصرف شده، بالغ بر ۳ بیلیون تن، یعنی یک تن به ازای هر نفر در جهان تخمین زده شده است. امروزه میزان مصرف بتن نسبت به ۳۰ سال قبل تفاوت عمده‌ای ندارد. میزان مصرف امروز بتن در جهان، بالغ بر ۵/۵ بیلیون تن در سال است.

بتن – چه از نظر مقاومت و چه از نظر طاقت – قابل مقایسه با فولاد نیست، اما چرا بتن پرمصرف‌ترین مصالح مهندسی است؟ به طور کلی، دلایل متعددی برای این امر ذکر شده است: اول اینکه، بتن مقاومت بالایی در برابر آب دارد. در واقع، توانایی بتن برای مقاومت در برابر آب و عدم ایجاد خرابی در آن، باعث شده بتوان از آن مصالحی ایده‌آل برای کنترل و حمل و انتقال آب ساخت؛ به طوری که اولین بار، رومیان از این ماده به عنوان مصالح ساختمانی، جهت ساخت پل‌های آب‌گذر و دیوارهای حائل در برابر آب استفاده نمودند.

امروزه استفاده از بتن در ساخت سدها، کانال‌ها، لوله‌های انتقال آب و مخازن ذخیره‌سازی، کاری عادی در اکثر کشورهای جهان است. دوام بتن در برابر آب‌های مهاجم و خورنده، باعث کاربرد وسیع آن در بسیاری از محیط‌های مهاجم صنعتی و طبیعی شده است.

پروژه خط لوله بتنی آریزونای مرکزی
پروژه خط لوله بتنی آریزونای مرکزی

بزرگ‌ترین سازه بتنی پیش‌ساخته مدوری که بشر تا کنون برای انتقال آب ساخته است، بخشی از پروژه آریزونای مرکزی است. هزینه اجرای این پروژه، ۱٫۲ میلیون دلار آمریکا است. این سیستم شامل ۱۵۶۰ قطعه لوله است که طول هر یک از آن‌ها ۶٫۷ متر، قطر خارجی آن ۷٫۵ متر (یعنی به اندازه ارتفاع یک ساختمان دو طبقه)، قطر داخلی آن ۶٫۴ متر و وزن آن ۲۲۵ تن است.

 سد بتنی آیتایپو در برزیل
سد بتنی آیتایپو در برزیل

تا سال ۱۹۸۲ در پروژه سد برقی آبی ۱۲۶۰۰ مگاواتی ایتایپو در برزیل، حدود ۱۲ نوع بتن به حجم ۱۲٫۵ میلیون متر مکعب، جهت ساخت سد، پی سرریز، تونل‌ها و دالان‌ها و سایر اعضای بتنی نیروگاه استفاده شد.

کانال‌های آب‌رسانی بتنی در کالیفرنیا
کانال‌های آب‌رسانی بتنی در کالیفرنیا

در ساخت این کانال‌ها از بتن با عیار ۲۲۵ کیلوگرم در متر مکعب سیمان و ۴۲ کیلوگرم در متر مکعب پوزولان، با مقاومت ۲۸ روزه ۲۴ مگاپاسکال استفاده شده است.

مخزن ذخیره آب بتنی در کالیفرنیا
مخزن ذخیره آب بتنی در کالیفرنیا

مخزن بتنی پیش‌تنیده فوق با گنجایش ۱۳۲۰۰۰ متر مکعب آب، به قطر ۳۷ متر، ارتفاع ۹ متر و ضخامت متوسط ۳۰۰ میلی‌متر، در سال ۱۹۷۷ ساخته شده است.

