هنر تولید بتن

هنر تولید بتن، هنر در هم آمیختن است. تولیدکننده بتن، همچون آشپزی ماهر ترکیبی اعجاب آمیز از آب، سنگدانه و سیمان پدید می آورد که با گذشت زمان مشخصی سخت و مقاوم میشود. ماحصل این ترکیب، ماده ای است که پس از آب بیش از هر ماده دیگری بر روی کره زمین استفاده میشود. جالب است بدانید که صنعت پلاستیک در 60 سال گذشته بالغ بر 8 میلیارد تن محصول تولید نموده است؛ این در حالی است که میزان تولید و مصرف صنعت سیمان هر دو سال بیش از این مقدار خواهد بود.

ریشه کلمه بتن چیست؟

بتن برگرفته از واژه Béton در زبان فرانسه به معنای هر ترکیب چسبنده ای است که خاصیت سیمانی داشته باشد. معادل این واژه در زبان انگلیسی Concrete است که از کلمه لاتین Concretus به معنی فشرده یا متراکم گرفته شده است.

شالوده و پایه سازه های مدرن امروزی، مرهون توسعه بتن است. چرا که با تکیه بر ساختار مستحکم آن، بشر توانسته بناهایی بسازد که بیش از قبل در برابر بلایای طبیعی مقاوم باشند. در نتیجه با وجود بتن، ساختارهای آموزشی، حمل و نقل، انرژی، صنعتی و درمانی مجهز به بنیان های استواری شده اند که میتوانند همچون سپری از آنها محافظت کرده و طول عمر طولانی تری داشته باشند. به طور مختصر میتوان گفت که بتن ماده ای برای رام کردن طبیعت است.

مواد تشکیل دهنده بتن چیست؟

هماهنگونه که پیشتر گفته شد بتن ترکیبی از آب، سیمان و سنگدانه است. ترکیب آب و سیمان ماده چسبنده ای ایجاد میکند که به کمک آن سنگدانه ها به هم چسبانده میشوند. چیزی در حدود سه چهارم وزن بتن مربوط به سنگدانه ها است که غالبا از جنس شن، ماسه و یا انواع سنگ دانه های خرد شده هستند. با توجه به نوع نیاز، گاها افزودنی های مایع یا پودری نیز به ترکیبات بتن افزوده میشود.

گرید بتن چیست؟

مصارف مختلف، نیاز به مقاومت و ترکیبات گوناگونی از بتن دارند. گرید بتن مولفه ای است که مشخص میکند میزان استحکام آن قطعه چقدر خواهد بود. طبق استاندارد، 28 روز پس از تولید بتن (مدت زمان مورد نیاز برای ایجاد حداقل مقاومت در بتن)، مقاومت آن برای اندازه گیری گرید محاسبه میشود. خروجی این بررسی با مقیاس مگاپاسکال یا MPa نمایش داده میشود که در آن M نسبت سیمان، شن و سنگدانه را مشخص میکند.

گرید مناسب بتن در مصارف مختلف:

معرفی انواع بتن

کاربرد گسترده، شکل پذیری و هزینه منطقی موجب شده تا انواع گوناگونی از بتن متناسب با سازه های مختلف تولید شوند. در ادامه به معرفی متداول ترین مدل های بتن میپردازیم:

· بتن با مقاومت معمولی: بتن معمولی (Normal strength concrete)، رایج ترین نوع بتن با نسبت اختلاط 1:2:4 (یک قسمت سیمان، دو قسمت سنگدانه، چهار قسمت آب) است. از این نوع بتن ها اغلب برای روسازی در پروژه هایی که نیازمند حداکثر مقاومت کششی نیستند استفاده میشود.

· بتن ساده: بتن ساده (Plain concrete)، ساده ترین نوع بتن است که با نسبت اختلاط مشابه بتن معمولی ساخته میشود. از این نوع بتن برای ساخت سازه هایی استفاده میشود که نیازمند مقاومت کششی نیستند. پیاده رو و روسازی دو کاربرد رایج بتن های ساده هستند.

· بتن سبک: نوع دیگری از بتن، بتن های سبک (Lightweight concrete) هستند. بتن سبک در مقایسه با بتن معمولی چگالی کمتر و آب بیشتری دارد. این بتن با استفاده از سنگدانه های سبک مانند پوکه، خاک رس یا پرلیت ساخته میشود. نمونه بتن های سبک دارای چگالی ای کمتر از 1920 کیلوگرم در مترمکعب هستند. از این بتن در دیوارها و کف، جهت کاهش وزن سازه استفاده میشود.

· بتن آماده: بتن آماده یا Ready Mix Concrete، در کارخانه تولیدی ساخته میشود و با استفاده از کامیون های دارای میکسر به محل ساخت و ساز منتقل میگردد. در ترکیبات بتن آماده، معمولا افزودنی وجود دارد تا مواد پیش از رسیدن به مقصد سفت نشود.

· بتن پلیمری: بتن پلیمری (Polymer Concrete) بتنی است که در آن از چسب پلیمری که پیشتر عمل‌آوری و سخته شده است به جای سیمان استفاده میشود. بتن های پلیمری مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارند به همین دلیل انتخاب مناسبی برای استفاده در استخرها و سازه های فاضلابی هستند.