پایه‌های سکوی بتنی استخراج نفت در دریای شمال، نروژ
پایه‌های سکوی بتنی استخراج نفت در دریای شمال، نروژ

سکوی فوق بزرگ‌ترین سکوی بتنی جهان است که در سال ۱۹۸۱ ساخته شد. سطح پایه سکو، حدود ۱۸۰۰۰ متر مربع است. این سکو دارای ۲۴ مخزن ذخیره با گنجایش ۲ میلیون بشکه است. در ساخت این سکو، از اعضای بتنی پیش‌تنیده استفاده شده است. بتن مصرفی این سکو، از نوع بتن روان با عیار ۳۸۰ کیلوگرم سیمان در متر مکعب، سنگدانه‌هایی با قطر حداکثر ۲۰ میلی‌متر، نسبت آب به سیمان ۰٫۴۲ و افزودنی فوق روان کننده بتن برای تأمین اسلامپ ۲۲۰ میلی‌متر است.

عموماً اجزای سازه‌هایی که در معرض رطوبت قرار دارند – مثل: لوله‌ها، پی‌ها، پایه‌‌ها، کف‌ها، تیرها، ستون‌ها، سقف‌ها، دیوارهای خارجی و روسازی‌ها – با بتن مسلح ساخته می‌شوند. بتن مسلح که در آن از فولاد و بتن استفاده می‌شود، به گونه‌ای طراحی شده که بتن و فولاد برای تحمل نیروهای وارد به قطعه مقاومت کنند. بتن پیش‌‌تنیده که در آن با کشیدن کابل‌های پیش‌تنیدگی و آرماتورها در بتن فشاری اولیه ایجاد می‌کنند، برای تحمل تنش‌های کششی بیشتر حین بارگذاری قطعات طراحی‌ شده است. این کار، ظرفیت قطعه را افزایش می‌دهد.

دومین دلیل کاربرد گسترده بتن، سهولت شکل‌دهی به آن برای ساخت اجزای مختلف سازه است. علت این امر، خاصیت شکل‌پذیری بتن تازه است که به راحتی و با اشکال مختلف در قالب‌ها ریخته می‌شود. پس از چند ساعت، قالب باز شده و در جایی دیگر مصرف می‌شود و بتن به شکل خواسته شده و به صورت جسم سخت شده و مقاوم در می‌آید.

استادیوم ورزشی در سان فرانسیسکو کالیفرنیا
استادیوم ورزشی در سان‌فرانسیسکو کالیفرنیا

سومین دلیل محبوبیت بتن نزد مهندسان که در مقاله «بتن چیست؟» می‌توان به آن اشاره کرد، سهولت دسترسی و ارزانی این مصالح در کار است. مصالح اصلی تشکیل‌دهنده بتن، یعنی سیمان پرتلند و سنگدانه، نسبتاً ارزان بوده و به سهولت در اغلب نقاط جهان تهیه می‌شود. در مقایسه با اغلب مصالح ساختمانی، تولید بتن نیاز به انرژی اولیه کمتری دارد. علاوه بر این، مقادیر زیادی از مواد زاید صنعتی می‌توانند مجدداً به عنوان مواد سیمانی یا سنگدانه در ساخت بتن مصرف شوند. بنابراین با در نظر گرفتن صرفه‌جویی در انرژی جهان، کاربرد بتن به عنوان مصالح ساختمانی، بیشتر می‌تواند مد نظر قرار گیرد.

به منظور آنکه بهتر بتوانیم بتن را به عنوان یکی از مصالح جهانی معرفی کنیم، باید بگوییم نمی‌توان از چوب برای ساخت سد، از فولاد برای روسازی یا از آسفالت برای ساخت قاب‌های سازه‌ای استفاده نمود، ولی در همه موارد فوق و موارد بی‌شمار دیگر، می‌توان از بتن استفاده نمود؛ حتی در مواردی که مصالح دیگری به عنوان قسمت اصلی ساختمان به کار می‌روند، بتن با نسبت معینی در قسمت‌های دیگر کاربرد خواهد داشت. بتن می‌تواند برای تحمل بار، محصور کردن فضاها، پوشش سطوح و پر کردن حجم‌ها در عموم سازه‌ها به کار رود.

اجزای تشکیل‌دهنده بتن چیست؟

در این بخش از مقاله «بتن چیست؟»، به اختصار به تعریف بتن و مصالح تشکیل‌دهنده آن، بر اساس استانداردهای ASTM C 125 و ۱۱۶ ACI خواهیم پرداخت.

بتن چیست؟

ماده‌ای مرکب است که از یک ماده چسباننده‌ حاوی دانه‌ها و ذرات سنگی تشکیل شده است. در بتن با سیمان هیدرولیکی، چسباننده از اختلاط سیمان هیدرولیکی با آب ساخته می‌شود.

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن آرگون ARGON

مناسب برای تولید بتن در کارخانه‌ها و پروژه‌ها

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی جیپیکس GIPIX

مناسب برای تولید محصولات گچی و بتنی با حفظ کارایی طولانی مدت

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی یونیکس UNIX

افزایش زمان حالت خمیری و کارایی ملات سنگ مصنوعی

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن دراگون DRAGON

افزایش روانی و مقاومت بتن در هوای گرم

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن پایتون PYTHON

افزایش روانی بتن در محل بتن‌ریزی، ویژه لوله پمپاژ طولانی

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن کوانتوم QUANTUM

کاهنده آب بسیار پر قدرت، ویژه آب به سیمان بسیار پایین

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن زنون XENON

ویژه تولید بتن در بچینگ در فصل زمستان، با حفظ اسلامپ مناسب

ضد یخ بتن

ضد یخ ملات مایع آلپاین ALPINE

زودگیر کننده‌ ملات، دارای کلر

حباب هوا ساز بتن

حباب هوا ساز بتن هیرو HERO

افزایش کارایی و دوام در برابر سیکل ذوب و یخبندان

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی رزیکس RESIX

افزایش آب‌بندی و مقاومت فشاری و خمشی موزاییک پلیمری

ضد یخ بتن

ضد یخ بتن مایع اسکیمو ESKIMO

زودگیر بتن بدون کلر

دیرگیر بتن

دیرگیر بتن لیکو LICO

افزایش زمان گیرش بتن در هوای گرم

سنگدانه‌ چیست؟

مواد دانه‌ای، مثل: ماسه، شن، سنگ شکسته یا سرباره‌های کوره‌های آهن‌گدازی در مخلوط سیمان و آب، بتن و ملات سیمانی می‌سازند. در این میان، درشت‌دانه‌ها به سنگدانه‌های بزرگ‌تر از ۴٫۷۵ میلی‌متر (اندازه الک نمره ۴)، ریزدانه‌ها به سنگدانه‌های کوچک‌تر از ۴٫۷۵ میلی‌متر و بزرگ‌تر از ۷۵ میکرون (اندازه الک نمره ۲۰۰) اطلاق می‌شود.

شن، سنگدانه درشتی است که بر اثر سایش سنگ‌های بزرگ یا تغییراتی که در سنگ‌های کنگلومرای ضعیف صورت می‌پذیرد، حاصل می‌شود. ماسه – که اغلب به عنوان ریزدانه سنگی مصرف می‌شود – از یک منبع طبیعی و سایش سنگ‌های بزرگ‌تر و تغییرات ماسه ‌سنگ‌های ‌شکننده به دست می‌آید. سنگ شکسته محصول خرد کردن صنعتی صخره‌ها و سنگ‌های بزرگ است. سرباره ‌کوره‌های ‌آهن‌گدازی، تفاله کوره‌های آهن‌گدازی است که از خرد کردن سرباره کوره که در شرایط معمول محیطی سرد شده، به دست می‌آید.

ملات چیست؟

به مخلوط ماسه، سیمان و آب، ملات اطلاق می‌شود. به عبارت دیگر، ملات بتن فاقد سنگدانه درشت است. دوغاب نیز مخلوطی از ماده چسباننده سیمانی و سنگدانه (سنگدانه ریز)، به‌ همراه آب کافی است. دلیل استفاده از سنگدانه ریز در دوغاب، ریختن آسان ملات در محل پروژه، بدون خطر جدایی اجزا است.