· بتن مسلح شده با الیاف شیشه ای: بتن شیشه ای (Glass concrete) گونه ای از بتن است که در آن از شیشه های بازیافتی به عنوان سنگدانه استفاده میشود. ابعاد شیشه های استفاده در این نوع بتن بسته به کاربرد میتواند از بسیار ریز تا درشت متنوع باشد.

· بتن مسلح: در حالتی که بتن با استفاده از میلگرد تقویت شود به آن بتن مسلح (Reinforced concrete) گفته میشود. وجود این میلگردها موجب تقویت مقاومت کششی بتن خواهد شد. پیمانکاران غالبا در سازه های با مقیاس بزرگ همچون ساختمان های بلند، پل ها، سدها و یا هر موقعیت ساختمانی که نیاز به حمل بارهای سنگین دارد از این نوع بتن استفاده میکنند.

· بتن متخلخل: بتن متخلخل (Pervious concrete) نوعی از بتن است که به آب اجازه میدهد از آن عبور کرده و به سطوح پایین تر نفوذ کند. از این بتن عموما برای روسازی جاده ها استفاده میشود تا در هنگام طوفان آب از این سطح عبور کرده و مانع تجمع آن شود.

· بتن پیش تنیده: یکی از متداول ترین مصالح استفاده شده در پروژه های بتنی ابعاد بالا، بتن های پیش تنیده (Prestressed concrete) هستند. این محصول ماحصل ترکیب ویژگی تحمل فشار بالا از بتن و استحکام کششی فولاد است. در پروژه هایی که سطح درگیر حمل بارهای سنگین است، بتن پیش تنیده مناسب ترین انتخاب خواهد بود، چرا که علاوه بر مقاومت احتمال ترک خوردن آن نیز پایین است.

· بتن پیش ساخته: در صنعت به نوعی از بتن که در قالب ریخته و عمل آوری میشود و سپس به محل ساخت و ساز انتقال می یابد، بتن پیش ساخته (Precast concrete) گفته میشود. این تدابیر موجب میشود بتن در یک محیط کنترل شده تر و تحت نظارت مانند کارخانه سخت شود. استفاده از بتن پیش ساخته امکان ساخت و ساز سریعتر را فراهم میکند.

· بتن هوادهی شده: بتن هوادهی شده (Air entrained concrete) دارای حباب های هوای میکروسکوپی است که موجب کاهش فشار داخلی در بتن میشود. در خلال تولید این بتن، یک عامل هوادهی به فرآیند اضافه میشود که کشش سطحی را کاهش میدهد و حفره های هوا را در دوغاب ایجاد میکند. بتن هوادهی شده مناسب سازه هایی است که دارای سیکل های یخ زدگی طولانی هستند؛ چرا که فضای مناسب برای انبساط در آن ایجاد شده است. در مجموع سه تا شش درصد حجم این بتن را هوا تشکیل میدهد.

· بتن با مقاومت بالا: مقاومت این محصولِ بتنی بیش از 40 مگا پاسکال خواهد بود. مقاومت بتن معمولی چیزی بین 21 تا 40 مگا پاسکال است. بتن با مقاومت بالا (High-strength concrete) با کمک سنگدانه های قوی و بادوام و نسبت بیشتر سیمان به آب ساخته میشود. از فوق روان کننده ها نیز برای بهبود چسبندگی با دقت بالا در این نوع از بتن مصرف میگردد.

· بتن مکیده: بتن مکیده (Vacuum concrete)، بتنی است که در ابتدا مقدار بیشتری آب به مخلوط اولیه اضافه میشود ولی در ادامه با استفاده از فرآیند هیدراتاسیون آب اضافی خود را از دست میدهد. استحکامی که در این نوع بتن بعد از 10 روز انتظار بدست می آید در نمونه های معمولی معادل 28 روز خواهد بود.

· بتن آسفالتی: از متداول ترین بتن هایی که معمولا برای ساخت جاده، پارکینگ و سایر روسازی ها استفاده میشود بتن آسفالتی (Asphalt concrete) است. بتن آسفالتی از دو ماده اولیه تشکیل میشود: سنگدانه و آسفالت مایع. این ترکیب در کارخانه ایجاد شده و سپس به محل اجرا منتقل میشود تا به وسیله ماشین سنگفرش در محل اجرا شده و با کمک غلطک متراکم شود.

· بتن سریع سخت شونده: بتن سریع سخت شونده (Rapid set concrete) نوعی بتن است که با سرعت بیشتری نسبت به بتن معمولی سخت میشود. میزان سختی این بتن در طول یک تا چند ساعت هم اندازه سختی بتن معمولی پس از 48 ساعت است. میزان سیمان استفاده شده در ترکیبات بتن سریع سخت شونده بیشتر از نمونه های دیگر است. وجود حجم بیشتر سیمان، موجب تسریع هیدراتاسیون و سخت شدن میشود. از این نوع بتن بیشتر برای تعمیر و بازسازی بتن های دیگر استفاده میشود.

· بتن خود متراکم: بتن خود متراکم (Self-compacting concrete)، یکی از پرمصرف ترین انواع بتن است که عمدتا به دلیل تراکم و مقاومت مورد توجه قرار گرفته است. این مدل از بتن بسیار روان بوده و قابلیت ته نشین شدن در هر قالبی را دارد.