سیمان چیست؟

سیمان ماده ریز و پودر شده‌ است که به تنهایی خاصیت چسبانندگی ندارد، ولی بر اثر عمل هیدراتاسیون (واکنش‌های شیمیایی بین سیمان و آب) خاصیت چسبانندگی پیدا می‌کند. سیمان هیدرولیکی به سیمانی اطلاق می‌شود که در آن محصولات حاصل از واکنش‌ها، در یک محیط آبی پایدار هستند. از متداول‌ترین سیمان‌های هیدرولیکی برای ساخت بتن، سیمان پرتلند است که ماده اصلی تشکیل‌دهنده آن سیلیکات‌های کلسیم هستند. سیلیکات کلسیم هیدراته شده که بر اثر هیدراتاسیون سیمان تولید می‌شود، نقش اصلی چسبندگی داشته و در محیط‌های آبی پایدار است.

در پاسخ به این سؤال که «بتن چیست؟» باید گفت، بتن مخلوطی از سیمان هیدرولیکی، سنگدانه و آب است که شامل انواع افزودنی بتن نمی‌شود. افزودنی‌های بتن، موادی هستند که علاوه بر سنگدانه، سیمان و آب، بلافاصله قبل یا حین ساخت بتن به آن اضافه شده و به دلیل ایجاد خواص متنوع، میزان استفاده از آنها در مخلوط بتنی گسترش یافته است.

بیشتر بخوانید: سیمان

سازه بتنی مشرق‌الاذکار شیکاگو
سازه بتنی مشرق‌الاذکار شیکاگو

افزودنی‌های شیمیایی می‌توانند زمان گیرش و سخت شدن خمیر سیمان را اصلاح کنند؛ برای مثال کاهنده‌های آب یا انواع روان کننده بتن، با کاهش کشش سطحی آب موجود در بتن، حالت خمیری مناسب‌تری در بتن تازه ایجاد می‌کنند. مواد حباب هوا ساز بتن نیز، دوام بتن را در محیط‌های سرد افزایش داده و مواد مضاف معدنی، مثل پوزولان‌ها (مواد حاوی سیلیس واکنش‌پذیر)، خطر ترک‌های حرارتی در بتن‌های حجیم را کاهش می‌دهد.

انواع بتن چیست؟

بتن‌ها را از نظر وزن مخصوص می‌توان به سه گروه تقسیم‌ نمود. بتن‌های شامل ماسه و شن طبیعی یا سنگ شکسته، معمولاً وزنی در حدود ۲۴۰۰ کیلوگرم در متر مکعب داشته و به نام بتن با وزن معمولی بیشترین کاربرد را در کارهای ساختمانی دارند. در موارد خاص که نسبت مقاومت به وزن بیشتری نیاز است، می‌توان با کاهش وزن واحد حجم بتن، با استفاده از سنگدانه‌های طبیعی یا مصنوعی، بتن‌های دیگری تولید کرد.

بتن سبک به گروه بتنی اطلاق می‌شود که وزنی کمتر از ۱۸۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب داشته باشد. بتن‌ سنگین نیز که اغلب با سنگدانه‌های با وزن مخصوص زیاد ساخته شده و وزن حجمی بیش از ۳۲۰۰ کیلوگرم در متر مکعب دارند، در مواردی که با اشعه سر و کار است، استفاده می‌شود. در اروپا و بسیاری از کشورها، بتن را از نظر میزان مقاومت دسته‌بندی می‌کنند. امروزه از نقطه‌نظر مقاومت، بتن‌ها به سه گروه تقسیم‌ می‌شوند:

  • بتن با مقاومت پایین: مقاومت فشاری کمتر از ۲۰ مگاپاسکال
  • بتن با مقاومت متوسط: مقاومت فشاری بین ۲۰ تا ۴۰ مگاپاسکال
  • بتن با مقاومت بالا: مقاومت فشاری بیش از ۴۰ مگاپاسکال

بتن با مقاومت متوسط (بتن معمولی)، اغلب در کارهای ساختمانی استفاده می‌شود. در جدول ذیل از مقاله «بتن چیست؟»، مقادیر متداول مصالح تشکیل‌دهنده بتن برای بتن‌های با مقاومت کم، متوسط و زیاد آورده شده است. به طور کلی، ارتباط میان میزان خمیر سیمان و مقاومت بتن و همچنین، ارتباط میان نسبت آب به سیمان خمیر سیمان و مقاومت را می‌توان از مقادیر این جدول دریافت.

 مقاومت پایین
Kg/m3
مقاومت پایین
Ib/yd3
مقاومت متوسط
Kg/m3
مقاومت متوسط
Ib/yd3
مقاومت بالا
Kg/m3
مقاومت بالا
Ib/yd3
سیمان۲۵۵۴۳۰۳۵۵۶۰۰۵۹۳۸۶۰
آب۱۷۸۳۰۰۱۷۸۳۰۰۱۷۸۳۰۰
ریزدانه۸۰۰۱۳۵۰۸۴۸۱۴۳۰۸۹۰۱۵۰۰
درشت‌دانه۱۱۶۸۱۹۷۰۱۰۳۲۱۷۴۰۸۷۲۱۴۷۰
نسبت خمیر سیمان      
درصد جرمی 18 22.1 28.1
درصد حجمی 26 29.3 34.3
نسبت جرمی آب به سیمان 0.7 0.5 0.35
*مقاومت (بر حسب مگاپاسکال) 18 30 60
نسبت‌های متداول مواد تشکیل‌دهنده بتن با مقاومت‌های مختلف
*مقاومت‌های درج شده در جدول از روی نمونه استوانه‌ای ۱۵*۳۰ سانتی‌متر در سن ۲۸ روزه و با عمل‌آوری استاندارد اندازه‌گیری شده است.

خواص و اهمیت بتن سخت‌شده

انتخاب مصالح مهندسی باید با در نظر گرفتن توانایی آن برای تحمل بارهای وارده صورت پذیرد. تغییر شکل ناشی از بار به کرنش موسوم است که مطابق تعریف، میزان تغییرات طولِ واحد طول است. بارهای وارده به صورت تنش بیان می‌شوند که در واقع نیروی وارد بر سد است. بسته به چگونگی وارد شدن تنش‌ها بر مواد، تنش‌های متفاوتی شناخته شده‌اند؛ به عنوان مثال فشار، کشش، خمش، برش و پیچش از انواع تنش‌ها هستند. رابطه تنش تغییر شکل در مواد، عموماً با عبارات مقاومت، مدول ارتجاعی، شکل‌پذیری و طاقت بیان می‌شود.

منظور از مقاومت، میزان تنش لازم برای به شکست رساندن مصالح است. تئوری تنش‌های مجاز در طراحی بتن، آن را به عنوان مصالحی مناسب برای تحمل بارهای فشاری مطرح می‌کند و به همین دلیل است که بتن اغلب با مقاومت فشاری مشخص می‌شود.

از آن‌جا که مقاومت بتن تابعی از پیشرفت هیدراتاسیون سیمان است، لذا مشخصات و آزمایش‌های مقاومت بتن معمولاً روی نمونه‌های عمل‌آوری شده در دما و رطوبت استاندارد در مدت ۲۸ روز بیان می‌شود. همان‌طور که قبلاً عنوان شد، برای اکثر کارهای ساختمانی، بتن با مقاومت متوسط (مقاومت فشاری ۲۰ تا ۴۰ مگاپاسکال) استفاده می‌شود. گرچه این روزها بتن‌های با مقاومت بالا تا ۱۳۰ مگاپاسکال نیز در عمل تولید شده و به کار رفته‌اند.

با بررسی‌های انجام شده در مقالات دیگر و مقاله «بتن چیست؟»، می‌توان گفت میزان مقاومت‌ کششی و خمشی بتن به ترتیب ۱۰% و ۱۵% مقاومت فشاری آن است. دلیل اختلاف زیاد بین مقاومت فشاری و کششی بتن، به مواد تشکیل‌دهنده و میزان پیچیدگی بتن نسبت داده می‌شود. برای اکثر مصالح مهندسی – مثل فولاد – رفتار تنش تغییر شکل نمونه بر اثر بار افزایشی وارده، شامل دو بخش مجزا است. در ابتدا که کرنش و تنش وارده متناسب هستند و در باربرداری که نمونه به حالت اول باز می‌گردد، کرنش‌ها به نام کرنش ارتجاعی نامیده می‌شوند.

برج دوقلو کیش
برج دوقلو کیش

مدول ارتجاعی، به نسبت بین تنش و کرنش برگشت‌پذیر گفته می‌شود. در مصالح همگن، مدول ارتجاعی به نیروهای پیوستگی بین اتم‌ها وابسته بوده و تحت‌تأثیر تغییرات ریز ساختار ماده قرار نمی‌گیرد. این مسأله برای بتن که با مصالح مختلف ساخته شده و شامل چند فاز است، صدق نمی‌کند. مدول ارتجاعی بتن در فشار بین ۱۴۰۰۰ تا ۴۰۰۰۰ مگاپاسکال تغییر می‌کند. اهمیت حد ارتجاعی مصالح در طراحی آن است که این حد، مشخص‌کننده حداکثر تنش مجازی است که مصالح قبل از اینکه وارد تغییر شکل‌های دائمی شوند، می‌توانند تحمل کنند. بنابراین لازم است مهندسان مدول ارتجاعی مصالح را بدانند، زیرا این مشخصه در صُلبیت طرح مؤثر است.

در تنش‌های بالا کرنش‌ها دیگر متناسب با تنش وارده نبوده و به صورت کرنش‌های دائمی در خواهند آمد. این کرنش به تغییر شکل نسبی خمیری یا غیرالاستیک موسوم است. میزان کرنش خمیری پیش از اینکه نمونه به شکست نهایی برسد، مشخص‌کننده شکل‌پذیری ماده است. انرژی لازم برای شکست مصالح که حاصل ضرب نیرو در فاصله است، با سطح زیر منحنی تنش کرنش نشان داده می‌شود. میزان این انرژی به طاقت موسوم است و تفاوت بین طاقت و مقاومت باید مورد توجه قرار گیرد.

اولی میزان انرژی است، در حالی که مقاومت میزان تنش لازم برای شکست مصالح است. بنابراین ۲ ماده ممکن است مقاومت یکسان، ولی طاقت متفاوت داشته باشند. به طور کلی وقتی مقاومت یک ماده بالا می‌رود، شکل‌پذیری و طاقت آن کاهش می‌یابد. همچنین مصالح با مقاومت بسیار زیاد، اغلب به صورتی شکننده (بدون داشتن کرنش قابل ملاحظه در حالت خمیری) به گسیختگی نهایی می‌رسند.

گرچه بتن در فشار پیش از شکست، تا حدی کرنش غیر ارتجاعی از خود نشان می‌دهد، اما کرنش آن در شکست، حدود ۶-۱۰×۲۰۰۰ است که به میزان زیادی کمتر از کرنش گسیختگی فلزات ساختمانی است. بنابراین طراحان، رفتار بتن را به عنوان یک ماده شکل‌پذیر در نظر نمی‌گیرند و آن را برای حالتی که قطعه تحت بارهای سنگین ضربه‌ای قرار می‌گیرد، توصیه نمی‌کنند؛ مگر اینکه با فولاد مسلح شود.

منحنی تنش - کرنش نمونه فولادی تحت بار
منحنی تنش – کرنش نمونه فولادی تحت بار

در این بخش از مقاله «بتن چیست؟»، با مشاهده منحنی تنش تغییر شکل و رفتار ارتجاعی و خمیری بتن، می‌توان دریافت که بتن جزو مصالح ترکیبی است. بسیاری از مشخصات این جسم مرکب، از قانون مخلوط دو جز تبعیت نمی‌کند؛ به عنوان مثال اگر سنگدانه‌ها و خمیر سیمان هیدراته شده تحت بارهای فشاری به صورت مجزا آزمایش شوند، در حالت ارتجاعی به گسیختگی می‌رسند؛ در حالی که بتن پیش از شکست، رفتار غیرارتجاعی از خود نشان می‌دهد. همچنین مقاومت بتن پایین‌تر از مقاومت دو جزء آن است. این عدم هماهنگی و تغییرات بر اساس ساختار بتن و بیشتر مربوط به ناحیه فصل مشترک سنگدانه درشت و خمیر سیمان است.

رفتار تنش تغییر شکل نشان داده شده در شکل بالا، نوع متداول شکست نمونه‌های بارگذاری شده تا مرحله شکست در کوتاه مدت در آزمایشگاه است. در پاره‌ای مصالح، ارتباط تنش – کرنش به مدت زمان بارگذاری وابسته نیست، در حالی که در برخی دیگر خلاف آن است. بتن از مصالحی است که به گروه دوم تعلق دارد و در صورتی که برای مدت طولانی تحت تنش ثابت – برای مثال ۵۰% مقاومت نهایی آن – قرار گیرد، کرنش خمیری از خود نشان خواهد داد.

پدیده ایجاد کرنش تدریجی بر اثر زمان تحت بار ثابت وارده را خزش می‌نامند. در صورتی که خزش بتن محدود و مقید شود، کاهش تنش تدریجی در بتن با زمان رخ خواهد داد. آزاد شدن تنش‌ توأم با خزش، کاربرد‌های مهمی در رفتار بتن غیر مسلح و پیش‌تنیده دارد.

کرنش و تغییر شکل در بتن، می‌تواند حتی بدون بار و در نتیجه تغییرات رطوبت و دمای محیط به وجود آید. بتن تازه مرطوب بوده و در صورتی که در رطوبت محیط قرار گیرد، در آن جمع‌شدگی ناشی از خشک شدن اتفاق می‌افتد. همچنین کرنش‌های انقباضی بر اثر سرد شدن بتن گرم تا هنگام رسیدن آن به دمای محیط به وجود می‌آیند. در بتن‌های حجیم بر اثر هیدراتاسیون سیمان، دمای بالا ایجاد می‌شود که در سرد شدن بتن گرم انقباض حرارتی پدید می‌آید.

کرنش انقباضی برای بتن بحرانی است، زیرا در صورت مقید شدن به صورت تنش‌های کششی بروز می‌کند. از آن‌جا که مقاومت کششی بتن پایین است، بر اثر مقید شدن انقباض در بتن ترک‌هایی پدید می‌آید. در حقیقت تمایل به ترک در مصالح، از معایب بتن در ساختمان است. در نهایت، برای قضاوت حرفه‌ای در امر انتخاب مصالح، نه تنها باید مقاومت، پایداری ابعادی و خواص ارتجاعی را در نظر گرفت، بلکه دوام بتن که کاربرد اقتصادی جدی در مسائل تعمیرات و هزینه‌های تعویض و جایگزینی سازه دارد نیز باید مد نظر قرار گیرد.

فوم ها

مایع فوم بتن فلای FLY

تولید فوم بتن با دستگاه‌های بادی و مونو پمپی

چسب بتن

چسب بتن استاک STUCK

افزایش آب‌بندی و مقاومت خمشی بتن

حباب هوا ساز بتن

حباب هوا ساز بتن هیرو HERO

افزایش کارایی و دوام در برابر سیکل ذوب و یخبندان

دوام به معنای عمر مفید مصالح تحت شرایط محیطی معین است. به طور کلی بتن متراکم و آب‌بند، دوام بسیار طولانی خواهد داشت. پوشش بتنی یک مخزن ذخیره آب ۲۷۰۰ ساله در جزیره رودس یونان و سازه‌های بتنی دیگر که توسط رومیان ساخته شده است، نشان‌دهنده دوام عالی بتن در محیط‌های مرطوب است. تراوایی بتن نه تنها به نسبت اختلاط مصالح، تراکم و عمل‌آوری بتن وابسته است، بلکه تحت‌تأثیر ترک‌های مویینه ایجاد شده در بتن بر اثر چرخه‌های رطوبت و حرارت محیط نیز قرار می‌گیرد. از این رو، ارتباط نزدیکی بین مقاومت و دوام بتن وجود دارد.

همان‌طور که گفته شد بتن، ماده‌ای مرکب و مخلوطی از سیمان، سنگدانه و آب است که برای ساخت سازه‌های مختلف به کار می‌رود. این ماده بر اساس میزان مقاومت به سه دسته بتن با مقاومت پایین، بتن با مقاومت متوسط و بتن با مقاومت بالا تقسیم می‌شود. در این مقاله از بلاگ رامکا تلاش شد ضمن تبیین این سؤال که «بتن چیست؟»، اجزای بتن، انواع بتن و خواص و اهمیت بتن سخت شده نیز مورد بررسی قرار گیرد. همچنین، بزرگ‌ترین سازه‌های ساخته شده با بتن نیز معرفی شود تا از این رهگذر، اطلاعات جامعی درباره بتن و اجزای آن به دست آورید.

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن آرگون ARGON

مناسب برای تولید بتن در کارخانه‌ها و پروژه‌ها

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی جیپیکس GIPIX

مناسب برای تولید محصولات گچی و بتنی با حفظ کارایی طولانی مدت

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی یونیکس UNIX

افزایش زمان حالت خمیری و کارایی ملات سنگ مصنوعی

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن دراگون DRAGON

افزایش روانی و مقاومت بتن در هوای گرم

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن پایتون PYTHON

افزایش روانی بتن در محل بتن‌ریزی، ویژه لوله پمپاژ طولانی

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن کوانتوم QUANTUM

کاهنده آب بسیار پر قدرت، ویژه آب به سیمان بسیار پایین

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن زنون XENON

ویژه تولید بتن در بچینگ در فصل زمستان، با حفظ اسلامپ مناسب

ضد یخ بتن

ضد یخ ملات مایع آلپاین ALPINE

زودگیر کننده‌ ملات، دارای کلر

حباب هوا ساز بتن

حباب هوا ساز بتن هیرو HERO

افزایش کارایی و دوام در برابر سیکل ذوب و یخبندان

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی رزیکس RESIX

افزایش آب‌بندی و مقاومت فشاری و خمشی موزاییک پلیمری

ضد یخ بتن

ضد یخ بتن مایع اسکیمو ESKIMO

زودگیر بتن بدون کلر

دیرگیر بتن

دیرگیر بتن لیکو LICO

افزایش زمان گیرش بتن در هوای گرم

2 دیدگاه برای “بتن چیست؟ دومین ماده پرمصرف دنیا و اجزای آن را بهتر بشناسید!

  1. اشتراک‌ها: پایداری ابعادی بتن چیست: بررسی کامل رفتار ارتجاعی بتن و کاربرد و تاثیر آن

  2. اشتراک‌ها: خواص صوتی بتن: جذب و انتقال صدا - صنایع شیمی ساختمان رامکا

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

چت واتساپ | مشاوره و خرید افزودنی بتن
چت در واتساپ
سلام! برای چت در WhatsApp پرسنل پشتیبانی که میخواهید با او صحبت کنید را انتخاب کنید
معمولاً در چند دقیقه پاسخ می دهیم